KR0178007B1 - 이온 주입기의 이온 소스 체결 장치 - Google Patents

이온 주입기의 이온 소스 체결 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이온 소스의 정기 검사나 수시 작업을 할 때 이온 빔 선별기의 인 라인 밸브에 이온 소스의 하우징을 간편하게 분리 및 접속 체결할 수 있는 이온 주입기의 이온 소스 체결 장치에 관한 것으로서, 이온 빔 측정부의 인 라인 밸브에 이온 소스 하우징의 플랜지를 접촉시켜 상기 양 부재를 상,하에서 각 각 사방으로 에워 싸며 균등한 힘으로 일시에 고정할 수 있는 체결 수단이 구비된 것을 특징으로하여, 종래와 같이 원주 전체를 균등한 힘을 가해야만 하는 불편한 점을 해소하여 부분적으로 간편하게 체결할 수 있으므로 적정 수준의 진공 상태를 유지하는 시일링(Sealing) 효과가 있을 뿐만 아니라, 작업성이 더욱 향상되므로 이온 주입기의 유지 및 보수를 보다 용이하게 하는 효과가 있다.

Description

이온 주입기의 이온 소스 체결 장치
제1도는 종래의 이온 주입기의 이온 소스 체결 장치를 나타낸 측면도.
제2도는 제1도의 정면도.
제3도는 본 발명에 따른 이온 주입기의 이온 소스 체결 장치를 나타낸 분해 사시도.
제4도는 제3도의 체결 장치가 결합된 상태의 측면도.
제5도는 제3도의 정면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 이온 빔 선별부 20 : 인 라인 밸브
30 : 이온 소스 하우징 32 : 플랜지
40 : 체결 수단 42 : 후면바
44 : 측면바 46 : 전면바
46b : 돌출 키
본 발명은 반도체의 제조에 사용되는 이온 주입기의 이온 소스 체결 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이온 소스의 정기 검사나 수시 작업을 할 때 이온 빔 선별부의 인 라인 밸브에 이온 소스에 하우징을 간편하게 분리 및 접속 체결할 수 있는 이온 주입기의 이온 소스 체결 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 제조 장비 중에서 이온 주입기는 반도체 웨이퍼상에 불순물, 예를 들어 B, P, As 등을 이온화 상태로 주입시켜 전기적인 특성을 갖게 하는 장비이다.
상기 이온 주입기를 구성하는 부분, 예를 들면 이온 소스부, 이온 빔 선별부, 빔 가속부, 빔 집속부 등에서 가장 중요한 역할을 담당하는 이온 소스부는 그 진공 챔버 내부로 BF3, PH3, AsH3등의 가스를 선택적으로 인입시킨 후 내장된 필라멘트의 가열로 발생되는 고온의 열에 의하여 생성하는 열전자와 충돌시킴으로써 이온을 발생하는 것으로서, 이 때 아아크 전압 및 소스 마그네트 자장이 이용된다.
그리고 이온 빔 선별부는 상기 이온 소스부에서 생성된 이온 빔 중에서 필요한 이온만을 자석의 힘에 의하여 선택적으로 통과시키는 역할을 하는 것으로서, 상기 선별부로 통하는 인 라인 밸브에 이온 소스 하우징이 접속된다.
이러한 이온화가 진행될 때에 가스의 (-) 극성을 가진 이온이 소스 하우징 내벽과 전극 및 인슐레이터 등에 침적되어지면, 소스 내부에 파티클이 발생하여 고전압의 방전이 유발된다.
또한 인슐레이터의 절연 성능이 저하되어 역시 고전압의 방전이나 전압 강하 현상이 유발되므로 결국에는 이온 주입 공정을 불가능하게 하는 요인으로 작용한다.
종래에는, 제1도 및 제2도에서 나타낸 바와 같이, 예를 들어 미국 베리언사의 300 XP 이온 주입기에 있어서, 상술한 오염현상을 제거하기 위하여 정기적인 검사나 수리 작업을 할 때 이온 빔 선별부(1)의 인 라인 밸브(2)에 접속되는 이온 소스 하우징(3)을 다수의 나사(4)를 이용하여 탈착하게 되어있다.
즉, 이온 소스 하우징(3)의 플랜지(3a)에 형성된 대략 6 개의 나사 체결공과 인 라인 밸브(2)의 나사 체결공을 정열시켜 나사(4)를 삽입 체결한다.
그러나, 이온 소스 하우징(3)을 탈착할 때에 상기 하우징(3)의 중량이 대략 15Kg 으로 비교적 무겁기 때문에 나사(4)를 삽입하게되는 체결공간의 정렬이 용이하지 못할 뿐만 아니라 주변의 기기 들이 근접하고 있으므로 탈착 작업을 상당이 힘들게 하는 문제점을 내포하고 있다.
예를 들어, 2 개월에 한 번 정도로 정기 검사나 수시로 작업을 할 때 나사 체결공이 대략 4 개 인 경우에 탈착 작업에 소요되는 시간은 약 1 시간 내지 4 시간으로 상당히 많은 시간이 소요되고 있는 실정이다.
또한, 매번 탈착 작업을 할 때마다 6 개의 나사 체결공 중 3 내지 4 개의 나사 체결공 내부의 나사산이 모두 손상되거나, 나사 체결공 내벽도 마멸되어 2 내지 3 개의 나사(4)만이 간신히 체결되어짐에 따라 이온 소스의 챔버에서 가장 중요한 고진공 상태, 즉 2 × 10-7Torr 정도의 수준을 유지할 수 없는 누설의 원인이 된다.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해소하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 이온 소스의 정기 검사나 수시 작업을 할 때 이온 빔 선별부의 인 라인 밸브에 이온 소스의 하우징을 간편하게 탈착할 수 있는 체결 수단이 구비됨으로써 작업성을 더욱 향상시킬 수 있는 이온 주입기의 이온 소스 체결 장치를 제공하는 데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이온 주입기의 이온 소스 체결 장치는, 이온 빔 선별부의 인 라인 밸브에 이온 소스 하우징의 플랜지를 접촉시켜 상기 양 부재를 상,하에서 각 각 사방으로 에워 싸며 균등한 힘으로 일시에 고정할 수 있는 체결 수단이 구비된 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 더욱 상세히 설명한다.
제3도는 본 발명에 따른 이온 주입기의 이온 소스 체결 장치를 나타낸 분해 사시도이고, 제4도 및 제5도는 제3도의 체결 장치가 결합된 상태의 측면도 및 정면도이다.
상기 도면에서, 본 발명의 체결 장치는 이온 주입기의 본체 중 이온 빔 선별부(10)의 인 라인 밸브(20)에 이온 소스 하우징(30)을 탈착하는 데 사용되는 것으로서, 상,하 한 쌍의 체결 수단(40)을 구비한다.
상기 체결 수단(40)은 인 라인 밸브(20)의 후면 상,하부에 각각 삽입되는 후면바(42)와, 상기 후면바(42)의 좌,우 양측에 각각 직교하도록 체결되는 측면바(44)와, 상기 측면바(440의 각 선단에 이온 소스 하우징(30)의 플랜지(32) 전면과 밀착되며 상기 후면바(42)와 각각 대향하도록 체결되는 전면바(46)로 이루어 진다.
즉, 상기 후면바(42)는 상,하 한 쌍으로 이루어지고, 그 양측에는 나사공(42a)이 형성된다.
상기 측면바(44)는 상기 후면바(42)의 나사공(42a)에 각각 삽입 체결되도록 좌,우 두 쌍으로 이루어지고, 그 일측이 숫나사로 된 체결부(44a)가 형성되고, 그 타측이 암나사로 된 나사공(44b)이 형성된다.
그리고 상기 전면바(46)는 후면바(42)와 측면바(44)가 조립된 후 상기 측면바(44)의 나사공(44b)에 각각 대략 10 mm 정도의 육각나사(48)로 조립되는 것으로 상,하 한쌍으로 이루어지고, 그 양측에는 나사공(46a)이 형성된다.
또한 상기 전면바(46)의 중앙에는 이온 소스 하우징(30)의 플랜지(32)에 형성되어있는 통공에 삽입되어 정렬 및 체결이 용이하도록 돌출키(46b)가 구비된다.
이와 같은 체결 수단(40)이 이온 빔 선별부(10)에 장착될 때에는, 먼저 후면바(42)를 인 라인 밸브(20)의 뒷편에 삽입한 후, 상기 후면바(42) 좌,우의 나사공(42a)에 각각 측면바(44)의 체결부(44a)를 삽입 체결한다.
이후, 이온 소스 하우징(30)을 착탈할 때 인 라인 밸브(20)에 이온 소스 하우징의 플랜지(32)를 살짝 접촉시킨 상태에서, 전면바(46)의 돌출키(46b)를 삽입시켜 체결 위치를 정렬하여 전면바(46)를 측면바(44)에 접촉시킨다.
최종적으로, 측면바(44)와 전면바(46)의 나사공(44b)(46a)에 대형의 나사(48)를 삽입하여 죄어주면 인 라인 밸브(20)와 이온 소스 하우징(30)은 대단히 강한 힘, 약 1 ton 이상의 힘으로 체결된다.
이러한 본 발명의 체결 장치는, 종래에는 인 라인 밸브가 통상 주물로 되어있으므로 전혀 외부에 요철 부위가 없어서 부착시키기 불편한 단점을 극복하도록 사방을 에워싸는 방식을 채용한 것이다.
더욱이, 전면바의 중앙에 돌출 키를 구비함으로써 간편하게 체결점을 정렬할 수 있어서 결국 이온 소스 하우징 내부의 이온 빔이 정확히 정렬되어 적정한 빔 전류를 형성시킬 수 있어서 바람직하다.
상술한 본 발명에 따른 이온 주입기의 이온 소스 체결 장치에 의하면, 종래와 같이 원주 전체를 균등한 힘을 가해야만 하는 불편한 점을 해소하여 간편하게 체결할 수 있으므로 적정 수준의 진공 상태를 유지하는 시일링(Sealing) 효과가 있을 뿐만 아니라, 작업성이 더욱 향상되므로 이온 주입기의 유지 및 보수를 보다 용이하게 하는 효과가 현저하다.

Claims (3)

  1. 이온 빔 측정부의 인 라인 밸브에 이온 소스 하우징의 플랜지를 접촉시켜 상기 양 부재를 상,하에서 각 각 사방으로 에워 싸며 균등한 힘으로 일시에 고정할 수 있는 체결 수단이 구비된 것을 특징으로 하는 이온 주입기의 이온 소스 체결 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 체결 수단은 인 라인 밸브의 후면 상,하부에 각각 삽입되는 후면바와, 상기 후면바의 좌우 양측에 각각 직교하도록 체결되는 측면바와, 상기 측면바의 각 선단에 이온 소스 하우징의 플랜지 전면과 밀착되며 상기 후면바와 각각 대향하도록 체결되는 전면바로 이루어 진 것을 특징으로 하는 이온 주입기의 이온 소스 체결 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 전면바는 그 중앙에 이온 소스 하우징의 플랜지에 형성되어있는 통공에 삽입되어 정열 및 체결이 용이하도록 돌출 키가 구비된 것을 특징으로하는 이온 주입기의 이온 소스 체결 장치.
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