KR100759084B1 - Ion doping apparatus - Google Patents

Ion doping apparatus Download PDF

Info

Publication number
KR100759084B1
KR100759084B1 KR1020060123870A KR20060123870A KR100759084B1 KR 100759084 B1 KR100759084 B1 KR 100759084B1 KR 1020060123870 A KR1020060123870 A KR 1020060123870A KR 20060123870 A KR20060123870 A KR 20060123870A KR 100759084 B1 KR100759084 B1 KR 100759084B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
chamber
plasma
plasma generation
gas
generation chamber
Prior art date
Application number
KR1020060123870A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
박승현
허지호
진 장
Original Assignee
실리콘 디스플레이 (주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 실리콘 디스플레이 (주) filed Critical 실리콘 디스플레이 (주)
Priority to KR1020060123870A priority Critical patent/KR100759084B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100759084B1 publication Critical patent/KR100759084B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32412—Plasma immersion ion implantation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32174—Circuits specially adapted for controlling the RF discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32532—Electrodes
    • H01J37/32568—Relative arrangement or disposition of electrodes; moving means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32715—Workpiece holder
    • H01J37/32724—Temperature

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

An ion doping apparatus is provided to enhance the stability of plasma by increasing relatively the pressure of an RF power electrode portion compared to that of the other portion in a chamber using a gas inflow portion located at an upper portion of the RF power electrode and to improve the acceleration of plasma gas by installing at least two mesh grid plates in the chamber. An ion doping apparatus includes a plasma generating chamber and an ion implantation chamber. The plasma generating chamber(100) is used for generating a plasma gas by using a predetermined gas supplied through a gas inflow line(110). The ion implantation chamber(200) is connected through a lower portion of the plasma generating chamber to form a sealed space. A discharge electrode(120a,120b) is installed under the gas inflow line in the plasma generation chamber. At least two mesh grid plates(130) are installed at inner lower portions of the plasma generation chamber.

Description

이온 도핑 장치{ion doping apparatus}Ion doping apparatus

도 1은 본 발명에 적용되는 이온 도핑 장치의 전체 구성도이다.1 is an overall configuration diagram of an ion doping apparatus applied to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

100 : 플라즈마 생성 챔버 110 : 가스 주입라인100: plasma generation chamber 110: gas injection line

120a, 120b : 방전 전극 130 : 메쉬 그리드판120a, 120b: discharge electrode 130: mesh grid plate

140 : 덮개판 200 : 이온 주입 챔버140: cover plate 200: ion implantation chamber

210 : 기판홀더 220 : 기판210: substrate holder 220: substrate

230 : 진공펌프230: vacuum pump

본 발명은 이온 도핑 장치에 관한 것으로, 특히 가스 주입 부분의 위치를 RF 파워 전극의 상부에 위치시켜, 챔버 내에서 방전 전극이 위치하는 부분의 압력이 전극이 위치하지 않는 부분의 압력보다 높아짐으로 인해 플라즈마 유지 상태의 안정성을 향상시키고, 챔버 내부에 적어도 두개 이상의 메쉬 그리드판을 형성시켜 플 라즈마 가스의 가속을 증대시킬 수 있는 이온 도핑 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an ion doping apparatus, in particular, by placing the position of the gas injection portion on top of the RF power electrode, the pressure of the portion where the discharge electrode is located in the chamber is higher than the pressure of the portion where the electrode is not The present invention relates to an ion doping apparatus capable of improving the stability of a plasma holding state and increasing acceleration of plasma gas by forming at least two mesh grid plates in a chamber.

반도체 집적회로 등의 제작에 있어서, 반도체 내에 N형이나 P형의 불순물 영역을 형성하는 경우, N형이나 P형의 도전형을 띄게 하는 불순물(N형 불순물/P형 불순물) 이온을 높은 전압으로 가속해서 조사·주입하는 방법이 알려져 있다. When fabricating an N-type or P-type impurity region in a semiconductor in the fabrication of a semiconductor integrated circuit or the like, impurities (N-type impurity / P-type impurity) ions which exhibit an N-type or P-type conductive type at high voltage The method of accelerating irradiation and injection is known.

특히 이온의 질량과 전하비를 분리하는 방법은 이온 주입법이라 칭하고 반도체 집적회로를 제작할 때에 널리 사용되고 있다. 그 밖에도 N/P형 불순물을 갖는 플라즈마를 발생시키고, 이 플라즈마 내의 이온을 높은 전압에 의해 가속하여 이온흐름으로서 반도체 내에 주입하는 방법이 알려져 있다. 이 방법은 이온 도핑법 혹은 플라즈마 도핑법이라 칭한다.In particular, a method of separating the mass and the charge ratio of ions is called an ion implantation method and is widely used when fabricating a semiconductor integrated circuit. In addition, a method of generating a plasma having N / P-type impurities and accelerating ions in the plasma by a high voltage is implanted into the semiconductor as an ion flow. This method is called an ion doping method or a plasma doping method.

이온 도핑법에 의한 도핑 장치의 구조는 이온 주입법에 의한 도핑 장치에 비교해서 간단하다. 예를 들면 P형 불순물로서 붕소를 주입하는 경우, 붕소 화합물인 디보란(B2H2) 등의 기체에 있어서 RF방전 그 밖의 방법에 의해 플라즈마를 발생시키고, 이것에 높은 전압을 걸어서 붕소를 가진 이온을 끌어내어 반도체 내에 조사한다. 플라즈마를 발생시키기 위해 기상(氣相)방전이 수행되기 때문에, 도핑 장치 내의 진공도가 비교적 높다.The structure of the doping apparatus by the ion doping method is simple compared with the doping apparatus by the ion implantation method. For example, in the case of injecting boron as a P-type impurity, plasma such as diborane (B 2 H 2 ), which is a boron compound, is generated by RF discharge or other method, and a high voltage is applied to the boron-containing boron. Ions are extracted and irradiated into the semiconductor. Since gas phase discharge is performed to generate plasma, the degree of vacuum in the doping apparatus is relatively high.

현재, 이온 도핑 장치가 비교적 대면적의 기판에 대해 불순물을 균일하게 첨가하는데 흔히 사용되고 있다. 이는, 큰 면적을 커버할 수 있는 이온빔이, 질량 분리를 하지 않는 이온 도핑 장치 내에서 비교적 용이하게 얻어지기 때문이다. 반면, 이온주입 장치는 질량분리를 해야 하기 때문에 이온의 균일성을 유지하면서 빔의 면적을 크게 하기 어렵다. 따라서, 이온 주입장치는 대면적 기판에는 부적당하다.At present, ion doping apparatus is commonly used to uniformly add impurities to a relatively large area substrate. This is because an ion beam capable of covering a large area can be obtained relatively easily in an ion doping apparatus which does not perform mass separation. On the other hand, since the ion implantation apparatus must perform mass separation, it is difficult to increase the area of the beam while maintaining uniformity of ions. Thus, the ion implanter is inadequate for large area substrates.

그런데, 일반적인 이온 도핑 장치는 챔버 내부의 플라즈마 가스의 상태를 안정되도록 유지하는데 한계를 가지고 있고, 기판에 이온을 도핑할 때, 필수적으로 필요로 하는 플라즈마 가스의 가속 문제도 해결하지 못하고 있으며, 생성된 플라즈마 가스의 이탈 문제도 완벽하게 해결하지 못하고 있는 실정이다.However, the general ion doping apparatus has a limit in maintaining the state of plasma gas inside the chamber to be stable, and does not solve the problem of acceleration of plasma gas, which is necessary when doping ions to the substrate. The problem of escape of plasma gas is not completely solved.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 가스 주입 부분의 위치를 방전 전극의 상부에 위치시켜, 챔버 내에서 방전 전극이 위치하는 부분의 압력이 전극이 위치하지 않는 부분의 압력보다 높아짐으로 인해 플라즈마 유지 상태의 안정성을 향상시킬 수 있고, 챔버 내부에 적어도 두개 이상의 메쉬 그리드판을 형성시켜 플라즈마 가스의 가속을 증대시킬 수 있는 이온 도핑 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention was devised to solve the above problems of the prior art, the position of the gas injection portion is placed on top of the discharge electrode, the pressure of the portion where the discharge electrode is located in the chamber is the portion where the electrode is not located It is an object of the present invention to provide an ion doping apparatus capable of improving the stability of the plasma holding state due to the pressure higher than and increasing the acceleration of plasma gas by forming at least two mesh grid plates in the chamber.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 제안된 본 발명인 이온 도핑 장치를 이루는 구성수단은, 가스 주입라인을 통해 들어오는 가스를 이용하여 플라즈마 가스를 생성시키는 플라즈마 생성 챔버와, 상기 플라즈마 생성 챔버의 하부측과 연통되도록 연결되어 밀폐공간을 형성시키는 이온주입 챔버로 구성되되, 상기 플라즈마 생성 챔버에 형성되는 방전 전극은 상기 가스 주입라인 보다 더 낮게 형성되 고, 상기 플라즈마 생성 챔버 하측 내부에는 적어도 두개 이상의 메쉬 그리드판이 구비되며, 상기 이온주입 챔버 내부 바닥에는 이온 주입될 기판이 놓여지는 기판홀더가 구비되는 것을 특징으로 한다.The constituent means of the ion doping apparatus of the present invention proposed to solve the technical problem as described above, the plasma generation chamber for generating a plasma gas by using the gas flowing through the gas injection line, and the lower side of the plasma generation chamber and It is composed of an ion implantation chamber connected to communicate to form a closed space, the discharge electrode formed in the plasma generation chamber is formed lower than the gas injection line, at least two mesh grid plate is provided inside the plasma generation chamber lower side The ion implantation chamber may include a substrate holder on which a substrate to be ion implanted is placed on the bottom of the ion implantation chamber.

또한, 상기 플라즈마 생성 챔버는 절연체로 형성되는 것을 특징으로 한다. 특히, 상기 플라즈마 생성 챔버를 형성시키는 절연체는 석영(Quartz)인 것이 바람직하다.In addition, the plasma generation chamber is characterized in that formed of an insulator. In particular, the insulator forming the plasma generation chamber is preferably quartz.

또한, 상기 방전전극은 두 개의 RF 파워 전극으로 상기 플라즈마 생성 챔버의 외측벽에 분리되어 형성되는 것을 특징으로 한다. 다만, 상기 플라즈마 생성 챔버에 상기 가스 주입라인이 연결되는 부분보다 더 낮게 형성된다.In addition, the discharge electrode is characterized in that the two RF power electrodes are formed separately from the outer wall of the plasma generation chamber. However, the plasma generation chamber is formed lower than the portion where the gas injection line is connected.

또한, 상기 메쉬 그리드판은 두 개이되, 전압 DC 파워를 이용하여 상측에 형성되는 메쉬 그리드판에는 (+) 극을 연결하고, 하측에 형성되는 메쉬 그리드판에는 (-) 전극을 연결하여 전원을 인가하는 것을 특징으로 한다. 그리고, 메쉬 그리드판은 표면이 산화된 금속으로 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the mesh grid plate is two, the power supply by connecting the (+) pole to the mesh grid plate formed on the upper side using the voltage DC power, and the (-) electrode to the mesh grid plate formed on the lower side It is characterized by applying. In addition, the mesh grid plate is preferably formed of a metal whose surface is oxidized.

또한, 상기 이온주입 챔버는 외벽이 절연물질로 코팅되는 것을 특징으로 한다. 그리고, 상기 이온주입 챔버를 형성시키는 상기 표면이 산화된 금속은 접지되는 것이 바람직하다.In addition, the ion implantation chamber is characterized in that the outer wall is coated with an insulating material. And, the metal oxidized the surface forming the ion implantation chamber is preferably grounded.

또한, 상기 기판홀더의 표면은 절연물질로 코팅되어 형성되어 접지되는 것을 특징으로 한다. 그리고, 상기 기판홀더를 가열할 수 있는 가열수단을 더 구비하는 것이 바람직하다.In addition, the surface of the substrate holder is coated with an insulating material, characterized in that the grounding. In addition, it is preferable to further provide a heating means for heating the substrate holder.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상기와 같은 구성수단으로 이루어져 있는 본 발명인 이온 도핑 장치에 관한 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the ion doping apparatus of the present invention consisting of the above configuration means.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이온 도핑 장치의 전체 구성도이다.1 is an overall configuration diagram of an ion doping apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명인 이온 도핑 장치는 가스 주입라인(110)을 통해 들어오는 가스를 이용하여 플라즈마 가스를 생성시키는 플라즈마 생성 챔버(100)와 상기 플라즈마 생성 챔버(100)의 하부측과 연통되도록 연결되어 밀폐공간을 형성시키는 이온주입 챔버(200)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, the ion doping apparatus of the present invention includes a plasma generation chamber 100 and a lower side of the plasma generation chamber 100 for generating a plasma gas using a gas entering through the gas injection line 110. It is configured to include an ion implantation chamber 200 connected to communicate with each other to form a closed space.

상기 플라즈마 생성 챔버(100)에는 RF 파워 공급장치(미도시)로부터 전원을 인가받아 상기 플라즈마 생성 챔버(100) 내로 들어오는 가스를 분해하여 플라즈마 가스를 생성시키는 두 개의 RF 파워 전극(120a, 120b)이 구비된다. 그런데, 상기 두 개의 RF 파워 전극(120a, 120b)은 상기 가스 주입라인(110)보다 더 낮게 형성된다. Two RF power electrodes 120a and 120b are applied to the plasma generation chamber 100 to receive a power from an RF power supply (not shown) to decompose a gas entering the plasma generation chamber 100 to generate plasma gas. It is provided. However, the two RF power electrodes 120a and 120b are formed lower than the gas injection line 110.

즉, 상기 가스 주입라인(110)으로부터 가스가 주입되는 상기 플라즈마 생성 챔버(100)의 소정 부분보다 상기 두 개의 RF 파워 전극(120a, 120b)이 더 낮게 형성된다. 그리고, 상기 플라즈마 생성 챔버(100) 하측 내부에는 적어도 두개 이상의 메쉬 그리드판(130)이 구비되어, 상기 플라즈마 가스의 이온들의 가속을 향상시킬 수 있도록 한다.That is, the two RF power electrodes 120a and 120b are formed lower than a predetermined portion of the plasma generation chamber 100 into which gas is injected from the gas injection line 110. In addition, at least two mesh grid plates 130 may be provided in the lower side of the plasma generation chamber 100 to improve acceleration of ions of the plasma gas.

상기 플라즈마 생성 챔버(100)와 함께 밀폐공간을 형성시키는 상기 이온주입 챔버(200)의 내부 바닥에는 이온 주입될 기판이 놓여지는 기판홀더(210)가 구비된다. A substrate holder 210 is disposed on an inner bottom of the ion implantation chamber 200 that forms a closed space together with the plasma generation chamber 100.

상기와 같이 구성된 이온 도핑 장치의 플라즈마 생성 챔버(100)는 절연체로 형성하여, 플라즈마 생성 챔버(100) 내부의 플라즈마 상태 가스가 안정되도록 머물러 있도록 한다. 상기 플라즈마 생성 챔버(100)를 형성시키는 절연체는 석영(Quartz)인 것이 바람직하다.The plasma generation chamber 100 of the ion doping apparatus configured as described above is formed of an insulator so that the plasma state gas in the plasma generation chamber 100 remains stable. The insulator forming the plasma generation chamber 100 is preferably quartz.

그리고, 상기 플라즈마 생성 챔버(100)의 상부를 덮고 있는 덮개판(140)도 절연체로 형성하기 때문에, 상부로 흘러들어가는 전류를 억제하여 도펀트의 손실을 막을 수 있다.In addition, since the cover plate 140 covering the upper portion of the plasma generation chamber 100 is also formed of an insulator, the current flowing into the upper portion can be suppressed to prevent loss of the dopant.

상기 가스 주입라인(110)을 통해 상기 플라즈마 생성 챔버(100) 내로 들어오는 가스는 두 개의 RF 파워 전극(120a, 120b)에 의하여 분해되어 플라즈마 가스 상태로 변한다. 상기 두 개의 RF 파워 전극(120a, 120b)은 상기 가스 주입라인(110)보다 더 낮게 형성되되, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 플라즈마 생성 챔버(100)의 외측벽에 분리되어 형성된다.Gas entering the plasma generation chamber 100 through the gas injection line 110 is decomposed by the two RF power electrodes 120a and 120b to change into a plasma gas state. The two RF power electrodes 120a and 120b are formed lower than the gas injection line 110, and are separated from the outer wall of the plasma generation chamber 100 as shown in FIG. 1.

상기 두 개의 RF 파워 전극(120a, 120b)에 의하여 생성되는 플라즈마 가스는 상기 플라즈마 생성 챔버(100) 하측 내부에 구비되는 적어도 두개 이상의 메쉬 그리드판(130)들에 의하여 가속된다. 상기 메쉬 그리드판(130)들은 도 1에 도시된 바와 같이, 두 개로 구성되어 고전압 DC 파워로부터 전원을 인가받는 것이 바람직하다.The plasma gas generated by the two RF power electrodes 120a and 120b is accelerated by at least two mesh grid plates 130 provided in the lower side of the plasma generation chamber 100. As shown in FIG. 1, the mesh grid plates 130 may be configured as two and may receive power from a high voltage DC power.

따라서, 상기 메쉬 그리드판(130)은 도 1에 도시된 바와 같이, 두 개의 메쉬 그리드판(130a, 130b)으로 구성되고, 전압 DC 파워를 이용하여 상측에 형성되는 메쉬 그리드판(130a)에는 (+)극이 연결되도록 하고, 하측에 형성되는 메쉬 그리드 판(130b)에는 (-)전극이 연결되도록 하여 전원을 인가한다. 한편, 상기 메쉬 그리드판(130a, 130b)은 표면이 산화된 금속으로 형성하는 것이 바람직하다.Accordingly, as shown in FIG. 1, the mesh grid plate 130 includes two mesh grid plates 130a and 130b and includes a mesh grid plate 130a formed on the upper side by using voltage DC power. The poles are connected and power is applied to the mesh grid plate 130b formed at the lower side so that the negative electrodes are connected. On the other hand, the mesh grid plate (130a, 130b) is preferably formed of a metal whose surface is oxidized.

상기와 같은 구조로 이루어진 두 개의 메쉬 그리드판(130a, 130b)을 통과하여 가속된 플라즈마 이온들은 상기 이온주입 챔버(200) 내로 들어오고, 가속된 상태로 기판홀더(210) 상에 놓여있는 기판 상에 이온 주입된다.Plasma ions accelerated through the two mesh grid plates 130a and 130b having the structure as described above enter the ion implantation chamber 200 and are placed on the substrate holder 210 in an accelerated state. Ion implanted.

상기 이온주입 챔버(200)는 표면이 산화된 금속으로 형성된다. 그리고 외벽이 절연물질로 코팅되는 것이 바람직하다. 상기 이온주입 챔버(200)를 형성시키는 상기 표면이 산화된 금속은 도 1에 도시된 바와 같이, 접지되는 것이 바람직하다.The ion implantation chamber 200 is formed of a metal whose surface is oxidized. And it is preferable that the outer wall is coated with an insulating material. The metal oxidized the surface forming the ion implantation chamber 200 is preferably grounded, as shown in FIG.

상기와 같이 표면이 산화된 금속이 (-)극의 GND로 접지되기 때문에, 전기장(Electric Field)에 의해 절연물질 표면에 (+) 전하들이 모여들어, (+) 이온의 도펀트(dopant)가 이온주입 챔버(200) 외벽으로 흡수되지 못하도록 한다. 결과적으로 상기 (+) 이온의 도펀트(dopant)들은 상기 기판홀더(210) 쪽으로 계속 가속되기 때문에 도핑 효율을 증대시킬 수 있다.Since the metal oxidized on the surface is grounded to the GND of the negative electrode, positive charges are collected on the surface of the insulating material by the electric field, and the dopant of the positive ion is obtained. The injection chamber 200 is prevented from being absorbed into the outer wall. As a result, the dopants of the positive ions continue to accelerate toward the substrate holder 210, thereby increasing doping efficiency.

상기 기판(220)이 놓여지는 상기 기판홀더(210)는 절연물질로 전체가 코팅되어 형성되고, 도 1에 도시된 바와 같이 접지되는 것이 바람직하다. 한편, 상기 기판홀더(210)에는 가열할 수 있는 가열수단이 더 구비되는 것이 바람직하다.The substrate holder 210 on which the substrate 220 is placed is formed by coating the whole with an insulating material, and is preferably grounded as shown in FIG. 1. On the other hand, the substrate holder 210 is preferably provided with a heating means capable of heating.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명인 이온 도핑 장치를 이용하여 기판(220) 상에 이온을 도핑하는 방법에 대하여 간략하게 설명하면 다음과 같다.The method of doping ions on the substrate 220 using the ion doping apparatus of the present invention having the above configuration will be briefly described as follows.

기판(220) 상에 이온을 도핑하기 전에, 진공펌프(230)를 동작시켜 상기 플라즈마 생성 챔버(100)과 이온 주입 챔버(200)로 이루어진 밀폐 공간을 진공 상태로 유지시킨다.Before doping ions onto the substrate 220, the vacuum pump 230 is operated to maintain the sealed space formed of the plasma generation chamber 100 and the ion implantation chamber 200 in a vacuum state.

상기 진공 상태(약 10-6 Torr)에서, 가스 공급 장치(미도시)를 동작시켜 가스 주입라인(110)을 통하여 상기 플라즈마 생성 챔버(100) 내로 가스를 인입시킨다. 그러면, 상기 플라즈마 생성 챔버(100) 내의 진공도는 미세하게 떨어진다(약 10-3 Torr).In the vacuum state (about 10 −6 Torr), a gas supply device (not shown) is operated to introduce gas into the plasma generation chamber 100 through the gas injection line 110. Then, the degree of vacuum in the plasma generation chamber 100 drops slightly (about 10 −3 Torr).

그런 후, 상기 플라즈마 생성 챔버(100)의 외측벽에 부착 형성되는 두 개의 RF 파워 전극에 RF 파워 공급 장치를 이용하여 RF 파워를 인가한다. 그러면 상기 인입된 가스가 분해되어 플라즈마 상태의 가스로 변하게 된다. 상기 플라즈마 상태의 가스는 플라즈마의 특성상 수많은 (+) 이온과 (-) 이온들로 이루어진다.Then, RF power is applied to the two RF power electrodes attached to the outer wall of the plasma generation chamber 100 by using an RF power supply device. The introduced gas is then decomposed into a gas in a plasma state. The gas in the plasma state is composed of a number of (+) ions and (-) ions due to the characteristics of the plasma.

상기와 같은 플라즈마 가스 중 (+) 이온은 메쉬 그리드판(130)을 통과하면서 가속되어 상기 이온주입 챔버(200) 내부에 구비되는 기판(220)에 도핑된다. 즉, 두 개의 메쉬 그리드판(130) 중, 상측에 위치하는 메쉬 그리드판(130a)에 (+)극을 연결하고, 하측에 위치하는 메쉬 그리드판(130b)에 (-)극을 연결하여, 고전압 DC 파워를 인가하면 이온화된 (+)이온 도펀트는 상측에 위치하는 메쉬 그리드판(130a)과 하측에 위치하는 메쉬 그리드판(130b)을 빠른 속도로 통과한다. 상기 가속된 도펀트는 상기 기판(220)에 주입된다.Positive ions in the plasma gas are accelerated while passing through the mesh grid plate 130 and doped to the substrate 220 provided in the ion implantation chamber 200. That is, the (+) pole is connected to the mesh grid plate 130a located on the upper side of the two mesh grid plates 130, and the (-) pole is connected to the mesh grid plate 130b located on the lower side, When high voltage DC power is applied, the ionized (+) ion dopant passes quickly through the mesh grid plate 130a located above and the mesh grid plate 130b located below. The accelerated dopant is implanted into the substrate 220.

상기와 같은 구성 및 바람직한 실시예를 가지는 본 발명인 이온 도핑 장치에 의하면, 가스 주입 부분의 위치를 RF 파워 전극의 상부에 위치시켜, 챔버 내에서 RF 파워 전극이 위치하는 부분의 압력이 전극이 위치하지 않는 부분의 압력보다 높아짐으로 인해 플라즈마 유지 상태의 안정성을 향상시키고, 챔버 내부에 적어도 두개 이상의 메쉬 그리드판을 형성시켜 플라즈마 가스의 가속을 증대시킬 수 있는 장점이 있다.According to the ion doping apparatus of the present invention having the above-described configuration and preferred embodiments, the position of the gas injection portion is positioned above the RF power electrode, so that the pressure of the portion where the RF power electrode is located in the chamber is not located. Due to the higher than the pressure of the non-part portion to improve the stability of the plasma holding state, there is an advantage that can increase the acceleration of the plasma gas by forming at least two mesh grid plate in the chamber.

또한, 플라즈마 생성 챔버의 상부를 덮고 있는 덮개판이 절연체로 형성되기 때문에, 상부로 흘러 들어가는 전류를 억제하여 도펀트의 손실을 막을 수 있는 장점이 있다.In addition, since the cover plate covering the upper portion of the plasma generation chamber is formed of an insulator, there is an advantage that can prevent the loss of the dopant by suppressing the current flowing into the upper portion.

또한, 플라즈마 생성 챔버의 외벽을 절연체로 형성함으로써 챔버 내부에 플라즈마 가스가 안정되도록 머물 수 있도록 하는 장점이 있다.In addition, by forming the outer wall of the plasma generation chamber as an insulator, there is an advantage of allowing the plasma gas to remain stable inside the chamber.

또한, 상기 플라즈마 생성 챔버 하부에 위치하는 이온주입 챔버의 외벽이 절연물질로 코팅되어 있고, 챔버 외벽에 (-)극성, GND로 접지되어 있으므로, Electric Field에 의해 절연물질 표면에 (+) Charge들이 모여들게 되어 Dopant(+이온)가 챔버 외벽으로 흡수되지 못하고, 기판홀더 쪽으로 가속되어 도핑(Doping) 효율을 증대시킬 수 있는 장점이 있다.In addition, since the outer wall of the ion implantation chamber located below the plasma generation chamber is coated with an insulating material, and the outer wall of the chamber is grounded with (-) polarity and GND, positive charges are applied to the surface of the insulating material by the electric field. Dopant (+ ions) is not absorbed into the chamber outer wall due to the gathering, it is accelerated toward the substrate holder has the advantage of increasing the doping (Doping) efficiency.

Claims (10)

이온 도핑 장치에 있어서,In an ion doping apparatus, 가스 주입라인을 통해 들어오는 가스를 이용하여 플라즈마 가스를 생성시키는 플라즈마 생성 챔버와, 상기 플라즈마 생성 챔버의 하부측과 연통되도록 연결되어 밀폐공간을 형성시키는 이온주입 챔버로 구성되되,Plasma generation chamber for generating a plasma gas by using the gas coming through the gas injection line and the ion injection chamber is connected to communicate with the lower side of the plasma generation chamber to form a closed space, 상기 플라즈마 생성 챔버에 형성되는 방전 전극은 상기 가스 주입라인 보다 더 낮게 형성되고, 상기 플라즈마 생성 챔버 하측 내부에는 적어도 두개 이상의 메쉬 그리드판이 구비되며, 상기 이온주입 챔버 내부 바닥에는 이온 주입될 기판이 놓여지는 기판홀더가 구비되되, 상기 플라즈마 생성 챔버는 절연체인 석영으로 형성되고, 상기 방전 전극은 두 개의 RF 파워 전극으로 상기 플라즈마 생성 챔버의 외측벽에 분리되어 형성되며, 상기 이온주입 챔버는 표면이 산화된 금속으로 형성되어 접지되고, 그 외벽은 절연물질로 코팅되는 것을 특징으로 하는 이온 도핑 장치.The discharge electrode formed in the plasma generation chamber is formed lower than the gas injection line, at least two mesh grid plates are provided in the lower side of the plasma generation chamber, and a substrate to be ion implanted is placed in the bottom of the ion injection chamber. A substrate holder is provided, wherein the plasma generation chamber is formed of quartz which is an insulator, and the discharge electrode is formed separately from the outer wall of the plasma generation chamber by two RF power electrodes, and the ion implantation chamber is formed of a metal whose surface is oxidized. Formed and grounded, the outer wall of which is coated with an insulating material. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 메쉬 그리드판은 두 개이되, 전압 DC 파워를 이용하여 상측에 형성되는 메쉬 그리드판에는 (+) 극을 연결하고, 하측에 형성되는 메쉬 그리드판에는 (-) 전극을 연결하여 전원을 인가하는 것을 특징으로 하는 이온 도핑 장치.There are two mesh grid plates, and a positive voltage is connected to a mesh grid plate formed on the upper side using voltage DC power, and a negative electrode is connected to the mesh grid plate formed on the lower side to apply power. Ion doping apparatus, characterized in that. 청구항 5에 있어서,The method according to claim 5, 상기 메쉬 그리드판은 표면이 산화된 금속으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이온 도핑 장치.The mesh grid plate is an ion doping apparatus, characterized in that the surface is formed of oxidized metal. 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 기판홀더 표면은 절연물질로 코팅되는 것을 특징으로 하는 이온 도핑 장치.And the substrate holder surface is coated with an insulating material. 청구항 9에 있어서,The method according to claim 9, 상기 기판홀더를 가열할 수 있는 가열수단이 더 구비하는 것을 특징으로 하는 이온 도핑 장치.And a heating means capable of heating the substrate holder.
KR1020060123870A 2006-12-07 2006-12-07 Ion doping apparatus KR100759084B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060123870A KR100759084B1 (en) 2006-12-07 2006-12-07 Ion doping apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060123870A KR100759084B1 (en) 2006-12-07 2006-12-07 Ion doping apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100759084B1 true KR100759084B1 (en) 2007-09-19

Family

ID=38737975

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060123870A KR100759084B1 (en) 2006-12-07 2006-12-07 Ion doping apparatus

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100759084B1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101006891B1 (en) * 2008-10-20 2011-01-12 실리콘 디스플레이 (주) Ion Doping Apparatus
WO2011005582A1 (en) * 2009-06-23 2011-01-13 Solar Implant Technologies Inc. Plasma grid implant system for use in solar cell fabrications
US8697553B2 (en) 2008-06-11 2014-04-15 Intevac, Inc Solar cell fabrication with faceting and ion implantation
US9318332B2 (en) 2012-12-19 2016-04-19 Intevac, Inc. Grid for plasma ion implant
US9324598B2 (en) 2011-11-08 2016-04-26 Intevac, Inc. Substrate processing system and method
CN116631916B (en) * 2023-07-14 2024-01-12 深圳快捷芯半导体有限公司 Semiconductor silicon wafer local doping device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62235485A (en) 1986-04-04 1987-10-15 Hitachi Ltd Ion source device
JP2001077028A (en) 1999-09-07 2001-03-23 Fuji Xerox Co Ltd System and device manufacture semiconductor
KR20070014542A (en) * 2005-07-29 2007-02-01 삼성전자주식회사 Plasma accelerating apparatus and plasma processing system having the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62235485A (en) 1986-04-04 1987-10-15 Hitachi Ltd Ion source device
JPH0711072B2 (en) * 1986-04-04 1995-02-08 株式会社日立製作所 Ion source device
JP2001077028A (en) 1999-09-07 2001-03-23 Fuji Xerox Co Ltd System and device manufacture semiconductor
KR20070014542A (en) * 2005-07-29 2007-02-01 삼성전자주식회사 Plasma accelerating apparatus and plasma processing system having the same

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8697553B2 (en) 2008-06-11 2014-04-15 Intevac, Inc Solar cell fabrication with faceting and ion implantation
US8871619B2 (en) 2008-06-11 2014-10-28 Intevac, Inc. Application specific implant system and method for use in solar cell fabrications
KR101006891B1 (en) * 2008-10-20 2011-01-12 실리콘 디스플레이 (주) Ion Doping Apparatus
US8997688B2 (en) 2009-06-23 2015-04-07 Intevac, Inc. Ion implant system having grid assembly
US8749053B2 (en) 2009-06-23 2014-06-10 Intevac, Inc. Plasma grid implant system for use in solar cell fabrications
US8697552B2 (en) 2009-06-23 2014-04-15 Intevac, Inc. Method for ion implant using grid assembly
WO2011005582A1 (en) * 2009-06-23 2011-01-13 Solar Implant Technologies Inc. Plasma grid implant system for use in solar cell fabrications
US9303314B2 (en) 2009-06-23 2016-04-05 Intevac, Inc. Ion implant system having grid assembly
US9741894B2 (en) 2009-06-23 2017-08-22 Intevac, Inc. Ion implant system having grid assembly
US9324598B2 (en) 2011-11-08 2016-04-26 Intevac, Inc. Substrate processing system and method
US9875922B2 (en) 2011-11-08 2018-01-23 Intevac, Inc. Substrate processing system and method
US9318332B2 (en) 2012-12-19 2016-04-19 Intevac, Inc. Grid for plasma ion implant
US9583661B2 (en) 2012-12-19 2017-02-28 Intevac, Inc. Grid for plasma ion implant
CN116631916B (en) * 2023-07-14 2024-01-12 深圳快捷芯半导体有限公司 Semiconductor silicon wafer local doping device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5802392B2 (en) Method for manufacturing a solar cell using a substrate
KR100759084B1 (en) Ion doping apparatus
US8193075B2 (en) Remote hydrogen plasma with ion filter for terminating silicon dangling bonds
TWI437608B (en) Ion source cleaning method and apparatus
KR101967238B1 (en) SiC COATING IN AN ION IMPLANTER
JP4998972B2 (en) Ion implantation apparatus and ion implantation method
US20130287963A1 (en) Plasma Potential Modulated ION Implantation Apparatus
TWI659456B (en) Method of improving ion beam quality in a non-mass-analyzed ion implantation system
TW202132599A (en) Apparatus and method for metal contamination control in an ion implantation system using charge stripping mechanism
US6504159B1 (en) SOI plasma source ion implantation
JP2012517700A (en) Negatively charged passivation layer in photovoltaic cells
JPH0349176B2 (en)
RU2615161C2 (en) Device for plasma-immersion ion implantation at low pressure
US20200381209A1 (en) Charge stripping for ion implantation systems
JP7451551B2 (en) Ion source with tubular cathode
KR100514174B1 (en) Method and device for irradiating and ion beam, and related method and device thereof
KR101006891B1 (en) Ion Doping Apparatus
US20120000606A1 (en) Plasma uniformity system and method
JP2689419B2 (en) Ion doping equipment
CN108352285A (en) Low profile obtains electrode assembly
US10573526B2 (en) Method of charge controlled patterning during reactive ion etching
KR100691100B1 (en) Method for ion implantation of preventing a byproduct
JP2019096517A (en) Ion implantation method and ion implanter
KR20130016719A (en) Method and apparatus for manufacturing of solar cell
Tang et al. High-efficiency, high-productivity boron doping implantation by diboron tetrafluoride (B 2 F 4) gas on Applied Materials solar ion implanter

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
G170 Publication of correction
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120823

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130814

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140826

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150910

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160907

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170908

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180814

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190813

Year of fee payment: 13