KR100217501B1 - 반도체소자 제조용 포커스 이온 빔 장치의 전원공급부 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 분석공정이 진행되는 워크챔버 내부에 설치된 칼럼에 전류를 전달하는 매개체로 사용되는 와이어를 공정상황에 따라 교체하는 번거로움을 해소할 수 있는 반도체소자 제조용 포커스 이온 빔 장치의 전원공급부에 관한 것이다.
본 발명은, 분석공정이 진행되는 워크챔버와 상기 워크챔버 내부에 설치되고, 상기 워크챔버 내부로 이온화된 소스를 방출하는 칼럼과 상기 워크챔버 외부에 위치하며 상기 칼럼에 특정전류를 공급하는 전원공급원과 상기 칼럼 및 상기 전원공급원을 연결하는 와이어가 구비된 반도체소자 제조용 포커스 이온 빔 장치의 전원공급부에 있어서, 상기 전원공급부와 상기 칼럼 사이를 필라메트 와이어와 히팅 소스용 와이어를 병렬연결시키고, 상기 필라멘트 와이어와 히팅 소스용 와이어를 서로 교체연결하는 릴레이를 더 연결시켜서 이루어짐을 특징으로 한다.
따라서, 와이어 교체작업을 생략하여 설비가동율을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 반도체소자 제조용 포커스 이온 빔 장치의 전원공급부에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 분석공정이 진행되는 워크챔버 내부에 설치된 칼럼에 전류를 전달하는 매개체로 사용되는 와이어를 공정상황에 따라 교체하는 번거로움을 해소할 수 있는 반도체소자 제조용 포커스 이온 빔 장치의 전원공급부에 관한 것이다.
통상, 반도체소자 제조공정에서는, 실리콘 웨이퍼 상에 산화공정, 사진식각공정, 확산공정 및 금속공정 등의 웨이퍼 가공공정을 반복진행하여 특정회로를 형성한 후, 후속되는 와이어 본딩(Wire bonding)공정 및 몰딩(Molding)공정 등을 수행하여 반도체소자를 제작한다.
그러나, 상기 웨이퍼 가공공정 후에는 여러가지 원인에 의해서 다수의 디펙트(Deffect)가 웨이퍼 상에 발생하므로 웨이퍼 가공공정이 진행되어 형성된 복수의 칩은 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope), 투과전자현미경(Transmission Electron Microscope), 포커스 이온 빔(Focus Ion Beam : 이하 FIB)장치 등의 분석장치를 이용한 분석공정이 진행된다.
도1은 분석공정이 진행되는 종래의 반도체소자 제조용 포커스 이온 빔 장치의 전원공급부의 개략적인 구성도이다.
도1을 참조하면, 전원공급원(12) 등의 FIB설비와 관련된 전기적인 장치가 내재된 캐비넷(Cabinet : 10)이 설치되어 있다.
또한, 식각된 영역을 분석할 수 있는 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope)이 설치되고, 러프펌프(Rough pump) 및 고진공펌프의 펌핑동작에 의해서 5×10-6Torr 정도의 고진공상태가 형성되고, 갈륨(Ga) 등의 소스(Source)가 이온화된 상태로 들어있는 칼럼(Column : 16)이 내부에 설치되고, 분석공정이 진행되는 워크챔버(Work chamber : 14)가 구성되어 있다. 상기 캐비넷(10) 내부에 설치된 전원공급원(12)과 상기 워크챔버(14) 내부에 설치된 칼럼(16)은 2개의 필라멘트 와이어(Filament wire : 28)에 의해서 연결되어 있다.
따라서, 다수의 막질이 형성된 분석용 웨이퍼가 워크챔버(14) 내부에 투입되면, 캐비넷(10) 내부에 설치된 전원공급원(12)에서는 워크챔버(14) 내부의 칼럼(16)과 연결된 부속설비에 50 kV의 전압으로 5 ㎂ 정도의 전류를 공급한다. 이에 따라 칼럼(16) 내부에 들어있는 갈륨이온은 웨이퍼 상에 방출되어 분석용 웨이퍼 특정영역을 식각하는 밀링(Milling)공정이 진행된다.
이어서, 주사전자현미경을 이용하여 식각된 웨이퍼의 특정영역을 분석하여 여러가지 원인에 의해서 웨이퍼 상에 형성된 패턴(Pattern)과 패턴이 연결되는 패턴 브리지(Bridge) 현상, 배선의 단선, 콘택홀(Contact hole)의 개구부위 불량 등의 디펙트를 분석하는 분석공정이 진행된다.
그리고, 약 1주일 정도의 분석공정이 진행되어 칼럼(16)에 들어있는 갈륨이온이 고체상태의 갈륨소스로 변화되면 소스에 열을 가하는 히팅공정을 수행한다. 또한, 장기간의 분석공정으로 칼럼(16) 내부에 들어있는 갈륨 소스가 모두 소모되면, 새로운 고체상태의 갈륨 소스를 투입한 후, 소스에 열을 가하는 히팅(Heating)공정을 진행한다.
상기 히팅공정에서는, 먼저 전압 및 전류량이 변화됨에 따라 필라멘트 와이어(28)가 단선되거나, 전류가 원활히 흐르지 못하는 것을 방지하기 위하여 필라멘트 와이어(28)를 히팅 소스(Heating source)용 와이어로 교체한 다.
이어서, 전원공급원(12)에서 칼럼(16)에 약 5V 정도의 전압으로 5A 정도의 전류를 공급하여 고체상태의 갈륨소스를 이온화시킨다.
마지막으로, 히팅 소스용 와이어를 다시 필라멘트 와이어(28)로 교체하고 전술한 분석공정을 진행한다.
그런데, 칼럼 내부에 존재하는 갈륨이온이 고체상태로 변화되거나 모두 소모되어 상기 히팅공정을 진행할 때, 필라멘트 와이어를 히팅 소스용 와이로 교체하고, 갈륨이온을 생성시키고, 다시 히팅 소스용 와이어를 필라멘트 와이어로 교체하였으므로 작업이 번거롭고, 교체작업이 진행되는 동안 FIB 분석설비의 동작을 정지시켜야 하므로 설비가동율이 낮아 분석공정이 원활히 진행되지 못하는 문제점이 있으며, 비임 커런트(Beam current)의 강하가 일어나는 경우에도 히팅 소스용 와이어와 필라멘트 와이어 간의 상기와 같은 교체작업이 요구되는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은, 전기적 장치가 들어있는 캐비넷 내부의 전원공급원과 분석공정이 진행되는 공정챔버 내부의 칼럼을 연결시키는 와이어의 교체작업을 생략할 수 있는 반도체소자 제조용 포커스 이온 빔 장치의 전원공급부를 제공하는 데 있다.
도1은 종래의 반도체소자 제조용 포커스 이온 빔 장치의 전원공급부의 개략적인 구성도이다.
도2는 본 발명에 따른 반도체소자 제조용 포커스 이온 빔 장치의 전원공급부의 일 실시예를 설명하기 위한 구성도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10,20 : 캐비넷 12,22 : 전원공급원
14,24 : 워크챔버 16,26 : 칼럼
28 : 필라멘트 와이어 29 : 히팅 소스용 와이어
30 : 릴레이
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체소자 제조용 포커스 이온 빔 장치의 전원공급부는, 분석공정이 진행되는 워크챔버와 상기 워크챔버 내부에 설치되고, 상기 워크챔버 내부로 이온화된 소스를 방출하는 칼럼과 상기 워크챔버 외부에 위치하며, 상기 칼럼에 특정전류를 공급하는 전원공급원과 상기 칼럼 및 상기 전원공급원을 연결하는 와이어가 구비된 반도체소자 제조용 포커스 이온 빔 장치의 전원공급부에 있어서, 상기 전원공급부와 상기 칼럼 사이를 필라메트 와이어와 히팅 소스용 와이어를 병렬연결시키고, 상기 필라멘트 와이어와 히팅 소스용 와이어를 서로 교체연결하는 릴레이(Relay)를 더 연결시켜서 이루어짐을 특징으로 한다.
상기 릴레이는 서로 다른 두 전기적 연결을 선택적으로 연결하는 스위칭수단으로 사용됨이 바람직하다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도2는 본 발명에 따른 반도체소자 제조용 포커스 이온 빔 장치의 전원공급부의 일 실시예를 설명하기 위한 구성도이다.
도2를 참조하면, 전원공급원(22) 및 다른 전기적 관련장치가 들어 있는 캐비넷(20)이 설치되어 있다. 상기 전원공급원(22) 내부에는 전류을 선택적으로 공급하는 릴레이(Relay : 30)가 설치되어 있다.
또한, 반복적인 웨이퍼 가공공정에 의해서 다수의 막질이 형성된 분석용 웨이퍼의 특정영역을 확대촬영할 수 있는 주사전자현미경이 내부에 설치되어 있고, 러프펌프 및 고진공펌프의 펌핑동작에 의해서 5×10-6Torr 정도의 고진공상태가 형성되고, 갈륨 등의 소스가 이온화된 상태로 들어있는 칼럼(26)이 내부에 설치되어 있고, 분석공정이 진행되는 워크챔버(24)가 구성되어 있다.
상기 칼럼(26)과 전원공급원(22) 내부의 릴레이(30)는 필라멘트 와이어(28)및 히팅 소스용 와이어(29)에 의해서 병렬연결되어 있다.
따라서, 워크챔버(24) 내부에 웨이퍼 가공공정이 반복적으로 수행되어 다수의 막질이 적층된 DRAM(Dynamic Random Access Memory) 등의 반도체소자가 형성된 분석용 웨이퍼가 투입되면, 전원공급원(22)에서는 상기 릴레이(30)를 조작하여 필라멘트 와이어(28)를 연결함으로써 칼럼(26)에 50 kV의 전압으로 5 ㎂ 정도의 전류를 공급한다. 이때, 상기 전류는 릴레이(30)의 선택에 의해서 필라멘트 와이어(28)를 통해서 공급된다.
따라서, 칼럼(26) 내부에 들어있는 이온화된 갈륨은 분석용 웨이퍼 상에 방출되어 분석용 웨이퍼의 특정영역은 식각되고, 식각된 분석용 웨이퍼의 특정영역은 주사전자현미경에 의해서 확대촬영되어 분석된다.
그리고, 연속적인 공정과정에 칼럼(26) 내부에 들어있는 갈륨이온이 모두 소모되면, 작업자는 칼럼(26) 내부에 고체상태의 갈륨소스를 투입한 후, 전원공급원(22)에서 상기 릴레이(30)를 조작하여 히팅 소스용 와이어(29)를 연결함으로써 칼럼(26)에 5V 정도의 전압으로 5A 정도의 전류를 공급하여 고체상태의 갈륨소스를 이온화시키는 히팅공정을 수행한다.
또한, 약 1 주일정도의 분석공정이 진행됨에 따라 칼럼(26) 내부에 들어있는 갈륨이온이 고체상태의 갈륨소스로 변화되면, 전술한 히팅공정을 역시 수행한다. 상기 히팅공정이 진행될 때, 전류는 릴레이(30)의 선택에 의해서 히팅 소스용 와이어(29)를 통해서 공급된다.
따라서, 본 발명에 의하면 전기적 장치가 들어있는 캐비넷 내부의 전원공급원과 분석공정이 진행되는 공정챔버 내부의 칼럼을 연결시키는 와이어의 교체작업을 생략하고 히팅공정을 수행할 수 있으므로 와이어 교체작업에 소요되는 로스 타임(Loss time)을 없앨수 있어서 설비가동율을 증가시켜 분석공정을 원활히 진행시킬 수 있는 효과가 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
Claims (2)
- 분석공정이 진행되는 워크챔버와 상기 워크챔버 내부에 설치되고, 상기 워크챔버 내부로 이온화된 소스를 방출하는 칼럼과 상기 워크챔버 외부에 위치하며 상기 칼럼에 특정전류를 공급하는 전원공급원과 상기 칼럼 및 상기 전원공급원을 연결하는 와이어가 구비된 반도체소자 제조용 포커스 이온 빔 장치의 전원공급부에 있어서,상기 전원공급부와 상기 칼럼 사이를 필라메트 와이어와 히팅 소스용 와이어를 병렬연결시키고, 상기 필라멘트 와이어와 히팅 소스용 와이어를 서로 교체연결하는 릴레이를 더 연결시켜서 이루어짐을 특징으로 하는 반도체소자 제조용 포커스 이온 빔 장치의 전원공급부.
- 제 1 항에 있어서,상기 릴레이가 서로 다른 두 전기적 연결을 선택적으로 연결하는 스위칭수단임을 특징으로 하는 상기 반도체소자 제조용 포커스 이온 빔 장치의 전원공급부.
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