一种真空样品舱及显微镜的制作方法

本技术涉及电子显微镜，具体的说，是一种真空样品舱及显微镜。

背景技术：

1、半导体芯片，例如集成电路芯片(ic)、分立器件等，在发生失效后通常需要对其做失效分析，分析的手法有无损和破坏性(pfa)两种方式；其中破坏性分析的主要流程是：去除芯片塑封体(decap)，取下裸露的芯片(die)，使用扫描电子显微镜(sem)或聚焦离子束显微镜(fib)观察die，使用电测设备对die进行电学性能测试、热点测试等；有时候需要在sem下观察，找到对应失效分析的点位，或者使用fib对线路进行修补，然后再在探针台下测量电学性能。

2、sem和fib在真空状态进行工作，其所采用的真空样品舱如申请公布号为cn111769025a的发明专利申请所公开的一种扫描电子显微镜的样品仓那样，为一个独立的真空系统。由于sem或fib与电测设备是两套独立的设备，且die是通过银胶或者碳胶带粘贴在sem样品台上的，需要先从样品台上取下再放在电测设备的探针台上测试，在这个取放和转移过程中，样品容易氧化、污染，影响芯片测试性能，另外也存在裂片的风险，导致分析失败。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于设计出一种真空样品舱及显微镜，用以解决目前样品分析时存在的样品氧化、污染、裂片风险，以提升分析效率和结果有效性。

2、本实用新型通过下述技术方案实现：

3、本实用新型提供了一种真空样品舱，包括第一真空腔室、第二真空腔室、样品台、滑移装置、探针和测试显微镜；所述第一真空腔室的一侧壁开设有第一开口；所述第二真空腔室一侧侧壁开设有第二开口，所述第二真空腔室与所述第一真空腔室密封连接并通过所述第二开口和所述第一开口相互连通；所述样品台用于承载样品；所述滑移装置连接所述样品台，所述滑移装置能够驱动所述样品台通过所述第一开口和所述第二开口在所述第一真空腔室内部和所述第二真空腔室内部之间进行转移；所述探针密封连接于所述第二真空腔室，所述探针用于对位于所述第二真空腔室内的样品进行电学测试；所述测试显微镜密封连接于所述第二真空腔室，所述测试显微镜用于观察位于所述第二真空腔室内的样品。

4、采用上述设置结构时，用于测试样品的探针和观察样品的测试显微镜安装于第二真空腔室处，则第一真空腔室可作为常规的观察腔室用于集成fib或sem或fib-sem双束系统。两个独立且互通的真空腔室的设置结构可让样品台上承载的样品在不取出的情况下在第一真空腔室和第二真空腔室之间转移，完成样品的观察或修补工作以及测试工作，这样可以有效避免样品分析时存在的氧化、污染、裂片风险，可以提升分析效率和结果有效性。

5、进一步的为更好的实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述探针设置有多个。

6、进一步的为更好的实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述滑移装置包括轨道和与所述轨道连接的电动滑移驱动设备，所述轨道自所述第一真空腔室延伸至所述第二真空腔室；所述样品台活动连接于所述轨道，所述电动滑移驱动设备连接所述样品台用于驱动所述样品台沿所述轨道移动。

7、进一步的为更好的实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述第一真空腔室的所述第一开口处连接有闸门，所述闸门用于控制所述第一开口的打开或关闭状态。

8、进一步的为更好的实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述轨道上位于所述第一开口和所述第二开口的交界处设置有断点，所述闸门的底沿能够伸入断点中将所述第一真空腔室与所述第二真空腔室气密隔绝。

9、采用上述设置结构时，闸门可以伸入到轨道的断点位置中将第一真空腔室与第二真空腔室隔开，保证两室间的气密性，减少相互影响。

10、进一步的为更好的实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述第一真空腔室和所述第二真空腔室设置为金属腔壁结构的腔室。

11、采用上述设置结构时，真空腔室是由金属腔壁构成的，可有效的屏蔽周围环境中的电磁干扰。

12、进一步的为更好的实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述样品台采用五轴电动样品台。

13、进一步的为更好的实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述第二真空腔室的侧部设置有密封舱门。

14、本实用新型还提供了一种显微镜，包括上述的真空样品舱；所述真空样品舱的第一真空腔室处集成fib或sem或fib-sem双束系统。

15、本实用新型具有以下优点及有益效果：

16、本实用新型中，用于测试样品的探针和观察样品的测试显微镜安装于第二真空腔室处，则第一真空腔室可作为常规的观察腔室用于集成fib或sem或fib-sem双束系统。两个独立且互通的真空腔室的设置结构可让样品台上承载的样品在不取出的情况下在第一真空腔室和第二真空腔室之间转移，完成样品的观察或修补工作以及测试工作，这样可以有效避免样品分析时存在的氧化、污染、裂片风险，可以提升分析效率和结果有效性。

技术特征：

1.一种真空样品舱，其特征在于：包括：

2.根据权利要求1所述的一种真空样品舱，其特征在于：所述探针(5)设置有多个。

3.根据权利要求1所述的一种真空样品舱，其特征在于：所述滑移装置包括轨道(4)和与所述轨道(4)连接的电动滑移驱动设备，所述轨道(4)自所述第一真空腔室(1)延伸至所述第二真空腔室(2)；所述样品台(3)活动连接于所述轨道(4)，所述电动滑移驱动设备连接所述样品台(3)用于驱动所述样品台(3)沿所述轨道(4)移动。

4.根据权利要求3所述的一种真空样品舱，其特征在于：所述第一真空腔室(1)的所述第一开口处连接有闸门(7)，所述闸门(7)用于控制所述第一开口的打开或关闭状态。

5.根据权利要求4所述的一种真空样品舱，其特征在于：所述轨道(4)上位于所述第一开口和所述第二开口的交界处设置有断点，所述闸门(7)的底沿能够伸入断点中将所述第一真空腔室(1)与所述第二真空腔室(2)气密隔绝。

6.根据权利要求1所述的一种真空样品舱，其特征在于：所述第一真空腔室(1)和所述第二真空腔室(2)设置为金属腔壁结构的腔室。

7.根据权利要求1所述的一种真空样品舱，其特征在于：所述样品台(3)采用五轴电动样品台。

8.根据权利要求1所述的一种真空样品舱，其特征在于：所述第二真空腔室(2)的侧部设置有密封舱门。

9.一种显微镜，其特征在于：包括权利要求1-8任一项所述的真空样品舱。

10.根据权利要求9所述的一种显微镜，其特征在于：所述真空样品舱的第一真空腔室(1)处集成fib或sem或fib-sem双束系统。

技术总结
本技术提供了一种真空样品舱及显微镜，涉及电子显微镜技术领域，解决了现有技术中在样品分析时存在的样品氧化、污染、裂片风险的问题。第一真空腔室开设有第一开口；第二真空腔室开设有第二开口，第二真空腔室与第一真空腔室密封连接并通过第二开口和第一开口相互连通；滑移装置连接样品台，滑移装置能够驱动样品台通过第一开口和第二开口在第一真空腔室内部和第二真空腔室内部之间进行转移；探针密封连接于第二真空腔室，用于测试位于第二真空腔室内的样品；测试显微镜密封连接于第二真空腔室，用于观察位于第二真空腔室内的样品。本技术与现有技术相比，可让样品在真空环境下实现原位分析，减少样品氧化、污染和裂片风险。

技术研发人员：夏惠,郭宏毅,罗九斌
受保护的技术使用者：张家港市集成电路产业发展有限公司
技术研发日：20230307
技术公布日：2024/1/13