KR200262119Y1

KR200262119Y1 - Ion implantation for using in a semiconductor device

Info

Publication number: KR200262119Y1
Application number: KR2020010034041U
Authority: KR
Inventors: 이무형
Original assignee: 동부전자 주식회사
Priority date: 2001-11-07
Filing date: 2001-11-07
Publication date: 2002-02-06

Abstract

본 고안은 반도체 소자용 이온 주입 장치에 관한 것으로서, 아크 챔버의 하측면에 형성된 삽입 홈에 수평 장착되어 아크 챔버에 반응 가스를 공급하는 가스 공급관과, 가스 공급관의 꺾임부 하측에 벨로즈를 설치함으로써, 이온 주입 장치 내부의 불순물 제거 시에 가스 공급관의 분리 또는 조립에 따른 가스 공급관의 변형과 손상을 막을 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to an ion implantation device for a semiconductor device, comprising: a gas supply pipe horizontally mounted in an insertion groove formed in a lower side of an arc chamber to supply a reactive gas to an arc chamber, and a bellows beneath the bent portion of the gas supply pipe. In addition, there is an effect of preventing deformation and damage of the gas supply pipe due to separation or assembly of the gas supply pipe when removing impurities inside the ion implantation apparatus.

Description

ION IMPLANTATION FOR USING IN A SEMICONDUCTOR DEVICE

본 고안은 반도체 소자 제조용 이온 주입 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이온 주입 장치의 가스 공급관 상에 벨로즈를 설치되는 반도체 소자용 이온 주입 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an ion implantation device for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to an ion implantation device for a semiconductor device provided with a bellows on the gas supply pipe of the ion implantation device.

일반적으로, 반도체 소자를 제조하기 위한 공정 중 이온주입공정은 순수 실리콘(Si) 웨이퍼에 붕소(B), 알루미늄(Al), 인듐(In)과 같은 p형 불순물과 안티몬(Sb), 인(P), 비소(As)와 같은 n형 불순물 등을 플라즈마 이온빔 상태로 만든 후, 반도체 결정 속에 침투시켜 필요한 전도형 및 비저항의 소자를 얻는 공정으로 웨이퍼에 주입되는 불순물의 농도를 용이하게 조절할 수 있다는 점에서 많이 이용되고 있다.In general, the ion implantation process for manufacturing a semiconductor device is a p-type impurities such as boron (B), aluminum (Al), indium (In), antimony (Sb), phosphorus (P) on a pure silicon (Si) wafer N-type impurities such as arsenic (As) and the like can be made into a plasma ion beam, and then penetrated into a semiconductor crystal to obtain a device of required conductivity and resistivity. It is used a lot in.

이러한 이온 주입 공정에 사용되는 이온 주입 장치는 반도체 웨이퍼에 활성 영역을 형성하거나 특정 부위의 전기 전도도를 높이는 등의 목적으로 웨이퍼 외부에서 이온화된 입자를 강제로 가속하여 웨이퍼의 불순물을 삽입시키는 장치를 말한다. 이러한 이온 주입 장치는 크게 나누어서 사용하는 빔 전류의 크기에 따라 고전류 이온 주입 장치와 중전류 이온 주입 장치로 구분된다. 이온 주입 장치를 나타내는 특성은 웨이퍼의 표면에 원하는 불순물을 원하는 정도의 깊이까지 원하는 양을 주입할 수 있는가에 결정된다.The ion implantation apparatus used in the ion implantation process refers to a device for forcibly accelerating ionized particles from outside the wafer to insert impurities in the wafer for the purpose of forming an active region on a semiconductor wafer or increasing electrical conductivity of a specific region. . Such ion implantation apparatuses are classified into high current ion implantation apparatuses and medium current ion implantation apparatuses according to the magnitude of the beam current to be largely divided. The characteristics of the ion implantation apparatus are determined by whether the desired amount of the impurity can be injected into the surface of the wafer to a desired depth.

이온 주입 공정을 수행하는 이온 주입 장치의 구성은 반응가스를 필라멘트(Filament)에서 방출되는 열전자와 강제 충돌시켜 중성상태의 반응가스에 전자를 떼어내어 양이온을 생성시키는 아크 챔버(Arc chamber)와, 꺾임부가 형성되어 있고 아크 챔버의 하측면에 설치되어 챔버 내부로 반응 가스를 공급하는 가스 공급관과, 을 구비한다.An ion implantation apparatus that performs an ion implantation process includes an arc chamber for forcibly colliding a reaction gas with hot electrons emitted from a filament to remove electrons from a neutral reaction gas to generate positive ions, And a gas supply pipe which is formed on the lower side of the arc chamber and supplies the reaction gas into the chamber.

이러한 가스 공급관의 상단은 아크 챔버의 하측면에 수평으로 삽입 장칙되는 것을 특징으로 한다.The upper end of the gas supply pipe is characterized in that the horizontal insertion inserted into the lower side of the arc chamber.

이온 주입 장치는 고진공 상태를 유지하는 것이 일반적이며, 실제로 이온이주입되는 작업 챔버의 내부는 높은 청정도를 유지하여 한다. 작업 챔버에 불순물이 포함되어 있으면, 이온 주입 불량이 발생할 수 있다. 그래서 일정한 주기, 예컨대 1일 1회의 주기로 작업 챔버 내부의 불순물을 제거하여야 한다.In general, the ion implantation apparatus maintains a high vacuum state, and in fact, the inside of the working chamber into which the ions are injected is maintained to maintain high cleanliness. If the working chamber contains impurities, poor ion implantation may occur. Thus, impurities within the working chamber must be removed at regular intervals, for example once daily.

종래 이온 주입 장치의 불순물 제거 과정을 설명하면 아래와 같다. 작업 챔버 내부의 청정도를 유지하기 위해 작업 챔버의 불순물을 제거하려면, 우선 이온 주입 설비의 동작을 중지시키고, 이온 주입 설비로 공급되던 가스 공급을 차단한다. 이어서, 이온 소스의 필라멘트를 정지시키고, 공급되던 에너지를 차단한다. 이렇게 하여 설비의 정상적인 동작이 중단되고 나면, 이온 주입 설비에 가스 공급하는 가스 공급관을 분리시킨다.The impurity removal process of the conventional ion implantation apparatus will be described below. To remove impurities in the work chamber to maintain the cleanliness inside the work chamber, the operation of the ion implantation facility is first stopped, and the gas supply supplied to the ion implantation facility is interrupted. Then, the filament of the ion source is stopped and the energy supplied is interrupted. In this way, after the normal operation of the equipment is stopped, the gas supply pipe supplying the gas to the ion implantation equipment is separated.

아크 챔버의 하측면에 수평으로 삽입 장착된 가스 공급관을 분리시킨 후에 이온 주입 설비 내부는 기 설정된 과정을 걸쳐서 세정된다.After separating the gas supply pipe inserted horizontally into the lower side of the arc chamber, the inside of the ion implantation facility is cleaned through a predetermined process.

그러나, 이온 주입 설비를 세정하기 위해서 가스 공급관을 분리시킬 때 가스 공급관이 변형 또는 손상이 발생하는 문제점이 있다.However, there is a problem that the gas supply pipe is deformed or damaged when the gas supply pipe is separated to clean the ion implantation facility.

본 고안은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 고안의 목적은 이온 주입 장치의 분해 또는 조립 시에 가스 공급관의 변형 또는 손상 막을 막기 위해서 가스 공급관 상에 벨로즈를 설치하는 반도체 소자용 이온 주입 장치를 제공하는데 있다.The present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, an object of the present invention is to provide a bellows on the gas supply pipe to prevent the deformation or damage of the gas supply pipe during disassembly or assembly of the ion implantation device ion for semiconductor devices An injection device is provided.

이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 고안은 꺾임부가 형성되며, 상단이 아크 챔버의 하측면에 형성된 삽입 홀에 수평 장착되어 상기 아크 챔버에 반응가스를 공급하는 가스공급관을 구비하는 이온 주입 장치에 있어서, 상기 가스 공급관 상에서 상기 꺾임부의 하측에 벨로즈가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.In the present invention for realizing such an object, a bent portion is formed, the upper end is horizontally mounted in the insertion hole formed in the lower side of the arc chamber in the ion implantation device having a gas supply pipe for supplying a reaction gas to the arc chamber, A bellows is provided below the bent portion on the gas supply pipe.

도 1은 본 발명에 따른 반도체 소자용 이온 주입 장치의 일부분을 도시한 부분단면도이고,1 is a partial cross-sectional view showing a portion of an ion implantation apparatus for a semiconductor device according to the present invention,

도 2는 본 발명에 설치된 벨로즈를 도시한 사시 도이다.Figure 2 is a perspective view showing the bellows installed in the present invention.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

100 : 아크 챔버 105 : 꺾임부100: arc chamber 105: bent portion

110 : 가스 공급관 111 : 벨로즈110: gas supply pipe 111: bellows

112 : 양단부 113 : 중앙부112: both ends 113: the center

120 : 본체120: main body

이하, 본 고안의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 고안의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the most preferred embodiment of the present invention will be described in more detail so that those skilled in the art can easily practice.

도 2는 본 고안에 따른 반도체 소자용 이온 주입 장치를 도시한 부분단면도이다.2 is a partial cross-sectional view showing an ion implantation device for a semiconductor device according to the present invention.

이에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 반도체 소자용 이온 주입 장치는 아크 챔버(Arc chamber, 100), 가스 공급관(110), 벨로즈(111) 및 본체(120)로 구성된다.As shown in the drawing, the ion implantation apparatus for a semiconductor device according to the present invention includes an arc chamber 100, a gas supply pipe 110, a bellows 111, and a main body 120.

아크 챔버(100)는 하측면에 삽입 홀이 형성되어 있으며 삽입 홀에 수평으로 삽입 장착된 가스 공급관(110)을 통해서 공급되는 반응가스를 필라멘트(Filament)에서 방출되는 열전자와 강제 충돌시켜 중성상태의 반응가스에서 전자를 떼어내어 양이온을 생성시킨다.The arc chamber 100 has an insertion hole formed at a lower side thereof, and by forcibly colliding the reaction gas supplied through the gas supply pipe 110 inserted into the insertion hole horizontally with the hot electrons emitted from the filament. Electrons are removed from the reaction gas to generate cations.

가스 공급관(110)은 꺾임부(105)가 형성되어 있고 상단이 아크 챔버(100)의 하측면의 삽입 홀에 장착되어 아크 챔버(100) 내부로 반응 가스를 공급하고, 아크 챔버(100)의 하측면에 형성된 삽입 홈에 수평으로 삽입 장착된다.Gas supply pipe 110 is formed with a bent portion 105 and the upper end is mounted in the insertion hole of the lower side of the arc chamber 100 to supply the reaction gas into the arc chamber 100, the arc chamber 100 It is inserted and mounted horizontally in the insertion groove formed on the lower side.

벨로즈(111)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 가스 공급관(110)의 꺾임부(105) 하측에 설치되어 이온 주입 장치의 불순물 제거를 위해서 가스 공급관(110)의 분해또는 조립 시에 가스 공급관(110)의 변형 또는 손상을 막을 수 있다.As shown in FIG. 2, the bellows 111 is provided below the bent portion 105 of the gas supply pipe 110 to disassemble or assemble the gas supply pipe 110 to remove impurities from the ion implanter. Deformation or damage to the supply pipe 110 can be prevented.

이온 주입 장치 내부의 불순물을 제거하기 위해서 가스 공급관(110)의 분리 시에 가스 공급관(110)이 움직일 때 벨로즈(111)의 주름 간격 변동하여 가스 공급관(110)의 변형을 막을 수 있다.In order to remove impurities in the ion implantation apparatus, when the gas supply pipe 110 is moved during the separation of the gas supply pipe 110, the crease interval of the bellows 111 may be changed to prevent deformation of the gas supply pipe 110.

벨로즈(111)의 구성은, 도 2를 참조하면, 다른 물체(즉 가스 공급관(110))에 용접되는 양단부(112)와, 주름이 형성되어 가스 공급관(110)의 움직임에 따라 주름의 간격이 변동되는 중앙부(114)로 구성된다.The configuration of the bellows 111, referring to Figure 2, both ends 112 to be welded to another object (that is, gas supply pipe 110), and the wrinkles are formed in the gap between the wrinkles in accordance with the movement of the gas supply pipe 110 It is composed of a central portion 114 that is varied.

상술한 바와 같이, 본 고안에 따른 반도체 소자용 이온 주입 장치는 아크 챔버의 하측면에 형성된 삽입 홈에 수평 장착되어 아크 챔버에 반응 가스를 공급하는 가스 공급관과, 가스 공급관의 꺾임부 하측에 벨로즈를 설치함으로써, 이온 주입 장치 내부의 불순물 제거 시에 가스 공급관의 분리 또는 조립에 따른 가스 공급관의 변형과 손상을 막을 수 있는 효과가 있다.As described above, the ion implantation apparatus for a semiconductor device according to the present invention is a gas supply pipe horizontally mounted in the insertion groove formed in the lower side of the arc chamber to supply the reactive gas to the arc chamber, and bellows below the bent portion of the gas supply pipe. By providing a, it is possible to prevent deformation and damage of the gas supply pipe due to separation or assembly of the gas supply pipe at the time of removing impurities inside the ion implantation apparatus.

이상에서 설명한 것은 본 고안에 따른 반도체 소자용 이온 주입 장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 고안은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 실용신안등록청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 고안의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.What has been described above is just one embodiment for carrying out the ion implantation device for semiconductor devices according to the present invention, the present invention is not limited to the above embodiment, as claimed in the utility model registration claims below Without departing from the gist of the present invention, anyone with ordinary knowledge in the field to which the present invention belongs will have a technical spirit of the present invention to the extent that various modifications can be made.

Claims

In the ion implantation device having a bent portion, the upper end is horizontally mounted in the insertion hole formed on the lower side of the arc chamber having a gas supply pipe for supplying a reaction gas to the arc chamber,

A bellows is provided below the bent portion on the gas supply pipe.