KR100554511B1 - Apparatus for aligning specimen and Apparatus for dimpling specimen of including thereof - Google Patents
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Abstract
투과 전자 현미경 분석 시편을 제작하기 적용되는 시편 얼라인 장치 및 이를 포함하는 시편 딤플링 장치가 개시되어 있다. 상술한 시편 얼라인 장치는 시편이 부착된 마운트를 지지하는 마운트 테이블을 수용하는 수용부를 갖는다. 그리고, 시편의 연마되는 위치를 얼라인하기 위해 수용부에 수용된 마운트 테이블의 위치를 마운트 테이블 상면의 X, Y축 방향으로 이동시키는 마이크로 조절 나사들을 포함하는 구성을 갖는다. 이와 같은 구성을 갖는 장치는 시편의 딤플링 공정시 마운트 테이블의 위치를 오차 없이 정밀하게 컨트롤할 수 있기 때문에 연마되어 형성되는 TEM 분석용 시편의 품질을 보다 향상시킬 수 있다.Disclosed are a specimen aligning apparatus and a sample damping apparatus including the same, which are applied to fabricate a transmission electron microscope analysis specimen. The specimen alignment device described above has a receiving portion for receiving a mount table that supports the mount to which the specimen is attached. And, it has a configuration including micro adjustment screws for moving the position of the mount table accommodated in the receiving portion in the X, Y axis direction of the upper surface of the mount table to align the polished position of the specimen. The device having such a configuration can improve the quality of the TEM analysis specimen that is polished and formed because the position of the mounting table can be precisely controlled without error during the dimpled process of the specimen.
Description
도 1은 상기 딤플링 공정을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining the dimple process.
도 2는 딤플링 공정에 의해 형성되는 시편의 단면 형상을 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining the cross-sectional shape of the specimen formed by the dampling process.
도 3은 본 발명에 따른 시편 얼라인 장치를 나타내는 사시도이다.3 is a perspective view showing a specimen alignment device according to the present invention.
도 4는 시편을 얼라인 시키기 위해 마운트 테이블의 위치를 얼라인 시키는 시편 얼라인 장치를 나타내는 단면도이다.4 is a cross-sectional view illustrating a specimen aligning device for aligning a position of a mounting table for aligning a specimen.
도 5는 시편을 얼라인 시키기 위해 마운트 테이블의 위치를 얼라인 시키는 시편 얼라인 장치를 나타내는 상면도이다.FIG. 5 is a top view illustrating a specimen alignment device for aligning a position of a mount table for aligning specimens. FIG.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 시편 얼라인 장치를 포함하는 시편 딤플링 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a test piece damping apparatus including a test piece alignment device according to an embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 TEM 분석용 시편 제조방법을 나타나내는 공정순서도이다.7 is a process flowchart showing a method for preparing a specimen for TEM analysis according to an embodiment of the present invention.
도 8a 및 8b는 딤플링 공정시 TEM 분석용 시편의 연마상태를 나타내는 사진이다.8a and 8b are photographs showing the polished state of the specimen for TEM analysis during the dimple process.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
S : 시편 100 : 마운트S: Psalm 100: Mount
110 :마운트 테이블 120 : 수용부110: mount table 120: accommodating part
130 : 관통공 125 : 나사홀130: through hole 125: screw hole
140 : 마이크로 조절나사 150 : 시편 얼라인 장치140: micro adjustment screw 150: specimen alignment device
160 : 회전 플레이트 165 : 거친 연마휠160: rotating plate 165: rough grinding wheel
170 : 미세 연마휠 180 : 연마부재170: fine grinding wheel 180: polishing member
190 : 저장 용기 192 : 배관190: storage container 192: piping
194 : 노즐 196 : 밸브194: nozzle 196: valve
200 : 컬럼200: column
본 발명은 반도체 기판의 특정부위를 분석하기 위한 분석용 시편을 제작하는데 적용되는 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상기 투과전자 현미경의 분석용 시편의 딤플링 공정시 시편을 얼라인 시키는 시편 얼라인 장치와 상기 얼라인된 시편을 일정한 두께로 연마하기 위한 시편 딤플링 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus applied to fabricate analytical specimens for analyzing a specific portion of a semiconductor substrate, and more particularly, to align specimens in the dimple process of analytical specimens of the transmission electron microscope. A test piece dimple device for grinding a device and the aligned test piece to a certain thickness.
최근, 반도체 장치 및 소자재료는 고기능, 대용량 구현을 위해 급속히 고집적화, 미세화 되어가고 있으며 이에 따라 보다 미세한 영역의 구조적, 화학적 분석을 할 수 있는 분석장비와 기술의 중요성이 증대되어지고 있다. 여러 가지 방법 중에서 특히 투과전자 현미경(Transmission Electron Microscopy : TEM)을 이용한 분 석기술은 분해기능이나 응용 면에 있어서 가장 우수한 기술중의 하나로 큰 관심을 받고 있다. Recently, semiconductor devices and device materials are rapidly becoming highly integrated and miniaturized for high functionality and high capacity, and thus, the importance of analytical equipment and technology capable of structural and chemical analysis of finer regions is increasing. Among various methods, the analysis technique using Transmission Electron Microscopy (TEM) has received great attention as one of the best technologies in terms of resolution function and application.
상기와 같은 투과전자 현미경을 이용한 분석 기술이 많은 정보를 제공하고 있으나, 원하는 목적에 맞는 분석 결과를 얻기 위해서는 최적의 시편이 준비되어야 하며, 시편의 제조 및 분석 결과의 성패가 좌우된다. 따라서, 투과 전자 현미경의 시편의 제조 방법이 보다 강조되고 있다.Although the analysis technique using the transmission electron microscope as described above provides a lot of information, in order to obtain an analysis result for the desired purpose, the optimum specimen should be prepared, and the success of the production of the specimen and analysis results. Therefore, the manufacturing method of the specimen of a transmission electron microscope is emphasized more.
현재까지 실리콘웨이퍼(Silicon Wafer) 등과 같은 반도체 기판 시편의 투과전자 현미경 분석을 하기 위한 평면시편의 제작 방법으로는 이온밀링법(ion milling method)과, 포커싱 이온빔을 이용한 방법 등이 일반화되어 있다.Until now, ion milling methods and methods using focusing ion beams have been generally used as a method for fabricating planar specimens for transmission electron microscopic analysis of semiconductor substrate specimens such as silicon wafers.
상기 이온 밀링(ion milling)법은 반도체 기판 상에 형성된 다층막 또는 미세 패턴의 구조 또는 다층막 사이의 계면 구조를 관찰하기 위한 단면 투과전자 현미경용 또는 평면 투과전자 현미경용 시편 제작에 널리 이용되고, 이에 반하여 포커싱 이온빔을 이용한 방법은 특정영역의 단면을 관찰하고자 하는 경우에 주로 사용된다.The ion milling method is widely used for fabrication of specimens for single-sided transmission electron microscopy or planar transmission electron microscopy for observing the structure of a multilayer film or a fine pattern formed on a semiconductor substrate or the interfacial structure between the multilayer films. The method using the focusing ion beam is mainly used when the cross section of a specific region is to be observed.
상기와 같은 분석 시편을 제작하는 방법의 일 예로서, 미합중국 특허 제5,935,870호(issued to Lee)에는 이온밀링법을 이용하여 투과 전자 현미경용 분석 시편을 제작하는 방법이 개시되어 있다. TEM 시편은 커팅 공정, 펀칭 공정, 그라인딩 공정, 딤플링 공정 등을 통해 직경 3mm, 두께 100㎛ 이하로 제작된다. 그리고 시편 고정 장치에 의해 클램핑된 후, 이온 밀링 장치(ion miller)에 의해 최종적으로 투과전자 현미경 분석이 가능하도록 제작된다.As an example of a method for manufacturing the analytical specimen as described above, US Pat. No. 5,935,870 (issued to Lee) discloses a method for preparing an analytical specimen for transmission electron microscopy using an ion milling method. TEM specimens are manufactured to a diameter of 3 mm and a thickness of 100 μm or less through a cutting process, punching process, grinding process, and dimple process. After being clamped by the specimen holding device, it is finally manufactured by an ion milling device to enable transmission electron microscopic analysis.
상기와 같은 시편 제작 공정은 평면 시편의 경우에도 유사하게 적용된다. 도 1은 상기 딤플링 공정을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 딤플링 공정에 의해 형성되는 시편의 단면 형상을 설명하기 위한 도면이다.The specimen fabrication process as described above is similarly applied to a planar specimen. 1 is a view for explaining the dimpled process, Figure 2 is a view for explaining the cross-sectional shape of the specimen formed by the dimpled process.
도 1 및 도 2를 참조하면, 회전하는 마운트 테이블(20, mount) 위에 시편(S)이 부작된 마운트(10)를 놓고, 딤플링 패드(30)를 이용하여 시편(S)의 중앙 부위를 오목하게 가공한다. 이러한 딤플링 공정으로 분석하고자 하는 시편(S)의 분석 지점은 5㎛ 이하의 두께로 가공되고, 시편의 분석 영역(L1)은 폭은 20㎛ 정도로 형성된다.Referring to FIGS. 1 and 2, the
상기와 같은 딤플링(dimpling)하는 공정은 TEM 분석용 시편의 품질(Quality)에 직접적인 영향을 미치는 가장 중요한 공정중 하나이다. 그러나 상기 시편의 분석 영역(L1)은 폭은 20㎛ 정도로 한정되어 있고, 시편의 분석영역이 딤플링 패드에 에 의해 정확히 연마되도록 시편이 놓여져 있는 마운트 테이블의 위치를 작업자의 손으로 직접 조절해야 하기 때문에 작업자의 높은 숙련도가 요구되는 실정이다.The dimpling process is one of the most important processes that directly affect the quality of specimens for TEM analysis. However, the analysis region (L1) of the specimen is limited to a width of about 20㎛, and the position of the mounting table on which the specimen is placed must be directly controlled by the operator's hand so that the analysis region of the specimen is accurately polished by the dimpled pad. For this reason, a high degree of skill of the operator is required.
또한, 상기 시편을 보다 정밀하게 연마하기 위해 연마되는 시편의 상태를 파악할 때마다 상기 시편의 위치를 다시 정렬하기 위한 시간이 증가되기 때문에 작업의 효율성이 감소된다. 그리고, 작업자의 실수로 인한 시편의 위치 변동이 발생되어 정확한 딤플링 공정이 수행되지 않을 경우 TEM 분석이 불가능해진다.In addition, the efficiency of the operation is reduced because the time for realigning the position of the specimen is increased every time the state of the specimen to be polished to grasp the specimen more precisely. In addition, the TEM analysis becomes impossible when the positional change of the specimen due to the operator's mistake occurs and the accurate dampling process is not performed.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 제1 목적은 TEM 분석용 시편의 딤플링 공정시 시편을 보다 정밀하게 얼라인하기 위한 시편 얼라인 장 치를 제공하는데 있다.Accordingly, a first object of the present invention for solving the above problems is to provide a specimen alignment device for more precisely aligning the specimen during the dimple process of the specimen for TEM analysis.
상기 본 발명의 제2 목적은 상기 시편 얼라인 장치를 이용하여 시편을 보다 정밀하게 연마하기 위한 시편 딤플링 장치를 제공하는데 있다.It is a second object of the present invention to provide a specimen dampling apparatus for more precisely polishing a specimen using the specimen alignment device.
상기와 같은 제1 목적을 달성하기 위한 본 발명의 시편 얼라인 장치는,Specimen alignment device of the present invention for achieving the first object as described above,
상기 시편이 지지되어 있는 마운트 테이블을 수용하는 수용부와, 상기 수용부의 측벽을 관통하여 상기 마운트 테이블의 외면에 밀착되며, 상기 시편의 연마되는 위치를 얼라인 하기 위해 상기 수용부에 수용된 마운트 테이블의 위치를 상기 마운트 테이블 상면의 X, Y축 방향으로 이동시키는 마이크로 조절 나사들을 포함한다.An accommodating portion accommodating the mounting table on which the specimen is supported, and a mounting table accommodated to the outer surface of the mounting table through the side wall of the accommodating portion, and aligned in the accommodating portion to align the polished position of the specimen. Micro adjustment screws for moving the position in the X, Y axis direction of the upper surface of the mount table.
또한, 상기와 같이 제2 목적을 달성하기 위한 본 발명의 시편 연마 장치는,In addition, the specimen polishing device of the present invention for achieving the second object as described above,
시편의 소정영역을 딤플링하기 위한 시편 연마부재; 상기 시편이 지지되어 있는 마운트 테이블을 수용하는 수용부와, 상기 수용부의 측벽을 관통하여 상기 마운트 테이블의 외면에 밀착되며, 상기 시편의 연마되는 위치를 얼라인 하기 위해 상기 수용부에 수용된 마운트 테이블의 위치를 상기 마운트 테이블 상면의 X, Y축 방향으로 이동시키는 마이크로 조절 나사들을 포함하는 시편 얼라인 수단 및 상기 시편 얼라인 수단에 의해 시편과 시편 연마부재가 얼라인된 시편 사이에 슬러리를 제공하는 슬러리 제공부를 포함한다.A specimen polishing member for dimpleting a predetermined region of the specimen; An accommodating portion accommodating the mounting table on which the specimen is supported, and a mounting table accommodated to the outer surface of the mounting table through the side wall of the accommodating portion, and aligned in the accommodating portion to align the polishing position of the specimen. A slurry for providing a slurry between the specimen alignment means including micro adjustment screws for moving the position in the X and Y axis directions of the upper surface of the mount table and the specimen in which the specimen and the specimen polishing member are aligned by the specimen alignment means. It includes a providing unit.
따라서, 상기와 같은 구성을 포함하는 시편 얼라인 장치는 TEM 분석용 시편을 형성하기 위한 시편의 연마 공정시 마운트 테이블의 위치를 오차 없이 정밀하게 컨트롤할 수 있기 때문에 TEM 분석용 시편의 품질을 보다 향상시킬 수 있다.Therefore, the specimen alignment apparatus including the above configuration can precisely control the position of the mounting table without error during the polishing process of the specimen for forming the specimen for TEM analysis, thereby further improving the quality of the specimen for TEM analysis. You can.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명에 따른 시편 얼라인 장치를 나타내는 사시도이고, 도 4는 시편을 얼라인 시키기 위해 마운트 테이블의 위치를 얼라인 시키는 시편 얼라인 장치를 나타내는 단면도이고, 도 5는 시편을 얼라인 시키기 위해 마운트 테이블의 위치를 얼라인 시키는 시편 얼라인 장치를 나타내는 상면도이다.Figure 3 is a perspective view showing a specimen alignment device according to the present invention, Figure 4 is a cross-sectional view showing a specimen alignment device for aligning the position of the mounting table to align the specimen, Figure 5 is to align the specimen Top view showing a specimen alignment device for aligning the position of the mounting table.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 시편 얼라인 장치(150)는 투과전자 현미경을 이용하여 시편에 포함되어 있는 패턴의 구조 및 결함을 관찰하기 위해 소정의 형태로 가공된 시편(S)을 연마(Dimpling)할 경우, 상기 시편이 부착된 마운트(100)가 지지되어 있는 마운트 테이블(110)의 위치를 조정하기 위한 장치이다. 또한, 마운트 테이블(110)을 수용하기 위한 수용부(120), 상기 수용부에 수용되는 마운트 테이블(110)의 위치를 조절하기 위한 마이크로 조절나사(140)들을 포함하고 있다.3 to 5, the
수용부(120)는 시편이 부착된 마운트(100)를 지지하는 마운트 테이블(110)이 수용될 수 있도록 마운트 테이블(110)의 외측면과 대응되는 형상을 갖는다. 또한, 수용부(120)는 마운트(100)에 부착된 시편(S)을 일정한 두께를 갖도록 연마하는 공정을 수행할 때 수용부(120)에 삽입된 마운트 테이블(110)의 얼라인 상태를 직접 관찰할 수 있도록 광 투과성 물질로 이루어진다. 상기 광 투과성 재질은 아크릴 또는 에폭시 수지 중에서 선택된 어느 하나를 사용한다.The
보다 구체적으로 설명하면, 수용부(120)에는 마운트 테이블(110)이 수용될 수 있는 원통형 형상을 갖고, 수용부(120)의 외측면에는 상기 수용부에 수용된 마운트 테이블(110)을 X축 Y축 방향으로 움직이게 하는 마이크로 조절나사(140)들이 구비되어 있다.More specifically, the
마이크로 조절나사(140)들은 수용부(120)의 측벽에 형성되어 있는 적어도 2개의 나사홀(125)들과 결합되며, 본 발명에서는 4개의 나사홀(125)과 4개의 마이크로 조절나사(140)를 갖는다. 나사홀(125)의 내측면에는 마이크로 나사선이 형성되어 있어 나사홀(125)들에 결합된 마이크로 조절나사(140)들은 마운트 테이블(110)의 위치를 X, Y축 방향으로 보다 정밀하게 컨트롤 할 수 있다.The
여기서, 마운트(100)는 원기둥 형상을 갖고, 상기 마운트 상면에 부착된 시편(S)의 소정 부위를 일정한 두께를 갖도록 연마(Dimpling)되는 공정이 수행할 때 시편의 연마상태를 마운트(100) 상에서 직접 관찰할 수 있는 광 투과성 재질로 이루어져 있다. 그리고, 마운트 테이블(110)은 원형의 플레이트 형상을 갖고, 시편이 부착된 마운트(100)를 고정 및 지지하는 역할을 하며, 시편 연마장치의 회전 플레이트 상면에 위치한다.Here, the
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 시편 얼라인 장치를 포함하는 시편 딤플링 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a test piece damping apparatus including a test piece alignment device according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 시편 딤플링 장치는 시편 얼라인 장치(150)에 의해 고정되는 마운트 테이블(110)을 지지하는 회전플레이트(160), 시편 얼라인 장치(150)와 수직 한 방향에 위치한 칼럼(200)이 구비되어 있다. 칼럼(200)의 일단에는 시편(S) 의 상부에 위치되도록 거친 연마휠(165) 및 미세 연마휠(170)이 장착되는 있는 연마부재(180)가 구비되어 있다. 연마부재(180)는 거친 연마휠(165)과 미세 연마휠(170)의 회전 및 상하/좌우 구동이 가능하도록 컬럼(200)에 연결되어 있다.Referring to FIG. 6, the specimen dimpled device includes a
도시되지는 않았지만, 상기 컬럼(200)의 내부에는 연마부재(180)의 회전 및 상하/좌우로 구동이 가능하도록 공압 실린더 및 모터가 내장되어 있고, 컬럼(200)의 일측에는 시편(S)의 딤플링 공정시 시편(S)과 거친 연마휠(165) 사이에 슬러리를 제공하는 슬러리 제공부가 구비되어 있다. 상기 슬러리 제공부는 상기 슬러리를 저장하는 저장 용기(190)와 슬러리 저장 용기의 슬러리를 시편 상으로 제공하기 위한 배관(192), 배관의 단부에는 노즐(194)을 구비하고 있다. 그리고, 배관(192)에는 제공되는 슬러리의 유량을 조절하기 위한 밸브(196)가 구비된다.Although not shown, a pneumatic cylinder and a motor are built in the
상기 시편 얼라인 장치(150)에 대한 설명은 도 3 내지 도 5에서 상세히 설명하였기 때문에 중복을 피하기 위해서 생략하기로 한다. Since the description of the
또한, 상기 시편 딤플링 장치는 거친 연마휠(165) 및 미세 연마휠(170)의 높이를 감지하기 위한 센서(도시되지 않음)와 상기 센서에 의해 연마부재(180)의 상하 구동 정도를 조절하는 제어부(도시하지 않음)를 더 포함할 수 있다. 이는 거친 연마휠(165) 및 미세 연마휠(170)의 높이를 조절함으로서, 딤플링 공정 중 발생할 수 있는 시편(S)의 파손을 방지하고, 형성하고자 하는 시편의 두께를 보다 정확하게 연마하기 위함이다.In addition, the specimen dimpled device is a sensor (not shown) for detecting the height of the
상기와 같이 시편 얼라인 장치(150)에 의해 시편(S)이 지지되어 있는 마운트 테이블(110)이 시편 딤플링 장치의 회전 플레이트(160) 상에 얼라인되면, 거친 연 마휠(165)을 포함하는 연마부재(180)가 상기 시편을 향하여 회전면서 하강 및 슬러리 제공부의 노즐(194)로부터 슬러리가 제공됨으로서, 시편(S)의 상면은 상기 거친 연마휠(165)에 보조개 형상으로 연마된다. 이때, 거친 연마휠(165)에는 연마포가 부착되어 있으며, 연마포에는 소정의 크기를 갖는 연마입자들이 부착되어 있다. 거친 연마휠(165)에 의한 거친 연마 공정이 종료되면, 거친 연마휠(165)의 회전이 정지되고, 연마부재(180)가 상승한다. 이어서, 연마부재(180)의 좌우 이동에 의해 미세 연마휠(170)이 시편(S)의 상부에 위치되고, 미세 연마휠(170)의 회전과 함께 연마부재(180)가 시편(S)을 향해 하강한다. 상기 연마부재의 하강으로 상기 시편은 미세 연마휠(170)에 의해 미세연마 된다. 이때 슬러리는 제공되지 않으며, 미세 연마휠(170)에는 러빙천이 부착되어 있는 상기 러빙천과의 마찰에 의해 시편(S)의 표면은 다듬질된다.As described above, when the mounting table 110 on which the specimen S is supported by the
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 TEM 분석용 시편 제조방법을 나타나내는 공정순서도이다.7 is a process flowchart showing a method for preparing a specimen for TEM analysis according to an embodiment of the present invention.
도 7에 도시된 바와 같은 TEM 분석용 시편 형성 방법은, 먼저 커팅 공정(cutting process)을 수행하여 소정의 크기를 갖는 두 개의 시편과 네 개의 더미 웨이퍼(dummy wafer)형성한다(S100).In the method of forming a specimen for TEM analysis as shown in FIG. 7, first, two cutting specimens having a predetermined size and four dummy wafers are formed by performing a cutting process (S100).
구체적으로 분석하고자 하는 패턴들이 형성된 반도체 기판을 준비한 후, 전자 현미경(Electron Microscope)을 이용하여 상기 반도체 기판에 형성된 패턴들의 단면 등을 관찰함으로서, 분석하고자 하는 패턴의 분석 포인트를 확인한다. 이어서, 상기 반도체 기판에서 분석하고자 하는 분석 포인트를 포함하도록 상기 반도체 기판을 약 4 mm × 5mm 정도의 크기로 절단하여 2개의 시편을 형성한다. 이어서, 별도의 웨이퍼들를 준비한 후 상기 시편 같은 면적을 갖도록 상기 웨이퍼들을 절단하여 4장의 더미 웨이퍼를 형성한다.Specifically, after preparing a semiconductor substrate on which the patterns to be analyzed are formed, an analysis point of the pattern to be analyzed is confirmed by observing a cross section of the patterns formed on the semiconductor substrate using an electron microscope. Subsequently, the semiconductor substrate is cut to a size of about 4 mm × 5 mm to include an analysis point to be analyzed on the semiconductor substrate to form two specimens. Subsequently, after preparing separate wafers, the wafers are cut to have the same area as the specimen to form four dummy wafers.
이어서, 본딩 공정(bonding process)을 수행하여 시편과 더미 웨이퍼가 중첩된 복층 시편을 형성한다(S200).Subsequently, a bonding process is performed to form a multilayer specimen in which the specimen and the dummy wafer overlap each other (S200).
구체적으로 상기 두 개의 시편을 마주보게 배치한 후 먼저 접착시킨 후 그 양쪽면에 상기 더미 웨이퍼를 두 개씩 배열하여 G1-에폭시 수지를 이용하여 각각 접착시킨다. 이어서, 접착된 시편과 더미 웨이퍼를 시편 압축 장치를 이용하여 G1-에폭시 수지가 시편과 더미 웨이퍼에서 얇고 넓게 퍼지도록 압축시킨 후 약 145℃로 가열함으로서 복층 시편을 형성한다.Specifically, the two specimens are disposed to face each other, and then bonded first, and then each of the dummy wafers is arranged on both sides thereof, and then bonded to each other using G1-epoxy resin. Subsequently, the bonded specimen and the dummy wafer are compressed using a specimen compression device so that the G1-epoxy resin spreads thinly and widely on the specimen and the dummy wafer, and then heated to about 145 ° C to form a multilayer specimen.
이어서, 슬라이싱 공정(slicing process)을 수행하여 시편과 더미웨이퍼가 중첩된 복층 시편을 슬라이싱 시편으로 형성한다(S300). 여기서, 슬리이싱 시편은 다이아몬드 커팅기를 사용하여 시편과 더미웨이퍼가 중첩된 복층 시편을 0.5 내지 1mm 정도의 두께를 갖도록 절단함로서 형성된다.Subsequently, a slicing process is performed to form a multilayer specimen in which the specimen and the dummy wafer overlap with the slicing specimen (S300). Here, the slicing specimen is formed by cutting a multilayer specimen having a thickness of about 0.5 to 1 mm by overlapping the specimen and the dummy wafer using a diamond cutter.
이어서, 펀칭 공정(punching process)을 수행하여 슬라이싱된 시편을 직경이 3mm인 원판형 시편으로 형성한다(S400).Subsequently, the punched process (punching process) is performed to form a sliced specimen into a disk-shaped specimen having a diameter of 3mm (S400).
이어서, 그라인더(grinder) 또는 폴리셔(polisher)를 사용하여 상기 원판형 시편의 양면을 그라인딩 및 폴리싱함으로서, 최종 두께가 70㎛인 제1 예비시편을 형성한다(S500).Subsequently, by grinding and polishing both sides of the disc-shaped specimen using a grinder or polisher, a first preliminary specimen having a final thickness of 70 μm is formed (S500).
이어서, 딤플링 공정(Dimpling process)을 수행하여 상기 제1 예비시편의 중 앙부 두께가 5㎛를 갖는 제2 예비시편을 형성한다(S600).Subsequently, a dimple process is performed to form a second preliminary specimen having a thickness of 5 μm at the center of the first preliminary specimen (S600).
이를 구체적으로 설명하면, 먼저, 그라인딩 공정이 수행되어 형성된 제1 예비시편을 투명 마운트 상면에 부착시킨다. 이어서, 딤플러(dimpler)인 거친 연마휠(bronze wheel)이 상기 제1 예비시편 상면의 중앙에 위치하도록 얼라인 한다. 이어서, 상기 시편이 도 8a에 도시된 바와 같이 주황색 불빛이 보일 때까지 거친 연마한다. 이어서, 주황색 불빛이 보이면 미세 연마휠(Fine wheel)로 교체하고, 교체된 미세 연마휠이 제1 예비시편 상면의 중앙에 위치하도록 얼라인 한다. 이어서, 상기 제1 예비시편을 도 8b에 도시된 바와 같이 중심부에서 노란색 불빛이 보일 때까지 미세 연마함으로서 중심부의 두께가 5㎛를 갖는 제2 예비시편을 형성한다.Specifically, first, the first preliminary specimen formed by performing the grinding process is attached to the upper surface of the transparent mount. Subsequently, a dimpler, a bronze wheel, is aligned so that it is located at the center of the upper surface of the first preliminary specimen. The specimen is then rough polished until an orange light is visible as shown in FIG. 8A. Subsequently, if an orange light is seen, the fine grinding wheel is replaced with a fine wheel, and the replaced fine grinding wheel is aligned so that the replaced fine grinding wheel is located at the center of the upper surface of the first preliminary specimen. Subsequently, the first preliminary specimen is finely polished until a yellow light is visible from the center as shown in FIG. 8B, thereby forming a second preliminary specimen having a thickness of 5 μm.
이어서, 이온 밀링 공정(ion milling process)을 수행하여 상기 제2 예비시편의 양쪽면을 스퍼터링(sputtering)함으로서, 계면 부근에 해당하는 시편의 중앙부에 홀이 형성된 TEM 분석용 시편을 형성한다(S700,S800).Subsequently, an ion milling process is performed to sputter both surfaces of the second preliminary specimen, thereby forming a specimen for TEM analysis in which holes are formed in the center of the specimen corresponding to the interface (S700, S800).
이와 같은 공정에 의해 제작된 TEM 분석용 시편을 시편 고정 장치에 고정시킨 후 투과전자 현미경의 시편 지지대 위에 올려놓고 상기 TEM 분석용 시편의 구멍 주위를 관찰함으로서 분석함으로서, 분석하고자 하는 부위의 프로파일을 용이하게 분석할 수 있다.The TEM analysis specimen prepared by the above process is fixed to the specimen holding device, and then placed on the specimen support of the transmission electron microscope and analyzed by observing the periphery of the hole of the TEM analysis specimen, thereby facilitating the profile of the region to be analyzed. Can be analyzed.
상술한 바와 같은 본 발명의 시편 얼라인 장치는 시편이 부착된 마운트를 지지하는 마운트 테이블을 수용하는 수용부 및 상기 수용부의 측벽을 관통하도록 에 구비되고, 상기 시편의 연마되는 위치를 얼라인 하기 위해 상기 수용부에 수용된 마운트 테이블의 위치를 상기 마운트 테이블 상면의 X, Y축 방향으로 이동시키는 마이크로 조절 나사들을 포함하고 있다. 이로 인해, 시편 연마부재가 시편의 상면 중심부에 정확히 위치 될 수 있도록 상기 시편을 지지하는 마운트 테이블의 위치를 보다 정밀하게 컨트롤한다.The specimen alignment device of the present invention as described above is provided in the receiving portion for receiving a mount table for supporting the mount to which the specimen is attached, and to penetrate the side wall of the receiving portion, in order to align the polished position of the specimen. Micro adjustment screws for moving the position of the mount table accommodated in the accommodation portion in the X, Y axis direction of the upper surface of the mount table. As a result, the position of the mounting table supporting the specimen can be more precisely controlled so that the specimen polishing member can be accurately positioned at the center of the upper surface of the specimen.
또한, 딤플링 공정시 작업자의 숙련도와 상관없이 마운트 테이블의 위치를 오차 없이 정밀하게 컨트롤함으로서, 품질이 우수한 TEM 분석용 시편 형성할 수 있다.In addition, by precisely controlling the position of the mounting table without errors regardless of the skill of the operator during the dimple process, it is possible to form a specimen for excellent quality TEM analysis.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and changed within the scope of the invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below I can understand that you can.
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