KR20040082527A - 애널라이저 챔버 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 제조를 위한 이온주입장치 중에서 애널라이저 챔버의 오염 내지 손상을 방지하기 위하여 개선된 애널라이저 챔버에 관한 것이다.

본 발명에 따른 이온주입장치의 애널라이저 챔버는, 그래파이트 실드가 애널라이저 챔버 내부 벽면에 설치되는 구성, 그래파이트 실드가 애널라이저 챔버로부터 착탈 가능토록 챔버에 개구부가 형성되는 구성, 개구부를 차폐시키는 차폐판을 포함하는 구성 및 그래파이트 실드가 복수의 그래파이트 실드 파티션으로 분할 가능하게 되는 구성을 그 특징으로 한다.

이에 따라, 애널라이저 챔버의 내부 벽면이 손상되는 현상이 억제되고, 이온빔 찌꺼기들이 애널라이저 챔버로부터 손쉽게 제거 가능하여 애널라이저 챔버내부가 클린 상태로 유지될 수 있어, 이온주입공정시 공정불량이 감소되고, 애널라이저 챔버의 내구성이 향상된다.

Description

애널라이저 챔버{Analyzer chamber}

본 발명은 반도체 제조를 위한 이온주입장치의 애널라이저 챔버(analyzer chamber)에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 애널라이저 챔버의 오염 내지 손상을 방지하기 위하여 그래파이트 실드가 채용된 애널라이저 챔버에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 제조공정 중에서 이온주입공정은, 반도체가 전기적 특성을 가지도록 하기 위하여 웨이퍼에 불순물을 주입시키는 방법중의 하나로서, 원하는 종류의 불순물을 이온빔으로 변환시킨 다음, 이를 가속시켜 필요한 양이나 필요한 깊이로 웨이퍼상에 골고루 혹은 필요한 부분에만 선택적으로 주입시키는 공정이다.

애널라이저 챔버는 이러한 이온주입공정에 일반적으로 사용되는 장비로서 이온빔 소스에서 방출된 이온 중에서 선택된 이온만을 추출하여 웨이퍼에 주입시킨다.

도 1은 종래의 애널라이저 챔버를 개략적으로 나타낸 사시도이다.

도 1에서 도시된 바와 같이, 이온빔 소스(도시되지 않음)로부터 방사된 이온 빔은 I1방향으로 애널라이저 챔버(1)로 입사된다. 입사된 이온빔은 오른쪽으로 회절되고 E1방향으로 방출된다.

애널라이저 챔버(1) 주위에는 전자석(도시되지 않음)이 배치된다. 상기 전자석은 애널라이저 챔버(1)내에 이온빔 통과시 이온빔 경로 R1과 같이 원호 형태로 이온빔이 회절되도록 하는 자기장을 M방향으로 제공한다.

상기 전자석에 선택된 전류를 흘려보내어 선택된 자기장이 형성됨으로써, 원하지 않는 이온이 애널라이저 챔버(1)내에 탈락되고 원하는 이온만 애널라이저 챔버(1) 외부로 추출된다. 구체적으로, 원하는 원자량보다 작은 이온은 경로 L을 따라가며 애널라이저 챔버(1)내에 탈락되고, 원하는 원자량보다 큰 이온은 경로 H를 따라가며 애널라이저 챔버(1)내에 탈락된다. 따라서, 원하는 원자량을 가진 이온만이 애널라이저 챔버(1)를 통과하게 된다.

그러나, 상술한 바와 같이, 애널라이저 챔버에서 추출되지 못하고 탈락되어 소멸된 이온들의 찌꺼기가 애널라이저 챔버(1)내에 들러붙게 된다. 이러한 찌꺼기들은 공정상에서 파티클(particle)로 작용하게 되어 공정상의 불량요인이 된다.

또한, 이온 주입을 위한 방전시 발생하는 고전압 아크 등이 애널라이저 챔버(1)내에 들러 붙은 이온 찌꺼기에 작용하여 애널라이저 챔버(1)의 내부 벽면이 깍이거나 파이는 등의 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 애널라이저 챔버내에 오염 및 손상이 방지되도록 개선된 애널라이저 챔버를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 애널라이저 챔버를 개략적으로 나타낸 사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 애널라이저 챔버를 개략적으로 나타낸 사시도이다.

도 3은 도 2에서의 J-J'에 대한 단면도이다.

도 4a는 본 발명에 따른 제1그래파이트 실드 파티션을 개략적으로 나타낸 사시도이다.

도 4b는 본 발명에 따른 제2그래파이트 실드 파티션을 개략적으로 나타낸 사시도이다.

도 4c는 본 발명에 따른 제3그래파이트 실드 파티션을 개략적으로 나타낸 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 애널라이저 챔버 11: 챔버 본체

12: 차폐판 13: 결합볼트

20: 그래파이트 실드

21 내지 23: 제1 내지 제3그래파이트 실드 파티션

위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 주입장치의 애널라이저 챔버는, 이온 소스로부터 추출된 이온빔이 통과되는 이온주입장치의 애널라이저 챔버에 있어서, 그 이온빔의 진행방향에 대한 그 애널라이저 챔버의 상하좌우 내부 벽면에 그래파이트 실드가 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 그 애널라이저 챔버는, 측면부에 그 그래파이트 실드가 착탈되는 통로인 개구부가 형성된 챔버 본체; 그 개구부를 차폐하기 위한 차폐판; 및 그 챔버 본체와 그 차폐판을 결합시키는 결합수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 그 결합수단은 결합볼트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 그 그래파이트 실드는 복수의 그래파이트 실드 파티션으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 애널라이저 챔버(10)를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 2에서의 J-J'에 대한 단면도이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 애널라이저 챔버(10)는 챔버 본체(11), 차폐판(12), 결합볼트(13), 그리고 그래파이트 실드(20)를 포함한다.

챔버 본체(11)는 이온빔이 I2방향으로 입사되어 E2방향으로 방출되도록 'L'자의 터널관 형태로 형성된다. 챔버 본체(11)는 개구부(11a) 및 결합홀(11b)을 포함한다. 개구부(11a)는 이온빔이 I2방향으로 계속 직진할 경우 만나게 되는 챔버 본체(11)의 전면부에 형성된다. 결합홀(11b)은 챔버 본체(11)의 전면부의 외곽상에 배치되며, 차폐판(12)을 챔버 본체(11)에 결합시키기 위한 결합볼트(13)가 삽입 고정되는 부분이다.

차폐판(12)은 챔버 본체(11)의 전면부에 설치된다. 차폐판(12)은 결합볼트(13)가 관통하는 관통홀(12a)을 포함한다. 관통홀(12a)은 챔버 본체(11)의 결합홀(11b)에 대응되도록 형성된다. 바람직하게는 챔버본체(11)와 차폐판(12)과의 접촉부에는 진공압 유지를 확실히 하기 위한 고무 패킹 등의 누출방지부재를 사용하도록 한다.

이와 같이, 차폐판(12)이 구성됨으로 인하여, 차폐판(12)이 챔버 본체(11)로부터 분리된 후, 챔버 본체(11)에 수납된 그래파이트 실드(20)가 챔버 본체(11)에 대하여 착탈이 가능하게 된다. 따라서, 이온빔 찌꺼기들로 인하여 오염되고, 챔버 본체(11)로부터 분리된 그래파이트 실드(20)가 수시 교환이 가능하게 된다.

결합볼트(13)는 차폐판(12)의 관통홀(12a)를 관통하여 챔버 본체(11)의 결합홀(11b)에 삽입 고정된다.

그래파이트 실드(20)는 이온빔의 진행방향에 대한 애널라이저 챔버(10)의 상하좌우 내부 벽면에 스크류 등의 고정수단(도시되지 않음)에 의해 체결되어 설치된다. 애널라이저 챔버(10)의 내부 벽면에 설치된 그래파이트 실드(20)는 이온빔에 의하여 애널라이저 챔버(10)의 내부 벽면 대신에 깍이게 된다. 또한, 탈락된 이온들의 찌꺼기도 그래파이트 실드(20) 내면에 들러붙게 된다. 이와같이, 깍이거나, 이온들의 찌꺼기가 들러붙은 그래파이트 실드(20)는 정기적으로 교체되게 된다. 따라서, 애널라이저 챔버(10) 내부는 항상 클린 상태를 유지할 수 있게 된다.

그래파이트 실드(20)는 복수의 그래파이트 실드 파티션으로 구성되는 것도 가능하다. 즉, 그래파이트 실드(20)를 복수의 파티션으로 분할되도록 하는 것이 가능하다. 애널라이저 챔버(10)의 크기가 큰 경우와 같이 하나의 그래파이트 실드로 애널라이저 챔버(20)내에 설치되기가 불편한 경우에는, 설치되기에 알맞고 착탈이 용이한 크기로 분할되도록 하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 그래파이트 실드(20)를 3개의 파티션으로 분할한다.

그래파이트 실드(20)는 제1 내지 제3그래파이트 실드 파티션(21)(22)(23)을 포함한다.

도 4a 내지 도 4c는 각각 제1 내지 제3그래파이트 실드 파티션을 개략적으로 나타낸 사시도이다.

그래파이트 실드(20)는 제1 내지 제3그래파이트 실드 파티션(21)(22)(23)을 포함한다.

도 4a에 도시된 바와 같이, 제1그래파이트 실드 파티션(21)은 제2개구부(21a) 및 제3개구부(21b)를 포함한다. 이온빔 소스로부터 방사된 이온빔은 이온빔 진행경로 R2를 따라 진행한다. 제2개구부(21a)는 이온빔 소스와 연결된 부분에 형성되며, 제3개구부(21b)는 제2개구부(21a)에 대해 오른쪽 측면에 형성된다. 이온빔은 제2개구부를 통과한 후 오른쪽으로 회절되어 제1그래파이트 실드 파티션(21)의 측면에 설치된 제3개구부(21b)로 빠져나간다.

도 4b에 도시된 바와 같이, 제2그래파이트 실드 파티션(22)은 제4개구부(22a) 및 제5개구부(22b)를 포함한다. 제4개구부(22a)는 제3개구부(21b)에 대응되며, 제4개구부(22a)와 제3개구부(21b)는 챔버 본체(11) 내에서 서로 맞닿게 연결된다. 제5개구부(22b)는 제4개구부(22a)에 대해 반대편에 형성된다. 회절현상이 진행중인 이온빔은 이온빔 진행경로 R2를 따라 제4개구부(22a)를 통과한후 제5개구부(22b)를 빠져나간다.

도 4c에 도시된 바와 같이, 제3그래파이트 실드 파티션(23)은 제6개구부(23a) 및 제7개구부(23b)를 포함한다. 제6개구부(23a)는 제5개구부(22b)에 대응되며, 제6개구부(23a)와 제5개구부(22b)는 챔버 본체(11) 내에서 서로 맞닿게 연결된다. 제7개구부(23b)는 제6개구부(23a)에 대해 반대편에 형성된다. 이온빔 진행경로 R2를 따라 진행하는 이온빔은 제6개구부(23a)를 통과한후 제7개구부(23b)를 통과하여 애널라이저 챔버(10)를 빠져나가게 된다.

이와 같이, 그래파이트 실드를 포함하는 구성에 의하여, 탈락된 이온 찌꺼기들이 직접 애널라이저 챔버(10) 벽면에 들러붙지 않고, 그래파이트 실드에 대신 들러붙게 된다. 따라서, 이온주입을 위한 방전시 고전압 아크가 발생하여 애널라이저 챔버(10)의 벽면 내부가 손상되는 현상이 억제된다.

또한, 차폐판을 포함하는 구성에 의하여 그래파이트 실드가 착탈 가능하게 되고, 그래파이트 실드를 오염시킨 이온빔 찌꺼기들이 수시로 애널라이저 챔버로부터 제거될 수 있다.

이상, 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려, 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경과 수정 및 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

본 발명에 의한 이온주입장치의 애널라이저 챔버는, 그래파이트 실드를 포함하는 구성에 의하여 이온주입을 위한 방전시 고전압 아크가 발생하여 애널라이저 챔버의 내부가 손상되는 현상이 억제되며, 차폐판을 포함하는 구성에 의하여 그래파이트 실드가 착탈 가능하게 되고, 그래파이트 실드를 오염시킨 이온빔 찌꺼기들이 수시로 애널라이저 챔버로부터 손쉽게 제거될 수 있으므로, 애널라이저 챔버내부가 클린 상태로 유지되어 이온주입공정시 공정불량이 현저히 감소되고, 애널라이저 챔버의 내구성이 향상되는 이점이 있다.

Claims (4)

1. 이온 소스로부터 추출된 이온빔이 통과되는 이온주입장치의 애널라이저 챔버에 있어서,

   상기 이온빔의 진행방향에 대한 상기 애널라이저 챔버의 상하좌우 내부 벽면에 그래파이트 실드가 설치되는 것을 특징으로 하는 이온주입장치의 애널라이저 챔버.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 애널라이저 챔버는,

   측면부에 상기 그래파이트 실드가 착탈되는 통로인 개구부가 형성된 챔버 본체;

   상기 개구부를 차폐하기 위한 차폐판; 및

   상기 챔버 본체와 상기 차폐판을 결합시키는 결합수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 이온주입장치의 애널라이저 챔버.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 결합수단은 결합볼트를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온주입장치의 애널라이저 챔버.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서,

   상기 그래파이트 실드는 복수의 그래파이트 실드 파티션으로 구성되는 것을 특징으로 하는 이온주입장치의 애널라이저 챔버.