KR100664804B1 - 이온주입장비의 디스크어셈블리 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이온주입장비의 디스크어셈블리에 관한 것으로서, 웨이퍼가 고정되는 디스크패드(40a)가 일정 간격을 가지고 원주 방향을 따라 배치되고, 이온빔이 통과하는 패러데이 홀(faraday hole:41)이 형성되는 디스크(40)와, 디스크(40)의 중심부에 설치되는 회전축(42)과, 회전축(42)을 회전시키고 상, 하로 이동시키는 제 1 모터(43) 및 제 2 모터(44)를 포함하되, 디스크패드(40a)와 디스크패드(40a)의 사이마다 설치되는 정전척(100)과, 정전척(100)에 정전기를 유도하여 이온주입공정 중 발생하는 파티클을 상기 정전척으로 하여 집진하도록 회전축 상에 설치되는 정전기유도수단이 더 포함된다. 따라서 이온주입공정 중 발생되는 파티클을 집진할 수 있는 장치를 디스크어셈블리에 제공함으로써, 파티클에 의한 웨이퍼의 손상을 방지하여 수율이 향상되는 효과를 가지고 있다.
디스크, 디스크패드, 정전척, 정전기유도수단
Description
도 1은 종래의 이온주입장비를 개략적으로 도시한 평면도이고,
도 2는 종래 이온주입장비의 디스크를 도시한 정면도이고,
도 3은 종래 이온주입장비의 공정챔버를 도시한 단면도이고,
도 4는 본 발명에 따른 이온주입장비의 디스크어셈블리의 정면도이고,
도 5는 본 발명에 따른 이온주입장비의 디스크어셈블리의 배면도이고,
도 6은 본 발명에 따른 이온주입장비의 디스크어셈블리의 측면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
40 : 디스크 40a : 디스크패드
42 : 회전축 100 : 정전척
110 : 회전체 112 : 베어링
114 : 브러쉬(brush) 115 : 코일
116 : 풀리 118 : 모터
120 : 전원공급부
본 발명은 이온주입장비에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이온주입공정 중 웨이퍼의 손상을 가져오는 파티클을 집진하여 제거할 수 있는 이온주입장비의 디스크어셈블리에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자를 제조하기 위한 공정 중에서 이온주입공정은 순수 실리콘(Si) 웨이퍼의 표면에 있는 불순물을 플라즈마 상태의 이온빔 상태로 만든 후, 웨이퍼 표면에 침투시켜 필요한 전도형 및 비저항의 소자를 얻는 공정이다.
종래의 이온주입공정을 실시하는 이온주입장비를 첨부된 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 이온주입장비를 개략적으로 도시한 평면도이다. 도시된 바와 같이, 소스 헤드(source head: 10)로부터 추출되는 이온빔은 소스 마그넷(source magnet:20)을 거치면서 이온화 확률이 증가되어 질량분석기(30)로 공급되고, 질량분석기(30)로 공급된 이온빔은 자장에 의해 회전되면서 정량분석이 이루어져서 공정챔버(50)내의 디스크(40)에 장착된 웨이퍼(W)로 주입된다.
디스크(40)를 포함하는 공정챔버(50)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같다.
디스크(40)는 웨이퍼(W)가 고정되는 디스크패드(40a)가 일정 간격을 가지고 원주 방향을 따라 배치되고, 이온빔이 통과하는 직사각형의 패러데이 홀(faraday hole:41)이 형성된다.
또한, 디스크(40)는 후측면의 회전 중심에 회전축(42)이 결합되며, 회전축(42)에는 회전축(42)을 회전시키는 제 1 모터(43)와, 회전축(42)을 상, 하로 이동시키는 제 2 모터(44)가 각각 기계적으로 결합된다.
디스크(40)에 고정된 웨이퍼(W)에 이온빔이 디스크(40)의 전면으로 입사되면 제 1 모터(43)의 구동에 의해 디스크(40)가 회전함으로써 X축, 즉 웨이퍼(W)의 좌우에 대하여 일정하게 이온을 주입할 수 있으며, 제 2 모터(44)의 구동에 의해 디스크(40)가 상하로 이동함으로써 Y축, 즉 웨이퍼(W)의 상하에 대하여 일정하게 이온을 주입할 수 있다.
그리고 디스크(40)는 패러데이 홀(41)의 후축에 패러데이 홀(41)을 통해 입사되는 이온빔의 이온량에 비례하는 전류를 발생시켜 도즈량을 산출 및 제어하는 도즈적분 컨트롤러(dose integrator controller:70)로 공급되는 디스크 패러데이(60)가 설치된다.
도즈적분 컨트롤러(70)는 디스크 패러데이(60)로부터 공급되는 전류의 흐름을 통해 도즈(dose)량을 산출하며, 산출된 도즈량이 미리 설정된 도즈량에 도달하도록 공정시간을 제어한다. 즉, 산출된 도즈량이 미리 설정된 도즈량에 도달시 웨이퍼(W)로의 이온주입을 정지시키기 위해 이온주입장비의 시스템 컨트롤러(미도시)로 제어신호를 출력한다.
이와 같은 종래의 이온주입장비에 있어서, 장비의 인스톨이나 공정챔버(50)내의 디스크(40) 교체 후에 데이터를 가지고 디스크(40)의 앵글을 정렬하는 모니터링 방법이 사용되고 있다. 예를 들면, 디스크(40)의 교체 후 브이-커브(v-curve)작업을 통해서 디스크(40)의 앵글이 0°를 이루도록 수동으로 맞추었다.
여기서 참고로 v-curve란, 이전에 디스크 0°앵글을 기준으로 좌우 ±1°씩 앵글을 틀어서 각각의 웨이퍼에 데이터를 비교하여 디스크의 앵글을 정렬하는 작업 이다.
그런데, 이러한 이온주입공정 중 파티클이 발생되어지며, 이 파티클이 웨이퍼에 부착되어 심각한 손상을 주게 된다. 따라서 이러한 파티클을 집진하여 제거할 수 있는 장치가 필요하였다.
본 발명은 상기한 바와 같은 결점을 해소시키기 위하여 안출된 것으로서, 이온주입공정 중 발생되는 파티클을 집진할 수 있는 장치를 디스크어셈블리에 제공함으로써, 파티클에 의한 웨이퍼의 손상을 방지한 이온주입장비의 디스크어셈블리를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 이온주입장비의 디스크어셈블리에 있어서, 웨이퍼가 고정되는 디스크패드가 일정 간격을 가지고 원주 방향을 따라 배치되고, 이온빔이 통과하는 패러데이 홀(faraday hole)이 형성되는 디스크와, 디스크의 중심부에 설치되는 회전축과, 회전축을 회전시키고 상, 하로 이동시키는 제 1 모터 및 제 2 모터를 포함하되, 디스크패드와 디스크패드의 사이마다 설치되는 정전척과, 정전척에 정전기를 유도하여 이온주입공정 중 발생하는 파티클을 집진하도록 회전축 상에 설치되는 정전기유도수단이 더 포함되는 이온주입장비의 디스크어셈블리를 제공한다.
본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 아래에 기술되는 발명의 바람직한 실시 예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 이온주입장비의 디스크어셈블리의 정면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 이온주입장비의 디스크어셈블리의 배면도이며, 도 6은 본 발명에 따른 이온주입장비의 디스크어셈블리의 측면도이고, 선행기술에 도시된 실시예와 동일한 구성부재에 대해서는 종래 도면을 참조하여 동일한 도면 부호로서 설명한다.
웨이퍼(W)가 고정되는 디스크패드(40a)가 일정 간격을 가지고 원주 방향을 따라 배치되고, 이온빔이 통과하는 직사각형의 패러데이 홀(faraday hole:41)이 형성되는 디스크(40)와, 그 디스크(40)에는 후측면으로 회전 중심에 회전축(42)이 결합되며, 회전축(42)에는 회전축(42)을 회전시키는 제 1 모터(43)와, 회전축(42)을 상, 하로 이동시키는 제 2 모터(44)가 각각 기계적으로 결합된다.
그리고 디스크(40)는 패러데이 홀(41)의 후축에 패러데이 홀(41)을 통해 입사되는 이온빔의 이온량에 비례하는 전류를 발생시켜 도즈량을 산출 및 제어하는 도즈적분 컨트롤러(dose integrator controller:70)로 공급되는 디스크 패러데이(60)가 설치된다.
여기서 도 4에 도시된 본 발명의 특징에 따라서 디스크(40)의 가장자리에서 원주 방향으로 일정하게 배치된 디스크패드(40a)와 디스크패드(40a)의 사이 사이에 정전척(100)이 설치되고, 이 정전척(100)에 정전기를 유도하여 이온주입공정 중 발 생하는 파티클을 집진하도록 하는 정전기유도수단이 설치된다.
정전척(100)은, 고정자로서 그 형상은 원형 또는 다각형이면 가능한 도체(導體) 또는 유전체(誘電體)인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 정전척(100)의 전면측에는 탄화규소(SIC)로 코팅되는 것이다.
또한, 도 5 및 도 6에서와 같이 정전기유도수단은, 회전축(42)의 외주면 상에 베어링(112)을 매개로 하는 회전체(110)가 설치되며, 이 회전체(110)를 중심으로 하여 대칭되는 한 쌍의 브러쉬(114)가 설치된다. 이 브러쉬(114)는 중심의 회전축(42)으로부터 정전척(100)에 전하를 전달할 수 있는 영향권의 거리까지 이어진다.
그리고 브러쉬(114) 상에는 코일(115)이 권선 되어지며, 이 코일(115)의 일단에는 전원공급부(120)가 전기적으로 연결되어 있다. 바람직하게는 전원공급부(120)로부터의 전류는 흐르는 방향이 교번되어 공급된다.
또한, 회전체(110)에는 풀리(116)가 연결되고, 풀리(116)측에는 모터(118)가 설치되어 디스크(40)와는 별도로 회전을 하게 된다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 이온주입장비의 디스크어셈블리의 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 소스 헤드(source head: 10)로부터 추출되는 이온빔은 소스 마그넷(source magnet:20)을 거치면서 이온화 확률이 증가되어 질량분석기(30)로 공급되고, 질량분석기(30)로 공급된 이온빔은 자장에 의해 회전되면서 정량분석이 이루어져서 공정챔버(50)내의 디스크(40)에 장착된 웨이퍼(W)로 주입된다.
디스크(40)에 고정된 웨이퍼(W)에 이온빔이 디스크(40)의 전면으로 입사되면 제 1 모터(43)의 구동에 의해 디스크(40)가 회전함으로써 X축, 즉 웨이퍼(W)의 좌우에 대하여 일정하게 이온을 주입할 수 있으며, 제 2 모터(44)의 구동에 의해 디스크(40)가 상하로 이동함으로써 Y축, 즉 웨이퍼(W)의 상하에 대하여 일정하게 이온을 주입할 수 있다.
이러한 이온주입공정 중 필연적으로 파티클이 발생되어지나, 본 발명에서는 디스크패드(40a)의 사이에 설치된 정전척(100)에 의하여 집진되어 진다.
즉, 회전축(42)에 의하여 디스크(40)는 회전을 하게 되며, 이와 별도로 회전체(110)는 모터(118)와 풀리(116) 그리고 베어링(112)에 의하여 회전이 이루어진다. 따라서 회전체(110)에 설치된 브러쉬(114)도 같이 회전을 하게 되며, 이와 동시에 브러쉬(114)에 권선된 코일(115)에서는 전원공급부(120)에서 교번되는 전류가 흐르게 된다.
따라서 코일(115)로부터 교번되는 전원을 공급받은 브러쉬(114)가 회전하면서 도체 또는 유전체인 정전척(100)에 접근될 때, 브러쉬(114)가 만드는 정전기장의 영향으로 정전척(100)의 표면에 전하가 나타나게 되며, 이 전하는 부유하는 파티클을 집진하게 된다.
그리고 정전척(100)에 코팅된 탄화규소는 표면이 비교적 거칠어서 정전기가 더욱 크게 발생되어 집진 효과가 크게된다.
한편, 정전척(100)에 집진된 파티클은 유지 보수시 정전척(100)에 집진된 파티클을 제거하게 된다.
이처럼 파티클을 집진할 수 있는 정전척(100)을 디스크어셈블리에 설치함으로써, 파티클에 의한 웨이퍼의 손상을 방지할 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 이온주입장비의 디스크어셈블리를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 이온주입장비의 디스크어셈블리에서는, 이온주입공정 중 발생되는 파티클을 집진할 수 있는 장치를 디스크어셈블리에 제공함으로써, 파티클에 의한 웨이퍼의 손상을 방지하여 수율이 향상되는 효과를 가지고 있다.
Claims (3)
- 이온주입장비의 디스크어셈블리에 있어서,웨이퍼가 고정되는 디스크패드가 일정 간격을 가지고 원주 방향을 따라 배치되고, 이온빔이 통과하는 패러데이 홀(faraday hole)이 형성되는 디스크와,상기 디스크의 중심부에 설치되는 회전축과,상기 회전축을 회전시키고 상, 하로 이동시키는 제 1 모터 및 제 2 모터를 포함하되,상기 디스크패드와 디스크패드의 사이 마다 설치되는 정전척과,상기 정전척에 정전기를 유도하여 이온주입공정 중 발생하는 파티클을 집진하도록 상기 회전축 상에 설치되는 정전기유도수단이,더 포함되는 이온주입장비의 디스크어셈블리.
- 제 1 항에 있어서,상기 정전척은,전면에 탄화규소(SIC)로 코팅된 도체 또는 유전체인 것을 특징으로 하는 이온주입장비의 디스크어셈블리.
- 제 1 항에 있어서,상기 정전기유도수단은,상기 회전축에 베어링을 매개로 풀리와 모터로하여 회전 가능하게 설치되는 회전체와,상기 회전체에 설치되는 한 쌍의 브러쉬와,상기 브러쉬에 권선되는 코일과,상기 코일에 흐르는 전류의 방향을 교번하여 공급하는 전원공급부로,구성되는 이온주입장비의 디스크어셈블리.
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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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