KR19980039933A - 반도체 공정용 금속계 투과전자현미경시료 제작방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이온밀링머신을 이용하여 투과전자현미경분석을 위한 시료를 제작하는 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 반도체 공정용 금속계 투과전자현미경시료 제작방법은, 이온밀링머신을 이용한 투과전자현미경시료의 제조에 있어서, 시료(1)에 대한 이온밀링머신의 제1전자총(2)과 제2전자총(3)으로부터 주사되는 전자빔의 입사각()을 4 내지 8°로 설정하고, 상기 전자총들의 가속전압, 전류를 2 내지 6kV, 0.5 내지 1.5mA로 조절하고, 그리고 오실레이션각(ω)을 60 내지 80°로 설정하여 이온밀링하는 것으로 이루어진다.

따라서, 금속층의 이온밀링을 효과적으로 수행하도록 하여 적절한 투과전자현미경시료로 제작할 수 있도록 하여 보다 빠르고 정확한 분석이 가능하도록 하는 효과가 있다.

Description

반도체 공정용 금속계 투과전자현미경시료 제작방법

본 발명은 반도체 공정용 금속계 투과전자현미경시료 제작방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이온밀링머신을 이용하여 투과전자현미경분석을 위한 시료를 제작하는 방법에 관한 것이다.

반도체 장치를 제조하는데 사용되는 웨이퍼에 대한 분석은 주로 주사전자현미경이나 이를 이용하여 시료의 표면에서 방출되는 2차전자를 해석하는 오저분석 및 투과전자현미경 등이 주로 사용되며, 특히 투과전자현미경은 시료에 가속된 전자를 투과시켜 그 회절도 등을 분석하여 결정구조 등 금속시료내부의 구조분석에 주로 사용된다.

통상 투과전자현미경(TEM ; Transmission Electron Microscope)은 물질의 상(Phase) 및 성분을 분석하는 장비로써 분석하고자 하는 시료를 약 1,000Å 이하의 박편으로 제조하여 고정시킨 후 고전위차로 가속시킨 전자를 시료에 입사 및 투과시켜서 물질의 상 및 성분에 대한 정보를 얻는다.

이러한 투과전자현미경분석은 직경이 약 10㎛ 이하인 특정 부위의 분석에 많이 이용되고 있으며, 이를 위하여 박편으로 제조되는 시료는 수작업으로 제조될 수 없고, 집속이온빔(FIB ; Focused Ion Beam System)에 의한 이온밀링을 이용하여 제조되었다.

그러나, 티타늄, 질화티타늄, 알루미늄 및 탄탈산화물 등의 금속층과 실리콘서브스트레이트 간의 밀링속도가 현저한 차이를 나타내는 등의 이온밀링조건이 매우 정밀하여야 함에도 불구하고, 일정한 이온밀링조건이 설정되어있지 않고, 사용자들의 숙련도나 경험에 의거하여 이온밀링이 진행되기 때문에 실리콘서브스트레이트가 먼저 에칭되고, 금속라인만 두껍게 남게 되어, 이온밀링시간이 50 내지 60분 정도로 과다하게 소요되고, 그에 따라 시료의 오염이 심화되어 결과적으로 투과전자현미경에 의한 분석이 곤란하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은, 이온밀링머신에 의한 투과전자현미경시료를 제작하기 위한 이온밀링조건을 특정하여 항상 최적의 조건에서 단시간내에 이온밀링을 수행토록 하는 반도체 공정용 금속계 투과전자현미경시료 제작방법을 제공하는 데 있다.

도1은 본 발명에 따른 반도체 공정용 금속계 투과전자현미경시료를 제작하기 위한 이온밀링머신의 전자총들의 입사각 및 오실레이션각을 개략적으로 도시한 구성도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 시료 2 : 제1전자총

3 : 제2전자총

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 공정용 금속계 투과전자현미경시료 제작방법은, 이온밀링머신을 이용한 투과전자현미경시료의 제조에 있어서, 시료에 대한 이온밀링머신의 제1전자총과 제2전자총으로부터 주사되는 전자빔의 입사각()을 4 내지 8°로 설정하고, 상기 전자총들의 가속전압, 전류를 2 내지 6kV, 0.5 내지 1.5mA로 조절하고, 그리고 오실레이션각(ω)을 60 내지 80°로 설정하여 이온밀링하는 것으로 이루어진다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 공정용 금속계 투과전자현미경시료 제작방법은 투과전자현미경시료의 제조에서, 이온밀링머신을 이용한 이온밀링의 조건을 시료(1)에 대한 제1전자총(2)과 제2전자총(3)으로부터 주사되는 전자빔의 입사각()을 4 내지 8°로 설정하고, 상기 전자총들의 가속전압, 전류를 2 내지 6kV, 0.5 내지 1.5mA로 조절하고, 그리고 오실레이션각(ω)을 60 내지 80°로 설정하여 이온밀링함을 특징으로 한다.

상기한 이온밀링조건은 경험칙으로부터 최상의 조건을 수득할 수 있는 조건을 선택하기 위하여 실험을 반복하여 얻어진 결과로서, 최적의 투과전자현미경시료를 얻는데 사용된 이온밀링조건을 선택한 것이다.

상기에서 사용자가 조절할 수 있는 인자로서 전자총의 입사각 및 전자총의 전압 및 전류의 조절 그리고 오실레이션각의 3요소의 조절조건의 설정만으로도 충분히 최적의 이온밀링조건을 얻을 수 있었으며, 이러한 이온밀링조건에 의한 이온밀링으로 투과전자현미경시료의 제작에 소요되는 시간을 종전의 50 내지 60분에서 7 내지 8분으로 현저하게 줄일 수 있었으며, 티타늄, 질화티타늄, 티타늄실리사이드 및 알루미늄 등의 분석을 가능하게 할 수 있었다.

따라서, 본 발명에 의하면 금속층의 이온밀링을 효과적으로 수행하도록 하여 적절한 투과전자현미경시료로 제작할 수 있도록 하여 보다 빠르고 정확한 분석이 가능하도록 하는 효과가 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (1)

1. 이온밀링머신을 이용한 투과전자현미경시료의 제조에 있어서,

   시료에 대한 이온밀링머신의 제1전자총과 제2전자총으로부터 주사되는 전자빔의 입사각()을 4 내지 8°로 설정하고, 상기 전자총들의 가속전압, 전류를 2 내지 6kV, 0.5 내지 1.5mA로 조절하고, 그리고 오실레이션각(ω)을 60 내지 80°로 설정하여 이온밀링하는 것으로 이루어짐을 특징으로 하는 반도체 공정용 금속계 투과전자현미경시료 제작방법.