KR20000007559U

KR20000007559U - Ion implanter with extraction electrode plate

Info

Publication number: KR20000007559U
Application number: KR2019980018971U
Authority: KR
Inventors: 김성주; 김창진; 오용섭
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1998-10-01
Filing date: 1998-10-01
Publication date: 2000-05-06

Abstract

본 고안은 실리콘 웨이퍼에 집적회로를 형성하기 위한 이온 빔을 발생시켜 주사하는 이온 주입기에 관한 것으로서, 반응이 일어나는 아크 반응실, 상기 아크 반응실에 결합되어 있으며 아크 반응실 내부에서 발생된 이온 빔을 추출하기 위한 구멍이 형성된 소오스 애퍼쳐, 아크 반응실 내부에서 발생된 이온을 유도해내도록 상기 소오스 애퍼쳐와 소정의 거리로 이격되어 상기 소오스 애퍼쳐와 동일한 위치와 크기의 구멍이 형성된 추출 전극판을 구비하는 것을 특징으로 한다. 이에 따르면, 종래와 같이 이온 빔이 추출 전극판에 의해 블록킹 되는 것을 방지하기 때문에 이온 추출의 효율이 향상되어 생산성이 증가된다. 또한, 부품에 가해지는 전력의 과부하를 최소화하여 전원장치의 손상과 부품의 열화를 방지하여 보전비를 절감할 수 있다. 또한, 아크 반응실에서 생성된 이온의 양을 최대화할 수 있기 때문에 부품 수명을 연장시킬 수 있다.The present invention relates to an ion implanter that generates and scans an ion beam for forming an integrated circuit on a silicon wafer. The present invention relates to an arc reaction chamber in which a reaction occurs, and an ion beam generated in an arc reaction chamber and coupled to the arc reaction chamber. A source aperture having a hole for extraction, an extraction electrode plate spaced apart from the source aperture by a predetermined distance to induce ions generated in the arc reaction chamber, and having a hole having the same position and size as the source aperture. It is characterized by including. According to this, since the ion beam is prevented from being blocked by the extraction electrode plate as in the related art, the efficiency of ion extraction is improved and productivity is increased. In addition, it is possible to reduce the maintenance cost by minimizing the overload of the power applied to the components to prevent damage to the power supply and deterioration of the components. In addition, it is possible to maximize the amount of ions generated in the arc reaction chamber, thereby extending component life.

Description

Ion implanter having suppression electrode cap

본 고안은 반도체 제조 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 실리콘 웨이퍼에 집적회로를 형성하기 위한 이온 빔을 발생시켜 주사하는 이온 주입기에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus, and more particularly, to an ion implanter for generating and scanning an ion beam for forming an integrated circuit on a silicon wafer.

반도체 제조 공정 중의 핵심 공정의 하나로 이온 주입 공정이 있다. 부도체인 실리콘 웨이퍼에 전기적 특성을 가진 원자나 분자를 특정한 에너지로 가속 침투시켜 반도체를 형성시키는 공정이다. 가속 에너지 범위는 1KeV에서 수 MeV까지 다양하다.One of the key processes in the semiconductor manufacturing process is the ion implantation process. It is a process of forming a semiconductor by accelerating penetration of atoms or molecules having electrical properties into a non-conductive silicon wafer with a specific energy. Acceleration energy ranges from 1KeV to several MeV.

반도체 제조 공정에서 사용되는 이온 주입기는 공정의 필요에 따라 중전류 이온주입기, 고전류 이온 주입기, 고전압 이온주입기, 초 저전압 이온 주입기 등이 있다.Ion implanters used in semiconductor manufacturing processes include a medium current ion implanter, a high current ion implanter, a high voltage ion implanter, and an ultra low voltage ion implanter according to the needs of the process.

이온 주입기는 가스로부터 이온 빔을 추출하기 위한 이온주입 소오스 모듈, 추출된 이온 빔을 가속화시키고 가속화된 이온 빔을 전기 또는 자기 렌즈를 이용하여 직경 약 1㎝로 좁혀 균일한 주사를 하는 빔라인 모듈, 및 웨이퍼를 고정하여 이온 빔을 주사받을 수 있도록 하는 타겟/엔드스테이션 모듈로 구분될 수 있다. 여기서, 이온주입 소오스 모듈은 반응이 일어나는 아크 반응실(arc chamber)과 추출전극(suppression electrode cap)를 가지고 있는 데 그 구성을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.An ion implanter is an ion implantation source module for extracting an ion beam from a gas, a beamline module for accelerating the extracted ion beam and narrowing the accelerated ion beam to about 1 cm in diameter using an electric or magnetic lens for uniform scanning, and It can be divided into a target / end station module that can fix the wafer so that the ion beam can be scanned. Here, the ion implantation source module has an arc chamber and an extraction electrode cap in which the reaction takes place.

도 1은 종래 기술에 따른 이온 주입기의 추출 전극판을 통하여 이온 빔이 진행되는 상태를 나타낸 개략도이다.1 is a schematic view showing a state in which the ion beam is advanced through the extraction electrode plate of the ion implanter according to the prior art.

도 1을 참조하면, 종래에는 소정의 가스가 아크 반응실(21)에 주입되어 그 가스를 전기적 반응에 의해 그 가스의 원자 또는 분자를 여러 가지 이온종을 형성하며 그 이온들 중에서 양이온을 추출하여 이온 빔(25)을 발생시키게 된다.Referring to FIG. 1, in the related art, a predetermined gas is injected into an arc reaction chamber 21 to form various ionic species of atoms or molecules of the gas by an electrical reaction, and a cation is extracted from the ions. The ion beam 25 is generated.

여기서 아크 반응실(21)에서 발생된 이온 빔(25)을 추출하기 위해 아크 반응실(21)에는 소오스 애퍼쳐(source aperture;22)가 결합되어 있다. 소오스 애퍼쳐(22)는 캡(cap)의 형태로 아크 반응실(21)에 탈착이 가능하다. 이 소오스 애퍼쳐(22)에 이온 빔(25)을 추출하기 위한 구멍이 형성되어 이를 통하여 이온 빔(25)이 추출 전극판(23) 방향으로 이동된다.Here, a source aperture 22 is coupled to the arc reaction chamber 21 to extract the ion beam 25 generated in the arc reaction chamber 21. The source aperture 22 is detachable to the arc reaction chamber 21 in the form of a cap. A hole for extracting the ion beam 25 is formed in the source aperture 22 so that the ion beam 25 is moved in the direction of the extraction electrode plate 23.

아크 반응실(21)에서 생성된 이온 빔(25)은 소오스 애퍼쳐(22)의 구멍과 추출 전극판(23)의 구멍 및 접지 전극판(ground electrode cap;24)의 구멍을 거쳐 다음 장비로 이동된다. 이때, 추출 전극판(23)에 형성된 구멍의 직경 a2는 소오스 애퍼쳐(22)에 형성된 구멍의 직경 a1과 접지 전극판(24)에 형성된 구멍의 직경 a3보다 작다. 즉, 소오스 애퍼쳐(22)의 구멍을 통과한 이온 빔(25)은 추출 전극판(23)의 구멍을 통과하지 못하고 일정량의 이온 빔(25)이 그 추출 전극판(23)에 저지된다.The ion beam 25 generated in the arc reaction chamber 21 passes through the hole of the source aperture 22, the hole of the extraction electrode plate 23, and the hole of the ground electrode cap 24 to the next equipment. Is moved. At this time, the diameter a2 of the hole formed in the extraction electrode plate 23 is smaller than the diameter a1 of the hole formed in the source aperture 22 and the diameter a3 of the hole formed in the ground electrode plate 24. That is, the ion beam 25 which has passed through the hole of the source aperture 22 does not pass through the hole of the extraction electrode plate 23, but a certain amount of ion beam 25 is blocked by the extraction electrode plate 23.

이와 같이 추출 전극판에 의해 이온 빔이 저지되는 현상이 발생되면 이온 축출 효율이 저하되어 생산성이 저하되고, 부품에 가해지는 전력의 과부하로 전원장치의 손상 및 부품의 열화 촉진으로 보전비가 증가된다. 또한, 아크 반응실에서 생성된 이온의 축출시 다량의 이온이 소멸되어 부품 수명을 단축시킨다.As described above, when the ion beam is blocked by the extraction electrode plate, ion extraction efficiency is lowered, productivity is lowered, and the maintenance ratio is increased due to the damage of the power supply device and the deterioration of parts due to the overload of power applied to the parts. In addition, when the ions generated in the arc reaction chamber are expelled, a large amount of ions disappear to shorten the component life.

본 고안의 목적은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 추출 전극판이 아크 반응실에서 발생된 이온 빔을 저지하지 않게 할 수 있는 이온 주입기를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide an ion implanter that can prevent the extraction electrode plate from blocking the ion beam generated in the arc reaction chamber in order to improve the above problems.

도 1은 종래 기술에 따른 이온 주입기의 추출 전극판을 통하여 이온 빔이 진행되는 상태를 나타낸 개략도,1 is a schematic view showing a state in which the ion beam is advanced through the extraction electrode plate of the ion implanter according to the prior art,

도 2는 본 고안에 따른 이온 주입기의 추출 전극판을 통하여 이온 빔이 진행되는 상태를 나타낸 개략도이다.2 is a schematic view showing a state in which the ion beam is advanced through the extraction electrode plate of the ion implanter according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

11; 아크 반응실 12; 소오스 애퍼쳐11; Arc reaction chamber 12; Source aperture

13; 추출 전극판 14; 접지 전극판13; Extraction electrode plate 14; Earth electrode plate

15; 이온 빔15; Ion beam

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 추출 전극판을 갖는 이온 주입기는 반응이 일어나는 아크 반응실, 아크 반응실에 결합되어 있으며 아크 반응실 내부에서 발생된 이온 빔을 추출하기 위한 구멍이 형성된 소오스 애퍼쳐, 아크 반응실 내부에서 발생된 이온을 유도해내도록 소오스 애퍼쳐와 소정의 거리로 이격되어 그 소오스 애퍼쳐와 동일한 위치와 크기의 구멍이 형성된 추출 전극판을 구비하는 것을 특징으로 한다.An ion implanter having an extraction electrode plate according to the present invention for achieving the above object is coupled to an arc reaction chamber, an arc reaction chamber in which a reaction occurs, and a source electrode having a hole for extracting an ion beam generated inside the arc reaction chamber. The perforator is provided with an extraction electrode plate spaced apart from the source aperture by a predetermined distance to induce ions generated in the arc reaction chamber and formed with holes having the same position and size as the source aperture.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 고안에 따른 추출 전극판을 갖는 이온 주입기를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, an ion implanter having an extraction electrode plate according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2를 참조하면, 아크 반응실(11)에서 형성된 이온 빔(15)을 특정 위치로 추출하기 위해 구멍이 형성된 소오스 애퍼쳐(12)가 아크 반응실(11)에 결합되어 있다. 그리고, 그 소오스 애퍼쳐(12)와 소정의 간격으로 이격되어 아크 반응실(11)에서 형성된 이온들 중에서 양이온만을 추출하기 위해 전극의 역할을 하는 추출 전극판(13)이 위치하고 있다. 그리고, 접지를 위한 접지 전극판(14)이 추출 전극판(13)과 소정의 간격으로 이격되어 형성되어 있다.Referring to FIG. 2, a source aperture 12 having a hole is coupled to the arc reaction chamber 11 to extract the ion beam 15 formed in the arc reaction chamber 11 to a specific position. In addition, an extraction electrode plate 13, which is spaced apart from the source aperture 12 at predetermined intervals and serves to extract only cations from ions formed in the arc reaction chamber 11, is positioned. The ground electrode plate 14 for grounding is spaced apart from the extraction electrode plate 13 at a predetermined interval.

이때, 소오스 애퍼쳐(12)에 형성된 구멍의 직경b1과 추출 전극판(13)에 형성된 구멍의 직경 b2 및 접지 전극판(14)에 형성된 구멍의 직경b3가 모두 동일한 위치에 동일한 크기를 갖도록 형성되어 있다. 이에 따라, 아크 반응실(11)에서 형성된 이온 빔(15)은 그 구멍들을 통하여 접지 전극판(14) 쪽으로 막힘없이 추출될 수 있게 된다.At this time, the diameter b1 of the hole formed in the source aperture 12, the diameter b2 of the hole formed in the extraction electrode plate 13, and the diameter b3 of the hole formed in the ground electrode plate 14 are both formed to have the same size at the same position. It is. Accordingly, the ion beam 15 formed in the arc reaction chamber 11 can be extracted without clogging toward the ground electrode plate 14 through the holes.

이상과 같은 본 고안에 의한 추출 전극판을 갖는 이온 주입기에 따르면 종래와 같이 이온 빔이 추출 전극판에 의해 블록킹 되는 것을 방지하기 때문에 이온 추출의 효율이 향상되어 생산성이 증가된다. 또한, 부품에 가해지는 전력의 과부하를 최소화하여 전원장치의 손상과 부품의 열화를 방지하여 보전비를 절감할 수 있다. 또한, 아크 반응실에서 생성된 이온의 양을 최대화할 수 있기 때문에 부품 수명을 연장시킬 수 있다.According to the ion implanter having the extraction electrode plate according to the present invention as described above, since the ion beam is prevented from being blocked by the extraction electrode plate as in the prior art, the efficiency of ion extraction is improved and productivity is increased. In addition, it is possible to reduce the maintenance cost by minimizing the overload of the power applied to the components to prevent damage to the power supply and deterioration of the components. In addition, it is possible to maximize the amount of ions generated in the arc reaction chamber, thereby extending component life.

Claims

An arc reaction chamber in which a reaction occurs, a source aperture coupled to the arc reaction chamber and having a hole formed therein for extracting an ion beam generated inside the arc reaction chamber, and inducing the ion generated in the arc reaction chamber. And an extraction electrode plate spaced from the perforator at a predetermined distance and formed with holes having the same position and size as the source aperture.