KR20060092827A

KR20060092827A - 진공 챔버에서 샘플 형성 및 마이크로분석을 위한 방법 및장치

Info

Publication number: KR20060092827A
Application number: KR1020050063783A
Authority: KR
Inventors: 이탄 키드론; 드로르 쉐메쉬
Original assignee: 어플라이드 머티리얼즈 이스라엘 리미티드
Priority date: 2004-07-14
Filing date: 2005-07-14
Publication date: 2006-08-23
Also published as: TW200618151A; TW200608507A; TWI338345B; KR101228476B1; US20060011867A1; US7297965B2; US20060011868A1; JP2006100788A; US8723144B2; CN1782690B; KR20060092828A; CN1782690A; CN1766592B; TWI333253B; CN1766592A

Abstract

물체 샘플을 형성하고, 물체로부터 샘플을 추출하고, 진공 챔버에서 표면 분석 및 전자 투과도 분석을 포함하는 마이크로분석을 처리하는 방법 및 장치가 제공된다. 소정 실시예에서, 상기 방법은 추출된 샘플의 물체 단면 표면의 이미징을 위해 제공된다. 선택적으로, 샘플은 진공 챔버내에서 반복적으로 씨닝처리되고 이미징처리된다. 소정 실시예에서, 샘플은 선택적인 개구부를 포함하는 샘플 지지체 상에 장착된다. 선택적으로, 샘플은 물체 단면 표면이 샘플 지지체의 표면에 실질적으로 평행하도록 샘플 지지체의 표면상에 장착된다. 샘플 지지체상에 일단 장착되면, 샘플은 진공 챔버에서 마이크로분석 처리되거나 로딩 스테이션 상에 장착된다. 소정 실시예에서, 샘플은 물체 단면 표면에 실질적으로 수직으로 입사하는 전자 빔으로 이미지화된다.

Description

진공 챔버에서 샘플 형성 및 마이크로분석을 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR SAMPLE FORMATION AND MICROANALYSIS IN A VACUUM CHAMBER}

도 1은 샘플이 얻어질 웨이퍼의 투시도를 제공한다.

도 2A는 샘플 형성의 예시적인 실시예의 투시도를 제공한다.

도 2B는 샘플 형성의 예시적인 실시예의 단면도를 제공한다.

도 2C는 샘플 형성의 예시적인 실시예의 단면도를 제공한다.

도 2D는 샘플 형성의 예시적인 실시예의 투시도를 제공한다.

도 3A는 샘플에 프로브를 부착한 예시적인 실시예의 투시도를 제공한다.

도 3B는 샘플 형성의 예시적인 실시예의 투시도를 제공한다.

도 3C는 니들 방향이 (1,1,1)인 다양한 회전 각도의 예를 제공한다.

도 4A는 웨이퍼로부터 추출된 후 예시적인 샘플의 투시도를 제공한다.

도 4B는 회전 후 예시적인 샘플의 투시도를 제공한다.

도 5A는 샘플 지지체 상에 위치한 예시적인 샘플의 투시도를 제공한다.

도 5B는 프로브가 샘플로부터 분리된 후 예시적인 샘플 지지체 상에 위치한 예시적인 샘플의 투시도를 제공한다.

도 5C는 예시적인 샘플 지지체 상에 위치하는 동안 입자빔에 영향을 받는 예시적인 샘플의 등각도를 제공한다.

도 6은 하나 이상의 샘플이 샘플 지지체 상에 위치한 예시적인 실시예의 등각도를 제공한다.

도 7A-7B는 예시적인 샘플 지지체 상에 위치한 예시적인 샘플의 등각도를 제공한다.

도 7C는 예시적인 샘플 지지체 상에 위치하는 동안 입자빔에 영향을 받는 예시적인 샘플의 등각도이다.

도 8A는 본 발명의 일부 실시예에 따른 샘플 형성을 위한 툴 및 형성된 샘플의 전자 투과도 분석에 대한 등각도이다.

도 8B-8E는 본 발명의 일부 실시예에 따른 샘플 형성을 위한 툴 및 형성된 샘플의 전자 투과도 분석의 등각 절개도(isometric broken illustrated view)이다.

도 9A-9C는 본 발명의 임의의 실시예에 따른 X-Y-Z-

로봇 샘플 조절기의 예를 제공한다.

도 10A는 본 발명의 일부 실시예에 따른 샘플 형성의 툴 및 형성된 샘플의 표면 분석의 등각도를 제공한다.

도 10B-10F는 본 발명의 일부 실시예에 따른 샘플 형성을 위한 툴 및 형성된 샘플의 표면 분석에 대한 등각 절개도를 제공한다.

도 11은 본 발명의 일부 실시예에 따른 샘플 형성 및 장착의 흐름도를 제공한다.

도 12A-D는 본 발명의 일부 실시예에 따른 샘플 형성, 샘플 리-씨닝 및 마이크로분석을 위한 반복적인 방법의 다양한 실시예에 대한 흐름도를 제공한다.

도 13은 본 발명의 일부 실시예에 따른 샘플 씨닝의 예시적인 도를 제공한다.

도 14는 다양한 샘플 전달 옵션(delivery option)의 흐름도를 제공한다.

* 본 발명의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

102: 물체 106: 타겟 위치

112: 외부 표면

본 발명은 2004년 7월 14일 출원된 미국 가출원 시리즈 번호 60/588272를 우선권으로 주장하며, 본 명세서에 참조된다.

본 발명은 일반적으로 반도체 장치 모니터링에 관한 것으로, 특히 제조된 장치의 내부 구조물을 테스팅하기 위해 얇은 샘플을 준비 및 이미지화하는 것에 관한 것이다.

전자 재료 및 전자 물질을 전자 구조물 제조하는 프로세스에서, 전자 구조물의 시료는 종종 결함 분석 및 장치 검증을 위해 현미경 검사에 사용된다. 예를 들어, 실리콘 웨이퍼와 같은 전자 구조물의 시료는 웨이퍼의 특정한 특성을 연구하기 위해 종종 주사 전자 현미경(SEM) 및 투과 전자 현미경(TEM)으로 분석된다. 이러한 특성은 제조된 회로 및 제조 프로세스 동안 형성된 소정의 결함을 포함한다. 전자 현미경은 반도체 장치의 미세 구조를 분석하기 위한 가장 유용한 장비 중 하나이다.

전자 현미경 검사를 위한 전자 구조물의 시료 준비에 있어서, 특정한 특성이 노출될 때까지 다양한 폴리싱 및 밀링 프로세스가 구조물을 박편화하는데 사용될 수 있다.

장치의 크기가 0.5미크론 이하의 레벨로 연속적으로 감소됨에 따라, 전자 현미경으로 연구하기 위해 시편을 준비하는 기술이 더욱 중요해 진다. 광학 현미경으로 구조물을 연구하는 통상의 방법은 광학 현미경의 용납할 수 없는 해상도로 인해 현대의 전자 구조물의 특성을 연구하는데 사용할 수 없다.

집중된 이온 빔 기술에서, 집중된 이온 빔은 국부적으로 증착하거나 재료를 제거하는데 사용된다. 통상의 이온 빔은 고강도 소스에 의해 생성될 때, 100nm보다 작은 집중된 스폿 크기를 갖는다. 이러한 고강도 이온의 소스는 액체 금속 이온 소스 또는 가스 필드 이온 소스일 수 있다. 이러한 소스 모두는 이온 빔을 생성하기 위해 필드 이온화 또는 증발에 의존하는 니들 타입 형태를 갖는다. 이온 빔이 생성된 후, 이온 빔은 높은 진공에서 편향되어 원하는 표면 영역으로 향한다. 집중된 이온 빔은 회로 보수, 마스크 보수 또는 마이크로머시닝 프로세스를 실행하기 위해 커팅 또는 부착 방법에서, 반도체 프로세싱 산업에 적절하게 사용될 수 있다. 커팅 프로세스는 통상적으로 집중된 이온 빔을 사용하여 표면을 국부적으로 스퍼터링함으로써 실행된다.

이온 빔 밀링 프로세스에서, 재료는 선택적으로 미크론 이하의 직경에 집중 된 Ga⁺와 같은 이온 빔에 의해 선택적으로 에칭되며, 이러한 기술은 종종 집중된 이온 빔 에칭 또는 밀링으로 일컬어 진다. FIB 밀링은 마스크 또는 집적 회로상에 패턴을 재구성하고, 마이크로 구조물의 단면을 검사하기 위한 매우 유용한 기술이다. 통상의 FIB 에칭 프로세스에서, Ga⁺와 같은 이온 빔은 에칭될 표면으로 입사하고 빔은 원하는 패턴을 생성하기 위해 편향된다. 집중된 이온 빔은 전자 현미경 검사를 위해 구조물의 특성을 관찰할 수 있도록 시료 표면과 충돌하여 전자 구조물의 표면에 캐비티가 형성되도록 한다.

FIB 기술은 높은 전류로 재료의 층을 제거하고, 낮은 전류로 새롭게 형성된 표면을 관찰하기 위해 이온의 1차 빔을 사용한다. 표면의 관찰은 표면이 이온과 충돌할 때 샘플 표면으로부터 방사되는 2차 전자를 검출함으로써 행해진다. 검출기는 이미지를 형성하기 위해 표면으로부터 방사되는 2차 전자를 수신하는데 사용된다. 비록 FIB 방법이 SEM/TEM에서 얻을 수 있는 고해상도의 이미지를 생성할 수 없지만, FIB 방법은 검사될 특성을 포함하는 새롭게 형성된 단면 표면을 충분히 식별하는데 사용될 수 있다. 5~10nm의 해상도까지 관찰하기 위한 FIB 기술의 성능은 전자 구조물이 FIB를 사용하여 얻을 수 있는 해상도보다 더 높은 해상도로 SEM 또는 TEM에 의해 추후에 검사될 수도 있도록 전자 구조물의 정밀한 평면의 커팅을 가능하게 한다.

비록 TEM 기술이 SEM 기술보다 내부 구조물에 대해 더 높은 해상도를 제공하고 더 세밀한 묘사를 할 수 있지만, 이들은 단지 전자 투과 샘플에 대해서만 유효 하다. 따라서, TEM의 경우, 샘플이 전자 빔에 의해 충분히 침투되어야 하고 이미지 흐려짐을 일으키는 다중 산란을 방지하기에 충분히 얇아야 하는 기본적인 필요 사항이 있다. 그럼에도 불구하고, 기술분야에서는 웨이퍼로부터 추출된 샘플이 부서지고, 분쇄되거나 깨지기 쉽다는 것이 인식되고 있다. 더욱이, 추출된 얇은 샘플의 부서지기 쉬운 특성은 얇은 샘플을 추출하는 프로세스가 자동화되기 어렵고, 결국 상기 프로세스를 자동화하는 노력을 방해한다. 반도체 분석 및 제조의 실용적 부분인 TEM 샘플링을 실행하기 위해 TEM 샘플을 얻고 이미지화하는 신뢰할 수 있고 자동화된 기술에 대한 계속적인 필요성이 있다.

나노미터 레벨 공간 해상도로 전자 투과도 분석을 실행하는 추가의 기술은 주사 투과 전자 현미경(STEM)이다. TEM은 전자 빔이 샘플로 조사되는 장치이며, 투과된 전자 빔은 렌즈를 사용하여 확대된다. 반면, STEM은 전자 빔이 마이크로 영역으로 집중되는 장치이며, 2차원 이미지가 투과된 전자 빔의 강도를 측정에 의해 얻어지는 반면, 전자 빔은 샘플상에 스캐닝된다. 본 명세서에 참조된 US20030127595는 주사 투과 전자 현미경을 위한 방법 및 장치를 개시한다.

단일 장치에서 SEM 및 FIB를 결합하는 자동화된 다중 컬럼 툴에 의해 이네블링되므로, SEM 샘플을 얻고 이미지화하는 자동화된 기술은 이미 공지되어 있으며 결함의 자동화된 검사 및 프로세스 모니터링을 위해 사용된다. 상업적으로 이용가능한 모델의 예는 SEMVision^TMG2 FIB(캘리포니아 산타클라라의 어플라이드 머티리얼스사) 및 DualBeam^TM(오레곤 힐스보로의 FEI사)를 포함한다. SEMVision^TMG2 FIB 는 또한 프로세스 제어에 사용된다.

이하에는 잠정적으로 관련된 기본 재료를 개시한 미국 특허 및 공개된 미국 특허 출원의 리스트이다. 이하의 미국 특허 및 공개된 미국 특허 출원은 본 명세서에 참조된다.

"Preparation of Transmission Electron Microscope Sample"이라는 명칭을 갖는 Li 등의 미국 특허 6,194,720;

"System and Method for Directing a Miller"라는 명칭을 갖는 본 출원의 발명자 중 한 명과 동업자들에 의한 미국 특허 6,670,610;

"Method of Sampling Specimens for Microanalysis"라는 명칭을 갖는 Kelly 등의 미국 특허 6,700,121;

"Method of Sampling Specimens for Microanalysis"라는 명칭을 갖는 Kelly 등의 미국 공개 특허 2001/0044156;

"Method For Sampling Separation and Lift-Out"이라는 명칭을 갖는 Moore 등의 미국 공개 특허 2001/0045511;

"Ion Beam Milling System and Method for Electron Microscopy Specimen Preparation"이라는 명칭을 갖는 Alani의 미국 공개 특허 2002/0000522;

"Total Release Method for Sample Extraction from Charge-Particle Instrument"라는 명칭을 갖는 Moore 등의 미국 공개 특허 2002/0121614;

"Transmission electron microscope sample preparation"이라는 명칭을 갖는 Robinson 등의 미국 공개 특허 2004/0245466;

"Sample manufacturing apparatus"라는 명칭을 갖는 Adachi 등의 미국 공개 특허 2004/0129897;

"Sample preparation for transmission electron microscopy"라는 명칭을 갖는 Grunewald의 미국 공개 특허 2004/0164242;

"Micro-sample pick-up apparatus and micro-sample pick-up method"라는 명칭을 갖는 Iwasaki 등의 미국 공개 특허 2004/0246465;

"Sample Manipulatin System"이라는 명칭을 갖는 Rasmussen의 미국 공개 특허 2004/0178355".

최근에, 대부분의 반도체 제조 설비에서, 현미경 분석을 위한 반도체 웨이퍼의 전자 투과도 샘플은 한 사이트에서 얻어지고, 연속하여 전자 투과도 분석을 위해 전자 현미경 실험실로 전달된다.

단지 소정의 시간 지연 후, 시간 지연 프로세스 모니터링 및 제조 프로세스에서 식별된 결함은 반도체 제조를 위해 많은 비용이 들 수 있으며, 결국 결함이 있는 제조 프로세스는 가능하면 한 사이트에서 식별되는 것이 바람직하다.

전자 투과도 마이크로분석을 위해 웨이퍼로부터 샘플을 추출하는 방법 및 시스템에 대한 지속적인 필요성이 있다. 바람직하게, 상기한 방법은 단일 툴로 실행가능하다. 더욱 바람직하게, 상기한 방법은 반도체 제조 프로세스로의 통합을 용이하게 하기 위해 단일 툴로 자동화될 것이다. 바람직하게, 상기 방법은 웨이퍼에 홀을 보어링하거나 ,웨이퍼를 스플리팅하거나, 그렇지 않으면 반도체 웨이퍼를 샘플 추출후 사용불가능하게 하지 않고 샘플의 추출을 가능하게 한다.

더욱이, 결함 분석 및 프로세스 제어 분석에서, 웨이퍼의 샘플의 단면을 이미지화하는데 종종 필요하다는 것이 인식되고 있다. 따라서, 특성을 포함하는 샘플의 단면을 마이크로분석하는 기술에 대한 지속적인 필요성이 있다.

전술한 필요성은 본 발명의 몇몇 특징에 의해 충족된다.

진공 챔버에 배치된 물체로부터 샘플을 형성하고 추출하고, 진공 챔버내의 샘플에 대해 전자 투과도 분석을 실행하는 방법 및 장치가 최초로 개시된다. 개시된 장치는 진공 챔버, 샘플을 형성하는 이온 빔 소스, 샘플을 추출 및 조절하는 로봇 조절기, 및 전자 빔의 제 1 부분이 샘플의 적어도 일부를 관통하도록 샘플을 이미지화하는 제 1 전자 현미경 장치를 포함한다.

많은 실시예에 따라, 이온 빔 소스, 로봇 조절기, 및 제 1 전자 현미경 장치는 모두 진공 챔버내에 적어도 부분적으로 위치된다.

몇몇 실시예에 따라, 장치는 물체 및 선택적으로 샘플을 지지하는 적어도 하나의 스테이지를 포함한다.

몇몇 실시예에서, 스테이지는 200mm 또는 그 이상의 웨이퍼를 지지하도록 구성된 지지 표면을 포함한다.

몇몇 실시예에서, 스테이지는 적어도 30,000 평방 밀리미터의 표면 영역을 갖는 지지 표면을 포함한다.

몇몇 실시예에서, 하나의 스테이지가 물체 및 샘플을 지지하도록 제공된다. 다른 실시예에서, 하나의 스테이지가 물체를 지지하도록 제공되고, 별도의 스테이 지가 샘플을 지지하도록 제공된다. 또다른 실시예에서, 단지 하나의 스테이지가 물체 만을 지지하도록 제공되며, 샘플은 프로브 또는 니들에 부착 및 지지되는 반면, 전자 투과도 분석을 받기 쉽다.

몇몇 실시예에 따라, 적어도 하나의 스테이지가 이동가능하다.

몇몇 실시예에서, 이온 빔 소스는 물체를 지지하는 스테이지에 대해 기울어질 수 있는 이온 빔 컬럼이다.

몇몇 실시예에 따라, 제 1 전자 현미경 장치는 전자 빔을 발산하는 전자 빔 소스 및 진공 챔버내에 적어도 부분적으로 각각 배치된 샘플의 적어도 일부를 관통하는 전바 빔의 제 1 부분으로부터 유도된 전자를 검출하는 전자 검출기를 포함한다. 몇몇 실시예에서, 전자 빔 소스 및 전자 검출기는 샘플을 지지하는 스테이지의 상부 표면의 대향면에 위치된다.

몇몇 실시예에 따라, 전자 빔 소스는 얇은 전자 시편을 관통하기에 충분히 높은 에너지로 전자 빔을 발산하도록 구성된다.

몇몇 실시예에서, 제 1 전자 현미경 장치는 STEM 장치이다. 택일적으로, 제 1 전자 현미경 장치는 TEM 장치이다.

선택적으로, 개시된 장치는 추출된 샘플의 표면 분석을 위한 검출기를 포함한다. 따라서, 일부 실시예는 추출된 샘플의 표면으로부터 이탈된 전자 산란으로부터 유도된 전자를 검출하기 위해 적어도 하나의 추가의 전자 검출기를 더 제공한다. 몇몇 실시예에서, 전자 검출기는 추출된 샘플의 표면으로부터 이탈된 전자 빔의 제 2 부분의 산란으로부터 유도된 전자를 검출하도록 동작한다. 특정 실시예에 서, 제 1 전자 현미경 장치는 제 2 및/또는 후방산란된 전자를 검출하기 위해 SEM 전자 컬럼, STEM 검출기, 및 SEM 검출기를 포함한다.

샘플의 표면으로부터 이탈된 전자의 산란으로부터 유도된 일례의 전자는 제 2 전자, 후방산란 전자 및 오거 전자를 포함한다.

선택적으로, 장치는 샘플의 표면으로부터 이탈되어 산란된 전자 빔으로부터 유도된 x-레이를 검출하기 위해 x-레이 검출기를 포함한다.

몇몇 실시예에서, 논의된 장치는 전자 투과도 분석을 위해 전용의 광학적 제 2 전자 현미경 장치를 포함한다. 몇몇 실시예에서, 제 1 전자 현미경 장치는 전자 투과도 분석 및 표면 분석을 위해 구성되는 반면, 제 2 전자 현미경 장치는 전자 투과도 분석을 위해 최적화된다.

몇몇 실시예에서, 제 2 전자 현미경 장치는 STEM이다. 택일적으로, 제 2 전자 현미경 장치는 TEM 장치이다.

몇몇 실시예에서, 현재 논의된 장치는 두 개 이상의 전자 빔 소스, 두 개 이상의 이온 빔 컬럼, 및 다수의 검출기를 포함한다.

몇몇 실시예에 따라, 제어기는 이온 빔 소스, 전자 현미경 장치, 제 2 전자 현미경 장치, 로봇 조절기, 및 스테이지의 움직임을 제어하는 모터로부터 선택된 적어도 하나의 소자에 동작가능하게 연결된다. 특정 실시예에서, 제어기는 물체로부터 형성되고 선택적으로 샘플 지지부상에 장착된 샘플의 전자 투과도 분석을 위해 본 명세서에 개시된 적어도 하나의 방법을 실행하도록 프로그래밍된다.

몇몇 실시예에 따라, 로봇 조절기는 샘플에 역으로 부착가능한 프로브 또는 니들을 포함한다.

몇몇 실시예에 따라, 전자 현미경 장치는 투과 전자 현미경 장치를 포함한다. 택일적으로 전자 현미경 장치는 주사 투과 전자 현미경 장치를 포함한다.

몇몇 실시예에 따라, 장치는 샘플 또는 물체로부터의 이온 빔으로부터 유도된 이온 및/또는 전자를 검출하기 위해 위치된 이온 검출기 또는 전자 검출기와 같은 적어도 하나의 대전된 입자 검출기를 더 포함한다.

많은 실시예에서, 샘플이 물체로부터 형성되는 동일한 툴내에서 추출된 샘플을 표면 분석하는 것이 바람직하다. 일례의 표면 분석 기술은 SEM 이미지, x-레이 및 오거 전자의 검출을 포함한다.

웨이퍼의 샘플을 형성, 추출 및 이미지화하기 위해, 진공 챔버, 진공 챔버 내에 적어도 부분적으로 위치한 샘플을 형성하는 이온 빔 소스, 적어도 부분적으로 진공 챔버내에 위치한 샘플을 추출 및 조절하는 로봇 조절기, 샘플의 표면으로부터 이탈된 전자 빔의 산란을 위한 전자 빔 소스, 및 샘플의 전자 빔으로부터 유도된 오거 전자를 검출하는 오거 전자 검출기를 포함하는 장치가 최초로 개시된다.

웨이퍼의 샘플을 형성, 추출 및 이미지화하기 위해, 진공 챔버, 진공 챔버 내에 적어도 부분적으로 위치한 샘플을 형성하는 이온 빔 소스, 적어도 부분적으로 진공 챔버내에 위치한 샘플을 추출 및 조절하는 로봇 조절기, 샘플의 표면으로부터 이탈된 전자 빔의 산란을 위한 전자 빔 소스, 및 샘플로부터의 전자 빔으로부터 유도된 x-레이를 검출하는 x-레이 검출기를 포함하는 장치가 최초로 개시된다.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 진공 챔버 내에서의 샘플 형성 및 이미지화 방법이 제공된다. 이러한 방법은 전자 빔의 적어도 일부가 샘플의 적어도 일부분을 관통하도록 물체로부터 샘플을 형성하고 샘플을 이미지화하는 진공 챔버로 물체를 배치시키는 것을 포함한다. 몇몇 실시예에서, 형성 및 이미지화가 진공 챔버에서 실행됨을 주의해야 한다.

몇몇 실시예에 따라, 물체은 실질적으로 반도체 웨이퍼와 같은 실린더형 물체이다. 다른 실시예에 따라, 물체은 다이와 같은 각기둥의 물체이다.

몇몇 실시예에 따라, 물체은 형성 단계 동안 물체의 두께의 기껏해야 10%의 깊이로 침투된다. 다른 실시예에 따라, 물체은 형성 단계 동안 물체의 두께의 기껏해야 3%, 5%, 20%, 또는 50%의 깊이로 침투된다.

몇몇 실시예에 따라, 형성된 샘플은 샘플 지지부상에 배치되며, 샘플 지지부상에 지지되는 동안 인시튜로 이미지화된다. 몇몇 실시예에 따라, 배치는 로봇 조절기를 사용하여 행해진다.

몇몇 실시예에 따라, 형성 단계는 집중된 이온 빔 또는 전자 빔 밀링을 포함한다. 본 발명의 몇몇 실시예에 따라, 형성 단계는 기계적 클리빙을 제외한다. 본 발명의 몇몇 실시예에 따라, 형성 단계는 레이저 커팅을 제외한다.

몇몇 실시예에 따라, 형성 단계는 이온 빔 밀링 및 전자 빔 밀링으로 구성된 그룹으로부터 선택된 빔 밀링을 포함한다.

이온에 한정되는 것은 바람직하지 않지만, 샘플이 추출된 영역만을 희생하여 웨이퍼를 손상시키기 때문에 형성 단계가 이온 빔 밀링은 포함하고 기계적 클리빙 은 제외하는 샘플 형성 방법이 바람직하다는 것이 개시된다.

특정 실시예에 따라, 형성 단계는 이온 빔을 사용하여 물체로부터 제 1 조각을 형성하며, 제 1 조각은 적어도 부분적으로 물체의 표면상의 타겟 위치를 둘러싸며, 물체의 평면에 예각으로 이온 빔을 사용하여 물체에서 제 2 조각을 커팅하며, 그 결과 타겟 위치를 언더컷팅한다.

선택적으로, 형성 단계는 물체이 위치하는 스테이지에 대해 FIB 컬럼을 기울이는 것을 포함한다. 택일적으로 또는 선택적으로, 스테이지 자체가 기울어진다.

몇몇 실시예에서, 형성 단계는 물체 평면에서 물체를 회전시키는 것을 포함한다.

특정 실시예에 따라, 샘플 지지부는 적어도 하나의 개구부를 포함한다. 특정 실시예에 따라, 전자 빔은 하나의 개구부의 적어도 일부를 관통한다. 특정 실시예에 따라, 샘플의 적어도 일부는 개구부 위에 배치된다.

몇몇 실시예에 따라, 이미지는 샘플의 물체 절단면을 이미지화하는 것을 포함한다. 몇몇 실시예에 따라, 샘플은 샘플의 물체 절단면에 실질적으로 수직하게 입사하도록 이미지화된다. 이론에 의해 한정되는 것은 바람직하지 않지만, 몇몇 실시예에서 샘플의 표면의 물체 절단면을 이미지화하는 것이 물체의 단면 내부 구조의 세부를 나타내며, 결함 분석에 유용하다.

몇몇 실시예에 따라, 샘플은 샘플의 물체 절단면이 실질적으로 샘플 지지부의 표면에 평행하도록 샘플 지지부의 표면에 배치된다. 이론에 의해 한정되는 것이 바람직하지 않지만, 이러한 방향으로 샘플 지지부상에 샘플을 위치시키는 것은 절단면에 대해 예정된 방향으로 연속적으로 절단면에 입자 빔을 제공하는 것이 바람직한 소정의 상황에 유용하다는 것이 개시된다.

몇몇 실시예에 따라, 샘플은 두 개의 실질적으로 평행한 표면을 갖는 세그먼트를 포함한다.

몇몇 실시예에 따라, 샘플은 샘플의 외부 표면에 실질적으로 수직인 두 개의 실질적으로 평행한 표면을 가진 세그먼트를 포함한다.

선택적으로, 샘플이 샘플 지지부상에 장착된 후, 샘플은 이미지화 전 및/또는 후에 씨닝된다. 몇몇 실시예에서, 샘플 씨닝은 물체 절단부에 수직하게 입사하는 집중된 이온 빔을 샘플의 물체 절단면에 제공하는 것을 포함한다.

몇몇 실시예에 따라, 샘플 지지부는 TEM 그리드를 포함한다.

몇몇 실시예에서, 샘플 지지부는 실린더형이며 정확히 하나의 개구부를 포함한다.

샘플 지지부는 기술분야에서 알려진 소정의 적절한 재료를 포함한다. 적절한 재료는 구리, 니켈, 몰리브덴, 및 백금을 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다.

또다른 실시예에서, 샘플 지지부는 TEM 그리드가 아니며, 바람직하게는 대부분 고상의 평평한 지지부인데, 여기서 샘플 지지부의 상부 표면의 거의 대부분이 아니라도 적어도 하나의 개구부가 제공된다. 이론에 한정되는 것은 바람직하지 않지만, 상기한 샘플 지지부의 사용은 프로세스를 안정화시키고 그로 인해 샘플은 샘플 지지부상에 배치되며, 재차 당업자에 의해 장착될 방법의 필요성을 방지한다.

몇몇 실시예에 따라, 샘플 지지부의 약 98%이하의 표면 영역에는 적어도 하 나의 개구부가 제공된다. 특정 실시예에서, 샘플 지지부의 약 50%이하의 표면 영역에는 적어도 하나의 개구부가 제공된다.

일부 실시예에 따르면, 샘플은 실질적으로 평행한 두 개의 표면을 갖는 세그먼트를 포함하고, 프로브는 샘플이 물체로부터 추출되고 회전할 때 샘플의 평행한 표면 중 하나가 물체로부터 떨어져 면하도록 기하학적 방향으로 샘플에 고정된다.

일부 실시예에 따르면, 프로브는 이미징하기 전에 샘플에 고정된다. 프로브를 부착시키기 위한 예시적인 위치는 형성된 샘플의 외부 표면이다.

일부 실시예에 따르면, 프로브는 외부 표면에 거의 평행하지 않다.

일부 실시예에 따르면, 프로브는 외부 표면으로부터 멀어지는 방향을 갖는다. 선택적으로, 프로브는 샘플의 외부 표면의 수직 벡터로부터 거의 55°각도인 방향을 갖는다.

일부 실시예에서, 샘플이 물체로부터 제거될 때, 샘플은 샘플 지지체 상에 장착되기 전에 거의 120°회전한다.

니들 또는 프로브를 고정하기 위한 공지된 기술은 본 발명에 적합하다. 일부 실시예에 따르면, 니들 또는 프로브의 팁(tip)은 이온-빔 금속 증착에 의해 샘플에 고정된다. 선택적으로, 니들 또는 프로브의 팁은 정전기 인력에 의해 샘플에 고정된다.

프로브는 전자 투과 이미징 이전에 샘플로부터 선택적으로 분리된다. 프로브 또는 니들을 분리시키는 예시적인 기술은 이온 빔 밀링을 포함한다.

일부 실시예에 따르면, 이미징 단계는 샘플을 샘플 지지체에 위치시키는 단 계를 포함하고, 상기 프로브는 샘플을 위치시킨 후 샘플로부터 분리된다.

임의 형상의 물체가 개시된 방법에 적합하다. 따라서, 일부 실시예에서, 샘플은 거의 원주형인 웨이퍼로부터 형성된다. 일부 실시예에서, 웨이퍼는 샘플을 형성하고 추출하기 위한 진공 챔버에 위치하기 전에 미리-절단된다(pre-cleave). 일부 실시예에서, 물체는 거의 사방정계 구조이다.

먼저 물체를 진공 챔버 안으로 위치시키는 단계, 물체로부터 샘플을 형성하는 단계, 마이크로분석을 위해 물체가 샘플의 단면을 가로지르게 하는 단계를 포함하는 샘플링 및 이미징 방법을 개시하며, 상기 형성 단계와 마이크로분석은 샘플이 진공 챔버에 있는 동안 수행된다.

일부 실시예에 따르면, 마이크로분석은 샘플이 이온빔과 전자빔으로 이루어진 그룹에서 선택된 입자빔에 영향을 받게 하는 단계를 포함하며, 입자빔은 물체 횡단 표면에 거의 수직으로 입사된다.

먼저 샘플을 추출하고 장착하기 위한 방법이 개시된다. 개시된 방법은 샘플이 물체의 물체 횡단 표면을 포함하도록 물체로부터 샘플을 형성하는 단계, 및 샘플의 물체 횡단 표면이 샘플 지지체의 표면에 거의 평행하도록 적어도 하나의 개구부를 포함하는 샘플 지지체의 표면 위로 적어도 하나의 샘플을 위치시키는 단계를 포함한다.

일부 실시예에 따르면, 샘플이 물체로부터 형성된 동일한 진공 챔버 내에서 추가로 전자 투과도 분석을 샘플에 수행한다. 선택적으로, 적어도 하나의 샘플은 로딩 스테이션 또는 카세트에 장착된다. 선택적으로, 로딩 스테이션 또는 카세트 는 전자 투과도 분석을 위핸 분리 도구에 적재될 수 있다.

일부 실시예에 따르면, 샘플의 형성은 물체에 결각(indentation)을 형성하고, 상기 방법은 재료를 결각에 증착하는 단계를 더 포함한다.

특정 실시예에 따르면, 증착은 진공 챔버에서 수행된다. 특정 실시예에 따르면, 결각은 증착된 재료에 의해 완전히 채워진다. 특정 실시예에 따르면, 증착은 집중된 이온빔 증착을 포함한다.

이론적으로 설명하지 않지만, 본 발명의 실시예에 의해 제공된 방법은 웨이퍼 단면의 전자 투과를 포함한 결함 분석 및 프로세스 제어를 가능하게 하면서 반도체 웨이퍼에 손상을 최소화한다. 더욱이, 증착된 재료로 결각을 선택적으로 충전하는 것은 샘플링 프로세스에 의해 웨이퍼에 가해지는 손상을 더욱 최소화시킨다.

먼저, 진공 챔버 내에서 물체의 샘플을 형성하는 단계, 및 진공 챔버 내부에서 샘플을 반복적으로 씨닝하고 이미징하여 다수의 이미지들을 생성하는 단계의 방법을 개시한다. 개시된 방법은 진공 챔버 내에 물체를 제공하는 단계, 진공 챔버 내부의 물체로부터 샘플을 형성하는 단계, 이온빔을 이용하여 샘플의 적어도 일부분을 씨닝하는 단계를 포함하며, 상기 샘플의 적어도 일부분은 전자빔에 영향을 받는다.

일부 실시예에서, 적어도 하나의 이미징 단계는 전자 투과도 분석을 포함한다.

일부 실시예에서, 적어도 하나의 이미징 단계는 2차 전자, 후방산란 전자, 오거 전자, 및 광자로 이루어진 그룹에서 선택된 입자들을 검출하는 단계를 포함한다.

일부 실시예에서, 샘플은 제 1 이미징 단계 동안에는 전자 투과 임계치보다 두껍고, 샘플은 상기 후속 이미지 단계 동안에는 전자 투과된다.

일부 실시예에서, 적어도 하나의 이미징 단계는 상기 샘플의 적어도 일부가 광학 마이크로현미경에 영향을 받는 단계를 더 포함한다.

일부 실시예에서, 씨닝 및 이미징 단계는 상기 전자 마이크로현미경 시료의 적어도 일부가 상기 씨닝에 의해 제거될 때까지 적어도 한 번 반복한다.

이온빔을 이용하여 샘플을 씨닝하기 위한 공지된 방법은 개시된 방법에 적절하다. 적절한 방법은 샘플이 집중된 이온빔에 영향을 받는 단계, 및 샘플이 오온 건의 아르곤 이온 빔에 영향을 받는 단계를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.

일부 실시예에서, 씨닝 단계는 재료의 선택적인 제거를 포함한다.

이론적으로 설명하지 않지만, 샘플의 반복적인 씨닝과 전자 투과도 분석을 개시한 본 발명의 실시예는 웨이퍼의 제거시 전자-투과가 필요하지 않은 샘플에 적합하다. 이러한 본 발명의 실시예는 구조적으로 정상적인 샘플이 웨이퍼의 형성 또는 제거시에 분열과 같은 기계적인 손상에 거의 영향을 받지 않기 때문에, 매우 바람직하다. 더욱 안정적인 샘플은 다루기가 더 쉽고, 샘플 준비 및 이미징 방법이 자동화된 실시예에 매우 적합하다.

더욱이, 일부 실시예에 있어서, 이미징을 위한 최적의 샘플 두께는 선험적으로 알려져 있지 않다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 다수의 이미징을 얻기 위한 방법을 제공하며, 각각의 이미징은 상이한 샘플 두께를 반영한다. 일부 실시예에서, 선택적인 샘플 씨닝 및 이미징은 자동적으로 수행된다.

특정 실시예에서, 선택적인 이온 빔 밀링 및 전자 마이크로현미경 이미징은 샘플이 샘플 지지체 상에 장착될 때 그 자리에서 수행된다. 일부 실시예에 있어서, 이는 다른 방법이 사용되는 것보다 더 두껍고 안정적인 샘플의 장착을 가능하게 한다.

비록 본 발명의 임의의 실시예들이 샘플 형성 이전에 물체 또는 반도체 웨이퍼의 사전절단(precleave)을 제외하지 않았지만, 본 발명의 기술은 샘플 추출 이전에 웨이퍼가 사전절단될 필요가 없고, 샘플 형성 프로세스의 일부로서 기계적인 밀링을 필요로 하지 않는다. 웨이퍼가 사전절단되지 않는 실시예 및 방법은 자동화하기가 쉽고, 이로 인해 반도체 제조 실시에 최소로 파괴적인 방식으로 결함 분석 및 프로세스 제어를 제공한다. 이론적으로 설명하진 않지만, 본 발명의 방법을 이용하여 웨이퍼로부터 샘플을 얻는 것은 웨이퍼에 손상을 최소로 줄 뿐만 아니라, 웨이퍼를 원상태로 남겨두며, 제조 프로세스의 전체 비용에 있어서 결함 분석의 경제적인 충격을 최소화한다.

먼저 본 발명은 진공 챔버, 물체로부터 샘플을 형성하기 위한 이온빔 소스, 형성된 샘플을 추출하고 조절하기 위한 로봇 조절기, 및 툴 내의 물체로부터 추출된 샘플의 전자 투과도 분석을 수행하기 위한 전자 마이크로스코프 장치를 포함하는 툴을 개시한다. 지금까지, 이러한 자동 툴은 샘플을 다루는 것과 관련하여 곤란한 점이 있고, 특히 전자-투과도 샘플의 자동적인 제거 및 이미징을 위한 샘플 장착의 곤란함으로 인해 가능하지 않았다. 특히, 샘플의 샘플이 형성된 동일한 진공 챔버의 웨이퍼로부터 샘플 이송 프로세스에 의해 제한되지 않는 매우 작은 두께까지 밀링될 수 있는 프로세스 부족은 샘플이 여기서 개시된 툴의 생성을 제외하였다. 이론적으로 설명하진 않지만, 본 발명의 실시예 방법은 이러한 문제점들을 극복한다.

이러한 추가의 실시예들은 하기 상세한 설명과 예로부터 자명할 것이다.

여기서 설명된 실시예들은 진보적인 기술의 다양한 이용 중 일부 예만을 제공한다. 일반적으로 본 출원의 명세서에 개시된 설명은 다양하게 청구된 본 발명을 제한하지 않는다. 더욱이, 일부 설명은 일부 진보적인 특징뿐만 아니라 다른 특징들에도 적용될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 개시된 샘플 형성 방법은 물체의 일부분을 커팅함으로써 시작된다. 일 특정 실시예에서, 물체는 반도체 웨이퍼이지만, 다른 실시예에서 예시적인 물체는 생화학 재료, 마이크로메커니컬 소자, 박막 등을 포함한다.

도 1은 일부분이 타겟 위치(106) 부근에서 추출된 상부 또는 외부 표면(112)을 포함한 물체(102)의 예시적인 실시예를 제공한다. 도 1에서, 도시된 물체(102)는 원주형 모양이지만, 이에 제한되지 않으며 본 발명은 거의 장방형인 프리즘 형상의 물체, 불규칙한 치수의 물체 또는 기타 다른 모양의 물체를 포함한 임의 모양의 물체로 실시될 수 있다. 일부 실시예에서, 물체(102)는 반도체 웨이퍼이다. 많은 실시예에 있어서, 물체(102)는 원주형 모양의 반도체 웨이퍼이고, 도 1에 도시된 물체(102) 직경의 상대 치수와 물체(102)의 두께는 축적대로 도시되지 않았다. 많은 실시예에 있어서, 웨이퍼는 도 1에 도시된 직경보다 훨씬 얇다.

많은 실시예에서, 초기 커팅은 물체(102)의 상부 표면을 관통한다. 특정 실시예에서, 타겟 위치(106)는 전자 투과도 분석을 이용한 추가의 연구를 보장하는 관심(interest) 특정 피쳐의 존재에 기초하여 선택한다. 예시적인 피쳐는 다수의 순차적으로 증착된 층 또는 메모리 셀의 금속 콘택으로 이루어진 커패시터와 같은 반도체 소자의 결함을 포함한다. 반도체 산업에서, 이러한 결함 소자는 공통적으로 다양한 표면 및 전압 피쳐를 이용하여 전기적-고장-사이트(site) 맵에 위치한다. 이러한 피쳐는 정상적으로 웨이퍼의 벌크 안으로 관통하는 마이크로구조물을 가지며 기타 셀 회로와 같은 다른 마이크로구조물에 의해 둘러싸일 수 있다. 예시를 위해, 관심(interest) 피쳐는 Z 및 Y 축으로 형성된 Y-Z 평면에 있는 것으로 가정한다. 피쳐는 Y-Z 평면에 포함되기 때문에, Y-Z 평면은 시료 준비에 노출될 물체(102)의 단면 평면을 형성한다.

비록 하나의 타겟 위치(106)가 물체(102)의 상부 표면(112) 상에 도시되었지만, 다양한 실시예에서 하나 이상의 타겟 위치(106)가 존재하고, 샘플은 다수의 타겟 위치로부터 추출되고 이미징된다.

특정 위치(106)를 식별한 후에, 샘플은 상부 표면(112)을 통과하게 물체(102)를 커팅함으로써 형성된다. 비록 특정한 조건은 아니지만, 많은 실시예에서, 커팅 기술은 이온빔 밀링 기술, 바람직하게는 집중된 이온빔 밀링 기술을 포함한 다. 집중된 이온빔("FIB") 기술에서, 물체(102) 또는 물체(102)의 서브섹션은 시료 홀더(도시안됨) 상에 장착되고 종래와 같이 집중된 이온빔 밀링을 위해 집중된 이온빔 챔버(도시안됨) 안에 위치한다. FIB 기술이 물체(102)를 커팅하는데 사용되는 많은 실시예에 있어서, 본 발명은 물체의 다른 부분들이 발생하기 쉬운 손상에 영향을 받지 않는 샘플 추출 방법을 제공한다. 이러한 발생하기 쉬운 손상은 물체(102)가 반도체 웨이퍼인 실시예인 경우 매우 높은 비용이 들게 한다.

FIB는 단일-빔 모델 또는 이중-빔 모델일 수 있다. 통상적인 FIB 도구는 SEMVision TMG2 FIB를 포함한 어플라이드 머티어리얼스 사(캘리포니아, 산타 클라라, 어플라이드 머티어리얼스)에서 제조된 제품 및 모델 200,820,830 또는 835와 같이 오리곤, 힐스보로의 FEI 컴퍼니사에서 이용가능한 제품들이다. 이는 "밀러를 제어하기 위한 시스템 및 방법"이란 제목의 쉬메쉬(Shemesh) 등의 미국 특허 6,670,610에 개시되어 있다.

도 1에 도시된 X-Y 평면은 "물체 평면"으로 불린다.

도 2A 내지 2C는 샘플(104)이 물체(102)의 상부 표면(112)을 관통하는 거의 평행한 두 개의 트렌치(110 및 108)을 형성하는 이온 빔에 의해 초기에 형성되는 본 발명의 예시적인 실시예를 도시한다. 도 2A에서, 벡터(B)는 이온빔의 입사 벡터를 나타내고, 벡터(N)는 샘플(104)의 외부 표면(124)의 외부 수직선을 나타낸다. 여기서 사용된 것처럼, 샘플의 "외부 표면"은 물체(102)의 상부 표면(112)에 대응하는 샘플에 고정된 표면으로 불린다. 샘플(104)이 물체(102)로부터 거의 제거되고 회전하게 될 때, 내부에 고정된 샘플(104)의 외부 표면(124)은 샘플과 같이 회 전한다.

도 2A-D에 도시된 실시예에서, 샘플(104)은 거의 평행한 두 개의 벽을 갖는 얇은 샘플 또는 멤브레인 모양의 샘플이며, 샘플(104)은 거인 장방형인 프리즘인 모양을 갖는 영역을 포함한다. 임의의 예시적인 실시예에서, Y 축을 따른 이러한 장방형 프리즘의 폭은 15-20 ㎛ 이하이고, Z 축에 따른 장방형 프리즘의 깊이는 3-5 ㎛ 이하이다. 다른 예시적인 실시예에서, 이러한 장방형 프리즘의 깊이는 10 마이크론보다 크지 않으며, 일부 실시예에서는 20 마이크론보다 크지 않으며, 일부 실시예에서는 50 마이크론보다 크지 않다.

샘플(104)의 일부분이 전자 투과도 분성에 영향을 받는 일부 실시예에서, X 축을 따른 두께는 20-100 nm이다. 하지만, 이러한 두께 범위는 제한적이지 않으며, 본 발명의 실시예는 샘플이 형성된 동일한 진공 챔버에서 물체로부터 추출된 샘플을 씨닝하는 장치 및 방법을 제공한다. 따라서, 샘플(104)의 일부가 전자 투과도 분석에 영향을 받는 일부 실시예에서, X 축을 따른 두께는 100nm 보다 크며, 심지어 마이크론의 크기를 갖는다. 이러한 실시예에 있어서, 샘플은 형성된 후 전자 투과도 분석 이전에 씨닝된다. 이론적으로 설명하진 않지만, 샘플이 두꺼울수록 분열 또는 부서지기가 쉽지 않다.

샘플(104)이 전자 투과도 분석 보다는 마이크로분석에 영향을 받는 실시예에서, 샘플은 X 축을 따라 임의의 두께를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 샘플 두께는 100nm보다 크다.

상기 언급한 치수는 단순히 예시적인 값이며, 상이한 치수의 샘플이 허용될 수 있다.

도 2B에 도시된 것처럼, 멤브레인 모양의 샘플(104)은 물체 횡단 표면(object cross section surface)의 외부 표면(124), 인접부(proximal)(120) 및 말단부(distal)(122)를 포함한다. 여기서 사용된 것처럼, "샘플 벽"은 샘플에 고정된 외부 표면에 거의 수직인 샘플에 고정된 샘플(104) 표면이다. 샘플 벽의 예는 물체 횡단 표면의 인접부(120) 및 말단부(122)를 포함한다. 일부 실시예에서, 샘플 벽은 외부 표면에 인접한다.

일부 실시예에서, 샘플은 거의 평행한 두 개의 표면을 갖는 세그먼트를 포함한다. 여기서 사용된 것처럼, "물체 횡단 표면"은 평행한 트렌치 형성시 평행한 트렌치(110 및 108)에 거의 평행한 샘플에 고정된 샘플 벽이다. 예시적인 물체 단면은 인접부(120) 및 말단부(122) 물체 단면을 포함한다.

본 발명의 일부 실시예에 따르면, 샘플 벽 또는 물체 횡단 표면이 마이크로분석 이미지를 형성하기 위해 전자 빔에 영향받게 하는, 샘플 벽, 특히 물체 횡단 표면을 마이크로분석하는 것이 유용한 것으로 밝혀졌다.

선택적으로, 물체 횡단 표면은 반복적으로 씨닝하고 마이크로분석하여, 각각이 상이하게 노출된 물체 횡단 표면을 나타내는 다수의 이미지를 제공한다.

도 2B에 도시된 샘플 형성 단계에서, 인접부 및 말단부 샘플 벽 사이에 기본적인 차이가 없으며, 샘플 형성 방법은 상기 단계에서 샘플의 기하학적 형상이 대칭일 필요가 없다. 따라서, "인접부" 및 "말단부" 횡단 표면으로 표면(120 및 122)을 지칭하는 것은 도 2B에 도시된 샘플 형성 단계에서 임의적이다. 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 인접부(120) 및 말단부(122) 물체 횡단 표면은 샘플 형성 및 추출 프로세스의 후속 가공에서 상이하게 처리된다.

멤프레인 형상의 샘플(104) 형성에 후속하여, 샘플(104)은 주위 물체(102)로부터 제거된다.

완전히 형성된 샘플을 커팅하고 웨이퍼로부터 샘플을 제거하는 다양한 기술들은 공지되어 있다. 예컨대, U.S. 6,700,121는 샘플이 샘플을 더 큰 물체에 연결하는 테더(tether)와 함게 형성되는 인접하여 평행한 두 개의 트렌치를 형성함으로써 더 큰 물체로부터 샘플을 커팅하는 것을 개시한다. 샘플은 마이크로조절기를 사용하여 큰 물체로부터 순차적으로 분리된다. 예시적인 기술은 본 명세서에서 참조로 포함된 U.S. 6,188,072 에 개시되어 있으며, 이에 제한되지는 않는다.

완전히 형성된 샘플을 커팅하고 후속하여 샘플을 분리하는 추가의 기술은 본 명세서에 참조로 포함된 미국 공개 특허 출원 2002/0121614에 개시되어 있으며, 상기 출원은 이온빔을 거의 수직으로 웨이퍼에 입사시켜 제 1 커팅을 수행하고, 후속하여 이온빔을 웨이퍼에 입사시킨 제 2 커팅을 수행하며, 샘플이 웨이퍼로부터 완전히 분리되도록 타겟을 언더커팅함으로써 샘플 분리 및 리프트-아웃시키는 방법을 개시한다. 샘플은 프로브를 샘플에 고정시키고, 그 후에 프로와 함께 샘플을 웨이퍼로부터 분리시킴으로써 웨이퍼로부터 제거될 수 있다. 웨이퍼의 일부분으로부터 샘플을 형성하고 이러한 샘플을 웨이퍼로부터 제거하는 상기 개시된 방법 및 기타 공지된 방법은 본 발명에 따라 사용될 수 있다.

도 2C는 멤브레인-형상의 샘플(104)을 언더커팅하기 위한 예시적인 방법을 개시한다. 도 2C에 도시된 실시예에서, 빔(B)의 입사각은 장방형 프리즘 바로아래에 웨지(126)를 형성하기 위해 표면(112)으로부터 기울어지도록 벡터(B)의 방향을 변환시킨다. 인접부(120) 또는 말단부(122) 물체 횡단 표면 또는 두 표면은 거의 평행한 트렌치(110 및 108)의 형성 후에 FIB 빔을 이용하여 선택적으로 연마될 수 있다.

빔이 입사되는 물체와 관련하여 입자빔의 방향을 재배향하는 여러 공지된 기술이 존재한다. 일부 실시예에서, 물체는 회전가능하고 기울임가능한 스테이지 상에 위치하고 입사각은 스테이지를 회전 및/또는 기울임으로써 바뀐다. 일부 실시예에서, 빔 소스는 이온빔 컬럼이고, 입사각은 빔 컬럼을 회전 또는 기울임으로써 바뀐다. 예를 들어, 입자선 컬럼의 회전에 대해서는 미국 특허 제 5,329,125호에 개시되어 있으며, 이는 본 명세서에 참조로서 통합된다. 그러나 이는 제한하는 것이 아니며, 선행 기술에서 공지된 빔 컬럼을 틸팅하기 위한 다른 기술들 또한 본 발명에 적절함이 주목된다.

또한, 공지된 기술들의 조합 역시 본 발명에 적절함이 주목된다.

도 2D는 샘플 형성의 다음 단계에 대한 사시도인데, 여기서 샘플(104)을 물체(102)에 접속시키는 2개의 잔류벽들 중 하나(121)가 절단된다. 도 2D의 예시적인 실시예에서, 얇은 접속벽(121)은 밀링 빔(milling beam)을 사용하여 절단된다. 몇몇 실시예들에 따라, 얇은 접속벽(121)이 선택적으로 X축에 대하여 각도 Θ로 절단된다. 예시적인 Θ 값은 약 0.01°내지 약 0.2°범위에 있다.

도 2D의 실시예들에서 도시된 바와 같이, 접속벽(212)이 각도 Θ로 절단되는 경우, 인접 물체 횡단면 표면(120) 및 말단 물체 횡단면 표면(122) 사이의 기하학적 대칭성이 깨지게 된다.

특정 실시예들에서는, 샘플 제거 전에, 웨이퍼로부터 샘플을 제거하기 위하여 프로브 또는 니들(needle)이 샘플에 부착된다. 몇몇 실시예들에서, 물체(102)는 스테이지(미도시) 상에 머무르며, 일단 니들 또는 프로브가 물체(102)에 부착되면, 상기 스테이지를 하강시킴으로써 샘플이 제거된다.

예를 들어, 마이크로매니퓰레이터사(Micromanipulator Co. Inc.)(Carson City, NV)로부터 적절한 니들을 입수할 수 있음이 주목된다.

도 3A는 FIB로 금속 증착을 사용하여 샘플(104)에 니들(128)을 용접하는 예시적인 시스템을 도시한다. 용접이 니들(128)을 샘플(104)에 붙이는 단지 하나의 방법이며 정전 인력 또는 접착제를 이용하여 니들(128)을 붙이는 기술을 포함하는 기타 다른 기술들이 본 발명의 실시에 적절함이 이해될 것이다.

니들(128)의 병진 운동 및 회전 운동이 인간에 의하여 제어될 수 있으며, 또는 로봇 제어부에 의하여 제어될 수 있다.

특정 실시예들에 있어서, 니들의 위치는 진공 조절기 또는 대기(atmosphere) 조절기를 사영하여 제어된다. 본 발명의 방법이 자동으로 실시되는 실시예들에서는, 니들의 운동은 로봇 제어기에 의하여 제어된다. 니들 또는 프로브가 임의의 각도로 샘플에 부착될 수 있으며 샘플(104)의 외부 표면(124) 상의 임의의 위치에 부착될 수 있지만, 여기서는 니들 또는 프로브가 샘플(104)에 부착되는 특정 배향이 개시된다. 도 3A 및 3B는 예시적인 니들의 배향 및 위치를 도시한다. 따라서, 몇몇 실시예들에서, 프로브 또는 니들이 샘플(104)의 외부 표면에 실질적으로 평행하지 않도록 그 프로브가 외부 표면(124)에 부착된다.

도 3A 및 3B에 도시된 예시적인 실시예들에서, 프로브 또는 니들(128)이 외부 표면(124)으로부터 멀어지는 방향으로 배향됨이 주목된다. 몇몇 실시예들에서, 이러한 배향은, 외부 표면(124)의 중심(125)과 상기 프로브의 외부 표면에 대한 투영을 나타내는 벡터 사이의 최소 거리가 외부 표면(124)의 중심(125), 그리고 프로브 또는 니들(128)과 샘플(104)의 외부 표면 사이의 접촉점 사이의 거리로 주어짐을 의미한다. 몇몇 실시예들에서, 프로브 또는 니들(128)은 샘플(104)의 외부 표면(124)의 법선 벡터에 대하여 실질적으로 55℃의 각도로 배향된다.

도 3A 및 3B에 도시된 실시예에 있어서, 프로브 또는 니들 방향으로 접촉점(127)에서 시작하는 프로브 또는 니들 벡터는 샘플(104)에 부착된 x-y-z축에 대하여 (1,1,1) 방향으로 배향됨이 주목된다. 부착된 니들의 (1,1,1) 배향은 다시 한번 인접 물체 횡단면 표면(120)과 말단 물체 횡단면 표면(122)을 구별함이 주목된다.

몇몇 실시예들에서, 프로브 또는 니들 배향은, 일단 샘플(104)이 웨이퍼(102)로부터 제거되면 근접 물체 횡단면 표면(120)이 상부를 향하도록 물체(102)로부터 제거된 직후의 샘플(104)의 회전을 용이하게 한다. 몇몇 실시예들에서, 회전은, 도 3C에 도시된 바와 같이, 실질적으로 120도 회전이다.

도 3B는, 프로브 또는 니들이 부착되면 샘플(104)을 물체(102)에 부착시키는 제 2 벽(123)이 절단된다. 몇몇 실시예들에서, 제 2 벽(123)의 절단은 집중된 이 온빔을 야기하면서 수행된다.

일단 프로브 또는 니들이 부착된 샘플(104)이 절단되고 물체(102)로부터 절단되면, 샘플(104)은 물체(102)로부터 제거된다. 몇몇 실시예들에서, 부착된 프로브(128)와 함께 샘플(104)을 물체(102)로부터 상승시킴으로써 이러한 제거가 수행된다. 몇몇 실시예들에서, 샘플이 니들 또는 프로브(128)에 부착된 상태로 물체(102)가 위치하고 있는 스테이지(미도시)를 하강시킴으로써 샘플(104)의 제거가 이루어지기도 한다.

샘플(104)이 물체(102)로부터 제거되고 회전된 후의 예시적인 샘플(104)이 도 4A 및 4B에 도시된다. 도 4A-4B에 도시된 막 형(membrane shaped) 샘플(104)이 Y-Z 평면에서 빔 형태를 가짐이 주목된다. 빔 형태가 본 발명에 요구되는 것은 아니지만, 이러한 형태는 샘플이 추가적으로 안정화되게 하여, 샘플 형성, 샘플 제거 또는 샘플의 이미지화 중에 샘플에 금이 가거나 파손되는 개연성을 감소시킨다. 최초 샘플(104)이 너무 얇다면(도 4A에 도시된 축에 따르면 X 방향으로), 샘플이 깨지기 쉬울 가능성이 크며 웨이퍼로부터 제거되는 경우 물리적으로 손상당할 수 있으며 본 공정을 자동화하는데 있어 악영향을 줄 수 있음이 이해될 것이다. 다른 한편으로, 최초 샘플(104)이 너무 두껍다면, 샘플에 대하여 전자 투과도 분석을 행하는 것이 바람직한 실시예들에 있어서 두께 차원(도 4A에 도시된 X 차원)으로의 전자 투과도 분석을 가능하게 하기 위하여 샘플을 얇게 하는 후속 과정을 방해할 수 있다. FIB 밀링을 이용하여 샘플이 후속적으로 씨닝되는 실시예들에 있어서, 초기에 너무 두꺼운 샘플은 부수적으로 전자 투과도 분석에 적절한 두께로 그 샘플 을 FIB 밀링하는데 필요한 시간을 증가시킨다.

도 5A에 도시된 바와 같이, 샘플(104)을 물체(102)로부터 분리시킨 후에, 샘플(104)은 샘플 지지체(134)의 상부 표면(130)에 부착된다. 몇몇 실시예들에서, 샘플(104)이 물체(102)로부터 분리되고 프로브 또는 니들(128)에 부착되며 진공 챔버 내에 있는 경우, 그 샘플은 이온빔 아래에 있다. 후속적으로, 샘플 지지체(134)를 홀딩하는 스테이지가 샘플(104) 아래로 이동되어, 샘플 지지체(134)의 바람직한 위치로 하강될 수 있다.

도 5A에 도시된 실시예들에서, 샘플(104)의 외부 표면(124)이 실질적으로 샘플 지지체(134)의 상부 표면(130)에 실질적으로 수직이 되어, 후속하여 샘플(104)의 횡단면에 대한 전자 투과도 분석이 가능하도록 상기 샘플(104)이 샘플 지지체(134)에 부착됨이 주목된다. 일 실시예에서, 샘플 지지체(134)에 대한 샘플(104)의 원하는 배향을 성취하기 위하여 도 4B에 도시된 바와 같이 샘플(104)이 회전된다.

선택적으로, 물체 횡단면 표면이 샘플 지지체(134)의 상부 표면(130)에 실질적으로 평행이 되도록 샘플(104)이 회전된다. 몇몇 실시예들에서, 근접 물체 횡단 표면(120)이 샘플 지지체(134)의 상부 표면(130)에 실질적으로 평행이 되도록 샘플(104)이 회전된다.

몇몇 실시예들에 따라, "샘플 지지체의 표면에 실질적으로 평행한" 샘플의 물체 횡단면은 10도 이하의 공차 내에서 샘플 지지체의 표면에 평행하다. 몇몇 실시예들에서, 이러한 공차는 최대 5도이다. 몇몇 실시예들에서, 이러한 공차는 최 대 3도이다. 몇몇 실시예들에서, 이러한 공차는 최대 1도이다.

특정 실시예들에서, 니들(128) 또는 다른 적절한 프로브는 샘플(104)이 샘플 지지체(134) 상에 위치하게 된 후에 제거된다.

선택적으로 샘플(104)은 선택적인 마이크로분석(microanalysis)을 위하여 적절한 샘플 지지체에 부착된다. 예시적인 실시예에서 마이크로분석은 투과도 분석을 포함한다.

도 5a 및 도 5b에 도시된 것처럼, 샘플 지지체(134)는 전자 투과도 분석동안 전자 빔이 통과할 수 있는 적어도 하나의 선택적 개구부(132)를 포함한다. 특정 실시예들에서, 샘플(104)의 적어도 일부분이 개구부(132)들 중 하나의 개구부 상에 또는 그 상부에 위치하도록 상기 샘플(104)이 샘플 지지체(134)의 상부 표면(130) 상에 위치된다. 다른 실시예들에서는 샘플 지지체는 채워져 있으며, 개구부가 없다.

특정 실시예들에서, 샘플(104)이 샘플 지지체(134) 상에 장착되는 동안 그 샘플(104)에 대하여 전자 투과도 분석이 실시된다. 따라서, 전자빔이 샘플(104)의 적어도 일부분 및 개구부(132) 양자 모두를 가로지르게 하는 개구부(132)들 중 하나의 개구부 상에 또는 그 상부에 상기 샘플(104)의 적어도 일부분이 위치하도록 샘플(104)이 샘플 지지체(134)의 상부 표면(130) 상에 위치된다.

도 5C에 도시된 바와 같이, 샘플(104)을 샘플 지지체(134) 상에 장착시킨 후에, 전자빔과 같은 입자빔(142) 또는 빔 소스(140)로부터 방사되는 집중된 이온빔과 같은 이온빔에 상기 샘플이 노출된다. 도 5C에 도시된 바와 같이, 전자빔은 인 접 물체 횡단면 표면(120) 또는 말단 물체 횡단면 표면(122)들과 같은 샘플(104)의 물체 횡단면 표면에 실질적으로 수직으로 입사한다. 도 5C에 도시된 바와 같이, 전자빔은 샘플 지지체(134)의 상부 표면(130)에 실질적으로 수직한 선과 동일선상에 있다.

몇몇 실시예들에 따라, 전자 투과도 분석과 관련하여 샘플 표면에 "실질적으로 수직하게 입사하는" 전자빔은 최대 5도의 공차 내에서 표면의 국소 평면에 수직하게 입사한다. 몇몇 실시예들에서, 이 공차는 최대 3도이다. 몇몇 실시예들에서, 이러한 공차는 최대 1도이다. 몇몇 실시예들에서, 이 공차는 최대 0.5도이다.

몇몇 실시예들에 따라, 표면 분석과 관련하여 샘플의 표면에 "실질적으로 수직하게 입사하는" 전자빔은 최대 10도의 공차 이내에서 상기 표면의 국소 평면 수직으로 입사한다. 몇몇 실시예들에서, 이러한 공차는 최대 5도이다. 몇몇 실시예들에서, 이러한 공차는 최대 3도이다. 몇몇 실시예들에서, 이러한 공차는 최대 1도이다.

몇몇 실시예들에 따라, 샘플 형성 또는 씨닝과 관련하여 샘플 또는 물체의 표면에 "실질적으로 수직하게 입사하는" 집중된 이온빔이 최대 10도의 공차 이내에서 상기 표면의 국소 평면에 수직하게 입사한다. 몇몇 실시예들에서, 이러한 공차는 최대 5도이다. 몇몇 실시예들에서, 이러한 공차는 최대 3도이다.

샘플 지지체(134)는 적어도 하나의 개구부(132)를 포함하며, 특정 실시예들에서는, 샘플 지지체(134)는 다수의 개구부(132)들을 포함하여, 1 이상의 샘플(104)이 샘플 지지체(134)에 부착될 수 있으며, 여기서 각각의 샘플(104)은 그 샘 플(104)의 일부분이 개구부(132) 상에 또는 그 상부에 위치하도록 부착된다. 1 이상의 샘플(104)이 샘플 지지체(134)에 부착되는 실시예들에 대한 예가 도 6에 도시된다.

몇몇 예시적인 실시예들에서, 샘플 지지체 상에 장착되는 샘플의 밀도는 제곱 밀리미터 당 100개의 샘플 정도이다. 이론상 필수적인 것은 아니지만, 몇몇 실시예들에서, 샘플 지지체들 상에 다수의 샘플을 장착하는 것은, 샘플 지지체를 툴(tool)로부터 제거할 필요 없이 서로 다른 샘플에 대하여 단일의 샘플 지지체가 사용되는 공정을 용이하게 함이 주목된다.

도 6의 실시예에서 샘플 지지체(134) 표면 영역의 작은 영역만이 개구부(132)에 의해 점유됨이 주목된다. 이는 본 발명의 제한으로 해석되어서는 안 될 것이다. 채워진 표면 및 적어도 하나의 개구부를 포함하는 임의의 샘플 지지체가 본 발명에 대하여 적절하다. 다른 예시적인 샘플 지지체들은 당업계에 공지된 TEM 그리드를 포함하는데, 여기서는 샘플 지지체 표면 영역의 압도적 다수 부분을 개구부들에 의해 점유된다. 그러나 개구부들이 샘플 지지체의 표면 영역의 압도적 다수 부분 보다 적은 영역을 점유하는 경우 채워진 지지체의 표면 상에 샘플을 위치시키는 공정을 자동화하는 것이 보다 용이함이 인식된다.

도 5-6에 도시된, 샘플(104)을 샘플 지지체(134) 상으로 장착하는 것에 대한 이미지는 본 발명의 소정의 실시예들을 나타냄이 주목된다. 또는, 앞서 도시된 배향과는 다른 기하학적 배향으로 샘플(104)이 샘플 지지체(134) 상으로 장착되는데, 상기 다른 기하학적 배향에서는 물체 횡단면 표면이 샘플 지지체(134)의 상부 표면 (130)에 실질적으로 평행이 된다.

도 7A 및 7B는 본 발명의 소정의 실시예들에 따라 샘플 지지체(134) 상에 장착되는 샘플(104)을 도시한다. 도 7C에서 도시된 바와 같이, 샘플 지지체(134) 상에 장착한 후에, 전자빔과 같은 입자빔(142) 또는 빔 소스(140)로부터 방사된 집중된 이온빔과 같은 이온빔에 상기 샘플(104)이 노출된다. 도 7C에 도시된 바와 같이, 전자빔은, 인접 물체 횡단면 표면(120) 또는 말단 물체 횡단면 표면(122)과 같은 샘플(104)의 물체 횡단면 표면에 실질적으로 수직으로 입사한다. 도 7C에 도시된 바와 같이, 전자빔은 샘플 지지체(134)의 상부 표면(130)에 대하여 비스듬한 선과 동일 선상에 있다.

소정의 실시예들에 있어서, 샘플의 적어도 일부분에 대해 전자 투과도 분석을 수행하는 것이 바람직하다. 특정 실시예들에서, 샘플 지지체(134)에 부착된 막 형 샘플(104)이 전자 투과도 분석을 하기에는 너무 두꺼운 경우(여기서, 상기 두께는 인접 물체 횡단면 표면(120)과 말단 물체 횡단면 표면(122) 사이의 거리임), 바람직하게는 이온 밀링 장치를 사용하여 샘플(104)이 샘플 지지체(134)에 부착된 채로 적절한 두께로 밀링된다.

다른 실시예들에서, 적절한 샘플 두께는 선험적으로 알려질 수 없으며, 막 형 샘플(104)이 샘플 지지체(134)에 부착되는 중에 결정될 필요가 있을 것이다.

이제 최초로 물체의 샘플을 형성하고 분리시키고 그리고 이미지화하기 위한 자동화 툴이 개시되는바, 여기서 상기 자동화 툴은 적어도 전자빔의 일부분이 상기 샘플의 적어도 일부분을 가로지르도록 하여 샘플을 이미지화하는 전자 현미경 장치 를 포함한다. 현재 이온 밀링 장치 및 전자 투과도 현미경 장치를 모두 포함하는 툴이 요구되고 있으며, 특히 결함 분석 및 공정 제어에 이용가능한 툴이 필요한 반도체 제조 분야에서 그러하다.

몇몇 실시예들에서, 장치는 물체, 그리고 선택적으로는 획득된 샘플을 지지하기 위한 1 이상의 스테이지들을 포함한다. 획득된 샘플이 스테이지 상에서 지지되는 몇몇 실시예들에서, 전자빔 소스 및 전자 검출기는 적어도 하나의 스테이지의 상부 표면의 대향 위치에 배치된다. 몇몇 실시예들에서, 이러한 기하 구조에 의하여 스테이지 상에 위치하는 샘플을 통과하는 전자들이 검출될 수 있는 것이다. 또는 상기 장치는 물체를 지지하기 위한 스테이지를 포함하며, 상기 장치는 샘플을 지지하기 위한 스테이지를 포함하지 않는다.

장치에서 샘플이 분리되는 예시적인 물체들에는 반도체 웨이퍼들이 포함되지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 몇몇 실시예들에서, 적어도 하나의 스테이지가 실리콘 웨이퍼를 지지하도록 조절된다. 몇몇 실시예들에서, 적어도 하나의 스테이지는 물체를 지지하기 위한 지지 표면을 포함하는데, 여기서 상기 지지 표면은 적어도 30,000㎟의 크기를 가지며 200㎜ 또는 그 이상의 크기의 웨이퍼를 지지하기에 충분하도록 크다.

샘플이 스테이지 상에서 지지되지 않는 특정 실시예들에서는, 샘플이 니들 또는 프로브에 부착되고 그에 의하여 지지되는 경우 전자 투과도 분석을 사용하여 이미지화된다. 이러한 실시예들에서, 전자빔 소스 및 전자 검출기는, 전자 투과도 분석이 수행되는 중에 샘플이 위치하게 되는 영역의 대향면들에 위치하도록 배치된 다.

특정 실시예들에서, 툴은 또한 물체로부터 이온빔으로 형성되는 샘플을 제거하기 위한 니들 또는 프로브를 포함하는 로봇 조절기를 포함한다. 선택적으로, 로봇 조절기는 현미경 분석을 위하여 전자 현미경 샘플 지지체 상에 획득된 샘플을 위치시키도록 프로그래밍된다.

도 8A-8E는 전자 투과도 분석을 위한 전자 현미경 장치, 이동가능 스테이지, FIB 장치 및 샘플 조절 장치를 포함하는 제 1 다중컬럼(multicolumn) 툴(322)의 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 장치를 도시한다. 이제 도 8A-8E를 참조하여, 상기 제 1 다중 컬럼 툴(322)이 웨이퍼 또는 다이(die)와 같은 큰 물체로부터 샘플을 형성하기 위한 FIB 컬럼(310), 전자빔의 적어도 일부분이 상기 샘플을 가로지르도록 상기 샘플에 대하여 전자빔을 가하기 위한 전자빔 소스(308), 가로지르는 전자빔 중 일부분으로부터 얻어지는 전자들을 검출하기 위한 전자 검출기(306), 적어도 하나의 스테이지(316), 및 형성된 샘플을 분리시키고 조절하기 위한 로봇 조절기(320)를 포함하는 것이 도시된다. 예시적인 실시예들에 있어서, 적어도 하나의 스테이지(312), FIB 컬럼(310), 전자빔 소스(308), 전자 검출기(306), 및 로봇 샘플 조절기(320)가 부분적으로 또는 전체적으로 컴포넌트들을 하우징하기 위한 진공 챔버(304) 내에 위치된다.

몇몇 실시예들에서, 스테이지는 3차원까지 이동가능하며, 회전축(미도시)을 포함한다. 선택적으로 스테이지(312)는 그 스테이지(312)에 위치하는 웨이퍼를 틸팅하기 위한 틸팅축을 포함한다.

특정 실시예들에서, 물체는 스테이지(312) 상에 위치되는데, 도 8C-8D에 도시된 바와 같이 선택적인 오리피스(358)를 포함한다. 선택적으로 전자 검출기(306)의 일부가 오리피스(358)를 통해 돌출한다.

스테이지(312)는 선택적으로 이동가능하며, 특히 병진운동가능 하며 회전가능하다. 몇몇 실시예들에서, 스테이지는 동적으로 모터에 연결된다. 도 8B, 8C 및 8E에 도시된 바와 같이, 이동가능한 스테이지가 트랙(340) 상에 장착된다. 몇몇 실시예들에서, 샘플에 대하여 전자 투과도 분석이 수행되는 중에 샘플 지지체 상에 선택적으로 위치하게 되는 샘플을 지지하기 위하여 스테이지(312) 및 샘플 지지 캐리어(350)도 사용된다. 도 8에 도시된 바와 같이, 샘플 지지 캐리어(350)는 스테이지(312)의 오리피스(358) 내에 위치한다.

몇몇 실시예들에서, 스테이지(312)는 200㎜ 또는 그 이상의 크기를 갖는 웨이퍼(336)를 지지하도록 구성되는 지지 표면(360) 또는 상부 표면을 포함한다.

몇몇 실시예들에서, 스테이지(312)는 적어도 30,000 제곱미터의 표면 영역을 갖는 상부 표면 또는 지지 표면(360)을 포함한다.

선택적으로, FIB 컬럼(310) 및/또는 전자빔 컬럼(308)이 상기 스테이지(312)에 대하여 틸팅될 수 있다.

스테이지(312)가 아닌 제 2의 스테이지(미도시) 또한 샘플에 대하여 전자 투과도 분석이 수행되는 동안 그 샘플을 지지하기 위한 목적으로 적절하다. 선택적으로 제 2 스테이지가 틸팅될 수 있다.

샘플 지지체를 위한 제 2 스테이지가 조절기일 수 있으며, 완전히 또는 부분 적으로 진공 내부에 있을 수 있다.

도 8D에 도시된 바와 같이, 장치가 다수의 샘플 지지체들을 위한 선택적인 홀더(338)를 포함한다.

도 8B, 8E에 도시된 바와 같이, 샘플 조절기(320)가 니들 또는 프로브(342)를 포함한다.

도 8A-8E에 도시된 바와 같이, 장치는 전자 검출기 또는 이온 검출기와 같은 선택적인 FIB 검출기(330)를 포함한다.

도 8A-8E에 도시된 바와 같이, 단일의 전자빔 소스(308)가 전자를 방출시키는데, 상기 전자들은 전자 투과도 검출기(306) 및 선택적으로 SEM 검출기와 같은 2차 전자 검출기 및/또는 후방산란기(backscatter)에 의하여 검출된다. 그러나 몇몇 실시예들에서 1 이상의 전자빔 소스(308)가 존재함이 이해될 것이다. 몇몇 실시예들에서, 전자빔 소스(308)는 SEM 컬럼이다. 몇몇 실시예들에서, 전자빔 소스(308)는 SEM 컬럼이며, 선택적으로 샘플을 절단하는 역할을 한다.

도 8A-8E에 도시된 바와 같이, 전자빔 소스(308) 및 전자 투과도 검출기(306)가 이미지화될 샘플의 대향면들 상에 위치하게 된다. 도 8D에 도시된 바와 같이, 전자빔 소스(308) 및 전자 투과도 검출기(306)가 장착된 샘플을 홀딩하기 위한 샘플 지지체들을 지지하는 샘플 지지 캐리어(350)의 대향면들 상에 위치하며, 또한, 스테이지(312)의 상부 표면(360)의 대향면들 상에 위치하게 된다.

이와는 달리, 도 8E로부터 알 수 있듯이, 선택적인 SEM 검출기(334)가 전자빔 소스(308)와 같이 스테이지(312)의 동일면 상에 있다.

이는 도 8A-8E에 도시된 실시예들에 대하여 적절하지만, 이러한 기하구조에 본 발명이 제한되는 것은 아니며, 샘플이 스테이지가 아닌 부착된 프로브 또는 니들에 의하여 지지되는 도중에 그 샘플에 대하여 전자 투과도 분석이 수행되는 실시예들에 대하여 특히 그러하다. 이러한 실시예들에 대하여, 전자 투과도 분석 시간 중에 전자빔 소스(308)에 의하여 제공되는 전자빔이 전자 검출기(306)에 의하여 검출될 샘플의 적어도 일부분을 가로지를 수 있도록 분석된 샘플이 배치되는 위치의 대향 지점들 상에 전자빔 소스(308) 및 전자 검출기(306)가 배치되는 것이 필요함이 이해될 것이다.

몇몇 실시예들에서, 장치는 1 이상의 백스캐터링 및/또는 2차 전자 검출기(334) 및/또는 1 이상의 전자 투과도 검출기(306)를 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 장치는 선택적인 광학 현미경 장치(미도시)를 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 장치는 X-선을 검출하도록 선택적으로 구성되는 광학적 광자 검출기(미도시)를 포함한다.

몇몇 실시예들에서, 전자빔 소스(308)는 SEM 컬럼이며, 전자 투과도 검출기(306)는 STEM 검출기이다. 다른 실시예들에서는, 전자 투과도 검출기(306)는 TEM 검출기이다.

도 8E에 도시된 바와 같이, 스테이지(312)는 FIB 절단 영역에 있다. 몇몇 실시예들에서, 전자 투과도 검출기(306)는 넣어질 수 있으며(retractable), 도 8E에 도시된 바와 같이, 전자 투과도 검출기(306)는 FIB 절단 영역으로 스테이지를 이동시키기 전에 넣어진다.

특정 실시예들에서, 제 1 다중 컬럼 툴(322)은 또한 이온빔 소스(310), 전자빔 소스(308), 전바 검출기(306), 이동가능 스테이지(312), 2차 현미경 장치(미도시), 및 로봇 조절기(320)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 장치에 동적으로 결합되는 메모리 및 프로세서를 포함하는 제어기(미도시)를 포함한다. 특정 실시예에서, 제어기(미도시)는 이온빔 소스(310), 전자빔 소스(308), 및 로봇 조절기(320)에 동적으로 결합된다. 특정 실시예들에서, 제어기(미도시)는 선택적으로 장치에 포함되는 임의의 다른 마이크로분석 장치를 제어하도록 작동한다.

몇몇 실시예들에서, 공정 제어기는 이동가능 스테이지(312)와 같은 적어도 하나의 스테이지의 병진운동 및/또는 회전운동을 제어하도록 작동한다.

몇몇 실시예들에서, 제 1 다중 컬럼 툴(322)은 EDX 분석을 위한 선택적인 x-선 검출기(미도시) 및/또는 오거(auger) 전자 검출기(미도시)를 추가적으로 포함한다.

몇몇 실시예들에서, 공정 제어기는, 툴이 샘플 형성, 샘플 회전, 샘플 지지체에 대한 샘플의 배치, 및 샘플 마이크로분석을 위한 방법을 실시하도록 프로그래밍된다.

도 9a-9c는 본 발명의 소정 실시예에 따른 예시적인 X-Y-Z-

로봇 샘플 조절기(320)의 예를 나타낸다. 도 9a-9c에 도시된 것처럼 로봇 조절기(320)는 도 8a-8e 및 도 10a-10f에 도시된 멀티컬럼(multicolumn) 툴(322, 362)에 대해 적합하지만, 도 9a-9c에 도시된 로봇 조절기(320)는 예시적인 것으로, 제한되도록 구성되는 것은 아니다.

도 9a-9c에 도시된 툴 축들 및 이전에 개시된 물체 및/또는 추출된 샘플내에 부착된 축들 사이에는 접속부가 없다는 것을 주목하라. 또한, 도 9a-9c에 도시된 로봇 샘플 조절기로 변형이 이루어질 수 있으며, 상기 도면들은 한정을 목적으로 한것이 아니라 도시를 목적으로 한 것이다.

도 9a-9c에 도시된 것처럼, 로봇 샘플 조절기는 회전 축(502)에 장착된 플렉시블한 벨로우(508)내에는 회전 샤프트(512)가 포함된다. 플렉시블한 벨로우(508)는 회전 샤프트의 축방향 및 측방향 이동을 허용하면서, 진공 시일링을 유지한다. 회전 메커니즘은 회전 베어링 및 시일을 포함한다.

회전 축의 단부에는 니들 또는 프로브(128)가 있다. 소정 실시예에서, 니들은 물체로부터 형성된 샘플을 추출하는데 사용될 수 있다.

도 9a-9b에 도시된 것처럼, 회전 축(502)은 조절기 베이스(504)의 법선으로부터 실질적으로 55도로 배향된다.

도 9c는 X-Y-Z-

로봇 샘플 조절기의 단면도를 나타낸다. 샘플 조절기는 진공 시일링 표면(514)을 포함한다.

도 10a-10f는 본 발명의 소정 실시예에 따른 표면 분석을 위해 물체 샘플을 추출하고 샘플을 처리하는 제 2 멀티컬럼 툴(362)의 등가도 및 등가 점선도를 나타낸다.

도 10a-10를 참조로, 제 2 멀티컬럼 툴(362)은 웨이퍼 또는 다이와 같이 큰 물체로부터 샘플을 형성하는 FIB 컬럼(310), 샘플 표면으로부터 전자빔을 산란시키는 전자빔 소스(308b), 형성된 샘플을 추출하고 조절하는 로봇 조절기(320), EDX 장치(364), 및 오거 전자 검출기(366), 부품들을 장착시키기 위해 진공 챔버(304)내에서 부분적으로 또는 전체적으로 위치되는 모두를 포함한다. 10a-f에 도시된 것처럼 예시적인 멀티컬럼 툴(362)은 EDX(364) 뿐만 아니라 오거 전자 검출기(366)를 포함하며, 본 발명의 소정 실시예는 EDX(364) 하나만을 갖는 멀티컬럼 툴 및 오거 전자 검출기(366)을 제공한다.

소정 실시예에서, 스테이지(312B)는 3차원으로 변형가능하며, 회전축(미도시)을 포함한다. 또한, 스테이지(312)는 스테이지(312B) 상에 장착된 물체 또는 샘플을 틸트시키기 위한 틸팅 축(tilting axis)을 포함한다.

특정 실시예에서, 물체는 선택적으로 이동가능하며, 특히 변형가능하고 회전가능한 스테이지(312B) 상에 위치된다. 소정 실시예에서, 스테이지는 모터와 동작가능하게 접속된다. 도 10b-10f에 도시된 것처럼, 이동가능한 스테이지가 트랙(34)상에 장착된다. 소정 실시예에서, 스테이지(312B)는 200mm 이상의 웨이퍼(336)를 지지하도록 구성된 지지 표면(360)을 포함한다.

소정 실시예에서, 스테이지(312)는 적어도 30,000 스퀘어 밀리미터의 표면적을 갖는 지지 표면(360)을 포함한다.

선태적으로, FIB 컬럼(310) 및/또는 전자 빔 컬럼(308)은 스테이지(312)를 기준으로 틸트될 수 있다.

또한 샘플의 표면 마이크로분석을 수행하면서 물체 또는 웨이퍼를 지지하기 위한 스테이지(312B)(미도시) 이외의 다른 제 2 스테이지가 샘플을 지지하는 업무에 적합하다. 샘플 지지체에 대한 제 2 스테이지는 내부가 완벽하게 또는 부분적 으로 진공인 조절기일 수 있다.

도 10c-10f에 도시된 것처럼, 장치는 다수의 샘플 지지체를 위한 선택적인 홀더(338)를 포함한다.

도 10b-10e에 도시된 것처럼, 장치는 니들 또는 프로브(342)를 포함한다.

도 10b-10c에 도시된 것처럼, 장치는 이온 검출기 또는 전자 검출기와 같은 선택적인 FIB 검출기(330)를 포함한다.

멀티컬럼 툴(362)은 웨이퍼 네비게이션을 위한 SEM 검출기(334)를 포함한다.

도 10e에 도시된 것처럼, 로봇 조절기의 니들 또는 프로브(342)로 웨이퍼(336)로부터 샘플(104)을 추출한 후, 샘플은 전자 빔 소스(308B)를 사용하여 표면 마이크로분석을 위해 샘플 지지체(134C) 및 적어도 하나의 오거 전자 검출기(366) 및 EDX 장치(364)의 x-레이 검출기상에 위치된다.

특정 실시예에서, 제 2 멀티컬럼 툴(362)은 프로세서 및 메모리를 포함하는 제어기(미도시)를 포함할 수 있다.

소정 실시예에서, 프로세스 제어기는 툴이 샘플 지지체 상에서 샘플 형성, 샘플 회전, 샘플 장착 및 본 명세서에서 개시되는 샘플 표면 마이크로분석을 위한 방법을 수행하도록 프로그램된다.

도 10a-f에 도시된 것처럼, 제 2 멀티컬럼 툴(362)은 전자 투과도 분석 장치가 빠져있으나, 이러한 선택적인 전자 투과도 분석 장치는 툴(362)에 부가될 수도 있다.

도 11은 본 발명의 소정 실시예에 따라 샘플 지지체 상에 샘플을 얻고 상기 샘플을 위치시키는 방법을 나타내는 흐름도이다. 소정 실시예에 따라, 도 11에 도시된 방법은, 도 8a-e의 멀티컬럼 툴(322) 또는 도 10a-f의 멀티칼럼 툴(362)의 진공 챔버(304)와 같은 단일의 진공 챔버에서 수행된다. 따라서, 이들 실시예에 따라, 물체 단면 표면(120 또는 122)을 갖는 샘플(104)은 FIB 컬럼(310)으로부터 집중된 이온빔으로 웨이퍼로부터 초기에 형성된다(400). 순차적으로, 니들 또는 프로브(128)가 샘플(104)에 부착된다(402). 소정 실시예에서, 상기 부착(402)은 FIB 컬럼(310)으로부터 집중된 이온 빔을 이용한다.

다음 샘플(104)은 물체(102)로부터 제거되어(404), 샘플 지지체(134)를 기준으로 재배향되어(406), 샘플의 외부 표면(124)은 실질적으로 샘플 지지체(134)의 상부 표면(130)과 직교한다. 선택적으로, 샘플(104)은 실질적으로 물체 단면 표면이 샘플 지지체(134)의 상부 표면(130)에 평행하다. 소정 실시예에서, 샘플(104)은 실질적으로 인접한 물체 단면 표면(120)이 샘플 지지제(134)의 상부 표면(130)에 평행하게 회전한다.

다음 샘플 지지체(134)를 홀딩하는 스테이지(312)와 같은 스테이지가 니들 또는 프로브(128)에 의해 지지되는 동안 샘플 아래에 위치된다(407). 소정 실시예에서 단계(406)는 단계(407)보다 앞서 수행된다는 것을 주목해야 한다. 선택적으로, 단계(407)가 단계(406)를 선행한다.

일부 실시예에서, 샘플 지지체(134)는 스테이지(312)에 의해 지지된다.

다음 샘플(104)은 로봇 조절기(320)로 샘플 지지체(134)상에 장착되고(408) FIB 컬럼(310)으로부터 집중된 이온빔으로 부착 또는 용접된다(410).

소정 실시예에서, 단일 툴 또는 진공 챔버내에서 형성된 샘플은 단일 툴 또는 진공 챔버내에서 반복적으로 마이크로분석되고 씨닝처리(thinned)된다.

도 12a-d는 본 발명의 소정 실시예에 따라 단일 툴에서의 샘플 형성, 샘플 리-씨닝(re-thinning) 및 마이크로 분석을 위한 반복적인 방법의 다양한 실시예를 나타내는 흐름도이다. 도 12a-d에 도시된 실시예에 따라, 형성된 샘플은 단일 진공 챔버내에 위치되어 유지되면서 선택적으로 마이크로분석 및 씨닝처리되어, 일련의 이미지를 형성하며, 각각의 이미지는 상이한 두께의 샘플의 마이크로분석으로부터 유도된다. 소정 실시예에서, 샘플은 샘플이 이미지화되는 동일한 진공 챔버내에서 큰 물체로부터 형성된 후에 반복적으로 씨닝처리되고 이미지화된다.

도 12a-d에 도시된 프로세스는 본 명세서에 개시된 본 발명의 또다른 면을 독립적으로 이용할 수 있다. 특정 실시예에서, 샘플은 선택적으로 이미지화되고 씨닝되는 샘플 지지체에 부착된다. 특정 실시예에서, 이러한 프로세스는 FIB 및 전자 투과도 분석을 가능케하는 전자 현미경 장치를 모두 포함하는 단일 툴에서 수행된다.

소정 실시예에서, 샘플 리-씨닝은 집중된 이온빔이 샘플의 물체 단면 표면에 실질적으로 수직으로 입사되도록 집중된 이온빔으로 물체를 처리하는 단계를 포함한다.

소정 실시예에서, 마이크로분석은 전자 투과도 분석을 포함한다.

소정 실시예에서, 마이크로분석은 제 2 차 전자 검출, 후방산란된 전자 검출 및 x-레이를 포함하는 광자 검출로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 프로 세스를 포함한다.

하나의 툴에서 이러한 프로세스 수행은 2개의 상이한 툴 사이에서 후방 및 전방으로 샘플을 이동시키는 필요조건을 소거시켜, 도 12a-d에 도시된 프로세스의 자동화가 허용된다는 것을 주목해야 한다.

도 12a-d는 본 발명의 소정 실시예를 나타내는 흐름도이다. 프로세스는 진공 챔버내에 샘플(602)을 형성함으로써 시작된다. 도 12a에 도시된 것처럼, 샘플은 형성된 후, 표면 분석 및 씨닝에 의한 표면 제거의 반복적 프로세스 처리된다. 소정 실시예에서, 표면 분석(604)은 SEM, EDX 및 오거 전자 검출과 같은, 샘플 표면으로부터 산란되는 전자와 관련된 임의의 프로세스를 포함한다. 선택적으로, 샘플은 광학 현미경으로 처리된다. 소정 실시예에서, 표면 분석시(604), 샘플은 제 2 차 전자의 검출을 위해 두꺼워야 한다. 소정 실시예에 따라, 표면 분석시(604) 마이크로 분석된 샘플 아래에는 검출기가 요구되지 않는다.

샘플 씨닝을 위한 임의의 공지된 방법이 본 발명에 적합하다. 소정 실시예에서, 샘플은 집중된 이온빔을 사용하여 씨닝처리된다(606). 소정 실시예에서, 씨닝에 의한 표면 제거는 스퍼터링 아르곤 이온 빔에 의해 영향을 받는다.

씨닝(606)에 의한 바람직한 횟수의 표면 제거 반복 후에, 샘플은 전자 투과도 분석을 위해 충분히 얇다. 전자 투과도 분석을 위해 샘플은 충분히 얇기 때문에, "전자 투과도 쓰레숄드"란 용어는 특정한 공칭 두께의 용어로 제한되지 않으며, 이러한 수는 전자 빔 소스 에너지, 전자 투과도 분석 처리되는 물질의 특성 등과 같은 다수의 요인을 따른다. 이론상 제한을 두려는 것이 아니라, 소정의 예에 서, 전자 투과도 쓰레숄드와 동일한 정도의 크기인 두께를 갖는 샘플 씨닝은 전자 투과도 분석 이미지의 해상도를 개선시킬 수 있다.

일단 샘플이 충분히 씨닝처리되면, 전자 투과도 분석이 수행된다(608). 소정 실시예에서, 분석된 샘플 아래의 검출기는 투과도 분석 스테이지(608) 동안 요구된다. 또한, 데이터 수집 단계(610A-D)는 도 12A-D의 마지막 단계로서 ㄷ시되었으나, 데이터는 도시된 임의의 프로세스에 걸쳐 수집될 수 있다.

일 실시예에서, 샘플의 이미지화된 부분은 반도체 웨이퍼와 같은 물체의 단면을 나타낸다.

주목할 것은 일부 실시예에서, 샘플은 하나 이상의 마이크로분석 형태로 처리될 수 있다는 것이다. 또한, 도시된 방법은 전자 투과도 분석에 이용될 수 있지만, 이는 제한되지 않으며, 소정 실시예에서, 전자 투과도 분석 이외의 마이크로분석 기술이 사용된다.

소정 실시예에서, 씨닝은 샘플 표면으로부터 소정의 물질을 선택적으로 제거하는 FIB를 사용하는 단계를 포함한다. 따라서, 실시예에서, FIB 이온 밀링은 크세논 디플루오라이드와 같은 비활성 종을 주입하는 단계를 포함한다.

도 12b는 샘플 리-씨닝 및 이미징의 반복적인 프로세스의 선택적 실시예를 나타낸다. 도 12b에 도시된 실시예에서, 단일 단계의 마이크로분석(612)은 표면 및 투과도 분석 모두를 수반한다.

도 12c는 투과도 분석만을 포함하는 마이크로분석의 실시예를 나타낸다.

도 12d는 표면 분석만을 포함하고 투과도 분석은 배제하는 마이크로분석의 실시예를 나타낸다.

도 13은 본 발명의 소정 실시예에 따른 샘플 씨닝의 예시적인 도면을 제공한다.

선택적으로, 본 명세서에 개시된 방법 및 장치를 사용하여 마련된 적어도 하나의 샘플이 샘플 지지체 상에 위치되고 툴로부터 이송되어 로딩 스테이션에 장착된다. 도 14는 상이한 샘플 전달 옵션의 흐름도를 제공한다. 따라서, 일 실시예에 따라, 형성된 샘플(602)은 표면 분석을 위해 해체된다(630). 선택적으로, 샘플은 표면 및/또는 투과도 분석(634)을 위해 해체 이전에 마이크로 분석으로(636) 또는 마이크로 분석 없이(632) 씨닝처리된다. 소정 실시예에서, 로딩 스테이션상의 장착 및 이송은 자동화처리되어 로봇 암(미도시) 의해 제어되며, 샘플 지지체에 장착된 샘플을 얻는데 완전 자동화 프로세스를 제공한다.

본 출원의 상세한 설명 및 청구항에는 "포함한다(comprise, include, have 및 이들의 조합)"라는 동사는 상기 동사의 물체 또는 물체들이, 부재(member), 부품(component), 엘리먼트와 같은 상기 용어가 사용되거나 사용되지 않는 부분 모두의 나열을 필요로하지 않는다는 것을 나타내는데 사용된다.

본 발명은 예로서 상세한 설명에 실시예를 나타내었으나 이는 발명의 범주를 제한하지 않는다. 상세한 설명은, 상이한 특징을 포함하나, 본 발명의 실시예에서 모두 요구되는 것은 아니다. 본 발명의 소정 실시예에서,상기 특징의 일부 또는 가능한 특징의 조합이 이용될 수 있다. 개시된 실시예에서 주목되는 특징들의 상이한 조합을 포함하는 본 발명의 실시예 및 개시된 본 발명의 다양한 변형을 당업 자는 구현할 수 있을 것이다. 본 발명의 범주는 하기 청구항에 의해서만 제한된다.

본 발명에 따라, 결함 분석 및 프로세스 제어 분석에서, 웨이퍼의 샘플의 단면 이미지화가 제공되어, 특성을 포함하는 샘플의 단면의 마이크로분석이 수행될 수 있다.

Claims

a) 진공 챔버에 물체를 위치시키는 단계;

b) 상기 물체로부터 샘플을 형성하는 단계; 및

c) 상기 샘플의 이미징 단계를 포함하며,

전자 빔의 적어도 일부가 상기 샘플의 적어도 일부를 횡단하며,

상기 샘플을 형성하는 단계 및 샘플의 이미징 단계는 상기 진공 챔버에서 수행되는, 샘플 형성 및 이미징 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 물체는 상기 샘플을 형성하는 단계 동안 상기 물체 두께의 최대 10% 깊이로 천공되는 것을 특징으로 하는 샘플 형성 및 이미징 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 샘플을 형성하는 단계는 이온 빔 밀링 및 전자 빔 밀링으로 이루어진 그룹에서 선택된 빔 밀링을 포함하는 것을 특징으로 하는 샘플 형성 및 이미징 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 전자 빔은 상기 샘플의 물체 단면 표면에 실질적으로 수직으로 입사되는 것을 특징으로 하는 샘플 형성 및 이미징 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 이미징 단계는 상기 물체 단면 표면을 이미징하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 샘플 형성 및 이미징 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 이미징 단계는 샘플 지지체 상에 적어도 하나의 상기 샘플을 위치시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 샘플 형성 및 이미징 방법.
제 6 항에 있어서, 상기 샘플은 상기 샘플의 물체 단면 표면이 상기 샘플 지지체의 상기 표면에 실질적으로 평행하도록 상기 샘플 지지체의 표면에 장착되는 것을 특징으로 하는 샘플 형성 및 이미징 방법.
제 6 항에 있어서, 상기 샘플 지지체는 적어도 하나의 개구부를 포함하며, 상기 샘플 지지체의 상기 표면 영역의 약 98% 미만이 상기 적어도 하나의 개구부에 의해 점유되는 것을 특징으로 하는 샘플 형성 및 이미징 방법.
a) 진공 챔버에 물체를 위치시키는 단계;

b) 상기 물체로부터 샘플을 형성하는 단계; 및

c) 상기 샘플의 물체 단면 표면을 마이크로분석하는 단계를 포함하며,

상기 샘플을 형성하는 단계 및 마이크로분석하는 단계는 상기 샘플이 상기 진공 챔버에 있는 동안 수행되는, 물체의 샘플 형성 및 이미징 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 이미징 단계는 샘플 지지체 상에 적어도 하나의 샘플을 장착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 물체의 샘플 형성 및 이미징 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 마이크로분석은 전자 현미경 검사, 이온 빔 이미징, 광학 현미경 검사, 오거 전자 검출, 후방산란된 전자 검출, 제 2차 전자 검출, x-레이 검출, 및 전자 투과도 분석으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 프로세스를 포함하는 것을 특징으로 하는 물체의 샘플 형성 및 이미징 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 마이크로분석은 이온 빔 및 전자 빔으로 이루어진 그룹에서 선택된 입자 빔으로 상기 샘플을 처리하는 단계를 포함하며, 상기 입자 빔은 상기 물체 단면 표면에 실질적으로 수직으로 입사되는 것을 특징으로 하는 물체의 샘플 형성 및 이미징 방법.
a) 샘플이 물체 단면 표면을 포함하도록 상기 물체로부터 샘플을 형성하는 단계; 및

b) 적어도 하나의 개구부를 포함하는 샘플 지지체의 표면상에 적어도 하나의 샘플을 위치시키는 단계를 포함하며,

상기 샘플의 물체 단면 표면은 상기 샘플 지지체의 상기 표면에 실질적으로 평행한, 물체의 샘플 추출 및 장착 방법.
제 13 항에 있어서, 상기 샘플의 적어도 일부는 상기 개구부 위에 장착되는 것을 특징으로 하는 물체의 샘플 추출 및 장착 방법.
제 13 항에 있어서, 상기 샘플을 형성하는 단계 및 상기 샘플을 위치시키는 단계는, 진공 챔버에서 수행되는 것을 특징으로 하는 물체의 샘플 추출 및 장착 방법.
a) 진공 챔버에 물체를 위치시키는 단계;

b) 상기 진공 챔버 안쪽에서 상기 물체로부터 샘플을 형성하는 단계;

c) 이온빔으로 상기 샘플의 적어도 일부를 씨닝처리하는 단계; 및

d) 상기 씨닝처리된 샘플의 이미징 단계를 포함하며,

상기 샘플의 적어도 일부는 전자 빔으로 처리되며, 상기 씨닝처리 단계 및 이미징 단계는 상기 샘플이 상기 진공 챔버내에 있는 동안 적어도 한번 반복되어, 다수의 이미지를 제공하는, 샘플 형성 및 이미징 방법.
제 16 항에 있어서, 상기 샘플을 형성하는 단계는 이온빔 밀링 및 전자빔 밀링으로 이루어진 그룹에서 선택된 빔 밀링을 포함하는 것을 특징으로 하는 샘플 형성 및 이미징 방법.
제 16 항에 있어서, 상기 이미징 단계는 상기 샘플의 물체 단면 표면을 이미징하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 샘플 형성 및 이미징 방법.
제 16 항에 있어서, 적어도 하나의 상기 이미징 단계는 제 2 차 전자, 후방산란된 전자 및 오거 전자로 이루어진 그룹에서 선택된 전자를 검출 및 전자 투과도 분석으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 프로세스를 포함하는 것을 특징으로 하는 샘플 형성 및 이미징 방법.
제 19 항에 있어서, 상기 샘플은 먼저 상기 이미징 단계 동안에는 전자 투과도 쓰레숄드보다 두껍고, 상기 샘플은 다음의 이미징 단계 동안에는 전자를 투과시키는 것을 특징으로 하는 샘플 형성 및 이미징 방법.
제 16 항에 있어서, 적어도 하나의 상기 이미징 단계는 광자를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 샘플 형성 및 이미징 방법.
제 16 항에 있어서, 상기 씨닝처리하는 단계 및 이미징 단계는 상기 샘플의 적어도 일부가 상기 씨닝처리에 의해 소거될 때까지 적어도 한번 반복되는 것을 특징으로 하는 샘플 형성 및 이미징 방법.
제 16 항에 있어서, 상기 씨닝처리 단계는 집중된 이온빔 및 아르곤 이온빔 으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 이온빔으로 상기 샘플을 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 샘플 형성 및 이미징 방법.
제 16 항에 있어서, 상기 씨닝처리 단계는 물질의 선택적 제거를 포함하는 것을 특징으로 하는 샘플 형성 및 이미징 방법.
제 16 항에 있어서, 상기 씨닝처리 단계는 상기 물체 단면 표면에 실질적으로 수직으로 입사하는 입자빔으로 상기 샘플을 처리하는 단계를 포함하며, 상기 입자빔은 이온빔 및 전자빔으로 이루어진 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 샘플 형성 및 이미징 방법.