KR19990086239A - 주사전자현미경을 구비하는 시료분석장치 및 그 구동방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 주사전자현미경을 구비하는 시료분석장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.
본 발명은 상측에 주사전자현미경이 부착되어 있는 시료분석 챔버, 상기 주사전자현미경의 하단부에 위치한 후방산란전자검출기, 상기 시료분석 챔버 하측에 설치되며 분석용 시료를 안착하여 상하구동이 가능한 시료 스테이지, 상기 시료 스테이지를 구동하는 시료 스테이지 구동부, 상기 후방산란전자검출기와 상기 시료 스테이지 사이를 광통과할 수 있도록 상기 시료분석 챔버에 대향하는 측벽에 설치되는 발수광센서, 상기 시료 스테이지에 부착되어 구동여부를 감지하는 진동센서, 및 상기 진동센서, 수광부로부터의 신호를 센싱신호로 입력받아 상기 시료 스테이지 구동부에 동작을 하는 제어신호와 상기 발광부에 전원 온/오프 신호를 출력하는 제어부를 구비하여 이루어진다.
따라서, 발수광센서를 설치하므로써, 시료가 후방산란전자검출기의 일정거리 이내까지 접근하는 것을 감지하여 시료 스테이지의 수직상승을 멈추게 하여 후방산란전자검출기의 파손을 방지하는 효과가 있다.
Description
본 발명은 주사전자현미경을 구비하는 시료분석장치 및 그 구동방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시료챔버내에 발수광센서를 설치하여 시료가 검출기로 일정거리 이내까지 접근하는 것을 감지하여 검출기의 파손을 방지하는 주사전자현미경을 구비하는 시료분석장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.
최근에, 반도체소자의 고집적화에 따라 반도체기판 상에 형성되는 패턴(Pattern)의 크기가 작아지고 있다. 그리고, 반도체소자의 패턴의 크기가 작아짐에 따라 수 ㎛ 이하의 크기를 가지는 파티클에 의해서도 완성된 반도체소자의 동작불량이 발생하고 있다.
파티클의 주요발생 원인중의 하나가 반도체 제조설비와 상기 반도체 제조설비에 사용되는 재료들이다. 상기 제조설비를 구성하는 주요핵심부품의 분석평가 및 재료의 평가에 있어 원형 그대로 비파괴 성분분석을 할 수 있는 환경주사전자현미경(Environmental Scanning Electron Microscope : E-SEM)을 사용하여 분석공정을 진행하고 있다.
상기 환경주사전자현미경은 주사전자현미경(Scanning Electron Microscopy)기능과 에너지 분산형 분광기(Energy Dispersive X-ray Spectroscopy)기능이 복합되어 있는 설비로 1차전자를 시료 표면에 주사함에 따라 표면에서 발생되는 이차전자, 후방산란전자, 물질고유의 특성 X선 등을 검출하여 시료 표면의 단차, 굴곡, 구성물질 등을 분석하는 분석설비이다. 이렇게 표면에서 검출되는 여러 가지 신호 중에서 후방산란전자는 자체의 에너지는 작으나, 발생되는 전체량은 이차전자에 비해 많기 때문에 후방산란전자 검출기에 가깝게 갈수록 유리하며 저진공으로도 분석이 가능하다. 상기 후방산란전자 검출기와의 적정거리는 10㎜ 이내이다. 상기 후방산란전자 검출기는 부도체시료인 산화막 웨이퍼, 제조장치내 세라믹 부품, 석영재질부품 등을 비파괴, 비전처리로 분석을 수행한다.
도1은 종래의 주사전자현미경을 구비하는 시료분석장치를 나타낸 개략적인 구성도이다.
도1에서 보는 바와 같이, 상기 시료분석장치는 상측에 주사전자현미경(16)이 부착되어 있는 시료분석 챔버(12), 상기 주사전자현미경(12)의 하단부에 위치한 후방산란전자검출기(18), 상기 시료분석 챔버(12) 하측에 설치되며 분석용 시료(10)를 안착하여 상하구동이 가능한 시료 스테이지(14)를 구비하여 이루어진다.
상기 시료(10)를 분석하기 위해서 시료(10)를 시료 스테이지(14)에 안착시킨 후, 분석을 원하는 위치로 이동하여, 시료(10) 표면에 전자빔을 주사하여 이차전자, 후방산란전자 및 특성 X선을 검출하여 시료(10)의 이미지 및 성분을 분석한다.
분석을 진행하다 보면 시료(10)의 종류 및 크기가 매우 다양하다. 분석을 위해서는 시료(10) 표면과 후방산란전자 검출기(18)의 일정거리를 확보하여야 함에도 불구하고 다양한 크기의 시료(10)가 동시에 시료분석 챔버(12)에 투입되거나, 부피가 있는 시료(10)의 측면을 분석할 경우에 시료(10)를 무리하게 수직상승시킴에 따라 고가격이며, 핵심적인 부품인 후방산란전자 검출기(18)를 파손시키는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은, 비파괴 성분분석을 가능하게 하는 고가핵심부품인 후방산란전자검출기의 파손을 방지하는 주사전자현미경을 구비하는 시료분석장치 및 그 구동방법을 제공하는 데 있다.
도1은 종래의 주사전자현미경을 구비하는 시료분석장치를 나타낸 개략적인 구성도이다.
도2는 본 발명에 따른 주사전자현미경을 구비하는 시료분석장치의 분석전 위치를 나타낸 개략적인 구성도이다.
도3은 본 발명에 따른 주사전자현미경을 구비하는 시료분석장치의 분석위치를 나타낸 개략적인 구성도이다.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10,30 : 시료 12,32 : 시료분석 챔버
14,34 : 시료 스테이지 16,46 : 주사전자현미경
18,48 : 후방산란전자검출기 36 : 진동센서
38 : 경보부 40 : 제어부
42 : 시료 스테이지 구동부 44 : 발수광센서
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 주사전자현미경을 구비하는 시료분석장치는 상측에 주사전자현미경이 부착되어 있는 시료분석 챔버, 상기 주사전자현미경의 하단부에 위치한 후방산란전자검출기, 상기 시료분석 챔버 하측에 설치되며 분석용 시료를 안착하여 상하구동이 가능한 시료 스테이지, 상기 시료 스테이지를 구동하는 시료 스테이지 구동부, 상기 후방산란전자검출기와 상기 시료 스테이지 사이를 광통과할 수 있도록 상기 시료분석 챔버에 대향하는 측벽에 설치되는 발수광센서, 상기 시료 스테이지에 부착되어 구동여부를 감지하는 진동센서 및 상기 진동센서, 수광부로부터의 신호를 센싱신호로 입력받아 상기 시료 스테이지 구동부에 동작을 하는 제어신호와 상기 발광부에 전원 온/오프 신호를 출력하는 제어부를 구비하여 이루어진다.
상기 발수광센서의 설치 위치는 가변할 수 있도록 한다.
상기 제어부에 연결되어 상기 시료 스테이지의 움직임이 3∼5초간 없을시에 경보음을 내는 경보부를 더 구비한다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 주사전자현미경을 구비하는 시료분석장치의 구동방법은 시료 스테이지의 이동을 감지하여 감지신호를 발생하는 제 1 단계, 상기 제 1 단계에서 발생된 감지신호에 의하여 구동되는 제 2 단계 및 상기 제 2 단계에서의 구동에 의하여 상기 시료 스테이지의 이동이 가변되는 제 3 단계를 포함하여 이루어진다.
상기 제 1 단계 동작중 상기 시료 스테이지의 이동시 시료의 진동을 감지하여 감지신호를 발생하는 제 4 단계와 상기 제 4 단계로부터 발생된 감지신호에 따라서 레이저 빔의 조사를 제어하는 제 5 단계를 더 포함하여 이루어진다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도2는 본 발명에 따른 주사전자현미경을 구비하는 시료분석장치의 분석전 위치를 나타낸 개략적인 구성도이다.
도3은 본 발명에 따른 주사전자현미경을 구비하는 시료분석장치의 분석위치를 나타낸 개략적인 구성도이다.
도2 내지 도3에서 보는 바와 같이, 주사전자현미경을 구비하는 시료분석장치는 상측에 주사전자현미경(46)이 부착되어 있는 시료분석 챔버(32), 상기 주사전자현미경(46)의 하단부에 위치한 후방산란전자검출기(48), 상기 시료분석 챔버(32) 하측에 설치되며 분석용 시료(30)를 안착하여 상하구동이 가능한 시료 스테이지(34), 상기 시료 스테이지(34)를 구동하는 시료 스테이지 구동부(42), 상기 후방산란전자검출기(48)와 상기 시료 스테이지(34) 사이를 광통과할 수 있도록 상기 시료분석 챔버(32)에 대향하는 측벽에 설치되는 발수광센서(44a,44b), 상기 시료 스테이지(34)에 부착되어 구동여부를 감지하는 진동센서(36) 및 상기 진동센서(36), 수광부(44b)로부터의 신호를 센싱신호로 입력받아 상기 시료 스테이지 구동부(42)에 동작을 하는 제어신호와 상기 발광부(44a)에 전원 온/오프 신호를 출력하는 제어부(40)를 구비하여 이루어진다.
상기 발수광센서(44)는 일정한 수직거리를 두고 설치되며 한쌍을 이루며, 상기 수직거리는 상기 후방산란검출기(48) 하단부부터 10㎜이내에 설치되는 것이며, 상기 발수광센서(44)의 이동거리는 10㎜를 기준으로 -2.0 내지 +2.0㎜로 가변할 수 있도록 한다.
상기 제어부(40)에 연결되어 상기 시료 스테이지(34)의 움직임이 3∼5초간 없을시에 경보음을 내는 경보부(38)를 더 구비한다.
상기 발수광센서(44)는 레이저를 사용하며, 상기 레이저는 확산성이 적은 것이 바람직하다.
상기 주사전자현미경을 구비하는 시료분석장치의 구동방법은 시료 스테이지(34)의 이동을 감지하여 감지신호를 발생하는 제 1 단계, 상기 제 1 단계에서 발생된 감지신호에 의하여 구동되는 제 2 단계 및 상기 제 2 단계에서의 구동에 의하여 상기 시료 스테이지(34)의 이동이 가변되는 제 3 단계를 포함하여 이루어진다.
상기 제 1 단계 동작중 상기 시료 스테이지(34)의 이동시 시료(30)의 진동을 감지하여 감지신호를 발생하는 제 4 단계와 상기 제 4 단계로부터 발생된 감지신호에 따라서 레이저 빔의 조사를 제어하는 제 5 단계를 더 포함하여 이루어진다.
상기 발수광센서(44)를 이용하여 시료(30)가 후방산란전자검출기(48)로 일정거리까지 접근하는 것을 감지하며, 상기 진동센서(36)로는 시료 스테이지(34)의 움직임을 감지하여 상기 발수광센서의 온/오프를 제어하도록 한다.
따라서, 본 발명에 의하면 발수광센서를 설치하므로써, 시료가 후방산란전자검출기의 일정거리 이내까지 접근하는 것을 감지하여 시료 스테이지의 수직상승을 멈추게 하여 후방산란전자검출기의 파손을 방지하는 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 (5)
- 상측에 주사전자현미경이 부착되어 있는 시료분석 챔버;상기 주사전자현미경의 하단부에 위치한 후방산란전자검출기;상기 시료분석 챔버 하측에 설치되며 분석용 시료를 안착하여 상하구동이 가능한 시료 스테이지;상기 시료 스테이지를 구동하는 시료 스테이지 구동부;상기 후방산란전자검출기와 상기 시료 스테이지 사이를 광통과할 수 있도록 상기 시료분석 챔버에 대향하는 측벽에 설치되는 발수광센서;상기 시료 스테이지에 부착되어 구동여부를 감지하는 진동센서; 및상기 진동센서, 수광부로부터의 신호를 센싱신호로 입력받아 상기 시료 스테이지 구동부에 동작을 하는 제어신호와 상기 발광부에 전원 온/오프 신호를 출력하는 제어부;를 구비하여 포함함을 특징으로 하는 주사전자현미경을 구비하는 시료분석장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 발수광센서의 설치 위치는 가변할 수 있는 것을 특징으로 하는 상기 주사전자현미경을 구비하는 시료분석장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 제어부에 연결되어 상기 시료 스테이지의 움직임이 3∼5초간 없을시에 경보음을 내는 경보부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 상기 주사전자현미경을 구비하는 시료분석장치.
- 시료 스테이지의 이동을 감지하여 감지신호를 발생하는 제 1 단계;상기 제 1 단계에서 발생된 감지신호에 의하여 구동되는 제 2 단계; 및상기 제 2 단계에서의 구동에 의하여 상기 시료 스테이지의 이동이 가변되는 제 3 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 주사전자현미경을 구비하는 분석장치의 구동방법.
- 제 4 항에 있어서,상기 제 1 단계 동작중 상기 시료 스테이지의 이동시 시료의 진동을 감지하여 감지신호를 발생하는 제 4 단계와 상기 제 4 단계로부터 발생된 감지신호에 따라서 레이저 빔의 조사를 제어하는 제 5 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 주사전자현미경을 구비하는 시료분석장치의 구동방법.
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|---|---|---|---|
| KR1019980019116A KR19990086239A (ko) | 1998-05-26 | 1998-05-26 | 주사전자현미경을 구비하는 시료분석장치 및 그 구동방법 |
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| KR1019980019116A KR19990086239A (ko) | 1998-05-26 | 1998-05-26 | 주사전자현미경을 구비하는 시료분석장치 및 그 구동방법 |
Publications (1)
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| KR19990086239A true KR19990086239A (ko) | 1999-12-15 |
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| KR1019980019116A KR19990086239A (ko) | 1998-05-26 | 1998-05-26 | 주사전자현미경을 구비하는 시료분석장치 및 그 구동방법 |
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|---|---|
| KR (1) | KR19990086239A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100814141B1 (ko) * | 2003-09-25 | 2008-03-14 | 인티그레이티드 다이나믹스 엔지니어링 게엠베하 | 전자 빔 측정 툴을 위한 진동 절연 방법 및 진동 절연 장치 |
-
1998
- 1998-05-26 KR KR1019980019116A patent/KR19990086239A/ko not_active Application Discontinuation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100814141B1 (ko) * | 2003-09-25 | 2008-03-14 | 인티그레이티드 다이나믹스 엔지니어링 게엠베하 | 전자 빔 측정 툴을 위한 진동 절연 방법 및 진동 절연 장치 |
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