CN101236913A - 用于分析晶片上污染物的设备以及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于分析晶片上污染物的设备和方法。该设备包括：晶片夹具，用于支撑在其上布置有待分析的污染物的晶片；激光切割器件，用于向晶片辐射激光以从晶片提取分离的样本；分析盒，用于收集通过辐射所述激光从晶片的表面分离的样本；以及与分析盒连接的分析器件，用于从收集的分离样本分析污染物。

Description

用于分析晶片上污染物的设备以及方法
技术领域
本发明涉及一种分析晶片表面上污染物的设备以及方法，更具体地，涉及一种可以从晶片表面收集污染物样品并分析该污染物的设备以及方法。
背景技术
最近，半导体器件的高集成度与缩小尺寸已经引起了各种污染物的吸附增加，尤其是从半导体生产线与半导体制造工艺期间产生的晶片表面上的金属污染物，对半导体器件的性能与成品率产生不利影响。
因此，在半导体器件制造中，分析晶片表面上污染物的工序变得重要。
在传统技术中，通过在半导体生产线或半导体制造工艺之间选择预定晶片，使用例如氟化氢(HF)的扫描溶液扫描选定晶片的表面以从晶片表面收集用于分析污染物的样品，并通过使用例如原子吸收光谱测试法、感应耦合等离子质谱法(ICP-MS)等方法的损坏性分析方法或者使用整体X-射线荧光分析器(total X-ray fluorescent analyzer)的无损分析方法分析收集的样品，执行污染物的分析。
然而，虽然这些方法适合于分析晶片表面的污染物，但由于收集用于分析污染的样品耗费时间，所以延迟了整个工艺。因此，为了更快地分析污染物，已经提出了使用激光的方法。
例如，韩国专利登记NO.244922、发明名称“Method of Analyzing MetalAlloy as Metal Target in Semiconductor Process”、登记日为1999年11月24日，公开了一种分析用作半导体工艺的溅射工艺中用作金属靶的金属合金所含污染物的方法，其也可以应用于分析晶片上污染物的方法。
具体地，在上述专利中公开的污染物分析方法包括切割一部分金属合金的样品切割步骤、研磨并抛光该切割样品表面的表面处理步骤、使用与质量分析器集成的激光切割器件溅射该表面处理的样品的步骤、以及在该溅射步骤期间在分离的金属元素中检测所需的金属元素的步骤。结果，可以向该切割的以及表面处理的样品辐射激光、从该样品提取用于分析污染物的样本、并从提取的样本快速分析金属合金的污染物。
适于杂质分析方法的分析晶片上污染物的方法包括，通过切割一部分待分析的晶片制作样品、将样品移动到预定的密封空间以向该样品辐射激光、以及分析从该样品提取的样本以分析晶片上的污染物。最后，在传统晶片污染物分析方法的情况下，可以向切割的样品辐射激光、从样本的样品提取污染物、并从提取的样本的样品快速分析晶片上的污染物。
然而，由于该方法在制作用于分析晶片上污染物的样品之后，从样品分析污染物，所以需要额外的样品制作时间。
另外，由于该方法在分析晶片污染物之前通过切割一部分晶片制作样本，工艺过程中可能产生附加污染。即，根据传统的晶片污染物分析方法，由于在切割一部分晶片以制作样品的工艺过程中可能产生附加的污染，所以最终检测及分析的数据可能不同于晶片的实际污染。
发明内容
本发明的一个实施例，提供一种可以检测及分析晶片上污染物、并使用激光分析晶片级污染物的设备和方法。
一方面，提供一种用于分析晶片上污染物的设备。该设备可以包括晶片夹具，用于支撑在其上布置有待分析的污染物的晶片；激光切割器件，用于向晶片辐射激光以从晶片提取分离的样本；分析盒，用于收集通过辐射激光从晶片的表面分离的样本；以及与分析盒连接的分析器件，用于从收集的分离样本分析污染物。
在另一实施例中，该晶片夹具可以包括其上载置晶片的板。该板可以具有用于向该晶片施加真空以在适当位置保持晶片的多个真空孔。该设备还可以具有布置为从该板的中心延伸的径向阵列真空孔。
在另一实施例中，该晶片夹具可以包括板、连接到该板以支撑该晶片的中央部分的晶片支撑块、以及连接到该板以支撑该晶片的边缘部分的多个安装条。而且，该晶片支撑块与多个安装条可以包括用于向晶片施加真空的真空孔。另外，每一个安装条可以具有侧面支撑部，用于当晶片载置在安装条上时支撑该晶片的侧表面。进一步，该安装条可以相对连接到该晶片支撑块，以便该安装条可以朝该晶片支撑块移动或远离该晶片支撑块移动。
在另一实施例中，该激光切割器件可以包括用于向晶片辐射具有特定强度与特性的激光的激光辐射单元、用于将辐射自激光辐射单元的激光引导至分离样本的光学系统、以及用于监测样本收集的监测单元。而且，该激光切割器件还可以包括连接到该激光辐射单元、该光学系统、以及该监测单元的激光控制单元，以便为了收集该分离样本而调整辐射的激光的数量、强度及特性。该设备还可以包括连接到该分析盒的样本传送器件，用于向该分析盒内供应载气以向该分析器件传送该从晶片收集的样本。
在另一实施例中，该分析盒可以包括与该晶片接触的、定义了用于收集分离样本的开口的中空盒体；设置在该盒体上部的窗口，激光通过该窗口传入该盒体；设置在该盒体一个下侧、并向该盒体内提供载气的气体入口部分；以及设置在该盒体的另一上部、并通过该载气向该分析器件传送在盒体中收集的样本的气体流出部分。而且，该气体入口部分可以由多个气体入口管构成，并且该气体流出部分由至少一个气体流出管构成。另外，该分析盒可以进一步包括连接到该盒体底表面的密封部分，以将该盒体的内部与外部隔离。
在另一实施例中，该设备可以进一步包括与该晶片夹具和该分析盒交互结合的移动器件，用于分别或同时移动该晶片夹具和该分析盒以调整用于收集该分离样本的位置。该移动器件可以包括与该晶片夹具结合、并在多个方向上(例如X、Y和/或Z方向上)移动该晶片夹具的夹具移动单元；与该分析盒结合、并在多个方向上(例如在X、Y和/或Z方向上)移动该分析盒的盒移动单元；以及连接到该夹具移动单元与该盒移动单元的扫描单元，用于同时移动该晶片夹具与该分析盒。
在另一实施例中，该分析器件可以包括高分辨率感应耦合等离子质谱仪(HR-ICP-MS)。
在另一实施例中，本发明提出一种分析晶片上污染物的方法。该方法可以包括在晶片夹具上载入用于分析污染物的晶片；使用分析盒隔离晶片的整个表面的样本收集区；向该样本收集区辐射激光以从该晶片收集样本；以及从该收集的样本分析污染物。
在另一实施例中，该方法可以进一步包括使用连接到该分析盒的样本传送器件向该分析盒提供载气，以便将该收集的样本从该分析盒的内部传送到该分析器件。在另一实施例中，该方法可以进一步包括使用与晶片夹具和分析盒结合的移动器件分别移动晶片夹具和分析盒以调整该样本收集区。在另一实施例中，该方法可以进一步包括使用与晶片夹具和分析盒结合的移动器件同时移动晶片夹具和分析盒以调整该样本收集区。
附图说明
如附图中所示，本发明的前述及其他目的、特征及优点将通过本发明示范性实施例的更为详细的描述而显而易见。附图不一定是成比例的，而是以揭示本发明原理为重点。
图1为根据本发明示范性实施例的用于分析晶片上污染物的设备的示意图；
图2为图1中所示晶片夹具、分析盒、以及用于移动晶片夹具及分析盒的移动器件的透视图；
图3为图2中所示晶片夹具的透视图；
图4为根据本发明另一示范性实施例的晶片夹具的透视图；
图5为图2中所示分析盒的透视图；
图6为根据本发明另一示范性实施例的分析盒的透视图；
图7为示出根据本发明示范性实施例的分析晶片上污染物的方法的流程图；
图8为示出载气流速与通过施加该载气检测到的铜微粒数量间关系的曲线图；
图9A为示出，当使用根据本发明示范性实施例的用于分析晶片上污染物的设备从未污染晶片上检测铜材料时，所用的时间与检测到的铜微粒数量之间关系的曲线图；
图9B为示出当使用根据本发明示范性实施例的用于分析晶片上污染物的设备从铜污染的晶片上检测铜材料时，所用的时间与检测到的铜微粒数量之间关系的曲线图；以及
图10为示出当使用根据本发明示范性实施例的用于分析晶片上污染物的设备从不同晶片上检测铜材料时，检测到的浓度与铜微粒数量之间关系的曲线图。
具体实施方式
现在将参照示出本发明示范性实施例的附图更加全面地描述本发明。然而，可以以不同的形式实施本发明，并且不应将本发明解释为限于这里提出的实施例。相反地，提出这些实施例以便使本发明充分而完全，并将本发明的范围充分地传达给本领域技术人员。整篇说明书中相同的附图标记表示相同的元件。
参考图1至6，根据本发明示范性实施例的用于分析晶片上污染物的设备100，包括用于承载其上存在待分析污染物的晶片W的晶片夹具160；用于向晶片W辐射激光L以从晶片W提取样本的激光切割器件110；用于通过辐射激光L从晶片W的整个表面局部地分离样本收集区的分析盒170；连接到分析盒170的分析器件190，该分析器件190用于从该收集的样本分析污染物；用于向分析盒170中提供载气以将该收集的样本传送到该分析器件190的样本传送器件；以及用于分别或同时移动该晶片夹具160和该分析盒170以调整样本收集区的移动器件150。
具体地，当晶片W载入到晶片夹具160上时，晶片夹具160向晶片W施加真空以在适当的位置保持该晶片W。载入晶片W可以通过操作者手动执行或通过晶片传送机器人(未示出)自动执行。
具体地，如图3中所示，该晶片夹具160包括具有其上安装晶片W的平坦表面的板165。因此，晶片W载入到该板165的上表面。该板165具有用于施加真空压力以在合适位置上保持载入在板165上的该晶片W的多个真空孔161。因此，载入在该板165上表面的该晶片W通过该真空孔161施加的真空压力载置在该板165的上表面。这时，通过真空孔161施加的真空压力可以为在半导体生产线中广泛使用的真空压力。这种情况下，通常设置在半导体生产线中的真空供应线(未示出)可以连接到真空孔161以施加真空压力。另外，在该板165中形成的真空孔161可以从该板165的中心沿径向方式布置。这种情况下，可以更均匀地向晶片W上施加真空压力。
同时，如图4中所示，晶片夹具160’可以根据本发明另一示范性实施例实现。即，该晶片夹具160’可以包括具有平坦表面的板165、设置在该板165的上部中心部分以支撑该晶片W的中心部分的晶片支撑块164、以及设置在该板165的上部边缘的多个安装条163，即，围绕该晶片支撑块164并设置以远离并朝向该晶片支撑块164往返移动以保持晶片W的边缘部分。此时，晶片支撑块164与多个安装条每个可以具有用于提供真空压力的至少一个真空孔161。优选地，在晶片支撑块164中可以形成多个真空孔161，更优选地形成为径向阵列。因此，载入到晶片夹具160上的晶片W由晶片支撑块164与安装条163支撑，并通过由晶片支撑块164与安装条163的真空孔161施加的真空压力保持在晶片支撑块164与安装条163的上表面上。同时，每个安装条163可以进一步具有侧面支撑部分166，用于当晶片W载置到安装条163上时，支撑该晶片W的侧表面。这种情况下，晶片W可以更加安全地载置在晶片夹具160上。
图1的激光切割器件110包括用于向晶片W辐射具有特定强度及特性的激光L的激光辐射单元120，用于将辐射自激光辐射单元120的激光L导向样本收集区并调整激光L的强度及特性的光学系统140，用于监测样本收集单元及该收集的样本状态的监测单元130，以及用于使用监测单元130的监测值调整辐射至样本收集区的激光L的数量、强度以及特性的激光控制单元115。
具体地，激光辐射单元120包括用于产生将辐射至该晶片W的预定激光L的激光发生器121，用于测量辐射的激光L的强度的能量测量器件122，用于调整辐射的激光L量的光圈123，以及用于阻挡激光L的辐射的遮光器126。因此，该激光辐射单元120可以使用该激光发生器121、该能量测量器件122、该光圈123、该遮光器126等，选择性地向该晶片W辐射具有特定强度及特性的激光。
该光学系统140布置在激光辐射单元120与晶片W之间，以将辐射自激光辐射单元120的激光L引导至样本收集区。另外，光学系统140包括多个反射镜141与142以及多个透镜143，它们引导激光L并调整该激光L的强度与特性。因此，操作者可以手动地移动反射镜141和142以及透镜143，或者使用激光控制单元115，以将辐射的激光L引导至样本收集区并调整辐射的激光L的强度及特性。
监测单元130设置在光学系统140的一侧，以监测样本收集单元及收集的样本的状态。该监测单元130包括用于精确地监测样本收集区和收集的样本状态的高分辨率放大透镜136及CCD相机137，用于向样本收集区辐射预定光线以监测该样本收集区的照明器133，以及用于朝高分辨率放大透镜136折射由该样本收集区反射的光的棱镜135。附图标记144代表用于将辐射自激光辐射单元120的激光L反射至样本收集区、并将由该样本收集区反射的光传输到棱镜135的半反射镜144。
该激光控制单元115连接到激光辐射单元120、光学系统140、以及监测单元130。因此利用监测单元130的监测值，该激光控制单元115控制该光学系统140或该激光辐射单元120以调整辐射到样本收集区的该激光L的数量、强调及特性。
如图5中所示，分析盒170包括具有与晶片W接触并定义样本收集区的下开口的中空圆柱盒体171，设置在该盒体171的上部并由例如石英的透明材料形成以向盒体171内传输激光L的窗口172，设置在盒体171的一个下表面并向盒体171内提供载气的气体入口部分174，以及设置在该盒体171的另一上表面以使用该载气将盒体171中收集的样本移动到分析器件190的气体流出部分175。密封部件174，例如O-环，可以设置在盒体171的底表面周围，以当盒体171与晶片W的表面接触时，使盒体171的内部与外部隔离。这种情况下，该样本收集区可以更有效地通过盒体171与外部隔离。
同时，图6中示出的分析盒170’可以根据另一实施例实施。即，该分析盒170’可以包括由多个气体入口管174a、174b、174c及174d形成的气体入口部分174、以及由单个气体流出管形成的气体流出部分。在这种情况中，通过多个气体入口管174a、174b、174c及174d引入的载气可以更有效地向分析器件190传送污染物颗粒，即，在分析盒170中切割的样本。最终，当气体入口部分174由多个气体入口管174a、174b、174c和174d形成并且气体流出部分175由单个气体流出管形成时，可以最大化向分析器件190传送样本的效率。
该分析器件190是使用样本间质量差从样本中分析污染物的器件，包括分析应用中广泛使用的高分辨率感应耦合等离子质谱仪192，以及与其相连的分析器控制单元194。该分析器件190连接到该分析盒170的气体流出部分175。由此，当样本通过该分析盒170的气体流出部分175传送到该分析器件190时，该高分辨率感应耦合等离子质谱仪192从该样本分析污染物，并向分析器控制单元194传输分析数据。结果，操作者可以通过分析器控制单元194快速识别污染物的种类或浓度。
样本传送器件180连接到分析盒170以向分析盒170中供应载气，以便将从晶片W收集的样本传送到该分析器件190。特别地，该样本传送器件180连接到该分析盒170的气体入口部分174以提供作为载气的惰性气体，例如氩气。因此，提供的载气通过该气体流出部分175将从晶片W切割的样本，即通过辐射激光L从晶片W收集的样本，传送至该分析器件190。
传输器件150与晶片夹具160以及分析盒170交互结合以分别或同时移动晶片夹具160与分析盒170并且分别或同时调整样本收集区。
特别地，移动器件150包括与晶片夹具160交互结合以在X、Y和Z方向移动该晶片夹具160的夹具移动单元151、与分析盒170交互结合以在X、Y和Z方向移动该分析盒170的盒移动单元156、以及与该夹具移动单元151和盒移动单元156连接的扫描单元154，以便同时移动该晶片夹具160与该分析盒170。
此时，如图2中所示，该夹具移动单元151可以包括布置在晶片夹具160下以在Y方向上往复移动该晶片夹具160的第一夹具移动单元151a、连接到该第一夹具移动单元151a以在X方向往复移动该晶片夹具160的第二夹具移动单元151b、以及连接到该第二夹具移动单元151b以在Z方向上往复移动该晶片夹具160的第三夹具移动单元151c。该第一夹具移动单元151a和该第二夹具移动单元151b可以使用线性马达，而该第三夹具移动单元151c可以使用滚珠螺杆。
此外，该盒移动单元156可以包括与分析盒170的盒体171连接的盒支撑框155、连接到该盒支撑框155以在Y方向往复移动该分析盒170的第一盒移动单元156a、连接到该第一盒移动单元156a以在X方向往复移动该分析盒的第二盒移动单元156b、以及连接到该第二盒移动单元156b以在Z方向往复移动该分析盒170的第三盒移动单元156c。该第一盒移动单元156a与该第二盒移动单元156b可以使用线性马达，而该第三盒移动单元156c可以使用滚珠螺杆。
同时，该扫描单元154设置在夹具移动单元151与盒移动单元156的下方以连接到该夹具移动单元151与该盒移动单元156，并且用于在X和Y方向上同时移动该晶片夹具160与该分析盒170。此时，该扫描单元154可以使用线性马达。
随后，将参照图7描述根据本发明示范性实施例分析晶片上污染物的方法。
图7为示出根据本发明示范性实施例分析晶片上污染物方法的流程图。
首先，当提供晶片W以分析其上的污染物时，操作者手动地向晶片夹具160的上表面上载入晶片W(S10)。此时，可以使用晶片传送机器人载入该晶片W。
之后，当晶片W载入到晶片夹具160上时，中央控制单元(未示出)根据预设程序，整体控制晶片污染物分析设备100，以向晶片夹具160的真空孔161提供预定真空压力并同时分析载入的晶片W上的污染物。同时，该载入到晶片夹具160上的晶片W通过真空孔161提供的真空压力保持在该晶片夹具160的上表面。
接下来，当晶片W保持在晶片夹具160上时，移动器件150的夹具移动单元151将晶片夹具160移动到晶片W整个表面的样本收集区，在该处辐射激光L。由此，晶片W的样本收集区根据晶片夹具160的移动布置在将要辐射激光L的位置。
此后，当晶片W的样本收集区布置在辐射激光L的位置时，移动器件150的盒移动单元156将分析盒170移动到晶片W上，并且之后将分析盒170附着到晶片W的样本收集区，由此将晶片W的样本收集区与外部局部地隔离(S20)。
之后，当晶片W的样本收集区通过分析盒170与外部隔离时，样本传送器件180向分析盒中提供例如氩气的载气，以便将分析盒170中切割的污染物颗粒，即样本，传送到分析器件190中(S40)。
接下来，激光切割器件110以预定的时间间隔、选择地向通过分析盒170与外部隔离的晶片W的样本收集区辐射预定强度与特性的激光L(S50)。因此，污染物颗粒，即样本，在分析盒170中通过辐射激光L而被切割，并且该切割的样本通过载气传送到分析器件190。之后，该分析器件190分析传送到该分析器件190的样本以确定晶片W的污染物的种类和等级(S90)。
同时，当使用扫描单元154辐射激光L时，该移动器件150可以同时移动晶片夹具160与分析盒170至预定距离以便该激光L辐射到由分析盒170隔离的晶片W的整个样本收集区上，而非分析盒170中的一部分(S70)。即，该移动器件150的扫描单元154可以调整其中通过激光L收集样本的样本收集区。这种情况下，由于激光L辐射至由分析盒170隔离的晶片W的整个样本收集区上，所以该分析器件190可以分析样本收集区的全部污染物的类型与等级。
随后，将参照附图8至10描述根据本发明示范性实施例的特点。
首先，当使用晶片污染物分析设备100检测到通过分析盒170与外部隔离的晶片W上污染的铜材料时，执行载气供应测试以确定为了得到最佳效果需要向分析盒170中供应多少载气，其结果示于图8中。辐射至分析盒170的激光L的强度为9mJ、频率为10Hz、散焦(defocus)为4000μm。另外，激光L的光点尺寸为200μm、发射延时为20秒。结果，当使用晶片污染物分析设备100检测晶片W上的铜材料时，当以1.45L/分钟的流速向分析盒170中提供载气时，得到最佳效果。
接下来，当以1.45L/分钟的流速向分析盒170中提供载气并结合前述激光L的强度与特性时，为了确定是否可以有效地检测晶片上污染的铜材料时，使用铜污染物分析设备100执行用于从未污染晶片W和铜污染晶片F上检测铜材料的测试，其结果图示在图9A与9B中。结果，当在前述强度与特性的激光L下，以1.45L/分钟的流速向分析盒170中提供载气时，使用该晶片污染物分析设备100可以有效地检测到晶片W上污染的铜材料。
之后，执行用于从具有不同铜污染的晶片W检测并分析铜材料的测试，以便确定该晶片污染物分析设备100是否可以量化分析晶片W上的不同污染物，其结果示于图10中。结果，当使用铜污染物分析设备100检测晶片W上的铜材料时，如图10中所示，将认识到不同铜污染物的检测值显示为正比于铜污染物的浓度。因此如图10中所示，可以使用根据本发明的晶片污染物分析设备量化分析晶片W上的污染物。
由前述可见，由于用于分析晶片上污染物的设备和方法可以直接检测并分析晶片级的污染物，所以可以减少为了分析晶片上污染物而制作样本花费的时间。
另外，由于用于分析晶片上污染物的设备和方法可以直接检测并分析晶片级的污染物，所以由于不需要为了分析晶片上的污染物而制作样本，可以防止在制作样本的过程中产生的污染。
这里已经公开了本发明的示范性实施例，尽管使用特定术语，但使用它们仅做普通解释及说明目的，而非限制目的。相应地，本领域技术人员将理解，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以作出形式与细节的不同变化。

Claims (20)

1、一种用于分析晶片上污染物的设备，包括：
晶片夹具，用于支撑在其上布置有待分析的污染物的晶片；
激光切割器件，用于向所述晶片辐射激光以从晶片提取分离的样本；
分析盒，用于收集通过辐射所述激光从晶片的表面分离的样本；以及
分析器件，与所述分析盒连接，用于从收集的分离样本分析污染物。
2、根据权利要求1的设备，其中所述晶片夹具包括其上载置晶片的板，该板具有用于向该晶片施加真空以在适当位置保持晶片的多个真空孔。
3、根据权利要求2的设备，其中所述真空孔布置为从该板的中心延伸的径向阵列。
4、根据权利要求1的设备，其中所述晶片夹具包括板、连接到所述板以支撑所述晶片的中央部分的晶片支撑块、以及连接到所述板以支撑所述晶片的边缘部分的多个安装条。
5、根据权利要求4的设备，其中所述晶片支撑块与多个安装条包括用于向晶片施加真空的真空孔。
6、根据权利要求4的设备，其中每个安装条具有侧面支撑部，用于当晶片载置在安装条上时支撑该晶片的侧表面。
7、根据权利要求6的设备，其中所述安装条相对连接到该晶片支撑块，以便该安装条可以朝该晶片支撑块移动或远离该晶片支撑块移动。
8、根据权利要求1的设备，其中该激光切割器件包括用于向晶片辐射具有特定强度与特性的激光的激光辐射单元、用于将辐射自激光辐射单元的激光引导至所述分离样本的光学系统、以及用于监测样本收集的监测单元。
9、根据权利要求8的设备，其中该激光切割器件进一步包括连接到所述激光辐射单元、所述光学系统、以及所述监测单元的激光控制单元，用于调整为收集所述分离样本而辐射的激光的数量、强度及特性。
10、根据权利要求1的设备，进一步包括连接到所述分析盒的样本传送器件，用于向所述分析盒供应载气以向所述分析器件传送从晶片收集的样本。
11、根据权利要求1的设备，其中所述分析盒包括与所述晶片接触的、定义了用于收集分离样本的开口的中空盒体；设置在该盒体上部的窗口，激光通过该窗口传入该盒体；设置在该盒体一下侧、并向该盒体内提供载气的气体入口部分；以及设置在该盒体的另一上部、并通过该载气向该分析器件传送在盒体中收集的样本的气体流出部分。
12、根据权利要求11的设备，其中所述气体入口部分由多个气体入口管形成，并且所述气体流出部分由至少一个气体流出管形成。
13、根据权利要求11的设备，其中所述分析盒进一步包括连接到所述盒体底表面的密封部分，以将该盒体的内部与外部隔离。
14、根据权利要求1的设备，进一步包括与所述晶片夹具和分析盒交互结合的移动器件，用于分别或同时移动该晶片夹具与该分析盒以调整用于收集该分离样本的位置。
15、根据权利要求14的设备，其中所述移动器件包括与该晶片夹具结合、并在多个方向上移动该晶片夹具的夹具移动单元；与该分析盒结合、并在多个方向上移动该分析盒的盒移动单元；以及连接到该夹具移动单元与该盒移动单元的扫描单元，用于同时移动该晶片夹具与该分析盒。
16、根据权利要求1的设备，其中所述分析器件包括高分辨率感应耦合等离子质谱仪。
17、一种分析晶片上污染物的方法，包括：
在晶片夹具上载入用于分析污染物的晶片；
使用分析盒隔离晶片的整个表面的样本收集区；
向该样本收集区辐射激光以从该晶片收集样本；以及
从该收集的样本分析污染物。
18、根据权利要求17的方法，进一步包括使用连接到该分析盒的样本传送器件向该分析盒提供载气，以便将该收集的样本从该分析盒的内部传送到该分析器件。
19、根据权利要求17的方法，进一步包括使用与晶片夹具和分析盒结合的移动器件，分别移动晶片夹具和分析盒以调整该样本收集区的尺寸。
20、根据权利要求17的方法，进一步包括使用与晶片夹具和分析盒结合的移动器件，同时移动晶片夹具和分析盒以调整该样本收集区的尺寸。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102967576A (zh) * 2012-08-28 2013-03-13 河北工业大学 一种红外反射法测硅基图形片表面苯并三唑浓度的方法

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009015713A1 (de) * 2009-03-31 2010-10-14 Globalfoundries Dresden Module One Llc & Co. Kg Verfahren und System zur Teilchenanalyse in Mikrostrukturbauelementen durch eine Isolierung von Teilchen
US20110042564A1 (en) * 2009-08-20 2011-02-24 Yasuhide Naito Laser ablation mass analyzing apparatus
KR20120108229A (ko) * 2011-03-23 2012-10-05 삼성디스플레이 주식회사 레이저 가공용 워크 테이블
US10285255B2 (en) 2013-02-14 2019-05-07 Elemental Scientific Lasers, Llc Laser ablation cell and injector system for a compositional analysis system
CN105074419B (zh) * 2013-02-14 2019-02-01 伊雷克托科学工业股份有限公司 用于组成分析系统的雷射剥蚀单元和火炬系统
FR3024543B1 (fr) * 2014-08-01 2018-05-04 Bertin Technologies Sa Procede et dispositif de detection de materiaux composant une piece
KR101710859B1 (ko) * 2016-06-16 2017-03-02 주식회사 위드텍 웨이퍼 표면의 이온성 오염물 측정 장치 및 방법
CN108426978B (zh) * 2017-02-14 2021-01-01 无锡华瑛微电子技术有限公司 晶圆局部处理方法
KR101953379B1 (ko) * 2017-05-11 2019-02-28 한국표준과학연구원 플라즈마 설비용 내구성 부품의 오염입자 평가장비
US10468270B2 (en) * 2017-11-30 2019-11-05 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Performing planarization process controls in semiconductor fabrication
KR102374612B1 (ko) * 2019-08-22 2022-03-15 삼성디스플레이 주식회사 레이저 장치 및 레이저 가공 방법
KR20230009611A (ko) * 2021-07-09 2023-01-17 삼성전자주식회사 기준 시편을 갖는 검사 시스템 및 반도체 소자 형성 방법

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5814156A (en) * 1993-09-08 1998-09-29 Uvtech Systems Inc. Photoreactive surface cleaning
JPH07159299A (ja) 1993-12-10 1995-06-23 Nkk Corp 鋼材表面の異常原因判定分析方法
US6624433B2 (en) * 1994-02-22 2003-09-23 Nikon Corporation Method and apparatus for positioning substrate and the like
TW284907B (en) * 1995-06-07 1996-09-01 Cauldron Lp Removal of material by polarized irradiation and back side application for radiation
JP2003098051A (ja) 1996-09-19 2003-04-03 Nkk Corp レーザ気化分析方法
KR100244922B1 (ko) 1997-03-07 2000-03-02 윤종용 반도체공정에서의 메탈타겟으로서의 금속합금의 분석방법
US6185030B1 (en) * 1998-03-20 2001-02-06 James W. Overbeck Wide field of view and high speed scanning microscopy
KR100459078B1 (ko) * 2001-12-26 2004-12-03 주식회사 실트론 실리콘 웨이퍼의 금속 불순물 분석을 위한 에칭장치
KR20040098959A (ko) * 2003-05-16 2004-11-26 삼성전자주식회사 웨이퍼의 금속 불순물 분석 장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102967576A (zh) * 2012-08-28 2013-03-13 河北工业大学 一种红外反射法测硅基图形片表面苯并三唑浓度的方法

Also Published As

Publication number Publication date
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