반도체
반도체는 전기 전도성이 도체(전기가 잘 흐르도록 하는 성질)와 절연체(전기가 잘 흐르지 못하게 하는 성질)의 중간 정도인 물질입니다. 반도체 재료로 제작된 수많은 트랜지스터와 다이오드로 구성된 집적 회로를 일반적으로 반도체 또는 반도체 칩이라고 합니다. 반도체는 가전제품, 자동차부터 중요한 사회 기반 시설에 이르기까지 광범위한 분야에 널리 사용됩니다.
반도체 분야에서는 SiC, GaN과 같은 신소재, 첨단 트랜지스터 구조, 그리고 최첨단 3D 패키징 기술이 저전력 소모와 고성능을 달성하기 위해 큰 주목을 받고 있습니다. 높은 제조 수율과 소자 신뢰성을 보장하기 위해서는 정밀한 특성 분석 기법과 적절한 전처리 및 분석 장비 선택이 필수적입니다. 이 페이지에서는 다양한 분석 장비와 응용 사례를 소개하고, 반도체 제조 및 연구에서의 활용을 중점적으로 다룹니다.
1. 반도체 검사 및 분석에 기여하는 JEOL의 장비
2. JEOL Semiconductor 관련 제품 및 응용 분야
3. EB：전자빔 리소그래피 시스템
EB 리소그래피 시스템은 EDA(Electronic Design Automation) 도구로 설계된 IC 및 회로 데이터를 작성하는 데 사용됩니다. 패턴은 EB 리소그래피 시스템을 사용하여 유리 또는 웨이퍼 기판에 그려집니다.
JEOL의 EB 리소그래피 시스템은 첨단 기술로 고속, 고정밀, 고신뢰성을 구현합니다. 이 EB 시스템은 가변형 50kV 전자빔과 스텝 앤 리피트 스테이지를 사용합니다.
4. FIB-SEM/TEM : 첨단 반도체 공정에서의 TEM 기반 CD 측정 응용
TEM-결합
JEOL은 TEM과의 통합을 용이하게 하는 이중 틸트 카트리지를 채택했습니다.
이 카트리지는 더블 틸트 TEM 홀더에 쉽게 장착되므로 FIB 그리드를 제거하거나 교체할 필요가 없습니다.
아래 그림은 JEM-ACE200F를 사용하여 얻은 FinFET(Fin Field-Effect Transistor)의 HAADF-STEM 이미지와 플래시 메모리의 TEM 이미지를 보여줍니다. 측정에는 SYSTEM IN FRONTIER INC.에서 개발한 Multi Image Tool이 사용되어 작업자가 맞춤형 측정 레시피를 생성할 수 있습니다.
FinFET의 TEM 시편 생성
왼쪽 그림은 FinFET의 SE 및 BSE 이미지입니다. 처리 목표 지점에 대한 고대비 이미지를 캡처할 수 있습니다.
FIB-SEM은 Fin 단면의 관심 영역을 정밀하게 얇게 만들 수 있습니다. DT 이송 카트리지를 사용하면 시편을 이중 틸팅 TEM 홀더로 옮겨 고해상도 관찰이 가능합니다.
FinFET의 구조 및 조성 분석
왼쪽 그림은 FinFET의 HAADF-STEM 이미지와 EDS 맵을 보여줍니다. FinFET의 형상, 게이트 주변 구조, 접촉 영역의 배열, 그리고 원소 분포를 명확하게 관찰할 수 있습니다. 특히 HAADF-STEM 이미지는 게이트 절연막(SiO2)을 명확하게 보여줍니다.2 및 HfO2) 및 금속 게이트의 층 구조도 마찬가지다.
시편 : 5nm 공정 규칙을 갖는 FinFET
가속 전압: 200kV
EDS 지도(순수 지도)
5. SEM：반도체 소자를 관찰하고 분석하는 SEM 기능
주사전자현미경(SEM)은 미세한 전자빔으로 시편 표면을 스캔하여 관찰하는 장비입니다. EDS, CL, 라만 등의 부착 장치를 활용하여 원소 분석, 결정 결함 관찰, 응력 측정 등 다양한 정보를 얻을 수 있습니다.
JSM-IT810은 차세대 전자 광학 제어 시스템인 네오 엔진(Neo Engine)과 제로매그(Zeromag), EDS 통합 등 사용자 친화적인 조작을 제공하는 SEM 센터(SEM Center)를 탑재했습니다. 또한, 자동 관측 및 분석 기능인 네오 액션(Neo Action)과 자동 교정 기능은 효율성과 생산성을 향상시킬 뿐만 아니라 인력 부족 해소에도 기여합니다.
저항하다
SRAM
IC 단면도
SRAM 지연 후 반도체 다중 칩의 전압 대비 관찰
전압 대비(VC)의 개략도
표면 관찰 표본 홀더 -
SM-71230SOHD
전압 대비(VC)는 반도체 소자 표면의 전도도 차이로 인해 SEM 이미지에서 나타나는 대비입니다. 예를 들어, 텅스텐 플러그에 결함이 발생하면 결함이 있는 플러그는 정상 플러그와 다른 대비를 보입니다. 이를 통해 결함 위치를 파악할 수 있습니다.
JSM-IT810 쇼트키 전계 방출 주사 전자 현미경
JSM-IT810 시리즈 FE-SEM을 통해 다기능성과 높은 공간 분해능이 자동화를 충족합니다.
간소화되고 효율적인 작업 흐름을 위해 이미징 및 EDS 분석을 위한 코딩 없는 자동화가 내장되어 있습니다.
모든 SEM 사용자에게 고품질 데이터와 향상된 사용자 경험을 보장하기 위한 새로운 기능이 제공됩니다.
기능에는 SEM 자동 조정 패키지, 사다리꼴 보정 기능(EBSD 측정에 유용함) 및 표면 지형 관찰을 위한 실시간 3D 표면 재구성이 포함됩니다.
JSM-IT810 시리즈를 사용하면 FE SEM 작동이 그 어느 때보다 쉬워졌습니다.
6. AES/CP：반도체 다중칩 CP 단면에서의 원소 및 화학 상태별 분포 시각화
단면 분석은 소자 고장 분석에 자주 사용됩니다. 그러나 소형화되고 복잡한 소자를 분석할 때는 높은 공간 분해능 분석이 필요합니다.
AES는 벌크 시편의 높은 공간 및 에너지 분해능 분석을 가능하게 하여 더욱 상세한 파손 분석을 더욱 간편하게 수행할 수 있도록 합니다. 예를 들어, Si와 SiO 원소의 분포를 시각화하는 것은2 SRAM과 CMOS 영역의 서로 다른 화학적 상태는 아래와 같습니다.
SiC 전력 반도체 다이오드의 pn 접합에 대한 내부 전위차 분석
pn 접합은 SiC 전력 반도체 다이오드의 기판 구조를 형성하며 소자 작동에 중요한 역할을 합니다. 이 접합의 성능은 불순물의 양, 도핑 공정, 그리고 박막 형성 공정에 크게 좌우됩니다.
전압 대비(VC)를 이용하면 쉽게 관찰할 수 있지만, 나노미터 단위의 분해능으로 도펀트 농도의 미세한 차이를 자세히 분석할 수 있는 기술은 제한적입니다.
AES를 사용하면 운동 에너지 피크의 이동량을 통해 내부 전위차를 평가할 수 있습니다. 여기서는 SiC 전력 반도체 pn 접합을 분석했습니다. p형 영역과 n형 영역에서 Si KLL 피크의 위치는 1.3 eV 차이가 납니다. 이 에너지 차이를 이용하여 p형 영역과 n형 영역을 시각화했습니다.
IB-19540CP 단면 연마기TM / IB-19550CCP 냉각 단면 연마기TM
횡단면 연마기TM (CP)는 전자현미경 검사를 위해 시료의 단면을 준비하는 장치입니다.
이온빔으로 단면을 제작하기 때문에 연마 등 경험이 필요한 다른 방법에 비해 개체차 없이 짧은 시간 안에 좋은 품질의 단면을 얻을 수 있습니다.
새로운 GUI와 사물 인터넷(IoT)을 통합하여 IB-19540CP/IB-19550CCP를 사용하면 밀링 공정의 작동 및 모니터링이 더욱 사용자 친화적으로 이루어졌습니다.
높은 처리량의 이온 소스와 높은 처리량의 냉각 시스템을 통해 빠르고 원활한 단면 준비가 가능합니다.
반도체에 대한 자세한 응용 프로그램을 보려면 아래 버튼을 클릭하세요.