KR200177284Y1

KR200177284Y1 - Device for manufacturing sem section test piece of wafer test

Info

Publication number: KR200177284Y1
Application number: KR2019970025859U
Authority: KR
Inventors: 김영철; 윤강식
Original assignee: 김영환; 현대반도체주식회사
Priority date: 1997-09-12
Filing date: 1997-09-12
Publication date: 2000-04-15
Also published as: KR19990012732U

Abstract

본 고안은 웨이퍼(W)의 특성을 시험하는 단면시편을 제조하기 위한 광학현미경의 구조에 관한 것으로, 특히 광학현미경에 다이아몬드 스크라이버(15)를 장착하여 웨이퍼(W) 상에 스크래칭 작업시 스크래치(15b)의 위치를 정확히 설정할 수 있도록 하기 위해, 수직방향으로 입설된 현미경 본체(10)와, 이 현미경 본체(10)로부터 수평방향으로 설치되어 웨이퍼(W)를 올려놓을 수 있도록 된 작업테이블(11)과, 이 작업테이블(11) 위에 구비된 접안렌즈(12) 및 대물렌즈(13)와, 상기 현미경 본체(10)에 힌지결합되어 상기 작업테이블(11)의 형성방향으로 배치되는 스크라이버 아암(14)과, 이 스크라이버 아암(14)의 선단에 지그 형태로 힌지결합되어 선회 및 전후진이 가능하도록 된 다이아몬드 스크라이버(15)로 구성된 것으로서, 관찰하고자 하는 단면을 얻기 위한 전단계인 스크래칭 공정을 보다 정밀하게 하므로써, 제작된 단면시편의 특정부위에 대한 단면 관찰을 용이하게 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 단면시편의 폐기율을 최소화할 수 있으며, 특히 수량이 제한된 단면시편 또는 패턴이 반복되지 않는 형태의 단면시편에 대한 단면 관찰을 간편히 수행할 수 있게 한 웨이퍼 테스트용 에스이엠 단면시편 제조장치에 관한 것이다.The present invention relates to a structure of an optical microscope for manufacturing a cross-sectional specimen for testing the characteristics of the wafer (W), and in particular, a diamond scriber (15) mounted on the optical microscope to scratch the wafer (W) In order to be able to accurately set the position of 15b), the microscope body 10 placed in the vertical direction and the work table 11 installed in the horizontal direction from this microscope body 10 so as to place the wafer W thereon can be placed. ), An eyepiece 12 and an objective lens 13 provided on the work table 11, and a scriber arm hinged to the microscope body 10 and arranged in the forming direction of the work table 11. (14) and a diamond scriber (15) hinged to the tip of the scriber arm (14) in the form of a jig to allow turning and advancing, which is the preliminary step for obtaining the cross section to be observed. By making the scratching process more precise, not only can the cross section observation of a specific section of the manufactured cross section specimen be easily performed, but also the scrap rate of the cross section specimen can be minimized, and in particular, the limited number of cross section specimens or patterns are repeated. The present invention relates to an SM cross-section specimen manufacturing apparatus for wafer test, which enables to easily perform cross-sectional observation on a cross-sectional specimen that is not formed.

Description

SMT single-sided specimen manufacturing device for wafer testing

본 고안은 웨이퍼의 특성을 시험하는 단면시편을 제조하기 위한 광학현미경의 구조에 관한 것으로, 특히 광학현미경에 다이아몬드 스크라이버를 장착하여 웨이퍼 상에 스크래칭 작업시 스크래치(15b)의 위치를 정확히 설정할 수 있도록 하므로써, 제작된 단면시편의 특정부위에 대한 단면 관찰을 용이하게 한 웨이퍼 테스트용 에스이엠 단면시편 제조장치에 관한 것이다.The present invention relates to a structure of an optical microscope for manufacturing a cross-sectional specimen for testing the characteristics of the wafer, and in particular to the diamond microscope mounted on the optical microscope to accurately set the position of the scratch (15b) during the scratching operation on the wafer Accordingly, the present invention relates to an SM cross-section specimen manufacturing apparatus for wafer testing, which facilitates cross-sectional observation on a specific portion of the fabricated cross-section specimen.

일반적으로 웨이퍼의 접합깊이 또는 막의 두께를 측정하기 위한 웨이퍼 테스트중의 하나로서, 주사형 전자현미경(Scanning Electron Microscope;SEM)을 사용한 웨이퍼 테스트 방법이 사용되고 있다.In general, as one of the wafer tests for measuring the wafer depth or the film thickness, a wafer test method using a scanning electron microscope (SEM) is used.

상기의 웨이퍼 테스트 방법은 측정하기 위한 웨이퍼의 단면을 경사지도록 연마하고, 그 부분을 착색하여 접합깊이를 선화시킨 다음, 그 접합부를 웨이퍼 표면에 수직으로 놓고 에스이엠(SEM) 사진을 찍게 되며, 이 에스이엠 사진과 에스이엠의 배율로부터 접합깊이를 알아낼 수 있도록 하는 것이다.In the wafer test method, the cross section of the wafer to be measured is inclined to be inclined, the part is colored to linearize the depth of the joint, and then the joint is vertically placed on the surface of the wafer to take an SEM photograph. It is to be able to find out the junction depth from the magnification of SM photo and SM.

상기 에스이엠의 조사(Illumination)에 대한 소스는 웨이퍼 표면에 주사하는 전자빔이며, 표면에 부딪혀서 튀어나온 2차 전자가 모여서 소정의 화면을 이루게 된다. 상기 전자빔의 파장은 백색광보다 훨씬 짧고, 1 마이크론 이하까지 분해가 가능하며, 초점심도도 깊어 표면의 모든 부분에 초점이 잡힐 수 있을 뿐만 아니라, 배율이 50000배 정도로 매우 높다는 장점이 있다.The source for the irradiation of SM is an electron beam scanning on the wafer surface, and secondary electrons protruding from the surface of the wafer are collected to form a predetermined screen. The wavelength of the electron beam is much shorter than white light, can be resolved to less than 1 micron, and the depth of focus can be focused on all parts of the surface, and the magnification is very high, such as 50000 times.

그러나 어떤 물질은 전자빔 주사에 2차 전자를 발생하지 않을 수도 있어, 이러한 층은 에스이엠 측정이 불가능하므로 표면에 적절히 금속막을 이온코팅 하여야만 한다. 예를 들어, 포토레지스트층(PR Layer)을 에스이엠 분석하고자 할 경우에는 포토레지스트층 표면에 이와 동일한 형상으로 금을 증착하므로써, 전자빔이 주사될 때 상기 금이 2차 전자를 방출해서 그 밑의 포토레지스트층에 대한 형상을 에스이엠 사진에 나타내기도 한다.However, some materials may not generate secondary electrons in the electron beam scan, so this layer cannot be measured by SM, so the metal film must be properly coated on the surface. For example, in the case of SM analysis of a PR layer, gold is deposited on the surface of the photoresist layer in the same shape so that when the electron beam is scanned, the gold emits secondary electrons. The shape of the photoresist layer may also be shown in an SM photograph.

한편, 실리콘 웨이퍼가 특정방향으로만 분할(Cleavage)되는 성질을 이용하여, 에스이엠 단면시편(SEM Section Test Piece)을 제작하기 위한 일반 공정을 설명하면 다음과 같다.Meanwhile, a general process for fabricating a SEM section test piece using a property in which a silicon wafer is cleaved only in a specific direction will be described below.

먼저, 관찰하고자 하는 영역을 통과하는 웨이퍼 표면 상에 가상의 분할선을 결정하고, 다이아몬드 스크라이버를 사용하여 웨이퍼의 가장자리에 스크래치를 형성한다. 상기 스크래치는 분할의 시작점으로 작용하게 되어 두손으로 굽힘력을 가하였을 때 분할이 이루어지며, 이와 같이 분할된 단면시편을 광학현미경에 설치하여 관찰하고자 하는 부분이 단면으로 잘 나타나 있는지를 확인한 후, 다시 주사형 전자현미경에 올려 놓고 전자를 주사하여 웨이퍼의 특성을 시험하게 되는 것이다.First, a virtual dividing line is determined on the wafer surface passing through the area to be observed, and a scratch is formed on the edge of the wafer using a diamond scriber. The scratch acts as a starting point of the splitting, and the splitting is performed when the bending force is applied with both hands. The divided sample is installed on the optical microscope to check whether the part to be observed is well represented in the cross section, and then again. It is placed on a scanning electron microscope to scan electrons to test the characteristics of the wafer.

그러나, 종래의 단면시편 제작공정은 육안으로 가상의 분할선을 결정한 후, 다이아몬드 스크라이버를 사용하여 수작업으로 스크래칭하게 되므로써, 정확성이 낮아 단면시편의 단면 상태가 적절하지 못하게 형성될 가능성이 높고, 결국 귀중한 단면시편을 폐기 처리하게 되는 경우가 빈번히 발생하므로써 막대한 경제적인 손실을 초래하여야 한다는 는 문제점이 있었다.However, in the conventional cross-section specimen manufacturing process, since the virtual dividing line is visually determined and then scratched manually using a diamond scriber, it is highly likely that the cross-sectional state of the cross-section specimen is not formed properly due to low accuracy. There is a problem in that valuable cross-section specimens are frequently disposed of, resulting in huge economic losses.

특히, 각기 다른 패턴의 비메모리 웨이퍼가 증가하는 최근의 추세에 비추어 볼 때, 폐기되는 웨이퍼를 줄이기 위한 공정 개선의 필요성이 대두되고 있다.In particular, in view of the recent trend of increasing the number of non-memory wafers of different patterns, there is a need for process improvement to reduce discarded wafers.

이에 본 고안은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 정확한 스크래칭 작업을 통하여 단면시편의 특정부위에 대한 단면이 정확히 형성되도록 하므로써 주사형 전자현미경 분석에 의한 단면시편의 단면 상태를 용이하게 관찰할 수 있게 하기 위한 웨이퍼 테스트용 에스이엠 단면시편 제조장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention was devised to solve the above problems, and the cross-sectional state of the cross-section specimen by the scanning electron microscope analysis can be easily made by precisely forming the cross section for the specific portion of the cross-section specimen through the exact scratching operation. An object of the present invention is to provide an SM cross-section specimen manufacturing apparatus for wafer testing for observing.

도 1은 본 고안에 따른 에스이엠 단면시편을 제작하기 위한 광학현미경의 구조를 도시한 정면도,1 is a front view showing the structure of an optical microscope for producing a SM cross-section specimen according to the present invention,

도 2는 본 고안의 광학현미경에 의해 제작된 웨이퍼 테스트용 에스이엠 단면시편을 도시한 평면도이다.Figure 2 is a plan view showing a cross-sectional specimen for the wafer test SM produced by the optical microscope of the present invention.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **** Description of symbols for the main parts of the drawing **

W ; 웨이퍼 10 ; 현미경 본체W; Wafer 10; Microscope body

11 ; 작업테이블 12 ; 접안렌즈11; Worktable 12; Eyepiece

12a ; 십자선 13 ; 대물렌즈12a; Crosshair 13; Objective

14 ; 스크라이버 아암 15 ; 다이아몬드 스크라이버14; Scriber arm 15; Diamond scriber

15a ; 스크라이버 첨단 15b ; 스크래치15a; Scriber tip 15b; scratch

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 웨이퍼 테스트용 에스이엠 단면시편 제조장치는 수직방향으로 입설된 현미경 본체와, 이 현미경 본체로부터 수평방향으로 설치되어 웨이퍼를 올려놓을 수 있도록 된 작업테이블과, 이 작업테이블 위에 구비된 접안렌즈 및 대물렌즈와, 상기 현미경 본체에 힌지결합되어 상기 작업테이블의 형성방향으로 배치되는 스크라이버 아암과, 이 스크라이버 아암의 선단에 지그 형태로 힌지결합되어 선회 및 전후진이 가능하도록 된 다이아몬드 스크라이버로 구성됨을 특징으로 한다.In accordance with an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for manufacturing a wafer specimen for a wafer test according to the present invention, and a work table provided with a microscope body installed in a vertical direction, and a wafer installed on the substrate in a horizontal direction. And an eyepiece and an objective lens provided on the work table, a scriber arm hinged to the microscope body and arranged in the direction of formation of the work table, and hinged in a jig form at the tip of the scriber arm. It is characterized by consisting of a diamond scriber capable of forward and backward movement.

이하, 본 고안을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 웨이퍼 테스트용 에스이엠 단면시편 제조장치는 수직방향으로 입설된 현미경 본체(10)와, 이 현미경 본체(10)로부터 수평방향으로 설치되어 웨이퍼(W)를 올려놓을 수 있도록 된 작업테이블(11)과, 이 작업테이블(11) 위에 구비된 접안렌즈(12) 및 대물렌즈(13)와, 상기 현미경 본체(10)에 힌지결합되어 상기 작업테이블(11)의 형성방향으로 배치되는 스크라이버 아암(14)과, 이 스크라이버 아암(14)의 선단에 지그 형태로 힌지결합되어 선회 및 전후진이 가능하도록 된 다이아몬드 스크라이버(15)로 구성되어 있다.As shown in FIG. 1, the SM test specimen manufacturing apparatus for wafer testing according to the present invention includes a microscope main body 10 vertically placed in the vertical direction, and a wafer W installed in the horizontal direction from the microscope main body 10. A worktable 11 on which the worktable 11 can be placed, an eyepiece 12 and an objective lens 13 provided on the worktable 11, and hingedly coupled to the microscope body 10 to the worktable 11 And a scriber arm 14 arranged in the direction of forming the slit, and a diamond scriber 15 hinged to the tip of the scriber arm 14 in a jig shape to allow turning and forward and backward movement.

상기 스크라이버 아암(14)은 상기 접안렌즈(12) 내에 표시된 십자선(12a) 중 어느 한 선상에 정렬되어 있고, 상하방향으로 선회가 가능하도록 되어 있으며, 상기 다이아몬드 스크라이버(15)는 스크라이버 첨단(15a)이 상기 웨이퍼(W)의 표면을 향한 상태에서 좌우방향으로 선회(Tilting)가 가능하도록 되어 있고, 상기 스크라이버 아암(14)를 따라 전후방향으로 이송할 수 있도록 되어 있다.The scriber arm 14 is aligned with any one of the crosshairs 12a indicated in the eyepiece 12, and is capable of turning in the vertical direction, and the diamond scriber 15 has a scriber tip. It is possible to tilt in the left-right direction while the 15a is facing the surface of the wafer W, and can be conveyed along the scriber arm 14 in the front-rear direction.

상기와 같이 구성된 본 고안에 의한 에스이엠 단면시편 제조 공정을 설명하면 다음과 같다.Referring to the SM cross-section specimen manufacturing process according to the present invention configured as described above are as follows.

우선, 광학현미경의 작업테이블(14) 위에 웨이퍼(W)를 올려놓고, 관찰하고자 하는 부분을 선택하여 스크라이버 첨단(15a)을 상기 접안렌즈(12) 내에 표시된 십자선(12a)중 한 선상의 웨이퍼(W) 표면 위에 위치시킨다.First, the wafer W is placed on the worktable 14 of the optical microscope, the portion to be observed is selected, and the scriber tip 15a is placed on one line of the crosshairs 12a indicated in the eyepiece 12. (W) Place on the surface.

이때, 상기 다이아몬드 스크라이버(15)는 선회 및 전후진이 가능하도록 힌지결합되어 있으므로, 이 다이아몬드 스크라이버(15)를 자유롭게 움직여 웨이퍼(W)의 가장자리에 스크래치(15b)를 형성한다.At this time, since the diamond scriber 15 is hinged to be able to swing and move forward and backward, the diamond scriber 15 is freely moved to form the scratch 15b on the edge of the wafer W.

계속해서 상기 스크래치(15b)를 중심으로 하여 두 손으로 굽힘력을 가하면 상기 스크래치(15b)가 분할 시작점으로 작용하면서 절단된다.Subsequently, when a bending force is applied with both hands around the scratch 15b, the scratch 15b acts as a starting point for splitting and is cut.

이상의 공정으로 제작된 단면시편을 광학현미경에 설치하여 관찰하고자 하는 부분이 단면으로 잘 나타나 있는지를 확인한 후, 다시 주사형 전자현미경에 올려 놓고 전자를 주사하여 웨이퍼의 특성을 시험하게 되는 것이다.After the cross section specimen prepared by the above process is installed on the optical microscope to check whether the part to be observed is well represented in the cross section, it is placed on the scanning electron microscope again and the electrons are scanned to test the characteristics of the wafer.

상기와 같은 구성및 작용에 의해 기대할 수 있는 본 고안의 효과는 다음과 같다.Effects of the present invention that can be expected by the configuration and action as described above are as follows.

본 고안에 따른 웨이퍼 테스트용 에스이엠 단면시편 제조장치는 광학현미경에 다이아몬드 스크라이버(15)를 장착하여 웨이퍼(W) 상에 스크래칭 작업시 스크래치(15b) 위치를 정확히 설정할 수 있도록 하므로써, 제작된 단면시편의 특정부위에 대한 단면 관찰을 용이하게 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 단면시편의 폐기율을 최소화할 수 있으며, 특히 수량이 제한된 단면시편 또는 패턴이 반복되지 않는 형태의 단면시편에 대한 단면 관찰을 간편히 수행할 수 있게 되는 이점이 있다.SM cross-section specimen manufacturing apparatus for wafer testing according to the present invention is equipped with a diamond scriber 15 in the optical microscope to accurately set the position of the scratch (15b) during scratching work on the wafer (W), Not only can the cross section observation of a specific part of the specimen be easily performed, but also the disposal rate of the cross section specimen can be minimized, and in particular, the cross section observation of a cross section specimen of a limited number of cross section specimens or patterns is not repeated. There is an advantage that can be performed easily.

Claims

A microscope body mounted in a vertical direction, a worktable installed horizontally from the microscope body to place a wafer, an eyepiece and an objective lens provided on the worktable, and hingedly coupled to the microscope body; Manufactured SM cross-section specimen for wafer test, comprising a scriber arm arranged in the direction of work table formation and a diamond scriber hinged to the tip of the scriber arm in a jig shape to allow pivoting and forward and backward movement. Device.

The apparatus of claim 1, wherein the scriber arm is aligned on one of the crosshairs indicated in the eyepiece.