[发明专利]试样台

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种用于聚焦粒子束断面分析的试样台。

背景技术

聚焦离子束(Focused Ion Beam，FIB)可以用来对集成电路芯片做断面(cross section)分析，以观察和确定芯片中的缺陷。其主要原理是：将离子源产生的离子(主要是稼Ga⁺)加速后用电子透镜聚焦，高能高速的离子打到芯片上指定位置，将芯片表面材质移除产生断面，辅助于扫描电子显微镜(SEM)，可观察芯片中各个断层中的缺陷。专利申请号为99102770.1的中国专利公开了一种FIB设备。如图1所示，所述FIB设备一般包括离子源100，离子束引出电极102，静电透镜104，偏转电极106静电透镜108，和试样台110，及样品112，离子束101从离子源中引出后经加速达到样品112表面。其具体的做法如下：如图2所示，首先制备样品，所述样品包括衬底200和所述衬底上的器件层202，对所述样品进行表面处理以防止离子束和表面产生放电(charging)，造成影像漂移。如图3所示，将所述样品置于试样台，确定切点，通过偏转电极调节聚焦离子束204，在样品中刻蚀出垂直于样品表面的断面206。对所述断面进行清洗(clean up)。如图4所示，用SEM电子束208对所述断面进行观测。

现有的FIB设备中的试样台结构如图5所示，包括一支撑杆300和一薄圆片形的载物台301，所述载物台301具有一圆形平面载物面302，其中，所述支撑杆300垂直固定于所述载物台301背面中间位置。所述支撑杆300用于将试样台固定于所述FIB设备FIB的正下方，所述载物面302垂直面向所述FIB。因而将样品放置于上述FIB设备的试样台上，能够产生垂直于样品表面的断面。

现有用于产生样品断面的试样台存在如下缺陷：当样品中具有连接塞、接触插塞等结构而需要在所述连接塞或接触插塞位置切片产生断面时，将样品放置于试样台上，所述离子束的高能离子会打穿所述连接塞或接触插塞的底部而产生缝隙状缺陷，从而引进噪声，造成用SEM观察时不能确定缺陷是生产工艺造成的还是该制备过程产生的。如图6所示，在对具有连接孔402样品400做断面分析时，FIB404垂直于所述样品400表面来制备样品断面，由于连接孔402中填充的导电材料与周围的其它介质层具有不同的密度和硬度，在高能离子束沿着所述连接孔402向下刻蚀生成断面的同时，高能的离子束会打穿所述连接孔402的底部，在所述连接孔402底部生成缝隙缺陷，从而会对连接孔402底部的器件层造成损伤产成缺陷。图7为FIB离子束生成的缝隙缺陷406的SEM照片。

发明内容

本发明提供一种用于聚焦离子束断面分析的试样台，以解决在现有试样台上用聚焦离子束制备样品断面时产生缝隙缺陷的问题。

为达到上述目的，本发明提供的一种试样台，应用于聚焦离子束断面分析，包括支撑杆和载物台，所述载物台包括与所述支撑杆连接的第一载物面，所述载物台还至少包括一与所述第一载物面相交的第二载物面。

所述第一载物面和第二载物面为平面，交角为140～179度。

所述载物台沿所述支撑杆方向的投影为圆形、椭圆形或多边形。

所述第一载物面和第二载物面为平面半圆形或弓形。

与本发明具有相应技术特征的另一种试样台，包括支撑杆和载物台，所述载物台包括与所述支撑杆连接的第一载物面，所述载物台还至少包括与所述第一载物面相交的第二载物面和第三载物面；在所述第一载物面和/或第三载物面上形成有沟槽。

所述沟槽的底面和其相应载物面平行。

所述第二载物面、第三载物面与所述第一载物面的交角为140至179度。

与本发明具有相应技术特征的另一种试样台，包括支撑杆和载物台，所述载物台包括与所述支撑杆连接的第一载物面，所述载物台还至少包括与所述第一载物面相交的第二载物面和第三载物面；在所述第一载物面和/或第三载物面上形成有夹板。

所述夹板具有螺孔，在所述螺孔中具有螺丝钉。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明试样台的载物台具有倾斜的载物面，将芯片放置于所述倾斜载物面上用聚焦离子束形成断面时，离子束的方向与所述芯片中接触塞或连接插塞的方向具有一夹角，避免了离子束对芯片中接触塞或连接插塞底部的直接轰击而形成缝隙缺陷，从而形成对下层器件层的损伤，提高了样品制备和观察检测的准确度。