一種消除圓片樣品表面電荷效應的裝置及其使用方法
2023-04-24 03:54:51
專利名稱：一種消除圓片樣品表面電荷效應的裝置及其使用方法
技術領域：
本發明涉及半導體集成電路製造領域中表面分析用的設備及方法，特 別涉及半導體集成電路中表面分析時消除圓片表面電荷用的設備及方法。
背景技術：
隨著半導體行業的發展，作為表面分析用的俄歇電子能譜儀(以下簡
稱Auger)，由於其對樣品表面70A左右元素極高的敏感性，已經越來越
廣泛的應用在半導體行業中，尤其是表面汙染方面的分析中。
但是樣品表面材質的電荷效應對Auger樣品的影響越來越嚴重。 例如用於Anger分析時，電荷效應就對分析結果產生了嚴重的影響。 Auger是利用電子束子在樣品表面運動過程中，所得到的俄歇電子能
譜來做分析。由於每種元素有各自的特徵俄歇電子能量，所以可用來確定
所含的化學成分。
但是電荷效應的存在使得能譜飄移，甚至譜線變形扭曲，這樣就不能 正確分析表面所含的成分，嚴重影響了分析結果的正確性。
傳統的樣品臺結構如圖1、圖2所示，其中1為基座，2為外套，樣 品放在基座l上，外套2卡壓其上， 一則固定樣品，二則可以導走樣品表 面的電荷。但由於只是外圈，所以能消除的電荷效應非常有限。
而現有的用來解決Auger樣品表面電荷效應對分析有影響問題的方法
卻各有缺點。
目前常見的用來消除Auger樣品表面電荷效應的方法如下 在樣品表面鍍Pt;在樣品表面包裹帶有小孔的鋁箔；用低能量的離子
在樣品表面做電荷補償。
但是以上方法卻都有各自的缺點。
在樣品表面鍍Pt會對樣品表面造成損傷而且Pt信號太強也會影響其
他微弱信號的收集；在樣品表面包裹帶有小孔的鋁箔樣品製備的成功率很
低；而用低能量的例子在樣品表面做電荷補償需要特殊設備，成本昂貴。
因此，實際生產中進行表面分析時，迫切需要一種不影響分析，操作 簡單方便，成本低廉不需要額外特殊設備的消除樣品電荷效應的裝置和方法。
發明內容
針對現有技術中出現的問題，本發明提出了一種新型消除樣品電荷效 應的裝置和方法。
本發明提出的裝置由三部分構成 金屬網格，樣品臺和兩套螺栓組件構成。
其中，金屬網格有兩部分構成， 一部分是兩邊帶有圓孔的金屬片，另 一部分是中間的金屬網格構成，其中金屬片上的圓孔的直徑大於上述螺栓 的螺杆直徑，小於螺栓頭的直徑。中間的金屬網格由相互平行、排列均勻 的橫向和縱向兩組金屬條連接形成的金屬網，該金屬網的孔洞呈矩形，且 分布均勻，大小相同。
樣品臺由基座和支撐圓片的支撐臺構成。
樣品臺的基座與現有基座基本相同，在基座的左右兩邊各連有一個支 撐待分析的圓片用的突起的金屬塊，作為樣品臺上的支撐圓片的支撐臺， 圓片可以水平的放置其上。為了螺栓能夠通過，該突起的金屬塊上開有一 個圓形通孔，該圓通孔的直徑也大於上述螺栓的螺杆直徑，小於螺栓頭的 直徑。
兩通孔的位置與金屬網格相互對準，即基座上兩通孔間距與金屬網格 上的兩圓孔的間距相同，且基座上兩通孔布置在一直徑上。
每套螺栓組件由螺栓、第一、第二兩個彈簧以及螺母構成。 金屬網格放置於樣品臺上方，並且使金屬網格上的兩通孔與樣品臺上 的通孔重合。
從上往下，螺栓套入金屬網格兩側部的通孔，並穿過第一彈簧，放入 樣品臺上的通孔，之後套入第二彈簧，再將螺母擰在螺栓下部，以頂住第 二彈簧的下端。
放置圓片前，將第二螺栓上頂，使第二彈簧壓縮，從而使金屬網格可以
向匕抬起 一定距離，從而可以將圓片片放入金屬網格下的樣品臺上。
而第一彈簧將使金屬網格彈起一定位置，當需要導走電荷時，使螺栓下 壓，第一彈簧壓縮，螺栓向下運動帶動螺栓頭隨之下壓金屬網格，使金屬
網格壓在圓片表面上。使金屬網格與圓片接觸，由於基座會在Auger機臺 內接地，因而金屬網格通過螺栓接地。這樣就可以導走圓片表面上的電荷。 但消除電荷完成後，撤去螺栓上的壓力。網格在彈簧的回覆力作用下，向 J::運動一段距離，脫離與圓片的接觸，從而在測試過程中，與圓片沒有接 觸，因而也沒有對圓片的測試結果構成影響。
此外，由於金屬網格上橫向和縱向金屬條是均勻分布的，所以，還可以 將該金屬網格作為圓片的坐標圖來輔助尋找圓片圖案。
通過本裝置，並且操作簡單，不需要額外的設備，也不需要額外的工序。
圖1為現有技術中使用的平臺的結構圖； 圖2為現有技術中使用的平臺的俯視圖； 圖3為實施例1裝置的結構圖； 圖4為實施例1裝置的俯視其中，1為樣品臺的基座，2為蓋子，3為樣品臺的支撐臺，40為螺栓， 41為螺母，42為第一彈簧，43為第二彈簧，5為金屬網格。
具體實施例方式
下面結合說明書附圖和實施例對本發明做進一步的說明。 具體實施例
本實施例提出的裝置由三部分構成，參見圖3: 金屬網格5，樣品臺的基座1和螺栓組件構成。 樣品臺由基座和支撐圓片的支撐臺構成。
基座與現有基座基本相同，在基座的左右兩邊各連有一個支撐待分析 的圓片用的突起的金屬塊，作為支撐樣品的支撐臺。為了螺栓能夠通過， 該支撐臺上開有一個圓形通孔，該圓通孔的直徑也大於上述螺栓的螺杆直 徑，小於螺栓頭的直徑，該通孔的直徑也大於上述螺栓40的螺杆直徑，
小於螺栓頭的直徑。以使螺栓40可以通過該通孔。兩通孔的位置與金屬
網格相對應的，即基座上兩通孔間距與金屬網格上的兩圓孔的間距相同， 且基座上兩通孔布置在一直徑上。
其中，金屬網格5有兩部分構成 一部分是兩邊帶有圓孔的金屬片， 另外一部分是中間的金屬網格。其中金屬片上的圓孔的直徑大於上述螺栓 的螺杆直徑，小於螺栓頭的直徑。中間的金屬網格由相互平行、排列均勻 的橫向和縱向兩組金屬條連接形成的金屬網，該金屬網的孔洞呈矩形，且
分布均勻，大小相同參見圖4。
同樣為了螺栓40能夠通過，樣品臺上也開有一個圓形通孔，該圓通 孔的直徑也大於上述螺栓的螺杆直徑，小於螺栓頭的直徑。 基座其他部分與現有基座基本相同。
螺栓組件由螺栓40、第一彈簧42和第二彈簧43以及螺母41構成。 金屬網格5放置於樣品臺上方，並且使金屬網格上的兩通孔與基座和
樣品臺上的通孔重合。
將螺栓40穿入金屬網格上的通孔，再套入第一彈簧42。該彈簧將金 屬網格彈起一定高度，當需要導走電荷時壓下金屬網格，使金屬網格40 與圓片接觸，導走圓片上的電荷。但消除電荷完成後，撤去金屬網格上的 壓力。網格在彈簧的回覆力作用下，向上運動，脫離與圓片的接觸，從而 測試過程中，也沒有對圓片的測試結果構成影響。
將螺栓40從上往下穿入樣品臺上的通孔，並將第二彈簧43從螺栓下部 套入，再將螺母擰在螺栓下部，以用來頂住彈簧下部。
放置圓片前，將第二螺栓上頂，使第二彈簧壓縮，從而使金屬網格可以 向上抬起一定距離，從而可以將圓片片放入金屬網格下的樣品臺上。
而第一彈簧將使金屬網格彈起一定位置，當需要導走電荷時，使螺栓下 壓，第一彈簧壓縮，螺栓向下運動帶動螺栓頭隨之下壓金屬網格，使金屬 網格壓在圓片表面上。使金屬網格與圓片接觸，由於基座會在Auger機臺 內接地，因而金屬網格通過螺栓接地接地。這樣就可以導走圓片表面上的
電荷。但消除電荷完成後，撤去螺栓上的壓力。網格在彈簧的回覆力作用 下，向上運動一段距離，脫離與圓片的接觸，從而在測試過程中，與圓片 沒有接觸，因而也沒有對圓片的測試結果構成影響。
所以通過本實施例，操作簡單，不需要額外的設備，也不需要額外的工 序而且可以很方便地實現對圓片上待分析區域的定位。
權利要求
1.一種消除圓片樣品表面電荷的裝置，含有金屬網格，樣品臺，和螺栓組件，其中金屬網格、樣品臺上都有相互對應的通孔，金屬網格放置於樣品臺上，通過螺栓組件連接，其特徵在於金屬網格通過螺栓與樣品臺中的基臺相連，基臺在俄歇電子能譜儀內部接地。
2. —種如權利要求1所述的裝置，其特徵在於螺栓組件含有螺栓、 第一彈簧和第二彈簧兩個彈簧、螺母，螺栓插入金屬網格的通孔後後再套入第一彈簧、樣品臺各自的通孔中下部套入第二彈簧並擰上螺母。
3. —種如權利要求1所述的裝置，其特徵在於上述的金屬網格是 由相互平行、排列均勻的橫向和縱向兩組金屬條連接形成的一矩形金屬 網，該金屬網的兩邊分別向外延伸一段，在左右各自相成一個長條形的 金屬薄片，並在左右兩邊延伸出的金屬片的中間位置各開有一個圓孔。 樣品臺上都有與所述金屬網格上的通孔相對應的通孔。
4. 一種如權利要求3所述的裝置，其特徵在於上述的金屬網格上 的圓孔的直徑大於上述螺栓的螺杆直徑，小於螺栓頭的直徑。
5. —種使用如權利要求1所述的裝置消除圓片表面電荷的方法， 其特徵在於放置圓片前，上抬螺栓使第二彈簧壓縮，使金屬網格可以向 上抬起一定距離，將圓片片放入金屬網格下的樣品臺上；下壓螺栓使彈 簧回復，第一彈簧壓縮，螺栓頭隨之下壓金屬網格，使金屬網格壓在圓 片表面上；使金屬網格接地，從而導走圓片上的積累電荷。
6. —種使用如權利要求5所述的方法，其特徵在於消除了圓片表 面的電荷後，撤去螺栓上的作用力，金屬網格在第一彈簧回復力作用下， 向上運動一定距離，從而脫離與圓片的接觸，從而避免金屬網格對後續 測試的影響。
7. —種使用權利要求4所述的裝置的方法，其特徵在於將圓片放 置後，利用上述的金屬網格作為坐標圖，來尋找圓片上的圖案。
全文摘要
圓片在進行表面分析時，常常因為圓片表面發生電荷效應而使分析產生誤差。本發明通過一套裝置和相應的使用方法消除了該問題。本發明提出的裝置含有金屬網格，樣品臺，和螺栓組件構成三部分。當圓片放置在樣品臺後，放下金屬網格，使圓片表面上的積累電荷通過金屬網格導走。方便有效地解決了電荷效應產生分析誤差的問題。
文檔編號G01N1/28GK101191760SQ20061011850
公開日2008年6月4日 申請日期2006年11月20日 優先權日2006年11月20日
發明者晶 周, 明 李, 虞勤琴, 趙燕麗 申請人:中芯國際集成電路製造(上海)有限公司