KR20060073966A

KR20060073966A - 집속 이온빔 준비된 샘플 고정요소를 사용한 현미경 검사방법, 시스템 및 장치

Info

Publication number: KR20060073966A
Application number: KR1020067007692A
Authority: KR
Inventors: 조오지 스키드모어; 매튜 디 엘리스; 아론 게이스버거; 케네스 브레이; 킴벌리 터크; 로버트 폴라론
Original assignee: 지벡스 코포레이션
Priority date: 2003-09-23
Filing date: 2004-09-23
Publication date: 2006-06-29
Also published as: CN1871684B; CN1871684A; WO2005031789A2; US20070187623A1; US20050178980A1; US7227140B2; KR100984608B1; WO2005031789A3; EP1671346A2; JP2007506981A

Abstract

본 발명은, 일 실시 형태에서, 집속 이온 빔(FIB)으로 기판을 잘라 기판으로부터 적어도 부분적으로 샘플을 절단하고, 고정 요소에 의해 기판 샘플을 캡처하고, 및 기판으로부터 샘플을 분리하는 것을 포함하는 방법에 관한 것이다. 여기서 상기 캡처된 샘플은 기판으로부터 분리되어 검사를 위해 전자 현미경으로 이송된다.

Description

집속 이온빔 준비된 샘플 고정요소를 사용한 현미경 검사 방법, 시스템 및 장치{METHOD, SYSTEM AND DEVICE FOR MICROSCOPIC EXAMINATION EMPLOYING FIB-PREPARED SAMPLE GRASPING ELEMENT}

본 발명은 Baur 등에 의해 2004년 2월 23일자로 출원된 미국 특허 출원 제60/546,840호 "대전 입자 빔 장치에서 자동 및 반자동 측정 방법(AUTOMATED AND SEMI-AUTOMATED PROBING IN A CHARGED PARTICLE BEAM DEVICE"에 관련되고 동시에 출원일의 이익을 주장하며, 개시된 사항의 모든 내용은 참조를 위해 본 명세서에 병합된다.

본 발명은 또한 (1) Dyer에 의해 출원된 PCT 출원번호 PCT/US03/16695, 현미경으로 시료를 조작하기 위한 조작시스템(MANIPULATION SYSTEM FOR MANIPULATING A SAMPLE UNDER STUDY WITH A MICROSCOPE)과, (2) Yu 등에 의해 출원된 미국 특허 출원 제10/173,543호, 현미경으로 시료를 조작하기 위한 모듈러 조작시스템(MODULAR MANIPULATING SYSTEM FOR MANIPULATING A SAMPLE UNDER STUDY WITH A MICROSCOPE)에 관련되며, 이들의 개시된 모든 내용은 참조를 위해 본 명세서에 병합된다.

전자 현미경 장비는 종종 마이크로 및 나노 크기의 물체를 검사하고 조작을 행하는데 요구된다. 일반적으로, 전자 현미경은 시료를 조사하기 위해 전자 빔을 사용하며, 전자 빔의 파장은 광학 현미경에서 사용되는 광의 파장보다 훨씬 더 작다. 현대의 전자 현미경은 약 백만 배까지 확대하여 나노미터 이하(예를 들면 0.1 nm 분해능)의 분해능을 갖는 원자 레벨로 상세한 것을 볼 수 있다. 전자 현미경과 마찬가지로 사용될 수 있는 다른 것들은 다른 것들 중에 원자력 현미경, 스캐닝 프로브 현미경, 스캐닝 터널링 현미경, 근거리 필드 광학 스캐닝 현미경 및 전송 전자 현미경을 포함한다.

주사전자현미경(SEM: Scanning Electron Microscope)은 전자 현미경의 또 다른 형태이다. 예시적인 SEM에서, 전바 빔은 한 점에 집속되고 표본(specimen)의 표면에 스캔된다. 검출기는 후방 산란된 반사된 2차 전자들 또는 아니면 표면으로부터의 전자들을 수집하여 상기 표본의 실제 3차원 이미지를 생성하는데 사용되는 신호로 그것들을 변환한다. 상기 스캐닝 프로세스 동안, 상기 검출기는 표면의 함몰로부터 더 작은 전자를 받고 따라서 표면의 하위 영역은 생성된 이미지에서 더 어둡게 보인다. 주사전자현미경은 대략 200,000배까지 확대를 제공할 수 있으며, 더 높을 수도 있다.

집속 이온 빔(FIB: Focused Ion Beam)시스템은 전자 빔을 사용하는 대신에 이온 빔이 샘플에 스캔되는 것 외에는 주사 전자 현미경과 유사하다. 상기 이온 빔은 약 10 nm보다 작은 스폿 크기를 갖는 액체 금속 이온 소스(예, 갈륨)로부터 방출된다. FIB 기술은 TEM 또는 다른 전자 현미경에 의한 다음의 검사를 위해 샘플을 준비하는데 사용될 수 있다.

TEM을 위해 준비된 FIB 표본은 종종 특정 관심 사이트로부터 전자 투과 단면 을 준비하는 신속한 수단을 제공하기 위한 제거(lift-out) 방법에 의해 제조된다. 상기 제거방법에서, 상대적으로 큰 벌크 샘플이 상기 FIB 챔버에 삽입될 수 있으며 그리하여 표본이 상기 샘플의 표면으로부터 생성될 수 있다. 그 다음 상기 표본은 정전기 프로브의 사용에 의해 "제거"되며, 상기 프로브(probe)는 그것의 트렌치로부터 상기 샘플을 회수하고 그 샘플을 검사 그리드(grid)에 배치한다.

그러나, 상기 회수된 샘플을 정확히 배치하고 정전기 프로브와 방향을 맞추는 것이 어려울 수 있다. 예를 들면, 상기 샘플은 단지 정전기적인 힘에 의해 상기 프로브에 일시 부착되기 때문에, 상기 샘플은 적극적으로 보호되지 않고 제거되고 또는 오염되거나 파괴될 수 있다. 결과적으로, 상기 샘플이 부착되고 결합되는 검사 그리드가 필요하다. 이와 같은 프로세스는 단일 방향에서만 샘플의 검사를 허용하며, 기판(substrate) 또는 기판 영역을 정확히 검사하기 위해 다수 샘플의 검사를 아마 요구할 수 있다.

본 명세서에서 개시하는 내용은 첨부한 도면을 참조함으로써 다음의 상세한 설명으로부터 가장 잘 이해할 수 있을 것이다.

산업상의 표준 관행에 따라 다양한 특징들이 일정한 비율로 도시되지 않을 수도 있음을 강조한다. 사실, 다양한 특징들의 크기는 설명의 명료성을 위해 임의로 증가 또는 축소될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 측면에 따른 미세 검사를 위한 시스템의 실시 형태의 적어도 일부를 도시하는 개략도,

도 2는 본 발명의 일 측면에 따른 고정 요소(grasping element)의 일 실시 형태의 적어도 일부를 도시하는 개략도,

도 3은 본 발명의 일 측면에 따른 고정 요소의 다른 실시 형태의 적어도 일부를 도시하는 개략도,

도 4A는 본 발명의 일 측면에 따른 고정 요소의 다른 실시 형태의 적어도 일부를 도시하는 개략도,

도 4B 및 4C는 본 발명의 일 측면에 따른 고정 요소의 다른 실시 형태의 적어도 일부를 도시하는 개략도,

도 4D 및 4E는 본 발명의 일 측면에 따른 고정 요소의 다른 실시 형태의 적어도 일부를 도시하는 개략도,

도 5는 본 발명의 일 측면에 따른 고정 요소의 다른 실시 형태의 적어도 일부를 도시하는 개략도,

도 6은 본 발명의 일 측면에 따른 FIB-준비된 샘플을 갖는 기판의 일 실시 형태의 적어도 일부를 도시하는 단면도,

도 7은 본 발명의 일 측면에 따른 FIB-준비된 샘플을 갖는 기판의 일 실시 형태의 적어도 일부를 도시하는 평면도,

도 8은 본 발명의 일 측면에 따른 시스템의 일 실시 형태의 적어도 일부를 도시하는 블록도, 및

도 9는 본 발명의 일 측면에 따른 도 8의 시스템의 일부의 일 실시 형태의 블록도.

다음의 설명에서는 다양한 실시 형태의 상이한 특징들을 구현하기 위한 많은 상이한 실시 형태들 또는 예들이 제시된다. 구성요소와 구성의 구체적인 예들이 본 발명의 개시를 단순하게 하기 위해서 이하에서 설명된다. 물론 이것들은 단지 예시일 뿐이며 한정하는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 개시는 다양한 예에서 참조번호 및/또는 문자들을 반복할 것이다. 이러한 반복 사용은 단순함과 명료함을 위한 것이며 그 자체가 설명되는 다양한 실시 형태들과 및/또는 구성들 사이의 관계를 가리키는 것은 아니다. 또한, 이어지는 제 2 특징에 대한 제 1 특징의 형성은 제 1 및 제 2 특징들이 직접적인 접촉으로 형성되는 실시 형태를 포함할 수 있고, 또한 제 1 특징과 제 2 특징이 직접적인 접촉 관계에 있지 않도록 추가적인 특징들이 상기 제 1 특징과 제 2 특징 사이에 개입될 수 있다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 일 측면에 따른 미세 검사 시스템(100)의 일 실시 형태의 적어도 일부의 단면도가 도시되어 있다. 시스템(100)은 집속-이온-빔(120)을 수용하는 FIB 챔버(110)를 포함할 수 있다. 챔버(110)는 또한 다른 형태의 스테이지 중에서 샘플의 FIB 준비 이후에 전자 현미경에 의해 검사될 기판(140)을 지지하기 위해 사용될 수 있는 스테이지(130)를 포함할 수 있다. FIB 챔버(110)는 종래의 또는 향후 개발되는 진공 챔버이거나 또는 다른 형태의 챔버 일 수 있으며, 상기 챔버 내에서는 FIB 공정이 수행될 것이다. FIB 수단(120)은 예를 들어 검사용 기판(140)의 샘플을 준비하기 위해 상기 기판(140)에서 FIB 공정 을 수행하는 종래 또는 향후 개발되는 장치를 포함할 수 있다. 예를 들면, FIB 수단(120)은 소정의 위치에 이온 빔을 조사하는 이온 빔 광학 시스템뿐만 아니라 이온 빔을 생성하는 이온 소스를 포함할 수 있다. 상기 스테이지(130)는 챔버(110) 및/또는 FIB 수단(120)에 대해서 6 자유도(degrees-of-freedom)까지 기판(140)을 배치하고 방위를 정하도록 구성될 수 있다.

시스템(100)은 또한 예를 들어 FIB 챔버(110)와 전자 현미경 챔버(160) 사이에 FIB-준비된 샘플을 전송하기 위해 사용될 수 있는 조작 어셈블리(150) 또는 방위 및/또는 조작 도구를 포함한다. 조작 어셈블리(150)는 또한 독립적인 장치이지만 FIB 챔버(110)나 전자 현미경 챔버(160)에 탈착 가능하게 결합될 수 있다. 조작 어셈블리(150)는 FIB-준비된 샘플과 인터페이스 하도록 구성된 고정 요소(155)를 포함한다. 어떤 실시 형태에서는, 조작 어셈블리(150), 또는 그것들의 부분들 또는 기능들이 FIB 챔버(110) 및/또는 현미경 챔버(160)와 같은 그것이 사용되는 챔버 내에 실질적으로 포함될 수 있다. 예를 들면, 포지셔닝 시스템 또는 다른 형태의 조작기가 조작 어셈블리(150)의 적어도 일부를 구성하고 샘플이 조작되는 챔버 내에 포함될 수 있다.

시스템(100)은 또한 조작 어셈블리(150)를 하나 이상 포함할 수 있으며, 각각은 하나 이상의 고정 요소(155)를 포함할 수 있다. 각 고정 요소(155)는 또한 하나 이상의 FIB-준비된 샘플들과 인터페이스 하도록 구성될 수 있다. 이와 같이, 다수의 샘플들이 직렬로 또는 병렬로 이하에서 더욱 상세히 설명된 바와 같이 가능하게는 자동으로 준비되고 또는 조작될 수 있다. 하나 이상의 조작 어셈블리(150) 나 고정 요소(155)가 사용되는 경우, 각 조작 어셈블리(150)는 실질적으로 유사하거나 유사하지 않을 수 있고, 각 고정 요소(155)도 실질적으로 유사하거나 유사하지 않을 수 있다.

고정 요소(155)는 또한 전자 현미경 챔버(160) 내 검사 그리드(170) 상에 FIB-준비된 샘플을 배치하거나, 또는 검사 그리드(170)가 없을 경우 검사 동안 전자 현미경 챔버(160)에 FIB-준비된 샘플을 보호하는 것과 같이 FIB-준비된 샘플을 6 자유도까지 배치 및/또는 방향을 맞추도록 구성될 수 있다. 상기 고정 요소(155)는 예컨대 정전기, 열, 및/또는 고정 요소(155)의 압전 활성화에 의해 FIB-준비된 샘플을 고정하도록 활성화될 수 있다. 대안으로, 또는 부가적으로, 고정 FIB-준비된 샘플을 고정하도록 비활성화될 수 있다. 즉, 고정 요소(155)는 파워-온 상태에서 FIB-준비된 샘플을 고정하고 파워-오프 상태에서 상기 FIB-준비된 샘플을 해제하거나, 파워-오프 상태에서 FIB-준비된 샘플을 고정하고 파워-온 상태에서 상기 FIB-준비된 샘플을 해제하거나, 파워-온 상태에서 FIB-준비된 샘플을 고정하고 파워-온 상태에서 상기 FIB-준비된 샘플을 해제하거나, 파워-오프 상태에서 FIB-준비된 샘플을 고정하고 파워-오프 상태에서 상기 FIB-준비된 샘플을 해제하도록 구성될 수 있다.

조작 어셈블리(150)와, 가능하게는 고정 요소(155)는, 상기 FIB 챔버(110) 내에서 샘플 준비 동안에 수행된 하나 이상의 절차 공정상의 단계들, 전자 현미경 챔버(160)으로의 샘플 이송, 및/또는 전자 현미경 챔버(160) 내에서의 샘플 검사가 일단 공정상의 단계가 개신된 이후에는 인간과의 상호작용이 거의 또는 전혀 없이 수행될 수 있도록, 수동으로 및/또는 로보트에 의해 동작될 수 있다. 일부 공정상의 단계들은 또한 인간과의 상호작용 없이 이전의 공정 단계에 의해 자동으로 개시될 수 있다.

상기 전자 현미경 챔버(160)는 종래의 또는 향후 개발되는 진공 챔버이거나 또는 전자 현미경 사용 절차가 수행되는 다른 형태의 챔버일 수 있다. 전자 현미경 챔버(160)는 검사 그리드(170)을 지지하기 위한 또는 만일 검사 그리드(170)가 사용되지 않는다면 FIB-준비된 샘플을 지지하기 위해 및/또는 검사 동안 FIB-준비된 샘플을 배치하고 방향을 맞추기 위해 조작 어셈블리(150)와 협력하는 스테이지(180)를 포함할 수 있다. 전자 현미경 챔버(160)는 또한 FIB-준비된 샘플을 검사하는 검사 수단(190)을 포함한다. 일 실시 형태에서, 검사수단(190)은 주사 전자 현미경(SEM), 원자력 현미경, 스캐닝 프로브 현미경, 스캐닝 터널링 현미경(STM), 또는 근거리 광학 주사 현미경을 포함하는 다른 현미경 장치를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 검사수단(190)은 전자 현미경 외에 또는 이에 추가하여 이온 또는 광학 현미경과 같은 검사 수단을 포함할 수 있다. 그러나, 단지 단순화를 위해서, 여기서는 임의 현미경 장치 또는 디바이스에 대한 참조는 전자 현미경 장치가 될 것이지만, 이러한 참조는 또한 이온 현미경이나 광학 현미경과 같은 다른 현미경 장치를 포함하는 것이기도 하다. 상기 검사수단(190)은 또한 하나 이상의 현미경 장치를 포함한다. 예를 들면, 전자 현미경 챔버(160) 및/또는 시스템100)은, 하나 이상의 챔버들이 검사 및/또는 추가적인 준비 단계들을 위해 사용될 수 있도록, 각각 검사 프로세스의 하나 이상의 단계에서 사용되는 다수의 챔버들을 포함할 수 있다.

상기 시스템(100)의 동작의 일 실시 형태에서, 검사될 기판(140)은 가능하게는 스테이지(130) 및/또는 조작 어셈블리(150)를 조작하여 FIB 챔버(110) 내에서 방향이 정해진다. 그 후, 종래 또는 향후-개발되는 FIB 프로세스가 기판(140)으로부터 후속 검사를 위해 샘플을 한정하기 위해 수행된다. 상기 샘플은 그 다음에 수동 및/또는 로봇 동작에 의해 고정 요소(155)에 의해 고정되거나(grasped), 맞물리거나(engaged), 보호되거나(secured), 또는 포획되고(captured)(이하 통칭하여 "캡처된" 것으로 지칭함), 이후 수동 및/또는 로봇 동작에 의해 FIB 챔버로부터 제거된다. 조작 어셈블리(150)와 고정 요소(155)는 그 다음에 상기 FIB-준비된 샘플을 전자 현미경 챔버(160)에 이송하고 전자 현미경 수단(190)에 의해 검사를 위해 상기 FIB-준비된 샘플의 방향을 맞춘다. 상기 FIB-준비된 샘플의 이송 및/또는 방향 조정은 수동 또는 로봇-동작(자동화됨)으로 이루어질 수 있다.

상기 FIB-준비된 샘플은 검사 동안 고정요소(155)에 의해 포획된 채로 있을 것이다. 다른 실시 형태에서, 조작 어셈블리(150)와 고정 요소(155)는 검사하기에 앞서 상기 FIB-준비된 샘플을 검사 그리드(170)에 배치하고 방향을 맞추며, 그리하여 상기 FIB-준비된 샘플이 검사 전에 고정 요소(155)로부터 해제되게 한다. 조작 어셈블리(150)와 고정 요소(155)는 역시 또는 대신에 전자 현미경 챔버(160)에 배치하기 전에 검사 그리드(170) 상에 상기 FIB-준비된 샘플을 배치하고 및/또는 방향을 맞추며, 여기서 검사 그리드(170)는 이후 상기 FIB-준비된 샘플이 고정 요소(155)로부터 해제된 후 전자 현미경 챔버(160)에 배치되고 방향이 조정된다.

시스템(100)의 동작은 전자 현미경에 의해 검사 전에 FIB 챔버로부터 상기 FIB-준비된 샘플을 제거하는 것을 요구하지 않는다. 예를 들면, 단일 챔버(또는 다수-챔버 도구)는 FIB 수단(120)과 전자 현미경 수단(190)을 포함할 수 있다. 결과적으로, 상기 FIB-준비된 샘플이 FIB의 작업 영역과 전자 현미경 수단(120, 190)사이에 단지 이송되고 조작 어셈블리(150)와 고정 요소(155)에 의해 적절히 방향이 조정되거나, 또는 상기 FIB-준비된 샘플은, FIB 수단(120)이 상기 샘플로부터 떨어져 배치되고 전자 현미경 수단(190)이 검사를 위해 상기 샘플에 근접하게 배치되는 동안, 거의 정지상태로 유지된다.

어떤 실시 형태에서는, 검사 그리드(170)는 고정 수단, 또는 하나 이상의 래치, 클램프, 소켓, 핸들 이것들의 조합 등과 같은 샘플을 결합하거나 아니면 고정하는 수단을 포함한다. 이와 같은 고정 수단은 이하에서 설명되는 고정 요소들의 하나 이상의 실시 형태를 포함하고 및/또는 닮는다. 예를 들면, 일 실시 형태에서, 검사 그리드(170)는 서로에 편향되거나 아니면 근접하거나 접촉하는 2개 이상의 고정 부재를 포함하는 고정 수단을 포함할 수 있으며, 여기서 상기 고정 부재는 탄성 또는 편향 가능한 특성을 가질 수 있다. 이와 같은 실시 형태에서, 상기 FIB-준비된 샘플은, 검사 그리드(170) 고정 부재의 편향 특성이 상기 샘플이 용접되거나 아니면 영구적으로 검사 그리드(170)에 고정될 필요없이 상기 샘플을 고정할 수 있도록, 고정 요소(155)에 의해 고정 부재 사이의 위치로 제한되고 해제될 수 있다. 검사 그리드(170)의 고정 부재는 또한 상기 FIB-준비된 샘플의 외측 또는 다른 프로파일에 대응하는 내측 또는 다른 프로파일을 가질 수도 있으며, 예컨 대 검사 그리드(170)에 대해서 샘플을 아마 하나 이상의 소정의 위치에 고정하는데 있어서 굳히거나 또는 아니면 향상시키거나 또는 보조하도록 구성될 수 있다.

결과적으로, 어떤 실시 형태에서, 고정 요소(155)는 상기 샘플을 검사 그리드(170)에 초기에 위치시키고, 상기 샘플을 해제하고, 나중에 상기 샘플을 재 방향 설정을 위해 재 고정하고 새로운 방위로 상기 샘플을 검사 그리드(170)에 위치시키는데 사용될 수 있다. 마찬가지로, 어떤 실시 형태에서, 고정 요소(155)는 초기에 상기 샘플을 검사 그리드(170)에 위치시키고, 샘플을 해제하고, 나중에 상기 샘플을 부가적인 현미경 챔버와 같은 다른 검사 및/또는 처리 환경으로 이송하기 위해 재 고정하는데 사용될 수 있다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 고정 요소(200)의 일 실시 형태의 적어도 일부의 개략도가 도시되어 있다. 일 실시 형태에서, 고정 요소(200)는 예컨대 고정 요소(155)의 역할로 도 1에 도시된 시스템(100)에 사용될 수 있다. 고정 요소(200)는 그 내부 또는 그 상부에 접합 패드(215)가 형성된 바디(body)(210)를 포함할 수 있다. 고정 요소(200)는 또한 예를 들어 FIB 기술에 의해 기판(202)으로부터 준비된 샘플(205)을 고정하는 작동기(actuator)(220)를 포함할 수 있다. 작동기(220)는 하나 이상의 작동 부재(230)를 포함하며, 이는 리본-형상의 직선 부재 및/또는 다른 형상의 부재이거나 포함할 수 있다. 작동 부재(230)의 말단부(240)는 바디(210)에 통합되거나 아니면 결합될 수 있다. 작동 부재(230)의 근단은 가능하게는 스페이서 부재(250)에 의해 서로 결합될 수도 있다. 또는, 작동 부재(230)의 하나 이상은 작동기(220)의 폭을 상당히 확장할 수 있으며, 가능하게는 각이 있거나 아치형의 오목 프로파일(예를 들어, 도 2에서처럼 바디(210)의 중심부를 향해 기울어짐) 또는 각이 있거나 아치형의 볼록 프로파일(예를 들면, 바디(210)의 중심부로부터 떨어져 기울어짐)을 가진다.

고정 요소(200)는 또한 작동 부재(230)에 일체화되거나 결합한 고정 부재(270)를 포함한다. 고정 부재(270)는 고정 요소(200)의 활성 또는 비활성에 따라 상기 FIB-준비된 샘플을 고정하도록 구성된다. 예를 들면, 작동 부재(230)는 열적 에너지에 대한 노출에 반응하여 팽창과 수축하도록 구성된다. 이와 같은 노출은 가열 램프, 열판 또는 오븐을 사용하여 달성될 수 있다. 국지적인 가열은 또한 레이저 장치에 의해 달성될 수 있다. 일 실시 형태에서, 작동 부재(230)는 이를 따라 전달되는 전류에 의해 생성된 열적 에너지에 반응하여 팽창과 수축하도록 구성된다. 예를 들면, 고정 요소(200)의 작동 부재(230) 또는 다른 부분들은 전류에 반응하여 온도가 상승하는 전기 저항성 요소 또는 재료를 포함한다. 따라서, 작동 부재(230)는 전류 또는 전압원과 상호 연결을 위해 접합 패드(215) 또는 다른 수단에 직접 또는 간접적으로 결합될 수 있다.

고정 요소(200)가 저항성 가열에 반응하여 활성화 또는 비활성화되는 실시 형태에서, 작동기(220) 내에 그와 같은 저항성 가열을 제공할 수 있는 저항성 요소들은 전류에 반응하여 열적 에너지를 방출하는 단일 크리스탈 실리콘, 불순물이 함유된 폴리실리콘 및/또는 다른 종래의 또는 향후 개발되는 재료들과 같은 많은 저항성 재료들을 포함한다. 상기 저항성 요소들은, 고정 요소(200)가 활성화될 때 상기 저항성 요소에 의해 방출된 열적 에너지가 이에 반응하여 작동 부재(230)가 팽창과 수축시키는데 충분하도록, 작동 부재(230) 상에 또는 그 내부에 또는 작동 부재(230)로부터 충분히 짧은 거리 내의 고정 요소(200) 상에 또는 그 내부 다른 곳에 위치할 수 있다.

작동 부재(230)는 또한 또는 대신에 고정 부재(270)에 또는 작동 부재(230)에 적용된 바이어스 전압에 대한 노출에 반응하여 팽창과 수축하도록 구성될 수 있다. 이와 같은 바이어스는 작동 부재(230) 또는 고정 부재(270)를 상호 연결 수단으로서 접합 패드(215)를 사용하여 전압원과 상호 연결함으로써 달성될 수 있다. 일 실시 형태에서, 작동 부재(230)는 열적 에너지에 반응하는 외에 달리 팽창 및/또는 수축하도록 구성될 수 있으며, 그리하여 작동 부재(230)가 열적으로 활성화되지 않지만 다른 수단에 의해서는 활성화될 수 있다. 일 실시 형태에서, 작동 부재(230), 또는 그것의 부분, 및/또는 그와 관련된 지지 구조체는 전기적으로 및/또는 열적으로 활성화될 수 있는 것들을 포함하는 형상 기억 합금을 포함할 수 있다.

작동 부재(230)는 열적 에너지에 반응하여 온도가 상승함에 따라 팽창한다. 다양한 열팽창 스킴이 본 개시에 의해 고려될 수 있지만(예를 들면, 기하구조, 열팽창 계수 및 대응하는 팽창 방향), 설명된 실시 형태는 작동 부재(230)가 폭 또는 높이보다 특히 길이를 갖는 것으로 설명한다. 따라서, 열적 에너지에 대한 노출은 작동 부재(230)가 다른 방향보다 길이에서 팽창하도록 한다. 그러나, 작동 부재(230)의 단부(240)는 고정되기 때문에, 작동 부재(230)의 길이의 팽창은 작동 부재를 바디(210)의 중심부로 구부러지거나 변형하도록 한다. 결과적으로, 작동 부재(230)와 스페이서 부재(250)의 중심점은 모두 같은 방향으로 중심을 벗어나 기울 여지고, 작동 부재(230)는 각각 팽창하는 동안 같은 방향으로 구부러지거나 또는 변형할 수 있다.

스페이서 부재(25)의 바디(210) 중심부로의 수반하는 변형은 작동 부재(270)의 반대쪽 단면들 사이의 각을 감소시킨다. 결과적으로, 스페이서 부재(250)가 바디(210)의 중심부를 향해 변형하는 것에 더하여, 고정 부재(270) 또한 안쪽으로 외전하고, 그에 의해 FIB-준비된 샘플(205)의 반대 측면을 고정한다.

일 실시 형태에서, 예를 들어 열적 에너지에 대한 노출에 반응하여 위치가 정해진 후, 활성화된 위치에서 고정 부재(270)의 위치는 샘플-해제된 위치일 수 있다. 이와 같은 실시 형태에서, 고정 부재(270)는 파워-오프 조건에서 FIB-준비된 샘플을 고정한다. 즉, 고정 부재(270)는 열적 에너지 또는 다른 활성화 수단에 반응하여 팽창하거나 서로 분리되고, 열적 에너지 또는 다른 활성화 수단으로부터 제거시 폐쇄된 위치로 수축한다. 따라서, 열적 에너지 또는 다른 활성화 수단은 샘플(205)을 고정하기 전에 샘플(205)에 가깝게 고정 부재(270)를 초기에 위치시키는데 필요하며, 그리하여 열적 에너지가, FIB-준비된 샘플(205)이 챔버들 또는 도구들 사이에 또는 챔버 또는 도구 내에서 FIB-준비된 샘플(205)의 위치 또는 방위 조정 동안 운반되는 중에 계속하여, 적용될 필요는 없다.

일 실시 형태에서, 고정 요소(200)는 마이크로-전기-기계적(micro-electro-mechanical: MEMS)장치로서 제조될 수 있다. 예를 들면, 절연층과 하나 이상의 전도층이 기판상에 연속적으로 적층될 수 있다. 바디(210)과 작동기(220)는 마이크로가공 및/또는 종래의 또는 향후-개발되는 에칭 공정에 의해 예컨대 포트레지스트 또는 다른 재료의 마스크를 사용하여 상기 전도층에 규정될 수 있다. 접합 패드(215)는 바디(210)와 같은 전도층으로부터 형성될 수 있다. 또는 접합 패드(215)는 바디(210)가 규정된 전도층 위의 제 2 전도층에 규정될 수 있다. 고정 요소(200)는 또한 도 1에 도시된 조작 어셈블리(150)와 같은 조작 어셈블리와 인터페이스 하는 수단을 포함하며, 이와 같은 인터페이스 수단은 본 설명의 범위에 한정되지 않는다. 이와 같은 인터페이스 수단은 또한 바디(210)가 규정되는 층에 규정될 수 있다. 상기 절연층은 불순물이 섞이지 않는 실리콘, 실리콘 디옥사이드, 다른 산화물 또는 전기 절연 재료를 포함할 수 있으며, 상기 하나 이상의 전도층은 불순물이 포함된 폴리실리콘, 금 및/또는 다른 전기 전도 재료를 포함한다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 고정 요소(300)의 다른 실시 형태의 적어도 일부의 개략도가 도시되어 있다. 고정 요소(300)는 도 2에 도시된 고정 요소(200)와 구성 및 제조에 있어서 실질적으로 유사하고, 도 1에 도시된 시스템(100)과 같은 전자 현미경 시스템에 사용된다.

고정 요소(300)는 그 내부 또는 상부에 접합 패드(2315)가 형성된 바디(310)를 포함한다. 고정 요소(300)는 FIB 기술을 사용하여 기판(302)으로부터 준비된 샘플(305)을 캡처하는 작동기(320)를 또한 포함한다. 작동기(320)는 리본-형상의 직선형 부재 및/또는 다른 형상의 부재이거나 또는 포함할 수 있는 하나 이상의 작동 부재(330)를 포함할 수 있다. 작동 부재(330)의 종단(340)은 바디(310)와 일체를 이루거나 아니면 결합될 수 있다. 작동 부재(330)는 가능하게는 스페이서 부재에 의해 그것들의 중심점(350)에 또는 그 근처에서 서로 결합될 수도 있다. 또한, 상기 중심점(350)은 바디(310)의 중심점을 향해 또는 그것으로부터 떨어져 기울어지거나 약간 벗어난 중립적인 위치를 가질 수 있다. 예시한 실시 형태에서, 중심점(350)은 바디(310)의 중심부로부터 떨어져 기울어진다.

고정 요소(300)는 또한 작동 부재(330)와 일체를 이루거나 결합한 고정 부재(370)를 포함한다. 고정 부재(370)는 고정 요소(300)의 활성화 또는 비활성화 시 FIB-준비된 샘플(305)을 고정하도록 구성된다. 예를 들면, 고정 부재(370)는 FIB-준비된 샘플(305)과 인터페이스 하도록 구성된 압착 접합 엔드-이펙터(end-effector)(375)를 포함할 수 있다. 물론, 상기 압착 접합 엔드-이펙터(375)의 형상은 도 3에 도시된 사실상의 반구형 또는 반원형 형상에 제한되지 않으며, 기판(302)로부터 샘플(305)을 제거하는데 보조하기 위해 FIB-준비된 샘플(305)와 인터페이스 하도록 다른 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 압착 접합 엔드-이펙터(375)는 아치형의, 각이 있거나 직선형의 오목한 형상을 가지며, 이것은 압착 접합 엔드-이펙터(375)를 FIB-준비된 샘플(305)의 가장자리로 안내하는데 보조할 수 있다. 압착 접합 엔드-이펙터(375)는 FIB-준비된 샘플과의 접합을 보조하기 위해 연성의, 열 전도성이 있는 및/또는 전기 전도성 있는 필름 또는 다른 면처리이거나 이를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 필름은 금, 은, 이리듐, 및/또는 다른 물질을 포함할 수 있다. 압착 접합 엔드-이펙터(375)의 표면처리 또는 표면처리된 부분은 압착 접합 엔드-이펙터(375)의 표면을 수정하거나 아니면 접합 성능을 향상시키는 하나 이상의 프로세스이거나, 포함하거나, 또는 그것으로부터 생성될 수 있다. 이와 같은 필름 및/또는 표면처리는 나노 튜브 구조체 또는 재료 또는 다른 가능한 텍스처 합성물을 사용할 수 있으며, 이는 고유의 컴플라이언스를 제공하고 및/또는 반 데르 발스(Van Der Waals) 결합력을 증가시킨다.

작동 부재(330)은 열적 에너지에 대한 노출에 반응하여 팽창과 수축하도록 구성될 수 있다. 이와 같은 노출은 가열 램프, 열판 또는 오븐을 사용함으로써 달성될 수 있다. 국지적인 가열은 또한 레이저 장치에 의해 달성될 수 있다. 일 실시 형태에서, 작동 부재(330)는 작동 부재(330) 또는 고정 요소(300)의 다른 부분들을 따라 전달되는 전류에 의해 생성된 열 에너지에 반응하여 팽창 또는 수축하도록 구성된다. 따라서, 작동 부재(330)는 전류 또는 전압원과의 상호 접속을 위해 접합 패드(315) 또는 다른 수단에 직접 또는 간접적으로 결합될 수 있다.

고정 요소(300)가 저항성 가열에 반응하여 활성화되는 실시 형태에서, 작동기(320) 내에 그와 같은 저항성 가열을 제공하는 저항성 소자는 전류에 반응하여 열적 에너지를 방출하는 불순물인 주입된 폴리실리콘 및/또는 다른 종래의 또는 향후-개발된 재료와 같은 많은 저항성 재료로 구성될 수 있다. 상기 저항성 재료는 작동 부재(330) 상에 또는 그 안에 또는 작동 부재(330)로부터 충분히 짧은 거리 내의 고정 요소(300) 상에 또는 그 내부의 다른 곳에 위치할 수 있으며, 그리하여 고정 요소(300)가 활성화될 때 상기 저항성 요소들에 의해 방출된 열에너지는 이에 반응하여 작동 부재(330)를 팽창 및 수축하도록 하기에 충분하게 된다. 작동 부재(330)는 또한 또는 대안으로 자신에 인가된 바이어스 전압에 노출에 반응하여 팽창 또는 수축하도록 구성될 수 있다. 이와 같은 바이어스는 작동 부재(330)와 전압원을 예를 들어 상호 연결 수단으로서 접합 패드(315)를 사용하여 상호 연결함으 로써 달성될 수 있다. 작동 부재(330)는 열에너지에의 노출에 반응하여 온도가 상승함에 따라 팽창한다. 다양한 열팽창 스킴이 본 발명에서 고려될 수 있지만(예를 들면, 기하구조, 열팽창 계수 및 대응하는 팽창 방향), 예시된 실시 형태는 작동 부재(330)가 폭이나 높이보다 훨씬 더 긴 길이를 갖는 것으로서 설명한다. 따라서, 열에너지에 대한 노출은 작동 부재(330)가 다른 어떤 방향보다 길이에서 팽창하도록 할 것이다. 그러나, 작동 부재(330)의 종단(340)은 고정되어 있기 때문에, 작동 부재(330)의 길이의 팽창은 그것들을 구부러지게 한다. 따라서, 작동 부재(330)의 중심점(350)은 옆으로 변형할 것이다. 작동 부재(330)의 중심점(350)은 모두 같은 방향으로 중심으로부터 벗어나 기울기 때문에, 작동 부재(330)는 팽창 동안에 같은 방향으로 각각 구부러질 수 있다.

바디(310)의 중심부로부터 멀리 작동 부재(330)의 중심점(350)의 이동은 고정 부재(370)도 바디(310)의 중심부로부터 멀리 이동하게 한다. 따라서, 압착 접합 엔드-이펙터(375)는 FIB-준비된 샘플(305)을 접촉할 것이다. 압착 접합 엔드-이펙터(375)는 작동 부재(330)의 팽창에 의해 고정 부재(370)를 통해 인가된 힘에 의해서만 FIB-준비된 샘플과 접합될 수 있다. 그러나, 엔드-이펙터(375)와 FIB-준비된 샘플(305) 사이의 결합은 소리 및/또는 열에너지에의 노출에 의해 도움을 받을 수 있다. 이와 같은 열에너지에의 노출은 상기한 바와 같으며, 여기서 열에너지에의 노출 및/또는 그로부터의 제거는 엔드-이펙터(375)와 FIB-준비된 샘플(305) 사이에 기계적 및/또는 화학적인 결합이 형성되도록 한다. 소리 에너지에의 노출은 고정 요소(300)의 중심에 또는 중심에서 떨어져 위치한 소스로부터 높은 주파수 의 음파 또는 압력파의 방출을 포함한다.

일 실시 형태에서, 도 3에 도시된 고정 부재(370)의 위치는 예를 들어 열에너지에의 노출에 반응하여 위치를 조정한 후와 같이 편향되거나 활성화된 위치일 수 있다. 따라서, 상기 열에너지 또는 다른 활성화 수단은 FIB-준비된 샘플(305)를 초기에 고정하는데 필요할 뿐이며, 그리하여 상기 열에너지 또는 다른 활성화 수단은 FIB-준비된 샘플(305)가 챔버 또는 도구 사이에서 이동되는 중에 또는 챔버 또는 도구 내에서 FIB-준비된 샘플(305)의 위치를 조정하거나 방위를 정하는 동안 계속해서 인가될 필요가 없도록 한다.

다른 실시 형태에서, 고정 부재(370)는 바디(310)에 단단히 결합될 수 있다. 이와 같은 실시 형태에서, 고정 요소(300)는 작동 부재(330)나 어떤 다른 작동 소자를 포함하지 않을 수 있다. 즉, 고정 부재(370)는 단지 바디(310)를 위치 조정함으로써 FIB-준비된 샘플(305)에 근접하게 또는 접촉하게 위치 조정될 수 있다. 고정 부재(370)는 이후 예를 들어 이를 통해 전류를 전도함으로써 열에너지에 노출될 수 있으며, 이에 의해서 상기 열에너지는 엔드-이펙터(375)의 일부를 용융하거나 결정화시키며, 또는 아니면 FIB-준비된 샘플(305)에 대한 고정 부재(370)의 접합을 보조한다. FIB-준비된 샘플(305)은, 예를 들어 고정 부재(370)와의 사이에 압착 결합의 형성 동안 상기 고정 부재(370)가 압착되는 단단한 표면을 제공하기 위해, 예를 들어 플래티넘 또는 텅스텐과 같은 상당한 경도를 갖는 재료의 층을 포함할 수 있다. 이와 같이, 고정 요소(300)를 활성화시키는 것은 고정 요소(300)의 적어도 일부를 열 및/또는 다른 에너지에 노출시키는 것에 부가하여, 또는 그 대신 에, 고정 요소(300)를 물리적으로 위치 조정하는 것을 포함할 수 있다.

도 4A를 참조하면, 본 발명에 따른 고정 요소(400A)의 다른 실시 형태의 적어도 일부의 개략도가 도시되어 있다. 고정 요소(400A)는 도 2에 도시된 고정 요소(200)과 구성 및 제조에 있어서 사실상 유사하며, 도 1에 도시된 시스템(100)과 같은 전자 현미경 시스템에서 사용될 수 있다.

고정요소(400A)는 그 내부 또는 상부에 접합 패드(415)가 형성된 바디(410)를 포함할 수 있다. 고정 요소(400A)는 또한 예를 들어 FIB 프로세스에 의해 기판(402)으로부터 준비된 샘플(405)를 고정하는 작동기(420)를 포함한다. 작동기(420)는 리본 형상의, 직선형 부재 또는 다른 형상의 부재이거나 또는 이를 포함하는 하나 이상의 작동 부재(430)를 포함한다.

작동 부재(430)는 또한 바디(410)의 반대쪽 종단에 고정 부재(470A)를 포함한다. 고정 부재(470A)는 작동 부재(430)와 일체이거나 그에 결합된다. 고정 부재(470A)는 고정 요소(400A)의 활성화 또는 비활성화 시 FIB-준비된 샘플(405)를 고정하도록 구성된다. 예를 들면, 고정 부재(470A)는 FIB-준비된 샘플(405) 둘레에 맞게 또는 대응되게 구성된 삼각형 팁(475)으로 구성된다. 또한, 또는 대안으로, 고정 부재(470A)는 기판(402) 및/또는 샘플(405)에 형성된 하나 이상의 구멍, 애퍼처(apertures), 리세스(recesses), 인덴테이션(indentations), 슬롯(slots), 트렌치(trenches), 또는 다른 개구(openings)와 협력하거나, 맞물리거나, 고정되거나, 아니면 대응하도록 구성된다. 상기 팁(475)의 형상은 도 4A에 도시된 삼각형 또는 뭉뚝한 삼각형 형상에 한정되지 않으며, FIB-준비된 샘플(405) 주위에 및/또 는 개구(403)에 고정되어 기판(402)으로부터 상기 샘플(405)를 고정하고 제거하도록 형상이 이루어진다.

작동 부재(430)는 열에너지에의 노출에 반응하여 팽창과 수축하도록 구성될 수 있다. 이와 같은 노출은 가열 램프, 열판 또는 오븐을 사용하여 달성된다. 국지적인 가열은 또한 레이저 장치에 의해 달성될 수 있다. 일 실시 형태에서, 작동 부재(430)는 자신이나 고정 요소(400A)의 다른 부분을 통과하는 전류에 의해 생성된 열에너지에 반응하여 팽창하거나 수축하도록 구성된다. 예를 들면, 작동 부재(430)는 전류에 반응하여 온도가 상승하는 전기적 저항성 소자 또는 재료로 구성될 수 있다. 따라서, 작동 부재(430)는 전류 또는 전압원과 상호 연결을 위해 접합 패드(415) 또는 다른 수단에 직접 또는 간접으로 결합할 수 있다.

고정 요소(400A)가 저항성 가열에 반응하여 활성화되는 실시 형태에서, 작동기(420) 내에 그와 같은 저항성 가열을 제공하는 저항성 소자는 전류에 반응하여 열에너지를 생성하는 불순물리 포함된 폴리 실리콘, 및/또는 다른 종래의 또는 향후-개발된 재료와 같은 다양한 길이의 저항성 재료로 구성될 수 있다. 상기 저항성 소자들은, 고정 요소(400A)가 활성화될 때 상기 저항성 소자들에 의해 방출된 열에너지가 이에 반응하여 작동 부재(430)를 팽창 및 수축시키기에 충분하도록, 작동 부재(430)로부터 충분히 짧은 거리 내의 작동 부재(430)의 상부 또는 그 내부에 또는 고정 요소(400A)의 내부 또는 상부 다른 곳에 위치할 수 있다.

작동 부재(430)는, 또한 또는 대신에, 고정 부재(470A)를 통해 또는 고정 부재(430)에 인가된 바이어스 전압에의 노출에 반응하여 팽창 및 수축하도록 구성될 수 있다.

작동 부재(430)는 열에너지에의 노출에 반응하여 온도가 상승하면서 팽창한다. 다양한 열 팽창 스킴이 본 발명에서 고려될 수 있지만(예를 들면, 기하구조, 열팽창 계수 및 대응하는 팽창 방향), 예시된 실시 형태는 작동 부재(430)가 폭이나 높이보다 훨씬 더 긴 길이를 갖는 것으로서 설명한다. 따라서, 열에너지에 대한 노출은 작동 부재(430)가 다른 어떤 방향보다 길이에서 팽창하도록 할 것이다.

작동 부재(430)의 팽창은 고정 부재(470A)가 바디(410)로부터 옆으로 연장하도록 할 것이다. 따라서, 고정 부재(470A)는 FIB-준비된 샘플(405)과 인테페이스 할 것이다. FIB-준비된 샘플과 팁(475)의 경사진 표면의 간섭은 고정 부재들이 필요한 만큼 떨어지게 하여 고정 부재(470A)가 상기 FIB-준비된 샘플의 가장자리 위로 적어도 부분적으로 슬라이딩하도록 할 것이다. 상기 열에너지 노출 또는 다른 활성화 수단으로부터 고정 요소(400A)의 제거 시, 고정 부재(470A)는 도 4A에 도시된 중립 위치로 편향될 것이며, 이에 의해 나중에 이동, 위치 조정 및/또는 방향 조정을 위해 FIB-준비된 샘플(405)의 측면을 고정하고 FIB-준비된 샘플(405)을 캡처한다.

일 실시 형태에서, 작동 부재(430)는 열에너지 또는 다른 활성화 수단에 반응하여 활성화 하지 않고 FIB-준비된 샘플(405)을 고정하도록 구성된 가단성 부재일 수 있다. 예를 들면, 작동 부재(430)는 FIB-준비된 샘플(405)에 가깝게 가져올 수 있으며 그 다음에 샘플(405)의 종단 위에 압착될 수 있다. 작동 부재(430)은 연성 부재일 수 있기 때문에, 상기 부재들(430) 사이에 강제로 삽입되는 FIB-준비 된 샘플(405)에 따라 분리될 수 있다. 그러나, 작동 부재(430)의 가단성은 샘플(405)의 측면 아래로 상기 부재가 슬라이딩 하면서 FIB-준비된 샘플(405)을 죄거나 고정하도록 할 수 있다. 이후, FIB-준비된 샘플(405)은 가단성 작동 부재(430) 사이에 그 간섭 고정에 의해서만 캡처되어 유지되도록 FIB-준비된 샘플(405)은 기판(402)으로부터 완전히 절단된다. 따라서, 고정 요소(400A)를 작동하는 것은 고정 요소(400A)를 열에너지, 정전기 에너지, 및/또는 압전 구동 에너지 또는 수단에 노출시키는 것에 더하여, 또는 대신에 상기 고정 요소(400A)를 물리적으로 위치 조정하는 것을 포함한다.

도 4B 및 4C를 함께 참조하면, 도 4A에 도시된 고정 요소(400A)의 다른 실시 형태의 개략도가 도시되어 있으며, 여기서 고정 요소(400A)는 참조 번호 400B로 지칭된다. 고정 요소(400B)는 이하에서 설명되는 것을 제외하고는 고정 요소(400A)와 사실상 유사하다. 따라서, 예시된 실시 형태에서와 같이, 고정 요소(400B)는 도 4A에 도시된 고정 요소(470A)에 사실상 유사한 고정 요소(470B)를 포함한다.

그러나, 고정 요소들(470B) 각각은 FIB-준비된 샘플(405)의 프로파일에 맞물리거나, 협조하거나, 또는 아니면 적어도 부분적으로 대응하도록 구성된 내측 프로파일(475)을 포함한다. 예를 들면, 내측 프로파일(475)은, 도 4B 및 4C에 도시된 실시 형태에서와 같이, 샘플(405)의 하나 이상의 리세스 또는 개구(407)에 대응하는 성 모양의, 톱니 모양의, 또는 파상의 프로파일을 가질 수 있다. 따라서, 고정 요소(400B)가 샘플(405) 위에 위치됨에 따라, 고정 요소(400B)의 내측 프로파일(475)는 도 4C에 도시된 바와 같이 샘플(405)의 적어도 일부에 맞물릴 수 있다. 물론, 샘플(405)의 단면 형상은 도 4B 및 4C에 도시된 샘플(405)의 거의 직사각형 단면을 따르거나 닮지 않는다. 또한, 비-직사각형 단면을 갖는 이와 같은 FIB-준비된 샘플들은 상술한 것들을 포함하여 본 발명의 범위 내의 다른 실시 형태에 사용될 수도 있다.

몇몇 실시 형태에서, 샘플(405)은, 고정요소(400B)가 샘플(405) 위에 위치될 때, 고정 부재(470B)를 강제로 이격시키거나 아니면 편향시킨다. 따라서, 고정 부재(470B)의 어떤 실시 형태들은 상기 샘플과 접촉에 반응하여 고정 부재(470)을 강제로 이격시키고, 및/또는 상기 고정 요소(400B)를 샘플(405) 위로 안내하는데 보조하는 각을 가진, 경사진, 오목한, 볼록한, 또는 다른 형상의 표면(예를 들면 표면(476))을 가질 수 있다. 고정 부재(470B)는 또한, 예를 들면 상술한 것을 포함하여 전기 및/또는 열에너지 및/또는 다른 활성화 수단에 의해 고정 요소(400B)가 샘플(405) 위에 배치되면서, 활성화되거나 또는 비활성화 된다.

또한, 고정 부재(470B)는 도 4B 및 4C에 도시된 실시 형태와 본 명세서의 다른 실시 형태와 같이, 서로의 미러 이미지는 아니다. 예를 들면, 고정 부재(470B)의 첫 번째만이 상술한 내측 프로파일(475)을 가질 것이며, 이는 샘플(405)의 프로파일의 적어도 일부에 사실상 대응하나, 제 2 고정 부재는 거의 평평한 프로파일을 갖거나 또는 아니면 제 1 고정 프로파일(475)에 흡사하거나 대응하지 않는다. 그와 같은 실시 형태에서, 제 2 고정 부재의 프로파일은 또한 샘플(405)의 프로파일의 임의의 부분에 대응하지 않는다. 물론, 고정 요소(400B)의 고정 부재들(470B) 사이의 그와 같은 비유사성은 본 발명의 범위 내에서 고정 요소들의 다른 실시 형 태에도 적용된다.

도 4D 및 4E를 함께 참조하면, 도 4A에 도시된 고정 요소(400A)의 다른 실시 형태의 개략도가 도시되어 있으며, 여기서 400C로 참조된다. 고정 요소(400C)는 이하에서 설명되는 것을 제외하고는 고정 요소(400A)에 사실상 유사하다.

그러나, 고정 부재(470C) 각각은 FIB-준비된 샘플(405)의 프로파일에 맞물리거나, 협조하거나, 또는 아니면 적어도 부분적으로 대응하도록 구성된 내측 프로파일(475)을 포함한다. 도 4D 및 4E는 또한 샘플(405)이 여기서 달리 도시된 거의 직사각형의 단면 이외의 단면 형상을 갖는 것으로 도시한다. 예를 들면, 도 4D 및4E에서 도시된 거의 삼각형 형상의 단면을 갖는다. 다른 실시 형태에서, 샘플(405)의 단면은 비대칭적인 또는 불규칙한 형상을 포함하여 다른 기하구조 형상을 가진다. 그러나, 샘플(405)의 특정 단면 형상에 관계없이, 고정 부재(470C)의 내측 프로파일(475)은 샘플(405)의 단면 형상을 따르거나, 그에 맞물리거나, 그와 협조하거나, 또는 그에 대응한다. 몇몇 실시 형태에서, 고정 부재(470C)의 내측 프로파일(475)와 샘플(405)의 단면 사이의 대응은, 가능하게는 단지 샘플(405)을 고정하고 상기 고정 요소(400C)를 기판(402)으로부터 멀리 이동시킴으로써 샘플(405)을 기판(402)에 연결시키는 샘플(405)의 테이퍼 처리된, 목이 있는, 얇은, 또는 다른 부분을 절단하거나, 벗겨내거나, 파괴하거나, 부수거나, 분열하거나 달리 손상시켜서, 고정 요소(400C)가 상기 기판(402)으로부터 샘플(405)을 제거하는 것을 허용하기에 충분하다.

몇몇 실시 형태에서, 샘플(405)은 고정 요소(400C)가 샘플(405)에 배치될 때 고정 부재(470C)를 강제로 떨어지게 하거나 아니면 빗나가게 한다. 따라서, 고정 부재(470C)의 몇몇 실시 형태는 상기 샘플과의 접촉에 반응하여 고정 부재(470)를 강제로 멀리 떨어지게 하는 각이 있거나, 경사지거나, 오목하거나, 볼록하거나, 또는 다른 형상의 표면(예컨대, 표면(476))를 가질 수 있으며, 및/또는 고정 요소(400B)를 샘플(405) 위로 안내하는데 보조할 수 있다. 고정 부재(470B)는 또한 예컨대 상술한 바와 같은 것을 포함하여 전기적인 및/또는 열 에너지 및/또는 다른 활성화 수단에 노출함으로써, 고정 부재(400B)가 샘플(405) 위에 배치될 때 활성화 또는 비활성화 된다.

또한, 고정 부재(470B)는, 도 4B 및 4C에 도시된 실시 형태와 본 명세서의 다른 실시 형태에서와 같이, 서로의 미러 이미지가 아닐 수 있다. 예를 들면, 고정 부재(470B)의 첫 번째 만이 상술한 내측 프로파일(475)를 가질 수 있으며, 이것은 샘플(405)의 프로파일의 적어도 일부에 사실상 대응하며, 반면 제 2 고정 부재는 거의 평평한 프로파일을 가지거나 아니면 제 1 고정 프로파일(475)과 흡사하지 않거나 대응하지 않는다. 이와 같은 실시 형태에서, 제 2 고정 부재의 프로파일은 또한 샘플(405)의 프로파일의 임의 부분에 대응하지 않는다. 물론, 고정 요소(400B)의 고정 부재(470B) 사이의 이와 같은 비유사성은 또한 본 발명의 범위 내에서 고정 요소의 다른 실시 형태에 적용된다.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따라 구성된 고정 요소(500)의 다른 실시 형태의 적어도 일부의 개략도가 도시되어 있다. 고정 요소(500)는 도 1에 도시된 시스템(100)과 같은 전자현미경 시스템에 사용될 수 있으며, 아니면 도 1-3, 및 도 4A- 4E에 대해서 설명된 고정 요소들에 유사할 수 있다.

고정 요소(500)는 일 실시 형태에서 실질적으로 와이어 조각으로 구성될 수 있는 바디(510)를 포함한다. 바디(510)는 프로브가 와이어 조각으로부터 형성될 수 있는 텅스텐 또는 다른 재료로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 상기 바디는 에칭되거나 아니면 프로브 팁을 구성하는 종단(515)을 갖는 텅스텐 와이어 조각으로 이루어질 수 있다. 일 실시 형태에서, 바디(510)로부터 형성된 프로브의 팁은 지름이 약 0.1 mm 와 약 1.0 mm 사이의 범위를 가질 수 있으며, 약 20 nm 미만의 팁 곡률 반경을 가질 수 있다. 물론, 종단(515)의 형상은 도 5에 도시된 형상에 제한되지 않으며, 기판(402)으로부터 샘플(405)를 제거하기 위해 FIB-준비된 샘플(405)와 인터페이스 하도록 다른 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 종단(515)은, FIB-준비된 샘플(405)의 가장자리로 그것을 안내하는데 보조하는 것을 포함하여 다른 것들 중에서 아치형 또는 거의 직선형의 오목한 형상을 가질 수 있다.

바디(510)의 종단(515)의 적어도 일부는 가단층(520)으로 코팅될 수 있다. 상기 가단층(520)은 금, 은, 이리듐, 이것들의 합금, 및/또는 다른 가단성 재료로 이루어질 수 있다. 그 자체로, 종단(515)은 FIB-준비된 샘플(505)과 인터페이스 하도록 구성된 압착 접합 엔드-이펙터로서 기능할 수 있다.

동작 중, 종단(515)은 바디(510)를 위치 조정함으로써 FIB-준비된 샘플(405)에 근접하거나 또는 접촉하여 위치될 수 있다. 종단(515)은 이후에 열, 압축 및/또는 음향 에너지에 노출될 수 있으며, 이에 의해 상기 에너지는 가단층(520)의 적어도 이부를 연화시키거나 용융시킬 수 있으며 아니면 바디(510)를 FIB-준비된 샘 플(405)에 접합시키는 것을 보조할 수 있다. FIB-준비된 샘플(405)은 바디(510)가 압착되는 단단한 표면을 제공하기 위해 플래티넘이나 텅스텐과 같은 상당한 경도를 갖는 재료의 층을 포함할 수 있다.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 FIB-준비된 샘플(405)의 다른 실시 형태의 개략도가 도시되어 있으며, 여기서는 참조번호 '605'로 표시된다. 샘플(605)은 상술한 샘플(405)과 구성과 제조에 있어서 사실상 유사하다. 샘플(605)은 2번의(또는 그 이상) FIB 통과에 의해 준비된다. 예를 들면, 도 6에 도시된 실시 형태에 대해, 샘플(605)은 기판(602)의 표면(602a)에 대해 예각으로 방향이 정해진 적어도 2번의 FIB 통과시킴으로써 형성된다. 기판(602)은 상술한 기판에 사실상 유사하다. 다른 각들도 본 발명의 범위 내에 포함되지만, 상기 예각은 예시한 실시 형태에서와 같이 약 45도이다. 따라서, 샘플(605)의 측벽(605a) 사이의 상대적인 각도(A)는 도 6에 도시된 바와 같이 약 90도이지만, 약 10도에서 약 150도 사이의 범위가 될 수 있으며, 다른 실시 형태들도 또한 본 발명의 범위에 포함된다.

일부 실시 형태에서, 샘플(605)의 삼각형 또는 쐐기 모양의 단면이 상술한 바와 같은 고정 요소들과 같은 고정 요소에 의해 샘플(605)을 안전하게 캡처하는데 도움을 준다. 물론, 샘플(605)의 단면 모양은 다른 모양을 가질 수 있으며, 여전히 하나 이상의 테이퍼형 측벽(605a)을 갖거나 아니면 폭이 선형적으로 변하지 않는(즉, 단계적인 프로파일로) 실시 형태를 포함하는 변화하는 폭을 갖는 다른 단면 모양을 포함하여, 그와 같은 캡처를 보조한다. 일 실시 형태에서, 샘플(605)의 외측-프로파일은 상술한 고정 요소(400A, 400B, 및/또는 400C)와 같은, 상기 샘 플(605)을 캡처하기 위해 사용된 고정 요소의 리세스 또는 개구의 내측 프로파일에 실질상 또는 적어도 부분적으로 합치하거나 아니면 공조한다.

도 7을 참조하면, 본 발명에 따라 상술한 샘플(405)의 다른 실시 형태의 평면도가 도시되어 있으며, 여기서 참조번호 '705'로 표시된다. 샘플(705)은 샘플(405, 605)과 구성 및 제조에 있어서 실질상 유사하다. 샘플(705)은 비-직사각형 주변(705b)을 포함한다. 물론, 도 7에 도시된 주변(705b) 이외의 주변 모양을 갖는 샘플도 본 발명의 범위에 속한다.

샘플(705)은 또한 샘플(705)을 기판(602)에 연결시키는 얇은, 가능하게는 테이퍼형 부분(705c)을 포함한다. 다른 실시 형태에서, 유사하게 배치된 톱니모양 부분 또는 달리 구성된 부분이 상기 테이퍼형 부분(705c)에 추가하여, 또는 대신하여 사용될 수 있다. 이와 같은 테이퍼형, 목 모양의, 얇은, 톱니모양 또는 다른 모양의 영역이, 상술한 고정 요소를 포함하는 고정요소를 가지고 샘플(705)을 고정한 후 수행되는 것과 같이, 샘플(705)을 기판(602)으로부터 강제로 이격시키는 것에 대응하여 긴장이 집중하는 샘플(705)의 약화된 부분을 제공한다. 물론, 이와 같은 부분(705c)를 사용하는 대신에, 또는 그에 부가하여, 기판(602)과 샘플(705)을 연결하는 기판(602)의 부분은 예를 들어 레이저, 마이크로 가공, 선택 에칭, 및/또는 다른 공정에 의해 절단된다.

본 발명의 범위 내에서 고정 요소 제조, 샘플 준비, 샘플 이송 및 방향 조정, 및 샘플 검사의 다양한 측면이 자동화될 수 있다. 예를 들면, 하나 이상의 조작기(각각은 도 1에 도시된 조작 어셈블리(150)의 실시 형태이거나 이를 포함함)가 FIB 챔버 내에서 가능하게는 샘플 스테이지에서 샘플을 배치하고 및/또는 방향을 조정하기 위해 사용된다. 따라서, 자동화된 샘플 교환이 본 발명에 따른 하나 이상의 공정 동안에 사용될 수 있다. 상기 하나 이상의 조작기는 그리드 홀더 상에 샘플을 배치하는데 사용될 수 있으며, 고정적으로 장착되고 및/또는 부가적인 위치 조정 메커니즘에 장착된다.

PC 또는 다른 컴퓨터 장치(이하, PC라고 총칭함)이거나 포함할 수 있는 제어장치는 상기 샘플을 배치하거나 방향 조정한다. 이와 같은 배치 및/또는 방향 조정은 주사 전자 현미경(SEM), 전송 전자 현미경(TEM), 다른 전자 현미경들, 광학 현미경, 또는 다른 유형의 현미경과 같은 현미경의 이미징 빔을 사용한다. 이와 같은 배치 및/또는 방향 조정은 게다가 또는 대신에 상기 이미징 장치에 대해서 로봇 구성요소를 포함하는 조작기, 조작 어셈블리, 고정 요소, 엔드 이펙터, 또는 이것들의 구성 요소를 방향 조정하도록 구성되는 다른 수단들을 사용한다.

본 출원은 예를 들어 검사 프로세스 또는 그 단계 동안에 SEM 또는 TEM의 채용 또는 사용을 구체적으로 언급하지만, 본 발명의 형태들은 TEM 이외의 현미경을 사용하는 응용에 적용 가능하거나 적응시킬 수 있다. 예를 들면, 일 실시 형태에서, 샘플 준비는 FIB 장치 챔버 내에서 수행될 수 있으며, 상기 준비된 샘플은 고정되고 여전히 FIB 챔버 내에서 그 기판으로부터 분리되며, 상기 분리된 샘플은 TEM 장치 챔버에서 검사된다. 그러나, 다른 실시 형태에서, 상기 샘플은 이중 목적의 FIB/SEM 툴의 챔버에서 또는 전용 FIB 챔버 외의 다른 챔버에서 준비되며, 상기 샘플은 함께 고정되고 그 기판으로부터 분리되며 이후 TEM 챔버에서 검사된다. 일부 실시 형태에서, 샘플 준비, 캡처, 절단, 검사, 및 다른 조작 각각 또는 하나 이상은 예를 들어 로봇장치 또는 FIB 챔버, SEM 챔버 TEM 챔버 또는 다른 현미경 장치 챔버 내에 포함된 다른 자동화된 장치에 의해, 수행되거나 보조된다.

상기 PC는 전자 현미경의 이미징 빔을 사용하여 예컨대 상기 대상 샘플에 대한 고정 요소(도면을 참조하여 설명된 고정 요소들)의 상대적인 위치를 정한다. 일 실시 형태에서, 광학 현미경이 역시 또는 대신에 사용될 수 있으며, 여기서 상기 PC 및/또는 다른 장치는 이와 같은 상대적인 위치를 결정하는 동안 사용된 특징 검출 소프트웨어를 포함한다. 상기 PC는 그 다음에 상기 고정 요소를 샘플 위로 또는 아니면 가까이 밀고, 상기 고정 요소를 낮추어 상기 샘플을 고정 요소와 맞물리도록 한 다음, 상기 샘플을 고정하도록 고정 요소를 닫는다. 상술한 바와 같이, 상기 샘플을 고정하기 위해 고정 요소를 닫는 프로세스는 고정 요소의 활성화 또는 비 활성화를 포함하거나, 또는 단지 상기 고정 요소를 샘플에 대해 이동시키는 것은 상기 고정 요소가 샘플을 닫거나 아니면 고정하도록 허용한다.

일부 실시 형태에서, 부가적인 FIB 절단 및/또는 다른 프로세스가 상기 기판으로부터 샘플을 분리시키기 위해 필요하다. 이후, 또는 대신에, 상기 샘플은 조작기에 의해 기판으로부터 제거된다. 그 다음 상기 조작기는 가능하게는 예컨대 이미지 빔으로부터 센서 및/또는 비젼 피드백을 사용하여 그리드 배치 위치를 정한다. 상기 샘플은 그 다음에 그리드 배치 위치와 정렬된다. 일부 실시 형태에서는, 예컨대 표면을 세척하거나, 오염을 제거하거나, 또는 조정하기 위해 그리드 배치 위치의 표면에 가스가 주입된다.

상기 조작기는 그 다음에 샘플을 상기 그리드와 정렬하고 맞물리게 하며, 상기 FIB 빔이 샘플을 그리드 상에 용접하거나 고정시키기 위해 사용될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 예컨대, 상술한 바와 같은 고정 요소를 가지고 샘플을 고정하거나(또는 고정된 상태로 유지됨) 그 위치를 조정함으로써, 다른 수단들이 상기 샘플의 위치 및/또는 방향을 고정하는데 사용된다. 그러나, 만일 샘플이 그리드에 고정되면, 상기 샘플은 또한 그 다음에 고정 요소로부터 이탈되고, 상기 조작기는 철수한다.

이러한 제거(lift out)("픽(pick)") 프로세스와 배치 프로세스의 추가적인 형태가 이하에서 설명된다. 이하에서 설명되는 형태들의 많은 것이 픽 프로세스에 대해 설명되지만, 이와 같은 프로세스는 배치 프로세스에 적용 가능하고 쉽게 적응할 수 있음을 주목해야 한다.

상술한 프로세스의 자동화를 가능하게 하기 위해서는, 고정요소, 고정 부재, 및 조작기의 동작성을 제공하는 다양한 장치와, 샘플의 검사, 및/또는 임의의 프로세스 제어 측정 성능들이 자동화 현미경 샘플 준비 시스템(AMSPS: Automated Microscopy Sample Preparation System)(여기서는 현미경은 SEM, STM, TEM, 광학, 및/또는 다른 현미경 장치 중 하나 이상을 가리킴)으로서 통신가능하게 결합된다. 따라서, 통신은, 빔 장치에 샘플 도입을 준비하고, 샘플을 빔 장치에 도입하고, 측정 및/또는 조작을 위해 샘플을 준비하고, 상기 샘플의 목표 영역 근처에 고정 요소를 위치시키고, 상기 목표 영역을 고정하거나, 맞물거나, 아니면 접촉하도록 고정 요소를 작동시키고, 준비된 샘플을 조작하는 등의 프로세스를 개시하고, 조정하 고, 또는 종료하기 위해, 하나의 장치로부터 다른 장치로 보내질 수 있다.

또한, 이와 같은 프로세스의 자동화를 가능하게 하기 위해서, 상기 AMSPS는 기준시스템(Reference System)을 포함함으로써 상기 AMSPS로 구성되는 다양한 장치들의 이동 소자들이 서로 참조되고, 상기 시스템으로 구성되는 고정 장치들에 참조될 수 있다. 상기 다양한 장치들의 이동 소자들이 서로를 참조하게 함으로써, 고정 요소는 처리하고자 하는 샘플의 특징들에 대해서 자동으로 위치될 수 있다. 또한, 상기 AMSPS의 다양한 장치들이 통신 가능하게 결합되기 때문에, 상기 기준시스템에 수집된 정보가 장치에 의해 수행되는 특정 프로세스에 관련된 데이터를 개시, 모니터, 조정, 종료, 또는 수집하기 위해 장치들 사이에서 통신될 수 있다.

상기 기준시스템은, 상기 AMSPS에서 사용된 다양한 장치들에 관한 정보를 수집하고 상기 AMSPS에서 사용된 장치들에 의해 수행되는 프로세스에 관한 정보를 수집할 수 있는 위치 센서, 환경 센서, 재료/요소 센서, 타이머, 및/또는 로케이션 절차(이미지에 의해 위치를 정함)와 같은 장치들을 포함한다. 상기 기준시스템은 또한 상기 센서, 타이머 및/또는 로케이션 과정들에 의해 수집된 정보를 상기 장치들 사이에서 통신될 수 있는 메시지로 변환하는 프로그램/소프프웨어를 포함한다. 일 실시 형태에서, 상기 기준시스템은 AMSPS의 통신 가능하게 결합된 장치들 중 하나로 프로그램되는 제어루틴(Control Routine)의 일부로서 실현된다. 하나의 이와 같은 예에서, 상기 기준시스템은 상기 고정 요소에 동작성을 제공하는 위치 제어 장치로 프로그램되는 한 세트의 프로시저로서 제어 루틴에 실현된다. 상기 제어루틴은 다른 서브-루틴 중에서 여기에 개시된 자동화된 샘플 준비를 가능하게 하는 다양한 서브-루틴들을 포함한다.

이와 같은 기준 시스템의 세부적인 것은 수행될 자동화된 프로세스의 유형에 따라 변할 수 있다. 예를 들면, 자동화된 프로세스로서 샘플의 준비를 위해 상기 기준 시스템에 의해 요구되는 정보는 자동화된 프로세스로서 샘플의 측정을 획득하기 위해 상기 기준 시스템에 의해 요구되는 정보로부터 변할 것이다. 그러나 일반적으로, 수행되는 자동화된 프로세스의 유형에 관계없이, 상기 기준 시스템은 일반적으로 대전 입자 빔 장치에 의해 생성된 빔에 대한 상기 샘플의 위치, 상기 샘플에 대한 고정 요소의 위치, 및/또는 상기 샘플의 "맵"과 같은 특정 인자에 의존한다. 상기 샘플의 "맵"은 상기 샘플 상의 특징의 위치를 결정하는데 사용될 수 있는 샘플에 관한 데이터를 가리킨다. 예를 들면, 상기 샘플은 그 위에 형성된 특정 특징을 갖는 반도체 칩일 수 있다. 상기 샘플 칩의 맵은 처리될 필요가 있는 샘플의 하나 이상의 특징에 대한 위치 정보를 제공한다. 샘플의 맵은 CAD 데이터, 사용자에 의한 샘플의 수동 트레이닝, 및 사용자 또는 외부 시스템에 의해 지정된 한 세트의 기준 좌표를 포함하나 이에 한정되지는 않는 다양한 소스로부터 획득될 수 있다. 또는, 처리될 상기 샘플들이 자동으로 검지되고 처리될 수 있었기 때문에, 상기 맵은 상기 자동화 스스로에 의해 동적으로 생성되고 발견된다.

상기 기준 시스템은 대전 입자 빔 장치의 샘플 챔버 내에 위치된 샘플의 위치를 상기 대전 입자 빔 장치에 대해서 결정하기 위해 상기 제어 루틴에 의해 구현된 프로세스로부터 얻어진 정보를 사용한다. 대신하여, 또는 부가적으로, 상기 제어 루틴은 포지셔닝 스테이지 또는 고정 요소에 대하여 상기 샘플이 어디 있는지를 결정하고, 그 다음에 상기 스테이지 또는 고정 요소가 상기 빔에 대해 어디 있는지를 알아내는 프로세스를 포함한다. 대신에, 또는 부가하여, 상기 제어 루틴은 포지셔닝 스테이지에 대한 상기 고정 요소 위치를 결정하고, 그 다음에 상기 빔에 대한 상기 스테이지 위치를 알아내는 프로세스를 포함한다. 일 실시 형태에 의하면, 상기 제어 루틴은 상기 빔, 포지셔닝 스테이지, 또는 고정 요소에 대한 샘플의 위치를 결정하기 위해 표준 이미지 분석 절차를 수행한다. 예를 들면, 상기 이미지는 상기 스캔된 대전 입자 빔 또는 이미지 분석 소프트웨어에 의한 사용을 위해 적당한 표현을 생성할 수 있는 다른 그와 같은 장치로부터 생성된 표현으로부터 유도될 수 있다. 상기 샘플 및/또는 스테이지 및/또는 고정 요소 상의 기준 특징은 상기 샘플 및/또는 스테이지 및/또는 고정 요소의 위치/방위를 상기 기준 시스템에 설명하기 위한 수학적인 좌표 시스템을 생성하기 위해 이미지 분석에서 사용될 수 있다.

상기 기준 시스템은 또한 샘플 챔버 내에서 샘플의 위치에 대한 고정 요소의 위치/방위를 결정하기 위해 상기 제어 루틴에 의해 실시된 프로세스로부터 얻어진 정보를 사용한다. 이 프로세스를 달성하는 몇 가지 가능한 방법들이 있다. 한 가지 예에 의하면, 빔 또는 스테이지에 대한 고정 요소의 위치/방위는 적당한 이미지 분석 기법을 사용하여 결정된다. 대신에, 또는 부가적으로, 조작 어셈블리에 대한 고정 요소의 위치/방위가 결정되고, 그 다음에 빔 또는 스테이지에 대한 고정 요소의 위치/방위가 결정된다. 고정 요소의 위치/방위는 이미지 분석과 같은 기술을 사용하거나, 그와 같은 요구에 대해 적당한 피드백을 제공하는 기계적, 전기적, 또 는 레이저 센서로 이동시킴으로써 결정될 수 있다.

가능하게는 상기한 바와 같이 얻어진 맵을 사용하여, 기준 시스템은 포지셔너 제어장치와 같은 고정 요소의 작동성을 제공하는 장치에 정보를 전달하며, 이는 상기 장치를 기동시켜 상기 고정 요소의 위치를 지정된 특징 위로 또는 아니면 원하는 위치/방위로 드라이브한다. 예를 들면, 상기 맵에 대한 상기 특징(features)의 좌표들과 상기 샘플 챔버 내에 위치한 검사중인 상기 샘플의 실제 위치, 및/또는 고정 요소의 실제 위치 및/또는 상기 포지셔너들의 실제 위치는 수학적으로 결합될 수 있다.

도 8을 참조하면, 상술한 기준 시스템이 동작하는 AMSPS의 일 실시 형태의 적어도 일부의 구성도가 도시되어 있다. 도 8에 도시된 예시적인 AMSPS에 의하면, 시스템(800)은 고정 요소가 결합되는 예를 들어 고정 요소가 결합된 조작 어셈블리(도 1에 도시된 어셈블리(150)와 같은), 대전 입자빔 장치(800b), 및 측정장치(800c)를 포함하고 및/또는 제어할 수 있는 포지셔너 제어장치(800a)를 포함한다. 상술한 포지셔너(800a)와 조작 어셈블리(150)의 형태는 유사하여, 다음 설명의 일부 예에서 상호 교환적으로 이들 용어를 사용하기에 적절하다.

예로서, 지벡스사(Zyvex Corporation)로부터 상업적으로 이용 가능한 S100 나노조작기 시스템(Nanomanipulator System)과 같은 포지셔너 제어장치(800a)가 여기서 개시된 바와 같이 상기 AMSPS에 결합될 수 있다. 역시 예로서, 역시 상업적으로 이용 가능한 Keithley 4200과 같은 측정장치(800c)가 상기 AMSPS에 결합될 수 있다. 마찬가지로, FEI, LEO, Hitachi 또는 JEOL로부터 가용한 SEM 또는 FIB가 상 기 AMSPS에 결합할 수 있다. 역시 상업적으로 가용한 Evactron Model 30과 같은 오염방지 유닛(800d) 역시 여기서 개시된 상기 AMSPS에 결합할 수 있다.

포지셔너 제어장치(800a), 대전 입자빔 장치(800b), 측정장치(800c), 및/또는 오염방지 유닛(800d)은, 예컨대 샘플을 대전 입자빔 장치에 도입하고, 상기 샘플을 처리하기 위한 고정 요소를 준비하고, 상기 고정 요소를 상기 샘플 상의 목표 영역 근처로 배치하고, 상기 고정 요소를 작동시켜 상기 목표 영역에 접촉시키고, 및/또는 상기 샘플을 처리하는 등의 프로세스를 개시하고 및/또는 제어하기 위해 한 장치에서 다른 장치로 통신이 이루어지도록, 결합할 수 있다. 상기 장치들 사이의 통신은 시스템(800)의 장치들 중 하나에 프로그램되는 제어루틴에 의해 번역된다. 상기 제어루틴은 시스템(800)과 결합된 대전 입자빔 장치(800b)나 다른 장치로부터 수신한 통신에 반응하여 샘플 또는 고정 요소의 준비와 같은 특정 프로세스를 개시, 감시, 관련 데이터의 수집, 조정 또는 종료하도록 시스템(800)을 구성하는 장치들에 지시하는 동작을 한다.

한 예에 의하면, 상기 제어루틴은 포지셔너 제어장치(800a), 대전 입자빔 장치(800b), 측정장치(800c), 및/또는 오염방지장치(800d) 중 하나 이상의 동작을 지시할 책임이 있고, 또한 복수의 전술한 프로시저들을 제어할 책임이 있는 단일 컴퓨터 또는 장치(예로서, 마스터 제어 컴퓨터)에 프로그램된다. 예를 들면, 샘플을 대전 입자빔 장치로 도입하는 프로시저는 포지션 제어장치를 동작하고 고정 요소를 원하는 위치로 이동시키는 같은 컴퓨터에 의해 제어될 수 있다. 또한, 데이터 획득 보드는 예를 들어 상기 장치가 측정치를 얻거나 상기 측정장치의 컴퓨터, 기계, 또는 운영시스템에 의해 달리 수행되는 프로세스를 수행할 수 있도록 상기 포지션 제어장치를 동작하는 컴퓨터 또는 장치 상에 구현될 수 있다.

하나 또는 모든 AMSPS의 동작과 제어루틴이 단일 컴퓨터상에 존재하는 예에서, 다양한 장치들 사이의 통신은 소프트웨어에 의해 가능해진다. 다른 예에 의하면, 포지셔너 제어장치(800a), 대전 입자빔 장치(800b), 측정장치(800c), 및 오염방지유닛(800d)은 그 동작을 지시하는 별도의 컴퓨터 또는 장치를 포함한다. 이와 같은 예에서, 각 장치는 와이어, 케이블, 네트워크(즉, 이더넷상의 TCP/IP 네트워크, 1394 연결), 또는 무선 프로토콜과 같은 경로에 의해 다른 것들 사이에 통신 가능하게 결합된다. 따라서, 상기 AMSPS 장치들 사이의 통신은 별도의 컴퓨터에 의해 별도의 물리적 네트워크를 통해 액세스 되거나, 또는 마스터 제어 컴퓨터 자체에 존재하는 논리적 동작/서브시스템으로서 설명될 수 있다.

도 9를 참조하면, 시스템(800)을 구성하는 장치들이 통신 가능하게 하는 예시적인 구성의 적어도 일부가 블록 다이어그램으로 도시되어 있다. 이 예시적인 구성에서, 샘플을 조작하는 조작 플랫폼(810)이 도시되어 있다. 여기서 사용된 조작은 샘플을 X, Y, 및 Z 방향으로 이동시키고, 가능하게는 전기적, 기계적, 광학, 또는 화학적 측정, 또는 이들의 조합을 수행하는 등 샘플의 물리적 화학적 특성을 결정하는 것을 포함하지만 이에 한정되지는 않는다. 상기 조작 플랫폼(810)은 조작기 모듈 인터페이스 사이트가 정렬되는 사이트(812)와 같은 베이스를 포함하지만, 일부 실시 형태에서는 하나 이상의 조자기 모듈 인터페이스 사이트가 베이스(806)에 포함될 수 있다. 조작기 모듈 인터페이스 사이트(812)는 미국 특허 출 원 제10/173,543호에 설명된 바와 같은 하나의 조작기 또는 유사하게 구성된 모듈을 수용할 수 있으며, 상기 미국 특허 출원의 전체 내용은 참조를 위해 본 명세서에 포함된다.

상기 플랫폼(810)은 조작될 샘플을 수용하는 샘플 스테이지(815)를 포함한다. 플랫폼(810)은 또한 베이스를 대전 입자빔 장치(800b)에 결합할 수 있도록 하는 SEM/FIB와 같은 인터페이스(807)를 포함한다. 상기 대전 입자 빔 장치(800b)가 SEM/FIB인 예에서, 샘플은 샘플 스테이지(815)에 정렬되고 조작 플랫폼(810)은 인터페이스(807)를 통한 상기 SEM/FIB에의 결합에 의해 상기 SEM/FIB의 샘플 챔버 내에 배치된다. 따라서, 예를 들면, 일단 플랫폼(810)이 SEM/FIB에 결합되면, 샘플 스테이지(815)에 정렬된 샘플은 상기 샘플을 조작하는데 이용되는 조작기 모듈(들)과 같은 시간에 이미지화될 수 있다.

도 9에 도시된 바와 같이, 포지셔너 제어장치(800a)는 조작 플랫폼(810)에 결합된다. 조작 플랫폼(810)이 대전 입자빔 장치(800b)에 인터페이스(807)를 통해 결합될 때, 상기 대전 입자빔 장치(800b)와 포지셔너 제어장치(800a)는 대전 입자빔 장치(800b)과 포지셔너 제어장치(800c) 사이와, 상기 기준 시스템에서 사용되는 정보를 도출하는 이들 장치 내에 위치한 센서들 사이에서 통신할 수 있도록 통신 가능하게 결합된다.

포지셔너 제어장치(800a)는 하나 이상의 인터페이스 사이트(812)에 결합된 조작기 모듈(들)의 동작에 대한 자동 제어를 위해 프로그램될 수 있다. 한 예에 의하면, 가능하게는 한 세트의 방법으로서 상기 기준 시스템으로 이루어지는 제어 루틴은, 대전 입자빔 장치(800b) 또는 측정장치(800c)로부터 수신한 통신에 반응하여 고정 요소를 준비/방위 조정하거나, 샘플을 준비하거나, 상기 고정 요소 및/또는 조작 어셈블리를 작동하는 등의 특정 프로세스를 개시, 감시, 관련 데이터의 수집, 조정 또는 종료하도록 상기 시스템(800)을 구성하는 장치들에 지시하도록 포지셔녀 제어장치(800a) 내에 프로그램된다.

본 발명의 형태에 따른 자동 샘플 이송 시스템은 상기 제어루틴 및/또는 상기 기준 시스템에 의해 사용되는 정보를 통신하도록 적절한 소프트웨어와 하드웨어에 의해 작동된다. 상기 적절한 통신을 가능하게 하는 소프트웨어와 하드웨어에 부가하여, 상기 자동 샘플 이송 시스템은 예를 들어 샘플 로드 스테이션으로부터 상기 샘플 챔버로 상기 샘플을 이송할 수 있는 이송 메커니즘(예를 들면, 전기 모터, 압전 모터, MEMS 모터, 기계적 작동을 위한 기체 역학장치, 또는 마찰-감소 방법 등)을 포함할 수 있다.

한 가지 예에 의하면, 상기 샘플은, 툴(tools), 클램프(clamps), 브라켓(bracketry), 그리퍼(grippers), 고정요소 진공장치, 또는 다른 것에 의해, 선택적인 디프로세싱(de-processing)과 준비가 수행되는 로드 스테이션 내 적소에 유지된다.

고정 요소가 도입되고 제자리에서 조정되는 한 예에서 그리고 샘플이 샘플 챔버 내에 도입되기 전에, 상기 고정 요소는 샘플이 상기 로드 스테이션 내에 유지되는 동안 샘플 챔버 내에 유지되고, 조정되거나 특성이 부여된다. 상기 제어루틴이 고정 요소가 적절하게 조정되었다는 신호를 수신할 때, 만일 이와 같은 조정이 수행된다면, 상기 제어루틴은 그 다음에 상기 자동 샘플 이송시스템의 이송 메커니즘을 기동시켜 샘플을 샘플 챔버 내로 도입한다.

상기 샘플의 인-사이트(in-situ) 처리는 다른 프로세스들 중에서 예를 들어 상기 샘플의 프로파일 및/또는 단면을 한정하기 위해 하나 이상의 FIB 절단을 수행하는 것을 포함한다. 인-사이트 처리는 부가적으로 또는 대신에, 예를 들어 캘리포니아 레드우드시의 XEI Scientific 으로부터 구입할 수 있는 EVACTRON®SEM-CLEAN™장치를 사용하여 상기 샘플 및/또는 기판 표면의 오염을 제거하는 것을 포함한다. 일반적으로, EVACTRON®SEM-CLEAN™장치는 공기로부터 산소 라디칼을 만들기 위해 저전력 RF 플라즈마를 사용하며 그 다음에 SEM 또는 다른 현미경으로부터 탄화수소를 산화시키고 화학적으로 부식시켜 버린다. 다른 추가적인 또는 대안의 처리는 FIB 스퍼터링, 이온 총 스퍼터링, 및 플라즈마 또는 라디칼 세척을 포함할 수 있으며, 모두는 상기 제어루틴의 서브-루틴을 통해 구현될 수 있다.

도입 이후, 그리고 상기 샘플의 선택적인 인-사이트 준비 및 컨디셔닝은, 만일 수행된다면, 샘플의 존재가 상기 제어루틴에 전달된다. 상기 샘플이 샘플 챔버 내에 배치되었는지 여부에 관계없이 상기 고정 요소가 적합하게 조정되고 및/또는 상기 샘플이 샘플 챔버 내에 착지되었다는 정보를 수신하기 전 또는 후, 그리고 가능하게는 수신하는 때, 상기 제어루틴은 상기 고정 요소를 상기 샘플 또는 그 위의 관심있는 피처(features) 위에 또는 가까이에 배치하기 위해 상기 기준 시스템과 포지셔너 제어장치를 액세스할 것이다. 예를 들면, 상기 샘플 위의 관심있는 피처는 상기 고정 요소가 궁극적으로 상기 샘플을 취득하거나 아니면 접촉하는 TEM 샘 플 쿠폰 포인트이며, 따라서 "취득 접촉점"이라고 한다. "위에서" 상기 취득 접촉점은 상기 취득점에 대한 "최종" 탄도가 결정되고 실행될 수 있는 지점을 설명한다. 한 가지 예에 의하면, 그와 같은 위치는 상기 취득 접촉점이 존재하는 평면에 수직이다. 상기 취득 접촉점에 근접한 고정 요소의 배치는 상기 기준 시스템에 의해 또는 이것을 사용하여 구현될 수 있다.

상술한 바와 같이, 상기 기준 시스템은 상기 AMSPS를 구비하는 다양한 장치들의 움직이는(및 정지된) 구성요소들이 현미경에 대해서만 아니라 서로에게 기준을 두도록 한다. 따라서, 상기 샘플과, 고정 요소와, 조작 어셈블리의 상대적인 위치에 대한 정보, 및/또는 상기 샘플의 맵은 제어루틴에 적절한 메시지를 제공하기 위해 기준 시스템에 의해 사용되며, 상기 적절한 메시지를 포지셔너 제어장치에 통신하여 고정 요소가 예컨대 상기 취득 접촉점에 대해 적절히 배치되도록 상기 고정 요소를 이동시킨다. 상기 고정 요소가 원하는 취득 접촉점에 접촉하지 않고 반드시 직접적으로 상기 취득 접촉점 위에 있지 않지만 여전히 상기 취득 접촉점으로 이동되는 다른 접근 방법들이 또한 본 발명의 형태들에 따라 구현될 수 있다. 일단 상기 제어루틴이 포지셔너 제어장치에 적절한 위치의 메시지를 보내면, 상기 포지셔너 제어장치는 고정 요소를 그 위치로 제어하는 포지셔너, 조작 어셈블리 또는 다른 장치를 움직이는 적절한 소프트웨어와 하드웨어를 포함한다. 한 가지 예로서, 포지셔너 제어장치(800a)는 미국 특허 출원 제10/173,543호에 개시된 방법으로 포지셔너와 조작 모듈을 동작한다. 제어루틴은 고정-요소-포지셔닝을 위한 하나 이상의 서브-루틴을 가지고 포지셔너 제어장치(800a)의 동작을 증가시키며, 여기서 상기 서브-루틴은 기준 시스템에 의해 등록된 접촉 취득점에 대한 고정 요소의 포지셔닝을 감시 및/또는 검출한다. 상기 고정 요소 포지셔닝 서브-루틴은 또한 고정 요소가 언제 취득 접촉점 위의 원하는 위치에 도달했는지를 판정하는 절차를 실행한다. 상기 고정 요소가 언제 상기 원하는 위치에 도달했는지를 포지셔닝하고 판정하는 예시적인 절차는 상기 대전 입자 빔 장치에 의해 초래된 이미지 처리, 상기 대전 입자 빔에 의한 정렬 표시의 배치, 기준 시스템에 의해 얻어진 맵 데이터에 대한 참조, 교육법으로 상기 대전 입자 빔 장치의 동작, 샘플 상의 절대 좌표에 대한 참조(예를 들면 이전에 결정된 좌표 리스트), 및 자동화된 또는 반자동화된 "포인트 앤드 클릭" 처리를 포함하나 이에 한정되지는 않는다.

물론, 상기한 샘플 준비, 제거, 재배치, 방위 조정, 및/또는 포지셔닝에서 사용된 하나 이상의 단계 또는 프로세스(처리)의 형태는, 바로 전 단락에서 설명된 형태의 자동화에 추가하여(또는 대신에) 자동화된다. 예를 들면, 많은 자동화 형태가 미국 가출원 제60/546,840호에 개시되어 있다. 많은 자동화 형태가 샘플 또는 웨이퍼의 검사 또는 준비와 관련하여 상기 명세서에 설명되어 있지만, 그와 같은 형태들은 본 명세서에서 설명된 샘플 준비, 제거, 조작, 검사 및 다른 프로세스를 위한 프로세스에 적용 가능하거나 쉽게 적응할 수 있으며, 본 발명의 범위에 완전히 포함된다.

따라서, 본 발명은, 일 실시 형태에서, 집속 이온 빔(FIB)으로 기판을 잘라 기판으로부터 적어도 부분적으로 샘플을 절단하고, 고정요소를 작동하여 상기 기판 샘플을 캡처하고, 상기 캡처한 샘플을 기판으로부터 분리하는 것을 포함한다.

본 발명의 측면에 따른 다른 방법의 실시 형태는: (1) 집속 이온 빔으로 기판을 잘라 기판으로부터 샘플을 적어도 부분적으로 절단하는 단계; (2) 상기 샘플을 캡처하도록 구성된 압착 접합 엔드-이펙터를 갖는 어셈블리 툴을 상기 샘플 가까지에 포지셔닝하는 단계; (3) 상기 압착 접합 엔드-이펙터와 상기 샘플 사이에 압착 접합을 형성하여 상기 샘플을 고정하기에 충분한 크기를 갖는 힘을 상기 압착 접합 엔드-이펙터를 통해 상기 샘플에 인가하는 단계; 및 (4) 상기 기판으로부터 상기 캡처한 샘플을 분리하는 단계를 포함한다.

본 발명은 또한, 일 실시 형태에서, 기판으로부터 샘플을 적어도 부분적으로 절단하는 집속 이온빔(FIB) 수단, 상기 샘플을 고정하도록 구성된 고정 요소, 상기 고정 요소를 작동하여 상기 샘플을 캡처하는 수단, 및 상기 샘플을 상기 기판으로부터 분리하는 수단을 포함한다.

FIB-준비된 샘플을 캡처하는 고정 요소가 또한 본 명세서에서 개시된다. 일 실시 형태에서, 상기 고정 요소는 어셈블리에 결합하도록 구성된 바디, 상기 바디에 결합된 작동 부재, 및 상기 작동 부재에 결합되고 상기 작동 부재의 활성화에 반응하여 FIB-준비된 샘플을 캡처하도록 구성된 고정 요소를 포함한다.

본 발명의 다른 형태에 의한 방법은: (1) 집속 이온빔(FIB)으로 기판을 잘라 상기 기판으로부터 적어도 부분적으로 샘플을 절단하는 단계; (2) 고정 요소를 가지고 상기 기판 샘플을 캡처하는 단계; (3) 상기 캡처한 샘플을 상기 기판으로부터 분리하는 단계; (4) 상기 고정 요소를 작동시켜 상기 캡처한 기판 샘플을 해제하는 단계를 포함한다. 상기 샘플 절단, 샘플 캡처, 샘플 분리, 및 샘플 해제 중 하나 이상이 자동화될 수 있다.

상기한 내용은 몇 가지 실시 형태의 피처를 개설했으므로 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명을 더욱 잘 이해할 수 있을 것이다. 상기 당업자는 동일한 목적을 실현하고 및/또는 본 명세서에서 설명한 실시 형태의 동일한 이점들을 달성하기 위한 다른 프로세스와 구조를 설계하거나 변형하는데 있어서 본 명세서의 개시된 내용을 기초로서 용이하게 사용할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 또한 당업자는 그와 같은 동등한 구성들이 본 발명의 범위와 원리를 벗어나지 않으며, 그리고 본 발명의 원리와 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 변경, 대체, 변형이 이루어질 수 있음을 인식할 수 있을 것이다.

Claims

집속 이온 빔으로 기판을 잘라 상기 기판으로부터 샘플의 일부 또는 전부를 절단하는 단계;

고정 요소를 작동시켜 상기 기판 샘플을 캡처하는(capturing) 단계; 및

상기 기판으로부터 상기 캡처한 샘플을 분리하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 현미경 검사 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 절단, 캡처, 및 분리하는 단계의 일부 또는 전부가 자동화에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 현미경 검사 방법.
제 1 항에 있어서,

자동화에 의해 상기 기판 샘플 가까이에 상기 고정 요소를 배치하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 현미경 검사 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 캡처한 샘플을 검사를 위해 전자 현미경으로 이송하는 단계; 및

상기 샘플을 상기 전자 현미경으로 검사하는 단계를 추가로 포함하고,

상기 이송하는 단계는 자동화에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 현미경 검사 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 기판으로부터 상기 샘플을 일부 또는 전부 분리하는 단계는 상기 기판으로부터 상기 샘플을 단지 부분적으로 분리하는 단계를 포함하고,

상기 방법은 상기 고정 요소에 의해 상기 샘플을 캡처한 후에 상기 기판으로부터 상기 샘플을 완전히 절단하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 현미경 검사 방법.
제 5 항에 있어서,

상기 샘플을 완전히 절단하는 단계는 상기 샘플과 상기 기판 사이의 연결을 자르는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 현미경 검사 방법.
제 6 항에 있어서,

상기 연결을 자르는 단계는 FIB를 가지고 자르는 것을 특징으로 하는 현미경 검사 방법.
제 5 항에 있어서,

상기 기판으로부터 상기 캡처한 샘플을 완전히 분리하는 단계는 상기 샘플과 상기 기판 사이의 연결이 손상될 때까지 상기 캡처한 샘플을 상기 기판에 대하여 재배치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 현미경 검사 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 고정 요소를 작동시키는 단계는 상기 고정 요소에 공급된 전력의 양을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 현미경 검사 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 고정 요소를 작동시키는 단계는 전원 인가 상태와 전원 비인가 상태 사이에서 스위칭하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 현미경 검사 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 고정 요소를 작동시키는 단계는 상기 고정 요소에 공급된 전력의 양을 증가시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 현미경 검사 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 고정 요소를 작동시키는 단계는 상기 고정 요소에 대한 전력 공급을 사실상 중단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 현미경 검사 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 고정 요소는 상기 고정 요소를 기계적으로 열고 닫는 작동 수단을 포함 하는 것을 특징으로 하는 현미경 검사 방법.
제 13 항에 있어서,

상기 작동 수단은 전열(electro-thermal) 작동 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 현미경 검사 방법.
제 13 항에 있어서,

상기 작동 수단은 정전기 작동 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 현미경 검사 방법.
제 13 항에 있어서,

상기 작동 수단은 압전 작동 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 현미경 검사 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 고정 요소는 열에 의해 작동되는 엔드-이펙터(end-effector)를 포함하고,

상기 고정 요소를 작동시키는 단계는 상기 고정 요소의 일부 또는 전부를 가열하는 단계와 냉각시키는 단계 중 하나 또는 둘 다를 포함하는 것을 특징으로 하는 현미경 검사 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 샘플이 상기 고정 요소에 의해 캡처된 상태에서 상기 샘플을 검사하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 현미경 검사 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 샘플을 상기 고정 요소로부터 해제한 후 상기 샘플을 검사하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 현미경 검사 방법.
제 19 항에 있어서,

상기 샘플의 검사 전에 상기 샘플을 검사 그리드(grid) 상에 위치시키기 위해 상기 고정 요소를 작동시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 현미경 검사 방법.
제 19 항에 있어서,

상기 고정 요소로부터 상기 샘플을 해제하기 전에 상기 샘플을 검사 그리드에 결합시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 현미경 검사 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 고정 요소는 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 요소인 것을 특 징으로 하는 현미경 검사 방법.
제 22 항에 있어서,

상기 MEMS 요소는 니켈을 함유하는 것을 특징으로 하는 현미경 검사 방법.
제 22 항에 있어서,

상기 MEMS 요소는 실리콘을 함유하는 것을 특징으로 하는 현미경 검사 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 고정 요소를 작동시키는 단계는 상기 고정 요소를 상기 기판 샘플에 대해 압착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 현미경 검사 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 고정 요소는 상기 기판 샘플과 인터페이스 하도록 구성된 가단층(malleable layer)을 포함하는 것을 특징으로 하는 현미경 검사 방법.
제 26 항에 있어서,

상기 가단층은 금을 함유하는 것을 특징으로 하는 현미경 검사 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 절단단계는 기판으로부터 부분적으로 또는 완전히 복수의 샘플 각각을 절단하는 것을 포함하고;

상기 캡처단계는 상기 복수의 샘플 각각을 캡처하는 것을 포함하고; 및

상기 분리단계는 상기 복수의 샘플 각각을 분리하는 것을 특징으로 하는 현미경 검사 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 캡처단계와 분리단계의 어느 하나 또는 모두는 투과형전자현미경(TEM)에서 수행되는 것을 특징으로 하는 현미경 검사 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 캡처단계와 분리단계의 어느 하나 또는 모두는 주사전자현미경(SEM)에서 수행되는 것을 특징으로 하는 현미경 검사 방법.
집속 이온빔(FIB)으로 기판을 잘라 상기 기판으로부터 샘플을 부분적으로 또는 완전히 절단하는 단계;

상기 샘플을 캡처하도록 구성된 압착 접합 엔드-이펙터(end-effector)를 구비하는 어셈블리 도구를 상기 샘플 가까이에 배치하는 단계;

상기 압착 접합 엔드-이펙터와 상기 샘플 사이에 압착 접합을 형성시켜 상기 샘플을 캡처하기에 충분한 크기를 갖는 힘을 상기 압착 접합 엔드-이펙터를 통해 상기 샘플에 인가하는 단계; 및

상기 기판으로부터 상기 캡처한 샘플을 분리하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 현미경 검사 방법.
제 31 항에 있어서,

검사를 위해 상기 캡처한 샘플을 전자 현미경으로 이송하는 단계; 및

상기 샘플을 상기 전자 현미경을 가지고 검사하는 단계;

를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 현미경 검사 방법.
제 31 항에 있어서,

상기 샘플에 힘을 인가하는 단계는 상기 압착 접합 엔드-이펙터가 결합된 작동기(actuator)를 작동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 현미경 검사 방법.
제 33 항에 있어서,

상기 작동은 전열 작동을 포함하는 것을 특징으로 하는 현미경 검사 방법.
제 33 항에 있어서,

상기 작동은 정전기적 작동을 포함하는 것을 특징으로 하는 현미경 검사 방법.
기판으로부터 샘플을 부분적으로 또는 완전히 절단하는 집속 이온빔(FIB: focused ion beam) 수단;

상기 샘플을 캡처하도록 구성된 고정 요소;

상기 고정 요소를 작동시켜 상기 샘플을 캡처하는 수단; 및

상기 기판으로부터 상기 캡처한 샘플을 분리하는 수단;

을 포함하는 것을 특징으로 하는 현미경 검사 시스템.
제 36 항에 있어서,

상기 캡처한 샘플을 검사를 위해 현미경에 이송하는 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 현미경 검사 시스템.
제 37 항에 있어서,

상기 현미경은 투과형전자현미경(TEM)인 것을 특징으로 하는 현미경 검사 시스템.
제 37 항에 있어서,

상기 현미경은 주사전자현미경(SEM)인 것을 특징으로 하는 현미경 검사 시스템.
제 37 항에 있어서,

상기 현미경은 주사 투과형 전자 현미경인 것을 특징으로 하는 현미경 검사 시스템.
제 36 항에 있어서,

상기 고정 요소는 열린 위치와 닫힌 위치 사이에 상기 고정 요소를 배열하는 일체형 작동기를 포함하는 것을 특징으로 하는 현미경 검사 시스템.
제 36 항에 있어서,

상기 고정 요소는 열에 의해 작동되는 엔드 이펙터를 포함하고, 상기 엔드 이펙터는 가열과 냉각 중 어느 하나 또는 둘 모두의 경우 상기 샘플을 캡처하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 현미경 검사 시스템.
제 42 항에 있어서,

상기 고정 요소는 상기 엔드 이펙터를 작동하도록 구성된 일체형 가열기를 포함하는 것을 특징으로 하는 현미경 검사 시스템.
제 43 항에 있어서,

상기 일체형 가열기는 저항에 의해 가열되는 것을 특징으로 하는 현미경 검사 시스템.
제 36 항에 있어서,

상기 고정 요소는 가단성 엔드-이펙터(malleable end-effector)로 이루어지고, 상기 고정 요소를 작동시키는 수단은 상기 엔드-이펙터를 상기 샘플에 압착하여 압착 접합을 형성하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 현미경 검사 시스템.
제 36 항에 있어서,

상기 고정 요소는 검사 동안에 상기 샘플을 고정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 현미경 검사 시스템.
제 36 항에 있어서,

상기 고정 요소를 작동하는 수단은 자동화에 의해 상기 샘플을 캡처하도록 상기 고정 요소를 작동하는 자동화된 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 현미경 검사 시스템.
제 36 항에 있어서,

상기 기판으로부터 상기 캡처한 샘플을 분리하는 수단은 자동화에 의해 상기 기판으로부터 상기 캡처한 샘플을 분리하는 자동화된 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 현미경 검사 시스템.
제 36 항에 있어서,

부분적으로 또는 완전히 절단하는 동안 상기 FIB 수단을,

상기 샘플을 캡처하는 동안 상기 작동수단을, 그리고

상기 샘플 분리 동안 상기 분리수단을 제어하는 자동화 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 현미경 검사 시스템.
FIB-준비된 샘플을 캡처하는 고정 요소에 있어서,

조작 어셈블리에 결합되도록 구성된 바디(body);

상기 바디에 결합된 작동 부재; 및

상기 작동 부재에 결합되고 상기 작동 부재의 작동에 반응하여 FIB-준비된 샘플을 캡처하도록 구성된 고정 부재;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 고정 요소.
제 50 항에 있어서,

상기 작동은 전열(electro-thermal) 작동인 것을 특징으로 하는 고정 요소.
제 50 항에 있어서,

상기 고정 부재는 복수의 고정 부재 중 제 1 고정 부재인 것을 특징으로 하는 고정 요소.
제 52 항에 있어서,

상기 복수의 고정 부재의 일부는 실질적으로 서로의 거울상(mirror image)인 것을 특징으로 하는 고정 요소.
제 50 항에 있어서,

상기 고정 부재는 상기 FIB-준비된 샘플의 제 2 프로파일에 대응하는 제 1 프로파일을 포함하는 것을 특징으로 하는 고정 요소.
제 54 항에 있어서,

상기 제 1 프로파일은 사실상 비-직사각형인 것을 특징으로 하는 고정 요소.
집속 이온빔(FIB)을 가지고 기판을 잘라 상기 기판으로부터 샘플을 부분적으로 또는 완전히 절단하는 단계;

고정 요소를 가지고 상기 기판 샘플을 캡처하는 단계;

상기 캡처한 샘플을 상기 기판으로부터 분리하는 단계; 및

상기 고정 요소를 작동시켜 상기 캡처한 기판 샘플을 해제하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 현미경 검사 방법.
제 56 항에 있어서,

상기 고정 요소를 가지고 상기 기판 샘플을 캡처하는 단계는 사실상 상기 고정 요소를 가지고 상기 기판 샘플을 수동적으로 캡처하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 현미경 검사 방법.
제 56 항에 있어서,

상기 고정 요소는 상기 기판 샘플을 캡처하는 동안 사실상 일정한 온도를 유지하는 것을 특징으로 하는 현미경 검사 방법.
제 56 항에 있어서,

상기 고정 요소는 상기 기판 샘플을 수동적으로 캡처하도록 구성된 것을 특징으로 하는 현미경 검사 방법.
제 56 항에 있어서,

상기 고정 요소는 공급되는 전력이 사실상 없는 경우에 상기 기판 샘플을 수동적으로 캡처하도록 구성된 것을 특징으로 하는 현미경 검사 방법.
제 56 항에 있어서,

상기 고정 요소를 가지고 상기 기판 샘플을 캡처하는 단계는 상기 고정 요소가 비활성화된 상태에 있는 동안 상기 기판 샘플을 캡처하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 현미경 검사 방법.
제 56 항에 있어서,

상기 고정 요소가 상기 기판 샘플을 캡처하는 동안 상기 고정 요소에 사실상 전력이 공급되지 않는 것을 특징으로 하는 현미경 검사 방법.
FIB-준비된 샘플을 캡처하는 고정 요소에 있어서,

조작 어셈블리에 결합되도록 구성된 바디;

상기 바디에 결합된 작동 부재; 및

FIB-준비된 샘플을 캡처하도록 구성되고 상기 작동부재의 활성화에 반응하여 상기 FIB-준비된 샘플을 해제하도록 구성된 상기 작동부재에 결합된 고정 부재;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 고정 요소.
제 63 항에 있어서,

상기 고정 부재는 상기 FIB-준비된 샘플을 수동적으로 캡처하도록 구성된 것을 특징으로 하는 고정 요소.
제 63 항에 있어서,

상기 활성화는 전열 활성화인 것을 특징으로 하는 고정 요소.
제 63 항에 있어서,

상기 고정 부재는 복수의 고정 부재 중 제 1 고정 부재인 것을 특징으로 하는 고정 요소.
제 66 항에 있어서,

상기 복수의 고정 부재의 일부는 실질적으로 서로의 거울상(mirror image)인 것을 특징으로 하는 고정 요소.
제 63 항에 있어서,

상기 고정 부재는 상기 FIB-준비된 샘플의 제 2 프로파일에 대응하는 제 1 프로파일을 포함하는 것을 특징으로 하는 고정 요소.
제 68 항에 있어서,

상기 제 1 프로파일은 사실상 비직사각형인 것을 특징으로 하는 고정 요소.