KR20010027126A - 이온주입장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이온주입 공정 진행 시에 공정챔버 내부의 온도를 일정하게 유지시킬 수 있는 이온주입장치에 관한 것이다.

본 발명의 이온주입장치는 다 수개의 반도체웨이퍼가 안착되며, 반도체웨이퍼가 일정온도로 냉각되는 웨이퍼안착부와, 웨이퍼안착부에 연결설치되어, 냉각수가 순환되는 순환관과, 순환관에 설치되어, 순환관 내로 냉각수가 일정하게 공급되도록 펌핑시키기 위한 순환펌프와, 순환관에 설치되어, 냉각수의 유량을 조절하기 위한 볼타입 플로우메타와, 순환관에 연결설치되어, 냉각수를 공급시키기 위한 냉각수 공급탱크와, 냉각수 공급탱크에 형성되어, 일정온도로 유지되도록 냉각수를 냉각 또는 가열시키기 위한 냉각부/가열부와, 냉각수의 셋팅온도가 입력되어 이 수치와 냉각수의 온도치를 비교함으로써 냉각부 또는 가열부를 작동시키기 위한 신호를 발생시키는 온도제어부와, 온도제어부로부터 신호를 받아 냉각부 또는 가열부에 전달시키기 위한 각각의 냉각릴레이, 가열릴레이와, 온도제어부로부터 냉각릴레이를 접속하기 위한 신호를 셋팅된 시간동안 계속 발생시키면 이를 감지하여 볼타입의 플로우메타를 오프시키기 위한 타임릴레이를 구비한 것이 특징이다.

본 발명에서는 순환펌프 등이 오동작되는 경우라도, 온도제어부에서 냉각 또는 가열을 위한 신호를 발생 시에 타임릴레이가 셋팅된 시간 초과 시, 볼타입의 플로우메타의 신호라인을 오프시킬 수 있다.

따라서, 순환펌프 또는 모터 등이 오동작하더라도, 이러한 타임릴레이에 의해 이온주입 공정이 중지되므로 디바이스의 신뢰성이 향상된 잇점이 있다.

Description

이온주입장치{Apparatus for implanting ion on wafer}

본 발명은 이온주입장치에 관한 것으로, 이온주입 공정 진행 시에 공정챔버 내부의 온도를 일정하게 유지시킬 수 있는 이온주입장치에 관한 것이다.

이온주입(ion implantation )은 반도체웨이퍼 내로 불순물 이온을 주입시키는 것으로, 불순물이온을 전장을 이용하여 가속시킨 다음, 이를 반도체웨이퍼에 충돌시키어 균일한 증착확산을 하는 방법이다. 불순물이온 주입 깊이는 불순물이온에 가해지는 에너지에 의해 결정된다. 이러한 이온주입은 공정이 진행됨에 따라, 상기 가해지는 에너지에 의해 공정챔버 내의 온도가 지속적으로 상승될 우려가 있으므로 적절한 온도조절이 필요하다.

도 1은 종래기술에 따른 이온주입장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

종래기술에 따른 이온주입장치는 도 1과 같이, 다 수개의 반도체웨이퍼(미도시)가 안착되며, 반도체웨이퍼를 일정온도로 냉각시키기 위한 디스크(disk)(100)와, 디스크(100)에 연결설치되어, 냉각수가 순환되는 순환관(102)과, 순환관(102)에 설치되어, 순환관(102) 내로 냉각수가 일정하게 공급되도록 펌핑시키기 위한 순환펌프(106)와, 순환관(102)에 설치되어, 순환관(102) 내의 냉각수의 유량을 조절하기 위한 스프링입의 프로우메타(spring type flow meter)(106)와, 순환관(102)에 연결설치되어, 냉각수가 공급된 냉각수 공급탱크(108)와, 냉각수 저장탱크(108)에 형성된 냉각부 및 가열부와, 냉각수의 셋팅온도가 입력되어 이 수치와 실제 냉각수의 온도치와 비교함으로써 냉각부 또는 가열부를 작동시키기 위한 온도제어부와, 온도제어부로부터 신호를 받아 냉각부 또는 가열부에 전달시키기 위한 각각의 냉각릴레이, 가열릴레이로 구성된다.

상기 구성을 갖는 종래의 이온주입장치는 공정 진행 시 챔버 내의 온도가 일정온도 이상으로 과열되는 것을 방지하고자, 상기와 같이 웨이퍼를 냉각시킬 수 있는 별도의 냉각수단이 필요하다.

종래의 이온주입장치를 이용하여 웨이퍼를 냉각시키는 과정을 알아본다.

먼저, 디스크(100)에 이온주입 공정이 진행될 웨이퍼를 다 수개 안착시킨 후, 이온주입 공정이 진행된다.

이 때, 냉각수는 순환관(102)을 타고 흐르면서 디스크(100)를 냉각시키게 된다.

그러나, 이온주입 공정이 진행됨에 따라, 점차로 챔버 내부의 온도가 상승하게 되고, 그에따라 디스크(100) 내의 냉각수도 상승하게 된다.

온도가 상승된 냉각수는 순환관(102)을 타고 흐르면서 냉각수 공급탱크(108)로 유입되며, 유입된 냉각수는 온도제어부를 통해 냉각부 또는 가열부가 각각 작동되어 적정온도로 셋팅된다. 냉각부로는 냉각코일 등이 이용되고, 가열부로는 히터 등이 이용된다.

냉각수 온도 제어는 냉각수 공급탱크 내에 온도게이지(미도시)가 온도를 읽어 온도제어부로 신호를 보내면, 이 신호는 온도제어부의 증폭기를 통해 증폭되고, 비교기에서 셋팅온도치와 비교한다. 예를들면, 실제 냉각수의 온도가 셋팅온도 이상인 경우, 온도제어부에서 냉각릴레이에 신호를 보내고, 또한 냉각릴레이는 냉각부에 신호를 전달시킴으로써 모터(미도시)를 작동시키어 냉각코일을 통해 냉각수의 온도를 낮추게 된다. 반대로, 냉각수 공급탱크 내의 온도가 셋팅온도 이하인 경우, 온도제어부에서 가열릴레이에 신호를 보내게 되고, 또한 가열릴레이는 가열부에 신호를 전달시킴으로써 히터가 작동하여 냉각수의 온도를 셋팅온도로 올리게 된다.

이 후, 적정한 셋팅온도로 셋팅된 냉각수는 순환펌프에 의해 펌핑되면서 다시 순환관(102)을 타고 흐르면서 디스크(100)에 유입된다. 순환펌프(106)의 오동작으로 순환관(102) 냉로 냉각수가 흐르지 않을 경우, 메인 시스템에 신호를 보냄으로써 이온주입이 중단된다.

순환관 내의 냉각수는 플로우메타(104)에 의해 공급유량이 조절된다.

그러나, 종래의 기술에서는 순환펌프 또는 모터 등이 오동작으로 인해 작동되지 않을 경우, 스프링 타입의 플로우메타는 스프링의 원위치로 복원력 불량으로 인한 계속 정상신호를 보내게 되고, 이에 따라, 이온주입이 중단되고 않고 계속 진행됨으로써 디바이스의 신뢰성이 저하되는 문제점이 발생된다.

상기의 문제점을 해결하고자, 본 발명의 목적은 순환펌프 또는 모터 등이 오동작된 경우, 이를 체크하여 이온주입 공정을 차단시킬 수 있는 이온주입장치를 제공하려는 것이다.

상기 목적을 달성하고자, 본 발명의 이온주입장치는 다 수개의 반도체웨이퍼가 안착되며, 반도체웨이퍼가 일정온도로 냉각되는 웨이퍼안착부와, 웨이퍼안착부에 연결설치되어, 냉각수가 순환되는 순환관과, 순환관에 설치되어, 순환관 내로 냉각수가 일정하게 공급되도록 펌핑시키기 위한 순환펌프와, 순환관에 설치되어, 냉각수의 유량을 조절하기 위한 볼타입 플로우메타와, 순환관에 연결설치되어, 냉각수를 공급시키기 위한 냉각수 공급탱크와, 냉각수 공급탱크에 형성되어, 일정온도로 유지되도록 냉각수를 냉각 또는 가열시키기 위한 냉각부/가열부와, 냉각수의 셋팅온도가 입력되어 이 수치와 냉각수의 온도치를 비교함으로써 냉각부 또는 가열부를 작동시키기 위한 신호를 발생시키는 온도제어부와, 온도제어부로부터 신호를 받아 냉각부 또는 가열부에 전달시키기 위한 각각의 냉각릴레이, 가열릴레이와, 온도제어부로부터 냉각릴레이를 접속하기 위한 신호를 셋팅된 시간동안 계속 발생시키면 이를 감지하여 볼타입의 플로우메타를 오프시키기 위한 타임릴레이를 구비한 것이 특징이다.

도 1은 종래기술에 따른 이온주입장치를 개략적으로 도시한 도면이고,

도 2는 본 발명에 따른 이온주입장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100, 200. 디스크 102, 202. 순환관

204. 볼타입의 플로우메타 106, 206. 순환펌프

108, 208. 냉각수 공급탱크

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하겠다.

도 2는 본 발명에 따른 이온주입장치의 개략적인 도면이다.

본 발명의 이온주입장치는 도 2와 같이, 다 수개의 반도체웨이퍼(미도시)가 안착되며, 반도체웨이퍼를 일정온도로 냉각시키기 위한 디스크(200)와, 디스크(200)에 연결설치되어, 냉각수가 순환되는 순환관(202)과, 순환관(202)에 설치되어, 순환관(202) 내로 냉각수가 일정하게 공급되도록 펌핑시키기 위한 순환펌프(206)와, 순환관(202)에 설치되어, 순환관 내의 냉각수의 유량을 조절하기 위한 볼타입의 플로우메타(ball type flow meter)(204)와, 순환관(202)에 연결설치되어, 냉각수가 공급된 냉각수 공급탱크(208)와, 냉각수 저장탱크(208)에 형성되어, 냉각수를 냉각 또는 가열시키기 위한 냉각부 및 가열부와, 냉각수의 셋팅온도가 입력되어 이 수치와 실제 냉각수의 온도치와 비교함으로써 냉각부 또는 가열부를 작동시키기 위한 온도제어부와, 온도제어부로부터 신호를 받아 냉각부 또는 가열부에 전달시키기 위한 각각의 냉각릴레이, 가열릴레이와, 온도제어부로부터 냉각릴레이를 접속하기 위한 신호를 일정시간동안 계속 발생시키면 이를 감지하여 볼타입의 플로우메타에 신호를 인가시키기 위한 타임릴레이를 포함한다.

상기 구성을 갖는 본 발명의 이온주입장치에서 냉각수가 셋팅온도로 셋팅되어 웨이퍼를 냉각시키는 과정을 알아본다.

순환펌프(206)에 파우어(power)가 인가되면, 순환펌프(206)에 의해 냉각수 공급탱크(208) 내의 냉각수가 디스크(200) 내로 지속적으로 순환된다. 만약 순환펌프(206)의 오동작으로 순환관(202) 내로 냉각수가 흐르지 않게 되는 경우, 볼타입의 플로우메타(204)가 순환펌프(202)의 오동작을 감지하여 이온주입을 중단시키게 된다.

이 냉각수의 온도는 하기의 원리에 의해 일정하게 유지된다.

즉, 냉각수 공급탱크(208) 내의 온도게이지(미도시)를 통해 냉각수의 온도를 읽어 온도제어부로 신호를 보내면, 이 신호는 온도제어부의 증폭기를 통해 증폭되고, 비교기에서 셋팅온도치와 비교된다.

만약, 실제 냉각수가 셋팅온도 이상이면, 온도제어부에서 냉각릴레이에 신호를 보내고, 냉각릴레이는 이 신호를 냉각부에 보내어 냉각코일이 작동되도록 한다. 따라서, 냉각코일에 의해 냉각수의 온도가 셋팅온도로 낮추어지게 된다.

타임릴레이는 1분에서 5분 정도의 간격으로 임의로 설정할 수 있다.

냉각수의 온도가 높아 온도제어부에서 냉각을 위한 신호를 지속적으로 발생시킴에도 불구하고, 냉각부의 칠러모터(미도시)가 오동작하여 냉각수가 냉각되지 못한 경우, 타임릴레이에서 냉각을 위한 신호시간이 5분 이상 지속 시, 볼타입의 플로우메타의 신호라인을 오프시키어 준다. 따라서, 이온주입이 중단된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에서는 순환펌프 등이 오동작되는 경우라도, 온도제어부에서 냉각 또는 가열을 위한 신호를 발생 시에 타임릴레이가 셋팅된 시간 초과 시, 볼타입의 플로우메타의 신호라인을 오프시킬 수 있다.

따라서, 순환펌프 또는 모터 등이 오동작하더라도, 이러한 타임릴레이에 의해 이온주입 공정이 중지되므로 디바이스의 신뢰성이 향상된 잇점이 있다.

Claims (1)

1. 과열된 웨이퍼를 냉각시키면서 동시에 상기 이온주입 공정이 진행되는 이온주입장치에 있어서,

   다 수개의 반도체웨이퍼가 안착되며, 상기 반도체웨이퍼가 일정온도로 냉각되는 웨이퍼안착부와,

   상기 웨이퍼안착부에 연결설치되어, 냉각수가 순환되는 순환관과,

   상기 순환관에 설치되어, 상기 순환관 내로 냉각수가 일정하게 공급되도록 펌핑시키기 위한 순환펌프와,

   상기 순환관에 설치되어, 상기 냉각수의 유량을 조절하기 위한 볼타입 플로우메타와,

   상기 순환관에 연결설치되어, 상기 냉각수가 공급된 냉각수 공급탱크와,

   상기 냉각수 공급탱크에 형성되어, 일정온도로 유지되도록 상기 냉각수를 냉각 또는 가열시키기 위한 냉각부/가열부와,

   상기 냉각수의 셋팅온도가 입력되어 이 수치와 상기 냉각수의 온도치를 비교함으로써 상기 냉각부 또는 가열부를 작동시키기 위한 신호를 발생시키는 온도제어부와,

   상기 온도제어부로부터 신호를 받아 상기 냉각부 또는 상기 가열부에 전달시키기 위한 각각의 냉각릴레이, 가열릴레이와,

   상기 온도제어부로부터 상기 냉각릴레이를 접속하기 위한 신호를 셋팅된 시간동안 계속 발생시키면 이를 감지하여 상기 볼타입의 플로우메타를 오프시키기 위한 타임릴레이를 구비한 것이 특징인 이온주입장치.