[发明专利]透射电子显微镜检测样片的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制作领域及材料分析领域，尤其涉及透射电子显微镜(TEM，Transmission Electron Microscope)检测样片的制备方法。

背景技术

离子注入工艺是常见的半导体制作工艺，其原理通常为：基于硬掩膜(hardmask)，在一定工艺条件下，向半导体基体上该硬掩膜定义出的离子注入区域注入离子，聚合物(Polymer)是一种常用的硬掩膜材料。

随着技术发展，半导体器件特征尺寸逐渐减小，从而对半导体制作工艺提出了越来越高的要求。对于离子注入工艺，则要求硬掩膜的轮廓(profile)及关键尺寸(CD，Critical Dimension)精确的满足要求，否则将可能导致离子注入区域变动，使得注入离子的区域偏离预定的离子注入区域。

为保证硬掩膜的关键尺寸符合要求，业界常采用TEM来对制作的硬掩膜进行检测。其检测过程为：首先制作该硬掩膜的TEM检测样片，然后使用TEM对该TEM检测样片进行检测，其中TEM检测样片制作的质量对检测结果有重大影响。

下面以Polymer作为硬掩膜为例，目前TEM检测样片制作流程包括：

参照图1A，切割晶圆后获得包含Polymer掩膜10的初始TEM检测样片11。

参照图1B，在该初始TEM检测样片11上沉积电子束辅助层12(E-beamLayer)；

参照图1C，于电子束辅助层12上沉积离子束辅助层13(I-beam Layer)；

然后再进行离子束切削(I-beam milling)过程，获得最终的TEM检测样片。

其中电子束辅助层12及离子束辅助层13是为了防止后续离子束切削过程中Polymer掩膜10由于高热作用或离子束切削等物理作用产生变形或破坏，可能使得TEM检测结果失败的问题。

但实际制作结果显示，采用上述流程制作出的最终TEM检测样片的Polymer掩膜10存在下述两个问题：

1，Polymer掩膜10仍然会受到破坏，如图2圆圈部分所示；

2，在沉积电子束辅助层12的过程中，很有可能会沉积额外的含碳层14，如图3圆圈部分所示。

这两个问题都将影响制作出的最终TEM检测样片的质量，进而导致TEM的检测结果误差较大，甚至检测失败。

发明内容

本发明提供TEM检测样片的制备方法，以提高TEM检测样片的质量，进而减小TEM检测的误差。

本发明提出了TEM检测样片的制备方法，该方法包括：提供初始TEM检测样片；在该初始TEM检测样片上沉积阻碍层；在阻碍层上沉积电子束辅助层；以及在电子束辅助层上沉积离子束辅助层。

本发明通过在初始TEM检测样片上先沉积阻碍层；再顺次沉积电子束辅助层及离子束辅助层，增加了对初始TEM检测样片的保护能力，解决了现有技术中Polymer掩膜10受破坏及额外含碳层14负面影响的问题，从而提高了最终制备的TEM检测样片的质量，进而减小了TEM检测的误差。

附图说明

图1A～1C为现有TEM检测样片制备时该样片的结构示意图；

图2为现有TEM检测样片制备方案中Polymer掩膜被破坏的结构示意图；

图3为现有TEM检测样片制备方案中样片包含额外含碳层的结构示意图；

图4为本发明实施例中TEM检测样片制备方法的流程图；

图5A～5D为本发明实施例TEM检测样片制备时该样片的结构示意图

具体实施方式

针对背景技术的问题，由于在沉积电子束辅助层12及离子束辅助层13后，Polymer掩膜10仍然受到破坏，因此本发明实施例提出再沉积阻碍层，进一步保护Polymer掩膜10；此外由于在电子束辅助层12沉积过程中，可能在初始TEM检测样片11上Polymer掩膜10之间额外沉积一含碳层14，因此本发明实施例提出需先将上述阻碍层沉积于初始TEM检测样片11上，然后再沉积电子束辅助层12，以避免含碳层14的负面影响。

基于上述想法，本发明实施例提出如下TEM检测样片制备方法，以提高TEM检测样片的质量。

图4为本发明实施例中TEM检测样片制备方法的流程图，结合该图，该方法包括：

步骤1，提供初始TEM检测样片；

切割晶圆后获得该初始TEM检测样片。

步骤2，在该初始TEM检测样片上沉积阻碍层；