KR20000032546A - 이온빔 발생장치용 감가속전력공급장치 및 이를 적용한 이온빔발생장치 - Google Patents

Abstract

이온빔발생장치용 감가속전력공급장치 및 이를 적용한 이온빔발생장치에 관해 개시된다. 개시된 이온빔발생장치는: 아크에 의해 이온을 발생하는 아크 챔버; 상기 아크 챔버의 전방에 위치하여 아크 챔버 내로부터 이온을 추출하는 감가속 전극 및 그라운드전극; 상기 이온을 최종가속하는 가속튜브; 상기 그라운드 전극과 공통접지되어 상기 아크 챔버에 이온추출을 위한 전력을 공급하는 추출전력공급장치; 상기 그라운드 전극과 공히 접지되고 상기 감가속전극에 가변되는 감가속전력을 공급하는 가변형 감가속전력공급장치 및; 상기 가속튜브에 최종가속전력을 공급하는 고전압전력공급장치를 구비한다. 따라서, 이러한 본 발명에 의하면, 이온주입대상인 웨이퍼의 요구사양에 따른 이온주입량을 정적 또는 동적으로 가변할 수 있다. 특히 웨이퍼에 대한 이온주입량이 이온주입 중에도 동적으로 제어할 수 있어서, 웨이퍼에 대한 이온의 주입을 최적화할 수 있다.

Description

이온빔발생장치용 감가속전력공급장치 및 이를 적용한 이온빔발생장치

본 발명은 이온빔발생장치용 감가속 전력공급장치 및 이를 적용한 이온빔발생장치에 관한 것으로, 특히 이온빔을 감가속하는 감가속전극에 전원을 공급하는 이온빔발생장치용 감가속전력공급장치 및 이를 적용한 이온빔발생장치에 관한 것이다.

반도체 제조설비 중, 웨이퍼에 불순물을 주입하는 이온주입장치에는 B⁺, P⁺등의 순수 이온빔을 발생하는 이온빔발생장치가 마련된다. 이온빔발생장치는 아아크 방전에 의해 발생된 이온을 전극간의 높은 전위차에 의해 집속 및 가속하여 이온빔을 발생한다.

도 1은 이온빔발생장치의 개략적 구성도이다.

도 1을 참조하면, 아크(Arc)에 의해 이온을 발생하는 아크 챔버(10)에 전방에 아크 챔버(10) 내로부터 전위차에 의해 이온을 추출하여 감가속하는 감가속 전극(20) 및 그라운드전극(30)이 한 조립체로서 마련되어 있다. 상기 감가속전극(20) 및 그라운드전극(30)은 상호 전위차에 따라 전자렌즈를 형성한다. 상기 그라운드 전극(30)은 추출전력공급장치(Extraction Power Supply, 50), 감가속전력공급장치(Acceleration/Deceleration Power Supply, 60) 및 고전압전력공급장치(High Voltage Power Supply, 70)에 공통접지되어 있다. 상기 추출전력공급장치(50)의 양전위단은 상기 아크 챔버(10)로 연결되어 있고, 감가속전력공급장치(60)의 음전위단은 상기 감가속전극(20)에 열결되어 있고, 그리고 고전압전력공급장치(70)의 음전위단은 최종가속전극으로서의 가속튜브(40)에 연결되어 있다. 이상과 같은 구조에 따르면, 아크챔버(10)에서 발생된 이온은 이보다 낮은 전위를 유지하는 감가속 전극(20)에 의해 추출되어 이온빔화하며, 그리고 가속튜브(40)에의해 최종가속된다. 이때에 감가속전극(20)과 그라운드전극(30)의 전위차에 의해 추출되는 이온량의 조절되어 이온빔 전류의 양이 결정된다.

한편, 상기 감가속전극(20)에 전력을 공급하는 종래 감가속전력공급장치(60)는 도 2에 도시된 바와 같은 구조를 가진다.

도 2을 참조하면, 종래 감가속전력공급장치는, 전원(61)으로 입력되는 전기 중 노이즈를 제거하는 노이즈필터(62), 노이즈필터(62)를 통과한 전기를 승압 또는 감압하는 변압부(63), 변압된 교류전류를 직류로 정류하는 정류부(64), 정류된 전기을 평활하는 평활부(65), 평활된 전기의 커런트를 제한하는 커런트 제한부(66)를 구비한다. 이러한 구조는 일반적인 교류/직류 변환장치들의 기본적인 골격을 갖추는 것으로서, 고정된 전위의 직류전압을 공급하도록 되어 있다. 이와 같이 고정된 전압이 공급되는 종래 감가속전력공급장치(60)에 의하면, 감가속전극(20)에 의한 이온빔의 전류를 제어할 수 없게 된다. 따라서, 최종 이온빔의 량을 조절할 수 없어서, 제조공정 상 요구되는 불순물 주입량의 조절등을 위한 변화된 이온빔의 발생이 어렵다.

본 발명은 이온빔 커런트의 조절이 가능하도록 공급전력의 가변이 가능한 이온빔발생장치용 전력공급장치 및 이를 적용한 이온빔발생장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 이온빔발생장치의 개략적 구성도,

도 2는 종래 이온빔발생장치에 적용되는 종래 감가속전력공급장치의 개략적 구성도,

도 3은 본 발명의 이온빔발생장치에 따른 실시예의 개략적 구성도,

도 4는 본 발명의 이온빔발생장치에 적용되는 본 발명의 이온빔발생장치용 감가속전력공급장치의 개략적 구성도

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따르면, 전원으로 부터의 전압을 공급받는 변압부와; 변압부로 부터의 전압을 정류하는 정류부와 상기 정류부로 부터의 전압을 다른 복수의 전압으로 다단계 감압하는 다단감압부와 다단감압부로부터 얻어진 전압을 이온빔발생장치의 감가속전극으로 출력하는 출력부;를 구비하는 이온빔발생장치용 전력공급장치가 제공된다.

또한 상기 목적을 달성하기 위하여 본발명에 따르면, 아크에 의해 이온을 발생하는 아크 챔버, 상기 아크 챔버의 전방에 위치하여 아크 챔버 내로부터 이온을 추출하는 감가속 전극 및 그라운드전극, 상기 이온을 최종가속하는 가속튜브, 상기 그라운드 전극과 공통접지되어 상기 아크 챔버에 이온추출을 위한 전력을 공급하는 추출전력공급장치, 상기 그라운드 전극과 공히 접지되고 상기 감가속전극에 가변되는 감가속전력을 공급하는 가변형 감가속전력공급장치 및; 상기 가속튜브에 최종가속전력을 공급하는 고전압전력공급장치를 구비하는 이온빔발생장치가 제공된다.

상기 본 발명의 이온빔발생장치에 있어서, 상기 가변형 감가속전력공급장치는, 전원으로 부터의 전압을 공급받는 변압부와; 변압부로 부터의 전압을 정류하는 정류부와 상기 정류부로 부터의 전압을 다른 복수의 전압으로 다단계 감압하는 다단감압부와 다단감압부로부터 얻어진 전압을 이온빔발생장치의 감가속전극으로 출력하는 출력부;를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 본 발명의 전력공급장치에 있어서, 상기 다단감압부는 상기 정류부에 직결되는 복수의 저항기와, 상기 저항기들 저항차에 따라 각 저항기에 유기된 다른 전위의 전류들 중의 하나를 선택하여 상기 출력부로 통과시키는 셀렉터를 구비하는 것이 바람직하다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서, 본 발명의 이온빔발생장치용 전력공급장치의 실시예를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 전력공급장치가 적용되는 이온빔발생장치의 개략적 구성을 보인다.

도 3을 참조하면, 종래의 이온빔 발생장치에서와 같이, 아크(Arc)에 의해 이온을 발생하는 아크 챔버(100)에 전방에 아크 챔버(100) 내로부터 전위차에 의해 이온을 추출하여 감가속하는 감가속 전극(200) 및 그라운드전극(300)이 한 조립체로서 마련되어 있다. 상기 감가속전극(200) 및 그라운드전극(300)은 상호 전위차에 따라 전자렌즈를 형성한다. 상기 그라운드 전극(300)은 추출전력공급장치(500), 가변형 감가속전력공급장치(600) 및 고전압전력공급장치(700)에 공통접지되어 있다. 상기 추출전력공급장치(500)의 양전위단은 상기 아크 챔버(100)로 연결되어 있고, 본 발명의 감가속전력공급장치(600)의 음전위단은 상기 감가속전극(200)에 연결되어 있고, 그리고 고전압전력공급장치(700)의 음전위단은 최종가속전극인 가속튜브(400)에 연결되어 있다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 이온빔발생장치용 감가속전력공급장치로서의 가변형 감가속전력공급장치(600)는, 전원(610)으로 입력되는 전기 중 노이즈를 제거하는 노이즈필터(620), 노이즈필터(620)를 통과한 전기를 승압 또는 감압하는 변압부(630), 변압된 교류전류를 직류로 정류하는 정류부(640), 정류된 전기을 평활하는 평활부(650), 평활된 전기를 다단으로 감압하는 다단감압부(660)및 다단감압부(660)를 통과한 전기의 전압을 표시하는 전압계(670)을 구비한다.

위의 구조에 있어서, 전기 흐름방향에서 볼때에 상기 다단감압부(660) 직전 까지는 종래의 일반적인 교류/직류 변환장치의 구성을 가진다. 본 발명을 특징지우는 상기 다단 감압부(660)는 다수의 피선택단자(661)과 하나의 선택단자(662)를 가지는 셀렉터(663)와 상기 피선택단자(661)들의 사이에 접촉되는 복수의 저항기(664)에 의해 구성된다. 상기 저항기(664)들은 상호 직렬로 결선되어 있고, 초단의 저항기는 상기 평활부(650)에 접속되어 있다. 그리고 상기 셀렉터(663)의 선택단자(661)는 출력단(OUT)에 연결되어 있다. 상기 셀렉터(663)는 일반적인 로터리형 또는 상호 연동되는 다수의 스위치를 가지는 원타치식 푸쉬버튼형이 적용될 수 있다.

위의 구조에 의하면, 직렬로 접속된 저항기들에 의해 각 피선택단에서의 전압이 다르게 나타나고, 따라서 셀렉터(663)의 선택단자(661)의 위치에 따라 출력되는 전기의 전압이 다르게 나타난다. 이와 같이 출력된 전기의 전압은 전압계(670)에 의해 표시된다.

이와 같이 다단감압부(660)에 의해 조절된 전기는 이온빔발생장치의 감가속전극에 인가된다. 감가속전극(200)에 대한 전압의 변화는 아크챔버(100)와 그라운드전극(300)과의 전위차의 변화를 발생시키고, 따라서, 아크챔버(100)로 부터 추출되는 이온빔의 량이 동적으로 조절된다.

이와 같은 이온빔 추출량의 조절은 이온이 주입될 웨이퍼의 이온주입조건에 대응시킬 수 있으므로 서로 다른 조건의 웨이퍼에 대한 이온 주입을 용이하게 설정 실시할 수 있게 된다.

이상과 같은 구조에 따르면, 아크챔버(100)에서 발생된 이온은 이보다 낮은 전위를 유지하는 감가속 전극(200)에 의해 추출되어 이온빔화하며, 그리고 최종가속전극으로서의 가속튜브(400)에 가속된다. 이때에 감가속전극(200)과 그라운드전극(300)의 전위차에 의해 추출되는 이온량의 조절되어 이온빔 전류의 양이 조절된다. 이때에 전술한 바와 같이 상기 감가속전극(200)에는 가변형 감가속전력공급장치에 의해 공급되는 전력(전기)의 전압이 조절되므로 작업자에 의해 이온빔의 발생량을 동적으로 제어할 수 있다.

이러한 본 발명에 의하면, 이온주입대상인 웨이퍼의 요구사양에 따른 이온주입량을 정적 또는 동적으로 가변할 수 있다. 특히 웨이퍼에 대한 이온주입량이 이온주입 중에도 동적으로 제어할 수 있어서, 웨이퍼에 대한 이온의 주입을 최적화할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 한해서 정해져야 할 것이다.

Claims (5)

1. 전원으로 부터의 전압을 공급받는 변압부와; 변압부로 부터의 전압을 정류하는 정류부와;

   상기 정류부로 부터의 전압을 다른 복수의 전압으로 다단계 감압하는 다단감압부 및;

   상기 다단감압부로부터 얻어진 전압을 이온빔발생장치의 감가속전극으로 출력하는 출력부;를 구비하는 이온빔발생장치용 전력공급장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 다단감압부는:

   상기 정류부에 직결되는 복수의 저항기와;

   상기 저항기들 저항차에 따라 각 저항기에 유기된 다른 전위의 전류들 중의 하나를 선택하여 상기 출력부로 통과시키는 셀렉터를; 구비하는 것을 특징으로 하는 이온빔발생장치.
3. 아크에 의해 이온을 발생하는 아크 챔버;

   상기 아크 챔버의 전방에 위치하여 아크 챔버 내로부터 이온을 추출하는 감가속 전극 및 그라운드전극;

   상기 이온을 최종가속하는 가속튜브;

   상기 그라운드 전극과 공통접지되어 상기 아크 챔버에 이온추출을 위한 전력을 공급하는 추출전력공급장치;

   상기 그라운드 전극과 공히 접지되고 상기 감가속전극에 가변되는 감가속전력을 공급하는 가변형 감가속전력공급장치 및;

   상기 가속튜브에 최종가속전력을 공급하는 고전압전력공급장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 이온빔발생장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 가변형 감가속전력공급장치는:

   전원으로 부터의 전압을 공급받는 변압부와;

   상기 변압부로 부터의 전압을 정류하는 정류부와 상기 정류부로 부터의 전압을 다른 복수의 전압으로 다단계 감압하는 다단감압부와;

   다단감압부로부터 얻어진 전압을 이온빔발생장치의 감가속전극으로 출력하는 출력부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 이온빔발생장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 다단감압부는:

   상기 정류부에 직결되는 복수의 저항기와;

   상기 저항기들 저항차에 따라 각 저항기에 유기된 다른 전위의 전류들 중의 하나를 선택하여 상기 출력부로 통과시키는 셀렉터를; 구비하는 것을 특징으로 하는 이온빔발생장치.