KR20030075624A - 슬라이딩 방식의 격리 밸브를 갖는 이온 주입 장치의엔드스테이션 모듈 - Google Patents

슬라이딩 방식의 격리 밸브를 갖는 이온 주입 장치의엔드스테이션 모듈 Download PDF

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Abstract

슬라이딩 방식의 격리 밸브를 갖는 이온 주입 장치의 엔드스테이션 모듈이 개시된다. 웨이퍼 카세트가 로딩 또는 언로딩되는 로드락 챔버, 상기 로드락 챔버와 연결되어 있으며 상기 로드락 챔버에 로딩된 웨이퍼 카세트의 웨이퍼를 이송하기 위한 이송 수단이 구비된 이동 챔버, 상기 이동 챔버와 연결되며 상기 이동 챔버 내의 이송 수단에 의해 이송된 웨이퍼가 안착되며, 안착된 웨이퍼에 이온 주입이 이루어지는 공정 챔버, 상기 공정 챔버와 연결되며 이온 주입할 이온의 빔을 형성하는 빔라인 챔버, 및 상기 로드락 챔버와 상기 이동 챔버 사이에 설치된 격리 밸브를 포함하되, 상기 격리 밸브는 슬라이딩되면서 개폐되는 것을 특징으로 한다. 상기 격리 밸브를 개폐할 시에 웨이퍼의 스크래치 또는 웨이퍼의 부서짐이 근본적으로 방지되며, 오링의 탈락이나 파티클 발생이 억제되는 효과가 있다.

Description

슬라이딩 방식의 격리 밸브를 갖는 이온 주입 장치의 엔드스테이션 모듈{ENDSTATION MODULE OF ION IMPLANTER HAVING SLIDING TYPE ISOLATION VALVE}
본 발명은 이온 주입 장치의 엔드스테이션 모듈에 관한 것으로, 특히 슬라이딩 방식의 격리 밸브를 갖는 이온 주입 장치의 엔드스테이션 모듈에 관한 것이다.
이온 주입 장치는 원자 또는 분자 이온을 고전압 하에서 가속시켜 목표 물질의 표면층을 뚫고 들어갈 수 있는 충분한 에너지를 갖게 함으로써 목표 물질 내부로 이온을 주입하는 장치이다. 이온 주입 장치의 주된 응용 분야는 모스 트랜지스터에서는 문턱 전압(threshold voltage)의 조정, 웰 형성이나 소자 분리 이온 주입 등이며, 바이폴라 트랜지스터에서는 레지스터, 베이스 형성 및 소자 분리 이온 주입 등에 사용된다.
이와 같은 이온 주입 장치는 이온 생성부(source module), 생성된 이온을 분류하는 이온 분석부(ion analyzer), 분류된 이온의 주사 방향을 유도하는 이온 주사부(beam gate), 주사된 이온이 웨이퍼 표면에 유입되는 이온 주입부(target) 및 엔드스테이션 모듈(endstation module)과, 각 부분의 기계적 동작을 보조하는 보조설비(utility) 등을 포함한 구성을 갖는다.
도 1은 통상의 이온 주입 장치의 엔드스테이션 모듈을 나타내는 평면도이다.
도 1을 참조하면, 통상의 엔드스테이션 모듈(100)은 소정의 간격을 두고 설치된 좌우의 로드락 챔버(10, 20; load lock chamber), 좌우의 로드락 챔버와 연결되는 좌우 이동 챔버(30, 40; transfer chamber), 좌우 이동 챔버 사이에 위치하는 공정 챔버(50; process chamber) 및 상기 공정 챔버(50)와 연결된 빔 라인 챔버(60; beam line chamber)로 이루어진다.
로드락 챔버(10, 20)에는 웨이퍼 카세트를 로드락 챔버에 넣거나 로드락 챔버에서 웨이퍼 카세트를 꺼내기 위한 문(12, 14)이 형성되어 있으며, 상기 이동 챔버(30, 40)와 연결되는 부분에 격리 밸브(22, 24; isolation valve)가 설치되어 있다. 상기 로드락 챔버(10, 20)에 넣어진 웨이퍼 카세트(16, 18)에서 웨이퍼를 차례로 꺼내거나 집어넣기 위하여 웨이퍼 카세트를 상하로 구동하기 위한 엘리베이터(26, 28; elevator)가 설치되어 있다.
상기 로드락 챔버(10, 20) 및 이동 챔버(30, 40) 사이에는 격리 밸브(22, 24)가 설치되어 상기 공정 챔버(50) 및 로드락 챔버(10, 20)의 진공압을 선택적으로 단속하게 된다. 즉, 로드락 챔버가 공정 챔버가 유사한 진공 상태로 되면 반도체 웨이퍼가 공정 챔버로 로딩되어 공정이 진행된다. 따라서, 공정 챔버가 외부 환경에 직접 노출되지 않으므로 항상 고진공 상태로 유지할 수 있다. 고진공 상태를 유지하는 이유는 소정의 영역에 정확한 양의 이온을 주입하기 위해서인데, 만약에 진공상태가 나쁘면 이온의 산란이 발생하여 주입되는 이온의 양이 부정확해지고 불순물이 첨가되어 불량을 초래할 수 있다.
도 2는 종래기술에 의한 격리 밸브를 나타내는 단면도이다.
로드락 챔버(200) 및 이동 챔버(205) 사이에 진공압을 단속하는 격리 밸브(210)가 형성되어 있으며, 상기 격리 밸브(210)는 회전축(215)을 기준으로 여닫는 구조로 되어 있다. 도면 부호 210a는 격리 밸브가 열려진 상태를 나타낸다. 격리 밸브가 열려지면 상기 이동 챔버(205)에서 셔틀 스푼(220; shuttle spoon)이 로드락 챔버(200)의 웨이퍼(230, 웨이퍼 카세트는 도시되어 있지 않음)를 이동 챔버로 이송하고, 이동 챔버에서 공정 챔버(도면에는 도시되어 있지않음)로 이송하여 이온 주입 공정을 실시하게 된다.
상기와 같은 종래의 격리 밸브는 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 웨이퍼(230)를 로딩 또는 언로딩할 때 웨이퍼가 상기 격리 밸브(210)의 회전 반경 내에 존재할 경우에는 웨이퍼(230)에 스크래치가 발생하거나 부서질 수가 있다.
둘째, 공기 압력에 의하여 여닫게 되는데 기밀을 유지하기 위한 오링(225; O-ring)이 탈락될 수가 있다.
셋째, 격리 밸브를 여닫을 시에 발생하는 마찰에 의하여 파티클이 발생할 수 있게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 격리 밸브를 개폐할 시에 웨이퍼의 스크래치 또는 웨이퍼의 부서짐이 근본적으로 방지되며, 오링의 탈락이나 파티클 발생이 억제되는 격리 밸브를 갖는 이온주입 장치의 엔드스테이션 모듈을 제공하는데 목적이 있다.
도 1은 통상의 이온 주입 장치의 엔드스테이션 모듈을 나타내는 평면도,
도 2는 종래기술에 의한 격리 밸브를 나타내는 단면도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 다른 슬라이딩식 격리 밸브를 나타내는 단면도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10, 20, 200, 300 : 로드락 챔버30, 40, 205, 305 : 이동 챔버
22, 24, 210, 310 : 격리 밸브
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 이온 주입 장치의 엔드스테이션 모듈은 웨이퍼 카세트가 로딩 또는 언로딩되는 로드락 챔버, 상기 로드락 챔버와 연결되어 있으며 상기 로드락 챔버에 로딩된 웨이퍼 카세트의 웨이퍼를 이송하기 위한 이송수단이 구비된 이동 챔버, 상기 이동 챔버와 연결되며 상기 이동 챔버 내의 이송 수단에 의해 이송된 웨이퍼가 안착되며, 안착된 웨이퍼에 이온 주입이 이루어지는 공정 챔버, 상기 공정 챔버와 연결되며 이온 주입할 이온의 빔을 형성하는 빔라인 챔버, 및 상기 로드락 챔버와 상기 이동 챔버 사이에 설치된 격리 밸브를 포함하되, 상기 격리 밸브는 슬라이딩되면서 개폐되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 격리 밸브의 개폐는 먼저 옆으로 일정 부분 이동한 후에 상하로 슬라이드 되는 것이 바람직하며, 상기 이동 챔버와 상기 공정 챔버 사이에 슬라이딩되는 격리 밸브를 더 포함할 수 있다.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
다시 도 1을 참조하면, 통상의 이온 주입 장치의 엔드스테이션 모듈(100)은 소정의 간격을 두고 설치된 좌우의 로드락 챔버(10, 20; load lock chamber), 좌우의 로드락 챔버와 연결되는 좌우 이동 챔버(30, 40; transfer chamber) 좌우 이동 챔버 사이에 위치하는 공정 챔버(50; process chamber) 및 상기 공정 챔버(50)와 연결된 빔 라인 챔버(60; beam line chamber)로 구성되어 있다. 상기 이동 챔버(30, 40)에는 이송 수단이 구비되어 상기 로드락 챔버에 로딩(loading)된 웨이퍼 카세트의 웨이퍼를 상기 공정 챔버에 이송하거나, 이온 주입이 완료된 웨이퍼를 공정 챔버에서 로드락 챔버로 이송한다.
로드락 챔버(10, 20)에는 웨이퍼 카세트를 로드락 챔버에 넣거나 로드락 챔버에서 웨이퍼 카세트를 꺼내기 위한 문(12, 14)이 형성되어 있으며, 상기 이동 챔버(30, 40)와 연결되는 부분에 격리 밸브(22, 24)가 설치되어 있다. 상기 로드락 챔버(10, 20)에 넣어진 웨이퍼 카세트(16, 18)에서 웨이퍼를 차례로 꺼내거나 집어넣기 위하여 웨이퍼 카세트를 상하로 구동하기 위한 엘리베이터(26, 28; elevator)가 설치되어 있다.
엔드스테이션 모듈(100)의 작동 관계를 살펴보면, 먼저 좌우의 로드락 챔버(10, 20)에는 웨이퍼 카세트(16, 18)가 문(12, 14)을 통하여 넣어지는데, 왼쪽의 로드락 챔버(10)에는 이온 주입 공정을 진행하기 위한 웨이퍼가 적재된 웨이퍼 카세트(16)가 넣어지고, 오른쪽의 로드락 챔버(20)에는 이온 주입 공정이 완료된 웨이퍼를 적재하기 위한 웨이퍼 카세트(18)가 넣어진다. 좌우의 로드락 챔버(10, 20)의 역할이 바뀌는 경우도 가능하다. 왼쪽의 로드락 챔버(10)에서 실장된 웨이퍼 카세트(16)에서 선택된 한 장의 웨이퍼가 왼쪽의 이동 챔버(30) 내의 이송 수단에 의해 이동 챔버를 거쳐 공정 챔버(50)로 옮겨지고, 공정 챔버로 옮겨진 웨이퍼에 빔라인 챔버(60)로부터 이온 빔이 주사되어 이온 주입 공정이 실시된다. 이온주입 공정이 완료된 웨이퍼는 공정 챔버(50)로부터 오른쪽의 이동 챔버(40) 내의 이송 수단에 의해 이동 챔버를 거쳐 오른쪽의 로드락 챔버(20)의 웨이퍼 카세트(18)에 수납된다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 다른 슬라이딩식 격리 밸브를 나타내는 단면도이다.
도 3을 참조하면, 로드락 챔버(300) 및 이동 챔버(305) 사이에 진공압을 단속하는 격리 밸브(310)가 형성되어 있으며, 상기 격리밸브(310)는 실린더(315)에 의하여 슬라이드 되는 구조로 되어 있다. 즉, 종래의 격리 밸브에 대비하여 여닫는 구조가 아니라 상하로 슬라이딩되게 구성되어 있다. 도면 부호 310a는 격리 밸브가 열려진 상태를 나타낸다. 격리 밸브가 열려지면 상기 이동 챔버(305)에서 셔틀 스푼(320; shuttle spoon)이 로드락 챔버(300)의 웨이퍼(330, 웨이퍼 카세트는 도시되어 있지 않음)를 장착하여 이송 수단에 의해 이동 챔버(305)로 이송하고, 이동 챔버에서 공정 챔버(도면에는 도시되어 있지않음)로 이송하여 이온 주입 공정을 실시하게 된다. 설명하지 않은 도면 부호 325는 오링(O-ring)을 나타낸다.
상하로 슬라이드 되는 본 발명의 격리 밸브는 종래의 여닫는 구조를 갖는 격리 밸브가 회전 반경 내에 있는 웨이퍼에 스크래치를 가하거나 부서지게 하는 문제점을 해결할 수 있게 된다.
본 발명의 격리 밸브의 동작 원리를 살펴보면, 밸브가 열리게 될 때는 먼저 좌측으로 일정부분 이동하여 밸브가 오픈되며, 그 이후 아래부분으로 미끄러져 이동하게 된다. 마찬가지로 닫히게 될 때에는 먼저 윗부분으로 밸브가 이동한 후에 우측으로 이동하여 밸브가 밀착되게 된다. 따라서 종래의 밸브의 개폐시에 문제시 된 오링의 탈락이나 마찰에 의한 파티클의 발생이 억제되는 효과가 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기와 같이 이루어진 본 발명은, 격리 밸브가 개폐시에 슬라이드 되는 구조를 가지므로 개폐시에 밸브와 웨이퍼가 접촉하여 발생하는 웨이퍼의 스크래치 및 부서짐이나 오링의 탈락 및 파티클의 발생을 억제할 수 있다.

Claims (3)

  1. 웨이퍼 카세트가 로딩 또는 언로딩되는 로드락 챔버;
    상기 로드락 챔버와 연결되어 있으며 상기 로드락 챔버에 로딩된 웨이퍼 카세트의 웨이퍼를 이송하기 위한 이송 수단이 구비된 이동 챔버;
    상기 이동 챔버와 연결되며 상기 이동 챔버 내의 이송수단에 의해 이송된 웨이퍼가 안착되며, 안착된 웨이퍼에 이온 주입이 이루어지는 공정 챔버;
    상기 공정 챔버와 연결되며 이온 주입할 이온의 빔을 형성하는 빔라인 챔버; 및
    상기 로드락 챔버 및 상기 이동 챔버 사이에 설치된 격리 밸브를 포함하되, 상기 격리 밸브는 슬라이딩되면서 개폐되는 것을 특징으로 하는 이온주입장치의 엔드스테이션 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 격리 밸브의 개폐는 먼저 옆으로 일정 부분 이동한 후에 상하로 슬라이드 되는 것을 특징으로 하는 이온주입장치의 엔드스테이션 모듈.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동 챔버와 상기 공정 챔버 사이에 슬라이딩되는 격리 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이온주입장치의 엔드스테이션 모듈.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100675676B1 (ko) * 2004-12-15 2007-01-29 박영남 액정표시장치 제조설비
KR100683375B1 (ko) * 2005-07-26 2007-02-15 주식회사 케이티프리텔 무선 통신망에서 데이터호 접속 방법 및 시스템

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