Tem样品的制作方法及其tem样品的制作方法
【专利摘要】本发明一种TEM样品的制作方法及利用该方法形成的TEM样品，所述方法包括：提供样品，所述样品中具有目标区域，所述样品为硅衬底及其上覆盖的芯片材料层；对所述样品进行截面研磨工艺，截面研磨后的样品的边缘与所述目标区域的距离为2-10微米；在所述截面研磨后的样品上形成单侧大坑，所述截面研磨后的样品的厚度减薄为1-3微米;去除硅衬底上覆盖的所述芯片材料层，保留样品；使用FIB方法对减薄后的样品进行平面制样，形成TEM样品。利用本发明的方法制作的TEM样品能够在平面TEM样品上清楚地观测到硅衬底上的各个位置的位错，避免了金属硅化物造成的影响。
【专利说明】TEM样品的制作方法及其TEM样品
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体【技术领域】，特别涉及一种TEM样品的制作方法及利用该制作方法获得的TEM样品。
【背景技术】
[0002]半导体衬底的材质通常为单晶硅的结构，但在对半导体衬底进行的各种工艺过程中会在半导体衬底内部产生一些缺陷(比如位错缺陷)，这些缺陷会使得最终形成的半导体器件甚至整个芯片失效。
[0003]现有技术中，本领域技术人员利用透射电子显微镜(TEM)的方法对样品进行观测，所述样品通常为利用利用截面研磨或平面聚焦离子束(FIB)的方法对样品硅衬底进行制作形成。但是现有技术形成的TEM样品只能用于观测特别严重的或在沟道中的微小的位错，而对于在在源漏区域硅化镍等(NiSi)层次以下的微小的位错，则在TEM观测时会由于NiSi的干扰而无法分辨。因此有必要对现有的TEM样品的制作方法进行改进，使得制作的TEM样品能够清楚的观测到样品上各个位置的缺陷，避免金属硅化物对TEM样品观测造成的影响。
【发明内容】
[0004]本发明解决的问题是提供一种TEM的制作方法及利用该方法制作的TEM样品，能够在平面TEM样品上清楚地观测到硅衬底上的各个位置的位错，避免了金属硅化物造成的影响。
[0005]为了解决上述问题，本发明一种TEM样品的制作方法，包括:
[0006]提供样品，所述样品中具有目标区域，所述样品为硅衬底及其上覆盖的芯片材料层；
[0007]对所述样品进行截面研磨工艺，截面研磨后的样品的边缘与所述目标区域的距离为2-10微米；
[0008]在所述截面研磨后的样品上形成单侧大坑，所述截面研磨后的样品的厚度减薄为1-3微米；
[0009]去除硅衬底上覆盖的所述芯片材料层，保留样品；
[0010]使用FIB方法对减薄后的样品进行平面制样，形成TEM样品。
[0011]可选地，所述去除硅衬底上覆盖的所述芯片材料层的步骤在所述截面研磨后的样品上形成单侧大坑的步骤之后形成。
[0012]使用FIB方法对减薄后的样品进行平面制样，形成TEM样品。
[0013]可选地，所述去除硅衬底上覆盖的所述芯片材料层为利用酸性溶液去除。
[0014]可选地，所述酸性溶液为氢氟酸。
[0015]使用FIB方法对减薄后的样品进行平面制样，形成TEM样品。
[0016]可选地，形成的TEM样品的厚度范围为0.1-0.3微米。[0017]使用FIB方法对减薄后的样品进行平面制样，形成TEM样品。
[0018]可选地，还包括:在将硅衬底上覆盖的芯片材料层去除后，对样品进行表面清洗的步骤。
[0019]相应地，本发明还提供一种利用所述方法制作的TEM样品，所述TEM样品的厚度范围为0.1-0.3微米。
[0020]与现有技术相比，本发明的优点在于:
[0021]利用本发明的方法制作的TEM样品能够清楚的观测到样品上各个位置的缺陷，避免金属硅化物对TEM样品观测造成的影响，本发明的方法可以用于定点分析或非定点分析。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是本发明的TEM样品制作方法流程示意图；
[0023]图2-图4是本发明一个实施方式的TEM样品制作方法剖面结构示意图；
[0024]图5是图2所示的样品的俯视结构示意图。
【具体实施方式】
[0025]现有技术形成的TEM样品只能用于观测特别严重的或在沟道中的微小的位错，而对于在在源漏区域硅化镍等(NiSi)层次以下的微小的位错，则在TEM观测时会由于NiSi的干扰而无法分辨。因此有必要对现有的TEM样品的制作方法进行改进，使得制作的TEM样品能够清楚的观测到样品上各个位置的缺陷，避免金属硅化物对TEM样品观测造成的影响。
[0026]为了解决上述问题，本发明一种TEM样品的制作方法，请参考图1所示的本发明的TEM样品制作方法流程示意图，所述TEM样品的制作方法包括:
[0027]步骤SI，提供样品，所述样品中具有目标区域，所述样品为硅衬底及其上覆盖的芯片材料层；
[0028]步骤S2，对所述样品进行截面研磨工艺，截面研磨后的样品的边缘与所述目标区域的距离为2-10微米；
[0029]步骤S3，在所述截面研磨后的样品上形成单侧大坑，所述截面研磨后的样品的厚度减薄为1-3微米；
[0030]步骤S4,去除硅衬底上覆盖的所述芯片材料层，保留样品；
[0031]步骤S5，使用FIB方法对减薄后的样品进行平面制样，形成TEM样品。
[0032]下面结合具体实施例对本发明的技术方案进行详细的说明。为了更好地说明本发明的技术方案，请结合图2-图4所示的本发明一个实施方式的TEM样品制作方法剖面结构示意图。
[0033]首先，请参考图2，并结合图5，图5为图2所示的样品的俯视结构示意图，执行步骤SI，提供样品10，所述样品10中具有目标区域20，所述样品10包括硅衬底以及位于硅衬底上的芯片材料层。接着，请继续参考图2，执行步骤S2，对所述样品10进行截面研磨工艺，截面研磨后的样品10的边缘与所述目标区域20的距离D的范围为2-10微米。
[0034]接着，请继续参考图2，执行步骤S2，在所述截面研磨后的样品10上形成单侧大坑，所述截面研磨后的样品10的厚度减薄为1-3微米；[0035]接着，请参考图3并结合图2，在所述截面研磨后的样品10上形成单侧大坑的步骤之后，执行步骤S4，去除硅衬底上覆盖的所述芯片材料层30，保留样品10。作为一个实施例，所述去除样品10上的芯片材料层30为利用酸性溶液去除。本实施例中，所述酸性溶液为氢氟酸。作为优先的实施例，在将样品10上的芯片材料层去除后，对样品10进行表面清洗的步骤。
[0036]接着，请参考图4，并执行步骤S5，使用FIB方法对减薄后的样品10进行平面制样，形成TEM样品，形成的TEM样品的厚度范围为0.1-0.3微米。
[0037]综上，利用本发明的方法制作的TEM样品能够清楚的观测到样品上各个位置的缺陷，避免金属硅化物对TEM样品观测造成的影响，本发明的方法可以用于定点分析或非定点分析。
[0038]因此，上述较佳实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种TEM样品的制作方法，其特征在于，包括: 提供样品，所述样品中具有目标区域，所述样品为硅衬底及其上覆盖的芯片材料层； 对所述样品进行截面研磨工艺，截面研磨后的样品的边缘与所述目标区域的距离为2-10微米； 在所述截面研磨后的样品上形成单侧大坑，所述截面研磨后的样品的厚度减薄为1-3微米； 去除硅衬底上覆盖的所述芯片材料层，保留样品； 使用FIB方法对减薄后的样品进行平面制样，形成TEM样品。
2.如权利要求1所述的TEM样品的制作方法，其特征在于，所述去除硅衬底上覆盖的所述芯片材料层的步骤在所述截面研磨后的样品上形成单侧大坑的步骤之后形成。
3.如权利要求1所述的TEM样品的制作方法，其特征在于，所述去除硅衬底上覆盖的所述芯片材料层为利用酸性溶液去除。
4.如权利要求3所述的TEM样品的制作方法，其特征在于，所述酸性溶液为氢氟酸。
5.如权利要求1所述的TEM样品的制作方法，其特征在于，形成的TEM样品的厚度范围为0.1-0.3微米。
6.如权利要求1所述的TEM样品的制作方法，其特征在于，还包括:在将所述硅衬底上覆盖的所述芯片材料层去除后，对样品进行表面清洗的步骤。
7.利用权利要求1所述方法制作的TEM样品，其特征在于，所述TEM样品的厚度范围为.0.1-0.3 微米。
【文档编号】G01N1/28GK103645075SQ201310625537
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年11月28日 优先权日:2013年11月28日
【发明者】陈强, 邱燕蓉 申请人:上海华力微电子有限公司