KR20000032547A - 이온빔 발생장치용 전력공급장치 및 이를 적용한 이온빔 발생장치 - Google Patents

Abstract

이온빔발생장치용 전력공급장치 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 감가속전력을 공급하는 감가속전력공급장치 및; 상기 가속튜브에 최종가속전력을 공급하는 고전압전력공급장치를 구비하며, 상기 감가속전력공급장치로 부터의 전력공급유무를 검지하는 감가속전력공급검지수단과, 상기 감가속전력공급검지수단에 의해 전력공급여부에 따라 상기 이온추출전력공급장치로 부터 전력 공급을 단속하는 이온추출전력공급제어수단을 구비한다. 따라서, 감가속전력공급장치의 장애에 따른 이온추출전력공급장치의 장애를 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

Description

이온빔발생장치용 전력공급장치 및 이를 적용한 이온빔발생장치

본 발명은 이온빔발생장치용 전력공급장치 및 이를 적용한 이온빔발생장치에 관한 것으로, 특히 감가속전력공급장치의 오동작에 따른 추출전력공급장치의 장애를 방지할 수 있도록 된 이온빔발생장치용 전력공급장치 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.

일반적으로 상기 감가속전극(20)에는 -2KV의 전압이 인가되는 것으로서, 전술한 바와 같이 이온을 추출함과 아울러 이온추출시 발생되는 이차전가의 역류를 방지한다. 그런데, 아크챔버 내에서의 아크 발생시 또는 시스템 전체적으로 전기적으로 오버로드될 때에 상기 감가속전력공급장치의 휴즈가 단락되거나 내부 부품의 손상이 일어나게 된다. 이때에 상기 이온추출전력공급장치가 계속되게 되면, 감가속전력공급장치에서 전력이 공급되지 않으므로 인해, 이온추출전력공급장치를 손상시키게 된다.

본 발명은 감가속전력공급장치의 장애에 따른 이온추출전력공급장치의 장애를 효과적으로 방지할 수 있는 이온빔발생장치용 전력공급장치 및 이를 적용한 이온빔발생장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 이온빔발생장치의 개략적 구성도,

도 2는 본 발명의 이온빔발생장치에 따른 실시예의 개략적 구성도,

도 3은 본 발명의 이온빔발생장치에 적용되는 전력공급장치 중 감가속전력공급장치의 한 실시예를 보인 개략적 구성도,

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

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따르면, 이온빔발생장치의 아크챔버와 이로 부터 일정거리를 두고 위치하는 그라운드전극에 접속되는 이온추출전력을 공급하는 이온추출전력공급장치와, 상기 그라운드 전극에 인접하여 설치되어 추출된 이온을 감가속하는 감가속전극에 전력을 공급하는 감가속전력공급장치를 구비하는 이온빔발생장치용 전력공급장치에 있어서, 상기 감가속전력공급장치로 부터의 전력공급유무를 검지하는 감가속전력공급검지수단과, 상기 감가속전력공급검지수단에 의해 전력공급여부에 따라 상기 이온추출전력공급장치로 부터 전력 공급을 단속하는 이온추출전력공급제어수단을 구비하는 이온빔발생장치용 전력공급장치가 제공된다.

또한 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 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 감가속전력을 공급하는 감가속전력공급장치 및; 상기 가속튜브에 최종가속전력을 공급하는 고전압전력공급장치를 구비하는 이온빔발생장치에 있어서,

상기 감가속전력공급장치로 부터의 전력공급유무를 검지하는 감가속전력공급검지수단과, 상기 감가속전력공급검지수단에 의해 전력공급여부에 따라 상기 이온추출전력공급장치로 부터 전력 공급을 단속하는 이온추출전력공급제어수단을 구비하는 이온빔발생장치가 제공된다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 감가속전력공급검지수단은, 상기 감가속전력공급장치로 부터 인가되는 전력에 의해 자기력을 발생하는 자기력 발생부를 구비하고, 상기 이온추출공급제어수단은 상기 이온추출전력공급장치에 설치되어 이온추출전력공급장치의 동작을 제어하는 것으로서 상기 자기력 발생부의 자기력에 의해 동작되는 스위치를 구비하는 것이 바람직하다.

또한 상기 본 발명에 있어서, 상기 자기력 발생부와 스위치는 전자석 및 이에 의해 구동되는 스위치를 구비하는 릴레이 스위치에 의해 제공되는 것이 바람직하다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서, 본 발명의 이온빔발생장치용 전력공급장치와 이를 적용한 것으로서 본 발명의 이온빔발생장치의 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 전력공급장치 및 이를 적용한 이온빔발생장치의 개략적 구성을 보인다.

도 2를 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.

위의 구조에 있어서, 상기 추출전력공급장치(500)는 상기 감가속전력공급장치(600)에 의해 연동되는 스위칭장치(501)를 구비한다. 상기 스위칭장치(501)는 상기 추출전력공급장치(500)로 부터의 전력공급을 단속하는 것으로서, 상기 감가속전력공급장치(600)가 정상적으로 동작될때에는 온(ON)상태를 유지하고, 비정상적, 예를 들어 감가속전력공급장치(600)로 부터의 감가속전력공급이 중단된 경우에는 오프(OFF)상태를 유지한다. 따라서, 감가속전력공급장치(600)가 정상적으로 동작될 때에만 상기 추출전력공급장치(500)가 동작되게 된다.

도 3을 참조하면, 상기 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 전기의 전류를 제한하는 전류제한부(660)가 마련된다.

본 발명의 전력공급장치에 따른 실시예를 도시한 도 4를 참조하면, 상기 전류제한부(660)의 전류제한부(660)의 전단부로 부터 인출된 검류라인(661)이 추출전력공급장치(500)의 제어부(510)에 마련된 스위칭장치(501)로 연결되어 있다. 상기 스위칭장치(501)는 전자석을 이용한 일종의 릴레이스위치로서 상기 검류라인(661)로 부터의 전력을 공급을 받아 제어부(501)로 입력되는 전원(510)로 부터의 전력을 단속한다. 이때에, 상기 스위칭장치(501)는 감가속전력공급장치(500)가 정상적으로 동작되어 상기 검류라인(661)로 부터의 전력공급이 있을때, 상기 추출전력공급장치(500)의 제어부(510)의 전력공급라인 중에 마련된 스위치(502)를 온상태를 유지시켜 제어부(510)에 의해 전력발생부(52)가 동작되게 하고, 그 반대인 경우에는 상기 스위치(502)를 오프시켜 전력발생부(520)의 동작을 중지시킨다.

이상과 같은 구조에 있어서, 상기 스위칭장치(501)는 릴레이스위치 외에 다른 유형의 장치가 적용될 수 있다. 이는 일반적으로 알려진 기술에 바탕하여 상기 감가속전력공급장치로 부터의 전력공급유무를 검지하는 감가속전력공급검지수단과, 상기 감가속전력공급검지수단에 의해 전력공급여부에 따라 상기 이온추출전력공급장치로 부터 전력 공급을 단속하는 이온추출전력공급제어수단에 의해 구비될 수 있다. 그러나, 상술한 바와 같이, 상기 스위칭장치(501)로서 상기 감가속전력공급검지수단으로서, 상기 감가속전력공급장치로 부터 인가되는 전력에 의해 자기력을 발생하는 자기력 발생부와 상기 자기력 발생부의 자기력에 의해 동작되는 스위치를 구비하는 릴레이스위치를 적용하는 것이 바람직하다.

이러한 본 발명에 의하면, 감가속전력 공급장치의 정상작동 여부에 따라 추출전력공급장치가 동작 또는 동작정지되므로, 아크챔버 내에서의 아크 발생시 또는 시스템 전체적으로 전기적으로 오버로드될 때 또는 상기 감가속전력공급장치의 휴즈가 단락되거나 내부 부품의 손상 등에 의해 감가속전력공급장치가 동작정지 또는 비정상적으로 동작될 때에 추출전력공급장치의 동작을 정지시킴으로써 추출전력공급장치의 손상을 방지시키게 된다.

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 (6)

1. 이온빔발생장치의 아크챔버와 이로 부터 일정거리를 두고 위치하는 그라운드전극에 접속되는 이온추출전력을 공급하는 이온추출전력공급장치와, 상기 그라운드 전극에 인접하여 설치되어 추출된 이온을 감가속하는 감가속전극에 전력을 공급하는 감가속전력공급장치를 구비하는 이온빔발생장치용 전력공급장치에 있어서,

   상기 감가속전력공급장치로 부터의 전력공급유무를 검지하는 감가속전력공급검지수단과, 상기 감가속전력공급검지수단에 의해 전력공급여부에 따라 상기 이온추출전력공급장치로 부터 전력 공급을 단속하는 이온추출전력공급제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 이온빔발생장치용 전력공급장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 감가속전력공급검지수단은,

   상기 감가속전력공급장치로 부터 인가되는 전력에 의해 자기력을 발생하는 자기력 발생부를 구비하고, 상기 이온추출공급제어수단은 상기 이온추출전력공급장치에 설치되어 이온추출전력공급장치의 동작을 제어하는 것으로서 상기 자기력 발생부의 자기력에 의해 동작되는 스위칭장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 이온빔발생장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 자기력 발생부와 스위치는 전자석 및 이에 의해 구동되는 스위치를 구비하는 릴레이 스위치에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는 이온빔발생장치.
4. 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 감가속전력을 공급하는 감가속전력공급장치 및; 상기 가속튜브에 최종가속전력을 공급하는 고전압전력공급장치를 구비하는 이온빔발생장치에 있어서,

   상기 감가속전력공급장치로 부터의 전력공급유무를 검지하는 감가속전력공급검지수단과, 상기 감가속전력공급검지수단에 의해 전력공급여부에 따라 상기 이온추출전력공급장치로 부터 전력 공급을 단속하는 이온추출전력공급제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 이온빔발생장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 감가속전력공급검지수단은,

   상기 감가속전력공급장치로 부터 인가되는 전력에 의해 자기력을 발생하는 자기력 발생부를 구비하고, 상기 이온추출공급제어수단은 상기 이온추출전력공급장치에 설치되어 이온추출전력공급장치의 동작을 제어하는 것으로서 상기 자기력 발생부의 자기력에 의해 동작되는 스위칭장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 이온빔발생장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 자기력 발생부와 스위치는 전자석 및 이에 의해 구동되는 스위치를 구비하는 릴레이 스위치에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는 이온빔발생장치.