KR20070069887A - Multiple holder for analysis sem-fib sample - Google Patents

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Abstract

A multiple holder for analyzing SEM-FIB(Scanning Electrode Microscope-Focused Ion Beam) sample is provided to prevent damage and contamination of a target sample without attaching or detaching the target sample. A holder member(100) has a rectangular shape. A plurality of FIB sample fixing grooves(140) are formed on an upper surface of the holder member. An FIB fixing shaft(120) is formed at a lower surface of the holder member facing the FIB sample fixing grooves. An SEM fixing shaft(110) is perpendicular to the FIB fixing shaft on a front surface of the holder member. A plurality of SEM sample fixing grooves(130) are formed at an edge between a rear surface of the holder member and the FIB sample fixing grooves.

Description

ＳＥＭ­ＦＩＢ 겸용 시료 홀더{MULTIPLE HOLDER FOR ANALYSIS SEM-FIB SAMPLE}SEMW FIB combined sample holder {MULTIPLE HOLDER FOR ANALYSIS SEM-FIB SAMPLE}

도 1은 종래 기술에 따른 SEM-FIB 전용홀더의 예시적인 모식도,1 is an exemplary schematic view of a holder for SEM-FIB according to the prior art,

도 2는 본 발명에 따른 겸용 시료 홀더의 예시적인 모식도.2 is an exemplary schematic diagram of a combined sample holder according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100 -- 홀더부재 110 -- SEM용 고정샤프트100-holder member 110-fixed shaft for SEM

120 -- FIB용 고정샤프트 130 -- SEM시료고정홈120-fixing shaft for FIB 130-SEM sample fixing groove

140 -- FIB시료고정홈140-FIB Sample Locking Home

본 발명은 SEM(Scanning Electrode Microscope)-FIB(Focused Ion Beam) 겸용 시료 홀더에 관한 것으로, 보다 상세하게는 SEM과 FIB용 시료를 홀딩하는 홀더를 별개로 구성하지 않고 하나의 홀더를 통해 두 개의 시료를 모두 다 홀딩할 수 있도록 하여 그 사용효율을 증대시킨 SEM-FIB 겸용 시료 홀더에 관한 것이다.The present invention relates to a SEM (Scanning Electrode Microscope) -FIB (Focused Ion Beam) combined sample holder, and more particularly, two samples through one holder without separately configuring the holder for holding the sample for SEM and FIB The present invention relates to a SEM-FIB combined sample holder which can hold all of them and increase its use efficiency.

일반적으로, 사람이 사물을 관찰할 때 약 0.1mm 이하의 미세구조는 분석하기 어렵다.In general, when a person observes an object, the microstructure of about 0.1 mm or less is difficult to analyze.

그래서, 보다 작은 것을 확대 관찰할 때에는 확대경이나 광학현미경 같은 보조수단을 이용한다.Therefore, an auxiliary means such as a magnifying glass or an optical microscope is used to magnify and observe a smaller one.

하지만, 주로 사용되고 있는 광학현미경은 빛의 파장 때문에 그 확대능력에 한계를 나타내는데 그것은 대략 0.2㎛ 정도이다.However, optical microscopes, which are mainly used, have a limit on their magnification due to the wavelength of light, which is about 0.2 μm.

이러한 한계를 극복하기 위해 발명된 것이 바로 전자현미경이며, SEM(Scanning Electrode Microscope)과 TEM(Transmission Electrode Microscope)이 있다.Invented to overcome these limitations is an electron microscope, SEM (Scanning Electrode Microscope) and TEM (Transmission Electrode Microscope).

이 중 SEM은 시료에 전자선을 스캐닝하면 입사전자와 시료를 구성하는 원자와의 상호작용에 의해 여러가지 신호를 발생하게 되는데 이것을 감지하여 관찰하는 설비이고, TEM은 말 그대로 투과된 전자를 이용하여 고배율로 관찰할 수 있는 설비로서 전자빔이 시료를 통과하기 때문에 물질의 특성을 이해할 수 있다.Among them, SEM scans an electron beam on a sample and generates various signals by interaction between incident electrons and atoms constituting the sample. It is a facility that detects and observes them. TEM is a high magnification using literally transmitted electrons. As an observable facility, an electron beam passes through a sample to understand the properties of the material.

한편, 반도체 웨이퍼는 여러단계의 공정을 거쳐 제조되기 때문에 각 공정에서 다양한 결함이 발생하게 된다.On the other hand, since the semiconductor wafer is manufactured through a multi-step process, various defects occur in each process.

이와 같은 결함 발생시 결함요인을 찾기 위해 결함발생 시료에 대한 표면분석을 하게 되는데 경우에 따라서는 웨이퍼의 구조 및 성분을 분석하기 위해 상술한 SEM이나 FIB가 사용된다.When such a defect occurs, the surface analysis of the defect sample is performed to find a defect factor. In some cases, the above-described SEM or FIB is used to analyze the wafer structure and components.

FIB(Focused Ion Beam)는 가속된 입사 이온 빔(예컨대, 갈륨 포지티브 이온)으로 웨이퍼 상의 결함 발생부분을 밀링(milling)하여, 이 부분의 웨이퍼 표면으로 부터 튀어나오는 이차부산물(예컨대,이차 전자, 이차 이온 그리고 중성자 원자 등)을 이용하여 화상을 구성해 주는 장비로, 상기 장비는 웨이퍼를 비롯하여 웨이퍼 상에 형성된 막질(시편)의 결함(deffect) 발생영역을 분석하는데 이용된다.Focused Ion Beam (FIB) mills defect-prone areas on the wafer with accelerated incident ion beams (e.g., gallium positive ions), which are secondary by-products (e.g., secondary electrons, secondary, protruding from the wafer surface). Ionic and neutron atoms, etc.) to construct an image. The equipment is used to analyze a defect generation region of a film (sample) formed on a wafer, including a wafer.

이와 같이, SEM이나 FIB에서 시료를 분석하기 위해서는 도 1에 예시된 모식도에서와 같이, 각각 분석전용 홀더(10,10')를 사용해야만 분석이 가능하고, FIB 분석 시료(S)를 가지고 자세히 관찰키 위해서는 다시 시료(S)를 떼어낸 후 SEM 전용 홀더에 부착하여야만 하는 어려움이 있다.As such, in order to analyze the sample in SEM or FIB, as shown in the schematic diagram illustrated in FIG. 1, the analysis is possible only by using the holders 10 and 10 ′, respectively, and the FIB analysis sample S is observed in detail. In order to be tall, the sample S needs to be detached and attached to the SEM-only holder.

이 경우 시료(S) 탈부착시 시료(S)에 오염물질이 붙어 시료(S)를 손상시키거나 탈부착시 열로 인해 외부에서 더 오염되어 좋은 이미지를 관찰할 수 없게 되는 단점도 있다.In this case, when the sample (S) is attached or detached, the sample (S) is contaminated to damage the sample (S) or when attached or detached from the outside due to heat, there is a disadvantage that can not observe a good image.

뿐만 아니라, FIB 구조는 시료의 표면에 대하여 52°에서 분석하기 때문에 이를 다시 SEM에서 관찰하려면 90°의 각도가 요구되며, 도시와 같이 분석장비의 챔버가 거리에 있어서도 홀더(10,10')의 높이가 서로 틀려 어쩔 수 없이 시료(S)를 탈부착하여야만 된다.In addition, since the FIB structure is analyzed at 52 ° with respect to the surface of the sample, an angle of 90 ° is required to observe it again in the SEM, and as shown in FIG. Since the heights are different from each other, the sample S must be detached.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출한 것으로, 서로 다른 홀더 구조로 인해 시료 분석상의 어려움이 극복될 수 있도록 FIB 분석용 전용홀더와 SEM 분석용 전용홀더를 서로 겸할 수 있도록 하여 시료 탈부착에 따른 문제를 간단하게 해결할 수 있도록 한 SEM-FIB 겸용 시료 홀더를 제공함에 그 주된 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and has been created to solve this problem. The holder for the FIB analysis and the SEM analysis dedicated holder can be overcome so that difficulties in sample analysis can be overcome by different holder structures. The main object of the present invention is to provide a sample holder for the SEM-FIB combined sample holder, which can be combined with each other to easily solve the problem of sample detachment.

본 발명은 상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 사각형상의 홀더부재와; 상기 홀더부재의 상면에 형성된 다수의 FIB시료고정홈과; 상기 FIB시료고정홈과 대향되는 상기 홀더부재의 하면에 돌출형성된 FIB용 고정샤프트와; 상기 홀더부재의 전면에 상기 FIB용 고정샤프트와 직교되며 그보다 더 길게 형성된 SEM용 고정샤프트와; 상기 SEM용 고정샤프트의 대향면인 홀더부재의 후면과 상기 FIB시료고정홈이 형성된 상면이 만나는 모서리에 형성된 다수의 SEM시료고정홈을 포함하여 구성되는 ＳＥＭ­ＦＩＢ 겸용 시료 홀더를 제공함에 그 기술적 특징이 있다.The present invention, in order to achieve the above technical problem, the rectangular holder member; A plurality of FIB sample fixing grooves formed on an upper surface of the holder member; A fixed shaft for the FIB protruding from the lower surface of the holder member facing the FIB sample fixing groove; An SEM fixed shaft perpendicular to the FIB fixed shaft on the front surface of the holder member and formed longer than the FIB fixed shaft; The technical characteristics of the SEM MIXI combined sample holder comprising a plurality of SEM sample fixing grooves formed at the corner where the rear surface of the holder member, which is the opposite surface of the SEM fixed shaft, and the upper surface formed with the FIB sample fixing grooves meet. .

여기에서, 상기 FIB시료고정홈 및 SEM시료고정홈은 2.5mm의 크기와 깊이로 형성되는 것에도 그 기술적 특징이 있다.Herein, the FIB sample fixing groove and the SEM sample fixing groove have a technical feature in that they are formed in a size and a depth of 2.5 mm.

또한, 상기 FIB용 고정샤프트 및 SEM용 고정샤프트는 동일 직경으로 형성된 것에도 그 기술적 특징이 있다.In addition, the fixed shaft for FIB and the fixed shaft for SEM have the technical features that are formed in the same diameter.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 겸용 시료 홀더의 예시적인 모식도이다.2 is an exemplary schematic diagram of a combined sample holder according to the present invention.

이때, 상기 도 2중 (a)는 FIB에서 홀더로 사용될 때의 겸용 시료 홀더를 나타낸 것이고, (b)는 SEM에서 홀더로 사용될 때의 겸용 시료 홀더를 나타낸 것이다.At this time, (a) of Figure 2 shows a combined sample holder when used as a holder in the FIB, (b) shows a combined sample holder when used as a holder in the SEM.

도 2중 (a)에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 겸용 시료 홀더는 대략 사각형상의 홀더부재(100)가 구비되고, 상기 홀더부재(100)의 전면 중앙에는 SEM에서 사용될 홀더 지지용 고정샤프트(110)가 돌출형성되며, 상기 전면과 직교되는 하면에는 상기 고정샤프트(110)와 동일/유사한 형태의 FIB에서 사용될 홀더 지지용 고정샤프트(120)가 돌출형성된다.As shown in (a) of FIG. 2, the combined sample holder according to the present invention is provided with a holder member 100 having a substantially rectangular shape, and a fixed shaft for supporting the holder to be used in the SEM at the center of the front surface of the holder member 100. A protrusion 110 is formed, and a holder support fixing shaft 120 to be used in the same / similar form of the fixed shaft 110 as the fixed shaft 110 is projected on the lower surface perpendicular to the front surface.

그리고, 상기 홀더부재(100)의 상면에는 다수, 바람직하기로는 4개의 FIB시료고정홈(140)이 형성된다.A plurality of, preferably four FIB sample fixing grooves 140 are formed on the upper surface of the holder member 100.

이때, 상기 FIB시료고정홈(140)은 2.5mm 정도의 크기와 깊이로 형성됨이 바람직하다.At this time, the FIB sample fixing groove 140 is preferably formed in a size and depth of about 2.5mm.

아울러, 상기 홀더부재(100)를 FIB용 시료 홀더로 사용하고자 할 경우에는 그 높이(H1)를 5mm로 유지하여 FIB 장비에 적절히 장착되어 분석가능하게 구성함이 바람직하다.In addition, when the holder member 100 is to be used as a sample holder for FIB, it is preferable that the height H1 is maintained at 5 mm so that the holder member 100 is properly mounted on the FIB device and configured to be analyzed.

여기에서, 상기 높이(H1)란 (시료 + 시료가 높이는 홀더 + 고정샤프트의 길이)의 합을 말한다.Here, the height (H1) refers to the sum of (the length of the holder + fixed shaft where the sample + sample is high).

따라서, 이러한 홀더부재(100)를 FIB에 장착하게 되면 FIB는 상기 홀더부재(100)의 FIB시료고정홈(140)에 부착된 시료를 그 표면에 대하여 52°분석가능하게 된다.Therefore, when the holder member 100 is mounted on the FIB, the FIB can analyze the sample attached to the FIB sample fixing groove 140 of the holder member 100 with respect to the surface thereof by 52 °.

한편, 도 2의 (b)에서와 같이, 본 발명 겸용 시료 홀더, 즉 상기 홀더부재(100)를 SEM용 홀더로 사용하기 위해서는 상기 (a)의 상태에서 이를 반시계방향으로 90°회전시키면 SEM용 시료를 고정할 수 있는 SEM시료고정홈(130)이 노출되면서 SEM장비를 이용한 분석이 가능하게 된다.On the other hand, as shown in (b) of FIG. 2, in order to use the combined sample holder of the present invention, that is, the holder member 100 as the SEM holder, if it is rotated 90 ° counterclockwise in the state of (a) SEM As the SEM sample fixing groove 130 that can fix the sample is exposed, analysis using the SEM equipment becomes possible.

이때, 상기 SEM시료고정홈(130)은 도 2의 (a)를 기준으로 보았을 때 상기 홀더부재(100)의 상면과 후면이 만나는 모서리에 형성됨이 바람직하다.At this time, the SEM sample fixing groove 130 is preferably formed in the corner where the upper surface and the rear surface of the holder member 100 when viewed with reference to (a) of FIG.

이는 SEM장비를 통해 분석할 때 조사되는 빔이 각도를 가지고 조사되므로 그 각도와 직각을 이루기 위해, 즉 90°분석을 용이하게 하기 위해 상기 SEM시료고정홈(130)을 경사지게 형성한 것이다.This is because the beam is irradiated with an angle when analyzed through the SEM equipment to form a right angle to the angle, that is, to form a 90 ° inclined to form the SEM sample fixing groove 130 to facilitate the analysis.

뿐만 아니라, 상기 SEM시료고정홈(130)도 5mm 이내에서 상술한 FIB시료고정홈(140)과 동일 유사한 크기와 깊이로 형성된다.In addition, the SEM sample fixing groove 130 is also formed in the same size and depth as the above-described FIB sample fixing groove 140 within 5mm.

그리고, 상기 홀더부재(100)가 SEM장비 분석용 시료 홀더로 사용될 경우에는 그 높이(H2)가 16.5mm가 되도록 유지함이 바람직하다.In addition, when the holder member 100 is used as a sample holder for SEM analysis, it is preferable to maintain the height H2 to be 16.5 mm.

이를 위해, 상술한 SEM 홀더용 고정샤프트(110)는 FIB 홀더용 고정샤프트(120)에 비해 더 길게 형성되어야 한다.For this purpose, the above-described fixing shaft 110 for the SEM holder should be formed longer than the fixing shaft 120 for the FIB holder.

아울러, 각 분석장비의 고정홀, 즉 상기 고정샤프트(110,120)가 삽입고정되는 부분은 양 장비 모두 동일하게 형성되고, 길이에만 차이가 있으므로 상술한 본 발명 홀더부재(100)를 통해 충분히 겸용 가능하다.In addition, the fixing hole of each analysis device, that is, the part in which the fixing shafts 110 and 120 are inserted and fixed, is formed in the same manner in both of the equipments, and thus can only be sufficiently used through the above-described holder member 100 according to the present invention. .

이러한 구성으로 이루어진 본 발명 홀더는 다음과 같이 사용된다.The holder of the present invention having such a configuration is used as follows.

먼저, 상술한 형상의 홀더부재(100)를 준비한다.First, the holder member 100 of the above-described shape is prepared.

이어, 시료를 만든 후 각각 FIB시료고정홈(140) 및 SEM시료고정홈(130)에 부착하게 된다.Subsequently, the sample is made and then attached to the FIB sample fixing groove 140 and SEM sample fixing groove 130, respectively.

상기와 같이 시료의 제작과 분석을 위한 고정작업이 완료되면 작업자는 먼저 상기 홀더부재(100)를 파지한 다음 FIB용 고정샤프트(120)를 FIB장비의 고정홈에 삽입시켜 부착된 시료에 대한 52°분석을 수행하게 된다.When the fixing operation for the production and analysis of the sample is completed as described above, the operator first grips the holder member 100 and then inserts the fixing shaft 120 for the FIB into the fixing groove of the FIB device. ° analysis will be performed.

분석 과정에서 보다 자세한 관찰이 요구될 경우 작업자는 해당 시료를 탈거시키지 않고 곧바로 홀더부재(100)를 FIB장비로부터 분리해 낸 다음 반시계방향으로 90°회전시켜 상기 FIB시료고정홈(140)이 전방을 향하도록, 즉 SEM시료고정홈(130)이 상부전방을 향하도록 배치한 상태에서 SEM장비의 고정홈에 SEM용 고정샤프트(110)를 삽입고정하게 된다.If more detailed observation is required during the analysis process, the operator removes the holder member 100 from the FIB device immediately without removing the sample, and then rotates 90 ° counterclockwise so that the FIB sample fixing groove 140 is moved forward. In order to face, that is, the SEM sample fixing groove 130 is arranged to face the upper front is inserted into the fixing shaft for the SEM (110) for the fixing groove of the SEM equipment.

이후, SEM시료고정홈(140)에 부착되어 있는 시료를 SEM장비를 통해 90°분석함으로써 보다 자세한 관찰을 수행할 수 있게 된다.Thereafter, the sample attached to the SEM sample fixing groove 140 may be analyzed by 90 ° through the SEM device to perform more detailed observation.

이와 같이, FIB와 SEM에서 분석될 대상 시료를 탈부착하지 아니하고, 시료 홀더를 양쪽 모두에서 사용가능하게 구성함으로써 보다 원활하고 정확한 분석작업이 가능해진다.As such, the sample holder can be used in both the FIB and the SEM without attaching and removing the target sample to be analyzed.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.As described in detail above, the present invention provides the following effects.

첫째, 시료 홀더를 겸용할 수 있으므로 시료의 탈부착이 불필요해 시료의 손상과 오염이 방지된다.First, since the sample holder can be used as a combination, it is unnecessary to attach and detach the sample, thereby preventing damage and contamination of the sample.

둘째, FIB와 SEM에서 곧바로 사용할 수 있으므로 작업의 효율성이 증대되고 분석시간이 단축된다.Second, it can be used directly in FIB and SEM, increasing work efficiency and reducing analysis time.

세째, 열에 의한 시료의 손상이 극소화되기 때문에 보다 정확한 계측이 가능하다.Third, since damage of the sample by heat is minimized, more accurate measurement is possible.

Claims (3)

사각형상의 홀더부재와;A rectangular holder member; 상기 홀더부재의 상면에 형성된 다수의 FIB시료고정홈과;A plurality of FIB sample fixing grooves formed on an upper surface of the holder member; 상기 FIB시료고정홈과 대향되는 상기 홀더부재의 하면에 돌출형성된 FIB용 고정샤프트와;A fixed shaft for the FIB protruding from the lower surface of the holder member facing the FIB sample fixing groove; 상기 홀더부재의 전면에 상기 FIB용 고정샤프트와 직교되며 그보다 더 길게 형성된 SEM용 고정샤프트와;An SEM fixed shaft perpendicular to the FIB fixed shaft on the front surface of the holder member and formed longer than the FIB fixed shaft; 상기 SEM용 고정샤프트의 대향면인 홀더부재의 후면과 상기 FIB시료고정홈이 형성된 상면이 만나는 모서리에 형성된 다수의 SEM시료고정홈을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 ＳＥＭ­ＦＩＢ 겸용 시료 홀더.SEMWFIW combined sample holder, characterized in that it comprises a plurality of SEM sample fixing grooves formed at the corner where the upper surface of the holder member which is the opposite surface of the SEM fixed shaft and the FIB sample fixing groove formed. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 FIB시료고정홈 및 SEM시료고정홈은 2.5mm의 크기와 깊이로 형성되는 것을 특징으로 하는 ＳＥＭ­ＦＩＢ 겸용 시료 홀더.The FIB sample fixing groove and the SEM sample fixing groove is a SEMWFIW combined sample holder, characterized in that formed with a size and depth of 2.5mm. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 FIB용 고정샤프트 및 SEM용 고정샤프트는 동일 직경으로 형성된 것을 특징으로 하는 ＳＥＭ­ＦＩＢ 겸용 시료 홀더.The fixed shaft for FIB and the fixed shaft for SEM are SEM MW FIX sample holder, characterized in that formed in the same diameter.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110246735A (en) * 2019-05-20 2019-09-17 北京工业大学 A kind of structure and preparation method and application method shifting micro-nano sample

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