KR102170679B1 - Nondestructive assessment system for assessing object and method for assessing object used thefefor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 비파괴 평가 객체 평가 시스템 및 비파괴 평가 객체 평가 시스템에서의 객체 평가 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a non-destructive evaluation object evaluation system and an object evaluation method in a non-destructive evaluation object evaluation system.
광 다이오드(Light Emitting Diode, LED) 등 반도체 발광소자 제조공정의 첫 단계는 에피탁시(Epitaxy, Epitaxial growth) 공정으로, 뒤이은 칩 공정, 패키징 그리고 모듈화 공정에 영향을 미치고 궁극적으로 LED 등 반도체 발광소자의 성능을 좌우하게 된다. 에피탁시는 사파이어 등의 평가 객체위에 유기 금속화학 증착법(Metal Organic chemical Vapor Deposition, MOCVD)을 이용하여 질화계 등의 결정층을 성장시키는 공정이며, 에피탁시 공정으로 결정층을 성장시킨 평가 객체는 에피평가 객체(Epitaxail Wafer)라고 하며, 칩공정으로 투입되기 전에 에피평가 객체가 가지고 있는 전기적, 광학적인 특성을 PL(Photo Luminescence) tester, EL(Electric Luminescence) tester를 이용하여 객체의 WD(Donimant Wavelength), WD 수율, 동작전압(VF), 광량(Power)을 분석하여, 잘못 성장된 에피평가 객체의 칩 제작 시 발생하는 생산 손실을 줄이는 공정간 검사를 실시한다. 이때 PL의 측정 정확성은 약 50~80% 수준이며, EL의 측정 정확성은 약 50% 수준이다. The first step in the manufacturing process of semiconductor light emitting devices such as light emitting diodes (LEDs) is the epitaxy (epitaxial growth) process, which affects the subsequent chip process, packaging and modularization processes, and ultimately emits semiconductors such as LEDs. It influences the performance of the device. Epitaxial is a process of growing a crystalline layer such as a nitride system using a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) on an evaluation object such as sapphire, and an evaluation object that has grown a crystal layer by an epitaxy process. Is called an epitaxail wafer, and the electrical and optical properties of the epi-evaluation object before being introduced into the chip process are measured using a PL (Photo Luminescence) tester and an EL (Electric Luminescence) tester. Wavelength), WD yield, operating voltage (VF), and amount of light (Power) are analyzed to perform inter-process inspection to reduce production loss that occurs when manufacturing a chip of an incorrectly grown epi-evaluation object. At this time, the measurement accuracy of PL is about 50 to 80%, and the measurement accuracy of EL is about 50%.
상기의 검사 방법 중 광 루미네선스(Photoluminescence, PL)는 LED 등 반도체 발광소자의 파장을 결정하는 밴드갭 에너지보다 높은 에너지를 가지는 광을 조사하여 발광상태를 보는 것이다. 즉, 발광 파장 보다 짧은 파장을 가지는 광을 여기광으로 사용하여 가전자대에 있는 전자를 전도대로 여기시켜서 여기된 전자들이 다시 가전자대로 떨어지면서 방출하는 광을 검출하는 것이다.Among the above inspection methods, photoluminescence (PL) is a method of irradiating light having an energy higher than the band gap energy that determines the wavelength of a semiconductor light emitting device such as an LED to view the light emission state. That is, light having a wavelength shorter than the emission wavelength is used as excitation light to excite electrons in the valence band to the conduction band, thereby detecting the light emitted when the excited electrons fall back to the valence band.
PL 측정을 통해 에피웨이퍼의 활성을 나타내는 결정층(활성층)이 칩으로 동작하기에 충분한 양질의 결정인지를 검사하며, 검사방법은 위치별로 p-i-n접합구조 층이 성장된 에피웨이퍼의 특성을 파악하는 PL 맵핑(mapping)이다.Through the PL measurement, it is checked whether the crystal layer (active layer) indicating the activity of the epiwafer is a crystal of sufficient quality to operate as a chip. It is mapping.
구체적으로 PL 맵핑은 에피웨이퍼 상에 형성된 각 검사 대상 위치에 대해 PL 신호를 검출하고 그 결과를 2차원 평면에 맵핑하여 에피웨이퍼 상 위치별 PL 특성의 분포를 확인하는 것이다. 이와 같은 PL 맵핑은 에피웨이퍼 상의 각 세부 영역별로 여러 위치에 대하여 PL신호를 검출하기 때문에 검사시간이 오래 걸리는 문제점과, 에피평가 객체의 활성 파장에 대한 정보만 얻게 되는 문제점이 있다. 에피 평가 객체의 정확한 정보 측정 후 양품 판정을 위하여 추가 측정되는 방법으로는 EL 방법이 사용되며, EL 방법에서는 WD, VF, PO등의 전반적인 에피 관련 정보를 습득할 수 있다. 그러나 EL 방법의 문제점은 측정 준비 시간과 측정 시간이 PL 보다 오래 걸리는 것이다.Specifically, in the PL mapping, a PL signal is detected for each inspection target position formed on the epiwafer, and the result is mapped on a two-dimensional plane to check the distribution of PL characteristics for each position on the epiwafer. Such PL mapping has a problem in that it takes a long time to inspect because it detects PL signals for various locations for each detailed area on the epiwafer, and there is a problem in that only information on the active wavelength of the epi-evaluation object is obtained. The EL method is used as an additional measurement method for determining good products after measuring accurate information of the epi evaluation object, and in the EL method, overall epi-related information such as WD, VF, and PO can be acquired. However, the problem of the EL method is that the measurement preparation time and measurement time take longer than that of the PL.
본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 면으로서 음극선을 조사시켜서 검사 효율을 극대화시키는 비파괴 평가 객체 평가 시스템을 제공하기 위한 것이다.The present invention has been conceived to solve the above-described problem, and is to provide a non-destructive evaluation object evaluation system that maximizes inspection efficiency by irradiating a cathode ray as a surface.
상술한 과제를 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 일실시예인 비파괴 평가 객체 평가 시스템은, 진공 수용부를 구비한 챔버; 상기 진공 수용부에 설치되어서 평가 객체를 로딩하는 샘플로딩부; 상기 평가 객체에 대하여 면음극선을 조사하는 면음극선 조사 장치; 상기 면음극선이 상기 평가 객체에 도달하여 상기 샘플에 포함되는 활성층에 에너지를 전달하여 발생되는 면측정광을 감지하여 면광감지정보를 생성하는 측정광 감지 센서; 및 상기 면광감지 정보를 분석하여 상기 평가 객체의 특성을 분석하는 평가 분석부를 포함할 수 있다.A non-destructive evaluation object evaluation system according to an embodiment of the present invention conceived in order to solve the above-described problems includes: a chamber having a vacuum receiving portion; A sample loading unit installed in the vacuum receiving unit to load an evaluation object; A surface cathode ray irradiation device for irradiating a surface cathode ray on the evaluation object; A measurement light detection sensor configured to generate surface light detection information by detecting the surface measurement light generated by the surface cathode ray reaching the evaluation object and transferring energy to the active layer included in the sample; And an evaluation analysis unit configured to analyze the surface light detection information to analyze characteristics of the evaluation object.
여기서, 상기 면음극선 조사 장치는, 기판; 기판상에 설치되며 전압이 인가되는 전도성 금속층; 및 상기 전도성 금속층 위에 다수 설치되며, 상기 면음극선를 조사하는 면음극선 방출층;을 포함할 수 있다.Here, the surface cathode ray irradiation device includes: a substrate; A conductive metal layer installed on the substrate and applied with a voltage; And a surface cathode ray emitting layer provided on the conductive metal layer and irradiating the surface cathode ray.
여기서, 상기 면음극선방출층은, 상기 전도성 금속층 위에 뿔형상으로 형성되는 복수개 탄소나노튜브; 및 상기 탄소나노튜브 사이마다 형성되는 부도체블록을 포함하는, 비파괴 평가 객체 평가 시스템을 포함할 수 있다.Here, the surface cathode ray-emitting layer may include a plurality of carbon nanotubes formed in a conical shape on the conductive metal layer; And it may include a non-destructive evaluation object evaluation system including a non-conductor block formed between the carbon nanotubes.
여기서, 상기 비파괴 평가 객체 평가 시스템은, 상기 탄소나노튜브층에서 발생되는 면음극선을 가속시키는 가속 유닛;을 더 포함할 수 있다.Here, the non-destructive evaluation object evaluation system may further include an acceleration unit for accelerating the surface cathode ray generated in the carbon nanotube layer.
여기서, 상기 평가 객체는, 투광성 사파이어 기판, ZnO, SiC 기판 중 하나일 수 있다.Here, the evaluation object may be one of a translucent sapphire substrate, a ZnO, or a SiC substrate.
여기서, 상기 비파괴 평가 객체 평가 시스템은, 상기 챔버에 연결되며, 상기 챔버를 진공 상태로 유지시키기 위한 진공 발생기를 더 포함할 수 있다.Here, the non-destructive evaluation object evaluation system may further include a vacuum generator connected to the chamber and maintaining the chamber in a vacuum state.
여기서, 상기 샘플로딩부는, 상기 평가 객체를 상기 진공 챔버로 이송시키는 이송부; 및 상기 진공수용부에 위치하여 상기 평가 객체를 지지하는 평가 객체 지그를 포함할 수 있다.Here, the sample loading unit may include a transfer unit for transferring the evaluation object to the vacuum chamber; And an evaluation object jig positioned in the vacuum receiving unit to support the evaluation object.
여기서, 상기 면측정광은, UVA광 (320~400nm), UVB광 (290~320nm), UVC광 (200~290nm) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Here, the surface measurement light may include at least one of UVA light (320 to 400 nm), UVB light (290 to 320 nm), and UVC light (200 to 290 nm).
본 발명의 다른 실시예인, 비파괴 평가 객체 평가 시스템에서의 객체 평가 방법은, 평가 객체를 샘플로딩부를 동작시켜 평가 위치에 위치시키는 단계; 면음극선 조사 장치를 동작시켜, 면음극선을 상기 평가객체에 조사시키는 단계; 상기 평가 객체에서 상기 면음극선에 의해 발생되는 면측정광을 감지하여 면광감지정보를 생성하는 단계; 및 상기 면광감지 정보를 분석하여 상기 평가 객체의 특성을 분석하는 단계를 포함할 수 있다.In another embodiment of the present invention, an object evaluation method in a non-destructive evaluation object evaluation system includes the steps of placing an evaluation object at an evaluation position by operating a sample loading unit; Operating a surface cathode ray irradiation device to irradiate a surface cathode ray onto the evaluation object; Generating surface light detection information by detecting surface measurement light generated by the surface cathode ray in the evaluation object; And analyzing the surface light sensing information to analyze characteristics of the evaluation object.
여기서, 상기 평가 객체는, 투광성 사파이어 기판, ZnO, SiC 기판 중 하나일 수 있다.Here, the evaluation object may be one of a translucent sapphire substrate, a ZnO, or a SiC substrate.
여기서, 상기 평가 객체에서 상기 면음극선에 의해 발생되는 면측정광을 감지하여 면광감지정보를 생성하는 단계는, 상기 면음극선이 상기 평가 객체에 도달하여 상기 샘플에 포함되는 활성층에 에너지를 전달하여 면측정광이 발생되는 단계를 포함할 수 있다.Here, the step of generating surface light detection information by detecting the surface measurement light generated by the surface cathode ray in the evaluation object comprises: the surface cathode ray reaches the evaluation object and transfers energy to the active layer included in the sample It may include the step of generating the measurement light.
여기서, 상기 면측정광은, UVA광 (320~400nm), UVB광 (290~320nm), UVC광 (200~290nm) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Here, the surface measurement light may include at least one of UVA light (320 to 400 nm), UVB light (290 to 320 nm), and UVC light (200 to 290 nm).
본 발명의 또다른 실시예인 비파괴 평가 객체 평가 시스템은, 내부에 형성된 진공 수용부, 상기 진공수용부내에 설치되며 면음극선을 조사하는 면음극선 조사 장치를 포함하는 전자총; 상기 전자총에 부착되며, 평가 객체를 지지하는 객체 지지 장치; 상기 면음극선이 상기 평가 객체에 도달하여 상기 샘플에 포함되는 활성층에 에너지를 전달하여 발생되는 면측정광을 감지하여 면광감지정보를 생성하는 측정광 감지 센서; 및 상기 면광감지 정보를 분석하여 상기 평가 객체의 특성을 분석하는 평가 분석부를 포함할 수 있다.A non-destructive evaluation object evaluation system according to another embodiment of the present invention includes: an electron gun including a vacuum receiving portion formed therein, a surface cathode ray irradiating device installed in the vacuum receiving portion and irradiating a surface cathode ray; An object support device attached to the electron gun and supporting an evaluation object; A measurement light detection sensor configured to generate surface light detection information by detecting the surface measurement light generated by the surface cathode ray reaching the evaluation object and transferring energy to the active layer included in the sample; And an evaluation analysis unit configured to analyze the surface light detection information to analyze characteristics of the evaluation object.
여기서, 상기 비파괴 평가 객체 평가 시스템은, 상기 전자총과 상기 객체 지지 장치 사이에 형성된 양극 전극물질층을 더 포함할 수 있다.Here, the non-destructive evaluation object evaluation system may further include a positive electrode material layer formed between the electron gun and the object support device.
여기서, 상기 객체 지지 장치는, 상기 평가 객체를 진공흡착 방식으로 지지하는 진공 흡착 트레이일 수 있다.Here, the object support device may be a vacuum adsorption tray that supports the evaluation object in a vacuum adsorption method.
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상술한 구성을 가지는 본 발명의 일실시예에 따르면, 점이 아닌 면으로서 음극선을 조사하는 조사장치를 통해 평가 객체가 되는 웨이퍼의 전면을 동시에 분석하여 검출함으로써 검출 시간을 획기적으로 단축시킬 수 있게 된다.According to an embodiment of the present invention having the above-described configuration, the detection time can be drastically reduced by simultaneously analyzing and detecting the entire surface of a wafer serving as an evaluation object through an irradiation device that irradiates a cathode ray as a surface other than a point.
보다 구체적으로는 MOCVD 에서 성장된 EPTAXY 웨이퍼의 특성을 거시적으로 평가할 수 있으며, 생산 공정에 적용시 lot별 불량 조건 파악 및 연속 생산시 lot별 조건 변경을 통해 생산 수율을 높일 수 있게 된다. 또한, 본 발명의 측정 방식은 기존 측정방식인 PL, EL 에서 측정이 불가능한 활성층의 결정 결함 수준 측정이 가능하며, 활성층의 파장을 기존 측정 장비보다 매우 정확하게 측정할 수 있다.More specifically, the characteristics of EPTAXY wafers grown in MOCVD can be evaluated macroscopically, and when applied to a production process, it is possible to increase the production yield by grasping the defective conditions for each lot and changing the conditions for each lot during continuous production. In addition, the measurement method of the present invention can measure the level of crystal defects in the active layer that cannot be measured in the conventional measurement methods PL and EL, and the wavelength of the active layer can be measured more accurately than conventional measurement equipment.
도 1은 본 발명의 일실시예인 비파괴 평가 객체 평가 시스템의 전체적인 구성을 나타내는 개념도.
도 2는 본 발명의 일실시예인 비파괴 객체 평가 시스템의 면음극선 조사 장치의 구성 및 동작을 설명하기 위한 개념도.
도 3은 본 발명의 일실시예인 비파괴 평가 객체 평가 시스템의 동작 및 제어방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 4는 본 발명의 일실시예인 비파괴 평가 객체 평가 시스템의 다른 실시예를 나타내는 개념도.1 is a conceptual diagram showing the overall configuration of a non-destructive evaluation object evaluation system according to an embodiment of the present invention.
2 is a conceptual diagram for explaining the configuration and operation of the surface cathode ray irradiation apparatus of the non-destructive object evaluation system according to an embodiment of the present invention.
3 is a flow chart for explaining the operation and control method of the non-destructive evaluation object evaluation system according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a conceptual diagram showing another embodiment of the non-destructive evaluation object evaluation system that is an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비파괴 평가 객체 평가 시스템 및 비파괴 평가 객체 평가 시스템에서의 객체 평가 방법에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다.Hereinafter, an object evaluation method in a non-destructive evaluation object evaluation system and a non-destructive evaluation object evaluation system according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present specification, the same/similar reference numerals are assigned to the same/similar configurations even in different embodiments, and the description is replaced with the first description.
도 1은 본 발명의 일실시예인 비파괴 평가 객체 평가 시스템의 전체적인 구성을 나타내는 개념도이다. 도 1 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 비파괴 객체 평가 시스템은, 챔버(10), 샘플로딩부(20), 면음극선 조사장치(30), 측정광 감지센서(40), 평가 분석부(50), 가속 유닛(60), 그리고 진공 발생기(70)를 포함하여 구성될 수 있다.1 is a conceptual diagram showing the overall configuration of a nondestructive evaluation object evaluation system according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the non-destructive object evaluation system according to the present invention includes a
여기서 평가 객체(A)는 면음극선에 의해 면측정광이 발생되는 재료로서, 빛이 투과 가능한 웨이퍼가 그 예가 된다. 이러한 웨이퍼는, 빛이 투과 가능한 기판인 사파이어 기판, ZnO 기판, SiC 기판 중 하나일 수 있다.Here, the evaluation object A is a material from which surface measurement light is generated by a surface cathode ray, and an example is a wafer through which light can be transmitted. Such a wafer may be one of a sapphire substrate, a ZnO substrate, or a SiC substrate, which is a substrate through which light can be transmitted.
챔버(10)는 진공발생기(70)에 의해 내부 공간에 진공 수용부를 구비하게 된다. 이 진공 수용부에 평가 대상인 웨이퍼가 위치하며, 이 웨이퍼에 대하여 면음극선을 조사하는 면음극조사장치(30), 측정광 감지센서(40)가 이 진공수용부에 위치하게 된다. The
샘플로딩부(20)는, 평가 객체(A)인 웨이퍼를 평가 위치에 이동한 후 평가 위치에 평가 객체(A)인 웨이퍼를 고정하기 위한 구성요소이다. 샘플로딩부(20)는, 상기 평가 객체(A)를 상기 진공 챔버(10)로 이송시키는 이송부, 및 상기 진공수용부에 위치하여 상기 평가 객체(A)를 지지하는 평가 객체용 지그를 포함하여 구성될 수 있다.The
면음극조사장치(30)는, 진공수용부내에 설치되어서 평가 객체(A)에 면음극선(a)을 조사하는 장치이다. 이의 구조에 대해서는 도 2에서 보다 상세하게 설명하도록 한다. The surface
측정광 감지센서(40)는, 진공수용부내에 설치된 장치로서, 상기 면음극선(a)이 상기 평가 객체(A)에 도달하여 상기 샘플에 포함되는 활성층에 에너지를 전달하여 발생되는 면측정광(b)을 감지하여 면광감지정보를 생성한다. 여기서 면측정광(a)은, UVA광 (320~400nm), UVB광 (290~320nm), UVC광 (200~290nm) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 면광감지정보는 광파장정보, 광세기 정보, 결정성장 품질정보를 포함하게 된다. The measurement
이와 같이 측정광 감지센서(40)에서 생성된 광파장정보 및 광세기 정보를 포함하는 면광감지정보는 평가 분석부(50)에서 분석되며, 이 분석에 따라 평가 객체(A)의 특성 평가가 이루어지게 된다. 이에 대해서는 이미 공지의 기술이므로 그 설명을 생략하도록 한다. As described above, the surface light detection information including the light wavelength information and light intensity information generated by the measurement
가속 유닛(60)은 상기 면음극선 조사장치(30)에서 발생하는 면음극선을 가속시키는 역할을 하며, 이에 따라 면음극선 조사장치(30)와 샘플로딩부(20)(즉, 평가객체(A)) 사이에 설치되게 된다. The
진공 발생기(70)는 챔버(10)의 진공 수용부를 형성하고 유지하는 기능을 한다. 진공 발생기(70)로서 모터가 이용될 수 있다. The
이하에서는 도 2를 참조하여 비파괴 객체 평가 시스템의 면음극선 조사장치(30)의 구성을 설명하도록 한다. Hereinafter, the configuration of the surface cathode
도 2는 본 발명의 일실시예인 비파괴 객체 평가 시스템의 면음극선 조사장치(30)의 구성 및 동작을 설명하기 위한 개념도이다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 면음극선 조사장치(30)는, 기판(31), 전도성 금속층(32) 및 면음극선 방출층(33)을 포함하여 구성될 수 있다.2 is a conceptual diagram for explaining the configuration and operation of the surface cathode
기판(31) 위에 형성되는 전도성 금속층(32)은 전압을 가하기 위한 것으로서, 전도성 금속층은 음전압이 가해지는 금속층으로서, Al, Ag, Cu, Ti, Pt, Ni, Ir 또는 Rh로 구성될 수 있다.The
상기 면음극선방출층(33)은 전도성 금속층(32) 위에 형성되어서 상기 면음극선를 조사한다.The surface cathode ray-emitting
여기서, 상기 면음극선방출층(33)은, 상기 전도성 금속층(32) 위에 뿔형상으로 형성되는 복수개 탄소나노튜브(321); 및 상기 탄소나노튜브(321) 사이 마다 형성되는 부도체블록(322)을 포함하는, 비파괴 평가 객체 평가 시스템을 포함할 수 있다. 한편 부도체 블록(322)의 상면에는 게이트가 형성될 수 있다.Here, the surface cathode ray-emitting
이상과 같이 면음극선 조사장치(30)가 구성됨으로써 점상이 아닌 면상으로 음극선을 조사할 수 있게 된다. As described above, since the surface cathode
이하에서는 도 3을 참조하여 본 발명의 다른 실시예인 비파괴 평가 객체 평가 시스템의 동작 및 제어방법을 설명하도록 한다.Hereinafter, an operation and control method of a non-destructive evaluation object evaluation system according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3.
도 3은 본 발명의 다른 실시예인 비파괴 평가 객체 평가 시스템의 동작 및 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 우선 샘플로딩부(20)를 동작시켜서 평가객체(A)인 웨이퍼기판을 평가 위치에 위치시킨다(S1). 그다음, 면음극선 조사장치(30)를 동작시켜서 면음극선(a)을 상기 평가객체(A)에 조사시킨다(S2). 그러면, 평가 객체(A)에서는 면음극선(a)에 의해 면측정광(b)이 발생된다. 면측정광(b)은 상기 면음극선(a)이 상기 평가 객체(A)에 도달하여 상기 샘플에 포함되는 활성층에 에너지를 전달하여 발생된다. 그러면, 면측정광감지센서(40)는, 이와 같이 상기 평가 객체(A)에서 상기 면음극선(a)에 의해 발생되는 면측정광(b)을 감지하여 면광감지정보를 생성한다(S3). 그 다음 평가 분석부(50)는, 면측정광감지센서(40)로부터 획득된 상기 면광감지 정보를 분석하여 상기 평가 객체(A)의 특성을 분석한다(S4).3 is a flowchart illustrating an operation and control method of a non-destructive evaluation object evaluation system according to another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, first, the
이하 본 발명의 일실시예인 비파괴 평가 객체 평가 시스템의 다른 실시예를 도 4를 참조하여 설명하도록 한다. Hereinafter, another embodiment of the non-destructive evaluation object evaluation system, which is an embodiment of the present invention, will be described with reference to FIG. 4.
도 4는 본 발명의 일실시예인 비파괴 평가 객체 평가 시스템의 다른 실시예를 나타내는 개념도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 비파괴 평가 객체 평가 시스템의 다른 실시예는 전자총(100), 객체 지지 장치(20'), 측정광 감지센서(40) 및 평가 분석부(50)를 포함하여 구성될 수 있다.4 is a conceptual diagram showing another embodiment of the non-destructive evaluation object evaluation system according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, another embodiment of the non-destructive evaluation object evaluation system of the present invention includes an
여기서 측정광 감지 센서(40) 및 평가 분석부(50)는 도 1 내지 3에서 설명한 구성요소와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략하도록 한다.Here, since the measurement
전자총(100)은 그 내부에 진공 수용부가 형성되며, 상부에서 객체 지지 장치(20)에 의해 지지되며 평가 객체가 되는 투광성 반도체 기판(A)에 면음극선(a)을 조사하는 장치로서, 도 1 및 도 2에서 설명한 구성요소중 챔버(10)와 면음극선 조사장치(30)에 대응되는 구성요소이다. 도 1 및 도 2에서 설명한 예와 상이한 점은 탄소 나노 튜브를 구비한 부분만 독립적으로 진공상태를 유지하며 평가 객체(A)는 외기(상압상태)에 노출된다는 점이다. 이로 인하여 평가 객체(A)는 외기의 상압상태에서 측정이 가능하게 되므로 평가 객체에 대한 특성 평가가 용이하게 된다. The
한편, 평가 객체(A)는 객체 지지 장치(20')에 의해 지지되는데 이는 도 1 및 도 2의 샘플 로딩부(20)에 대응한다. 객체 지지장치는 평가 객체를 진공흡착 방식으로 지지하는 진공 흡착 트레이(23)일 수 있다.Meanwhile, the evaluation object A is supported by the object support device 20', which corresponds to the
한편, 상기 전자총(100)과 상기 객체 지지 장치(20) 사이에는 양극 전극물질층(110)이 형성될 수 있다. 양극 전극물질층(110)은 전자총(100)에서 발생되는 면음극선에 포함되는 전자를 샘플 측정이 가능한 에너지를 가지는 상태로 만들기 위해서는 전자총(음극)과 양극 사이에 전압차가 충분히 발생하여야 하며, 이 전압차를 이용한 전자 가속을 위하여 구성된다. 본 실시예에 따르면 전자총(100)의 내부만 진공을 만들어서 전자가 발생되고, 이후 발생된 전자는 양극전극물질층과 음극의 전압차에 의하여 평가 객체(A)까지 가속되는 구조이다. 이 때 면음극선에 포함되는 전자는 전자총(100) 내의 진공과 전자총(100) 외부와 평가 객체(A) 사이의 외기(대기)를 지나가야 하므로, 양극전극물질층(110)에 의한 충분한 전압차 생성이 요구된다.Meanwhile, a positive
상술한 구성을 가지는 본 발명의 일실시예에 따르면, 점이 아닌 면으로서 음극선을 조사하는 조사장치를 통해 평가 객체가 되는 웨이퍼의 전면을 동시에 분석하여 검출함으로써 검출 시간을 획기적으로 단축시킬 수 있게 된다.According to an embodiment of the present invention having the above-described configuration, the detection time can be drastically reduced by simultaneously analyzing and detecting the entire surface of a wafer serving as an evaluation object through an irradiation device that irradiates a cathode ray as a surface other than a point.
보다 구체적으로는 MOCVD 에서 성장된 EPTAXY 웨이퍼의 특성을 거시적으로 평가할 수 있으며, 생산 공정에 적용시 lot별 불량 조건 파악 및 연속 생산시 lot별 조건 변경을 통해 생산 수율을 높일 수 있게 된다. 또한, 본 발명의 측정 방식은 기존 측정방식인 PL, EL 에서 측정이 불가능한 활성층의 결정 결함 수준 측정이 가능하며, 활성층의 파장을 기존 측정 장비보다 매우 정확하게 측정할 수 있다.More specifically, the characteristics of EPTAXY wafers grown in MOCVD can be evaluated macroscopically, and when applied to a production process, it is possible to increase the production yield by grasping the defective conditions for each lot and changing the conditions for each lot during continuous production. In addition, the measurement method of the present invention can measure the level of crystal defects in the active layer that cannot be measured in the conventional measurement methods PL and EL, and the wavelength of the active layer can be measured more accurately than conventional measurement equipment.
상기와 같은 비파괴 평가 객체 평가 시스템 및 비파괴 평가 객체 평가 시스템에서의 객체 평가 방법은 위에서 설명된 실시예 들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.The object evaluation method in the non-destructive evaluation object evaluation system and the non-destructive evaluation object evaluation system as described above is not limited to the configuration and operation of the embodiments described above. The above embodiments may be configured so that all or a part of each of the embodiments may be selectively combined and various modifications may be made.
10 : 챔버
20 : 샘플로딩부
30 : 면음극선조사장치
40 : 측정광 감지센서
50 : 평가분석부
60 : 가속 유닛
70 : 진공 발생기
100 : 전자총
110 : 양극 전극 물질층10: chamber
20: sample loading section
30: surface cathode ray irradiation device
40: measurement light detection sensor
50: Evaluation and analysis unit
60: acceleration unit
70: vacuum generator
100: electron gun
110: anode electrode material layer
Claims (15)
상기 진공 수용부에 설치되어서 평가 객체를 로딩하는 샘플로딩부;
상기 평가 객체에 대하여 면음극선을 조사하는 면음극선 조사 장치;
상기 면음극선이 상기 평가 객체에 도달하여 상기 평가 객체에 포함되는 활성층에 에너지를 전달하여 발생되는 면측정광을 감지하여 면광감지정보를 생성하는 측정광 감지 센서; 및
상기 면광감지 정보를 분석하여 상기 평가 객체의 특성을 분석하는 평가 분석부를 포함하고,
상기 면음극선 조사 장치는,
기판;
기판상에 설치되며 전압이 인가되는 전도성 금속층; 및
상기 전도성 금속층 위에 다수 설치되며, 상기 면음극선를 조사하는 면음극선 방출층;을 포함하며,
상기 면음극선방출층은,
상기 전도성 금속층 위에 전자 방출이 가능한 일정 형태로 배열되며, 뿔형상을 가진 복수개의 탄소나노튜브; 및
상기 탄소나노튜브 사이마다 형성되는 부도체블록을 포함하는, 비파괴 평가 객체 평가 시스템.
A chamber having a vacuum receiving portion;
A sample loading unit installed in the vacuum receiving unit to load an evaluation object;
A surface cathode ray irradiation device for irradiating a surface cathode ray on the evaluation object;
A measurement light detection sensor configured to generate surface light detection information by detecting the surface measurement light generated by the surface cathode ray reaching the evaluation object and transferring energy to the active layer included in the evaluation object; And
It includes an evaluation analysis unit for analyzing the surface light detection information to analyze the characteristics of the evaluation object,
The surface cathode ray irradiation device,
Board;
A conductive metal layer installed on the substrate and applied with a voltage; And
Includes; a surface cathode ray emitting layer provided on a plurality of the conductive metal layer and irradiating the surface cathode ray,
The surface cathode ray-emitting layer,
A plurality of carbon nanotubes arranged in a predetermined shape capable of emitting electrons on the conductive metal layer and having a conical shape; And
Non-destructive evaluation object evaluation system comprising a non-conductor block formed between the carbon nanotubes.
상기 면음극선방출층에서 발생되는 면음극선을 가속시키는 가속 유닛;을 더 포함하는, 비파괴 평가 객체 평가 시스템.
The method of claim 1,
An acceleration unit for accelerating the surface cathode ray generated in the surface cathode ray emitting layer; further comprising, a non-destructive evaluation object evaluation system.
상기 평가 객체는, 투광성 사파이어 기판, ZnO, SiC 기판 중 하나인, 비파괴 평가 객체 평가 시스템.
The method of claim 1,
The evaluation object is one of a translucent sapphire substrate, a ZnO, and a SiC substrate, a non-destructive evaluation object evaluation system.
상기 챔버에 연결되며, 상기 챔버를 진공 상태로 유지시키기 위한 진공 발생기를 더 포함하는, 비파괴 평가 객체 평가 시스템.
The method of claim 1,
The non-destructive evaluation object evaluation system, further comprising a vacuum generator connected to the chamber and for maintaining the chamber in a vacuum state.
상기 샘플로딩부는,
상기 평가 객체를 상기 진공 챔버로 이송시키는 이송부; 및
상기 진공수용부에 위치하여 상기 평가 객체를 지지하는 평가 객체 지그를 포함하는, 비파괴 평가 객체 평가 시스템.
The method of claim 6,
The sample loading unit,
A transfer unit transferring the evaluation object to the vacuum chamber; And
A non-destructive evaluation object evaluation system comprising an evaluation object jig located in the vacuum receiving unit and supporting the evaluation object.
상기 면측정광은, UVA광 (320~400nm), UVB광 (290~320nm), UVC광 (200~290nm) 중 적어도 하나를 포함하는, 비파괴 평가 객체 평가 시스템.
The method of claim 1,
The surface measurement light, including at least one of UVA light (320 ~ 400nm), UVB light (290 ~ 320nm), UVC light (200 ~ 290nm), non-destructive evaluation object evaluation system.
면음극선 조사 장치를 동작시켜, 면음극선을 상기 평가객체에 조사시키는 단계;
상기 평가 객체에서 상기 면음극선에 의해 발생되는 면측정광을 감지하여 면광감지정보를 생성하는 단계; 및
상기 면광감지 정보를 분석하여 상기 평가 객체의 특성을 분석하는 단계를 포함하고,
상기 면음극선 조사 장치는,
기판;
기판상에 설치되며 전압이 인가되는 전도성 금속층; 및
상기 전도성 금속층 위에 다수 설치되며, 상기 면음극선를 조사하는 면음극선 방출층;을 포함하며,
상기 면음극선방출층은,
상기 전도성 금속층 위에 전자 방출이 가능한 일정 형태로 배열되며, 뿔형상을 가진 복수개 탄소나노튜브; 및
상기 탄소나노튜브 사이마다 형성되는 부도체블록을 포함하는,
비파괴 평가 객체 평가 시스템에서의 객체 평가 방법.
Positioning the evaluation object at the evaluation position by operating the sample loading unit;
Operating a surface cathode ray irradiation device to irradiate a surface cathode ray onto the evaluation object;
Generating surface light detection information by detecting surface measurement light generated by the surface cathode ray in the evaluation object; And
Analyzing the surface light detection information and analyzing the characteristics of the evaluation object,
The surface cathode ray irradiation device,
Board;
A conductive metal layer installed on the substrate and applied with a voltage; And
Includes; a surface cathode ray emitting layer provided on a plurality of the conductive metal layer and irradiating the surface cathode ray,
The surface cathode ray-emitting layer,
A plurality of carbon nanotubes arranged in a certain shape capable of emitting electrons on the conductive metal layer and having a conical shape; And
Including a non-conductor block formed between the carbon nanotubes,
Object evaluation method in non-destructive evaluation object evaluation system.
상기 면측정광은, UVA광 (320~400nm), UVB광 (290~320nm), UVC광 (200~290nm) 중 적어도 하나를 포함하는, 비파괴 평가 객체 평가 시스템에서의 객체 평가 방법.
The method of claim 9,
The surface measurement light, including at least one of UVA light (320 ~ 400nm), UVB light (290 ~ 320nm), UVC light (200 ~ 290nm), object evaluation method in a non-destructive evaluation object evaluation system.
상기 전자총에 부착되며, 평가 객체를 지지하는 객체 지지 장치;
상기 면음극선이 상기 평가 객체에 도달하여 상기 평가 객체에 포함되는 활성층에 에너지를 전달하여 발생되는 면측정광을 감지하여 면광감지정보를 생성하는 측정광 감지 센서; 및
상기 면광감지 정보를 분석하여 상기 평가 객체의 특성을 분석하는 평가 분석부를 포함하고,
상기 면음극선 조사 장치는,
기판;
기판상에 설치되며 전압이 인가되는 전도성 금속층; 및
상기 전도성 금속층 위에 다수 설치되며, 상기 면음극선를 조사하는 면음극선 방출층;을 포함하며,
상기 면음극선방출층은,
상기 전도성 금속층 위에 전자 방출이 가능한 일정 형태로 배열되며, 뿔형상을 가진 복수개의 탄소나노튜브; 및
상기 탄소나노튜브 사이마다 형성되는 부도체블록을 포함하는, 비파괴 평가 객체 평가 시스템.
An electron gun including a vacuum receiving portion formed therein, a surface cathode ray irradiating device installed in the vacuum receiving portion and irradiating a surface cathode ray;
An object support device attached to the electron gun and supporting an evaluation object;
A measurement light detection sensor configured to generate surface light detection information by detecting surface measurement light generated by the surface cathode ray reaching the evaluation object and transferring energy to the active layer included in the evaluation object; And
Including an evaluation analysis unit for analyzing the characteristics of the evaluation object by analyzing the surface light detection information,
The surface cathode ray irradiation device,
Board;
A conductive metal layer installed on the substrate and applied with a voltage; And
Includes; a surface cathode ray emitting layer provided on the conductive metal layer and irradiating the surface cathode ray in a plurality,
The surface cathode ray-emitting layer,
A plurality of carbon nanotubes arranged in a certain shape capable of emitting electrons on the conductive metal layer and having a conical shape; And
Non-destructive evaluation object evaluation system comprising a non-conductor block formed between the carbon nanotubes.
상기 전자총과 상기 객체 지지 장치 사이에 형성된 양극 전극물질층을 더 포함하는, 비파괴 평가 객체 평가 시스템.
The method of claim 13,
The non-destructive evaluation object evaluation system further comprising a positive electrode material layer formed between the electron gun and the object support device.
상기 객체 지지 장치는,
상기 평가 객체를 진공흡착 방식으로 지지하는 진공 흡착 트레이인, 비파괴 평가 객체 평가 시스템.The method of claim 13,
The object support device,
A non-destructive evaluation object evaluation system, which is a vacuum adsorption tray supporting the evaluation object by a vacuum adsorption method.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GRNT | Written decision to grant |