一种tem样品的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及集成电路制造领域，特别涉及一种浅沟槽隔离结构的制造方法。
【背景技术】
[0002]TEM(Transmiss1n electron microscope，透射电子显微镜，简称:透射电镜)在包括集成电路分析在内的各个领域都有着极为广泛且越来越重要的应用，而FIB (聚焦离子束)制样则是半导体领域最为主要的TEM样品制备手段。
[0003]常规的??Μ样品制样方法是使用离子束从芯片的后端金属向硅衬底的方向切割，形成TEM薄片样品。但是由于离子束切割时，在样品内金属(如钨)或空洞的下方会由于切割速率的差异而形成貌似窗帘的拉痕，即:存在窗帘效应(Curtain Effect)。所述拉痕分别如图1和图2箭头所指。
[0004]虽然窗帘效应对于0.18微米以上制程的TEM样品影响较小，但对于0.13微米以下制程样品的影响则越来越大，特别是在28纳米及以下的样品，窗帘效应直接影响着制样的成败。
[0005]现有技术中，采取的消除窗帘效应的方法是:使用集成在FIB上的纳米操作仪，该纳米操作仪可以将预制备好的微米级别的样品倒置后，再用离子束从硅衬底向后段金属的方向切割，从而避免金属造成的拉痕对前段微小结构(如栅氧化层)的影响。但是，这种方法的缺点主要有两个:一个是纳米操作仪设备价格昂贵，高达数十万人民币，另一个更重要的是使用纳米操作仪制备这样的一个样品，需要非常有经验的工程师花费半天的时间才能完成，难度高，成本高，生产率低。
【发明内容】
[0006]本发明提供一种操作简单、成本低廉的可以消除窗帘效应的??Μ样品的制备方法。
[0007]为解决上述技术问题，本发明提供一种TEM样品的制备方法，包括:
[0008]步骤1:提供待分析芯片，该待分析芯片包括器件层和硅衬底；
[0009]步骤2:将所述待分析芯片的器件层与承载片固接；
[0010]步骤3:减薄硅衬底至至目标区域；
[0011]步骤4:对上述器件进行切割，完成TEM样品的制备。
[0012]作为优选，所述待分析芯片的尺寸为0.5cmX0.5cm?IcmX lcm。
[0013]作为优选，所述承载片的尺寸大于所述待分析芯片的尺寸。
[0014]作为优选，所述承载片为导电片。
[0015]作为优选，所述导电片为硅片或者金属片。
[0016]作为优选，当需要定点制备TEM样品时，在执行步骤4之前，先确定TEM样品的目标位置，并对该目标位置进行激光标记。
[0017]作为优选，所述步骤4中，通过FIB对上述器件进行切割，完成TEM样品的制备。
[0018]作为优选，所述步骤2中，采用胶水将所述待分析芯片的器件层与承载片固接。
[0019]作为优选，所述步骤3中，采用研磨盘对待分析芯片的硅衬底进行研磨，使硅衬底减薄至厚度为0.l-2um。
[0020]与现有技术相比，本发明提供一种TEM样品的制备方法，包括:步骤1:提供待分析芯片，该待分析芯片包括器件层和硅衬底；步骤2:将所述待分析芯片的器件层与承载片固接；步骤3:减薄硅衬底至目标区域；步骤4:对上述器件进行切割，完成TEM样品的制备。本发明通过将待分析芯片固定在承载片上，通过减薄硅衬底至目标区域后，再切割制备TEM样品，可以很快速、简单且低成本地制备倒置的TEM样品，从而避免窗帘效应对TEM样品的影响，获得非常高质量的TEM影像。另外，如果一个样品上要制备多个TEM样品，则只需要将硅衬底减薄一次，效率更高。
【附图说明】
[0021]图1和图2均为受到窗帘效应严重影响的TEM样品的透射电镜图；
[0022]图3为本发明中的一种??Μ样品的制备方法的流程示意图；
[0023]图4为本发明中待分析芯片的结构示意图；
[0024]图5为本发明中待分析芯片固定到承载片后的结构示意图；
[0025]图6为本发明中待分析芯片的研磨示意图；
[0026]图7为本发明中研磨后的待分析芯片的结构示意图；
[0027]图8为本发明中进行激光标记后的待分析芯片的结构示意图；
[0028]图9为本发明中进行TEM样品制备时的待分析芯片的结构示意图；
[0029]图10为待分析芯片贴到承载片上后的示意图；
[0030]图11为对待分析芯片进行激光标记后的光学显微镜图示；
[0031]图12为对待分析芯片进行激光标记后的透射电镜图示；
[0032]图13为采用本发明的TEM样品的制备方法制备的TEM样品的图示。
[0033]图中所示:100-待分析芯片、110-器件层、120-硅衬底、200-承载片、300-胶水、400-研磨台、500-激光标记、600-TEM样品。
【具体实施方式】
[0034]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做详细的说明。需说明的是，本发明附图均采用简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
[0035]如图3所示，本发明提供一种TEM样品的制备方法，包括:
[0036]步骤1:如图4所示，提供待分析芯片100，需要说明的是，所述待分析芯片100为现有技术中的常规产品，无需工作人员花费时间专门研究，成本低。进一步的，所述待分析芯片100包括器件层110和硅衬底120，且所述待分析芯片100的尺寸(长X宽)为0.5cmX 0.5cm ?IcmX Icm0
[0037]步骤2:如图5所示，将所述待分析芯片100的器件层110与承载片200固接，所述待分析芯片100与承载片200共同组成样品的整体结构，当然，该样品用于后续切割制备TEM 样品 600。
[0038]较佳的，可以采用胶水300将所述待分析芯片100的器件层110与承载片200固接，同时待分析芯片100的两侧也使用胶水与承载片200连接，避免待分析芯片100与承载片200粘结不牢，所述胶水300可以采用热熔胶，成本低廉，便于实现。
[0039]进一步的，所述承载片200的尺寸大于所述待分析芯片100的尺寸，方便后续研磨待分析芯片100。且所述承载片200为金属片或硅片等可以导电的薄片。
[0040]步骤3:如图6和图7所示，采用研磨盘400对待分析芯片100的硅衬底120进行研磨，使娃衬底120减薄至厚度为0.l-2um。具体地，由于研磨时，待分析芯片100的边缘研磨速率较快，因此可以根据待分析芯片100暴露出的图形情况判断目标区域的位置和剩余硅衬底120的厚度。
[0041]接着，如图8所示，当需要定点制备TEM样品600时，需要先确定TEM样品600的目标位置，并对该目标位置处做激光标记500，以便后续制备TEM样品600。当然，若无需定点制备TEM样品600时，则在完成步骤3后进入步骤4，不需执行此步骤。
[0042]步骤4:如图9所示，对上述器件(即待分析芯片100与承载片200组成的样品)进行切割，完成TEM样品600的制备。
[0043]具体地，对于需要定点制备TEM样品600时，则需要根据所述激光标记500对上述器件进行切割，以制备特定的TEM样品600。
[0044]而对于无需定点制备TEM样品600时，则可以直接对上述器件进行切割制备TEM样品600。
[0045]当然，如果需要制备更多的TEM样品600可以在前一个TEM样品600的附近继续制备，获得另一个高质量的TEM样品600。相比于传统方法，大大降低了分析的费用/时间成本和难度。
[0046]作为优选，所述步骤4中，通过FIB(聚焦离子束)对上述器件进行切割，完成TEM样品600的制备。
[0047]请参照图10至图13，使用本发明的上述TEM样品的制备方法的一种操作方式为:
[0048]首先，将待分析芯片100粘贴在承载片200上，如图10所示，接着，研磨待分析芯片100至目标区域，此时剩余少量的硅衬底120 ;
[0049]使用激光对目标区域进行标记，如图11和12所示；
[0050]然后使用FIB对目标区域进行制样获得高质量的TEM样品600，如图13所示，当然，如果需要制备更多的TEM样品600可以在前一个TEM样品600的附近继续制备，获得另一个高质量的TEM样品600。相比于传统方法，大大降低了分析的费用/时间成本和难度。
[0051]由图13可知，上述待分析芯片100的前段Poly (多晶硅)、CT、Gate Oxide (栅氧化层)等，在制样过程中未产生严重的窗帘效应。
[0052]综上所述，本发明的一种TEM样品的制备方法，包括:步骤1:提供待分析芯片100，该待分析芯片100包括器件层110和硅衬底120 ;步骤2:将所述待分析芯片100的器件层110与承载片200固接；步骤3:减薄硅衬底120至目标区域；步骤4:对上述器件进行切割，完成TEM样品600的制备。本发明通过将待分析芯片100固定在承载片200上，通过减薄硅衬底120至目标区域后，再切割制备TEM样品600，可以很快速、简单且低成本地制备倒置的TEM样品600，从而避免窗帘效应对TEM样品600的影响，获得非常高质量的TEM影像。另外，如果一个样品上要制备多个TEM样品600，则只需要将硅衬底120减薄一次，效率更尚。
[0053]显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。
【主权项】
1.一种TEM样品的制备方法，其特征在于，包括: 步骤1:提供待分析芯片，该待分析芯片包括器件层和硅衬底； 步骤2:将所述待分析芯片的器件层与承载片固接； 步骤3:减薄硅衬底至目标区域； 步骤4:对上述器件进行切割，完成TEM样品的制备。2.如权利要求1所述的一种TEM样品的制备方法，其特征在于，所述待分析芯片的尺寸为 0.5cmX 0.5cm ?IcmX Icm03.如权利要求1所述的一种TEM样品的制备方法，其特征在于，所述承载片的尺寸大于所述待分析芯片的尺寸。4.如权利要求1所述的一种TEM样品的制备方法，其特征在于，所述承载片为导电片。5.如权利要求4所述的一种TEM样品的制备方法，其特征在于，所述导电片为硅片或者金属片。6.如权利要求1所述的一种TEM样品的制备方法，其特征在于，当需要定点制备TEM样品时，在执行步骤4之前，先确定TEM样品的目标位置，并对该目标位置进行激光标记。7.如权利要求1所述的一种TEM样品的制备方法，其特征在于，所述步骤4中，通过FIB对上述器件进行切割，完成TEM样品的制备。8.如权利要求1所述的一种TEM样品的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，采用胶水将所述待分析芯片的器件层与承载片固接。9.如权利要求1所述的一种TEM样品的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，采用研磨盘对待分析芯片的硅衬底进行研磨，直至到达目标区域。10.如权利要求9所述的一种TEM样品的制备方法，其特征在于，研磨后的硅衬底的厚度为 0.l-2um。
【专利摘要】本发明公开了一种TEM样品的制备方法，包括：步骤1：提供待分析芯片，该待分析芯片包括器件层和硅衬底；步骤2：将所述待分析芯片的器件层与承载片固接；步骤3：减薄硅衬底目标区域；步骤4：对上述器件进行切割，完成TEM样品的制备。本发明的TEM样品的制备方法的操作方式简单，成本低廉，可以有效消除窗帘效应。
【IPC分类】G01N1/28
【公开号】CN105136543
【申请号】CN201510623488
【发明人】陈强, 陈 胜
【申请人】上海华力微电子有限公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年9月27日