KR20050058755A - Insulator for protecting filament of the ion implantor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이온주입장치(ion implantor)의 필라멘트 보호용 절연체에 관한 것이다.The present invention relates to a filament protective insulator of an ion implanter.
본 발명은, 상호 형합시 캐소드의 내측관의 내경에 상응되는 외경을 갖는 원기둥형태를 이루는 두개의 반원기둥형 부절연체로 구성되되, 상기 각 부절연체의 내측 수직면상에는 필라멘트의 평행하는 두개의 리드가 일정길이 삽입되는 두개의 반원형의 삽입홈이 평행하게 형성되어, 상기 삽입홈에 상기 필라멘트의 양 리드가 삽입되도록 상기 두개의 부절연체가 형합 결합되어 원기둥형태를 이룬 후, 상기 캐소드의 내측관의 개구부를 통해 내부 상단에 끼움형식으로 삽입 장착되는 것을 특징으로 한다.The present invention is composed of two semi-cylindrical secondary insulators having a cylindrical shape having an outer diameter corresponding to the inner diameter of the inner tube of the cathode when mutually formed, wherein two leads parallel to each other of the filaments are formed on the inner vertical surface of each of the secondary insulators. Two semi-circular insertion grooves inserted in a predetermined length are formed in parallel, and the two sub-insulators are combined to form a cylindrical shape so that both leads of the filament are inserted into the insertion grooves to form a cylinder, and then the opening of the inner tube of the cathode. It is characterized in that the insert is inserted into the upper form through the inside.
따라서, 필라멘트의 안정적 절연구조가 마련되어, 필라멘트의 사용수명이 크게 연장되는 등 장비의 가동율을 향상시키며, 절연을 고려한 필라멘트의 조립성을 대폭 향상시키는 효과가 있다.Therefore, a stable insulation structure of the filament is provided, such that the service life of the filament is greatly extended, and thus the operation rate of the equipment is improved, and the assemblability of the filament in consideration of insulation is greatly improved.
Description
본 발명은 이온주입장치(ion implantor)의 필라멘트 보호용 절연체에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 캐소드 내측관내의 정중앙에 필라멘트를 안정적으로 위치시켜 지지하도록 필라멘트를 고정하여 캡(cap)형태로 캐소드 내측관내에 삽입 장착되어 사용됨으로써 필라멘트의 안정적 절연성을 확보하는 이온주입장치의 필라멘트 보호용 절연체에 관한 것이다.The present invention relates to an insulator for protecting a filament of an ion implanter, and more particularly, to fix a filament in a positive center of the cathode inner tube so as to stably support the filament in the cathode inner tube. The present invention relates to an insulator for protecting a filament of an ion implantation apparatus which is inserted into and used to secure stable insulation of a filament.
일반적으로, 반도체소자를 제조하기 위한 공정중에서 이온주입공정은 순수 실리콘(Si) 웨이퍼의 표면에 불순물을 플라즈마의 이온빔 상태로 만든 후 침투시켜 필요한 전도형 및 비저항의 소자를 얻는 공정이다.In general, the ion implantation process in the process for manufacturing a semiconductor device is a process to obtain the necessary conductivity type and resistivity device by making the impurity into the ion beam state of the plasma on the surface of the pure silicon (Si) wafer to penetrate.
이온주입공정을 수행하는 이온주입장치(ion implantor)는 반응가스를 필라멘트(filament)에서 방출되는 열전자와 강제 충돌시켜 중성상태의 반응가스에서 전자를 떼어내어 양이온을 생성시키는 아크챔버(arc chamber)가 구비된다.An ion implanter that performs an ion implantation process has an arc chamber that forcibly collides the reaction gas with hot electrons emitted from the filament to remove electrons from the neutral reaction gas to generate cations. It is provided.
도 1은 종래의 이온주입장치의 아크챔버를 도시한 단면도이고, 도 2는 종래의 이온주입장치의 아크챔버에 설치되는 필라멘트의 결합구조를 도시한 사시도이다.1 is a cross-sectional view showing an arc chamber of a conventional ion implantation device, Figure 2 is a perspective view showing a coupling structure of the filament installed in the arc chamber of the conventional ion implantation device.
도시된 바와 같이, 아크챔버(10)는 하측면에 불순물이 포함된 반응가스를 공급하는 가스공급라인(미도시)이 연결되는 가스공급홀(11)이 형성되고, 외측에 설치되는 지지플레이트(20)를 통해 캐소드(cathode : 30)가 설치되며, 캐소드(30) 내측에는 필라멘트(40)가 클램프(50)에 의해 설치된다.As shown, the arc chamber 10 has a gas supply hole 11 is connected to the gas supply line (not shown) for supplying the reaction gas containing impurities on the lower side, the support plate (installed on the outside) A cathode 30 is installed through 20, and a filament 40 is installed inside the cathode 30 by the clamp 50.
지지플레이트(20)는 아크챔버(10)의 하측 플랜지(12)에 스크류(S)로 결합되는 절연블록(13)에 클램프(50)와 함께 스크류(S)로 체결됨으로써 아크챔버(10)의 일측에 설치된다.The support plate 20 is fastened to the insulating block 13 which is coupled to the lower flange 12 of the arc chamber 10 by the screw S together with the clamp 50 together with the screw S to form the arc chamber 10. It is installed on one side.
캐소드(30)는 지지플레이트(20)에 일단이 나사결합되는 내측관(31)와, 내측관(31)의 타단에 고정되는 앤드캡(32)과, 내측관(31)의 외주면에 나사결합되는 외측관(33)으로 이루어지며, 내측관(31)와 외측관(33)는 몰리브덴(Mo)재질로 형성되고, 앤드캡(32)은 텅스텐(W) 재질로 형성되어 있다.The cathode 30 is screwed to an inner tube 31 having one end screwed to the support plate 20, an end cap 32 fixed to the other end of the inner tube 31, and an outer circumferential surface of the inner tube 31. It consists of an outer tube 33, the inner tube 31 and the outer tube 33 is formed of molybdenum (Mo) material, the end cap 32 is formed of a tungsten (W) material.
필라멘트(40)는 도 2에서 나타낸 바와 같이, 시계방향으로 중심을 향해 감기다가 다시 반시계방향으로 외측으로 감겨진 텅스텐(W) 와이어로 이루어져 전압의 인가에 의해 열전자를 방출하는 열전자발생부(41)와, 열전자발생부(41)의 와이어 양단에 각각 연장 형성되며 그 끝단이 외측을 향하도록 꺾이는 꺾임부(42a)가 각각 형성되는 리드(42)로 이루어진다. As shown in FIG. 2, the filament 40 is made of tungsten (W) wire wound clockwise toward the center in the clockwise direction and then wound outward in the counterclockwise direction to release the hot electrons by applying voltage. ) And leads 42 extending from both ends of the wires of the hot electron generating unit 41, and bent portions 42a are formed to be bent so that the ends thereof face outwards.
클램프(50)는 절연블록(13)에 스크류(S)로 결합됨으로써 캐소드(30)의 일측에 설치되고 하측이 전력공급탱크(미도시)와 전기적으로 연결되는 접속부재(80)가 결합되며 일측면 상단에 제1장착홈(51a)과 그 아래에 지지턱(51b)이 각각 형성되는 한쌍의 클램프아암(51)과, 클램프아암(51)의 일측면 상단에 스크류(S)에 의해 각각 결합되며 제1장착홈(51a)과 서로 상응하는 위치에 제2장착홈(52a)이 각각 형성되는 한쌍의 장착플레이트(52)로 이루어진다.The clamp 50 is coupled to the insulating block 13 by a screw (S) is installed on one side of the cathode 30, the lower side is coupled to the connection member 80 is electrically connected to the power supply tank (not shown) A pair of clamp arms 51 each having a first mounting groove 51 a and a support jaw 51 b formed thereon at an upper side of the side thereof, and a screw S coupled to an upper end of one side of the clamp arm 51, respectively. And a pair of mounting plates 52 in which the second mounting grooves 52a are formed at positions corresponding to the first mounting grooves 51a, respectively.
도 2에서 나타낸 바와 같이, 필라멘트(40)는 리드(42)의 끝단 각각이 클램프아암(51)의 제1장착홈(51a)과 장착플레이트(52)의 제2장착홈(52a)에 장착되어 이들이 스크류(S)에 의해 서로 결합됨으로써 전력공급탱크와 전기적으로 연결된 상태에서 캐소드(30)의 내측관(31)에 설치된다.As shown in FIG. 2, each of the ends of the lead 42 is mounted in the first mounting groove 51a of the clamp arm 51 and the second mounting groove 52a of the mounting plate 52. These are coupled to each other by a screw (S) is installed in the inner tube 31 of the cathode 30 in an electrically connected state with the power supply tank.
리펠러(60)는 가스분자를 접촉하기 위해 가스이온화 영역내로 전자를 편향하는 아크챔버(10) 내측에 위치하며, 프론트슬릿(70)은 아크챔버(10)로부터 발생되는 이온이 아크챔버(10)를 빠져 나올 때 경로를 제공하는 슬릿(71)이 형성되며, 이 슬릿(71)은 이온이 통과시 퍼지지 않도록 내측면이 일정한 각도로 경사지게 형성된다.The repeller 60 is located inside the arc chamber 10 which deflects electrons into the gas ionization region to contact the gas molecules, and the front slit 70 has an arc chamber 10 in which ions generated from the arc chamber 10 are transferred. A slit 71 is provided to provide a path when exiting the slit, and the slit 71 is formed to be inclined at a predetermined angle so that ions do not spread during passage.
이와 같은 종래의 아크챔버(10)에서 필라멘트(40)는 캐소드(30)의 내측관(31)에 설치시 내측관(31)와의 간격에 여유가 없어 작업자가 필라멘트(40)를 캐소드(30) 정중앙에 일정한 간격으로 설치하기가 매우 어려우며, 자칫 실수로 이들의 간격을 잘못 맞추게 되면 필라멘트(40)가 내측관(31)과 접촉하여 전기적 쇼트(short)되게 됨으로써 필라멘트(40)가 쉽게 끊어지거나 손상되는 문제점을 가지고 있다.In the conventional arc chamber 10, the filament 40 has no space in the gap between the inner tube 31 and the operator when the filament 40 is installed in the inner tube 31 of the cathode 30. It is very difficult to install at regular intervals in the center, and if they are accidentally misaligned, the filament 40 is shorted and damaged by contact with the inner tube 31, thereby easily breaking or damaging the filament 40. I have a problem.
뿐만 아니라, 고진공 전환과정이나 공정을 진행하는 과정에서 필라멘트(40)의 이동이 발생될 수 있어 또한 빈번히 쇼트가 발생되어 장비의 다운(down)시간이 증가되고 있는 실정이다.In addition, the movement of the filament 40 may occur during the high vacuum conversion process or the process of the process, and also a short occurs frequently, the down time of the equipment is increased.
본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로써, 필라멘트를 캐소드 내측관내의 정중앙에 안정적으로 위치시켜 지속적인 절연성을 확보하도록 하는 이온주입장치의 필라멘트 보호용 절연체를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, the object of the present invention is to provide a filament protection insulator of the ion implantation device to ensure the continuous insulation by stably positioning the filament in the center of the cathode inner tube.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 상호 형합시 캐소드의 내측관의 내경에 상응되는 외경을 갖는 원기둥형태를 이루는 두개의 반원기둥형 부절연체로 구성되되, 상기 각 부절연체의 내측 수직면상에는 필라멘트의 평행하는 두개의 리드가 일정길이 삽입되는 두개의 반원형의 삽입홈이 평행하게 형성되어, 상기 삽입홈에 상기 필라멘트의 양 리드가 삽입되도록 상기 두개의 부절연체가 형합 결합되어 원기둥형태를 이룬 후, 상기 캐소드의 내측관의 개구부를 통해 내부 상단에 끼움형식으로 삽입 장착되는 것을 특징으로 하는 이온주입장치의 필라멘트 보호용 절연체를 제공한다.The present invention for achieving the above object is composed of two semi-cylindrical secondary insulators having a cylindrical shape having an outer diameter corresponding to the inner diameter of the inner tube of the cathode when mutually formed, filament on the inner vertical surface of each secondary insulator After two semicircular insertion grooves in which two parallel leads of a predetermined length are inserted are formed in parallel, the two sub-insulators are combined to form a cylindrical shape so that both leads of the filament are inserted into the insertion grooves. It provides an insulator for protecting the filament of the ion implantation device, characterized in that is inserted into the upper end through the opening of the inner tube of the cathode.
본 발명의 상기 목적과 여러가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 아래에 기술되는 발명의 바람직한 실시예로부터 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.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명에 따른 이온주입장치의 필라멘트 보호용 절연체를 도시한 도면이고, 도 4는 그 필라멘트 보호용 절연체가 장착된 상태를 보여주는 요부 도면이다.3 is a view showing a filament protection insulator of the ion implantation apparatus according to the present invention, Figure 4 is a main view showing a state in which the filament protection insulator is mounted.
본 발명에 따르면, 아크챔버(10)에서 캐소드(30)의 내측관(31)에 설치되는 필라멘트(40)가 지속적으로 정중앙에 위치되도록 캐소드(30)의 내측관(31)에 삽입 장착되어 필라멘트(40)를 정중앙에 위치시키면서 견고하게 지지하는 절연체(90)가 제공된다.According to the present invention, the filament 40 installed in the inner tube 31 of the cathode 30 in the arc chamber 10 is inserted into and mounted in the inner tube 31 of the cathode 30 so as to be continuously positioned at the center. An insulator 90 is provided which firmly supports 40 while centering it.
절연체(90)는 세라믹재질로 이루어져, 두개의 반원기둥형 부절연체(90a, 90b)로 구성되며, 이 반원기둥형 부절연체(90a, 90b)가 상호 내측 수직면(91)이 밀착되도록 형합 결합되어 원기둥형태를 이루며, 원기둥형태에서 그 외경은 캐소드(30) 내측관(31)의 내경에 상응하는 값을 갖는다.The insulator 90 is made of a ceramic material, and is composed of two semi-cylindrical sub-insulators 90a and 90b, and the semi-cylindrical sub-insulators 90a and 90b are joined to each other so that the inner vertical surfaces 91 are in close contact with each other. It has a cylindrical shape, the outer diameter of the cylindrical shape has a value corresponding to the inner diameter of the inner tube 31 of the cathode (30).
그리고, 각 반원기둥형 부절연체(90a, 90b)의 내측 수직면(91)상에는 필라멘트(40)의 평행하는 두개의 리드(42)가 일정길이 삽입되는 두개의 삽입홈(92)이 평행하게 길이방향을 따라 형성되어 있다.In addition, on the inner vertical surface 91 of each semi-cylindrical sub-insulator 90a, 90b, two insertion grooves 92 in which two parallel leads 42 of the filament 40 are inserted at a predetermined length are parallel to each other in the longitudinal direction. It is formed along.
따라서, 필라멘트(40)의 리드(42)를 삽입홈(92)에 끼워 두개의 부절연체(90a, 90b)를 형합 결합시켜 원기둥형태로 만든 후, 절연체(90)를 캐소드(30)의 내측관(31)의 개구부를 통해 내부 상단에 삽입 장착시키면 되며, 장착된 상태에서 필라멘트(40)의 양 리드(42)는 강제 고정되므로 외부 충격에 의해서도 필라멘트(40)의 이동이 방지되어 필라멘트(40)와 캐소드(30) 내측관(31)의 접촉에 의해 전기적 쇼트가 발생되는 것이 근본적으로 방지되게 된다.Therefore, the lead 42 of the filament 40 is inserted into the insertion groove 92 to form two cylindrical insulators 90a and 90b to form a cylindrical shape, and then the insulator 90 is formed on the inner tube of the cathode 30. The insert 31 may be inserted into the upper end through the opening of the 31, and both the leads 42 of the filament 40 are forcibly fixed in the mounted state so that the movement of the filament 40 is prevented even by an external impact so that the filament 40 may be prevented. By the contact between the cathode 30 and the inner tube 31, the electrical short is essentially prevented.
또한, 전술한 바와 같이 조립시에도 필라멘트(40)를 내측관(31)의 정중앙에 위치시키기 위한 세밀한 조정작업이 필요되지 않게 되어 조립작업성이 크게 향상된다.In addition, as described above, even when assembling, fine adjustment work for positioning the filament 40 at the center of the inner tube 31 is not required, thereby greatly improving assembly workability.
나아가, 필라멘트(40)의 열전자발생부(41)가 직접적으로 외부 노출되는 것이 차단되어, 필라멘트(40)의 수명이 크게 향상되게 된다.Furthermore, the direct exposure of the hot electron generating portion 41 of the filament 40 to the outside is blocked, so that the life of the filament 40 is greatly improved.
이상, 상기 내용은 본 발명의 바람직한 일 실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명의 당업자는 본 발명의 요지를 변경시킴이 없이 본 발명에 대한 수정과 변경을 가할 수 있음을 인지해야 한다.In the foregoing description, it should be understood that those skilled in the art can 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.
본 발명에 따르면, 필라멘트의 안정적 절연구조가 마련되어, 필라멘트의 사용수명이 크게 연장되는 등 장비의 가동율을 향상시키며, 절연을 고려한 필라멘트의 조립성을 대폭 향상시키는 효과가 달성될 수 있다.According to the present invention, a stable insulation structure of the filament is provided, such that the service life of the filament is greatly extended, and the operation rate of the equipment is improved, and the effect of significantly improving the assemblability of the filament in consideration of insulation can be achieved.
도 1은 종래의 이온주입장치의 아크챔버를 도시한 단면도,1 is a cross-sectional view showing an arc chamber of a conventional ion implantation device,
도 2는 종래의 이온주입장치의 아크챔버에 설치되는 필라멘트의 결합구조를 도시한 사시도,Figure 2 is a perspective view showing a coupling structure of the filament installed in the arc chamber of the conventional ion implantation device,
도 3은 본 발명에 따른 이온주입장치의 필라멘트 보호용 절연체를 도시한 도면,3 is a view showing the filament protection insulator of the ion implantation apparatus according to the present invention,
도 4는 본 발명에 따른 필라멘트 보호용 절연체가 장착된 상태를 보여주는 요부 도면이다.4 is a main view showing a state in which the filament protection insulator according to the present invention is mounted.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10 : 아크챔버 11 : 가스공급홀10: arc chamber 11: gas supply hole
12 : 플랜지 13 : 절연블록12 flange 13 insulation block
20 : 지지플레이트 30 : 캐소드20: support plate 30: cathode
31 : 내측관 32 : 앤드캡31: inner tube 32: end cap
33 : 외측관 40 : 필라멘트33: outer tube 40: filament
41 : 열전자발생부 42 : 리드41: hot electron generator 42: lead
42a : 꺽임부 50 : 클램프 42a: bend 50: clamp
51 : 클램프아암 51a : 제1장착홈51: clamp arm 51a: first mounting groove
51b : 지지턱 52 : 장착플레이트51b: support jaw 52: mounting plate
52a : 제2장착홈 60 : 리펠러52a: second mounting groove 60: repeller
70 : 프론트슬릿 71 : 슬릿70: front slit 71: slit
80 : 접속부재 S : 스크류80: connection member S: screw
90 : 절연체 90a, 90b : 부절연체90: insulator 90a, 90b: secondary insulator
91 : 내측 수직면 92 : 삽입홈91: inner vertical surface 92: insertion groove
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7476868B2 (en) | 2005-12-30 | 2009-01-13 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus and method for generating ions of an ion implanter |
| CN111128650A (en) * | 2018-10-30 | 2020-05-08 | 中国电子科技集团公司第四十八研究所 | Directly-heated solid metal ion source |
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2003
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| N231 | Notification of change of applicant | ||
| WITN | Withdrawal due to no request for examination |