KR100800946B1 - 이온주입기의 파티클 제거구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이온주입기의 빔라인(Beam Line) 케이스 내부에 쌓여 있던 파티클(Particle)들이 이온빔(Ion Beam)과 함께 공정챔버(Process Chamber)로 유입되는 것을 방지하기 위한 이온주입기의 파티클 제거구조에 관한 것이다.

이를 실현하기 위한 본 발명은 내부에 구성된 빔라인케이스와, 이온빔을 편향시키는 분석기자석과, 빔라인케이스의 내부 측면에 설치되어 이온을 흡수시키는 측면이온흡수부재로 구성된 이온주입기를 포함하는 이온주입기의 파티클 제거구조에 있어서, 상기 빔라인의 천정과 바닥면에 설치된 이온흡수부재; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 이온주입기의 빔라인케이스 내부의 천장과 바닥에 이온흡수부재를 설치함으로써, 파티클이 이온빔(Ion Beam) 과 함께 공정챔버로 유입되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.

이온주입기, 이온빔, 파티클, 그래파이트(Graphite)

Description

이온주입기의 파티클 제거구조 {Structure for particle removing of Ion Implanters}

도 1은 일반적인 이온 주입기를 보여주는 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 이온주입기의 파티클 제거구조를 보여주는 개략적인 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 이온흡수부재를 보여주는 사시도,

도 4는 본 발명에 따른 이온흡수부재가 설치된 상태를 보여주는 설치상태도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 이온주입기 10 : 빔라인케이스

11 : 분석기자석 12 : 측면이온흡수부재

13 : 이온흡수부재 14 : 돌기

15 : 걸림벽 16 : 천장

17 : 바닥면 20 : 이온빔

30 : 공정챔버

본 발명은 이온주입기의 파티클 제거구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이온주입기의 빔라인(Beam Line)케이스 내부에 쌓여 있던 파티클(Particle)들이 이온빔(Ion Beam) 과 함께 공정챔버(Process Chamber)로 유입되는 것을 방지하기 위한 이온주입기의 파티클 제거구조에 관한 것이다.

일반적으로 반도체장비는 반도체기판상에 사진, 식각, 증착, 확산, 이온 주입, 금속 증착 등의 공정이 반복되어 형성된다.

위와 같은 반도체 공정 중, 이온주입은 반도체기판의 전기적인 특성을 변화시키기 위해서 첨가되는 도펀트(Dopant)의 양을 제어하는 기술 중의 하나이며, 물리적인 공정으로 화학적인 반응은 없다.

이온주입기에서 빔라인(Beam Line)의 역할은 질량분석(Mass Analyzer)을 실시하여 이온빔에서 원하는 종(species)들을 통과시켜 웨이퍼에 이온을 주입시키도록 하는 것이다.

상기 이온들은 추출 전압에 의해서 제공되는 가속도 때문에 비교적 높은 속도에서 이동하고 많은 다른 이온 종들을 포함하는 소스로부터 추출된다. 상기 이온주입기에서 분석기자석은 소스챔버에서 발생된 여러 가지 중에서 특정한 도펀트(dopant) 이온을 분리시키게 된다.

도 1은 일반적인 이온 주입기를 보여주는 구성도이다.

도 1을 참조하면, 웨이퍼에 이온을 주입시키기 위한 일반적인 이온 주입 기(1)는 내부에 구성된 빔라인케이스(10)과, 이온빔(20)을 편향시키는 분석기자석(11)과, 상기 빔라인의 내부 측면에 설치되어 이온을 흡수시키는 측면이온흡수부재(12)를 포함하여 구성된다.

상기 이온주입기(1)에 설치된 분석기자석(11)은 직각형상으로 형성되어 있어 상기 분석기자석(11)의 자기장이 이온빔(20)의 방향을 편향시키게 된다.

이 경우 주어진 자기장의 세기에서 가벼운 이온(21)들은 쉽게 구부러지는 반면에, 무거운 질량을 가진 이온(23)들은 적당한 각도에서 구부러지기가 어렵다.

여기서, 분석기자석(11)의 중심을 통해서 적당한 자기장 세기에서 충분히 구부러지는 이온빔(20)은, 마침내 상기 공정챔버(30)의 웨이퍼에 첨가되는 미세한 불순물인 도펀트(dopant) 종들이다.

그러나 상기 공정챔버(30)로 주입되지 못한 이온들(21),(23)은 빔라인(10)의 측면에 설치된 측면이온흡수부재(12)에 부딪쳐 상기 측면이온흡수부재(12)에 의해 흡수되지만, 그 외의 이온들(21),(23)은 스테인리스(SUS)재질의 천장(16)과 바닥(17)에 부딪쳐 쌓이게 된다. 이 경우 상기 이온이 어느 정도 쌓이게 되면 굳어있던 이온들(21),(23)이 떨어지게 되어 파티클(particle) 발생의 원인이 된다.

또한, 상기와 같이 발생된 파티클이 상기 공정챔버(30)로 유입되면 웨이퍼에 스크래치를 발생시킬 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 이온주입기의 빔라인 내부에 쌓이게 되는 파티클이 이온빔(Ion Beam) 과 함께 공정챔버로 유입되는 것을 방지할 수 있는 이온주입기의 파티클 제거구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 이온주입기의 파티클 제거구조는,

내부에 구성된 빔라인케이스와, 이온빔을 편향시키는 분석기자석과, 빔라인케이스의 내부 측면에 설치되어 이온을 흡수시키는 측면이온흡수부재로 구성된 이온주입기를 포함하는 이온주입기의 파티클 제거구조에 있어서,

상기 빔라인케이스의 천정과 바닥면에 설치된 이온흡수부재; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이온흡수부재의 상면에는 다수개의 돌기가 소정거리 이격되게 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이온흡수부재의 일측끝단에는 소정의 높이와 각도로 이루어진 걸림벽이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이온흡수부재는 그래파이트(Graphite) 재질인 것을 특징으로 한다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 이온주입기의 파티클 제거구조를 보여주는 개략적인 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 이온흡수부재를 보여주는 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 이온흡수부재가 설치된 상태를 보여주는 설치상태도이다.

도 2를 참조하면, 웨이퍼에 이온을 주입시키기 위한 일반적인 이온주입기(1)는 내부에 구성된 빔라인케이스(10)과, 이온빔(20)을 아크로 편향시키는 분석기자석(11)과, 상기 빔라인케이스(10)의 내부 측면에 설치되어 이온을 흡수시키는 측면이온흡수부재(12)를 포함하여 구성된 것은 종래의 구성과 동일하다.

상기 빔라인케이스(10) 내부를 통과하는 이온빔(20)에서 공정챔버(도면에 미도시)로 주입되지 못한 이온들(21)(23)이 바닥(16)과 천장(17)에 쌓이게 되고, 상기 쌓이게 되는 이온들(21)(23)이 파티클(P) 형태로 되어 이온빔(Ion Beam)과 함께 공정챔버(Process Chamber)로 유입되는 것을 방지하기 위한 구조가 마련되어야 한다.

이를 구현하기 위한 본 발명은 상기 빔라인케이스(10)의 천장(16)과 바닥면(17)에 이온흡수부재(13)가 마련된다.

상기 이온흡수부재(13)는 상기 이온들(21)(23)을 잘 흡수할 수 있는 그래파이트(Graphite) 재질로 형성되는 것이 바람직하다.

도 3을 참조하면, 상기 이온흡수부재(13)의 상면에는 다수개의 돌기(14)가 소정거리 이격되게 형성되어 있다.

상기 다수개의 돌기(14)는 빗살무늬 형상으로 형성되어 불필요한 이온들(21)(23)이 잘 흡수될 수 있도록 하는 역할을 한다.

여기서, 상기 이온흡수부재(13)의 상면에 형성된 다수개의 돌기(14)는 빗살무늬의 형상 이외에 상기 이온들(21)(23)이 잘 흡수될 수 있는 굴곡, 직선 및 지그재그 등의 형상으로 형성될 수도 있다.

한편, 대부분의 불필요한 이온들(21)(23)은 상기 이온흡수부재(13)에서 흡수되지만, 상기 이온흡수부재(13)에서 흡수되지 않은 소량의 파티클(P)이 생기게 되어 상기 파티클(P)이 이온빔(20)과 함께 공정챔버(도면에 미도시) 내부로 유입될 수 있다.

이 경우 상기와 같이 파티클(P)이 공정챔버(도면에 미도시)로 유입되는 것을 방지할 수 있도록 상기 이온흡수부재(13)의 일측 끝단에는 소정의 높이와 각도로 이루어진 걸림벽(15)이 형성된다.

도 4를 참조하면, 상기와 같이 다수개의 돌기(14)와 걸림벽(15)이 형성된 이온흡수부재(13)는 상기 빔라인케이스(10) 내부의 천장(16)과 바닥면(17)에 각각 설치된다.

이 경우 상기 이온흡수부재(13a)(13b)에서 흡수되지 않은 파티클(P) 형태의 이온들(21)(23)이 상기 걸림벽(15)에 걸리게 됨으로써, 공정챔버(도면에 미도시) 내부로의 유입을 막을 수 있는 장점이 있다.

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 의 해 다양한 변경과 수정이 가능함은 물론이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 이온주입기의 파티클 제거구조는 이온주입기의 빔라인케이스 내부의 천장과 바닥에 이온흡수부재를 설치함으로써, 파티클이 이온빔(Ion Beam)과 함께 공정챔버로 유입되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.

Claims (4)

1. 내부에 구성된 빔라인케이스와, 이온빔을 편향시키는 분석기자석과, 빔라인케이스의 내부 측면에 설치되어 이온을 흡수시키는 측면이온흡수부재로 구성된 이온주입기를 포함하는 이온주입기의 파티클 제거구조에 있어서,

   상기 빔라인케이스의 천정과 바닥면에 설치된 이온흡수부재;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온주입기의 파티클 제거구조.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 이온흡수부재의 상면에는 다수개의 돌기가 소정거리 이격되게 형성된 것을 특징으로 하는 이온주입기의 파티클 제거구조.
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,

   상기 이온흡수부재는 그래파이트(Graphite) 재질인 것을 특징으로 하는 이온주입기의 파티클 제거구조.

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