KR20050038838A - Source head for ion implantation apparatus - Google Patents

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Abstract

이온주입장치의 소스 헤드에 대하여 개시한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 소스 헤드는 필라멘트, 필라멘트 클램프, 캐소드 및 캐소드 절연체를 구비한 이온주입장치의 소스 헤드로서, 필라멘트는 직선형 필라멘트이고, 필라멘트 클램프는 그 일 단부에 직선형 필라멘트를 고정시킬 수 있는 고정 수단이 설치되어 있다. 그리고, 필라멘트 클램프의 타 단부는 2개의 가지로 나누어져 가지 사이에 소정의 빈 공간이 형성되어 있으며, 캐소드 절연체는 캐소드를 전기적으로 절연시키며 필라멘트 클램프의 가지 사이의 빈 공간에 삽입되도록 형성되어 있는 돌출부를 구비하고 있다.A source head of an ion implantation apparatus is disclosed. Source head according to an embodiment of the present invention is a source head of the ion implantation device having a filament, a filament clamp, a cathode and a cathode insulator, the filament is a straight filament, the filament clamp can fix the straight filament at one end Fixed means are provided. The other end of the filament clamp is divided into two branches, and a predetermined empty space is formed between the branches, and the cathode insulator electrically insulates the cathode and is formed to be inserted into the empty space between the branches of the filament clamp. Equipped with.

Description

이온주입장치의 소스 헤드{Source head for ion implantation apparatus}Source head for ion implantation apparatus

본 발명은 반도체 제조 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 이온주입장치의 소스 헤드에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus, and more particularly to a source head of the ion implantation apparatus.

반도체 제조설비 중, 웨이퍼에 불순물을 주입하는 이온주입장치에는 B+, P+ 등의 순수 이온빔을 발생하는 이온 빔 발생장치가 구비되어 있다. 이온 빔 발생장치는 아아크(arc) 방전에 의해 발생된 이온을 전극간의 높은 전위차에 의해 집속 및 가속하여 이온 빔을 발생한다. 이온 빔 발생장치에는 도펀트(dopant)를 이온화시키는 부분이 구비되어 있는데, 이 부분이 소스 헤드(source head)이다. 소스 헤드는 아아크 챔버(arc chamber), 필라멘트(filament), 캐소드(cathode) 및 캐소드 절연체(cathode insulator) 등을 포함하여 구성된다.Among the semiconductor manufacturing facilities, an ion implantation apparatus for injecting impurities into a wafer is provided with an ion beam generator for generating pure ion beams such as B + and P + . The ion beam generator generates an ion beam by focusing and accelerating ions generated by arc discharge by a high potential difference between electrodes. The ion beam generator is provided with a portion for ionizing a dopant, which is a source head. The source head includes an arc chamber, a filament, a cathode, a cathode insulator, and the like.

소스 헤드에서 도펀트를 이온화하는 과정은 다음과 같다.The process of ionizing the dopant in the source head is as follows.

먼저 필라멘트에 전류를 흘리게 되면, 필라멘트가 가열된다. 가열된 필라멘트에서는 열전자가 방출되는데, 이 열전자는 캐소드와의 전위차로 인하여 캐소드와 충돌하게 되어, 2차적으로 캐소드를 가열시키게 된다. 가열된 캐소드의 표면(즉, 아아크 챔버의 내부면)에서는 2차 열전자가 방출되는데, 아아크 챔버에서의 전위차에 의하여 도펀트 분자와 충돌하면, 도펀트 분자가 이온화된다. 그리고, 이와 같이 이온화된 도펀트는 높은 전위차를 이용하여 집속 및 가속함으로써, 이온 빔을 생성시킬 수 있다.First, when a current flows through the filament, the filament is heated. In the heated filament, hot electrons are emitted, and the hot electrons collide with the cathode due to the potential difference with the cathode, thereby heating the cathode secondarily. Secondary hot electrons are emitted from the surface of the heated cathode (i.e., the inner surface of the arc chamber), and when the dopant molecules collide with the potential difference in the arc chamber, the dopant molecules are ionized. The ionized dopant can generate an ion beam by focusing and accelerating using a high potential difference.

도 1에는 종래 기술에 따른 이온 주입 장치의 소스 헤드에 대한 분해 사시도가 도시되어 있다. 소스 헤드(100)는 필라멘트(110)와 캐소드(130)를 포함하며, 필라멘트(100)는 필라멘트 클램프(120)에 고정되어서 캐소드(130)의 내부로 정렬되는데, 필라멘트(100)는 스크류 등의 부재(112a, 112b, 112c)에 의하여 필라멘트 클램프(120)에 고정된다. 그리고, 필라멘트 클램프(120)는 부재(126)를 개재하고서 캐소드 절연체(140)에 고정된다. 필라멘트(110), 필라멘트 클램프(120), 캐소드(130) 및 캐소드 절연체(140)를 서로 고정시켜서 조립하기 위하여, 도 1에 도시된 것과 같은 각종 부재가 사용될 수 있다.1 is an exploded perspective view of a source head of an ion implantation apparatus according to the prior art. The source head 100 includes a filament 110 and a cathode 130, the filament 100 is fixed to the filament clamp 120 to align with the inside of the cathode 130, the filament 100, such as a screw It is fixed to the filament clamp 120 by the members 112a, 112b, 112c. The filament clamp 120 is fixed to the cathode insulator 140 via the member 126. In order to assemble the filament 110, the filament clamp 120, the cathode 130 and the cathode insulator 140 by fixing to each other, various members as shown in Figure 1 may be used.

그런데, 종래 기술에 따른 소스 헤드는 필라멘트(110)의 끝이 구부러진 형상을 하고 있다. 즉, 필라멘트가 'ㄱ'자 모양으로 굽어 있으며, 굽은 부분이 부재(112b)를 개재하고서, 스크류(112a)로 고정되어 있다. 그런데, 필라멘트(110)가 구부러진 형상이기 때문에, 부품을 교체하거나 내부를 세척하기 위하여 각 구성 요소들을 분해한 다음 조립할 때, 필라멘트(110)를 캐소드(130)에 정확하게 정렬하기 어렵다. However, the source head according to the prior art has a shape in which the end of the filament 110 is bent. That is, the filament is bent in a 'b' shape, and the bent portion is fixed by the screw 112a via the member 112b. However, since the filament 110 is bent, it is difficult to align the filament 110 to the cathode 130 accurately when disassembling and assembling each component for replacing parts or cleaning the inside.

그리고, 종래 기술에 따른 소스 헤드에 의하면 필라멘트 클램프(120)에는 필라멘트(110)를 고정시킬 수 있는 수단이 구비되어 있지 않다. 따라서, 소스 헤드(100)는 외부에서 스크류(112a)를 사용하여 필라멘트(110)를 고정을 하며, 그 결과, 조립시켜 고정시키기 위하여 스크류(112a)를 세게 잠그면, 필라멘트(110)에 손상을 주거나 필라멘트(110)와 캐소드(130)의 정렬 상태가 틀어질 수가 있다. In addition, according to the source head according to the prior art, the filament clamp 120 is not provided with means for fixing the filament 110. Therefore, the source head 100 fixes the filament 110 using the screw 112a from the outside, and as a result, if the screw 112a is locked firmly in order to assemble and fix the damage, the filament 110 is damaged or The filament 110 and the cathode 130 may be misaligned.

또한, 종래 기술에 따른 소스 헤드에 의하면, 필라멘트 클램프(120)와 캐소드 절연체(140)의 접촉면이 서로 평평한 평면 형상을 하고 있다. 그 결과, 양 구성 요소를 맞대고 고정시키기 위해서 각종 부재(122a, 122b, 126, 128a, 128b) 등을 사용하고 있지만, 접촉면이 서로 평면 형상을 하고 있기 때문에, 소스 헤드(100)를 조립할 때에, 양 구성 요소를 정확하게 정렬시키기가 어렵다. 그리고, 필라멘트 클램프(120)와 캐소드 절연체(140) 사이에는 고정 유격이 발생하는 문제점이 있다.In addition, according to the source head according to the prior art, the contact surface of the filament clamp 120 and the cathode insulator 140 has a flat plane shape with each other. As a result, various members 122a, 122b, 126, 128a, 128b and the like are used to butt and fix both components. However, since the contact surfaces are planar to each other, Difficult to align components correctly In addition, there is a problem that a fixed play occurs between the filament clamp 120 and the cathode insulator 140.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 부품의 교체나 세정 등을 위하여 소스 헤드를 분해한 다음, 조립할 경우에 필라멘트와 캐소드의 정렬을 용이하게 할 수 있고, 필라멘트를 고정하기 위한 스크류가 필요 없을 뿐만이 아니라, 캐소드 절연체와 필라멘트 클램프의 정렬을 용이하게 하고, 고정 유격이 생기지 않는 이온주입장치의 소스 헤드를 제공하는데 있다.The technical problem to be achieved by the present invention is to disassemble the source head for the replacement or cleaning of parts, and to facilitate the alignment of the filament and the cathode when assembling, not only does not require a screw for fixing the filament, To facilitate the alignment of the cathode insulator and the filament clamp, and to provide a source head of the ion implanter without a fixed play.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 이온주입장치의 소스 헤드는 필라멘트, 필라멘트 클램프, 캐소드 및 캐소드 절연체를 구비하고 있으며, 상기 필라멘트는 직선형 필라멘트이고, 상기 필라멘트 클램프는 일 단부에 상기 직선형 필라멘트를 고정시킬 수 있는 고정 수단이 설치되어 있다. 따라서, 본 실시예에 의하면, 직선형 필라멘트를 사용하기 때문에 조립 시에 필라멘트를 캐소드에 정렬시키기가 용이하다. 아울러, 직선형 필라멘트를 필라멘트 클램프에 고정시킬 때에, 별도의 스크류를 사용하지 않고 자체적으로 구비되어 있는 고정 수단을 사용하기 때문에, 스크류를 조일 경우에 필라멘트가 손상되거나 정렬이 틀어지는 현상을 방지할 수가 있다.Source head of the ion implantation apparatus according to an embodiment of the present invention for achieving the above technical problem is provided with a filament, a filament clamp, a cathode and a cathode insulator, the filament is a straight filament, the filament clamp is one end The fixing means which can fix the said linear filament is provided in the. Therefore, according to this embodiment, since the straight filament is used, it is easy to align the filament to the cathode during assembly. In addition, when fixing the straight filament to the filament clamp, because the fixing means provided by itself instead of using a separate screw is used, it is possible to prevent the filament from being damaged or misaligned when the screw is tightened.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 이온 주입 장치는 상기 필라멘트 클램프의 타 단부는2개의 가지로 나누어져 상기 가지 사이에 소정의 빈 공간이 형성되어 있으며, 상기 캐소드 절연체는 상기 캐소드를 전기적으로 절연시키며, 상기 필라멘트 클램프의 가지 사이의 빈 공간에 삽입되도록 형성되어 있는 돌출부를 구비하고 있다. 따라서, 본 실시예에 의하면 필라멘트 클램프와 캐소드 절연체를 조립할 경우에, 필라멘트 클램프에 의하여 한정되는 빈 공간에 캐소드 절연체의 돌출부를 삽입시켜서 조립할 수 있기 때문에, 상기 2개의 구성 요소를 정렬시키기가 용이하며, 고정 유격도 생기지 않는다.In the ion implantation apparatus according to another embodiment of the present invention for achieving the above technical problem, the other end of the filament clamp is divided into two branches, a predetermined empty space is formed between the branches, the cathode insulator And a projection which electrically insulates the cathode and is formed to be inserted into an empty space between the branches of the filament clamp. Therefore, according to this embodiment, when assembling the filament clamp and the cathode insulator, it is possible to assemble by inserting the projection of the cathode insulator into the empty space defined by the filament clamp, it is easy to align the two components, There is no fixed play.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 따라서, 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것은 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명 사상은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and the drawings. Accordingly, the advantages and features of the present invention, and methods for achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, only these embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, the scope of the invention to those skilled in the art It is provided to fully understand the present invention, the spirit of the present invention is defined only by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.

도 2a, 도 2b 및 도 2c에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이온주입장치의 소스 헤드가 도시되어 있다. 도 2a에는 소스 헤드(200)에 대한 정면도가, 도 2b에는 도 2a의 AA'라인을 따라 절취한 단면도가 그리고, 도 2c에는 소스 헤드(200)의 분해 사시도가 각각 도시되어 있다.2A, 2B and 2C show a source head of an ion implantation apparatus according to a preferred embodiment of the present invention. 2A illustrates a front view of the source head 200, FIG. 2B illustrates a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 2A, and FIG. 2C illustrates an exploded perspective view of the source head 200.

도 2a, 도 2b 및 도 2c를 참조하면, 소스 헤드(200)는 필라멘트(210), 필라멘트 클램프(220), 캐소드(230) 및 캐소드 절연체(240)를 포함하며, 기타 상기 구성 요소들의 조립을 위한 각종 부재(222, 226, 228, 232 등)도 포함한다. 본 발명에 따른 필라멘트(210)는 전체가 일자형으로서 굽은 부분이 없다. 따라서, 본 발명에 의하면 분해되어 있는 필라멘트(210)를 조립하기 위하여 캐소드(230)의 내부로 삽입할 경우에, 필라멘트(210)를 캐소드(230)와 정렬시키기가 용이하다. 2A, 2B and 2C, the source head 200 includes a filament 210, a filament clamp 220, a cathode 230 and a cathode insulator 240, and other assembly of the above components And various members 222, 226, 228, 232, and the like. The filament 210 according to the present invention is a whole straight, there is no bent portion. Therefore, when the filament 210 is inserted into the cathode 230 in order to assemble the disassembled filament 210, the filament 210 is easily aligned with the cathode 230.

그리고, 필라멘트 클램프(220)의 일단에는 직선형 필라멘트(210)가 삽입되어 고정될 수 있는 홈과 고정용 부재가 구비되어 있다. 본 발명의 필라멘트(210)를 직선형으로 제조하는 것이 가능한 이유는, 이와 같이 필라멘트 클램프(220)에 홈이 형성되어 있고, 그 홈에 삽입되는 필라멘트(210)를 고정시킬 수 있는 부재가 일체화되어 있기 때문이다. 따라서, 본 발명의 소스 헤드(200)에는, 스크류 등을 이용하여 필라멘트를 고정시키기 위한 부재를 필라멘트 클램프(220)의 외부에 별도로 설치할 필요가 없다. 필라멘트 고정용 부재는 예컨대, 탄력성있는 재질로 형성되어, 필라멘트(210)를 고정시키는 수단일 수 있다. 또한, 필라멘트 클램프(220)의 타단부는 2개의 가지로 나주어져 있으며, 각 가지는 일정한 간격으로 이격되어 있어서, 상기 가지 사이에는 소정의 빈 공간이 존재한다.One end of the filament clamp 220 is provided with a groove and a fixing member to which the straight filament 210 is inserted and fixed. The reason why it is possible to manufacture the filament 210 of the present invention in a straight line is that the groove is formed in the filament clamp 220 in this way, and a member capable of fixing the filament 210 inserted into the groove is integrated. Because. Therefore, in the source head 200 of the present invention, a member for fixing the filament using a screw or the like does not need to be separately installed outside the filament clamp 220. The filament fixing member may be formed of an elastic material, for example, and may be a means for fixing the filament 210. In addition, the other end of the filament clamp 220 is divided into two branches, each branch is spaced at regular intervals, there is a predetermined empty space between the branches.

그리고, 캐소드 절연체(240)의 일단에는 부재(226)와 결합시키기 위한 수단 예컨대, 스크류 및 이 스크류가 삽입될 수 있는 홈이 형성되어 있으며, 타단에는 상기 필라멘트 클램프(220)의 가지 사이의 빈 공간에 삽입될 수 있도록 돌출부가 형성되어 있다. 이 돌출부의 크기는 상기 가지 사이의 빈 공간과 일치하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 빈 공간에 상기 돌출부를 끼워서 고정시키면 필라멘트 클램프(220)와 캐소드절연체(240) 사이에 고정 유격이 생기지 않으며, 그 결과 조립 시에 양 구성 요소를 정렬시키기가 용이하다. In addition, at one end of the cathode insulator 240, a means for coupling the member 226, for example, a screw and a groove into which the screw is inserted, is formed, and at the other end, an empty space between the branches of the filament clamp 220 is formed. The protrusion is formed to be inserted into the. The size of this protrusion preferably coincides with the empty space between the branches. As such, when the protrusion is inserted and fixed in the empty space, no fixed play occurs between the filament clamp 220 and the cathode insulator 240, and as a result, it is easy to align both components during assembly.

기타, 도시된 다른 구성 요소들(222, 226, 228, 232 등)은 종래 기술에 따른 구성 요소와 기능적에서 동일하다. 그리고, 그것은 조립하고자 하는 부품의 형상이나 위치에 따라서 구체적인 모양은 도시된 것과 다를 수가 있다. In addition, the other components shown (222, 226, 228, 232, etc.) are functionally identical to the components according to the prior art. And, the specific shape may differ from that shown, depending on the shape or location of the parts to be assembled.

본 발명에 따르면, 부품 교체 및 세정 등을 행한 다음 소스 헤드를 다시 조립할 경우에, 필라멘트를 캐소드와 정렬시키기가 용이하다. 아울러, 스크류를 사용하지 않고, 자체적인 구성 수단을 사용하여 고정시키기 때문에 스크류를 죄는 과정에서 정렬 상태가 틀어지는 일이 발생하지 않는다. 그리고, 캐소드 절연체와 필라멘트 클램프가 홈과 돌출부에 의하여 단단하게 조립되기 때문에, 양 구성 요소사이에는 고정 유격이 발생하지 않는다. 따라서, 본 발명에 따른 소스 헤드를 사용하면, 조립 과정이 용이하며, 조립 과정에서 부품이 틀어지거나 손상이 생기는 일이 발생하지 않는다.According to the present invention, it is easy to align the filament with the cathode when reassembling the source head after performing parts replacement and cleaning or the like. In addition, the alignment state is not changed in the process of tightening the screw because it is fixed using its own construction means without using the screw. In addition, since the cathode insulator and the filament clamp are firmly assembled by the groove and the protrusion, no fixed play occurs between the two components. Therefore, when the source head according to the present invention is used, the assembly process is easy, and the parts are not distorted or damaged in the assembly process.

도 1은 종래 기술에 따른 이온주입장치의 소스 헤드에 대한 개략적인 분해 사시도이다.1 is a schematic exploded perspective view of a source head of an ion implantation apparatus according to the prior art.

도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온주입장치의 소스 헤드에 대한 정면도이다.Figure 2a is a front view of the source head of the ion implantation apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2b는 도 2a의 AA'라인을 따라 절단한 단면도이다.FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 2A.

도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온주입장치의 소스 헤드에 대한 분해 사시도이다.Figure 2c is an exploded perspective view of the source head of the ion implantation apparatus according to an embodiment of the present invention.

Claims (2)

필라멘트, 필라멘트 클램프, 캐소드 및 캐소드 절연체를 구비한 이온주입장치의 소스 헤드에 있어서,A source head of an ion implanter having a filament, a filament clamp, a cathode and a cathode insulator, 상기 필라멘트는 직선형 필라멘트이고, The filament is a straight filament, 상기 필라멘트 클램프는 그 일 단부에 상기 직선형 필라멘트를 고정시킬 수 있는 고정 수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 이온주입장치의 소스 헤드.The filament clamp is a source head of the ion implantation device, characterized in that the fixing means for fixing the straight filament is provided at one end thereof. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 필라멘트 클램프의 타 단부는 2개의 가지로 나누어져 상기 가지 사이에 소정의 빈 공간이 형성되어 있으며, The other end of the filament clamp is divided into two branches, a predetermined empty space is formed between the branches, 상기 캐소드 절연체는 상기 캐소드를 전기적으로 절연시키며, 상기 필라멘트 클램프의 가지 사이의 빈 공간에 삽입되도록 형성되어 있는 돌출부를 구비하는 이온주입장치의 소스 헤드. And the cathode insulator electrically insulates the cathode and has a protrusion formed to be inserted into an empty space between the branches of the filament clamp.
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