KR20040105455A - Mass analyzer - Google Patents

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KR20040105455A
KR20040105455A KR1020030036833A KR20030036833A KR20040105455A KR 20040105455 A KR20040105455 A KR 20040105455A KR 1020030036833 A KR1020030036833 A KR 1020030036833A KR 20030036833 A KR20030036833 A KR 20030036833A KR 20040105455 A KR20040105455 A KR 20040105455A
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analyzer chamber
ion
mass spectrometer
analyzer
chamber
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KR1020030036833A
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이종오
이동학
이병재
강병재
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삼성전자주식회사
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/252Tubes for spot-analysing by electron or ion beams; Microanalysers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/317Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
    • H01J37/3171Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation for ion implantation

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Abstract

PURPOSE: A mass spectrometer is provided to remove exposure of an analyzer chamber and prevent the lowering of productivity due to contamination by forming grooves and projections corresponding to the grooves on one side and the other side on opposite sides of an inner sidewall of the analyzer chamber, respectively. CONSTITUTION: A mass spectrometer is used for an ion implantation apparatus for semiconductor fabrication. The mass spectrometer includes an analyzer chamber(231), a plurality of electromagnets installed at an outer surface of the analyzer chamber, and a plurality of guides(20) coupled continuously to an inner wall of the analyzer chamber. Each of the guides includes a groove formed on one of opposite sides and a projection corresponding to the groove.

Description

질량분석기{MASS ANALYZER}Mass spectrometer {MASS ANALYZER}

본 발명은 반도체 제조장비의 이온주입장치에 관한 것으로, 이온빔이 통과하는 애널라이저 챔버를 갖는 질량분석기에 관한 것이다.The present invention relates to an ion implantation apparatus of a semiconductor manufacturing equipment, and relates to a mass spectrometer having an analyzer chamber through which an ion beam passes.

최근 반도체 소자의 고집적화, 고밀도화에 대응하여 보다 정밀한 불순물 제어가 요구되며, 더욱이 양산 기술면에서는 재현성의 향상 및 처리능력의 향상이 요구되고 있다. 그 중에서도 이온주입(ion implantation)기술은 더욱 그 중요성을 더해가고, 종래의 기술에 대체되어 실용화 되기에 이르렀다.In recent years, more accurate impurity control is required to cope with higher integration and higher density of semiconductor devices, and furthermore, in terms of mass production technology, improvement in reproducibility and processing capability are required. Among them, ion implantation technology has become more and more important, and has been put into practical use in place of the conventional technology.

일반적으로 반도체 제조공정 중 이온주입공정은 반도체가 전기적 특성을 갖도록 하기 위하여 웨이퍼에 불순물을 주입시키는 방법 중의 하나로서, 원하는 종류의 불순물을 이온빔으로 변환시킨 다음, 이를 가속시켜 필요한 양이나 필요한 깊이로 웨이퍼상에 골고루 혹은 필요한 부분에만 선택적으로 주입시키는 공정이다.In general, the ion implantation process in the semiconductor manufacturing process is a method of injecting impurities into the wafer in order to have the electrical characteristics of the semiconductor, converts the desired type of impurities into the ion beam, then accelerates them to the required amount or depth required It is a process of selectively injecting evenly or only necessary parts onto the phase.

이러한 이온주입장치는 이온발생기(ion source), 질량분석기(analyzer), 빔가속기, 포커스 렌즈, 정전 분류기 등으로 구성되어 있으며, 이온발생기로부터 방출된 이온 빔은 원하지 않는 종류의 이온들을 제거하기 위하여 질량분석기를 통과한다.The ion implanter consists of an ion source, an analyzer, a beam accelerator, a focus lens, an electrostatic classifier, and the ion beam emitted from the ion generator removes mass to remove unwanted ions. Pass through the analyzer.

상기 질량분석기는 자기장 내에서 같은 에너지를 갖는 이온들이라도 질량이 다르면 굽는 효과가 다른 원리를 이용하여 원하는 이온 빔만을 선택하여 통과시키는 기능을 한다.The mass spectrometer functions to pass only a desired ion beam by using different principles of baking effect even if ions having the same energy in the magnetic field have different masses.

또한, 상기 질량분석기는 유입되는 이온빔이 소정 각도로 회절되도록 하는 애널라이저 챔버와, 이 애널라이저 챔버의 외벽에 장착되어 공정에 필요한 이온만을 분리 및 선택할 수 있도록 소정 자기장을 형성시켜주는 전자석과, 상기 애널라이저 챔버의 내벽을 따라 장착되는 가이드들로 구성된다.The mass spectrometer further includes an analyzer chamber for diffusing an incoming ion beam at a predetermined angle, an electromagnet mounted on an outer wall of the analyzer chamber to form a predetermined magnetic field for separating and selecting only ions required for a process, and the analyzer chamber It consists of guides mounted along the inner wall of the.

상기 애널라이저 챔버는 호의 형상 및 'L'형상의 덕트 구조이며, 상기 애널라이저 챔버의 내측벽을 따라 장착되는 가이드는 직육면체의 형상이다.The analyzer chamber has an arc shape and an 'L' shaped duct structure, and the guide mounted along the inner wall of the analyzer chamber is in the shape of a cuboid.

추출된 이온빔은 상기 빔 가속기를 빠르게 통과하여 애널라이저 챔버의 가이드를 부딪치면서 통과하게 되는데, 상기 가이드들이 애널라이저 챔버의 내측벽에 장착되는 모서리 단부는 인접하는 다른 가이드의 측면과 접촉되어 있지만, 가이드의 형상이 직육면체이므로, 애널라이저 챔버의 중심부로 갈수록 점점 이격되는 구조를 갖게된다.The extracted ion beam passes quickly through the beam accelerator and hits the guide of the analyzer chamber. The edges of the guides mounted on the inner wall of the analyzer chamber are in contact with the side of another adjacent guide, but the shape of the guide is Since it is a rectangular parallelepiped, it has a structure that is gradually spaced toward the center of the analyzer chamber.

즉, 가이드와 다른 가이드 사이에는 구조적으로 일부분만 접촉(애널라이저 챔버의 내측벽에 부착되는 모서리 부분)하고, 일부분은 이격되는 부위로 장착되어 있다.That is, only a part of the guide and the other guide are structurally contacted (a corner part attached to the inner wall of the analyzer chamber), and a part is mounted as a spaced part.

이로 인해 상기 애널라이저 챔버 내측벽의 금속성분이 이온 빔과 함께 전사되어 오염을 발생하게 되고, 이로 인해 제품의 수율을 저하시키는 문제점이 있었다.As a result, the metal component of the inner wall of the analyzer chamber is transferred together with the ion beam to cause contamination, thereby lowering the yield of the product.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해, 웨이퍼상에 이온빔(Ion beam)을 주입할 때, 애널라이저 챔버의 금속 성분이 이온빔과 함께 웨이퍼에 전사되는 것을 방지할 수 있는 질량분석기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.In order to solve the problems as described above, the present invention provides a mass spectrometer capable of preventing the transfer of metal components of the analyzer chamber to the wafer together with the ion beam when implanting an ion beam onto the wafer. For that purpose.

도 1은 일반적인 이온주입장치의 구성을 도시한 블럭도;1 is a block diagram showing the configuration of a general ion implantation apparatus;

도 2는 본 발명의 일실시예인 가이드가 설치된 애널라이저 챔버를 도시한 도면;2 is a diagram illustrating an analyzer chamber in which a guide is installed, which is an embodiment of the present invention;

도 3a는 가이드의 결합구조인 일예를 보인 도 2의 A부 확대 평면도; 그리고,3A is an enlarged plan view of a portion A of FIG. 2 showing an example of a coupling structure of a guide; And,

도 3b는 가이드의 결합구조를 보인 또다른 실시예를 도시한 평면도이다.Figure 3b is a plan view showing another embodiment showing a coupling structure of the guide.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

20, 20' : 가이드 21 : 홈20, 20 ': Guide 21: Home

22, 22' : 돌기 23 : 외벽22, 22 ': protrusion 23: outer wall

24 : 내벽 26 : 접촉면24: inner wall 26: contact surface

221 : 애널라이저 챔버 235 : 챔버본체221: analyzer chamber 235: chamber body

237 : 이온 유입구 238 : 이온 유출구237 ion inlet 238 ion outlet

상기한 목적을 달성하기 위해 안출한 본 발명인 질량분석기는, 애널라이저 챔버와 상기 애널라이저 챔버의 외측에 장착되는 전자석들과, 상기 애널라이저 챔버 내측벽에 연속적으로 결합되는 복수의 가이드들을 구비하되, 상기 인접하는 각각의 가이드는 복수의 선접촉을 갖는 것을 특징으로 한다.The mass spectrometer of the present invention devised to attain the above object includes an analyzer chamber, electromagnets mounted on the outside of the analyzer chamber, and a plurality of guides continuously coupled to the inner wall of the analyzer chamber, wherein Each guide is characterized by having a plurality of line contacts.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명을 설명하기 위해 질량분석기가 장착되는 일반적인 이온주입장치(700)의 구성을 도시한 블럭도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a general ion implantation apparatus 700 equipped with a mass spectrometer to explain the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명 애널라이저 챔버가 사용되는 일반적인 이온주입장치(700)는 크게 이온 소스부(100), 빔라인 어셈블리(200), 엔드 스테이션(300), 장치구동부(500) 및 질량분석기(700)를 전반적으로 제어하는 중앙제어부(400)로 구성되며, 각 부분은 데이타 라인(70)과 콘트롤 라인(80)으로 상호 연결된다.As shown in FIG. 1, the general ion implantation apparatus 700 in which the analyzer chamber of the present invention is used includes an ion source unit 100, a beamline assembly 200, an end station 300, an apparatus driving unit 500, and a mass. It is composed of a central control unit 400 for overall control of the analyzer 700, each part is interconnected by a data line 70 and a control line (80).

상기 이온 소스부(100)는 웨이퍼에 주입되어야 할 불순물이 가스상태에서 이온화된 후 이온빔으로 추출되는 곳으로, 외부로부터 불순물 가스를 공급받아 이를 이온화시키는 이온발생유닛(120)과, 이 이온화된 불순물을 강한 전계로 높은 에너지(Energy)를 공급하여 빠른속도로 이동되는 이온빔으로 추출시키는 이온추출유닛(140)으로 구성된다.The ion source unit 100 is a place where impurities to be injected into a wafer are ionized in a gas state and extracted with an ion beam. The ion generating unit 120 receives ionized impurities from the outside and ionizes them, and the ionized impurities It is composed of an ion extraction unit 140 for supplying a high energy (Energy) to a strong electric field to extract the ion beam moving at a high speed.

상기 빔라인 어셈블리(200)는 이온 소스부(100)에서 추출된 이온빔이 웨이퍼(Wafer) 방향으로 이동되는 곳으로, 이온추출유닛(140)에서 이온빔으로 추출된 이온 중 공정에 필요한 이온만을 분리 및 선택하는 질량분석기(230)와, 이온추출유닛(140) 및 질량분석기(230) 사이에 설치되어 이온추출유닛(140)에서 추출된이온빔이 질량분석기(230)로 이동되는 것을 선택적으로 개폐하는 게이트 밸브(210)와, 질량분석기(230)에서 분리 및 선택된 이온빔을 소정 속도로 가속시키는 이온 가속기(250)와, 가속된 이온빔을 웨이퍼 상에 균일하게 주사시킬 수 있도록 편향시키는 편향유닛(270)으로 구성된다.The beamline assembly 200 is a place where the ion beam extracted from the ion source unit 100 moves in the direction of the wafer, and separates and selects only the ions necessary for the process among the ions extracted by the ion beam from the ion extraction unit 140. A gate valve installed between the mass spectrometer 230, the ion extracting unit 140, and the mass spectrometer 230 to selectively open and close the ion beam extracted from the ion extracting unit 140 to the mass spectrometer 230. 210, an ion accelerator 250 for accelerating the ion beam separated and selected by the mass spectrometer 230 at a predetermined speed, and a deflection unit 270 for deflecting the accelerated ion beam uniformly on the wafer. do.

상기 질량분석기(230)는 자기장과 각 이온의 질량차를 이용하여 이온빔을 소정 각도록 회절시켜 공정에 필요한 이온만을 분리 및 선택하는 역할을 한다.The mass spectrometer 230 diffracts the ion beam to a predetermined angle by using a magnetic field and a mass difference between the respective ions, thereby separating and selecting only ions necessary for the process.

이온추출유닛(140)으로부터 추출되어 유입되는 이온빔이 소정 각도로 회절되도록 하는 애널라이저 챔버(231)와, 이 애널라이저 챔버(231)의 일측면 또는 양측면에 장착되어 공정에 필요한 이온만을 분석할 수 있도록 소정 자기장을 형성시켜주는 전자석(미도시)으로 구성된다.An analyzer chamber 231 for diffusing the ion beam extracted and extracted from the ion extraction unit 140 at a predetermined angle, and mounted on one or both sides of the analyzer chamber 231 so as to analyze only the ions required for the process. It consists of an electromagnet (not shown) that forms a magnetic field.

또한, 엔드 스테이션(300)은 이온주입될 웨이퍼가 탑재되는 곳으로, 편향유닛(270)을 경유한 이온빔이 주입되어야할 목표점에 정확히 주입되도록 웨이퍼의 위치를 설정해주도록 웨이퍼 이동유닛(350)이 구비된다.In addition, the end station 300 is a place where a wafer to be ion implanted is mounted, and the wafer moving unit 350 is provided to set the position of the wafer so that the ion beam via the deflection unit 270 is accurately injected to the target point to be injected. do.

한편, 장치구동부(500)는 이온주입장치(700)가 원활히 구동될 수 있도록 하는 곳으로, 이온주입장치(700)의 각 부분 진공을 제어하는 진공유닛(560)과, 이온주입장치(700)의 이온분해 및 추출 그리고 가속을 위한 다양한 레벨의 전압을 공급하는 전력공급유닛(580)으로 구성된다.On the other hand, the device driver 500 is a place where the ion implantation apparatus 700 can be smoothly driven, the vacuum unit 560 for controlling the vacuum of each part of the ion implantation apparatus 700, and the ion implantation apparatus 700 It is composed of a power supply unit 580 for supplying various levels of voltage for ion decomposition and extraction and acceleration of the.

도 2는 본 발명의 일실시예인 가이드가 설치된 애널라이저 챔버를 도시한 도면이고, 도 3a는 가이드의 결합구조인 일예를 보인 도 2의 A부 확대 평면도이며, 도 3b는 가이드의 결합구조를 보인 또다른 실시예를 도시한 평면도이다.FIG. 2 is a view illustrating an analyzer chamber in which a guide is installed according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3A is an enlarged plan view of part A of FIG. 2 showing an example of a coupling structure of the guide, and FIG. 3B is a view illustrating the coupling structure of the guide. A plan view showing another embodiment.

첨부된 도 2를 참조하면, 질량분석기에 사용되는 애널라이저 챔버(231)는 크게 이온유입구(237)와 이온유출구(239)를 갖는 챔버본체(235)와, 전자석(미도시), 가이드(20, 20') 등으로 구성된다.Referring to FIG. 2, the analyzer chamber 231 used in the mass spectrometer includes a chamber body 235 having an ion inlet 237 and an ion outlet 239, an electromagnet (not shown), a guide 20, 20 ').

상기 챔버본체(235)는 중앙에 이온빔이 통과될 수 있도록 소정 크기의 공간이 형성된 'L'자 및 호형상의 덕트구조로, 일측단부에는 이온이 유입되는 개구부가 형성되고, 타측단부에는 유입된 이온빔이 소정 각도로 회절되어 이온유출구로 유출될 수 있도록 또 다른 개구부가 형성되어 있다.The chamber body 235 is an 'L' shaped and arc-shaped duct structure in which a space of a predetermined size is formed so that an ion beam can be passed through the center, and an opening is formed at one end thereof, and an inlet is introduced at the other end thereof. Another opening is formed so that the ion beam can be diffracted at a predetermined angle and flow out to the ion outlet.

상기 챔버본체(235)는 알루미늄 또는, 스테인리스의 금속재로 구성되어 있으며, 상기 챔버본체(235)의 외측벽에는 상기 전자석이 장착된다. 이 전자석은 공정에 필요한 이온만을 분리 및 선택할 수 있도록 소정 자기장을 형성시켜주는 것이다.The chamber body 235 is made of a metal material of aluminum or stainless steel, the electromagnet is mounted on the outer wall of the chamber body 235. This electromagnet forms a predetermined magnetic field so that only ions necessary for the process can be separated and selected.

상기 가이드(20, 20')는 챔버본체(235)의 내측벽을 따라 장착되는 것으로 복수개의 가이드(20)들이 서로 맞대어져 설치된다.The guides 20 and 20 'are mounted along the inner wall of the chamber body 235, and the plurality of guides 20 are installed to face each other.

첨부된 도 3a를 참조하면, 상기 가이드(20)는 양단부의 어느 한면에 홈(21)을 형성하고, 상기 홈(21)과 대응되는 다른 한 면에는 상기 홈(21)에 끼워지도록 돌기(22)가 형성된다.Referring to FIG. 3A, the guide 20 forms a groove 21 on one surface of both ends, and the protrusion 22 is fitted to the groove 21 on the other surface corresponding to the groove 21. ) Is formed.

상기 가이드(20)는, 그 두께의 1/2정도가 길이방향으로 연장되어 돌출되는 부분이 돌기(22)가 된다.As for the guide 20, the part which protrudes about 1/2 of the thickness extends in the longitudinal direction becomes the protrusion 22. As shown in FIG.

또한, 상기한 돌기(22)는 상기 가이드(20)의 양측에 형성되는데, 좌우 비대칭이 되도록 어긋나게 형성된다.In addition, the protrusion 22 is formed on both sides of the guide 20, it is formed to be shifted left and right asymmetrically.

즉, 챔버본체(235)의 내측벽에 부착되는 가이드(20)의 일측 한면(도면상의 좌측단)은 상기 내측벽과 접촉되도록 일 부분이 연장되어 돌출되도록 한다. 돌출된 부분은 돌기(21)의 형상을 갖게되고, 돌출되지 않은 부분은 홈(21)을 갖게 된다. 그리고, 상기 가이드(20)의 반대측 면(도면상의 우측단)에는 상기 돌기(22)와 동일한 크기의 돌기(22')가 형성되는데, 상기 돌기(22)의 돌출된 위치와 어긋나도록 돌기(22')를 형성한다.That is, one side (left end on the drawing) of the guide 20 attached to the inner wall of the chamber body 235 extends so that a portion thereof is in contact with the inner wall. The protruding portion has the shape of the protrusion 21, and the non-protruding portion has the groove 21. In addition, a protrusion 22 ′ having the same size as the protrusion 22 is formed on an opposite side (right end on the drawing) of the guide 20, and the protrusion 22 shifts from the protruding position of the protrusion 22. Form ').

상기한 바와 같은 형상의 가이드(20)로 인해 이 가이드(20)의 일면에는 타측의 가이드(20') 일면이 접촉하게 되어지는 연속적인 배치가 이루어진다. 이는 마치 계단형상의 블록이 서로 어긋나게 결합되어 절곡된 애널라이저 챔버(231)의 내측벽에 부착되는 것으로, 각각의 가이드(20, 20')들은 소정 각을 갖으며 비틀어지게 배치된다. 따라서, 가이드(20, 20')들 간의 접촉면 사이가 선접촉을 갖게 되어 이온 빔이 통과될 때, 애널라이저 챔버(231)의 금속성분이 흡수되지 않게 되는 차단막의 역할을 하게 된다.Due to the guide 20 having the shape as described above, one surface of the guide 20 has a continuous arrangement in which one surface of the guide 20 'on the other side comes into contact. This is as if the stepped blocks are attached to the inner wall of the analyzer chamber 231 bent and coupled to each other alternately, each of the guides (20, 20 ') are arranged to be twisted at a predetermined angle. Therefore, the contact surfaces between the guides 20 and 20 'have a line contact, and when the ion beam passes, the metal film of the analyzer chamber 231 does not act as a blocking film.

또한, 상기 홈(21)과 돌기(22, 22')의 형상은 도 3b와 같이 일면은 그 중심부에서 가이드(20, 20')의 내부로 라운드를 갖는 홈(21)을 형성하고, 다른 일면에는 상기 홈(21)과 대응되도록 돌기(22')가 형성된다.In addition, the shape of the groove 21 and the projections 22, 22 ', as shown in Figure 3b forms a groove 21 having a round in the center of the guide 20, 20' at its center, the other surface The protrusion 22 ′ is formed to correspond to the groove 21.

상기 가이드(20, 20')들을 상기 챔버본체(235)에 장착할 때, 상기 가이드(20, 20')들의 양단부가 맞대어지는 외벽(23)과 내벽(24) 사이에 접촉면(25)을 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.When the guides 20 and 20 'are mounted to the chamber body 235, both ends of the guides 20 and 20' have a contact surface 25 between the outer wall 23 and the inner wall 24 to which they face. It is preferable to form.

상기 접촉면(25)을 갖도록 형성하는 것은, 이온 빔이 애널라이저 챔버(231)를 통과할 때, 상기 가이드가 조금씩 마모되어 통과를 하게 되는데, 이때, 상기 애널라이저 챔버(231)의 금속성분이 유입되는 것을 차단하기 위한 것이다. 본 발명과 같은 가이드(20, 20')들로 구성할 경우 가이드(20, 20')들간의 접촉면(25) 사이에 이격되는 부분을 제거하여 애널라이저 챔버(231)와 부딪히지 않게 되고, 이온 빔이 통과하여도 접촉면(25) 부분이 쉽게 마모되지 않는다.Forming to have the contact surface 25, when the ion beam passes through the analyzer chamber 231, the guide is a little worn and passes through, when the metal component of the analyzer chamber 231 is introduced It is to cut off. In the configuration of the guides 20 and 20 'such as the present invention, the portions spaced between the contact surfaces 25 between the guides 20 and 20' are removed so that they do not collide with the analyzer chamber 231, and the ion beam Even though passing through, the contact surface 25 is not easily worn.

또한, 상기 가이드(20)는 그래파이트(Graphite)인 탄소 및 카본등의 흑연층으로 구성되어 있다.In addition, the guide 20 is composed of graphite layers such as carbon and carbon which are graphite.

이하, 본 발명에 따른 이온주입장치에 장착되는 애널라이저 챔버의 작용 및 효과에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation and effects of the analyzer chamber mounted on the ion implantation apparatus according to the present invention will be described in detail.

선행공정을 완료한 웨이퍼가 엔드 스테이션(300)에 탑재되면, 이온 소스부(100)의 이온발생유닛(120)에는 불순물 가스가 공급된다.When the wafer having completed the preceding process is mounted in the end station 300, the impurity gas is supplied to the ion generating unit 120 of the ion source unit 100.

상기 이온발생유닛(120)은 이 불순물 가스를 이온화시키고, 이온추출유닛(140)은 이온화된 불순물을 빠른 속도로 이동되는 이온빔으로 추출시킨다.The ion generating unit 120 ionizes the impurity gas, and the ion extracting unit 140 extracts the ionized impurities into the ion beam moving at a high speed.

이때, 이온추출유닛(140)에서 추출된 이온빔은 질량분석기(230)의 애널라이저 챔버(231)로 빠르게 이동된다.At this time, the ion beam extracted from the ion extraction unit 140 is quickly moved to the analyzer chamber 231 of the mass spectrometer 230.

상기 질량분석기(230)와 이온추출유닛(140)의 사이에는 게이트 밸브(210)가 장착되어 공정의 진행에 따라 게이트 밸브(210)가 오픈될 때에만 이온추출유닛(140)에서 추출된 이온빔은 빠른 속도로 질량분석기(230)의 애널라이저 챔버(231)로 이동되게 된다.The gate beam 210 is mounted between the mass spectrometer 230 and the ion extraction unit 140 so that the ion beam extracted from the ion extraction unit 140 only when the gate valve 210 is opened as the process proceeds. It is moved to the analyzer chamber 231 of the mass spectrometer 230 at a high speed.

따라서, 게이트 밸브(210)가 오픈되면, 이온추출유닛(140)에서 추출된 이온빔은 빠른 속도로 질량분석기(230)의 애널라이저 챔버(231)에 형성된 이온유입구(237)로 유입된 후, 애널라이저 챔버(231)를 통과하면서 애널라이저 챔버(231)에 장착되어 소정 자기장을 형성시키는 전자석에 의해 웨이퍼에 주입되어야할 이온만 선별적으로 분리 및 선택되어 애널라이저 챔버(231)의 이온유출구(239)로 유출된다.Therefore, when the gate valve 210 is opened, the ion beam extracted from the ion extraction unit 140 flows into the ion inlet 237 formed in the analyzer chamber 231 of the mass spectrometer 230 at a high speed, and then the analyzer chamber. Only ions to be injected into the wafer are selectively separated and selected by an electromagnet mounted in the analyzer chamber 231 while passing through the 231 to form a predetermined magnetic field, and are discharged to the ion outlet 239 of the analyzer chamber 231. .

이후, 질량분석기(230)의 애널라이저 챔버(100)를 통과한 이온빔은 이온 가속기(250)와 편향유닛(270)을 경유하여 엔드 스테이션(300)에 탑재되어있는 웨이퍼에 정확히 주입되게 된다.Thereafter, the ion beam passing through the analyzer chamber 100 of the mass spectrometer 230 is accurately injected into the wafer mounted in the end station 300 via the ion accelerator 250 and the deflection unit 270.

이때, 이온추출유닛(140)에 의해 추출되어 게이트 밸브(210)가 오픈됨에 따라 애널라이저 챔버(231)의 이온유입구(237)로 빠르게 유입되는 이온빔이 유입되면서 애널라이저 챔버(231)의 가이드에 부딪치게 되고, 상기 가이드들이 맞대어지는 이격부위가 파손되면서 상기 애널라이저 챔버(231)의 금속 성분이 이온빔과 함께 웨이퍼에 전사되어 오염으로 인한 제품의 수율을 저하시키고 있었다.In this case, as the gate valve 210 is extracted by the ion extraction unit 140 and the gate valve 210 is opened, the ion beam rapidly flowing into the ion inlet 237 of the analyzer chamber 231 is introduced into the guide of the analyzer chamber 231. As the spaced portions where the guides face each other are damaged, the metal component of the analyzer chamber 231 is transferred to the wafer together with the ion beam, thereby lowering the yield of the product due to contamination.

그러나, 본 발명에 따른 애널라이저 챔버(231)에 결합되는 가이드(20)들의 맞대어지는 부위에 홈(21)과 돌기(22)를 각각 형성하여 장착하므로 써, 상기 가이드(20)의 외벽(23)과 내벽(24) 사이에 접촉면(25)을 갖도록 하여 상기 접촉면(25)으로 인해, 애널라이저 챔버(231)의 금속 성분이 유입되는 것을 차단할 수 있다.However, the grooves 21 and the protrusions 22 are formed to be mounted on the facing portions of the guides 20 coupled to the analyzer chamber 231 according to the present invention, so that the outer wall 23 of the guide 20 is formed. The contact surface 25 may be provided between the inner wall 24 and the inner wall 24, thereby preventing the metal component of the analyzer chamber 231 from being introduced.

이상과 같이 본 발명인 질량분석기로 인해 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the present invention has the following effects due to the mass spectrometer.

첫째, 맞대어지는 어느 일면에는 홈을 형성하고, 타면에는 상기 홈과 상응하는 돌기가 형성된 가이드들이 애널라이저 챔버의 내측벽에 연속적으로 결합되어, 인접하는 각각의 가이드가 선접촉을 갖도록 결합하여, 챔버의 노출을 제거하므로 써, 웨이퍼에 이온을 주입할 때 챔버 내측벽의 금속 성분이 웨이퍼에 이온 빔과 함께 전사되어 오염에 의한 수율 저하를 감소시킬 수 있다.First, a groove is formed on one side facing each other, and guides having protrusions corresponding to the grooves on the other side are continuously coupled to an inner wall of the analyzer chamber, and each adjacent guide is coupled to have a line contact. By eliminating the exposure, when implanting ions into the wafer, the metal components of the chamber inner wall can be transferred along with the ion beam to the wafer to reduce yield degradation due to contamination.

둘째, 연속적으로 결합되는 가이드들의 홈과 돌기가 라운드진 형상으로 접촉되므로 써, 그 접촉되는 부위가 넓은 면적을 갖게되어 보다 효율적으로 이온빔과 애널라이저 챔버의 내측벽을 차단할 수 있다.Second, since the grooves and the protrusions of the guides continuously coupled to each other are rounded, the contacting portions have a large area so that the inner wall of the ion beam and the analyzer chamber can be blocked more efficiently.

Claims (3)

반도체 소자를 제조하기 위한 이온주입장치에 사용되는 질량분석기에 있어서,In the mass spectrometer used in the ion implantation device for manufacturing a semiconductor device, 애널라이저 챔버와;An analyzer chamber; 상기 애널라이저 챔버의 외측에 장착되는 전자석들과;Electromagnets mounted on the outside of the analyzer chamber; 상기 애널라이저 챔버 내측벽에 연속적으로 결합되는 복수의 가이드들을 구비하되;A plurality of guides continuously coupled to the inner wall of the analyzer chamber; 상기 인접하는 각각의 가이드는 복수의 선접촉을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조를 위한 질량분석기.And each of the adjacent guides has a plurality of line contacts. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 각각의 가이드는;Each of the guides; 맞대어지는 어느 일면에 홈을 형성하고, 타면에는 상기 홈과 상응하는 돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조를 위한 질량분석기.Mass spectrometer for manufacturing a semiconductor device, characterized in that the groove is formed on one side facing each other, the projection corresponding to the groove is formed on the other side. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 가이드는;The guide; 일면은 돌출되어 라운드진 돌기가 형성되고, 타면은 상기 돌기와 상응되는 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조를 위한 질량분석기.One side protrudes to form a rounded protrusion, the other side is a mass spectrometer for manufacturing a semiconductor device, characterized in that the groove is formed corresponding to the protrusion.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100744006B1 (en) * 2005-03-25 2007-07-30 부산대학교 산학협력단 Single-particle mass spectrometer

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