KR0150675B1 - 투과전자현미경을 이용한 불량 분석을 위한 시편 제조방법 - Google Patents

투과전자현미경을 이용한 불량 분석을 위한 시편 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR0150675B1
KR0150675B1 KR1019940032254A KR19940032254A KR0150675B1 KR 0150675 B1 KR0150675 B1 KR 0150675B1 KR 1019940032254 A KR1019940032254 A KR 1019940032254A KR 19940032254 A KR19940032254 A KR 19940032254A KR 0150675 B1 KR0150675 B1 KR 0150675B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
specimen
wafer
cutting
thickness
observation
Prior art date
Application number
KR1019940032254A
Other languages
English (en)
Other versions
KR960019639A (ko
Inventor
오영민
김철홍
Original Assignee
김주용
현대전자산업주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 김주용, 현대전자산업주식회사 filed Critical 김주용
Priority to KR1019940032254A priority Critical patent/KR0150675B1/ko
Publication of KR960019639A publication Critical patent/KR960019639A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR0150675B1 publication Critical patent/KR0150675B1/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/32—Polishing; Etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/30625—With simultaneous mechanical treatment, e.g. mechanico-chemical polishing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/20—Sequence of activities consisting of a plurality of measurements, corrections, marking or sorting steps
    • H01L22/24—Optical enhancement of defects or not directly visible states, e.g. selective electrolytic deposition, bubbles in liquids, light emission, colour change

Abstract

본 발명은 웨이퍼의 관찰 위치가 잘리도록 반원형으로 절단하는 제1단계, 소정의 직경을 갖도록 관찰 위치를 중앙으로 설정하여 반원형의 둘레를 일정량 절단하는 제2단계, 관찰부위가 더욱 얇은 소정두께를 갖도록 딤플 그라인더를 이용하여 관찰부위만을 잘라내는 제3단계, 이온집속장치를 이용하여 관찰위치를 더욱 식각하는 제4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 TEM 시편 제조 방법에 관한 것으로, 시편 전처리 방법을 응용함으로써 시편 제조에 소요되는 시간을 현저하게 감소시켰으며, 광학 현미경을 이용하여 정확도를 증대시켰다. 또한, 시편의 모양이 TEM 홀더에 맞는 형태로 제조되기 때문에 각종 분석과 성분 분석에 유리하다. 부수적으로는 시편 두께의 감소로 박막 주위의 턱이 상당부분 제거되므로 시편 기울임을 극대화하는 효과가 있다.

Description

투과전자현미경을 이용한 불량 분석을 위한 시편 제조방법
제1a도 내지 제3도는 본 발명의 일 실시예에 따른 시편 제조 공정도.
본 발명은 반도체 제조 분야에 관한 것으로, 특히 투과전자현미경(이하, TEM이라 함)을 이용한 불량 분석을 위한 시편 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 소정 공정이 완료된 웨이퍼의 불량분석을 위하여 웨이퍼의 불량 위치에 시편을 직접 제조하는 방법을 이용한 불량 분석 방법은 반도체 제조 산업 전반에 널리 사용되고 있다.
반도체 소자의 불량 분석 위치에 전자의 투과가 가능한 시편의 제조는 기존의 광학현미경이나 주사전자현미경(SEM)으로의 추적이 어려운 불량 분석에 매우 유용할 뿐만 아니라, 투과전자현미경을 반도체 소자의 불량 분석에 적극 활용할 수 있는 계기를 만들었는데, 이는 집속된 이온빔(focused ion beam)(이하, FIB라 함)의 도입에 힘입은 바 크다.
종래에는 기계적인 수단에 의한 절단 방법을 이용하여 100㎛ 정도의 적당한 두께를 만드는 전처리 단계를 거치고, 여기서 만들어진 초기 시편의 관찰 부위를 FIB를 사용하여 전자의 투과가 가능한 두께까지 식각하는 방법을 사용하였다. FIB를 사용한 시편의 식각은 이온집속장치를 사용하여 집속된 이온빔을 웨이퍼의 식각 대상 부위에 오랜시간 조사함으로써 물리적인 식각을 유도함으로써 이루어진다.
그러나, 이러한 종래 방법은 시편의 파손, 제조시간, 취급의 용이성 등을 고려한 두께의 증가에 따라 시편 전처리 시간을 포함하여 시편 제조에 대략 12~15시간 정도가 소요되기 때문에 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.
상기 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 시편 제조의 전처리 단계에서 그 두께를 최소한으로 줄임으로써 FIB를 이용한 TEM 시편 제조의 소요 시간을 크게 단축시키며, 더불어 불량 분석의 정확성을 증가시키는 투과전자현미경을 이용한 불량 분석을 위한 시편 제조방법을 제공함을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 투과전자현미경을 이용한 불량 분석을 위한 시편 제조방법에 있어서, 관찰 대상 부위를 포함하도록 소정의 공정을 마친 웨이퍼를 절단하는 제1 단계; 상기 제1 단계 수행후, 절단된 상기 웨이퍼를 상기 관찰 대상 부위를 중심으로 하는 반원 형상을 가지도록 절단하는 제2 단계; 상기 제2 단계 수행후, 상기 관찰 대상 부위를 포함하는 영역을 반구 형상으로 그라인딩하는 제3 단계; 및 상기 제3 단계 수행후, 상기 관찰 대상 부위가 전자 투과가 가능한 두께를 가지도록 집속된 이온빔을 사용하여 식각하는 제4 단계를 포함하여 이루어진다.
즉, 본 발명은 원하는 부분이나 불량 위치를 정확하게 절단한 후,에 초음파 디스크 절단기(ultrasonic disk cutter)와 딤플 그라인더(dimple grinder)등의 그라인더를 이용하여 관찰 부위만을 최소한의 두께로 제조하는 전처리 단계를 FIB를 이용한 TEM 시편 제조 공정에 접목시키는 기술이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 소개한다.
먼저, 제1a도 및 제1b도는 소정 공정이 완료된 웨이퍼의 원하는 위치 또는 웨이퍼의 불량 부위를 다이아몬드 펜슬(diamond pencil)을 이용하여 절단한 상태에서 관찰 위치를 중앙으로 설정하고 나서 초음파 디스크 절단기를 이용하여 직경 3mm의 반원형 시편을 제조한 상태로서, 평면 TEM 시편을 제조하는 경우에는 제1b도에 도시된 바와 같이 에폭시(epoxy) 소재의 더미 웨이퍼(dummy wafer)를 부착한 상태로 가공하며, 단면 TEM 시편을 제조하는 경우에는 제1a도에 도시된 바와 같이 그대로 사용한다.
다음으로, 제2도에 도시된 바와 같이 제1a도 및 제1b도에 도시된 반원형 상태의 딤플 그라인더를 이용하여 전체 원형의 중앙에 위치한 관찰 부위를 포함하는 영역을 갈아냄으로써 관찰 부위의 두께를 5㎛ 이내로 줄인다. 이때, 광학 현미경이 부착된 딤플 그라인더를 이용하기 때문에 정확성을 크게 증대시킬 수 있다.
이어서, 제3도에 도시된 바와 같이 상기한 전처리가 끝난 시편의 불량위치를 FIB를 이용하여 전자가 투과할 정도의 두께까지 식각함으로써 TEM 시편 제조 공정을 완료하는데, 전처리 단계에서 종래의 100㎛ 정도의 두께를 5㎛ 이내로 줄였기 때문에 FIB를 이용한 TEM 시편 제조시간은 2시간 정도로 단축된다. 그리고, 최종적으로 완성된 시편은 TEM 홀더(holder)에 맞는 반원형 상태이므로 시편의 장착, 기울임, 회전등을 자유자재로 할 수 있어서 TEM을 사용한 관찰이 더욱 용이하다. 또한, 관찰 영역 주위의 턱이 거의 없기 때문에 성분 분석과 최대 기울기로의 기울임도 가능하다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
이상에서 살편본 바와 같이 본 발명은 시편 전처리 방법을 용용함으로써 시편 제조에 소요되는 시간을 현저하게 감소시켰으며, 전처리 단계에서 광학 현미경을 적용함으로써 정확도를 증대시킬 수 있다. 또한, 시편의 모양이 TEM 홀더에 맞는 형태로 제조되기 때문에 성분 분석 등의 각종 분석에 유리하다. 그리고, 시편 두께의 감소로 박막주위의 턱이 상당 부분 제거되므로 시편 기울임을 극대화하는 부수적인 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 투과전자현미경을 이용한 불량 분석을 위한 시편 제조방법에 있어서, 관찰 대상 부위를 포함하도록 소정의 공정을 마친 웨이퍼를 절단하는 제1 단계; 상기 제1 단계 수행후, 절단된 상기 웨이퍼를 상기 관찰 대상 부위를 중심으로 하는 반원 형상을 가지도록 절단하는 제2 단계; 상기 제2 단계 수행후, 상기 관찰 대상 부위를 포함하는 영역을 반구 형상으로 그라인딩하는 제3 단계; 및 상기 제3 단계 수행후, 상기 관찰 대상 부위가 전자 투과가 가능한 두께를 가지도록 집속된 이온빔을 사용하여 식각하는 제4 단계를 포함하는 투과전자현미경을 이용한 불량 분석을 위한 시편 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제3단계에서, 딤플 그라인더를 사용하여 그라인딩하는 것을 특징으로 하는 투과전자현미경을 이용한 불량 분석을 위한 시편 제조방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 웨이퍼 하부에 더미 웨이퍼를 붙인 상태에서 상기 제1 단계 내지 상기 제4 단계를 실시하는 것을 특징으로 하는 투과전자현미경을 이용한 불량 분석을 위한 시편 제조방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 단계에서, 절단되 상기 웨이퍼의 직경이 실질적으로 3mm인 것을 특징으로 하는 투과전자현미경을 이용한 불량 분석을 위한 시편 제조방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제3단계에서 상기 관찰 대상 부위의 두께가 5㎛를 넘지 않는 것을 특징으로 하는 투과전자현미경을 이용한 불량 분석을 위한 시편 제조방법.
  6. 제3항에 있어서, 상기 더미 웨이퍼가 에폭시 소재인 것을 특징으로 하는 투과전자현미경을 이용한 불량 분석을 위한 시편 제조방법.
KR1019940032254A 1994-11-30 1994-11-30 투과전자현미경을 이용한 불량 분석을 위한 시편 제조방법 KR0150675B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019940032254A KR0150675B1 (ko) 1994-11-30 1994-11-30 투과전자현미경을 이용한 불량 분석을 위한 시편 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019940032254A KR0150675B1 (ko) 1994-11-30 1994-11-30 투과전자현미경을 이용한 불량 분석을 위한 시편 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR960019639A KR960019639A (ko) 1996-06-17
KR0150675B1 true KR0150675B1 (ko) 1998-12-01

Family

ID=19399887

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019940032254A KR0150675B1 (ko) 1994-11-30 1994-11-30 투과전자현미경을 이용한 불량 분석을 위한 시편 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR0150675B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100722786B1 (ko) * 2001-11-23 2007-05-30 삼성전자주식회사 투과전자현미경 분석용 시료 제작 방법
CN103363930A (zh) * 2013-07-02 2013-10-23 首钢总公司 一种测量钢板镀锌层厚度的方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100694580B1 (ko) * 2001-12-04 2007-03-13 삼성전자주식회사 투과 전자현미경 분석용 시편 제조방법
CN106769162B (zh) * 2017-02-20 2023-06-06 广西大学 一种透射电镜磁性样品预处理器

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100722786B1 (ko) * 2001-11-23 2007-05-30 삼성전자주식회사 투과전자현미경 분석용 시료 제작 방법
CN103363930A (zh) * 2013-07-02 2013-10-23 首钢总公司 一种测量钢板镀锌层厚度的方法
CN103363930B (zh) * 2013-07-02 2016-03-30 首钢总公司 一种测量钢板镀锌层厚度的方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR960019639A (ko) 1996-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7474419B2 (en) Stage assembly, particle-optical apparatus comprising such a stage assembly, and method of treating a sample in such an apparatus
US8357913B2 (en) Method and apparatus for sample extraction and handling
JP3058394B2 (ja) 透過電子顕微鏡用断面試料作成方法
JP5249955B2 (ja) 電子顕微鏡検鏡用試料の作製法
JP2007108105A (ja) 電子顕微鏡用試料作製方法、集束イオンビーム装置および試料支持台
JP4283432B2 (ja) 試料作製装置
JP2000214056A (ja) 平面試料の作製方法及び作製装置
KR0150675B1 (ko) 투과전자현미경을 이용한 불량 분석을 위한 시편 제조방법
JPH11108813A (ja) 試料作製方法および装置
JPH10111223A (ja) ３次元構造観察用試料作製装置、電子顕微鏡及びその方法
CN112649624A (zh) 一种平面tem样品的制备方法
US7479399B1 (en) System and method for providing automated sample preparation for plan view transmission electron microscopy
KR100636029B1 (ko) 시편 보호막 형성 방법 및 이를 이용한 투과전자현미경분석용 시편 제조 방법
JP4055066B2 (ja) 電子顕微鏡用試料ホルダー
US5993291A (en) Specimen block preparation for TEM analysis
KR100694580B1 (ko) 투과 전자현미경 분석용 시편 제조방법
JP4834705B2 (ja) 試料作製装置
KR100214551B1 (ko) 반도체의 시편 제작 방법
KR20070037884A (ko) 투과 전자 현미경용 반도체 시편 제작 방법
JP2004309499A (ja) 試料作製装置および試料作製方法
KR20100092191A (ko) 투과전자현미경 분석시료의 회전방법
JP2005043382A (ja) ３次元構造観察用試料作製装置、電子顕微鏡及びその方法
JP4232848B2 (ja) ３次元構造観察用試料作製装置、電子顕微鏡及びその方法
JP4283876B2 (ja) 試料作製方法
EP1612836A2 (en) Method for the removal of a microscopic sample from a substrate

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20090526

Year of fee payment: 12

LAPS Lapse due to unpaid annual fee