KR100699112B1 - 이온주입 장비의 아크챔버 - Google Patents

Abstract

본 발명은 아크챔버 벽에 흡착되어 있는 개스막이 벗겨져서 생긴 박편에 의하여 케소드와 아크챔버사이의 절연파괴를 방지하기 위하여 챔버벽에 격자넷을 설치하는 이온주입 장비의 아크챔버에 관한 것이다.

캐소드와 아크챔버는 절연체, 아크챔버와 캐소드 사이의 미세한 공극에 의하여 전기적으로 절연되어 있으나 챔버벽에 개스막이 벗겨져 박편에 의한 전기적 절연이 파괴되고 안정적인 아크 생성이 어려워 더 이상 장비를 사용하지 못하는 문제점이 발생한다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하고자 안출한 것으로, 아크챔버 내부벽에 촘촘한 격자로 구성된 격자넷을 장착함으로써 격자에 개스막이 고착되어 아크챔버벽에서 개스막이 벗겨지는 것을 방지하게되고, 결과적으로 개스막의 박편에 의한 전기적인 절연 파괴를 막고자 함에 발명의 목적이 있다.

격자넷, 캐소드(Cathod), 개스막(Gas Film)

Description

이온주입 장비의 아크챔버{A arc chamber of ion implant apparatus}

도 1은 개스막 박편이 생성된 종래 아크챔버의 단면도

도 2는 본 발명에 따른 격자넷을 설치한 아크챔버의 단면도

도 3은 도 2에 도시된 격자넷의 분리 사시도

<도면 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 캐소드 2: 절연체

3: 공극 4: 아크챔버 본체

5: 개스막 6: 박편

본 발명은 이온주입 장비의 아크챔버 벽에 증착되는 개스막이 벗겨져서 생긴 박편에 의하여 발생하는 케소드와 아크챔버사이의 절연파괴를 방지하기위하여 챔버벽에 격자넷을 설치한 이온주입 장비의 아크챔버에 관한 것이다.

이온주입설비는 소정의 대상물에 불순물을 주입하는 설비로서 불순물의 특 성, 대상물의 표면으로부터의 깊이, 주입되는 이온의 양이 각각 고려되고, 그에 따른 에너지가 공급되어서 충분히 가속된 후 주입이 이루어진다. 이를 위해서는 이온 빔을 제공하기 위한 가스가 공급되고, 소스 헤드의 아크챔버에서 가스상태의 소스를 이온으로 전환 시킨다.

한편, 캐소드와 아크챔버는 절연체, 아크챔버와 캐소드 사이의 미세한 공극에 의하여 전기적으로 절연되어 있으나 이온 주입 공정에서 아크챔버 내부 벽에 개스막이 형성되며 이러한 개스막이 벗겨져 박편을 형성할 경우, 박편에 의해 아크챔버와 캐소드 사이의 전기적인 절연이 파괴되고 안정적인 아크생성이 어려워 더 이상 장비를 사용하지 못하는 문제점이 발생한다.

도 1은 개스막 박편이 생성된 종래 아크챔버의 단면도로서, 아크챔버는 열전자를 방출하는 캐소드(1)와 아크챔버본체(4), 리플렉터(7) 그리고 이들을 절연하는 절연체(2)로 크게 구성된다. 아크챔버 내부에는 이온주입 공정에서 내벽에 개스막(5)이 증착된다.

아크챔버 본체(4)와 캐소드(1)는 각각 전원에 연결되어 있으며, 두 부분은 절연체(2)와 공극(3)에 의하여 절연 상태가 유지되고 있다.

아크챔버의 작동방법을 간단히 설명하면 캐소드(1)에서 방출되는 열전자가 도 1에서 도시하지는 않았지만 가스공급관에서 공급되는 가스와 반응하여 이온이 발생하고, 상기 이온은 추출기에 의해 이온빔의 형태로 추출되어 최종적으로 웨이퍼에 주입되도록 이루어진다.

아크챔버가 원활하게 작동하여 안정적인 아크생성을 위해서는 캐소드(1)와 아크챔버 본체(4)의 절연이 중요하다. 그러나 아크챔버 내벽에 증착되는 개스막(5)이 벗겨져 박편(6)이 생성될 경우 캐소드(1)와 아크챔버 본체(4)의 공극(3)의 사이에 전도체의 역할을 하여 절연을 파괴할 경우가 발생한다. 이로 인해, 안정적인 아크의 생성이 어려워 더 이상 장비를 사용하지 못하는 경우가 발생한다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 개선하고자 안출한 것으로, 아크챔버 내부벽에 촘촘한 격자로 구성된 격자넷을 장착함으로써 개스막 박편이 격자에 의해 고착하게 하여 아크챔버와 캐소드간의 전기적인 절연이 파괴되는 것을 방지하는 이온주입 장비의 아크챔버를 제공하고자 함에 발명의 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 이온주입 장비의 아크챔버에 있어서,열전자를 방출하는 캐소드, 상기 캐소드와 아크챔버 본체를 절연시키는 절연체, 상기 열전자를 반사하는 리플렉터, 상기 아크챔버 본체의 내벽에 증착된 개스막과 밀착되게 설치된 격자넷을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부한 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 격자넷을 설치한 아크챔버의 단면도로서, 격자넷(9) 은 개스막(5)이 있는 아크챔버 내부벽에 설치한다. 격자넷(9)의 격자의 크기는 개스막(6)의 박편이 격자에 의하여 고착될 수 있도록 작게 만든다.

또한, 격자넷(9)은 벽면에 밀착 고정되도록 하여야 한다. 이는 처음부터 개스막(6)이 벗겨져 박편이 형성되지 않게 하는 장점이 있다. 격자넷(9)의 재질은 절연체인 것이 바람직하다. 이는 격자넷(9) 배치가 잘못되어 생긴 박편(6)이 절연을 파괴하는 것을 방지하기 위함이다.

격자넷(9)이 벽면에 밀착고정되기 위해서는 합성수지 접착제를 이용한다.

캐소드(1)와 아크챔버 본체(4)의 공극(3)부분을 완전히 덮을 수 있도록 공극사이에도 격자넷(9)을 도포하는 것이 바람직하다. 특히 이 부분의 박편(6)에 의하여 절연이 파괴되는 경우가 많으므로 충분히 개스막(5)을 감싸도록 한다.

도 2에서 도시하는 바와 같이 아크챔버 본체(4)의 내부 좌·우, 상·하 및 앞·뒤 벽면에 격자넷(9)이 밀착고정되어 있는 상태를 보여주고 있다.

도 3은 본 발명에 따른 아크챔버에 사용된 격자넷의 단면도로서, 격자넷(9)은 촘촘한 격자로 이루어져 있다. 격자의 모양은 크게 중요한 것이 아니나, 정사각형 모양이 바람직할 것이다.

상기한 바와 같이, 본 발명은 아크챔버 벽에 촘촘한 격자로 구성된 격자넷을 장착함으로써, 격자에 의해 개스막이 고착되도록 하여 아크챔버 벽에서 개스막이 벗겨져 아크챔버 벽과 캐소드 사이에 전도체 역할을 하는 것을 막아주게 되고, 결과적으로 개스막의 박편에 의한 전기적인 절연 파괴를 막을 수 있는 장점이 있다.

Claims (1)

1. 이온주입 장비의 아크챔버에 있어서,

   열전자를 방출하는 캐소드,

   상기 캐소드와 상기 아크챔버 본체를 절연시키는 절연체,

   상기 열전자를 반사하는 리플렉터,

   상기 아크챔버 본체의 내벽에 증착된 개스막과 밀착되게 설치되어 절연체로 이루어진 격자넷을 포함하는 이온주입 장비의 아크챔버.

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