本發(fā)明涉及集成電路分析領域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種透射電子顯微鏡樣品結(jié)染色的方法。

背景技術(shù)：

透射電子顯微鏡在包括集成電路分析在內(nèi)的各個領域都有著極為廣泛且越來越重要的應用，特別是用在微小缺陷的分析方面起著不可替代的作用。

能引起芯片失效的缺陷有很多種，其中最難分析的是非常微小的納米級的摻雜異常，這類缺陷用常規(guī)的分析方法比如SEM、透射電子顯微鏡等均無法觀測，目前唯一有效的是使用透射電子顯微鏡結(jié)染色的方法。

常規(guī)的結(jié)染色的制樣流程是先將待測芯片樣品平面加工至靠近目標層，比如露出接觸孔(鎢栓)；利用聚焦離子束切割完成TEM樣品的第一個面，露出待分析結(jié)的Si；使用對結(jié)中摻雜Si具有較高刻蝕速率的化學試劑處理樣品，去除該區(qū)域的Si；使用離子束切割完成透射電子顯微鏡樣品的第二個面，形成最終的透射電子顯微鏡樣品薄片。

但是，該制樣方式在切割完成透射電子顯微鏡樣品的第一個面時，需要切除小部分的待測區(qū)域的Si，以確保待測區(qū)域的Si全部暴露出來，能被化學試劑反應到。這樣就產(chǎn)生了一個問題，當缺陷正好位于切除區(qū)域時，分析就會失敗。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在上述缺陷，提供一種透射電子顯微鏡樣品結(jié)染色的方法，使得能夠完全保留目標結(jié)上的待測摻雜材質(zhì) 形貌，從而在后續(xù)化學試劑處理后能夠獲得完整準確的分析結(jié)果。

為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種透射電子顯微鏡樣品結(jié)染色的方法，包括：

第一步驟：切割樣品的第一側(cè)面至距離待測結(jié)側(cè)向地距離第一預定厚度的SiO₂的位置處；

第二步驟：使用第一化學試劑去除第一側(cè)面上剩余的全部SiO₂；

第三步驟：使用第二化學試劑去除待測結(jié)中的摻雜硅；

第四步驟：完成透射電子顯微鏡樣品的第二側(cè)面的切割制備，形成透射電子顯微鏡樣品薄片，其中離子束不直接切到Si，而側(cè)向地保留距離待測結(jié)的第二預定厚度的SiO₂。

優(yōu)選地，第二側(cè)面與第一側(cè)面是透射電子顯微鏡樣品的相對的兩個側(cè)面。

優(yōu)選地，第一化學試劑為稀釋的氫氟酸。

優(yōu)選地，第二化學試劑為硝酸、氫氟酸、醋酸的混合溶液。

優(yōu)選地，第一步驟使用聚焦離子束切割樣品的第一側(cè)面。

優(yōu)選地，所述第一預定厚度為10～30nm。

優(yōu)選地，所述第二預定厚度為10～30nm。

優(yōu)選地，第四步驟采用聚焦離子束完成透射電子顯微鏡樣品的第二側(cè)面的切割制備。

本發(fā)明所描述的技術(shù)方法可以避免離子束的損傷，完全保留目標結(jié)上的待測摻雜材質(zhì)形貌，從而在后續(xù)化學試劑處理后能夠獲得完整準確的分析結(jié)果。由此，本發(fā)明的透射電子顯微鏡樣品結(jié)染色的方法通過避免缺陷區(qū)域在制樣過程中被離子束切除或損傷，從而提高了分析的準確性和成功率。

附圖說明

結(jié)合附圖，并通過參考下面的詳細描述，將會更容易地對本發(fā)明有更完整的理解并且更容易地理解其伴隨的優(yōu)點和特征，其中：

圖1至圖12示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的透射電子顯微鏡樣品結(jié)染色的方法的各個步驟。

圖13示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的透射電子顯微鏡樣品結(jié)染色的方法制樣得到的透射電子顯微鏡照片。

需要說明的是，附圖用于說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。注意，表示結(jié)構(gòu)的附圖可能并非按比例繪制。并且，附圖中，相同或者類似的元件標有相同或者類似的標號。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚和易懂，下面結(jié)合具體實施例和附圖對本發(fā)明的內(nèi)容進行詳細描述。

圖1至圖12示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的透射電子顯微鏡樣品結(jié)染色的方法的各個步驟。

如圖1至圖12所示，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的透射電子顯微鏡樣品結(jié)染色的方法包括：

第一步驟：使用聚焦離子束切割樣品的第一側(cè)面至距離待測結(jié)側(cè)向地距離第一預定厚度10的SiO₂的位置處；

優(yōu)選地，所述第一預定厚度10為10～30nm。

得到的結(jié)構(gòu)如圖1的俯視圖、圖2所示的沿圖1的虛線X-X’截取的截面圖、以及圖2所示的沿圖1的虛線Y-Y’截取的截面圖所示。

第二步驟：使用第一化學試劑去除第一側(cè)面上剩余的全部SiO₂；

可選的，第一化學試劑為稀釋的氫氟酸。

得到的結(jié)構(gòu)如圖4的俯視圖、圖5所示的沿圖4的虛線X-X’截取的截面圖、以及圖6所示的沿圖4的虛線Y-Y’截取的截面圖所示。

第三步驟：使用第二化學試劑去除待測結(jié)中的摻雜硅；

可選的，第二化學試劑為硝酸、氫氟酸、醋酸的混合溶液；

得到的結(jié)構(gòu)如圖7的俯視圖、圖8所示的沿圖7的虛線X-X’截取的截面圖、以及圖9所示的沿圖7的虛線Y-Y’截取的截面圖所示。

第四步驟：完成透射電子顯微鏡樣品的第二側(cè)面的切割制備，形成透射電子顯微鏡樣品薄片，其中離子束不直接切到Si，而側(cè)向地保留距離待測結(jié)的第二預定厚度的SiO₂。

得到的結(jié)構(gòu)如圖10的俯視圖、圖11所示的沿圖10的虛線X-X’截取的截面圖、以及圖12所示的沿圖10的虛線Y-Y’截取的截面圖所示。

優(yōu)選地，第四步驟采用聚焦離子束完成透射電子顯微鏡樣品的第二側(cè)面的切割制備。

優(yōu)選地，所述第二預定厚度為10～30nm。

其中，如圖所示，第二側(cè)面與第一側(cè)面是透射電子顯微鏡樣品的相對的兩個側(cè)面。

例如，對某28納米芯片SRAM上NMOS進行結(jié)染色分析，使用本發(fā)明的方法，完全避免了離子束對待測區(qū)域的損傷(如圖13)，從而獲得了更加準確的效果。

本發(fā)明所描述的技術(shù)方法可以避免離子束的損傷，完全保留目標結(jié)上的待測摻雜材質(zhì)形貌，從而在后續(xù)化學試劑處理后能夠獲得完整準確的分析結(jié)果。由此，本發(fā)明的透射電子顯微鏡樣品結(jié)染色的方法通過避免缺陷區(qū)域在制樣過程中被離子束切除或損傷，從而提高了分析的準確性和成功率。

此外，需要說明的是，除非特別說明或者指出，否則說明書中的術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等描述僅僅用于區(qū)分說明書中的各個組件、元素、步驟等，而不是用于表示各個組件、元素、步驟之間的邏輯關系或者順序關系等。

可以理解的是，雖然本發(fā)明已以較佳實施例披露如上，然而上述實施例并非用以限定本發(fā)明。對于任何熟悉本領域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案作出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發(fā) 明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護的范圍內(nèi)。