KR20060118747A - Temperature controlling assembly and ion implanter having the same - Google Patents
Temperature controlling assembly and ion implanter having the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR20060118747A KR20060118747A KR1020050041074A KR20050041074A KR20060118747A KR 20060118747 A KR20060118747 A KR 20060118747A KR 1020050041074 A KR1020050041074 A KR 1020050041074A KR 20050041074 A KR20050041074 A KR 20050041074A KR 20060118747 A KR20060118747 A KR 20060118747A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- temperature
- support
- ion
- thermoelectric element
- wafer
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/317—Electron-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
- H01J37/3171—Electron-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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/20—Means for supporting or positioning the objects or the material; Means for adjusting diaphragms or lenses associated with the support
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
- H01L21/67248—Temperature monitoring
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/20—Positioning, supporting, modifying or maintaining the physical state of objects being observed or treated
- H01J2237/2001—Maintaining constant desired temperature
Abstract
Description
도 1은 종래 기술에 따른 웨이퍼 지지부의 온도 조절 어셈블리를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view for explaining a temperature control assembly of a wafer support according to the prior art.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 웨이퍼 지지부의 온도 조절 어셈블리를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.Figure 2 is a schematic cross-sectional view for explaining the temperature control assembly of the wafer support according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 온도 조절 어셈블리를 갖는 이온 주입 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.3 is a schematic cross-sectional view for explaining an ion implantation apparatus having a temperature control assembly according to another preferred embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
100 : 온도 조절 어셈블리 110 : 지지부100: temperature control assembly 110: support
120 : 열전소자 어레이 130 : 전원부120: thermoelectric element array 130: power supply
140 : 온도 센서 150 : 제어부140: temperature sensor 150: control unit
200 : 이온 주입 장치 202 : 이온 공급원200
204 : 이온 주입 챔버 210 : 이온 발생기204
220 : 이온 추출기 230 : 극성 변환기220: ion extractor 230: polarity converter
240 : 질량 분석기 250 : 가속기240: mass spectrometer 250: accelerator
260 : 이온 편향계 W : 웨이퍼260 ion deflection meter W wafer
본 발명은 웨이퍼를 지지하는 지지부의 온도 조절 어셈블리 및 이를 갖는 이온 주입 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상기 웨이퍼에 이온을 주입하는 공정시 가열되는 상기 지지부의 온도를 조절하기 위한 온도 조절 어셈블리 및 이를 갖는 이온 주입 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a temperature control assembly for supporting a wafer and an ion implantation apparatus having the same, and more particularly, to a temperature control assembly for controlling a temperature of the support heated during a process of implanting ions into the wafer. It relates to an ion implantation device having.
일반적으로 반도체 장치는 반도체 기판으로 사용되는 실리콘웨이퍼 상에 전기적인 회로를 형성하는 팹(Fab) 공정과, 상기 팹 공정에서 형성된 반도체 장치들의 전기적인 특성을 검사하는 공정과, 상기 반도체 장치들을 각각 에폭시 수지로 봉지하고 개별화시키기 위한 패키지 조립 공정을 통해 제조된다.In general, a semiconductor device includes a Fab process for forming an electrical circuit on a silicon wafer used as a semiconductor substrate, a process for inspecting electrical characteristics of the semiconductor devices formed in the fab process, and the semiconductor devices are epoxy It is manufactured through a package assembly process for encapsulating and individualizing with resin.
상기 팹 공정은 반도체 기판 상에 막을 형성하기 위한 증착 공정과, 상기 막을 평탄화하기 위한 화학적 기계적 연마 공정과, 상기 막 상에 포토레지스트 패턴을 형성하기 위한 포토리소그래피 공정과, 상기 포토레지스트 패턴을 이용하여 상기 막을 전기적인 특성을 갖는 패턴으로 형성하기 위한 식각 공정과, 반도체 기판의 소정 영역에 특정 이온을 주입하기 위한 이온 주입 공정과, 반도체 기판 상의 불순물을 제거하기 위한 세정 공정과, 상기 막 또는 패턴이 형성된 반도체 기판의 표면을 검사하기 위한 검사 공정 등을 포함한다.The fab process includes a deposition process for forming a film on a semiconductor substrate, a chemical mechanical polishing process for planarizing the film, a photolithography process for forming a photoresist pattern on the film, and the photoresist pattern. An etching process for forming the film into a pattern having electrical characteristics, an ion implantation process for implanting specific ions into a predetermined region of the semiconductor substrate, a cleaning process for removing impurities on the semiconductor substrate, and the film or pattern Inspection process for inspecting the surface of the formed semiconductor substrate;
상기 이온 주입 공정은 웨이퍼 표면에 이온화된 불순물을 주입하는 공정으로 반도체 장치의 전기적 소자들을 형성하기 위한 주요한 공정 중 하나이다. 상기 이 온 주입 공정은 종래의 열확산 공정에 비하여 이온의 주입량 및 주입 깊이 조절이 용이하다는 장점을 갖는다. The ion implantation process is a process of injecting ionized impurities onto a wafer surface, which is one of the main processes for forming electrical elements of a semiconductor device. The ion implantation process has an advantage of easily adjusting the implantation amount and implantation depth of ions compared to the conventional thermal diffusion process.
상기 이온 주입 장치는 소스 가스를 이온화하기 위한 이온 발생기와, 상기 이온 발생기로부터 제공된 이온들을 추출하기 위한 이온 추출기와, 상기 이온들 중에서 특정 이온을 선별하기 위한 질량 분석기와, 선별된 이온을 기 설정된 에너지로 가속하여 이온빔으로 형성하기 위한 가속기와, 이온빔의 진행 방향을 조절하여 상기 이온빔이 이온 주입 챔버에 배치된 웨이퍼의 표면을 스캔하도록 하기 위한 이온 편향기, 상기 웨이퍼를 지지하기 위한 지지부 등을 포함한다.The ion implantation apparatus includes an ion generator for ionizing a source gas, an ion extractor for extracting ions provided from the ion generator, a mass spectrometer for sorting specific ions among the ions, and a predetermined energy Accelerated to form an ion beam, an ion deflector for adjusting the traveling direction of the ion beam to scan the surface of the wafer disposed in the ion implantation chamber, a support for supporting the wafer, and the like. .
도 1은 종래 기술에 따른 웨이퍼 지지부의 온도 조절 어셈블리를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view for explaining a temperature control assembly of a wafer support according to the prior art.
도 1을 참조하면, 웨이퍼(W)를 지지하는 지지부(10)로는 정전척이 사용된다. 이온 주입 공정시 상기 웨이퍼(W) 뿐만 아니라 상기 지지부(10)의 온도가 상승한다. 따라서 상기 지지부(10)의 하부에 냉각 플레이트(20)를 구비한다. 상기 냉각 플레이트(20)의 내부에는 냉각 라인(30)이 구비되고 칠러(chiller, 40)에서 순수(DI water)를 상기 냉각 라인(30)을 따라 순환시켜 상기 지지부(10)를 냉각한다. Referring to FIG. 1, an electrostatic chuck is used as the
상기 도 1에서 점선으로 표시된 영역은 진공 상태의 공간이다.In FIG. 1, the area indicated by the dotted line is a space in a vacuum state.
상기와 같은 온도 조절 어셈블리는 몇가지 문제점이 존재한다. There are several problems with such temperature control assemblies.
우선 상기 냉각 라인(30)의 부식으로 인해 상기 순수가 누설되어 상기 지지부(10)가 오염되는 문제점이 있다. 따라서 고가의 지지부(10)를 자주 교환해야 하므로 반도체 제조 공정이 지연되며 비용이 증가하게 된다. First, there is a problem that the pure water leaks due to corrosion of the
다음으로 지속적으로 상기 칠러(40)를 사용하는 경우 성능이 저하되어 상기 냉각 라인(30)으로 공급되는 순수의 유량이 감소하여 냉각 효율이 감소되는 문제짐이 있다. Next, when the
또한 대기압 상태의 공간에 위치하는 상기 칠러(40)로부터 진공 상태의 공간에 위치하는 상기 냉각 플레이트(20)로 냉각 라인(30)이 설치되므로 상기 냉각 라인(30)이 설치된 부위에서 진공 누설이 발생하는 문제점이 있다.In addition, since the
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 웨이퍼 지지부의 온도를 전자적으로 제어할 수 있는 온도 조절 어셈블리를 제공하는데 있다. An object of the present invention for solving the above problems is to provide a temperature control assembly capable of electronically controlling the temperature of the wafer support.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은 상기 온도 조절 어셈블리를 갖는 이온 주입 장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention for solving the above problems is to provide an ion implantation device having the temperature control assembly.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의하면, 온도 조절 어셈블리는 웨이퍼 연마 장치는 웨이퍼를 지지하기 위한 지지부의 하부에 구비되며, 상기 지지부의 온도를 조절하기 위한 열전소자 어레이 및 상기 열전소자 어레이와 연결되며, 상기 열전소자 어레이에 전원을 공급하기 위한 전원부를 포함한다. According to a preferred embodiment of the present invention for achieving the object of the present invention, the temperature control assembly is a wafer polishing apparatus is provided in the lower portion of the support for supporting the wafer, the thermoelectric element array for adjusting the temperature of the support And a power supply unit connected to the thermoelectric element array and supplying power to the thermoelectric element array.
상기 온도 조절 어셈블리는 상기 지지부에 구비되며 상기 지지부의 온도를 검출하는 온도 센서 및 상기 온도 센서에서 검출된 온도와 기 설정된 온도를 비교하여 상기 지지부의 온도가 상기 기 설정된 온도에 근접하도록 상기 전원부를 제어 하는 제어부를 더 포함할 수 있다.The temperature control assembly is provided in the support part and compares a temperature sensor detecting a temperature of the support part with a temperature detected by the temperature sensor and a preset temperature to control the power supply unit so that the temperature of the support part approaches the preset temperature. The control unit may further include a.
상기 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의하면, 이온 주입 장치는 이온빔을 제공하기 위한 이온 공급원과, 상기 이온 공급원과 연결되며, 웨이퍼의 이온 주입 공정을 수행하기 위한 이온 주입 챔버와, 상기 이온 주입 챔버 내부에 구비되고, 상기 웨이퍼를 지지하기 위한 지지부와, 상기 지지부의 하부에 구비되며, 상기 지지부의 온도를 조절하기 위한 열전소자 어레이 및 상기 열전소자로 전원을 공급하기 위한 전원부를 포함한다. According to a preferred embodiment of the present invention for achieving another object of the present invention, the ion implantation device is an ion source for providing an ion beam, the ion source is connected to, the ion for performing the ion implantation process of the wafer A power supply is provided in an injection chamber, an ion implantation chamber, a support part for supporting the wafer, a support part provided below the support part, and a thermoelectric element array and a thermoelectric element for controlling a temperature of the support part. It includes a power supply for.
상기 이온 주입 장치는 상기 지지부에 구비되며 상기 지지부의 온도를 검출하는 온도 센서 및 상기 온도 센서에서 검출된 온도와 기 설정된 온도를 비교하여 상기 지지부의 온도가 상기 기 설정된 온도에 근접하도록 상기 전원부를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다. The ion implantation device is provided in the support part and compares a temperature sensor detecting a temperature of the support part with a temperature detected by the temperature sensor and a preset temperature to control the power supply part so that the temperature of the support part approaches the preset temperature. The control unit may further include a.
이와 같이 구성된 본 발명에 따르면 상기 지지부를 열전소자를 이용하여 냉각함으로서 상기 지지부의 오염을 방지할 수 있으며, 상기 지지부의 온도 균일도를 향상시킬 수 있다.According to the present invention configured as described above it is possible to prevent the contamination of the support by cooling the support using a thermoelectric element, it is possible to improve the temperature uniformity of the support.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 온도 조절 어셈블리 및 이를 갖는 이온 주입 장치에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, a temperature control assembly and an ion implantation apparatus having the same according to preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 웨이퍼 지지부의 온도 조절 어셈블리를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.Figure 2 is a schematic cross-sectional view for explaining the temperature control assembly of the wafer support according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 상기 온도 조절 어셈블리(100)는 열전소자 어레이(120), 전원부(130), 온도 센서(140) 및 제어부(150)로 구성된다. 참고로 상기 도 2에서 점선으로 표시된 영역은 진공 상태의 공간이다.Referring to FIG. 2, the
상기 온도 조절 어셈블리(100)는 웨이퍼(W) 표면에 이온화된 불순물을 주입하는 동안 상기 웨이퍼(W)를 지지하는 지지부(110)의 온도를 조절한다. 구체적으로 상기 웨이퍼(W) 표면에 상기 불순물이 고속으로 충돌하면서 상기 웨이퍼(W) 및 지지부(110)의 온도가 상승하므로 상기 온도 조절 어셈블리(100)를 이용하여 상기 지지부(110)를 냉각한다.The
상기 지지부(110)는 정전기력을 이용하여 상기 웨이퍼(W)를 고정할 수 있는 정전척인 것이 바람직하다.The
열전소자 어레이(120)는 상기 지지부(110)의 하부에 구비되며, 외부로부터 가해진 전원에 의해서 상기 지지부(110)를 냉각시킨다. 상기 열전소자 어레이(120)는 서로 다른 온도의 냉각열을 제공하는 다수의 열전소자로 이루어진다. The
일반적인 열전소자로는 크게 전기저항의 온도 변화를 이용한 소자인 서미스터, 온도차에 의해 기전력이 발생하는 현상인 제베크 효과를 이용한 소자, 전류에 의해 열의 흡수(또는 발생)가 생기는 현상인 펠티에 효과(Peltier Effect)를 이용한 소자인 펠티에 소자 등이 있다. Typical thermoelectric devices include thermistors, which are devices that use large changes in electrical resistance, devices using the Seebeck effect, which are electromotive forces generated by temperature differences, and the Peltier effect, which is a phenomenon in which heat is absorbed (or generated) by current. Peltier device which is an element using an effect).
상기 온도 조절 어셈블리(100)에 사용되는 열전소자는 펠티에 효과를 이용한 펠티에 소자로, 펠티에 효과는 2종류의 금속 끝을 접속시켜, 여기에 전류를 흘려보내면, 전류 방향에 따라 한쪽 단자는 흡열하고, 다른 쪽 단자는 발열을 일으키는 현상이다. 2종류의 금속 대신 전기전도 방식이 다른 비스무트(Bi), 텔루르(Te) 등 반도체를 사용하면, 효율성 높은 흡열 및 발열 작용을 하는 펠티에소자를 얻을 수 있다. 이것은 전류 방향에 따라 흡열 및 발열의 전환이 가능하고, 전류량에 따라 흡열 및 발열량이 조절된다. The thermoelectric element used in the
상기 열전소자에 대해 구체적으로 살펴보면, 상기 열전소자는 일반적으로 n형 반도체와 p형 반도체로 구성되어, 전원을 공급할 때 n형 반도체에서는 흡열이 일어나고 p형 반도체에서는 발열이 일어나므로, 전원의 극성 변화에 따라 대상물체를 가열 및 냉각할 수 있다. 또한, 상기 열전소자는 가해지는 전압의 크기에 따라서 발열량과 흡열량이 변화하게 되는데, 전원이 공급되기 이전의 온도를 기준온도라 했을 때, 더 많은 전원을 공급하게 되면 열전소자의 n형 반도체 및 p형 반도체에서 발생되는 발열 및 흡열은 전류에 비례해서 점점 커지게 된다. 그러나, 열전소자에는 고유 성질에 따른 최대 온도차가 존재하며, 아무리 많은 전류가 가해지더라도 열전소자의 흡열부 및 발열부 사이의 온도차는 최대 온도차를 넘지 못하게 된다. In detail, the thermoelectric element is generally composed of an n-type semiconductor and a p-type semiconductor. When the power is supplied, endothermic occurs in the n-type semiconductor and heat is generated in the p-type semiconductor. The object can be heated and cooled accordingly. In addition, the thermoelectric element has a heat generation amount and endothermic amount change according to the magnitude of the applied voltage. When the temperature before the power is supplied is referred to as a reference temperature, when more power is supplied, the n-type semiconductor and p The heat generation and endotherm generated in the type semiconductor become larger in proportion to the current. However, the thermoelectric element has a maximum temperature difference according to its intrinsic properties, and no matter how much current is applied, the temperature difference between the heat absorbing portion and the heat generating portion of the thermoelectric element does not exceed the maximum temperature difference.
본 발명에서와 같이 열전소자를 이용해서 지지부(110)를 냉각시킬 경우, 열전소자의 n형 반도체가 상기 지지부(110)를 향하게 하여 상기 지지부(110)를 냉각시킨다. 즉 상기 열전소자의 n형 반도체가 상부를 향하고, p형 반도체가 하부를 향하게 열전소자가 배치된다. When the
상기 전원부(130)는 상기 열전소자 어레이(120)와 연결되어 전원을 공급한다. 상기 열전소자 어레이(120)는 다수의 열전소자로 구성되고, 상기 각각의 열전소자는 개별적으로 전원부(130)가 연결된다. 즉 상기 열전소자의 개수와 상기 전원부(130)의 개수는 동일하다. 그러므로 상기 열전소자들은 개별적으로 냉각이 가능 하다.The
상기 온도 센서(140)는 상기 지지부(110) 내부에 구비되어 상기 지지부(110)의 온도를 측정한다. 상기 온도 센서(140)는 이온 주입 공정에 의해 가열된 지지부(110)의 온도 및 상기 열전소자 어레이(120)에 의해 냉각된 지지부(110)의 온도를 측정한다. The
상기 온도 센서(140)는 상기 지지부(110)의 각 부위에 따른 온도를 각각 측정하기 위해 다수개 구비된다. 따라서 상기 온도 센서(140)는 상기 지지부(110)에 고르게 분포되어 구비된다. 상기 온도 센서(140)는 상기 지지부(110)의 중심을 기준으로 동심원 형태로 배치되는 것이 바람직하다.The
상기 제어부(150)는 상기 온도 센서(140) 및 전원부(130)와 연결되도록 구비되며, 상기 온도 센서(140)들에서 검출된 온도와 기 설정된 온도를 비교하여 상기 지지부(110)의 각 부위의 온도가 상기 설정된 온도에 근접하도록 전원부(130)들을 각각 제어한다. 즉, 상기 온도 제어부(150)는 상기 지지부(110)의 온도가 상승하여 냉각이 필요한 경우 상기 지지부(110)가 기 설정된 온도로 냉각되도록 상기 전원부(130)를 제어한다. The
구체적으로 살펴보면, 상기 지지부(110)를 냉각하는 경우 상기 온도 제어부(150)는 온도 센서(140)들로부터 검출된 온도를 각각 입력받고, 상기 입력받은 온도를 기 설정된 온도와 각각 비교한다. 상기 비교 결과, 상기 입력 온도가 기 설정된 온도에 비해 높게 검출되는 부위에는 상기 부위의 하부에 위치하는 열전소자의 전원이 온(on) 되도록 하는 신호를 출력시키거나 더 많은 전원이 상기 열전소자로 공급되도록 하는 신호를 출력시킨다. 또한, 상기 입력 온도가 기 설정된 온도에 비해 낮게 검출되는 부위에는 상기 부위의 하부에 위치하는 열전소자의 전원이 오프(off) 되도록 하는 신호를 출력시키거나 더 작은 전원이 상기열전소자로 공급되도록 하는 신호를 출력시킨다. In detail, when the
상기와 같이, 지지부(110)에 다수개의 온도 센서(140)를 구비하고, 상기 온도 센서(140)에 의해 검출된 온도를 기준으로 상기 열전소자를 개별적으로 컨트롤함으로서 상기 지지부(110)를 원하는 온도로 냉각할 수 있다. 또한 상기 지지부(110) 전체의 온도를 균일하게 유지할 수 있다.As described above, the
도 3은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 온도 조절 어셈블리를 갖는 이온 주입 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.3 is a schematic cross-sectional view for explaining an ion implantation apparatus having a temperature control assembly according to another preferred embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 이온 주입 장치(200)는 크게 이온 공급원(202), 이온 주입 챔버(204), 지지부(110) 및 온도 조절 어셈블리(100)로 구성된다. Referring to FIG. 3, the
상기 이온 공급원(202)은 이온빔을 제공하기 위한 것으로, 소스 가스로부터 이온을 발생시키는 이온 발생기(210), 이온 발생기(210)로부터 이온빔을 추출하는 이온 추출기(220), 이온 추출기(220)로부터 제공되는 이온빔의 극성을 정에서 부로 변환시키는 극성 변환기(230), 부의 이온빔으로부터 특정 이온을 선별하는 질량 분석기(240), 이온빔을 가속시키며 극성을 변환시키기 위한 가속기(250), 이온빔의 초점을 조절하기 위한 포커싱 마그네트(미도시)와 이온빔의 진행 방향을 조절하기 위한 이온 편향계(260), 이온빔의 이온 전류를 측정하기 위한 이온 전류 측정부(미도시) 등을 포함한다.The
이온 발생기(210)는 아크 챔버와 필라멘트 등을 포함하는 아크 방전형이며, 필라멘트로부터 제공되는 열전자와 소스 가스의 충돌을 이용하여 이온을 발생시킨다. 이밖에도, 고주파(radio frequency)형 이중플라즈마트론(duoplasmatron), 냉음극(cold cathode)형, 스퍼터(sputter)형, 페닝(penning ionization)형 등의 이온 발생기가 사용될 수 있다.The
극성 변환기(230)는 전자공여물질로 사용되는 고체 마그네슘과 히터를 포함한다. 히터로부터 450℃ 정도의 고열이 고체 마그네슘으로 제공되고, 고체 마그네슘으로부터 기상의 마그네슘 분자가 방출되어 추출된 이온빔과 충돌된다. 마그네슘 분자와 이온빔의 충돌에 의해 이온빔은 마그네슘 분자로부터 전자를 얻어서 부의 성질을 갖는 이온빔으로 변환된다.The
상기와 같이 부의 성질을 갖는 이온빔은 질량 분석기(240)에서 특정 이온만이 선별되어 가속기로 제공된다.As described above, the ion beam having negative properties is provided to the accelerator by selecting only specific ions from the
상세히 도시되지는 않았으나, 가속기(250)는 제1가속부와 제2가속부를 포함한다. 제1가속부 및 제2가속부 사이에는 부의 이온빔을 정의 이온빔으로 변환시키기 위한 스트리퍼(stripper)가 구비된다. 즉, 제1가속부에 의해 가속된 부의 이온빔은 스트리퍼에 의해 정의 이온빔으로 변환되고, 제2가속부에서 재차 가속된다. 스트리퍼에는 수 천 내지 수 메가 볼트의 고전압이 인가되며, 극성을 변환시키기 위한 스트리핑 가스로는 질소 또는 아르곤 가스가 사용될 수 있다.Although not shown in detail, the
가속기(250)를 통해 가속된 정의 이온빔은 포커싱 마그네트를 통해 초점이 조절되고, 이온 편향계(260)에 의해 진행 방향이 조절되어 웨이퍼(10)으로 제공된 다. 이때, 이온 편향계(260)는 이온빔이 웨이퍼(10)을 스캐닝하도록 이온빔의 진행 방향을 조절한다.The positive ion beam accelerated by the
스트리퍼에 의해 정의 이온빔으로 변환될 때 정의 이온빔은 다양한 에너지 준위를 갖는 이온들을 포함한다. 이온 공급원은 정의 이온빔에 포함된 다양한 에너지 준위를 갖는 이온들 중에서 특정 에너지를 갖는 이온을 선별하기 위한 이온 필터(미도시)를 더 포함한다.When converted to a positive ion beam by a stripper, the positive ion beam contains ions having various energy levels. The ion source further includes an ion filter (not shown) for selecting ions having a specific energy from among ions having various energy levels included in the positive ion beam.
도시되지는 않았으나, 이온전류 측정부는, 질량 분석기와 가속기 사이에 배치되며 부의 이온빔의 이온 전류를 측정하기 위한 제1패러데이 시스템과, 가속기와 이온 주입 챔버 사이에 배치되며 정의 이온빔의 이온 전류를 측정하기 위한 제2패러데이 시스템을 포함한다.Although not shown, the ion current measuring unit is disposed between the mass spectrometer and the accelerator to measure the ion current of the negative ion beam and between the accelerator and the ion implantation chamber to measure the ion current of the positive ion beam. For a second Faraday system.
상기 이온 주입 챔버(204)는 상기 이온 공급원과 연결되며, 웨이퍼의 이온 주입 공정을 수행한다. 상기 이온 주입 챔버(204)의 내부에는 이온 주입될 웨이퍼(W)를 지지하는 지지부(110), 상기 지지부(110)의 온도를 조절하기 위한 온도 조절 어셈블리(100) 및 구동부(270)가 구비된다. The
상기 지지부(110)에 대한 설명은 상기 도 2에 도시된 상기 일실시예에 따른 온도 조절 어셈블리에 대한 설명과 동일하다. 부가적으로 이온빔의 진행 방향이 수평 방향이므로 상기 지지부(110)는 웨이퍼(W)가 이온빔의 진행 방향에 대하여 소정의 경사각을 갖도록 상기 웨이퍼(W)를 지지하는 것이 바람직하다. 상기 지지부(110)는 이온빔의 입사각이 약 83°정도가 되도록 상기 웨이퍼(W)를 지지하는 것이 바람직하다. Description of the
상기 온도 조절 어셈블리(100)에 대한 설명은 상기 일실시예와 동일하므로 생략한다. Since the description of the
상기 구동부(270)는 상기 지지부(110)의 하부에 연결되며, 상기 지지부(110)의 중심축을 회전축으로 하여 상기 지지부(110)를 회전시킨다. 상기 구동부(270)는 일정한 속도로 상기 지지부(110)을 회전시키기 위해 스텝 모터가 사용되는 것이 바람직하다. The driving
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온도 조절 어셈블리 및 이를 갖는 이온 주입 장치는 다수의 열전소자를 이용하여 웨이퍼를 지지하는 지지부를 냉각한다. 따라서 순수를 순환시키는 냉각 라인을 이용하는 냉각과 달리 라인의 부식이나 순수에 의한 지지부의 오염이 방지된다. 또한 상기 다수의 열전소자로 공급되는 각각의 전원을 조절하여 상기 지지부의 냉각 정도를 용이하게 조절할 수 있다. 따라서 상기 지지부의 전체적인 온도를 균일하게 유지할 수 있다.As described above, the temperature control assembly and the ion implantation apparatus having the same according to the preferred embodiment of the present invention cools the support for supporting the wafer using a plurality of thermoelectric elements. Therefore, unlike cooling using a cooling line that circulates pure water, corrosion of the line and contamination of the support part by the pure water are prevented. In addition, it is possible to easily adjust the degree of cooling of the support by adjusting each power supplied to the plurality of thermoelectric elements. Therefore, the overall temperature of the support can be kept uniform.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.While the foregoing has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. It will be appreciated.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020050041074A KR20060118747A (en) | 2005-05-17 | 2005-05-17 | Temperature controlling assembly and ion implanter having the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020050041074A KR20060118747A (en) | 2005-05-17 | 2005-05-17 | Temperature controlling assembly and ion implanter having the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20060118747A true KR20060118747A (en) | 2006-11-24 |
Family
ID=37705703
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020050041074A KR20060118747A (en) | 2005-05-17 | 2005-05-17 | Temperature controlling assembly and ion implanter having the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20060118747A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101444920B1 (en) * | 2013-05-27 | 2014-09-26 | (주)와이즈산전 | Thermal type temperature sensing device |
KR101525020B1 (en) * | 2013-02-22 | 2015-06-02 | 닛신 이온기기 가부시기가이샤 | Ion beam irradiation apparatus and substrate cooling method |
KR20200143480A (en) * | 2018-04-19 | 2020-12-23 | 메트릭스 리미티드 | Semiconductor wafer mass measurement device and semiconductor wafer mass measurement method |
-
2005
- 2005-05-17 KR KR1020050041074A patent/KR20060118747A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101525020B1 (en) * | 2013-02-22 | 2015-06-02 | 닛신 이온기기 가부시기가이샤 | Ion beam irradiation apparatus and substrate cooling method |
KR101444920B1 (en) * | 2013-05-27 | 2014-09-26 | (주)와이즈산전 | Thermal type temperature sensing device |
KR20200143480A (en) * | 2018-04-19 | 2020-12-23 | 메트릭스 리미티드 | Semiconductor wafer mass measurement device and semiconductor wafer mass measurement method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101437954B1 (en) | Techniques for low-temperature ion implantation | |
JP5482981B2 (en) | Prevention of fine particles in ion implantation. | |
US5389793A (en) | Apparatus and methods for ion implantation | |
US20140238637A1 (en) | Ion beam irradiation apparatus and method for substrate cooling | |
US7595972B2 (en) | Clamp for use in processing semiconductor workpieces | |
KR20060042099A (en) | Wafer stage | |
KR20060118747A (en) | Temperature controlling assembly and ion implanter having the same | |
US11728198B2 (en) | Electrostatic chuck and wafer etching device including the same | |
WO2007005925A1 (en) | Clamp for use in processing semiconductor workpieces | |
JP2013534049A (en) | Heated annular chuck | |
JP2010532082A (en) | Cathode having ion generation and focusing grooves, ion source and related methods | |
KR100485387B1 (en) | Method for monitoring an ion implanter and ion implanter having a shadow jig for performing the same | |
US7977652B2 (en) | Optical heater for cryogenic ion implanter surface regeneration | |
KR100984177B1 (en) | Electrostatic chuck and plasma ion implantation apparatus using the same | |
US20120241648A1 (en) | Heat lip seal for cryogenic processing | |
CN109891557B (en) | Dry etching apparatus and control method thereof | |
US7173260B2 (en) | Removing byproducts of physical and chemical reactions in an ion implanter | |
KR20070075138A (en) | Plasma processing equipment | |
US6903336B2 (en) | Polarity exchanger and ion implanter having the same | |
JP5689427B2 (en) | Heat chuck with no condensation | |
US20230369009A1 (en) | Ion implantation system | |
CN215731640U (en) | Electrostatic chuck device and semiconductor processing equipment | |
KR100499172B1 (en) | Method for measuring a tilted angle of a semiconductor substrate in an ion implantation process | |
KR20040075550A (en) | Dry etching equipment having improved shadow ring structure | |
KR100420226B1 (en) | Electrostatic chuck for a plasma process apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
WITN | Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid |