KR20070048833A

KR20070048833A - Specimen holder

Info

Publication number: KR20070048833A
Application number: KR1020050105821A
Authority: KR
Inventors: 이지현; 이은애; 김진성; 김승범
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-11-07
Filing date: 2005-11-07
Publication date: 2007-05-10

Abstract

시편 홀더는 고정부가 시편의 전체 상면이 노출되도록 상기 시편의 가장자리 부위를 고정하고, 지지부가 상기 고정부를 지지하며, 중앙 부위에 직사각형 모양의 홀이 형성된 플레이트 형상을 갖는다. 회전부는 상기 지지부를 회전시키기 위한 회전축 및 상기 홀을 관통하여 상기 회전축을 상기 지지부에 고정하기 위한 고정핀을 포함하며, 상기 지지부의 홀을 따라 고정 위치가 변경 가능하도록 구비된다. 상기 회전부의 고정 위치를 변경함으로써 상기 시편을 중심 회전 및 편심 회전시키면서 이온 밀링을 수행할 수 있다. 그러므로 상기 시편의 관찰 영역을 증대시킬 수 있다.The specimen holder has a plate shape in which a fixing portion fixes the edge portion of the specimen so that the entire upper surface of the specimen is exposed, the support portion supports the fixing portion, and a rectangular hole is formed in the center portion. The rotating part includes a rotating shaft for rotating the supporting part and a fixing pin for fixing the rotating shaft to the supporting part through the hole, and the fixing position is changeable along the hole of the supporting part. By changing the fixed position of the rotating part, the ion milling can be performed while the specimen is rotated centrally and eccentrically. Therefore, the viewing area of the specimen can be increased.

Description

Specimen holder

도 1은 종래 기술에 따른 시편 홀더를 설명하기 위한 사시도이다.1 is a perspective view for explaining a specimen holder according to the prior art.

도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 시편 홀더를 설명하기 위한 사시도이다.2 is a perspective view for explaining a specimen holder according to an embodiment of the present invention.

도 3은 도 2의 시편 홀더를 설명하기 위한 측면도이다.3 is a side view illustrating the specimen holder of FIG. 2.

도 4 내지 도 6은 투과전자현미경용 시편을 제조 방법을 설명하기 위한 도면들이다.4 to 6 are views for explaining a method for manufacturing a specimen for transmission electron microscope.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

110 : 고정부 112 : 제1 고정부110: fixing part 112: first fixing part

114 : 제2 고정부 120 : 패드114: second fixing portion 120: pad

130 : 지지부 132 : 홀130: support 132: hole

140 : 연결부 150 : 회전부140: connection part 150: rotation part

152 : 회전축 154 : 고정핀152: rotation axis 154: fixed pin

S : 시편S: Psalm

본 발명은 시편을 고정하기 위한 시편 홀더에 관한 것으로, 보다 상세하게는 투과전자현미경에 사용되는 시편의 제조 공정 중 이온 밀링 공정시 상기 시편을 고정하기 위한 시편 홀더에 관한 것이다.The present invention relates to a specimen holder for fixing a specimen, and more particularly to a specimen holder for fixing the specimen during the ion milling process of the specimen manufacturing process used in transmission electron microscope.

기판 상에 형성된 다수의 적층된 막질 가운데 일부 막질에 이상이 있는 경우, 후속공정에 의해서 형성되는 반도체 소자의 동작에 이상이 있을 수 있다. 그러므로 상기 막질들의 이상여부를 정확하고 효과적으로 분석, 검증하는 기술이 요구된다. 이러한 분석 및 검증을 위해 투과전자현미경(Transmission Electron Microscope, 이하 "TEM"이라 한다)과 같은 설비를 사용할 수 있다. 상기 TEM은 전자빔을 시료에 조사하여 투과된 전자빔으로 영상을 얻고 회절된 전자빔에서 얻어진 회절도형으로 상의 결정구조를 해석하는 현미경이다. If there is an abnormality in some of the plurality of laminated films formed on the substrate, there may be an abnormal operation of the semiconductor device formed by a subsequent process. Therefore, there is a need for a technique for accurately and effectively analyzing and verifying abnormalities of the membranes. For such analysis and verification, equipment such as Transmission Electron Microscopes (hereinafter referred to as "TEM") can be used. The TEM is a microscope that analyzes the crystal structure of the image by diffraction diagram obtained from the diffracted electron beam by obtaining an image with the transmitted electron beam by irradiating the electron beam on the sample.

상기 TEM을 이용하여 막질을 분석하기 위해서는 먼저 적절한 시편을 제조하여야 하는데, 시편제조방법은 적층된 막질의 상태 및 분석하고자 하는 포인트(point)에 따라서 아르곤(Ar) 이온 밀링법(ion milling: 노말 방식), 화학적 연마(chemical polishing)법, 화학적 에칭(chemical etching)법, 크리비지 시스템(cleavage system)을 이용하는 방법, 전자 연마(electro polishing)법 등이 있다. 상기 아르곤 이온 밀링법은 박막의 구조 또는 박막기판 사이의 계면구조를 관찰하기 위한 단면 TEM용 시편준비에 널리 쓰이고 있다.In order to analyze the film quality by using the TEM, first, an appropriate specimen should be prepared. The specimen manufacturing method is based on the state of the laminated film and the point to be analyzed, and an argon (Ar) ion milling method (normal method). ), A chemical polishing method, a chemical etching method, a method using a cleavage system, an electro polishing method, and the like. The argon ion milling method is widely used for preparing specimens for cross-sectional TEM for observing the structure of a thin film or the interface structure between thin film substrates.

상기 아르곤 이온 밀링법을 이용한 TEM용 시편 제조에 대해 방법은 중앙부에 분석 포인트를 갖는 원판형 시편을 형성한다. 다음으로, 상기 원판형 시편의 양쪽면을 연삭하고, 중앙부를 딤플링한 후, 이온밀링하여 TEM용 시편을 완성한다.The method for preparing a TEM specimen using the argon ion milling method forms a disk-shaped specimen having an analysis point in the center. Next, both surfaces of the disk-shaped specimen are ground, dimpled at the center portion, and ion milled to complete the TEM specimen.

상기에서 상기 원판형 시편은 시편 홀더에 고정된 상태에서 이온 밀링이 수행된다. The disk-shaped specimens are ion milled in a state of being fixed to the specimen holder.

도 1을 참조하면, 상기 시편 홀더(1)는 시편(S)을 고정하기 위한 한 쌍의 클립(10), 상기 클립(10)을 지지하기 위한 지지부(20) 및 상기 지지부(20)와 일체로 형성되며 상기 지지부(20)를 회전시키기 위한 회전부(30)를 포함한다. Referring to FIG. 1, the specimen holder 1 is integrated with a pair of clips 10 for fixing the specimen S, a support 20 for supporting the clip 10, and the support 20. It is formed to include a rotating portion 30 for rotating the support 20.

상기 클립(10)은 집게 형태을 가지며, 상기 시편(S)의 상부면과 하부면을 지지함으로써 상기 시편(S)을 고정한다. 상기 클립(10)을 스프링을 이용하여 상기 시편(S)을 고정한다. The clip 10 has a tong shape, and fixes the specimen S by supporting the upper and lower surfaces of the specimen S. The clip 10 is fixed to the specimen (S) by using a spring.

그러나 상기 시편 홀더(1)는 상기 회전부(30)와 상기 지지부(20)가 일체로 형성되므로 상기 회전부(30)의 회전축을 중심으로 중심 회전만 이루어진다. 또한, 상기 클립(10)이 상기 시편(S)의 상부면에도 위치하므로 이온 밀링 장치에서 조사되는 아르곤 이온 중에서 상기 시편(S)의 표면을 기준으로 상대적으로 작은 각도로 조사되는 아르곤 이온이 상기 클립(10)에 의해 차단된다. 그러므로 상대적으로 작은 각도로 조사되는 아르곤 이온에 의해 정상적인 이온 밀링이 이루어지지 않는다. 상대적으로 높은 각도로 조사되는 아르곤 이온에 의해서만 정상적인 이온 밀링이 이루어진다. 그러므로 전체적인 이온 밀링의 효율이 감소한다. However, since the specimen holder 1 is integrally formed with the rotation part 30 and the support part 20, only the center rotation is made around the rotation axis of the rotation part 30. In addition, since the clip 10 is also located on the upper surface of the specimen S, among the argon ions irradiated by the ion milling apparatus, the argon ions irradiated at a relatively small angle with respect to the surface of the specimen S are clipped. Blocked by 10. Therefore, normal ion milling is not achieved by argon ions irradiated at relatively small angles. Normal ion milling is achieved only by argon ions irradiated at relatively high angles. Therefore, the efficiency of the overall ion milling is reduced.

따라서 상기 시편 홀더(1)를 이용하여 상기 시편(S)을 밀링하면, 중심회전에 의해 원형의 이온 밀링 영역을 형성할 수 있고 상기 클립(10)의 영향으로 이온 밀링의 효과가 감소하므로 상대적으로 작은 면적을 갖는 원형의 이온 밀링 영역이 형 성된다. 상기와 같이 이온 밀링 영역이 한정되므로 TEM을 이용한 시편(S)의 분석 영역이 좁아지는 문제점이 있다.Accordingly, when the specimen S is milled using the specimen holder 1, a circular ion milling region can be formed by the central rotation, and the effect of ion milling is reduced due to the influence of the clip 10. A circular ion milling area with a small area is formed. Since the ion milling region is limited as described above, there is a problem in that the analysis region of the specimen S using the TEM is narrowed.

한편, 상기 클립(10)이 스프링에 의해 작동되므로 상기 시편(S)의 두께가 얇은 경우 파손될 위험성도 존재한다. On the other hand, since the clip 10 is operated by a spring there is also a risk of breakage when the thickness of the specimen (S) is thin.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 보다 넓은 이온 밀링 영역을 형성할 수 있는 시편 홀더를 제공하는데 있다. An object of the present invention for solving the above problems is to provide a specimen holder that can form a wider ion milling area.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의하면, 시편 홀더는 시편의 전체 상면이 노출되도록 상기 시편의 가장자리 부위를 고정하는 고정부와, 상기 고정부를 지지하며 중앙 부위에 직사각형 모양의 홀이 형성된 플레이트 형상의 지지부 및 상기 지지부를 회전시키기 위한 회전축 및 상기 홀을 관통하여 상기 회전축을 상기 지지부에 고정하기 위한 고정핀을 포함하며 상기 지지부의 홀을 따라 고정 위치가 변경 가능하도록 구비되는 회전부를 포함한다.According to a preferred embodiment of the present invention for achieving the object of the present invention, the specimen holder is a fixing part for fixing the edge portion of the specimen so that the entire upper surface of the specimen is exposed, and supports the fixing portion in the central portion A plate-shaped support having a rectangular hole, a rotation shaft for rotating the support, and a fixing pin for fixing the rotation shaft to the support through the hole, and the fixing position is changeable along the hole of the support. It includes a rotating unit provided.

상기 시편 홀더는 상기 고정부의 상부면에 구비되며, 상기 시편의 미끄러짐을 방지하여 상기 시편을 고정하기 위한 패드를 더 포함할 수 있다. The specimen holder may be provided on an upper surface of the fixing portion, and may further include a pad for fixing the specimen by preventing slipping of the specimen.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 시편 홀더는 상기 시편으로 조사되는 모든 각도의 아르곤 이온을 이용하여 이온 밀링을 수행할 수 있다. 그러므로 이온 밀링의 효율을 극대화할 수 있다. The specimen holder according to the present invention configured as described above may perform ion milling using argon ions of all angles irradiated onto the specimen. Therefore, the efficiency of ion milling can be maximized.

또한, 상기 회전부를 이동시킴으로서 상기 시편을 중심 회전 뿐만 아니라 편 심 회전시킬 수 있다. 따라서 상기 이온 밀링 영역을 확대시킬 수 있다.In addition, by moving the rotating unit it is possible to rotate the specimen as well as eccentric rotation. Therefore, the ion milling region can be enlarged.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시편 홀더에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a specimen holder according to a preferred embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 시편 홀더를 설명하기 위한 사시도이고, 도 3은 도 2의 시편 홀더를 설명하기 위한 측면도이다.Figure 2 is a perspective view for explaining a specimen holder according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a side view for explaining the specimen holder of FIG.

도 2 및 도 3을 참조하면, 시편 홀더(100)는 고정부(110), 패드(120), 지지부(130), 연결부(140) 및 회전부(150)를 포함한다. 2 and 3, the specimen holder 100 includes a fixing part 110, a pad 120, a supporting part 130, a connecting part 140, and a rotating part 150.

상기 고정부(110)는 한 쌍이 구비되며, 원판형의 시편(S)의 일측 및 상기 일측과 대향되는 타측을 각각 고정한다. 구체적으로 상기 한 쌍의 고정부(110)는 각각 제1 고정부(112) 및 제2 고정부(114)를 포함한다. The fixing part 110 is provided with a pair, and fixes one side of the disk-shaped specimen (S) and the other side facing the one side, respectively. In detail, the pair of fixing parts 110 include a first fixing part 112 and a second fixing part 114, respectively.

상기 제1 고정부(112)는 직사각형 플레이트 형태를 가지며, 상기 시편(S)의 하부면의 일부를 고정한다. 상기 제2 고정부(114)는 상기 제1 고정부(112)의 일단부에서 수직 상방으로 돌출된다. 상기 제2 고정부(114)는 상기 시편(S)의 측면 일부를 고정한다. 상기 제2 고정부(114)는 상기 시편(S)의 상부로 돌출되지 않는다. 구체적으로, 상기 제2 고정부(114)의 높이는 상기 제1 고정부(112)에 고정되는 시편(S)의 높이와 같거나 상기 시편(S)의 높이보다 낮다. 이온 밀링 장치에서 아르곤 이온이 상기 시편(S)의 표면을 기준으로 상대적으로 작은 각도로 조사되더라도 상기 제2 고정부(114)에 의해 차단되지 않는다. 따라서, 상기 아르곤 이온이 정상적으로 상기 시편(S)을 이온 밀링한다. The first fixing part 112 has a rectangular plate shape, and fixes a part of the lower surface of the specimen S. The second fixing part 114 protrudes vertically upward from one end of the first fixing part 112. The second fixing part 114 fixes a part of the side surface of the specimen (S). The second fixing part 114 does not protrude to the upper portion of the specimen (S). Specifically, the height of the second fixing part 114 is equal to the height of the test piece S fixed to the first fixing part 112 or lower than the height of the test piece S. In the ion milling device, even if argon ions are irradiated at a relatively small angle with respect to the surface of the specimen S, they are not blocked by the second fixing part 114. Thus, the argon ions ion mill the specimen S normally.

상기 고정부(110)는 상기 시편(S)의 하부면과 측면을 지지하는 형태로 상기 시편(S)을 고정한다. 따라서 상기 시편(S)의 두께가 얇더라도 상기 고정부(110)에 의해 상기 시편(S)이 파손되지 않는다. The fixing part 110 fixes the specimen (S) in the form of supporting the lower surface and side surfaces of the specimen (S). Therefore, even if the thickness of the specimen (S) is thin, the specimen (S) is not damaged by the fixing part 110.

상기 패드(120)는 상기 한 쌍이 구비되며, 상기 고정부(110)의 제1 고정부(112)의 상부면에 부착된다. 상기 패드(120)는 상기 고정부(110)에 고정된 시편(S)이 슬라이딩을 방지한다. 상기 패드(120)의 재질로는 큰 마찰력을 갖는 재질이 바람직하다. 예를 들면, 상기 패드(120)의 재질은 고무 재질이 사용될 수 있다.The pad 120 is provided with the pair and is attached to an upper surface of the first fixing part 112 of the fixing part 110. The pad 120 prevents sliding of the specimen S fixed to the fixing part 110. As the material of the pad 120, a material having a large friction force is preferable. For example, a rubber material may be used as the material of the pad 120.

상기 지지부(130)는 상기 고정부(110)를 지지한다. 상기 지지부(130)는 후술하는 상기 회전부(150)에 의해 회전되며, 상기 시편(S)을 회전시키기 위해 상기 고정부(110)를 회전시킨다. 상기 지지부(130)는 원판 형태이며, 상기 원판의 중앙 부위에 직사각형 형태의 홀(132)을 갖는다. The support part 130 supports the fixing part 110. The support 130 is rotated by the rotating unit 150 to be described later, and rotates the fixing unit 110 to rotate the specimen (S). The support 130 is in the form of a disc, and has a rectangular hole 132 in the central portion of the disc.

상기 연결부(140)는 한 쌍이 구비되며, 각각 바(bar) 형태이다. 상기 연결부(140)는 상기 고정부(110)와 상기 지지부(130)를 연결한다. 구체적으로 상기 연결부(140)는 일단이 상기 제1 고정부(112)의 하부면과 연결되고, 타단이 상기 지지부(130)의 상부면과 연결된다. The connection portion 140 is provided with a pair, each bar (bar) shape. The connection part 140 connects the fixing part 110 and the support part 130. In detail, one end of the connection part 140 is connected to the lower surface of the first fixing part 112, and the other end thereof is connected to the upper surface of the support part 130.

상기 회전부(150)는 상기 지지부(130)와 연결되고, 상기 지지부(130)를 회전시켜 상기 고정부(110)에 고정된 상기 시편(S)을 회전시킨다. 구체적으로, 상기 회전부(150)는 회전축(152) 및 고정핀(154)을 포함한다.The rotating part 150 is connected to the support part 130, and rotates the specimen S fixed to the fixing part 110 by rotating the support part 130. Specifically, the rotating unit 150 includes a rotating shaft 152 and the fixing pin 154.

상기 회전축(152)은 상기 지지부(130)의 홀(132)의 하부에 구비된다. 상기 회전축(152)은 구동부(미도시)에 의해 회전 구동된다. 상기 고정핀(154)은 상기 지지부(130)의 상부에서 상기 홀(132)을 관통하여 상기 회전축(152)과 결합된다. 상 기 고정핀(154)과 상기 회전축(152)은 다양한 형태로 결합될 수 있으나 나사 결합되는 것이 바람직하다. 따라서 상기 회전축(152)은 상기 지지부(130)의 하부면에 고정된다. The rotation shaft 152 is provided below the hole 132 of the support 130. The rotation shaft 152 is rotationally driven by a driver (not shown). The fixing pin 154 is coupled to the rotation shaft 152 through the hole 132 in the upper portion of the support 130. The fixing pin 154 and the rotating shaft 152 may be coupled in various forms, but preferably screwed together. Accordingly, the rotation shaft 152 is fixed to the lower surface of the support 130.

한편, 상기 홀(132)이 직사각형 형태를 가지므로, 상기 지지부(130)와 상기 회전부(150)의 고정 위치가 변경될 수 있다. 상기 고정 위치는 상기 홀(132)에서 길이가 긴 길이 방향을 따라 변경될 수 있다. 즉, 상기 회전축(152)과 상기 고정핀(154)의 결합을 해제하고, 상기 지지부(130)를 상기 홀(132)의 길이 방향을 따라 이동시킨 후 상기 회전축(152)과 상기 고정핀(154)을 다시 결합시켜 상기 지지부(30)와 상기 회전부(150)의 고정 위치를 이동시킬 수 있다. On the other hand, since the hole 132 has a rectangular shape, the fixing position of the support 130 and the rotating unit 150 may be changed. The fixed position may be changed in the lengthwise direction of the length of the hole 132. That is, after the coupling of the rotating shaft 152 and the fixing pin 154, the support 130 is moved along the longitudinal direction of the hole 132, the rotating shaft 152 and the fixing pin 154 ) Can be combined again to move the fixed position of the support part 30 and the rotation part 150.

상기 회전부(150)는 상기 지지부(130)의 중심 부위에 고정되거나 중심이 아닌 부위에 고정될 수 있다. 그러므로 상기 회전부(150)의 회전에 의해 상기 시편(S)은 중심 회전하거나 또는 편심 회전한다. 구체적으로, 상기 회전부(150)가 상기 지지부(130)의 중심 부위에 고정되는 경우, 상기 시편(S)은 중심 회전한다. 상기 회전부(150)가 상기 지지부(130)의 중심이 아닌 부위에 고정되는 경우, 상기 시편(S)은 편심 회전한다. The rotating unit 150 may be fixed to a central portion of the support 130 or to a portion other than the center. Therefore, by the rotation of the rotating unit 150, the specimen (S) is rotated centrally or eccentrically. Specifically, when the rotating unit 150 is fixed to the central portion of the support 130, the specimen (S) is rotated to the center. When the rotating part 150 is fixed to a portion other than the center of the support part 130, the specimen S rotates eccentrically.

이온 밀링 장치에서 조사된 아르곤 이온은 상기 시편(S)의 회전 중심으로 조사된다. 상기 시편(S)이 중심 회전할 때, 상기 아르곤 이온은 상기 시편(S)의 중심으로 조사되어 이온 밀링이 진행된다. 상기 시편(S)이 편심 회전할 때, 상기 아르곤 이온은 상기 시편(S)의 편심으로 조사되어 이론 밀링이 진행된다. 따라서 상기 시편(S)의 이온 밀링 영역을 크게 형성할 수 있다. 그러므로 상기 TEM을 이용한 시 편(S)의 분석 영역이 넓힐 수 있다.Argon ions irradiated in the ion milling device are irradiated to the rotation center of the specimen (S). When the specimen S is rotated around the center, the argon ions are irradiated to the center of the specimen S to perform ion milling. When the specimen S rotates eccentrically, the argon ions are irradiated with the eccentricity of the specimen S, and theoretical milling proceeds. Therefore, the ion milling region of the specimen S may be large. Therefore, the analysis area of the specimen (S) using the TEM can be widened.

이하에서는 상기 시편 홀더(100)를 이용한 이온 밀링 방법에 대해 설명한다.Hereinafter, an ion milling method using the specimen holder 100 will be described.

우선, 상기 고정부(110)에 원판형 시편(S)을 고정한다. First, the disk-shaped specimen (S) is fixed to the fixing part (110).

다음으로, 상기 회전축(152)과 상기 고정핀(154)의 결합을 해제한다. 상기 홀(132)의 중심에 상기 회전축(152)이 위치하도록 상기 지지부(130)를 이동시킨다. 상기 회전축(152)과 상기 고정핀(154)의 결합시켜 상기 회전부(150)가 상기 지지부(154)의 중심에 위치시킨다.Next, the coupling of the rotating shaft 152 and the fixing pin 154 is released. The support 130 is moved so that the rotation shaft 152 is located at the center of the hole 132. The rotation part 150 is positioned at the center of the support part 154 by coupling the rotation shaft 152 and the fixing pin 154.

이온 밀링 장치에서 상기 시편(S)의 중심으로 아르곤 이온을 조사하면서 상기 시편(S)을 중심 회전시켜 상기 시편(S)의 표면을 이온 밀링한다. 상기 시편(S)이 일정한 두께가 될 때까지 상기 이온 밀링이 수행된다. In the ion milling apparatus, the surface of the specimen S is ion milled by rotating the specimen S while irradiating argon ions to the center of the specimen S. The ion milling is performed until the specimen S has a constant thickness.

상기 시편(S)의 중심에 대한 이온 밀링이 완료되면, 다시 상기 회전축(152)과 상기 고정핀(154)의 결합을 해제한다. 상기 홀(132)의 중심이 아닌 일측에 상기 회전축(152)이 위치하도록 상기 지지부(130)를 이동시킨다. 상기 회전축(152)과 상기 고정핀(154)의 재결합시켜 상기 회전부(150)가 상기 지지부(154)의 제1 편심에 위치시킨다.When ion milling with respect to the center of the specimen S is completed, the rotation shaft 152 and the fixing pin 154 are released again. The support 130 is moved so that the rotation shaft 152 is located at one side of the hole 132 instead of the center thereof. The rotation unit 150 is positioned on the first eccentric of the support unit 154 by recombining the rotation shaft 152 and the fixing pin 154.

상기 이온 밀링 장치에서 상기 시편(S)의 제1 편심으로 아르곤 이온을 조사하면서 상기 시편(S)을 편심 회전시켜 상기 시편(S)의 표면을 이온 밀링한다. 상기 시편(S)이 일정한 두께가 될 때까지 상기 이온 밀링이 수행된다. The ion milling device eccentrically rotates the specimen S while irradiating argon ions with the first eccentricity of the specimen S to ion mill the surface of the specimen S. The ion milling is performed until the specimen S has a constant thickness.

상기 시편(S)의 제1 편심에 대한 이온 밀링이 완료되면, 다시 상기 회전축 (152)과 상기 고정핀(154)의 결합을 해제한다. 상기 홀(132)의 일측과 대향된 타측에 상기 회전축(152)이 위치하도록 상기 지지부(130)를 이동시킨다. 상기 회전축(152)과 상기 고정핀(154)의 재결합시켜 상기 회전부(150)가 상기 지지부(154)의 제2 편심에 위치시킨다.When ion milling with respect to the first eccentricity of the specimen S is completed, the rotation shaft 152 and the fixing pin 154 are released again. The support 130 is moved so that the rotation shaft 152 is located at the other side of the hole 132 opposite to the one side. Re-combination of the rotating shaft 152 and the fixing pin 154 to position the rotary part 150 in the second eccentric of the support 154.

상기 이온 밀링 장치에서 상기 시편(S)의 제2 편심으로 아르곤 이온을 조사하면서 상기 시편(S)의 편심 회전시켜 상기 시편(S)의 표면을 이온 밀링한다. 상기 시편(S)이 일정한 두께가 될 때까지 상기 이온 밀링이 수행된다. In the ion milling apparatus, the surface of the specimen S is ion milled by eccentric rotation of the specimen S while irradiating argon ions with the second eccentricity of the specimen S. The ion milling is performed until the specimen S has a constant thickness.

따라서 상기 시편(S)의 표면에 큰 면적을 갖는 타원 형태의 이온 밀링 영역이 형성된다. 상기와 같이 이온 밀링 영역이 확대되므로 TEM을 이용한 시편(S)의 분석 영역이 넓어지게 된다.Therefore, an elliptic ion milling region having a large area is formed on the surface of the specimen S. Since the ion milling area is enlarged as described above, the analysis area of the specimen S using the TEM is widened.

이하에서는 TEM용 시편 제조 방법에 대해 간략하게 설명한다.Hereinafter, a brief description of a method for manufacturing a specimen for TEM.

우선 도 4를 참조하면, 적당한 크기로 두 개의 패턴 웨이퍼(210)와 네 개의 더미 웨이퍼(dummy wafer, 220)를 절단하는 커팅 공정(cutting process)을 수행한다. 이후 상기 두 개의 패턴 웨이퍼(210)를 마주보게 배치한 후 그 양쪽면에 상기 더미 웨이퍼(220)를 두 개씩 배열하여 각각 접착시키는 본딩 공정(bonding process)을 수행하여 적층 시편(200)을 형성한다.First, referring to FIG. 4, a cutting process of cutting two pattern wafers 210 and four dummy wafers 220 to an appropriate size is performed. Thereafter, the two patterned wafers 210 are disposed to face each other, and then the dummy wafers 220 are arranged on both sides of the two patterned wafers 210 so as to bond to each other, thereby forming a laminated specimen 200. .

도 5를 참조하면, 이후, 적층 시편(200)을 얇은 두께로 절단하는 슬라이싱 공정(slicing process)을 수행하여 슬라이싱 시편(230)을 형성한다. 상기 슬라이싱 시편(230)을 원판 형태로 가공하는 펀칭 공정(punching process)을 수행하여 원판형 시편(240)을 형성한다.Referring to FIG. 5, the slicing specimen 230 is formed by performing a slicing process of cutting the laminated specimen 200 to a thin thickness. A disk-shaped specimen 240 is formed by performing a punching process of processing the slicing specimen 230 into a disk shape.

다음으로, 도 6을 참조하면, 상기 원판형 시편(240)의 양쪽면을 연삭하는 그라인딩 공정(grinding process)을 수행하여 예비 분석 시편을 형성한다. 상기 예비 분석 시편의 중앙부를 가공하는 딤플링 공정(dimpling process)이 수행된다. 이후 상기 예비 분석 시편의 양쪽면을 스퍼터링(sputtering)함으로서, 계면 부근에 해당하는 시편의 중앙부에 홀을 형성하는 이온밀링 공정(ion milling process)이 수행된다. 상기 딤플링 공정은 상기 예비 분석시편의 단면부 중앙에 제1 연마 영역(252), 제2 연마 영역(254) 및 제3 연마 영역(256)을 각각 타원 형태로 형성하며, 상기 이온밀링 공정은 상기 예비 분석시편의 단면부 중앙에 밀링 영역(258)을 타원 형태로 형성한다. 상기 예비 분석 시편은 상기 제1 연마 영역(252), 제2 연마 영역(254), 제3 연마 영역(256) 및 밀링 영역(258)을 포함하는 분석 영역(250)과 나머지 영역인 주변 영역(260)으로 이루어진다. Next, referring to FIG. 6, a preliminary analysis specimen is formed by performing a grinding process of grinding both surfaces of the disc-shaped specimen 240. A dimpling process for processing the central portion of the preliminary analysis specimen is performed. Then, by sputtering both surfaces of the preliminary analysis specimen, an ion milling process is performed in which holes are formed in the center of the specimen corresponding to the interface. In the dimpled process, the first polishing region 252, the second polishing region 254, and the third polishing region 256 are respectively formed in the center of the cross-section of the preliminary analysis specimen in an ellipse shape. A milling region 258 is formed in the shape of an ellipse in the center of the cross section of the preliminary analysis specimen. The preliminary analysis specimen may include the analysis region 250 including the first polishing region 252, the second polishing region 254, the third polishing region 256, and the milling region 258, and a peripheral region that is the remaining region ( 260).

이와 같은 공정에 의해 제조된 TEM 시편을 시편 고정 장치에 고정된 상태로 투과전자현미경의 시편 지지대 위에 올려놓고 상기 단면시편의 분석 영역(250)을 관찰하여 분석하게 된다.The TEM specimen prepared by the above process is placed on the specimen support of the transmission electron microscope in a state of being fixed to the specimen holding device, and the analysis region 250 of the cross section specimen is observed and analyzed.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시편 홀더는 시편의 하부면 및 측면만을 고정한다. 이온 밀링 장치에서 조사된 이온 빔이 차단되지 않 고 상기 시편의 표면으로 조사된다. 또한 상기 시편의 파손을 방지할 수 있다. As described above, the specimen holder according to the preferred embodiment of the present invention fixes only the bottom and side surfaces of the specimen. The ion beam irradiated in the ion milling apparatus is irradiated to the surface of the specimen without blocking. In addition, it is possible to prevent the specimen from being damaged.

한편, 상기 시편 홀더는 상기 시편을 중심 회전 및 편심 회전시킬 수 있다. 상기 시편의 표면을 타원형으로 넓게 이온 밀링할 수 있다. 따라서 TEM을 이용한 시편 분석시 넓은 분석 영역을 가질 수 있다.On the other hand, the specimen holder may rotate the specimen to the center and eccentric rotation. The surface of the specimen may be ion milled to a wide elliptical shape. Therefore, it is possible to have a wide range of analysis when analyzing specimens using TEM.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.While the foregoing has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. It will be appreciated.

Claims

Fixing portion for fixing the edge portion of the specimen so that the entire upper surface of the specimen;

A plate-shaped support part which supports the fixing part and has a rectangular hole in a central portion thereof; And

A rotating shaft for rotating the supporting part and a fixing pin for fixing the rotating shaft to the supporting part through the hole, and a rotating part provided to be changeable along a hole of the supporting part. Specimen holder.

The test piece holder of claim 1, further comprising a pad provided on an upper surface of the fixing part to prevent slipping of the test piece and to fix the test piece.

The test piece holder according to claim 2, wherein the pad is made of rubber.

The test piece holder of claim 1, wherein the height of the upper surface of the fixing part is equal to or lower than the height of the upper surface of the test piece.