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3.3Jig指在SSMJ90上专用的研磨用夹具,分别由汽缸、活塞和拇指螺钉组成(见图1)。
.
3.4V-Chuck指样品测量时专用的夹具,边缘具有一个“V”字形槽,中心具有固定螺钉。
3.5Plate指放置样品的台盘,具有编号为1至6的6个样品位置。
测量时将Plate放置在Stage(参见定义)上。
3.6Stage指显微镜载物台,其起始位为4个移动方向X,Y,Z,θ均为0的位置。
3.7BAM指BevelAngleMeasurement,用于测量样品研磨斜面的实际角度,测量范围17′
至5°
44′。
4.0输入:
SRP分析需求。
5.0输出:
SRP分析结果或报告。
6.0绩效指标:
无。
7.0责任:
7.1FALAB设备工程师有责任根据设备维护计划表,对设备状态进行日常的检查、校准、
维护和维修,保持设备处于正常的工作状态。
7.2FALAB分析工程师有责任对本设备进行工艺开发,确定不同样品的最佳工艺条件。
7.3FALAB分析工程师有责任对实验室新进SRP分析人员进行本设备工艺原理和操作技
巧培训。
7.4FALABSRP分析工程师和技术员有责任严格按照设备SOP文件操作;
在设备出现异
常状态时及时通知设备主管工程师。
8.0作业流程:
9.0备注说明:
9.1来样信息核对:
9.1.1对于无图形的来片,送样人需提供衬底晶向,衬底至表面每一层次的导电类型,衬
底至表面每一层次的大概结深;
9.1.2对于有图形的来片,送样人除需提供9.1.1中信息外,还需提供具体的图形位置及
面积。
9.2样品制备:
9.2.1分割实验样品:
9.2.1.1在圆片中心截取如图2所示的小样品,长约5mm,
宽约2mm,其中a,b,c三条边中至少a与b或a
与c要求是光滑的切边。
图2样品切割示意图
9.2.1.2用棉签沾丙酮清洁样品表面、背面及侧壁,去除硅屑。
9.2.1.3根据所需测量薄层的厚度以及附录二空间分辨率数据表,选择合适的Mount使测量的点数至少大于20个点。
9.2.1.4接通电炉,将Mount加热后表面涂蜡,然后用净化纸擦去以清洗其表面。
9.2.1.5在Mount上涂上少量蜡,将样品放于Mount上,注意使样品的a边平行于Mount两斜面交界线,并恰好位于交界线下方。
9.2.1.6用SRP专用钳子将Mount放在陶瓷板上,将净化纸折叠后,用拇指使劲按住样
品表面,使得样品尽量与Mount表面平行。
9.2.1.7将样品放在圆形铝块上使样品充分冷却。
9.2.1.8用棉签蘸丙酮彻底清洁样品表面和周围,去除多余的蜡和颗粒物。
必要时在
Mount上标注样品,以免样品混淆。
9.2.2角度研磨:
9.2.2.1将JIG放在大口杯中,倒入丙酮浸没JIG,放在超声清洗机中清洗1分钟后取
出。
9.2.2.2接通SSMJ90抛光机电源,根据所需研磨面长度设定合适的时间,转速为7-8RPM。
9.2.2.3在J90的玻璃板上挤入适量0.1um金刚砂,加入6到10滴研磨油,戴净化手套或指套后用手指将金刚砂与研磨油均匀混和抹开。
9.2.2.4将粘有待测样品的Mount装到Jig的活塞上,注意定位Mount的方向,使汽缸、活塞上的对位标记与样品的方向如图3所示对准,顺时针方向旋转拇指螺钉至
样品被固定。
图3汽缸、活塞与样品的对位
9.2.2.5将Jig轻轻地放在J90的玻璃板上,缓慢地降低活塞的位置,使其降落在玻璃
板表面,注意将样品正对着玻璃板旋转前进的方向。
9.2.2.6用手轻轻扶着汽缸和活塞,按下J90的“START”电源开关,开始研磨样品。
9.2.2.7若样品为厚外延,研磨时间较长,可采用自动研磨方式。
将Jig轻轻放入Jigfixture中,适当旋转调整Jig,使汽缸卡在Jigfixture中,此时汽缸被固定,无法转动,再缓慢降低活塞,使其降落在玻璃板表面(图4所示),样品也需正对着玻璃板旋转前进的方向。
图4自动研磨示意图
9.2.2.8在研磨设定时间结束前3秒,轻轻拿起活塞,使样品脱离玻璃板表面;
拿住汽
缸直至玻璃板完全停止转动。
9.2.2.9按“STOP”键,清除设备定时器发出的报警声。
9.2.2.10检查样品表面被研磨的斜面长度,一般1mm的长度即可用作分析;
9.2.2.11否则,重复9.2.2.5-9.2.2.9过程,直到磨出斜面长度符合要求。
9.2.2.12从活塞上取下Mount;
用棉签沾丙酮轻轻清洗样品及Mount表面,直至完全
清洁。
9.2.2.13在×
50显微镜下观察样品研磨过的表面质量。
理想的表面应是研磨条纹均匀一致、无深的痕迹,并且斜面与表面的夹角尖锐。
9.2.2.14否则重复9.2.2.4-9.2.2.13的步骤。
9.2.2.15JIG使用一段时间后,汽缸的里外齿会有一定程度磨损,造成研磨样品角度变大。
因此可以在JIG使用一段时间后,将汽缸旋转180度后使用。
两方向可交替使用。
9.3测量:
以下操作假设SSM2000系统处于正常的开机状态,HLC计算机显示屏处于屏幕保护状
态。
否则,参考《SSM2000开关机操作规范》。
9.3.1登录SSM2000系统:
9.3.1.1同时按键盘上Ctr;
、Alt、Delete三键,出现一标准对话框;
9.3.1.2在用户名中输入“Administrator”;
9.3.1.3在口令框中输入“password”,按回车确认。
9.3.1.4检查测量软件Measurement-NANOSRP窗口是否已打开,否则从Windows
NT4.0左下角的START中选择Measurement-NANOSRP;
9.3.1.5检查测量软件Microscope-NANOSRP窗口是否已打开,否则从WindowsNT4.0
左下角的START中选择Microscope-NANOSRP;
9.3.1.6检查上述两窗口中右下角的“TCP/IP”是否有红色“X”。
若有,表明系统的HLC和LLC未正常连接,参考《SSM2000开关机操作规范》中7.1.1.15操作;
否则进入以下正常的操作程序。
9.3.2安装样品:
9.3.2.1将粘有待测样品的Mount安装到V-Chuck上,注意使样品的尾部正对着V形槽;
9.3.2.2检查Stage位置是否在原始位置,否则点击Microscope-NANOSRP窗口中工具
条上的Load/unload图标,几秒后Stage将回到起始位置;
9.3.2.3小心地取下放置样品的Plate,将装有样品的V-Chuck放到Plate上。
9.3.3输入测量信息:
9.3.3.1进入Measurement-NANOSRP窗口,双击“SetOperator”工具,选择相应的用户名,按回车键;
9.3.3.2进入Measurement-NANOSRP窗口,点击“Measurement”,选择“Mode”;
9.3.3.3在“Sequence”框中点击“New”,对话框出现带*的数字编号,提示建立一个
新的测量文件;
9.3.3.4在“SampleName”框中输入合适的样品名;
9.3.3.5在“SampleHolder”框中选择样品放在Plate上相应的测量位置;
9.3.3.6点击“MsmntFile”,从弹出的“Saveas“对话框中的下拉箭头选择测量文件需
保存的子目录;
9.3.3.7在“FileName”中输入与9.3.3.4中相同的文件名。
9.3.3.8在“Saveastype”的下拉箭头中选择“NanoSrpFiles(*.srp)保存类型,点击
“Save”完成建立一个新的测量文件;
9.3.3.9回到Measurement-NANOSRP窗口,在BevelAngle中选择样品制备时所选用
Mount的角度;
9.3.3.10在“Units”框中选择“pts”,在右侧的“#pts”中输入需测量的点数;
或选择“um”,在“depth”中输入需测量的深度;
9.3.3.11在“StepSize”中选择步进大小;
9.3.3.12在“Finish”框中选择“0.10umdiamond”;
9.3.3.13在“Orientation”中选择硅片晶向。
9.3.3.14如需测量实际角度,即在“PerformBAM”前的方框内打勾。
9.3.3.15以上操作完成了一个样品的测量信息输入,若同时还有其它样品需测量,重复
9.3.3.1-9.3.3.14中的过程,直至最多六个待测样品的信息全部输入。
9.3.3.16点击Measurement-NANOSRP窗口左下角对话框中的“Align”,显示屏上将会
切换至Microscope-NANOSRP窗口。
9.3.4设定样品上的测量位置
9.3.4.1从Microscope-NANOSRP窗口中位置下拉工具中选择待定位的样品,显微镜
Stage将会移动到9.2.3中定义过的位置;
9.3.4.2点击图标1,激活操纵杆;
表一.Microscope-NANOSRP窗口中图标:
Number
1
2
3
4
5
工具图标
9.3.4.3选择“XY”及“High”,移动操纵杆初步定位待测样品;
9.3.4.4选择“Z”及“High”,移动操纵杆调整焦距,使图象清晰;
9.3.4.5再次点击图标1,使操作杆工具无效;
9.3.4.6从放大倍数下拉箭头中选择50X;
9.3.4.7重复9.3.4.3和9.3.4.4中过程使图象清晰,初步定位;
9.3.4.8选择图标2,如图5所示,拖动对准工具上的三个红色□使其与研磨斜边对齐;
图5
9.3.4.9在“AlignTo”对话工具中选择“BevelEdge”,点击“Align”,系统将作旋转,直到斜面边缘垂直于X方向;
9.3.4.10点击图标3,激活选择测量工具。
如图6所示,拖动测量工具中的黄色□,将其放在斜面边缘。
第一个黄色圆圈是开始测量的起始点,定位时或位于斜面边缘,或位于斜面边缘的左边。
间距较大的绿色圆圈为BAM的测试标记,将其中的绿色小竖线放于表面与斜面的交界处。
图6
9.3.4.11如果选择测量工具不在观察区域内,点击图标4将其移到观察区域中,然后按
照9.3.4.10定位测量起始位置。
9.3.4.12使用Joystick工具移动样品,观察在测量工具范围内的样品表面,确认探针应
不会运行至样品表面外的区域以及样品表面应无深的划痕、油迹和污点。
否则
重新研磨样品,获得更长的斜面。
对于油迹和污点,可用棉棒蘸取丙酮作清洁
处理。
9.3.4.13重复9.3.4.1-9.3.4.12中过程,直到Stage上所有样品的测量位置全被设定。
9.3.4.14检查位置下拉工具中的每个样品名前是否还有“*”,若有检查Measurement-NA
NOSRP窗口中对应的样品设置,将遗漏的参数设置补上。
9.3.4.15点击Measurement-NANOSRP测量窗口,单击“Measure”按钮,系统将开始逐一测量各样品。
9.3.5数据分析:
9.3.5.1定义层次:
A.点击Window’s的“Start”,选择“Analysis-NANOSRP”;
B.点击“Open”快捷键,从弹出的窗口中选择所需的文件,双击文件名;
C.显示屏将出现“Analysis”对话框,点击“No”,屏幕上层次分析工具被激活,出现
待分析曲线,如图7所示;
D.拖动剪刀“”和“”去除曲线开始和最后多余的部分;
E.点击“Add”,使用工具“
”添加新的层次;
F.在下拉“Type”菜单选择衬底以及新添加层次的导电类型;
G.重复以上9.3.5.1.5-9.3.5.1.6定义曲线中所有的层次;
H.若需删除一个层次,点击工具“
”拖至目标层次处按“Delete”;
图7数据分析窗口中的层次分析工具
9.3.5.2对编辑过的曲线进行平滑、加工以及静态统计
A.点击工具条上的“
”,激活平滑工具;
B.选择曲线需做平滑处理的层次以及方法,点击“Smooth”,通常情况下,浅层测量
选择“Akima”;
外延层的测量选择“FFT”;
C.点击工具条上的“
”,激活加工工具;
D.从“Correction”下拉对话框中选择修正类型,推荐选择“VAR”;
从“CDMethod”
下拉对话框中选择转换方法,推荐选择“Thurber”;
E.显示屏将出现数据转换后的电阻率、载流子浓度以及编辑过的扩展电阻曲线;
F.点击工具条上的“
”,激活数据静态统计工具;
G.从下拉对话框中选择需做静态统计的参数,如“RawResistance,Edited,Carrier
Density”,点击“Apply
”;
H.数据分析窗口将出现定义过的各层次相应参数的统计平均值。
9.3.5.3查看测量信息以及数据输出:
A.需观看测量信息,点击“
”,屏幕上将出现“MeasureInformation”框,显示在
Measurement-NANOSRP窗口中定义的数据设定和探针信息;
B.需观看校准信息,点击“
”,屏幕上将出现“CalibrationViewer–NanoSRP”
信息框,显示与测量相关的校准数据;
若需要打印校准数据表,按“Print”;
C.要打印详细的数据报告,双击Analysis-NANOSRP窗口的“SetOperator”工具,选择相应的用户名,按回车键,点击文件菜单的“Print”命令,显示屏出现“PrintReport”对话框,可选择打印分析结果的分布图、数据、校准信息和数据、测量信息以及各种处理工具,点击“OK”,打印机将根据选择打印出详细的报告;
D.要打印一页报告,点击文件菜单“One–pagereport”,打印机将给出包括简要的样
品和探针信息的分析结果报告。
10.0附录:
10.1附录一:
不同角度和步进时的空间分辨率
11.0参考:
《SSM2000NANOSRPSpreadingResistanceMeasurementSystemOperator’sMnanual》
——END——
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