KR101622892B1 - Method of forming grating pattern on an inner wall face and a arc chamber of ion implant apparatus comprising the grating pattern - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 아크챔버의 내벽에 격자패턴을 형성하는 방법 및 이 격자패턴을 포함하는 이온주입장치의 아크챔버에 관한 것으로, 내벽에 각인된 격자패턴을 통해 내벽의 흡착 면적을 늘려 내벽 흡착물로 인한 내장부재 간 단락을 방지하며 특히 챔버의 내벽에 격자패턴을 각인시킴으로써 기존에 흡착 면적을 늘리기 위해 챔버내에 설치되는 보조물의 사용시 발생되었던 설비성능의 저하나 운전 불안정성을 개선하는 아크챔버의 내벽에 격자패턴을 형성하는 방법 및 이 격자패턴을 포함하는 이온주입장치의 아크챔버에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for forming a lattice pattern on the inner wall of an arc chamber, and to an arc chamber of an ion implantation apparatus including the lattice pattern, wherein the lattice pattern engraved on the inner wall increases the adsorption area of the inner wall, A grid pattern is formed on the inner wall of the arc chamber, which improves facility instability or operation instability that has occurred in the use of an auxiliary material installed in the chamber in order to increase the adsorption area, in particular by engraving a grid pattern on the inner wall of the chamber. And an arc chamber of an ion implantation apparatus including the lattice pattern.
이온주입공정은 반도체 공정 중 웨이퍼 내에 불순물[붕소(B), 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb)]을 이온화 상태로 주입시켜 전기적 특성을 갖게 하는 공정을 말한다. The ion implantation process refers to a process in which impurities (boron (B), phosphorus (P), arsenic (As), and antimony (Sb)) are ionized into a wafer during a semiconductor process so as to have electrical characteristics.
이온주입공정을 진행하기 위한 이온주입장치는, 불순물로 사용되는 가스와 추출전압이 인가되는 가스박스를 포함하여 구성되며, 이온빔이 생성되는 아크챔버를 포함한 소스 헤드 어셈블리와, 생성된 이온빔을 추출 및 조정 역할을 하는 매니퓰레이터 어셈블리를 이온빔이 생성되어 웨이퍼까지 도달하는 경로의 초기 단계에 구성하고 있다.An ion implantation apparatus for carrying out an ion implantation process includes a source head assembly including an arc chamber in which an ion beam is generated, a source head assembly including a gas used as an impurity and a gas box to which an extraction voltage is applied, A coordinating manipulator assembly is constructed at the initial stage of the path through which the ion beam is generated and reaches the wafer.
상기 아크챔버는 불순물로 사용되는 가스와 필라멘트에서 방출되는 텅스텐 열전자에 의한 충돌로 인해 양이온을 생성시키는 공간으로서, 생성된 양이온이 진공챔버 내에서 추출과 가속의 과정을 거쳐 반도체 웨이퍼에 주입되어 반도체 특성을 가지게 하는 역할을 한다.The arc chamber is a space for generating positive ions due to a collision caused by a gas used as an impurity and a tungsten thermon emitted from the filament. The generated cations are injected into a semiconductor wafer through a process of extraction and acceleration in a vacuum chamber, .
이 아크챔버는 필라멘트를 포함한 캐소드 부분과, 가스 인입단이 포함된 챔버 몸체, 그리고 필라멘트와 같은 극성을 가지고 있는 리펠러로 구성된다. 여기에서 상기 리펠러는 열전자를 반사시켜 이온화 효율을 높이는데 이용되며, 상기 챔버 몸체는 일체형으로 구성되거나 경제성을 위해 몸체와 분리된 내부의 쉴드 조각으로 구성될 수 있다. The arc chamber is composed of a cathode portion including a filament, a chamber body including a gas inlet end, and a repeller having a polarity such as a filament. Here, the repeller is used to reflect the thermoelectrons to increase the ionization efficiency. The chamber body may be integrally formed or may be formed of an inner shield piece separated from the body for economical efficiency.
이 같은 아크챔버에 인가되는 전원을 살펴보면, 텅스텐 재질의 필라멘트에 전원을 인가하면 텅스텐 열전자가 캐소드에 인가된 전압차에 의해 캐소드 내벽에 부딪히게 되고 캐소드는 다시 열전자를 아크전압이 인가된 아크챔버 내부로 발생시키게 된다. 아크챔버 내부에 생성된 열전자는 가스인입단(Gas Feed)으로 공급된 가스와의 충돌을 일으켜 가스의 최외각전자를 분리하여 이온화가 이루어진다. 또한 중요한 내장부재로 사용되는 리펠러에는 필라멘트 전원공급기의 음전압을 인가하게되어 열전자와는 동전위를 갖게 되므로 외벽에 흡착되고자 하는 열전자를 아크챔버의 가운데 부분으로 밀어내는 역할을 한다.When a power source is applied to a tungsten filament, a tungsten thermoelectron collides with the inner wall of the cathode due to a voltage difference applied to the cathode, and the cathode again receives the thermoelectrons from the arc chamber . The hot electrons generated inside the arc chamber collide with the gas supplied as a gas feed to ionize the outermost electrons of the gas. Also, the repeller used as an important built-in member is applied with the negative voltage of the filament power supply, so that it has the same potential as the thermoelectrons. Therefore, it plays the role of pushing the thermoelectrically intended to be adsorbed to the outer wall to the middle part of the arc chamber.
결과적으로 아크챔버의 내장부재에 인가되는 전압이 서로 다르기 때문에 각 내장부재는 절연체 또는 공극에 의해 물리적으로 서로 분리되어 절연 상태가 유지되어야 한다. As a result, since the voltages applied to the built-in members of the arc chamber are different from each other, each built-in member must be physically separated from each other by an insulator or a gap and maintained in an insulated state.
즉 아크챔버를 구성하고 있는 각각의 부품에 전해지는 전압은 구성 부품간에 절연체 및 일정한 공간을 두어 간섭받지 않아야 하는데, 절연체의 오염 또는 가스막의 박편으로 인해 절연이 파괴될 경우 마이크로 글리치(glitch) 또는 전원공급기 등에 문제를 야기할 수 있다. In other words, the voltage transmitted to each component constituting the arc chamber should not be interfered with the insulator and the constant space between the components. If the insulation is broken due to the contamination of the insulator or the thin film of the gas film, Feeder and the like.
또한 이온화가 이루어질 때 아크챔버 내의 온도가 900℃ 이상으로 상승하기 때문에 아크챔버 내벽에 흡착된 가스박편이나 텅스텐 열전자 박편들이 녹거나 흘러내려 물리적으로 분리된 각 부품 간의 공극이나 절연체에 들러 붙어서 단락을 유발하기도 한다.In addition, when the ionization occurs, the temperature in the arc chamber rises to 900 ° C or higher, so that the gas flakes or tungsten hot flakes adsorbed on the inner wall of the arc chamber melt or flow down and adhere to pores or insulators between the physically separated parts, It is also said.
따라서 종래의 아크챔버에는 다음과 같은 문제점들이 있다.Therefore, the conventional arc chamber has the following problems.
첫째, 인가된 가스 중 이온화되지 않은 잔여 가스 대부분이 펌프에 의해 아크챔버 외부로 빠져나가지만 일부는 내벽 또는 절연체에 부착되어 각각의 내장부품에 가해지는 전원의 단락현상을 유발하게 된다. 더군다나 이 같이 부착된 가스는 사용시간이 지남에 따라 두께가 두꺼워지며 박편이 발생하여 전원의 단락현상 빈도를 높이게 된다. First, most of the un-ionized residual gas escapes to the outside of the arc chamber by the pump, but some of them are attached to the inner wall or the insulator, causing a short circuit of the power applied to the respective internal parts. Furthermore, the thickness of the attached gas becomes thicker over time, and flakes are formed, which increases the frequency of the short circuit of the power source.
둘째, 캐소드에서 발생한 열전자중 일부는 리펠러에 달라 붙게되어 고온에 의해 녹아 내리면서 글리칭 소스로 작용하게 되어 장비의 안정적 사용을 저해하게 된다. Second, some of the thermoelectrons generated at the cathode stick to the repeller, which melts down at high temperatures and acts as a glazing source, hindering the stable use of the equipment.
셋째, 내장 라이너는 사용조건에 따라 재사용이 가능한데 박편에 의한 잦은 글리칭은 내장 라이너의 변형을 유발하며 이러한 변형은 재조립을 불가능하게 만들어 결국 폐기해야만 하는 문제점을 가지고 있다. Third, the built-in liner can be re-used depending on the conditions of use. Frequent glueing by the flake causes deformation of the built-in liner.
넷째, 잦은 글리칭은 공정 진행중에 플라즈마 이온빔의 불안정을 유발하여 이온주입장치의 설비 성능을 떨어뜨리게 되고 챔버 내의 파티클로 작용하게 되는 문제점이 있다.Fourth, frequent glazing causes instability of the plasma ion beam during the process, which deteriorates the performance of the ion implanter and acts as particles in the chamber.
이 같은 문제점들 중 일부를 해소하기 위해 도 1에 도시된 바와 같이 아크챔버의 본체(4)의 내부에 격자넷(9)을 설치하는 방식(한국특허등록 제0699112호)이 제안된 바 있다. In order to solve some of these problems, a method of installing the
하지만 이 같은 격자넷 설치 방식에서 격자넷은 절연체로 이루어지나 이온화가 이루어지는 초고온의 아크챔버 내부에 녹는점이 낮은 비금속 재질을 사용함으로써 이온화 성능이 떨어지는 문제점이 나타났다. However, in such a lattice net installation method, the lattice net is made of an insulator, but the ionization performance is deteriorated due to the use of a non-metallic material having a low melting point inside the ultra-high-temperature arc chamber where ionization occurs.
또한 격자넷을 아크챔버의 내부에 설치하기 위해 별도의 합성수지 접착제가 사용되는데, 이 접착제 역시 이온주입 과정에서 내부 고온에 의해 변형되어 불순물로서 이온화 성능을 저하시키고 있으며 장시간 사용시 이온화장비의 설비성능 저하와 운전 불안정성을 유발하는 원인이 되고 있다. In addition, a synthetic resin adhesive is used to install the lattice net inside the arc chamber. The adhesive is also deformed by the high temperature in the ion implantation process, which deteriorates the ionization performance as an impurity. Which causes driving instability.
더군다나 이 같은 부착 설치형 격자넷은 아크챔버 내벽의 라이너에 적용할 경우 기본적으로 양면 사용이 가능한 라이너의 재사용을 원천적으로 불가능하게 만들어 장비유지 비용을 증가시키는 원인이 되고 있다.
In addition, when such an attachment-type lattice net is applied to a liner on the inner wall of an arc chamber, it is basically impossible to reuse the liner which can be used on both sides, thereby causing an increase in equipment maintenance cost.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 내벽에 각인된 격자패턴을 통해 내벽의 흡착 면적을 늘려 내벽 흡착물로 인한 내장부재 간 단락을 방지하며 특히 챔버의 내벽에 격자패턴을 각인시킴으로써 기존에 흡착 면적을 늘리기 위해 챔버내에 설치되는 보조물의 사용시 발생되었던 설비성능의 저하나 운전 불안정성을 개선하는 아크챔버의 내벽에 격자패턴을 형성하는 방법 및 이 격자패턴을 포함하는 이온주입장치의 아크챔버를 제공하는데 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to increase the adsorption area of an inner wall through a grid pattern imprinted on an inner wall, A method of forming a lattice pattern on the inner wall of an arc chamber which improves facility instability or operation instability which is caused when using an auxiliary material installed in a chamber in order to increase the adsorption area by imprinting a pattern and ion implantation To provide an arc chamber of the device.
본 발명에 따르면, (a) 이온주입장치의 아크챔버에서 격자패턴을 형성시킬 내장 부품을 준비하는 단계; 및 (b) 밀링 머신에 상기 내장 부품을 장착하고 격자패턴 형성의 대상면에 대하여 종횡방향으로 교차되어 이루어지는 직선형의 홈을 각인하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 아크챔버의 내벽에 격자패턴을 형성하는 방법을 제공한다. According to the present invention, there is provided a method of manufacturing an ion implantation apparatus, comprising the steps of: (a) preparing a built-in part for forming a grid pattern in an arc chamber of an ion implantation apparatus; And (b) engraving a straight groove formed by vertically and horizontally intersecting the target surface of the grid pattern with the built-in part mounted on a milling machine; The method of forming a grid pattern on an inner wall of an arc chamber is provided.
바람직하게는, 상기 (b) 단계 이후에, (c) 상기 홈의 내측에 사다리꼴 모양의 앤드밀 또는 볼타입 앤드밀을 넣어 홈에 사다리꼴 형태의 내측이나 반호형 내측을 성형하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. Preferably, after the step (b), (c) molding an inner side or a half-sided inner side of a trapezoidal shape in a groove by inserting a trapezoidal inner or inner type ball mill into the groove; And further comprising:
바람직하게는, 상기 내장 부품은, 일체형의 아크챔버나 분리형의 아크챔버의 경우 내부 공간을 구획하는 내벽 중 하부벽, 장측벽, 캐소드측벽 및 리펠러측벽이며, 라이너 장착형 아크챔버의 경우 내부 공간을 구획하는 하부벽, 장측벽, 캐소드측벽 및 리펠러측벽에 장착되는 하부벽 라이너, 장측벽 라이너, 캐소드측벽 라이너 및 리펠러측벽 라이너와 그리고 리펠러인 것을 특징으로 한다. Preferably, the internal component is a lower wall, a longitudinal wall, a cathode side wall, and a repeller side wall of an inner wall defining an inner space in the case of an integrated arc chamber or a separate arc chamber, The bottom wall liner, the cathode side wall liner, the repeller side wall liner, and the repeller, which are mounted on the lower wall, the side wall, the cathode side wall, and the repeller side wall.
바람직하게는, 상기 격자패턴 형성의 대상면은, 일체형의 아크챔버의 경우 내벽 중 하부벽, 장측벽, 캐소드측벽 및 리펠러측벽의 내면이고, 분리형의 아크챔버의 경우 내부 공간을 구획하는 내벽 중 하부벽, 캐소드측벽 및 리펠러측벽의 내면과, 장측벽의 내외면이며, 라이너 장착형 아크챔버의 경우 하부벽 라이너, 장측벽 라이너, 캐소드측벽 라이너 및 리펠러측벽 라이너의 내외면과 그리고 리펠러의 반사면인 것을 특징으로 한다. Preferably, the lattice pattern formation target surface is an inner surface of a lower wall, a long side wall, a cathode side wall, and a side wall of a repeller in the case of an integrated arc chamber. In the case of a separate arc chamber, The inner and outer surfaces of the lower wall, the cathode side wall and the repeller sidewall, and the inner and outer surfaces of the long side wall, in the case of the liner-mounted arc chamber, the inner and outer surfaces of the lower wall liner, the long side wall liner, the cathode side wall liner and the repeller side wall liner, And is a reflective surface.
바람직하게는, 상기 격자패턴을 구성하는 홈 간의 간격은 2.0mm 내지 3.5mm 인 것을 특징으로 한다. Preferably, the interval between the grooves constituting the grid pattern is 2.0 mm to 3.5 mm.
바람직하게는, 일체형의 아크챔버나 분리형의 아크챔버의 경우 하부벽 및 장측벽에 대하여 캐소드측에서 리펠러측으로 갈수록 격자패턴의 조밀도를 높이며, 라이너 장착형 아크챔버의 경우 하부벽 라이너 및 장측벽 라이너에 대하여 캐소드측에서 리펠러측으로 갈수록 격자패턴의 조밀도를 높이는 것을 특징으로 한다. Preferably, in the case of an integrated arc chamber or a separate arc chamber, the density of the grid pattern increases from the cathode side toward the repeller side with respect to the lower wall and the long side wall. In the case of the liner-mounted arc chamber, And the density of the lattice pattern increases from the cathode side to the repeller side.
바람직하게는, 캐소드측에서의 홈의 간격은 2.5mm로 하고 리펠러측에서의 홈의 간격은 3mm로 하며, 캐소드측에서 리펠러측으로 갈수록 홈의 간격이 점층적으로 증가되도록 형성하는 것을 특징으로 한다. Preferably, the distance between the grooves on the cathode side is 2.5 mm, the distance between the grooves on the repeller side is 3 mm, and the distance between the grooves is gradually increased from the cathode side to the repeller side.
바람직하게는, 상기 격자패턴을 구성하는 홈의 폭은 0.4mm 내지 0.7mm 인 것을 특징으로 한다. Preferably, the width of the grooves constituting the grid pattern is 0.4 mm to 0.7 mm.
바람직하게는, 상기 격자패턴을 구성하는 홈의 깊이는 0.1mm 내지 0.5mm 인 것을 특징으로 한다. Preferably, the depth of the grooves constituting the grid pattern is 0.1 mm to 0.5 mm.
한편 본 발명에 따르면, 폐쇄된 내부 공간을 구획하는 본체; 상기 본체의 일측 말단에 마련되며 필라멘트를 포함해 열전자를 방출하는 캐소드; 및 상기 본체의 타측 말단에 마련되며 열전자를 반사시키는 리펠러;를 포함하며, 상기 본체에 종횡방향으로 교차되어 이루어지는 직선형의 홈을 각인하여 면에 격자패턴을 형성시키는 것을 특징으로 하는 이온주입장치의 아크챔버를 제공한다. According to another aspect of the present invention, there is provided an electronic apparatus comprising: a main body for partitioning a closed internal space; A cathode which is provided at one end of the body and emits thermoelectrons including filaments; And a repeller which is provided at the other end of the main body and reflects the thermoelectrons, and forms a grid pattern on the surface by engraving a straight groove intersecting the longitudinal and transverse directions of the body. Arc chamber.
바람직하게는, 상기 본체가 하나의 부품으로 제작된 일체형의 아크챔버에서 상기 격자패턴은 내부 공간을 구획하는 내벽 중 하부벽, 장측벽, 캐소드측벽 및 리펠러측벽의 내면에 형성되는 것을 특징으로 한다. Preferably, in the integrated arc chamber in which the body is made of one component, the lattice pattern is formed on the inner surface of the lower wall, the long side wall, the cathode side wall, and the side wall of the repeller, of the inner wall defining the inner space .
바람직하게는, 상기 본체가 다수의 부품으로 구성된 분리형의 아크챔버에서 상기 격자패턴은 내부 공간을 구획하는 내벽 중 하부벽, 캐소드측벽 및 리펠러측벽의 내면과, 장측벽의 내외면에 형성되는 것을 특징으로 한다. Preferably, in the detachable arc chamber in which the main body is composed of a plurality of parts, the lattice pattern is formed on the inner surface of the lower wall, the cathode side wall and the repeller sidewall, and the inner and outer surfaces of the long side wall, .
바람직하게는, 상기 본체가 다수의 부품으로 구성되며 내부에 라이너를 장착한 라이너 장착형 아크챔버에서 상기 격자패턴은 하부벽 라이너, 장측벽 라이너, 캐소드측벽 라이너 및 리펠러측벽 라이너의 내외면과 그리고 리펠러의 반사면에 형성되는 것을 특징으로 한다. Preferably, in the liner-mounted arc chamber in which the body is composed of a number of parts and a liner is mounted therein, the lattice pattern is defined by the inner and outer surfaces of the lower wall liner, the longitudinal wall liner, the cathode side wall liner and the repeller side wall liner, And is formed on the reflecting surface of the feller.
바람직하게는, 상기 홈의 단면이 사각형으로, 홈의 노출측과 내측의 폭이 동일한 것을 특징으로 한다. Preferably, the cross-section of the groove is rectangular, and the width of the exposed side and the width of the groove are the same.
바람직하게는, 상기 홈의 단면이 사다리꼴로, 홈의 노출측에 비해 내측의 폭이 넓은 것을 특징으로 한다. Preferably, the cross section of the groove is trapezoidal and the width of the inside of the groove is larger than that of the exposed side of the groove.
바람직하게는, 상기 홈의 단면은 홈의 노출측에서는 사각형상이고 홈의 내측이 반호형인 것을 특징으로 한다.
Preferably, the cross section of the groove is a quadrangular shape on the exposed side of the groove, and the inside of the groove is of a semi-circular shape.
본 발명에 따르면, 내벽에 각인된 격자패턴을 통해 내벽의 흡착 면적을 늘려 내벽 흡착물로 인한 내장부재 간 단락을 방지하는 효과가 있다. 즉 이온주입장치용 아크챔버의 내벽 표면을 양각 또는 음각으로 표면 가공하여 이온화되지 않은 잔여 가스의 부착 면적을 높임으로써 가스 박편의 생성을 현저히 줄일 수 있게 되며, 양각 또는 음각에 의해 가공된 표면의 홈을 통해서 잔여 가스 또는 부착된 열전자들의 박편이 떨어지지 않도록 함으로써 플라즈마 이온빔의 생성 성능은 그대로 유지하면서 이온빔의 퀄러티를 향상시킬 수 있도록 하는 효과를 가진다. According to the present invention, the adsorption area of the inner wall is increased through the grid pattern imprinted on the inner wall, thereby preventing the short-circuit between the inner walls due to the adsorbed inner wall. That is, the surface of the inner wall of the arc chamber for the ion implantation apparatus is surface-processed with embossed or engraved surfaces to increase the adhesion area of the non-ionized residual gas, so that generation of gas flakes can be remarkably reduced. So that the quality of the ion beam can be improved while maintaining the capability of generating the plasma ion beam.
특히 표면에 직접 가공한 격자패턴의 홈에 의해 부착된 잔류 가스 및 열전자 박편의 낙하를 방지하는 효과를 볼 수 있다. Particularly, it is possible to prevent the falling of the residual gas and the thermoflag separated by the groove of the grid pattern processed directly on the surface.
결국, 아크챔버 내장부품의 표면으로부터 떨어지는 잔류 가스 및 열전자 박편의 감소는 아크챔버 내부를 깨끗하게 유지시킴으로서 최종적으로 캐소드와 아크챔버 바디간에 인가되는 전압의 단락을 방지하여 마이크로 글리치 현상이 감소되어 이온빔의 품질을 올릴 수 있게 된다. As a result, the reduction of the residual gas and the thermoelectric foil falling from the surface of the arc chamber internal part keeps the interior of the arc chamber clean, thereby preventing the short circuit of the voltage finally applied between the cathode and the arc chamber body, .
또한, 특히 챔버의 내벽에 격자패턴을 각인시킴으로써 기존에 흡착 면적을 늘리기 위해 챔버내에 설치되는 보조물의 사용시 발생되었던 설비성능의 저하나 운전 불안정성을 개선하게 되며, 실질적으로 플라즈마 이온빔을 생성하는 공간을 이루는 내장부재의 소재 변경이나 체적 변경 없이 동일한 규격을 사용함에 따라 플라즈마 이온빔의 생성 성능을 그대로 유지시키는 효과도 거둘 수 있다.
In particular, by engraving a grid pattern on the inner wall of the chamber, it is possible to improve facility instability and operation instability which are caused when the auxiliary material installed in the chamber is used in order to increase the adsorption area. In addition, It is possible to maintain the generation performance of the plasma ion beam as it is by using the same standard without changing the material of the built-in member or changing the volume.
도 1은 종래 개선 기술에 따른 아크챔버를 설명하기 위한 단면도.
도 2는 본 발명이 적용되는 다양한 아크챔버의 형태를 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명이 적용되는 라이너 장착형 아크챔버의 내부 구조를 설명하기 위한 분해사시도.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 격자패턴이 형성된 아크챔버의 내부 구조를 설명하기 위한 분해도 및 조립도.
도 6은 본 발명에 따른 격자패턴의 배치를 설명하기 위한 도면.
도 7은 본 발명에 따른 격자패턴의 다양한 형태를 설명하기 위한 도면.
도 8은 본 발명에 따른 아크챔버의 내벽에 격자패턴을 형성하는 방법을 설명하기 위한 공정 흐름도.
도 9 내지 도 12는 격자패턴의 최적화를 위한 실험결과들을 설명하기 위한 도면. 1 is a sectional view for explaining an arc chamber according to a conventional improvement technique;
2 is a view for explaining various arc chambers to which the present invention is applied.
3 is an exploded perspective view illustrating an internal structure of a liner-mounted arc chamber to which the present invention is applied.
4 and 5 are an exploded view and an assembly view for explaining an internal structure of an arc chamber formed with a lattice pattern according to the present invention.
6 is a view for explaining the arrangement of a lattice pattern according to the present invention;
7 is a view for explaining various forms of a lattice pattern according to the present invention;
FIG. 8 is a flowchart illustrating a method of forming a grid pattern on an inner wall of an arc chamber according to the present invention. FIG.
9 to 12 are diagrams for explaining experimental results for optimization of a lattice pattern.
이하 본 발명에 따른 아크챔버의 내벽에 격자패턴을 형성하는 방법 및 이 격자패턴을 포함하는 이온주입장치의 아크챔버에 대하여 첨부한 도면을 참고하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of forming a grid pattern on the inner wall of the arc chamber according to the present invention and an arc chamber of the ion implantation apparatus including the grid pattern will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저 도 2를 참조하면, 이온주입장치에 사용되는 다양한 형태의 아크챔버들이 도시되어 있다. 도 2의 (a)는 본체가 하나의 부품으로 제작된 일체형의 아크챔버이고, 도 2의 (b)는 본체가 여러 개의 부품으로 구성된 분리형의 아크챔버이며, 도 2의 (c)는 경제성을 고려하여 내부에 별도의 라이너를 장착한 라이너 장착형 아크챔버이다. 이들 아크챔버들은 경제성 및 조작성을 제외하고는 이온빔 생성 능력에 별다른 차이를 보이고 있지는 않다. 통상 아크챔버는 고순도의 텅스텐 또는 몰리브덴 재질로 만들어지며 가스로부터 이온화가 발생하는 내부는 평탄한 면으로 제작되어오고 있다. Referring first to Figure 2, various types of arc chambers used in an ion implanter are shown. FIG. 2 (a) is an integrated type arc chamber in which the main body is made of one component, FIG. 2 (b) is a separate type arc chamber composed of several parts, and FIG. 2 (c) It is a liner mount type arc chamber equipped with a separate liner inside. These arc chambers do not show a significant difference in ion beam generation ability except for economical efficiency and operability. Generally, the arc chamber is made of high purity tungsten or molybdenum material and the inside where ionization occurs from gas is made of flat surface.
본 발명에서는 이온주입장치에 사용되는 아크챔버의 내벽에 격자패턴을 각인함으로써 발명의 목적을 달성하게 되는 바, 도 2를 통해 설명된 일체형의 아크챔버, 분리형의 아크챔버 및 라이너 장착형 아크챔버에 모두 적용 가능하며, 이하에서는 특히 라이너를 교체 가능하게 구성하여 경제성을 도모한 이유로 최근에 가장 보편적으로 사용되고 있는 라이너 장착형 아크챔버를 중심으로 설명이 이루어질 것이다. The present invention achieves the object of the present invention by engraving a lattice pattern on the inner wall of the arc chamber used in the ion implantation apparatus. In the integrated arc chamber, the separate arc chamber and the liner-mounted arc chamber described in FIG. 2 Hereinafter, the liner-mounted arc chamber will be mainly described as one of the most commonly used lacer-mounted arc chambers for economical efficiency by replacing the liner.
즉, 상기 일체형의 아크챔버나 분리형의 아크챔버의 경우 내부 공간을 구획하는 내벽에 직접적으로 격자패턴을 각인하는 방식으로 아크챔버의 내벽에 격자패턴을 형성하게 되며, 상기 라이너 장착형 아크챔버의 경우에는 내벽이 아닌 내벽에 장착된 라이너의 외면에 격자패턴을 각인하는 방식으로 아크챔버의 내벽에 격자패턴을 형성하게 된다. That is, in the case of the integral type arc chamber or the separate type arc chamber, a grid pattern is formed on the inner wall of the arc chamber by directly grasping the grid pattern on the inner wall defining the inner space. In the case of the liner- A lattice pattern is formed on the inner wall of the arc chamber by engraving the lattice pattern on the outer surface of the liner mounted on the inner wall instead of the inner wall.
도 3은 본 발명이 적용되는 라이너 장착형 아크챔버의 내부 구조를 설명하기 위한 분해사시도이다. 3 is an exploded perspective view illustrating an internal structure of a liner-mounted arc chamber to which the present invention is applied.
상기 라이너 장착형 아크챔버는 기본적으로, 폐쇄된 내부 공간을 구획하기 위해 다수의 격리벽들로 이루어진 본체(100)와, 상기 본체(100)의 일측 말단에 마련되며 필라멘트(310)를 포함해 열전자를 방출하는 캐소드(300)와, 상기 본체(100)의 타측 말단에 마련되며 열전자를 반사시키는 리펠러(400)와, 상기 본체(100)로 목적 가스를 공급하기 위한 가스인입단(500)을 포함하여 구성된다. 이 같은 기본 구성은 라이너 장착형 아크챔버가 아닌 일체형의 아크챔버나 분리형의 아크챔버도 동일하며, 다만 본체(100)의 격리벽이 하나의 부품으로 제작되는지 혹은 여러 개의 부품으로 제작되는지에 따라 일체형의 아크챔버나 분리형의 아크챔버로 구분될 것이다. The liner-mounted arc chamber is basically composed of a
여기에서 상기 본체(100)는 불순물로 사용되는 가스와 필라멘트(310)에서 방출되는 텅스텐 열전자에 의한 충돌로 인해 양이온을 생성시키는 공간으로서, 생성된 양이온이 진공챔버 내에서 추출과 가속의 과정을 거쳐 반도체 웨이퍼에 주입되어 반도체 특성을 가지게 하는 역할을 한다. Here, the
상술한 분리형의 아크챔버나 라이너 장착형 아크챔버에서는 이 같은 본체(100)가 다수의 격리벽들 즉 하부벽(111), 2 개의 장측벽(112), 상부벽(113), 캐소드측벽(114), 리펠러측벽(115)으로 구성된다. 이 같은 본체(100)는 일반적으로 충격에 강하고 내열성이 높은 텅스텐 또는 몰리브덴 재질을 사용하는 것이 바람직하다. In the separate arc chamber or liner-mounted arc chamber described above,
한편 라이너 장착형 아크챔버에서는 상기 다수의 격리벽들 중 상부벽(113)을 제외한 하부벽(111), 2 개의 장측벽(112), 캐소드측벽(114), 리펠러측벽(115)에 라이너가 장착되게 된다. 즉 하부벽(111)의 내측에는 하부벽 라이너(211)가 장착되고, 2 개의 장측벽(112)의 내측에는 각각 장측벽 라이너(212)가 장착되고, 캐소드측벽(114)의 내측에는 캐소드측벽 라이너(224)가 장착되고, 리펠러측벽(115)의 내측에는 리펠러측벽 라이너(225)가 장착된다. On the other hand, in the liner-mounted arc chamber, the liner is attached to the
도 4의 분해사시도에 도시된 바와 같이 본 발명에서는 이 같은 라이너 장착형 아크챔버 내 5면의 라이너(211, 212, 224, 225)의 내외면에 모두 격자패턴을 각인하는 방식으로 아크챔버의 내벽에 격자패턴을 형성하게 된다. 또한 리펠러(130)의 반사면 즉 아크챔버 방향으로 노출된 표면 역시 격자패턴을 각인하는 방식으로 아크챔버의 내벽에 격자패턴을 형성하게 된다. 도 5에는 이 같은 본체 격리벽과 라이너의 결합 상태가 도시되어 있다. As shown in the exploded perspective view of FIG. 4, in the present invention, the lattice patterns are stamped on the inner and outer surfaces of the
여기에서 5면의 라이너(211, 212, 224, 225)는 내외면 양면에 모두 격자패턴이 각인되게 되는데 이는 해당 라이너(211, 212, 224, 225)를 가스 흡착면적이 최대화되도록 하기 위함이고 동시에 해당 라이너(211, 212, 224, 225)가 재사용될 수 있도록 하기 위함이다. 그리고 상기 리펠러(130)는 구조상 양면 가공이 어려우므로 이온화가 이루어지는 방향의 단면에만 격자패턴을 형성하게 된다. The
그리고 일체형의 아크챔버는 벽의 내면에만 직접 격자패턴을 각인하는 방식으로 아크챔버의 내벽에 격자패턴을 형성하게 된다. And the integrated arc chamber forms a grid pattern on the inner wall of the arc chamber in such a manner that the grid pattern is directly imprinted only on the inner surface of the wall.
그리고 분리형의 아크챔버는 하부벽(111), 캐소드측벽(114), 리펠러측벽(115)은 벽의 내부면에만 직접 격자패턴을 각인하는 방식으로 아크챔버의 내벽에 격자패턴을 형성하게 되며, 2 개의 장측벽(112)은 벽의 내외면에 모두 직접 격자패턴을 각인하는 방식으로 아크챔버의 내벽에 격자패턴을 형성하게 된다. In the separate arc chamber, the
여기에서 라이너 장착형 아크챔버, 일체형의 아크챔버 및 분리형의 아크챔버에서 모두 상부벽(113)에 이온빔이 배출되는 슬릿이 구성되므로 상부벽(113)에 격자패턴을 형성할 실익이 없으며 공정효율상 이 상부벽(113)에는 격자패턴을 형성시키지는 않는다. In this case, since the slit for discharging the ion beam to the
본 발명에서는 이 같이 아크챔버의 내벽 또는 라이너에 격자패턴을 각인시킴으로써 격자패턴이 형성된 면을 음각 또는 양각으로 표면가공하여 표면 면적을 확장시키게 된다. 이를 통해 아크챔버 내부에서 잔류 가스 및 텅스텐 열전자의 흡착면을 증가시켜 결과적으로 박편으로 인해 발생하는 마이크로 글리치의 감소와 더불어 빔 퀄리티를 최상의 상태로 유지시킬 수 있게 된다. In the present invention, by lattice pattern engraving on the inner wall or liner of the arc chamber, the surface on which the lattice pattern is formed is surface-processed with a negative angle or a relief to enlarge the surface area. As a result, the adsorption surface of the residual gas and the tungsten hot electrons in the arc chamber is increased, and as a result, the microlithography caused by the flake is reduced, and the beam quality can be maintained in the best condition.
종래의 기술로 제작된 아크챔버 내부면은 평면으로 가공되어 있어 이온화되지 않은 잔여가스나 캐소드로부터 방출된 열전자가 흡착될 수 있는 단면적이 작고 흡착된 가스와 열전자가 표면으로부터 재이탈하여 아크챔버의 오염원으로 작용해 왔다. 결국 아크챔버의 오염은 가스의 이온화율을 저하시키게 되며 캐소드와 본체, 리펠러와 본체 간의 단락으로 유발된 마이크로 글리치를 발생시켜 빔의 품질을 저하시키게 되지만, 본 발명에서와 같이 아크챔버의 내벽 또는 라이너에 격자패턴을 각인시킴으로써 격자패턴이 형성된 면을 음각 또는 양각으로 표면가공하여 표면 면적을 확장시켜 이 같은 종래의 문제점을 크게 개선할 수 있다. Since the inner surface of the arc chamber manufactured by the conventional technique is flattened, the cross-sectional area in which the residual ionizing gas or the hot electrons emitted from the cathode can be adsorbed is small and the adsorbed gas and the hot electrons are re- . As a result, the contamination of the arc chamber lowers the ionization rate of the gas, and micro-glitches caused by a short-circuit between the cathode and the main body, the repeller and the body are generated to lower the quality of the beam. However, By etching the lattice pattern on the liner, the surface on which the lattice pattern is formed can be surface-processed with an engraved or embossed surface to enlarge the surface area, which greatly improves such conventional problems.
이제 도 6 및 도 7을 참조하여 상술한 격자패턴의 바람직한 형태에 대하여 살펴본다. Now, a preferred embodiment of the grid pattern described above with reference to FIGS. 6 and 7 will be described.
기본적으로 격자패턴은 도 6에 도시된 바와 같이 사각형의 돌출부(P)가 도드라지게 다수의 음각된 직선형의 홈(G)이 종횡방향으로 교차되어 이루어지게 된다. 따라서 홈(G)의 가공에 의해 면의 표면 면적은 확장될 것이며, 결과적으로 아크챔버 내부에서 잔류 가스 및 텅스텐 열전자의 흡착면을 증가시키게 될 것이다. Basically, as shown in FIG. 6, the grid pattern is formed by intersecting a plurality of recessed linear grooves G longitudinally and laterally so that the protruding portions P of the square are formed. Therefore, by machining the groove G, the surface area of the surface will be enlarged, resulting in an increase in the adsorbing surface of the residual gas and the tungsten hot electrons inside the arc chamber.
이때 홈(G)의 형태는 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 그 단면이 사각형일 수 있다. 즉 홈(G)의 노출측과 내측 모두 폭에 변화가 없이 동일한 형태이다. 이러한 홈(G)의 가공을 통해 내면의 표면 면적 확장의 효과는 달성될 수 있게 된다. At this time, the shape of the groove G may be a rectangular section as shown in FIG. 7 (a). That is, both the exposure side and the inside of the groove G have the same shape without changing the width. The effect of expanding the surface area of the inner surface through the processing of the groove G can be achieved.
다음으로 홈(G)의 형태는 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이 그 단면이 사다리꼴일 수 있다. 즉 홈(G)의 노출측에 비해 내측의 폭이 더 넓은 형태이다. 이러한 홈(G)의 가공을 통해 내면의 표면 면적은 도 7의 (a)에 비해 더 커질 것이며, 특히 홈(G)의 형태가 노출측에 비해 내측의 폭이 더 넓기 때문에 내측에 흡착된 잔류 가스 및 텅스텐 열전자가 해당 홈(G)에서 탈락되어 노출측을 통해 빠져나갈 확률이 적어져 결과적으로 박편으로 인해 발생하는 마이크로 글리치를 획기적으로 줄일 수 있게 된다. Next, the shape of the groove G may be trapezoidal in cross section as shown in FIG. 7 (b). That is, the width of the inner side is wider than the exposed side of the groove (G). The surface area of the inner surface through the processing of the groove G will be larger than that shown in FIG. 7A. In particular, since the shape of the groove G is wider than the exposed side, Gas and tungsten thermoelectrons fall out of the groove (G) and are less likely to escape through the exposed side. As a result, microglitches caused by flakes can be drastically reduced.
다음으로 홈(G)의 형태는 도 7의 (c)에 도시된 바와 같이 그 단면이 홈(G)의 노출측에서는 사각형상이지만 홈(G)의 내측은 반호형으로 형성될 수 있다. 이러한 홈(G)의 반호형 내측은 사각형 내측에 비해 라운드진 곡면으로 인해 잔류 가스 및 텅스텐 열전자의 흡착에 유리하며 탈락율 역시 사각형 내측에 비해 낮아 간단한 구조변경만으로 박편 발생을 효율적으로 저하시킬 수 있게 된다. Next, the shape of the groove G may be formed in a rectangular shape on the exposed side of the groove G but in a half-circle shape on the inner side of the groove G as shown in Fig. 7C. The inner half of the groove (G) is advantageous for adsorption of the residual gas and the tungsten thermon due to the rounded curved surface compared to the inside of the quadrangle, and the dropout rate is also lower than that of the quadrangular inner side, .
이제 도 8을 참조하여 본 발명에 따른 아크챔버의 내벽에 격자패턴을 형성하는 방법을 상세히 설명한다. Referring now to FIG. 8, a method of forming a grid pattern on the inner wall of the arc chamber according to the present invention will be described in detail.
먼저 S10 단계로서, 아크챔버의 내장부품으로서 격자패턴을 형성시킬 내장 부품을 준비한다. First, as a step S10, a built-in part for forming a grid pattern is prepared as an internal part of the arc chamber.
여기에서 대상 아크챔버가 라이너 장착형 아크챔버라면 5면의 라이너(211, 212, 224, 225)의 내외면과 리펠러(130)의 반사면이 격자패턴 형성의 대상이 될 것이다. Here, if the target arc chamber is a liner-mounted arc chamber, the inner and outer surfaces of the
그리고 일체형의 아크챔버는 벽의 내면이 격자패턴 형성의 대상이 될 것이며, 분리형의 아크챔버는 하부벽(111), 캐소드측벽(114), 리펠러측벽(115)의 내부면과 2 개의 장측벽(112)의 내외면이 격자패턴 형성의 대상이 될 것이다. And the integral arc chamber will be the object of the grid pattern formation on the inner surface of the wall and the detachable arc chamber will have the inner surface of the
이후 S20 단계로서, 1차 가공 작업으로 밀링 머신(Milling Machine)에 상술한 격자패턴 형성의 대상물을 장착하고 격자패턴 형성의 대상면에 대하여 종횡방향으로 교차되어 이루어지는 직선형의 홈(G)을 각인하게 된다. 이를 통해 격자패턴 형성의 대상면에는 다수의 사각형 돌출부(P)가 격자 형태로 배열된 격자패턴이 형성되게 된다. Thereafter, in step S20, an object of grid pattern formation as described above is mounted on a milling machine in a primary machining operation, and a straight groove G intersecting with the object plane of the grid pattern formation in the vertical and horizontal directions is marked do. As a result, a grid pattern in which a plurality of rectangular protrusions P are arranged in a lattice pattern is formed on a target surface of the grid pattern formation.
이 같은 S20 단계를 통해 상기 도 7에서 설명된 홈(G)의 형태들 중 (a)의 사각형 단면 홈은 만들어질 수 있다. Through this step S20, a rectangular cross-sectional groove of (a) of the shapes of the grooves G illustrated in FIG. 7 can be formed.
여기에 더해 S30 단계로서, 상기 S20 단계에서 밀링 머신으로 만들어진 홈(G)에 대하여 2차 성형 작업으로 홈(G)의 내측에 사다리꼴 모양의 앤드밀 또는 볼타입 앤드밀을 넣어 홈(G)에 사다리꼴 형태의 내측이나 반호형 내측을 성형하게 된다. In step S30, in step S20, the groove G made of a milling machine is subjected to a secondary molding operation to insert a trapezoidal or ball-type inside mill into the groove G to form a trapezoidal shape The inner side or the half-sided inner side is formed.
이 같은 S30 단계를 통해 상기 도 7에서 설명된 홈(G)의 형태들 중 (b)와 (c)의 사다리꼴 단면 홈 또는 반호형 단면 홈을 만들 수 있다. Through such step S30, trapezoidal cross-sectional grooves or half-width section grooves of the shapes (b) and (c) of the grooves (G) described in FIG. 7 can be formed.
다시 도 6을 참조하면 격자패턴은 사각형의 돌출부(P)가 도드라지게 다수의 음각된 직선형의 홈(G)이 종횡방향으로 교차되어 이루어지게 된다.Referring again to FIG. 6, the grid pattern is formed by intersecting a plurality of recessed linear grooves G longitudinally and laterally so that a rectangular projection P is formed.
여기에서 격자패턴을 구성하기 위한 홈(G)의 간격, 홈(G)의 폭, 홈(G)의 깊이가 결정되어야 하는데, 이 같은 홈(G)의 세부적인 형태는 조립이나 운송 중에 쉽게 부러지는 것을 방지하기 위해 그리고 라이너(211, 212, 214, 215)의 경우 재사용을 목적으로 세정 작업을 할 때 파손의 우려가 있으므로 신중하게 결정되어야 한다. The spacing of the grooves G, the width of the grooves G and the depth of the grooves G for determining the grid pattern must be determined here. The detailed shape of the grooves G is easily broken during assembly or transportation And the
본 출원인은, 격자패턴 구성의 최종적인 목적이 아크챔버의 빔(Beam)에서 발생되는 글리치(glitch)를 감소시키는데 있으므로 다양한 사이즈의 홈(G)의 간격, 홈(G)의 폭, 홈(G)의 깊이에 대하여 각각 빔 퀄리티(Quality)를 측정함으로써 최적의 홈(G)의 간격, 홈(G)의 폭, 홈(G)의 깊이를 도출하였다. Applicants have found that the spacing of the grooves G of various sizes, the width of the grooves G, the width of the grooves G The widths of the grooves G and the depths of the grooves G are derived by measuring the beam quality with respect to the depths of the grooves G. [
<실험예 1><Experimental Example 1>
실험예 1은 글리치 발생빈도가 가장 낮은 최적의 홈(G)의 간격을 도출하기 위한 실험이다. Experimental Example 1 is an experiment for deriving the interval of the optimum groove (G) with the lowest occurrence frequency of glitches.
실험조건은 AS20K5e15이며, 실험에 사용된 설비 모델은 VIIsta Trident이다. The experimental condition is AS20K5e15, and the equipment model used in the experiment is VIIsta Trident.
즉, 사용 가스는 비소(AS)를 사용하였으며, 추출 전압은 20KV이고, 선량(Dose)은 5.0E15이다. 그리고 실험 시간은 3일이다. That is, arsenic (AS) is used as the gas used, the extraction voltage is 20 KV, and the dose is 5.0E15. The experiment time is 3 days.
먼저 홈(G)의 간격의 차이에 따른 빔 퀄리티를 측정(avg count/day)한 결과가 아래의 표 1에 나타나 있다. . Table 1 below shows the result of measuring the beam quality (avg count / day) according to the difference in the gap of the groove (G). .
그리고 이 같은 홈(G)의 간격의 차이에 따른 빔 퀄리티를 측정(avg count/day)한 결과가 도 9에 도시되어 있다. FIG. 9 shows a result of measuring the beam quality (avg count / day) according to the difference of the intervals of the grooves G. FIG.
이때, 홈(G)의 폭과 홈(G)의 깊이는 1㎜와 0.3㎜로 고정하여 측정하였다. At this time, the width of the groove (G) and the depth of the groove (G) were fixed at 1 mm and 0.3 mm, respectively.
표 1 및 도 9에서 알 수 있듯이 다양한 홈(G)의 간격값들 중에서 2.5mm와 3mm에서 가장 낮은 글리치 발생이 확인되었으며 2.5mm와 3mm에서 글리치 발생빈도에는 큰 차이가 보이지 않았다. As can be seen from Table 1 and FIG. 9, the lowest glitch occurrence was observed at 2.5 mm and 3 mm among the gap values of various grooves (G), and there was no significant difference in the occurrence frequency of glitches at 2.5 mm and 3 mm.
이에 홈(G)의 간격은 2mm 내지 3.5mm에서 결정될 수 있으며, 가공의 용이성을 감안하여 3mm를 최적값으로 선정하였다. Therefore, the interval of the grooves G can be determined from 2 mm to 3.5 mm, and 3 mm is selected as the optimum value in consideration of ease of processing.
한편 이 같은 홈(G)의 간격은 격자패턴에서 하나의 값(예컨데, 3mm)을 적용시켜 전체적으로 동일한 패턴이 이루어지도록 할 수 있으나, 전체 격자패턴에서 홈(G)의 간격에 변화를 줘 격자패턴의 조밀도를 달리할 수도 있다. On the other hand, the interval of the grooves G may be equalized by applying one value (for example, 3 mm) in the grid pattern. However, in the entire grid pattern, May be different.
즉, 열전자를 방출하는 캐소드(300)측에 비하여 열전자를 반사시키는 리펠러(400)측에서 보다 많은 잔류 가스 및 텅스텐 열전자의 이동이 이루어지므로 캐소드(300)측에 비해 리펠러(400)측에 보다 조밀하게 격자패턴을 형성함으로써 결과적으로 리펠러(400)측에 흡착면이 보다 넓어지도록 하는 것이다. That is, since the residual gas and the tungsten hot electrons are moved more than the side of the
따라서 일체형의 아크챔버나 분리형의 아크챔버의 경우 내부 공간을 구획하는 내벽 중 하부벽 및 장측벽에 대하여 캐소드(300)측에서 리펠러(400)측으로 갈수록 격자패턴의 조밀도를 높이게 된다. 또한 라이너 장착형 아크챔버의 경우 하부벽 라이너 및 장측벽 라이너에 대하여 캐소드(300)측에서 리펠러(400)측으로 갈수록 격자패턴의 조밀도를 높이게 된다. Therefore, in the case of an integrated arc chamber or a separate arc chamber, the density of the grid pattern increases from the
바람직하게는, 캐소드(300)측에서의 홈(G)의 간격은 2.5mm로 하고 리펠러(400)측에서의 홈(G)의 간격은 3mm로 하며, 캐소드(300)측에서 리펠러(400)측으로 갈수록 홈(G)의 간격이 점층적으로 증가(gradation)되도록 형성하는 것이 박편으로 인해 발생하는 마이크로 글리치를 줄이는데 유리하다. Preferably, the spacing of the grooves G on the
<실험예 2><Experimental Example 2>
실험예 2는 글리치 발생빈도가 가장 낮은 최적의 홈(G)의 폭(width)을 도출하기 위한 실험이다. Experimental Example 2 is an experiment for deriving the width of the optimum groove (G) with the lowest occurrence frequency of glitch.
실험조건은 AS20K5e15이며, 실험에 사용된 설비 모델은 VIIsta Trident이다. The experimental condition is AS20K5e15, and the equipment model used in the experiment is VIIsta Trident.
즉, 사용 가스는 비소(AS)를 사용하였으며, 추출 전압은 20KV이고, 선량(Dose)은 5.0E15이다. 그리고 실험 시간은 3일이다. That is, arsenic (AS) is used as the gas used, the extraction voltage is 20 KV, and the dose is 5.0E15. The experiment time is 3 days.
먼저 홈(G)의 폭의 차이에 따른 빔 퀄리티를 측정(avg count/day)한 결과가 아래의 표 2에 나타나 있다. . Table 2 below shows the result of measuring the beam quality (avg count / day) according to the difference in width of the groove (G). .
그리고 이 같은 홈(G)의 폭의 차이에 따른 빔 퀄리티를 측정(avg count/day)한 결과가 도 10에 도시되어 있다. The result of measuring the beam quality (avg count / day) according to the difference of the width of the groove G is shown in FIG.
이때, 홈(G)의 간격과 홈(G)의 깊이는 3㎜와 0.3㎜로 고정하여 측정하였다. At this time, the gap between the grooves G and the depth of the grooves G were fixed at 3 mm and 0.3 mm, respectively.
표 2 및 도 10에서 알 수 있듯이 다양한 홈(G)의 폭값들 중에서 6mm 이하에서 가장 낮은 글리치 발생이 확인되었으며, 0.4mm, 0.5mm 및 0.6mm에서 글리치 발생빈도에는 큰 차이가 보이지 않았다. As can be seen from Table 2 and FIG. 10, the lowest glitch occurrence was observed at 6 mm or less among width values of various grooves (G), and no significant difference was observed in the occurrence frequency of glitches at 0.4 mm, 0.5 mm and 0.6 mm.
이에 홈(G)의 폭은 0.4mm 내지 0.7mm에서 결정될 수 있으며, 가공의 용이성을 감안하여 0.6mm를 최적값으로 선정하였다. Accordingly, the width of the groove G can be determined from 0.4 mm to 0.7 mm, and 0.6 mm is selected as the optimum value in consideration of ease of processing.
<실험예 3><Experimental Example 3>
실험예 3은 글리치 발생빈도가 가장 낮은 최적의 홈(G)의 깊이(depth)을 도출하기 위한 실험이다. Experimental Example 3 is an experiment for deriving the depth of an optimum groove (G) with the lowest occurrence frequency of glitches.
실험조건은 AS20K5e15이며, 실험에 사용된 설비 모델은 VIIsta Trident이다. The experimental condition is AS20K5e15, and the equipment model used in the experiment is VIIsta Trident.
즉, 사용 가스는 비소(AS)를 사용하였으며, 추출 전압은 20KV이고, 선량(Dose)은 5.0E15이다. 그리고 실험 시간은 3일이다. That is, arsenic (AS) is used as the gas used, the extraction voltage is 20 KV, and the dose is 5.0E15. The experiment time is 3 days.
먼저 홈(G)의 깊이의 차이에 따른 빔 퀄리티를 측정(avg count/day)한 결과가 아래의 표 3에 나타나 있다. . Table 3 below shows the result of measuring the beam quality (avg count / day) according to the depth difference of the groove (G). .
그리고 이 같은 홈(G)의 깊이의 차이에 따른 빔 퀄리티를 측정(avg count/day)한 결과가 도 11에 도시되어 있다. The result of measuring the beam quality (avg count / day) according to the depth difference of the groove G is shown in FIG.
이때, 홈(G)의 간격과 홈(G)의 폭은 3㎜와 0.6㎜로 고정하여 측정하였다. At this time, the gap of the groove (G) and the width of the groove (G) were fixed at 3 mm and 0.6 mm.
표 3 및 도 11에서 알 수 있듯이 홈(G)의 깊이는 0.2mm 이상에서는 거의 비슷한 글리치 발생빈도를 나타내었다. 홈(G)의 깊이가 0.4mm 이상으로 커지면 대상 가공품(격리벽, 라이너)의 두께(1.6mm) 대비 25% 이상이 되어 가공 중 파손이 일어날 수 있고 라이너의 경우 재사용을 목적으로 한 세정 작업시 파손의 우려가 있다. 또한 가공의 용이성으로 볼 때 0.2mm로 가공하는 것이 0.3mm로 가공하는 데 비해 가공이 편하고 가공시간도 최소화된다. As can be seen from Table 3 and FIG. 11, the depth of the groove (G) showed almost the same occurrence frequency of glitches when the depth was 0.2 mm or more. When the depth of the groove (G) is increased to 0.4 mm or more, it may be more than 25% of the thickness (1.6 mm) of the workpiece (isolation wall, liner) of the target, and breakage may occur during processing. In the case of the liner, There is a risk of damage. In view of easiness of machining, machining to 0.2 mm is easier than machining to 0.3 mm, and machining time is also minimized.
이러한 요소들을 감안하여 홈(G)의 깊이는 0.1mm 내지 0.5mm에서 결정될 수 있으며, 가공의 용이성과 결과물의 견고성을 감안하여 0.2mm를 최적값으로 선정하였다. In consideration of these factors, the depth of the groove (G) can be determined from 0.1 mm to 0.5 mm, and 0.2 mm is selected as the optimum value in consideration of easiness of processing and robustness of the resultant.
<실험예 4><Experimental Example 4>
실험예 4는 실험예 1 내지 3에서 도출된 최적의 홈(G)의 간격, 홈(G)의 폭, 홈(G)의 깊이를 적용한 라이너 장착형 아크챔버에 대하여 10일간 측정한 글리치 발생빈도에 대한 실험이다. Experimental Example 4 shows the results of the experiments on the glitch occurrence frequency measured for 10 days with respect to the liner-mounted arc chamber to which the gap of the optimum groove (G), the width of the groove (G) and the depth of the groove It is an experiment for.
실험조건은 AS20K5e15이며, 실험에 사용된 설비 모델은 VIIsta Trident이다. The experimental condition is AS20K5e15, and the equipment model used in the experiment is VIIsta Trident.
즉, 사용 가스는 비소(AS)를 사용하였으며, 추출 전압은 20KV이고, 선량(Dose)은 5.0E15이다. That is, arsenic (AS) is used as the gas used, the extraction voltage is 20 KV, and the dose is 5.0E15.
최적의 홈(G)의 간격, 홈(G)의 폭, 홈(G)의 깊이를 적용한 라이너 장착형 아크챔버에 대하여 10 일간 측정된 매일의 글리치 발생빈도가 아래의 표 4에 나타나 있다. . The daily glitch occurrence frequency measured for 10 days in the liner-mounted arc chamber to which the optimum gap G, the width of the groove G, and the depth of the groove G are applied is shown in Table 4 below. .
그리고 도 12에는 아무런 표면가공이 적용되지 않은 라이너 장착형 아크챔버의 글리치 발생빈도(붉은색, 적용전 평균치)와 최적의 홈(G)의 간격, 홈(G)의 폭, 홈(G)의 깊이를 적용한 라이너 장착형 아크챔버의 글리치 발생빈도(파란색, 적용후)를 비교적으로 도시되어 있다. 12 shows the relationship between the glitch occurrence frequency (red, average value before application) of the liner-mounted arc chamber to which no surface processing is applied and the gap between the optimum grooves G, the width of the grooves G, the depth of the grooves G (Blue, after application) of the liner-mounted arc chamber to which the applied glitches are applied.
표 4 및 도 12를 통해 알 수 있는 바와 같이 최적의 홈(G)의 간격, 홈(G)의 폭, 홈(G)의 깊이를 적용한 라이너 장착형 아크챔버에서는 아무런 표면가공이 적용되지 않은 케이스에 비해 70% 정도의 글리치 개선 효과가 나타남을 확인하였다. As can be seen from Table 4 and FIG. 12, in the liner-mounted arc chamber in which the gap of the optimum groove G, the width of the groove G, and the depth of the groove G are applied, And 70%, respectively.
이상과 같이 도면과 명세서에서 최적 실시 예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
As described above, an optimal embodiment has been disclosed in the drawings and specification. Although specific terms have been employed herein, they are used for purposes of illustration only and are not intended to limit the scope of the invention as defined in the claims or the claims. Therefore, those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalent embodiments are possible without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
100 : 본체 111 : 하부벽
112 : 장측벽 113 : 상부벽
114 : 캐소드측벽 115 : 리펠러측벽
211 : 하부벽 라이너 212 : 장측벽 라이너
214 : 캐소드측벽 라이너 215 : 리펠러측벽 라이너
300 : 캐소드 310 : 필라멘트
400 : 리펠러 500 : 가스인입단100: main body 111: lower wall
112: long side wall 113:
114: cathode sidewall 115: repeller sidewall
211: Lower wall liner 212: Long wall liner
214: cathode sidewall liner 215: repeller sidewall liner
300: cathode 310: filament
400: Repeller 500: Gas-in fitting
Claims (21)
(b) 밀링 머신에 상기 내장 부품을 장착하고 격자패턴 형성의 대상면에 대하여 종횡방향으로 교차되어 이루어지는 직선형의 홈을 각인하는 단계; 를 포함하고,
상기 (b) 단계 이후에,
(c) 상기 홈의 내측에 사다리꼴 모양의 앤드밀 또는 볼타입 앤드밀을 넣어 홈에 사다리꼴 형태의 내측이나 반호형 내측을 성형하는 단계; 를 더 포함하며,
상기 내장 부품은,
일체형의 아크챔버나 분리형의 아크챔버의 경우 내부 공간을 구획하는 내벽 중 하부벽, 장측벽, 캐소드측벽 및 리펠러측벽이며,
라이너 장착형 아크챔버의 경우 내부 공간을 구획하는 하부벽, 장측벽, 캐소드측벽 및 리펠러측벽에 장착되는 하부벽 라이너, 장측벽 라이너, 캐소드측벽 라이너 및 리펠러측벽 라이너와 그리고 리펠러이며,
상기 격자패턴 형성의 대상면은,
일체형의 아크챔버의 경우 내벽 중 하부벽, 장측벽, 캐소드측벽 및 리펠러측벽의 내면이고,
분리형의 아크챔버의 경우 내부 공간을 구획하는 내벽 중 하부벽, 캐소드측벽 및 리펠러측벽의 내면과, 장측벽의 내외면이며,
라이너 장착형 아크챔버의 경우 하부벽 라이너, 장측벽 라이너, 캐소드측벽 라이너 및 리펠러측벽 라이너의 내외면과 그리고 리펠러의 반사면이며,
상기 격자패턴을 구성하는 홈 간의 간격은 2.0mm 내지 3.5mm 이며,
일체형의 아크챔버나 분리형의 아크챔버의 경우 하부벽 및 장측벽에 대하여 캐소드측에서 리펠러측으로 갈수록 격자패턴의 조밀도를 높이며,
라이너 장착형 아크챔버의 경우 하부벽 라이너 및 장측벽 라이너에 대하여 캐소드측에서 리펠러측으로 갈수록 격자패턴의 조밀도를 높이는 것을 특징으로 하는 아크챔버의 내벽에 격자패턴을 형성하는 방법.
(a) preparing a built-in part for forming a grid pattern in an arc chamber of an ion implanter; And
(b) mounting the built-in part on a milling machine and engraving a linear groove intersecting with a target surface of the grid pattern formation in the vertical and horizontal directions; Lt; / RTI >
After the step (b)
(c) inserting a trapezoidal or ball-type undermill into the groove so as to form a trapezoidal inner side or a half-sided inner side in the groove; Further comprising:
The built-
In the case of a single-piece arc chamber or a separate arc chamber, the lower wall, the long side wall, the cathode side wall and the repeller side wall among the inner walls defining the inner space,
A bottom wall liner, a long sidewall liner, a cathode sidewall liner, and a repeller sidewall liner and a repeller, which are mounted to the bottom wall, the long sidewall, the cathode sidewall, and the repeller sidewall that define the inner space in the case of the liner-
The target surface of the lattice pattern formation may be,
In the case of an integral type of arc chamber, the inner wall of the lower wall, the longitudinal wall, the cathode side wall and the side wall of the repeller,
In the case of a separate type arc chamber, the inner wall of the lower wall, the cathode side wall and the repeller side wall, and the inner and outer surfaces of the long side wall,
The inner and outer surfaces of the lower wall liner, the long side wall liner, the cathode side wall liner and the repeller side wall liner in the case of the liner mounted arc chamber, and the reflecting surface of the repeller,
The interval between the grooves constituting the grid pattern is 2.0 mm to 3.5 mm,
In the case of an integrated arc chamber or a separate arc chamber, the density of the grid pattern increases from the cathode side toward the repeller side with respect to the lower wall and the long side wall,
Wherein the lattice pattern of the liner-mounted arc chamber is increased in density from the cathode side toward the re-peller side with respect to the lower wall liner and the long side wall liner.
캐소드측에서의 홈의 간격은 2.5mm로 하고 리펠러측에서의 홈의 간격은 3mm로 하며, 캐소드측에서 리펠러측으로 갈수록 홈의 간격이 점층적으로 증가되도록 형성하는 것을 특징으로 하는 아크챔버의 내벽에 격자패턴을 형성하는 방법.
The method according to claim 1,
Wherein a distance between the grooves on the cathode side is 2.5 mm, a distance between the grooves on the repeller side is 3 mm, and a distance between the grooves is gradually increased from the cathode side to the repeller side. ≪ / RTI >
상기 격자패턴을 구성하는 홈의 폭은 0.4mm 내지 0.7mm 인 것을 특징으로 하는 아크챔버의 내벽에 격자패턴을 형성하는 방법.
The method according to claim 1,
Wherein a width of the grooves constituting the grid pattern is 0.4 mm to 0.7 mm.
상기 격자패턴을 구성하는 홈의 깊이는 0.1mm 내지 0.5mm 인 것을 특징으로 하는 아크챔버의 내벽에 격자패턴을 형성하는 방법.
The method according to claim 1,
Wherein a depth of the grooves constituting the grid pattern is 0.1 mm to 0.5 mm.
상기 본체의 일측 말단에 마련되며 필라멘트를 포함해 열전자를 방출하는 캐소드; 및
상기 본체의 타측 말단에 마련되며 열전자를 반사시키는 리펠러;를 포함하며,
상기 본체에 종횡방향으로 교차되어 이루어지는 직선형의 홈을 각인하여 면에 격자패턴을 형성시키며,
상기 격자패턴을 구성하는 홈 간의 간격은 2.0mm 내지 3.5mm 이며,
일체형의 아크챔버나 분리형의 아크챔버의 경우 하부벽 및 장측벽에 대하여 캐소드측에서 리펠러측으로 갈수록 격자패턴의 조밀도가 높아지며,
라이너 장착형 아크챔버의 경우 하부벽 라이너 및 장측벽 라이너에 대하여 캐소드측에서 리펠러측으로 갈수록 격자패턴의 조밀도가 높아지는 것을 특징으로 하는 이온주입장치의 아크챔버.
A body defining a closed interior space;
A cathode which is provided at one end of the body and emits thermoelectrons including filaments; And
And a repeller provided at the other end of the body for reflecting the thermoelectrons,
A grid pattern is formed on the surface by engraving straight grooves formed by intersecting the body in longitudinal and transverse directions,
The interval between the grooves constituting the grid pattern is 2.0 mm to 3.5 mm,
In the case of an integrated arc chamber or a separate arc chamber, the density of the lattice pattern increases from the cathode side toward the repeller side with respect to the lower wall and the long side wall,
Wherein the lattice pattern of the liner-mounted arc chamber has a higher density of the lattice pattern from the cathode side to the repeller side with respect to the lower wall liner and the longer side wall liner.
상기 본체가 하나의 부품으로 제작된 일체형의 아크챔버에서 상기 격자패턴은 내부 공간을 구획하는 내벽 중 하부벽, 장측벽, 캐소드측벽 및 리펠러측벽의 내면에 형성되는 것을 특징으로 하는 이온주입장치의 아크챔버.
6. The method of claim 5,
Wherein the grid pattern is formed on an inner surface of a lower wall, a long side wall, a cathode side wall, and a side wall of a repeller, of an inner wall defining an inner space in an integrated arc chamber in which the main body is made of one part. Arc chamber.
상기 본체가 다수의 부품으로 구성된 분리형의 아크챔버에서 상기 격자패턴은 내부 공간을 구획하는 내벽 중 하부벽, 캐소드측벽 및 리펠러측벽의 내면과, 장측벽의 내외면에 형성되는 것을 특징으로 하는 이온주입장치의 아크챔버.
6. The method of claim 5,
Wherein the grid pattern is formed on an inner surface of a lower wall, a cathode side wall, and an inner surface of a repeller sidewall, and an inner and outer surface of a long side wall of the inner wall defining the inner space, wherein the main body comprises a plurality of parts. The arc chamber of the injection device.
상기 본체가 다수의 부품으로 구성되며 내부에 라이너를 장착한 라이너 장착형 아크챔버에서 상기 격자패턴은 하부벽 라이너, 장측벽 라이너, 캐소드측벽 라이너 및 리펠러측벽 라이너의 내외면과 그리고 리펠러의 반사면에 형성되는 것을 특징으로 하는 이온주입장치의 아크챔버.
6. The method of claim 5,
In the liner-mounted arc chamber in which the body is composed of a number of parts and a liner is mounted therein, the lattice pattern is defined by the inner and outer surfaces of the lower wall liner, the long side wall liner, the cathode side wall liner and the repeller side wall liner, And an arc chamber of the ion implantation apparatus.
상기 홈의 단면이 사각형으로, 홈의 노출측과 내측의 폭이 동일한 것을 특징으로 하는 이온주입장치의 아크챔버.
6. The method of claim 5,
Wherein the groove has a rectangular cross section and the width of the exposed side and the inside of the groove are the same.
상기 홈의 단면이 사다리꼴로, 홈의 노출측에 비해 내측의 폭이 넓은 것을 특징으로 하는 이온주입장치의 아크챔버.
6. The method of claim 5,
Wherein a cross section of the groove is trapezoidal and the width of the inside of the groove is larger than that of the exposed side of the groove.
상기 홈의 단면은 홈의 노출측에서는 사각형상이고 홈의 내측이 반호형인 것을 특징으로 하는 이온주입장치의 아크챔버.
6. The method of claim 5,
Wherein the groove has a rectangular cross-section at the exposed side of the groove and a semi-circular cross-section at the inside of the groove.
캐소드측에서의 홈의 간격은 2.5mm이고 리펠러측에서의 홈의 간격은 3mm이며, 캐소드측에서 리펠러측으로 갈수록 홈의 간격이 점층적으로 증가되는 것을 특징으로 하는 이온주입장치의 아크챔버.
6. The method of claim 5,
Wherein an interval between the grooves on the cathode side is 2.5 mm and a distance between the grooves on the repeller side is 3 mm and a distance between the grooves gradually increases from the cathode side toward the reperfiler side.
상기 격자패턴을 구성하는 홈의 폭은 0.4mm 내지 0.7mm 인 것을 특징으로 하는 이온주입장치의 아크챔버.
12. The method according to any one of claims 5 to 11,
And the width of the grooves constituting the grid pattern is 0.4 mm to 0.7 mm.
상기 격자패턴을 구성하는 홈의 깊이는 0.1mm 내지 0.5mm 인 것을 특징으로 하는 이온주입장치의 아크챔버.
12. The method according to any one of claims 5 to 11,
And the depth of the grooves constituting the grid pattern is 0.1 mm to 0.5 mm.
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|---|---|---|---|---|
| WO2018151412A1 (en) * | 2017-02-15 | 2018-08-23 | 삼성전자 주식회사 | Electronic device having curved window |
| CN109671612A (en) * | 2018-11-15 | 2019-04-23 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | A kind of gallium oxide semiconductor structure and preparation method thereof |
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