KR101726189B1 - Repeller for ion implanter - Google Patents

Repeller for ion implanter Download PDF

Info

Publication number
KR101726189B1
KR101726189B1 KR1020150159016A KR20150159016A KR101726189B1 KR 101726189 B1 KR101726189 B1 KR 101726189B1 KR 1020150159016 A KR1020150159016 A KR 1020150159016A KR 20150159016 A KR20150159016 A KR 20150159016A KR 101726189 B1 KR101726189 B1 KR 101726189B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
repeller
arc chamber
cathode
electron
chamber
Prior art date
Application number
KR1020150159016A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
임경태
Original Assignee
주식회사 밸류엔지니어링
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 주식회사 밸류엔지니어링 filed Critical 주식회사 밸류엔지니어링
Priority to KR1020150159016A priority Critical patent/KR101726189B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101726189B1 publication Critical patent/KR101726189B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/317Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
    • H01J37/3171Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation for ion implantation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J27/00Ion beam tubes
    • H01J27/02Ion sources; Ion guns
    • H01J27/08Ion sources; Ion guns using arc discharge
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02Details
    • H01J37/04Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
    • H01J37/08Ion sources; Ion guns
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/30Electron or ion beam tubes for processing objects
    • H01J2237/317Processing objects on a microscale
    • H01J2237/31701Ion implantation

Abstract

A repeller for an ion implanter according to the present invention is a repeller installed inside an arc chamber for an ion implanter facing a cathode to push out electrons emitted from the cathode. The repeller comprises: a repeller fixing unit configured to fix the repeller on one side of the arc chamber; an electron reflecting unit connected to the repeller fixing unit and having a surface facing the cathode; and a repeller protruding unit configured to protrude from the electron reflecting unit toward the cathode.

Description

이온주입기용 리펠러{Repeller for ion implanter}Repeller for ion implanter}

본 발명은 이온주입기용 리펠러에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이온주입기의 아크챔버에 설치되어 아크챔버 내부의 캐소드에서 방출된 전자를 밀어내어 이온생성효율을 향상시키는 리펠러에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a repeller for an ion implanter, and more particularly, to a repeller provided in an arc chamber of an ion implanter to push out electrons emitted from a cathode inside an arc chamber to improve ion production efficiency.

리펠러는 반도체 소자의 제조에 이용되는 이온주입용 이온발생장치의 아크챔버 내부에 설치되어 캐소드에서 방출된 전자를 반사시키는 것으로, 현재 쓰이고 있는 이온주입기는 불순물을 도핑할 이온을 생성시키는 이온발생부와 발생된 이온의 종류와 에너지를 제어하는 이온분석부로 이루어진다.The repeller is disposed inside the arc chamber of the ion generating device for ion implantation used for manufacturing a semiconductor device and reflects electrons emitted from the cathode. The ion implanter currently used is an ion generating device for generating ions to be doped with impurities. And an ion analysis unit for controlling the kind and energy of generated ions.

이온발생장치는 필라멘트를 가열하여 열전자를 방출시키고, 방출된 열전자를 전기장에 의하여 가속시키면서 주입된 이온소스 가스와 충돌시켜서 이온을 발생시키게 된다. 이때, 열전자를 방출시키는 방법은 텅스텐 필라멘트를 가열하여 직접 열전자를 방출시키는 방법과, 텅스텐 필라멘트로부터 방출된 열전자를 캐소드로 가속시켜 캐소드에서 다시 전자를 2차적으로 방출시키는 방법이 있는데, 후자의 방식은 필라멘트 소재의 열화를 방지할 수 있어서 부품의 교환주기를 향상시킬 수 있는 장점을 가진다. 이온발생장치에는 캐소드와 대향하여 리펠러가 설치되는데, 리펠러는 캐소드에서 방출된 전자를 캐소드 방향으로 반사시켜서 전자가 소정의 영역에 집중되도록 하는 기능을 한다. 리펠러에는 전자를 반사시킬 수 있도록 소정의 전압이 인가될 수 있다. 이온주입기용 이온발생장치는 이온의 소스가 되는 기체가 주입되며, 아크챔버 내부에서 상기 이온소스 기체는 전자와 충돌하면서 분해된다. 이때, 분해된 기체의 일부는 리펠러 또는 아크챔버 벽의 표면에 증착될 수 있는데, 이렇게 증착된 물질은 열싸이클 등의 과정에서 리펠러의 표면에서 박리되어 아크챔버 내부를 오염시키며, 아크챔버와 리펠러 간의 단락(short) 문제를 일으킬 수 있는 문제점을 가진다.The ion generating device heats the filament to emit thermoelectrons, and accelerates the emitted thermoelectrons by an electric field while colliding with the injected ion source gas to generate ions. In this case, a method of releasing the thermoelectrons is a method of directly heating a tungsten filament to emit thermoelectrons and a method of accelerating a thermoelectron emitted from a tungsten filament to a cathode to secondarily emit electrons again from the cathode. Deterioration of the filament material can be prevented and the replacement cycle of parts can be improved. The ion generating device is provided with a repeller opposed to the cathode. The repeller reflects the electrons emitted from the cathode toward the cathode so that electrons are concentrated in a predetermined region. A predetermined voltage may be applied to the repeller so as to reflect electrons. In the ion generating device for an ion implanter, a gas which is a source of ions is injected, and in the arc chamber, the ion source gas is decomposed while colliding with electrons. At this time, a part of the decomposed gas may be deposited on the surface of the wall of the repeller or the arc chamber. The deposited material is peeled off from the surface of the re-pellet in the course of a thermal cycle to contaminate the inside of the arc chamber, There arises a problem that can cause a short circuit between the repeaters.

이온주입기용 아크챔버와 리펠러 간의 단락(short)에 관한 선행문헌으로는 일본공개특허 제2010-073387호가 있다. 상기 선행문헌은 리펠러(30)의 반사부(34) 상에 퇴적된 도전성 물질이 비산되면 중력의 영향을 받을 것을 고려하여 캐소드(20)를 리펠러(30)보다 상방에 설치하여 리펠러(30)로부터 벗겨진 도전성 물질의 낙하를 억제하고, 아크 챔버(10)와의 간극(14)을 막아 단락이 발생하는 것을 방지하도록 리펠러(30)의 반사부(34) 지주측에 제1 뱅크(36)을 형성하고, 이에 대한 보조수단으로 아크 챔버(10)의 끝단에 제2 뱅크(19)를 구비시킨 것을 특징으로 한다. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-073387 discloses a prior art concerning a short between an arc chamber and a repeller for an ion implanter. In the above prior art, the cathode 20 is disposed above the re-peller 30 in consideration of the influence of gravity when the conductive material deposited on the reflector 34 of the re- 30 on the holding side of the reflecting portion 34 of the repeller 30 so as to prevent the conductive material from falling off and prevent the short circuit from occurring by blocking the gap 14 with the arc chamber 10, And the second bank 19 is provided at an end of the arc chamber 10 as an auxiliary means for this.

이러한 구조의 리펠러는 캐소드와 수평으로 대향하는 위치에 구비되는 경우에는 적용할 수 없는 한계를 갖는다. The repeller having such a structure has a limit that is not applicable when it is provided at a position facing horizontally with the cathode.

따라서 캐소드와 리펠러가 수평으로 대향하는 경우에도 리펠러의 반사부, 나아가 리펠러 상단의 챔버 웰 표면에 증착된 물질이 박리된 다음 아크 챔버와의 간극에 퇴적되어 단락(short)을 유발하는 것을 방지하고, 부품의 교체시기를 최대한 연장하면서 이온주입 반응을 수행할 수 있는 리펠러에 대한 개발 필요성이 크다. Therefore, even when the cathode and the repeller are horizontally opposed to each other, the material deposited on the reflecting portion of the repeller, and the chamber well surface of the upper end of the repeller, is peeled off and then deposited on the gap with the arc chamber to cause a short There is a great need to develop a repeller capable of performing an ion implantation reaction while maximizing the replacement time of components.

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 첫 번째 과제는 리펠러 또는 아크챔버의 벽에 증착된 증착물이 박리되어도 리펠러와 아크챔버와의 단락이 발생하지 않고, 캐소드에서 방출된 전자를 아크챔버 중앙부로 집중하여 밀어냄으로써 이온생성 효율을 향상시킬 수 있는 이온주입기용 리펠러를 제공하는 것이다.Therefore, a first problem to be solved by the present invention is to provide a plasma processing apparatus capable of preventing the short circuit between the repeller and the arc chamber from occurring even if the deposition material deposited on the wall of the repeller or the arc chamber is peeled, To thereby improve the ion production efficiency.

본 발명이 해결하고자 하는 두 번째 과제는 상기 이온주입기용 리펠러를 포함하는 아크챔버를 제공하는 것이다.A second object of the present invention is to provide an arc chamber including a repeller for the ion implanter.

본 발명은 상기 첫 번째 과제를 달성하기 위하여, 이온주입기용 아크챔버의 내부에 설치된 캐소드와 대향하여 설치되어 상기 캐소드에서 방출된 전자를 밀어내는 리펠러로서, 상기 아크챔버의 일측에 리펠러를 고정하기 위한 리펠러 고정부와, 상기 리펠러 고정부에 연결되며, 상기 캐소드에 대향하는 면을 가지는 전자 반사부와, 상기 전자 반사부에서 상기 캐소드 방향으로 돌출된 리펠러 돌출부를 포함하는 리펠러를 제공한다.In order to achieve the first object of the present invention, there is provided a repeller for opposing a cathode provided inside an arc chamber for an ion implanter and pushing out electrons emitted from the cathode, wherein the repeller is fixed to one side of the arc chamber And a repeller having a surface opposed to the cathode and a repeller protrusion protruding in the direction of the cathode from the electron reflection portion, to provide.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 리펠러 돌출부는 상기 전자 반사부의 일단에서 소정의 간격으로 이격될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the repeller projecting portion may be spaced apart from the one end of the electron reflection portion at a predetermined interval.

본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 리펠러 돌출부와 상기 아크챔버 하부는 8mm 내지 16mm의 간격으로 이격되는 것이 바람직하다.According to another embodiment of the present invention, the repeller projection and the lower portion of the arc chamber are spaced apart by an interval of 8 mm to 16 mm.

본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 상기 리펠러 돌출부는 상기 전자 반사부의 중앙부 방향으로 경사각을 가질 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the repeller projecting portion may have an inclination angle in the direction of the center of the electron reflection portion.

본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 상기 리펠러 돌출부는 상기 전자 반사부의 외곽부 방향으로 경사각을 가질 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the repeller projecting portion may have an inclination angle in the direction of the outer periphery of the electron reflection portion.

본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 상기 리펠러의 전자 반사부는 원형이고, 상기 리펠러 돌출부는 상기 전자 반사부 반지름의 0.3R 내지 0.5R의 높이로 돌출되는 것이 바람직하다.According to another embodiment of the present invention, it is preferable that the electron reflecting portion of the repeller is circular, and the protruding portion of the repeller protrudes to a height of 0.3R to 0.5R of the radius of the electron reflecting portion.

본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 상기 리펠러의 전자 반사부는 원형이고, 상기 전자 반사부의 반지름을 R이라 할 때, 상기 리펠러 돌출부는 전자 반사부의 외곽으로부터 0.1R 내지 0.6R의 길이만큼 이격된 위치에 형성되는 것이 바람직하다.According to another embodiment of the present invention, when the radius of the electron reflection portion is R, the electron reflection portion of the repeller is circular, and the repeller projection portion is spaced apart from the outer portion of the electron reflection portion by a length of 0.1R to 0.6R Is formed at a predetermined position.

본 발명은 상기 두 번째 과제를 달성하기 위하여, 상기 리펠러를 포함하는 이온주입기용 아크챔버를 제공한다.
In order to achieve the second object, the present invention provides an arc chamber for an ion implanter including the repeller.

본 발명의 이온주입기용 리펠러는 아래의 효과를 가진다.The repeller for an ion implanter of the present invention has the following effects.

1. 리펠러 돌출부가 전자 반사부의 일단에서 소정의 간격으로 이격되어 있으므로, 리펠러 또는 아크챔버 벽에서 박리된 증착물이 리펠러와 아크챔버 사이를 연결하여 단락을 발생시킬 가능성을 낮출 수 있다.1. Since the repeller protrusions are spaced apart at a predetermined distance from one end of the electron reflection portion, the possibility that the deposition material peeled off from the wall of the repeller or arc chamber connects between the repeller and the arc chamber to cause a short circuit can be reduced.

2. 리펠러 돌출부가 전자 방출부의 중앙부 또는 외곽부의 방향으로 경사각을 가지므로, 라이너에서 박리된 증착물이 리펠러의 상ㅇ하부가 아닌 캐소드 방향의 영역으로 낙하하도록 유도하여 리펠러와 아크챔버 사이의 단락을 더욱 효과적으로 방지할 수 있다.2. Since the protrusions of the repeller have an inclination angle in the direction of the central part or the outer part of the electron emitting part, the deposition material peeled off from the liner is guided to fall into the area of the direction of the cathode, not the bottom part of the repeller, The short circuit can be prevented more effectively.

3. 리펠러 돌출부는 전자 방출부의 외곽부에 형성되어 있으므로, 리펠러에 의한 전자 반발 방향을 아크챔버의 중앙부로 유도하여 이온생성 효율을 향상시킬 수 있다.3. Since the protruding portion of the repeller is formed in the outer portion of the electron emitting portion, the direction of electron repulsion by the repeller can be guided to the center portion of the arc chamber to improve ion production efficiency.

도 1은 종래의 이온주입기용 아크챔버의 구성을 도시한 것이다.
도 2는 이온주입 공정이 진행되면서 아크챔버 내부에 증착물이 퇴적되는 현상을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 아크챔버 내부의 증착물이 박리되면서 리펠러와 아크챔버 사이에 전기적인 단락이 발생하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 종래의 이온주입기용 아크챔버에서 리펠러와 아크챔버 사이에 단락이 발생하기 쉬운 이유를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 이온주입기용 리펠러의 구조를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 이온주입기용 리펠러의 다양한 구현예를 나타낸 것이다.
도 7과 도 8은 경사각이 형성된 본 발명의 이온주입기용 리펠러에서 증착물이 낙하하는 영역을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 리펠러에서 밀어내진 전자가 아크챔버의 중앙부로 집중하여 이동하기 위한 본 발명의 이온주입기용 리펠러 구조를 설명하기 위한 도면이다.
FIG. 1 shows a conventional arc chamber for an ion implanter.
FIG. 2 is a view for explaining the deposition of deposits in the arc chamber as the ion implantation process proceeds. FIG.
FIG. 3 is a view for explaining a process in which electrical short-circuiting occurs between the refeller and the arc chamber when the deposition material in the arc chamber is peeled off.
4 is a view for explaining a reason why a short circuit is likely to occur between the repeller and the arc chamber in the conventional arc chamber for an ion implanter.
5 shows the structure of a repeller for an ion implanter of the present invention.
6 shows various embodiments of the repellers for the ion implanter of the present invention.
FIGS. 7 and 8 are views for explaining a region in which the deposition material falls in the repeller for the ion implanter of the present invention in which the inclination angle is formed.
9 is a view for explaining a repeller structure for an ion implanter according to the present invention, in which electrons pushed out from a repeller move to a central portion of an arc chamber.

이하, 본 발명을 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

본 발명의 이온주입기용 리펠러는 이온주입기용 아크챔버의 내부에 설치된 캐소드와 대향하여 설치되어 상기 캐소드에서 방출된 전자를 밀어내는 리펠러로서, 상기 아크챔버의 일측에 리펠러를 고정하기 위한 리펠러 고정부와, 상기 리펠러 고정부에 연결되며, 상기 캐소드에 대향하는 면을 가지는 전자 반사부와, 상기 전자 반사부에서 상기 캐소드 방향으로 돌출된 리펠러 돌출부를 포함한다.A repeller for an ion implanter according to the present invention is a repeller for opposing a cathode provided inside an arc chamber for an ion implanter and pushing out electrons emitted from the cathode, An electron reflecting portion connected to the feller fixing portion and the repeller fixing portion and having a surface facing the cathode, and a repeller protruding portion protruding from the electron reflecting portion in the cathode direction.

본 발명의 이온주입기용 리펠러는 캐소드에 대향하는 전자 반사부의 표면에 돌출부가 형성되어 있다. 돌출부는 이온주입공정 동안에 발생한 증착물의 박리에 의한 리펠러와 아크챔버 사이의 단락을 방지하는 효과와, 리펠러에서 밀어내는 전자가 아크챔버 중앙부로 집중되도록 하여 이온발생 효율을 향상시키는 효과를 가진다.In the repeller for an ion implanter of the present invention, the projecting portion is formed on the surface of the electron reflecting portion facing the cathode. The projecting portion has an effect of preventing a short circuit between the repeller and the arc chamber due to peeling of the deposition material generated during the ion implantation process and an effect of enhancing the ion generation efficiency by concentrating the electrons pushing from the repeller to the central portion of the arc chamber.

먼저, 돌출부는 리펠러 주변에 낙하하는 박리된 증착물이 리펠러와 챔버 하부벽을 연결하여 전기적인 단락이 발생하는 것을 방지한다. 본 발명에서는 리펠러 또는 챔버 벽에서 박리되는 증착물의 최대길이를 측정하여 증착물에 의하여 단락이 발생하는 것이 방지되는 돌출부와 아크챔버 하부벽 사이의 간격을 도출하였다. 또한, 돌출부의 수평방형 연장부에 경사각을 형성하여 리펠러 또는 리펠러 주변 영역의 아크챔버 벽에서 박리된 증착물이 리펠러에 가까운 영역으로 낙하하는 것을 방지하여 결과적으로 리펠러와 아크챔버 사이의 단락을 방지하였다. First, the protrusion prevents the peeled deposition falling on the periphery of the repeller from connecting the repeller to the chamber bottom wall to prevent electrical shorting. In the present invention, the maximum length of the deposition material to be peeled off from the repeller or the chamber wall is measured to derive the distance between the projection and the bottom wall of the arc chamber that are prevented from being short-circuited by the deposition material. It is also possible to form a tilting angle in the horizontally extending portion of the protrusion to prevent the deposited material from falling off the arc chamber wall in the area around the repeller or the repeller to fall into the area close to the repeller, resulting in a short circuit between the repeller and the arc chamber .

나아가, 돌출부는 리펠러의 표면이 중앙부보다 외곽부에서 캐소드 방향으로 돌출되도록 하여 리펠러에서 밀어내진 전자들이 아크챔버의 중앙부로 집중되도록 한다. 아크챔버의 중앙부로 이동하는 전자들은 아크챔버의 벽까지 도달하는 경로가 길어지면서 결과적으로 아크챔버 내부에서의 이온생성 효율을 향상시킨다.Further, the protrusion causes the surface of the repeller to protrude from the outer periphery toward the cathode, rather than the center, so that the electrons pushed out from the repeller are concentrated to the center of the arc chamber. Electrons moving to the center of the arc chamber have a longer path to reach the wall of the arc chamber, resulting in improved ion production efficiency within the arc chamber.

아래에서 도면을 이용하여 본 발명을 설명한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig.

도 1은 종래의 이온주입기용 아크챔버의 구성을 도시한 것이다. 도 1을 참조하면, 아크챔버(100)는 필라멘트(101), 캐소드(102), 리펠러(103) 및 챔버 벽(104)을 포함한다. 플라즈마가 발생하는 아크챔버(100)의 영역은 챔버 벽(104)으로 둘러싸이고, 아크챔버의 내부에서는 플라즈마가 발생된다. 플라즈마가 발생하는 과정은, 먼저 아크챔버의 가스 주입부(106)를 통하여 이온주입에 필요한 원소를 가지는 가스가 주입된다. 필라멘트(101)는 고온으로 가열되어 열전자를 방출하고 방출된 열전자는 캐소드(102)로 가속되어 캐소드를 가열한다. 가열된 캐소드에서는 전자가 방출되는데, 방출된 전자는 아크챔버 방향으로 가속되면서 가스와 충돌하여 이온이 생성된다. 도면에는 도시하지 않았지만 전자의 이동 경로를 증가시키기 위하여 아크챔버 주변에는 자석이 설치되고, 자석에 의한 자기장에 의하여 전자는 나선형 운동을 하면서 아크챔버 내부에서 가스와 충돌한다. 이때, 캐소드의 반대 편에는 리펠러(103)가 설치되는데 리펠러는 캐소드에서 아크챔버 방향으로 이동하는 전자를 다시 아크챔버 중앙부로 밀어낸다. 이온화된 가스들은 이온 추출부(105)를 통과하여 이온분석부로 주입되게 된다.FIG. 1 shows a conventional arc chamber for an ion implanter. Referring to FIG. 1, an arc chamber 100 includes a filament 101, a cathode 102, a repeller 103, and a chamber wall 104. The region of the arc chamber 100 where the plasma is generated is surrounded by the chamber wall 104, and a plasma is generated inside the arc chamber. In the process of generating the plasma, a gas having an element necessary for ion implantation is first injected through the gas injection unit 106 of the arc chamber. The filament 101 is heated to a high temperature to emit thermoelectrons and the released thermoelectrons are accelerated to the cathode 102 to heat the cathode. In the heated cathode, electrons are emitted, and the emitted electrons accelerate toward the arc chamber and collide with the gas to generate ions. Although not shown in the drawing, a magnet is provided around the arc chamber to increase the movement path of electrons, and electrons collide with gas inside the arc chamber due to the magnetic field generated by the magnet while spirally moving. At this time, a repeller 103 is provided on the opposite side of the cathode. The repeller pushes electrons moving toward the arc chamber from the cathode back to the center of the arc chamber. The ionized gases pass through the ion extraction unit 105 and are injected into the ion analysis unit.

도 2는 이온주입 공정이 진행되면서 아크챔버 내부에 증착물이 퇴적되는 현상을 설명하기 위한 도면이다. 도 2를 참조하면, 리펠러(103)와 챔버 벽(104)에는 증착물이 형성된다. 증착물은 이온화 과정에서 생성된 반응성 물질이 리펠러 표면이나 챔버 벽에 퇴적되는 것에 의하여 생성되는데, 증착물들은 전도성을 가지는 경우가 많고 박리된 증착물은 단락의 원인이 될 수 있다.FIG. 2 is a view for explaining the deposition of deposits in the arc chamber as the ion implantation process proceeds. FIG. Referring to FIG. 2, deposits are formed on the repeller 103 and the chamber wall 104. Deposits are formed by the deposition of a reactive material generated during the ionization process on the surface of the re-pellet or on the walls of the chamber, where the deposits often have conductivity and the stripped deposits may cause short circuits.

도 3은 아크챔버 내부의 증착물이 박리되면서 리펠러와 아크챔버 사이에 전기적인 단락이 발생하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 먼저 도 3의 (가)를 참조하면, 이온주입 공정이 진행되면서 리펠러(103), 챔버 상부벽(104a) 및 챔버 하부벽(104b)에는 증착물(200a, 200b, 200c)이 생성된다. 이어서 도 3의 (나)를 참조하면, 리펠러(103) 표면에서 증착물(200b)의 일부가 박리되어 챔버 하부벽(104b) 방향으로 낙하한다. 이어서 도 3의 (다)를 참조하면, 낙하된 증착물(200b)는 챔버 하부벽(104b)와 리펠러(103) 사이에 위치하면서 리펠러와 아크챔버 사이에 단락이 발생한다. 이와 같이 리펠러와 아크챔버 사이에 단락이 발생하면 이온주입기의 제어회로에서 전력이 차단되면서 공정의 진행이 중단되고, 이온주입이 진행 중이던 웨이퍼는 불량으로 처리되고, 이온주입기의 수리에 시간이 소요되어 생산성이 문제된다.FIG. 3 is a view for explaining a process in which electrical short-circuiting occurs between the refeller and the arc chamber when the deposition material in the arc chamber is peeled off. 3 (a), deposits 200a, 200b, and 200c are formed on the repeller 103, the chamber upper wall 104a, and the chamber lower wall 104b as the ion implantation process proceeds. Next, referring to FIG. 3 (B), a part of the deposition material 200b is peeled off from the surface of the repeller 103 and falls toward the chamber lower wall 104b. Referring to FIG. 3 (c), the dropped deposition material 200b is positioned between the chamber lower wall 104b and the repeller 103, and a short circuit occurs between the repeller and the arc chamber. When a short circuit occurs between the repeller and the arc chamber, the power is cut off by the control circuit of the ion implanter, the process is stopped, the wafer in which the ion implantation is in progress is treated as defective, and the ion implanter is time- So productivity is a problem.

도 4는 종래의 이온주입기용 아크챔버에서 리펠러와 아크챔버 사이에 단락이 발생하기 쉬운 이유를 설명하기 위한 도면이다. 도 4를 참조하면, 리펠러(103)는 챔버 상부벽(104a)과 챔버 하부벽(104b) 사이에서 x의 길이만큼 이격된다. 리펠러와 챔버 벽 사이의 간격이 넓으면 증착물에 의한 단락을 방지할 수 있지만, 아크챔버 내부에서의 이온생성 효율을 고려하면 x는 일정 수준 이하로 줄일 수 없다. 따라서, 리펠러(103) 표면의 증착물 길이(y1, y2, y3)와 챔버 상부벽(104a) 표면의 증착물 길이(y4, y5)가 x보다 클 경우 단락이 발생할 가능성이 높아진다. 도면에서는 리펠러 또는 챔버 벽의 증착물이 서로 분리된 형태로 형성된 것으로 나타내었지만, 실제로는 전체적인 막을 이룬 상태에서 그 중 일부 영역만이 박리되는 일도 발생할 수 있다. 4 is a view for explaining a reason why a short circuit is likely to occur between the repeller and the arc chamber in the conventional arc chamber for an ion implanter. Referring to Fig. 4, the repeller 103 is spaced apart from the chamber upper wall 104a by a length of x between the chamber lower wall 104b. If the gap between the repeller and the chamber wall is wide, it is possible to prevent a short circuit caused by the deposition material. However, considering the ion generation efficiency in the arc chamber, x can not be reduced below a certain level. Therefore, if the deposition lengths (y1, y2, y3) on the surface of the repeller 103 and the deposition lengths (y4, y5) on the surface of the chamber upper wall 104a are larger than x, there is a high possibility of a short circuit. Although the depilator or the deposition material on the wall of the chamber is shown as being formed in a separate form from each other in the drawing, in reality, only a part of them may be peeled off in a state in which the whole film is formed.

도 5는 본 발명의 이온주입기용 리펠러의 구조를 도시한 것이다. 도 5의 (가)를 참조하면, 본 발명의 리펠러(303)는 리펠러 고정부(303a)에 의하여 아크챔버 일측에 고정된다. 도면에서는 로드 형태의 리펠러 고정부를 도시하였지만, 리펠러 고정부는 리펠러의 위치를 고정할 수 있다면 형태에 제한되지 않고, 예를 들면 리펠러의 후방 주변부에 연결되는 방식으로 리펠러 고정부가 형성될 수 있고, 리펠러를 고정하기 위한 추가적인 구성이 있을 수도 있다. 리펠러는 전자를 캐소드 방향으로 밀어내기 위한 전자 반사부(303c)를 포함한다. 전자 반사부(303c)는 원형, 사각형, 타원형 등으로 이루어질 수 있고, 플라즈마의 이온생성 효율을 고려하면 원형인 것이 바람직하다. 5 shows the structure of a repeller for an ion implanter of the present invention. Referring to FIG. 5 (a), the repeller 303 of the present invention is fixed to one side of the arc chamber by the repeller fixing portion 303a. Although the rod-shaped repeller fixing portion is shown in the drawing, the repeller fixing portion is not limited to the shape as long as the position of the repeller can be fixed. For example, the repeller fixing portion may be formed in such a manner that the repeller fixing portion is connected to the rear periphery of the re- And there may be additional configurations for securing the repeller. The repeller includes an electron reflecting portion 303c for pushing electrons toward the cathode. The electron reflecting portion 303c may be circular, square, elliptical, or the like, and is preferably circular in consideration of the ion generation efficiency of the plasma.

리펠러 돌출부(303b)는 전자 반사부(303c) 끝으로부터 소정의 간격으로 이격되어 형성된다. 이러한 구조에서는 리펠러의 전자 반사부(303c)의 표면에 리펠러 돌출부(303b)가 형성되면 전자 반사부(303c)의 하부부터 챔버 하부벽(104b)까지의 거리는 x로 변함이 없지만, 리펠러 돌출부(303b)로부터 챔버 하부벽(104b)까지의 거리는 z로 증가하게 된다. 리펠러 돌출부(303b는 전자 반사부(303c)로부터 돌출되어 있으므로, 리펠러 또는 챔버 벽에서 박리된 증착물이 전자 반사부(303c)의 하부와 챔버 하부벽(304b) 사이에는 떨어지기 어렵다. 박리된 증착물은 리펠러 돌출부(303b)에 의하여 리펠러의 왼쪽 영역에 주로 낙하하게 되는데, 이때는 리펠러 돌출부와 챔버 하부벽 사이의 거리가 x가 아닌 z로 증가하게 되어서 단락이 일어나기 어려운 조건이 된다. 도 5의 (나)는 박리된 증착물(200)을 나타낸 것인데, 증착물(200)의 길이(k)가 z보다 작은 경우에는 리펠러와 챔버 벽 사이의 단락이 발생하기 더욱 어려운 조건이 된다. 리펠러 돌출부(303b)와 챔버 하부벽(304b) 사이의 간격은 8 내지 16 mm인 것이 바람직하다. 이는 리펠러 또는 챔버 벽에서 박리된 증착물의 최대 길이가 16 mm 미만의 범위에 분포할 가능성이 높기 때문이다. 상기 박리된 증착물의 최대 길이 분포는 실험을 통하여 도출하였고, 실험예로 기재하였다.The repeller projecting portions 303b are formed at a predetermined distance from the end of the electron reflecting portion 303c. In this structure, when the repeller projecting portion 303b is formed on the surface of the electron reflecting portion 303c of the repeller, the distance from the lower portion of the electron reflecting portion 303c to the chamber lower wall 104b does not change to x, The distance from the projection 303b to the chamber lower wall 104b is increased to z. Since the repeller projecting portion 303b protrudes from the electron reflecting portion 303c, it is difficult for the deposition material peeled off from the repeller or the chamber wall to fall between the lower portion of the electron reflecting portion 303c and the chamber lower wall 304b. The deposition material mainly falls on the left side of the repeller by the repeller projecting portion 303b. In this case, the distance between the projecting portion of the repeller and the lower wall of the chamber increases to z instead of x, 5 shows the peeled deposition material 200. When the length k of the deposition material 200 is smaller than z, it is more difficult to cause a short circuit between the repeller and the chamber wall. The distance between the protrusions 303b and the chamber lower wall 304b is preferably 8 to 16 mm since the maximum length of the deposited material peeled off from the repeller or chamber wall is likely to be in the range of less than 16 mm The maximum length distribution of the peeled deposits was obtained through experiments, it is listed in Experimental Example.

리펠러 돌출부는 전자 반사부 표면에서 캐소드 방향으로 연장되어 있고, 연장된 부분은 경사각을 가질 수 있다. 상기 경사각은 상기 리펠러 돌출부가 연장되는 방향으로 갈수록 단면적이 감소하는 방향으로 형성되는 것이 바람직하다. 이에 관해서는 도 6을 이용하여 설명한다.The repeller projecting portion extends from the surface of the electron-reflecting portion toward the cathode, and the extended portion may have an inclination angle. The inclination angle is preferably formed in a direction in which the cross-sectional area decreases as the repeller projection extends. This will be described with reference to FIG.

도 6은 본 발명의 이온주입기용 리펠러의 다양한 구현예를 나타낸 것이다. 도 6의 (가)를 참조하면, 리펠러 돌출부(303b)는 전자 반사부(303c)에서 캐소드 방향으로 수평으로 연장되어 있다. 이러한 구조에서는 리펠러 돌출부(303b)가 전자 반사부(303c)의 중앙부로도 외곽부로도 경사각이 형성되어 있지 않다. 도 6의 (나)를 참조하면, 리펠러 돌출부(303b)에 전자 반사부(303c)의 중앙부 방향으로 경사각이 형성되어 있다. 도 6의 (다)를 참조하면, 리펠러 돌출부(303c)에는 전자 반사부(303c)의 중앙부와 외곽부 방향으로 모두 경사각이 형성되어 있다. 6 shows various embodiments of the repellers for the ion implanter of the present invention. 6 (A), the repeller projecting portion 303b extends horizontally in the direction of the cathode from the electron reflecting portion 303c. In this structure, the inclined angle is not formed either in the central portion of the electron reflecting portion 303c nor in the outer frame portion of the repeller projection portion 303b. Referring to FIG. 6 (B), the inclined angle is formed in the direction of the center of the electron reflecting portion 303c in the repeller projecting portion 303b. Referring to FIG. 6 (C), in the repeller projecting portion 303c, an inclination angle is formed in both the central portion and the outermost portion of the electron reflecting portion 303c.

도 7과 도 8은 경사각이 형성된 본 발명의 이온주입기용 리펠러에서 증착물이 낙하하는 영역을 설명하기 위한 도면이다. 도 7을 참조하면, 리펠러의 전자 반사부에 형성된 증착물(200b)이 박리되어 떨어지는 과정에서 리펠러 돌출부의 경사진 면과 충돌하면서 캐소드 방향으로 낙하하게 된다. 이때는 낙하된 증착물이 상대적으로 단락이 일어나기 쉬운 리펠러 근접 영역(X)보다는 상대적으로 단락이 일어나기 어려운 리펠러 이탈 영역(Y)에 위치하기 쉽고, 결과적으로 단락이 방지된다. 이때 리펠러 돌출부에 형성된 경사각 θ1는 20 내지 60도인 것이 바람직하다. 20도 미만이면 리펠러 돌출부에 증착물이 걸려 위치할 가능성이 높고, 60도를 초과하면 리펠러 근접 영역으로 증착물이 떨어질 수 있다. 도 8을 참조하면, 리펠러 돌출부에 전자 반사부의 외곽부 방향으로 경사각이 형성되어 있다. 이때는 챔버 상부벽에 증착된 증착물(200a)가 경사진 면에 떨어져 리펠러 이탈 영역(Y)으로 떨어질 가능성이 높아지는 효과를 가진다. 이때 경사각 θ는 30 내지 70도인 것이 바람직하다. 전자 반사부 외곽부로 형성된 경사면은 리펠러에서 전자를 챔버 외곽부로 밀어내는 효과를 가지므로 이를 방지하기 위하여 도 7의 경사각보다는 크게 설정하는 것이 바람직하다. 이온생성 효율을 고려하면 리펠러 돌출부는 전자 반사부에서 대칭으로 형성되는 것이 바람직하므로, 경사각은 대칭을 유지하는 것이 유리하다.FIGS. 7 and 8 are views for explaining a region in which the deposition material falls in the repeller for the ion implanter of the present invention in which the inclination angle is formed. Referring to FIG. 7, the deposition material 200b formed on the electron reflection portion of the repeller falls off in the cathode direction while colliding with the inclined surface of the repeller projecting portion in the peeling off process. At this time, the dropped deposition material is liable to be located in the repeller leaving area (Y), which is relatively less likely to be short-circuited than the re-peler-close area (X), where a short circuit is likely to occur. In this case, the inclination angle &thetas; 1 formed in the protruding portion of the repeller is preferably 20 to 60 degrees. If it is less than 20 degrees, there is a high possibility that the deposition material is caught in the protruding portion of the repeller, and if it exceeds 60 degrees, the deposition material may fall into the vicinity of the repeller. Referring to FIG. 8, an inclination angle is formed in the protruding portion of the repeller in the direction of the outer periphery of the electron reflection portion. At this time, the deposition material 200a deposited on the upper wall of the chamber is likely to fall on the inclined surface, and the possibility that the deposition material 200 falls to the separator leaving area Y is increased. At this time, the inclination angle? Is preferably 30 to 70 degrees. The inclined surface formed by the outer peripheral portion of the electron reflection portion has the effect of pushing the electrons from the refiller toward the outer peripheral portion of the chamber. Therefore, it is preferable to set the inclination angle to be larger than the inclination angle of FIG. Considering the ion production efficiency, it is preferable that the repeller projecting portion is formed symmetrically in the electron reflection portion, so that it is advantageous to keep the inclination angle symmetrical.

도 9는 리펠러에서 밀어내진 전자가 아크챔버의 중앙부로 집중하여 이동하기 위한 본 발명의 이온주입기용 리펠러 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 9를 참조하면, 리펠러(303)의 전자 반사부(303c)에 리펠러 돌출부(303b)가 형성되어 있다. 이때, 전자 반사부(303c)의 반지름이 R이고, 리펠러 돌출부(303b)는 전자 반사부(303c)의 끝단에서 b 만큼 이격되고 높이 h, 폭 a를 가지는 링 형태로 형성된다. 이와 같이 리펠러 돌출부가 형성되면 전자 반사부의 전면으로 형성되는 전기장은 오목한 형태의 리펠러와 유사하게 형성되며, 결과적으로 전자를 아크챔버 중앙부로 밀어내는 효과를 가진다. 이때, 리페러 돌출부의 형성 위치, 높이, 폭이 이온생성 효율을 변화시키는 변수가 된다. 캐소드와 리펠러의 이격 거리는 85mm 내지 91mm인 경우에, 전자 반사부의 끝단에서부터 리펠러 돌출부까지의 거리인 리펠러 돌출부의 형성 위치(l= b+1/2a)는 전자 반사부의 반지름인 R의 0.1R 내지 0.6R 만큼 전자 반사부의 끝단에서 이격되는 것이 바람직하다. 리펠러 돌출부의 형성 위치가 0.1R 미만이면 전자를 아크챔버 중앙부로 밀어내지는 효과가 미미하고, 0.6R를 초과하면 전자 반사부 외곽의 전자들은 오히려 바깥쪽으로 확산되는 효과가 커져서 전체적으로 아크챔버 중앙부로 전자를 밀어내는 효과가 상쇄된다. 리펠러 돌출부의 높이(h)는 전자 반사부의 반지름인 R의 0.3R 내지 0.5R 인 것이 바람직하다. 리펠러 돌출부의 높이가 0.3R 미만이면 전자를 아크챔버 중앙부로 밀어내는 효과가 미미하고, 0.5R을 초과하면 전자 반사부에서 박리된 증착물이 리펠러 돌출부 위에 안착될 수 있다. 또한 리펠러 돌출부의 폭(a)은 전자 반사부의 반지름인 R의 0.1R 내지 0.3R 인 것이 바람직하다. 리펠러 돌출부의 폭이 0.1R 미만이면 전자를 아크챔버 중앙부로 밀어내는 효과가 미미하고, 0.3R을 초과하면 전자 반사부의 중앙영역에서 밀어내진 전자가 지나치게 가까운 위치에 수렴하여 이온 생성 효율이 감소한다. 9 is a view for explaining a repeller structure for an ion implanter according to the present invention, in which electrons pushed out from a repeller move to a central portion of an arc chamber. Referring to Fig. 9, a repeller projection 303b is formed in the electron reflection portion 303c of the repeller 303. As shown in Fig. At this time, the radius of the electron reflecting portion 303c is R, and the repeller projecting portion 303b is formed in a ring shape having a height h and a width a, separated from the end of the electron reflecting portion 303c by b. When the repeller projecting portion is formed, the electric field formed at the front surface of the electron reflecting portion is formed similarly to the concave form of the repeller, and as a result, the electrons are pushed to the center of the arc chamber. At this time, the formation position, height and width of the repeller projecting portion are variables for changing the ion generation efficiency. (L = b + 1 / 2a), which is the distance from the tip of the electron reflection portion to the repeller projection portion, is 1/2 of R, which is the radius of the electron reflection portion when the distance between the cathode and the repeller is 85 mm to 91 mm R to 0.6R from the end of the electron reflection portion. If the position of the repeller projection is less than 0.1R, the effect of pushing the electrons to the center of the arc chamber is insignificant. If the repeller projection exceeds 0.6R, the electrons outside the electron reflector are diffused to the outside, Is canceled out. The height h of the repeller projecting portion is preferably 0.3R to 0.5R of R, which is the radius of the electron reflecting portion. If the height of the protruding portion of the repeller is less than 0.3R, the effect of pushing the electrons to the center of the arc chamber is insignificant. If the height exceeds 0.5R, the deposited material peeled off from the electron reflection portion can be seated on the protruding portion of the repeller. Further, the width (a) of the repeller projecting portion is preferably 0.1R to 0.3R of R, which is the radius of the electron reflecting portion. If the width of the protruding portion of the repeller is less than 0.1R, the effect of pushing the electrons to the center of the arc chamber is insignificant. If the width exceeds 0.3R, the protruded electrons in the central region of the electron reflection portion converge to an excessively close position, .

이하에서 실시예를 이용하여 본 발명을 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described with reference to Examples.

실험예 1(박리된 증착물의 크기 측정)EXPERIMENTAL EXAMPLE 1 (Measurement of Size of Peeled Deposition)

텅스텐 재질의 아크챔버 바디(길이 105.6mm, 높이 31.7mm, 폭 39.6mm)의 내부 일측에 반지름이 10.85mm인 캐소드가 설치되고, 반대편 일측에 반지름이 12.7mm인 리펠러가 설치된 아크챔버에서 이온소스 가스인 BF3를 주입하면서 이온화 공정을 진행하였다. 이온화 공정을 평균적으로 300 hr 동안 진행하여 정기 보수(periodic maintenance) 주기가 다한 아크챔버 100개에서 아크챔버 하부로 박리된 증착물을 모아 그 크기를 측정하였다. 박리된 증착물은 비정형이기 때문에 가장 긴 길이를 박리된 증착물의 크기로 판단하였다. 아래의 표 1은 100개의 아크챔버에서 수집된 박리된 증착물의 크기를 범위별로 집계한 것이다. 표 1을 참조하면, 전체의 99%에 달하는 증착물은 8mm 미만의 크기를 가지고 있었다.
In a tungsten arc chamber body (105.6 mm in length, 31.7 mm in width, 39.6 mm in width), a cathode having a radius of 10.85 mm was provided on one side of the inside of the arc chamber, and a repeller having a radius of 12.7 mm was provided on the opposite side. Ionization process was performed while BF3 gas was introduced. The ionization process was carried out for an average of 300 hours to collect the deposited material from the 100 arc chambers having a periodic maintenance cycle. Since the peeled deposition was irregular, the longest length was judged as the size of the peeled deposition. Table 1 below summarizes the size of peeled deposition collected from 100 arc chambers by range. Referring to Table 1, a total of 99% of the deposits had a size of less than 8 mm.

증착물 크기Deposition Size 1~2mm1 to 2 mm 2~3mm2 ~ 3mm 3~4mm3 to 4 mm 4~5mm4 to 5 mm 5~6mm5 ~ 6mm 6~7mm6 to 7 mm 7~8mm7 ~ 8mm 8~9mm8 to 9 mm 9~10mm9 ~ 10mm 10mm 초과Greater than 10mm 개수Count 1313 1919 2121 2626 2929 3131 1One 00 00 00

상기 실시예 1로부터 본 발명의 리펠러 돌출부와 아크챔버 하부 사이의 간격이 도출되는데, 리펠러 돌출부와 아크챔버 하부 사이의 간격이 8 내지 16 mm의 범위에 있는 경우에는 그 범위의 하한 수치보다 박리된 증착물의 크기가 작으므로 리펠러와 아크챔버의 단락이 발생하기 어려운 조건이 된다. 리펠러와 아크챔버 하부 사이 간격의 상한치는 이온생성 효율을 고려하여 결정되었다.
When the distance between the protruding portion of the repeller and the lower portion of the arc chamber is in the range of 8 to 16 mm, the gap between the protruding portion of the repeller of the present invention and the lower portion of the arc chamber is derived. The size of the deposited material is small, which makes it difficult to cause a short circuit between the repeller and the arc chamber. The upper limit of the gap between the repeller and the bottom of the arc chamber was determined considering ion production efficiency.

실시예 1Example 1

텅스텐 재질의 아크챔버 바디(길이 105.64mm, 높이 31.72mm, 폭 39.62mm)의 내부 일측에 반지름이 10.85mm인 캐소드를 설치하고, 반대편 일측에 반지름이 12.7mm인 리펠러를 설치하여 아크챔버를 제조하였다. 리펠러는 전자 반사부 표면에 돌출부를 형성하였는데, 리펠러의 전자 반사부 끝단과 아크챔버 벽 사이의 간격은 7.5mm였고, 리펠러 돌출부의 폭은 3mm, 높이는 5mm였으며, 리펠러 돌출부가 전자 반사부 외곽에서 이격된 거리는 3.8mm였다(도 9에서 a= 3mm, b=3.8mm, h=5mm)
A cathode having a radius of 10.85 mm was installed on one side of an arc chamber body (length 105.64 mm, height 31.72 mm, width 39.62 mm) made of tungsten, and a repeller having a radius of 12.7 mm was installed on the opposite side to manufacture an arc chamber Respectively. The repeller formed a protrusion on the surface of the electron reflex part. The gap between the tip of the electron reflex part of the refeller and the arc chamber wall was 7.5 mm, the width of the repeller projection was 3 mm and the height was 5 mm, The distance apart from the outer edge was 3.8 mm (a = 3 mm, b = 3.8 mm, h = 5 mm in FIG. 9)

실시예 2Example 2

리펠러 돌출부의 높이가 2.5mm, 리펠러 돌출부가 전자 반사부 외곽에서 이격된 거리는 3.8mm인 것(도 9에서 a= 3mm, b=3.8mm, h=2.5mm)을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 아크챔버를 제조하였다.
The height of the repeller projection was 2.5 mm and the distance that the repeller projection was spaced from the outer periphery of the electron reflection portion was 3.8 mm (a = 3 mm, b = 3.8 mm, h = 2.5 mm in Fig. 9) An arc chamber was produced.

실시예 3Example 3

리펠러 돌출부의 높이가 6mm, 리펠러 돌출부가 전자 반사부 외곽에서 이격된 거리는 3.8mm인 것(도 9에서 a= 3mm, b=3.8mm, h=7.6mm)을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 아크챔버를 제조하였다.
The height of the repeller projection was 6 mm and the distance that the repeller projection was spaced from the outer periphery of the electron reflection portion was 3.8 mm (a = 3 mm, b = 3.8 mm, h = 7.6 mm in Fig. 9) The same arc chamber was prepared.

실시예 4Example 4

리펠러 돌출부의 높이가 4mm, 리펠러 돌출부가 전자 반사부 외곽에서 이격된 거리는 0.6mm인 것(도 9에서 a= 3mm, b=0.6mm, h=4mm)을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 아크챔버를 제조하였다.
The height of the protruding portion of the repeller was 4 mm and the distance that the protruding portion of the repeller was spaced from the outer portion of the electron reflection portion was 0.6 mm (a = 3 mm, b = 0.6 mm, h = 4 mm in FIG. 9) Arc chamber.

실시예 5Example 5

리펠러 돌출부의 높이가 4mm, 리펠러 돌출부가 전자 반사부 외곽에서 이격된 거리는 9mm인 것(도 9에서 a= 3mm, b=9mm, h=4mm)을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 아크챔버를 제조하였다.
The height of the repeller projecting portion was 4 mm and the distance that the repeller projecting portion was spaced from the outer portion of the electron reflection portion was 9 mm (a = 3 mm, b = 9 mm, h = 4 mm in Fig. 9) Chamber.

비교예Comparative Example

리펠러 돌출부가 형성되지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 아크챔버를 제조하였다.
An arc chamber was produced in the same manner as in Example 1, except that the repeller projection was not formed.

실험예 2(빔 전류의 측정)Experimental Example 2 (Measurement of beam current)

실시예들과 비교예들의 아크챔버를 작동시켜서 이온의 발생효율을 비교하기 위하여 빔(Beam) 전류(단위:mA)를 측정하였다. 이때 가스는 알곤을 사용하였으며, 압력은 2.5 torr 였다. 아크 챔버에 공급된 전압은 80V로 공급되었으며, 필라멘트에 공급된 전류는 160A이고 캐소드와 리펠러에 공급된 전압은 600V 였다. 아래의 표 2에 측정된 빔 전류를 나타내었다.
Beam current (unit: mA) was measured to compare the generation efficiency of ions by operating the arc chambers of the examples and comparative examples. At this time, argon gas was used and the pressure was 2.5 torr. The voltage supplied to the arc chamber was supplied at 80V, the current supplied to the filament was 160A, and the voltage supplied to the cathode and the refeller was 600V. The measured beam currents are shown in Table 2 below.

실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 실시예 4Example 4 실시예 5Example 5 비교예Comparative Example 빔 전류Beam current 22.3mA22.3mA 19.8mA19.8mA 19.3mA19.3mA 21.7mA21.7 mA 20.1mA20.1mA 16.8mA16.8mA

표 1을 참조하면, 실시예들이 비교예들에 비하여 이온발생 효율이 증가하였고, 특히 실시예 1에서 가장 빔 전류가 큰 것을 확인하였다.
Referring to Table 1, it was confirmed that the ion generation efficiency of the Examples was higher than that of the Comparative Examples, and in particular, the beam current was the largest in Example 1.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 일 구현 예를 이용하여 설명한 것으로써, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에서 설명된 구현 예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이런 구현 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, . Therefore, the embodiments described in the present invention are not intended to limit the scope of the present invention but to limit the scope of the present invention. The scope of protection of the present invention should be construed according to the claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

100 : 아크챔버 101 : 필라멘트
102 : 캐소드 103 : 리펠러
104 : 챔버 벽 104a : 챔버 상부벽
104b : 챔버 하부벽 105 : 이온 추출부
106 : 가스 주입부 200 : 증착물
200a : 상부 증착물 200b : 리펠러 증착물
200c : 하부 증착물 303 : 리펠러
303a : 리펠러 고정부 303b : 리펠러 돌출부
303c : 전자 반사부 304a : 챔버 상부벽
304b : 챔버 하부벽
100: arc chamber 101: filament
102: cathode 103: repeller
104: chamber wall 104a: chamber upper wall
104b: chamber lower wall 105: ion extraction section
106: gas injection part 200: deposition material
200a: upper deposition material 200b: ripper deposition material
200c: Lower deposition material 303: Repeller
303a: Repeller retaining portion 303b: Repeller protruding portion
303c: electron reflecting portion 304a: chamber upper wall
304b: chamber lower wall

Claims (8)

텅스텐 재질의 이온주입기용 아크챔버의 내부에 설치된 캐소드와 대향하여 설치되어 상기 캐소드에서 방출된 전자를 밀어내는 리펠러에 있어서,
상기 텅스텐 재질의 아크챔버의 일측에 리펠러를 고정하기 위한 리펠러 고정부;
상기 리펠러 고정부에 연결되며, 상기 캐소드에 대향하는 면이 노출되어 있는 전자 반사부; 및
상기 전자 반사부에서 상기 캐소드 방향으로 돌출되도록 구비되어, 리펠러 표면 혹은 챔버 벽에 퇴적된 증착물에 의한 리펠러와 아크챔버간 전기적 단락을 방지하도록, 전자 반사부의 반지름을 R이라 할 때, 0.3R~0.5R의 높이를 갖는 리펠러 돌출부;를 포함하는 리펠러.
1. A refeller for mounting a cathode in an arc chamber for an ion implanter of a tungsten material, which is opposed to a cathode and pushes out electrons emitted from the cathode,
A repeller fixing unit for fixing the repeller to one side of the arc chamber of the tungsten material;
An electron reflecting portion connected to the repeller fixing portion and having a surface facing the cathode exposed; And
And the radius of the electron reflecting portion is R so as to protrude in the direction of the cathode from the electron reflecting portion so as to prevent electrical short between the repeller and the arc chamber due to deposits deposited on the surface of the repeller or the chamber wall, And a repeller protrusion having a height of about 0.5R.
청구항 1에 있어서,
상기 리펠러 돌출부는 상기 전자 반사부의 일단에서 소정의 간격으로 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 리펠러.
The method according to claim 1,
And the repeller projecting portion is spaced apart from the one end of the electron reflecting portion at a predetermined interval.
청구항 1에 있어서,
상기 리펠러 돌출부와 상기 아크챔버 하부는 8 내지 16mm의 간격으로 이격된 것을 특징으로 하는 리펠러.
The method according to claim 1,
Wherein the repeller projecting portion and the lower portion of the arc chamber are spaced apart by an interval of 8 to 16 mm.
청구항 1에 있어서,
상기 리펠러 돌출부는 상기 전자 반사부의 중앙부 방향으로 경사각(θ1)을 가지며, 상기 경사각(θ1)은 20 내지 60°인 것을 특징으로 하는 리펠러.
The method according to claim 1,
Wherein the repeller projecting portion has an inclination angle? 1 in the direction of the center of the electron reflecting portion, and the inclination angle? 1 is 20 to 60 °.
청구항 4에 있어서,
상기 리펠러 돌출부는 상기 전자 반사부의 외곽부 방향으로 경사각(θ)을 가지며, 상기 경사각(θ)은 30 내지 70°이되, 상기 전자 반사부의 중앙부 방향으로 갖는 경사각(θ1)보다 큰 각도를 갖는 것을 특징으로 하는 리펠러.
The method of claim 4,
Wherein the repeller projecting portion has an inclination angle? In the direction of the outer periphery of the electron reflection portion and the inclination angle? Is in a range of 30 to 70 degrees and is larger than an inclination angle? 1 in the central portion direction of the electron reflection portion Features a repeater.
청구항 1에 있어서,
상기 리펠러의 전자 반사부는 원형이고,
상기 리펠러 돌출부는 상기 전자 반사부 반지름의 0.1R 내지 0.3R의 폭으로 돌출된 것을 특징으로 하는 리펠러.
The method according to claim 1,
The electronic reflector of the repeller is circular,
Wherein the repeller projection is protruded with a width of 0.1R to 0.3R of the radius of the electron reflection portion.
청구항 1에 있어서,
상기 리펠러의 전자 반사부는 원형이고,
상기 전자 반사부의 반지름을 R이라 할 때, 상기 리펠러 돌출부는 전자 반사부의 외곽으로부터 0.1R 내지 0.6R의 길이만큼 이격된 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 리펠러.
The method according to claim 1,
The electronic reflector of the repeller is circular,
Wherein when the radius of the electron reflecting portion is R, the repeller projecting portion is formed at a position spaced apart from the outer periphery of the electron reflecting portion by a distance of 0.1R to 0.6R.
청구항 1의 리펠러를 포함하는 이온주입기용 아크챔버.An arc chamber for an ion implanter comprising the repeller of claim 1.
KR1020150159016A 2015-11-12 2015-11-12 Repeller for ion implanter KR101726189B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150159016A KR101726189B1 (en) 2015-11-12 2015-11-12 Repeller for ion implanter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150159016A KR101726189B1 (en) 2015-11-12 2015-11-12 Repeller for ion implanter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101726189B1 true KR101726189B1 (en) 2017-04-12

Family

ID=58580239

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150159016A KR101726189B1 (en) 2015-11-12 2015-11-12 Repeller for ion implanter

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101726189B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021050206A1 (en) * 2019-09-10 2021-03-18 Applied Materials, Inc. Thermally isolated repeller and electrodes
US11127558B1 (en) 2020-03-23 2021-09-21 Applied Materials, Inc. Thermally isolated captive features for ion implantation systems

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000025478A (en) * 1998-10-12 2000-05-06 윤종용 Source head of ion implantor
KR20000075103A (en) * 1999-05-28 2000-12-15 윤종용 Ionization system having an improved source head
JP2010073387A (en) * 2008-09-17 2010-04-02 Seiko Epson Corp Ion generator, ion implantation device for semiconductor process, and method of manufacturing semiconductor device
US20150034837A1 (en) * 2013-08-01 2015-02-05 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Lifetime ion source

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000025478A (en) * 1998-10-12 2000-05-06 윤종용 Source head of ion implantor
KR20000075103A (en) * 1999-05-28 2000-12-15 윤종용 Ionization system having an improved source head
JP2010073387A (en) * 2008-09-17 2010-04-02 Seiko Epson Corp Ion generator, ion implantation device for semiconductor process, and method of manufacturing semiconductor device
US20150034837A1 (en) * 2013-08-01 2015-02-05 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Lifetime ion source

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021050206A1 (en) * 2019-09-10 2021-03-18 Applied Materials, Inc. Thermally isolated repeller and electrodes
US11239040B2 (en) 2019-09-10 2022-02-01 Applied Materials, Inc. Thermally isolated repeller and electrodes
CN114375484A (en) * 2019-09-10 2022-04-19 应用材料股份有限公司 Heat-insulating repellent electrode and electrode
US11127558B1 (en) 2020-03-23 2021-09-21 Applied Materials, Inc. Thermally isolated captive features for ion implantation systems
US11538654B2 (en) 2020-03-23 2022-12-27 Applied Materials, Inc. Thermally isolated captive features for ion implantation systems

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7459704B2 (en) Ion source configuration for production of ionized clusters, ionized molecules and ionized mono-atoms
JP5393696B2 (en) Plasma electron flood system for ion beam implanter
CA2222369C (en) Endcap for indirectly heated cathode of ion source
KR100346862B1 (en) Cathode mounting for ion source with indirectly heated cathode
US7655930B2 (en) Ion source arc chamber seal
WO2003100806A1 (en) Indirectly heated cathode ion source
TW201515043A (en) Ion source and method to operate the same
US8796649B2 (en) Ion implanter
TW201443965A (en) An ion source
US8183542B2 (en) Temperature controlled ion source
US5531420A (en) Ion beam electron neutralizer
US5625195A (en) High-energy implantation process using an ion implanter of the low-or medium-current type and corresponding devices
KR101726189B1 (en) Repeller for ion implanter
KR101562785B1 (en) Double plasma ion source
US8330118B2 (en) Multi mode ion source
JP3660457B2 (en) Ion generator and ion irradiation device
JP2000077024A (en) Manufacture of semiconductor device and apparatus therefor
KR101726185B1 (en) Cathode for ion implanter
US11961696B1 (en) Ion source cathode
KR101685405B1 (en) Repeller for ion implanter
CN113178371A (en) Ion source for producing ion clusters, ionized molecules and ionized monoatomic atoms
JPH0160888B2 (en)
WO2002063653A1 (en) Ion source for ion implantation
KR20060015806A (en) Source head for ion implanter
KR20070117263A (en) Bernas type implanter

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200305

Year of fee payment: 4