KR20080036403A - 이온주입기의 파티클 제거장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 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.

이를 실현하기 위한 본 발명은 상기 빔가이드의 내부 측면에 설치된 그래파이트층에 (-)극을 인가시킨 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 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.

임플란트, 이온주입기, 그래파이트, 흡착

Description

이온주입기의 파티클 제거장치 {Apparatus for particle removing of Ion Implanters}

도 1은 일반적인 이온주입기의 구성을 보여주는 개략도,

도 2는 종래 빔가이드의 내부 구조를 보여주는 구성도,

도 3은 본 발명에 따른 이온주입기의 파티클 제거장치를 보여주는 개략적인 구성도,

도 4는 도 3의 A부분 상세도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 진공부 20 : 이온 공급부

30 : 빔가이드 31 : 분류자석

32 : 그래파이트층 35 : 이온빔

40 : 가속기 50 : 웨이퍼가공실

100 : 전극부재 110 : 고정브라켓

130 : 파워서플라이 150 : 절연부재

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.

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.

도 1은 일반적인 이온주입장비의 구성을 보여주는 개략도이고, 도 2는 종래 빔가이드의 내부 구조를 보여주는 구성도이다.

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.

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.

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.

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.

이 경우 주어진 자기장의 세기에서 가벼운 이온(36)들은 쉽게 구부러지는 반면에, 무거운 질량을 가진 이온(37)들은 적당한 각도에서 구부러지기가 어렵다.

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.

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.

또한, 상기와 같이 바운드 된 이온(37a)이 웨이퍼가공실(50)로 유입되면 순도 높은 이온을 임플란트(Implant)하지 못하는 문제점이 있다.

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.

상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 이온주입기의 파티클 제거장치는,

이온주입기의 내부에 구성된 빔가이드와, 이온빔을 편향시키는 분류자석과, 빔가이드의 내부 측면에 설치되어 이온을 흡수시키는 그래파이트층을 포함한 이온주입기의 파티클 제거장치에 있어서,

상기 빔가이드의 내부 측면에 설치된 그래파이트층에 (-)극을 인가시킨 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 빔가이드의 일측면에는 상기 그래파이트층에 (-)극을 인가시키기 위한 전극부재가 설치된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 빔가이드와 그래파이트층 사이에는 절연부재가 삽입된 것을 특징으로 한다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

여기서, 종래 구성과 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호 및 명칭을 사용한다.

도 3은 본 발명에 따른 이온주입기의 파티클 제거장치를 보여주는 개략적인 구성도이고, 도 4는 도 3의 A부분 상세도이다.

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.

도 3을 참조하면, 이온주입기의 내부에 구성된 빔가이드(30)의 상/하부에는 이온빔을 편향시키는 분류자석(31)이 구성되어 있다.

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.

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.

이를 구현하기 위한 본 발명은 상기 빔가이드의 일 측면에는 상기 그래파이트층(32)에 (-)극을 인가시키기 위한 전극부재(100)가 구비된다.

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.

상기 전극부재(100)는 내부에 구성된 그래파이트층(32)에 연결되어, 상기 그래파이트층(32)에 (-)극을 인가시키게 된다.

또한, 상기 빔가이드(30)와 그래파이트층(32) 사이에는 절연체인 절연부재(150)가 삽입되어 있다.

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.

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.

따라서, 상기 부적합한 이온들(36)(37)을 그래파이트층(32)에서 흡착하여 소멸시킴으로써, 상기 웨이퍼가공실(50)에서는 고순도의 원하는 이온(35)만을 임플란트시키는 것이 가능해진다.

또한, 부적합한 이온들 (36)(37)로 인한 방사능 발생을 억제할 수 있게 된다.

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.

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.

Claims (3)

1. 이온주입기의 내부에 구성된 빔가이드와, 이온빔을 편향시키는 분류자석과, 빔가이드의 내부 측면에 설치되어 이온을 흡수시키는 그래파이트층을 포함한 이온주입기의 파티클 제거장치에 있어서,

   상기 빔가이드의 내부 측면에 설치된 그래파이트층에 (-) 극을 인가시킨 것을 특징으로 하는 이온주입기의 파티클 제거장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 빔가이드의 일 측면에는 상기 그래파이트층에 (-)극을 인가시키기 위한 전극부재가 설치된 것을 특징으로 하는 이온주입기의 파티클 제거장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 빔가이드와 그래파이트층 사이에는 절연부재가 삽입된 것을 특징으로 하는 이온주입기의 파티클 제거장치.

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