KR20000031416A - 반도체 제조용 이온주입기의 빔게이트 구동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이온빔이 통과하는 이온빔관의 내부에 설치된 빔게이트의 유동을 방지함으로써 상기 이온빔관을 안정되게 개폐시키는 반도체 제조용 이온주입기의 빔게이트 구동장치에 관한 것이다.

본 발명에 의한 반도체 제조용 이온주입기의 빔게이트 구동장치는 이온빔이 통과하는 이온빔관의 내부에 설치된 빔게이트와, 상기 빔게이트에 연결되고 상기 이온빔관의 측벽을 관통하여 외부로 돌출된 빔게이트지지대와, 상기 빔게이트지지대와 체결판에 의해 결합된 피스톤을 승하강시킴으로써 상기 빔게이트를 승하강시켜 상기 이온빔관을 개폐시키도록 상기 이온빔관의 외벽에 설치된 공압실린더 및 상기 체결판을 관통하여 상기 체결판의 승하강을 안내함으로써 상기 빔게이트의 유동을 방지하도록 상기 이온빔관의 외벽에 설치된 가이드봉을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

따라서, 이온빔이 통과하는 이온빔관의 내부에서 승하강하며 상기 이온빔관을 개폐시키는 빔게이트의 동작을 안정되게 함으로써 설비의 내부에 구성된 다른 구성부분들과의 접촉을 방지하고, 설비의 이상동작에 의한 설비가동율의 저하를 방지하는 효과를 갖는다.

Description

반도체 제조용 이온주입기의 빔게이트 구동장치

본 발명은 반도체 제조용 이온주입기의 빔게이트 구동장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이온빔이 통과하는 이온빔관의 내부에 설치된 빔게이트의 유동을 방지함으로써 상기 이온빔관을 안정되게 개폐시키는 반도체 제조용 이온주입기의 빔게이트 구동장치에 관한 것이다.

일반적으로 웨이퍼는 사진, 이온확산, 식각, 증착 등의 공정을 반복적으로 수행하여 반도체장치인 칩으로 제조된다.

상기 이온확산공정은 웨이퍼 상에 불순물입자를 확산시켜 상기 웨이퍼가 전기적 특성을 지니도록 하는 공정으로, 상기 웨이퍼가 위치하는 확산로의 내부에 요구되는 공정가스를 공급함으로써 상기 공정가스에 포함된 불순물입자를 상기 웨이퍼 상에 확산시키거나, 원자이온에 상기 웨이퍼의 표면을 뚫고 들어갈 만큼 큰 에너지를 인가하여 상기 웨이퍼에 원자이온을 주입시키는 이온주입 등의 방법이 통상적으로 사용되고 있다.

그리고, 상기 이온주입을 실시하기 위하여 반도체 제조용 이온주입기가 구성되었고, 상기 반도체 제조용 이온주입기는 진공장치, 이온공급장치, 이온추출장치, 스캐닝장치, 가속장치 및 이온주입부 등으로 나뉘어질 수 있으며, 상기 이온주입부는 웨이퍼에 주입되는 양전하가 갖는 정전하를 중성화시키도록 접지 구성이 이루어져 있고, 중성화를 위하여 흐르는 전자를 계측하는 페러데이 어셈블리(Faraday Assembly) 및 상기 페러데이 어셈블리의 전방에 설치되어 이온빔의 흐름을 조정하는 빔게이트 구동장치를 구비하여 이루어진다.

도1을 참조하여 설명하면, 종래의 반도체 제조용 이온주입기의 빔게이트 구동장치(10)는 웨이퍼에 주입되는 원자이온으로 형성된 이온빔이 통과하는 이온빔관(11)을 개폐시키도록 상기 이온빔관(11)에 설치된다.

상기 빔게이트 구동장치(10)는 상기 이온빔관(11)의 내부에 설치된 빔게이트(12)를 구비하고 있고, 상기 빔게이트(12)의 중심부에는 상기 이온빔이 통과하도록 이온빔관통홀(13)이 형성되어 있다.

그리고, 상기 빔게이트(12)의 상부에는 상기 이온빔관(11)의 측벽을 관통하여 외부로 돌출된 빔게이트지지대(14)가 연결되어 있으며, 상기 빔게이트지지대(14)의 상단부에는 다수개의 톱니를 구비하는 톱니부(15)가 2열로 형성되어 있다.

또한, 상기 이온빔관(11)의 외벽에는 공압실린더(16)가 설치되어 있고, 상기 공압실린더(16)에는 공압에 의해 승하강하는 피스톤(17)이 설치되어 있으며, 상기 피스톤(17)의 상단부에는 상기 빔게이트지지대(14)의 상기 톱니부(15)와 맞물려 결합되도록 상기 톱니부(15)의 다수개의 톱니에 대응하는 다른 톱니부(15)가 형성되어 있다.

한편, 상기 이온빔관(11)의 외벽과 상기 빔게이트(12)의 사이에는 상기 빔게이트지지대(14)를 둘러싸며 신장, 수축이 가능한 벨로우즈관(18)이 설치되어 있으며, 상기 벨로우즈관(18)은 상기 빔게이트(12)가 승하강할 때 발생하는 충격을 완화시키는 기능을 한다.

여기서, 상기 빔게이트 구동장치(10)의 동작관계에 대해 설명하면, 상기 빔게이트 구동장치(10)는 상기 빔게이트(12)를 승하강시킴으로써 상기 이온빔관(11)을 개폐시킨다.

즉, 최초 상기 이온빔이 상기 빔게이트(12)에 형성된 상기 이온빔관통홀(13)을 통과하고 있을 때, 작업자가 상기 공압실린더(16)를 작동시켜 상기 피스톤(17)을 상승시키면, 상기 톱니부(15)에 의해 상기 피스톤(17)에 맞물림결합되어 있는 상기 빔게이트지지대(14)가 상승하게 되고, 상기 빔게이트지지대(14)의 하부에 연결된 상기 빔게이트(12)가 상승하게 된다.

그리고, 상기 빔게이트(12)가 상승함에 따라 상기 벨로우즈관(18)이 압축되고, 이는 상기 빔게이트(12)의 상승시 발생하는 충격을 완화시키게 된다.

한편, 상기 빔게이트(12)가 상승하게 되면, 상기 빔게이트(12)에 형성된 상기 이온빔관통홀(13)을 통과하던 상기 이온빔은 상기 빔게이트(12)의 하부에 충돌하게 되고, 이때 상기 이온빔의 흐름이 차단되어 상기 이온빔관(11)은 차폐된다.

그리고, 상기 동작을 역으로 실시하면, 다시 상기 빔게이트(12)가 하강하게 되고, 상기 이온빔은 상기 빔게이트(12)에 형성된 상기 이온빔관통홀(13)을 통과하여 흐르게 되므로, 상기 이온빔관(11)은 개통된다.

그러나, 설비의 가동중에 발생하는 열에 의해 상기 빔게이트지지대(14)와 상기 피스톤(17)을 결합시키도록 상기 빔게이트지지대(14)와 상기 피스톤(17)에 각각 형성된 상기 톱니부(15)가 열화되어 열변형을 일으키게 되었고, 따라서 상기 빔게이트지지대(14)와 상기 피스톤(17)의 결합이 어느 일측으로 치우쳐 기울어지게 되었다.

이는 상기 빔게이트(12)가 어느 일측으로 기울어져 승하강하게 하였고, 따라서 상기 빔게이트(12)가 설비 내부에 구성된 다른 구성부분들과 접촉하게 됨으로써 설비의 가동 중 이상동작을 유발시켜 설비의 가동을 저해시키는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 이온빔이 통과하는 이온빔관의 내부에서 승하강하며 상기 이온빔관을 개폐시키는 빔게이트의 동작을 안정되게 함으로써 상기 빔게이트와 설비의 내부에 구성된 다른 구성부분들과의 접촉을 방지하고, 설비의 이상동작에 의한 설비가동율의 저하를 방지하는 반도체 제조용 이온주입기의 빔게이트 구동장치를 제공하는데 있다.

도1은 종래의 반도체 제조용 이온주입기의 빔게이트 구동장치를 나타낸 부분단면도이다.

도2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 반도체 제조용 이온주입기의 빔게이트 구동장치를 나타낸 부분단면도이다.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10, 20 : 빔게이트 구동장치 11, 21 : 이온빔관

12, 22 : 빔게이트(Beam-gate) 13, 23 : 이온빔관통홀

14, 24 : 빔게이트지지대 15 : 톱니부

16, 25 : 공압실린더 17, 26 : 피스톤(Piston)

18, 30 : 벨로우즈관(Bellows-tube) 27 : 체결판

28 : 고정나사 29 : 가이드봉(Guide-shaft)

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 반도체 제조용 이온주입기의 빔게이트 구동장치는, 이온빔이 통과하는 이온빔관의 내부에 설치된 빔게이트와, 상기 빔게이트에 연결되고 상기 이온빔관의 측벽을 관통하여 외부로 돌출된 빔게이트지지대와, 상기 빔게이트지지대와 체결판에 의해 결합된 피스톤을 승하강시킴으로써 상기 빔게이트를 승하강시켜 상기 이온빔관을 개폐시키도록 상기 이온빔관의 외벽에 설치된 공압실린더 및 상기 체결판을 관통하여 상기 체결판의 승하강을 안내함으로써 상기 빔게이트의 유동을 방지하도록 상기 이온빔관의 외벽에 설치된 가이드봉을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도2를 참조하여 설명하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 반도체 제조용 이온주입기의 빔게이트 구동장치(20)는 웨이퍼에 주입되는 원자이온으로 형성된 이온빔이 통과하는 이온빔관(21)을 개폐시키도록 상기 이온빔관(21)에 설치된다.

상기 빔게이트 구동장치(20)는 상기 이온빔관(21)의 내부에 설치된 빔게이트(22)를 구비하고 있고, 상기 빔게이트(22)의 중심부에는 상기 이온빔이 통과하도록 이온빔관통홀(23)이 형성되어 있다.

그리고, 상기 빔게이트(22)의 상부에는 상기 이온빔관(21)의 측벽을 관통하여 외부로 돌출된 빔게이트지지대(24)가 연결되고, 상기 이온빔관(21)의 외벽에는 상기 빔게이트지지대(24)에 근접하여 공압실린더(25)가 설치되며, 상기 공압실린더(25)에는 공압에 의해 승하강하는 피스톤(26)이 설치되어 있다.

이때, 상기 빔게이트지지대(24)와 상기 피스톤(26)은 체결판(27)에 의해 결합되어 있으며, 상기 체결판(27)은 상기 빔게이트지지대(24)와 상기 피스톤(26)의 상부에 각각 고정나사(28)에 의해 나사결합되어 있다.

또한, 상기 이온빔관(21)의 외벽에는 상기 체결판(27)을 관통하는 가이드봉(29)이 설치되어 있고, 이때 상기 가이드봉(29)은 상기 체결판(27)의 승하강을 안내한다.

한편, 상기 이온빔관(21)의 외벽과 상기 빔게이트(22)의 사이에는 상기 빔게이트지지대(24)를 둘러싸며 신장, 수축이 가능한 벨로우즈관(30)이 설치되어 있으며, 상기 벨로우즈관(30)은 상기 빔게이트(22)가 승하강할 때 발생하는 충격을 완화시키는 기능을 한다.

여기서, 상기 빔게이트 구동장치(20)의 동작관계에 대해 설명하면, 상기 빔게이트 구동장치(20)는 상기 빔게이트(22)를 승하강시킴으로써 상기 이온빔관(21)을 개폐시킨다.

즉, 최초 상기 이온빔이 상기 빔게이트(22)에 형성된 상기 이온빔관통홀(23)을 통과하고 있을 때, 작업자가 상기 공압실린더(25)를 작동시켜 상기 피스톤(26)을 상승시키면, 상기 피스톤(26)에 결합된 상기 체결판(27)이 상기 가이드봉(29)에 안내되어 상승하게 되고, 상기 체결판(27)이 상승함에 따라 상기 체결판(27)에 의해 상기 피스톤(26)에 결합되어 있는 상기 빔게이트지지대(24)가 상승하게 되며, 상기 빔게이트지지대(24)의 하부에 연결된 상기 빔게이트(22)가 상승하게 된다.

이때, 상기 빔게이트(22)가 상승함에 따라 상기 벨로우즈관(30)이 압축되고, 이는 상기 빔게이트(22)의 상승시 발생하는 충격을 완화시키게 된다.

한편, 상기 빔게이트(22)가 상승하게 되면, 상기 빔게이트(22)에 형성된 상기 이온빔관통홀(23)을 통과하던 상기 이온빔은 상기 빔게이트(22)의 하부에 충돌하게 되고, 이때 상기 이온빔의 흐름이 차단되어 상기 이온빔관(21)은 차폐된다.

그리고, 상기 동작을 역으로 실시하면, 다시 상기 빔게이트(22)가 하강하게 되고, 상기 이온빔은 상기 빔게이트(22)에 형성된 상기 이온빔관통홀(23)을 통과하여 흐르게 되므로, 상기 이온빔관(21)은 개통된다.

따라서, 상기 공압실린더(25)의 작동에 의해 승하강하는 상기 체결판(27)이 상기 가이드봉(29)에 안내되어 상기 체결판(27)에 결합된 상기 빔게이트지지대(24)를 승하강시켜 상기 빔게이트(22)를 승하강시키므로 상기 빔게이트(22)에 유동이 발생하거나, 어느 일측으로 기울어져 승하강하는 것을 방지하고, 상기 빔게이트(22)와 설비의 내부에 설치된 다른 구성부분과의 접촉없이 상기 빔게이트(22)를 안정되게 승하강시킬 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 반도체 제조용 이온주입기의 빔게이트 구동장치에 의하면 이온빔이 통과하는 이온빔관의 내부에서 승하강하며 상기 이온빔관을 개폐시키는 빔게이트의 동작을 안정되게 함으로써 설비의 내부에 구성된 다른 구성부분들과의 접촉을 방지하고, 설비의 이상동작에 의한 설비가동율의 저하를 방지하는 효과를 갖는다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상범위내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (2)

1. 이온빔이 통과하는 이온빔관의 내부에 설치된 빔게이트;

   상기 빔게이트에 결합되고, 상기 이온빔관의 측벽을 관통하여 외부로 돌출된 빔게이트지지대;

   상기 이온빔관의 외벽에 설치되고, 상기 빔게이트지지대와 체결판에 의해 결합된 피스톤을 구비하며, 상기 피스톤을 승하강시킴으로써 상기 빔게이트를 승하강시켜 상기 이온빔관을 개폐시키는 공압실린더; 및

   상기 빔게이트의 유동을 방지하도록 상기 이온빔관의 외벽에 설치되고, 상기 체결판을 관통하여 상기 체결판의 승하강을 안내하는 가이드봉;

   을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 이온주입기의 빔게이트 구동장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 체결판은 상기 빔게이트지지대 및 상기 피스톤과 각각 나사결합된 것을 특징으로 하는 상기 반도체 제조용 이온주입기의 빔게이트 구동장치.