KR20070028401A

KR20070028401A - 입자의 조성 분석 방법

Info

Publication number: KR20070028401A
Application number: KR1020067025777A
Authority: KR
Inventors: 토마스 엠 무어; 존 엠 안토니
Original assignee: 옴니프로브 인코포레이티드
Priority date: 2006-12-07
Filing date: 2004-06-08
Publication date: 2007-03-12

Abstract

본 발명은 제 1 샘플 표면(110) 상에 배치된 미시적 입자(100)의 조성을 분석하는 방법에 관해 개시한다. 이러한 방법은 미세-조작기 탐침(micro-manipulator probe)(120)을 입자(100) 부근에 배치하는 단계와, 입자(100)를 탐침(120)에 부착하는 단계와, 탐침(120) 및 부착된 입자(100)를 제 1 샘플 표면(110)으로부터 멀리 이동시키는 단계와, 입자(100)를 제 2 샘플 표면(150) 상에 배치하는 단계와, 에너지 분산형 X-선 분석 또는 오제이 전자(Auger electrons)의 검출에 의해 제 2 샘플 표면(150) 상의 입자(100)의 조성을 분석하는 단계를 포함한다. 제 2 표면(150)은 제 1 표면(110)의 백그라운드 신호에 비해서 분석 중에 감소 또는 비간섭(non-interfering) 백그라운드 신호를 갖는다. 본 발명은 또한 2탐침(120), 입자(100) 및 샘플 표면(110, 150) 사이의 전자기력 및 DC 전위를 조정하여 입자(100)를 제거하고, 입자(100)를 제 2 샘플 표면(150)으로 전달 및 재배치하는 방법에 관해 개시한다.

Description

입자의 조성 분석 방법{METHOD FOR MANIPULATING MICROSCOPIC PARTICLES AND ANALYZING THE COMPOSITION THEREOF}

본 발명은 샘플 표면, 특히 반도체 샘플에서 미시적 입자(microscopic particles)를 제거하고 분석하는 방법에 관한 것이다.

반도체 업계에서, 오염에 기인한 예상치 못한 입자는 제조 공정 동안에 수율 손실을 유발할 것이다. 이 업계에서 주요 관심사는 패턴 라인 폭에 대한 최소 배선폭(feature size)을 적극적으로 감소시키는 것이므로, 성능 손실을 유발할 수 있는 입자의 최소 크기도 급격히 감소되고 있다. 적절한 판단에 의하면 "파괴 결함(killer defect)" 크기는 반도체 웨이퍼 상의 최소 형상 크기의 1/3보다 크다.

반도체 제조는 엄격한 입자 표준을 갖는 청정실에서 실행되지만, 부품의 이동, 인간의 존재, 기체 응축 및 챔버(chamber)의 마모 등에 기인하여 예상치 못한 오염이 발생할 수 있다. 이러한 입자의 제어 및 제거는 연속적인 공정이다. 많은 경우에, 이러한 입자 공급원의 제거는 그 출처에 대한 이해를 필요로 한다. 대부분의 이러한 입자 또는 결함은 범용 광학 검사 현미경으로 검출하기에는 너무 작기 때문에, SEM(scanning electron microscopes), TEM(transmission electron microscopes), SAM(scanning Auger microprobes) 또는 FIB(focused Ion beam) 장치 등과 같은 하전 입자 현미경을 이용하는 더 높은 해상도의 방법이 필요하다.

일반적으로 입자의 이미지만으로는 입자의 출처를 추적하는 데 있어서 불충분하므로, 추가적인 정보가 필요하다. 결함을 식별하는 데 있어서 원소 조성이 매우 유용하다. 이것은 상술된 하전 입자 시스템을 이용하여 여러 방식으로 이루어질 수 있다. 불행하게도, 대부분의 분석 방법은 입자 환경으로부터의 백그라운드 신호에 의해 제한된다.

처리량(throughput)도 반도체 제조에 있어서 중요한 인자이다. 반도체 웨이퍼 상의 입자의 조성 분석을 위한 기존의 전략은, 예를 들면, 일반적으로 이하에 설명되는 것과 같은 방법을 이용하는 오프라인 분석을 위해 제조 구역으로부터 웨이퍼를 제거하는 것을 필요로 한다. 생산 라인으로부터의 제거는 제조 공정의 처리량을 크게 감소시킨다.

전자-빔 기반의 식별을 이용한 샘플 표면 상의 입자 식별은 전자 침투 깊이에 대한 입자의 크기와, 샘플 내의 주변 재료의 속성에 의해 복잡해진다. 전자 빔이 벌크 고체 재료와 상호작용할 때, 전자 빔은 에너지를 상실하면서 눈물 방울 형상(teardrop-shaped)의 체적을 채우도록 확장된다. 1차 빔이 이 체적 내의 원자와 작용할 때, 1차빔은 포함된 원소 고유의 낮은 에너지를 갖는 오제이 전자 및 X-선을 생성한다.

생성된 특정한 X-선 라인은 원소의 원자 번호, 상호작용 동안 전자의 에너지 및 다른 인자에 의존할 것이다. 통상적인 EDS(Energy-dispersive X-ray Spectrophotometry)를 이용하여 미지의 입자를 식별하고자 할 때, 전자 빔의 에너지는 가능한 모든 관련 원소로부터 내부 전자 껍질(inner-shell)의 X-선을 생성하기에 충분할 정도로 커야 하는데, 이 관련 원소는 반도체 분야에 있어서 텅스텐 등과 같은 높은 원자 번호의 원소를 포함할 수 있다. 불행하게도, 이러한 에너지는 관심 대상인 입자보다 훨씬 더 큰 침투 깊이를 유발하여, 샘플 표면으로부터 X-선이 생성되게 한다. 이러한 X-선은 입자로부터의 모든 신호를 간섭하여 입자 재료의 고유한 식별을 어렵게 한다. 이러한 문제를 해결하기 위한 통상적인 전략은 서로 다른 원소의 X-선을 분해하거나, 여기되는 전자 빔의 에너지를 감소시키는 것을 포함한다.

예를 들면, 기준 결정 또는 WDS(Wavelength Dispersive X-ray Spectrometry)에 의해 회절되는 X-선의 세기 및 회절각을 측정하는 것에 의해 입자로부터 생성된 X-선의 전자 빔을 검출 및 분석할 수 있다. 주어진 에너지의 X-선을 (초 고해상도로) 편향시키는 결정 원자 간격을 선택하면, 서로 다른 원소로부터 발생된 X-선 라인 사이의 분리가 가능해진다. 이 방법은 EDS보다 더 높은 에너지 해상도를 갖지만 훨씬 더 느린 처리량을 제공한다. 또한, 주로 그러하듯이 입자가 샘플 표면과 동일한 조성을 가질 수 있다면, 이 방법은 입자 조성을 고유하게 결정하지 못할 것이다.

다른 해결책은 1차 전자 빔의 에너지를 감소시켜서 활성 체적이 관심 대상이 되는 입자의 체적보다 더 작게 되도록 하는 것을 포함한다. 이러한 1차 전자-빔 에너지의 감소는 훨씬 낮은 에너지(K 전자 껍질이 아닌 M 또는 L 전자 껍질의 X-선)의 특유의 X-선이 방출되게 한다. 통상적인 냉각형 반도체 기반 검출기는 이온화된 방사선의 에너지에 대한 척도(검출 재료에 따라서 각각의 전자-정공 쌍에 대해 수 eV가 됨)로서 전자-정공 쌍의 생성 및 조합을 이용한다. 그러므로 X-선 에너지의 감소는 전자-정공 쌍의 개수의 감소를 초래하고, 입자 재료의 감응성을 감소시킨다. 또한, 이러한 검출기의 해상도는 전자-정공 생성 프로세스의 통계에 의해 제어되고, 검출된 X-선의 에너지를 감소시키면 때때로 관심 대상이 되는 원소의 불명확한 식별이 초래된다. 전자-정공 쌍의 생성보다는 검출기로 전달된 열을 이용하여 이러한 약한 X-선 신호를 검출하는 X-선 미세 열량계(micro-calorimeter) 방법을 이용하였다. 이러한 프로세스는 작은 에너지의 X-선 측정을 허용하지만, 미세 열량계 장치는 고가이고, 복잡한 냉각 조건을 가지며, 다른 방법에 비해 느리다. 또한, 전자 빔은 관심 대상이 되는 입자의 최소 크기보다 더 작게 유지되어야만 하기 때문에, 이 방법은 소형의 비대칭성 입자에 대해서는 실용적이지 않다.

스캐닝 오제이 미세 탐침 분석(Scanning Auger microprobe analysis)은 또한 관심 대상이 되는 입자를 조사하기 위해 전자 빔을 이용하지만, 생성된 임의의 X-선을 검출하는 것 대신에 재료의 원자로부터 방출된 오제이 전자의 검출에 집중한다. 이러한 오제이 전자는 외부 전자 껍질로부터 생성되고, 비교적 낮은 에너지를 갖는다. 재료로부터의 오제이 전자 에너지는 재료 내의 각 원소의 고유한 패턴을 생성하고, 오제이 전이의 형상 및 정확한 에너지는 재료 내의 원소의 화학 결합에 대한 정보(상(phase) 또는 혼합물에 대한 정보 등)를 제공한다. 이러한 전자의 이 탈 깊이(escape depth)는 매우 작으므로(수 nm), 오제이 분석은 주로 샘플의 표면에 집중한다. 이것은 작은 직경의 입자(10 nm 미만)의 분석에 있어서 유리하다. 더 큰 입자의 분석에 있어서, 이온 빔이 입자를 통해 스퍼터링(sputter)되게 하고, 그것을 주기적으로 측정함으로써 깊이 프로파일을 생성할 수 있지만, 이것은 SAM 내의 이온 밀링(ion milling) 효과에 기인하여 주위 샘플의 고유 파괴를 초래하고, 입자 위치 주변의 샘플에 대한 백그라운드 분석을 필요로 한다. 오제이 분석은 전형적으로 표준 EDS 분석에 비하여 광 성분에 대해 더 민감하므로, 유기 재료를 분석하는 데에 있어서 더 적합하다. 그러나, 통계 정보의 계산을 향상시키기 위하여 전형적으로 높은 전자 빔 전류가 사용된다. 이것은 열 기계적 드리프트(thermo-mechanical drift) 및 샘플의 전기 전하 생성에 기인한 드리프트의 문제를 악화시킨다. 이것은 입자 상에 배치된 전자 빔을 가지고 SAM을 "스팟 모드(spot mode)"로 작동시키면 시간의 흐름에 따라 전자 빔 스팟이 입자를 둘러싸는 샘플로 드리프트될 위험성이 존재한다는 것을 의미한다. 또한 전자 빔의 래스터 패턴(raster pattern)을 사용하면 빔이 입자에 대해 유지되어 드리프트에 대한 내성이 더 커지겠지만, 주변 재료로부터의 신호에 의해 초래되는 상당한 오염을 포함할 것이다. 어떤 경우에나, 오제이 결과에 의한 백그라운드 오염은 심각한 문제이고, 주변 재료의 오제이 분석은 입자로부터의 신호를 고유하게 분석하는 데 필요하다. 백그라운드 분석의 획득은 처리량을 감소시키고, 필연적으로 샘플을 손상시킨다.

TEM은 때때로 표면 내부 또는 표면 상의 입자를 분석하는 데 이용될 수 있다. 관심 대상이 되는 영역의 복사, 리프트-아웃(lift-out) 또는 절단법을 포함하 는 다양한 분석될 입자의 고립 방법이 존재한다. 이러한 방법은 모두 샘플 표면을 손상시키고, 반드시 오프라인으로 실행되어야 하므로, 비용 및 사이클 시간(cycle time)을 증가시킨다.

테스트를 위해 입자를 제 1 샘플 표면으로부터 보다 더 제어된 환경으로 이동시키는 것은 EDS 또는 오제이 분석에 의한 원소 성분 식별을 위한 성공 확률 및 처리량을 크게 향상시킬 수 있다. 이 공정의 중요한 부분은 입자를 이동시키는 기법이다. 본 명세서는 샘플 표면으로부터 관심 대상이 되는 입자를 제거하고, 그 입자를 제어되는 X-선 또는 오제이 백그라운드를 갖는 제 2 샘플 표면으로 이동시키며, 상술된 방법 중 어느 하나를 이용하여 거기에서 전자 빔 유도형 X-선 분석 또는 오제이 전자 분석을 실행하는 새로운 방법에 관해 개시한다. SEM 및 SAM 분석에서의 EDS 분석 등과 같이 높은 공간 해상도를 갖는 기법이 일반적으로 바람직하기는 하지만, 이것은 분석 기법이 높은 공간 해상도를 가져야 한다는 요구 사항을 무시할 수 있게 한다. 예를 들면, 감소 또는 비간섭형 백그라운드 상에 입자가 배치된 상황에 성공적으로 적용 가능하고 높은 공간 해상도를 갖지 않는 기법은, XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy) 및 XRF(X-ray Fluorescence analysis)를 포함하고, 이것은 특유하고 특수한 상황에 있어서 이점을 제공할 것이다.

입자 조작 및 EDS X-선 분석에 대해 제시된 방법은 기존의 웨이퍼 제조 장치 상에서 인-라인(in-line)으로 실행될 수 있다. 기존의 제조 및 검사 장치를 이용하는 인-라인 절차는 오염 제거를 위한 사이클 시간에 있어서 상당한 감소를 나타낸다. SEM은 웨이퍼 검사를 위한 통상적 방법이고, SEM 시스템 내에서 전자 빔을 이용하는 분석 방법은 오프라인 기법에 비해서 상당한 처리량의 이점을 제공한다.

본 명세서는 기본적으로 반도체 제조와 관련하여 오염물인 입자를 처리 및 검사하는 새로운 기법의 사용에 관해 설명하였으나, "입자"라는 용어는 화학 증착물, 생물학적 재료 또는 미세 기계 머신 등과 같이 다른 환경 내에서 오염물이 아닌 대상물을 포함하도록 간주될 수 있다는 것을 유의해야 한다. 후자의 경우에, 본 출원에서 설명된 새로운 처리 방법은 전자-빔 X-선 분석 또는 오제이 전자 분석 이외의 용도를 위해 일반적으로 그 대상물들을 처리하기 위해 적용될 수 있다.

본 발명은 제 1 샘플 표면 상에 배치된 미시적 입자의 조성을 분석하는 방법에 대해 개시한다. 일반적으로, 입자는 반도체 처리 시스템 내에서의 오염물일 수 있지만, 본 발명의 방법은 그 상황으로 한정되지 않는다. 본 발명의 방법은 입자 부근에 미세-조작기 탐침을 배치하는 단계와, 탐침에 입자를 부착하는 단계와, 탐침 및 부착된 입자를 제 1 샘플 표면으로부터 멀리 이동시키는 단계와, 입자를 제 2 샘플 표면에 배치하는 단계와, 에너지 분산형 X-선 분석, 오제이 미세 탐침 분석 또는 임의의 다른 적절한 분석 기법에 의해 제 2 샘플 표면 상에서 입자의 조성을 분석하는 단계를 포함한다. 제 2 샘플 표면은 제 1 표면의 백그라운드 신호에 비하여, 분석 중에 감소되거나 비간섭형인 백그라운드 신호를 가진다. (청구항 내에서는 이러한 감소 또는 비간섭형 백그라운드 신호를 "제어형" 백그라운드 신호로 지칭한다). 본 발명은 또한 탐침, 입자, 및 샘플 표면 사이의 전자기력 및 DC 전위를 조정하여 입자의 제거를 실행하고, 입자를 제 2 샘플 표면에 전달 및 재배치하는 방법에 관해 개시한다. 이것은 전자기력을 조정하여 탐침과 입자 사이에 인력을 형성하는 것을 포함한다. 전자기력의 조정은 샘플 시스템(탐침 팁, 입자 및 제 1 샘플 표면을 포함함)의 개별 성분에 입사되는 전자 빔, 이온 빔 또는 광자 빔의 에너지 또는 세기(세기는 전자 및 이온 빔의 빔 전류를 의미함)를 국부적으로 조정하여 입자와 탐침 팁 사이에 전자기 인력을 형성하고, 입자와 제 1 샘플 표면 사이에 전자기 반발력을 형성하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 절차는 탐침 팁으로부터 제 2 샘플 표면으로 입자를 전달할 때 반대가 된다.

제 2 샘플 표면은 탐침 팁 그 자체가 될 수 있다. 이러한 경우에 탐침 팁은 제어형 백그라운드 재료로 이루어진다. 미세 입자를 통한 활성 빔(energetic beam)의 투과 가능성 또는 기반 구조물 표면으로 활성 빔이 분산될 가능성에 기인하여, 제어형 백그라운드 재료로 이루어진 표면 상에서 부착된 입자를 갖는 탐침 팁을 이전시키거나, 이와 다르게 부착된 입자를 갖는 탐침 팁 하부에서 이러한 제어형 백그라운드 표면을 이전시키는 것이 필요할 것이다. 본 명세서에서, "아래" 및 "하부"는 활성 빔이 입사되는 측(즉, 투과 측)에 대향하는 입자 측을 지칭한다.

도 1은 입자를 미세-조작기 탐침에 부착시키고, 분석을 위해 입자를 제 2 표면으로 이동시키는 단계를 도시하는 도면.

도 2는 미세 조작기 탐침에 입자를 부착하는 3개의 상이한 방법을 도시하는 도면.

도 3은 분극 가능 분자와의 충돌에 의해 전자기력을 변경하는 공정을 도시하는 도면.

도 4는 입자를 관찰함과 동시에 입자의 전하 상태를 변경하는 방법을 도시하는 도면.

도 5는 분석을 위해 입자를 제 2 표면에 고정하는 여러 방법을 도시하는 도면.

도 6은 미세-조작기 탐침의 팁에 입자가 고정되어 있는 동안에 입자를 분석하는 것을 도시하는 도면.

도 7은 분석을 위해 제 2 표면으로 이동된 입자의 조성을 분석하는 공정을 도시하는 도면.

특히 반도체 제조에 있어서 미시적 입자의 분석은 전형적으로 SEM(Scanning Electron Microscope), FIB(Focused Ion Beam) 장비 또는 SAM(Scanning Auger Microprobe) 내에서 실행된다. FIB 장치는 단일 빔 모델(single-beam model) 또는 2중 빔(dual-beam)(SEM 및 이온 빔) 모델일 수 있다. 전형적인 FIB 장치로는 미국 오레곤주 힐스보로에 소재한 FEI 컴퍼니에 의해 제조된 모델 200, 235, 820, 830 또는 835가 있다. 이하에 언급되는 탐침(120)은 진공 피드 스루(feed-through)를 갖는 FIB 장비에 부착된 미세-조작기 툴(micro-manipulator tool)의 부품이다. 이 러한 전형적인 미세-조작기 툴로는 미국 텍사스주의 달라스에 소재한 옴니프로브 사에 의해 제조된 모델 100이 있다. 전형적인 SAM 장비는 미국 메사츄세츠주의 피바디에 소재한 JEOL USA 사에 의해 제조된 JAMP-7810 및 JAMP-7830F를 포함한다.

도 1은 입자 조작 및 분석을 위한 일반 구조를 도시한다. 도 1(a)은 제 1 샘플 표면(110) 상에 배치된 관심 대상이 되는 입자(100)를 도시한다. 미세 조작기 탐침(120)은 입자(100) 근처에 배치된다. 탐침 팁은 입자 및 제 1 샘플 표면에 대해 전자기적으로 하전될 수 있다. 이와 다르게, 전압원(130)이 탐침(120)과 제 1 샘플 표면(110) 사이에 접속될 수 있다. 입자에서의 국부 정전하는 하전된 입자 빔으로 그 입자를 조사하는 것에 의해 수정될 수 있다. 도 1(b) 내지 도 1(d)은 각각 입자(100) 및 제 1 샘플 표면(110)에 광자 또는 하전된-입자 빔(140)을 조사하여 입자(100)가 탐침(120)에 부착되게 하는 것을 도시하는 도면, 탐침(120) 및 부착된 입자(100)를 제 1 샘플 표면(110)으로부터 제거하는 것을 도시하는 도면 및 분석을 위해 제 2 샘플 표면(150) 상에 입자(100)를 부착하는 것을 도시하는 도면이다. 도면들은 실제 축적대로 도시되지 않았다.

탐침에 대한 입자의 부착

진공 중에서는 입자에 강한 전자기력이 존재한다. 입자(100) 및 탐침(120)에서 정전하(static charges)의 존재는 대향하는 표면 상에 상전하(image charges)의 생성을 유도한다. 이러한 상전하는 노출된 면적에 비례하고, 대상물 사이의 거리에 반비례하는 힘을 형성한다. 따라서 노출된 면적의 감소 또는 증가는 입 자(100)에 작용하는 힘을 감소 또는 증가시키고, 탐침(120)과 입자(100) 사이의 결과적인 접착력을 감소 또는 증가시킨다. 이것은 도전성 또는 절연성 탐침(120)을 이용하여 샘플로부터 관심 대상이 되는 입자를 제거하는 용이한 방법으로서 이용될 수 있다. 도전성 탐침은, 일반적으로 도 1(a)에 도시된 바와 같이 전압 또는 정전하 공급원(130)으로부터 탐침(120)에 정적 또는 시변적(time varying) 전압 또는 정전하를 도입하는 것에 의해 더 큰 융통성을 제공한다.

탐침(120)의 팁의 형상은 또한 팁에서의 전기장에 영향을 미칠 것이다. 뭉툭한 팁에서의 정적 전하는 날카롭고 뾰족한 팁에서의 정적 전하에 비해서 팁에 접촉하도록 배치된 입자에 더 강한 영향을 미칠 것이다. 반대로, 도전성 팁에 DC 전위가 인가되는 경우에, 날카로운 팁이 그 팁에서의 가장 강한 집중된 장을 생성할 것이다. 탐침(120)은 예를 들면, 도 1(b)에 도시된 바와 같이 FIB 장비에서 이용 가능한 전자 빔(140)과 대칭을 이루면서 입자(100) 부근으로 이동될 수 있다. 전자 빔은 또한 표면-입자-탐침 시스템 내의 전하 분산에 영향을 줄 수 있고, 그에 따라 탐침(120)에 대한 입자(100)의 인력에 도움을 줄 수 있다. 이러한 효과의 적용은 이하에 설명된다. 도 1(b) 및 다른 도면에 도시된 전자 빔(140)은 일반적으로 하전된-입자 빔 또는 광자 빔인 것으로 이해되어야 하고, 예를 들면, 이온 빔으로 이루어질 수 있다. 이러한 빔 및 레이저로부터 발생된 것과 같이 광자로 이루어진 빔은, 청구항 내에서 "활성(energetic)" 빔으로서 통칭된다.

일반적으로, 시스템에서 전자기력의 조정은 입자(100), 탐침(120), 및 제 1 샘플 표면(110)에 입사되는 전자 빔(140)의 에너지를 조정하여 입자(100)와 탐 침(120) 사이에 상대 전자기 인력을 형성하고, 입자(100)와 제 1 샘플 표면(110) 사이에 상대 전자기 반발력을 형성하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 프로세스는 제 1 샘플 표면(110)과 탐침(120) 사이에 접속된 전압원(130)을 이용할 수 있다. 확실히, 충돌하는 빔(140)은 또한 광전자(photoelectrons)를 방출할 정도로 충분한 에너지를 갖는 광자의 빔일 수 있고, 그에 따라 시스템 내의 전하 분포 및 포함된 전자기력을 변경할 수 있다.

바람직한 실시예는 또한 도 2(a)에 도시된 바와 같이 탐침(120)에 있는 접착제(160)를 이용하여 실행될 수 있다. 허용 가능한 접착제(160)는 진공 그리즈, 저 융점 왁스 등과 같이 낮은 증기압을 갖는 임의의 접착제 또는 다른 낮은 증기압의 글루(glues)가 될 수 있다. 이러한 경우에, 기존의 전자기력에도 불구하고 접착력은 입자(100)를 용이하게 포착한다.

도 2(b)에 도시된 다른 실시예에서, 탐침(120)에 연결된 집게(tweezers)(170)는 입자(100)를 집어서 제 1 샘플 표면(110)으로부터 입자(100)를 제거한다. 집게(170) 또는 유사한 그리퍼(grippers)를 구비한 적합한 장치로는 미국 캘리포니아주의 버클리에 소재한 MEMS 프리시전 인스트루먼트에 의해 제조된 장치가 존재한다.

탐침(120)은 입자(100)에 접촉할 수 있지만, 이 때 입자(100)가 전자기 인력에 기인하여 탐침(120)으로 점프할 수 있기 때문에 이와 같은 것이 필수적이지는 않다. 전자기장은 표면 면적에 의해 제어되므로 탐침(120)의 뭉툭한 팁, 또는 입자(100) 또는 탐침(120)의 뭉툭한 면에 의해 강화되는 반면, DC 전위는 전위장 라 인을 집중시키는 뾰족한 팁에 의해 강화된다. 도 2(c) 및 도 2(d)는 탐침(120)의 팁(125) 및 탐침(120)의 측면(135)을 입자에 가까이 대는 것에 의해 조작기에 노출된 입자(100)의 표면 면적을 제어함으로써 입자(100)를 접착 및 전달하여 입자(100)의 원하는 이동을 달성하는 기법의 예를 도시한다.

입자(100)를 접착 및 제거하기 위해 입자-탐침-표면 시스템 내에서 전자기장을 조정하는 추가적인 방법은, 이러한 경우에 입자의 위치에서 표면 상에 정전하를 분포 및 수정하기 위해서 제 1 샘플 표면(110) 또는 제 2 샘플 표면(150) 상에 도전성 재료를 증착하여 필요에 따라 입자 상에 인력 또는 반발력을 형성하는 것을 포함한다. 도 3(a)은 샘플 표면(110) 위에 물 등의 분극 가능 분자(250)를 증착하는 것을 도시한다. 도 3(b)은 공급원의 증발에 의해 도전성 필름(255)을 증착하는 것을 도시한다. 도 3(c)은 표면(110) 상에 배치된 입자(100)를 갖는 표면(110)에 적용된 기체(245)의 방향성 분사(directed jet)(240)를 도시한다. 기체(245)는 전자 빔, 이온 빔, 또는 레이저로부터 발생된 광자가 될 수 있는 활성 빔(140)에 의해 분해된다.

진공 시스템 내에서 입자(100)를 관찰하는 것과 동시에 입자의 전하 상태를 조정하는 방법이 도 4에 도시되어 있다. 전형적인 FIB 장비 내의 SEM 빔 및 이온 빔은 래스터 패턴(260) 내에서 관심 대상물에 걸쳐 스캐닝(scanned)된다. 방출된 2차 전자와 동기화된 이러한 스캐닝은, 장비의 조작자에게 이미지로서 표시되는 전기적 신호를 생성한다. 필요한 스캐닝 빔은 하전된 입자를 포함하고, 2차 전자 등과 같은 하전된 입자가 샘플로부터 방출되게 하므로, 이것은 입자(100)의 하전 상 태를 변경하는 데 이용될 수 있다. FIB 장비는 전형적으로 한번에 한 라인씩 래스터 패턴을 통해 빔 스팟의 위치를 디지털 방식으로 증분하고, 때때로 라인들 사이에서 방향을 반전하여 전통적인 아날로그 스캐너에서 특징적이었던 각 라인 이후의 플라이백(flyback)을 제거하는 디지털 스캔 생성기(digital scan generators)를 이용한다. 따라서, 조작자 또는 스캔을 제어하는 컴퓨터 프로그램은 화소마다를 기반으로 잔류 시간(dwell time)을 결정할 수 있다. 예를 들면, 입자를 둘러싸는 박스형(입자의 정확한 외형)은 제로 잔류 시간으로 프로그래밍될 수 있으므로, 스캔 동안에 공백 상태가 된다. 임의의 잔류 시간은 단일 스캔에서 화상 왜곡을 방지하기 위해서 라인 레이트(line rate)에 의해 허용되는 최대 시간으로 설정될 수 있다. 또한 이와 다르게 박스 주위를 스캔한 다음 다른 인자로 박스 내부를 스캔하는데, 이 작업을 매우 빠르게 실행하여 인간의 눈으로는 그 중단 상황을 관찰할 수 없게 할 수 있다.

도 4는 입자(100)를 포함하는 시야에 걸쳐 1차 전자 빔(270)을 래스터링(rastering)하는 단계와, 1차 빔(270)과 동기화된 2차 전자(280)를 생성 및 검출하는 단계와, 래스터 스캔 패턴(260)을 수정하여 표준 래스터 패턴에 포함 및 추가될 입자(100)와 연관된 래스터(260)의 필드 내에서 특정 화소의 잔류 시간 및 위치를 지정하는 단계를 도시한다. 다음에 입자(100)는 래스터(260)의 나머지 부분 아래의 샘플 표면(150)에 비해 음전하가 과도하거나 부족하게 된다. 따라서 입자(100), 탐침(120) 및 샘플 표면(150) 사이의 전자기장은 필요에 따라서 인력 또는 반발력을 획득하도록 조정될 수 있다. 래스터는 또한 이온 빔에 의해 생성될 수 있고, 동일한 방식으로 스캐닝 레이저에 의해 생성될 수도 있다.

입자의 전달

상술된 임의의 수단에 의해 입자(100)가 탐침(120)에 부착되면, 탐침(120)은 수동으로 또는 자동화된 탐침(120) 하드웨어에 의해 진공 환경 내에서 이동될 수 있다. 다른 방법은 탐침(120)을 약간 상승시키거나 들어올리고 샘플 스테이지를 이동시켜서 제어형 백그라운드 재료를 탐침(120) 아래로 가져오는 것이 될 수 있다.

입자(100)는 또한 낮은 백그라운드 또는 비간섭 백그라운드 신호를 갖는 제어형 백그라운드 재료로 실질적으로 이루어지는 제 2 샘플 표면(150)을 향해 탐침(120)에 의해 전달될 수 있다. EDS에 의한 분석을 위해서, 탄소 또는 베릴륨 등과 같은 낮은 원자 번호 재료는 낮은 에너지의 X-선을 생성하고, 이것은 대부분의 비유기물 입자-분석 프로세스를 간섭하지 않을 것이다. 12이하의 원자 번호가 바람직하다. 유기물 입자는 비유기물 백그라운드 재료를 필요로 하는 것이 분명하다. 제 2 샘플 표면(150)을 위한 낮은 백그라운드 재료의 예는 포토레지스트, 탄소 프란세트(carbon planchette), 베릴륨 포일(beryllium foil), 도전성 탄소 기반의 페이스트(콜로이드 흑연 현탁액(colloidal graphite suspensions)), 폴리머 멤브레인 또는 탄소 나노튜브 니들(carbon nanotube needles)을 포함한다. 그 X-선 백그라운드가 제조 프로세스 내의 전형적인 재료와 간섭되지 않는 임의의 재료는 제 2 샘플 표면(150)으로서 허용 가능할 것이다. 몇몇 경우에, 제 2 샘플 표 면(150)은 제 1 샘플 표면(110)의 다른 부분일 수 있다. 입자(100)의 조성이 부분적으로 알려져 있거나 추정되는 다른 경우에, 제 2 샘플 표면(150)의 재료는 입자(100)로부터 예측되는 신호와는 상이한 백그라운드 신호를 가져야 한다. 제 2 샘플 표면(150)의 선택은 주입되는 기체 또는 화학 물질 내의 불순물 등과 같이 제조 설비 외부로부터의 오염물로부터 생성될 가능성이 있는 신호를 불명료하게 하지 않도록 주의를 기울여야 한다. 제 2 표면 상에서 입자의 오제이 분석에 있어서, 제 2 표면은 낮은 오제이 전자 백그라운드 또는 비 간섭 오제이 전자 백그라운드로 이루어져야 한다. 제 2 표면의 조성은 입자에서 실행될 어떠한 깊이 프로파일링보다도 더 큰 깊이만큼 일정해야 한다. 높은 입사 전자 빔 전류와 연관된 임의의 충전 또는 열 기계적 드리프트(thermo-mechanical drift)의 문제점을 최소화하기 위해서 제 2 표면 재료는 전기적 또는 열적 전도성을 갖는 것이 유용할 것이나, 이것이 필수적이지는 않다. 입자를 전달하기 전에 제 2 표면에 사전 스퍼터링(pre-sputtering)하는 것은 임의의 고유한 표면 코팅막(대개 탄소 및 산소임)을 제거하고, 분석을 단순화할 것이다. 이러한 사전 스퍼터링은 예를 들면, 오제이 내의 깊이 프로파일링 이온 소스 또는 FIB 내의 이온 빔으로 실행될 수 있다. 제 2 표면의 조성이 공지되어 있으면 백그라운드 분석을 획득할 필요성이 없어지고, 이것은 처리량을 향상시킨다.

도 5는 분석을 위해 부착된 입자(100)를 탐침(120)으로부터 제 2 샘플 표면(150)으로 전달하는 여러 방법을 도시한다. 도 5(a)는 분석 빔(140)의 침투 깊이에 비해서 얕게 기반 구조물(190) 상에 배치된 입자를 도시한다. 기반 구조 물(190)은 전형적으로 격자 개구(grid openings) 양단에 FORMVAR 등과 같은 폴리머 멤브레인(195)을 가질 수 있는 TEM 격자일 수 있다.

도 5(b)는 제 2 샘플 표면(150) 상의 접착제(200)에 의해 제 2 샘플 표면(150)에 부착된 입자를 도시한다. 도 5(c)는 진공 그리즈, 저 융점 왁스, 또는 저 탄성 계수 폴리머(low-modulus polymer) 등과 같이 낮은 탄성 계수를 갖는 백그라운드 재료(210)를 포함하는 제 2 샘플 표면(150)을 도시한다. 이러한 경우에 입자(100)는 저 탄성 계수 재료(210)를 향한 압력을 받아서 부착될 수 있다.

도 5(d)는 절연성의 제 2 샘플 표면(150) 위의 요철 표면(wrinkled surface)(220)을 도시한다. 요철 표면(220)은 입자(100)와 제 2 샘플 표면(150) 사이의 접촉 면적을 증가시켜서, 그 사이의 전자기력을 변경할 수 있게 한다.

도 5(e)는 하전된-입자 빔(140)에 의해 제 2 샘플 표면(150)에 기록된 대전된 패턴(electrified pattern)(230)을 도시한다. 이러한 패턴의 전자기장은 탐침(120)으로부터 제 2 샘플 표면(150)으로 입자의 전달을 도울 수 있다.

도 5(f)는 홀(holes) 또는 기공(pores)(290)을 갖는 다공성 제 2 샘플 표면(150)을 도시한다. 이러한 표면은 미국 미네소타주의 폴스트리트에 소재한 3M 코포레이션에 의해 제조된 MICROPORE 시리즈 필터 등과 같은 미세 기공 필터(micro-pore filters), 미국 미네소타주의 폴스트리트에 소재한 3M 코포레이션에 의해 제조된 FILTRETE 또는 EMPORE 시리즈 필터 등과 같은 유리 섬유 필터(glass fiber filters) 또는 펜실베니아주의 웨스트 체스터에 소재한 스트럭쳐 프로브 사에 의해 제조된 QUANTIFOIL 시리즈 등과 같은 "허니 카본(holey carbon)" 필름일 수 있다. 이러한 표면은 입자(100)가 홀 또는 기공 내에 배치 또는 전자기적으로 포착되고, 그 위치에 분석을 위해 유지될 수 있게 한다는 이점을 갖는다.

몇몇 경우에, 접촉없이(그와 같이 요구되는 경우라면) 탐침(120)으로부터 입자(100)를 제거하기에 충분한 높은 국부 정적 장(static field) 영역을 탐색할 필요가 있을 수 있다.

물론, 입자(100)를 탐침(120)에 부착하기 위해서 입자-탐침-샘플 표면 시스템 내에서 전자기력을 조정하는 것으로 앞의 단락에서 상술된 방법은 또한 탐침(120)으로부터 입자(100)를 제거하고, 그 입자(100)를 제 2 샘플 표면(150)에 부착하기 위해 이용될 수 있다. 특히, 전압 또는 전하 공급원(130)은 예를 들면, 캐패시터로부터 탐침(120)을 통해 저장된 음전하를 빠르게 전환하거나, 또는 방형파(square wave) 또는 펄스 등의 시변적 전압을 공급원(130)으로부터 탐침(120)에 인가하는 것에 의해 급격한 과도(transient) 또는 공진(resonant) 현상을 생성할 수 있다.

입자의 분석

도 6에 도시된 바와 같이 탐침 팁(125) 위의 입자(100)에 대해 직접적으로 X-선 분석 또는 오제이 분석을 실행할 수 있다. 이것은 물론 탐침 팁(125) 그 자체로부터 X-선 또는 오제이 전자가 생성되는 것에 의해 이루어진다. 상술된 바와 같이 탐침 팁 재료로서 낮은 백그라운드 재료 또는 비간섭 백그라운드 재료를 이용하거나, 이러한 분석 동안에 탐침(120) 아래에 낮은 백그라운드 재료 또는 비간섭 백그라운드 재료를 배치하거나, 탐침(120) 부근에서 스테이지 및 다른 모든 하드웨어를 제거하는 것에 의해 다른 간섭 신호를 감소할 수 있다. 입자(100)의 분석은 이미 완료되었으므로 이러한 단계 이후에 입자(100)를 제거하는 것은 파괴적으로 실행될 수 있다. 예시적인 파괴적 방법은 소정 종류의 플라즈마 클리너(plasma cleaner) 내에 탐침(120)을 삽입하거나, V-그루브(V-groove) 등과 같은 기계적 전송 구조물 상에서 입자(100)를 연마로 제거하거나, 진공 중에서 또는 대기에 노출시킨 후에 탐침을 광학 조사하거나, 입자(100)를 박리(ablating)하는 것을 포함할 수 있다.

그러나, 일반적으로 입자(100)는 도 7에 전반적으로 도시된 바와 같이 제 2 샘플 표면(150) 상에서 분석되는데, 여기에서 본 출원의 배경 기술에서 설명된 방법 중 하나에 의해 입자(100)는 하전된-입자 분석 빔(140)으로 조사되고, 이것은 입자가(100) 조성 분석을 위한 특성 오제이 전자 또는 X-선(180)을 방출하게 한다. 청구항에서, "방출물"이라는 용어는 오제이 전자 또는 X-선을 지칭한다.

탐침 팁 위에서 입자의 분석

제 2 샘플(150) 표면은 탐침 팁(135) 그 자체가 될 수 있다. 이러한 경우에 탐침 팁(135)은 제어형 백그라운드 재료로 이루어진다. 표면에 대한 이온 빔 밀링이 가능한 SAM 또는 FIB 등과 같은 분석 장비의 경우에, 팁(135)에 입자(100)를 부착하기 전에 탐침 팁(135)의 표면을 이온 밀링하여 고유 표면 코팅물 및 탐침 팁(135) 표면 위의 파편으로부터의 신호를 감소할 수 있다. 미세한 입자를 통한 활성 빔(140)의 투과 가능성 또는 아래의 표면에서 활성 빔(140)의 분산에 기인하여, 제어형 백그라운드 재료로 이루어진 표면 상에서 부착된 입자(100)를 갖는 탐침 팁(135)을 이전하거나, 이와 다르게 부착된 입자(100)를 갖는 탐침 팁(135) 하부에서 이러한 제어형 백그라운드 표면을 이전하는 것이 필요할 수 있다. 본 명세서에서, "아래" 및 "하부"는 활성 빔(140)이 입사하는 면(즉, 투과된 면)에 대향하는 입자(100)의 면을 지칭한다.

당업자라면 상술된 특정한 실시예를 변형할 수 있으므로, 청구항은 이러한 변형 및 등가물을 포함하도록 해석될 수 있다.

Claims

제 1 샘플 표면 상에 배치된 입자의 조성을 분석하는 방법으로서,

상기 입자 부근에 팁(tip)을 갖는 미세-조작기 탐침(micro-manipulator probe)을 배치하는 단계와,

상기 탐침 팁에 상기 입자를 부착하는 단계와,

상기 탐침 및 상기 부착된 입자를 상기 제 1 샘플 표면으로부터 멀리 이동시키는 단계와,

상기 입자를 상기 탐침 팁으로부터 제거하여 제 2 샘플 표면으로 이동시키는 단계와,

상기 제 2 샘플 표면 상에서 상기 입자의 조성을 분석하는 단계를 포함하되,

상기 제 2 샘플 표면은 상기 제 1 표면의 백그라운드 신호에 비해 분석 중에 제어되는 백그라운드 신호를 갖는

입자의 조성 분석 방법.
제 1 항에 있어서,

대기 중에서 실행되는

입자의 조성 분석 방법.
제 1 항에 있어서,

진공 중에서 실행되는

입자의 조성 분석 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 입자는 전자 빔에 의해 조사되는 동안에 부착, 이동 및 제거되는

입자의 조성 분석 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 입자는 이온 빔에 의해 조사되는 동안에 부착, 이동 및 제거되는

입자의 조성 분석 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 입자는 광자 빔(photon beam)에 의해 조사되는 동안에 부착, 이동 및 제거되는

입자의 조성 분석 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 제 2 샘플 표면은 상기 제 1 샘플 표면의 일부분인

입자의 조성 분석 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 탐침 및 상기 부착된 입자를 상기 제 1 샘플 표면으로부터 멀리 이동시키는 단계는,

상기 탐침의 위치를 고정하는 단계와,

상기 고정된 탐침에 대해 상기 제 1 샘플 표면을 이동시켜서, 상기 제 1 샘플 표면이 상기 탐침 및 상기 부착된 입자로부터 분리되게 하는 단계를 포함하는

입자의 조성 분석 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 제 2 샘플 표면은 12 이하의 원자 번호를 갖는 재료를 포함하는

입자의 조성 분석 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 제 2 샘플 표면은 상기 입자의 분석에 의해 생성될 것으로 예측되는 상기 신호와는 상이한 백그라운드 신호를 갖는 재료를 포함하는

입자의 조성 분석 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 입자를 상기 탐침 팁에 부착하는 단계는 상기 탐침과 상기 입자 사이에 인력(attractive force)이 생성되도록 전자기력을 조정하는 단계를 포함하는

입자의 조성 분석 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 전자기력의 조정 단계는,

상기 입자에 입사되는 활성 빔(energetic beam)의 에너지를 조정하여 상기 입자와, 상기 제 1 샘플 표면 및 상기 탐침 팁을 전자기적으로 하전시키는 것에 의해 상기 입자와 상기 탐침 팁 사이에 전자기적 인력을 생성하고, 상기 제 1 샘플 표면과 상기 입자 사이에 전자기적 반발력을 생성하는 단계를 더 포함하는

입자의 조성 분석 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 활성 빔은 전자 빔인

입자의 조성 분석 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 활성 빔은 이온 빔인

입자의 조성 분석 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 활성 빔은 광자를 포함하는

입자의 조성 분석 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 전자기력의 조정 단계는,

상기 입자가 정전하를 갖게 하는 단계와,

상기 제 1 샘플 표면 상에 도전성 재료를 증착하여 상기 입자의 위치에서 상 기 제 1 샘플 표면의 상기 정전하를 분산 및 변경하는 단계를 더 포함하는

입자의 조성 분석 방법.
제 16 항에 있어서,

상기 제 1 샘플 표면 상에 증착된 상기 도전성 재료는 분극 가능 분자(polarizable molecules)를 포함하는

입자의 조성 분석 방법.
제 16 항에 있어서,

상기 제 1 샘플 표면 상에 증착된 상기 도전성 재료는 기화형(evaporated) 도전성 필름인

입자의 조성 분석 방법.
제 16 항에 있어서,

상기 제 1 샘플 표면 상에 도전성 재료를 증착하는 단계는,

상기 제 1 샘플 표면을 기체의 방향성 분사(directional jet)로 충돌시키는 단계와,

상기 기체를 활성 빔으로 분해하는 단계를 포함하는

입자의 조성 분석 방법.
제 19 항에 있어서,

상기 활성 빔은 전자 빔인

입자의 조성 분석 방법.
제 19 항에 있어서,

상기 활성 빔은 이온 빔인

입자의 조성 분석 방법.
제 19 항에 있어서,

상기 활성 빔은 광자를 포함하는

입자의 조성 분석 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 전자기력의 조정 단계는,

상기 입자를 포함하는 시야에 걸쳐 활성 빔을 래스터링(rastering)하는 단계와,

사전 결정된 잔류 시간 및 위치를 갖도록 래스터 스캔(raster scan)을 프로그래밍하는 단계를 더 포함하되,

상기 위치는 상기 입자의 위치를 포함하여, 상기 입자에 정전하를 전달하는

입자의 조성 분석 방법.
제 23 항에 있어서,

상기 활성 빔은 전자 빔인

입자의 조성 분석 방법.
제 23 항에 있어서,

상기 활성 빔은 이온 빔인

입자의 조성 분석 방법.
제 23 항에 있어서,

상기 활성 빔은 광자를 포함하는

입자의 조성 분석 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 전자기력의 조정 단계는 상기 탐침의 팁(tip) 부분 또는 상기 탐침의 측면을 상기 입자에 접촉하는 것에 의해 상기 탐침에 노출되는 상기 입자의 표면 면적을 제어함으로써 상기 탐침에 상기 입자를 부착하는 단계를 포함하는

입자의 조성 분석 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 입자를 상기 탐침 팁에 부착하는 단계는 상기 탐침과 상기 제 1 샘플 표면 사이의 DC 바이어스 전압을 조정하는 단계를 포함하는

입자의 조성 분석 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 입자를 상기 탐침 팁에 부착하는 단계는 상기 입자를 집게(tweezers)로 집는 단계를 포함하는

입자의 조성 분석 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 입자를 상기 탐침 팁에 부착하는 단계는 상기 탐침 팁이 접착제를 갖는 단계를 포함하는

입자의 조성 분석 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 탐침으로부터 상기 입자를 제거하여 상기 제 2 샘플 표면으로 이동시키는 단계는 상기 탐침과 상기 제 2 샘플 표면 사이의 DC 바이어스 전압을 조정하는 단계를 포함하는

입자의 조성 분석 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 탐침으로부터 상기 입자를 제거하여 상기 제 2 샘플 표면으로 이동시키는 단계는 상기 탐침에 시변적 전위(time-varying potential)를 인가하는 단계를 포함하는

입자의 조성 분석 방법.
제 32 항에 있어서,

상기 시변적 전위는 펄스인

입자의 조성 분석 방법.
제 32 항에 있어서,

상기 시변적 전위는 캐패시터로부터 상기 탐침을 통해 저장된 음전하(negative charge)를 빠르게 전환함으로써 생성되는

입자의 조성 분석 방법.
제 32 항에 있어서,

상기 시변적 전위는 정현파 전압(sinusoidal voltage)인

입자의 조성 분석 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 탐침으로부터 상기 입자를 제거하여 상기 제 2 샘플 표면으로 이동시키는 단계는 전자기력을 조정하여 상기 탐침과 상기 입자 사이에 반발력(repulsive force)을 형성하는 단계를 포함하는

입자의 조성 분석 방법.
제 36 항에 있어서,

상기 전자기력의 조정 단계는,

상기 입자에 입사되는 활성 빔의 에너지를 조정하여 상기 입자, 상기 제 2 샘플 표면 및 상기 탐침 팁을 전자기적으로 하전시키는 것에 의해 상기 입자와 상기 탐침 팁 사이에 전자기적 반발력을 생성하고, 상기 제 2 샘플 표면과 상기 입자 사이에 전자기적 인력을 생성하는 단계를 더 포함하는

입자의 조성 분석 방법.
제 37 항에 있어서,

상기 활성 빔은 전자 빔인

입자의 조성 분석 방법.
제 37 항에 있어서,

상기 활성 빔은 이온 빔인

입자의 조성 분석 방법.
제 37 항에 있어서,

상기 활성 빔은 광자를 포함하는

입자의 조성 분석 방법.
제 36 항에 있어서,

상기 전자기력의 조정 단계는,

상기 입자가 정전하를 갖게 하는 단계와,

상기 제 2 샘플 표면 상에 도전성 재료를 증착하여 상기 입자의 위치에서 상기 제 2 샘플 표면의 전하를 분산 및 변경하는 단계를 더 포함하는

입자의 조성 분석 방법.
제 41 항에 있어서,

상기 제 2 샘플 표면 상에 증착된 상기 도전성 재료는 분극 가능 분자를 포함하는

입자의 조성 분석 방법.
제 41 항에 있어서,

상기 제 2 샘플 표면 상에 증착된 상기 도전성 재료는 기화형 도전성 필름인

입자의 조성 분석 방법.
제 41 항에 있어서,

상기 제 2 샘플 표면 상에 도전성 재료를 증착하는 단계는,

상기 제 2 샘플 표면을 기체의 방향성 분사로 충돌시키는 단계와,

상기 기체를 활성 빔으로 분해하는 단계를 포함하는

입자의 조성 분석 방법.
제 44 항에 있어서,

상기 활성 빔은 전자 빔인

입자의 조성 분석 방법.
제 44 항에 있어서,

상기 활성 빔은 이온 빔인

입자의 조성 분석 방법.
제 44 항에 있어서,

상기 활성 빔은 광자를 포함하는

입자의 조성 분석 방법.
제 36 항에 있어서,

상기 전자기력의 조정 단계는,

상기 입자를 포함하는 시야에 걸쳐 활성 빔을 래스터링하는 단계와,

사전 결정된 잔류 시간 및 위치를 갖도록 래스터 스캔을 프로그래밍하는 단계를 더 포함하되,

상기 위치는 상기 입자의 위치를 포함하여, 정전하를 상기 입자로 전달하는

입자의 조성 분석 방법.
제 48 항에 있어서,

상기 활성 빔은 전자 빔인

입자의 조성 분석 방법.
제 48 항에 있어서,

상기 활성 빔은 이온 빔인

입자의 조성 분석 방법.
제 48 항에 있어서,

상기 활성 빔은 광자를 포함하는

입자의 조성 분석 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 제 2 샘플 표면은 상기 입자를 고정하기 위한 접착제를 포함하는

입자의 조성 분석 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 제 2 샘플 표면은 상기 탐침의 컴플라이언스(compliance) 및 상기 입자의 상기 탄성 계수에 비해 낮은 탄성 계수를 갖는

입자의 조성 분석 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 제 2 샘플 표면은 절연성이고,

상기 제 2 샘플 표면은 그 위에 대전 패턴(electrified patterns)이 기록되어 있고,

상기 대전된 패턴은 상기 입자의 전하와 반대의 전하를 갖는

입자의 조성 분석 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 제 2 샘플 표면은 요철을 갖는(wrinkled)

입자의 조성 분석 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 입자의 조성을 분석하는 단계는,

상기 입자에 분석 빔을 조사하는 단계와,

상기 입자로부터의 방출 빔을 검출하는 단계를 더 포함하는

입자의 조성 분석 방법.
제 56 항에 있어서,

상기 분석 빔은 전자 빔인

입자의 조성 분석 방법.
제 56 항에 있어서,

상기 분석 빔은 이온 빔인

입자의 조성 분석 방법.
제 56 항에 있어서,

상기 분석 빔은 광자를 포함하는

입자의 조성 분석 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 제 2 샘플 표면은 자체 지지형(self-supporting)이지만, 상기 분석 빔의 침투 깊이에 비해 얇은

입자의 조성 분석 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 제 2 샘플 표면은 다공성 표면인

입자의 조성 분석 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 제 2 샘플 표면은 상기 분석 빔의 침투 깊이에 비해 얇고, 기반 구조물에 의해 지지되는

입자의 조성 분석 방법.
제 62 항에 있어서,

상기 기반 구조물은 격자(grid)인

입자의 조성 분석 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 제 2 샘플 표면은 상기 탐침 팁이고,

상기 입자의 조성을 분석하는 단계는 상기 탐침 팁 상에서 상기 입자의 조성을 분석하는 단계를 포함하는

입자의 조성 분석 방법.
제 64 항에 있어서,

상기 탐침의 위치를 고정 상태로 유지하고, 상기 제 1 샘플 표면을 상기 탐침 및 상기 부착된 입자로부터 멀리 이동시키는 것에 의해 상기 탐침 및 상기 부착된 입자가 상기 제 1 샘플 표면으로부터 멀리 이동되는

입자의 조성 분석 방법.