KR20080075682A - Holder for mounting sample - Google Patents

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KR20080075682A KR1020070014932A KR20070014932A KR20080075682A KR 20080075682 A KR20080075682 A KR 20080075682A KR 1020070014932 A KR1020070014932 A KR 1020070014932A KR 20070014932 A KR20070014932 A KR 20070014932A KR 20080075682 A KR20080075682 A KR 20080075682A
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차종희
정은경
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삼성전자주식회사
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Abstract

A holder for mounting samples thereon is provided to firmly fix the sample on the holder, even when a strong external impact is applied on the sample, by forming a flat surface on a holder body. A holder for samples includes a holder body(110), first and second fixing tools(111,112), and a fastening bolt(113). The holder body has a mounting surface for the samples. The first fixing tool is fixed on one side of the holder body to fix the sample. The second fixing tool is fixed on the other side of the holder body and maintains a predetermined distance between the first and second fixing tools. The fastening bolt is installed on the second fixing tool, such that the sample, which is inserted into a gap between the first and second fixing tools, is fixed.

Description

시편 장착용 홀더{HOLDER FOR MOUNTING SAMPLE}Specimen Mount Holder {HOLDER FOR MOUNTING SAMPLE}

도 1은 종래 시편 장착용 홀더를 보인 평면도1 is a plan view showing a holder for a conventional specimen mounting

도 2는 본 발명에 따른 시편 장착용 홀더를 보인 사시도Figure 2 is a perspective view showing a holder for specimen mounting according to the present invention

도 3은 본 발명에 따른 시편 장착용 홀더를 보인 것으로, 시편의 고정 전 상태를 보인 평면도3 is a plan view showing a specimen mounting holder according to the present invention, a plan view showing a state before the specimen is fixed

도 4는 본 발명에 따른 시편 장착용 홀더를 보인 것으로, 시편의 고정 상태를 보인 평면도Figure 4 shows a specimen mounting holder according to the present invention, a plan view showing a fixed state of the specimen

*주요부분에 대한 도면부호* Drawing reference for the main part

100:시편 장착용 홀더100: holder for specimen mounting

110:홀더 본체110: The holder body

110a:편평한 면110a: flat surface

111:제 1 고정 툴111: first fixed tool

112:제 2 고정 툴112: second fixed tool

113:조임볼트113: Tightening bolt

G:간격G: interval

S:시편S: Specimen

본 발명은 시편 장착용 홀더에 관한 것으로, 특히 웨이퍼의 다수의 적층된 막질의 이상 유무를 분석 및 검증할 때 사용하는 시편을 지지하는 시편 장착용 홀더에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a specimen mounting holder, and more particularly, to a specimen mounting holder for supporting a specimen for use in analyzing and verifying abnormality of a plurality of stacked films of a wafer.

일반적으로 반도체소자 제조공정에 있어서 확산공정, 산화공정, 금속공정 등이 반복적으로 실시되고, 이에 따라 웨이퍼 상에는 다양한 종류의 재료, 예를 들면, Al, Ti, W 등의 금속막질, 질화막, 산화막 등의 절연막질 등이 적층되며, 그 제조공정 또한 복잡화, 미세화되어 가고 있다.In general, in the semiconductor device manufacturing process, a diffusion process, an oxidation process, a metal process, and the like are repeatedly performed. Accordingly, various kinds of materials such as Al, Ti, W, etc., metal films, nitride films, oxide films, and the like are repeatedly performed. The insulating film quality etc. are laminated | stacked, and the manufacturing process is also complicated and refined | miniaturized.

다수의 적층된 막질 가운데 일부 막질에 이상이 있는 경우, 후속공정에 의해서 형성되는 반도체 장치의 동작에 이상이 있을 수 있으므로, 이러한 이상 여부를 정확하고 효과적으로 분석, 검증하는 기술이 요구된다.In the case where there is an abnormality in some of the laminated films, there may be an error in the operation of the semiconductor device formed by a subsequent process. Therefore, a technique for accurately and effectively analyzing and verifying such an abnormality is required.

이러한 분석 및 검증을 위해, 투과전자 현미경(Transmission Electron Microscope: TEM)과 같은 설비를 사용하기도 하는데, 투과전자 현미경은 전자빔을 시료에 조사하여 투과된 전자빔으로 영상을 얻고 회절된 전자빔에서 얻어진 회절도형 (Diffraction Pattern)으로 상의 결정구조를 해석하는 장치이다.For such analysis and verification, a device such as a transmission electron microscope (TEM) may be used. The transmission electron microscope irradiates an electron beam onto a sample to obtain an image of the transmitted electron beam, and a diffraction diagram obtained from the diffracted electron beam ( Diffraction Pattern) is a device for analyzing phase crystal structure.

투과전자 현미경을 이용하여 막질을 분석하기 위해서는 먼저 적절한 시편을 제조하여야 하는데, 시편 제조방법은 이온 밀링법(Ion Milling: 노말 방식), 포커싱 이온 빔 법(Focusing Ion Beam: FIB)들이 일반적으로 알려져 있다.In order to analyze the membrane quality by transmission electron microscopy, appropriate specimens should be prepared first, and ion milling methods (normal method) and focusing ion beam methods (FIB) are generally known. .

이온 밀링법은 특정영역에 해당하지 않는 단면과 평면 시편을 제작하는 경우 에 주로 사용되고, 이에 반하여 포커싱 이온빔을 이용한 방법은 특정영역의 단면을 관찰하고자 하는 경우에 주로 사용된다.The ion milling method is mainly used to fabricate cross-sections and planar specimens that do not correspond to specific areas, while the method using focusing ion beams is mainly used to observe cross-sections of specific areas.

투과전자 현미경은 가속된 전자를 시편에 투과시켜 형성된 이미지로부터 시편에 대한 정보를 얻는 원리를 채용하고 있다.The transmission electron microscope adopts the principle of obtaining information about the specimen from the image formed by passing the accelerated electrons through the specimen.

시편은 전자빔이 투과할 수 있을 정도로 얇고, 긁힘이나 오염 등이 없어야 하는 등의 성질을 가진 최적의 시편이 준비되어야 하며 최근 투과전자 현미경용 시편준비의 중요성이 보다 강조되고 있다.Specimens are thin enough to transmit electron beams and should be prepared with optimal specimens with no scratches or contamination. Recently, the importance of specimen preparation for transmission electron microscopy is emphasized more.

투과전자 현미경을 이용하여 분석용 시편의 조건은 300㎸의 전자빔이 투과가 될 수 있도록 얇아야(단면두께 1㎛이하)하고, 분석하고자 하는 부분(Point)이 중심이 되도록 제작되어야 한다.The conditions of analytical specimens using a transmission electron microscope should be made thin so that an electron beam of 300 ㎸ can be transmitted (section thickness of 1 μm or less), and the point to be analyzed should be manufactured to be the center.

참고로, 포커싱 이온 빔을 이용한 투자전자 현미경 분석용 시편의 제작 공정을 간략하게 나타내면, 먼저 분석 포인트를 포함하는 기판을 2×3㎜(Size:3㎜기준)로 커팅→그라인딩(Grinding)→시편 보호막 증착(Deposition)→FIB 식각 공정을 수행한다.For reference, briefly illustrating the fabrication process of the specimen for investment electron microscope analysis using a focusing ion beam, first, cutting the substrate containing the analysis point to 2 × 3 mm (Size: 3 mm standard) → grinding → specimen The deposition of the protective film is performed by the FIB etching process.

도 1은 종래 시편 장착용 홀더를 보인 평면도이다.Figure 1 is a plan view showing a conventional specimen mounting holder.

종래 포커싱 이온 빔을 이용한 시편 장착용 홀더(10)에 있어서는, 제 1블럭(11)의 상면에 시편(도시하지 않음)이 놓이는 타원형의 안착 부(12)가 형성되어 있다. 제 2블럭(13)의 일 측에는 상기 안착 부(12)에 놓인 시편을 고정시키는 고정 툴(14)이 형성되어 있다. 제 1블럭(11)과 제 2블럭(12)은 조임 부(15)의 조절에 의해 밀착되고, 이때 제 2블럭(12)의 고정 툴(14)이 시편을 고정하도록 구성된다.In the specimen mounting holder 10 using a conventional focusing ion beam, an elliptical seating portion 12 in which a specimen (not shown) is placed on an upper surface of the first block 11 is formed. On one side of the second block 13, a fixing tool 14 for fixing the specimen placed on the seating portion 12 is formed. The first block 11 and the second block 12 are in close contact with each other by the adjustment of the tightening unit 15, and the fixing tool 14 of the second block 12 is configured to fix the specimen.

그러나, 종래 시편 장착용 홀더에 있어서는, 제 2블럭(13)의 고정 툴(14)이 움직이지 않고 고정되어 있으며, 제 1블럭(11)의 안착 부(12)의 폭(D)이, 대략 3㎜ 미만으로 일정하게 정해져 있기 때문에, 시편의 폭 또한 3㎜ 미만으로 한정될 수밖에 없었다.However, in the conventional specimen mounting holder, the fixing tool 14 of the second block 13 is fixed without moving, and the width D of the seating portion 12 of the first block 11 is approximately Since it is constantly determined to be less than 3 mm, the width of the specimen was also limited to less than 3 mm.

또한, 시편이 놓이는 안착 부의 형상이 타원형으로 형성되어 있기 때문에 시편을 수평으로 맞추기가 어려우며, 시편의 크기가 매우 작아 외부의 작은 충격에도 손쉽게 영향을 받아 깨지는 문제점이 있었다.In addition, since the shape of the seating portion on which the specimen is placed is formed in an oval shape, it is difficult to level the specimen horizontally, and the size of the specimen is so small that it is easily affected by external small impacts and thus is broken.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안하여 고안된 것으로, 본 발명이 이루고자 하는 과제는 분석 및 검증할 시편의 두께 및 폭의 제약을 받지 않아, 시편을 좀더 간편하고 견고하게 고정할 수 있고, 외부 충격에도 영향을 받지 않아 깨지지 않는 시편 장착용 홀더를 제공함에 있다.Therefore, the present invention has been devised in view of the above problems, and the problem to be achieved by the present invention is not limited by the thickness and width of the specimen to be analyzed and verified, and thus the specimen can be more easily and firmly fixed, and the external impact It is to provide a specimen mounting holder that is not affected by the unbreakable.

또, 홀더 본체의 평면이 편평하게 형성됨으로써, 시편의 수평을 맞추기 쉽고, 그라인딩 공정을 생략할 수 있기 때문에 시편 제작 시간을 대폭 단축할 수 있는 시편 장착용 홀더를 제공함에 있다.In addition, since the plane of the holder main body is flat, it is easy to level the specimen and the grinding step can be omitted, thereby providing a specimen mounting holder which can greatly shorten the specimen preparation time.

이와 같은 기술적 과제를 구현하기 위하여 본 발명에 따른 시편 장착용 홀더는 시편이 놓이는 면을 갖는 홀더 본체; 상기 시편을 지지할 수 있도록 상기 홀더 본체의 일 측에 고정되는 제 1 고정 툴; 상기 제 1 고정 툴과 대응되며 상기 제 1 고정 툴과 일정 간격을 유지하도록 상기 홀더 본체의 타 측에 고정되는 제 2 고정 툴; 및 상기 제 1 고정 툴과 상기 제 2 고정 툴 사이의 간격에 삽입되는 상기 시편을 고정할 수 있도록 상기 제 2 고정 툴에 설치되는 조임볼트를 포함한다.In order to implement the technical problem, the holder for specimen mounting according to the present invention comprises a holder body having a surface on which the specimen is placed; A first fixing tool fixed to one side of the holder body to support the specimen; A second fixing tool corresponding to the first fixing tool and fixed to the other side of the holder body to maintain a predetermined distance from the first fixing tool; And a tightening bolt installed on the second fixing tool to fix the specimen inserted into the gap between the first fixing tool and the second fixing tool.

상기 제 1 고정 툴과 상기 제 2 고정 툴 사이의 간격에 상기 시편이 놓일 때, 상기 홀더 본체의 상면은 편평하게 형성된다.When the specimen is placed in the gap between the first fixing tool and the second fixing tool, the upper surface of the holder body is formed flat.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 시편 장착용 홀더를 보인 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 시편 장착용 홀더를 보인 것으로, 시편의 고정 전 상태를 보인 평면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 시편 장착용 홀더를 보인 것으로, 시편의 고정 상태를 보인 평면도이다.Figure 2 is a perspective view showing a specimen mounting holder according to the present invention, Figure 3 is a view showing a specimen mounting holder according to the present invention, a plan view showing a state before fixing the specimen, Figure 4 is a specimen mounting according to the present invention It is the top view which showed the holder for the test piece, and showed the fixed state of the specimen.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 시편 장착용 홀더(100)는 시편 (Sample:S)이 놓이는 편평한 면(110a)을 갖는 홀더 본체(110)를 구비한다.2 to 4, the specimen mounting holder 100 according to the present invention includes a holder body 110 having a flat surface 110a on which a specimen S is placed.

상기 홀더 본체(110)의 일 측에는 상기 시편(S)을 지지할 수 있도록 상기 제 1 고정 툴(111)이 고정되어 있다.The first fixing tool 111 is fixed to one side of the holder main body 110 so as to support the specimen (S).

상기 홀더 본체(110)의 타 측에는 상기 제 1 고정 툴(111)과 대응되며 상기 제 1 고정 툴(111)과 일정 간격을 유지하는 제 2 고정 툴(112)이 고정되어 있다.A second fixing tool 112 corresponding to the first fixing tool 111 and maintaining a predetermined distance from the first fixing tool 111 is fixed to the other side of the holder body 110.

상기 제 1 고정 툴(111)과 상기 제 2 고정 툴(112) 사이의 간격(G)에 삽입되는 상기 시편(S)을 고정할 수 있도록 상기 제 2 고정 툴(112)에 조임볼트(113)가 설치되어 있다. 여기서, 제 1 고정 툴(111)과 상기 제 2 고정 툴(112)은 알루미늄으로 제조될 수도 있다.Fastening bolts 113 to the second fixing tool 112 to fix the specimen S inserted into the gap G between the first fixing tool 111 and the second fixing tool 112. Is installed. Here, the first fixing tool 111 and the second fixing tool 112 may be made of aluminum.

참고로, 전술한 바와 같이, 웨이퍼의 다수의 적층된 막질 가운데 일부 막질에 이상이 있는 경우, 후속공정에 의해서 형성되는 반도체 장치의 동작에 이상이 있을 수 있기 때문에, 이러한 이상 여부를 정확하고 효과적으로 분석, 검증하는 기술이 요구된다. 이러한 분석 및 검증을 위해, 투과전자 현미경(Transmission Electron Microscope: TEM)과 같은 설비를 사용하기도 하는데, 투과전자 현미경은 전자빔을 시료에 조사하여 투과된 전자빔으로 영상을 얻고 회절된 전자빔에서 얻어진 회절도형(Diffraction Pattern)으로 상의 결정구조를 해석한다. 이때, 투과전자 현미경을 이용하여 막질을 분석하기 위해서는 먼저 적절하게 제조된 시편을 시편 장착용 홀더에 안착시켜야 한다.For reference, as described above, when there is an abnormality in some of the plurality of laminated films of the wafer, there may be an error in the operation of the semiconductor device formed by a subsequent process, and thus an accurate and effective analysis of such an abnormality In other words, verification techniques are required. For such analysis and verification, a device such as a transmission electron microscope (TEM) may be used. The transmission electron microscope irradiates an electron beam onto a sample to obtain an image of the transmitted electron beam, and a diffraction diagram obtained from the diffracted electron beam ( Analyze the crystal structure of the phase with a diffraction pattern. In this case, in order to analyze the membrane quality by using a transmission electron microscope, a properly prepared specimen should first be seated on a specimen mounting holder.

본 발명에 따른 시편 장착용 홀더(100)에 있어서는, 제 1 고정 툴(111)과 제 2 고정 툴(112) 사이에 형성된 간격(G)에 시편(S)을 삽입하고, 조임볼트(113)를 조여 시편(S)를 고정한다. 이때 제 1 고정 툴(111)과 제 2 고정 툴(112) 양쪽이 개방되어 있기 때문에 시편(S)의 두께 및 폭의 제약을 받지 않는다.In the specimen mounting holder 100 according to the present invention, the specimen (S) is inserted into the gap (G) formed between the first fixing tool 111 and the second fixing tool 112, the tightening bolt 113 Tighten to secure the specimen (S). At this time, since both the first fixing tool 111 and the second fixing tool 112 are open, the thickness and width of the specimen S are not limited.

종래에는 시편을 제작함에 있어서, 시편의 두께 및 폭의 제약을 받기 때문에, 밀링작업을 한 후에 그리인딩 공정을 수행하였으나, 본 발명에 따른 시편 장착용 홀더(100)에 있어서는, 옴니프러브(Omniprobe)로 그라인딩 공정을 생략할 수 있기 때문에 시편 제작시간을 대폭 단축할 수 있다.Conventionally, in manufacturing the specimen, since the thickness and width of the specimen are restricted, the grinding process was performed after milling, but in the specimen mounting holder 100 according to the present invention, the omniprobe ( Omniprobe eliminates the grinding process, greatly reducing specimen fabrication time.

또, 본 발명에 따른 시편 장착용 홀더(100)에 있어서는, 제 1 고정 툴(111)과 제 2 고정 툴(112) 사이의 간격(G)에 삽입된 시편(S)을 조임볼트(113)를 조여 고정하기 때문에 시편(S)을 좀더 간편하고 견고하게 고정할 수 있고, 외부 충격에 도 영향을 받지 않는다. 그리고, 홀더 본체(110)의 평면(110a)이 편평하게 형성됨으로써, 시편(S)의 수평을 맞추기 쉽다.In the specimen mounting holder 100 according to the present invention, the clamping bolt 113 is inserted into the specimen S inserted into the gap G between the first fixing tool 111 and the second fixing tool 112. Tightening and fixing the specimen (S) can be fixed more easily and firmly, and is not affected by external impact. And since the plane 110a of the holder main body 110 is formed flat, it is easy to level the test piece S.

또, 종래에는 단면 커팅 공정 시에 플랜 뷰(Plan View)를 분석하고자 할 때 시료 내 막질간 특성 차이로 인하여 에칭 시 단차가 생기는 문제점이 발생하였고, 디캡(Decap) 위치 확인이 불가능하였으나, 본 발명에 따른 시편 장착용 홀더(100)에 있어서는, 플랜 뷰(Plan View)를 분석하고자 할 때 에칭 시 단차가 생기는 문제점을 해소하고 정확한 분석 포인트를 확인 가능하다.In addition, in the past, when the plan view during the cross-sectional cutting process (Plan View) to analyze the problem due to the step difference due to the difference between the characteristics of the film in the sample occurred, the decap (Decap) location was not confirmed, but the present invention In the specimen mounting holder 100 according to the present invention, when the plan view (Plan View) to try to solve the problem that occurs when the step is etched, it is possible to confirm the exact analysis point.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 권리 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라, 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.As described above, in the detailed description of the present invention has been described with respect to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications can be made without departing from the scope of the present invention Of course. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the claims below, but also by the equivalents of the claims.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 시편의 두께 및 폭의 제약을 받지 않는다.As described above, according to the present invention, the thickness and width of the specimen are not limited.

또, 시편을 좀더 간편하고 견고하게 고정할 수 있고, 외부 충격에도 영향을 받지 않는다.In addition, the specimen can be fixed more easily and firmly, and is not affected by external impact.

또, 홀더 본체의 평면이 편평하게 형성됨으로써, 시편의 수평을 맞추기 쉽다.Moreover, since the plane of a holder main body is formed flat, it is easy to level a specimen.

또, 그라인딩 공정을 생략할 수 있기 때문에 시편 제작 시간을 대폭 단축할 수 있다.In addition, since the grinding step can be omitted, the specimen preparation time can be significantly shortened.

또, 플랜 뷰(Plan View)를 분석하고자 에칭 시 단차가 생기는 문제점을 해소하고 정확한 분석 포인트를 확인 가능하다.In addition, in order to analyze the plan view (Plan View) to eliminate the problem of the step when etching, it is possible to confirm the exact analysis point.

Claims (2)

시편이 놓이는 면을 갖는 홀더 본체;A holder body having a surface on which the specimen is placed; 상기 시편을 지지할 수 있도록 상기 홀더 본체의 일 측에 고정되는 제 1 고정 툴;A first fixing tool fixed to one side of the holder body to support the specimen; 상기 제 1 고정 툴과 대응되며 상기 제 1 고정 툴과 일정 간격을 유지하도록 상기 홀더 본체의 타 측에 고정되는 제 2 고정 툴; 및A second fixing tool corresponding to the first fixing tool and fixed to the other side of the holder body to maintain a predetermined distance from the first fixing tool; And 상기 제 1 고정 툴과 상기 제 2 고정 툴 사이의 간격에 삽입되는 상기 시편을 고정할 수 있도록 상기 제 2 고정 툴에 설치되는 조임볼트를 포함하는 포커싱 이온 빔을 이용한 시편 장착용 홀더.A holder for mounting a specimen using a focusing ion beam comprising a fastening bolt installed in the second fixing tool to fix the specimen inserted in the gap between the first fixing tool and the second fixing tool. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 고정 툴과 상기 제 2 고정 툴 사이의 간격에 상기 시편이 놓일 때, 상기 홀더 본체의 상면은 편평한 면인 것을 특징으로 하는 포커싱 이온 빔을 이용한 시편 장착용 홀더.When the specimen is placed in the interval between the first fixing tool and the second fixing tool, the upper surface of the holder body is a specimen mounting holder using a focusing ion beam, characterized in that the flat surface.
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