KR20040039599A - Specimen holder for inspection - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 검사용 시료를 고정하기 위한 홀더에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 반도체 장치의 제조 공정에서 반도체 기판으로부터 채취된 시료를 이차이온 질량분석기(Secondary Ion Mass Spectroscope ; SIMS)를 이용하여 검사하기 위해 상기 시료를 고정시키는 홀더에 관한 것이다.The present invention relates to a holder for fixing a test sample. More specifically, the present invention relates to a holder for fixing a sample taken from a semiconductor substrate in a semiconductor device manufacturing process by using a secondary ion mass spectroscope (SIMS).
근래에, 컴퓨터와 같은 정보 매체의 급속한 보급에 따라 반도체 장치도 비약적으로 발전하고 있다. 그 기능적인 면에 있어서, 상기 반도체 장치는 고속으로 동작하는 동시에 대용량의 저장 능력을 가질 것이 요구된다. 이러한 요구에 부응하여 상기 반도체 장치의 제조 기술은 집적도, 신뢰도 및 응답 속도 등을 향상시키는 방향으로 발전되고 있다.In recent years, with the rapid spread of information media such as computers, semiconductor devices are also rapidly developing. In terms of its function, the semiconductor device is required to operate at a high speed and to have a large storage capacity. In response to these demands, the manufacturing technology of the semiconductor device has been developed to improve the degree of integration, reliability, and response speed.
일반적으로 상기 반도체 장치는 반도체 기판 상에 막 형성, 패턴 형성, 금속 배선 형성 등을 위한 일련의 단위 공정들을 반복적으로 수행함으로서 제조된다. 상기 반도체 장치의 제조 공정에는 상기와 같은 가공 공정 이외에 반도체 기판에 대한 다양한 검사 및 분석 공정이 포함된다. 상기 검사 및 분석 공정은 반도체 기판 상에 형성된 막의 내부 또는 표면에 존재하는 불순물 농도, 임의로 주입한 이온의 농도 및 분포, 반도체 기판 상에 형성된 패턴들의 브리지(bridge) 현상, 반도체 기판 상에 형성된 배선의 단선 등을 상기 가공 공정 도중에 수시로 확인한다.In general, the semiconductor device is manufactured by repeatedly performing a series of unit processes for film formation, pattern formation, metal wiring formation, and the like on a semiconductor substrate. The manufacturing process of the semiconductor device includes various inspection and analysis processes for the semiconductor substrate in addition to the above processing process. The inspection and analysis process includes the impurity concentration present in or on the surface of the film formed on the semiconductor substrate, the concentration and distribution of the implanted ions, the bridge phenomenon of the patterns formed on the semiconductor substrate, and the wiring formed on the semiconductor substrate. Disconnection or the like is frequently checked during the above machining process.
상기 검사 및 분석 공정에는 주사 전자 현미경(Scanning Electron Microscope ; SEM), 투과 전자 현미경(Transmission Electron Microscope ; TEM), 이차이온 질량분석기(Secondary Ion Mass Spectroscope ; SIMS)등이 사용되며, 그 중에서 이차이온 질량분석기는 반도체 기판 상에 형성된 막의 성분 또는 깊이 프로파일(depth profile) 등을 분석하기 위해 사용된다.In the inspection and analysis process, Scanning Electron Microscope (SEM), Transmission Electron Microscope (TEM), Secondary Ion Mass Spectroscope (SIMS) and the like are used. An analyzer is used to analyze the composition or depth profile of a film formed on a semiconductor substrate.
상기 이차이온 질량분석기를 이용하여 반도체 기판의 깊이 프로파일을 분석하는 경우 일반적으로 아르곤 이온빔을 분석하고자 하는 샘플에 주사하여 상기 샘플을 식각하게 된다. 이때, 아르곤 이온빔의 주사에 의해 상기 샘플로부터 발생되는 이차이온을 질량 분석기를 통해 분석함으로서 반도체 기판에 형성된 패턴 또는 막의 깊이 프로파일이 측정된다. 상기 이차이온 질량분석기를 사용하는 분석 공정의 일 예는 미합중국 특허 제5,943,548호(issued to Kim)에 개시되어 있다.When the depth profile of the semiconductor substrate is analyzed using the secondary ion mass spectrometer, the sample is typically etched by scanning an argon ion beam onto a sample to be analyzed. At this time, by analyzing the secondary ions generated from the sample by scanning the argon ion beam through a mass spectrometer, the depth profile of the pattern or film formed on the semiconductor substrate is measured. An example of an analytical process using the secondary ion mass spectrometer is disclosed in US Pat. No. 5,943,548 (issued to Kim).
상기 이차이온 질량분석기를 사용하는 검사 공정에서 발생하는 공정 불량은 시료 표면의 불규칙적인 식각, 시료 홀더의 파손 및 검사 공정에 사용되는 이온에 의한 차지(charge) 현상에 기인한다.Process defects occurring in the inspection process using the secondary ion mass spectrometer are due to irregular etching of the surface of the sample, breakage of the sample holder, and charge phenomenon due to ions used in the inspection process.
상기 시료 표면의 불규칙적인 식각은 시료를 회전시킴으로서 해결될 수 있다. 그러나, 시료 홀더의 파손 및 차지 현상은 시료 홀더가 갖고 있는 문제점에 기인한 것이다. 도 1은 종래의 검사용 시료 홀더를 설명하기 위한 개략적인 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시한 종래의 검사용 시료 홀더를 나타내는 평면도이다.Irregular etching of the sample surface can be solved by rotating the sample. However, breakage and charge of the sample holder are due to problems of the sample holder. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining a conventional sample holder for inspection, Figure 2 is a plan view showing a conventional sample holder for inspection shown in FIG.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 시료 홀더(100)는 관통공이 형성되어 있는본체(102)와, 상기 관통공의 일측을 막아 상기 관통공을 검사용 홈(102a)으로 형성하기 위한 상부 플레이트(104)와, 검사용 홈(102a)에 삽입되어 시료(10)를 고정시키기 위한 고정 플레이트(106)와, 본체(102)와 고정 플레이트(106)를 결합하기 위한 다수의 볼트(108)를 포함한다.1 and 2, the conventional sample holder 100 has a main body 102 in which a through hole is formed, and an upper portion for blocking the one side of the through hole to form the through hole as an inspection groove 102a. A plate 104, a fixing plate 106 inserted into the inspection groove 102a to fix the sample 10, and a plurality of bolts 108 for coupling the main body 102 and the fixing plate 106 to each other. It includes.
본체(102)는 소정의 두께를 갖는 사각 플레이트 형상을 갖는다. 상부 플레이트(104)는 본체(102)의 상부면에 용접 방식에 의해 결합되며, 상부 플레이트(104)에는 다수의 검사용 홀(104a)이 형성되어 있다. 본체(102)에 형성된 관통공은 본체(102)의 상부면에 결합된 상부 플레이트(104)에 의해 검사용 홈(102a)으로 형성되며, 시료(10)는 검사용 홈(102a)에 삽입되어 상부 플레이트(104)와 고정 플레이트(106) 사이에서 고정된다. 이때, 시료(10)는 상부 플레이트(104)에 밀착되어 검사용 홀(104a)을 통해 상부로 노출되며, 고정 플레이트(106)와 시료(10) 사이에는 시료(10)를 상부 플레이트(104)에 밀착시키기 위한 스프링(110)이 개재된다.The main body 102 has a rectangular plate shape having a predetermined thickness. The upper plate 104 is coupled to the upper surface of the main body 102 by a welding method, and a plurality of inspection holes 104a are formed in the upper plate 104. The through hole formed in the main body 102 is formed into the inspection groove 102a by the upper plate 104 coupled to the upper surface of the main body 102, and the sample 10 is inserted into the inspection groove 102a. It is fixed between the top plate 104 and the fixing plate 106. At this time, the sample 10 is in close contact with the upper plate 104 is exposed to the upper through the inspection hole (104a), between the fixed plate 106 and the sample 10, the sample 10 is the upper plate 104 The spring 110 for close contact with the interposition is interposed.
본체(102)와 고정 플레이트(106)는 다수의 볼트(108)에 의해 결합된다. 다수의 볼트(108)가 본체(102)의 일측 부위를 관통하여 고정 플레이트(106)의 일측에 형성된 고정홈에 밀착됨에 따라 고정 플레이트(106)가 본체(102)의 검사용 홈(102a)에 결합된다.The body 102 and the fixing plate 106 are joined by a plurality of bolts 108. As the plurality of bolts 108 penetrate one side portion of the main body 102 to be in close contact with the fixing grooves formed on one side of the fixing plate 106, the fixing plate 106 is connected to the inspection groove 102a of the main body 102. Combined.
이때, 스프링(110)의 압축력에 의해 가장 취약한 본체(102)와 상부 플레이트(104)의 용접 부위가 파손되거나, 상부 플레이트(104)가 변형되는 문제점이 발생한다. 상부 플레이트(104)의 용접 부위 파손으로 상부 플레이트(104)의 위치가 변형되거나, 상부 플레이트(104) 자체가 변형되면, 시료(10)의 고정 위치 및배치 각도가 변형되며, 이는 검사 공정의 신뢰도를 저하시키는 원인이 된다. 또한, 상부 플레이트(104)의 위치 변경으로 인한 검사용 시료 홀더(100)의 교체는 검사 공정의 시간 지연 및 이차이온 질량분석기의 유지보수 비용의 증가와 같은 문제점을 발생시킨다.At this time, the welding part of the main body 102 and the upper plate 104, which are the weakest by the compression force of the spring 110, or the upper plate 104 is deformed. If the position of the top plate 104 is deformed due to breakage of the welded portion of the top plate 104 or the top plate 104 itself is deformed, the fixed position and placement angle of the sample 10 is deformed, which is the reliability of the inspection process. It causes the deterioration. In addition, replacement of the sample holder 100 for inspection due to the change of the position of the upper plate 104 causes problems such as time delay of the inspection process and increased maintenance cost of the secondary ion mass spectrometer.
한편, 본체(102)는 스테인리스 스틸로 이루어지며, 상부 플레이트(104)는 텅스텐으로 이루어지는데, 반도체 기판의 절연막과 같은 부도체를 검사하는 경우에 발생하는 전하 차지 현상으로 검사 결과의 신뢰도 저하와 고정 플레이트(106)를 결합하기 위한 볼트(108)가 빈번하게 손상되는 문제점이 있다.On the other hand, the main body 102 is made of stainless steel, the upper plate 104 is made of tungsten, the charge charge phenomenon that occurs when inspecting the non-conductor, such as the insulating film of the semiconductor substrate, the reliability of the inspection results and the fixed plate There is a problem that the bolt 108 for engaging 106 is frequently damaged.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 시료를 안정적으로 고정시킬 수 있는 일체형으로 형성된 검사용 시료 홀더를 제공하는데 있다.An object of the present invention for solving the above problems is to provide a test sample holder formed integrally that can stably fix the sample.
도 1은 종래의 검사용 시료 홀더를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view for explaining a conventional sample holder for inspection.
도 2는 도 1에 도시된 종래의 검사용 시료 홀더를 설명하기 위한 평면도이다.FIG. 2 is a plan view illustrating a conventional test sample holder shown in FIG. 1. FIG.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 검사용 시료 홀더를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.3 is a schematic cross-sectional view for explaining a test sample holder according to an embodiment of the present invention.
도 4는 도 3에 도시된 검사용 시료 홀더를 나타내는 평면도이다.FIG. 4 is a plan view illustrating the sample holder for inspection illustrated in FIG. 3. FIG.
도 5는 도 3에 도시된 검사용 시료 홀더를 사용하는 이차이온 질량분석기를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a secondary ion mass spectrometer using the test sample holder illustrated in FIG. 3.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10 : 검사용 시료200 : 검사용 시료 홀더10: test sample 200: test sample holder
202 : 본체202c : 검사용 홈202: main body 202c: inspection groove
202d : 검사용 홀202h : 보강 부재202d: Inspection hole 202h: Reinforcing member
204 : 고정 플레이트206 : 볼트204: fixing plate 206: bolt
208 : 스프링300 : 이차이온 질량분석기208: spring 300: secondary ion mass spectrometer
302 : 검사 챔버304 : 시료 회전 장치302: test chamber 304: sample rotating device
306 : 3차원 구동 장치308 : 서브 챔버306: three-dimensional drive device 308: subchamber
310 : 도어312 : 이온건310: door 312: ion gun
314 : 질량 분석기316 : 검출기314: mass spectrometer 316: detector
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 시료의 검사를 위한 검사용 홈이 제1면으로부터 상기 제1면의 반대편 제2면을 향하여 형성되어 있고, 상기 검사용 홈과 상기 제2면 사이를 관통하는 검사용 홀이 형성되어 있으며, 상기 시료의 검사면이 상기 검사용 홀을 통해 상기 제2면 방향으로 노출되도록 상기 검사용 홈의 내측면에 밀착되는 본체와, 상기 검사용 홈에 삽입되어 상기 시료를 고정시키기 위한 고정 플레이트와, 상기 본체와 상기 고정 플레이트를 결합하기 위한 결합부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 검사용 시료 홀더를 제공한다.In the present invention for achieving the above object, an inspection groove for inspecting a sample is formed from the first surface toward the second surface opposite to the first surface, and penetrates between the inspection groove and the second surface. The test hole is formed, the main body is in close contact with the inner surface of the test groove and the test groove is inserted into the test groove so that the test surface of the sample is exposed in the second surface direction through the test hole; It provides a sample holder for inspection, comprising a fixing plate for fixing the sample, and a coupling member for coupling the body and the fixing plate.
상기 검사용 홈의 내측면에 밀착되는 시료와 고정 플레이트 사이에는 시료를밀착시키기 위한 스프링이 개재된다. 검사용 홈의 내측면에 수직하는 제2내측면에는 고정 플레이트의 삽입 깊이를 제한하기 위한 걸림턱이 형성되어 있으며, 상기 제2면에는 검사용 홀이 형성된 부위를 보강하기 위한 보강 부재가 본체와 일체로 형성되어 있다. 따라서, 스프링의 압축력에 의한 본체의 변형이 억제되며, 시료를 안정적으로 고정시킬 수 있다.A spring for closely contacting the sample is interposed between the sample adhered to the inner surface of the inspection groove and the fixed plate. On the second inner side surface perpendicular to the inner side surface of the inspection groove, a locking jaw for limiting the insertion depth of the fixing plate is formed, and the second surface has a reinforcing member for reinforcing the portion where the inspection hole is formed. It is formed integrally. Therefore, deformation of the main body by the compression force of the spring can be suppressed, and the sample can be fixed stably.
또한, 시료와 접촉되는 검사용 홀의 주변 부위에는 전기 전도율이 높은 물질로 코팅되어 있으므로, 시료 표면에 충돌되는 일차이온 및 시료의 표면으로부터 발생되는 이차이온과 전자에 의한 전하 차지 현상이 억제된다.In addition, since the peripheral portion of the inspection hole in contact with the sample is coated with a material having high electrical conductivity, charge phenomena due to primary ions colliding with the sample surface and secondary ions generated from the surface of the sample and electrons are suppressed.
따라서, 시료의 성분 분석 및 깊이 프로파일 분석과 같은 검사 공정의 신뢰도가 향상되며, 검사용 시료 홀더의 수명 연장에 따른 설비의 유지 비용이 감소된다.Therefore, the reliability of the inspection process such as component analysis and depth profile analysis of the sample is improved, and the maintenance cost of the facility is reduced due to the extension of the life of the sample holder for inspection.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 검사용 시료 홀더를 설명하기 위한 개략적인 구성도이고, 도 4는 도 3에 도시된 검사용 시료 홀더를 나타내는 평면도이다.FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a test sample holder according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a plan view illustrating the test sample holder shown in FIG. 3.
도 3 및 도 4를 참조하면, 도시된 검사용 시료 홀더(200)는 두꺼운 사각 플레이트 형상을 갖는 본체(202)와, 본체(202)에 결합되며 반도체 기판으로부터 채취된 시료(10)를 고정시키기 위한 고정 플레이트(204)를 포함한다. 여기서, 검사의 대상이 되는 시료(10)의 표면에는 다양한 막들이 형성될 수 있다. 즉, 검사용 시료(10)는 반도체 장치의 제조 공정에서 반도체 기판 상에 형성되는 막들의 성분분석 또는 깊이 프로파일을 검사하기 위한 것이다.3 and 4, the illustrated sample holder 200 for inspection is fixed to a main body 202 having a thick rectangular plate shape and a sample 10 coupled to the main body 202 and collected from a semiconductor substrate. Fixing plate 204 for the device. Here, various films may be formed on the surface of the sample 10 to be examined. That is, the inspection sample 10 is for inspecting the component analysis or depth profile of the films formed on the semiconductor substrate in the manufacturing process of the semiconductor device.
도시된 바에 의하면, 본체(202)의 중앙 부위에는 본체의 하부면(202a)으로부터 상부면(202b)을 향하여 검사용 홈(202c)이 형성되어 있다. 시료(10)의 검사를 위한 검사용 홀(202d)은 검사용 홈(202c)과 본체의 상부면(202b) 사이를 관통한다. 이때, 검사용 홀(202d)이 형성된 부위의 두께는 검사용 홈(202c)의 깊이보다 얇게 형성된다.As shown, the inspection groove 202c is formed in the central portion of the main body 202 from the lower surface 202a of the main body toward the upper surface 202b. The inspection hole 202d for inspection of the sample 10 penetrates between the inspection groove 202c and the upper surface 202b of the main body. At this time, the thickness of the portion where the inspection hole 202d is formed is thinner than the depth of the inspection groove 202c.
검사용 홈(202c)에는 시료(10)를 고정시키기 위한 고정 플레이트(204)가 삽입되며, 본체(202)와 고정 플레이트(204)는 다수의 볼트(206)에 의해 결합된다. 고정 플레이트(204)의 측면에는 다수의 볼트(206)가 삽입되는 고정홈이 형성되어 있으며, 다수의 볼트(206)는 본체(202)의 측면을 관통하여 검사용 홈(202c)에 삽입된 고정 플레이트(204)를 고정시킨다.The fixing plate 204 for fixing the sample 10 is inserted into the inspection groove 202c, and the main body 202 and the fixing plate 204 are coupled by a plurality of bolts 206. Fixing grooves are formed in the side of the fixing plate 204, the plurality of bolts 206 is inserted, the plurality of bolts 206 are inserted into the inspection groove 202c through the side of the main body 202 The plate 204 is fixed.
시료(10)는 시료(10)의 검사면이 상부를 향하도록 검사용 홈(202c)의 천장(202e)에 밀착되며, 검사용 홀(202d)을 통해 시료(10)의 상부면이 본체(202)의 상부로 노출된다. 시료(10)와 고정 플레이트(204) 사이에는 시료(10)를 검사용 홈(202c)의 천장(202e)에 밀착시키기 위한 스프링(208)이 개재되어 있다. 검사용 홈(202c)의 측면(202f)에는 고정 플레이트(204)의 삽입 깊이를 제한하기 위한 걸림턱(202g)이 형성되어 있다. 따라서, 고정 플레이트(204)의 삽입 깊이를 항상 일정하게 유지할 수 있으며, 스프링(208)의 압축력을 항상 일정하게 유지할 수 있다.The sample 10 is in close contact with the ceiling 202e of the inspection groove 202c so that the inspection surface of the sample 10 faces upwards, and the upper surface of the sample 10 is connected to the main body through the inspection hole 202d. Exposed to the top of 202. Between the sample 10 and the fixed plate 204, a spring 208 for interposing the sample 10 to the ceiling 202e of the inspection groove 202c is interposed. On the side surface 202f of the inspection groove 202c, a locking step 202g for restricting the insertion depth of the fixing plate 204 is formed. Therefore, the insertion depth of the fixing plate 204 can be kept constant at all times, and the compression force of the spring 208 can be kept constant at all times.
본체의 상부면(202b)에는 검사용 홀(202d)이 형성된 부위를 보강하기 위한 보강 부재(202h)가 본체(202)와 일체로 형성되어 있다. 보강 부재(202h)는 바(bar)형상을 가지며, 스프링(208)의 압축력에 의해 검사용 홀(202d)이 형성된 부위가 변형되는 것을 방지한다. 도시된 바에 의하면, 검사용 홀(202d)의 개수는 3개이지만, 검사용 홀(202d)의 개수는 다양하게 변경될 수 있다. 검사용 홀(202d)의 직경은 약 3mm 정도이며, 종래의 검사용 홀에 비하여 작게 형성되어 있다.On the upper surface 202b of the main body, a reinforcing member 202h for reinforcing the portion where the inspection hole 202d is formed is integrally formed with the main body 202. The reinforcing member 202h has a bar shape and prevents the portion where the inspection hole 202d is formed from being deformed by the compression force of the spring 208. As shown, the number of inspection holes 202d is three, but the number of inspection holes 202d may be variously changed. The diameter of the inspection hole 202d is about 3 mm, and is smaller than that of the conventional inspection hole.
시료(10)와 밀착되는 검사용 홀(202d)의 주변 부위는 전기 전도율이 높은 재료로 코팅되는 것이 바람직하다. 이는 검사 공정에 도중의 전하 차지 현상을 방지하여 본체(202)와 고정 플레이트(204)를 결합시키는 다수의 볼트(206)를 보호하기 위함이다. 상기 전기 전도율이 높은 재료로는 은, 금, 구리, 알루미늄 등이 있다. 또한, 종래의 검사용 홀(202d)보다 작은 크기를 가지므로 시료(10)와 코팅 부위의 접촉 면적이 증가되며, 이에 따라 전하 차지 현상 방지 효과가 더욱 증가된다.The peripheral portion of the inspection hole 202d in close contact with the sample 10 is preferably coated with a material having high electrical conductivity. This is to protect the plurality of bolts 206 joining the main body 202 and the fixed plate 204 by preventing the charge charge phenomenon during the inspection process. The high electrical conductivity materials include silver, gold, copper, aluminum and the like. In addition, since the contact hole 202d has a smaller size than the conventional test area, the contact area between the sample 10 and the coating portion is increased, thereby further increasing the effect of preventing charge charge phenomenon.
본체(202)와 고정 플레이트(204)를 결합시키기 위한 다수의 볼트(206)로는 통상적으로 세트 스크루라 불리는 육각 홈붙이 무두 볼트를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 차지 현상에 의한 파손을 방지하기 위한 열처리된 볼트를 사용하는 것이 바람직하다.As a plurality of bolts 206 for joining the main body 202 and the fixing plate 204, it is preferable to use hexagonal grooved headless bolts, commonly referred to as set screws. In addition, it is preferable to use heat-treated bolts to prevent breakage due to charge phenomenon.
상기와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 검사용 시료 홀더(200)의 본체(202)가 일체형으로 형성되어 있으므로 스프링(208)의 압축력에 의한 변형이 감소된다. 또한, 보강 부재(202h)는 본체(202)의 내구성을 증가시켜 검사용 시료 홀더(200)의 수명을 연장시킨다.As described above, according to the exemplary embodiment of the present invention, since the main body 202 of the test sample holder 200 is integrally formed, deformation due to the compressive force of the spring 208 is reduced. In addition, the reinforcing member 202h increases the durability of the main body 202 to extend the life of the sample holder 200 for inspection.
도 5는 도 3에 도시된 검사용 시료 홀더를 사용하는 이차이온 질량분석기를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a secondary ion mass spectrometer using the test sample holder illustrated in FIG. 3.
도 5를 참조하면, 시료(10, 도 3 참조)를 분석하기 위한 분석 챔버(302)의 내부에는 시료 회전 장치(304)와 3차원 구동 장치(306)가 구비된다. 3차원 구동 장치(306)는 시료 회전 장치(304)를 지지하고, 시료 회전 장치(304)를 이동시킨다. 또한, 시료 회전 장치(304)에 구동력을 제공한다. 즉, 3차원 구동 장치(306)는 분석 챔버(302) 내부에서 x축, y축 및 z축 방향으로 시료 회전 장치(304)를 이동시키며, 시료 회전 장치(304)는 시료 홀더(200)를 회전시킨다. 3차원 구동 장치(306)로는 x축, y축 및 z축 방향 이동을 위한 모터들과 리드 스크루 등을 구비하는 3축 직교 좌표 로봇 등이 사용될 수 있다.Referring to FIG. 5, a sample rotating device 304 and a three-dimensional driving device 306 are provided in the analysis chamber 302 for analyzing a sample 10 (see FIG. 3). The three-dimensional drive device 306 supports the sample rotating device 304 and moves the sample rotating device 304. In addition, the driving force is provided to the sample rotating device 304. That is, the three-dimensional driving device 306 moves the sample rotating device 304 in the x-, y-, and z-axis directions inside the analysis chamber 302, and the sample rotating device 304 moves the sample holder 200. Rotate As the three-dimensional driving device 306, a three-axis Cartesian coordinate robot having motors and lead screws for moving in the x-axis, y-axis, and z-axis directions may be used.
분석 챔버(302)의 일측에는 시료 홀더(200)에 시료들(10)을 로딩하고, 시료 홀더(200)로부터 시료들(10)을 언로딩하기 위한 서브 챔버(308)가 연결된다. 서브 챔버(308)에서 시료들(10)이 고정된 시료 홀더(200)는 이송 로봇(미도시)에 의해 분석 챔버(302) 내부에 구비되는 시료 회전 장치(304)로 이동되고, 클램프(미도시)에 의해 클램핑된다. 일반적으로 이차이온 질량분석기를 이용한 성분 분석 또는 깊이 프로파일 분석 공정은 10-9내지 10-10torr 정도의 진공 상태에서 수행된다. 이때, 서브 챔버(308)는 시료들(10)의 로딩 및 언로딩 시에 분석 챔버(302) 내부로 이물질이 유입되는 것을 방지하고, 분석 공정의 효율을 높이기 위해 구비된다. 즉, 분석 챔버(302)의 압력은 항상 일정한 상태로 유지되며, 시료들(10)의 로딩 및 언로딩 시에는 분석 챔버(302)와 서브 챔버(308) 사이에 구비되는 도어(310)가 폐쇄되고, 서브 챔버(308)의 압력이 대기압으로 형성된다. 그리고, 상기 이송 로봇이시료들(10)이 고정된 시료 홀더(200)를 이동시킬 때, 서브 챔버(308)의 압력은 10-6내지 10-7정도의 진공 상태로 형성되고, 이어서, 상기 도어(310)가 개방된다. 한편, 도시되지는 않았지만, 분석 챔버(302)와 서브 챔버(308)에는 진공을 제공하기 위한 진공 펌프 및 진공도를 조절하기 위한 다수개의 밸브들이 연결된다.One side of the analysis chamber 302 is connected to a sub chamber 308 for loading the samples 10 into the sample holder 200 and unloading the samples 10 from the sample holder 200. The sample holder 200 to which the samples 10 are fixed in the subchamber 308 is moved to a sample rotating device 304 provided inside the analysis chamber 302 by a transfer robot (not shown), and clamps (not shown). Clamping). In general, the component analysis or depth profile analysis process using a secondary ion mass spectrometer is performed in a vacuum of about 10 -9 to 10 -10 torr. At this time, the sub chamber 308 is provided to prevent foreign substances from flowing into the analysis chamber 302 during loading and unloading of the samples 10 and to increase the efficiency of the analysis process. That is, the pressure of the analysis chamber 302 is always kept constant, and the door 310 provided between the analysis chamber 302 and the sub chamber 308 is closed when loading and unloading the samples 10. The pressure in the subchamber 308 is formed at atmospheric pressure. When the transfer robot moves the sample holder 200 to which the samples 10 are fixed, the pressure of the sub chamber 308 is formed in a vacuum state of about 10 −6 to 10 −7 , and then, The door 310 is opened. Although not shown, the analysis chamber 302 and the sub chamber 308 are connected to a vacuum pump for providing a vacuum and a plurality of valves for adjusting the degree of vacuum.
한편, 분석 챔버(302)의 상부 일측에는 아르곤 이온빔을 제공하기 위한 아르곤 이온건(312)이 구비되고, 상부 타측에는 아르곤 이온빔에 의해 시료(10)로부터 발생된 이차이온들 중에서 특정 이온을 선별하기 위한 질량 분석기(314) 및 상기 특정 이온을 검출하는 검출기(316)가 연결된다.On the other hand, the upper side of the analysis chamber 302 is provided with an argon ion gun 312 for providing an argon ion beam, the other side to select a particular ion from the secondary ions generated from the sample 10 by the argon ion beam A mass spectrometer 314 and a detector 316 for detecting the specific ion are connected.
도시되지는 않았으나, 아르곤 이온빔은 콘덴서 렌즈와 대물 렌즈를 통해 시료(10)의 표면으로 조사되며, 편광 전극에 의해 경로가 변경되면서 시료(10)의 표면을 스캐닝한다. 아르곤 이온빔의 스캐닝과 함께 시료 회전 장치(304)는 시료 홀더(200)를 회전시킨다.Although not shown, the argon ion beam is irradiated onto the surface of the sample 10 through the condenser lens and the objective lens, and scans the surface of the sample 10 while the path is changed by the polarizing electrode. The sample rotating device 304 rotates the sample holder 200 together with the scanning of the argon ion beam.
상기와 같은 이차이온 질량분석기(300)를 사용하는 시료(10)의 성분 분석 및 깊이 프로파일 분석에서 시료 홀더(200)가 시료(10)를 정확한 위치에서 안정적으로 지지하므로 검사 공정의 신뢰도가 향상된다.In the component analysis and the depth profile analysis of the sample 10 using the secondary ion mass spectrometer 300 as described above, since the sample holder 200 stably supports the sample 10 at the correct position, the reliability of the inspection process is improved. .
상기와 같은 본 발명에 따르면, 검사용 시료 홀더의 본체는 일체형으로 형성되므로 시료를 밀착시키기 위한 스프링의 압축력에 의한 변형 및 파손이 감소된다. 또한, 보강 부재는 본체의 내구성을 더욱 증가시키며, 시료를 고정시키기 위한 고정 플레이트는 항상 일정한 위치에서 본체와 결합되므로 시료를 더욱 안정적으로 고정할 수 있다.According to the present invention as described above, since the main body of the sample holder for inspection is formed integrally, deformation and breakage due to the compression force of the spring for contacting the sample is reduced. In addition, the reinforcing member further increases the durability of the main body, and the fixing plate for fixing the sample is always coupled to the main body at a constant position, thereby allowing the sample to be more stably fixed.
또한, 검사용 홀의 주변 부위에 전기 전도율이 높은 물질을 코팅함으로서 일차이온의 충돌과 이차이온 및 전자의 발생에 의한 전하 차지 현상을 해소시킬 수 있다.In addition, by coating a material having a high electrical conductivity on the periphery of the inspection hole, the charge charge phenomenon due to the collision of primary ions and the generation of secondary ions and electrons can be solved.
따라서, 반도체 기판 상에 형성된 다양한 막들에 대한 성분 분석 및 깊이 프로파일 분석 공정에 대한 신뢰도가 향상되며, 검사용 시료 홀더의 수명이 연장됨에 따라 검사 설비의 유지 비용이 감소된다.Thus, the reliability of the component analysis and depth profile analysis processes for the various films formed on the semiconductor substrate is improved, and the maintenance cost of the inspection equipment is reduced as the life of the inspection sample holder is extended.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and changed within the scope of the invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below I can understand that you can.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020020067722A KR20040039599A (en) | 2002-11-04 | 2002-11-04 | Specimen holder for inspection |
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|---|---|---|---|
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Publications (1)
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| KR20040039599A true KR20040039599A (en) | 2004-05-12 |
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|---|---|
| KR (1) | KR20040039599A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103940583A (en) * | 2013-01-21 | 2014-07-23 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | Fixture used for photocoupling component test and method for photocoupling component test |
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2002
- 2002-11-04 KR KR1020020067722A patent/KR20040039599A/en not_active Application Discontinuation
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