KR100214551B1 - Method for fabrication sample of semiconductor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체의 시편 제작 방법에 관한 것으로, 종래에는 반도체 집적 회로 내의 특정 영역의 불량을 분석하는 투과 전자 현미경의 분석을 위한 시편을 제작할 때 분석이 용이한 만큼의 넓은 영역을 밀링하기가 쉽지 않고 가공시간이 많이 걸리는 문제점이 있었던바, 본 발명은 레이저 커터를 이용하여 반도체 집적 회로 내의 특정 영역의 불량을 분석하는 투과 전자 현미경에 사용하는 반도체의 시편을 제작하여, 투과 전자 현미경의 시편을 제작하는 시간을 단축시킬 수 있고, 투과 전자 현미경으로 시편을 분석할 때 틸팅 각도가 증가되어 다양한 각도로 인하여 여러 부위를 관찰할 수 있게 한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for fabricating a specimen of a semiconductor. In the related art, when fabricating a specimen for analysis of a transmission electron microscope that analyzes a defect of a specific region in a semiconductor integrated circuit, it is not easy to mill a large region as easy as analysis. There is a problem that the processing time takes a lot, the present invention uses a laser cutter to produce a specimen of a semiconductor for use in a transmission electron microscope for analyzing defects in a specific area in a semiconductor integrated circuit, to produce a specimen of a transmission electron microscope The time can be shortened, and the tilting angle is increased when analyzing the specimen with a transmission electron microscope, so that various parts can be observed due to various angles.
Description
본 발명은 반도체의 시편 제작 방법에 관한 것으로, 특히 시편의 구조 개선과 제작시간을 단축시킬 수 있는 반도체의 시편 제작 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for fabricating a semiconductor specimen, and more particularly, to a method for fabricating a semiconductor specimen that can shorten the fabrication time and improve the structure of the specimen.
일반적으로 반도체 소자의 셀(cell) 크기가 감소함에 따라 반도체 집적 회로내의 특정 영역의 불량을 분석하는 장비로서 투과 전자 현미경(TEM)이 중요한 위치를 차지하고 있다.In general, as the cell size of a semiconductor device decreases, a transmission electron microscope (TEM) occupies an important position as a device for analyzing defects in a specific area in a semiconductor integrated circuit.
상기 투과 전자 현미경을 이용하여 웨이퍼의 단면 구조를 관찰할 수 있을 뿐 아니라 다른 분석 장비로는 매우 어려운 웨이퍼 구조내의 특정 영역 고배율 관찰, 정성, 정량 분석이 가능하다.Not only can the cross-sectional structure of the wafer be observed using the transmission electron microscope, but also the high magnification observation, qualitative and quantitative analysis of a specific area within the wafer structure, which is very difficult with other analysis equipment.
그러나 전자가 시료를 투과할 수 있을 정도로 매우 얇게 가공해야 하는 어려움이 있다.However, there is a difficulty in processing very thin enough that electrons can penetrate the sample.
일반적으로 시편을 제작하기 위하여 이온 밀링(ion milling) 방법을 이용하는데 이는 시료를 100μm까지 그라인딩(grinding)또는 폴리싱(polishing)을 하고 관심 부위는 5μm까지 얇게 만든 후에 최종적으로 아르곤 이온으로 관심 부위 옆에 홀을 내어 매우 얇은 부위를 얻는 방법이다.In general, ion milling is used to fabricate the specimen, which is to grind or polish the sample up to 100 μm, thin the area of interest to 5 μm, and finally use argon ions next to the area of interest. It is a way to get a very thin area by making holes.
그러나, 상기와 같은 이온 밀링 방법은 관심부위를 정확히 관찰하면서 시편을 제작할 수 없기 때문에 특정 영역 시편 제작이 매우 어렵다.However, the ion milling method as described above is difficult to fabricate the specimen in a specific region because the specimen cannot be fabricated while observing the region of interest accurately.
따라서, 최근에는 초점을 맞춘 이온 빔(focused ion beam, 이하 FIB라고 한다)을 이용하여 시편 제작하는 방법을 사용한다.Therefore, recently, a method of fabricating a specimen using a focused ion beam (hereinafter referred to as FIB) is used.
FIB을 이용하는 방법은, 제1a도 내지 제1d도에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(10) 내의 특정 영역을 50μm×3mm의 시편(20)으로 커팅하고(제1b도), 관찰 부위를 중심으로 양쪽 부위를 FIB를 이용하여 20μm×20μm으로 밀링하여 시편(30a)을 제작하고(제1c도), 관심 부위의 두께를 최종적으로 0.1μm의 얇은 시편(40a)으로 가공하는 것이다(제1d도).In the method using the FIB, as shown in FIGS. 1A to 1D, a specific region in the wafer 10 is cut into a specimen 20 of 50 μm × 3 mm (FIG. 1B), and both sides of the observation site are centered. The part is milled to 20 μm × 20 μm using FIB to produce a specimen 30a (FIG. 1c), and the thickness of the region of interest is finally processed into a thin specimen 40a of 0.1 μm (FIG. 1d).
그러나, 종래의 FIB를 이용하는 반도체의 시편 제작 방법은 20μm×20μm로 밀링하여 가공하는데 2시간 정도의 시간이 걸리며 넓은 영역을 가공하는데 어려움이 있다.However, the conventional method for fabricating a specimen of a semiconductor using FIB takes about 2 hours to process by milling to 20 μm × 20 μm and has difficulty in processing a large area.
넓은 영역을 확보하지 못하면 투과 전자 현미경 내에서 에너지 분산 분광기(energy dispersive spectroscopy,EDS)로 웨이퍼(10)를 분석할 때 엑스-레이의 감지가 어려우며 틸팅 각도가 제한되어 투과 전자 현미경 분석을 어렵게 하는 문제점이 있었던 바 이에 대한 보완이 요구되어 왔다.If a large area is not secured, X-rays are difficult to detect when analyzing the wafer 10 with an energy dispersive spectroscopy (EDS) within the transmission electron microscope, and the tilting angle is limited, making the transmission electron microscope analysis difficult. There has been a demand for a supplement.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 레이저 커터를 이용하여 시편을 제작함으로써, 단시간에 넓은 영역의 가공이 용이하여 반도체 집적 회로내의 특정 영역의 시편의 구조 개선과 제작 시간을 단축시킬 수 있는 반도체 시편 제작 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and by fabricating a specimen using a laser cutter, it is easy to process a large area in a short time, thereby improving the structure and manufacturing time of the specimen in a specific region in a semiconductor integrated circuit. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor specimen that can be shortened.
제1a도 내지 제1d도는 종래의 반도체의 시편 제작 방법을 도시한 도.1A to 1D illustrate a method for fabricating a specimen of a conventional semiconductor.
제1e도는 종래의 반도체의 시편 제작 방법에 의한 시편의 틸팅 각도를 도시한 도.Figure 1e is a diagram showing the tilt angle of the specimen by a conventional method for producing a specimen of a semiconductor.
제1f도는 종래의 반도체의 시편 제작 방법에 의한 시편의 에너지 분산 분광기(EDS)감도의 증가를 도시한 도.FIG. 1F is a diagram showing an increase in sensitivity of an energy dispersive spectroscopy (EDS) of a specimen by a conventional method for fabricating a semiconductor.
제2a도 내지 제2d도는 본 발명의 반도체의 시편 제작 방법을 도시한 도.2A to 2D illustrate a method of fabricating a specimen of a semiconductor of the present invention.
제2e도는 본 발명의 반도체의 시편 제작 방법에 의한 시편의 틸팅 각도를 도시한 도.Figure 2e is a diagram showing the tilting angle of the specimen by the method for manufacturing a specimen of the semiconductor of the present invention.
제2f도는 본 발명의 반도체의 시편 제작 방법에 의한 시편의 에너지 분산 분광기(EDS) 감도의 증가를 도시한 도.Figure 2f is a diagram showing the increase in the energy dispersive spectroscopy (EDS) sensitivity of the specimen by the method for fabricating the semiconductor of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10 : 웨이퍼 20 : 50μm×3000μm 시편10: wafer 20: 50μm × 3000μm specimen
30 : 레이저 커터를 이용하여 양쪽 관찰 부위를 밀링한 시편30: The specimen which milled both observation parts using the laser cutter
40 : 레이저 커터를 이용하여 0.1μm의 두께로 밀링한 시편40: specimen milled to a thickness of 0.1 μm using a laser cutter
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 레이저 커터를 이용하여 반도체 집적 회로 내의 특정 영역의 불량을 분석하는 투과 전자 현미경에 사용하는 반도체의 시편을 제작하는 것을 특징으로 하는 반도체의 시편 제작 방법이 제공된다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method for manufacturing a semiconductor specimen, characterized in that for producing a specimen of the semiconductor used in the transmission electron microscope to analyze the defect of a specific region in the semiconductor integrated circuit using a laser cutter. do.
이하, 본 발명의 반도체의 시편 제작 방법을 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings a method for producing a test piece of a semiconductor of the present invention will be described in detail.
본 발명의 반도체의 시편 제작 방법은, 제2a도 내지 제2d도에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(10)내의 툭정 부위를 50μm×3000μm의 시편(20)으로 자른다(도2d).In the method for fabricating a semiconductor specimen of the present invention, as shown in FIGS. 2A to 2D, the cut portion in the wafer 10 is cut into a specimen 20 of 50 µm × 3000 µm (FIG. 2D).
이후, 관찰 부위를 중심으로 시편(30)의 양쪽 부위를 레이저 커터를 이용하여 밀링한다.(제2c도)Then, both parts of the specimen 30 are milled using a laser cutter around the observation site. (FIG. 2C)
시편의 최종 두께 0.1㎛의 시편(40)을 얻기위해 레이저커터를 이용하여 시ㅕㄴ을 밀링한다(제2d도).The specimen is milled using a laser cutter to obtain a specimen 40 having a final thickness of 0.1 μm (FIG. 2d).
레이저 커터를 이용하면 대기중에서 손쉽게 50μm×50μm을 가공할 수 있기 때문에 넓은 영역의 가공이 용이하고 가동 시간을 단축시킬 수 있게 된다.The laser cutter makes it easy to process 50μm x 50μm in the air, making it easy to process large areas and shorten uptime.
제2d도는 넓은 영역이 밀링된 최종 시편(40)을 보여 준다.2d shows the final specimen 40 where a large area is milled.
본 발명의 반도체 시편 제작된 시편은, 제2e도에 도시한 바와 같이, 넓은 영역이 밀링되므로 넓은 틸팅 각도를 갖게 된다.The semiconductor specimen of the present invention has a wide tilting angle since a wide area is milled, as shown in FIG. 2E.
따라서, 투과 전자 현미경을 사용하여 시편을 분석할 때 전자가 벽에 부딪혀 시편관찰을 방해하는 확률을 줄이고, 다양한 각도로 인하여 여러 부위를 관찰할 수 있게 된다.Therefore, when analyzing the specimen using a transmission electron microscope, it is possible to reduce the probability of electrons hitting the wall and obstruct the specimen observation, and to observe various parts due to various angles.
첨부한 제2f도는 레이저 커터를 이용하여 넓은 영역을 밀링 함으로써, 에너지 분산 분광기(energy dispersive spectroscopy,EDS)로 웨이퍼를 분석할 때 관심 부위에서 발생된 엑스-레이의 감지 능력이 향상됨을 모식적으로 보여주고 있다.Figure 2f shows that by milling a large area using a laser cutter, the ability to detect x-rays generated at the site of interest improves the analysis of wafers with energy dispersive spectroscopy (EDS). Giving.
밀링된 영역이 좁으면 시료에서 발생된 엑스-레이가 실리콘 벽에 부딪혀 실리콘 엑스-레이를 재발생시킬 수가 있기 때문에 분석의 정확도가 떨어지게 된다.Narrow milled areas reduce the accuracy of the analysis because the x-rays generated in the sample can hit the silicon walls and regenerate the silicon x-rays.
본 발명의 반도체 시편 제작 방법에 의하면 반도체 웨이퍼의 특정 영역을 분석하는 투과 전자 현미경의 시편을 제작하는 시간을 단축시킬 수 있고, 투과 전자 현미경으로 시편을 분석할 때 틸팅 각도가 증가 되어 다양한 각도로 인하여 여러 부위를 관찰할 수 있는 효과가 있다.According to the method for fabricating a semiconductor specimen of the present invention, it is possible to shorten the time for fabricating a specimen of a transmission electron microscope that analyzes a specific region of the semiconductor wafer, and to increase the tilting angle when analyzing the specimen with the transmission electron microscope. It is effective to observe several parts.
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US7297950B2 (en) | 2004-10-26 | 2007-11-20 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Transmission electron microscope specimen and method of manufacturing the same |
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1996
- 1996-12-31 KR KR1019960079110A patent/KR100214551B1/en not_active IP Right Cessation
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