KR200187090Y1 - 셈 장비의 애퍼츄어 어셈블리 구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 애퍼츄어 타입을 사각형상의 애퍼츄어 타입으로 개선하고 애퍼츄어 홀을 다수개 형성하여 교체시기를 대폭 증대시키고 장비의 다운 타임을 줄일 수 있으며 파트 교체에 따른 비용절감을 가져올 수 있도록 한 셈 장비의 애퍼츄어 어셈블리 구조에 관한 것이다.

본 고안은 기존의 2mm미만의 원형 애퍼츄어 타입을 15mm정도의 사각 애퍼츄어로 개조하여 애퍼츄어의 사이즈를 크게 한 것으로, 애퍼츄어 어셈블리(9)에 애퍼츄어 가이드부(19)와 빔이 통과할 수 있는 애퍼츄어 어셈블리 빔 경로부(18) 및 어셈블리 고정나사 홀(21)을 형성하고, 상기 애퍼츄어 어셈블리(9)의 애퍼츄어 가이드부(19)에 3개의 30㎛애퍼츄어 홀(16)이 형성된 사각형상의 애퍼츄어(14)를 고정시키고, 그 위에 양측으로 고정나사 홀(15)이 형성됨과 함께 중심부에는 빔이 통과할 수 있는 고정판 빔 경로부(17)가 형성된 사각 애퍼츄어 고정판(13)을 구비하여 상기 사각 애퍼츄어 고정판(13)과 애퍼츄어 어셈블리(9)를 고정나사(20)를 사용하여 견고하게 고정시킴으로써 작업속도와 안정성을 향상시키고, 비용절감의 효과를 얻을 수 있도록 한 것이다.

Description

셈 장비의 애퍼츄어 어셈블리 구조{Assembly structure of the SEM device}

본 고안은 2차 전자를 사용하여 빔을 포커싱하는 셈(SEM) 장비에 관한 것으로, 특히 애퍼츄어 타입을 사각형상의 애퍼츄어 타입으로 개선하고 애퍼츄어 홀을 다수개 형성하여 교체시기를 대폭 증대시키고 장비의 다운 타임(Down Time)시간을 줄일 수 있으며 파트 교체에 따른 비용절감을 가져올 수 있도록 한 셈 장비의 애퍼츄어 어셈블리 구조에 관한 것이다.

일반적으로 항상 고진공 상태(예를 들어, 5×10^-8Pa)를 유지하는 챔버내에 있는 30㎛ 애퍼츄어 홀(aperture hole)은 2차 전자에 노출되어 있으며, 2차 전자들이 30㎛ 홀을 통과하여야 하기 때문에 30㎛ 애퍼츄어 홀 주변에 많은 데미지(damage)를 입는다.

종래, 도 2와 도 3은 2차 전자를 이용하여 시료(4)를 분석하는 장비인 셈의 주요부품중의 하나인 O.L 애퍼츄어를 도시한 것이다.

먼저, 도 1을 참고로 하여 빔의 경로를 살펴보면, 고진공 상태를 유지하고 있는 챔버(Chamber)내에 위치한 건 팁(1)에서 2차 전자 빔(2)을 분사한다.

이렇게 분사된 2차 전자 빔(2)은 여러 유니트를 거쳐 중간 정도에 위치한 빔 포커스를 잡아주는 30㎛ 애퍼츄어 유니트(3)를 통과하여 시료(웨이퍼)(4)에 도달한다.

또한, O.L 애퍼츄어는 셈 영상의 선명도를 조정해 주는 역할을 수행하는 것으로, 시료의 영상을 최상의 조건으로 조정하여 분석 및 자료를 취합할 수 있도록 도와준다.

그리고 최상의 영상을 유지하기 위해서는 챔버가 안정적인 진공상태를 유지하여야 하며, 또한 30㎛ 애퍼츄어 홀(8)에 빔이 정확하게 통과하여야 한다.

그런데 30㎛ 애퍼츄어 홀(8)은 지속적인 2차 전자와 접촉하고 있는 관계로 시간이 지남에 따라 이러한 2차전자의 영향으로 30㎛ 애퍼츄어 홀(8)주변에 까맣게 데미지를 입는다.

여기서, 30㎛ 애퍼츄어 홀(8)주변에 까맣게 데미지를 입으면 결과적으로 영상의 선명도를 떨어뜨리는 결과를 초래하게 된다.

또한, 이와 같이 30㎛ 애퍼츄어 홀(8)주변이 까맣게 데미지를 입는 것은 30㎛ 애퍼츄어 홀(8)이 막히는 것을 의미하기 때문에 주기적으로 6개월에 한번씩은 이러한 데미지를 입은 30㎛ 애퍼츄어 홀(8)을 다른 새 것으로 교환해 주어야 할 필요성이 있다.

그런데 이와 같이 30㎛ 애퍼츄어 홀(8)을 교환해 주기 위해서는 항상 진공상태를 유지하고 있는 챔버의 진공상태를 깨야만 하며, 파트 교체 작업 후에도 교환에 따른 후속 조치로 챔버 진공 및 번 베이킹(bun baking)을 실시해야만 하는데 이러한 번 베이킹은 통상 24시간에서 36시간을 진행한다.

이때의 건 베이킹은 진공상태가 깨짐에 따른 챔버 오염을 방지하고 또한 시스템의 안정을 위한 조치라고 할 수 있다.

또한, 다시 진공상태를 만드는데 5-6시간 정도가 걸리며 이는 다운 타임이 늘어나게 되는 요인이 된다.

이와 같은 후속 조치에 따른 장비의 다운 타임(Down Time)은 3일 내지 5일 정도가 걸리며, 결국 안정적으로 장비를 다시 사용하기 위해서는 15일 이상이 걸린다.

또한, 이렇게 장비 챔버의 진공을 깸으로 인하여 셈 장비의 핵심 부품인 2차 전자를 방출하는 건(gun)의 라이프 타임(Life Time)이 줄어들게 되는 문제가 있다.

한편, 종래 도 2와 도 3에 도시된 바와 같은 애퍼츄어 어셈블리(9)를 구조를 살펴보면, 30㎛ 애퍼츄어 홀(8)의 하단에 애퍼츄어(10)가 자리잡고 있으며, 그 위에 스페이서(11)가 위치되는데, 이러한 애퍼츄어(10)와 스페이서(11)를 30㎛ 애퍼츄어 홀(8)에 위치시킬 때 핀셋을 이용하여 30㎛ 애퍼츄어 홀(8)에 넣어주어야만 하는 불편함이 있었다.

이후, 상기 애퍼츄어(10)와 스페이서(11)를 위치시킨 상태에서 이때에도 핀셋을 사용하여 마지막으로 C링(12)을 30㎛ 애퍼츄어 홀(8)에 넣어 상기 부품들을 완전하게 고정시켜 주었다.

또한, 상기 파트를 라인에서 교체할 때에도 2mm미만의 어패츄어(10)를 핀셋을 이용하여 30㎛ 애퍼츄어 홀(8)에 넣어야 하였으며, 그리고 나서 상기와 같은 방법으로 스페이서(11)를 그 위에 올려놓고 마지막으로 C링(12)을 홀에 넣어 고정시켜 주어야만 했다.

따라서, 종래에는 30㎛ 애퍼츄어 홀(8)에 애퍼츄어(10)와 스페이서(11) 그리고 C링(12)을 차례로 고정시킬 때 반드시 핀셋으로 작업을 하였으므로 여러 가지 주의해야 할 요소들이 내재해 있게 되는데, 이러한 애퍼츄어(10)가 매우 작고 또한 애퍼츄어(10)가 종이와 같이 약해서 핀셋 작업시 애퍼츄어(10)가 데미지를 받기 수운 문제가 있었다.

즉, 애퍼츄어(10)가 핀셋에 의해 사용시 부주의로 휘거나 또는 라인의 공기 다운 플로우(Down Flow) 방식에 의하여 분실될 수 있다.

또한, 애퍼츄어(10)를 30㎛ 애퍼츄어 홀(8)에 잘 넣었다고 해도 그 위에 스페이서(11)를 넣고 C링(12)으로 홀을 고정할 때도 많은 주의가 요구된다.

즉, 30㎛ 애퍼츄어 홀(8)보다 큰 C링(12)을 30㎛ 애퍼츄어 홀(8)에 넣고 고정시켜야 하기 때문에 기존에 자리잡은 애퍼츄어(10)가 데미지를 입을 수 있는 문제가 있다.

실제로 작업 현장에서 작업자가 애패튜어(10) 교체 작업중 애퍼츄어(10)를 배드(bad)시키거나 또는 라인 공기 공조때문에 애퍼츄어(10)를 분실한 예가 있다.

그리고 C링(12)을 30㎛ 애퍼츄어 홀(8)에 장착하는 과정에서도 애퍼츄어(10)를 트러블(trouble)시키기도 하여 이와 같은 문제들을 해결할 수 있는 방법들이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

본 고안은 이와 같은 종래의 제반 문제점들을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 본 고안의 목적은, 2차 전지를 이용하여 웨이퍼 검사를 하는 장비인 셈에 있어서, 기존에 사용되고 있는 2mm미만의 O.L애퍼츄어를 15mm의 사각 애퍼츄어로 개조함으로써 유지 보수시 발생되는 문제를 해소할 수 있도록 하며, 또한 애퍼츄어의 홀을 3개로 증가시킴으로써 기존의 장비다운 타임을 3배로 줄일 수 있도록 하는 셈 장비의 애퍼츄어 어셈블리 구조를 제공하는데 있다.

또한, 본 고안의 다른 목적은, 장비의 안정화를 기하고, 안정적인 분석 및 지속적인 리뷰(review)를 통해 생산성을 향상시킬 수 있으며, 파트 교체에 따른 비용절감의 효과를 얻을 수 있도록 하는 셈 장비의 애퍼츄어 어셈블리 구조를 제공하는데 있다.

도 1은 종래 애퍼츄어 시스템의 개략 구성도

도 2는 종래 O.L 애퍼츄어 어셈블리의 사시도

도 3은 도 2의 A부분 확대도

도 4는 본 고안의 O.L 애퍼츄어 어셈블리의 사시도

도 5는 도 4의 B부분 확대도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

9: 애퍼츄어 어셈블리 13: 사각 애퍼츄어 고정판

14: 사각 애퍼츄어 15: 고정나사 홀

16: 30㎛ 애퍼츄어 홀 17: 고정판 빔 경로부

18: 애퍼츄어 어셈블리 빔 경로부 19: 애퍼츄어 가이드부

20: 고정나사 21: 어셈블리 고정나사 홀

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은, X-조정놉과 Y-조정놉 및 애퍼츄어 어셈블리로 구성되어 빔 포커스기능을 수행하는 2차 전자를 사용하는 장비에 있어서, 애퍼츄어 가이드부와 빔이 통과할 수 있는 애퍼츄어 어셈블리 빔 경로부 및 어셈블리 고정나사 홀을 가진 애퍼츄어 어셈블리와, 상기 애퍼츄어 어셈블리의 애퍼츄어 가이드부에 고정되는 30㎛애퍼츄어 홀이 형성된 사각형상의 애퍼츄어와, 상기 사각형상의 애퍼츄어를 고정시키며, 양측으로 고정나사 홀이 형성됨과 함께 중심부에는 빔이 통과할 수 있는 고정판 빔 경로부가 형성되어 상기 애퍼츄어 어셈블리와 나사끼우기로 고정되는 사각 애퍼츄어 고정판을 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

본 고안의 구성상의 다른 특징은, 상기 30㎛ 애퍼츄어 홀을 2개 이상 다수개 형성한 것에 있다.

이하, 본 고안의 실시 예를 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 고안의 O.L 애퍼츄어 어셈블리의 사시도이고, 도 5는 상기 도 4의 B부분 확대 사시도이다

이에 도시된 바와 같이, X-조정놉(5)과 Y-조정놉(6) 및 애퍼츄어 어셈블리(9)로 구성된 것에 있어서, 상기 애퍼츄어 어셈블리(9)가, 애퍼츄어 가이드부(19)와 빔이 통과할 수 있는 애퍼츄어 어셈블리 빔 경로부(18) 및 어셈블리 고정나사 홀(21)을 포함한다.

그리고 상기 애퍼츄어 어셈블리(9)의 상부에 3개의 30㎛애퍼츄어 홀(16)이 형성된 사각형상의 애퍼츄어(14)가 고정된다.

또한, 상기 사각형상의 애퍼츄어(14) 상방에는 양측으로 고정나사 홀(15)이 형성됨과 함께 중심부에는 빔이 통과할 수 있는 고정판 빔 경로부(17)를 가진 사각 애퍼츄어 고정판(13)이 형성되어 구성된 것이다.

단, 상기 사각 애퍼츄어(14)가 애퍼츄어 가이드부(19)에 삽입된 상태에서 그 위에 상기 사각 애퍼츄어 고정판(13)이 고정나사(20)에 의해 고정된다.

이와 같이 구성된 본 고안의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

즉, 본 고안은 애퍼츄어 어셈블리(9)의 상면 소정 위치에 사각의 애퍼츄어 가이드부(19)가 형성되어 있고, 그 밑에는 2차 전자빔이 통과할 수 있도록 애퍼츄어 어셈블리 빔 경로부(18)가 형성되어 있다.

그리고 사각 애퍼츄어(14)가 사각의 애퍼츄어 가이드부(19)에 가이드되면서상기 애퍼츄어 어셈블리 빔 경로부(18)위에 장착됨으로써 사각 애퍼츄어(14)가 밑으로 이탈되지 않게 된다.

이와 같이 사각 애퍼츄어(14)가 애퍼츄어 어셈블리 빔 경로부(18)상에 장착된 상태에서 애퍼츄어 고정판(13)을 사각 애퍼츄어(14)상면에 위치시킨다.

이렇게 애퍼츄어 고정판(13)을 사각 애퍼츄어(14) 상면에 위치시키는 것은 사각 애퍼츄어(14)가 애퍼츄어 고정판(13)에 의해 위나 아래 또는 좌우로 움직이지 않도록 하기 위함이다.

또한, 이와 같이 애퍼츄어 고정판(13)이 사각 애퍼츄어(14)위에 위치된 상태에서 애퍼츄어 어셈블리(9)에 형성된 어셈블리 고정나사 홀(21)과 사각 애퍼츄어 고정판(13)에 형성된 고정나사 홀(15)을 통하여 고정나사(20)를 삽입 고정시킨다.

이때, 애퍼츄어 어셈블리(9)의 애퍼츄어 어셈블리 빔 경로부(18)와 애퍼츄어 고정판(13)의 고정판 빔 경로부(17)를 통하여 챔버(Chamber)내에 위치한 건 팁에서 분사한 2차 전자가 통과할 수 있게 되는 것이다.

따라서, 본 고안은 고정나사(20)를 사용하기 때문에 기존과 같이 애퍼츄어를 고정시키기 위하여 C링 작업시 핀셋을 사용함으로 인하여 발생되었던 애퍼츄어의 트러블을 해소시킬 수 있으며, 사이즈가 커진 만큼 작업 속도와 안정성을 확보할 수 있다.

또한, 기존에는 애퍼츄어가 작아서 1개의 홀만을 사용하였으나, 본 고안에서는 3개의 30㎛ 애퍼츄어 홀(16)이 사각 애퍼츄어(14)에 형성되어 있어 3개의 30㎛ 애퍼츄어 홀(16)을 사용하기 때문에 기존에 6개월에 한번씩 교체해 주었던 주기를 18개월까지 연장할 수 있는 것이다.

그리고 이와 같이 사각 애퍼츄어(14)의 교체시기 18개월까지 연장해 줌으로써 장비의 업 타임을 3배로 증가시킬 수 있으며, 이에 따라 파트 교체에 따른 비용절감을 가져올 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 고안은 기존의 2mm미만의 원형 애퍼츄어를 사각 애퍼츄어로 교체해 줌으로써 교체시기를 대폭적으로 늘릴 수 있으며, 이에 따라 교체 작업의 안정성과 수월성을 얻을 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 고안은 파트 교체 주기가 3배로 늘어남에 따라 장비의 다운 타임을 3배로 감소할 수 있으며, 파트 교체가 감소함에 따라 비용의 절감을 가져올 수 있는 효과가 있다.

그리고 본 고안은 안정적인 시스템을 유지함으로써 적시에 분석 및 리뷰의 환경을 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. X-조정놉과 Y-조정놉 및 애퍼츄어 어셈블리로 구성되어 빔 포커스기능을 수행하는 2차 전자를 사용하는 장비에 있어서,

   애퍼츄어 가이드부와 빔이 통과할 수 있는 애퍼츄어 어셈블리 빔 경로부 및 어셈블리 홀을 가진 애퍼츄어 어셈블리와,

   상기 애퍼츄어 어셈블리의 애퍼츄어 가이드부에 고정되는 30㎛애퍼츄어 홀이 형성된 애퍼츄어와,

   상기 애퍼츄어를 고정시키며, 양측으로 홀이 형성됨과 함께 중심부에는 빔이 통과할 수 있는 고정판 빔 경로부가 형성되어 상기 애퍼츄어 어셈블리와 고정되는 애퍼츄어 고정판을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 셈 장비의 애퍼츄어 어셈블리 구조.
2. 제 1항에 있어서, 상기 30㎛ 애퍼츄어 홀이, 다수개 형성된 것을 특징으로 하는 셈 장비의 애퍼츄어 어셈블리 구조.
3. 제 1항에 있어서, 상기 애퍼츄어와 애퍼츄어 고정판을 사각형상으로 구성한 것을 특징으로 하는 셈 장비의 애퍼츄어 어셈블리 구조.
4. 제 1항에 있어서, 상기 애퍼츄어 어셈블리와 애퍼츄어 고정판을 고정시키기 위한 수단으로 고정나사를 사용하는 것을 특징으로 하는 셈 장비의 애퍼츄어 어셈블리 구조.