[发明专利]一种TEM样品制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及透射电镜领域，特别涉及一种TEM样品制备方法。

背景技术

透射电子显微镜(Transmission Electron Microscope，简称TEM)，简称透射电镜，是把经加速和聚集的电子束投射到非常薄的样品上，电子与样品中的原子碰撞而改变方向，从而产生立体角散射，散射角的大小与样品的密度、厚度相关，因此可以形成明暗不同的影像，影像将在放大、聚焦后在成像器件(如荧光屏、胶片或感光耦合组件)上显示出来。如今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(Focused Ion beam，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。

目前TEM的样品制备流程主要为：请参考图1与图2，先将样品1截面通过裂片或研磨制备到接近目标块2，接着参考图3与图4，将样品1使用聚焦离子束5初步切割和减薄(请参考图5)，最终切割掉多余部分4形成TEM样品片8(请参考图6)。也就是说，这种方法是将样品1中间靠近目标块2的地方切割出一个凹坑3，凹坑3中距离目标块2最近的一个壁面即为第一壁面6，与第一壁面6平行的面即为样品1中靠近目标块2的一个外表面，即为第一表面7，然后以平行于第一壁面6和第一表面7平行的方向(即竖直向下的方向)发射聚焦离子束5，发射的电流强度在300pA～500pA之间，聚焦离子束5会将位于发射范围内、这两个相互平行的面(即第一壁面6和第一表面7)上的样品1的部分全部去除，这样虽然上述的两个相互平行的面更加接近目标块2，但是会使得目标块2所在的部分形成了如图4所示的厚度远远小于其它部分的样品片8，第一壁面6和第一表面7之间的距离很近，即目标块2所在区域的样品片8很薄，这样会造成样品片8的机械强度不够，因而造成样品片8容易发生卷曲或破裂的问题，最终造成制样失败。

因此针对上述缺陷，有必要对上述TEM样品制备方法进行改进，提高制样成功率。

发明内容

本发明提供一种TEM样品制备方法，针对上述问题，在接近目标块时改变聚焦离子束的发射角度，并且减小发射电流强度，使得形成的包含有目标块的样品片中目标块周围的样品部分保留，只减少目标块所在的样品部分的厚度，提高了目标块附近样品的厚度，减少了样品片卷曲或者破裂的问题，提高了制样的成功率。

为达到上述目的，本发明提供一种TEM样品制备方法，将样品处理成至少有三个表面与所述样品内部的目标块的距离为1μm～5μm，所述表面中至少有一对相互平行的表面，任选一对所述相互平行的表面，分别为第一表面和第二表面，将聚焦离子束以与所述第一表面相交的方向入射轰击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横截面为平行四边形的凹陷出现，并在所述凹陷的底部有所述目标块露出。

作为优选，包括以下步骤：

步骤一：对包含所述目标块的样品进行处理，使所述目标块与一个所述表面的距离为1μm～5μm；

步骤二：将步骤一形成的所述表面水平放置，使用所述聚焦离子束以竖直向下的方向轰击步骤一形成的所述表面，使得所述样品上形成所述第一表面和所述第二表面。

步骤三：将所述聚焦离子束以与所述第一表面相交的方向入射轰击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现所述凹陷，并在所有所述凹陷底部有所述目标块露出；

步骤四：去除所述样品中未被处理的部分，形成包含所述目标块的样品片。

作为优选，步骤一中所述处理是指对所述样品进行切割或者裂片

或者研磨。

作为优选，步骤二中使用所述聚焦离子束以竖直向下的方向轰击步骤一形成的所述表面使得步骤一形成的所述表面上形成至少一个凹坑，在所述凹坑中，面的中心与所述目标块距离最近的壁面为所述第一表面或者所述第二表面。

作为优选，步骤三中与所述第一表面相交的方向为与所述第一表面形成30°～45°或者120°～135°的方向。

作为优选，步骤三中以与所述第一表面相交的方向为与所述第一表面垂直的方向，则所述凹陷横截面形状为矩形。

作为优选，步骤三中使用离子枪发射所述聚焦离子束，在调整所述聚焦离子束的发射方向后，还需要将发射所述聚焦离子束的发射电流强度减小为80pA。

作为优选，步骤四中去除所述样品中未处理的部分的方法为切割。

作为优选，所述的样品为裸芯片或者已封装芯片。