KR100862163B1 - Apparatus and method for Analyzing Secondary Ion Mass Spectrometry - Google Patents

Apparatus and method for Analyzing Secondary Ion Mass Spectrometry Download PDF

Info

Publication number
KR100862163B1
KR100862163B1 KR1020060131553A KR20060131553A KR100862163B1 KR 100862163 B1 KR100862163 B1 KR 100862163B1 KR 1020060131553 A KR1020060131553 A KR 1020060131553A KR 20060131553 A KR20060131553 A KR 20060131553A KR 100862163 B1 KR100862163 B1 KR 100862163B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
primary
valve
analysis
primary ion
ions
Prior art date
Application number
KR1020060131553A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20080057813A (en
Inventor
정윤정
Original Assignee
동부일렉트로닉스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 동부일렉트로닉스 주식회사 filed Critical 동부일렉트로닉스 주식회사
Priority to KR1020060131553A priority Critical patent/KR100862163B1/en
Publication of KR20080057813A publication Critical patent/KR20080057813A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100862163B1 publication Critical patent/KR100862163B1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/22—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material
    • G01N23/225—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material using electron or ion
    • G01N23/2255—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material using electron or ion using incident ion beams, e.g. proton beams
    • G01N23/2258—Measuring secondary ion emission, e.g. secondary ion mass spectrometry [SIMS]
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/62—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode
    • G01N27/622—Ion mobility spectrometry
    • G01N27/623—Ion mobility spectrometry combined with mass spectrometry
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/02—Details
    • H01J49/04—Arrangements for introducing or extracting samples to be analysed, e.g. vacuum locks; Arrangements for external adjustment of electron- or ion-optical components
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/02—Details
    • H01J49/04—Arrangements for introducing or extracting samples to be analysed, e.g. vacuum locks; Arrangements for external adjustment of electron- or ion-optical components
    • H01J49/0409—Sample holders or containers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/02—Details
    • H01J49/10—Ion sources; Ion guns

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

본 발명에서는 반도체 소자의 표면 분석 방법에 관해 개시된다. In the present invention, a method for surface analysis of a semiconductor device is disclosed.

본 발명에 따른 이차이온 질량 분석장치는 반도체 소자 표면에 주입되는 일차 이온을 제공하는 제1 일차이온 소오스 및 제2 일차이온 소오스; 상기 제1 일차이온 소오스 및 제2 일차이온 소오스로부터 공급되는 일차 이온을 상기 반도체 소자 표면에 주입시키는 일차 이온 컬럼; 상기 제1 일차이온 소오스 및 상기 제2 일차이온 소오스 중 어느 하나로부터 공급되는 일차 이온 만이 상기 일차 이온 주입부로 공급되도록 하는 밸브; 상기 반도체 소자 표면으로부터 발생되는 이차 이온에 자기장을 인가하는 자기장 발생부; 상기 반도체 소자 표면으로부터 발생된 이차 이온을 상기 자기장 발생부로 전달하는 이차 이온 컬럼; 및 상기 자기장 발생부를 통과한 상기 이차 이온의 질량을 검출하는 질량검출부가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 한다.A secondary ion mass spectrometer according to the present invention includes a first primary ion source and a second primary ion source for providing primary ions implanted into a surface of a semiconductor device; A primary ion column for injecting primary ions supplied from the first primary ion source and the second primary ion source onto a surface of the semiconductor device; A valve for supplying only primary ions supplied from one of the first primary ion source and the second primary ion source to the primary ion implantation unit; A magnetic field generator for applying a magnetic field to secondary ions generated from the surface of the semiconductor device; A secondary ion column configured to transfer secondary ions generated from the surface of the semiconductor device to the magnetic field generator; And a mass detector configured to detect the mass of the secondary ions passing through the magnetic field generator.

반도체, 표면, 분석, 일차이온, 이차이온, SIMS Semiconductor, surface, analysis, primary ion, secondary ion, SIMS

Description

이차이온 질량분석 장치 및 방법{Apparatus and method for Analyzing Secondary Ion Mass Spectrometry}Apparatus and method for Analyzing Secondary Ion Mass Spectrometry

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 개략적인 M-SIMS을 보여주는 도면.1 shows a schematic M-SIMS in accordance with an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1에 도시된 M-SIMS를 이용하여 반도체 소자의 표면을 분석하는 방법을 보여주는 도면.FIG. 2 is a diagram illustrating a method of analyzing a surface of a semiconductor device using M-SIMS shown in FIG. 1.

본 발명은 반도체 소자의 표면 분석 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 미소 지역의 자기이차이온질량분석기(Magnetic Secondary Ion Mass Spectrometry: 이하, 'M-SIMS'라 한다)를 이용하여 반도체 소자의 표면을 분석하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for surface analysis of a semiconductor device, and more particularly, to analyze a surface of a semiconductor device using a magnetic secondary ion mass spectrometer (hereinafter referred to as 'M-SIMS'). It relates to an apparatus and a method.

반도체 소자 제조시 통상적으로 이용되는 이온주입 공정은 반도체 기판인 실리콘 웨이퍼 내에 임의의 불순물을 침투시켜 상기 웨이퍼가 전기적 특성을 가지도록 하는 공정으로, 상기 공정의 주요 팩터(factor)로 작용하는 요인으로는 불순물의 종류와, 에너지, 도즈량을 들 수 있다. The ion implantation process which is commonly used in the manufacture of semiconductor devices is a process of infiltrating arbitrary impurities into a silicon wafer, which is a semiconductor substrate, so that the wafer has electrical characteristics. The kind of impurity, energy, and dose amount are mentioned.

이때, 상기 공정의 불량 여부는 웨이퍼 막질 내에 주입된 불순물 농도 및 분 포는 표면 분석 장비를 이용해서 확인할 수 있는 데 그 중 대표적인 것이 M-SIMS이다.At this time, the defect of the process can be confirmed by the surface analysis equipment, the concentration and distribution of impurity implanted in the wafer film quality, the representative one of which is M-SIMS.

이러한 SIMS는 다른 표면 분석장비와 비교하여 미량분석이 가능한 장비로서, 특히 Sputter Mode에 따라 Dynamic/Static SIMS로 구분하며 Analyzer Type에 따라 자기 섹터(Magnetic Sector)/Quadrupole/Time-Of-Flight SIMS로 구분된다. 여기서, M-SIMS는 빠른 이온 스퍼터링 속도와 이차 이온의 높은 트랜스미션으로 인해 ppb~ppm 수준의 정량분석이 가능하기 때문에 반도체 공정 중 불순물의 정량화 분석 및 Depth Profile분석에 주로 이용된다.The SIMS is a device capable of microanalysis compared to other surface analysis equipments. In particular, the SIMS is classified into dynamic / static SIMS according to the sputter mode, and divided into magnetic sector, quadrupole, and time-of-flight SIMS according to the analyzer type. do. Here, M-SIMS is mainly used for quantitative analysis of impurities and Depth Profile analysis in the semiconductor process because it is possible to quantitate ppb ~ ppm level due to the fast ion sputtering rate and the high transmission of secondary ions.

예를들면 반도체 공정 중 가장 많이 사용되는 불순물인 Boron의 경우는 양이온이 될 확률이 높고, Phosphorous나 Arsenic 등의 원소는 음이온이 될 확률이 높다. 그러므로 양이온이 될 확률이 높은 B 분석 시에는 양이온 발생확률을 높여주는 산소이온 소오스를, 음이온이 될 확률이 높은 P 분석시에는 음이온 발생 확률을 높여주는 세슘 이온 소오스를 일차 이온 소오스로 사용한다. For example, Boron, the most used impurity in the semiconductor process, has a high probability of becoming a cation, and elements such as phosphorous and arsenic have a high probability of becoming anions. Therefore, the oxygen ion source that increases the probability of cation generation is used for B analysis that is likely to be cation, and the cesium ion source that increases the probability of anion generation when P analysis, which is likely to be anion, is used as the primary ion source.

또한 발생된 이차 이온을 가속시켜 방출시키기 위해서 샘플에 이차 이온 가속 전압을 인가시킨다. A secondary ion acceleration voltage is also applied to the sample to accelerate and release the generated secondary ions.

따라서, 일반적인 M-SIMS 분석시 분석 원소에 따라 양이온 발생 확률이 높은 Boron등의 원소는 양이온 모드(일차이온: 산소, 이차 이온 가속 전압: 양전압 인가), Arsenic 또는 Phosphorus등 음이온 확률이 높은 원소는 음이온 모드(일차이온: 세슘, 이차 이온 가속 전압: 음전압 인가)로 분석을 실시하여야 한다.Therefore, in general M-SIMS analysis, elements such as Boron, which have a high probability of cation generation according to analytical elements, have a high cation mode (primary ion: oxygen, secondary ion accelerating voltage: positive voltage applied), elements such as Arsenic or Phosphorus. Analysis should be performed in anion mode (primary ion: cesium, secondary ion acceleration voltage: negative voltage applied).

이러한 이유로 인해 매 분석시마다 양이온 발생확률이 좋은 원소와 음이온 발생확률이 좋은 원소를 따라 분석해야 하는 번거로움이 있었다. For this reason, it was cumbersome to analyze the elements with high probability of cation generation and those with high anion probability in each analysis.

또한 M-SIMS분석시에는 분석을 새로 시작하거나, 분석 조건이 약간 바뀌더라도 빔을 다시 세팅해야 하거나 일차 및 이차 컬럼을 다시 정렬해야 하기 때문에 효율성 및 생산성이 저하 된다는 문제점이 있었다.In addition, the M-SIMS analysis has a problem that the efficiency and productivity are reduced because the analysis must be restarted, or even if the analysis conditions are slightly changed, the beam must be reset or the primary and secondary columns must be rearranged.

본 발명은 M-SIMS를 이용한 반도체 표면의 분석시 분석 원소에 따라 양이온 모드, 음이온 모드로 분석을 모두 실시할 수 있어 양이온 발생 확률이 좋은 원소와 음이온 발생 확률이 좋은 원소에 대한 분석을 별도로 해야 하는 불편함을 제거할 수 있는 반도체 표면 분석 장비를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.In the present invention, when analyzing the semiconductor surface using M-SIMS, the analysis can be performed in both cation mode and anion mode depending on the analytical element. It is a technical problem to provide a semiconductor surface analysis apparatus that can eliminate inconvenience.

본 발명에 따른 이차이온 질량 분석장치는 반도체 소자 표면에 주입되는 일차 이온을 제공하는 제1 일차이온 소오스 및 제2 일차이온 소오스; 상기 제1 일차이온 소오스 및 제2 일차이온 소오스로부터 공급되는 일차 이온을 상기 반도체 소자 표면에 주입시키는 일차 이온 컬럼; 상기 제1 일차이온 소오스 및 상기 제2 일차이온 소오스 중 어느 하나로부터 공급되는 일차 이온 만이 상기 일차 이온 주입부로 공급되도록 하는 밸브; 상기 반도체 소자 표면으로부터 발생되는 이차 이온에 자기장을 인가하는 자기장 발생부; 상기 반도체 소자 표면으로부터 발생된 이차 이온을 상기 자기장 발생부로 전달하는 이차 이온 컬럼; 및 상기 자기장 발생부를 통과한 상기 이차 이온의 질량을 검출하는 질량검출부가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 한다.A secondary ion mass spectrometer according to the present invention includes a first primary ion source and a second primary ion source for providing primary ions implanted into a surface of a semiconductor device; A primary ion column for injecting primary ions supplied from the first primary ion source and the second primary ion source onto a surface of the semiconductor device; A valve for supplying only primary ions supplied from one of the first primary ion source and the second primary ion source to the primary ion implantation unit; A magnetic field generator for applying a magnetic field to secondary ions generated from the surface of the semiconductor device; A secondary ion column configured to transfer secondary ions generated from the surface of the semiconductor device to the magnetic field generator; And a mass detector configured to detect the mass of the secondary ions passing through the magnetic field generator.

본 발명에 따른 이차이온 질량분석 방법은 반도체 소자를 준비하는 단계; 제 1 밸브를 열어 제1모드 분석을 위한 정렬 작업을 하고 그 결과를 저장하며 상기 제 1 밸브를 닫는 단계; 상기 제 2 밸브를 열어 제2모드 분석을 위한 정렬작업을 수행하고 그 결과를 저장하며 상기 제 2 밸브를 닫는 단계; 총 분석시간과 모드가 변경되는 시간 간격을 설정하는 단계; 상기 제 1 밸브를 열어 제1모드 분석을 실시하고 상기 제 1 밸브를 닫는 단계; 상기 제 2 밸브를 열어 제2모드 분석을 실시하고 상기 제 2 밸브를 닫는 단계; 및 상기 설정된 총 분석시간이 경과된 경우 Crater Depth를 측정하여 정량화를 실시하고 분석을 완료하는 단계가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 한다.Secondary ion mass spectrometry method according to the present invention comprises the steps of preparing a semiconductor device; Opening a first valve to align the first mode analysis, storing the result and closing the first valve; Opening the second valve to perform an alignment for a second mode analysis, storing the result and closing the second valve; Setting a time interval at which the total analysis time and the mode are changed; Opening the first valve to perform a first mode analysis and closing the first valve; Opening the second valve to perform a second mode analysis and closing the second valve; And performing a quantification by measuring the Crater Depth when the set total analysis time has elapsed, and completing the analysis.

이하에서는 첨부되는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention;

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 개략적인 M-SIMS을 보여주는 도면이다.1 is a view showing a schematic M-SIMS according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 M-SIMS는 제1 및 제2 일차이온 소오스(10, 12), 일차 이온 컬럼(14), 제1 및 제2 밸브(16, 18), 자기장 발생부(20), 이차 이온 컬럼(22), 및 질량분석부(24)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the M-SIMS of the present invention includes the first and second primary ion sources 10 and 12, the primary ion column 14, the first and second valves 16 and 18, and the magnetic field generator ( 20), secondary ion column 22, and mass spectrometer 24.

제1 및 제2 일차이온 소오스(10, 12)는 반도체 소자 표면에 주입될 일차 이온을 일차 이온 컬럼(14)에 제공한다. 실시예에 있어서, B 같은 양이온 발생확률이 높은 원소의 분석(이하‘Positive 모드’라 한다)을 위해 제1 일차 이온 소오소(10)는 양이온 분석을 위해 사용되는 이온을 공급하고, P나 As와 같은 음이온 발생확률이 높은 원소의 분석(이하 ‘Negative 모드’라 한다)을 위해 제2 일차 이온 소오스(12)는 음이온의 분석을 위해 사용되는 이온을 공급할 수 있다. The first and second primary ion sources 10 and 12 provide the primary ion column 14 with primary ions to be implanted into the semiconductor device surface. In an embodiment, for the analysis of elements having a high probability of cation generation such as B (hereinafter referred to as 'positive mode'), the first primary ion source 10 supplies ions used for cation analysis, and P or As. For the analysis of elements having a high probability of generating negative ions (hereinafter, referred to as 'negative mode'), the second primary ion source 12 may supply ions used for analyzing anions.

구체적으로, 도 1에 도시된 바와 같이 제1 일차 이온 소오스(10)에 의해 공급되는 일차 이온은 산소 이온(Oxygen ion)이고, 제2 일차 이온 소오스(12)에 의해 공급되는 일차 이온은 세슘 이온(Cesium ion)일 수 있다.Specifically, as shown in FIG. 1, primary ions supplied by the first primary ion source 10 are oxygen ions, and primary ions supplied by the second primary ion source 12 are cesium ions. (Cesium ion).

일차 이온 컬럼(14)은 제1 및 제2 일차이온 소오스(10, 12)로부터 공급되는 일차 이온들 상기 반도체 소자 표면에 주입시켜 반도체 소자 표면으로부터 이차 이온을 발생시키는 역할을 한다.The primary ion column 14 injects primary ions supplied from the first and second primary ion sources 10 and 12 to the surface of the semiconductor device to generate secondary ions from the surface of the semiconductor device.

제1 및 제2 밸브(16, 18)는 제1 및 상기 제2 일차이온 소오스(10, 12)와 일차 이온 컬럼(14) 사이에 연결되어 제1 또는 제2 일차이온 소오스(10, 12) 중 어느 하나로부터만 일차이온이 일차 이온 컬럼(14)으로 공급되도록 한다. The first and second valves 16, 18 are connected between the first and second primary ion sources 10, 12 and the primary ion column 14 to form a first or second primary ion source 10, 12. Only primary ions are supplied to the primary ion column 14.

구체적으로 Positive모드 인 경우에는 제1 밸브(16)는 열고 제2 밸브(18)는 닫아 제1 일차 이온 소오스(10)르부터만 일차 이온이 공급되게 하고 Negative 모드인 경우에는 제2 밸브(18)는 열고 제1 밸브(16)는 닫아 제2 일차 이온 소오소(12)로부터만 일차 이온이 공급되게 한다. 이때 이러한 제1 밸브(16) 및 제2 밸브(18)는 전기적인 밸브로서 외부에서 인가되는 강한 전기력에 의해 개폐여부가 결정된다. Specifically, in the positive mode, the first valve 16 is opened and the second valve 18 is closed to supply the primary ions only from the first primary ion source 10, and in the negative mode, the second valve 18 ) Opens and the first valve 16 closes so that primary ions are supplied only from the second primary ion source 12. At this time, whether the first valve 16 and the second valve 18 is an electric valve is opened or closed by a strong electric force applied from the outside.

상술한 실시예가 변형된 실시예로서, 밸브를 하나로 구성하고 외부에서 인가되는 전기력에 따라 밸브가 제1 일차 이온 소오스(10) 또는 제2 일차 이온 소오스(12) 중 어느 하나만이 일차 이온 컬럼(14)에 연결되도록 할 수도 있다.As a modified embodiment of the above-described embodiment, only one of the first primary ion source 10 or the second primary ion source 12 is configured as a single valve and according to an electric force applied from the outside, the primary ion column 14 It can also be connected to).

자기장 발생부(20)는 일차 이온이 반도체 소자 표면에 주입됨으로 인해 발생되는 이차 이온을 이차 이온 컬럼(22)으로부터 전달 받아 전달된 이차 이온에 자기 장이 인가될 수 있도록 자기장을 발생시킨다. The magnetic field generator 20 generates a magnetic field so that the magnetic field can be applied to the secondary ions received by receiving the secondary ions generated by the primary ions injected into the semiconductor device surface from the secondary ion column 22.

이때 반도체 소자 표면에서 발생되는 이차 이온이 이차 이온 컬럼(22)으로 전달되기 전에 발생된 이차 이온에 소정의 전압을 걸어 발생된 이차 이온을 가속시키는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable to accelerate the generated secondary ions by applying a predetermined voltage to the generated secondary ions before the secondary ions generated on the surface of the semiconductor element are transferred to the secondary ion column 22.

이때 인가되는 전압은 상술한 2가지 모드에 따라 다른데, 구체적으로 Positive모드인 경우에는 양전압을 인가하고, Negative 모드인 경우에는 음전압을 인가하는 것이 바람직하다.At this time, the applied voltage is different depending on the two modes described above. Specifically, in the positive mode, it is preferable to apply a positive voltage, and in the negative mode, a negative voltage is applied.

질량분석부(24)는 자기장 발생부(20)를 통과한 이차 이온의 질량을 분석하는데 여기서 이차 이온의 질량은 다음의 수학식1과 같이 운동 에너지(Kinetic energy)를 이용한 식에 의해 분석된다.The mass spectrometer 24 analyzes the mass of the secondary ions that have passed through the magnetic field generator 20, where the mass of the secondary ions is analyzed by a formula using Kinetic energy as shown in Equation 1 below.

Kinetic energy=0.5mv2 (m: 입자의 질량, v: 입자의 속도)Kinetic energy = 0.5mv 2 (m: mass of particle, v: velocity of particle)

mv2/r=Hevmv 2 / r = Hev

r=mv/e=1/H(2v*m/e)r = mv / e = 1 / H (2v * m / e)

m/e=H2r2/2vm / e = H 2 r 2 / 2v

상술한 바와 같은 본 발명의 이차 이온 질량분석기는 도 2에 도시된 바와 같은 방법에 의해 이차 이온의 질량을 분석할 수 있다.As described above, the secondary ion mass spectrometer of the present invention may analyze the mass of secondary ions by the method shown in FIG. 2.

먼저, 반도체 소자를 준비한 후(제100단계), 제1 밸브(16)를 열어 Positive모드 분석을 위한 정렬 작업을 수행하고 그 결과를 저장한다(제110단계). 여기서, Positive모드란 상술한 바와 같이 양이온 발생 확률이 높은 원소의 분석을 위해 제 1 일차 이온 소오스(10)로부터 일차 이온이 공급되게 하고, 발생된 이차 이온에 양전압을 인가하는 것으로서 여기서 제1 일차 이온은 산소이온이다. 이후, 제1 밸브(16)를 닫고 제2 밸브(18)를 열어 Negative 모드 분석을 위한 정렬작업을 수행하고 그 결과를 저장한다(제120단계). 여기서, Negative모드란 상술한 바와 같이 음이온 발생 확률이 높은 원소의 분석을 위해 제2 일차 이온 소오스(12)로부터 일차 이온이 공급되게 하고, 발생된 이차 이온에는 음전압을 인가하는 것으로서 여기서 제2 일차 이온은 세슘이온이다.First, after preparing the semiconductor device (step 100), the first valve 16 is opened to perform alignment for positive mode analysis and the result is stored (step 110). Here, the positive mode means that primary ions are supplied from the first primary ion source 10 for analysis of elements having a high probability of cation generation as described above, and positive voltage is applied to the generated secondary ions, where the first primary Ions are oxygen ions. Thereafter, the first valve 16 is closed and the second valve 18 is opened to perform alignment for analyzing the negative mode, and the result is stored (step 120). Here, the negative mode means that primary ions are supplied from the second primary ion source 12 for analysis of an element having a high probability of negative ions as described above, and a negative voltage is applied to the generated secondary ions. The ion is cesium ion.

다음으로 제2 밸브(18)를 닫고 총 분석시간과 모드가 변경되는 시간 간격을 설정한다(제130단계). 이때, 총 분석시간은 1sec미만으로 설정한다. 이후, 분석을 위해 제1 밸브(16)를 열고 Positive모드를 실행하여 분석을 실시한 후(제140단계), 제1 밸브(16)를 닫고 제2 밸브(18)를 열어 Negative모드를 실행하여 분석을 실시하고(제150단계), 분석이 완료되면 제2 밸브(18)를 닫는다(제160단계). 제130단계에서 설정된 총 분석시간이 경과하였는지를 판단하여(제170단계) 경과하였다면 Crater Depth를 측정하여 정량화를 실시하여(제180단계) 분석을 완료하고, 경과하지 않았다면 제140단계 내지 제170단계를 다시 반복한다.Next, the second valve 18 is closed to set a time interval in which the total analysis time and the mode are changed (operation 130). At this time, the total analysis time is set to less than 1sec. Thereafter, after the first valve 16 is opened and the positive mode is executed for analysis (step 140), the first valve 16 is closed and the second valve 18 is opened to execute the negative mode to perform the analysis. In step 150, when the analysis is completed, the second valve 18 is closed (step 160). If it is determined that the total analysis time set in step 130 has elapsed (step 170), if it has passed, the Crater Depth is measured and quantified (step 180), and if not, the steps 140 to 170 are completed. Repeat again.

본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.Those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, it is to be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is shown by the following claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention. do.

상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차이온질량분석기는 반도체 표면의 분석시 분석 원소에 따라 양이온 모드, 음이온 모드로 분석을 동시에 실시할 수 있어 양이온 발생 확률이 좋은 원소와 음이온 발생 확률이 좋은 원소에 대한 분석을 별도로 해야 하는 불편함을 제거할 수 있다는 효과가 있다.Secondary ion mass spectrometer according to an embodiment of the present invention as described above can be carried out simultaneously in the positive ion mode and positive ion mode according to the analytical elements when analyzing the semiconductor surface has a high probability of generating cations and anion This has the effect of eliminating the inconvenience of having to analyze the good elements separately.

또한 분석 대상이 되는 원소의 종류에 따라 일차 이온 소오스를 변경할 필요가 없기 때문에, 이러한 일차 이온 소오스가 변경되는 경우 발생할 재정렬 작업이 필요하지 않아 반도체 소자 생산의 효율성 및 생산성을 극대화할 수 있다는 효과가 있다.In addition, since there is no need to change the primary ion source according to the type of element to be analyzed, it is possible to maximize the efficiency and productivity of semiconductor device production since there is no need for rearrangement that occurs when the primary ion source is changed. .

Claims (10)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 반도체 소자를 준비하는 단계;Preparing a semiconductor device; 제 1 밸브를 열어 제1모드 분석을 위한 정렬 작업을 하고 그 결과를 저장하며 상기 제 1 밸브를 닫는 단계;Opening a first valve to align the first mode analysis, storing the result and closing the first valve; 상기 제 2 밸브를 열어 제2모드 분석을 위한 정렬작업을 수행하고 그 결과를 저장하며 상기 제 2 밸브를 닫는 단계;Opening the second valve to perform an alignment for a second mode analysis, storing the result and closing the second valve; 총 분석시간과 모드가 변경되는 시간 간격을 설정하는 단계;Setting a time interval at which the total analysis time and the mode are changed; 상기 제 1 밸브를 열어 제1모드 분석을 실시하고 상기 제 1 밸브를 닫는 단계;Opening the first valve to perform a first mode analysis and closing the first valve; 상기 제 2 밸브를 열어 제2모드 분석을 실시하고 상기 제 2 밸브를 닫는 단계; 및Opening the second valve to perform a second mode analysis and closing the second valve; And 상기 설정된 총 분석시간이 경과된 경우 Crater Depth를 측정하여 정량화를 실시하고 분석을 완료하는 단계가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 이차이온 질량 분석방법.Secondary ion mass spectrometry method comprising the step of performing a quantification and completion of the analysis by measuring the Crater Depth when the set total analysis time has elapsed. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 제1모드는 제 1 일차 이온 소오스로부터 제 1 일차 이온이 공급되게 하고 발생된 이차 이온에 양전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 이차이온 질량 분석방법.The first mode is a secondary ion mass spectrometry method, characterized in that the first primary ion is supplied from the first primary ion source and a positive voltage is applied to the generated secondary ions. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 제2모드는 제 2 일차 이온 소오스로부터 제 2 일차 이온이 공급되게 하고 발생된 이차 이온에 음전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 이차이온 질량 분석방법.The second mode is a secondary ion mass spectrometry method characterized in that the second primary ion is supplied from the second primary ion source and a negative voltage is applied to the generated secondary ions. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 제 1 일차 이온은 산소이온인 것을 특징으로 하는 이차이온 질량 분석방법.The secondary ion mass spectrometry method, wherein the first primary ion is oxygen ion. 제 8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 제 2 일차 이온은 세슘이온인 것을 특징으로 하는 이차이온 질량 분석방법.The secondary ion mass spectrometry method, characterized in that the second primary ion is cesium ion.
KR1020060131553A 2006-12-21 2006-12-21 Apparatus and method for Analyzing Secondary Ion Mass Spectrometry KR100862163B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060131553A KR100862163B1 (en) 2006-12-21 2006-12-21 Apparatus and method for Analyzing Secondary Ion Mass Spectrometry

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060131553A KR100862163B1 (en) 2006-12-21 2006-12-21 Apparatus and method for Analyzing Secondary Ion Mass Spectrometry

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080057813A KR20080057813A (en) 2008-06-25
KR100862163B1 true KR100862163B1 (en) 2008-10-09

Family

ID=39803551

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060131553A KR100862163B1 (en) 2006-12-21 2006-12-21 Apparatus and method for Analyzing Secondary Ion Mass Spectrometry

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100862163B1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6070652A (en) 1983-09-27 1985-04-22 Ulvac Corp Ion source replacing device
JPH05144398A (en) * 1991-11-16 1993-06-11 Nissin Electric Co Ltd Secondary ion mass spectrometer
KR930016772A (en) * 1992-01-08 1993-08-30 김광호 Secondary ion mass spectrometer
KR20020088559A (en) * 2001-05-18 2002-11-29 삼성전자 주식회사 Secondary ion mass spectrometry

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6070652A (en) 1983-09-27 1985-04-22 Ulvac Corp Ion source replacing device
JPH05144398A (en) * 1991-11-16 1993-06-11 Nissin Electric Co Ltd Secondary ion mass spectrometer
KR930016772A (en) * 1992-01-08 1993-08-30 김광호 Secondary ion mass spectrometer
KR20020088559A (en) * 2001-05-18 2002-11-29 삼성전자 주식회사 Secondary ion mass spectrometry

Also Published As

Publication number Publication date
KR20080057813A (en) 2008-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7361912B2 (en) Doping method, doping apparatus, and control system for doping apparatus
CN101978476B (en) Methdo and device for controlling plasma doping using a time of flight ion detector
US7663125B2 (en) Ion beam current uniformity monitor, ion implanter and related method
US8426805B2 (en) Method and apparatus for response and tune locking of a mass spectrometer
JP2008546155A (en) Beam stop and beam adjustment method
JP2799090B2 (en) Ion implanter
US20090035878A1 (en) Plasma Doping Method and Apparatus
Stan-Sion et al. A new AMS facility based on a Cockcroft–Walton type 1 MV tandetron at IFIN-HH Magurele, Romania
US8853065B2 (en) Methods for fabricating semiconductor devices having reduced implant contamination
Khaw et al. Geant4 simulation of the PSI LEM beam line: energy loss and muonium formation in thin foils and the impact of unmoderated muons on the μSR spectrometer
CN107946161B (en) Method for monitoring performance of ion implantation equipment
US20060033041A1 (en) Ion implantation monitor system and method thereof
KR100862163B1 (en) Apparatus and method for Analyzing Secondary Ion Mass Spectrometry
JP5407274B2 (en) Ion implantation distribution generation method and simulator
JP2008282749A (en) Mass spectrometry system and its correcting method for ion implanting device
Herb Developments at the Cologne 10 MV AMS system for 60Fe measurements
JP4822055B2 (en) Mass spectrometer for ion implantation equipment
CN103165488B (en) PIII process flow control and online dose and uniformity detection method
Häublein et al. Purity of ion beams: Analysis and simulation of mass spectra and mass interferences in ion implantation
JP5346424B2 (en) Inspection method and semiconductor substrate manufacturing method
KR102110688B1 (en) A mass spectrometer and a mass spectrometry method
JPH1116849A (en) Method and device for ion implantation
Berghmans et al. Cesium retention during sputtering with low energy Cs+ and oxygen flooding
US10643828B2 (en) High resolution imaging mass spectrometry
US20200043700A1 (en) Ion implantation method

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee