KR20080076044A - Holder for mounting sample - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명에 따른 시편 홀더를 보인 사시도1 is a perspective view showing a specimen holder according to the present invention
도 2는 도 1의 평면도2 is a plan view of FIG. 1
도 3은 도 1의 I-I선 단면도3 is a cross-sectional view taken along the line I-I of FIG.
도 4는 본 발명에 따른 시편 홀더의 요부 확대도Figure 4 is an enlarged view of the main portion of the specimen holder according to the present invention
*주요부분에 대한 도면부호* Drawing reference for the main part
100 : 시편 홀더100: specimen holder
110 : 아암110: arm
111 : 시편 장착함111: specimen mounting box
112 : 로드112: load
113 : 슬라이드 공113: Slide Ball
114 : 장착공114: mounting hole
115 : 방향 안내자115: direction guide
120 : 홀더 본체120 holder body
130 : 기울기 조절유닛130: tilt control unit
131 : 마그네틱 볼131: Magnetic Ball
132 : 전자 제어부132: electronic control unit
140 : 위치 조절유닛140: position adjustment unit
141 : 전자기력 라인141: electromagnetic force lines
142 : 자성체142: magnetic material
143 : 전자 제어부143: electronic control unit
151 : 가이드 홈151: Guide Home
152 : 가이드 레일152: guide rail
153 : 가이드 돌기153: Guide protrusion
S : 시편S: Psalm
본 발명은 시편 홀더에 관한 것으로, 특히 투과 전자 현미경 분석에 있어서 웨이퍼의 다수의 적층된 막질의 이상 유무를 분석 및 검증할 때 시편을 지지하는 시편 홀더에 관한 것이다.The present invention relates to a specimen holder, and more particularly, to a specimen holder for supporting a specimen when analyzing and verifying abnormality of a plurality of laminated films of a wafer in transmission electron microscopic analysis.
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 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 that analyzes the 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 경우에 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, whereas the method using focusing ion beams is mainly used to observe the cross-sections of specific areas.
투과전자 현미경은 가속된 전자를 시편에 투과시켜 형성된 이미지로부터 시편에 대한 정보를 얻는 원리를 채용하고 있으며, 시편의 분석 및 검증 과정에서 시편은 시편 홀더에 의해 지지 된 상태를 유지한다.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. During the analysis and verification of the specimen, the specimen is supported by the specimen holder.
종래 시편 홀더의 구성을 살펴보면, 본체의 전방에 프레임이 형성되고, 상기 프레임 안에는 시편 장착함이 회동 가능하게 힌지 결합되어 있다. 상기 시편 장착함은 본체에 연결된 시편 기울임 장치와 여러 개의 기어로 연결되어 있다.Looking at the configuration of a conventional specimen holder, a frame is formed in front of the body, the specimen mounting box is hinged rotatably in the frame. The specimen mounting box is connected to the specimen tilting device connected to the main body by a plurality of gears.
이와 같이 구성된 종래 시편 홀더에 있어서는, 전자빔의 조사방향에 시편을 정확하게 맞추기 위하여 시편의 기울기(Tilting)를 조절하고자 할 경우, 시편 기울임 장치가 구동하여 기어를 회전시키면, 시편 장착함이 힌지를 중심으로 기울어지 며, 이때 시편 장착함에 장착된 시편이 적절한 기울기로 조절된다.In the conventional specimen holder configured as described above, in order to adjust the tilting of the specimen in order to accurately align the specimen in the irradiation direction of the electron beam, when the specimen tilting device is driven to rotate the gear, the specimen mounting centers on the hinge. It is tilted and the specimen mounted in the specimen holder is adjusted to the appropriate tilt.
그러나, 이와 같이 구성된 종래 시편 홀더의 경우에는 기어 부분이 매우 취약하기 때문에, 분석 및 검증하고자 하는 시편을 시편 장착함 내에 장착한 후에, 상기 시편이 시편 장착함 외부로 이탈되지 않도록 시편 고정용 클립을 나사 체결하는 과정에서 또는 외부의 작은 충격에 의해 상기 기어 연결부분이 자주 파손되는 문제점이 발생하고 있다.However, in the case of the conventional specimen holder configured as described above, since the gear part is very fragile, after the specimen to be analyzed and verified is mounted in the specimen holder, the specimen fixing clip is prevented from being separated out of the specimen holder. There is a problem in that the gear connecting portion is often broken by a screw fastening process or by an external small impact.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안하여 고안된 것으로, 본 발명이 이루고자 하는 과제는 시편을 분석 및 검증하는 과정 중에 그리고 외부의 충격에 영향을 받지 않고 손쉽게 파손되지 않는 시편 홀더를 제공함에 있다.Accordingly, the present invention has been devised in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a specimen holder that is not easily damaged during the analysis and verification of the specimen and is not affected by external impact.
또, 본 발명의 다른 과제는 여러 개의 시편을 장착할 수 있어 시편의 분석 및 검증을 신속히 수행할 수 있는 시편 홀더를 제공함에 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a specimen holder that can be equipped with a plurality of specimens to quickly perform analysis and verification of the specimen.
이와 같은 기술적 과제를 구현하기 위하여 본 발명에 따른 시편 홀더는 복수 개의 시편 장착함이 장착되는 아암; 로드를 통해 상기 아암과 연결되는 홀더 본체; 상기 아암의 기울기가 조절되도록 상기 홀더 본체 내부에 설치되는 기울기 조절유닛; 및 상기 시편 장착함의 위치를 조절하는 위치 조절유닛을 포함한다.In order to implement the above technical problem, the specimen holder according to the present invention includes an arm to which a plurality of specimen mounting boxes are mounted; A holder body connected to the arm through a rod; An inclination adjustment unit installed inside the holder body to adjust the inclination of the arm; And a position adjusting unit for adjusting the position of the specimen mounting box.
상기 아암의 내 측면에 가이드 홈을 갖는 가이드 레일이 형성되고, 상기 가이드 홈에 끼워지도록 상기 장착함의 양쪽 측면에 가이드 돌기가 형성될 수 있다.Guide rails having guide grooves are formed on an inner side of the arm, and guide protrusions may be formed on both sides of the mounting box to be fitted into the guide grooves.
상기 기울기 조절유닛은 상기 로드의 끝단에 형성되는 마그네틱 볼; 및 상기 마그네틱 볼을 전자적으로 회전시키는 전자 제어부로 구성될 수 있다.The inclination control unit is a magnetic ball formed at the end of the rod; And an electronic controller for electronically rotating the magnetic ball.
상기 위치 조절유닛은 상기 아암과 로드와 홀더 본체에 걸쳐 배선되는 전자기력선; 상기 전자기력 라인과 상응하도록 상기 시편 장착함의 양쪽에 설치되는 자성체; 및 상기 전자기력 라인의 작동을 제어하는 전자 제어부로 구성될 수 있다.The position adjusting unit includes an electromagnetic force line wired over the arm, the rod and the holder body; Magnetic bodies installed on both sides of the specimen mounting box so as to correspond to the electromagnetic force lines; And an electronic controller for controlling the operation of the electromagnetic force line.
상기 시편 장착함의 상면 중 상기 시편이 장착되는 장착 공의 주변에는 방향 안내자가 구비된다.Directional guides are provided around the mounting hole on which the specimen is mounted among the upper surfaces of the specimen mounting box.
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 1은 본 발명에 따른 시편 홀더를 보인 사시도이고, 도 2는 도 1의 평면도1 is a perspective view showing a specimen holder according to the present invention, Figure 2 is a plan view of FIG.
도 3은 도 1의 I-I선 단면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 시편 홀더의 요부 확대도이다.3 is a cross-sectional view taken along line II of FIG. 1, and FIG. 4 is an enlarged view illustrating main parts of the specimen holder according to the present invention.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 시편 홀더(100)는 복수 개의 시편 장착함(111)이 장착되는 아암(110)을 구비한다.1 to 4, the
아암(110)은 로드(112)를 통해서 홀더 본체(120)에 연결된다. 상기 홀더 본체(120) 내부 일 측에는 상기 아암(110)의 기울기를 조절하는 기울기 조절유닛(130)이 구비된다.
상기 홀더 본체(120) 내부 타 측에는 상기 시편 장착함(111)의 위치를 조절하는 위치 조절유닛(140)이 구비된다.The other side inside the
상기 아암(110)의 중간에는 시편 장착함(111)이 삽입되는 슬라이드 공(113)이 형성되어 있다.In the middle of the
상기 슬라이드 공(113)의 내주 면에는 가이드 홈(151)을 갖는 가이드 레일(152)이 형성되어 있고, 이와 상응하도록 상기 시편 장착함(111)의 양쪽에는 가이드 돌기(153)가 형성되어 있다.
가이드 돌기(153)가 가이드 레일(152)의 가이드 홈(151)에 삽입됨으로써 시편 장착함(111)이 슬라이드 공(113)을 따라 아암(110)의 길이 방향으로 이동될 수 있게 된다.As the
기울기 조절유닛(130)은 상기 로드(112)의 끝단에 형성되는 마그네틱 볼(131)과, 상기 마그네틱 볼(131)을 전자적으로 회전시키는 전자 제어부(132)로 구성된다.The
마그네틱 볼(131)은 홀더 본체(120)에 회전 가능하게 설치되어 있으며, 전자 제어부(132)에 의해서 홀더 본체(120)를 기준으로 소정 각도로 회동되도록 구성되어 있다.The
마그네틱 볼(131)은 자기력을 발생시키는 전자 제어부(132)에 의해서 도면상 상부 또는 하부로 회동되고 이때, 아암(110)의 기울기가 마그네틱 볼(131)을 기준으로 조절된다.The
상기 위치 조절유닛(140)은 상기 아암(110)과 로드(112)와 홀더 본체(120)에 걸쳐 배선되는 전자기력 라인(141), 상기 전자기력 라인(141)과 상응하도록 상기 시편 장착함(111)의 양쪽에 설치되는 자성체(142), 및 상기 전자기력 라인(141)의 작동을 제어하는 전자 제어부(143)로 구성된다.The
전자기력 라인(141)에 연결된 전자 제어부(143)는 특정위치의 자기력 선(141)에서 전자기력을 발생시키면, 이때 발생하는 전자기력에 의해 자성체(142)의 위치가 고정됨으로써 시편 장착함(111)의 위치가 조절되는 것이다.When the
상기 시편 장착함(111)의 상면 중 상기 시편(S)이 장착되는 장착 공(114)의 주변에 방향 안내자(115)가 구비된다. 여기서, 방향 안내자(115)는 시편 장착함(11)에 직접 인쇄될 수 있고, 눈금이 인쇄된 별도의 부재가 시편의 장착함(111)에 부착될 수도 있다.The
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 시편 홀더의 작용 효과를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Referring to the effect of the specimen holder according to the present invention configured as described in detail as follows.
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, 검증하기 위하여 투과전자 현미경(Transmission Electron Microscope: TEM)과 같은 설비를 사용한다.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, so that such abnormalities can be accurately and effectively analyzed and verified. For example, a device such as a transmission electron microscope (TEM) is used.
이때, 전자빔을 시료에 조사하여 투과된 전자빔으로 영상을 얻고 회절된 전자빔에서 얻어진 회절도형(Diffraction Pattern)으로 결정구조를 해석하기 위해 시편을 각 시편 장착함(111) 내에 안착시킨다.At this time, the specimen is mounted in each specimen mounting 111 to analyze the crystal structure by diffraction pattern obtained from the diffracted electron beam by obtaining an image with the electron beam transmitted through the electron beam.
전자 제어부(143)가 특정위치의 자기력 선(141)에서 전자기력을 발생시키면, 자기력 선(141)에서 발생하는 자력에 의해 자성체(142)가 내장된 시편 장착함(111)이 적정한 위치로 이동된다. 이때, 가이드 돌기(153)가 가이드 홈(151)에 끼워져 있기 때문에 시편 장착함(111)은 원활하게 슬라이드 이동된다.When the
투과전자 현미경의 전자빔이 적절한 각도로 시료에 조사되도록 시편(S)의 기 울기를 조절해야 하는바, 전자 제어부(132)는 전자적인 작동으로 마그네틱 볼(131)을 적절한 각도로 회동시킨다. 이때, 로드(112)를 통해 마그네틱 볼(131)과 아암(110)의 기울기가 조절되고, 이로써 아암(110)에 장착된 시편 장착함(111)의 기울기도 조절됨으로써, 시편(S)의 기울기가 조절되는 것이다.It is necessary to adjust the tilt of the specimen S so that the electron beam of the transmission electron microscope is irradiated to the sample at an appropriate angle. The
한편, 전술한 바와 같이 투과전자 현미경은 전자빔을 시료(S)에 조사하여 투과된 전자빔으로 영상을 얻고 회절된 전자빔에서 얻어진 회절도형 (Diffraction Pattern)으로 결정구조를 해석한다.On the other hand, as described above, the transmission electron microscope irradiates the electron beam to the sample (S) to obtain an image with the transmitted electron beam, and analyzes the crystal structure with a diffraction pattern obtained from the diffracted electron beam.
따라서, 본 발명에 따른 시편 홀더(100)에 있어서는, 시편 장착함(111)의 상면 중 시편(S)이 장착되는 장착 공(114)의 주변에 방향 안내자(115)가 형성됨으로써, 시편의 분석 및 검증 작업의 편의성을 도모할 수 있다.Therefore, in the
즉, 배율에 따른 불가피한 TEM 이미지 회전에 대하여 처음 시편을 장착할 당시에 방향 안내자(115)의 도움을 받아 장착방향을 기억해 두었다가, 실제 TEM분석 후의 이미지 상태를 비교해 볼 수 있다. 이를 통해 배율이 변화해도 동일한 각도의 정립상이 얻어지는 시편 위치를 쉽게 파악할 수 있다.That is, with respect to the inevitable TEM image rotation according to the magnification, the mounting direction is memorized with the help of the
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, 여러 개의 시편을 장착할 수 있기 때문에 시편 분석 및 검증을 신속하게 수행할 수 있다.As described above, according to the present invention, since a plurality of specimens can be mounted, specimen analysis and verification can be performed quickly.
또, 아암과 홀더 본체의 연결구조가 단순하고 견고하기 때문에 시편 분석 및 검증 과정 중에 그리고 외부의 충격에 영향을 받지 않고 손쉽게 파손되지 않는다.In addition, the connection structure between the arm and the holder body is simple and robust, so it is not easily damaged during specimen analysis and verification and without being affected by external impacts.
Claims (5)
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20180089469A (en) * | 2016-02-03 | 2018-08-08 | 가부시키가이샤 히다치 하이테크놀로지즈 | Sample holder, ion milling device, sample processing method, sample observation method, and sample processing and observation method |
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KR20210154531A (en) * | 2020-06-12 | 2021-12-21 | 고려대학교 산학협력단 | Rotating apparatus of specimen |
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- 2007-02-14 KR KR1020070015459A patent/KR20080076044A/en not_active Application Discontinuation
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