KR0165000B1 - 이온주입기의 배기시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체소자의 제조공정에 사용되는 이온주입기에 관한 것으로 특히 이온주입기에서 발생하는 가스를 배기하는 이온주입기의 배기시스템에 대한 것이다.
종래의 배기장치는 덕트내에서 코로나 방전현상이 일어나 점점 발전 심화되면 절연물이 타게되어 화재 및 분비물에 의해 라인의 오염을 유발하여 환경/안전상에 유해한 손실을 가져오게 되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 극복하기 위한 것으로, 배기 라인에 고온의 질소가스를 불어 라인의 내부에 물분자를 활성시켜 배출하므로서 코로나 현상을 방지하여, 설비의 고장의 원인을 줄이고 환경/안전성을 높일 수 있도록 한 것이다.
Description
제1도는 본 발명에 따른 이온 주입장치의 배기구 구조도.
제2도는 본 발명 배기라인 동작상태도.
제3도는 종래의 이온주입기의 배기구 구조도.
제4도는 종래 배기구에서의 가스의 응착과정을 설명한 것이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 배기 덕트 20 : 오염제거장치
본 발명은 반도체소자의 제조공정에 사용되는 이온주입기에 관한 것으로 특히 이온주입기에서 발생하는 가스를 배기하는 이온주입기의 배기 시스템에 대한 것이다.
반도체제조장치중 하나로서의 이온주입시스템은 이온화된 도펀트(dopant)를 고속으로 가속시켜서 마스킹된 웨이퍼로 주입시키는 설비로서, 웨이퍼로의 불순물도입법에 의해 불순물량과 불순물분포의 제어를 재현성있게 고정도로 실시할 수 있어서, 근래에 들어서는 열확산장치를 대신할 정도로 발전했다. 이와같은 이온주입시스템은 빔 전류량에 따라 크게 두종류로 대별할 수 있는 데, 하나는 빔전류량이 0.5mA-2mA범위인 경우에 사용되는 중전류이온주입기이고, 그리고 다른 하나는 빔전류량이 2mA-30mA범위인 경우에 사용되는 대전류이온주입기이다.
상기 두종류로 대별되는 이온주입기에 있어서, 웨이퍼를 한 장씩 가공실에 넣은 후 처리하는 웨이퍼 투 웨이퍼(wafer to wafer)방식의 이온주입기는 완성도가 높은 장치로서 실용화이후 기술적인 발전은 저조한 실정이었으나, 최근에는 장치의 단위시간당 처리량을 향상시킬 수 있는 더블(double) 웨이퍼가공실을 사용한 이온주입기의 실용화 및 신규라인으로 도입등이 이루어져 시장의 활성화가 계속되고 있는 실정이다.
이와같이 사용증가추세에 있는 더블웨이퍼가공실을 사용하는 이온주입기는 도프(dope)되는 불순물원소의 이온을 생성하는 이온주입소스부와, 이온에 필요한 에너지를 부여하는 빔라인부, 그리고 웨이퍼가공실의 진공 및 대기상태를 조절하여 웨이퍼의 장입 및 인출을 원활하게 할 수 있도록 하는 로드록부(loadlock part)를 포함하는 엔드스테이션부등으로 크게 구성된다.
이와같은 구성을 갖는 이온주입기에 있어서, 특히 엔드스테이션부에서 디스크에 재치된 웨이퍼로 이온빔의 주입을 단속하기 위해 제공되어 있는 빔게이트밸브의 동작에 의해서 패러데이챔버(faraday chamber)내에 단선(wire open) 및 파티클의 발생을 방지하는 것이 반도체장치의 제조수율에 밀접한 관계를 갖는다.
상술한 이온주입기에 있어서 배기부는 고전압을 유지하기 위하여 반드시 고압에 견딜수 있는 전연물(PVC;Polyvinyl Chloride)로 구성되어 있다.
그리고 상기 배기부를 형성하는 절연물은 항상 고압에 견딜수 있는 구조를 가지고 유지되어야 한다.
시간 경과 및 사용조건에 따라 배기부의 내면에서 코로나 방전(Corona Discharge)현상이 발생하게 된다.
배기부 내면의 코로나 방전현상에 의한 결함은 반도체 제조장비인 이온주입기의 고전압의 안정한 상태를 불안전한 상태로 만들어 제품(Divice)의 품질에 영향을 주게 된다.
이러한 코로나 방전의 원인으로는 절연물이 Fe+H2O+(ASH3+PH3+BH3)+P
VC의 화합물로 수분과 철 성분에 의해 배기 라인의 PVC내벽의 절연 내력이 급격히 감소하여 마이크로 방전현상이 일어나고, 촉매 역활인 생성물 속의 수소결합에 의해 점화가 되어 배기구의 PVC재료가 타게된다.
제3도는 종래의 배기부의 구조를 나타낸 것으로, 반응챔버에 배출되는 가스는 덕트(Duct)에 부착되어 있는 차거운 부산물이 펌프에서 나오는 뜨거운 부산물과 서로 접촉하여 배기구 내벽에서 응축(Condensation)되면서 AS205 및 P205가 생성된다.
제4도는 상기 배기구 내벽에서 일어나는 현상을 도시한 것이다.
상기 AS205의 생성은 아래의 반응식(Reaction Formular)에서 나타낸 바와 같다.
여기서 ASH3(아르신)가스와 물분자가 결합하여 발생기 수소와 AS205를 생성하게 된다.
P205도 생성도 마찬가지로 아래와 같은 반응식에 얻어진다.
이때 PH3(포스포르스)가스는 물분자가 결합하여 발생기 수소와 P205를 생성하게 된다.
이렇게 생성된 각각의 AS205 및 P205는 고전압의 상태에서 절연파괴가 발생하여 코로나 방전을 유발하게 된다.
아울러 코로나 방전현상이 점점 발전 심호되면 절연물이 타버려(Burn-out) 단선 및 분비물(By-Product)에 의한 라인 오염을 유발하여 환경/안전상에 유해한 손실을 가져오게 되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점들을 해소하기 위한 것으로 배기 덕트내에 배출되는 배기가스와 다른부산물과 상호 반응되는 것을 막아 배기 라인의 오염시키는 발생원인을 제거하므로서 장비의 내구성을 높여 환경 및 안전을 도모할 수 있는 이온주입기의 배기시스템을 제공하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징으로는 반도체소자의 제조공정에서 발생하는 가스를 배기 시키는 배기라인에 있어서, 상기 장비에서 배출되는 가스와 다른 부산물질이 배기라인의 덕트안에서 반응하여 오염되는 것을 막아주는 오염억제수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이를 위한 상기 오염억제수단은 덕트내에서 코로나 방전이 일어나지 않도록 한다.
이를 위해서 상기 오염억제수단은 덕트의 배기라인에 고온의 질소를 불어 넣어주는 질소공급부로 구성한다.
상술한 구성을 갖는 본 발명은 배기구에서 가스나 부산물들이 응축되는 것을 방지하도록 한 것이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 작용·효과를 첨부된 도면에 따라서 상세히 설명한다.
본 발명은 배기 덕트내에 코로나 방전으로 덕트가 타는 현상으로 인한 덕트의 오염을 막기 위한 것으로, 이 타는 현상이 발생하는 기술적인 요인 3가지 중 하나를 제거하므로서 타는 것을 방지하기 위한 것이다.
상기 코로나 현상이 발생하는 요인으로는 철의 덕트내 철의 유입과, 배기덕트의 재료인 PVC 및 그에 대응하는 절연을 유지하기 위해 반드시 사용하며 재료와, 덕트내에 발생하는 수분이다.
철(Fe)을 발생시키는 요소로는 드라이 펌프(Dry Pump)이며 이 펌프를 사용하는 한 원천적으로 철의 발생을 막을 수 없으며, 상기 덕트부는 반드시 절연물질을 사용한다.
수분의 발생은 리크(Leak)에 외부공기가 침투하여 배기 덕트부와 펌프에서 나오는 뜨거운 부산물이 급격히 식으므로 인한 응축현상으로 인해 외부공기 중에 포함된 물입자가 덕트의 내부에 응결되어 일어난다.
상기 코로나 현상은 상술한 3가지 요건이 충족되어야만 발생하게 되므로, 본 발명에서는 배기 덕트내 수분을 제거하여 코로나 현상에 의한 턱트의 요염을 방지한다.
제1도는 본 발명의 전체적인 구성도를 나타낸 것으로, 배기덕트(10)와 배기 펌프(30)사이에 연결된 배기라인상에 오염제거장치(20)를 설치된 구조를 갖는다.
상기 오염제거장치(20)는 질소가스를 공급하는 질소공급부와 상기 질소가스를 고온의 상태로 가열하는 히터부(20)를 거쳐 상기 배기라인으로 공급되도록 한다.
상술한 구성을 갖는 본 발명은 장비의 리크로 인해 침투된 외부공기에 포함된 수분이 덕트내부에서 배기 덕트부의 펌프에서 나오는 뜨거운 부산물과 이 배기라인에서 응축되지 않도록 고온의 질소가스를 공급한다.
이때 상기 부산물은 고온의 질소가스에 의해 가열되고 내부의 수분을 활성(Activattion)되어 배기내벽에 물 분자에 의한 오염을 막아준다.
제2도는 상기 질소가스가 물분자를 활성시켜 배출하는 과정을 도시한 것이다.
상술한 작용으로 본 발명은 덕트내에서 코로나 방전현상이 발생하는 것을 막아줌으로써 이온주입기의 배기장치내에 코로나 방전으로 인한 설비의 고장의 원인을 줄이고 환경/안전성을 높일 수 있다.
따라서 본 발명은 결과적으로 장비의 생산성 및 제품의 품질을 높이고, 제품의 단가를 낮출수 있는 이점이 있다.
Claims (3)
- 반도체소자의 제조공정에서 발생하는 가스를 배기 시키는 배기라인에 있어서, 상기 장비에서 배출되는 가스와 다른 부산물질이 배기라인의 덕트안에서 반응하여 오염되는 것을 막아주는 오염억제수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 이온주입기의 배기시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 오염억제수단은 덕트내에서 코로나 방전이 일어나지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 이온주입기의 배기시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 오염억제수단은 덕트의 배기라인에 고온의 질소를 불어 넣어주는 질소공급부로 구성된 것을 특징으로 하는 이온주입기의 배기시스템.
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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: 20080904 Year of fee payment: 11 |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |