[发明专利]TEM样品的制备方法

说明书

在本发明提供的一种TEM样品的制备方法，包括：提供一晶圆，所述晶圆上形成有低密度的层间电介质层；截取所述晶圆获得待测样品；在所述待测样品上形成保护膜，以对所述待测样品产生初步的完整性保护；在所述待测样品的目标区域覆盖胶类材料，并对其进行固化工艺，以进一步保护所述待测样品的形貌；在聚焦离子束内进行待测样品减薄；以形成TEM样品。通过上述方法制备TEM样品，替代用电子束辅助沉积方法在待测样品表面做保护层的方式，避免电子束对待测样品的直接辐照，有效改善电子束的大电流对待测样品带来的直接损伤，避免待测样品的形变问题；此方法已经通过实例验证，获得的图像清晰，界面明显，量测精准。

技术领域

本发明涉及半导体芯片制造的失效分析技术领域，特别涉及一种TEM样品的制备方法。

背景技术

在半导体集成电路制造领域中，随着芯片的制程越来越小，SEM(ScanningElectron Microscope，扫描电子显微镜)越来越无法满足分析所需要的精度，因而对利用TEM(Transmission Electron Microscope，透射电子显微镜)进行精确量测的依赖越来越多，而FIB(Focused Ion beam，聚焦离子束)是制备TEM样品最为高效的手段。用聚焦离子束制备TEM样品后，借助碳支持膜承载TEM样品进行TEM观测已经成为半导体领域共同认可的方法。

常规的制备TEM样品的方法是用聚焦离子束直接制成厚度约为80纳米的薄片，然后借助样品提取针管的静电吸附力将制备好的薄片从硅片表面提取起来置于连续分布的碳支持膜上，最后再将碳支持膜放入TEM中进行观测。该方法制样速度快(大约45分钟)，可以较快得到TEM结果，因此被广泛应用。

在半导体集成电路制造中，特别是到了14纳米及以下，由于工艺需求的调整，为了更好的降低介电常数(K值)，大量采用low K材料(低密度的层间电介质)取代原来的常规材料，然而，这种low k材料由于其密度低、易收缩，采用常规聚焦离子束制样方式进行样品制备时常常会遇到这样的问题：1)电子束的辐照会在层间电介质产生一些空洞；2)电子束辅助沉积样品保护层时会对样品表面形貌造成形变。

即使采用Mark笔涂敷的方式，但由于样品尺寸小，且其中含有带疏松特质的低密度层间电介质，且此类涂敷方式需要与样品进行物理接触，使样品倒塌的概率增大。

这些因素会导致量测误差较大，形貌观测不精准，给日常分析工作带来巨大的干扰。

发明内容

本发明的目的在于提供一种TEM样品的制备方法，以解决量测误差较大，形貌观测不精准，给日常分析工作带来巨大的干扰的问题。

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：

提供一晶圆，所述晶圆上形成有低密度的层间电介质层；

截取所述晶圆，获得待测样品；

在所述待测样品上形成保护膜，以对所述待测样品产生初步的完整性保护；

在所述待测样品的目标区域覆盖胶类材料，并对其进行固化工艺，以进一步保护所述待测样品的形貌；

在聚焦离子束内进行待测样品减薄；以形成TEM样品。

可选的，所述固化工艺的温度为：50℃-80℃。

可选的，所述保护膜包括金属膜和氧化膜。可选的，所述形成保护膜的工艺为原子层沉积工艺。

可选的，所述原子层沉积工艺的温度为50℃-150℃。

可选的，所述金属膜为氧化铪。

可选的，所述保护膜为的厚度为1-10nm。

可选的，所述胶类材料为有机胶。