KR100672835B1

KR100672835B1 - 이온 임플랜터의 이온 발생 장치

Info

Publication number: KR100672835B1
Application number: KR1020010027739A
Authority: KR
Inventors: 박병현; 채승원
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2001-05-21
Filing date: 2001-05-21
Publication date: 2007-01-22
Also published as: KR20020088771A

Abstract

반도체 장치의 제조를 위한 이온 임플랜터의 이온 발생 장치가 개시되어 있다. 상기 이온 발생 장치는 아크 챔버의 내부에 취부되어 열전자를 방출하는 필라멘트와 상기 필라멘트와 상기 아크 챔버를 절연하는 필라멘트 절연체 및 상기 필라멘트와 아크 챔버 사이에 발생될 수 있는 전기적 쇼트를 방지하는 쉴드를 구비한다. 상기 아크 챔버의 일측 벽에 구비되는 두 개의 홀에 상기 필라멘트 절연체의 일단이 각각 억지끼워맞춤 결합된다. 상기 필라멘트 절연체에 형성되는 관통홀에 상기 필라멘트의 전원 연결부가 억지끼워맞춤 결합되어 상기 아크 챔버의 외부로 노출되고, 상기 열전자를 방출시키기 위한 전원과 연결된다. 또한, 상기 아크 챔버의 내부로 노출되는 상기 필라멘트 절연체의 타단에 상기 쉴드가 억지끼워맞춤 결합된다. 그러므로, 상기 필라멘트는 상기 아크 챔버에 간단하게 조립될 수 있고, 이에 따른 조립 시간의 단축과 종래에 사용되던 고가의 필라멘트 나사를 사용하지 않음에 따른 재료비의 절감으로 제품의 제조 원가가 절감된다.

Description

이온 임플랜터의 이온 발생 장치{Ion Generating Apparatus of Ion Implanter}

도 1은 종래의 이온 임플랜터의 이온 발생 장치를 설명하기 위한 개략도이다.

도 2는 본 발명에 따른 이온 임플랜터의 이온 발생 장치를 설명하기 위한 개략도이다.

도 3은 도 2에 도시한 필라멘트 절연체를 설명하기 위한 사시도이다.

도 4는 본 발명에 따른 이온 발생 장치의 조립 과정을 설명하기 위한 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10, 100 : 아크 챔버 20, 110 : 필라멘트

30, 130 : 필라멘트 전원 40, 150 : 가스 공급구

50, 160 : 리플렉터 60 : 내측 절연체

70 : 외측 절연체 80 : 필라멘트 나사

120 : 필라멘트 절연체 140 : 쉴드

170 : 리플렉터 절연체 180 : 가스 추출구

본 발명은 반도체 장치의 제조를 위한 이온 임플랜터(Ion Implanter)에 관한 것이다. 보다 상세하게는 이온 임플랜터의 이온 발생 장치에 관한 것이다.

최근 정보 통신 기술의 발달과 개인용 컴퓨터 및 정보 통신 장비가 급속도로 보급됨에 따라 반도체 장치는 고속의 처리 속도와 대용량의 저장 능력 및 높은 안정성이 요구되고 있다. 이에 따라 반도체 장치의 제조 기술은 집적도, 신뢰도 및 응답 속도 등을 향상시키는 방향으로 발전되고 있다.

일반적으로 반도체 장치는 증착, 사진, 식각, 이온 주입 등의 공정을 반복적으로 수행하여 제조된다. 통상적으로 이온 주입 공정은 반도체 장치의 제조 공정 중 열 확산 기술과 더불어 기판 속으로 불순물을 넣어 소자가 전기적 특성을 갖도록 하는 불순물 주입 기술이다.

상기 이온 주입 공정은 열확산 기술에 의하여는 실현이 불가능하거나, 매우 곤란한 저농도 불순물 도입이나 절연막을 통한 도핑 등을 가능하게 하며, 특히 웨이퍼로 주입되는 이온의 수를 전류의 제어에 의하여, 그리고 이온의 주입되는 깊이는 가속 전압의 제어에 의하여 임의로 조절할 수 있다는 점에서 매우 주목받고 있다.

이온 주입 기술의 원리는 고에너지의 이온을 기판인 웨이퍼에 충돌시켜서 물리적으로 매립하는 방법으로, 4족의 실리콘에 대하여 3족 또는 5족의 붕소(B), 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등의 이온을 사용한다.

상기 이온 주입 기술에 사용되는 이온 발생 장치에 대한 일 예가 대한민국 특허 공개 제2000-0020760호에 개시되어 있고, 상기 이온을 발생시키는 아크 챔버에 대한 일 예가 대한민국 특허 공개 제2000-0031240호와 대한민국 특허 공개 제2001-0009509호에 개시되어 있다.

이온 주입 기술에 사용되는 이온 주입 장치는 이온 공급원, 질량 분석기, 가속관, 이온 편향계 및 이온 주입실로 이루어지며, 전체가 고진공계로 이루어진다.

도 1은 종래의 이온 발생 장치를 설명하기 위한 개략도이다.

도 1를 참조하면, 아크 챔버(10, Chamber) 내에 열전자들의 방출을 위한 필라멘트(20,Filament)가 취부되어 있고, 필라멘트(20)에는 열전자 방출을 위한 전원(30)이 연결되어 있다. 아크 챔버(10)의 일측 벽에는 웨이퍼에 주입될 원소를 공급하기 위한 가스 공급구(40)가 구비되고, 필라멘트(20)가 설치되는 일측 벽에 대향하는 타측 벽에는 리플렉터(50, Reflector)가 설치되어 있다.

아크 챔버(10)의 일측 벽은 필라멘트(20)를 설치하기 위한 두 개의 홀이 구비되고, 아크 챔버(10)의 내측에서 필라멘트(20)와 아크 챔버(10) 사이의 절연을 위한 내측 절연체(60, Inner Insulator)가 상기 홀로 삽입되어 설치된다. 또한, 상기 홀의 외측에는 외측 절연체(70, Outer Insulator)가 구비된다. 내·외측 절연체(60, 70)는 중앙부에 나사공을 구비하고, 필라멘트 나사(80)가 상기 나사공을 관통하여 조립된다. 필라멘트 나사(80)의 중앙부에는 필라멘트(20)가 조립되는 홀이 구비되어 홀에 필라멘트(20)가 조립된다.

필라멘트(20)에 전원이 공급되면 아크 챔버(10)의 내부로 열전자들이 방출되 고, 상기 열전자들은 가스 공급구(40)를 통해 공급되는 3족 또는 5족의 원소들과 충돌하여 상기 원소들을 이온화시킨다. 상기 이온화된 원소들은 질량 분석기를 통해 목적하는 이온이 선별되고, 가속관에 의하여 가속되며, 계속해서 이온 편향계에 의하여 편향되어 이온 주입실 내에 로딩된 웨이퍼를 향하여 이온빔의 형태로 주사되며, 가속관에 의하여 가속되어 높은 에너지를 갖는 이온들은 웨이퍼에 소정 깊이로 매립되게 된다.

상기 이온 발생 장치를 장시간 사용할 경우, 아크 챔버(10) 내로 공급되는 원소들에 의해 필라멘트(20)와 내측 절연체(60) 및 필라멘트 나사(80)에 침적물이 침적되고, 상기 침적물과 아크 챔버(10)의 고열에 의해 필라멘트(20)의 수명이 떨어지게 된다. 따라서 내측 절연체(60)와 필라멘트 나사(80)는 일회성 소모품으로 자주 교체해 주어야 한다.

상기와 같은 문제점으로 인하여 내측 절연체(60)와 필라멘트 나사(80)를 교체하는 경우 필라멘트(20), 내·외측 절연체(60, 70) 및 필라멘트 나사(80)를 조립하는데 장시간이 소요된다. 또한 필라멘트 나사(80)의 재질은 탄탈륨으로 가격이 비싼 단점이 있고, 이로 인한 재료비 상승과 상기 조립 시간에 따른 인건비 상승으로 제조 원가를 상승시키는 문제점이 발생된다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 짧은 시간에 정비 및 교체를 수행할 수 있고, 재료비를 절감할 수 있는 절연체를 구비하는 이온 임플랜터의 이온 발생 장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성할 수 있는 본 발명은 간단한 작업으로 조립이 가능하고, 고가의 부품을 사용하지 않는 이온 임플랜터의 이온 발생 장치를 제공한다. 상기 이온 발생 장치는 필라멘트와 필라멘트 절연체(Insulator) 및 쉴드(Shild)를 구비한다.

상기 필라멘트는 열전자 방출을 위한 열전자 방출부를 구비하고, 상기 열전자 방출부의 양측 단부에 동일한 방향으로 평행하게 연결되는 전원 연결부를 구비하고, 상기 열전자 방출부가 이온을 발생시키기 위한 공간을 제공하는 아크 챔버의 내부에 위치되도록 상기 전원 연결부가 상기 아크 챔버의 일측면을 관통하여 설치된다.

상기 필라멘트 절연체는 상기 아크 챔버의 일측면에 구비되는 관통홀에 삽입되어 억지끼워맞춤 결합되는 제1 몸체를 구비하고, 상기 제1 몸체의 일측 단부에 상기 제1 몸체의 직경보다 큰 직경을 갖는 걸림턱을 구비하고, 상기 제1 몸체와 인접하는 상기 걸림턱의 일측 단부에 대향하는 타측 단부에 상기 걸림턱의 직경보다 작은 직경을 갖는 제2 몸체를 구비하고, 상기 제1 몸체로부터 제2 몸체의 중앙부를 관통하는 관통홀을 구비하여 상기 관통홀에 상기 필라멘트의 전원 연결부가 각각 삽입되어 상기 아크 챔버의 외부로 돌출되도록 설치되고, 상기 제1 몸체에 인접하는 상기 걸림턱의 일측면이 상기 아크 챔버의 내측면에 면접하도록 설치되어 상기 전원 연결부와 상기 아크 챔버를 절연시킨다.

상기 쉴드는 상기 필라멘트 절연체의 제2 몸체가 삽입되어 억지끼워맞춤 결합되는 두 개의 홀을 구비하고, 상기 필라멘트의 열전자 방출부와 상기 아크 챔버 사이의 전기적 쇼트(Short)를 방지한다. 또한, 상기 필라멘트와 상기 필라멘트 절연체를 견고하게 고정하는 역할과 상기 필라멘트가 설치되는 아크 챔버의 일측 벽에 발생되는 고열이 상기 필라멘트에 직접적으로 작용되지 않도록 하는 역할을 한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 이온을 발생시키기 위한 공간을 제공하는 아크 챔버(100)가 구비된다. 아크 챔버(100)의 일측 벽에는 필라멘트(110)를 설치하기 위한 두 개의 홀이 소정의 간격을 이격하여 형성된다. 상기 홀에 필라멘트(110)와 아크 챔버(100)를 절연하기 위한 필라멘트 절연체(120)가 삽입되어 억지끼워맞춤 결합된다.

필라멘트 절연체(120)는 원통 형상의 제1 몸체(120a)와 제1 몸체(120a)가 아크 챔버(100)에 결합될 때 걸릴 수 있도록 하는 걸림턱(120b) 및 제1 몸체(120a)와 대향하는 방향으로 걸림턱(120b)의 일측 단부에 연결되는 제2 몸체(120c)를 구비한다. 제1 몸체(120a)와 걸림턱(102b) 및 제2 몸체(120c)는 중앙부에 관통되는 관통홀(120d)이 형성되어 있고, 제1 몸체(120a)가 아크 챔버(100)의 일측 벽에 구비되는 홀에 삽입되어 억지끼워맞춤 결합되고, 필라멘트 절연체(120)의 관통홀(120d)에 열전자를 방출하는 필라멘트(110)가 설치된다.

필라멘트(110)는 텅스텐 또는 탄탈륨으로 제조된다. 그리고 필라멘트(110)는 코일 형상을 가지고, 열전자를 방출하는 열전자 방출부와 상기 열전자 방출부의 양측 단부에 동일한 방향으로 평행하게 연결되는 두 개의 전원 연결부를 구비한다.

상기 전원 연결부는 아크 챔버(100)의 내측에서 외측으로 필라멘트 절연체(120)를 관통하여 외부로 돌출되도록 설치되고, 아크 챔버(100)의 외부로 돌출된 양단부에 상기 열전자를 방출하기 위한 전원(130)이 연결된다. 이때, 필라멘트 절연체(120)에 형성되는 관통홀(120d)은 필라멘트(110)의 전원 연결부의 직경과 동일하게 형성된다.

또한, 필라멘트 절연체(120)의 제2 몸체(120c)의 외주면에는 필라멘트(110)와 필라멘트(110)가 설치되는 아크 챔버(100)의 일측 벽 사이에서 발생할 수 있는 전기적 쇼트를 방지하기 위한 쉴드(140)가 조립된다.

쉴드(140)는 필라멘트 절연체(120)의 제2 몸체(120c)에 조립되기 위한 두 개의 홀을 구비하고, 쉴드(140)의 일측면이 필라멘트 절연체(120)의 걸림턱(120b)과 면접하도록 필라멘트 절연체(120)의 제2 몸체(120c)가 상기 홀에 삽입되어 억지끼워맞춤 결합된다. 또한, 쉴드(140)는 필라멘트(110)와 두 개의 필라멘트 절연체(120)가 조립되어 움직이지 않도록 견고하게 고정하는 역할과 필라멘트(110)가 설치되는 아크 챔버(110)의 일측 벽에서 발생되는 고열이 필라멘트(110)에 직접 작용하지 않도록 하는 역할을 한다.

또한, 아크 챔버(100)는 일측 벽에 3족 또는 5족의 원소를 가스 형태로 공급 하기 위한 가스 공급구(150)를 구비한다. 가스 공급구(150)를 통해 필요로 하는 가스가 공급되고, 전원(130)에 의해 필라멘트(110)에 5볼트 200암페어 정도의 전원이 인가되면 필라멘트(110)의 열전자 방출부에서 열전자가 방출되고, 상기 열전자와 상기 가스 형태로 공급된 원소들과 충돌하여 상기 원소들이 이온화된다.

필라멘트(110)가 설치되는 아크 챔버(100)의 일측 벽에 대향하는 타측 벽의 내측에는 원형의 리플렉터(160)가 설치되고, 리플렉터(160)에는 음전압이 인가된다. 리플렉터(160)는 아크 챔버(100)와 절연하기 위한 리플렉터 절연체(170)를 통해 아크 챔버(100)에 설치된다.

필라멘트(110)의 열전자 방출부에서 방출된 열전자들 중 상기 원소들과 충돌하지 못한 열전자들은 리플렉터(160)에 의해 발생되는 척력에 의해 상기 원소들과 다시 충돌할 수 있게 된다. 이때, 아크 챔버(100)에는 양전압이 인가되어 상기 이온화된 원소들은 아크 챔버(100)에 부착되지 않고, 아크 챔버(100)에 구비되는 이온 추출구(180)를 통해 빠져나가게 된다.

이온 추출구(180)를 통해 빠져나온 상기 이온화된 원소들은 질량분석기에 의해 목적하는 이온이 선별되고, 가속관에 의해 가속되며, 계속해서 이온 편향계에 의하여 편향되어 이온 주입실 내에 로딩된 웨이퍼를 향하여 이온빔의 형태로 주사되며, 가속관에 의하여 가속되어 높은 에너지를 갖는 이온들은 웨이퍼에 소정 깊이로 매립되게 된다.

필라멘트 절연체(120)는 아크 챔버(100)에 구비되는 홀에 삽입되어 억지끼워맞춤 결합되는 원통 형상의 제1 몸체(120a)를 구비한다. 아크 챔버(100)의 홀에 삽입되는 제1 몸체(120a)의 일측 단부와 대향하는 타측 단부에는 제1 몸체(120a)의 직경보다 큰 직경을 가지는 걸림턱(120b)이 구비된다. 제1 몸체(120a)와 인접하는 걸림턱(120b)의 일측 단부에 대향하는 타측 단부에는 걸림턱(120b)의 직경보다 작은 직경을 가지는 제2 몸체(120c)가 구비된다. 제1 몸체(120a)와 걸림턱(120b) 및 제2 몸체(120c)의 중앙부를 관통하는 관통홀(120d)이 구비되고, 관통홀(120d)에 필라멘트(110)의 전원 연결부가 삽입되어 아크 챔버(100)의 외부로 노출된다.

필라멘트 절연체(120)의 관통홀(120d)의 직경은 필라멘트(110)의 전원 연결부의 직경과 동일하게 제작된다. 따라서 필라멘트(110)의 전원 연결부가 관통홀(120d)에 삽입될 때 상기 전원 연결부의 외주면과 관통홀(120d)의 내주면 사이에 간격이 없도록 하여 필라멘트 절연체(120)의 내부에서 열전자가 방출되지 않도록 한다.

필라멘트 절연체(120)의 재질은 붕소 질화물(Boron-Nitride)로 구성되고, 길이는 열전자를 가장 효율적으로 방출할 수 있는 공간을 확보하기 위하여 24.5mm 정도로 한다. 그리고 제1 몸체(120a)의 직경은 7.9mm, 걸림턱(120b)의 직경은 12.5mm, 제2 몸체(120c)의 직경은 8.5mm 정도로 제작하고, 필라멘트(110)의 전원 연결부가 관통되는 관통홀(120d)의 직경은 2.3mm 정도로 제작한다. 상기 치수는 아크 챔버(100)와 설치 조건 등을 고려하여 다양하게 변경될 수 있다.

도 4를 참조하면, 먼저, 필라멘트(110)의 전원 연결부가 쉴드(140)에 구비되는 두 개의 홀에 삽입되고, 상기 전원 연결부의 외주면과 쉴드(140)에 구비되는 홀의 내주면 사이에 형성되는 공간에 쉴드(140)의 일측면과 필라멘트(120)의 걸림턱(120b)의 일측면이 면접하도록 필라멘트 절연체(120)의 제2 몸체(120c)가 억지끼워맞춤 결합된다. 이때, 쉴드(140)에 구비되는 두 개의 홀의 직경은 필라멘트 절연체(120)의 제2 몸체(120c)의 직경과 동일하게 제작되어 결합 후 이탈되지 않는다.

그 다음, 필라멘트 절연체(120)의 제1 몸체(120a)가 아크 챔버(100)에 구비되는 두 개의 홀에 억지끼워맞춤 결합된다. 필라멘트(110)와 필라멘트 절연체(120) 및 쉴드(140)가 상기 아크 챔버(100)에 조립될 때, 모두 억지끼워맞춤억지끼워맞춤로 결합 부위에서 간극이 발생되지 않도록 각 부품은 정밀한 표면 다듬질 가공이 수행되어 제작된다.

상기한 바와 같이, 아크 챔버(100)에 필라멘트(110)를 조립하는 경우 단순한 작업으로 조립할 수 있기 때문에 숙련된 작업자가 아니라도 누구나 쉽게 상기 부품들을 조립할 수 있다.

상기와 같은 이온 발생 장치를 포함하는 이온 임플랜터의 이온 주입 공정을 살펴보면 다음과 같다.

웨이퍼에 주입되어 전기적 특성을 가지게 하는 원소는 붕소(B), 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등이며 보통 가스로부터 추출된다. 그러나, 일반적으로는 불소가 든 가스가 유리하다. 예를 들어 BF₃ 분자 가스가 아크 챔버의 내부로 공급되 면, 상기 아크 챔버에 설치되는 필라멘트에서 방출된 열전자와 상기 BF₃ 분자가 충돌하여 ₁₀B⁺, ₁₀BF⁺, ₁₀BF₃ ⁺, ₁₁B⁺, ₁₁BF₂ ⁺ 등과 같은 이온들이 발생한다.

상기 이온들은 이온 빔의 형태로 상기 아크 챔버에 구비되는 이온 추출구를 통해 질량분석기로 유도되고, 상기 질량분석기에서 상기 이온들 중에서 원하는 이온만을 통과시키게 된다.

상기 질량분석기를 통과한 이온 빔의 가장자리는 엉성한 이온 분포를 가진다. 따라서 상기 이온 빔의 이온 밀도를 높이기 위해 빔의 직경을 정전기 또는 자기장에 의해 작게 만드는 빔 포커스부를 거치게 되고, 상기 이온 빔은 가속관을 지나면서 상기 가속관의 고전압에 의해 가속되어 높은 에너지를 가지게 된다.

상기 가속된 이온 빔은 이온 편향계에 의해 편향되어 이온 주입실의 내부에 로딩되어 있는 웨이퍼에 주입된다. 이때, 이온 주입 마스크를 통해 상기 이온 빔은 선택적으로 상기 웨이퍼에 주입된다.

상기 이온 주입실의 내부에는 상기 웨이퍼가 놓여지는 플레튼(Platen)과 상기 웨이퍼에 주입되는 이온빔의 경사각을 조절하기 위해 상기 플레튼의 경사각을 조절하는 부재 및 상기 플레튼의 위치를 이동시켜 상기 이온 빔의 포커스를 맞추기 위한 구동 부재를 포함한다.

상기 웨이퍼에 주입되는 이온들은 상기 가속관의 전압에 의해 속도가 제어되고, 패러데이 시스템(Paraday System)에 의해 카운팅된다. 또한 상기 이온 주입 공정은 공기 분자가 이온화되어 주입되는 것을 방지하기 위해 고진공 상태에서 수행 된다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따르면, 아크 챔버와 필라멘트 사이를 전기적으로 절연하고, 상기 아크 챔버에 상기 필라멘트를 고정하기 위해 사용되는 필라멘트 절연체를 보다 단순한 구조를 갖게 함으로서 상기 아크 챔버에 상기 필라멘트를 조립하는 작업을 보다 단순하게 하여 조립에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있다.

또한, 종래에 사용하던 고가의 필라멘트 나사를 사용하지 않으므로 재료비를 절감할 수 있으며, 상기 아크 챔버와 상기 필라멘트 사이에 발생할 수 있는 전기적 쇼트를 상기 쉴드로 방지함으로서 상기 필라멘트의 수명을 연장할 수 있다.

그러므로, 상기 조립 시간의 단축과 재료비의 절감 및 상기 필라멘트의 수명 연장에 따른 제품의 제조 원가를 절감하여 생산성을 향상시킬 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

이온을 발생시키는 위한 공간을 제공하는 아크 챔버;

상기 아크 챔버의 내부로 열전자를 방출하기 위한 열전자 방출부와 상기 아크 챔버의 일측 벽에 형성된 한 쌍의 홀들을 통해 상기 아크 챔버의 외부로 연장하는 한 쌍의 전원 연결부를 포함하는 필라멘트;

상기 아크 챔버의 일측 벽을 통해 외측 및 내측으로 돌출되도록 상기 아크 챔버의 일측 벽에 형성된 한 쌍의 홀들에 억지끼워맞춤 결합되며, 상기 전원 연결부들이 각각 관통하여 상기 필라멘트와 아크 챔버가 서로 절연되도록 하는 한 쌍의 필라멘트 절연체; 및

상기 필라멘트 절연체들이 삽입되어 억지끼워맞춤 결합되는 한 쌍의 홀을 구비하고, 상기 필라멘트의 열전자 방출부와 상기 아크 챔버 사이의 전기적 쇼트를 방지하기 위하여 상기 아크 챔버의 일측 벽과 상기 필라멘트의 열전자 방출부 사이에서 상기 필라멘트 절연체들에 결합되는 쉴드를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조를 위한 이온 임플랜터의 이온 발생 장치.
제1항에 있어서, 각각의 필라멘트 절연체는 상기 아크 챔버의 일측 벽에 형성된 홀에 삽입되어 억지끼워맞춤 결합되는 제1 몸체;

상기 제1 몸체의 일측 단부에 상기 제1 몸체의 직경보다 큰 직경을 갖는 걸림턱;

상기 제1 몸체와 인접하는 상기 걸림턱의 일측 단부에 대향하는 타측 단부에 상기 걸림턱의 직경보다 작은 직경을 갖는 제2 몸체를 구비하고,

상기 제1 몸체로부터 제2 몸체의 중앙부를 관통하는 관통홀을 구비하여 상기 홀에 상기 필라멘트가 설치되고, 상기 제1 몸체에 인접하는 상기 걸림턱의 일측면이 상기 아크 챔버의 내측면에 면접하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조를 위한 이온 임플랜터의 이온 발생 장치.
제2항에 있어서, 상기 필라멘트 절연체의 관통홀의 직경은 상기 필라멘트의 직경과 동일한 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조를 위한 이온 임플랜터의 이온 발생 장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 필라멘트 절연체의 재질은 붕소 질화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조를 위한 이온 임플랜터의 이온 발생 장치.
웨이퍼의 표면에 주입되어 상기 웨이퍼가 전기적 특성을 가지도록 하는 이온을 발생시키는 이온 발생 장치;

상기 이온 발생 장치에서 발생되는 이온들 중에서 목적하는 특정 이온들을 선별하는 질량분석기:

상기 질량분석기에서 선별된 이온들을 가속시키는 가속관;

상기 이온들을 편향시키기 위한 이온 편향계; 및

상기 이온들이 주입되는 웨이퍼가 로딩되는 이온 주입실을 포함하고,

상기 이온 발생 장치는,

상기 이온들을 발생시키는 위한 공간을 제공하는 아크 챔버;

상기 아크 챔버의 내부에서 상기 이온들을 발생시키기 위하여 열전자를 방출하는 열전자 방출부와 상기 아크 챔버의 일측 벽에 형성된 한 쌍의 홀들을 통해 상기 아크 챔버의 외부로 연장하는 한 쌍의 전원 연결부를 포함하는 필라멘트;

상기 아크 챔버의 일측 벽을 통해 외측 및 내측으로 돌출되도록 상기 아크 챔버의 일측 벽에 형성된 한 쌍의 홀들에 억지끼워맞춤 결합되며, 상기 전원 연결부들이 각각 관통하여 상기 필라멘트와 아크 챔버가 서로 절연되도록 하는 한 쌍의 필라멘트 절연체; 및

상기 필라멘트 절연체들이 삽입되어 억지끼워맞춤 결합되는 한 쌍의 홀을 구비하고, 상기 필라멘트의 열전자 방출부와 상기 아크 챔버 사이의 전기적 쇼트를 방지하기 위하여 상기 아크 챔버의 일측 벽과 상기 필라멘트의 열전자 방출부 사이에서 상기 필라멘트 절연체들에 결합되는 쉴드를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치 제조를 위한 이온 임플랜터.
제6항에 있어서, 각각의 필라멘트 절연체는 상기 아크 챔버의 일측 벽에 구비되는 홀에 삽입되어 억지끼워맞춤 결합되는 제1 몸체;

상기 제1 몸체의 일측 단부에 상기 제1 몸체의 직경보다 큰 직경을 갖는 걸림턱;

상기 제1 몸체와 인접하는 상기 걸림턱의 일측 단부에 대향하는 타측 단부에 상기 걸림턱의 직경보다 작은 직경을 갖는 제2 몸체를 구비하고,

상기 제1 몸체로부터 제2 몸체의 중앙부를 관통하는 관통홀을 구비하여 상기 홀에 상기 필라멘트가 설치되고, 상기 제1 몸체에 인접하는 상기 걸림턱의 일측면이 상기 아크 챔버의 내측면에 면접하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조를 위한 이온 임플랜터.
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제6항에 있어서, 상기 필라멘트 절연체의 재질은 붕소 질화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조를 위한 이온 임플랜터.