一種TEM樣品承載裝置的制作方法

本實用新型涉及半導體技術領域，特別是涉及一種TEM樣品承載裝置。

背景技術：

隨著半導體器件的特征尺寸逐漸減小，14nm工藝節點需要更高質量的TEM(透射式電子顯微鏡)/STEM(掃描透射式電子顯微鏡)圖像來檢查程序文件，所以，需要提高TEM/STEM圖像的質量，選擇合適的樣品承載裝置是FIB(聚焦離子射束)/TEM樣品制備的必要條件之一。

目前，根據不同的樣品制備技術有兩種結構的樣品承載裝置，其一是利用具有碳膜的TEM銅網，如圖1所示，所述TEM銅網1’包括銅環11’、金屬網格12’以及附在所述金屬網格12’上的碳膜13’，樣品通過靜電吸附力粘在玻璃棒上，然后放置在金屬網格12’的碳膜13’上，該方式有可能會導致樣品從晶片到TEM銅網1’的轉移過程中或者是在從TEM銅網1’移動到TEM室的過程中樣品的丟失；該方式還有一個缺點是：在TEM分析中，碳膜13’會影響樣品對透射電子的通過，作為圖像的背底存在，嚴重影響TEM的圖片質量，特別是在需要高分辨的場合，在進行成份分析的時候也會影響分析結果。第二種方式是將樣品通過金屬沉積(鎢或鉑)粘附在銅柵格2’上，如圖2所示，但是，第二種方式容易導致在裝載銅柵格2’到TEM樣品桿的時候銅柵格2’從TEM樣品桿3’(圖3所示)前面的孔31’中掉落下去，因為銅柵格2’多為半圓形結構，其尺寸會略小于TEM樣品桿(holder)3’前面孔31’內墊圈32’的尺寸，以致樣品掉落受損。通常來說，對于28nm樣品的裝載過程需要2個小時，而對于14nm的樣品由于尺寸更小則需要更多的時間，所以說，丟失并重新裝載一個樣品意味著要花費更多的時間和成本。

綜上所述，設計一種用于14nm工藝及以下且能夠避免樣品裝載過程中丟失和損壞以及獲得更好TEM圖像質量的TEM樣品承載裝置實屬必要。

技術實現要素：

鑒于以上所述現有技術的缺點，本實用新型的目的在于提供一種TEM樣品承載裝置，用于解決現有技術中低特征尺寸樣品裝載過程中樣品容易丟失和損壞以及獲得的TEM圖像質量差的問題。

為實現上述目的，本實用新型提供一種TEM樣品承載裝置，至少包括：柵格結構，所述柵格結構包括基底及位于所述基底一側向外延伸的至少一個附連元件，所述附連元件適于附連樣品；樣品載網，所述樣品載網為金屬網格結構，所述樣品載網對稱設于所述基底的兩端并與所述附連元件位于同一側，且所述樣品載網與所述基底的外輪廓構成一大于半圓的結構；碳膜，所述碳膜覆蓋于所述樣品載網上。

于本實用新型的一實施方式中，多個所述附連元件沿所述基底的邊緣間隔分布。

于本實用新型的一實施方式中，所述基底、所述附連元件以及所述樣品載網為一體成型結構。

于本實用新型的一實施方式中，還包括辨識每個附連元件的辨識標記，所述辨識標記位于所述基底上并與所述附連元件一一對應。

于本實用新型的一實施方式中，所述樣品載網的網格為方格。

于本實用新型的一實施方式中，所述碳膜的厚度范圍為15nm-25nm。

于本實用新型的一實施方式中，所述樣品載網為銅網、鎳網或者鉬網。

于本實用新型的一實施方式中，所述基底和所述附連元件均為銅、鎳或鉬制成。

如上所述，本實用新型的TEM樣品承載裝置結合了現有技術中兩種樣品承載裝置的結構優點且避免了各自的缺點，具有以下有益效果：

1、很容易將柵格結構裝載到TEM樣品桿上，節約裝載時間；

2、避免樣品在裝載過程中丟失；

3、防止承載裝置從TEM樣品桿的孔中掉落而損傷樣品；

4、實現高分辨率TEM/STEM的圖片；

5、TEM樣品承載裝置可以重復利用，節約成本。

附圖說明

圖1為現有技術中具有碳膜的TEM銅網結構示意圖。

圖2為現有技術中銅柵格結構示意圖。

圖3為現有技術中TEM樣品桿的結構示意圖。

圖4為本實用新型的TEM樣品承載裝置的示意圖。

元件標號說明

1’ TEM銅網

11’ 銅環

12’ 金屬網格

13’ 碳膜

2’ 銅柵格

3’ TEM樣品桿

31’ 孔

32’ 墊圈

1 柵格結構

11 基底

12 附連元件

13 辨識標記

2 樣品載網

3 碳膜

具體實施方式

以下由特定的具體實施例說明本實用新型的實施方式，熟悉此技術的人士可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本實用新型的其他優點及功效。

請參閱圖4。須知，本說明書所附圖式所繪示的結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內容，以供熟悉此技術的人士了解與閱讀，并非用以限定本實用新型可實施的限定條件，故不具技術上的實質意義，任何結構的修飾、比例關系的改變或大小的調整，在不影響本實用新型所能產生的功效及所能達成的目的下，均應仍落在本實用新型所揭示的技術內容能涵蓋的范圍內。同時，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本實用新型可實施的范圍，其相對關系的改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本實用新型可實施的范疇。

請參閱圖4，本實用新型提供一種TEM樣品承載裝置，至少包括：柵格結構1，所述柵格結構1包括基底11及位于所述基底11一側向外延伸的至少一個附連元件12，所述附連元件12適于附連樣品(圖中未示出)；樣品載網2，所述樣品載網2為金屬網格結構，所述樣品載網2對稱設于所述基底11的兩端并與所述附連元件12位于同一側，且所述樣品載網2與所述基底11的外輪廓構成一大于半圓的結構；碳膜3，所述碳膜3覆蓋于所述樣品載網2上。

由于所述樣品載網2與所述基底11的外輪廓(也即TEM樣品承載裝置的外輪廓)構成一大于半圓的結構，相對于現有技術中的銅柵格的外輪廓尺寸(約半個圓)更大。需要注意的是，圖4中所示TEM樣品承載裝置的外輪廓優選為3/4個圓的大小，當然也可以是半圓至一個整圓之間的任一值，且所述TEM樣品承載裝置的尺寸與TEM樣品桿孔中墊圈的尺寸一致，防止所述TEM樣品承載裝置在裝載過程中從TEM樣品桿孔中掉落而損傷樣品。

需要注意的是，本實用新型TEM樣品承載裝置中的樣品載網2的作用不僅僅用于增大TEM樣品承載裝置的整體大小，也可以根據需要附著樣品用于TEM的觀察。

所述附連元件12適于附連樣品，包括對于聚焦離子束進行導向以沉積材料從而將樣品附連到所述附連元件12上，在某些示例中，將樣品附連到操縱器上包括通過束誘導沉積、濺射沉積、粘合劑、或靜電吸引來將樣品附連到操縱器上。

作為示例，多個所述附連元件12沿所述基底11的邊緣間隔分布，可用于附連多個樣品。

作為示例，所述基底11、所述附連元件12以及所述樣品載網2為一體成型結構。

作為示例，還包括辨識每個附連元件12的辨識標記13，所述辨識標記13位于所述基底11上并與所述附連元件12一一對應。更多的附連元件12可以附連更多的樣品，并且最小化柵格加載和卸載循環可能會節省時間。但是為了輔助機器視覺識別這些樣品特征就需要對每一個附連元件12進行標記，這些辨識標記13可以是經簡化的字母或其它幾何形狀符號。

作為示例，所述樣品載網2的網格為方格。方格的尺寸可以根據實際需要來設計，于一示例中，所述方格的尺寸為100μm×100μm。

作為示例，在柵格結構1制造過程中沖壓、蝕刻或激光切割所述柵格結構1。

作為示例，所述碳膜3的厚度范圍為15nm-25nm。非晶碳膜3可以協調出色的Ronchigram(倫奇圖)以便獲取高分辨率TEM/STEM圖像，以滿足14nm及以下節點技術，同時，薄膜3也可以承載樣品用于TEM的觀察。

作為示例，所述樣品載網2為銅網、鎳網或者鉬網。

作為示例，所述基底11和所述附連元件12均為銅、鎳或鉬制成。以降低對樣品的成分分析的干擾。

由于銅的價格成本較低，作為示例，所述TEM樣品承載裝置優選銅材料。

綜上所述，本實用新型的TEM樣品承載裝置，至少包括柵格結構1、樣品載網2以及碳膜3；所述柵格結構1包括基底11及位于所述基底11一側向外延伸的至少一個附連元件12，所述附連元件12適于附連樣品；所述樣品載網2為金屬網格結構，所述樣品載網2對稱設于所述基底11的兩端并與所述附連元件12位于同一側，且所述樣品載網2與所述基底11的外輪廓構成一大于半圓的結構；所述碳膜3覆蓋于所述樣品載網2上。本實用新型的TEM樣品承載裝置結合了現有技術中兩種樣品承載裝置的結構優點且避免了各自的缺點，使得柵格結構很容易裝載到TEM樣品桿上，節約裝載時間；避免樣品在裝載過程中丟失；防止承載裝置從TEM樣品桿的孔中掉落而損傷樣品；實現高分辨率TEM/STEM的圖片；TEM樣品承載裝置可以重復利用，節約成本。

上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用于限制本實用新型。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本實用新型的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本實用新型所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本實用新型的權利要求所涵蓋。