KR20050070432A - 이온주입기의 샘플컵 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웨이퍼로 주사된 이온에 의해 발생되는 2차 전자의 그라파이트내 충돌을 최대한 억제하여 피드백전류의 오류를 줄임으로써 수율을 향상시키도록 한 이온주입기의 샘플컵 어셈블리에 관한 것이다.

본 발명은 웨이퍼가 장착되는 디스크의 후방에 설치된 샘플컵과, 이온이 웨이퍼로 주입될 때 발생되는 2차 전자를 억제시키는 패러데이전압을 인가하기 위한 바이어스플레이트 및 상기 샘플컵의 접지를 위한 접지플레이트와, 상기 샘플컵 내부에 대전되는 음전하에 의한 전류치를 측정하여 이온주입량을 계측하도록 상기 바이어스플레이트에 부가된 전류측정기로 구성되는 샘플컵 어셈블리에 있어서, 상기 샘플컵 내부에는 상기 바이어스플레이트와 연결된 다수의 블레이드가 배설된 구성을 가진다.

본 발명에 따르면 샘플컵 내부에서의 2차 전자의 재충돌을 방지하여 정확한 주입 이온량을 측정할 수 있게 되고, 이로 인해 공정불량을 막게 된다.

Description

이온주입기의 샘플컵 어셈블리{SAMPLE CUP ASSEMBLY OF ION IMPLANTER}

본 발명은 반도체 제조설비중 하나인 이온주입기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 웨이퍼로 주사된 이온에 의해 발생되는 2차 전자의 그라파이트내 충돌을 최대한 억제하여 피드백전류의 오류를 줄임으로써 수율을 향상시키도록 한 이온주입기의 샘플컵 어셈블리에 관한 것이다.

통상, 반도체소자 제조시 웨이퍼 표면으로 불순물을 주입시켜 불순물층을 형성시키는 방법중의 하나로 이온주입방법이 사용되며, 이는 이온주입기를 통해 이루어진다.

이온주입기는 기본적으로 진공부, 이온공급부, 분류자석, 가속기, 집중기, 중성빔포획장치, 주사기, 웨이퍼가공실 등으로 나뉘어져 있으며, 이중 이온주입실의 웨이퍼에서 튀어나오는 2차 전자를 억제하여 주입되는 이온빔과의 상호작용을 줄이기 위한 샘플컵 어셈블리(일명 '패러데이컵 어셈블리:FARADAY CUP ASSEMBLY)가 이용된다.

상기 샘플컵 어셈블리는 도 1의 도시와 같이, 웨이퍼가 장착되는 디스크의 후방에 설치된 샘플컵(10)과, 이온이 웨이퍼로 주입될 때 발생되는 2차 전자를 억제시키는 패러데이전압을 인가하기 위한 바이어스플레이트(12) 및 상기 샘플컵(10)의 접지를 위한 접지플레이트(14)가 구비되며, 상기 바이어스플레이트(12)에는 이온주입량을 계측하는 전류측정기(16)가 부가된다.

이러한 구성의 샘플컵 어셈블리는 이온주입기에서 발생, 가속된 이온이 웨이퍼와 충돌하면서 불순물층을 형성하고, 이때 샘플컵(10)의 내벽면과의 1차 충돌에 의해 발생된 2차 전자는 바이어스플레이트(12)에 인가된 페러데이전압에 의해 중성화됨으로써 억제되게 된다.

그러나, 발생된 2차 전자가 미처 바이어스플레이트(12)에 의해 구속되기 전에 그라파이트(GRAPHITE:흑연) 재질의 샘플컵(10) 내부와 다시 재충돌(2차)하면서 순간적인 전압 요동현상인 글리치(GLITCH)를 유발시키게 되고, 이 글리치는 이온빔의 손실을 초래하여 웨이퍼로 주입되는 이온량(DOSE)을 현저히 불균일하게 하여 주입불량을 초래하게 된다.

즉, 샘플컵(10) 내부에는 2차 충돌에 의한 양이온 증가를 초래하고, 이 중성화되지 않은 양이온 접지플레이트(14)를 따라 그라운딩되면서 그 양만큼 전류측정기(16)에 흐르게 되어 이 전류측정기(16)에는 실제 주입된 이온량(DOSE)보다 많은 값을 표시하게 되므로 공정오류를 유발시키는 것이다.

종래에는 이와 같은 현상을 미연에 방지하기 위해 빔전류(BEAM CURRENT)를 지속적으로 모니터링하여 글리치 발생때 신속히 대처하였으나 궁극적으로 2차 전자의 난반사를 막을 수 없어 효과적인 대책 마련이 시급히 요청되고 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출한 것으로, 웨이퍼의 표면에 불순물층을 형성하기 위해 이온주입기를 통한 이온주입시 발생되는 2차 전자가 샘플컵 내부에서 재충돌되면서 난반사되는 것을 최소화하여 보다 안정적인 이온주입작업이 수행될 수 있도록 한 이온주입기의 샘플컵 어셈블리를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 웨이퍼가 장착되는 디스크의 후방에 설치된 샘플컵과, 이온이 웨이퍼로 주입될 때 발생되는 2차 전자를 억제시키는 패러데이전압을 인가하기 위한 바이어스플레이트 및 상기 샘플컵의 접지를 위한 접지플레이트와, 상기 샘플컵 내부에 대전되는 음전하에 의한 전류치를 측정하여 이온주입량을 계측하도록 상기 바이어스플레이트에 부가된 전류측정기로 구성되는 샘플컵 어셈블리에 있어서, 상기 샘플컵 내부에는 상기 바이어스플레이트와 연결된 다수의 블레이드가 배설된 이온주입기의 샘플컵 어셈블리를 제공함에 그 특징이 있다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 이온주입기의 샘플컵 어셈블리를 보인 개략적인 모식도이다.

도시와 같이, 본 발명 샘플컵 어셈블리는 웨이퍼가 장착되는 디스크의 후방에 설치된 샘플컵(100)과, 이온이 웨이퍼로 주입될 때 발생되는 2차 전자를 억제시키는 패러데이전압을 인가하기 위한 바이어스플레이트(120)와, 상기 샘플컵(100)의 접지를 위한 접지플레이트(140) 및 상기 2차 전자의 재충돌을 방지하기 위해 상기 샘플컵(100) 내부에 구비된 다수의 블레이드(200)로 구성된다.

이때, 상기 바이어스플레이트(12)에는 종래와 마찬가지로 주입되는 이온량(DOSE)를 계측하는 전류측정기(160)가 부가된다.

아울러, 상기 샘플컵(100)은 기존과 같이 그라파이트 재질로 형성되며, 상기 블레이드(200)는 이온빔이 샘플컵(10) 내부로 주입되는 방향을 향해 경사배치된다.

이와 같이, 상기 블레이드(200)를 후향경사 배치시키는 이유는 이온빔의 샘플컵(10) 1차 충돌후 튀어나올때 그 튀어나오는 2차 전자와 최근접 위치에서 페러데이전압이 인가되면서 곧바로 중성화시키도록 하여 2차 충돌을 방지하기 위함이다.

이를 위해, 상기 블레이드(200)는 바이어스플레이트(12)와 동일재질로 형성하고, 그와 동시에 페러데이전압이 인가될 수 있도록 구비됨이 바람직하다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명의 작동관계는 다음과 같다.

이온빔의 주입에 따라 그라파이트재질인 샘플컵(100) 내부에서는 1차 충돌이 일어나고, 그에 따라 2차 전자가 방출된다.

2차 전자는 바이어스플레이트(120)를 통해 인가되는 페러데이전압에 의해 중성화되게 되는데 특히 상기 블레이드(200)에 의해 2차 충돌이 유발될 시간적 여유없이 중성화되게 된다.

따라서, 양이온이 주입되어 대전되는 양만큼의 음전하가 디스크 쪽으로 공급되는 전류의 양이되어 전류측정기(160)에 계측되고, 이 계측량은 곧 주입된 이온양(DOSE)이 되게 되므로 정확한 빔전류의 측정이 가능하여 이온량 주입불량에 따른 공정불량을 방지하게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 샘플컵 내부에서의 2차 전자의 재충돌을 방지하여 정확한 주입 이온량을 측정할 수 있게 되고, 이로 인해 공정불량을 막게 된다.

도 1은 종래 기술에 따른 이온주입기의 샘플컵 어셈블리를 보인 개략적인 모식도,

도 2는 본 발명에 따른 이온주입기의 샘플컵 어셈블리를 보인 개략적인 모식도.

♧ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♧

100....샘플컵 120....바이어스플레이트

140....접지플레이트 160....전류측정기

200....블레이드

Claims (2)

1. 웨이퍼가 장착되는 디스크의 후방에 설치된 샘플컵과, 이온이 웨이퍼로 주입될 때 발생되는 2차 전자를 억제시키는 패러데이전압을 인가하기 위한 바이어스플레이트 및 상기 샘플컵의 접지를 위한 접지플레이트와, 상기 샘플컵 내부에 대전되는 음전하에 의한 전류치를 측정하여 이온주입량을 계측하도록 상기 바이어스플레이트에 부가된 전류측정기로 구성되는 샘플컵 어셈블리에 있어서,

   상기 샘플컵 내부에는 상기 바이어스플레이트와 연결된 다수의 블레이드가 배설된 것을 특징으로 하는 이온주입기의 샘플컵 어셈블리.
2. 제1항에 있어서,

   상기 블레이드는 상기 이온빔의 주입방향인 샘플컵 내벽면을 향해 경사형성된 것을 특징으로 하는 이온주입기의 샘플컵 어셈블리.