KR20080036403A - Apparatus for particle removing of ion implanters - Google Patents

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Abstract

An apparatus for removing particles of an ion implanter is provided to suppress the radiation by absorbing abnormal ions into a graphite layer which is connected with a negative voltage. An apparatus for removing particles of an ion implanter includes a beam guide(30), a magnet(31), and a graphite layer(32). The beam guide is formed at an inner of the ion implanter. The magnet deviates ion beams. The graphite layer, which is formed at an inner of the beam guide, absorbs ions. A negative voltage is applied to the graphite layer formed at the inner of the beam guide. A terminal for supplying the negative voltage to the graphite layer is formed at a side of the beam guide. An insulating member(150) is formed between the beam guide and graphite layer.

Description

이온주입기의 파티클 제거장치 {Apparatus for particle removing of Ion Implanters}Particle removal device of ion implanter {Apparatus for particle removing of Ion Implanters}

도 1은 일반적인 이온주입기의 구성을 보여주는 개략도,1 is a schematic view showing the configuration of a typical ion implanter,

도 2는 종래 빔가이드의 내부 구조를 보여주는 구성도,2 is a block diagram showing the internal structure of a conventional beam guide,

도 3은 본 발명에 따른 이온주입기의 파티클 제거장치를 보여주는 개략적인 구성도,Figure 3 is a schematic diagram showing a particle removal device of the ion implanter according to the present invention,

도 4는 도 3의 A부분 상세도이다.4 is a detailed view of portion A of FIG. 3.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10 : 진공부 20 : 이온 공급부10: vacuum portion 20: ion supply portion

30 : 빔가이드 31 : 분류자석 30: beam guide 31: classification magnet

32 : 그래파이트층 35 : 이온빔32: graphite layer 35: ion beam

40 : 가속기 50 : 웨이퍼가공실40 accelerator 50 wafer processing chamber

100 : 전극부재 110 : 고정브라켓100: electrode member 110: fixing bracket

130 : 파워서플라이 150 : 절연부재130: power supply 150: insulating member

본 발명은 이온주입기의 파티클 제거구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 웨이퍼가공실로 주입되지 못한 부적합한 이온들이 빔라인의 측면에 설치된 그래파이트층에 흡수되지 않고 바운드되어 이온빔(Ion Beam)과 함께 웨이퍼가공실로 유입되는 것을 방지하기 위한 이온주입기의 파티클 제거장치에 관한 것이다.The present invention relates to a particle removal structure of an ion implanter, and more particularly, inadequate ions that are not injected into the wafer processing chamber are bound to the graphite processing layer on the side of the beam line without being absorbed and flow into the wafer processing chamber together with the ion beam. It relates to a particle removing device of the ion implanter for preventing the.

일반적으로, 이온주입기는 진공 상태에서 이온화된 불순물(dopant)을 특정한 에너지로 가속시켜 웨이퍼에 넣어주는 반도체 제조장치로서, MOSFET 제조 공정 시 문턱전압(threshold voltage) 조절공정, 웰(well) 형성공정, 소오스 및 드레인 영역형성, 커패시터(capacitor) 전극 형성공정 등 여러 단계의 공정에 사용된다.In general, an ion implanter is a semiconductor manufacturing apparatus that accelerates an ionized dopant to a specific energy and puts it in a wafer in a vacuum state. In a MOSFET manufacturing process, a threshold voltage adjusting process, a well forming process, It is used in various steps such as source and drain region formation and capacitor electrode formation.

도 1은 일반적인 이온주입장비의 구성을 보여주는 개략도이고, 도 2는 종래 빔가이드의 내부 구조를 보여주는 구성도이다.1 is a schematic view showing the configuration of a general ion implantation equipment, Figure 2 is a block diagram showing the internal structure of a conventional beam guide.

도 1에 도시된 바와 같이, 이온주입기는 진공부(10), 이온 공급부(20), 빔가이드(30), 가속기(40), 주사기(도시되지 않음) 및 웨이퍼가공실(50)의 기본요소로 이루어져 있다.As shown in FIG. 1, the ion implanter is a basic element of the vacuum unit 10, the ion supply unit 20, the beam guide 30, the accelerator 40, the syringe (not shown), and the wafer processing chamber 50. Consists of

이온 공급부(20)에서는 고진공 상태의 아아크실에 있는 필라멘트에 전류를 흘려줌으로써 열전자가 방출되고, 이러한 열전자가 필라멘트와 아아크실 간의 전압에 의해 아아크실 내부에 공급된 불순물 소스인 기체와 충돌하면서 이온화된다. 추출전극에 가해진 음의 전압에 의하여 상기 이온들은 아아크실 밖으로 추출되며, 이차 추출전압에 의하여 더욱 가속되면서 높은 에너지를 갖게 된다.In the ion supply unit 20, hot electrons are emitted by flowing a current to the filament in the high vacuum arc chamber, and the hot electrons are ionized while colliding with a gas which is an impurity source supplied inside the arc chamber by the voltage between the filament and the arc chamber. . The ions are extracted out of the arc chamber by the negative voltage applied to the extraction electrode, and have high energy while being further accelerated by the secondary extraction voltage.

이렇게 형성된 이온들은 빔가이드(30)의 분류자석(31)에 의하여 필요한 이온 들만 선택적으로 가려지며 주사기에 의하여 여러 가지 스캔(scan) 방식으로 공정챔버(50)에 있는 웨이퍼 쪽으로 보내지면서 이온 주입이 진행된다.The ions thus formed are selectively masked only by the classifier magnet 31 of the beam guide 30, and ion implantation proceeds to the wafer in the process chamber 50 by various scanning methods by a syringe. do.

도 2를 참조하면, 상기 빔가이드(30)에 설치된 분류자석(31)은 직각형상으로 형성되어 있어 상기 분류자석(31)의 자기장이 이온빔(35)의 방향을 편향시키게 된다.Referring to FIG. 2, the classifying magnet 31 installed in the beam guide 30 is formed in a right angle so that the magnetic field of the classifying magnet 31 deflects the direction of the ion beam 35.

이 경우 주어진 자기장의 세기에서 가벼운 이온(36)들은 쉽게 구부러지는 반면에, 무거운 질량을 가진 이온(37)들은 적당한 각도에서 구부러지기가 어렵다.In this case light ions 36 are easily bent at a given magnetic field strength, while ions 37 with heavy mass are difficult to bend at an appropriate angle.

여기서, 분류자석(30)의 중심을 통해서 적당한 자기장 세기에서 충분히 구부러지는 이온(35)은, 마침내 상기 웨이퍼가공실(50)의 웨이퍼에 첨가되는 불순물인 도펀트(dopant) 종들이다.Here, the ions 35 that are sufficiently bent at a suitable magnetic field intensity through the center of the classifying magnet 30 are dopant species which are impurities which are finally added to the wafer of the wafer processing chamber 50.

그러나 상기 웨이퍼가공실(50)로 주입되지 못한 이온(36)(37)은 빔라인(10)의 측면에 설치된 그래파이트(Graphite)층(32)에 부딪쳐 흡수되지만, 상기 그래파이트층(32)에 흡수되지 않고 바운드되는 이온(37a)은 파티클(Particle)의 원인이 되는 문제점이 있다.However, the ions 36 and 37 that are not injected into the wafer processing chamber 50 are absorbed by hitting the graphite layer 32 provided on the side of the beamline 10, but are not absorbed by the graphite layer 32. The ion 37a that is not bound is a problem that causes particles.

또한, 상기와 같이 바운드 된 이온(37a)이 웨이퍼가공실(50)로 유입되면 순도 높은 이온을 임플란트(Implant)하지 못하는 문제점이 있다.In addition, when the bound ions 37a are introduced into the wafer processing chamber 50 as described above, there is a problem in that implants of high purity ions cannot be implanted.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 빔라인 내부의 측면에 설치된 그래파이트층에 (-)극을 인가시킴으로써 웨이퍼가공실로 주입되지 못한 부적합한 이온들이 상기 그래파이트층에 원활하게 흡착되도록 한 이온주입기의 파티클 제거장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, by applying a negative electrode to the graphite layer provided on the side of the inside of the beamline of the ion implanter to allow the inappropriate ions that were not injected into the wafer processing chamber smoothly adsorbed to the graphite layer The object is to provide a particle removal device.

상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 이온주입기의 파티클 제거장치는,Particle removal apparatus of the ion implanter of the present invention for achieving the above object,

이온주입기의 내부에 구성된 빔가이드와, 이온빔을 편향시키는 분류자석과, 빔가이드의 내부 측면에 설치되어 이온을 흡수시키는 그래파이트층을 포함한 이온주입기의 파티클 제거장치에 있어서,In the particle removal device of the ion implanter comprising a beam guide configured inside the ion implanter, a classifying magnet for deflecting the ion beam, and a graphite layer provided on the inner side of the beam guide to absorb ions,

상기 빔가이드의 내부 측면에 설치된 그래파이트층에 (-)극을 인가시킨 것을 특징으로 한다.The negative electrode is applied to the graphite layer provided on the inner side of the beam guide.

또한, 상기 빔가이드의 일측면에는 상기 그래파이트층에 (-)극을 인가시키기 위한 전극부재가 설치된 것을 특징으로 한다.In addition, one side of the beam guide is characterized in that the electrode member for applying a (-) pole to the graphite layer is provided.

또한, 상기 빔가이드와 그래파이트층 사이에는 절연부재가 삽입된 것을 특징으로 한다.In addition, an insulating member is inserted between the beam guide and the graphite layer.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration and operation of the preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

여기서, 종래 구성과 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호 및 명칭을 사용한다.Here, about the same part as a conventional structure, the same code | symbol and name are used.

도 3은 본 발명에 따른 이온주입기의 파티클 제거장치를 보여주는 개략적인 구성도이고, 도 4는 도 3의 A부분 상세도이다.FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a particle removing apparatus of an ion implanter according to the present invention, and FIG. 4 is a detailed view of portion A of FIG. 3.

본 발명의 일 실시 예에 따른 이온주입기의 파티클 제거장치는 진공부(10), 이온 공급부(20), 빔가이드(30), 가속기(40), 주사기(도면에 미도시) 및 웨이퍼가공실(50)을 포함한 기본적인 구성이 종래의 기술과 동일하므로 설명의 중복을 피하기 위하여 상세한 설명은 생략하고, 새로이 부가되는 구성 부재들의 동작을 중심으로 하여 상세히 설명한다.Particle removal apparatus of the ion implanter according to an embodiment of the present invention is a vacuum unit 10, ion supply unit 20, beam guide 30, accelerator 40, a syringe (not shown) and a wafer processing chamber ( Since the basic configuration including the 50) is the same as in the related art, the detailed description will be omitted in order to avoid duplication of description, and will be described in detail with reference to the operation of the newly added components.

도 3을 참조하면, 이온주입기의 내부에 구성된 빔가이드(30)의 상/하부에는 이온빔을 편향시키는 분류자석(31)이 구성되어 있다.Referring to FIG. 3, a classifying magnet 31 for deflecting an ion beam is formed on the upper and lower portions of the beam guide 30 configured inside the ion implanter.

또한, 상기 빔가이드(30)의 내부 측면에는 상기 웨이퍼가공실(50)로 주입되지 못한 부적합한 이온(36)(37)들을 흡착시키기 위한 그래파이트(Graphite) 층(32)이 구성되어 있다.In addition, a graphite layer 32 is formed on the inner side of the beam guide 30 to adsorb inappropriate ions 36 and 37 that are not injected into the wafer processing chamber 50.

여기서, 상기 빔가이드(30)의 내부를 통과하는 이온빔(35)에서 웨이퍼가공실(50)로 주입되지 못한 부적합한 이온들(36)(37)이 상기 그래파이트층(32)에 흡착되지 않고 바운드되어 이온빔(35)과 함께 웨이퍼가공실(50)로 유입되는 것을 방지하기 위한 구조가 마련되어야 한다.Here, inadequate ions 36 and 37 which are not injected into the wafer processing chamber 50 from the ion beam 35 passing through the beam guide 30 are bound to the graphite layer 32 without being adsorbed. A structure for preventing the flow into the wafer processing chamber 50 along with the ion beam 35 should be provided.

이를 구현하기 위한 본 발명은 상기 빔가이드의 일 측면에는 상기 그래파이트층(32)에 (-)극을 인가시키기 위한 전극부재(100)가 구비된다.The present invention for implementing this is provided with an electrode member 100 for applying a (-) pole to the graphite layer 32 on one side of the beam guide.

상기 전극부재(100)는 파워서플라이(130)에 연결되어 (-)극을 인가받게 되 고, 상기 전극부재(100)는 빔가이드(30) 일 측면에 고정브라켓(110)에 의해 고정된다.The electrode member 100 is connected to the power supply 130 to receive a (-) pole, the electrode member 100 is fixed by a fixing bracket 110 on one side of the beam guide (30).

상기 전극부재(100)는 내부에 구성된 그래파이트층(32)에 연결되어, 상기 그래파이트층(32)에 (-)극을 인가시키게 된다.The electrode member 100 is connected to the graphite layer 32 formed therein to apply a negative electrode to the graphite layer 32.

또한, 상기 빔가이드(30)와 그래파이트층(32) 사이에는 절연체인 절연부재(150)가 삽입되어 있다.In addition, an insulating member 150, which is an insulator, is inserted between the beam guide 30 and the graphite layer 32.

상기와 같은 구성의 본 발명에 따른 이온주입기의 파티클 제거장치의 작용을 도 4를 참조하여 설명하면, 상기 빔가이드(30)의 내부 측면에 설치된 그래파이트층(32)은 전극부재(100)를 통하여 (-)극을 인가받게 된다.Referring to Figure 4 illustrates the action of the particle removal device of the ion implanter according to the present invention having the configuration as described above, the graphite layer 32 installed on the inner side of the beam guide 30 through the electrode member 100 The negative pole is applied.

이 경우 상기 빔가이드(30)의 내부를 통과하는 이온빔(35)에서 웨이퍼가공실(50)로 주입되지 못한 부적합한 (+)이온들(36)(37)은 상기 그래파이트층(32)에서 바운드되지 않고 흡착된다.In this case, the inappropriate (+) ions 36 and 37 which are not injected into the wafer processing chamber 50 from the ion beam 35 passing through the beam guide 30 are not bound in the graphite layer 32. Without adsorption.

따라서, 상기 부적합한 이온들(36)(37)을 그래파이트층(32)에서 흡착하여 소멸시킴으로써, 상기 웨이퍼가공실(50)에서는 고순도의 원하는 이온(35)만을 임플란트시키는 것이 가능해진다.Therefore, by adsorbing and dissipating the inappropriate ions 36 and 37 in the graphite layer 32, it is possible to implant only the desired ions 35 of high purity in the wafer processing chamber 50.

또한, 부적합한 이온들 (36)(37)로 인한 방사능 발생을 억제할 수 있게 된다.In addition, it is possible to suppress the generation of radiation due to the unsuitable ions 36 and 37.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으 나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않으며 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능함은 물론이다.The present invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above-described embodiments and the general knowledge in the technical field to which the present invention belongs without departing from the technical spirit of the present invention. Of course, various changes and modifications are possible by those who have.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 이온주입기의 파티클 제거장치는, 빔라인 내부의 측면에 설치된 그래파이트층에 (-)극을 인가시킴으로써 웨이퍼가공실로 주입되지 못한 부적합한 이온들이 상기 그래파이트층에 흡착됨으로써 방사능 발생을 억제할 수 있고, 고순도의 원하는 이온만을 임플란트할 수 있는 장점이 있다.As described in detail above, in the particle removing device of the ion implanter according to the present invention, by applying a negative electrode to the graphite layer provided on the side of the beamline, inappropriate ions which have not been injected into the wafer processing chamber are adsorbed onto the graphite layer, thereby causing radioactivity. It is possible to suppress the occurrence and to implant only the desired ions with high purity.

Claims (3)

이온주입기의 내부에 구성된 빔가이드와, 이온빔을 편향시키는 분류자석과, 빔가이드의 내부 측면에 설치되어 이온을 흡수시키는 그래파이트층을 포함한 이온주입기의 파티클 제거장치에 있어서,In the particle removal device of the ion implanter comprising a beam guide configured inside the ion implanter, a classifying magnet for deflecting the ion beam, and a graphite layer provided on the inner side of the beam guide to absorb ions, 상기 빔가이드의 내부 측면에 설치된 그래파이트층에 (-) 극을 인가시킨 것을 특징으로 하는 이온주입기의 파티클 제거장치.Particle removal apparatus of the ion implanter, characterized in that the negative electrode is applied to the graphite layer provided on the inner side of the beam guide. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 빔가이드의 일 측면에는 상기 그래파이트층에 (-)극을 인가시키기 위한 전극부재가 설치된 것을 특징으로 하는 이온주입기의 파티클 제거장치.One side of the beam guide particle removal device of the ion implanter, characterized in that the electrode member for applying a (-) pole to the graphite layer is installed. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 빔가이드와 그래파이트층 사이에는 절연부재가 삽입된 것을 특징으로 하는 이온주입기의 파티클 제거장치.Particle removal apparatus of the ion implanter, characterized in that the insulating member is inserted between the beam guide and the graphite layer.
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