KR20040004995A - assembled electron flood gun of ion-ion implanter equipment - Google Patents

Abstract

PURPOSE: An electron flood gun assembly is provided to prevent process defects and reduce work time by preventing an erroneous assembly of permanent magnet. CONSTITUTION: An electron flood gun assembly comprises a main body(30a) which defines a portion of a Faraday cup assembly, and has a through hole(32a) opposed to an ion beam directed toward a disk; a filament arranged in the main body, and which emits thermal electrons for ionizing the supplied source gas; a groove(34a) formed along the circumference of the outer wall of the main body, and which has an inner shape different from the outer shape; and a permanent magnet(36a) accommodated into the groove, wherein the accommodated portion of the permanent magnet has a polarity.

Description

이온주입설비의 일렉트론 플러드건 조립체{assembled electron flood gun of ion-ion implanter equipment}Assembled electron flood gun of ion-ion implanter equipment

본 발명은 이온주입공정의 수행 과정에서 웨이퍼가 양전하로 충전되는 것을 방지하도록 주사되는 이온빔에 대하여 중성화시키기 위한 소스가스를 공급토록 하는 이온주입설비의 일렉트론 플러드건 조립체에 관한 것이다.The present invention relates to an electron flood gun assembly of an ion implantation facility that supplies a source gas for neutralizing an ion beam that is scanned to prevent the wafer from being charged with a positive charge during an ion implantation process.

일반적으로 반도체소자는 웨이퍼 상에 사진, 식각, 확산, 화학기상증착, 이온주입, 금속증착 등의 공정을 선택적이고도 반복적으로 수행함으로써 만들어진다.In general, semiconductor devices are made by selectively and repeatedly performing processes such as photographing, etching, diffusion, chemical vapor deposition, ion implantation, and metal deposition on a wafer.

이들 공정 중 이온주입공정은 확산과 더불어 웨이퍼 상에 불순물을 주입하기 위한 공정으로서, 특히 불순물의 농도 조절이 용이하다는 이점과 불순물의 주입 깊이를 정확히 컨트롤할 수 있다는 이점이 있어 고집적화의 반도체장치 제조에 널리 이용되고 있는 실정이다.Among these processes, the ion implantation process is a process for injecting impurities onto the wafer along with diffusion, and in particular, it is easy to control the concentration of impurities and has the advantage of precisely controlling the depth of implantation of impurities. It is widely used.

이러한 이온주입공정에 있어서, 사용되는 불순물은 붕소(B), 인(P), 비소(As) 등이 있으며, 이들 불순물은 양전하를 띤 이온으로 변환되어 고전압 분위기에서 가속됨으로써 대향 위치의 웨이퍼 내로 주입되는 것이다.In this ion implantation process, the impurities used are boron (B), phosphorus (P), arsenic (As), and the like, which are converted into positively charged ions and accelerated in a high voltage atmosphere to be injected into the wafer at the opposite position. Will be.

이때 불순물이 양전하의 극성으로 웨이퍼 내로 주입되면, 웨이퍼는 양전하의 극성으로 축전되고, 이것은 계속적으로 주입되는 불순물에 대한 반발력으로 작용하게 됨으로써 공정 불량을 초래한다.At this time, when impurities are injected into the wafer with a positive polarity, the wafer is charged with a positive polarity, which acts as a repulsive force against the continuously injected impurities, resulting in process failure.

상술한 문제를 방지하기 위하여 불순물의 이동 경로인 웨이퍼 전단 즉, 패러데이 컵 조립체 상에 웨이퍼로 진행하는 불순물을 중성화시키기 위한 일렉트론 플러드건 조립체가 설치된다.In order to prevent the above-mentioned problem, an electron flood gun assembly for neutralizing impurities advancing to the wafer is installed on the wafer front end, i.e., the Faraday cup assembly, which is a path of the impurity.

이러한 일렉트론 플러드건 조립체에 대한 종래 기술 구성에 대하여 첨부된 도 1을 참조하여 살펴보기로 한다.A prior art configuration for such an electron flood gun assembly will be described with reference to FIG. 1.

종래 기술에 따른 일렉트론 플러드건 조립체(10)의 구성은, 도 1에 도시된 바와 같이, 디스크(D) 상에 웨이퍼(W)가 안착됨에 대향하여 이온빔(I) 형태로 진행하는 불순물 진행 경로를 따라 패러데이 컵 조립체 월(Faraday cup assembly wall)(F)이 설치되고, 이 패러데이 컵 조립체 월(F)의 일측 부위에 일렉트론 플러드건 조립체(10)가 설치된다.According to the structure of the electron flood gun assembly 10 according to the related art, as shown in FIG. 1, the impurity propagation path proceeds in the form of an ion beam I as the wafer W is seated on the disc D. The Faraday cup assembly wall (F) is installed, and the electromagnetic flood gun assembly 10 is installed at one side of the Faraday cup assembly wall (F).

상술한 일렉트론 플러드건 조립체(10)의 구성은, 패러데이 컵 조립체 월(F)의 일측 부위를 구획하여 디스크(D)로 향하는 이온빔(I)에 대향하여 관통구멍(14)을 갖는 몸체(12)가 설치되고, 이 몸체(12) 내에는 그 내측으로 공급되는 소스가스를 이온화시키도록 열전자를 방출하는 필라멘트(16)가 설치된다.The above-described configuration of the electron flood gun assembly 10 includes a body 12 having a through-hole 14 facing an ion beam I directed to the disk D by partitioning one side of the Faraday cup assembly wall F. And a filament 16 for emitting hot electrons to ionize the source gas supplied into the body 12.

또한, 상술한 몸체(12)의 측벽 둘레에는, 도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같이, 상호 대칭되는 위치에 동일한 형상으로 소정 깊이로 이루어진 자리홈(20a, 20b)이 형성되고, 이 자리홈(20a, 20b) 상에는 그 내측에 부합되는 판 형상으로 동일한 S 극성을 띠는 부위가 대향 삽입되는 영구자석(18a, 18b)이 끼워져 설치된다.In addition, as shown in FIG. 1 or FIG. 2, seat grooves 20a and 20b having predetermined depths are formed in the same shape at positions symmetrical with each other, as shown in FIG. 1 or 2. On 20a and 20b, permanent magnets 18a and 18b into which plate parts having the same S polarity are opposed are inserted are installed in a plate shape corresponding to the inside thereof.

이러한 구성에 의하면, 몸체(12) 내부에 공급되는 소스가스는 필라멘트(16)로부터 방출되는 열전자의 영향으로 이온화되어 몸체(12) 상에 형성된 관통구멍(14)을 통해 패러데이 컵 조립체 월(F) 내로 투입되고, 이때 이온빔(I) 형태로 진행하는 불순물은 이온화된 소스가스와 충돌하는 과정에서 전기적으로 중성화되어 대향 위치의 웨이퍼(W) 내로 투입되게 된다.According to this configuration, the source gas supplied inside the body 12 is Faraday cup assembly wall (F) through the through hole 14 formed on the body 12 is ionized under the influence of hot electrons emitted from the filament 16 The impurities impinging in the ion beam I form are electrically neutralized in the process of colliding with the ionized source gas and are introduced into the wafer W at the opposite positions.

이때 이온화된 소스가스(e)의 진행은 상술한 영구자석(18a, 18b)이 이루는 자기장의 형상으로 전기적 음극 극성을 띠는 것만이 관통구멍(14)으로 유도되어 배출되게 하는 것이다.At this time, the ionization of the source gas (e) is such that only having the polarity of the electrical cathode in the shape of the magnetic field formed by the permanent magnets (18a, 18b) described above is guided to the through-hole 14 and discharged.

그러나, 상술한 영구자석(18a, 18b)은 자리홈(20a, 20b) 내에 부합되게 끼워지는 판 형상을 이루고 있는 관계로 필요한 극성이 예를 들어 S 극성이 자이홈(20a, 20b)에 끼워질 것이 피요하지만 이들 영구자석(18a, 18b)은 양측 극성 부위의 형상이 동일하게 형성되어 있어 작업자로 하여금 그 분해 조립 과정에서 이를 확인해야하는 번거로움이 있다.However, the above-mentioned permanent magnets 18a and 18b have a plate shape that fits within the seat grooves 20a and 20b, so that the necessary polarity may be inserted into the gyros 20a and 20b, for example. However, these permanent magnets (18a, 18b) is formed in the same shape of the polar portion on both sides, there is a hassle for the operator to confirm this during the disassembly and assembly process.

또한, 상술한 영구자석(18a, 18b)의 극성이 반대로 끼워져 조립될 경우 이온화된 소스가스(e)는 몸체(12) 상에 형성된 관통구멍(14)을 정상적으로 배출되기 어렵게 되고, 이것은 웨이퍼(W)가 양전하로 축전되는 것을 의미하여 공정 불량을 초래하게 된다.In addition, when the polarities of the above-described permanent magnets 18a and 18b are assembled with the opposite polarity, the ionized source gas e becomes difficult to discharge the through hole 14 formed on the body 12 normally, which is a wafer W. ) Is positively charged, resulting in process failure.

본 발명의 목적은, 상술한 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 몸체의 측부에 설치되는 영구자석의 극성 방향이 혼동이 없도록 하여 이온화된 소스가스가 몸체의 관통구멍을 통해 이온빔의 진행에 대향하여 정상적으로 공급될 수 있도록 하고, 이를 통해 공정 불량을 방지토록 하며, 분해 조립에 따른 작업시간을 단축시키도록 하는 이온주입설비의 일렉트론 플러드건 조립체를 제공함에 있다.An object of the present invention is to solve the problems according to the prior art described above, so that the polarization direction of the permanent magnets installed on the side of the body is not confused so that the ionized source gas is used to advance the ion beam through the through hole of the body. It is to provide an electrostatic flood gun assembly of the ion implantation equipment to allow the normal supply to the opposite, thereby preventing the process failure, and shorten the working time due to disassembly and assembly.

도 1은 종래 기술에 따른 플러드건 조립체의 구성을 개략적으로 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the flood gun assembly according to the prior art.

도 2는 도 1에 도시된 플러드건 조립체의 구성 중 영구자석의 설치 구성을 설명하기 위한 부분 절취 단면도이다.FIG. 2 is a partial cutaway cross-sectional view illustrating an installation configuration of a permanent magnet in the configuration of the flood gun assembly shown in FIG. 1.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플러드건 조립체의 구성 중 영구자석의 설치 구성을 설명하기 위한 부분 절취 단면도이다.Figure 3 is a partial cutaway cross-sectional view for explaining the installation configuration of the permanent magnet of the configuration of the flood gun assembly according to an embodiment of the present invention.

도 4는 도 3의 변형 실시예의 구성을 나타낸 부분 절취 단면도이다.4 is a partial cutaway cross-sectional view showing the configuration of a modified embodiment of FIG.

도 5는 도 3의 또 따른 변형 실시예의 구성을 나타낸 부분 절취 단면도이다.FIG. 5 is a partial cutaway cross-sectional view showing a configuration of another modified embodiment of FIG. 3. FIG.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10: 일렉트론 플러드건 조립체 12, 30a, 30b, 30c: 몸체10: electron flood gun assembly 12, 30a, 30b, 30c: body

14, 32a, 32b, 32c: 관통구멍 16: 필라멘트14, 32a, 32b, 32c: through hole 16: filament

18a, 18b, 36a, 36b, 36c: 영구자석 20a, 20b, 34a, 34b, 34c: 자리홈18a, 18b, 36a, 36b, 36c: permanent magnets 20a, 20b, 34a, 34b, 34c: seat groove

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징적인 구성은, 패러데이 컵 조립체의 일측 부위를 구획하며, 디스크로 향하는 이온빔에 대향하여 관통구멍을 갖는 몸체와; 상기 몸체 내에 구비되어 공급되는 소스가스를 이온화시키도록 열전자를 방출하는 필라멘트와; 상기 몸체 외측벽 둘레에 내측으로 깊이를 이루며, 깊이에 따른 내측 부위의 형상이 외측 주연과 구분되는 형상으로 형성된 자리홈; 및 상기 자리홈에 부합되게 끼워지고, 상기 자리홈에 밀착 삽입되는 부위가 일정한 하나의 극성을 띠는 영구자석을 포함한 구성으로 이루어진다.A characteristic constitution of the present invention for achieving the above object comprises: a body partitioning one side of a Faraday cup assembly, the body having a through hole opposite an ion beam directed to the disk; A filament provided in the body to emit hot electrons to ionize the source gas supplied; A seat groove which forms a depth inwardly around the outer wall of the body and has a shape in which a shape of an inner portion according to depth is distinguished from an outer periphery; And it is fitted in accordance with the seat groove, the portion that is closely inserted into the seat groove consists of a configuration including a permanent magnet having a certain polarity.

또한, 상기 자리홈의 형상은, 그 깊이 방향에 대한 측부가 경사면으로 형성하고, 상기 영구자석은 일 극성을 띠는 일면만이 상기 경사면에 밀착 대응하는 형상으로 형성하여 구성함이 바람직하다.In addition, the shape of the seat groove, the side portion in the depth direction is preferably formed in the inclined surface, and the permanent magnet is preferably formed by forming only one surface having one polarity in a shape corresponding to the inclined surface in close contact.

그리고, 상기 자리홈은 표면이 요철 형상을 갖도록 형성하고, 이에 대향하는 상기 영구자석의 일 극성을 띠는 일면만이 상기 요철 형상에 밀착 대응하는 형상으로 형성하여 구성함이 바람직하다.In addition, the seat groove may be formed to have a concave-convex shape, and only one surface having one polarity of the permanent magnet facing the concave-convex shape is formed in a shape corresponding to the concave-convex shape.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 이온주입설비의 일렉트론 플러드건 조립체에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, an electron flood gun assembly of an ion implantation apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플러드건 조립체의 구성 중 영구자석의 설치 구성을 설명하기 위한 부분 절취 단면도이고, 도 4는 도 3의 변형 실시예의구성을 나타낸 부분 절취 단면도이며, 도 5는 도 3의 또 따른 변형 실시예의 구성을 나타낸 부분 절취 단면도로서, 종래와 동일한 부분에 대하여 동리한 부호를 부여하고, 그에 따른 상세한 설명은 생략하기로 한다.3 is a partial cutaway cross-sectional view for explaining the installation configuration of the permanent magnet of the configuration of the flood gun assembly according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a partial cutaway cross-sectional view showing the configuration of a modified embodiment of FIG. 3 is a partial cut cross-sectional view showing the configuration of another modified embodiment of Figure 3, the same reference numerals are assigned to the same parts as in the prior art, and detailed description thereof will be omitted.

먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 이온주입설비의 일렉트론 플러드건 조립체의 구성은, 도 3에 도시된 바와 같이, 패러데이 컵 조립체 월(F)의 일측 부위를 구획하며, 디스크로 향하는 이온빔에 대향하여 관통구멍을 갖는 몸체(30a, 30b, 30c)가 설치되고, 이 몸체(30a, 30b, 30c) 내부에는 공급되는 소스가스를 이온화시키도록 열전자를 방출하는 필라멘트(도면의 단순화를 위하여 생략함)(도 1의 구성 중 부호16)가 설치된다.First, the configuration of the electron flood gun assembly of the ion implantation equipment according to an embodiment of the present invention partitions one side of the Faraday cup assembly wall F, as shown in FIG. Body 30a, 30b, 30c having through-holes are provided, and the filament that emits hot electrons to ionize the source gas supplied therein (omitted for simplification of the drawing) inside the body 30a, 30b, 30c. (Code 16 in the configuration of Fig. 1) is provided.

또한, 몸체(30a, 30b, 30c) 외측벽 둘레에는 소정 간격 배치를 이루며, 내측으로 깊이를 이루고, 깊이에 따른 내측 부위의 형상이 외측 주연과 구분되는 형상으로 형성된 자리홈(34a, 34b, 34c)이 형성된다.In addition, the seat grooves 34a, 34b, and 34c are formed at predetermined intervals around the outer wall of the bodies 30a, 30b, and 30c, and have a depth inward, and the shape of the inner portion according to the depth is distinguished from the outer periphery. Is formed.

그리고, 이 자리홈(34a, 34b, 34c) 상에는 어느 하나의 극성을 띠는 부위가 자리홈(34a, 34b, 34c)의 형상과 부합되고 다른 극성을 띠는 상대면은 상술한 자리홈(34a, 34b, 34c)에 끼워지지 않도록 하는 등 조립 과정에서 쉽게 구분될 수 있는 형상으로 형성된다.On the seat grooves 34a, 34b, and 34c, any one polarized portion corresponds to the shape of the seat grooves 34a, 34b, and 34c, and the other surface having the other polarity is the seat groove 34a described above. , 34b, 34c, etc., so as not to be fitted to each other, the shape may be easily distinguished in the assembling process.

여기서, 상술한 자리홈(34a, 34b, 34c)의 형상은, 그 깊이 방향에 대한 어느 한 방향 이상의 측부가 경사면(Ta, Tc, Te, Tf)을 이루도록 형성하고, 이 경사면에 대응하는 영구자석(36a, 36b, 36c)은 일 극성을 띠는 일면만이 경사면(Ta, Tc, Te, Tf)에 밀착되는 대응면(Tb, Td, Tg, Th)으로 형성함으로써 이루진다.Here, the shape of the seat grooves 34a, 34b, 34c described above is formed such that side portions of at least one direction with respect to the depth direction form the inclined surfaces Ta, Tc, Te, and Tf, and the permanent magnets corresponding to the inclined surfaces. 36a, 36b, and 36c are formed by forming only one surface having one polarity as the corresponding surfaces Tb, Td, Tg, and Th in close contact with the inclined surfaces Ta, Tc, Te, and Tf.

이러한 자리홈과 이에 대응하는 경사면의 다른 구성으로는, 도시하지 않았으나, 자리홈의 표면에 요철 형상을 갖도록 형성하고, 이에 대향하는 영구자석의 일 극성을 띠는 일면만이 요철 형상에 밀착 대응하는 형상으로 형성한 것으로 이루어질 수 있는 것이다.In another configuration of the seat groove and the corresponding inclined surface, although not shown, only one surface having one polarity of the permanent magnet facing the uneven shape is formed to have a concave-convex shape on the surface of the concave groove. It may be made of a shape.

따라서, 본 발명에 의하면, 일렉트론 플러드건 조립체의 조립 과정에서 영구자성의 극성을 혼동하여 조립하는 것이 방지되고, 이에 따른 공정 불량이나 분해 조립에 따른 작업시간이 단축되는 효과가 있다.Therefore, according to the present invention, it is possible to confuse and assemble the polarity of the permanent magnetic in the assembly process of the electron flood gun assembly, thereby reducing the work time due to poor process or disassembly assembly.

본 발명은 구체적인 실시예에 대해서만 상세히 설명하였지만 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 변형이나 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 할 것이다.Although the present invention has been described in detail only with respect to specific embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that modifications and variations can be made within the scope of the technical idea of the present invention, and such modifications or changes belong to the claims of the present invention. something to do.

Claims (3)

패러데이 컵 조립체의 일측 부위를 구획하며, 디스크로 향하는 이온빔에 대향하여 관통구멍을 갖는 몸체와; 상기 몸체 내에 구비되어 공급되는 소스가스를 이온화시키도록 열전자를 방출하는 필라멘트와; 상기 몸체 외측벽 둘레에 내측으로 깊이를 이루며, 깊이에 따른 내측 부위의 형상이 외측 주연과 구분되는 형상으로 형성된 자리홈; 및 상기 자리홈에 부합되게 끼워지고, 상기 자리홈에 밀착 삽입되는 부위가 일정한 하나의 극성을 띠는 영구자석을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 이온주입설비의 일렉트론 플러드건 조립체.A body defining one side of the Faraday cup assembly, the body having a through hole facing an ion beam directed to the disk; A filament provided in the body to emit hot electrons to ionize the source gas supplied; A seat groove which forms a depth inwardly around the outer wall of the body and has a shape in which a shape of an inner portion according to depth is distinguished from an outer periphery; And a permanent magnet having a uniform polarity, wherein a portion inserted into the seat groove and closely inserted into the seat groove has a predetermined polarity. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 자리홈의 형상은, 그 깊이 방향에 대한 측부가 경사면으로 형성하고, 상기 영구자석은 일 극성을 띠는 일면만이 상기 경사면에 밀착 대응하는 형상으로 형성하여 이루어짐을 특징으로 하는 상기 이온주입설비의 일렉트론 플러드건 조립체.The ion implantation system is characterized in that the seat groove is formed in the side portion in the depth direction of the inclined surface, and the permanent magnet is formed in a shape corresponding to the inclined surface only one surface having one polarity. Electron Flood Gun Assembly. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 자리홈은 표면이 요철 형상을 갖도록 형성하고, 이에 대향하는 상기 영구자석의 일 극성을 띠는 일면만이 상기 요철 형상에 밀착 대응하는 형상으로 형성하여 이루어짐을 특징으로 하는 상기 이온주입설비의 일렉트론 플러드건 조립체.The seat groove is formed so that the surface has a concave-convex shape, and only one surface having one polarity of the permanent magnet opposite to the concave-convex shape is formed in a shape corresponding to the concave-convex shape, the electron of the ion implantation equipment Flood Gun Assembly.