KR20010037323A - Ion implantor having turbo pump and roughing pump - Google Patents

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장진형
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윤종용
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Abstract

PURPOSE: An ion implanter having a turbo pump and a laughing pump is provided to minimize a damage of a turbo pump by improving a structure of an existing ion implanter. CONSTITUTION: An ion implanter comprises a turbo pump(40), a laughing pump(60), a laughing line(62), and the first valve(64). An inside of a beam line chamber(30) is changed to a high vacuum status by the turbo pump(40). The inside of the beam line chamber(30) is changed to a low vacuum status by the laughing pump(60). The laughing line(62) connects directly the laughing pump(60) with the turbo pump(40). The first valve(64) is installed at the laughing line(62). The laughing line(62) is opened and shut by the first valve(64).

Description

터보 펌프와 라핑 펌프를 갖는 이온 주입기{ION IMPLANTOR HAVING TURBO PUMP AND ROUGHING PUMP}ION IMPLANTOR HAVING TURBO PUMP AND ROUGHING PUMP}

본 발명은 이온 주입기에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 빔라인 챔버 내부의 진공도를 조절하기 위한 터보 펌프와 라핑 펌프를 갖는 이온 주입기에 관한 것이다.The present invention relates to an ion implanter, and more particularly to an ion implanter having a turbo pump and a lapping pump for controlling the degree of vacuum inside the beamline chamber.

진공 중에서 작업을 하는 장치 중 하나인 이온 주입 장치는 이온화된 도펀츠(dopants)를 고속으로 가속시켜서 웨이퍼 표면에 주입시키는 장치이다. 이와 같은 이온 주입기는, 도 1에서 보인 바와 같이, 도프(dope)되는 불순물 원소의 이온을 생성하는 소스부(120)와 진공 상태에서 이온이 이동되도록 하는 빔라인 챔버(130) 그리고 도시하지는 않았지만 웨이퍼의 장입 및 인출이 이루어지고, 웨이퍼에 이온 주입이 수행되는 엔드 스테이션부(end station part) 등으로 구성된다.One of the devices that work in a vacuum, an ion implantation device is a device that accelerates the ionized dopants at a high speed to implant the wafer surface. Such an ion implanter, as shown in Figure 1, the source portion 120 to generate ions of the doped impurity element and the beamline chamber 130 to move the ions in a vacuum state and not shown, It is composed of an end station part and the like where charging and withdrawing are performed and ion implantation is performed on the wafer.

이와 같은 종래 이온 주입기(100)는 대기압 상태의 빔라인 챔버(130)를 고진공 상태로 만들기 위해 진공 펌프를 사용한다. 이때, 초기 진공 상태를 만드는데 사용하는 진공 펌프가 라핑 펌프(roughinh pump)(160)이고, 상기 빔라인 챔버(130) 내부를 고진공 상태로 만드는 진공 펌프가 터보 펌프들(turbo pump)(140,150)이다. 이때, 상기 터보 펌프들(140,150)은 상기 라핑 펌프(160)와 펌프 라인(144,154)을 통하여 연결되어 있으며, 상기 펌프 라인(144,154)에는 밸브(146,156)가 설치된다. 따라서, 종래 이온 주입기(100)에서 상기 라핑 펌프(160)는 상기 터보 펌프들(140,150)을 통하여 상기 빔라인 챔버(130) 내부의 초기 진공도를 조절하게 된다.The conventional ion implanter 100 uses a vacuum pump to bring the beamline chamber 130 at high pressure into a high vacuum state. At this time, the vacuum pump used to create the initial vacuum state is a roughing pump (roughinh pump) (160), the vacuum pump to make the interior of the beamline chamber 130 in a high vacuum state turbo pumps (turbo pumps (140, 150)). In this case, the turbo pumps 140 and 150 are connected to the lapping pump 160 through pump lines 144 and 154, and valves 146 and 156 are installed in the pump lines 144 and 154. Therefore, in the conventional ion implanter 100, the lapping pump 160 adjusts the initial vacuum degree inside the beamline chamber 130 through the turbo pumps 140 and 150.

이와 같은 구성을 갖는 종래 이온 주입기는 빔라인 챔버 내부의 진공도를 조절할 때 이물질들이 터보 펌프로 유입되는 결과를 갖게 되고, 터보 펌프의 날개와 같은 내부 부품들의 손상을 초래하게 된다. 따라서, 터보 펌프의 손상 또는 파손이 발생하고, 이를 교체 또는 점검하기 위하여 반도체 생산 수율을 떨어뜨리는 문제점이 발생되었다.The conventional ion implanter having such a configuration has a result that foreign substances are introduced into the turbopump when adjusting the degree of vacuum in the beamline chamber, resulting in damage of internal parts such as the wings of the turbopump. Therefore, damage or breakage of the turbopump occurs, and a problem of lowering the semiconductor production yield in order to replace or check the same has occurred.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 터보 펌프의 손상 또는 파손을 최대한 방지할 수 있는 새로운 형태의 이온 주입기를 제공하는데 있다.The present invention is to solve such a conventional problem, the object is to provide a new type of ion implanter that can prevent the damage or damage of the turbo pump as much as possible.

도 1은 종래 빔라인 챔버의 진공을 조절하기 위한 터보 펌프와 라핑 펌프를 갖는 이온 주입기의 개략적인 블록 다이어그램;1 is a schematic block diagram of an ion implanter having a turbo pump and a lapping pump for regulating the vacuum of a conventional beamline chamber;

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 빔라인 챔버의 진공을 조절하기 위한 터보 펌프와 라핑 펌프를 갖는 이온 주입기의 블록 다이어그램이다.2 is a block diagram of an ion implanter having a turbo pump and a lapping pump for regulating the vacuum of the beamline chamber in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

10 : 이온 주입기 20 : 소스부10 ion implanter 20 source portion

30 : 빔라인 챔버 40, 50 : 터보 펌프30: beamline chamber 40, 50: turbo pump

42, 52 : 게이트 밸브 44, 54 : 펌프 라인42, 52: gate valve 44, 54: pump line

46, 56 : 펌프 라인 밸브 60 : 라핑 밸브46, 56: pump line valve 60: lapping valve

62 : 라핑 라인 64 : 라핑 라인 밸브62: lapping line 64: lapping line valve

70 : 제어부70: control unit

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명은 소스부로부터 생성된 이온이 진공 상태에서 이동되도록 하는 빔라인 챔버를 갖는 이온 주입기를 제공한다. 이 이온 주입기는 터보 펌프, 라핑 펌프, 라핑 라인 그리고 제 1 밸브를 포함한다. 상기 터보 펌프는 상기 빔라인 챔버 내부를 고진공 상태로 만든다. 상기 라핑 펌프는 상기 빔라인 챔버 내부를 저진공 상태로 만든다. 상기 라핑 라인은 상기 라핑 펌프와 상기 빔라인 챔버를 직접 연결시킨다. 상기 제 1 밸브는 상기 라핑 라인에 설치되어 상기 라핑 라인을 오픈 및 클로즈시킨다.According to a feature of the present invention for achieving the above object, the present invention provides an ion implanter having a beamline chamber to allow ions generated from the source portion to be moved in a vacuum state. The ion implanter includes a turbo pump, a lapping pump, a lapping line and a first valve. The turbo pump makes the interior of the beamline chamber high vacuum. The lapping pump makes the interior of the beamline chamber low vacuum. The lapping line directly connects the lapping pump and the beamline chamber. The first valve is installed in the lapping line to open and close the lapping line.

이와 같은 본 발명의 이온 주입기는 빔라인 챔버 내부의 초기 진공을 조절할 때 또는 저진공 상태로 만들 때 라핑 펌프가 라핑 라인을 통하여 빔라인 챔버를 저진공 상태로 만든다. 따라서, 라핑 펌프로 빔라인 챔버의 진공도를 조절할 때 터보 펌프가 손상 또는 파손되는 것을 방지할 수 있으므로, 터보 펌프의 오동작과 터보 펌프의 손상 및 파손에 따른 반도체 생산 수율의 감소를 미연에 방지할 수 있다.Such an ion implanter of the present invention, when adjusting the initial vacuum inside the beamline chamber or making it into a low vacuum state, the lapping pump makes the beamline chamber low through the lapping line. Therefore, it is possible to prevent the turbo pump from being damaged or broken when adjusting the vacuum degree of the beamline chamber with the lapping pump, thereby preventing the reduction of semiconductor production yield due to the malfunction of the turbo pump and the damage and breakage of the turbo pump. .

이와 같은 본 발명의 이온 주입기는 그 바람직한 실시예에서 상기 터보 펌프와 상기 빔라인 챔버 사이에 설치되어 상기 터보 펌프와 상기 빔라인 챔버 사이를 오픈 및 클로즈시키기 위한 제 2 밸브를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 제 2 밸브는 게이트 밸브(gate valve)일 수 있다.Such an ion implanter of the present invention may further include a second valve installed between the turbopump and the beamline chamber in a preferred embodiment to open and close the turbopump and the beamline chamber. In this case, the second valve may be a gate valve.

이와 같은 이온 주입기는 라핑 펌프에 의해서 빔라인 챔버 내부의 진공도를 조절할 때 제 2 밸브를 클로즈시켜서 터보 펌프를 더욱 보호할 수 있도록 한다.Such an implanter closes the second valve when the lapping pump regulates the degree of vacuum inside the beamline chamber to further protect the turbopump.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이온 주입기를 첨부도면 도 2에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an ion implanter according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 2.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 빔라인 챔버의 진공을 조절하기 위한 터보 펌프와 라핑 펌프를 갖는 이온 주입기의 블록 다이어그램이다.2 is a block diagram of an ion implanter having a turbo pump and a lapping pump for regulating the vacuum of the beamline chamber in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 반도체 제조 장치중 하나인 본 발명의 이온 주입기(10)는 이온화된 도펀츠(dopants)를 가속 또는 감속시켜서 웨이퍼 표면에 주입시키는 장치이다. 이와 같은 이온 주입기(10)는 소스부(source part)(20), 빔라인 챔버(beamline chamber)(30), 엔드 스테이션부(end station part)(도시 않음) 등으로 구성된다. 소스부(20)는 도프(dope)되는 불순물 원소의 이온을 생성한다. 빔라인 챔버(30)는 웨이퍼에 주입하기 위한 이온을 선택하고, 이온을 가속 또는 감속시켜 웨이퍼상에 원하는 정도로 들어갈 충분한 에너지를 부여한다. 엔드 스테이션부는 웨이퍼 가공실의 진공 및 대기 상태를 조절하여 웨이퍼의 장입 및 인출을 원활하게 할 수 있도록 하는 로드록부(loadlock part)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the ion implanter 10 of the present invention, which is one of semiconductor manufacturing apparatuses, is an apparatus for accelerating or decelerating ionized dopants and injecting them onto a wafer surface. The ion implanter 10 is composed of a source part 20, a beamline chamber 30, an end station part (not shown), and the like. The source portion 20 generates ions of the impurity element that is doped. Beamline chamber 30 selects ions for implantation into the wafer and accelerates or decelerates the ions to give sufficient energy to enter the desired amount on the wafer. The end station portion includes a loadlock part for adjusting the vacuum and atmospheric conditions of the wafer processing chamber to facilitate the loading and unloading of the wafer.

상기 이온 주입기(10)는 상기 빔라인 챔버(30)의 내부를 고진공 상태로 만들기 위한 터보 펌프들(40,50)을 갖는다. 이때, 이 터보 펌프들(40,50)은 각각 게이트 밸브(42,52)를 사이에 두고 상기 빔라인 챔버(30)와 연결된다. 상기 게이트 밸브들(42,52)은 라핑 펌프(60)를 사용하여 상기 빔라인 챔버(30) 내부의 초기 진공도를 조절할 때 상기 빔라인 챔버(30)와 상기 터보 펌프들(40,50) 사이를 클로즈시킨다. 이와 같은 상기 게이트 밸브들(42,52)을 통하여 라핑 펌프(60)를 사용하여 빔라인 챔버(30) 내부를 진공 상태로 만들 때, 상기 터보 펌프들(40,50)의 내부로 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있고, 터보 펌프들(40,50)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.The ion implanter 10 has turbo pumps 40, 50 for bringing the interior of the beamline chamber 30 into a high vacuum state. At this time, the turbo pumps 40 and 50 are connected to the beamline chamber 30 with the gate valves 42 and 52 interposed therebetween. The gate valves 42 and 52 close between the beamline chamber 30 and the turbo pumps 40 and 50 when the lapping pump 60 adjusts the initial vacuum degree inside the beamline chamber 30. Let's do it. When the inside of the beamline chamber 30 is vacuumed using the lapping pump 60 through the gate valves 42 and 52, foreign matter flows into the turbo pumps 40 and 50. Can be prevented and the turbo pumps 40, 50 can be prevented from being damaged.

한편, 상기 라핑 펌프(60)는 라핑 라인 밸브(64)가 설치된 라핑 라인(62)에 의해서 상기 빔라인 챔버(30)에 직접 연결된다. 이와 같은 구성은 상기 라핑 펌프(60)를 사용하여 빔라인 챔버(30) 내부를 진공 상태로 만들 때, 상기 터보 펌프들(40,50)의 내부로 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있고, 터보 펌프들(40,50)이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 물론, 상기 라핑 펌프(60)는 각각 펌프 라인 밸브(46,56)이 설치된 각 펌프 라인(44,54)을 통하여 상기 각 터보 펌프(40,50)와 연결되어 필요시 상기 터보 펌프들(40,50)과 같이 사용될 수 있도록 한다.On the other hand, the lapping pump 60 is directly connected to the beamline chamber 30 by a lapping line 62 provided with a lapping line valve 64. Such a configuration may prevent foreign matter from flowing into the turbo pumps 40 and 50 when the inside of the beamline chamber 30 is vacuumed using the lapping pump 60, and the turbo pump may be prevented. Damage to the fields 40 and 50 can be prevented. Of course, the lapping pump 60 is connected to each of the turbo pumps 40 and 50 through respective pump lines 44 and 54 in which pump line valves 46 and 56 are installed, respectively. 50).

이와 같은 이온 주입기(10)는 제어부(70)의 제어에 의해서 먼저, 라핑 펌프(60)를 통하여 빔라인 챔버(30) 내부의 진공도를 1.0e-2torr까지 조절하고, 터보 펌프들(40,50)을 동작시키다. 그리고, 상기 터보 펌프들(40,50)이 27Krpm에 도달되면 상기 소스부(20)에서 생성된 이온이 전송되도록 한다.The ion implanter 10 is first controlled by the control of the control unit 70, the vacuum degree in the beamline chamber 30 through the lapping pump 60 to 1.0e -2 torr, turbo pumps (40, 50) To activate When the turbo pumps 40 and 50 reach 27 Krp, ions generated in the source unit 20 are transmitted.

이와 같은 본 발명을 적용하면, 빔라인 챔버 내부의 초기 진공을 조절할 때 또는 저진공 상태로 만들 때 라핑 펌프가 라핑 라인을 통하여 빔라인 챔버를 저진공 상태로 만든다. 따라서, 라핑 펌프로 빔라인 챔버의 진공도를 조절할 때 터보 펌프가 손상 또는 파손되는 것을 방지할 수 있으므로, 터보 펌프의 오동작과 터보 펌프의 손상 및 파손에 따른 반도체 생산 수율의 감소를 미연에 방지할 수 있다.According to the present invention, when the initial vacuum inside the beamline chamber is adjusted or made in a low vacuum state, the lapping pump makes the beamline chamber in a low vacuum state through the lapping line. Therefore, it is possible to prevent the turbo pump from being damaged or broken when adjusting the vacuum degree of the beamline chamber with the lapping pump, thereby preventing the reduction of semiconductor production yield due to the malfunction of the turbo pump and the damage and breakage of the turbo pump. .

Claims (3)

소스부로부터 생성된 이온이 진공 상태에서 이동되도록 하는 빔라인 챔버를 갖는 이온 주입기에 있어서,In an ion implanter having a beamline chamber to allow ions generated from the source portion to move in a vacuum state, 상기 빔라인 챔버 내부를 고진공 상태로 만들기 위한 터보 펌프와;A turbo pump for high vacuum inside the beamline chamber; 상기 빔라인 챔버 내부를 저진공 상태로 만들기 위한 라핑 펌프와;A lapping pump for lowering the inside of the beamline chamber; 상기 라핑 펌프와 상기 빔라인 챔버를 직접 연결시키는 라핑 라인 및;A lapping line directly connecting said lapping pump and said beamline chamber; 상기 라핑 라인에 설치되어 상기 라핑 라인을 오픈 및 클로즈시키기 위한 제 1 밸브를 포함하여, 상기 라핑 펌프는 상기 라핑 라인을 통하여 상기 빔라인 챔버를 저진공 상태로 만드는 것을 특징으로 하는 이온 주입기.And a first valve installed on the lapping line to open and close the lapping line, wherein the lapping pump makes the beamline chamber low vacuum through the lapping line. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 터보 펌프와 상기 빔라인 챔버 사이에 설치되어 상기 터보 펌프와 상기 빔라인 챔버 사이를 오픈 및 클로즈시키기 위한 제 2 밸브를 더 포함하여, 상기 라핑 펌프에 의해서 상기 빔라인 챔버 내부의 진공도를 조절할 때 상기 제 2 밸브를 클로즈시켜서 상기 터보 펌프를 보호할 수 있는 것을 특징으로 하는 이온 주입기.A second valve installed between the turbopump and the beamline chamber to open and close the turbopump and the beamline chamber, the second pump when adjusting the degree of vacuum inside the beamline chamber by the lapping pump; The turbocharger can be protected by closing a valve. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제 2 밸브는 게이트 밸브인 것을 특징으로 하는 이온 주입기.And the second valve is a gate valve.
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