KR20040004995A - 이온주입설비의 일렉트론 플러드건 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이온주입공정의 수행 과정에서 웨이퍼가 양전하로 충전되는 것을 방지하도록 주사되는 이온빔에 대하여 중성화시키기 위한 소스가스를 공급토록 하는 이온주입설비의 일렉트론 플러드건 조립체에 관한 것으로서, 이에 대한 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 주연의 형상과 구분되게 형성되는 자리홈; 및 상기 자리홈에 부합되게 끼워지고, 상기 자리홈에 밀착 삽입되는 부위가 일정한 하나의 극성을 띠는 영구자석을 포함한 구성으로 이루어진다. 이러한 구성에 의하면, 일렉트론 플러드건 조립체의 조립 과정에서 영구자성의 극성을 혼동하여 조립하는 것이 방지되고, 이에 따른 공정 불량이나 분해 조립에 따른 작업시간이 단축되는 효과가 있다.

Description

이온주입설비의 일렉트론 플러드건 조립체{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.

일반적으로 반도체소자는 웨이퍼 상에 사진, 식각, 확산, 화학기상증착, 이온주입, 금속증착 등의 공정을 선택적이고도 반복적으로 수행함으로써 만들어진다.

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.

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.

이때 불순물이 양전하의 극성으로 웨이퍼 내로 주입되면, 웨이퍼는 양전하의 극성으로 축전되고, 이것은 계속적으로 주입되는 불순물에 대한 반발력으로 작용하게 됨으로써 공정 불량을 초래한다.

상술한 문제를 방지하기 위하여 불순물의 이동 경로인 웨이퍼 전단 즉, 패러데이 컵 조립체 상에 웨이퍼로 진행하는 불순물을 중성화시키기 위한 일렉트론 플러드건 조립체가 설치된다.

이러한 일렉트론 플러드건 조립체에 대한 종래 기술 구성에 대하여 첨부된 도 1을 참조하여 살펴보기로 한다.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

도 1은 종래 기술에 따른 플러드건 조립체의 구성을 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도 2는 도 1에 도시된 플러드건 조립체의 구성 중 영구자석의 설치 구성을 설명하기 위한 부분 절취 단면도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플러드건 조립체의 구성 중 영구자석의 설치 구성을 설명하기 위한 부분 절취 단면도이다.

도 4는 도 3의 변형 실시예의 구성을 나타낸 부분 절취 단면도이다.

도 5는 도 3의 또 따른 변형 실시예의 구성을 나타낸 부분 절취 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10: 일렉트론 플러드건 조립체 12, 30a, 30b, 30c: 몸체

14, 32a, 32b, 32c: 관통구멍 16: 필라멘트

18a, 18b, 36a, 36b, 36c: 영구자석 20a, 20b, 34a, 34b, 34c: 자리홈

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.

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.

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.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 이온주입설비의 일렉트론 플러드건 조립체에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Claims (3)

1. 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.
2. 제 1 항에 있어서,

   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.
3. 제 1 항에 있어서,

   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.