KR20040059479A - A ion beam generation apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 이온빔 발생장치에 관한 것으로써, 이온빔을 발생시키기 위해 고전압이 인가되는 빔라인 웰과 내측에 소스헤드가 장착되는 소스헤드 하우징 사이에 설치되어 이들을 절연시키는 절연부싱이 정확한 위치에 용이하게 결합이 이루어질수 있도록 한 이온빔 발생장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ion beam generator, wherein an insulation bushing installed between a beamline well to which high voltage is applied to generate an ion beam and a source head housing having a source head mounted therein is easily coupled to an accurate position. It relates to an ion beam generator that can be made.
일반적으로 반도체 소자를 제조하기 위한 공정중에서 이온주입공정은, 순수 실리콘(Si) 웨이퍼의 표면에 불순물을 플라즈마 상태의 이온빔 상태로 만든 후 웨이퍼 표면에 침투시켜 필요한 전도형 및 비저항의 소자를 얻는 공정이다.In general, the ion implantation process is a process of making impurities in the plasma state of the pure silicon (Si) wafer into the ion beam state in the plasma state and then penetrating the surface of the wafer to obtain the necessary conductivity type and resistivity elements. .
이온주입공정을 수행하는 이온주입시스템은 이온빔을 발생하기 위한 이온빔 발생장치가 구비되며, 종래의 이온주입시스템의 이온빔 발생장치를 첨부된 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다.An ion implantation system performing an ion implantation process is provided with an ion beam generating device for generating an ion beam, and will be described with reference to the accompanying drawings an ion beam generating device of a conventional ion implantation system.
도 1은 종래의 이온주입시스템에서 이온빔 발생장치를 도시한 단면도이다. 도시된 바와 같이, 이온빔을 발생시키기 위하여 고전압이 인가되며 일측에 개구를 형성하는 빔라인 웰(beam line well;10)과, 빔라인 웰(10)의 내측에 설치되는 일렉트로드(electrode;20)와, 빔라인 웰(10)의 개구측에 일측이 결합되며 내측에 삽입홀(31)이 형성되는 절연부싱(30)과, 절연부싱(30)의 삽입홀(31) 및 빔라인 웰(10)의 개구를 통해 삽입되어 플랜지(41)가 절연부싱(30)의 타측에 결합되는 소스헤드 하우징(source head housing;40)과, 소스헤드 하우징(40)의 내측에 장착되는 소스 헤드(50)를 포함한다.1 is a cross-sectional view showing an ion beam generator in a conventional ion implantation system. As shown, a beam line well 10 to which an high voltage is applied to form an ion beam and forming an opening on one side thereof, an electrode 20 installed inside the beam line well 10, One side is coupled to the opening side of the beamline well 10 and the insulation bushing 30 having an insertion hole 31 formed therein, the insertion hole 31 of the insulation bushing 30, and the opening of the beamline well 10. Inserted through the flange 41 includes a source head housing (40) coupled to the other side of the insulating bushing (30), and a source head 50 mounted inside the source head housing (40).
빔라인 웰(10)은 개구의 반대편에 이온빔이 통과하는 애퍼처(11)가 형성되고, 내측에 일정 두께를 가지 라이너(liner;12)의 플랜지(12a)가 복수의 스크류(S)로 결합된다.The beam line well 10 is formed with an aperture 11 through which an ion beam passes, and an flange 12a of a liner 12 having a predetermined thickness is coupled to the beam S well 10 by a plurality of screws S. .
또한, 빔라인 웰(10)의 라이너(12)의 내측에 일렉트로드(20)가 설치된다.In addition, an electrorod 20 is installed inside the liner 12 of the beamline well 10.
일렉트로드(20)는 후술하는 소스헤드(50)로부터 발생되는 각종의 이온들에전기장을 걸어 빔라인 웰(10)의 애퍼처(11)로 추출시킨다.The elector 20 applies an electric field to various ions generated from the source head 50, which will be described later, to extract the aperture 11 of the beamline well 10.
절연부싱(30)은 절연재질로 형성되고, 양측이 빔라인 웰(10)의 개구측에 위치하는 라이너(12) 플랜지(12a)의 상면에 복수개 돌출된 가이드 핀(13)에 끼워지며, 소스헤드 하우징(40)의 플랜지(41)에 각각 복수의 스크류(S)로 결합되며, 고전압이 인가되는 빔라인 웰(10)과 전압이 거의 영인 상태의 소스헤드 하우징(40)을 서로 절연시킨다.The insulating bushing 30 is formed of an insulating material, and both sides of the insulating bushing 30 are fitted to the plurality of guide pins 13 protruding from the upper surface of the flange 12a of the liner 12 positioned at the opening side of the beamline well 10. A plurality of screws S are respectively coupled to the flange 41 of the housing 40, and the beam line well 10 to which a high voltage is applied is insulated from the source head housing 40 in which a voltage is almost zero.
소스헤드 하우징(40)은 절연부싱(30)의 삽입홀(31)과 빔라인 웰(10)의 개구를 통해 삽입되어 일측에 형성된 플랜지(41)가 절연부싱(30)에 스크류(S)로 결합된다.The source head housing 40 is inserted through the insertion hole 31 of the insulating bushing 30 and the opening of the beamline well 10 so that a flange 41 formed at one side is coupled to the insulating bushing 30 with a screw S. do.
또한, 소스헤드 하우징(40)의 내측에 소스 헤드(50)가 장착된다.In addition, the source head 50 is mounted inside the source head housing 40.
소스 헤드(50)는 일측에 아크 챔버(51)가 구비되며, 소스 가스를 아크 챔버(51)의 내측에 설치된 필라멘트(filament;미도시)에서 방출되는 열전자와 강제 충돌시켜 이온화시킨다.The source head 50 is provided with an arc chamber 51 at one side, and ionizes the source gas by forcibly colliding with hot electrons emitted from a filament (not shown) installed inside the arc chamber 51.
이러한 종래의 이온빔발생장치는 소스 헤드(50)의 아크 챔버(51)에서 소스 가스를 열전자와 강제 충돌시킴으로써 발생된 이온들이 아크 챔버(51)의 슬릿(미도시)을 통과하여 일렉트로드(20)에 의해 빔라인 웰(10)의 애퍼처(11)를 통해 이온주입챔버(미도시)로 제어된 통로를 따라 이동한다. 이 때, 빔라인 웰(10)의 애퍼처(11)를 통과하는 이온들은 빔라인 웰(10)에 인가된 80KeV 정도의 고전압에 의해 에너지를 얻게 된다.In the conventional ion beam generator, the ions generated by forcibly colliding the source gas with hot electrons in the arc chamber 51 of the source head 50 pass through a slit (not shown) of the arc chamber 51 so that the electroload 20 is formed. It moves along the passage controlled by the ion implantation chamber (not shown) through the aperture 11 of the beamline well 10 by means of. At this time, the ions passing through the aperture 11 of the beamline well 10 are energized by a high voltage of about 80 KeV applied to the beamline well 10.
한 편, 빔라인 웰(10)과 소스헤드 하우징(40)을 절연시키는 절연부싱(30)은저면 사시도를 나타낸 도 2와 같이, 라이너(12)의 플랜지(12a)의 가이드 핀(13)에 끼워질 수 있도록 복수개의 가이드 홀(32)이 형성되며, 내주면을 따라 두 개의 돌출부(33)가 형성되어 있다. 따라서, 빔라인 웰(10)에 인가되는 고전압이 소스헤드 하우징(40)측의 소스 헤드(50)로 흐르는 것을 차단시킨다.On the other hand, the insulating bushing 30 which insulates the beamline well 10 and the source head housing 40 is fitted to the guide pin 13 of the flange 12a of the liner 12, as shown in FIG. A plurality of guide holes 32 are formed to be formed, and two protrusions 33 are formed along the inner circumferential surface thereof. Therefore, the high voltage applied to the beamline well 10 is blocked from flowing to the source head 50 on the source head housing 40 side.
그러나 절연부싱의 인스톨시 가이드 핀에 절연부싱의 가이드 홀을 맞추어 결합을 이루는데, 이 과정에서 작업 공간이 부족한 관계로 대부분 작업자 한 사람이 한 손으로 절연부싱을 지지한 상태에서 가이드 핀과 가이드 홀을 일치시키기가 쉽지 않아 소요 시간이 길어져서 작업자의 허리 부상 등의 안전 사고의 원인이 될 수 있으며, 동시에 부정확한 인스톨의 결과를 가져와 진공 상태가 나빠질 수 있으며, 절연부싱 다음으로 인스톨되는 소스헤드 하우징과 소스 헤드에 나쁜 영향을 미치게 된다.However, when the insulation bushing is installed, the guide pin of the insulation bushing is aligned with the guide pin. In this process, due to the lack of working space, most of the guides and guide holes are supported by one worker while supporting the insulation bushing with one hand. It is not easy to match the components, which can lead to safety accidents such as worker's back injury due to long time, and at the same time, result in inaccurate installation, which can result in poor vacuum, and source head housing installed after insulation bushing. And the source head will be adversely affected.
본 발명은 상기한 바와 같은 결점을 해소시키기 위하여 안출된 것으로서, 라이너에 가이드 판을 설치하여 절연부싱이 보다 정확하고 용이하게 가이드 핀에 결합될 수 있도록 한 이온빔 발생장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an ion beam generating device which is devised to solve the above-described drawbacks, in which a guide plate is installed on a liner so that an insulation bushing can be more accurately and easily coupled to a guide pin. .
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 이온빔을 발생시키기 위하여 고전압이 인가되며 일측에 개구를 형성하는 빔라인 웰과, 상기 빔라인 웰의 내측에 설치되며 플랜지에 가이드핀이 돌출된 라이너와, 상기 라이너의 가이드핀에 끼워지며 내측에 삽입홀이 형성되는 절연부싱과, 상기 절연부싱의 삽입홀 및 빔라인 웰의 개구를 통해 삽입되어 플랜지가 절연부싱의 타측에 결합되는 소스헤드 하우징과, 상기 소스헤드 하우징의 내측에 장착되는 소스 헤드로 구성된 이온빔 발생장치에 있어서;상기 라이너의 플랜지 상면에 원호의 띠 형상으로 설치되고, 상기 절연부싱의 하측 외주면을 일부 감싸며 안내하는 가이드 판이 포함되는 것을 특징으로 하는 이온빔 발생장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a beamline well for applying an high voltage to generate an ion beam and forming an opening on one side, a liner installed inside the beamline well and having a guide pin protruding from a flange, and the liner An insulated bushing inserted into the guide pin of the insulated bushing, a source head housing in which a flange is coupled to the other side of the insulated bushing through an insertion hole of the insulated bushing and an opening of the beamline well, and the source head housing. An ion beam generating device comprising a source head mounted inside of the ion beam; An ion beam generation, characterized in that the guide plate is installed on the upper surface of the flange of the liner in the shape of an arc of a circular arc, and surrounds and guides a part of the lower outer peripheral surface of the insulating bushing. Provide the device.
본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 아래에 기술되는 발명의 바람직한 실시 예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.The above objects and various advantages of the present invention will become more apparent from the preferred embodiments of the invention described below with reference to the accompanying drawings by those skilled in the art.
도 1은 종래의 이온주입시스템에서 이온빔 발생장치를 도시한 단면도이고,1 is a cross-sectional view showing an ion beam generator in a conventional ion implantation system,
도 2는 종래의 이온빔 발생장치에서 절연부싱을 도시한 사시도이고,2 is a perspective view showing an insulating bushing in the conventional ion beam generator,
도 3은 본 발명에 따른 이온빔 발생장치의 단면도이고,3 is a cross-sectional view of the ion beam generator according to the present invention,
도 4는 본 발명에 따른 이온빔 발생장치의 사시도이다.4 is a perspective view of the ion beam generator according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10 : 빔라인 웰 12 : 라이너10 beamline well 12 liner
12a, 41 : 플랜지 13 : 가이드 핀12a, 41: flange 13: guide pin
14 : 가이드 판 30 : 절연부싱14: guide plate 30: insulation bushing
31 : 삽입홀 32 : 가이드 홀31: insertion hole 32: guide hole
40 : 소스헤드 하우징 50 : 소스헤드40: source head housing 50: source head
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명에 따른 이온빔 발생장치의 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 이온빔 발생장치의 사시도이다.3 is a cross-sectional view of the ion beam generator according to the present invention, Figure 4 is a perspective view of the ion beam generator according to the present invention.
종래와 동일 부품에 대해서는 동일 번호를 부여하였다.The same number is attached | subjected about the same component as before.
도 3에 도시된 바와 같이 이온빔 발생장치는, 이온빔을 발생시키기 위하여 고전압이 인가되며 일측에 개구를 형성하는 빔라인 웰(10)이 설치되고, 빔라인 웰(10)의 내측으로 일정 두께를 가지며 플랜지(12a)가 형성된 라이너(12)가 설치된다.As shown in FIG. 3, the ion beam generator includes a beamline well 10 having a high voltage applied thereto to generate an ion beam and forming an opening at one side thereof, and having a predetermined thickness inside the beamline well 10 and having a flange ( A liner 12 having a 12a formed thereon is installed.
라이너(12) 플랜지(12a)의 상부로는 내측에 삽입홀(31)이 형성되는 절연부싱(30)이 설치된다.An insulating bushing 30 having an insertion hole 31 formed therein is installed above the flange 12a of the liner 12.
그리고 절연부싱(30)의 삽입홀(31) 및 빔라인 웰(10)의 개구를 통해 삽입되어 플랜지(41)가 절연부싱(30)의 타측에 결합되는 소스헤드 하우징(40)이 설치되고, 소스헤드 하우징(40)의 내측에 소스 헤드(50)가 장착되는 구성을 가진다.A source head housing 40 is installed through the insertion hole 31 of the insulating bushing 30 and the opening of the beamline well 10 so that the flange 41 is coupled to the other side of the insulating bushing 30. The source head 50 is mounted inside the head housing 40.
여기서 절연부싱(30)은 절연재질로 형성되고, 양측이 빔라인 웰(10)의 개구측에 위치하는 라이너(12) 플랜지(12a)의 상면에 복수개 돌출된 가이드 핀(13)에 끼워지며, 소스헤드 하우징(40)의 플랜지(41)에 각각 복수의 스크류(S)로 결합되며, 고전압이 인가되는 빔라인 웰(10)과 전압이 거의 영인 상태의 소스헤드 하우징(40)을 서로 절연시킨다.Here, the insulating bushing 30 is formed of an insulating material, and both sides of the insulating bushing 30 are fitted to the plurality of guide pins 13 protruding from the upper surface of the flange 12a of the liner 12 positioned at the opening side of the beamline well 10. A plurality of screws S are coupled to the flange 41 of the head housing 40, respectively, to insulate the beam line well 10 to which a high voltage is applied and the source head housing 40 in a state where the voltage is almost zero.
그리고 본 발명의 특징에 따라 도 4를 참조하면, 라이너(12)의 플랜지(12a) 상부에 위치한 가이드 핀(13)의 사이에 가이드 판(14)이 설치된다.And according to the feature of the present invention, referring to Figure 4, the guide plate 14 is installed between the guide pin 13 located on the flange 12a of the liner 12.
가이드 판(14)은 절연부싱(30)의 결합시 정확한 위치로 안내하는 것으로서 원호의 띠 형상의 판으로 형성된다. 내측의 원호 면은 절연부싱(30)의 하측 외주면과 같은 곡률을 가지며, 라이너(12)의 플랜지(12a) 상면 중 반원부에 해당하는 가이드 핀(13)과 가이드 핀(13)에 복수개 설치된다.The guide plate 14 guides to the correct position when the insulating bushing 30 is coupled, and is formed as a strip of circular arc-shaped plate. The inner circular arc surface has the same curvature as the lower outer circumferential surface of the insulating bushing 30, and is provided in a plurality of guide pins 13 and guide pins 13 corresponding to a semicircle of the upper surface of the flange 12a of the liner 12. .
그리고 가이드 판(14)은 가이드 핀(13)보다 높은 두께로 제작되어 라이너(12)의 플랜지(12a)에 나사 체결된다.And the guide plate 14 is made of a higher thickness than the guide pin 13 is screwed to the flange 12a of the liner 12.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 이온빔 발생장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the ion beam generator according to the present invention configured as described above are as follows.
도 3을 참조하면, 소스 헤드(50)의 아크 챔버(51)에서 소스 가스를 열전자와 강제 충돌시킴으로써 발생된 이온들이 아크 챔버(51)의 슬릿(미도시)을 통과하여 일렉트로드(20)에 의해 빔라인 웰(10)의 애퍼처(11)를 통해 이온주입챔버(미도시)로 제어된 통로를 따라 이동한다. 이 때, 빔라인 웰(10)의 애퍼처(11)를 통과하는 이온들은 빔라인 웰(10)에 인가된 80KeV 정도의 고전압에 의해 에너지를 얻게 된다.Referring to FIG. 3, ions generated by forcibly colliding the source gas with hot electrons in the arc chamber 51 of the source head 50 pass through a slit (not shown) of the arc chamber 51 to the electrode 20. Thereby moving along the passage controlled by the ion implantation chamber (not shown) through the aperture 11 of the beamline well 10. At this time, the ions passing through the aperture 11 of the beamline well 10 are energized by a high voltage of about 80 KeV applied to the beamline well 10.
한 편, 빔라인 웰(10)과 소스헤드 하우징(40)을 절연시키는 절연부싱(30)은, 빔라인 웰(10)에 결합된 라이너(12)의 플랜지(12a)에 결합된다. 결합은, 상당한 무게의 절연부싱(30)을 작업자가 든 상태에서 플랜지(12a)의 가이드 핀(13)에 가이드 홀(32)을 삽입시켜야 된다. 이 때 절연부싱(30)을 들은 작업자는 절연부싱(30)의 하측 일부를 가이드 판(14)에 거치시킨 후, 서서히 밀어 넣어 가이드 핀(13)의 근접부 까지 위치시킨다. 어느 정도 위치한 절연부싱(30)은 다시 살짝 들어 가이드 판(14)의 안내를 받으면서 가이드 홀(32)을 가이드 핀(13)에 삽입시키게 된다.On the other hand, an insulating bushing 30 that insulates the beamline well 10 and the source head housing 40 is coupled to the flange 12a of the liner 12 coupled to the beamline well 10. Coupling requires inserting the guide hole 32 into the guide pin 13 of the flange 12a with the operator carrying a considerable weight of the insulating bushing 30. At this time, the operator holding the insulating bushing (30) is mounted to the guide plate 14, the lower part of the lower side of the insulating bushing (30), and gradually pushed to position the proximity to the guide pin (13). Somewhat positioned insulation bushing 30 is slightly lifted again to guide the guide hole 32 to the guide pin 13 while being guided by the guide plate 14.
이처럼 무거운 절연부싱(30)을 설치하는 과정에서 가이드 판(14)을 이용하여 보다 정확하고 신속하게 설치할 수 있게 된다.In the process of installing the heavy insulating bushing 30, it is possible to install more accurately and quickly by using the guide plate (14).
이상, 상기 내용은 본 발명의 바람직한 일실시 예를 단지 예시한 것으로 본 발명의 당업자는 본 발명의 요지를 변경시킴이 없이 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있음을 인지해야 한다.In the above description, it should be understood that those skilled in the present invention can only make modifications and changes to the present invention without changing the gist of the present invention as merely illustrative of a preferred embodiment of the present invention.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 이온빔 발생장치는, 라이너에 가이드 판을 설치함으로써, 절연부싱이 보다 정확하게 가이드 핀에 결합될 수 있도록 하였으며, 상당한 무게를 가지는 절연부싱을 용이하고 신속히 결합시켜 안전사고를 예방하는 효과가 있다.As described above, in the ion beam generator according to the present invention, by installing the guide plate on the liner, the insulation bushing can be more precisely coupled to the guide pin, and easily and quickly combines the insulating bushing having a considerable weight and is safe. It is effective in preventing accidents.
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Cited By (1)
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2002
- 2002-12-30 KR KR1020020086227A patent/KR100641503B1/en not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100746261B1 (en) * | 2005-10-31 | 2007-08-06 | (주) 브이에스아이 | A High-Voltage Connector of an Ion Source |
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Legal Events
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| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
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Payment date: 20090925 Year of fee payment: 4 |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |