穿透式電子顯微鏡試片的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種試片的制備方法，且特別是涉及一種穿透式電子顯微鏡(transmiss1n electron microscope, TEM)試片的制備方法。
【背景技術】
[0002]在半導體制作工藝中，當制作工藝材料與缺陷材料具有由不同元素組成的相同結晶結構時，在穿透式電子顯微鏡觀察中有時難以區分其界面，而無法明顯地判斷缺陷的存在位置。
[0003]因此，目前發展出一種在制備穿透式電子顯微鏡試片的過程中，加入化學處理的技術，可使不同材料在進行蝕刻之后呈現的試片厚度不同而易于穿透式電子顯微鏡中分辨出缺陷的存在位置。
[0004]常見的穿透式電子顯微鏡試片的制備方法主要可歸類為以下兩種方式。使用研磨布的研磨方式是將試片直接研磨至供穿透式電子顯微鏡進行觀察的厚度，再對此試片進行化學處理。然而，由于經研磨后的試片厚度甚薄，所以必須通過控制化學處理的溫度來控制蝕刻率，以避免試片損壞。此外，使用研磨布的研磨方式無法提供定點微區缺陷分析。
[0005]另一種電子顯微鏡試片的制備方法是利用聚焦離子束制備定點微區分析的穿透式電子顯微鏡試片之后，再對此試片進行化學處理。同樣地，由于經聚焦離子束處理后的試片的觀察區的厚度甚薄，所以必須通過控制化學處理的溫度來控制蝕刻率，以避免試片損壞。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在于提供一種穿透式電子顯微鏡試片的制備方法，其可在室溫下對穿透式電子顯微鏡試片進行化學處理，且不會對穿透式電子顯微鏡試片造成損壞。
[0007]為達上述目的，本發明提出一種穿透式電子顯微鏡試片的制備方法，包括下列步驟。對觀察對象進行第一薄化處理，而在觀察對象的預定觀察區中形成具有耐化學處理的厚度的穿透式電子顯微鏡試片。在室溫下對穿透式電子顯微鏡試片進行化學處理。對經化學處理的穿透式電子顯微鏡試片進行第二薄化處理，使穿透式電子顯微鏡試片具有供穿透式電子顯微鏡進行觀察的厚度。從觀察對象中取出穿透式電子顯微鏡試片。
[0008]依照本發明的一實施例所述，在上述的穿透式電子顯微鏡試片的制備方法中，第一薄化處理例如是使用聚焦離子束來進行。
[0009]依照本發明的一實施例所述，在上述的穿透式電子顯微鏡試片的制備方法中，第一薄化處理可為單道制作工藝薄化處理或多道制作工藝薄化處理。
[0010]依照本發明的一實施例所述，在上述的穿透式電子顯微鏡試片的制備方法中，多道制作工藝薄化處理包括先對觀察對象進行粗薄化處理，再對觀察對象進行細薄化處理。[0011 ] 依照本發明的一實施例所述，在上述的穿透式電子顯微鏡試片的制備方法中，化學處理例如是摻雜溶液浸潰處理(dopant-solut1n dip)或氧化物蝕刻溶液浸潰處理(oxide-etching solut1n dip)。
[0012]依照本發明的一實施例所述，在上述的穿透式電子顯微鏡試片的制備方法中，第二薄化處理包括使用聚焦離子束來進行。
[0013]依照本發明的一實施例所述，在上述的穿透式電子顯微鏡試片的制備方法中，在進行化學處理之后，還包括對穿透式電子顯微鏡試片進行泡水清洗處理。
[0014]依照本發明的一實施例所述，在上述的穿透式電子顯微鏡試片的制備方法中，在進行泡水清洗處理之后，還包括對穿透式電子顯微鏡試片進行加熱烘干處理。
[0015]依照本發明的一實施例所述，在上述的穿透式電子顯微鏡試片的制備方法中，從觀察對象中取出穿透式電子顯微鏡試片的方法例如是進行單道切割制作工藝或多道切割制作工藝。
[0016]依照本發明的一實施例所述，在上述的穿透式電子顯微鏡試片的制備方法中，多道切割制作工藝包括下列步驟。在進行化學處理之后，對該觀察對象的該預定觀察進行U型切割，此時穿透式電子顯微鏡試片尚未從觀察對象切下，而在穿透式電子顯微鏡試片與觀察對象之間形成連接部。在進行第二薄化處理之后，切斷連接部，而將穿透式電子顯微鏡試片從觀察對象取出。
[0017]基于上述，在本發明所提出的穿透式電子顯微鏡試片的制備方法中，由于對觀察對象進行第一薄化處理后的穿透式電子顯微鏡試片具有耐化學處理的厚度，所以具有較佳的試片強度。因此，即使在室溫下對穿透式電子顯微鏡試片進行化學處理，也不會對穿透式電子顯微鏡試片造成損壞。此外，由于本發明所提出的穿透式電子顯微鏡試片的制備方法是在預定觀察區中形成穿透式電子顯微鏡試片，因此可用于定點微區缺陷分析。
[0018]為讓本發明的上述特征和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附的附圖作詳細說明如下。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發明的一實施例的穿透式電子顯微鏡試片的制備流程圖；
[0020]圖2A至圖2C分別為進行圖1中的步驟S102、步驟S104與步驟S150的薄化處理之后的觀察對象及穿透式電子顯微鏡試片的上視圖；
[0021]圖3為進行圖1中的步驟S110的化學處理時的示意圖，且圖3是沿著圖2B中的1-1’剖面線進行繪制；
[0022]圖4A與圖4B分別為進行圖1中的步驟S140與步驟S160的切割處理時的示意圖，且圖4A與圖4B分別是沿著圖2B與圖2C中的11-11’剖面線進行繪制。
[0023]符號說明
[0024]100:觀察對象
[0025]102:預定觀察區
[0026]104:穿透式電子顯微鏡試片
[0027]106:凹槽
[0028]108:連接部
[0029]200:試管
[0030]202:化學藥劑
[0031]S100、S102、S104、S110、S120、S130、S140、S150、S160:步驟標號
[0032]T1、T2、T3:厚度
【具體實施方式】
[0033]圖1所繪示為本發明的一實施例的穿透式電子顯微鏡試片的制備流程圖。圖2Α至圖2C分別為進行圖1中的步驟S102、步驟S104與步驟S150的薄化處理之后的觀察對象及穿透式電子顯微鏡試片的上視圖。圖3為進行圖1中的步驟S110的化學處理時的示意圖，且圖3是沿著圖2Β中的1-1’剖面線進行繪制。圖4Α與圖4Β分別為進行圖1中的步驟S140與步驟S160的切割處理時的示意圖，且圖4Α與圖4Β分別是沿著圖2Β與圖2C中的11-11’剖面線進行繪制。
[0034]請同時參照圖1、圖2Α與圖2Β，首先，進行步驟S100，對觀察對象100進行第一薄化處理,而在觀察對象100的預定觀察區102中形成具有耐化學處理的厚度Τ2的穿透式電子顯微鏡試片104。同時，可在穿透式電子顯微鏡試片104兩側形成凹槽106。觀察對象100例如是半導體芯片。預定觀察區102例如是金屬氧化物半導體晶體管(metal oxidesemiconductor (M0S) transistor)元件區。第一薄化處理例如是使用聚焦離子束來進行。耐化學處理的厚度T2例如是0.35微米至0.5微米，但本發明并不以此為限。在本實施例中，耐化學處理的厚度T2是以0.35微米為例進行說明。
[0035]在步驟S100中，第一薄化處理是以多道制作工藝薄化處理為例進行說明。多道制作工藝薄化處理包括以下步驟。首先，進行步驟S102,對觀察對象100進行粗(coarse)薄化處理(請參照圖2A)。粗薄化處理例如是以大于300pA的聚焦離子束來進行。此時，穿透式電子顯微鏡試片104的厚度T1例如是0.5微米至1.0微米，但本發明并不以此為限。在本實施例中，厚度T1是以0.5微米為例進行說明。
[0036]接著，進行步驟S104，對觀察對象100進行細(fine)薄化處理(請參照圖2B)。細薄化處理可將在粗薄化處理中被高能聚焦離子束損壞的部分削去。細薄化處理例如是以小于ΙΟΟρΑ的聚焦離子束來進行。此時，雖然穿透式電子顯微鏡試片104的厚度T2小于厚度T1，但是厚度T2仍保持足以耐化學處理的厚度，可使得穿透式電子顯微