KR200271808Y1

KR200271808Y1 - 이온주입장치의 필라멘트

Info

Publication number: KR200271808Y1
Application number: KR2020020002625U
Authority: KR
Inventors: 김태훈
Original assignee: 아남반도체 주식회사
Priority date: 2002-01-28
Filing date: 2002-01-28
Publication date: 2002-04-13

Abstract

본 고안은 이온주입장치의 필라멘트에 관한 것으로서, 와이어가 감겨져서 형성되며 전압의 인가에 의해 열전자를 발생시키는 열전자발생부(110)와, 열전자발생부(110)의 와이어 양단으로부터 각각 연장되어 형성되며 끝단이 클램프 아암(51)과 장착플레이트(52) 사이에 장착되는 한 쌍의 리드(120)로 이루어져 캐소우드(30) 내측에 설치되는 이온주입장치의 필라멘트(100)에 있어서, 리드(120)의 양측의 폭(Wl)이 열전자발생부(110)의 양측의 폭(Wf)보다 상대적으로 작게 형성되는 것이며, 리드의 양측의 폭(Wl)이 열전자발생부의 양측의 폭(Wf)보다 작기 때문에 필라멘트를 클램프에 설치시 리드와 캐소우드의 내측튜브간의 간격이 여유가 있으므로 작업자가 필라멘트를 캐소우드에 설치하기가 용이하고, 열전자발생부의 와이어가 하나의 방향으로 감겨짐으로써 열전자발생부의 감겨진 와이어에 응력이 작용시 감겨진 와이어 전체에 고루 작용되므로 쉽게 파손되지 않으며, 필라멘트를 클램프에 장착하기 위하여 스크류를 회전시키더라도 리드에 형성된 고정핀에 의해 리드가 클램프의 장착홈내에 이동하지 않은채 고정됨으로써 열전자발생부의 감겨진 와이어에 무리한 힘이 작용되어 끊어지게 되는 것을 방지하는 효과를 가진다.

Description

이온주입장치의 필라멘트{FILAMENT OF A ION IMPLANTER}

본 고안은 이온주입장치의 필라멘트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 필라멘트를 클램프에 설치시 리드와 캐소우드의 내측튜브간의 간격이 여유가 있으므로 작업자가 필라멘트를 캐소우드에 설치하기가 용이하고, 열전자발생부의 감겨진 와이어에 응력이 작용시 감겨진 와이어 전체에 고루 작용되므로 쉽게 파손되지 않으며, 필라멘트를 클램프에 장착하기 위하여 스크류를 회전시키더라도 열전자발생부의 감겨진 와이어에 무리한 힘이 작용됨을 방지하는 이온주입장치의 필라멘트에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 소자를 제조하기 위한 공정중에서 이온주입공정은 순수 실리콘(Si) 웨이퍼의 표면에 불순물을 플라즈마의 이온빔 상태로 만든 후 웨이퍼 표면에 침투시켜 필요한 전도형 및 비저항의 소자를 얻는 공정이다.

이온주입공정을 수행하는 이온주입장치는 반응가스를 필라멘트(Filament)에서 방출되는 열전자와 강제 충돌시켜 중성상태의 반응가스에 전자를 떼어내어 양이온을 생성시키는 아크 챔버(Arc chamber)가 구비된다.

종래의 이온주입장치에 구비되는 아크 챔버를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래의 이온주입장치의 아크 챔버를 도시한 단면도이고, 도 2는 종래의 이온주입장치의 아크 챔버에 설치되는 필라멘트와 클램프의 결합을 도시한 사시도이다. 도시된 바와 같이, 아크 챔버(10)는 하측면에 불순물이 포함된 반응가스를 공급하는 가스공급라인(미도시)이 연결되는 가스공급홀(11)이 형성되고, 외측에 설치되는 지지플레이트(20)에 의해 일측면을 관통하여 캐소우드(Cathode; 30)가 설치되며, 캐소우드(30) 내측에 필라멘트(40)가 클램프(50)에 의해 설치된다.

지지플레이트(20)는 아크 챔버(10)의 하측 플랜지(12)에 스크류(S)로 결합되는 절연블록(13)에 클램프(50)와 함께 스크류(S)로 체결됨으로써 아크 챔버(10)의 일측에 설치된다.

캐소우드(30)는 지지플레이트(20)에 일단이 나사결합되는 내측튜브(31)와, 내측튜브(31)의 타단에 고정되는 앤드캡(32)과, 내측튜브(31)의 외주면에 나사결합되는 외측튜브(33)로 이루어지며, 내측튜브(31)와 외측튜브(33)는 몰리브덴(Mo)으로 형성되며, 앤드캡(32)은 텅스텐(W) 재질로 형성되어 있다.

필라멘트(40)는 도 2에서 나타낸 바와 같이, 시계방향으로 중심을 향해 감기다가 다시 반시계방향으로 외측으로 감겨진 텅스텐(W) 와이어로 이루어져 전압의 인가에 의해 열전자를 방출하는 열전자발생부(41)와, 열전자발생부(41)의 와이어 양단에 각각 연장 형성되며 그 끝단이 외측을 향하도록 꺾이는 꺾임부(42a)가 각각 형성되는 리드(42)로 이루어진다.

클램프(50)는 절연블록(13)에 스크류(S)로 결합됨으로써 캐소우드(30)의 일측에 설치되고 하측이 전력공급탱크(미도시)와 전기적으로 연결되는 접속부재(80)가 각각 결합되며 일측면 상단에 제 1 장착홈(51a)과 그 아래에 지지턱(51b)이 각각 형성되는 한 쌍의 클램프 아암(51)과, 클램프 아암(51)의 일측면 상단에 스크류(S)에 의해 각각 결합되며 제 1 장착홈(51a)과 서로 상응하는 위치에 제 2 장착홈(52a)이 각각 형성되는 한 쌍의 장착플레이트(52)로 이루어진다.

도 2에서 나타낸 바와 같이, 필라멘트(40)는 리드(42)의 끝단 각각이 클램프 아암(51)의 제 1 장착홈(51a)과 장착플레이트(52)의 제 2 장착홈(52a)에 장착되어 이들이 스크류(S)에 의해 서로 결합됨으로써 전력공급탱크와 전기적으로 연결된 상태에서 캐소우드(30)의 내측관(31)에 설치된다.

리펠러(60)는 가스분자를 접촉하기 위해 가스이온화 영역내로 전자를 편향하는 아크 챔버(10) 내측에 위치하며, 프론트 슬릿(70)은 아크 챔버(10)로부터 발생되는 이온이 아크 챔버(10)를 빠져 나올 때 경로를 제공하는 슬릿(71)이 형성되며, 이 슬릿(71)은 이온이 통과시 퍼지지 않도록 내측면이 일정한 각도로 경사지게 형성된다.

이와 같은 종래의 아크 챔버에서 필라멘트(40)는 도 3에서 나타낸 바와 같이, 리드(42)의 양측의 폭(W₁)이 열전자발생부(41)의 양측의 폭(W₂)보다 크기 때문에 필라멘트(40)를 캐소우드(30)의 내측튜브(31)에 설치시 리드(42)와 캐소우드(30)의 내측튜브(31)와의 간격에 여유가 없으므로 작업자가 필라멘트(40)를 캐소우드(30)에 일정한 간격으로 설치하기가 매우 어려우며, 자칫 실수로 이들의 간격을 잘못 맞추게 됨으로써 리드(42)가 캐소우드(30)의 내측튜브(31)와 접촉하여 쇼트되어 필라멘트(40)가 쉽게 끊어지거나 손상되는 문제점을 가지고 있었다.

또한, 필라멘트(40)를 클램프(50)에 장착하기 위해 리드(42)를 클램프 아암(51)의 제 1 장착홈(51a)과 장착플레이트(52)의 제 2 장착홈(52a)에 장착하여 클램프 아암(51)과 장착플레이트(52)를 결합시키기 위해 스크류(S)를 회전시키면리드(42)가 외측방향, 즉 도 2에서 "A" 방향으로 이동함은 물론 리드(42)가 각각 상측과 하측, 즉 도 2에서 "B" 방향으로 이동함으로써 필라멘트(40)의 열전자발생부(41)의 중심부에 힘이 작용되어 열전자발생부(41)의 감겨진 와이어가 끊어지게 되어 수명이 짧아지게 된다. 특히, 필라멘트(40)의 열전자발생부(41)가 어느 한 방향으로 감겨진게 아니라 시계방향으로 중심을 향해 감기다가 다시 반시계방향으로 감겨져 있으므로 그 중심부분 또는 감기는 방향이 바뀜으로써 예각을 이루는 부분에 힘이 받게 되어 쉽게 끊어지는 문제점을 가지고 있었다.

본 고안은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 고안의 목적은 리드의 양측의 폭(Wl)이 열전자발생부의 양측의 폭(Wf)보다 작기 때문에 필라멘트를 클램프에 설치시 리드와 캐소우드의 내측튜브간의 간격이 여유가 있으므로 작업자가 필라멘트를 캐소우드에 설치하기가 용이할 뿐만 아니라 리드가 캐소우드의 내측튜브와 접촉하여 쇼트되는 것을 방지하고, 열전자발생부의 와이어가 하나의 방향으로 감겨짐으로써 열전자발생부의 감겨진 와이어에 응력이 작용시 감겨진 와이어 전체에 고루 작용되므로 쉽게 파손되지 않으며, 필라멘트를 클램프에 장착하기 위하여 스크류를 회전시키더라도 리드에 형성된 고정핀에 의해 리드가 클램프의 장착홈내에 이동하지 않은채 고정됨으로써 열전자발생부의 감겨진 와이어에 무리한 힘이 작용되어 끊어지게 되는 것을 방지하는 이온주입장치의 필라멘트를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 고안은, 와이어가 감겨져서 형성되며 전압의 인가에 의해 열전자를 발생시키는 열전자발생부와, 열전자발생부의 와이어 양단으로부터 각각 연장되어 형성되며 끝단이 클램프 아암과 장착플레이트 사이에 장착되는 한 쌍의 리드로 이루어져 캐소우드 내측에 설치되는 이온주입장치의 필라멘트에 있어서, 리드의 양측의 폭(Wl)이 열전자발생부의 양측의 폭(Wf)보다 상대적으로 작게 형성되는 것을 특징으로 한다.

열전자발생부는 와이어가 일방향으로 나선 형상을 가지도록 감겨지는 것을 특징으로 한다.

한 쌍의 리드는 그 끝단에 클램프 아암과 장착플레이트 사이에 끼워지는 고정핀이 돌출하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 이온주입장치의 아크 챔버를 도시한 단면도이고,

도 2는 종래의 이온주입장치의 아크 챔버에 설치되는 필라멘트와 클램프의 결합을 도시한 사시도이고,

도 3은 종래의 이온주입장치의 아크 챔버에 설치되는 필라멘트가 캐소우드에 장착된 상태를 도시한 정면도이고,

도 4는 본 고안에 따른 이온주입장치의 필라멘트를 도시한 사시도이고,

도 5는 본 고안에 따른 이온주입장치의 필라멘트가 캐소우드에 장착된 상태를 도시한 정면도이고,

도 6은 본 고안에 따른 이온주입장치의 필라멘트가 클램프에 장착된 상태를 도시한 측면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100 ; 필라멘트 110 ; 열전자발생부

120 ; 리드 121 ; 꺾임부

130 ; 고정핀

이하, 본 고안의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 고안의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 4는 본 고안에 따른 이온주입장치의 필라멘트를 도시한 사시도이고, 도 5는 본 고안에 따른 이온주입장치의 필라멘트가 캐소우드에 장착된 상태를 도시한 정면도이고, 도 6은 본 고안에 따른 이온주입장치의 필라멘트가 클램프에 장착된 상태를 도시한 측면도이다.

도시된 바와 같이, 클램프(50)에 장착되어 캐소우드(30)의 내측에 설치되는 본 고안에 따른 이온주입장치의 필라멘트(100)는 와이어가 감겨져서 형성되며 전압의 인가에 의해 열전자를 발생시키는 열전자발생부(110)와, 열전자발생부(110)의와이어 양단으로부터 각각 연장 형성되어 끝단이 클램프 아암(51)과 장착플레이트(52) 사이에 장착되며 양측의 폭(Wl)이 열전자발생부(110)의 양측의 폭(Wf)보다 상대적으로 작게 형성되는 한 쌍의 리드(120)로 이루어진다.

열전자발생부(110)는 텅스텐(W)재질의 와이어로 이루어지고, 일정한 형상으로 감겨져 있으며, 와이어의 양단에 각각 한 쌍의 리드(120)가 연장 형성된다.

또한, 열전자발생부(110)는 와이어가 일방향으로 나선 형상을 가지도록 감겨지는 것이 바람직하다. 따라서, 필라멘트(100)가 어느 한 방향으로 나선 형상을 가지면서 감겨지므로 필라멘트(100)를 가열시 또는 설치시 열전자발생부(110)로 응력이 전달되거나 집중될 경우 어느 일부분에 힘을 받는 것이 아니라 나선 형상을 가지는 와이어 전체에 걸쳐 고루 작용함으로써 쉽게 끊어져서 파손되는 것을 방지한다.

한 쌍의 리드(120)는 열전자발생부(110)와 마찬가지로 텅스텐(W) 재질로 형성되고, 서로 외측을 향하도록 꺾임부(121)가 각각 형성된다.

한 쌍의 리드(120)의 양측의 폭(Wl)은 도 5에서 나타낸 바와 같이, 열전자발생부(110)의 양측의 폭(Wf)보다 상대적으로 작게 형성된다. 따라서, 필라멘트(100)를 캐소우드(30;도 1에 도시)의 내측튜브(31)에 설치시 리드(120)와 캐소우드(30)의 내측튜브(31)사이의 간격이 어느 정도 여유를 가짐으로써 작업자가 필라멘트(100)를 캐소우드(30)의 내측튜브(31)에 간격을 맞추어 설치하기가 매우 용이하며, 실수로 이들의 간격을 잘못 맞추게 되더라도 리드(120)가 캐소우드(30)의 내측튜브(31)와 접촉하여 쇼트되는 사고를 줄일 수 있다.

또한, 한 쌍의 리드(120)는 그 끝단에 클램프 아암(51)과 장착플레이트(52) 사이에 끼워지도록 고정핀(130)이 돌출 형성될 수 있다.

따라서, 도 6에서 나타낸 바와 같이, 꺾임부(121)에 의해 꺾여진 끝단을 클램프 아암(51)의 제 1 장착홈(51a)과 장착플레이트(52)의 제 2 장착홈(52a)에 장착시킨후, 스크류(S)를 회전시킴으로써 클램프 아암(51)과 장착플레이트(52)를 서로 결합시 고정핀(130)이 클램프 아암(51)과 장착플레이트(52)의 사이에 위치하여 이들에 의해 압축력을 받음으로써 필라멘트(100)의 리드(120)가 제 1 및 제 2 장착홈(51a,52a)으로부터 이동하는 것을 억제하여 열전자발생부(110)에 응력이 인가되어 감겨진 와이어가 파손됨을 방지한다.

한편, 고정핀(130)은 도 3에서 나타낸 바와 같이, 하나의 리드(120) 상측과 나머지의 리드(120) 하측에 각각 하나씩 구비하고 있으나, 리드(120)마다 두 개 씩 구비할 수도 있으며, 모든 리드(120)의 상측에 각각 구비하거나 모든 리드(120)의 하측에 구비할 수도 있다.

또한, 고정핀(130)의 두께는 클램프 아암(51)의 제 1 장착홈(51a) 아래에 형성된 지지턱(51b)에 의해 유지되는 클램프 아암(51)과 장착플레이트(52)의 간격보다는 크고, 필라멘트(100)의 리드(120) 직경보다 작게 형성됨이 바람직하다.

이상과 같이 본 고안의 바람직한 실시예에 따르면, 리드의 양측의 폭(Wl)이 열전자발생부의 양측의 폭(Wf)보다 작기 때문에 작업자가 필라멘트를 캐소우드에 설치하기가 용이할 뿐만 아니라 리드가 캐소우드의 내측튜브와 접촉하여 쇼트되는 것을 방지하고, 열전자발생부의 와이어가 하나의 방향으로 감겨짐으로써 열전자발생부의 감겨진 와이어에 응력이 작용시 감겨진 와이어 전체에 고루 작용되므로 쉽게 파손되지 않으며, 필라멘트를 클램프에 장착하기 위하여 스크류를 회전시키더라도 열전자발생부의 감겨진 와이어에 무리한 힘이 작용되어 끊어지게 되는 것을 방지한다.

상술한 바와 같이, 본 고안에 따른 이온주입장치의 필라멘트는 리드의 양측의 폭(Wl)이 열전자발생부의 양측의 폭(Wf)보다 작기 때문에 필라멘트를 클램프에 설치시 리드와 캐소우드의 내측튜브간의 간격이 여유가 있으므로 작업자가 필라멘트를 캐소우드에 설치하기가 용이할 뿐만 아니라 리드가 캐소우드의 내측튜브와 접촉하여 쇼트되는 것을 방지하고, 열전자발생부의 와이어가 하나의 방향으로 감겨짐으로써 열전자발생부의 감겨진 와이어에 응력이 작용시 감겨진 와이어 전체에 고루 작용되므로 쉽게 파손되지 않으며, 필라멘트를 클램프에 장착하기 위하여 스크류를 회전시키더라도 리드에 형성된 고정핀에 의해 리드가 클램프의 장착홈내에 이동하지 않은채 고정됨으로써 열전자발생부의 감겨진 와이어에 무리한 힘이 작용되어 끊어지게 되는 것을 방지하는 효과를 가지고 있다.

이상에서 설명한 것은 본 고안에 따른 이온주입장치의 필라멘트를 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.

Claims

와이어가 감겨져서 형성되며 전압의 인가에 의해 열전자를 발생시키는 열전자발생부와, 상기 열전자발생부의 와이어 양단으로부터 각각 연장되어 형성되며 끝단이 클램프 아암과 장착플레이트 사이에 장착되는 한 쌍의 리드로 이루어져 캐소우드 내측에 설치되는 이온주입장치의 필라멘트에 있어서,

상기 리드의 양측의 폭(Wl)이 상기 열전자발생부의 양측의 폭(Wf)보다 상대적으로 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 이온주입장치의 필라멘트.
제 1 항에 있어서, 상기 열전자발생부는 와이어가 일방향으로 나선 형상을 가지도록 감겨지는 것을 특징으로 하는 이온주입장치의 필라멘트.
제 1 항에 있어서, 상기 한 쌍의 리드는 그 끝단에 상기 클램프 아암과 상기 장착플레이트 사이에 끼워지는 고정핀이 돌출하여 형성되는 것을 특징으로 하는 이온주입장치의 필라멘트.