KR100841860B1 - 이온주입장치의 소스헤드용 아크슬릿 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이온주입장치의 소스헤드용 아크슬릿을 제공한다. 상기 아크슬릿은 제 1아크슬릿 몸체; 및 상기 제 1아크슬릿 몸체에 탈부착되며, 이온빔이 통과하는 일정 길이를 갖는 빔홀이 형성된 제 2아크슬릿몸체를 구비함으로써, 아크슬릿에 있어서 일정 기간을 사용하고 난 후에 아크슬릿의 빔홀부분만을 부분적으로 교체 가능하게 함으로써, 빔홀 사이즈를 일정하게 유지하고, 소스스헤드의 수명 연장 및 빔의 효율성을 증대시킬 수 있고, 소스에서 생성된 이온빔의 확장성을 일정하게 가져갈 수 있도록 함으로써, 억압 전류(Suppression Current)의 발생을 최소화 할 수 있어, 아킹 발생의 위험을 줄일 수 있고, 아크슬릿의 빔홀부분만을 교체가능하도록 하여 아크슬릿의 전체교체에 따른 교체비용을 감소시킬 수 있다.

Description

이온주입장치의 소스헤드용 아크슬릿{ARC-SLIT FOR SOURCE HEAD OF ION IMPLANT APPARATUS}
도 1은 종래 이온주입장치의 소스 헤드 아크챔버의 구성을 보여주는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 이온주입장치의 소스헤드용 아크슬릿을 보여주는 평면도이다.
도 3a는 본 발명에 따르는 제 1아크슬릿 몸체를 보여주는 평면도이다.
도 3b는 본 발명에 따르는 제 1아크슬릿 몸체를 보여주는 측면도이다.
도 4a는 본 발명에 따르는 제 2아크슬릿 몸체를 보여주는 평면도이다.
도 4b는 본 발명에 따르는 제 2아크슬릿 몸체를 보여주는 측면도이다.
본 발명은 이온주입장치의 소스 헤드용 아크슬릿에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 이온빔의 경로인 빔홀부분만을 용이하게 교체할 수 있도록 하여 빔홀 사이즈를 일정하게 유지하고, 소스헤드의 안정화 및 빔의 효율성을 증대시킬 수 있는 이온주입장치의 소스헤드용 아크슬릿에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 웨이퍼상의 이온주입에 사용되는 이온주입장치에는 이온빔을 생성하는 소스 헤드가 포함된다. 이와같은 소스 헤드에서 이온빔이 만들어지는 공간을 아크챔버라 한다.
상기 아크챔버는 중성 원자에서 전자를 떼어내어 양으로 대전된 입자를 만들어 주는 설비로서, 가열된 필라멘트로부터 나온 전자빔을 중성 원자에 쏘아 원자에 구속되어 있는 전자를 떼어낸다. 이렇게 발생된 양이온을 이온 공급부에서 추출하여 이온 주입에 사용될 이온빔으로 만든다.
도 1 은 종래 이온주입장치의 소스 헤드(200) 아크챔버(100)의 구성을 설명하기 위해 커버(140)가 분리된 상태의 아크챔버(100)를 나타낸 사시도이다.
도 1을 참조하면, 아크 챔버(100)는 베이스플레이트(110)의 일면에 사각펜스(120)를 돌출형성하여 이러한 사각펜스(120)내부에 아크생성실(130)을 마련하고, 상기 사각펜스(120)의 개방되는 상부면에 빔홀(150)을 갖는 아크 슬릿(140)을 설치하여 구성된다. 이와같은 아크생설실(130)에 위치하는 베이스플레이트(110)에는 가스공급을 위해 가스유입홀을 갖는 유입구(190)가 형성된다.
또한, 상기 아크생성실(130)의 일측벽과 타측벽에는 필라멘트(160 : FILAMENT)에 전류를 가해서 열전자를 방출하는 캐소드(170 : CATHOD)와, 공급된 가스와 캐소드(170)에 의한 열전자(熱電子)의 충돌로 이온화된 가스가 증착되는 리펠러(180 : REPELLER)가 설치된다.
이에 따라, 상기 아크생성실(130)에서는 필라멘트(160)에서 방출된 열전자가 캐소드(170)와의 전위차로 인해 캐소드(170)에 충돌하여 캐소드(170)를 가열한다. 가열된 캐소드(170)의 표면에서는 2차 열전자가 방출됨과 아울러 이러한 2차 열전자가 아크생성실(130)에 유입된 가스 도판트분자와 충돌하여 이온화된 가스를 생성하게 된다.
그러나, Axcelis사의 소스헤드를 예로 들자면, 상기 소스헤드에 쓰이는 아크 슬릿은 하나의 어셈블리로 되기 때문에, 소스에서 생성되는 이온의 양이 많고, 이러한 이유로 상기 아크슬릿의 빔홀을 통해 빠져나가게 되는 이온들의 양도 많다. 이에 아크 슬릿의 수명(Life Time)이 두번의 PM(약 1000시간 )을 수행할 정도가 되면, 이온이 빠져나가는 아크 슬릿의 빔홀부분이 많이 닳게 되어, 그 후 재사용시에는 빔홀의 확장에 의한 이온의 확산이 더 심해지게 되는데, 오염(Contamination)에 의하여 아크 슬릿의 마모되는 부분도 상기 빔홀의 주위로 한정되어 있다. 이러한 한정된 빔홀 주위의 닳게 되는 문제로 아크 슬릿을 자주 교체함으로 인해, 재료비의 상승을 가져오고, 이로 인하여 다른 재료의 구매가 줄어들게 되는 문제도 발생하게 된다. 이러한 문제로 아크 슬릿을 정상적인 주기에 교체하여주지 못할 경우, 소스헤드의 수명이 짧아지게 되고, 아킹발생에 의한 진공의 불안정에 의하여 제품불량을 야기하게 되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있도록 안출된 것으로써, 본 발명의 제 1목적은 빔홀을 갖는 아크슬릿에 있어서 일정 기간을 사용하고 난 후에 아크슬릿의 빔홀부분만을 부분적으로 교체 가능하게 함으로써, 빔홀 사이즈를 일정하게 유지하고, 소스스헤드의 수명 연장 및 빔의 효율성을 증대시킬 수 있는 이온주입장치의 소스헤드용 아크슬릿을 제공함에 있다.
본 발명의 제 2목적은 상기와 같이 아크슬릿의 빔홀부분만을 교체가능하도록 하여 아크슬릿의 전체교체에 따른 교체비용을 감소시킬 수 있는 이온주입장치의 소스헤드용 아크슬릿을 제공함에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 이온주입장치의 소스헤드용 아크슬릿을 제공한다.
상기 아크슬릿은 제 1아크슬릿 몸체; 및 상기 제 1아크슬릿 몸체에 탈부착되며, 이온빔이 통과하는 일정 길이를 갖는 빔홀이 형성된 제 2아크슬릿몸체를 포함한다.
여기서, 상기 제 1아크슬릿 몸체는 중앙부를 중심으로 십자형상의 끼움홀이 형성되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 끼움홀의 사방측단부에는 제 1지지부재가 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 2아크슬릿 몸체는 상기 끼움홀의 크기에 대응되는 십자형상의 끼움몸체로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 끼움몸체의 사방측단부에는 상기 지지부재의 저면에 밀착되어 지지되는 제 2지지부재가 형성되는 것이 바람직하다.
이하, 첨부되는 도면들을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 따르는 이온주입 장치의 소스헤드용 아크슬릿을 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 이온주입장치의 소스헤드용 아크슬릿을 보여주는 평면도이다. 도 3은 본 발명에 따르는 제 1아크슬릿 몸체를 보여주는 도면들이다. 도 4는 본 발명에 따르는 제 2아크슬릿 몸체를 보여주는 도면들이다.
도 2 내지 도 4를 참조로 하면, 본 발명의 이온주입장치의 소스헤드용 아크슬릿은 제 1아크슬릿 몸체(310)와, 상기 제 1아크슬릿 몸체(310)에 탈부착되며, 이온빔이 통과하는 일정 길이를 갖는 빔홀(321)이 형성된 제 2아크슬릿몸체(320)를 구비한다.
여기서, 상기 제 1아크슬릿 몸체(310)는 중앙부를 중심으로 십자형상의 끼움홀(311)이 형성된다.
그리고, 상기 끼움홀(311)의 사방측단부에는 제 1지지부재(312)가 형성된다.
또한, 상기 제 2아크슬릿 몸체(320)는 상기 끼움홀(311)의 크기에 대응되는 십자형상의 끼움몸체로 형성된다.
또한, 상기 끼움몸체의 사방측단부에는 상기 제 1지지부재(312)의 저면에 밀착되어 지지되는 제 2지지부재(322)가 형성된다.
다음은, 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따르는 아크슬릿의 조립방법을 설명하도록 한다.
도 3a 및 도 3b를 참조로 하면, 제 1아크슬릿 몸체(310)에 형성된 끼움홀(311)의 사방측단부에는 제 1지지부재(312)가 형성되는데, 상기 제 1지지부 재(312)는 상기 제 1아크슬릿 몸체(310)의 두께의 절반에 해당되는 두께로 형성되고, 상기 제 1지지부재(312)는 상기 제 1아크슬릿 몸체(310)의 저면부로부터 일정거리 이격되어 상기 제 1아크슬릿 몸체(310)의 상면부에 형성된다.
이와 같이 형성되는 제 1아크슬릿 몸체(310)의 후면부에서 상기 제 2아크슬릿 몸체(320)가 결합된다.
상기 제 2아크슬릿 몸체(320)는 십자형상으로 형성된 끼움몸체로써, 상기 끼움몸체는 상기 제 1아크슬릿 몸체(310)의 끼움홀(311)에 끼워지도록 이루어진다.
또한, 상기 끼움몸체의 사방측단부에는 상기 제 1지지부재(312)의 저면부에 밀착되어 지지되는 제 2지지부재(322)가 마련된다. 상기 제 2지지부재(322)는 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 제 2아크슬릿 몸체(320)의 두께의 절반 두께로 형성된다. 그리고, 상기 제 2지지부재(322)는 상기 제 2아크슬릿 몸체(320)의 상면부에 마련된다.
따라서, 상기 제 2아크슬릿 몸체(320)가 상기 제 1아크슬릿 몸체(310)의 후면부를 통하여 서로 결합되는 경우에, 상기 제 2지지부재(322)의 상면은 상기 제 1지지부재(312)의 저면에 밀착되어 고정된다.
이와 같이 제 1,2아크슬릿 몸체(310,320)가 서로 결합된 이후에 도 1에 도시된 바와 같이 베이스 플레이트의 일면에 체결된다.
이와 같이 결합됨으로써, 빔홀(321)이 형성된 제 2아크슬릿 몸체(320)는 제 1아크슬릿 몸체(310)로부터 용이하게 탈부착될 수 있다.
이에 따라, 아크슬릿을 이온빔에 직접적인 영향를 받는 부분와 간접적인 부 분으로 나누어 사용하도록 함으로써, 아크슬릿을 전체적으로 교체함에 따른 비용을 절감하는 할 수 있고, 상기 이온빔의 영향에 따른 아크 슬릿의 사용을 일정하게 가져감으로써, 이온빔의 일정한 조건을 유지 할 수 있고, 이에 따른 이온빔의 효율을 증가 시킬 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 빔홀을 갖는 아크슬릿에 있어서 일정 기간을 사용하고 난 후에 아크슬릿의 빔홀부분만을 부분적으로 교체 가능하게 함으로써, 빔홀 사이즈를 일정하게 유지하고, 소스스헤드의 수명 연장 및 빔의 효율성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 소스에서 생성된 이온빔의 확장성을 일정하게 가져갈 수 있도록 함으로써, 억압 전류(Suppression Current)의 발생을 최소화 할 수 있어, 아킹 발생의 위험을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 아크슬릿의 빔홀부분만을 교체가능하도록 하여 아크슬릿의 전체교체에 따른 교체비용을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 제 1아크슬릿 몸체; 및
    상기 제 1아크슬릿 몸체에 탈부착되며, 이온빔이 통과하는 일정 길이를 갖는 빔홀이 형성된 제 2아크슬릿몸체를 포함하는 이온주입장치의 소스헤드용 아크슬릿.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1아크슬릿 몸체는,
    중앙부를 중심으로 십자형상의 끼움홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 이온주입장치의 소스헤드용 아크슬릿.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 끼움홀의 사방측단부에는 제 1지지부재가 형성되는 것을 특징으로 하는 이온주입장치의 소스헤드용 아크슬릿.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제 2아크슬릿 몸체는,
    상기 끼움홀의 크기에 대응되는 십자형상의 끼움몸체로 형성되는 것을 특징으로 하는 이온주입장치의 소스헤드용 아크슬릿.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 끼움몸체의 사방측단부에는 상기 제 1지지부재의 저면에 밀착되어 지지되는 제 2지지부재가 형성되는 것을 특징으로 하는 이온주입장치의 소스헤드용 아크슬릿.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR19980085877A (ko) * 1997-05-30 1998-12-05 윤종용 반도체 이온주입설비의 아크 챔버 슬릿

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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