KR20050030010A - Ion implanter having arc chamber slit member - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 소자 제조용 이온 주입 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 아크 챔버 슬릿 부재 (arc chamber slit member)를 구비한 이온 주입 장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ion implantation apparatus for semiconductor device manufacturing, and more particularly, to an ion implantation apparatus having an arc chamber slit member.
반도체 소자 제조 공정 중 이온 주입 공정은 반도체 기판, 즉 웨이퍼 내에 이온을 주입시켜 상기 반도체 소자의 설정된 패턴에 따른 전기적 특성을 부여하는 공정이다. 이온 주입 공정은 웨이퍼 내에 주입시키는 이온의 도즈(dose) 양을 정확하게 제어할 수 있고, 주입시키는 깊이를 정확하게 조절할 수 있는 등으로 인하여 균일성 및 재현성이 뛰어나고, 양산 측면에서도 대단히 유용하다. 또한, 원하는 이온을 높은 순도로 추출하여 주입시킬 수 있고, 상온에서 공정을 수행할 수 있는 등 여러 가지 이점들이 있다. 따라서, 고집적화 및 고밀도화 되어가는 최근의 반도체 소자 제조 공정에서는 이온 주입 공정이 필수적으로 채용되고 있다. An ion implantation process of a semiconductor device manufacturing process is a process of implanting ions into a semiconductor substrate, that is, a wafer, to impart electrical characteristics according to a predetermined pattern of the semiconductor device. The ion implantation process is excellent in uniformity and reproducibility due to the precise control of the dose of the ions to be implanted in the wafer, the precise control of the implantation depth, and the like, and is very useful in terms of mass production. In addition, the desired ions can be extracted and implanted with high purity, and the process can be performed at room temperature. Therefore, the ion implantation process is indispensably employed in the recent semiconductor device manufacturing process, which is becoming highly integrated and densified.
이온 주입 공정은 이온을 빔의 형태, 즉 이온 빔으로 생성시켜 웨이퍼 내에 주입시키는 것으로서, 이온 주입 공정시 사용되는 이온 주입 장치로는 공정의 필요에 따라 중전류 이온 주입 장치, 고전류 이온 주입 장치, 고전압 이온 주입 장치, 초 저전압 이온 주입장치 등이 있다. 이들 이온 주입 장치는 각각 이온 발생을 위한 이온 발생부, 이온 가속부, 이온 투사부로 나뉜다. 이온 발생부는 반도체 웨이퍼상에 투사할 불순물을 이온화 하여 이온 가속부로 공급하는 장치로서, 불순물 원소가 포함되어 있는 소스 가스에 전자를 충돌시켜 플라즈마 상태의 이온을 생성한다. 이온 발생부는 가스를 필라멘트(filament)에서 방출되는 열전자와 강제 충돌시켜 이온화시키는 소스 헤드와, 각종 이온들에 전기장을 걸어 추출시키는 추출 전극과, 빔 생성 및 이온 추출시 발생하는 2차 전자를 전기장으로 억제시키는 서프레션(suppression)으로 구성되어 있다. 그 중, 소스 헤드에는 아크 챔버가 설치되는 데 이온이 생성되어 전기장에 의해 아크 챔버를 빠져나올 때 아크 챔버 슬릿 부재를 거치게 된다. The ion implantation process is to implant ions into the form of a beam, that is, ion beams, into the wafer. The ion implantation apparatus used in the ion implantation process includes a medium current ion implanter, a high current ion implanter, and a high voltage according to the needs of the process. Ion implantation devices, ultra-low voltage ion implantation devices, and the like. Each of these ion implantation apparatuses is divided into an ion generator, an ion accelerator, and an ion projector for generating ions. The ion generating unit is a device that ionizes an impurity to be projected onto a semiconductor wafer and supplies the ion accelerator to an ion accelerator. The ion generating unit generates electrons in a plasma state by colliding electrons with a source gas containing an impurity element. The ion generating unit uses a source head for forcibly colliding gas with hot electrons emitted from a filament and ionizes it, an extraction electrode for extracting an electric field through various ions, and secondary electrons generated during beam generation and ion extraction. It consists of suppression (suppression) to suppress. Among them, an arc chamber is installed in the source head, and ions are generated to pass through the arc chamber slit member when exiting the arc chamber by the electric field.
도 1은 종래 기술에 따른 이온 주입 장치의 아크 챔버 슬릿 부재이다. 1 is an arc chamber slit member of the ion implantation apparatus according to the prior art.
도 1을 참조하면, 종래 기술에 다른 아크 챔버 슬릿 부재(10)는 소정의 단축 길이(x1) 및 장축 길이(y1)를 가지는 타원형의 슬릿(12)이 형성된 일체형 플레이트(14)로 구성되어 있다.Referring to FIG. 1, the arc chamber slit member 10 according to the prior art is composed of an integral plate 14 formed with an elliptical slit 12 having a predetermined short axis length x 1 and a long axis length y 1 . It is.
플라즈마 상태의 이온 입자들은 상기 슬릿(12)을 통과하며 초점을 유지하여 후속 설비인 이온 가속부로 공급된다. 이온 주입 공정이 진행됨에 따라 상기 슬릿(12)을 통과하는 이온 빔에 의해 상기 슬릿(12) 주변에서 상기 플레이트(14)가 손상되거나 마모되어 상기 슬릿(12)의 개구 치수가 커지게 된다. 이와 같이 상기 슬릿(12)의 개구 치수가 커지면 이온빔의 효율을 떨어지게 되므로 일정 주기마다 상기 슬릿(12)의 개구 치수를 검사하고, 특히 상기 슬릿(12)의 중앙부에서 허용 가능한 수준 이상으로 그 개구 치수가 커지면 상기 슬릿(12)이 형성되어 있는 부품을 교체하여야 한다. The ion particles in the plasma state pass through the slit 12 and remain in focus and are supplied to an ion accelerator, which is a subsequent equipment. As the ion implantation process proceeds, the plate 14 is damaged or worn around the slit 12 by an ion beam passing through the slit 12, thereby increasing the opening dimension of the slit 12. As the opening dimension of the slit 12 increases, the efficiency of the ion beam decreases, so the opening dimension of the slit 12 is inspected at regular intervals, and in particular, the opening dimension of the slit 12 is higher than an acceptable level in the center portion of the slit 12. When is increased, the parts in which the slit 12 is formed must be replaced.
그러나, 종래 기술에 따른 이온 주입 장치에서는 상기 슬릿(12)이 형성되어 있는 부품이 일체형 아크 챔버 슬릿 부재(10)로 구성되어 있으므로, 상기 슬릿(12) 주변 만 손상되고 나머지 부분은 전혀 손상 없이 정상적으로 유지되고 있는 경우에도 상기 아크 챔버 슬릿 부재(10) 전체를 교체하여야 한다. 이는 결국 설비 유지비를 상승시키는 요인으로 작용하게 된다. However, in the ion implantation apparatus according to the prior art, since the part in which the slit 12 is formed is composed of the integrated arc chamber slit member 10, only the periphery of the slit 12 is damaged and the remaining part is normally not damaged at all. Even if it is maintained, the entire arc chamber slit member 10 must be replaced. This will eventually increase the maintenance cost of equipment.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술에서의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 손상 또는 마모 빈도가 다른 부분보다 큰 슬릿에서 마모 또는 손상에 의하여 그 개구 치수가 허용 가능한 범위를 벗어난 경우 상기 슬릿이 형성되어 있는 아크 챔버 슬릿 부재 전체를 교체할 필요 없이 국부적으로 필요한 부분만 교체 가능한 이온 주입 장치를 제공하는 것이다. The present invention is to solve the problems in the prior art as described above, when the damage or the wear frequency in the slit larger than the other parts, the arc is formed in the slit when the opening dimension is out of an acceptable range due to wear or damage It is to provide an ion implantation device which can replace only locally necessary parts without having to replace the entire chamber slit member.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 이온 주입 장치는 아크 챔버로부터 발생된 이온 빔을 방출시키는 아크 챔버 슬릿 부재를 포함한다. 상기 아크 챔버 슬릿 부재는 슬릿이 형성되어 있는 슬릿부와, 상기 슬릿부가 결합될 수 있는 삽입홀이 중앙에 형성된 프레임을 구비한다. In order to achieve the above object, the ion implantation apparatus according to the present invention includes an arc chamber slit member for emitting an ion beam generated from the arc chamber. The arc chamber slit member includes a slit portion in which a slit is formed and a frame in which an insertion hole to which the slit portion is coupled is formed at the center.
상기 슬릿부 및 프레임은 각각 서로 다른 재질, 또는 서로 동일한 재질로 이루어질 수 있으며, 예를 들면 상기 슬릿부는 흑연(graphite)으로 이루어질 수 있다. The slit portion and the frame may be made of different materials, or the same material, respectively, for example, the slit portion may be made of graphite (graphite).
상기 슬릿부와 프레임은 연결 부재에 의하여 상호 결합 가능하다. 상기 연결 부재가 스크류인 경우, 상기 슬릿부 및 프레임에는 각각 상기 스크류를 삽입할 수 있는 복수의 스크류 홀이 형성되어 있다. The slit portion and the frame may be mutually coupled by a connecting member. When the connecting member is a screw, a plurality of screw holes for inserting the screw are formed in the slit portion and the frame, respectively.
본 발명에 의하면, 상기 슬릿의 개구 치수가 허용 가능한 범위를 초과하여 커지는 경우에도 아크 챔버 슬릿 부재를 전부 교체할 필요 없이 슬릿부 만 선택적으로 교체하고, 문제가 없는 프레임은 교체하지 않음으로써 설비 유지비를 절감할 수 있으며, 이에 따라 반도체 소자의 제조 단가를 낮출 수 있다. According to the present invention, even when the opening dimension of the slit becomes larger than the allowable range, it is possible to selectively replace only the slit part without having to replace all the arc chamber slit members, and not to replace the problem-free frame, thereby reducing the equipment maintenance cost. In this case, the manufacturing cost of the semiconductor device can be reduced.
다음에, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Next, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이온 주입 장치의 아크 챔버 슬릿 부재(100)이다. 2 is an arc chamber slit member 100 of an ion implantation apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 이온 주입 장치에서 아크 챔버로부터 발생된 이온 빔을 방출시키기 위하여 사용되는 아크 챔버 슬릿 부재(100)는 슬릿(102)이 형성되어 있는 슬릿부(110)와, 상기 슬릿부(110)와 상호 조립되어 상기 슬릿부(110)를 지지하는 프레임(120)을 구비한다. 상기 슬릿부(110)와 프레임(120)은 연결 부재(130), 예를 들면 복수의 스크류에 의하여 상호 결합되어 있다. The arc chamber slit member 100 used to emit an ion beam generated from the arc chamber in the ion implantation apparatus according to the present invention includes a slit part 110 in which a slit 102 is formed, and the slit part 110. And a frame 120 that is assembled with each other to support the slit part 110. The slit 110 and the frame 120 are coupled to each other by a connecting member 130, for example, a plurality of screws.
도 3은 상기 슬릿부(110)를 도시한 도면이다. 상기 슬릿부(110)는 상기 슬릿(102)이 한정될 수 있는 최소한의 치수를 가지며, 상기 연결 부재(130)가 삽입될 수 있는 홀(132), 예를 들면 스크류 홀이 형성되어 있다. 3 is a view illustrating the slit part 110. The slit part 110 has a minimum dimension to which the slit 102 can be defined, and has a hole 132, for example, a screw hole, through which the connecting member 130 can be inserted.
도 4는 상기 프레임(120)을 도시한 도면이다. 상기 프레임(120)에는 상기 슬릿부(120)가 결합될 수 있는 삽입홀(122)이 중앙에 형성되어 있다. 또한, 상기 프레임(120)에는 상기 연결 부재(130)가 삽입될 수 있는 홀(134), 예를 들면 스크류 홀이 형성되어 있다. 4 illustrates the frame 120. The frame 120 has an insertion hole 122 to which the slit portion 120 can be coupled is formed at the center. In addition, the frame 120 has a hole 134, for example, a screw hole, through which the connection member 130 can be inserted.
도 2 내지 도 4에는 상기 슬릿부(110) 및 삽입홀(122)이 대략 장방형으로 형성된 것으로 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다양한 형상을 가지도록 형성될 수 있다. 2 to 4 illustrate that the slit part 110 and the insertion hole 122 are formed in a substantially rectangular shape, the present invention is not limited thereto and may be formed to have various shapes.
상기 프레임(120)은 합금으로 이루어질 수 있으며, 상기 슬릿부(110)는 상기 프레임(120)과 서로 동일한 재질로 이루어질 수도 있고 서로 다른 재질로 이루어질 수도 있다. 예를 들면, 상기 슬릿부(110)는 흑연(graphite)으로 이루어질 수 있다. 비교적 교체 주기가 짧은 상기 슬릿부(110)를 흑연으로 형성하는 경우, 설비 유지비를 낮추는데 기여할 수 있다. The frame 120 may be made of an alloy, and the slit 110 may be made of the same material as the frame 120 or may be made of different materials. For example, the slit 110 may be made of graphite. When the slit part 110 having a relatively short replacement period is formed of graphite, it may contribute to lowering equipment maintenance costs.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 이온 주입 장치의 아크 챔버 슬릿 부재(100)는 슬릿(102)이 형성되어 있는 슬릿부(110)와, 상기 슬릿부(110)를 지지하는 프레임이 별도의 부재로 형성되어 있으며, 이들이 연결 부재에 의하여 상호 연결 및 분리가 가능하게 구성되어 있다. 따라서, 이온 주입 공정시 이온 빔에 의하여 상기 슬릿부(110)가 손상 또는 마모되어 상기 슬릿(102)의 개구 치수가 허용 가능한 범위를 초과하여 커져 이를 교체할 필요성이 있을 때, 상기 아크 챔버 슬릿 부재(100)를 전부 교체할 필요 없이 상기 슬릿부(110) 만 선택적으로 교체 가능하다. As described above, in the arc chamber slit member 100 of the ion implantation apparatus according to the present invention, the slit part 110 in which the slit 102 is formed and the frame for supporting the slit part 110 are separate members. It is formed as, and they are configured to be interconnected and separated by a connecting member. Therefore, when the slit part 110 is damaged or worn by an ion beam during an ion implantation process, and the opening dimension of the slit 102 exceeds the allowable range and needs to be replaced, the arc chamber slit member Only the slit 110 may be selectively replaced without having to completely replace 100.
본 발명에 따른 이온 주입 장치의 아크 챔버 슬릿 부재는 슬릿이 형성되어 있는 슬릿부와, 상기 슬릿부를 지지하는 프레임이 별도의 부재로 형성되어 있다. 따라서, 상기 슬릿의 개구 치수가 허용 가능한 범위를 초과하여 커져 이를 교체할 필요가 있을 때 아크 챔버 슬릿 부재를 전부 교체할 필요 없이 슬릿부 만 선택적으로 교체하고, 문제가 없는 프레임은 교체하지 않음으로써 설비 유지비를 절감할 수 있으며, 그 결과 반도체 소자의 제조 단가를 낮출 수 있다. In the arc chamber slit member of the ion implantation apparatus according to the present invention, the slit portion in which the slit is formed and the frame supporting the slit portion are formed of separate members. Therefore, when the opening dimension of the slit is larger than the allowable range and needs to be replaced, the slit part can be selectively replaced without the need to replace all the arc chamber slit members, and the trouble free frame is not replaced. The maintenance cost can be reduced, and as a result, the manufacturing cost of the semiconductor device can be lowered.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형 및 변경이 가능하다. In the above, the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications and changes by those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention. This is possible.
도 1은 종래 기술에 따른 이온 주입 장치의 아크 챔버 슬릿 부재이다. 1 is an arc chamber slit member of the ion implantation apparatus according to the prior art.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이온 주입 장치의 아크 챔버 슬릿 부재이다. 2 is an arc chamber slit member of an ion implantation apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이온 주입 장치의 아크 챔버 슬릿 부재를 구성하는 슬릿부이다. 3 is a slit portion constituting the arc chamber slit member of the ion implantation apparatus according to the preferred embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이온 주입 장치의 아크 챔버 슬릿 부재를 구성하는 프레임이다. 4 is a frame constituting the arc chamber slit member of the ion implantation apparatus according to the preferred embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100: 아크 챔버 슬릿 부재, 102: 슬릿, 110: 슬릿부, 120: 프레임, 122: 삽입홀, 130: 연결 부재, 132, 134: 홀. 100: arc chamber slit member, 102: slit, 110: slit portion, 120: frame, 122: insertion hole, 130: connecting member, 132, 134: hole.
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| KR (1) | KR20050030010A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7531792B2 (en) | 2005-07-22 | 2009-05-12 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Analyzing chamber including a leakage ion beam detector and mass analyzer including the same |
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2003
- 2003-09-24 KR KR1020030066315A patent/KR20050030010A/en not_active Application Discontinuation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7531792B2 (en) | 2005-07-22 | 2009-05-12 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Analyzing chamber including a leakage ion beam detector and mass analyzer including the same |
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