測量tem樣品厚度的裝置的製作方法
2023-05-12 10:00:06
專利名稱：測量tem樣品厚度的裝置的製作方法
技術領域：
測量TEM樣品厚度的裝置技術領域[0001]本實用新型涉及一種半導體物理失效分析設備，具體涉及一種測量TEM樣品厚度的裝置。
背景技術：
[0002]透射電子顯微鏡(Transmission electron microscope, TEM),是把經加速和聚集的電子束投射到非常薄的樣品(TEM樣品)上，電子與樣品中的原子碰撞而改變方向，從而產生立體角散射。散射角的大小與樣品的密度、厚度相關，因此可以形成明暗不同的影像。[0003]在半導體飛速發展的今天，半導體器件的結構越來越小，失效樣品的分析以及工藝加工過程中的監控越來越依賴於TEM的結果。TEM樣品的厚度對於TEM圖像質量的好壞起著至關重要的作用，也直接決定著TEM結果的好壞，這就需要對TEM樣品的厚度進行精確控制。[0004]因此，在用Polish (拋光)的方法製備TEM樣品時，對樣品的厚度有很高的要求， 樣品的薄厚和均勻性直接影響最終的TEM圖片的質量。現有的測量矽(Si)基樣品厚度的方法有以下兩種[0005]I、目測通過觀察研磨後的樣品對可見光的透光度，根據經驗粗略判斷樣品的厚度是否達到要求；但是這種方法不能做到準確把握樣品是否已經達到實際需要的厚度；[0006]2、使用 SEM( Scanning Electron Microscope,掃描電子顯微鏡)或 FIB (Focus Ion Beam，聚焦離子束)精確測量樣品的厚度；這種方法的測量準確性很高，但最大的缺點是成本非常高並且費時費事。實用新型內容[0007]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種測量TEM樣品厚度的裝置，它可以對 TEM樣品 的厚度進行精確的控制。[0008]為解決上述技術問題，本實用新型測量 Μ樣品厚度的裝置的技術解決方案為[0009]包括樣品臺，樣品臺置於暗箱內；暗箱的上方設置有雷射器，暗箱的下方設置有光電感應器；光電感應器與積分放大電路電連接，積分放大電路與A/D轉換電路電連接，A/D 轉換電路電連接計算機。[0010]所述樣品臺包括玻璃片，玻璃片通過夾具與夾具臺固定連接；夾具臺活動設置於調節臺上。[0011]所述夾具臺的底部設置有滑軌，調節臺的臺面設置有與滑軌相配合的滑槽；夾具臺通過其滑軌與滑槽的配合實現與調節臺的活動連接。[0012]所述調節臺的一側設置有調節螺絲。[0013]所述玻璃片的頂面設置有多個凹槽，凹槽用於TEM樣品的定位。[0014]本實用新型可以達到的技術效果是[0015]本實用新型通過光電感應器探測透過樣品的雷射強度的變化，並且將不同強度的光信號轉換為不同電壓的電信號，根據樣品厚度變化與電壓變化的線性對應關係來半定量地測量不同襯底樣品的厚度，從而提供一個相對精準的TEM樣品厚度的測量結果。[0016]本實用新型能夠解決在polish製作TEM樣品過程中不能準確測量樣品的厚度和均勻性而導致TEM圖像質量不佳的問題。[0017]本實用新型能夠測量TEM樣品的實際厚度和均勻性，並通過測量的結果對TEM樣品做針對性的調整研磨，從而精確控制TEM樣品的最終厚度和均勻性符合實際的需要，以確保TEM圖像的質量。
[0018]
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明[0019]圖I是本實用新型測量TEM樣品厚度的裝置的示意圖；[0020]圖2是本實用新型的樣品臺的示意圖；[0021]圖3是本實用新型的夾具臺和玻璃片的連接示意圖；[0022]圖4是圖3的俯視圖；[0023]圖5是本實用新型的調節臺的示意圖。[0024]圖中附圖標記說明[0025]I為樣品臺，2為雷射器，[0026]3為光電感應器，4為積分放大電路，·[0027]5為A/D轉換電路，6為計算機，[0028]7為暗箱，[0029]11為玻璃片，111為凹槽，[0030]12為夾具臺，13為調節臺，[0031]21為滑軌，22為夾具，[0032]31為滑槽，32為調節螺絲。
具體實施方式
[0033]如圖I所示，本實用新型測量TEM樣品厚度的裝置，包括樣品臺1，樣品臺I置於暗箱7內；暗箱7的上方設置有雷射器2，暗箱7的下方設置有光電感應器3 ;雷射器2用於提供一定波長的電磁振蕩雷射(波段範圍在紫外至可見光譜區域160 SOOnm內)，雷射具有良好的單色性、相干性、方向性和高光強；[0034]光電感應器3與積分放大電路4電連接，積分放大電路4與A/D轉換電路5電連接，A/D轉換電路5電連接計算機6。[0035]如圖2所示，樣品臺I包括玻璃片11，玻璃片11通過夾具22與夾具臺12固定連接；夾具臺12活動設置於調節臺13上，調節臺13能夠沿X軸和Y軸方向移動。[0036]如圖3所示，夾具臺12的底部設置有滑軌21 ;如圖4所示，玻璃片11的頂面設置有四個凹槽111，凹槽111能夠使TEM樣品在樣品臺I上定位。[0037]如圖5所示，調節臺13的臺面設置有與滑軌21相配合的滑槽31 ;夾具臺12通過其滑軌21與滑槽31的配合實現與調節臺13的活動連接，使夾具臺12能夠沿滑槽31的長度方向移動；調節臺13的一側設置有調節螺絲32，調節螺絲32能夠調節夾具臺12相對於調節臺13的位置。[0038]本實用新型的工作原理如下[0039]將待測的TEM樣品置於樣品臺I的凹槽111內，移動調節臺13，使TEM樣品在雷射正對的位置，關上暗箱7 ;[0040]打開雷射器2，雷射器2發射的雷射穿過具有一定厚度的TEM樣品後強度減弱； TEM樣品的厚度不同，雷射強度減弱的程度也不同；[0041]光電感應器3接收強度減弱後的雷射，並將光信號轉換為電信號；不同強度的光信號對應不同電壓的電信號，其電壓與入射光的光強成正比；[0042]光電感應器3將電信號傳遞至積分放大電路4，測量積分放大電路4中積分電容器上的電壓，便等於獲得相應的譜線強度的信息；譜線強度與TEM樣品的厚度成線性變化關係，也就是說TEM樣品厚度與電壓值變化也成線性關係(通過SEM或者FIB實測TEM樣品的厚度，然後用本實用新型對同一樣品進行實際測量，從而確定樣品的厚度與電壓的線性關係);積分放大電路4將電信號通過A/D轉換電路5傳遞至計算機6，通過計算機6顯示的譜線確定TEM樣品的厚度；[0044]根據譜線對TEM樣品做調整性研磨，以確保TEM樣品的最終厚度和均勻性符合實際的需要。
權利要求1.一種測量TEM樣品厚度的裝置，其特徵在於包括樣品臺，樣品臺置於暗箱內；暗箱的上方設置有雷射器，暗箱的下方設置有光電感應器；光電感應器與積分放大電路電連接， 積分放大電路與A/D轉換電路電連接，A/D轉換電路電連接計算機。
2.根據權利要求I所述的測量TEM樣品厚度的裝置，其特徵在於所述樣品臺包括玻璃片，玻璃片通過夾具與夾具臺固定連接；夾具臺活動設置於調節臺上。
3.根據權利要求2所述的測量TEM樣品厚度的裝置，其特徵在於所述夾具臺的底部設置有滑軌，調節臺的臺面設置有與滑軌相配合的滑槽；夾具臺通過其滑軌與滑槽的配合實現與調節臺的活動連接。
4.根據權利要求2所述的測量TEM樣品厚度的裝置，其特徵在於所述調節臺的一側設置有調節螺絲。
5 .根據權利要求2所述的測量TEM樣品厚度的裝置，其特徵在於所述玻璃片的頂面設置有多個凹槽，凹槽用於TEM樣品的定位。
專利摘要本實用新型公開了一種測量TEM樣品厚度的裝置，包括樣品臺，樣品臺置於暗箱內；暗箱的上方設置有雷射器，暗箱的下方設置有光電感應器；光電感應器與積分放大電路電連接，積分放大電路與A/D轉換電路電連接，A/D轉換電路電連接計算機。本實用新型通過光電感應器探測透過樣品的雷射強度的變化，並且將不同強度的光信號轉換為不同電壓的電信號，根據樣品厚度變化與電壓變化的線性對應關係來半定量地測量不同襯底樣品的厚度，從而提供一個相對精準的TEM樣品厚度的測量結果。
文檔編號G01B11/06GK202661046SQ20122024417
公開日2013年1月9日 申請日期2012年5月28日 優先權日2012年5月28日
發明者徐偉, 廖炳隆, 楊劍, 蔡妮妮 申請人:上海華虹Nec電子有限公司