KR20010042732A - 통합 이온 주입 정화 시스템 - Google Patents

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KR20010042732A
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글렌 엠 톰
아르노호세아이
홀스트마크알
헤이예스마이클더블유
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바누치 유진 지.
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Abstract

본 발명은 이온 주입 공정을 수행하기 위한 이온 주입 장치를 구비하는 이온 주입 공정 시스템을 제공한다. 이온 주입 공정용 소스 가스 공급부는 이온 주입 장치로 유동하도록 배치되고, 이온 주입 장치는 이온 주입 공정 중에 소스 가스의 이온화 생성물을 포함하는 유출 기류를 배출한다. 상기 시스템은 유출 기류로부터 유해 유출종을 제거하기 위한 유출 감소 장치를 포함한다. 소스 가스는 저압 가스원으로부터 공급될 수 있는데, 이 가스원에서 소스 가스는 소스 가스에 대한 친화도를 가진 흡착 매질 상의 용기에서 흡착에 의해 보유되고, 공정 시스템으로 분배를 위해 탈착된다. 신규의 정화 조성물은 유출 처리에 이용할 수 있고, 정화성 성분의 정화 조성물 통과는 석영 마이크로저울 모니터와 같은 장치를 사용하여 모니터할 수 있다.

Description

통합 이온 주입 정화 시스템{INTEGRATED ION IMPLANT SCRUBBER SYSTEM}
이온 주입(ion implantation)은 반도체 장치 구조물의 제작시 도판트 종(dopant species)을 기질에 도입시키는 데에 널리 사용되는 방법이다.
고도의 수준으로 발전하고 있는 초소형 전자 장치의 통합에는 접합부의 깊이가 얕을 것과 저온의 공정 조건이 요구되는데, 이러한 요구는 이온을 주입시킴으로써 해결될 수 있다. 이온 주입은 고도의 제어 및 재생 기능, 그리고 초소형 전자 장치 구조물에 내재되어 있는 기질 부위에 도판트 종을 결합시키는 기능을 제공한다.
실리콘을 기초로 하는 초소형 전자 장치에 있어서의 통상적인 도판트 종은 p 형 도판트로서 붕소, 그리고 n 형 도판트로서 인, 비소 및 안티몬을 포함한다. 실리콘, 게르마늄 및 산소 또한 임의의 장치에서 도판트 종으로서 사용된다. 일반적으로 도판트 종은 상당한 안전성과 취급시 주의를 필요로 하는 삼플루오르화 붕소, 비소, 삼염소화 붕소와 같은 기체 소스로부터 생성된다.
상기 도판트 소스 기체는 고전압 아크 방류에 의하여 소스 기체의 이온화된 종들의 혼합물이 생성되는 경우에 이온화장치에 도입된다.
자기장 분리는 주입될 특정 종을 계속해서 분리시키는데에 사용되는데, 이후 상기 자기장 분리 현상은 이온 빔에 의하여 충격을 받은 기질의 결정 격자로 주입 종을 도입시키기 위하여, 주입될 기질상의 이온 빔내에서의 스캐닝 기작에 의해서 가속화, 집중화되어 유도된다.
이온 주입기는 일반적으로 1차 도판트 기체로서 BF3, AsH3및 PH3를 사용한다. 다른 기체로서는, 예를 들어 SiF4, Ge4등과 같은 기체들이 사용될 수도 있다.
상기와 같이 일반적으로 사용되는 도판트 기체의 유해한 성질로 인하여, 상당한 안전 수칙이 요구된다. 상기 도판트 기체는 고압 기체 실린더로부터 통상적인 방법으로 공급된다. 그러므로 고압 실린더로부터 도판트 기체가 누출될 위험성 또는 사용중 실린가 파열됨으로써 야기되는 안전을 위협하는 요소들이 실질적으로 존재한다.
그러므로 이온 주입 시스템으로부터의 유출물은 특정 용도로 사용되는 전술한 기체들 및 이온화로 인한 이들의 분해 생성물을 함유하게 된다. 이들의 독성 및 유해성으로 인하여, 일반적으로 이와 같은 기체 및 분해 생성물을 제거하기 위하여 이온 주입 작동시 발생하는 유출 기체를 정화시키는 것이 바람직하다.
유출 정화 작동은 습식 및/또는 건식 정화 작동을 이용하여 수행될 수 있다.
유출 스트림의 습식 정화 방법에는 정화 액체와 이온 주입 시스템으로부터의 유출 기체를 접촉시켜, 액체에 의하여 흡착된 바람직하지 않은 유출 스트림 성분을 생성시키거나 또는 상기 액체(예를 들어, 산성 유출 기체와 접촉하는 가성 용액(caustic solution))와 반응하여 상기 기체 상으로부터 바람직하지 않은 성분들을 제거하는 단계를 포함한다.
건식 정화 방법에는 바람직하지 않은 성분들을 화학 흡착시키거나 또는 이들과 반응하는 고체 물질과 유출 기체를 접촉시키는 단계를 포함한다.
일반적으로 습식 정화 방법에서는 중요한 화학 시약이 사용되므로, 고체 상 정화 물질 층이 사용되며 여기에 이온 주입 유출 기체가 유입되는 건식 정화 방법보다는 바람직하지 못하다.
건식 정화 방법에 있어서, BF3및 SiF4와 같은 산성 기체를 정화시키기 위하여 사용되는 화학 물질은 AsH3, PH3및 GeH4와 같은 수소화물 기체를 정화시키는데에 사용되는 화학 물질과는 전혀 상이하다는 것을 주목해야 할 필요성이 있다.
유용한 데이터를 통하여 BF3는 거의 원형 그대로 이온 주입기를 통과하고, PH3는 상기 이온 주입기 통과시 이를 구성하는 원소로 분해되며, 또한 AsH3는 상기 주입기 통과시 보통 수준으로 분해된다는 사실을 확인할 수 있다.
기타 플루오르화된 산성 기체는 BF3와 유사하게 행동을 하므로, 이들 역시 거의 원형 그대로 이온 주입 시스템을 통과할 것으로 예상된다. 따라서 산성 기체를 제거하기 위해서는 원형 산성 기체 도판트의 유속을 빠르게 하여 유출 스트림을 처리할 필요가 있다. 수소화물 소스 기체가 거의 원형 그대로 통과하는 경우, 이들의 높은 독성 및 낮은 수준의 허용 가능한 신체 노출(예를 들어, AsH3의 역치 한계 값(Threshold Limit Value ; TLV)은 0.05 ppm이거나 또는 IDLH는 3 ppm)은 감소되어야 한다. 그러므로, 이온 주입 시스템 유출 기체를 처리하는데에 사용되는 정화기는 산성 기체 및 수소화물 기체 모두를 취급할 수 있어야 한다. 이와 같은 범주의 용법은 건식 정화 조성물 단독으로서는 달성되기 어렵다. 상이한 건식 정화 조성물에 대한 복수개의 층, 상이한 건식 정화 조성물의 스플릿 층, 그리고 건식 정화 조성물의 배합물이 사용될 수 있으나, 이러한 방법은 적용 및 사용시 불편하다는 단점이 있다.
이온 주입 시스템의 사용 및 작동에 관한 전술한 사항에 더하여, 스트림을 배기시키는 이온 주입 방법을 실험에 의하여 특징화시키면 상기 방법중 소스 기체 펌프, 로핑 펌프(roughing pump) 및 냉동 펌프 재생 순환(cryogenic pump regeneration cycles)으로부터 유해한 기체가 상당량 배출된다는 사실을 파악할 수 있다.
따라서 종래의 이온 주입 방법에 있어서의 전술한 위험 요소들을 없애거나 아니면 최소한 개선시키는 이온 주입 시스템을 제공하는 것은 당 업계에서 상당히 발전된 기술이므로 본 발명의 목적이 된다.
본 발명의 다른 목적은 이온 주입 방법의 유출물을 처리하는 개선된 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적 및 이점은 본원 명세서 및 첨부된 청구의 범위를 통하여 보다 명확해 질 것이다.
[발명의 요약]
본 발명은 일반적으로 선행 기술의 이온 주입 공정 시스템에 비하여 상대적으로 더욱 안전성이 개선된 이온 주입 공정 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 제 1 양상은 유출 기체 스트림으로부터 유해한 유출 종들을 제거하기 위하여, 이온 주입 장치, 즉 유출 기체 스트림을 유출 감소 장치(effluent abatement apparatus)로 방출시키는 이온 주입 장치와 이온 주입 방법에 있어서의 소스 기체를 공급하는 공급부를 연결시키는 것을 포함하는 이온 주입 공정 시스템에 관한 것이다.
바람직한 구체예에 있어서 본 발명은 유출 감소 장치가 단일의, 즉 통합 배열된 이온 주입 장치에 배치된 이온 주입 공정 시스템을 포함한다.
다른 구체예에 있어서, 이와 같은 통합 이온 주입 공정 시스템은 단일 형태로 수용되는 소스 기체 공급부, 이온 주입 장치 및 유출 감소 장치를 갖는, 통합 배치내의 소스 기체 공급부를 추가로 포함한다.
본 발명의 제 2 양상에 의하면, 본 이온 주입 공정 시스템은 다음과 같은 부분들중의 하나를 포함한다. 즉, (a)부 및 (b)부 ; (a)부 및 (c)부 ; (a)부, (b)부 및 (c)부 ; (b)부 ; 그리고 (b)부 및 (c)부.
(a) 물리적 흡착 매체로부터 소스 기체를 탈착시키고 용기로부터 상기 기체를 방출시킴으로써 용기로부터 소스 기체를 분배하는 수단으로서, 소스 기체가 물리적으로 흡착되어 있는 물리적 흡착 매체를 포함하며 상기 흡착 매체를 함유하는 저장 및 분배 용기를 포함하는 이온 주입기 장치로의 소스 기체 공급부
(b) 유해 유출 종을 제거하기 위하여 유출 기체 스트림과 접촉시키는 건식 정화 조성물을 포함하는 유출 감소 장치부로서, 상기 건식 정화 조성물은 다음의 조성물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 장치부 :
(ⅰ) Fe2O3
(ⅱ) 염기가 함침된 Fe2O3
(ⅲ) Ca(OH)2
(ⅳ) 염기가 함침된 Ca(OH)2
(ⅴ) Fe2O3및 MnOx(상기 식 중, x는 1 ∼ 2)
(ⅵ) 염기가 함침된 Fe2O3및 MnOx(상기 식 중, x는 1 ∼ 2)
(ⅶ) CuO 및 MnOx(상기 식 중, x는 1 ∼ 2)
(ⅷ) 염기가 함침된 CuO 및 MnOx(상기 식 중, x는 1 ∼ 2)
(ⅸ) CuO, Al2O3및 SiO2그리고
(ⅹ) 염기가 함침된 CuO, Al2O3및 SiO2
이때, 상기 정화 조성물에 존재하는 염기는 바람직하게는 KOH, NaOH, LiOH, BaOH등과 같은 강염기와 함께, 함침된 염기 성분이 존재하지 않는 해당 조성물에 비하여 상기 조성물의 정화 성능을 상대적으로 강화시키기에 충분할 만큼 농축된 상태로 존재한다.
(c) 유해 유출 기체 종들을 제거하기 위하여 유출 기체 스트림이 유입되는 하나 이상의 건식 정화 조성물 층, 그리고 상기 층의 정화 능력이 소정의 수준까지 감소되는지 여부를 측정하기 위하여 상기 층 각각에 작동 가능하도록 연결된 종말점 모니터 장치를 포함하는 유출 감소 장치부.
본원 명세서에 사용된 바와 같은, 상기 정화 조성물은 광범위하게 유추되어 사용될 수 있으며, 임의적으로는 이와 같은 조성물에 있어서 이하에서 구체적으로 밝힌 특정 상태의 성분들 또는 요소들을 포함하거나, 이들로 이루어지거나 또는 필수적으로 이들로 이루어질 수 있다. 또한 이와 같은 조성물들은 원하는 경우, 본원에서 명백하게 밝히지 않은 성분들 또는 요소들을 함유하지 않을 수두 있다는 것을 이해하게 될 것이다.
특정 양상에 있어서, 본 발명의 이온 주입 시스템은 전술한 바와 같은 종말점 검출 장치 (c), 즉 모니터될 유출 기체 스트림 성분과 반응성을 나타내도록 피복 배치되어 건식 정화 조성물 층의 종말점 작동을 나타내는 이들의 주파수 응답을 변화시키는 석영 결정인 마이크로저울(microbalance)을 포함할 수 있다.
본 발명의 제 3 양상에 있어서, CuO 및 MnOx(상기 식 중, x는 1 ∼ 2 이며, 상기 조성물은 조성물 전체의 중량을 기초로 하여 약 15 ∼ 40 중량%의 CuO 및 약 40 ∼ 60 중량%의 MnOx를 함유함)를 주성분으로 하는 건식 정화 조성물을 사용하는 이온 주입 시스템 유출 스트림은 건식 정화되어 산성 기체와 이들의 수소화물 성분이 제거된다.
본 발명의 제 4 양상에 있어서, 특징 및 구체예들은 후속되는 본원 명세서의 상세한 설명 및 청구의 범위를 통하여 보다 명확해 질 것이다.
본 발명은 이온 주입 유출물내의 특정 성분, 즉 예를 들어 이온 주입 챔버로부터 유출된 유출 스트림내의 유해하거나 또는 바람직하지 않은 성분들을 감소시키기 위하여 이온 주입물 및 결과로 수득되는 이온 주입 유출물을 정화 처리하는 통합 시스템에 관한 것이다.
도1은 본 발명의 구체예에 따른 통합 이온 주입 정화 시스템을 나타내는 개략도이다.
도2는 본 발명의 하나의 구체예에 따른 저장 및 분배 용기 그리고 이와 연결된 플로우 회로(flow circuitory)를 나타내는 개략적인 사시도로서, 이는 본 발명에 따른 통합 이온 주입 정화 시스템내 이온 주입 장치에 있어서의 소스 기체를 저장 및 분배하는데에 유용하게 사용될 수 있다.
도3은 도시된 이온 주입 챔버내에 기질을 이온 주입 도핑시키기 위하여 공급되는 기체를 포함하는 저장 및 분배 용기를 포함하는 이온 주입 공정 시스템을 나타내는 개략도이다.
도4는 본 발명에 따른 이온 주입기 유출 기체를 처리하는데에 사용될 수 있는 건식 정화기 층을 나타내는 개략도이다.
도5는 본 발명의 이온 주입 시스템으로부터 유출된 기체를 정화 처리하는데에 사용되는 정화 조성물의 활성 작동 수명의 종말점을 모니터하는데에 유용하게 사용되는 형태의 석영 마이크로저울을 나타내는 개략도이다.
본 발명의 시스템은 통합된 그리고 유용한 방식으로 도판트 기체를 이온 주입 장치의 이온 소스 챔버로 운반하여 상기 이온 주입 장치에 의하여 수득된 유출 기체 스트림을 처리하는 방법을 제공하는 것이다.
상기 시스템은 유출 기체 스트림과 화학 흡착제 정화 조성물을 접촉시키는 비가역적 화학 흡착을 통해서 유출 기체 스트림내의 이용되지 않은 도판트 기체를 수집하고 상기 화학 흡착 정화 조성물을 계속적으로 모니터하여 유출 기체 스트림의 바람직하지 않은 성분을 제거하는 화학 흡착제 정화 조성물의 성능이 고갈되었는지의 여부를 측정할 수 있도록 한다.
도1은 본 발명의 하나의 구체예에 따른 통합 이온 주입 정화 시스템(100)을 나타내는 개략도이다.
상기 통합 이온 주입 정화 시스템(100)은 이온 주입 작동에 대한 소스 기체의 공급원(102)을 포함하는데, 이것은 도2에 보다 상세히 나타내었으며 이하에 기술된 바와 같은 형태의 소스 기체 저장 및 분배 용기(104)를 포함할 수 있다. 상기 소스 기체 저장 및 분배 용기(104)는 세지 않도록 이루어져 있으며 상기 용기의 내부에 본 발명의 이온 주입시 사용되는 도판트 기체에 대한 흡착 친화성을 갖는 물리적 흡착 물질을 보유하도록 구성되어 있다. 상기 용기(104)는 밸브의 두부 조립체(105)와 연결되어 108번 라인을 포함하는 다중의 기체 분배 조립체(106)와 커플링되어 있고, 여기서 분배된 기체는 도1에 개략적으로 나타낸 이온 주입 장치(110)에 유입되는데, 이에 대해서는 도3과 관련하여 이하에서 보다 상세하게 설명된 형태와 같다.
본 이온 주입 장치에 사용된 도판트 기체로서는, 예를 들어 초소형 전자 장치 구조물과 같은 기질에서의 As+이온 유입시에는 비소 기체일 수 있다.
이온 주입 장치(110)는 유출 기체 스트림내의 불순물을 제거하고 116번 라인의 정화된 유출 기체 스트림을 다운 스트림, 즉 최종 목적 부분으로 방출시킴으로써, 112번 라인의 이온 주입 장치로부터 방출되어 건식 정화 층(114)을 통과하는 유출 기체 스트림을 생성한다.
상기 건식 정화 층(114)은 종말점 모니터(118)을 포함하는데, 이는 유출 기체 스트림의 활성 과정에서의 정화 층의 성능이 고갈되거나 또는 소정의 고갈 수준까지 접근하는 경우(예를 들어, 건식 정화 물질의 전체 성능이 95 % 정도가 되는 시점까지 고갈된 경우), 상기 정화 층 유출 기체 스트림내 불순물이 분해되었음을 나타내는 결과에 대한 출력 모듈(122)과 신호 전송 라인(120)을 통하여 커플링되어 있다.
상기 종말점 모니터는 임의의 적당한 형태일 수 있는데, 예를 들어 미국 특허 제 5,138,869 호 및 제 5,583,282 호에 공개된 바와 같은 일반적 형태의 것일 수 있다. 본 발명의 바람직한 양상에 있어서, 상기 종말점 모니터는 도5와 관련하여 이하에서 더욱 상세히 설명될 형태의 석영 마이크로저울(QMB) 검출기를 포함한다.
이온 주입 시스템(110)으로부터 유출된 기체는 또한 바람직하지 않은 기체 스트림 성분을 제거하기 위하여 제 2 라인(124)으로 방출된후 다시 정화 층(126)으로 유입되고, 다시 128번 라인의 정화 층으로부터 방출되어 추가의 처리 또는 기타 처리 단계를 통과한 정화된 기체 스트림이 수득될 수 있다.
종말점 검출기(130)는 상기와 같이 통과된 스트림중의 불순물의 농도를 감지하도록 배열되어 있으며, 이에 대응하여 상기 유출 기체 스트림내 불순물이 통과되어 나왔음을 나타내는 신호 전송 라인(132)에 의하여 출력 모듈(122)을 통과하며, 이와 동일한 방식으로 정화 층(114)과 연결된 전술한 종말점 검출기(118)에 있어서 상기와 같이 통과되었음을 나타내는 신호를 발생시킨다.
상기 정화 층 (114 및 126)은 도시된 바와 같이 이중으로 제공될 수 있는데, 상기 층들중 하나는 정화 유니트로 보강되어 있으며, 이러한 이중 기능을 수행하는 적당한 밸브 및 장치를 포함하는 라인들(112 및 124)을 가지고 있어서, 상기 층들중 어느 하나가 처음에 작동 개시 상태에 있어서 이온 주입 장치(110)로부터 유출 기체 스트림을 효율적으로 정화시키게 되면, 나머지 하나는 작동 대기 상태에 있게 된다.
온 스트림(on-stream) 층의 종말점 검출기에 의해 오염물 누출점을 표시하는 시그널이 나타난 경우, 이후의 유출 가스 스트림 흐름은 대기(stand-by) 정화 층에 대해 개폐된다. 이는 그 후, 활성 공정 모듈(module)이 됨과 동시에 소모된 정화 층을 교환하여 내부의 정화 조성물을 교체하거나 또는 기타 층이 차례로 소모되는 경우에 활성 정화 조작을 재생시키기 위해 소모된 층을 재생시킨다.
대안적으로, 두개의 정화 층(114 및 126)을 동시에 작동시켜서, 이온 도금 장치 조작 중 생성된 상이한 유출물 스트림을 각각 가공할 수 있다. 예를 들면, 상기 정화 층들 중 하나가 이온 도금 장치로부터 나온 하나의 유출 가스 스트림을 가공하는 동안 다른 하나의 층은 유출물 처리 시스템 내 펌프 누출 가스로부터 유도된 소량의 유출물 스트림을 가공할 수 있다.
정화 시스템은 이온 주입 장치와 관련하여 전체 시스템과는 별도의 구별되는 성분, 및 이온 주입 가스의 공급원으로서 전개시킬 수 있거나, 대안적으로 도 1에 도시한 바와 같이 이온 주입기의 단일 하우징을 표시하는 점선(111)을 참고로, 공급원 및/또는 정화 시스템을 이온 주입기 자체에 전개시킬 수 있다.
이러한 방식으로 정화 시스템은, 이온 주입기 및 관련 부품(예, 이온화기 유닛, 이온 선택/해제 유닛, 촛점용 전극 등)을 구비한 하우징에 단일 모듈 시스템으로서 통합될 수 있으며, 이는 종말점 검출기에 의해 검출되는 공정 조건, 예를 들면 이온화 전압, 자기장 세기, 주입기 압력 및 정화 층내 오염물(들)의 누출점을 나타내는 출력 또는 디스플레이 패널(도 1에 도시되지 않음)과 결합된다.
종말점 검출에 의해 검출된 누출점 조건은 임의의 적합한 방식(들), 예컨대 초음파 경보, 가시적 출력(예, 비색 디스플레이, 시각적 표식(출력) 데이타 등)으로 출력될 수 있다. 이는 온 스트림 정화 사용에 의해 소모된 정화 층내 정화 조성을 변화시켜야 한다는 것을 알려준다.
도 1에 도시된 시스템에 의하면, 이온 주입기 장치, 예를 들면 이온 공급원 챔버를 나온 공정 가스는, 유출물 가스 스트림 중에서 감소시키고자 하는 이온 주입 가스에 특정한 건조 정화용 조성물을 함유하는 용기(들)로 배기된다. 건조 정화용 조성물은, 유출물, 예를 들면 이온 공급원 챔버 배기물로부터, 화학흡착법, 즉 정화 처리 후 최종 배출 공정에 있어 폐가스 종을 정화 장치에 최대 작동자 안정성과 최대 환경 친화성을 지니도록 비가역 결합시킴으로써 폐가스를 제거한다.
그러므로, 건조 정화 조성물은, 상기 공정에 의해 생성되는 유출 가스 스트림(들)을 처리하는 이온 주입 장치 내에 전개되며 환경 친화적인 배출 스트림을 생성하는 카니스터 중에 제공될 수 있다. 이러한 카니스터는 종래의 접합자 장치를 사용하는 배관 및 밸브로부터 동일물을 분리시키고, 소모된 정화 매체로된 카니스터를 새로운 매체로 된 카니스터로 교체함으로써 쉽게 변화시킬 수 있다.
폐기 가스의 처리를 위한 상기 일회용 카니스터에 사용된 정화 매체의 양은 카니스터를 주입기 시스템 하우징에 내부 배치시키는 경우, 이온 주입기내에 존재하는 죽은 공간에 의해, 그리고 이온 주입 시스템에 사용되는 이송 가능한 도핑 가스 공급원의 용량에 의해 정해진다. 공급원 부피는 시스템 처리량과 매치시키는 것이 바람직하므로, 이로써 공급 가스 용기의 부피는 시스템에 사용된 폐가스 경감 카니스터(들)의 제거 용량을 초과하지 않는다.
본 발명의 바람직한 일면에 따르면, 상기 각각의 폐가스 처리 카니스터는 통합 종말점 검출기 센서 요소에 장착된다. 종말점 검출기를 제작하고, 이를 목적하는 범위, 예컨대 폐가스 처리 카니스터 용량의 90 또는 95%이 소모되는 경우, 이를 알리도록 작동 및 배열한다. 처리 카니스터의 용량은 이온 주입 도판트 가스용 공급원의 용량을 초과하도록 선택(카니스터를 일정 크기로 만들고 적당한 정화 조성물을 사용하는 것에 의함)하는 것이 가장 바람직하다. 이로써 종말점 검출기는 여분의 안전 장치 기능을 갖는다.
정화 조성물을 함유하는 상기 카니스터 유닛에서, 카니스터와 결합된 종말점 검출기 센서 요소는 일회용인 것이 바람직하므로, 카니스터 교체 과정중 검출기의 간편한 조절 플랫폼으로부터 플러그를 뽑아놓을 수 있으며, 새로운 화학흡착 층이 내장되어 있는 경우, 새로운 검출기 요소의 플러그를 조절 플랫폼에 꼽아놓을 수 있다.
바람직한 실시상태에서, 검출기 센서는 두개의 전극에 의해 공명 주파수에서 고체 상태의 석영 단일 결정을 횡단하여 진동 전압이 걸린 상기 결정으로 이루어진다. 전극 재료는 유익한 오염 가스 종과 반응하는 것으로 선택될 수 있거나 또는 결정은 피복물위에 침착되건 혹은 피복물과 반응하여 처음 제공된 것과는 다른 질량의 반응 피복물을 생성하건 간에 오염 가스 종과 상호작용하는 피복 재료위에 침착될 수 있다.
모든 경우, 진동함에 따라 결정의 질량 변화가 결정의 주파수 응답을 변화시키고, 결정과 유익한 가스 종의 상호작용, 즉 유익한 가스 종의 누출이 있음을 나타낸다. 주파수 이동이 감지되며 감지용 시그널은 종래의 시그널 처리 수단 및 기법에 의해 작동하여 누출 현상이 발생하였음을 알리는 출력을 제공한다.
구체적인 실시예에 따르면, QMB 검출기는 아날로그 4-20 mA 시그널을 발생시키도록 배열되고 작동될 수 있고, 이는 호스트 이온 주입기의 기타 경보 회로와 통합되어 주입기 유닛 제어 패널을 통해 대기하는 경보 상태를 제공하며, 이온 주입 유닛은 가스 누출이 일어나면 주입 공정을 정지하도록 연동시킬 수 있다.
이러한 방식의 본 발명 시스템은 저압 주입 가스 공급원을 구비함으로 인한 안전한 가스 운송, 폐가스 경감 및 실시간 독가스 모니터링을 통합하였다. 이들 기능을 이온 주입 도구에 자체적으로 직접 통합시킴으로써, 종래 구비하였던 외부 가스 캐비넷, 경감 시스템 및 독가스 모니터에 대한 필요성이 제거된다.
본 발명 통합 시스템의 사용으로 경비를 절약하고, 완전한 형태의 이온 주입기 설치에 필요되는 공간을 감소시키며, 주입기 조작의 안전성이 종래의 시스템에 비해 크게 강화되었다.
도 2는 보관 및 분배 용기(202)를 포함하는 보관 및 분배 시스템(200)의 개략도이다. 보관 및 분배 용기는, 예컨대 종래의 가늘고 긴 가스 실린더 컨테이너 또는 소정의 크기와 모양의 기타 용기를 포함할 수 있다. 용기 벽(204)에 접경한 용기의 내부 부피에 적당한 흡착 매체(206)의 층이 배치된다.
이온 주입용 가스는 물리흡착법으로, 예컨대 약 10 내지 약 800 torr, 바람직하게는 약 20 내지 약 650 torr 범위의 용기 내부 압력에서 흡착 매체상에 보유된다. 기체 분자를 갖는 흡착제의 낮은 상호작용 에너지는 압력 차에 의해 공급원 실린더로부터 이온 공급 챔버로 기체가 이송되게 한다. 이온 공급 챔버(예, 10-6torr)와 실린더(예, 650 내지 20 torr)간 압력 차는 크므로, 이온 주입에 요구되는 속도(~ 5 sccm)에서 실린더로부터 챔버로의 유량을 계측할 수 있으며, 실질적으로 가스에 대한 모든 실린더 용량을 이용할 수 있다. 유량은 높은 컨덕턴스 계측용 밸브, 열량 흐름 조절기 및 압력 흐름 조절기를 사용하여 적당하게 조절될 수 있다.
용기(12)는 그 상단에, 실린더(202)의 주몸체와 연합된 종래의 실린더 헤드 유체 분배용 조립체(208)를 구비함으로써 실린더의 내부 부피로부터 분배용 조립체(210)로 유체가 흐른다.
용기(12)는 또한 솔베이트 유체의 탈착을 열적으로 돕는 데 사용되는 내부 가열 수단(도시되지 않음)을 구비할 수도 있다. 그러나, 솔베이트 유체는 적어도 부분적으로, 가장 바람직하게는 전부가 한편으로는 보관 및 분배 용기 사이, 다른 한편으로는 외부 분배 환경 및 사용 지점 사이를 연통시킴으로써 얻어지는 압력 차이에 의해 상기 흡착 유체를 함유하는 보관 및 분배 용기로부터 분배되는 것이 바람직하다. 또한, 펌프, 송풍기, 팬, 이덕터(eductor), 이젝터(ejector) 등 또는 용기로부터 분배 유체의 사용 지점으로 유체 유동을 돕는 기타 임의의 동력 드라이버를 포함하는 용기의 분배 수단들을 증가시킬 수도 있다.
솔벤트 매체(16)는 보관하고 이후 용기(12)로부터 분배시키고자 하는 유체에 대해 흡착 친화도를 지니면서, 그로부터 솔베이트를 적당히 탈착시킬 수 있는 임의의 적당한 흡수 기능의 재료를 포함할 수 있다. 그 예로는 결정질 알루미노실리케이트 조성물, 예컨대 기공 크기가 약 4 내지 약 13 Å 범위인 미소구(micropore) 알루미노실리케이트 조성물, 기공 크기가 약 20 내지 약 40 Å 범위인 준미소구(mesopore) 결정질 알루미노실리케이트 조성물, 탄소 솔벤트 재료, 예를 들면 매우 균일한 입자 모양의 비이드 활성탄 솔벤트(예, BAC-MP, BAC-LP 및 BAC-G-70R 비이드 탄소 재료(미국 뉴욕주 뉴욕에 소재한 크레하 코포레이션 오브 아메리카(Kreha Corporation of America) 제품), 실리카, 알루미나, 미세망상구조의 중합체, 규조토, 다공성 실리콘, 다공성 테플론 등이 있다.
솔벤트 재료는 유체 보관 및 분배 시스템의 성능에 나쁜 영향을 미칠 수 있는 미량 성분을 함유하지 않도록 적당히 가공 또는 처리될 수 있다. 솔벤트를, 예를 들면 금속 및 전이금속 종 산화물과 같은 미량 성분이 충분히 제거되도록 플루오르화수소산 등으로 세척할 수 있거나 또는 소정의 순도 및/또는 성능 특징을 확고히 하도록 가열 또는 가공될 수 있다.
솔벤트는 보관 및 이후 용기(12)로부터 분배시키고자 하는 유체에 대해 흡착 친화도를 지니면서, 분배 조작에 만족할만한 탈착 특징을 갖는 입자, 과립, 압출물, 분말, 천, 웨브 재료 형태, 벌집 또는 기타 모노리스식 형태, 복합체 또는 유용한 솔벤트 재료로 적당한 기타 형상으로 제공된다.
언급한 바와 같이, 일반적으로 후속적으로 분배시키고자 하는 가스의 흡착(보관 및 분배 용기의 초기 하중에서 솔벤트 매체에 대한 이온 주입 가스의 흡착) 및 탈착에 있어서는 상온 조건에서 압력 차에 의해서만 조작하는 것이 바람직하기는 하나, 보관 및 분배 용기는 경우에 따라 고체 상태의 물리적 솔벤트 매체를 선택적으로 가열하기 위한 보관 및 분배 용기와 관련하여 움직이도록 배열된 히터를 사용하여 솔벤트 유체를 고체 상태의 물리적 솔벤트 재료로부터 열적으로 강화된 탈착을 수행하는 것이 유리할 수도 있다.
보관 및 분배 용기는 임의로, 오염물, 예를 들면 내부의 솔베이트 유체의 분해 생성물에 대해 흡착 친화도를 지닌 화학적 솔벤트 재료와 함께 보관 및 분배 용기내에 존재하는 고체 상태의 물리적 솔벤트 재료로 임의로 구성될 수 있다.
도 3은 예시된 이온 주입 챔버(301) 내 기재(328)의 이온 주입 도핑용으로 공급되는 비소 가스를 보유하는 그 내부 부피에 솔벤트 재료(306)를 함유하는 보관 및 분배 용기(302)를 포함하는 이온 주입 공정 시스템(300)의 개략도이다.
보관 및 분배 용기(302)는 솔벤트 재료(306)를 보유하는 내부 부피를 봉입하는 용기벽(306)을 포함하는데, 이는 전술한 바와 같이 비이드, 입자 또는 기타 미분된 형태일 수 있다. 솔베이트 가스는 솔벤트 재료 상에서 용기의 내부 부피에 보유된다.
보관 및 분배 용기(302)는 배출 라인(312)과 기체 유통하도록 결합된 밸브 헤드(308)를 포함한다. 압력 센서(310)는 질량 흐름 조절기(314)와 함께 라인(312)에 배치된다. 기타 모니터 및 감지 부품도 이 라인과 결합될 수 있고, 조절 수단, 예컨대 작동기(acatutor), 피드백 및 컴퓨터 제어 시스템, 사이클 타이머 등과 접속될 수 있다.
이온 주입 챔버(301)는 라인(312)으로부터 분배 가스, 예컨대 비소를 수용하고 이온빔(305)을 발생시키는 이온 빔 발생기 또는 이온화기(316)를 구비한다. 이온빔(305)은 필요한 이온을 선택하고 선택되지 않은 이온을 배출하는 질량 분석 유닛(322)를 통과한다.
선택된 이온은 가속 전극 배열(324)와 편향 전극(326)을 통과한다. 이와 같이 하여 얻은 조준된 이온빔은 스핀들(332) 상에서 회전하도록 장착된 회전식 홀더(330)에 배치된 기판 요소(328)상에 충돌시킨다. As+이온의 이온빔을 사용하여 원하는 대로 기판을 n-도핑시킴으로써 n-도핑된 구조가 형성된다.
이온 주입 챔버(301)의 각 섹션은 펌프(320, 342 및 346)에 의해 각각 라인(318, 340 및 344)을 통해 배기된다.
논의한 바와 같이, 보관 및 분배 시스템을 이온 주입기와 통합시킴으로써 두 유닛을 단일 설비내에 둘 수 있다.
도 4는 본 발명에 따라 이온 주입기 유출 가스의 처리에 사용될 수 있는 건조 정화 층 유닛(400)의 개략도이다.
건조 정화 층 유닛(400)은 입구(408)의 폐가스 스트림 공급물 통로(406)와 연통하고, 출구(412)의 정화 처리된 가스 방출 통로(410)와 연통하는, 내부 용기 부피(404)를 포위한 용기(402)를 포함한다. 용기(402)의 각 입구 및 출구 단부에는 스크린 또는 그릿 부재(414 및 416)가 각각 제공된다. 이들 유공성 부재는 정화 매체로 된 층(411)을 용기의 내부 부피에 포함하도록 활용되므로, 폐가스가 내부 정화 매체층을 경유하여 입구(406)로부터 용기의 출구(412)로 흐름에 따른 고형물 마모는 일어나지 않는다.
정화 매체로 된 층(411)은 화학흡착 정화 재료의 단일한 균질 조성물을 포함하거나, 또는 도 4에 도시한 바와 같이 서로 다른 정화 재료로 된 다수개의 별도 구간(418, 420 및 422)을 포함할 수 있다. 대안적으로, 정화 매체는 전술한 것과 같은 균질 혼합물을 제공하도록 혼합되는 상이한 정화 재료를 포함할 수 있다.
따라서, 별개의 층 구간에서 또는 정화 재료를 혼합한 혼합물의 성분으로서 상이한 정화 재료를 사용할 수 있는데, 각각의 정화 재료는 상이한 폐가스 성분의 제거용으로 선택적이다. 예컨대, 하나의 상기 정화 재료는 이온 주입기로부터 나온 유출 가스 스트림의 산 가스 성분에 대해 매우 선택적일 수 있고, 또 다른 정화 재료는 유출 가스 스트림내 수소화물 가스 종에 대해 매우 선택적일 수 있다.
본 발명의 바람직한 조성의 실시상태에서는, 강염기, 예를 들면 KOH, LiOH, NaOH, BaOH 등으로 함침하여 변형시킨 시판 재료를 주성분으로 하는 신규의 조성물을 사용하여 유출 가스 스트림의 산 가스 및 수소화물 가스 성분을 동시에 제거한다.
더욱 구체적으로는, 한가지 조성면에 있어서, Fe2O3(니싼 거들러(Nissan Girdler)에서 N-600 촉매로 시판함)를 주성분으로 하는 정화 재료는 가스 스트림 성분들, 예컨대 Cl2및 BCl3에 대한 정화로서 효과적이다. 이 재료를 강염기, 예를 들면 KOH, LiOH, NaOH 또는 BaOH로 함침시키면 더욱 빠른 정화 재료가 생성되는데, 여기서 강염기는 산/염 반응을 촉매화하는 작용을 하므로 이렇게 하여 변성된 정화는 처음에는 이온 주입물인 폐가스 스트림의 산 가스 오염물을 화학적으로 흡착할 것이다. 이어서, 염기는 오염물을 저 염기성의 Fe2O3로 이동시켜서 염기를 그것의 "원시" 상태로 복귀시키고 추가의 산 가스 오염물을 화학적으로 흡착하도록 염기를 콘디셔닝한다.
또한, 이러한 염기 함침법의 변형법을 기타 종래의 입수 가능한 정화 재료, 예를 들면 Ca(OH)2를 주성분으로 하는 정화 재료(니싼 거들러에서 N-620으로, 그리고 O. C. 루고(Lugo)에서 Sofnolime으로 시판함); Fe2O3및 MnOx를 주성분으로 하는 정화 재료(니싼 거들러에서 N-150으로 시판함, 60% Fe2O3및 30% MnOx함유); CuO 및 MnOx를 주성분으로 하는 정화 재료(니싼 거들러에서 N-140으로 시판함, 22% CuO 및 50% MnOx함유); 및 CuO, Al2O3및 SiO2를 주성분으로 하는 정화 재료(유나이티드 카탈리스트(United Catalysts)에서 G-132D로 시판함)에도 적용할 수 있다. 이들 시판 재료를 강염기, 예컨대 KOH로 함침시킴으로써, 수소화물 및 산 가스 제거 성능을 결합시킨 빠른 산 가스 정화 조성물이 생성된다.
MnOx를 함유하는 전술한 조성물에서, x는 1 내지 2이다. 1과 2 사이의 x 값은 정화 조성물의 산소 대 망간의 화학량론적인 비정수비에 의해 및/또는 MnO 및 MnO2의 물리적 혼합물에 의해 얻어질 수 있다.
경우에 따라서는, KOH 또는 기타 강염기로 함침되지 않은 정화 재료를 사용하여 조작하는 것도 가능하다. 예를 들면, 처리되는 유출 가스 스트림의 산 가스 성분 적당히 소량이고/이거나 정화 재료가 유출 가스 스트림의 산 가스 성분에 대해 충분한 용적(예로, 정화 층 1 ℓ당 산 가스의 몰 단위로 측정됨)을 지니는 경우를 들 수 있다.
산 가스와 수소화물 가스를 동시에 제거하기 위한 본 발명의 광범위한 실시에 유용하게 사용될 수 있는 상기 비함침 정화 조성물 증 하나는 CuO 및 MnOx를 주성분으로 하는 정화 재료(니싼 거들러에서 N-140으로 시판함, 22% CuO 및 50% MnOx함유(x는 1 내지 2로서, 예컨대 약 1.5 내지 약 1.7임))이다.
비소 및 삼플루오르화붕소를 함유하는 가스 스트림으로부터 비소 및 삼플루오르화붕소의 제거 정도를 평가하는 시험에서, 상기 CuO/MnOx재료는 건조 과립 형태(예, 8 x 14 과립)로 사용될 때, 이들 가스 성분의 제거 정도가 예기치 않게 높음이 입증되었다.
CuO/MnOx정화 재료의 건조 상태는 수분 제거제와 함께, 예컨대 데시칸트 또는 수분 제거용 화학흡착제의 의 보호층 내에서, 정화 재료 층의 상류에서, 또는 CuO/MnOx재료와 수분 제거제의 혼합층에서 정화 재료를 이용함으로써 보장될 수 있다.
정화 재료는 임의의 적당한 형태, 예를 들면 비이드, 과립 또는 압출물 형태로 사용될 수 있다. 정화 재료의 크기, 모양 및 형태는 주어진 최종 용도에서 정화 재료에 대한 일련의 최적 특징들을 갖는 것으로 당해분야의 기술 범위내에서 용이하게 결정할 수 있다.
도 5는 본 발명을 실시에 있어서, 이온주입 시스템으로부터 나온 유출 가스를 정화하는 데 사용되는 정화 조성물의 유효 가공 수명의 종말점을 모니터하는 데 유용하게 사용되는 일정 타입의 석영 마이크로저울 장치의 개략도이다.
도 5는 센서 요소(550) 및 하우징(560)을 포함하는 본 발명의 한 실시상태에 따른 QMB 검출기의 전개도를 나타낸다. 센서 요소(550)는 해당 유체 성분과 상호작용하여 처음의 피복 재료와는 다른 질량 특성의 상호작용 생성물을 산출하는 적당한 재료로 피복된 압전(壓電) 결정(554)을 포함한다. 피복된 결정은, 플러그 부재(552)가 피복 결정이 캐비티(562) 내로 연장되어 있는 하우징(560)과 맞물렸을 때, 피복된 압전 결정(554)의 각 리이드(556 및 558)가 플러그 부재 밖으로 돌출되도록 플러그 부재(552)에 장착된다.
하우징(560)은 센서 요소(550)를 포함하고 있는 캐비티(562)내로 가스가 유동할 수 있도록 하는 개구(564)를 갖는 것을 특징으로 한다. 도 5의 정면 투시도에 도시되어 있지는 않으나, 하우징(560)은 피복된 압전의 결정을 통과하여 흐르는 가스를 하우징으로부터 배출하기 위해 개구(564)의 맞은편에 그 개구와 일치하는 또 다른 개구를 갖는다.
센서 부재의 리드선(556 및 558)은 도 3에 전자 모듈(566)로서 개략적으로 도시한 적합한 전자 수단에 회로 관계로 연결할 수 있는데, 이 전자 수단에 의해 가수 불순물 종의 존재 및 농도를 검출할 수 있다. 전자 모듈(566)은 와이어(563 및 565)에 의해 각각 센서 부재 리드선(556 및 558)에 연결된다.
전자 모듈(566)은 (i) 진동 전기장을 가하면서 압전 결정의 출력 공명 주파수를 샘플링하는 가능, (ii) 센서 물질이 모니터되는 유출 기류 중의 오염물과 상호 작용할 때 입사하는 기본 공명 주파수로부터 고체 상호 작용 생성물의 형성까지 공명 주파수의 변화를 측정하는 기능 및 (iii) 상기 유출 기류 중의 오염물의 존재를 나타내는 출력을 생성시키는 기능을 제공한다.
도 5에 도시한 센서 어셈블리의 구체적 양태에서, 하우징(560)은 알루미늄 하우징을 포함할 수 있는데, 이 하우징은 센서 부재의 삽입을 위해 만들어진 공동(562) 및 가스가 센서를 통해 흐르게 하기 위해 두 개의 공급물 통과(¼" NPT) 개구부(개구부(562) 및 도 5에 도시하지 않은 반대쪽 개구부)를 구비한다. 상기 하우징의 형체 내에는 유동 제한용 구멍이 있다. 상기 ¼" 알루미늄 하우징은 세정 용기 상에 직접 끼워지고, 전단 드라이버 전자 수단이 센서 어셈블리의 다리부(리드선(556 및 558)) 상이 직접 꽂혀진다. 생성 어셈블리는 세정 용기의 센서관에 연결되거나 또는 세정 용기나 그 내부의 세정층과 유동 감지 연통 관계로 결합될 수 있다.
다양한 예시적 측면, 특징 및 양태와 관련하여 본 발명을 제시하고 설명하였지만, 본 발명의 용도가 여기에 국한되는 것이 아니라, 본 발명의 기타 변형예, 개조예 및 기타 양태에까지 미치고 이들을 포함한다는 것을 이해할 수 있다. 그러므로, 첨부하는 특허 청구 범위는 그 발명 사상 및 범위 내에 본 발명의 그러한 기타 변형예, 개조예 및 기타 양태를 포함하는 것으로 이해되고 해석되어야 한다.
본 발명의 이온 주입용 통합 시스템은 반도체 장치의 제조용 기판 내로 도판트종을 도입할 수 있을 뿐만 아니라, 유출 기류 중에서 유해하거나 또는 바람직하지 않은 성분을 포함(이에 국한되지 않음)하는 선택된 성분의 감소를 위해 생성 이온 주입 유출물을 세정 처리할 수 있다. 본 발명의 이온 주입 방법을 이용하여 통상의 이온 주입 공정의 특정 위험을 감소시킬 수 있으며, 이온 주입 공정 유출물의 처리용으로 개량된 시스템을 제공할 수 있다.

Claims (22)

  1. (a) 이온 주입 공정용 소스 가스의 공급부와, 이와 유동 연통 관계로 결합되어 있는 (b) 이온 주입 장치를 구비하는 이온 주입 공정 시스템으로서, 이온 주입 장치는 유출 기류를 (c) 유출 감소 장치로 방출하여 유출 기류로부터 유해성 유출물 종을 제거하며, 상기 (a) 및 (c) 중 적어도 하나가 상기 (b)와 통합된 단일 어셈블리로 배치되어 있는 것이 특징인 이온 주입 공정 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 소스 가스 공급부가 소스 가스를 흡착에 의해 보유하는 물리적 흡착 매질을 수용하는 저장 및 분배 용기를 포함하고, 소스 가스를 용기로부터 분배하는 수단 및 분배된 가스를 이온 주입 장치로 유동시키는 수단을 포함하는 것이 특징인 이온 주입 공정 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 유출물 감소 장치가 단일 및 통합 공정 장치로서 이온 주입 장치에 위치하는 것이 특징인 이온 주입 공정 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 유출물 감소 장치가 이온 주입 장치로부터 배출된 유출 기류의 1종 이상의 성분과 반응성이 있는 화학 흡착성 재료층을 보유하는 정화통 (canister)을 포함하고, 이 정화통은 이온 주입 장치의 불필요한 공간 부피 중에 포함되고, 거기로 통과되는 유출 기류가 유동하도록 배치된 것이 특징인 이온 주입 공정 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 정화통이 정화통을 통해 유동되는 유출 기류의 처리 시에 화학 흡착성 재료의 용량의 배기법을 측정하기 위한 관련 종말점 검출 장치를 구비하는 것이 특징인 이온 주입 공정 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 유출 감소 장치가 유출 기류 중의 1종 이상의 성분과 상호작용하는 석영 결정 마이크로저울을 구비하여 석영 결정 마이크로저울의 진동 주파수의 변화를 산출하는데, 이것이 거기를 통과하는 유출 기류의 유동 중에 상기 성분의 통과의 표시인 것이 특징인 이온 주입 공정 시스템.
  7. 이온 주입 소스 가스의 공급부와, 이와 가스를 수용하는 관계로 배열되어 있는 이온 주입 장치 및 유출 기류의 1종 이상의 성분을 제거하는 용도의 유출 감소 장치를 구비하는 이온 주입 공정 시스템으로서, 이온 주입 장치는 유출 기류를 생성시키며, 이온 주입 소스 가스 공급부, 이온 주입 장치 및 유출 감소 시스템이 단일 하우징에 소재하는 것이 특징인 이온 주입 공정 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 유출 감소 장치가 유출 기류의 산 가스 성분과 수화물 가스 성분을 화학 흡착할 수 있는 화학 흡착성 조성물을 포함하는 특징인 이온 주입 공정 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 유출 감소 장치가 하기 조성물로 구성된 군에서 선택되는 화학 흡착성 조성물을 포함하며, 정화 조성물 중에 존재할 때 염기는 함침된 염기 성분이 부족한 상응하는 조성물에 대해 조성물의 정화능을 증가시키기에 충분한 농도로 존재하는 것이 특징인 이온 주입 공정 시스템:
    (ⅰ) Fe2O3
    (ⅱ) 염기가 함침된 Fe2O3
    (ⅲ) Ca(OH)2
    (ⅳ) 염기가 함침된 Ca(OH)2
    (ⅴ) Fe2O3및 MnOx(상기 식 중, x는 1 ∼ 2)
    (ⅵ) 염기가 함침된 Fe2O3및 MnOx(상기 식 중, x는 1 ∼ 2)
    (ⅶ) CuO 및 MnOx(상기 식 중, x는 1 ∼ 2)
    (ⅷ) 염기가 함침된 CuO 및 MnOx(상기 식 중, x는 1 ∼ 2)
    (ⅸ) CuO, Al2O3및 SiO2; 및
    (ⅹ) 염기가 함침된 CuO, Al2O3및 SiO2.
  10. 제9항에 있어서, 염기가 KOH, BaOH, LiOH, NaOH 및 이들 종의 2종 이상의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 것이 특징인 이온 주입 공정 시스템.
  11. 이온 주입 공정을 수행하기 위한 이온 주입 장치; 이와 유동 연통 관계로 결합되고 이온 주입 장치와 함께 이온 주입 공정 중에 소스 가스의 이온화 생성물을 포함하는 유출 기류를 배출하는 이온 주입 공정용 소스 가스의 공급부; 및 유출 기류로부터 유해한 유출종을 제거하는 용도의 유출 감소 장치를 구비하는 이온 주입 공정 시스템으로서,
    이 시스템은 (a)부 및 (b)부 ; (a)부 및 (c)부 ; (a)부, (b)부 및 (c)부 ; (b)부 ; 그리고 (b)부 및 (c)부와 같은 특징부 세트 중의 하나를 포함하는데, 상기 특징부에서, (a)~(c)는 다음과 같은 특징부이다:
    (a) 물리적 흡착 매체로부터 소스 가스를 탈착시키고 용기로부터 이온 주입 장치로 상기 기체를 배출시킴으로써 용기로부터 소스 가스를 분배하는 수단과 함께, 소스 가스가 물리적으로 흡착되어 있는 물리적 흡착 매체를 함유하는 저장 및 분배 용기를 포함하는 소스 가스 공급부;
    (b) 유해 유출 종을 제거하기 위하여 유출 기류와 접촉시키는 건식 정화 조성물을 포함하는 유출 감소 장치부로서, 상기 건식 정화 조성물은 다음의 조성물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 유출 감소 장치부:
    (ⅰ) Fe2O3
    (ⅱ) 염기가 함침된 Fe2O3
    (ⅲ) Ca(OH)2
    (ⅳ) 염기가 함침된 Ca(OH)2
    (ⅴ) Fe2O3및 MnOx(상기 식 중, x는 1 ∼ 2)
    (ⅵ) 염기가 함침된 Fe2O3및 MnOx(상기 식 중, x는 1 ∼ 2)
    (ⅶ) CuO 및 MnOx(상기 식 중, x는 1 ∼ 2)
    (ⅷ) 염기가 함침된 CuO 및 MnOx(상기 식 중, x는 1 ∼ 2)
    (ⅸ) CuO, Al2O3및 SiO2그리고
    (ⅹ) 염기가 함침된 CuO, Al2O3및 SiO2;
    [이때, 상기 정화 조성물에 존재하는 염기는 함침된 염기 성분이 존재하지 않는 해당 조성물에 비하여 상기 조성물의 정화 성능을 상대적으로 증가시키기에 충분한 농도로 존재한다.]
    (c) 유해 유출 기체 종들을 제거하기 위하여 유출 기류가 유동되는 하나 이상의 건식 정화 조성물 층, 및 상기 층의 정화 능력이 소정의 수준까지 감소되는지 여부를 측정하기 위하여 상기 층 각각에 작동 가능하도록 연결된 종말점 모니터 장치를 포함하는 유출 감소 장치부.
  12. 제11항에 있어서, 염기가 KOH, NaOH, LiOH 및 BaOH로 구성된 군에서 선택되는 것이 특징인 이온 주입 공정 시스템.
  13. 제11항에 있어서, 종말점 검출 장치로서 (c) 모니터할 유출 기류 성분이 상호 작용하는 피복물과 함께 배치되어 건식 정화 조성물 층의 종말점 작동의 표시인 주파수 반응의 변화를 산출하는 석영 결정 마이크로저울을 구비하는 것이 특징인 이온 주입 공정 시스템.
  14. 이온 주입 공정을 수행하기 위한 이온 주입 장치; 이와 유동 연통 관계로 결합되고 이온 주입 장치와 함께 이온 주입 공정 중에 소스 가스의 이온화 생성물을 포함하는 유출 기류를 배출하는 이온 주입 공정용 소스 가스의 공급부; 및 유출 기류로부터 유해한 유출종을 제거하는 용도의 유출 감소 장치를 구비하는 이온 주입 공정 시스템으로서, 상기 소스 가스의 공급부 및 유출 감소 장치가 다음과 같은 것인 이온 주입 공정 시스템:
    (a) 물리적 흡착 매체로부터 소스 가스를 탈착시키고 용기로부터 이온 주입 장치로 상기 기체를 배출시킴으로써 용기로부터 소스 가스를 분배하는 수단과 함께, 소스 가스가 물리적으로 흡착되어 있는 물리적 흡착 매체를 함유하는 저장 및 분배 용기를 포함하는 소스 가스 공급부;
    (b) 유해 유출 종을 제거하기 위하여 유출 기류와 접촉시키는 건식 정화 조성물을 포함하는 유출 감소 장치부로서, 상기 건식 정화 조성물은 다음의 조성물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 유출 감소 장치부:
    (ⅰ) Fe2O3
    (ⅱ) 염기가 함침된 Fe2O3
    (ⅲ) Ca(OH)2
    (ⅳ) 염기가 함침된 Ca(OH)2
    (ⅴ) Fe2O3및 MnOx(상기 식 중, x는 1 ∼ 2)
    (ⅵ) 염기가 함침된 Fe2O3및 MnOx(상기 식 중, x는 1 ∼ 2)
    (ⅶ) CuO 및 MnOx(상기 식 중, x는 1 ∼ 2)
    (ⅷ) 염기가 함침된 CuO 및 MnOx(상기 식 중, x는 1 ∼ 2)
    (ⅸ) CuO, Al2O3및 SiO2그리고
    (ⅹ) 염기가 함침된 CuO, Al2O3및 SiO2
    [이때, 상기 정화 조성물에 존재하는 염기는 함침된 염기 성분이 존재하지 않는 해당 조성물에 비하여 상기 조성물의 정화 성능을 상대적으로 증가시키기에 충분한 농도로 존재한다.].
  15. 이온 주입 공정을 수행하기 위한 이온 주입 장치; 이와 유동 연통 관계로 결합되고 이온 주입 장치와 함께 이온 주입 공정 중에 소스 가스의 이온화 생성물을 포함하는 유출 기류를 배출하는 이온 주입 공정용 소스 가스의 공급부; 및 유출 기류로부터 유해한 유출종을 제거하는 용도의 유출 감소 장치를 구비하는 이온 주입 공정 시스템으로서, 상기 소스 가스 공급부와 유출 감소 장치는 다음과 같은 것인 이온 주입 공정 시스템:
    (a) 물리적 흡착 매체로부터 소스 가스를 탈착시키고 용기로부터 이온 주입 장치로 상기 기체를 배출시킴으로써 용기로부터 소스 가스를 분배하는 수단과 함께, 소스 가스가 물리적으로 흡착되어 있는 물리적 흡착 매체를 함유하는 저장 및 분배 용기를 포함하는 소스 가스 공급부;
    (b) 유해 유출 종을 제거하기 위하여 유출 기류와 접촉시키는 건식 정화 조성물을 포함하는 유출 감소 장치부로서, 상기 건식 정화 조성물은 다음의 조성물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 유출 감소 장치부:
    (ⅰ) Fe2O3
    (ⅱ) 염기가 함침된 Fe2O3
    (ⅲ) Ca(OH)2
    (ⅳ) 염기가 함침된 Ca(OH)2
    (ⅴ) Fe2O3및 MnOx(상기 식 중, x는 1 ∼ 2)
    (ⅵ) 염기가 함침된 Fe2O3및 MnOx(상기 식 중, x는 1 ∼ 2)
    (ⅶ) CuO 및 MnOx(상기 식 중, x는 1 ∼ 2)
    (ⅷ) 염기가 함침된 CuO 및 MnOx(상기 식 중, x는 1 ∼ 2)
    (ⅸ) CuO, Al2O3및 SiO2그리고
    (ⅹ) 염기가 함침된 CuO, Al2O3및 SiO2;
    [이때, 상기 정화 조성물에 존재하는 염기는 함침된 염기 성분이 존재하지 않는 해당 조성물에 비하여 상기 조성물의 정화 성능을 상대적으로 증가시키기에 충분한 농도로 존재한다.]
    (c) 유해 유출 기체 종들을 제거하기 위하여 유출 기류가 유동되는 하나 이상의 건식 정화 조성물 층, 및 상기 층의 정화 능력이 소정의 수준까지 감소되는지 여부를 측정하기 위하여 상기 층 각각에 작동 가능하도록 연결된 종말점 모니터 장치를 포함하는 유출 감소 장치부.
  16. 이온 주입 공정을 수행하기 위한 이온 주입 장치; 이와 유동 연통 관계로 결합되고 이온 주입 장치와 함께 이온 주입 공정 중에 소스 가스의 이온화 생성물을 포함하는 유출 기류를 배출하는 이온 주입 공정용 소스 가스의 공급부; 및 유출 기류로부터 유해한 유출종을 제거하는 용도의 유출 감소 장치를 구비하는 이온 주입 공정 시스템으로서, 상기 유출 감소 장치가 유해 유출종을 제거하기 위해 유출 기류와 접촉하는 건식 정화 조성물을 포함하고, 이 건식 정화 조성물이 다음 조성물로 구성된 군에서 선택되는 것인 이온 주입 공정 시스템:
    (ⅰ) Fe2O3
    (ⅱ) 염기가 함침된 Fe2O3
    (ⅲ) Ca(OH)2
    (ⅳ) 염기가 함침된 Ca(OH)2
    (ⅴ) Fe2O3및 MnOx(상기 식 중, x는 1 ∼ 2)
    (ⅵ) 염기가 함침된 Fe2O3및 MnOx(상기 식 중, x는 1 ∼ 2)
    (ⅶ) CuO 및 MnOx(상기 식 중, x는 1 ∼ 2)
    (ⅷ) 염기가 함침된 CuO 및 MnOx(상기 식 중, x는 1 ∼ 2)
    (ⅸ) CuO, Al2O3및 SiO2그리고
    (ⅹ) 염기가 함침된 CuO, Al2O3및 SiO2
    [이때, 상기 정화 조성물에 존재하는 염기는 함침된 염기 성분이 존재하지 않는 해당 조성물에 비하여 상기 조성물의 정화 성능을 상대적으로 증가시키기에 충분한 농도로 존재한다.].
  17. 이온 주입 공정을 수행하기 위한 이온 주입 장치; 이와 유동 연통 관계로 결합되고 이온 주입 장치와 함께 이온 주입 공정 중에 소스 가스의 이온화 생성물을 포함하는 유출 기류를 배출하는 이온 주입 공정용 소스 가스의 공급부; 및 유출 기류로부터 유해한 유출종을 제거하는 용도의 유출 감소 장치를 구비하는 이온 주입 공정 시스템으로서, 상기 유출 감소 장치가 유해 유출종을 제거하기 위해 유출 기류와 접촉하는 건식 정화 조성물을 포함하고, 이 건식 정화 조성물이 다음 조성물로 구성된 군에서 선택되며, 유출 감소 장치가 유출물 종이 통과되는 하나 이상의 건식 정화 조성물 층, 및 상기 층의 정화 능력이 소정의 수준까지 감소되는지 여부를 측정하기 위하여 상기 층 각각에 작동 가능하도록 연결된 종말점 모니터 장치를 포함하는 것인 이온 주입 공정 시스템:
    (ⅰ) Fe2O3
    (ⅱ) 염기가 함침된 Fe2O3
    (ⅲ) Ca(OH)2
    (ⅳ) 염기가 함침된 Ca(OH)2
    (ⅴ) Fe2O3및 MnOx(상기 식 중, x는 1 ∼ 2)
    (ⅵ) 염기가 함침된 Fe2O3및 MnOx(상기 식 중, x는 1 ∼ 2)
    (ⅶ) CuO 및 MnOx(상기 식 중, x는 1 ∼ 2)
    (ⅷ) 염기가 함침된 CuO 및 MnOx(상기 식 중, x는 1 ∼ 2)
    (ⅸ) CuO, Al2O3및 SiO2그리고
    (ⅹ) 염기가 함침된 CuO, Al2O3및 SiO2
    [이때, 상기 정화 조성물에 존재하는 염기는 함침된 염기 성분이 존재하지 않는 해당 조성물에 비하여 상기 조성물의 정화 성능을 상대적으로 증가시키기에 충분한 농도로 존재한다.].
  18. 주로 CuO 및 MnOx(여기서, x는 약 1.5~약 1.7임)로 구성되는 건식 정화 조성물과 유출 기류를 접촉시키는 단계를 포함하는, 이온 주입 시스템 유출 기류를 처리하여 그 산성 가스 및 수화물 성분을 제거하는 방법.
  19. 제18항에 있어서, 건식 정화 조성물이 조성물 총중량을 기준으로 CuO 약 15 중량%~약 40 중량% 및 MnOx약 40 중량%~약 60 중량%를 함유하는 것이 특징인 이온 주입 시스템 유출 기류를 처리하여 그 산성 가스 및 수화물 성분을 제거하는 방법.
  20. 주로 CuO 및 MnOx(여기서, x는 1~2임)로 구성되는 건식 정화 조성물과 유출 기류를 접촉시키는 단계를 포함하고 산성 가스가 삼불화붕소를 포함하는, 이온 주입 시스템 유출 기류를 처리하여 그 산성 가스 및 수화물 성분을 제거하는 방법.
  21. 제18항에 있어서, 수화물 가스가 아르신을 포함하는 것이 특징인 이온 주입 시스템 유출 기류를 처리하여 그 산성 가스 및 수화물 성분을 제거하는 방법.
  22. 주로 CuO 및 MnOx(여기서, x는 1~2임)로 구성되는 건식 정화 조성물과 유출 기류를 접촉시키는 단계를 포함하고, 유출 기류와 건식 정화 조성물을 접촉시키기 전에 또는 접촉 중에 이온 주입 시스템 유출 기류를 처리하여 그로부터 물을 제거하는, 이온 주입 시스템 유출 기류를 처리하여 그 산성 가스 및 수화물 성분을 제거하는 방법.
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