KR100797305B1 - 전위차를 이용한 파티클 제거장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이온주입기의 빔 가이드를 통과한 이온빔을 전위차를 이용한 파티클 제거장치에 통과시킴으로써 파티클을 제거할 수 있도록 한 전위차를 이용한 파티클 제거장치에 관한 것이다.
이를 실현하기 위한 본 발명은 이온주입기의 빔 가이드를 통과한 이온빔 내에서 부적합한 이온을 걸러내기 위한 전위차를 이용한 파티클 제거장치에 있어서, 주 몸체부를 이루는 몸체케이스; 상기 몸체케이스의 내부 상하 또는 좌우 벽면에 설치되되 이온빔을 굴절 통과시킬 수 있도록 경사면과 평면을 반복 구성시킨 그래파이트층; 상기 그래파이트층 간의 절연을 위해 설치되는 절연부재; 상기 그래파이트층에 서로 다른 전압을 인가시키는 파워서플라이;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 이온주입기의 빔 가이드를 통과한 이온빔을 전위차를 이용한 파티클 제거장치에 통과시켜 부적합한 이온을 제거하여 파티클 발생을 억제해 줌으로써 순도 높은 이온을 주입할 수 있는 장점이 있다.
이온주입기, 그래파이트, 전위차, 파티클

Description

전위차를 이용한 파티클 제거장치 {Particle filtering Device using Potential Difference}
도 1은 일반적인 이온주입장비의 구성을 보여주는 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 전위차를 이용한 파티클 제거장치를 보여주는 개략적인 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 파티클 제거장치의 일 실시예를 보여주는 구성도,
도 4는 도 3의 'A'부분 상세도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
60 : 이온빔 100 : 파티클 제거장치
110 : 몸체케이스 130 : 그래파이트층
150 : 절연부재 170 : 파워서플라이
F1 : 제 1 필터부 F2 : 제 2 필터부
Fn : 제 n 필터부
본 발명은 전위차를 이용한 파티클 제거장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이온주입기의 빔 가이드를 통과한 이온빔을 전위차를 이용한 파티클 제거장치에 통과시킴으로써 파티클을 제거할 수 있도록 한 전위차를 이용한 파티클 제거장치에 관한 것이다.
일반적으로, 이온주입기는 진공 상태에서 이온화된 불순물(dopant)을 특정한 에너지로 가속시켜 웨이퍼에 넣어주는 반도체 제조장치로서, MOSFET 제조 공정 시 문턱전압(threshold voltage) 조절공정, 웰(well) 형성공정, 소오스 및 드레인 영역형성, 커패시터(capacitor) 전극 형성공정 등 여러 단계의 공정에 사용된다.
도 1은 일반적인 이온주입장비의 구성을 보여주는 개략도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 이온주입기는 진공부(10), 이온 공급부(20), 빔 가이드(30), 가속기(40), 주사기(도시되지 않음) 및 웨이퍼가공실(50)의 기본요소로 이루어져 있다.
이온 공급부(20)에서는 고진공 상태의 아아크실에 있는 필라멘트에 전류를 흘려줌으로써 열전자가 방출되고, 이러한 열전자가 필라멘트와 아아크실 간의 전압에 의해 아아크실 내부에 공급된 불순물 소스인 기체와 충돌하면서 이온화된다. 추출전극에 가해진 음의 전압에 의하여 상기 이온들은 아아크실 밖으로 추출되며, 이차 추출전압에 의하여 더욱 가속되면서 높은 에너지를 갖게 된다.
이렇게 형성된 이온들은 빔 가이드(30)의 분류자석(도면에 미도시)에 의하여 필요한 이온들만 선택적으로 가려지며 주사기에 의하여 여러 가지 스캔(scan) 방식으로 공정챔버(50)에 있는 웨이퍼 쪽으로 보내지면서 이온 주입이 진행된다.
상기 빔 가이드(30)의 내벽(도면에 미도시)은 그래파이트(Graphite) 재질로 되어 있다. 상기 그래파이트층은 빔 가이드(30)에 이온빔(60)이 지나면서 발생하게 되는 2차 전자의 발생을 억제하는 역할을 하게 된다.
그러나 상기 그래파이트층에 부적합한 이온이 충돌하면서 발생한 파티클이 상기 이온빔(60)과 같이 웨이퍼가공실(50)로 유입되면 순도 높은 이온을 주입하지 못하게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 이온주입기의 빔 가이드를 통과한 이온빔을 전위차를 이용한 파티클 제거장치에 통과시킴으로써 파티클을 제거할 수 있도록 한 전위차를 이용한 파티클 제거장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 전위차를 이용한 파티클 제거장치는,
이온주입기의 빔 가이드를 통과한 이온빔 내에서 부적합한 이온을 걸러내기 위한 전위차를 이용한 파티클 제거장치에 있어서, 주 몸체부를 이루는 몸체케이스; 상기 몸체케이스의 내부 상하 또는 좌우 벽면에 설치되되 이온빔을 굴절 통과시킬 수 있도록 경사면과 평면을 반복 구성시킨 그래파이트층; 상기 그래파이트층 간의 절연을 위해 설치되는 절연부재; 상기 그래파이트층에 서로 다른 전압을 인가시키는 파워서플라이;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 그래파이트층의 경사면에만 (-)전압을 인가시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 그래파이트층의 경사면에는 10Kv의 (-) 전압을 인가시키는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
여기서, 종래 구성과 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호 및 명칭을 사용한다.
도 2는 본 발명에 따른 전위차를 이용한 파티클 제거장치를 보여주는 개략적인 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 파티클 제거장치의 일 실시예를 보여주는 구성도이며, 도 4는 도 3의 'A'부분 상세도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 전위차를 이용한 파티클 제거장치(100)는 몸체케이스(110), 그래파이트층(130), 절연부재(150), 파워서플라이(170)를 포함하여 구성된다.
상기 몸체케이스(110)는 주 몸체부를 이루며, 내부에 이온빔(60)을 통과시키게 된다.
상기 그래파이트층(130)은 상부그래파이트층(131)과 하부그래파이트층(132) 으로 이루어져 있다.
상기 그래파이트층(131)(132)은 몸체케이스(110)의 내부 상하 또는 좌우 벽면에 설치되되, 상기 이온빔(60)이 굴절하여 통과할 수 있도록 경사면(131a)(132a)과 평면(131b)(132b)이 반복구성되어 있다.
일례로, 상기 그래파이트층(130)은 상기 제 1 필터부(F1), 제 2 필터부(F2), 제 n 필터부로 구성되어 이온빔(60) 내부의 부적합이온(61)을 걸러주게 된다.
상기 제 1 필터부(F1)는 그래파이트층(130)이 상부는 경사면(131a)으로 설치되고 하부는 평면(132b)으로 설치되어 있다. 이 경우 상기 경사면(131a)에는 10Kv의 (-)전압이 인가되고, 하부의 평면(132b)에는 전압이 인가되지 않는다. 따라서, 상기 제 1 필터부(F1)를 통과하게 되는 (+)극을 띈 이온빔(60)은 상하 전위차에 의해 상기 경사면(131a) 쪽으로 끌어 당겨져 상측으로 굴절되게 된다.
상기 제 2 필터부(F2)는 제 1 필터부(F1)와 상하 반대로 구성 설치되는 것으로, 상부는 평면(131b)으로 설치되고 하부는 경사면(132a)으로 설치되어 있다. 이 경우 상기 하부에 설치된 경사면(132a)에만 10Kv의 (-)전압이 인가되어 있다. 따라서, 상기 제 1 필터부(F1)에서 상측으로 굴절되었던 이온빔(60)은 제 2 필터부(F2)의 상하 전위차에 의해 경사면(132a) 쪽으로 끌어 당겨짐에 따라 하측으로 굴절된다.
상기 제 n 필터부(Fn)는 제 2 필터부(F2)와 상하 반대로 구성되어, 상기 제 2 필터부(F2)를 통과하면서 굴절되었던 이온빔(60)의 각도를 원래의 직선으로 바로잡는 역할을 하게 된다.
상기 절연부재(150)는 그래파이트층(130)을 이루고 있는 경사면(131a)(132a)과 평면(131b)(132b) 사이사이에 설치되어 절연시키는 역할을 한다.
상기 파워서플라이(170)는 몸체케이스(110)의 내부에 설치된 그래파이트층(130) 중에서 상기 제 1, 2, n 필터부(F1)(F2)(Fn)의 상하로 구성된 경사면(131a)(132a)에만 (-)전압을 인가시켜 주게 된다.
이 경우 상기 그래파이트층(130) 사이를 통과하는 (+)극을 띈 이온빔(60)을 (-)극을 띈 경사면(131a)(132a)에서 잡아당겨 주게 됨으로써, 상기 이온빔(60)을 굴절 통과시킬 수 있게 된다.
이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 전위차를 이용한 파티클 제거장치의 작용을 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 빔 가이드(30)를 통과한 이온빔(60)은 몸체케이스(110) 내부의 제 1 필터부(F1)에 진입하게 된다. 이 경우 상기 상부에 설치된 경사면(131a)에 의해 이온빔(60)이 상측으로 굴절되게 된다. 이때, 상기 이온빔(60) 중에서 무거운 질량을 가진 부적합한 이온(61)은 적당한 각도에서 구부러지지 못하고, 상기 평면(132b)에 부딪쳐 흡착소멸하게 된다.
상기 제 1 필터부(F1)를 통과한 이온빔(60)은 상부가 평면(131b)이고 하부가 경사면(132a)으로 구성된 제 2 필터부(F2)에 진입하게 된다. 이 경우 상기 하부에 설치된 경사면(132a)에만 10Kv의 (-)전압이 인가되어 있어, 상기 이온빔(60)을 하측으로 끌어당겨 굴절시키게 된다. 이때, 상기 이온빔(60) 중에서 무거운 질량을 가진 부적합한 이온(61)은 상부에 설치된 경사면(131b)에 부딪쳐 흡착소멸하게 된 다.
상기 제 1, 2 필터부(F1),(F2)를 통과하면서 굴절된 이온빔(60)은 마지막으로 구성된 제 n 필터부(Fn)를 통과하면서 각도를 원래의 직선으로 바로잡히게 된 후 다음 공정을 수행하게 된다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않으며 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능함은 물론이다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 전위차를 이용한 파티클 제거장치는, 이온주입기의 빔 가이드를 통과한 이온빔을 전위차를 이용한 파티클 제거장치에 통과시켜 부적합한 이온을 제거하여 파티클 발생을 억제해 줌으로써 순도 높은 이온을 주입할 수 있는 장점이 있다.

Claims (3)

  1. 이온주입기의 빔 가이드를 통과한 이온빔 내에서 부적합한 이온을 걸러내기 위한 전위차를 이용한 파티클 제거장치에 있어서,
    주 몸체부를 이루는 몸체케이스;
    상기 몸체케이스의 내부 상하 또는 좌우 벽면에 설치되되 이온빔을 굴절 통과시킬 수 있도록 경사면과 평면을 반복 구성시킨 그래파이트층;
    상기 그래파이트층 간의 절연을 위해 설치되는 절연부재;
    상기 그래파이트층에 서로 다른 전압을 인가시키는 파워서플라이;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전위차를 이용한 파티클 제거장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 그래파이트층의 경사면에만 (-)전압을 인가시키는 것을 특징으로 하는 전위차를 이용한 파티클 제거장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 그래파이트층의 경사면에는 10Kv의 (-) 전압을 인가시키는 것을 특징으로 하는 전위차를 이용한 파티클 제거장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030074242A (ko) * 2002-03-05 2003-09-19 스미토모이튼노바 가부시키가이샤 이온 빔의 질량 분리 필터와 그 질량 분리 방법 및 이를사용하는 이온 소스

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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