▲ JEOL의 저각도 이온 밀링 주사전자현미경 ‘HAXIS’ [출처=JEOL]

일본 전자현미경 제조업체인 지올(JEOL)에 따르면 2026년 10월5일부터 새로운 저각도 이온 밀링 주사전자현미경 HAXIS의 판매를 시작했다.

첨단 반도체 장치 구조가 계속 미세화되고 복잡해짐에 따라 나노 매니퓰레이터를 사용해 마이크로 스케일 회로에 접촉하고 측정하는 것이 어려워졌다. 또한 탐침 측정으로 인한 접촉은 분석 대상에 영향을 미칠 수 있어, 새로운 고장 분석 방법이 필요하게 되었다.

지올은 패시브 전압 콘트라스트(PVC) 검출 기술에 대해 장기간 연구해왔다. 검출기와 시료 준비 기술의 고도화를 통해 안정적이고 재현성이 높은 PVC 관찰 기술을 위한 방법을 확립했다.

이는 첨단 반도체에서도 선명하고 재현성이 높은 PVC 관찰을 실현했다. 가공 손상과 오염의 영향을 최소화하면서 전기적 이상을 시각적으로 검출함으로써 결함 위치를 효율적으로 식별하고 원인을 규명할 수 있다. 불활성 가스인 아르곤(Ar)을 사용함으로써 안정적인 표면 품질을 보장하고 운영 비용을 절감할 수 있다.

HAXIS는 아르곤 이온 빔을 사용하는 독자적인 저각도 이온 밀링(Low-Angle Ion Milling, LIM) 층제거 기술을 통해 시료 표면에 손상을 최소화하면서 평탄한 표면을 만든다. 이를 통해 첨단 장치에서도 구조와 전위 정보를 유지하면서 선명하고 재현성이 높은 PVC 관찰이 가능하다.

반도체 고장 분석은 결함 위치 파악부터 물리적 분석 및 근본 원인 조사에 이르기까지 여러 단계를 포함한다. 장치 복잡성이 증가함에 따라 고장 검출에서 실행 가능한 결과까지의 처리 시간을 단축하는 것이 점점 더 중요해지고 있다.

HAXIS는 LIM 층제거를 SEM 이미징 및 패시브 전압 콘트라스트(PVC) 분석과 통합하여 고장 위치 파악에 대한 새로운 접근법을 소개한다.

이 결합된 워크플로는 고장 위치를 신속하고 매우 정확하게 식별할 수 있게 하여 신속 처리 시간(Quick Turnaround Time, QTAT) 고장 분석을 지원하고, 전기적 고장 검출에서 물리적 분석 및 근본 원인 규명으로의 전환을 가속화한다.