KR20220127033A - method of fabricating and analyzing of specimen structure for secondary ion mass spectrometry equipment - Google Patents

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KR20220127033A KR1020210031538A KR20210031538A KR20220127033A KR 20220127033 A KR20220127033 A KR 20220127033A KR 1020210031538 A KR1020210031538 A KR 1020210031538A KR 20210031538 A KR20210031538 A KR 20210031538A KR 20220127033 A KR20220127033 A KR 20220127033A
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Abstract

A method of fabricating and analyzing a specimen structure for secondary ion mass spectrometry equipment is provided to prevent the generation of spark. The method of fabricating and analyzing a specimen structure for secondary ion mass spectrometry equipment includes a step for preparing a substrate and an analysis specimen, a step for securing the analysis specimen on the substrate, a step for arranging a dummy specimen on the substrate to be close to the analysis specimen and fabricating a specimen structure, and a step for analyzing secondary ion mass of the analysis specimen by irradiating the specimen structure with a primary ion beam.

Description

2차 이온 질량 분석 장비의 시편 구조체 제조 및 분석 방법 {method of fabricating and analyzing of specimen structure for secondary ion mass spectrometry equipment}Method of fabricating and analyzing of specimen structure for secondary ion mass spectrometry equipment

본 발명은 2차 이온 질량 분석 장비의 시편 구조체 제조 및 분석 방법에 관련된 것으로 보다 상세하게는, 기판 상의 분석 시편에 인접하도록 더미 시편이 배치된 것을 포함하는 시편 구조체의 제조 및 분석 방법에 관련된 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing and analyzing a specimen structure of a secondary ion mass spectrometry device, and more particularly, to a method for manufacturing and analyzing a specimen structure including disposing a dummy specimen adjacent to an analysis specimen on a substrate.

2차 이온 질량 분석(secondary ion mass spectrometry, SIMS) 장비는, 고 에너지의 1차 이온을 고체 상태의 분석 시편의 표면과 충돌시켜, 분석 시편의 표면에서 방출되는 2차 이온을, 질량 분석기를 이용하여, 분석 시편의 구성 원소, 및 농도를 분석하는 장비이다. Secondary ion mass spectrometry (SIMS) equipment collides high-energy primary ions with the surface of a solid-state analysis specimen, and uses a mass spectrometer to collect secondary ions emitted from the surface of the analysis specimen. Therefore, it is an equipment for analyzing the constituent elements and concentration of the analysis specimen.

그리고, 2차 이온 질량 분석 장비는, 1차 이온을 발생시키는 1차 이온 빔의 크기를 수 pm ~ 수 nm까지 제어할 수 있어, 반도체와 같은 미세구조를 가진 시편 표면의 미량의 원소 분석에 활용될 수 있다.In addition, the secondary ion mass spectrometry equipment can control the size of the primary ion beam that generates primary ions from several pm to several nm, so it is used for analysis of trace elements on the surface of a specimen having a microstructure such as a semiconductor. can be

활용분야가 증가함에 따라, 다양한 2차 이온 질량 분석 장비가 연구되고 있다. 예를 들어, 대한민국 등록특허 10-1819534 에는, 이차 질량 분석 장비에 있어서, 가스 공급부, 상기 가스 공급부로부터 제공되는 가스를 이온화하여 일차 이온을 생성하고 상기 일차 이온을 시료에 제공하는 이온화 소스, 및 상기 일차 이온에 의해 상기 시료로부터 생성된 이차 이온을 검출하여 상기 시료의 질량을 분석하는 질량 분석부를 포함하고, 상기 이온화 소스는, 상기 가스가 제공되는 노즐 전극들, 상기 노즐 전극들 사이에 배치되고, 상기 노즐 전극들 내의 상기 가스를 이온화하는 전자들을 방출하는 필라멘트 전극, 상기 노즐 전극들 외부에 배치된 접지 전극, 및 상기 접지 전극과 상기 노즐 전극들 사이에 배치되고 상기 이온화된 가스를 상기 접지 전극 방향으로 추출하는 추출 전극을 포함하고, 상기 추출 전극은, 상기 노즐 전극들의 외부로부터 내부로 연장하는 추출 테일을 갖고, 상기 노즐 전극들은, 상기 필라멘트 전극의 일측에 배치된 제 1 노즐 전극, 및 상기 필라멘트 전극의 타측에 배치된 제 2 노즐 전극을 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 노즐 전극들은 상기 필라멘트 전극 내의 제 1 및 제 2 커버 테일들을 각각 포함하는 이차이온 질량분석기를 개시하고 있다.As the field of application increases, various secondary ion mass spectrometry equipment is being studied. For example, in Republic of Korea Patent No. 10-1819534, in the secondary mass spectrometry equipment, a gas supply unit, an ionization source for generating primary ions by ionizing the gas provided from the gas supply unit and providing the primary ions to a sample, and the and a mass analyzer configured to analyze a mass of the sample by detecting secondary ions generated from the sample by primary ions, wherein the ionization source is disposed between nozzle electrodes to which the gas is provided and the nozzle electrodes, A filament electrode emitting electrons that ionize the gas in the nozzle electrodes, a ground electrode disposed outside the nozzle electrodes, and a ground electrode disposed between the ground electrode and the nozzle electrodes and directing the ionized gas toward the ground electrode and an extraction electrode for extracting with a, wherein the extraction electrode has an extraction tail extending from the outside to the inside of the nozzle electrodes, wherein the nozzle electrodes include a first nozzle electrode disposed on one side of the filament electrode, and the filament Disclosed is a secondary ion mass spectrometer comprising a second nozzle electrode disposed on the other side of the electrode, wherein the first and second nozzle electrodes include first and second cover tails in the filament electrode, respectively.

본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 스파크(spark) 발생이 방지된 2차 이온 질량 분석 장비의 시편 구조체 제조 및 분석 방법을 제공하는 데 있다.One technical problem to be solved by the present invention is to provide a method for manufacturing and analyzing a specimen structure of a secondary ion mass spectrometry device in which spark generation is prevented.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 2차 이온 질량 분석이 용의한 2차 이온 질량 분석 장비의 시편 구조체 제조 및 분석 방법을 제공하는 데 있다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a method for manufacturing and analyzing a specimen structure of a secondary ion mass spectrometry device that is readily available for secondary ion mass spectrometry.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 제조 공정 비용이 절감된 2차 이온 질량 분석 장비의 시편 구조체 제조 및 분석 방법을 제공하는 데 있다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a method for manufacturing and analyzing a specimen structure of a secondary ion mass spectrometry device with reduced manufacturing process cost.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 제조 시간이 단축된 2차 이온 질량 분석 장비의 시편 구조체 제조 및 분석 방법을 제공하는 데 있다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a method for manufacturing and analyzing a specimen structure of a secondary ion mass spectrometry device having a reduced manufacturing time.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 대량 생산에 용이한 2차 이온 질량 분석 장비의 시편 구조체 제조 및 분석 방법을 제공하는 데 있다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a method for preparing and analyzing a specimen structure of a secondary ion mass spectrometer that is easy to mass-produce.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다.The technical problem to be solved by the present invention is not limited to the above.

상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 2차 이온 질량 분석 장비의 시편 구조체 제조 및 분석 방법을 제공한다.In order to solve the above technical problem, the present invention provides a method for manufacturing and analyzing a specimen structure of a secondary ion mass spectrometer.

일 실시 예에 따르면, 상기 시편 구조체의 제조 및 분석 방법은, 기판 및 분석 시편을 준비하는 단계, 상기 기판 상에 상기 분석 시편을 고정시키는 단계, 상기 분석 시편에 인접하도록 더미 시편을 상기 기판 상에 배치하여 시편 구조체를 제조하는 단계, 및 상기 시편 구조체에 1차 이온 빔을 조사하여 상기 분석 시편의 2차 이온의 질량을 분석하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the method for manufacturing and analyzing the specimen structure includes preparing a substrate and an analysis specimen, fixing the analysis specimen on the substrate, and placing a dummy specimen on the substrate to be adjacent to the analysis specimen. disposing to prepare a specimen structure, and irradiating the specimen structure with a primary ion beam to analyze the mass of secondary ions of the analysis specimen.

일 실시 예에 따르면, 상기 시편 구조체 상에, 프론트 메쉬(front mesh)가 제공되고, 상기 프론트 메쉬는, 상기 시편 구조체에 상기 1차 이온 빔 조사 시, 선택적으로, 상기 시편 구조체가 배치된 영역에만 상기 1차 이온 빔이 조사되도록 유도하는 마스크(mask)이고, 상기 프론트 메쉬는, 복수의 홀을 갖는 원판인 것을 포함할 수 있다.According to an embodiment, a front mesh is provided on the specimen structure, and the front mesh is selectively disposed only in an area where the specimen structure is disposed when the primary ion beam is irradiated to the specimen structure. It may be a mask for guiding the primary ion beam to be irradiated, and the front mesh may include a disk having a plurality of holes.

일 실시 예에 따르면, 상기 시편 구조체의 상기 분석 시편이, 상기 프론트 메쉬의 상기 복수의 상기 홀 중에서 어느 하나의 홀에 의해 노출되는 것을 포함하고, 상기 시편 구조체의 하부에, 디스크(disk)가 제공되고, 상기 디스크는, 상기 디스크 상에, 상기 시편 구조체를 고정시키는 지지체이고, 상기 시편 구조체가, 상기 디스크, 및 상기 프론트 메쉬 사이에 배치되는 것을 포함할 수 있다.According to an embodiment, the analysis specimen of the specimen structure is exposed by any one of the plurality of holes of the front mesh, and a disk is provided under the specimen structure. and, the disk is a support for fixing the specimen structure on the disk, and the specimen structure may include disposed between the disk and the front mesh.

일 실시 예에 따르면, 상기 시편 구조체에서, 상기 기판의 중심부 상에 배치된 상기 분석 시편은, 복수의 측벽을 갖고, 상기 분석 시편의 복수의 상기 측벽에 인접하게, 복수의 상기 더미 시편이 배치되는 것을 포함하고, 복수의 상기 더미 시편이, 상기 프론트 메쉬를 지지하는 것을 포함할 수 있다.According to an embodiment, in the specimen structure, the analysis specimen disposed on the central portion of the substrate has a plurality of sidewalls, and a plurality of the dummy specimens are disposed adjacent to the plurality of sidewalls of the analysis specimen. Including that, the plurality of dummy specimens may include supporting the front mesh.

일 실시 예에 따르면, 상기 프론트 메쉬의 상기 홀의 직경이, h로 정의되고, 상기 기판의 상부면에 평행한 방향으로, 상기 분석 시편의 폭이 a로 정의되고, 복수의 상기 더미 시편의 폭이 b1 ~ bn (n은 1 초과의 자연수)로 정의되고, 상기 분석 시편, 및 상기 더미 시편의 사이 간격이 c1 ~ c2 정의되고, 복수의 상기 더미 시편의 사이 간격이 dn-2 ~ dn-1로 정의되고, 상기 a, 상기 b1 ~ bn, 상기 c1 ~ c2, 및 상기 dn-2 ~ dn-1의 합이, 아래의 <수학식 1>을 만족하는 것을 포함할 수 있다.According to an embodiment, the diameter of the hole of the front mesh is defined as h, the width of the analysis specimen in a direction parallel to the upper surface of the substrate is defined as a, and the width of the plurality of dummy specimens is defined as a. b 1 to b n (n is a natural number greater than 1), a spacing between the analysis specimen and the dummy specimen is defined as c 1 to c 2 , and an interval between a plurality of the dummy specimens is d n-2 to dn-1 , and the sum of a, b 1 to b n , c 1 to c 2 , and d n-2 to d n-1 satisfies the following <Equation 1> may include

<수학식 1> <Equation 1>

h < a + (b1 + b2 + ··· + bn) + (c1 + c2) + (dn-2 + ··· + dn-1)h < a + (b 1 + b 2 + ... + b n ) + (c 1 + c 2 ) + (d n-2 + ... + d n-1 )

일 실시 예에 따르면, 상기 기판의 상부면에 평행한 방향으로, 상기 c1, 및 c2는 아래의 <수학식 2>를 만족하는 것을 포함하고, 상기 더미 시편의 두께는, 상기 분석 시편과 동일한 것을 포함할 수 있다.According to an embodiment, in a direction parallel to the upper surface of the substrate, c 1 , and c 2 include satisfying Equation 2 below, and the thickness of the dummy specimen is equal to that of the analysis specimen. may contain the same.

<수학식 2> <Equation 2>

0 < c1, c2 < (h x 0.01um)0 < c 1 , c 2 < (hx 0.01um)

일 실시 예에 따르면, 상기 시편 구조체에 상기 1차 이온 빔을 조사하여, 상기 분석 시편의 상기 2차 이온의 질량을 분석하는 단계에서, 상기 1차 이온 빔은, O2, Ar, 또는 Cs 이온 빔 중에서, 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 포함할 수 있다. According to an embodiment, in the step of irradiating the primary ion beam to the specimen structure to analyze the mass of the secondary ions of the analysis specimen, the primary ion beam is O 2 , Ar, or Cs ions Among the beams, it may include at least one including one.

일 실시 예에 따르면, 상기 더미 시편은, 실리콘 웨이퍼 조각인 것을 포함할 수 있다.According to an embodiment, the dummy specimen may include a piece of a silicon wafer.

본 발명 실시 예에 따른 시편 구조체의 제조 및 분석 방법은, 기판 및 분석 시편을 준비하는 단계, 상기 기판 상에 상기 분석 시편을 고정시키는 단계, 상기 분석 시편에 인접하도록 더미 시편을 상기 기판 상에 배치하여 시편 구조체를 제조하는 단계, 및 상기 시편 구조체에 1차 이온 빔을 조사하여 상기 분석 시편의 2차 이온의 질량을 분석하는 단계를 포함할 수 있다.The method for manufacturing and analyzing a specimen structure according to an embodiment of the present invention includes preparing a substrate and an analysis specimen, fixing the analysis specimen on the substrate, and disposing a dummy specimen on the substrate to be adjacent to the analysis specimen to prepare a specimen structure, and analyzing the mass of secondary ions of the analysis specimen by irradiating the specimen structure with a primary ion beam.

상기 분석 시편에 인접하도록 상기 더미 시편을 상기 기판 상에 배치하여 상기 시편 구조체를 제조하는 단계에 있어서, 복수의 상기 더미 시편은, 상기 분석 시편의 복수의 측벽, 및 복수의 상기 측벽의 복수의 모서리에 최대한 인접하도록 상기 기판 상에 배치될 수 있다. 이에 따라서, 상기 시편 구조체에 상기 1차 이온 빔 조사 시, 스파크(spark) 발생이 방지될 수 있다.In the manufacturing of the specimen structure by arranging the dummy specimen on the substrate to be adjacent to the analysis specimen, the plurality of dummy specimens include a plurality of sidewalls of the analysis specimen, and a plurality of corners of the plurality of sidewalls. It may be disposed on the substrate so as to be as close as possible to the . Accordingly, when irradiating the primary ion beam to the specimen structure, spark generation may be prevented.

그리고, 상기 시편 구조체에 상기 1차 이온 빔을 조사하기 전, 상기 시편 구조체의 중심부 상에, 상기 시편 구조체에만 상기 1차 이온 빔이, 선택적으로, 조사되도록 유도하는 복수의 홀을 갖는 프론트 메쉬가 제공될 수 있다.And, before irradiating the primary ion beam to the specimen structure, on the central portion of the specimen structure, a front mesh having a plurality of holes for guiding the primary ion beam to only the specimen structure is selectively irradiated can be provided.

이 때, 상기 기판의 상단면에 평행한 방향으로, 상기 시편 구조체의 길이는 상기 프론트 메쉬의 상기 홀의 직경보다 길 수 있다. 따라서, 상기 시편 구조체 내에, 상기 홀의 직경을 벗어난 영역에 배치된 복수의 상기 더미 시편이, 상기 프론트 메쉬를 안정적으로 지지할 수 있다. 이로 인해, 상기 시편 구조체 내에 상기 분석 시편의 상기 이차 이온의 질량 분석 시, 분석이 용이하게 그리고 안정적으로 수행될 수 있다.In this case, in a direction parallel to the top surface of the substrate, the length of the specimen structure may be longer than the diameter of the hole of the front mesh. Accordingly, the plurality of dummy specimens disposed in a region outside the diameter of the hole in the specimen structure may stably support the front mesh. For this reason, during mass analysis of the secondary ions of the analysis specimen in the specimen structure, the analysis may be easily and stably performed.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 시편 구조체의 제조 및 분석 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 시편 구조체의 제조 방법에 있어서 기판 상에 분석 시편이 고정된 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 시편 구조체의 제조 방법에 있어서 기판 상에 분석 시편 및 더미 시편이 배치된 시편 구조체의 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 시편 구조체의 사진이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 프론트 메쉬(front mesh) 및 프론트 메쉬의 홀의 직경과 분석 시편의 폭, 더미 시편의 폭, 분석 시편과 더미 시편의 사이 간격, 복수의 더미 시편의 사이 간격을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 시편 구조체의 2차 이온 질량 분석 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제1 변형 예에 따른 더미 시편을 포함하는 시편 구조체의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 변형 예에 따른 복수의 더미 시편을 포함하는 시편 구조체를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제2 변형 예에 따른 복수의 더미 시편을 포함하는 시편 구조체의 다양한 예들을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 제3 변형 예에 따른 시편 구조체 내에 분석 시편과 더미 시편의 사이 간격 및 복수의 더미 시편의 사이 간격을 설명하기 위한 도면이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 제4 변형 예에 따른 더미 시편 및 시편 구조체를 설명하기 위한 도면이다.1 is a flowchart for explaining a method of manufacturing and analyzing a specimen structure according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing an analysis specimen fixed on a substrate in the method of manufacturing a specimen structure according to an embodiment of the present invention.
3 is a view of a specimen structure in which an analysis specimen and a dummy specimen are disposed on a substrate in the method of manufacturing a specimen structure according to an embodiment of the present invention.
4 is a photograph of a specimen structure according to an embodiment of the present invention.
5 is a front mesh and a diameter of a hole in the front mesh and a width of an analysis specimen, a width of a dummy specimen, an interval between an analysis specimen and a dummy specimen, and an interval between a plurality of dummy specimens according to an embodiment of the present invention; It is a drawing for explanation.
6 is a view for explaining a secondary ion mass spectrometry method of a specimen structure according to an embodiment of the present invention.
7 is a view for explaining a method of manufacturing a specimen structure including a dummy specimen according to a first modified example of the present invention.
8 is a view for explaining a specimen structure including a plurality of dummy specimens according to a second modified example of the present invention.
9 is a view for explaining various examples of a specimen structure including a plurality of dummy specimens according to a second modified example of the present invention.
FIG. 10 is a view for explaining an interval between an analysis specimen and a dummy specimen and an interval between a plurality of dummy specimens in a specimen structure according to a third modified example of the present invention.
11 and 12 are views for explaining a dummy specimen and a specimen structure according to a fourth modified example of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the technical spirit of the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed content may be thorough and complete, and the spirit of the present invention may be sufficiently conveyed to those skilled in the art.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. In this specification, when a component is referred to as being on another component, it may be directly formed on the other component or a third component may be interposed therebetween. In addition, in the drawings, the thicknesses of the films and regions are exaggerated for effective description of technical contents.

또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성 요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.Also, in various embodiments of the present specification, terms such as first, second, third, etc. are used to describe various components, but these components should not be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. Accordingly, what is referred to as a first component in one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment. Each embodiment described and illustrated herein also includes a complementary embodiment thereof. In addition, in this specification, 'and/or' is used in the sense of including at least one of the components listed before and after.

명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.In the specification, the singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In addition, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate that a feature, number, step, element, or a combination thereof described in the specification exists, and one or more other features, numbers, steps, or configurations It should not be construed as excluding the possibility of the presence or addition of elements or combinations thereof.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.In addition, in the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related well-known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 시편 구조체의 제조 및 분석 방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 시편 구조체의 제조 방법에 있어서 기판 상에 분석 시편이 고정된 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 시편 구조체의 제조 방법에 있어서 기판 상에 분석 시편 및 더미 시편이 배치된 시편 구조체의 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 시편 구조체의 사진이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 프론트 메쉬(front mesh) 및 프론트 메쉬의 홀의 직경과 분석 시편의 폭, 더미 시편의 폭, 분석 시편과 더미 시편의 사이 간격, 복수의 더미 시편의 사이 간격을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 시편 구조체의 2차 이온 질량 분석 방법을 설명하기 위한 도면이다. 1 is a flowchart for explaining a method for manufacturing and analyzing a specimen structure according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view in which an analysis specimen is fixed on a substrate in the method for manufacturing a specimen structure according to an embodiment of the present invention. 3 is a view of a specimen structure in which an analysis specimen and a dummy specimen are disposed on a substrate in the method of manufacturing a specimen structure according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a photograph of the specimen structure according to an embodiment of the present invention. 5 is a front mesh and a diameter of a hole in the front mesh and a width of an analysis specimen, a width of a dummy specimen, an interval between an analysis specimen and a dummy specimen, and between a plurality of dummy specimens according to an embodiment of the present invention. It is a view for explaining an interval, and FIG. 6 is a view for explaining a secondary ion mass spectrometry method of a specimen structure according to an embodiment of the present invention.

도 1, 및 도 2를 참조하면, 기판(100) 상에 분석 시편(200)이 고정된다(S120).1 and 2 , the analysis specimen 200 is fixed on the substrate 100 ( S120 ).

일 실시 예에 따르면, 상기 기판(100)의 중심부 상에, 에폭시 접착제를 이용하여, 상기 분석 시편(200)이 고정될 수 있다. 예를 들어, 상기 기판(100)은, 실리콘 웨이퍼 조각일 수 있다. 예를 들어, 상기 분석 시편(200)은, 화학 원소가 도핑된 반도체일 수 있다.According to an embodiment, the analysis specimen 200 may be fixed on the central portion of the substrate 100 using an epoxy adhesive. For example, the substrate 100 may be a piece of a silicon wafer. For example, the analysis specimen 200 may be a semiconductor doped with a chemical element.

도 1, 및 도 3을 참조하면, 상기 분석 시편(200)에 인접하도록, 더미 시편(300)이 상기 기판(100) 상에 배치되어, 시편 구조체(400)가 제조된다(S130).Referring to FIGS. 1 and 3 , a dummy specimen 300 is disposed on the substrate 100 to be adjacent to the analysis specimen 200 , and a specimen structure 400 is manufactured ( S130 ).

일 실시 예에 따르면, 상기 분석 시편(200)은, 도 3의 (b)에 도시된 복수의 측벽(210)을 가질 수 있다. 이에 따라, 복수의 상기 더미 시편(300)이, 상기 분석 시편(200)의 상기 복수의 측벽(210)에 인접하도록, 상기 기판(100) 상에 배치되어 고정될 수 있다. 예를 들어, 복수의 상기 더미 시편(300)은, 실리콘 웨이퍼 조각일 수 있다. 이에 따라, 복수의 상기 더미 시편(300)의 형태는 서로 동일하지 않을 수 있다. According to an embodiment, the analysis specimen 200 may have a plurality of sidewalls 210 illustrated in FIG. 3B . Accordingly, the plurality of dummy specimens 300 may be disposed and fixed on the substrate 100 so as to be adjacent to the plurality of sidewalls 210 of the analysis specimen 200 . For example, the plurality of dummy specimens 300 may be a piece of a silicon wafer. Accordingly, the shapes of the plurality of dummy specimens 300 may not be identical to each other.

일 실시 예에 따르면, 복수의 상기 더미 시편(300)의 두께는, 상기 분석 시편(200)의 두께와 동일할 수 있다. 이에 따라, 상기 기판(100) 상의 상기 분석 시편(200)과 상기 분석 시편(200)에 인접하게 배치되는 복수의 상기 더미 시편(300)의 높이가 동일할 수 있다.According to an embodiment, the thickness of the plurality of dummy specimens 300 may be the same as the thickness of the analysis specimen 200 . Accordingly, the height of the analysis specimen 200 on the substrate 100 and the plurality of dummy specimens 300 disposed adjacent to the analysis specimen 200 may be the same.

이에 따라서, 도 4의 사진과 같이, 상기 기판(100)의 상에, 상기 분석 시편(200), 및 복수의 상기 더미 시편(300)이 배치되어, 시편 구조체(400)가 제조될 수 있다.Accordingly, as shown in the photo of FIG. 4 , the analysis specimen 200 and the plurality of dummy specimens 300 are disposed on the substrate 100 , and the specimen structure 400 may be manufactured.

도 5를 참조하면, 상기 시편 구조체(400)에 후술되는 1차 이온 빔(700)을 조사 하기 전, 상기 시편 구조체(400) 상에, 프론트 메쉬(500)가 제공될 수 있다.Referring to FIG. 5 , before irradiating the specimen structure 400 with a primary ion beam 700 to be described later, a front mesh 500 may be provided on the specimen structure 400 .

도 5의 (a)에 도시된 상기 프론트 메쉬(500)는, 상기 시편 구조체(400)에 상기 1차 이온 빔(700) 조사 시, 선택적으로, 상기 시편 구조체(400)가 배치된 영역에만, 상기 1차 이온 빔(700)이 조사되도록, 유도하는 원판 형태의 마스크일 수 있다. 따라서, 상기 프론트 메쉬(500)는, 상기 시편 구조체(400)가 상기 1차 이온 빔(700)에 노출되는 복수의 홀(510)을 포함할 수 있다.When irradiating the primary ion beam 700 to the specimen structure 400, the front mesh 500 shown in FIG. The primary ion beam 700 may be a mask in the form of a disk guiding it to be irradiated. Accordingly, the front mesh 500 may include a plurality of holes 510 through which the specimen structure 400 is exposed to the primary ion beam 700 .

일 실시 예에 따르면, 상기 시편 구조체(400)는, 복수의 상기 홀(510) 중에서, 어느 하나의 상기 홀(510)에 노출될 수 있다.According to an embodiment, the specimen structure 400 may be exposed to any one of the plurality of holes 510 .

그리고, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 홀(510)의 직경과, 상기 기판(100)의 상부면에 평행한 방향으로, 상기 시편 구조체(400)의 길이는, 하기 <수학식 1>을 만족할 수 있다.And, as shown in (b) of FIG. 5 , the diameter of the hole 510 and the length of the specimen structure 400 in a direction parallel to the upper surface of the substrate 100 may be calculated using the following <mathematical formulae> Equation 1> can be satisfied.

<수학식 1><Equation 1>

h < a + (b1 + b2 + ··· + bn) + (c1 + c2) + (dn-2 + ··· + dn-1)h < a + (b 1 + b 2 + ... + b n ) + (c 1 + c 2 ) + (d n-2 + ... + d n-1 )

상기 <수학식 1>에서, 예를 들어, h는, 상기 프론트 메쉬(500)의 상기 홀(510)의 직경일 수 있다. 그리고, 상기 기판(100)의 상부면에 평행한 방향으로, 예를 들어, a는 상기 분석 시편(200)의 폭이고, b1 ~ bn은 상기 더미 시편(300)의 폭이고, c1 ~ c2는 상기 분석 시편(200)과 상기 더미 시편(300)의 사이 간격이고, dn-2 ~ dn-1은 복수의 상기 더미 시편(300)의 사이 간격일 수 있다. 예를 들어, n은 1초과의 자연수일 수 있다.In Equation 1, for example, h may be the diameter of the hole 510 of the front mesh 500 . And, in a direction parallel to the upper surface of the substrate 100 , for example, a is the width of the analysis specimen 200 , b 1 to b n are the widths of the dummy specimen 300 , and c 1 ~ c 2 may be an interval between the analysis specimen 200 and the dummy specimen 300 , and d n-2 ~ d n-1 may be an interval between the plurality of the dummy specimens 300 . For example, n may be a natural number greater than one.

이에 따라, 상기 홀(510)의 직경(h)은, 상기 <수학식 1>에 의해, 상기 기판(100)의 상부면에 평행한 방향으로, 상기 분석 시편(200)의 폭(a), 상기 더미 시편(300)의 폭(b1 ~ bn), 상기 분석 시편(200)과 상기 더미 시편(300)의 사이 간격(c1 ~ c2), 및 복수의 상기 더미 시편(300)의 사이 간격(dn-2 ~dn-1)의 합보다 작을 수 있다. 다시 말하면, 상기 홀(510)의 직경(h)은, 상기 기판(100)의 상부면에 평행한 방향으로, 상기 시편 구조체(400)의 길이보다 짧을 수 있다.Accordingly, the diameter h of the hole 510 is, according to Equation 1, in a direction parallel to the upper surface of the substrate 100, the width a of the analysis specimen 200; A width (b 1 to b n ) of the dummy specimen 300 , an interval ( c 1 to c 2 ) between the analysis specimen 200 and the dummy specimen 300 , and a plurality of the dummy specimens 300 . It may be smaller than the sum of the intervals (d n-2 to d n-1 ). In other words, the diameter h of the hole 510 may be shorter than the length of the specimen structure 400 in a direction parallel to the upper surface of the substrate 100 .

따라서, 상기 시편 구조체(400) 내에, 상기 홀(510)의 직경(h)을 벗어난 영역에 배치된 복수의 상기 더미 시편(300)의 일부분이, 상기 프론트 메쉬(500)를 안정적으로 지지할 수 있다.Accordingly, a portion of the plurality of dummy specimens 300 disposed in an area outside the diameter h of the hole 510 in the specimen structure 400 may stably support the front mesh 500 . have.

그리고, 상기 홀(510)의 직경(h)과 상기 기판(100)의 상부면에 평행한 방향으로, 상기 분석 시편(200)과 상기 더미 시편(300)의 사이 간격(c1, c2)은, 하기 <수학식 2>를 만족할 수 있다.In addition, in a direction parallel to the diameter h of the hole 510 and the upper surface of the substrate 100 , the spacing between the analysis specimen 200 and the dummy specimen 300 ( c 1 , c 2 ) may satisfy the following <Equation 2>.

<수학식 2><Equation 2>

0 < c1, c2 < (h x 0.01um)0 < c 1 , c 2 < (hx 0.01um)

상기 <수학식 2>에서, 예를 들어, c1 ~ c2는, 상술된 바와 같이, 상기 기판(100)의 상부면에 평행한 방향으로, 상기 분석 시편(200)과 상기 더미 시편(300)의 사이 간격이고, h는, 상술된 바와 같이, 상기 홀(510)의 직경(h)일 수 있다.In <Equation 2>, for example, c 1 to c 2 are, as described above, in a direction parallel to the upper surface of the substrate 100 , the analysis specimen 200 and the dummy specimen 300 . ), and h may be the diameter (h) of the hole 510, as described above.

이에 따라, 상기 <수학식 2>에 의해, 상기 기판(100)의 상부면에 평행한 방향으로, 상기 분석 시편(200)과 상기 더미 시편(300)의 사이 간격(c1, c2)은 0보다 크고, 상기 홀(510)의 직경(h)에 0.01um를 곱한 것보다 작을 수 있다.Accordingly, according to <Equation 2>, in a direction parallel to the upper surface of the substrate 100, the spacing c 1 , c 2 between the analysis specimen 200 and the dummy specimen 300 is It may be greater than 0 and smaller than the diameter h of the hole 510 multiplied by 0.01 μm.

이와 달리, 상기 기판(100)의 상부면에 평행한 방향으로, 상기 분석 시편(200)과 상기 더미 시편(300)의 사이 간격(c1, c2)이, 상기 홀(510)의 직경(h)에 0.01um를 곱한 것보다 큰 경우, 상기 시편 구조체(400)에 상기 1차 이온 빔(700) 조사 시, 상기 분석 시편(200)과 상기 더미 시편(300)의 사이 간격(c1, c2)의 빈 공간으로 인해, 스파크가 발생될 수 있다.On the other hand, in a direction parallel to the upper surface of the substrate 100 , the spacing c 1 , c 2 between the analysis specimen 200 and the dummy specimen 300 is the diameter (c 1 , c 2 ) of the hole 510 . h) is multiplied by 0.01 μm, and when the primary ion beam 700 is irradiated to the specimen structure 400 , the interval between the analysis specimen 200 and the dummy specimen 300 ( c 1 , Due to the empty space of c 2 ), sparks can be generated.

하지만, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 시편 구조체(400)는, 상기 기판(100)의 상부면에 평행한 방향으로, 상기 분석 시편(200)과 상기 더미 시편(300)의 사이 간격(c1, c2)이, 상기 <수학식 2>를 만족하여, 상기 시편 구조체(400)에 상기 1차 이온 빔(700) 조사 시, 상기 빈 공간에서의 스파크의 발생이 방지될 수 있다.However, in the specimen structure 400 according to an embodiment of the present invention, in a direction parallel to the upper surface of the substrate 100 , a gap c 1 between the analysis specimen 200 and the dummy specimen 300 . , c 2 ) satisfies <Equation 2>, so that when the primary ion beam 700 is irradiated to the specimen structure 400, the generation of sparks in the empty space may be prevented.

도 6을 참조하면, 상기 시편 구조체(400)의 2차 이온(720) 질량 분석 방법이 설명된다.Referring to FIG. 6 , a mass spectrometry method for secondary ions 720 of the specimen structure 400 will be described.

상기 시편 구조체(400)를 분석하는데 있어서, 상기 시편 구조체(400)를 분석 장비에 고정시킬 수 있는 디스크(600)가 제공될 수 있다.In analyzing the specimen structure 400 , a disk 600 capable of fixing the specimen structure 400 to analysis equipment may be provided.

이에 따라, 상기 시편 구조체(400)의 질량 분석 방법은, 상기 시편 구조체(400)를 상기 디스크(600)에 고정시키는 단계, 상기 시편 구조체(400) 상에 상기 프론트 메쉬를 제공하는 단계, 상기 시편 구조체(400)에 상술된 상기 1차 이온 빔(700)을 조사하는 단계 순서로 수행될 수 있다.Accordingly, the mass spectrometry method of the specimen structure 400 includes the steps of fixing the specimen structure 400 to the disk 600 , providing the front mesh on the specimen structure 400 , and the specimen The above-described primary ion beam 700 irradiating the structure 400 may be performed in the order of steps.

일 실시 예에 따르면, 상기 시편 구조체(400)를 상기 디스크(600)에 고정시키는 단계에 있어서, 상기 시편 구조체(400) 내에, 상기 기판(400)의 하부면이, 카본 테이프(carbon tape)에 의해, 상기 디스크(600)의 상에 배치되고 고정될 수 있다.According to an embodiment, in the step of fixing the specimen structure 400 to the disk 600 , the lower surface of the substrate 400 in the specimen structure 400 is attached to a carbon tape. By this, it can be arranged and fixed on the disk 600 .

일 실시 예에 따르면, 상기 시편 구조체(400)에 상기 1차 이온 빔(700)을 조사하는 단계에 있어서, 예를 들어, 상기 시편 구조체(400)에 조사되는 상기 1차 이온 빔(700)은, O2, Ar, 또는 Cs 이온 빔 중에서, 적어도 어느 하나일 수 있다.According to an embodiment, in the step of irradiating the primary ion beam 700 to the specimen structure 400 , for example, the primary ion beam 700 irradiated to the specimen structure 400 is , O 2 , Ar, or Cs may be at least one of ion beams.

이에 따라, 도 6에 도시된 상기 1차 이온 빔(700)의 복수의 1차 이온(710)이, 상기 시편 구조체(400) 내에 상기 분석 시편(200)의 표면과 충돌될 수 있다. 이로 인해, 상기 분석 시편(200)의 표면에서, 스퍼터링(sputtering) 현상이 발생하여, 상기 분석 시편(200)의 표면에서부터 복수의 상기 2차 이온(720)이 발생될 수 있다.Accordingly, the plurality of primary ions 710 of the primary ion beam 700 illustrated in FIG. 6 may collide with the surface of the analysis specimen 200 in the specimen structure 400 . Due to this, sputtering may occur on the surface of the analysis specimen 200 , and a plurality of secondary ions 720 may be generated from the surface of the analysis specimen 200 .

이에 따라서, 상기 분석 시편(200)의 표면에서 발생된 복수의 상기 2차 이온(720)을 질량 분석기로 분석하여, 상기 2차 이온(720)의 원소의 종류, 및 농도가 분석될 수 있다.Accordingly, by analyzing the plurality of secondary ions 720 generated on the surface of the analysis specimen 200 by a mass spectrometer, the type and concentration of elements of the secondary ions 720 may be analyzed.

상술된 본 발명의 실시 예와 달리, 제1 변형 예에 따르면, 상기 더미 시편은, 예비 더미 시편을 포함할 수 있다. 이하, 도 7을 참조하여, 본 발명의 제1 변형 예에 따른 시편 구조체의 제조 방법이 설명된다.Unlike the above-described embodiment of the present invention, according to the first modification, the dummy specimen may include a preliminary dummy specimen. Hereinafter, a method of manufacturing a specimen structure according to a first modified example of the present invention will be described with reference to FIG. 7 .

도 7은 본 발명의 제1 변형 예에 따른 더미 시편을 포함하는 시편 구조체의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.7 is a view for explaining a method of manufacturing a specimen structure including a dummy specimen according to a first modified example of the present invention.

도 7을 참조하면, 도 1 내지 도 2를 참조하여 설명된 것 같이, 기판(100)의 중심부 상에, 분석 시편(200)이 배치된다.Referring to FIG. 7 , as described with reference to FIGS. 1 to 2 , the analysis specimen 200 is disposed on the central portion of the substrate 100 .

도 7에 도시된 바와 같이, 상기 분석 시편(200)에 인접하도록 더미 시편(300)을 상기 기판(100) 상에 배치하여 시편 구조체(400)를 제조 방법은, 상기 분석 시편(200)의 두께보다 얇은 두께를 갖는 예비 더미 시편(302)을 복수개 준비하는 단계, 상기 분석 시편(200)과 동일한 높이로 복수개의 상기 예비 더미 시편(302)을 적층시켜 상기 더미 시편(300)을 형성하는 단계, 및 상기 분석 시편(200)에 인접하도록 복수개의 상기 더미 시편(300)을 배치하여 상기 시편 구조체(400)를 제조하는 단계의 순서로 수행될 수 있다.As shown in FIG. 7 , the method for manufacturing a specimen structure 400 by disposing a dummy specimen 300 on the substrate 100 so as to be adjacent to the analysis specimen 200 includes the thickness of the analysis specimen 200 . preparing a plurality of preliminary dummy specimens 302 having a thinner thickness; stacking a plurality of preliminary dummy specimens 302 at the same height as the analysis specimen 200 to form the dummy specimen 300; and manufacturing the specimen structure 400 by disposing a plurality of the dummy specimens 300 adjacent to the analysis specimen 200 .

다시 말하면, 본 발명의 제1 변형 예에 따르면, 상기 예비 더미 시편(302)을 복수개 준비하고 이를 적층하여, 상기 더미 시편(300)이 제조될 수 있고, 이에 따라, 상기 분석 시편(200)의 두께에 따라 더미 시편을 밀링하여 제공하는 것과 비교하여, 상기 더미 시편(300)의 제조 시간이 절약될 수 있다. In other words, according to the first modified example of the present invention, the dummy specimen 300 may be manufactured by preparing a plurality of the preliminary dummy specimens 302 and stacking them. Compared to providing the dummy specimen by milling it according to the thickness, the manufacturing time of the dummy specimen 300 may be saved.

따라서, 본 발명의 제1 변형 예에 따른 상기 시편 구조체(400)의 제조 방법에 따르면, 상기 시편 구조체(400)의 제조 시간이 단축될 뿐만 아니라 제조 공정 비용이 절감될 수 있다. 이에 따라, 대량 생산이 용이한 상기 시편 구조체(400)의 제조 방법이 제공될 수 있다.Therefore, according to the method of manufacturing the specimen structure 400 according to the first modification of the present invention, the manufacturing time of the specimen structure 400 may be shortened, and the manufacturing process cost may be reduced. Accordingly, a method for manufacturing the specimen structure 400 that is easy to mass-produce may be provided.

상술된 본 발명의 실시 예와 달리, 제2 변형 예에 따르면, 상기 더미 시편은, 상기 분석 시편의 복수의 상기 측벽뿐만 아니라 상기 분석 시편의 복수의 모서리에도 배치될 수 있다. 이하, 도 8 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 제2 변형 예에 따른 시편 구조체가 설명된다. Unlike the above-described embodiment of the present invention, according to the second modified example, the dummy specimen may be disposed not only on the plurality of sidewalls of the analysis specimen but also on the plurality of corners of the analysis specimen. Hereinafter, a specimen structure according to a second modified example of the present invention will be described with reference to FIGS. 8 to 9 .

도 8은 본 발명의 제2 변형 예에 따른 복수의 더미 시편을 포함하는 시편 구조체를 설명하기 위한 도면이고, 도 9는 본 발명의 제2 변형 예에 따른 복수의 더미 시편을 포함하는 시편 구조체의 다양한 예들을 설명하기 위한 도면이다.8 is a view for explaining a specimen structure including a plurality of dummy specimens according to a second modification of the present invention, and FIG. 9 is a specimen structure including a plurality of dummy specimens according to a second modification of the present invention. It is a drawing for explaining various examples.

도 8을 참조하면, 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 것 같이, 기판(100)의 중심부 상에, 분석 시편(200)이 배치되고, 상기 분석 시편(200)의 복수의 측벽(210)에 인접하도록 복수의 더미 시편(300)이, 상기 기판(100) 상에 배치된다.Referring to FIG. 8 , as described with reference to FIGS. 1 to 3 , the analysis specimen 200 is disposed on the central portion of the substrate 100 , and on the plurality of sidewalls 210 of the analysis specimen 200 . A plurality of dummy specimens 300 are disposed on the substrate 100 so as to be adjacent to each other.

그리고, 상기 분석 시편(200)의 복수의 상기 측벽(210)의 복수의 모서리(220)에 인접하도록 복수의 상기 더미 시편(300)이, 더 배치될 수 있다. In addition, the plurality of dummy specimens 300 may be further disposed adjacent to the plurality of corners 220 of the plurality of sidewalls 210 of the analysis specimen 200 .

이에 따라서, 상기 분석 시편(200)의 복수의 상기 측벽(210)에 배치된 제1 더미 그룹(310), 및 상기 분석 시편(200)의 복수의 상기 측벽(210)의 모서리(220)에 배치된 제2 더미 그룹(320)을 포함하는 시편 구조체(400)가 제조될 수 있다.Accordingly, the first dummy group 310 disposed on the plurality of sidewalls 210 of the analysis specimen 200, and the plurality of sidewalls 210 of the analysis specimen 200 are disposed at the corners 220 The specimen structure 400 including the second dummy group 320 may be manufactured.

이에 따라, 상기 시편 구조체(400)의 중심부 상에 도 5의 (a)를 참조하여 설명한 프론트 메쉬의 홀(510)이 제공된 경우, 상기 시편 구조체(400) 내에 상기 분석 시편(100)의 복수의 상기 모서리(220)에서 상기 홀(510)까지의 거리에서, 상기 기판(100)의 상부면이 노출되는 복수의 영역이, 상기 제2 더미 그룹(320)으로 채워질 수 있다. Accordingly, when the hole 510 of the front mesh described with reference to FIG. 5A is provided on the central portion of the specimen structure 400 , a plurality of the analysis specimen 100 in the specimen structure 400 is provided. At a distance from the corner 220 to the hole 510 , a plurality of regions where the upper surface of the substrate 100 is exposed may be filled with the second dummy group 320 .

따라서, 본 발명의 제2 변형 예에 따른 상기 시편 구조체(400)에 1차 이온 빔 조사 시, 상기 분석 시편(200)의 복수의 상기 모서리(200)에서 스파크 발생이 감소될 수 있다. 또한, 상기 시편 구조체(400) 내에 상기 제1 더미 그룹(310)뿐만 아니라 상기 제2 더미 그룹(320)이 추가로 상기 프론트 메쉬를 지지하여, 보다 안정으로 상기 프론트 메쉬가 지지될 수 있다.Accordingly, when the first ion beam is irradiated to the specimen structure 400 according to the second modification of the present invention, spark generation at the plurality of corners 200 of the analysis specimen 200 may be reduced. In addition, the first dummy group 310 as well as the second dummy group 320 in the specimen structure 400 additionally support the front mesh, so that the front mesh can be supported more stably.

도 9를 참조하면, 상기 분석(200) 시편의 복수의 상기 측벽(200), 및 복수의 상기 모서리(220)에, 상기 더미 시편(300)이 배치된 다양한 시편 구조체(400)의 예들이 설명된다. Referring to FIG. 9 , examples of various specimen structures 400 in which the dummy specimen 300 are disposed on the plurality of sidewalls 200 and the plurality of corners 220 of the analysis 200 specimen are described. do.

일 실시 예에 따르면, 도 9의 (a), 및 (b)에 도시된 시편 구조체(400)는, 상기 분석 시편(200)의 복수의 상기 측벽(210)의 서로 평행한 측벽들 중에서, 어느 한 쌍의 측벽에는, 상대적으로, 큰 폭을 갖는 상기 더미 시편(300)이 인접하도록 배치되고, 상기 한 쌍의 측벽과 직각인 나머지 한 쌍의 측벽에는, 상대적으로, 작은 폭을 갖는 상기 더미 시편(300)이 인접하도록 배치된 상기 시편 구조체(400)일 수 있다.According to one embodiment, the specimen structure 400 shown in (a) and (b) of FIG. 9 is one of the sidewalls parallel to each other of the plurality of sidewalls 210 of the analysis specimen 200 , The dummy specimen 300 having a relatively large width is disposed adjacent to the pair of sidewalls, and the dummy specimen 300 having a relatively small width is disposed on the other pair of sidewalls perpendicular to the pair of sidewalls. 300 may be the specimen structure 400 disposed adjacent to each other.

다른 실시 예에 따르면, 도 8의 (c), 및 (d)에 도시된 시편 구조체(400)는, 상기 분석 시편(200)의 복수의 상기 측벽(210) 중에서, 일 측벽에는, 상대적으로, 큰 폭을 갖는 상기 더미 시편(300)이 인접하도록 배치되고, 나머지 측벽 들에는, 상대적으로, 작은 폭을 갖는 상기 더미 시편(300)들이 인접하도록 배치된 상기 시편 구조체(400)일 수 있다.According to another embodiment, in the specimen structure 400 shown in (c) and (d) of FIG. 8 , one sidewall of the plurality of sidewalls 210 of the analysis specimen 200 is relatively, It may be the specimen structure 400 in which the dummy specimen 300 having a large width is disposed adjacent to each other, and the dummy specimen 300 having a relatively small width is disposed adjacent to the other sidewalls.

상술된 본 발명의 실시 예와 달리, 제3 변형 예에 따르면, 상기 기판의 상부면에 평행한 방향으로, 상기 분석 시편과 상기 더미 시편의 사이 간격은, 복수의 상기 더미 시편의 사이 간격보다 작을 수 있다. 이하 도 10을 참조하여, 본 발명의 제3 변형 예에 따른 시편 구조체가 설명된다.Unlike the above-described embodiment of the present invention, according to the third modified example, in a direction parallel to the upper surface of the substrate, the interval between the analysis specimen and the dummy specimen is smaller than the interval between the plurality of the dummy specimens. can Hereinafter, a specimen structure according to a third modified example of the present invention will be described with reference to FIG. 10 .

도 10은, 본 발명의 제3 변형 예에 따른 시편 구조체 내에 분석 시편과 더미 시편의 사이 간격, 및 복수의 더미 시편의 사이 간격을 설명하기 위한 도면이다.10 is a view for explaining an interval between an analysis specimen and a dummy specimen and an interval between a plurality of dummy specimens in a specimen structure according to a third modified example of the present invention.

도 10을 참조하면, 도 1 내지 도 2를 참조하여 설명한 것 같이, 기판(100)의 중심부 상에, 분석 시편(200)이 배치된다. 그리고, 상기 분석 시편(200)에 인접하도록 복수의 더미 시편(300)을 상기 기판(100) 상에 배치하여 시편 구조체(400)가 제조될 수 있다.Referring to FIG. 10 , as described with reference to FIGS. 1 to 2 , the analysis specimen 200 is disposed on the center of the substrate 100 . In addition, the specimen structure 400 may be manufactured by disposing a plurality of dummy specimens 300 on the substrate 100 so as to be adjacent to the analysis specimen 200 .

도 10에서 도시된 복수의 상기 더미 시편(300)은, 상기 분석 시편(200)에 인접한 제1 더미 시편(304), 및 상기 제1 더미 시편(304)을 사이에 두고 상기 분석 시편(200)과 이격된 제2 더미 시편(306)을 포함할 수 있다.The plurality of dummy specimens 300 shown in FIG. 10 include a first dummy specimen 304 adjacent to the analysis specimen 200 and the analysis specimen 200 with the first dummy specimen 304 interposed therebetween. It may include a second dummy specimen 306 spaced apart from each other.

상기 기판(100)의 상부면에 평행한 방향으로, 상기 분석 시편(200)과 상기 제1 더미 시편(304)의 사이 간격이 c1이고 상기 제1 더미 시편(304)과 상기 제2 더미 시편(306)의 사이 간격이 d1인 경우, 상기 c1은 상기 d1보다 작을 수 있다.In a direction parallel to the upper surface of the substrate 100 , a gap between the analysis specimen 200 and the first dummy specimen 304 is c 1 , and the first dummy specimen 304 and the second dummy specimen When the interval between (306) is d 1 , c 1 may be smaller than d 1 .

이로 인해, 상기 분석 시편(200)의 스파크 발생이 방지되는 동시에, 사기 더미 시편(304, 306)의 사용 개수가 감소할 수 있다.Due to this, the generation of sparks in the analysis specimen 200 may be prevented, and the number of use of the dummy dummy specimens 304 and 306 may be reduced.

구체적으로, 상기 c1이 상기 d1보다 큰 경우, 다시 말하면, 상기 c1이 큰 경우, 상기 분석 시편(200)과 상기 제1 더미 시편(304) 사이의 간격이 멀어져, 상기 분석 시편(200)에 1차 이온 빔을 조사하는 경우, 스파크가 발생될 수 있다. 또한, 상기 d1이 상기 c1보다 작은 경우, 다시 말하면, 상기 d1이 작은 경우, 상기 프론트 메쉬(500)를 지지하기 위해 다수개의 상기 제2 더미 시편(306)이 필요할 수 있고, 이로 인해, 상기 시편 구조체(400)의 제조 비용이 증가하고, 상기 시편 구조체(400)의 제조 시간이 증가될 수 있다. Specifically, when c 1 is greater than d 1 , that is, when c 1 is large, the interval between the analysis specimen 200 and the first dummy specimen 304 increases, and the analysis specimen 200 ), sparks may be generated when the primary ion beam is irradiated. In addition, when the d 1 is smaller than the c 1 , that is, when the d 1 is small, a plurality of the second dummy specimens 306 may be required to support the front mesh 500 . , the manufacturing cost of the specimen structure 400 may increase, and the manufacturing time of the specimen structure 400 may increase.

하지만, 본 발명의 제3 변형 예에 따르면, 상기 c1이 상기 d1보다 작을 수 있고, 이에 따라서, 상기 시편 구조체(400)에 1차 이온 빔 조사 시, 스파크 발생이 감소되는 동시에, 상기 시편 구조체(400) 제조 방법에 있어서, 상기 더미 시편(300)의 사용 개수를 절감하여, 상기 시편 구조체(400)의 제조 공정 시간이 절감되고, 제조 공정 효율이 향상될 수 있다.However, according to the third modified example of the present invention, the c 1 may be smaller than the d 1 , and accordingly, when the primary ion beam is irradiated to the specimen structure 400 , spark generation is reduced and the specimen In the method for manufacturing the structure 400 , by reducing the number of the dummy specimen 300 used, the manufacturing process time of the specimen structure 400 may be reduced, and manufacturing process efficiency may be improved.

상술된 본 발명의 실시 예와 달리, 제4 변형 예에 따르면, 상기 프론트 메쉬는, 상기 기판의 상부면을 기준으로, 상기 분석 시편의 상부면의 위치 레벨과 동일한 위치 레벨에 제공될 수 있다. 이하, 도 11 내지 도 12를 참조하여, 본 발명의 제4 변형 예에 따른 시편 구조체가 설명된다.Unlike the above-described embodiment of the present invention, according to the fourth modification, the front mesh may be provided at the same position level as the position level of the upper surface of the analysis specimen with respect to the upper surface of the substrate. Hereinafter, a specimen structure according to a fourth modified example of the present invention will be described with reference to FIGS. 11 to 12 .

도 11, 및 도 12는 본 발명의 제4 변형 예에 따른 더미 시편 및 시편 구조체를 설명하기 위한 도면이다.11 and 12 are views for explaining a dummy specimen and a specimen structure according to a fourth modified example of the present invention.

도 11 내지 도 12를 참조하면, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 것과 같이, 기판(100)의 중심부 상에, 분석 시편(200)이 준비된다. 그리고, 상기 분석 시편(200)에 인접하도록 더미 시편(300)이 상기 기판(100) 상에 배치될 수 있다. 그리고, 상기 기판(100)의 상부면을 기준으로 상기 분석 시편(200)의 상부면과 동일한 위치 레벨을 갖는 프론트 메쉬(500)가 제공될 수 있다.11 to 12 , as described with reference to FIGS. 1 and 2 , the analysis specimen 200 is prepared on the center of the substrate 100 . In addition, the dummy specimen 300 may be disposed on the substrate 100 so as to be adjacent to the analysis specimen 200 . In addition, the front mesh 500 having the same position level as the upper surface of the analysis specimen 200 with respect to the upper surface of the substrate 100 may be provided.

일 실시 예에 따르면, 도 10에서 도시된 상기 더미 시편(300)은, 상기 분석 시편(200)에 인접한 제1 더미 시편(304), 및 상기 제1 더미 시편(304)을 사이에 두고 상기 분석 시편(200)과 이격된 제2 더미 시편(306)을 포함할 수 있다.According to an embodiment, the dummy specimen 300 shown in FIG. 10 includes a first dummy specimen 304 adjacent to the analysis specimen 200 and the analysis with the first dummy specimen 304 interposed therebetween. A second dummy specimen 306 spaced apart from the specimen 200 may be included.

상기 제1 더미 시편(304)의 두께는, 상기 분석 시편(200)과 동일하고, 상기 제2 더미 시편(306)의 두께는, 상기 제1 더미 시편(304)의 두께보다 얇을 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제2 더미 시편(306)의 두께는, 상기 제1 더미 시편(304)의 두께에서, 상기 프론트 메쉬(500)의 두께를 뺀 것과 동일한 두께일 수 있다.The thickness of the first dummy specimen 304 may be the same as that of the analysis specimen 200 , and the thickness of the second dummy specimen 306 may be thinner than the thickness of the first dummy specimen 304 . More specifically, the thickness of the second dummy specimen 306 may be the same as that obtained by subtracting the thickness of the front mesh 500 from the thickness of the first dummy specimen 304 .

다른 실시 예에 따르면, 도 11에서 도시된 상기 더미 시편은(300)은, 상기 분석 시편(200)에 인접한 상기 제1 더미 시편(304), 및 상기 제1 더미 시편(304)을 사이에 두고 상기 분석 시편(200)과 이격되어 제1 부분(306a), 및 제2 부분(306b)을 갖는 제2 더미 시편(306)을 포함할 수 있다.According to another embodiment, the dummy specimen 300 illustrated in FIG. 11 includes the first dummy specimen 304 adjacent to the analysis specimen 200 and the first dummy specimen 304 interposed therebetween. A second dummy specimen 306 having a first portion 306a and a second portion 306b spaced apart from the analysis specimen 200 may be included.

상기 제1 더미 시편(304)의 두께는, 상기 분석 시편(200)과 동일할 수 있다.The thickness of the first dummy specimen 304 may be the same as that of the analysis specimen 200 .

그리고, 상기 제2 더미 시편(306)의 상기 제1 부분(306a)은, 상기 제1 더미 시편(304)에 인접하고, 상기 제1 더미 시편(304)의 두께와 동일할 수 있다. In addition, the first portion 306a of the second dummy specimen 306 may be adjacent to the first dummy specimen 304 and may have the same thickness as the first dummy specimen 304 .

그리고, 상기 제2 부분(306b)은, 상기 제1 부분(306a)을 사이에 두고, 상기 제1 더미 시편(304)과 이격되고 상기 제1 부분(306a)보다 더 얇은 두께를 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제2 부분(306b)의 두께는, 상기 제1 부분(306b)의 두께에서, 상기 프론트 메쉬(500)의 두께를 뺀 것과 동일한 두께일 수 있다.In addition, the second portion 306b may be spaced apart from the first dummy specimen 304 with the first portion 306a interposed therebetween and may have a smaller thickness than the first portion 306a. More specifically, the thickness of the second part 306b may be the same as the thickness of the first part 306b minus the thickness of the front mesh 500 .

이에 따라서, 본 발명의 제4 변형 예들에 따른 상기 더미 시편(300)을 포함하는 상기 시편 구조체(400)에 1차 이온 빔 조사 시, 상기 시편 구조체(400) 및, 상기 프론트 메쉬(500)의 단차로 인해, 상기 시편 구조체(400) 내에 상기 분석 시편(200)의 표면에서 발생되는 2차 이온의 손실이 최소화될 수 있다. 이로 인해, 상기 시편 구조체(400) 내에 상기 분석 시편(200)의 2차 이온 질량 분석이 용이하게 수행될 수 있다. Accordingly, when the first ion beam is irradiated to the specimen structure 400 including the dummy specimen 300 according to the fourth modified examples of the present invention, the specimen structure 400 and the front mesh 500 are Due to the step, the loss of secondary ions generated on the surface of the analysis specimen 200 in the specimen structure 400 may be minimized. For this reason, secondary ion mass analysis of the analysis specimen 200 in the specimen structure 400 may be easily performed.

그리고, 본 발명의 제4 변형 예들에 따른 상기 제2 더미 시편(306)이 시편이 갖는 기하학적 구조로 인해, 상기 프론트 메쉬(500)가 보다 안정적으로 지지될 수 있다.Also, due to the geometric structure of the second dummy specimen 306 according to the fourth modified examples of the present invention, the front mesh 500 may be more stably supported.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.As mentioned above, although the present invention has been described in detail using preferred embodiments, the scope of the present invention is not limited to specific embodiments and should be construed according to the appended claims. In addition, those skilled in the art should understand that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.

100: 기판
200: 분석 시편
210: 측벽
220: 모서리
300: 더미 시편
302: 예비 더미 시편
304: 제1 더미 시편
306: 제2 더미 시편
310: 제1 더미 그룹
320: 제2 더미 그룹
400: 시편 구조체
500: 프론트 메쉬
510: 홀
600: 디스크
700: 1차 이온 빔
710: 1차 이온
720: 2차 이온 100: substrate
200: analysis specimen
210: side wall
220: edge
300: dummy specimen
302: preliminary dummy specimen
304: first dummy specimen
306: second dummy specimen
310: first dummy group
320: second dummy group
400: specimen structure
500: front mesh
510: hall
600: disk
700: primary ion beam
710: primary ion
720: secondary ion

Claims (8)

기판, 및 분석 시편을 준비하는 단계;
상기 기판 상에, 상기 분석 시편을 고정시키는 단계;
상기 분석 시편에 인접하도록, 더미 시편을 상기 기판 상에 배치하여, 시편 구조체를 제조하는 단계; 및
상기 시편 구조체에 1차 이온 빔을 조사하여, 상기 분석 시편의 2차 이온의 질량을 분석하는 단계를 포함하는 2차 이온 질량 분석 장비의 시편 구조체 제조 및 분석 방법.
preparing a substrate and an assay specimen;
fixing the assay specimen on the substrate;
preparing a specimen structure by disposing a dummy specimen on the substrate so as to be adjacent to the analysis specimen; and
A method of manufacturing and analyzing a specimen structure of a secondary ion mass spectrometry apparatus, comprising: irradiating a primary ion beam to the specimen structure, and analyzing the mass of secondary ions of the specimen to be analyzed.
 제 1항에 있어서,
상기 시편 구조체 상에, 프론트 메쉬(front mesh)가 제공되고,
상기 프론트 메쉬는, 상기 시편 구조체에 상기 1차 이온 빔 조사 시, 선택적으로, 상기 시편 구조체가 배치된 영역에만 상기 1차 이온 빔이 조사되도록 유도하는 마스크(mask)이고,
상기 프론트 메쉬는, 복수의 홀을 갖는 원판인 것을 포함하는 2차 이온 질량 분석 장비의 시편 구조체 제조 및 분석 방법.
The method of claim 1,
On the specimen structure, a front mesh is provided,
When the first ion beam is irradiated to the specimen structure, the front mesh is a mask for selectively irradiating the primary ion beam only to an area where the specimen structure is disposed,
The front mesh is a method for manufacturing and analyzing a specimen structure of a secondary ion mass spectrometry device, comprising a disk having a plurality of holes.
 제 2항에 있어서,
상기 시편 구조체의 상기 분석 시편이, 상기 프론트 메쉬의 상기 복수의 상기 홀 중에서 어느 하나의 홀에 의해 노출되는 것을 포함하고,
상기 시편 구조체의 하부에, 디스크(disk)가 제공되고,
상기 디스크는, 상기 디스크 상에, 상기 시편 구조체를 고정시키는 지지체이고,
상기 시편 구조체가, 상기 디스크, 및 상기 프론트 메쉬 사이에 배치되는 것을 포함하는 2차 이온 질량 분석 장비의 시편 구조체 제조 및 분석 방법.
3. The method of claim 2,
Including that the analysis specimen of the specimen structure is exposed by any one of the plurality of holes of the front mesh,
A disk (disk) is provided at the bottom of the specimen structure,
The disk is, on the disk, a support for fixing the specimen structure,
The method for manufacturing and analyzing a specimen structure of a secondary ion mass spectrometry apparatus, comprising: the specimen structure being disposed between the disk and the front mesh.
 제 3항에 있어서,
상기 시편 구조체에서, 상기 기판의 중심부 상에 배치된 상기 분석 시편은, 복수의 측벽을 갖고,
상기 분석 시편의 복수의 상기 측벽에 인접하게, 복수의 상기 더미 시편이, 배치되는 것을 포함하고,
복수의 상기 더미 시편이, 상기 프론트 메쉬를 지지하는 것을 포함하는 2차 이온 질량 분석 장비의 시편 구조체 제조 및 분석 방법.
4. The method of claim 3,
In the specimen structure, the analysis specimen disposed on the central portion of the substrate has a plurality of sidewalls,
A plurality of the dummy specimens are disposed adjacent to the plurality of sidewalls of the analysis specimen,
A method for manufacturing and analyzing a specimen structure of a secondary ion mass spectrometry apparatus, comprising: a plurality of the dummy specimens supporting the front mesh.
 제 4항에 있어서,
상기 프론트 메쉬의 상기 홀의 직경이 h로 정의되고,
상기 기판의 상부면에 평행한 방향으로, 상기 분석 시편의 폭이 a로 정의되고, 복수의 상기 더미 시편의 폭이 b1 ~ bn (n은 1 초과의 자연수)로 정의되고, 상기 분석 시편, 및 상기 더미 시편의 사이 간격이 c1 ~ c2 정의되고, 복수의 상기 더미 시편의 사이 간격이 dn-2 ~ dn-1로 정의되고,
상기 a, 상기 b1 ~ bn, 상기 c1 ~ c2, 및 상기 dn-2 ~ dn-1의 합이, 아래의 <수학식 1>을 만족하는 것을 포함하는 2차 이온 질량 분석 장비의 시편 구조체 제조 및 분석 방법.
<수학식 1>
h < a + (b1 + b2 + ··· + bn) + (c1 + c2) + (dn-2 + ··· + dn-1)
5. The method of claim 4,
The diameter of the hole of the front mesh is defined as h,
In a direction parallel to the upper surface of the substrate, the width of the analysis specimen is defined as a, the widths of the plurality of dummy specimens are defined as b 1 to b n (n is a natural number greater than 1), and the analysis specimen , and an interval between the dummy specimens is defined as c 1 to c 2 , and an interval between the plurality of dummy specimens is defined as d n-2 to d n-1 ,
Secondary ion mass spectrometry comprising a sum of a, b 1 to b n , c 1 to c 2 , and d n-2 to d n-1 satisfies the following <Equation 1> Methods for manufacturing and analyzing specimen structures of equipment.
<Equation 1>
h < a + (b 1 + b 2 + ... + b n ) + (c 1 + c 2 ) + (d n-2 + ... + d n-1 )
 제 5항에 있어서,
상기 기판의 상부면에 평행한 방향으로, 상기 c1, 및 c2는 아래의 <수학식 2>를 만족하는 것을 포함하고, 상기 더미 시편의 두께는, 상기 분석 시편과 동일한 것을 포함하는 2차 이온 질량 분석 장비의 시편 구조체 제조 및 분석 방법.
<수학식 2>
0 < c1, c2 < (h x 0.01um)
6. The method of claim 5,
In a direction parallel to the upper surface of the substrate, c 1 , and c 2 include satisfying Equation 2 below, and the thickness of the dummy specimen is the same as that of the analysis specimen. Method for manufacturing and analyzing specimen structures of ion mass spectrometry equipment.
<Equation 2>
0 < c 1 , c 2 < (hx 0.01um)
 제 1항에 있어서,
상기 시편 구조체에 상기 1차 이온 빔을 조사하여, 상기 분석 시편의 상기 2차 이온의 질량을 분석하는 단계에서,
상기 1차 이온 빔은, O2, Ar, 또는 Cs 이온 빔 중에서, 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 포함하는 2차 이온 질량 분석 장비의 시편 구조체 제조 및 분석 방법.
The method of claim 1,
In the step of analyzing the mass of the secondary ions of the specimen to be analyzed by irradiating the primary ion beam to the specimen structure,
The primary ion beam, O 2 , Ar, or Cs ion beam, the specimen structure manufacturing and analysis method of the secondary ion mass spectrometry equipment comprising at least any one of.
 제 1항에 있어서,
상기 더미 시편은, 실리콘 웨이퍼 조각인 것을 포함하는 2차 이온 질량 분석 장비의 시편 구조체 제조 및 분석 방법.
The method of claim 1,
The dummy specimen is a method for manufacturing and analyzing a specimen structure of a secondary ion mass spectrometry device, comprising a silicon wafer piece.
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