TWI423381B - 輔助載台與輔助載台之使用方法 - Google Patents

Description

輔助載台與輔助載台之使用方法

本發明係關於一種輔助載台與一種輔助載台的使用方法，特別是有關於一種用於協助處理電子顯微鏡試片之輔助載台和其使用方法。

隨著半導體元件製程的日益微小化，元件中的一些偏離理想晶體週期的缺陷結構，如差排、析出物等等，其對元件電性、機械性質造成的影響越來越大，此時許多分析需要藉由更高解析、高分辨率及高準確性的材料分析儀器及檢測技術，才能使材料的微結構分析能夠更詳細準確。

因此，近年來結合穿透式電子顯微鏡(Transmission Electron Microscope，TEM)與掃描式電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope，SEM)二者之長所製成的掃描穿透式電子顯微鏡(Scanning Transmission Electron Microscope，STEM)成為非常重要的電子材料微結構及界面結構分析儀器。

一般而言，STEM之試片最大厚度需在維持在0.1μm以下，才能提供STEM電子穿透所需透明度，因此，STEM之試片需使用聚焦式離子束(Focus Ion Beam，FIB)的技術來進行薄化，直到所欲觀察的平面為止。在進行FIB薄化試片之前，需先使用鉑濺鍍機將試片鍍上一層鉑以增加其導電性，避免試片進入FIB機台後，因為電荷累積於試片上，造成觀察畫面產生飄移現象，而傳統的鉑濺鍍機係使用黏土作為載台，然而黏土載台容易汙染鉑濺鍍機與試片。

另外，在以FIB完成薄化試片後，在試片的表面會形成非晶質層(amorphous layer)，此非晶質層將會影響到後續STEM成像的解析度，因此需將非晶質層去除，然而，目前去除非晶質層的機台未有專為STEM試片設計的載台。

再者，在使用STEM拍攝試片一段時間後，在試片表面會產生積碳現象，影響到STEM的解析度，因此，需使用電漿清潔機將積碳去除，然而目前所使用之電漿清潔機是TEM專用，並無STEM試片的電漿清潔機專用載台。

因此，需要一種新穎之載台，其可使用在上述之鍍鉑、去非晶質層和去積碳的STEM之輔助處理中。

有鑑於此，本發明提供一輔助載台可同時適用於多種處理STEM試片之輔助機台。

根據本發明之一較佳實施例，本發明提供一輔助載台，包含：一底座，包含一第一上表面以及一支撐座，包含一第二上表面和一側表面，前述之支撐座固著於底座之第一上表面，並且支撐座之該側表面本質上垂直底座之第一上表面，其中第二上表面設有一狹縫，一試片載台固定於狹縫中，一試片放置於試片載台上。

根據本發明之另一較佳實施例，一種輔助載台的使用方法，利用一試片處理機台進行，前述之試片處理機台包含一腔室，其中該使用方法包含：首先，提供一輔助載台，包含一底座和一支撐座，然後，將一試片載台固定於支撐座的一狹縫中，且一試片固定於試片載台上，之後將輔助載台、試片載台與試片放入腔室中，再啟動試片處理機台以處理試片，最後，將試片載台連同試片由輔助載台取下。

為使熟習本發明所屬技術領域之一般技藝者能更進一步了解本發明，下文特列舉本發明之數個較佳實施例，並配合所附圖式，詳細說明本發明的構成內容及所欲達成之功效。

第1圖繪示的是本發明之輔助載台之示意圖。第2圖繪示的是試片載台及試片之示意圖。

如第1圖所示，本發明之輔助載台10包含一底座12和一支撐座14。底座12具有一上表面16，且支撐座14具有一上表面18和一側表面20，支撐座14係固著於底座12之上表面16，而支撐座14之側表面20垂直底座12之上表面16，使得輔助載台10呈一倒T形。此外，一狹縫22嵌入於支撐座14之上表面18，用於固定第2圖中的一試片載台40，根據本發明之一較佳實施例，輔助載台10整體包含底座12和支撐座14皆矽基材料製成，舉例而言，輔助載台10可以使用廢棄的晶圓經過切割黏著後形成，其詳細製作方式，將於後續詳述。

請參閱第2圖，前述之試片載台40用於固定一試片44，一般來說，試片載台40為TEM或STEM分析中，經常使用於承載試片的半銅環，在拍攝TEM或STEM之照片時，試片44即是固定於半銅環上，而半銅環則放置於TEM或STEM的腔室中。傳統上，試片載台40除了在TEM或STEM拍攝使用之外，在本發明中，也搭配本發明之輔助載台10，在TEM或STEM之輔助製程中承載試片44。試片44通常為電子顯微鏡如TEM或STEM之樣品，舉例而言，試片44可以為經過FIB完成薄化之後需接受非晶矽化層去除的樣品，又或者是在進行FIB薄化之前，需接受鍍鉑製程的樣品，再或者是拍攝TEM或STEM之過程中，表面發生積碳現象的樣品。第3圖繪示試片載台40和輔助載台10的組合方式之示意圖。如第3圖所示，試片載台40固定於輔助載台10之狹縫22中。補充說明的是：狹縫22不僅可以固定一個試片載台40，可依實際需求，在狹縫22中固定多個試片載台40。

第4圖繪示本發明之輔助載台的使用方法，請同時參閱第3、4圖，在將試片載台40固定於輔助載台10後可依試片44之情況，將試片44送入適當的試片處理機台50之腔室52中進行輔助處理，輔助處理包含去除試片44上的非晶矽層、去除試片44上的積碳或於試片44表面鍍鉑的製程。試片處理機台50可以例如為用於去除試片44表面的非晶矽層之反應離子蝕刻機，或是於試片44表面鍍鉑以增進其導電性的鉑濺鍍機，或是用於去除試片44上之積碳的電漿清潔機。若是試片處理機台50為鉑濺鍍機時，在處理完成後，會將試片載台40連同試片44由輔助載台10上移除，而後再把試片載台40連同試片44放入FIB機台進行薄化；若試片處理機台50為反應離子蝕刻機時，在處理完成後，試片載台40會連同試片44由輔助載台10上移除，再將試片載台40連同試片44放入一電子顯微鏡之腔室(圖未示)中進行拍攝；若試片處理機台50為電漿清潔機時，在處理完成後，將試片載台40連同試片44由輔助載台10上移除之後，再把試片載台40連同試片44放回電子顯微鏡之腔室中繼續拍攝。電子顯微鏡可以為STEM或TEM。值得注意的是：本發明之輔助載台10係用於電子顯微鏡試片的輔助處理步驟，在進行電子顯微鏡拍攝時，輔助載台10並不會放置在電子顯微鏡的腔室中。在進行輔助處理步驟時，輔助載台10呈一倒T形放置於試片處理機台50中。

第5圖繪示本發明之輔助載台之製作方法之示意圖。如第5圖所示，首先提供一廢棄晶圓60將其切割成二片矩形結構62、64，接著將一黏著劑66塗佈在部分矩形結構62之表面上，並且在矩形結構62另一部分未塗佈黏著劑的表面上放置一間隔材料68，例如白紙，以在矩形結構62、64之間預留狹縫位置，再將矩形結構64重疊在矩形結構62上。之後利用一固定件70如蝴蝶夾，夾住矩形結構62、64並將矩形結構62、64烘烤半小時以上，以固定矩形結構62、64之間的相對位置，然後將間隔材料68取下，此時矩形結構62、64即形成支撐座14，原來間隔材料68所在之位置即形成狹縫22，接著利用另一由廢棄晶圓製成的矩形結構作為底座12，將支撐座14放置在底座12上形成一倒T形，同樣地使用黏著劑66將支撐座14固定在底座12上，形成輔助載台10。雖然在本發明實施例中輔助載台10係由多數個矩形結構組合而成，然而，依據不同需求，亦可將廢棄晶圓60切割成圓形或是梯形等其它幾何結構，再經由前述的方法將該些幾何結構黏合。

以傳統技術而言，目前的反應離子蝕刻機並無專門設計給STEM或TEM試片專用的載台，因此，本發明之輔助載台充當承載半銅環以及試片的載台，使得STEM或TEM試片可以利用反應離子蝕刻機來去除非晶矽層。另外，本發明之輔助載台亦適用於電漿清潔機，使得半銅環及試片可藉由輔助載台固定於電漿清潔機的腔室中。此外，本發明之輔助載台可取代習知在鉑濺鍍時使用的黏土載台，以克服黏土顆粒和其中的有機溶劑汙染腔室的問題。再者，由於輔助載台可使用廢棄晶圓製作，兼顧了環保及節省成本之優點。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

10．．．輔助載台

12．．．底座

14．．．支撐座

16、18．．．上表面

20．．．側表面

22．．．狹縫

40．．．試片載台

44．．．試片

50．．．試片處理機台

52．．．腔室

60．．．廢棄晶圓

62、64．．．矩形結構

66．．．黏著劑塗佈

68．．．間隔材料

70．．．固定件

第1圖繪示的是本發明之輔助載台之示意圖。

第2圖繪示的是試片載台及試片之示意圖。

第3圖繪示試片載台和輔助載台的組合方式之示意圖。

第4圖繪示本發明之輔助載台的使用方法。

第5圖繪示本發明之輔助載台之製作方法之示意圖。

10．．．輔助載台

12．．．底座

14．．．支撐座

16、18．．．上表面

20．．．側表面

22．．．狹縫

Claims (14)

1. 一種輔助載台，包含：一底座，包含一第一上表面；以及一支撐座，包含一第二上表面和一側表面，該支撐座固著於該底座之該第一上表面，並且該支撐座之該側表面本質上垂直該底座之該第一上表面，其中該第二上表面設有一狹縫，一試片載台固定於該狹縫中，一試片放置於該試片載台上。
2. 如申請專利範圍第1項所述之輔助載台，其中該底座和該支撐座皆利用矽基材料製成。
3. 如申請專利範圍第1項所述之輔助載台，其中該支撐座包含一第一矩形結構和一第二矩形結構，該第一矩形結構固著於該第二矩形結構。
4. 如申請專利範圍第3項所述之輔助載台，其中該狹縫介於該第一矩形結構和該第二矩形結構之間。
5. 如申請專利範圍第1項所述之輔助載台，其中該試片載台為一半銅環。
6. 一種輔助載台的使用方法，該使用方法係利用一試片處理機台進行，該試片處理機台包含一腔室，其中該使用方法包含：提供一輔助載台，包含一底座和一支撐座；將一試片載台固定於該支撐座的一狹縫中，且一試片固定於該試片載台上；將該輔助載台、該試片載台與該試片放入該腔室；啟動該試片處理機台以處理該試片；以及將該試片載台連同該試片由該輔助載台取下。
7. 如申請專利範圍第6項所述之輔助載台的使用方法，其中該底座包含一第一上表面並且該支撐座包含一第二上表面和一側表面。
8. 如申請專利範圍第7項所述之輔助載台的使用方法，其中該支撐座固著於該底座之該第一上表面，並且該支撐座之該側表面本質上垂直該底座之該第一上表面，該狹縫位於該第二上表面。
9. 如申請專利範圍第6項所述之輔助載台的使用方法，其中該輔助載台係利用矽基材料製成。
10. 如申請專利範圍第6項所述之輔助載台的使用方法，其中該試片處理機台係選自下列群組包含：一反應離子蝕刻機、一電漿清潔機和一鉑濺鍍機。
11. 如申請專利範圍第6項所述之輔助載台的使用方法，其中該試片係為一電子顯微鏡試片。
12. 如申請專利範圍第11項所述之輔助載台的使用方法，其中該試片包含一掃描穿透式電子顯微鏡試片或一穿透式電子顯微鏡試片。
13. 如申請專利範圍第6項所述之輔助載台的使用方法，其中該試片載台為一半銅環。
14. 如申請專利範圍第6項所述之輔助載台的使用方法，另包含在將該試片載台連同該試片由該輔助載台取下之後，將該試片載台連同該試片放入一電子顯微鏡之腔室中。