KR100513426B1 - 반도체장치 분석설비의 샘플홀더 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 분석설비의 샘플홀더에 관한 것이다.
본 발명에 따른 반도체 분석설비의 샘플홀더는 상부 주변부에 다수의 제 1 고정홈이 형성되어 있고, 상기 다수의 제 1 고정홈 사이에 시료의 일측 단부가 위치되는 몸체와 상기 몸체의 제 1 고정홈과 나사결합에 의해서 서로 체결되는 다수의 제 2 고정홈이 형성된 고정링을 구비하여 이루어지며, 본 발명에 따른 다른 반도체 분석설비의 샘플홀더는 상부 주변부에 다수의 제 1 고정홈이 형성되어 있고, 상기 제 1 고정홈 일측에 시료가 위치되는 몸체와 상기 몸체의 제 1 고정홈과 나사결합에 의해서 서로 체결되는 제 2 고정홈이 형성된 다수의 고정쇠를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
따라서, 상기 샘플홀더 상에 다수의 시료를 위치시킨 후, 다수의 시료에 대해서 분석공정을 진행할 수 있으므로 시료교체에 따른 제반 문제점을 해결할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 반도체장치 분석설비의 샘플홀더에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다수의 시료를 고정할 수 있는 반도체 분석설비의 샘플홀더에 관한 것이다.
통상, 반도체장치 제조공정은 다수의 단위공정들이 연속적으로 진행되며, 상기 단위공정 사이에는 분석공정이 진행됨으로서 상기 단위공정의 정상여부를 분석하고 있다. 상기 분석은 AES(Auger Electron Scopetroscope) 등과 같은 분석설비를 사용하여 샘플링된 웨이퍼를 절단하여 형성된 시료를 분석함으로서 이루어진다. 상기 AES에 의한 오저분석은 분석기기의 상용화로 당해 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자에게는 용이하게 이를 구입하여 사용할 수 있을 정도로 공지된 것으로 이해될 수 있을 정도이다. 상기 오저분석이라함은 AES를 사용하는 기기분석방법의 일종으로서, 원자가 여기된 에너지 레벨에서 낮은 에너지 레벨로, 방사를 수반하지 않는 대신 전자를 방출하여 전이하는 오저효과를 이용하는 분석방법으로서, 가공 중의 웨이퍼의 미소영역을 분석하기 위하여 시료에 어느 에너지를 갖는 전자를 조사하면 그에 의해서 여기된 원자는 X선 뿐만 아니라 오저전자라고 불리우는 2차전자를 방사하게 되며, 이 방사된 오저전자의 속도나 분포를 측정하여 시료 표면의 상태 뿐만 아니라 그 에너지를 측정하여 원자의 존재여부 및 상대적인 양 등을 측정할 수 있다.
이러한 AES 등과 같은 분석설비는 10-9 Torr 정도의 고진공상태의 챔버 내부에서 시료를 분석하게 되는 데 이때 시료를 고정하고, 상기 챔버의 내부로 이동되어 시료와 함께 분석과정을 거치게 되는 샘플홀더(Sample Holder)를 이용하여 분석공정이 진행된다.
통상적인 종래의 반도체 분석설비의 샘플홀더를 도1에 도시하였다.
도1에서와 같이, 종래의 반도체 표면분석설비의 샘플홀더는, 원통형의 몸체(10) 상면에 얇은 막대판 형상의 도전체 클립(12) 2개를 각각 클립고정나사(14)로 고정시키고, 상기 클립(12)의 복원력을 이용하여 시료(16)를 상기 2개의 클립(12)과 상기 몸체(10)의 상면에 끼워 상기 시료(16)가 움직이지 못하도록 고정시키는 구성이다.
또한, 상기 클립(12)은 통상 구리재질로 만들어져서 상기 시료(16)를 접지시키는 역할을 한다.
따라서, 상기 몸체(10)와 클립(12) 사이에 시료(16)을 끼워 고정하고, 10-9 Torr정도의 상기 반도체 분석설비의 진공챔버에 상기 시료(16)을 이동시켜서 상기 챔버내부에 상기 몸체(10)를 고정한 후 분석작업이 진행된다. 상기 분석작업은 샘플홀더가 X축, Y축, Z축으로 이동하거나 특정각도로 회전하면서 진행된다.
그러나, 상기 샘플홀더 상에는 하나의 시료밖에 로딩할 수 없으므로 인해서 시료를 교체하는 데 많은 로스타임(Loss time)이 발생되는 문제점이 있었다.
또한, 시료 로딩이 빈번하게 이루어지므로 분석공정이 진행되는 10-9 Torr 정도의 챔버의 압력상태를 조절하는 데 많은 로스타임이 발생되고, 반복적인 공정챔버의 압력상태의 조절에 의해서 분석설비에 충격이 가해지는 문제점이 있었다.
본 발명은 샘플홀더 상에 다수의 시료를 고정할 수 있도록 함으로서 시료교체의 회수 및 챔버의 압력상태 조절 회수를 줄일 수 있는 반도체장치 분석설비의 샘플홀더를 제공하는 데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 반도체장치 분석설비의 샘플홀더는, 상부 주변부에 다수의 제 1 고정홈이 형성되어 있고, 상기 다수의 제 1 고정홈 사이에 시료의 일측 단부가 위치되는 몸체와 상기 몸체의 제 1 고정홈과 나사결합에 의해서 서로 체결되는 다수의 제 2 고정홈이 형성된 고정링을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 다수의 제 1 고정홈은 일정간격 서로 이격되어 원호를 그리며 형성될 수 있고, 상기 고정링은 철재질로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 몸체는 원통형으로 형성될 수 있고, 상기 샘플홀더는 AES(Auser Electron Spectroscopy) 설비에 사용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 반도체장치 분석설비의 샘플홀더는, 상부 주변부에 다수의 제 1 고정홈이 형성되어 있고, 상기 제 1 고정홈 일측에 시료가 위치되는 몸체와 상기 몸체의 제 1 고정홈과 나사결합에 의해서 서로 체결되는 제 2 고정홈이 형성된 다수의 고정쇠를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 다수의 제 1 고정홈은 일정간격 서로 이격되어 원호를 그리며 형성
될 수 있고, 상기 고정링은 구리재질로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 몸체는 원통형으로 형성될 수 있고, 상기 샘플홀더는 AES(Auser Electron Spectroscopy) 설비에 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 구체적인 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도2a 및 도2b는 본 발명에 따른 반도체장치 분석설비의 샘플홀더의 제 1 실시예를 설명하기 위한 사시도이다.
본 발명에 따른 반도체장치 분석설비의 샘플홀더는 도2a에 도시된 바와 같이 상부 주변부에 6개의 제 1 고정홈(22)이 형성되어 있고, 상기 다수의 제 1 고정홈(22) 사이에 얇은판 형상의 시료(도시되지 않음)의 일측 단부가 위치되는 원통형의 몸체(20)가 구비된다. 상기 6개의 제 1 고정홈(22)은 일정간격 서로 이격되어 원호를 그리며 형성되어 있다.
그리고, 상기 몸체(20)의 6개의 제 1 고정홈(22)과 나사(28)에 의해서 서로 체결되는 6개의 제 2 고정홈(26)이 형성되어 몸체(20) 상에 위치된 시료(도시되지 않음)를 고정하는 고정링(24)이 구비되어 있다. 상기 고정링(24)은 복원력이 우수한 철재질로 형성되어 있다.
따라서, 도2b에 도시된 바와 같이 제 1 고정홈(22) 사이에 얇은판 형상의 6개의 시료(29)를 위치시킨 후, 고정링(24)의 제 2 고정홈(26)과 몸체(20)의 제 1 고정홈(22)이 일치되도록 상기 시료(29) 상에 고정링(24)을 위치시킨다. 그리고, 제 2 고정홈(26)과 제 1 고정홈(22) 내부에 나사(28)를 체결함으로서 시료(29)를 고정한다. 이후, 상기 샘플홀더를 AES(Auser Electron Spectroscopy) 설비의 진공챔버 내부에 투입한 후, 분석공정을 진행한다. 상기 진공챔버 내부에서는 상기 샘플홀더를 회전시키며 각 시료(29)에 대한 분석공정을 개별적으로 진행한다.
이하, 도3a 및 도3b를 참조하여 본 발명에 따른 반도체장치 분석설비의 샘플홀더의 제 2 실시예를 설명한다.
도3a를 참조하면, 상부 주변부에 6개의 제 1 고정홈(32)이 형성된 원통형의 몸체(30)가 구비되어 있다. 상기 6개의 제 1 고정홈(32)은 일정간격 서로 이격되어 원호를 그리며 형성되어 있다.
그리고, 상기 몸체(30)의 제 1 고정홈(32)과 나사(38)에 의해 나사결합되는 제 2 고정홈(36)이 형성된 6개의 고정쇠(34)가 구비됨으로서, 상기 제 1 고정홈(32) 일측에 위치되는 얇은판 형상의 시료(도시되지 않음)의 일측 단부를 고정하도록 되어 있다.
따라서, 도3b에 도시된 바와 같이 몸체(30)의 제 1 고정홈(32) 일측에 얇은판 형상의 시료(39)를 위치시킨 후, 상기 시료(39) 상에 고정쇠(34)를 위치시켜 제 1 고정홈(32)과 제 2 고정홈(36)을 일치시킨다. 그리고, 제 2 고정홈(36)과 제 1 고정홈(32) 내부에 나사(38)를 체결함으로서 시료(39)를 고정한다. 이후, 상기 샘플홀더를 AES(Auser Electron Spectroscopy) 설비의 진공챔버 내부에 투입한 후, 분석공정을 진행한다. 상기 진공챔버 내부에서는 상기 샘플홀더를 회전시키며 각 시료에 대한 분석공정을 개별적으로 진행한다.
이하, 대조군으로서 텅스텐(W)과 실리콘(Si)이 1 : 2.58의 비율로 조성된 제 1 시료, 제 2 시료, 제 3 시료, 제 4 시료, 제 5 시료 및 제 6 시료로 이루어지는 6개의 시료를 준비한 후, 도2a 또는 도3a에 도시된 바와 같은 본 발명에 따른 반도체장치 분석설비의 샘플홀더 상에 상기 6개의 시료를 위치시킨 후, AES설비를 사용하여 7차에 걸쳐서 분석공정을 진행한 결과를 하기 표1에 나타낸다.
| 1차분석 | 2차분석 | 3차분석 | 4차분석 | 5차분석 | 6차분석 | 7차분석 | |
| 제 1 시료 | 1 : 2.58 | 1 : 2.58 | 1 : 2.58 | 1 : 2.58 | 1 : 2.58 | 1 : 2.58 | 1 : 2.58 |
| 제 2 시료 | 1 : 2.59 | 1 : 2.58 | 1 : 2.59 | 1 : 2.59 | 1 : 2.58 | 1 : 2.58 | 1 : 2.58 |
| 제 3 시료 | 1 : 2.58 | 1 : 2.59 | 1 : 2.58 | 1 : 2.59 | 1 : 2.58 | 1 : 2.58 | 1 : 2.58 |
| 제 4 시료 | 1 : 2.59 | 1 : 2.58 | 1 : 2.59 | 1 : 2.58 | 1 : 2.58 | 1 : 2.57 | 1 : 2.57 |
| 제 5 시료 | 1 : 2.59 | 1 : 2.59 | 1 : 2.59 | 1 : 2.58 | 1 : 2.57 | 1 : 2.58 | 1 : 2.57 |
| 제 6 시료 | 1 : 2.59 | 1 : 2.59 | 1 : 2.59 | 1 : 2.58 | 1 : 2.57 | 1 : 2.58 | 1 : 2.57 |
상기 표1을 참조하면, 결과값이 1 : 2.57 내지 1 : 2.59를 나타냄으로서 분석공정의 결과값에 재현성이 있음을 알 수 있고 있고, 이에 따라 본 발명에 따른 반도체장치 분석설비의 샘플홀더를 상용화할 수 있음을 알 수 있다.
따라서, 본 발명에 의하면 상기 샘플홀더 상에 다수의 시료를 위치시킨 후, 다수의 시료에 대해서 분석공정을 진행할 수 있음으로 종래와 비교하여 시료로딩 회수를 줄일 수 있으므로 시료교체에 소요되는 로스타임을 줄일 수 있는 효과가 있다. 그리고, 분석공정이 진행되는 10-9 Torr 정도의 챔버의 압력상태를 조절하는 회수를 줄일 수 있으므로 챔버의 압력상태 조절에 소요되는 로스타임을 줄일 수 있고, 반복적인 챔버의 압력상태의 조절에 의해서 분석설비에 충격이 가해지는 것을 방지할 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.
도1은 종래의 반도체장치 분석설비의 샘플홀더를 설명하기 위한 사시도이다.
도2a는 본 발명에 따른 반도체장치 분석설비의 샘플홀더의 제 1 실시예를 설명하기 위한 분해사시도이다.
도2b는 본 발명에 따른 반도체장치 분석설비의 샘플홀더 상에 시료가 고정된 상태를 설명하기 위한 사시도이다.
도3a는 본 발명에 따른 반도체장치 분석설비의 샘플홀더의 제 2 실시예를 설명하기 위한 분해사시도이다.
도3b는 본 발명에 따른 반도체장치 분석설비의 샘플홀더 상에 시료가 고정된 상태를 설명하기 위한 사시도이다.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10, 30, 40 : 몸체 12 : 클립
14 : 클립고정나사 16, 29, 39 : 시료
22, 32 : 제 1 고정홈 24 : 고정링
26, 36 : 제 2 고정홈 28, 38 : 나사
34 : 고정쇠
Claims (6)
- 상부 주변부에 일정간격 서로 이격되어 원호를 그리도록 다수의 제 1 고정홈이 형성되어 있고, 상기 다수의 제 1 고정홈 사이에 시료의 일측 단부가 위치되는 원통형의 몸체와 상기 몸체의 제 1 고정홈과 나사결합에 의해서 서로 체결되는 다수의 제 2 고정홈이 형성된 고정링을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체장치 분석설비의 샘플홀더.
- 제 1 항에 있어서, 상기 고정링은 철재질로 형성된 것임을 특징으로 하는 상기 반도체장치 분석설비의 샘플홀더.
- 제 1 항에 있어서,상기 샘플홀더는 AES(Auser Electron Spectroscopy) 설비에 사용되는 것임을 특징으로 하는 상기 반도체장치 분석설비의 샘플홀더.
- 상부 주변부에 일정간격 서로 이격되어 원호를 그리도록 다수의 제 1 고정홈이 형성되어 있고, 상기 제 1 고정홈 일측에 시료가 위치되는 원통형의 몸체와 상기 몸체의 제 1 고정홈과 나사결합에 의해서 서로 체결되는 제 2 고정홈이 형성된 다수의 고정쇠를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체장치 분석설비의 샘플홀더.
- 제 4 항에 있어서,상기 고정링은 구리재질로 형성된 것임을 특징으로 하는 상기 반도체장치 분석설비의 샘플홀더.
- 제 4 항에 있어서,상기 샘플홀더는 AES(Auser Electron Spectroscopy) 설비에 사용되는 것임을 특징으로 하는 상기 반도체장치 분석설비의 샘플홀더.
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