KR100226506B1 - 시편 제작방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 소자의 캐리어(carrier)의 농도 분포를 측정하기에 적당한 시편 제작방법에 관한 것으로, 관찰하고자 하는 부위가 포함된 시편을 경사지도록 위치시키고 이 경사진 시편에 이온빔을 평행하게 조사시키어 측면에 단차가 형성되도록 하기층을 일부 노출시키는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명은 시편의 측면에 단차가 형성되도록 폴리싱하는 과정에서, 별도의 오일성분 물질을 사용하지 않고도 이온빔을 조사시키어 식각된 시편의 표면을 평탄하게 제작할 수 있으며, 이 시편을 통해 반도체 소자의 캐리어 농도분포를 정확히 분석할 수 있는 잇점이 있다.

Description

시편 제작방법

본 발명은 시편 제작방법에 관한 것으로, 특히, 반도체 소자의 캐리어(carrier) 농도 분포를 측정하기에 적당한 시편 제작방법에 관한 것이다.

SRP(Spreading Resistance Probe) 는 반도체 웨이퍼의 특정 관찰부위의 깊이 및 그 깊이에 포함되어 있는 캐리어의 농도 등을 측정하기 위한 장비로, 먼저, 웨이퍼의 특정 관찰부위를 먼저 샘플링(sampling)하고, 이 샘플링된 관찰부위가 경사지도록 일측에서 타측으로 갈수록 폴리싱(polishing)되는 양을 조절함으로써 시편을 완성하고, 이 시편의 경사진 관찰부위를 상술한 SRP장비를 이용하여 깊이 및 깊이에 따른 캐리어의 농도 등을 측정한다.

상술한 폴리싱을 이용한 앵글 래핑(angle lapping)방법이 종래에 주로 사용되었다.

도 1a 및 도 1c 는 폴리싱을 이용한 앵글 래핑 방법을 이용하여 형성된 종래 시편을 설명하기 위한 도면이다. 도 1a 및 도 1b 는 종래의 시편이 제작되는 과정을 설명하기 위한 것으로, 시편이 부착되는 시편장착기구 및 시편제작장비의 단면도이고, 도 1c 는 최종 완성된 종래 시편의 사시도이다.

종래의 시편은 도 1c 와 같이, 웨이퍼의 특정 관찰부위가 일정크기로 절단되고, 이 절단된 부위가 경사지도록 폴리싱되어져 있다.

이와 같이 형성된 종래의 시편을 제작하는 과정을 살펴본다.

먼저, 웨이퍼의 특정 관찰부위를 관찰한 후, 이 특정 관찰부위를 절단기구 등을 이용하여 실제 관찰부위보다 어느 정도의 마진(margin)을 두고 절단시키어 시편(102)을 형성한다.

이 시편(102)은 도 1a 와 같이, 양측면이 경사진 시편장착기구(bevel sample mount)(100)에 올려 놓고, 시편장착기구(100) 표면에 왁스(wax) 등의 접착제에 의해 고정된다.

이 때, 가열수단을 이용하여 150 ∼170℃ 정도의 온도범위에서 약 1분 동안 열을 가함으로써 시편(102)을 시편장착기구(100)에 부착시킨다.

이 후, 시편(102)이 부착된 시편장착기구(100)는 도 1b 와 같이, 폴리싱장치에 거꾸로 뒤집힌 채로 장착되어 유리판(110)과 접촉되도록 위치되며, 이 유리판(110) 표면에는 0.25 마이크로 크기의 다야몬드 페이스트가 균일한 분포를 이루며 다 수개 형성되어 있다.

다음에, 이 시편은 도 1b 와 같이, 나사(112)에 의해 죄어지고 실린더(116) 및 피스톤(114)에 의해 상하구동되면서 유리판(110)에 일부위가 접촉면서 폴리싱되다. 이 과정에서, 폴리싱된 시편 입자가 스크래치(scratch)를 유발시키어 시편(102) 표면이 고르지 못하게 되는 것을 방지하고자, 시편 표면에 오일성분의 물질을 입힌다.

이 후, 폴리싱 과정이 완료된 종래 시편(102)은 아세톤 등으로 세정되는 데, 이는 폴리싱될 때의 잔류물을 제거하고 또한, 오일성분의 물질을 제거하기 위함이다.

따라서, 종래의 시편은 도 1c 와 같은 일부위가 경사진 형상으로 최종 완료된다. 그리고 경사진 일부위에 특정 관찰부위가 포함되어 있다.

SRP장비를 이용하여 이 종래의 시편의 경사진 면(202-1)을 분석함으로써 깊이에 따른 캐리어의 농도 등을 측정한다.

즉, 종래 시편의 경사진 면에 두 개의 팁(도면에 도시되지 않음)을 임의로 정하고, SRP장비를 이용하여 각각의 팁에 프로브를 콘택시키어 두 팁 간의 접촉저항을 측정하고, 이를 비저항값으로 환산하며, 이를 다시 농도 단위로 환산함으로써 최종적으로 캐리어의 농도를 분석할 수 있다.

그러나, 종래기술의 시편 제작방법에서는 폴리싱이 완료된 후, 시편 표면에 입힌 오일성분 물질이 완전히 세정되지 않기 때문에 시편 표면에 프로브 접촉 시 콘택저항이 달라져서 정확한 캐리어의 농도를 측정하지 못한 문제점이 있었다.

상기 문제점을 해결하고자, 본 발명은 별도의 오일성분 물질을 사용하지 않고도 단차진 표면을 평탄하게 제작할 수 있는 시편 제작방법을 제공하려는 것이다.

본 발명의 시편 제작방법은 먼저, 시편을 경사지도록 위치시킨 후에 경사진 시편에 이온빔을 평행하게 조사시키어 그 측면에 단차가 형성되도록 한 것이 특징으로 한다.

도 1a 및 도 1b 는 종래의 시편이 장착된 기구 및 시편제작장비의 단면도이다.

도 1c 는 종래의 최종 완성된 시편의 사시도이다.

도 2a 는 본 발명의 시편을 제작하는 과정을 도시한 것이고,

도 2b 는 본 발명의 최종 완성된 시편의 사시도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100, 200. 시편부착기구 102, 202. 시편

204. 이온건 102-1, 202-1. 경사진 면

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하겠다.

도 2a 는 본 발명의 시편을 제작하는 과정을 도시한 것이고, 도 2b 는 본 발명의 최종 완성된 시편의 사시도이다.

본 발명의 시편은 특정의 관찰하고자 하는 부위가 포함된 이온빔을 사용하여 면을 일측에서 타측으로 갈수록 각각 다른 정도로 하기층을 노출시키어 결과적으로 측면에 단차가 형성되도록 제작되며, 이 과정을 자세히 상술한다.

우선, 종래와 마찬가지로, 웨이퍼에서 특정의 관찰하고자 하는 부위를 측정한 후, 이 관찰부위가 포함되도록 마진을 두고 절단기구 등을 이용하여 시편을 형성한다.

그리고 이 시편(202)은 왁스 등의 접착제를 이용하여 측면에 일정 각도로 경사가 형성된 시편장착기구(200)에 평행하게 부착시킨다.

이 때, 시편(202)은 가열수단을 이용하여 150 ∼170℃ 정도의 온도범위에서 약 1분 동안 열을 가함으로써 시편장착기구(200)에 부착되는 것을 용이하도록 돕는다.

그리고 시편장착기구(200)에 부착된 시편(202)은 시편장착기구 측면에 형성된 경사각 만큼 일정각도로 비스듬히 놓여 있으며, 이 시편에 도 2a 와 같이, 이온건(204)이 평행하게 설치된다.

이 이온건(204)을 통해 셋팅된 일정세기의 이온빔이 경사진 시편(202)의 일부위에 조사된다.

도 2b 와 같이, 이온빔이 조사된 시편은 하기층까지 노출되고, 그 노출된 정도가 달라 측면(202-1)에 경사가 형성된다. 즉, 시편의 관찰하고자 하는 부위가 포함된 면은 일측에서 타측으로 갈수록 하기층이 노출된 정도가 달라진다.

따라서, 본 발명에서는 이온빔 조사에 의해 시편 표면을 경사지도록 하기층을 노출시킴으로써 폴리싱하는 것보다도 표면이 깨끗하고 평탄하게 유지된다.

이 후, 시편의 노출된 부위를 SRP장비를 이용하여 분석함으로써 시편 내부의 캐리어 농도를 측정할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 시편의 측면에 단차가 형성되도록 폴리싱하는 과정에서, 별도의 오일성분 물질을 사용하지 않고도 이온빔을 조사시키어 식각된 시편의 표면을 평탄하게 제작할 수 있으며, 이 시편을 통해 반도체 소자의 캐리어 농도분포를 정확히 분석할 수 있는 잇점이 있다.

Claims (1)

1. 관찰하고자 하는 부위가 포함된 면의 측면에 단차가 형성되어 하기층이 노출된 시편을 제작하는 방법에 있어서,

   상기 시편을 경사지도록 위치시키고 상기 경사진 시편에 이온빔을 평행하게 조사시키어 측면에 단차가 형성되도록 한 것이 특징인 시편 제작방법.

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