专利名称：制备电子显微镜检测样品的模具及其制造方法
技术领域：
本发明涉及半导体器件制造过程中制备检测样品的模具，特别涉及制备电子显微镜检测样品的模具及其制造方法。
背景技术：
半导体器件制造过程中常常要用例如透射式电子显微镜来检测样品，以确定适当的工艺条件。制备符合要求的电子显微镜检测样品极其重要，电子显微镜检测样品的精确度高，样品的制备工作太困难。
当前制备电子显微镜检测样品最常用的方法之一是，将毛坯晶片用石蜡粘贴在操作台上，首先机械抛光，然后用细金刚砂纸进行机械研磨，砂纸上的金刚砂颗粒直径约为1μm，使用不同的水砂纸和金刚砂砂纸(金刚砂颗粒直径从15μm-1μm)逐步研磨样品。制备电子显微镜检测样品用的毛坯晶片的厚度是0.5cm-1.0cm，研磨后制成的样品厚度是10μm-15μm。
经过以上的研磨步骤，最后可以得到厚度小于20μm的样品。只有厚度是10μm-15μm的样品才便于利用离子减薄机台对样品进行进一步的减薄处理，便于最后样品通过透射式电子显微镜(TEM)成像。机械减薄后的样品厚度将直接决定离子减薄所使用的时间，以及透射式电子显微镜的观测结果和成像质量，为了得到更高的制样效率和更好的成像质量，在样品不碎裂的前提下样品的厚度越薄越好，最佳的厚度为15μm以下。
当前制备电子显微镜检测样品最常用的方法是，首先机械抛光，然后用细金刚砂纸研磨。该方法是由操作人员手工操作，通常采用的所谓“贴片”方法，是将毛坯晶片用石蜡粘贴到操作台上，然后进行研磨。在贴片操作中，毛坯片容易倾斜，不容易达到所要求的水平度，如果贴片倾斜太大，会造成样品厚薄不均，所要观测的地点达不到要求厚度，甚至会照成局部样品厚度过薄而碎裂。而且，操作人员需根据感觉来控制研磨的结束点。被研磨后的样品大部分的样品厚大于15μm，达不到要求的最佳厚度(0.5cm-1.0cm)。只有少部分的样品厚度符合要求，同时，样品的质量受人为因素的影响太大。
一个操作人员要用很长时间才能成为熟练的研磨人员，即使很有经验的操作人员要确定样品是否研磨好也很困难。样品通常会过研磨，也就是说，损坏了样品，必须重新制备电子显微镜检测样品，当前这种制备电子显微镜检测样品的方法费工费时，而且要制备符合要求的样品很困难。
发明内容
为了克服上述的现有的制备电子显微镜检测样品的方中存在的缺点，提出本发明。
按照本发明的一个技术方案，提供一个制备电子显微镜检测样品的模具。
按照本发明的另一个技术方案，提供制备电子显微镜检测样品的模具的制造方法。
按照本发明一个技术方案，制备电子显微镜检测样品的模具是一个玻璃模板，玻璃模板的中心部分形成放样品的凹槽。玻璃模板的尺寸是25×25×4(mm)。玻璃模板的中心部分形成的放样品凹槽的尺寸是长度15mm×宽度5mm×深度10-15μm，样品毛坯片的一个表面上涂覆石蜡，表面上涂覆有石蜡的样品毛坯片放到玻璃模板中心部分形成的放样品的凹槽中，然后，进行机械抛光和用金刚砂纸研磨。利用石蜡把样品毛坯片粘贴于玻璃凹槽之中，进行机械研磨至比玻璃片高出约0.1mm时，换用金刚砂纸研磨至与玻璃齐平，就可得到合格的样品。由于所用的玻璃片表面比样品大许多，因而用玻璃片进行水平调整比直接利用样品进行水平调整容易了许多，而且，由于玻璃表面面积大，其研磨的速率会比样品慢很多，利用玻璃的磨损面来判定研磨结束是很简单的一件事。由于很难将水平调节至完美，玻璃片与磨损面会有一定的倾角，当磨损面到达样品凹槽时，整个研磨过程就可以结束了。
按照本发明另一个技术方案的制备电子显微镜检测样品的模具的制造方法，包括以下步骤步骤1，选择一个尺寸为，25mm×25mm×4mm的玻璃板1；
步骤2，在所选择的玻璃板1的中心位置放置一个盖板，盖板的尺寸是长度15mm×宽度5mm；步骤3，用金刚石刻刀在玻璃板1的中心位置刻出盖板的轮廓线；步骤4，在玻璃板1的中心位置刻出盖板的轮廓线范围以外的部分加一个挡板，并在挡板上涂覆保护材料，防止在随后进行的凹槽腐蚀过程中盖板的轮廓线范围以外的部分被腐蚀；步骤5，用反应离子腐蚀(RIE)方法结合氢氧化钾(KOH)溶液腐蚀方法腐蚀玻璃板1的中心位置刻出的盖板轮廓线范围内的玻璃板部分，形成凹槽，最后除去凹槽之外的玻璃模板上的保护材料。
本文中包括的附图用于更好地理解本发明，附图包括在说明书中，并作为说明书的一个组成部分，附图中显示出本发明的实施例，与说明书的文字部分一起说明本发明的原理。附图中图1是按本发明的制备电子显微镜检测样品的模具透视图；图2是按本发明的制备电子显微镜检测样品的模具的剖视图；图3是按本发明的制备电子显微镜检测样品的模具制造方法中，玻璃板中心部分粘贴盖板后的玻璃模板的透视图；图4是按本发明的制备电子显微镜检测样品的模具制造方法中，玻璃板上加涂层后的玻璃模板的透视5是按本发明的制备电子显微镜检测样品的模具制造方法中用RIE腐蚀结合KOH腐蚀刻蚀出样品放置槽的玻璃模具的透视图具体实施方式
以下参见附图详细说明按本发明一个技术方案的制备电子显微镜检测样品的模具，按本发明另一个技术方案的制备电子显微镜检测样品的模具的制造方法。
图1是按本发明的制备电子显微镜检测样品的模具透视图，图2是按本发明的制备电子显微镜检测样品的模具剖视图。参见图1和图2，按本发明一个技术方案的制备电子显微镜检测样品的模具是一个玻璃模板1，玻璃模板1的中心部分形成放样品的凹槽2。玻璃模板1的尺寸是25mm×25mm×4mm。玻璃模板1的中心部分形成的放样品凹槽2的尺寸是长度15mm×宽度5mm×深度15μm。
用按本发明的模具制备样品时，样品毛坯玻璃板的一个毛坯玻璃板表面上涂覆石蜡，表面上涂覆有石蜡的样品毛坯玻璃板放到玻璃模板中心部分形成的放样品的凹槽中，然后，进行机械抛光和用金刚砂纸研磨。
制备样品的操作过程和样品厚度的控制方法是利用石蜡把样品毛坯片粘贴于玻璃凹槽之中，进行机械研磨至比玻璃片高出约0.1mm时，换用金刚砂纸研磨至与玻璃齐平，就可得到合格的样品。由于利用了其表面面积比样品表面面积大许多的玻璃片，因而用玻璃片进行水平调整比直接利用样品进行水平调整容易了许多，而且由于玻璃表面面积大，其研磨的速率会比样品慢很多，利用玻璃的磨损面来判定研磨结束是很简单的一件事。由于很难将水平调节至完美，玻璃片与磨损面会有一定的倾角，当磨损面到达样品凹槽时，整个研磨过程就可以结束了。
图3是按本发明的制备电子显微镜检测样品的模具制造方法中，玻璃板心部分粘贴盖板后的玻璃模板的透视图；图4是按本发明的制备电子显微镜检测样品的模具制造方法中，玻璃板上加涂层后的玻璃模板的透视5是按本发明的制备电子显微镜检测样品的模具制造方法中用RIE腐蚀结合KOH腐蚀刻蚀出样品放置槽的玻璃模具的透视图以下参见图3至图5详细说明按本发明另一个技术方案的制备电子显微镜检测样品的模具的制造方法。模具的制造方法包括以下工艺步骤步骤1，选择一个尺寸为，25mm×25mm×4mm的玻璃板1；步骤2，在所选择的玻璃板1的中心位置放置一个盖板，盖板的尺寸是长度15mm×宽度5mm；步骤3，用金刚石刻刀在玻璃板1的中心位置刻出盖板的轮廓线；
步骤4，在玻璃板1的中心位置刻出盖板的轮廓线范围以外的部分加一个挡板，并在挡板上涂覆保护材料，防止在随后进行的腐蚀凹槽的过程中盖板的轮廓线范围以外的部分被腐蚀；步骤5，用反应离子腐蚀(RIE)结合氢氧化钾(KOH)溶液腐蚀方法，腐蚀玻璃板1的中心位置刻出的盖板轮廓线范围内的玻璃板部分，形成凹槽2，最后除去凹槽2之外的玻璃模板上的保护材料。形成的凹槽尺寸是长度15mm×宽度5mm×深度10-15μm。腐蚀三小时即可得到10-15μm的凹槽2，RIE机台是直径为200mm(8英寸)硅片的反应室，一次可以同时制备多达10片以上的模板。如没有反应离子腐蚀(RIE)机台，则可用化学溶液腐蚀的方式替代。
用本发明的模具制备电子显微镜检测样品时人为的因素影响小，操作容易，所制备的样品合格率高，因而降低了总生产成本。
以上详细描述了按本发明的制备电子显微镜检测样品的模具以及模具的制造方法。但是本发明不限于本文中的详细描述。本行业的技术人员应了解，本发明能以其他的形式实施。因此，按本发明的全部技术方案，所列举的实施方式只是用于说明本发明而不是限制本发明，并且，本发明不局限于本文中描述的细节。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书界定。
权利要求
1.制备电子显微镜检测样品的模具，其特征是，模具是一个玻璃模板(1)，玻璃模板(1)的中心部分形成放样品的凹槽(2)，玻璃模板(1)的尺寸是25×25×4(mm)，玻璃模板(1)的中心部分形成的放样品凹槽(2)的尺寸是长度15mm×宽度5mm×深度15μm。
2.制备电子显微镜检测样品的模具的制造方法，包括以下工艺步骤步骤1，选择一个尺寸为25×25×4(mm)的玻璃板(1)；步骤2，在所选择的玻璃板(1)的中心位置放置一个盖板，盖板的尺寸是长度15mm×宽度5mm；步骤3，用金刚石刻刀在玻璃板(1)的中心位置刻出盖板的轮廓线；步骤4，在玻璃板(1)的中心位置刻出盖板的轮廓线范围以外的部分加一个挡板，并在挡板上涂覆保护材料，防止在随后进行的腐蚀凹槽的过程中盖板的轮廓线范围以外的部分被腐蚀；步骤5，用反应离子腐蚀(RIE)方法结合氢氧化钾(KOH)溶液腐蚀方法腐蚀玻璃板(1)的中心位置刻出的盖板轮廓线范围内的玻璃板部分，形成凹槽(2)，最后除去凹槽(2)之外的玻璃模板上的保护材料。
3.按照权利要求2的模具制造方法，其特征是，形成的凹槽(2)尺寸是长度15mm×宽度5mm×深度10-15μm。
4.按照权利要求2的模具制造方法，其特征是，步骤5中，用反应离子腐蚀(RIE)结合KOH腐蚀，腐蚀三小时即可得到10-15μm的凹槽(2)。
5.按照权利要求4的模具制造方法，其特征是，RIE机台是8寸硅片的反应室，一次可以同时制备多达10片以上的模板。
全文摘要
本发明提供制备电子显微镜检测样品的模具和模具的制造方法。模具是一个玻璃模板1，玻璃模板1的中心部分形成放样品的凹槽2。模具的制造方法是，首先在玻璃模板的中心放置其尺寸与要形成的凹槽尺寸相同的盖板，用刻刀在玻璃模板中心位置刻出盖板的轮廓线，轮廓线范围之外的玻璃模板部分涂覆保护层，使其在随后的腐蚀工艺中不被腐蚀，用腐蚀工艺将模板轮廓线内的玻璃模板部分形成凹槽。
文档编号G01N1/06GK1888849SQ20051002728
公开日2007年1月3日 申请日期2005年6月29日 优先权日2005年6月29日
发明者蒋青云, 胡建强, 周晶, 高强 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司