KR20010010824A - loadlock chamber for ionimplanter - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A load lock chamber is to prevent an O-ring from being scratched due to opening/closing of a door and to increase a process productivity and reliability by applying horizontal and vertical movement to the door together. CONSTITUTION: A load lock chamber of an ion implantation device comprises: a main body(11); a frame(13) connected to a front side of the main body and having an O-ring for maintaining vacuum in the frame; a door(15) for opening and closing the main body to carry in and out a wafer cassette; a cylinder(17) and a roller(19) for moving the door vertically; and a unit connected to the cylinder for horizontally moving the door to prevent damage of the O-ring. Preferably, the unit for horizontally moving the door may be a cylinder(21) or a gear. The door is advanced in a predetermined distance horizontally from the frame by the cylinder. Then, the door is moved downwards vertically by the cylinder and the roller to be opened. After the door is opened, a wafer cassette is carried in the main body and loaded.

Description

이온주입기의 로드록챔버{loadlock chamber for ionimplanter}Loadlock chamber for ion implanter

본 발명은 이온주입기의 로드록챔버에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 웨이퍼카세트 반입/반출용 도아의 개방/폐쇄로 인한 오링의 손상을 방지하여 공정의 생산성과 신뢰성을 향상하도록 한 이온주입기의 로드록챔버에 관한 것이다.The present invention relates to a load lock chamber of an ion implanter, and more particularly, to a load lock of an ion implanter to prevent damage to an O-ring due to opening / closing a wafer cassette loading / exporting door, thereby improving process productivity and reliability. Relates to a chamber.

일반적으로, 불순물을 도핑하는 방법으로는 이온주입법과 확산법 등이 있다. 확산법은 1970년대 초반까지 지배적으로 이용되어 왔으나 몇 가지의 문제점을 가지고 있어 최근에는 이온주입법으로 대체되고 있다. 상기 확산법의 문제점으로는 낮은 농도영역에서의 농도조절이 어렵고, 불순물이 웨이퍼에 파고드는 접합깊이의 조절이 어렵고, 고온에서의 확산이 진행되는 동안 먼저 주입되었던 불순물이 웨이퍼 내에서 수직, 수평방향으로 확산되어 반도체 소자상의 실제로 원하는 확산영역보다 더 큰 영역이 형성되는 문제점을 갖고 있다.In general, methods of doping impurities include ion implantation and diffusion. Diffusion has been dominant until the early 1970s, but has been replaced by ion implantation in recent years due to some problems. As a problem of the diffusion method, it is difficult to control the concentration in the low concentration region, difficult to control the depth of bonding of impurities into the wafer, and impurity previously injected during diffusion at high temperature is vertically and horizontally in the wafer. The diffusion has a problem in that a region larger than the actually desired diffusion region on the semiconductor element is formed.

이에 비하여, 이온주입법은 확산법의 상기 문제점을 보완할 수 있을 뿐 아니라 웨이퍼 상에서 원하지 않는 영역으로 들어오는 불순물을 막기 위한 마스크로서 실리콘 산화막 이외에 감광막을 사용할 수도 있으며, 균일성 또한 확산법에 비해 훨씬 양호하다는 장점을 갖고 있다. 그래서, 이온주입법은 웨이퍼 내에 반도체 소자를 형성시키는데 있어서, 그 적용범위가 점차 증대되고 있는 추세에 있다.On the other hand, the ion implantation method can supplement the above problems of the diffusion method and can also use a photoresist film in addition to the silicon oxide film as a mask for preventing impurities from entering an undesired region on the wafer, and uniformity is much better than that of the diffusion method. Have Therefore, the ion implantation method has a tendency that the application range is gradually increasing in forming a semiconductor element in a wafer.

이에 따라, 이온주입장치도 고에너지와 고전류의 이온빔을 발생시킬 수 있는 능력을 갖추도록 고급화되고 있다. 이온주입법의 적용범위는 여러 가지 있으나 모스 트랜지스터 소자의 제조에 적용되는 일반적이고 대표적인 몇 가지를 요약하면 다음과 같다.Accordingly, the ion implantation apparatus is also advanced to have the ability to generate high energy and high current ion beams. Although the application range of the ion implantation method is various, the following is a summary of some typical and representative applications for the fabrication of MOS transistor devices.

a. 필드영역에서의 문턱전압을 조절한다.a. Adjust the threshold voltage in the field area.

b. 게이트 영역아래에 채널 부분을 형성시킨다.b. A channel portion is formed below the gate region.

c. 게이트 영역아래에서의 문턱전압을 조절한다.c. Adjust the threshold voltage under the gate region.

d. 모스 트랜지스터의 소오스와 드레인 부분을 형성시킨다.d. Source and drain portions of the MOS transistor are formed.

이외에도 이온주입법은 바이폴라 트랜지스터 소자의 제조에 있어서 저항이나 에미터, 베이스 등을 형성시키는데 적용되고 있다.In addition, the ion implantation method is applied to form a resistor, an emitter, a base, and the like in the manufacture of a bipolar transistor device.

최근의 이온주입기는 이온주입할 웨이퍼를 공정챔버에 로딩하거나 이온주입 완료한 웨이퍼를 공정챔버로부터 언로딩하는 작업을 외부의 공기에 의한 웨이퍼 오염을 방지하기 위해 로드록챔버에서 실시한다.Recently, an ion implanter loads a wafer to be ion implanted into a process chamber or unloads a wafer that has been ion implanted from the process chamber in a load lock chamber to prevent wafer contamination by external air.

종래에는 이온주입기의 로드록챔버가 도 1에 도시된 바와 같이, 본체(11)의 전방 입구에 사각 형상의 프레임(13)이 체결되고, 웨이퍼카세트 반입/반출용 도아(15)가 수직 이동용 실린더(17) 및 롤러(19)에 의해 프레임(13)의 전면에 대해 수직 상, 하향 이동하도록 구성된다.Conventionally, as shown in FIG. 1, the load lock chamber of the ion implanter is fastened to the front entrance of the main body 11, and a rectangular frame 13 is fastened, and the wafer cassette loading / exporting door 15 is a vertical movement cylinder. It is configured to move vertically and downwardly with respect to the front surface of the frame 13 by the 17 and the roller 19.

이와 같이 구성된 종래의 로드록챔버의 경우, 먼저, 수직 이동용 실린더(17)와 롤러(19)를 이용하여 웨이퍼카세트 반입/반출용 도아(15)를 프레임(13)에 대해 수직 하향 이동하여 개방한다.In the conventional load lock chamber configured as described above, first, the wafer cassette loading / unloading door 15 is moved vertically downward with respect to the frame 13 by using the vertical movement cylinder 17 and the roller 19. .

도아(15)가 개방되고 나면, 이온주입할 웨이퍼들을 장착한 로딩용 웨이퍼 카세트(도시 안됨)를 로드록챔버의 본체(11) 내로 반입하여 로딩한다.After the door 15 is opened, a loading wafer cassette (not shown) carrying wafers to be ion implanted is loaded into the main body 11 of the load lock chamber.

로딩용 웨이퍼 카세트의 로딩이 완료되고 나면, 실린더(17)와 롤러(19)를 이용하여 도아(15)를 프레임(13)에 대해 수직 상향 이동하여 폐쇄한다.After the loading of the wafer cassette for loading is completed, the door 15 is moved vertically upward with respect to the frame 13 using the cylinder 17 and the roller 19 to close.

이후, 본체(11) 내의 대기압을 펌프(도시 안됨)에 의해 공정챔버(도시 안됨)의 고진공으로 낮추고 나면, 로드록챔버와 공정챔버 사이의 웨이퍼 반입/반출용 도아(도시 안됨)를 개방하고 로봇암(도시 안됨)에 의해 본체(11) 내의 로딩용 웨이퍼 카세트로부터 웨이퍼를 한 장씩 공정챔버로 반입한다.Subsequently, after lowering the atmospheric pressure in the main body 11 to the high vacuum of the process chamber (not shown) by a pump (not shown), the wafer loading / unloading door (not shown) between the load lock chamber and the process chamber is opened and the robot is opened. The wafers are loaded into the process chamber one by one from the loading wafer cassette in the main body 11 by arms (not shown).

그런 다음, 상기 웨이퍼 반입/반출용 도아를 폐쇄하고 불순물 이온을 웨이퍼들에 이온주입한다. 이온주입이 완료되고 나면, 상기 웨이퍼 반입/반출용 도아(도시 안됨)를 다시 개방하고 웨이퍼들을 로봇암에 의해 반출하여 언로딩용 웨이퍼 카세트(도시 안됨)로 언로딩한다.Then, the wafer loading / exporting door is closed and impurity ions are implanted into the wafers. After the ion implantation is completed, the wafer loading / exporting rod (not shown) is opened again, and the wafers are taken out by the robot arm and unloaded into an unloading wafer cassette (not shown).

그런데, 종래에는 로드록챔버의 본체(11) 내의 고진공을 유지하기 위해 도아(15)에 접촉하는 프레임(13)에 진공 유지용 오링(14)이 설치되므로 도아(15)가 프레임(13)에 대해 수직으로 상, 하향 이동하기 때문에 도아(15)의 반복적인 상, 하향 이동으로 오링(14)과의 마찰이 많아지고 나아가 오링(14)의 표면에 스크래치(scratch)가 생성된다.However, since the vacuum holding O-ring 14 is installed in the frame 13 which contacts the door 15 in order to maintain the high vacuum in the main body 11 of the load lock chamber, the door 15 is attached to the frame 13. Because of the vertical and downward movement with respect to the door 15, the repetitive phase and downward movement of the door 15 increases friction with the O-ring 14, and further, scratches are generated on the surface of the O-ring 14.

오링에 스크래치가 생성되고 나면, 펌프의 펌핑이 정해진 시간 이상으로 진행되더라도 로드록챔버의 고진공을 얻기 어렵다. 뿐만 아니라 로드록챔버의 고진공이 확보되더라도 일정 시간이 경과함에 따라 고진공이 계속 유지되지 못한다. 이는 이온주입공정의 생산성을 저하하고 공정불량의 원인으로 작용한다.Once scratches have been generated in the O-ring, it is difficult to obtain a high vacuum of the load lock chamber even if the pumping of the pump proceeds longer than a predetermined time. In addition, even if a high vacuum of the load lock chamber is secured, a high vacuum cannot be maintained as a certain time passes. This lowers the productivity of the ion implantation process and acts as a cause of process failure.

따라서, 본 발명의 목적은 웨이퍼카세트 반입/반출용 도아의 수직 상, 하향 이동에 따른 오링의 손상을 방지하여 공정의 생산성과 신뢰성을 향상하도록 한 이온주입기의 로드록챔버를 제공하는데 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a load lock chamber of an ion implanter which improves productivity and reliability of a process by preventing damage to an O-ring caused by vertical and downward movement of a wafer cassette loading / exporting door.

도 1은 종래 기술에 의한 이온주입기의 로드록챔버의 도아 개방/폐쇄를 설명하기 위한 예시도.1 is an exemplary view for explaining the door opening / closing of the load lock chamber of the ion implanter according to the prior art.

도 2는 본 발명에 의한 이온주입기의 로드록챔버의 도아 개방/폐쇄를 설명하기 위한 예시도.Figure 2 is an exemplary view for explaining the door opening / closing of the load lock chamber of the ion implanter according to the present invention.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 이온주입기의 로드록챔버는The load lock chamber of the ion implanter according to the present invention for achieving the above object

본체;main body;

상기 본체의 전방측에 연결되며, 진공 유지용 오링이 설치된 프레임;A frame connected to the front side of the main body and provided with a vacuum O-ring;

상기 본체를 개방/폐쇄하는 도아;A door to open / close the main body;

상기 도아를 수직 상, 하향 이동하는 수직 이동용 실린더 및 롤러;A vertical cylinder and a roller for vertically moving the door downward;

상기 수직 이동용 실린더에 연결되어, 상기 오링의 손상을 방지하도록 상기 도아를 수평으로 전, 후방 이동하는 수평 이동수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.It is connected to the cylinder for vertical movement, characterized in that it comprises a horizontal movement means for moving the door horizontally forward, backward to prevent damage to the O-ring.

바람직하게는 상기 수평 이동수단이 실린더 또는 기어로 구성될 수 있다.Preferably the horizontal movement means may be composed of a cylinder or a gear.

따라서, 본 발명은 도아에 수평이동과 수직이동을 함께 적용하여 도아의 개방/폐쇄로 인한 오링의 스크래치 발생을 방지하여 공정 생산성과 신뢰성을 향상할 수 있다.Accordingly, the present invention can improve the process productivity and reliability by preventing the occurrence of scratches of the O-ring due to the opening / closing of the door by applying horizontal movement and vertical movement to the door.

이하, 본 발명에 의한 이온주입기의 로드록챔버를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 종래의 부분과 동일 구조 및 동일 작용의 부분에는 동일 부호를 부여한다.Hereinafter, the load lock chamber of the ion implanter according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The same code | symbol is attached | subjected to the part of the same structure and the same action as the conventional part.

도 2는 본 발명에 의한 이온주입기의 로드록챔버를 나타낸 개략 구성도이다.2 is a schematic configuration diagram showing a load lock chamber of an ion implanter according to the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 이온주입기의 로드록챔버가 본체(11)의 전방측에 대략 사각 형상의 프레임(13)이 연결되고, 웨이퍼카세트 반입/반출용 도아(15)가 수직이동용 실린더(17) 및 롤러(19)에 의해 프레임(13)에 대해 수직 상, 하향 이동할 뿐만 아니라 수평 이동용 실린더(21)에 의해 프레임(13)에 대해 수평으로 전, 후진하도록 구성된다.As shown in FIG. 2, the load lock chamber of the ion implanter is connected to the front side of the main body 11 in a substantially square frame 13, and the wafer cassette loading / exporting door 15 is a vertical movement cylinder ( 17) and roller 19 to move vertically and downwardly relative to frame 13 as well as to move forward and backward horizontally with respect to frame 13 by horizontally moving cylinder 21.

물론, 수평 이동용 실린더(21) 이외에 기어와 같은 여러 가지의 수평 이동수단들이 사용될 수 있다.Of course, various horizontal moving means such as gears may be used in addition to the horizontal moving cylinder 21.

이와 같이 구성된 로드록챔버의 경우, 먼저, 수평 이동수단, 예를 들어 수평 이동용 실린더(21)를 이용하여 웨이퍼카세트 반입/반출용 도아(15)를 프레임(13)으로부터 수평으로 일정 거리만큼 전진이동하고 나서 실린더(17)와 롤러(19)를 이용하여 도아(15)를 수직 하향 이동하여 개방한다. 물론, 수평 이동용 실린더(21) 이외에 기어와 같은 여러 가지의 수평 이동수단들이 사용될 수 있다.In the case of the load lock chamber configured as described above, first, the wafer cassette loading / unloading door 15 is moved forwardly by a predetermined distance horizontally from the frame 13 by using horizontal moving means, for example, a horizontal moving cylinder 21. After that, the door 15 is vertically moved downward to open using the cylinder 17 and the roller 19. Of course, various horizontal moving means such as gears may be used in addition to the horizontal moving cylinder 21.

도아(15)가 개방되고 나면, 이온주입할 웨이퍼들을 장착한 로딩용 웨이퍼 카세트(도시 안됨)를 로드록챔버의 본체(11) 내로 반입하여 로딩한다.After the door 15 is opened, a loading wafer cassette (not shown) carrying wafers to be ion implanted is loaded into the main body 11 of the load lock chamber.

로딩용 웨이퍼 카세트의 로딩이 완료되고 나면, 실린더(21)를 이용하여 도아(15)를 프레임(13)으로 수평 후진하여 폐쇄한다.After loading of the loading wafer cassette is completed, the door 15 is horizontally retracted to the frame 13 using the cylinder 21 to be closed.

이후, 본체(11) 내의 대기압을 펌프(도시 안됨)에 의해 공정챔버(도시 안됨)의 고진공으로 낮추고 나면, 로드록챔버와 공정챔버 사이의 웨이퍼 반입/반출용 도아(도시 안됨)를 개방하고 로봇암(도시 안됨)에 의해 본체(11) 내의 로딩용 웨이퍼 카세트로부터 웨이퍼를 한 장씩 공정챔버로 반입한다.Subsequently, after lowering the atmospheric pressure in the main body 11 to the high vacuum of the process chamber (not shown) by a pump (not shown), the wafer loading / unloading door (not shown) between the load lock chamber and the process chamber is opened and the robot is opened. The wafers are loaded into the process chamber one by one from the loading wafer cassette in the main body 11 by arms (not shown).

그런 다음, 상기 웨이퍼 반입/반출용 도아를 폐쇄하고 불순물 이온을 웨이퍼들에 이온주입한다. 이온주입이 완료되고 나면, 상기 웨이퍼 반입/반출용 도아를 다시 개방하고 웨이퍼들을 로봇암에 의해 반출하여 언로딩용 웨이퍼 카세트(도시 안됨)로 언로딩한다.Then, the wafer loading / exporting door is closed and impurity ions are implanted into the wafers. After the ion implantation is completed, the wafer loading / exporting door is opened again, and the wafers are taken out by the robot arm to be unloaded into an unloading wafer cassette (not shown).

따라서, 본 발명은 웨이퍼카세트 반입/반출용 도아를 본체에 연결된 프레임로부터 일정거리 만큼 이격한 채 수직 상, 하향 이동하여 개방/폐쇄하므로 종래와 달리 도아와의 마찰로 인한 오링의 스크래치를 전혀 생성시키지 않는다. 그러므로, 로드록챔버의 본체 내의 대기압을 펌프의 펌핑에 의해 공정챔버의 고진공으로 낮추기가 훨씬 용이해진다.Therefore, in the present invention, since the wafer cassette import / export door is vertically and downwardly moved away from the frame connected to the main body to open and close vertically, the O-ring does not generate scratches due to friction with the door. Do not. Therefore, it is much easier to lower the atmospheric pressure in the body of the load lock chamber to the high vacuum of the process chamber by pumping the pump.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의하면, 이온주입기의 로드록챔버를 개방/폐쇄하기 위해 웨이퍼카세트 반입/반출용 도아를 로드록챔버의 본체에 연결된 프레임로부터 일정 거리만큼 이격한 다음 수직 상, 하향 이동한다.As described above, according to the present invention, in order to open / close the load lock chamber of the ion implanter, the wafer cassette import / export door is spaced apart from the frame connected to the main body of the load lock chamber by a predetermined distance, and then vertically and downwardly. Move.

따라서, 본 발명은 웨이퍼카세트 반입/반출용 도아를 개방/폐쇄하기 위해 수직 상, 하향 이동할 때에 프레임에 설치된 오링에 스크래치를 전혀 생성시키지 않고 나아가 로드록챔버 내의 대기압을 공정챔버의 고진공으로 용이하게 낮출 수 있다. 그 결과, 이온주입공정의 생산성과 신뢰성이 향상 가능하다.Therefore, the present invention does not generate any scratches on the O-rings installed in the frame when moving vertically and downwardly to open / close the wafer cassette loading / exporting door and further lowers the atmospheric pressure in the load lock chamber to the high vacuum of the process chamber. Can be. As a result, the productivity and reliability of the ion implantation process can be improved.

한편, 본 발명은 도시된 도면과 상세한 설명에 기술된 내용에 한정하지 않으며 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 변형도 가능함은 이 분야에 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 사실이다.On the other hand, the present invention is not limited to the contents described in the drawings and detailed description, it is obvious to those skilled in the art that various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. .

Claims (3)

본체;main body; 상기 본체에 연결되며 진공 유지용 오링이 설치된 프레임;A frame connected to the main body and provided with a vacuum O-ring; 상기 본체를 개방/폐쇄하는 도아;A door to open / close the main body; 상기 도아를 수직 상, 하향 이동하는 수직 이동용 실린더 및 롤러;A vertical cylinder and a roller for vertically moving the door downward; 상기 수직 이동용 실린더에 연결되어, 상기 오링의 손상을 방지하도록 상기 도아를 수평으로 전, 후방 이동하는 수평 이동수단을 포함하는 이온주입기의 로드록챔버.And a horizontal moving means connected to the vertical moving cylinder to move the door horizontally forward and backward to prevent damage to the O-ring. 제 1 항에 있어서, 상기 수평 이동수단이 실린더인 것을 특징으로 하는 이온주입기의 로드록챔버.The load lock chamber of claim 1, wherein the horizontal moving means is a cylinder. 제 1 항에 있어서, 상기 수평 이동수단이 기어인 것을 특징으로 하는 이온주입기의 로드록챔버.The load lock chamber of claim 1, wherein the horizontal moving means is a gear.
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