一種tem樣品制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及透射電鏡領(lǐng)域，特別涉及一種TEM樣品制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]透射電子顯微鏡(Transmiss1nElectron Microscope，簡稱 TEM)，簡稱透射電鏡，是把經(jīng)加速和聚集的電子束投射到非常薄的樣品上，電子與樣品中的原子碰撞而改變方向，從而產(chǎn)生立體角散射，散射角的大小與樣品的密度、厚度相關(guān)，因此可以形成明暗不同的影像，影像將在放大、聚焦后在成像器件(如熒光屏、膠片或感光耦合組件)上顯示出來。如今透射電鏡在包括集成電路分析在內(nèi)的各個領(lǐng)域都有著極為廣泛且越來越重要的應(yīng)用，而FIB (Focused 1n beam，聚焦離子束)制樣則是半導(dǎo)體領(lǐng)域最為主要的TEM樣品制備手段。
[0003]目前TEM的樣品制備流程主要為:請參考圖1與圖2，先將樣品I截面通過裂片或研磨制備到接近目標(biāo)塊2，接著參考圖3與圖4，將樣品I使用聚焦離子束5初步切割和減薄(請參考圖5)，最終切割掉多余部分4形成TEM樣品片8 (請參考圖6)。也就是說，這種方法是將樣品I中間靠近目標(biāo)塊2的地方切割出一個凹坑3，凹坑3中距離目標(biāo)塊2最近的一個壁面即為第一壁面6，與第一壁面6平行的面即為樣品I中靠近目標(biāo)塊2的一個外表面，即為第一表面7，然后以平行于第一壁面6和第一表面7平行的方向(即豎直向下的方向)發(fā)射聚焦離子束5，發(fā)射的電流強度在300pA?500pA之間，聚焦離子束5會將位于發(fā)射范圍內(nèi)、這兩個相互平行的面(即第一壁面6和第一表面7)上的樣品I的部分全部去除，這樣雖然上述的兩個相互平行的面更加接近目標(biāo)塊2，但是會使得目標(biāo)塊2所在的部分形成了如圖4所示的厚度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其它部分的樣品片8，第一壁面6和第一表面7之間的距離很近，即目標(biāo)塊2所在區(qū)域的樣品片8很薄，這樣會造成樣品片8的機械強度不夠，因而造成樣品片8容易發(fā)生卷曲或破裂的問題，最終造成制樣失敗。
[0004]因此針對上述缺陷，有必要對上述TEM樣品制備方法進(jìn)行改進(jìn)，提高制樣成功率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種TEM樣品制備方法，針對上述問題，在接近目標(biāo)塊時改變聚焦離子束的發(fā)射角度，并且減小發(fā)射電流強度，使得形成的包含有目標(biāo)塊的樣品片中目標(biāo)塊周圍的樣品部分保留，只減少目標(biāo)塊所在的樣品部分的厚度，提高了目標(biāo)塊附近樣品的厚度，減少了樣品片卷曲或者破裂的問題，提高了制樣的成功率。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種TEM樣品制備方法，將樣品處理成至少有三個表面與所述樣品內(nèi)部的目標(biāo)塊的距離為I μm?5 μm，所述表面中至少有一對相互平行的表面，任選一對所述相互平行的表面，分別為第一表面和第二表面，將聚焦離子束以與所述第一表面相交的方向入射轟擊所述第一表面和所述第二表面，使得所述第一表面和所述第二表面上有橫截面為平行四邊形的凹陷出現(xiàn)，并在所述凹陷的底部有所述目標(biāo)塊露出。
[0007]作為優(yōu)選，包括以下步驟:
[0008]步驟一:對包含所述目標(biāo)塊的樣品進(jìn)行處理，使所述目標(biāo)塊與一個所述表面的距離為I μ m?5 μ m ;
[0009]步驟二:將步驟一形成的所述表面水平放置，使用所述聚焦離子束以豎直向下的方向轟擊步驟一形成的所述表面，使得所述樣品上形成所述第一表面和所述第二表面。
[0010]步驟三:將所述聚焦離子束以與所述第一表面相交的方向入射轟擊所述第一表面和所述第二表面，使得所述第一表面和所述第二表面上出現(xiàn)所述凹陷，并在所有所述凹陷底部有所述目標(biāo)塊露出；
[0011]步驟四:去除所述樣品中未被處理的部分，形成包含所述目標(biāo)塊的樣品片。
[0012]作為優(yōu)選，步驟一中所述處理是指對所述樣品進(jìn)行切割或者裂片
[0013]或者研磨。
[0014]作為優(yōu)選，步驟二中使用所述聚焦離子束以豎直向下的方向轟擊步驟一形成的所述表面使得步驟一形成的所述表面上形成至少一個凹坑，在所述凹坑中，面的中心與所述目標(biāo)塊距離最近的壁面為所述第一表面或者所述第二表面。
[0015]作為優(yōu)選，步驟三中與所述第一表面相交的方向為與所述第一表面形成30°?45°或者120°?135°的方向。
[0016]作為優(yōu)選，步驟三中以與所述第一表面相交的方向為與所述第一表面垂直的方向，則所述凹陷橫截面形狀為矩形。
[0017]作為優(yōu)選，步驟三中使用離子槍發(fā)射所述聚焦離子束，在調(diào)整所述聚焦離子束的發(fā)射方向后，還需要將發(fā)射所述聚焦離子束的發(fā)射電流強度減小為80pA。
[0018]作為優(yōu)選，步驟四中去除所述樣品中未處理的部分的方法為切割。
[0019]作為優(yōu)選，所述的樣品為裸芯片或者已封裝芯片。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提供的TEM樣品制備方法，是將樣品處理成至少有三個表面與所述樣品內(nèi)部的目標(biāo)塊的距離為I μ m?5 μ m，所述表面中至少有一對相互平行的表面，任選一對所述相互平行的表面，分別為第一表面和第二表面，將聚焦離子束以與所述第一表面相交的方向入射轟擊所述第一表面和所述第二表面，使得所述第一表面和所述第二表面上有橫截面為平行四邊形的凹陷出現(xiàn)，并在所述凹陷的底部有所述目標(biāo)塊露出。這種方法在接近目標(biāo)塊時改變聚焦離子束的發(fā)射角度，不論聚焦離子束的以垂直于所述第一表面還是與所述第一表面形成銳角的方向入射，都能使得目標(biāo)塊周圍的樣品部分保留，只減少目標(biāo)塊所在的樣品部分的厚度，提高了目標(biāo)塊附近樣品的厚度，減少了樣品卷曲或者破裂的問題，提高了制樣的成功率。
【附圖說明】
[0021]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中未處理的樣品的側(cè)視圖；
[0022]圖2為圖1中樣品的剖視圖；
[0023]圖3為現(xiàn)有技術(shù)中樣品經(jīng)過處理的樣品的側(cè)視圖；
[0024]圖4為圖3中樣品的剖視圖；
[0025]圖5為現(xiàn)有技術(shù)中樣品經(jīng)過聚焦離子束減薄后的剖視圖；
[0026]圖6為現(xiàn)有技術(shù)中去除未處理部分后的樣品的剖視圖；
[0027]圖7為本發(fā)明實施例一中未處理的樣品的剖視圖；
[0028]圖8為本發(fā)明實施例一中經(jīng)過處理的樣品的剖視圖；
[0029]圖9為本發(fā)明實施例一中樣品經(jīng)過聚焦離子束減薄后的剖視圖；
[0030]圖10為本發(fā)明實施例一中去除未處理部分后的樣品的剖視圖；
[0031]圖11為本發(fā)明實施例二中經(jīng)過聚焦離子束減薄后的剖視圖；
[0032]圖12為本發(fā)明提供的TEM樣品制備方法的流程圖。
[0033]現(xiàn)有技術(shù)圖示:1_樣品、2-目標(biāo)塊、3-凹坑、4-多余部分、5-聚焦離子束、6-第一壁面、7-第一表面、8-樣品片；
[0034]本發(fā)明圖示:10_樣品、11-第二表面、20-目標(biāo)塊、30-凹坑、40-多余部分、50-聚焦離子束、60-第一壁面、61-第一凹陷、70-第一表面