KR20070097945A

KR20070097945A - Ion gage and equipment for manufacturing semiconductor device used the same

Info

Publication number: KR20070097945A
Application number: KR1020060028930A
Authority: KR
Inventors: 안상진
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-03-30
Filing date: 2006-03-30
Publication date: 2007-10-05

Abstract

An ion gage and a semiconductor manufacturing apparatus including the same are provided to prevent an electrical accident from being generated by an electric leakage by forming a refractive part at an insulator unit. A gauge body(410) is formed to introduce a power input line into an inside thereof. A filament(430) is extended from the power input line introduced into the inside of the gauge body. The filament is formed to emit thermal electrons by using a voltage applied to the power input line. An insulator unit(440) insulates electrically the filament and the gauge body from each other. The insulator unit includes one or more refractive parts for refracting a straight distance between the gate body and the filament exposed within the gate body in order to prevent a conducting state between the filament and the gate body due to contamination of an exposed surface of the gauge body.

Description

Ion gage and equipment for manufacturing semiconductor device used the same

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조설비를 개략적으로 나타낸 구성 단면도.1 is a schematic cross-sectional view showing a semiconductor manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 이온 게이지를 나타내는 사시도.FIG. 2 is a perspective view illustrating the ion gauge of FIG. 1. FIG.

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

100 : 공정 챔버 200 : 진공 펌프100: process chamber 200: vacuum pump

300 : 배관 400 : 이온 게이지300: piping 400: ion gauge

본 발명은 반도체 제조설비에 관한 것으로서, 상세하게는 반도체 제조공정이 수행되는 공정 챔버에서의 진공도를 감지하는 이온 게이지 및 그를 구비하는 반도체 제조설비에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus, and more particularly, to an ion gauge for sensing a vacuum degree in a process chamber in which a semiconductor manufacturing process is performed, and a semiconductor manufacturing apparatus having the same.

최근 정보 통신 분야의 급속한 발달과, 컴퓨터와 같은 정보 매체의 대중화에 따라 반도체 장치도 비약적으로 발전하고 있다. 또한, 그 기능적인 면에 있어서 반도체 장치의 소자 고집적화 경향에 따라 기판에 형성되는 개별 소자의 크기를 줄이면서 한편으로 소자 성능을 극대화시키기 위해 여러 가지 방법이 연구 개발되고 있다. 이러한 방법 중에 CMOS 기술과 같이, 실리콘 기판에 도전성 불순물을 주입하는 이온주입기술이 대두되고 있다. 이온 주입기술은 열확산기술과 함께 반도체기판 중에 불순물 도입을 위한 기본 공정기술이다. 원리적으로는 옛날부터 가능하다고 되고 있던 기술로서, 1960년대에는 이미 트랜지스터등이 이 방법에 의해서 시작되었다. 최근, LSI의 고집적화, 고밀도화에 대응해서 더 정밀한 불순물제어가 요구되고 있다. 더욱이, 양산기술면에서는 재현성의 향상, 처리능력의 향상이 요구되고 있다. 그 중에서 이온주입기술은 더욱 그 중요성이 증가하여 열확산기술에 대체해서 실용화되게 되었다. 또 이 기술에서는 열확산기술로는 불가능 내지는 아주 어려운 저농도 불순물 도입이나 절연막을 통한 도핑 등도 가능하게 되었다. 이와 같은 이온주입기술에 사용되는 일반적인 이온주입장치가 미국특허번호 4,922,106 또는 미국특허번호 6,635,880에 기재되어 있다. Recently, with the rapid development of the information and communication field and the popularization of information media such as computers, semiconductor devices are also rapidly developing. In addition, various methods have been researched and developed in order to reduce the size of individual devices formed on a substrate and maximize device performance in accordance with the trend of high integration of semiconductor devices. Among these methods, like the CMOS technology, an ion implantation technology for injecting conductive impurities into a silicon substrate has emerged. Ion implantation technology is a basic process technology for introducing impurities into semiconductor substrates along with thermal diffusion technology. In principle, as a technology that has been possible since ancient times, transistors and the like have been started by this method in the 1960s. In recent years, more precise impurity control is required to cope with higher integration and higher density of LSI. In addition, in terms of mass production technology, improvement in reproducibility and processing capacity are required. Among them, ion implantation technology has increased in importance and has been put into practical use in place of thermal diffusion technology. In this technology, it is also possible to introduce low-concentration impurities or doping through an insulating film, which is difficult or difficult to achieve by thermal diffusion technology. Common ion implantation devices used in such ion implantation techniques are described in US Pat. No. 4,922,106 or US Pat. No. 6,635,880.

일반적인 이온주입장치는 웨이퍼의 표면에 이온주입될 도전성 불순물 이온을 추출하는 터미널 모듈과, 상기 터미널 모듈에서 추출된 상기 도전성 불순물 이온을 소정의 에너지로 가속시키는 가속기와, 상기 가속기에서 가속된 상기 도전성 불순물 이온을 상기 웨이퍼의 표면에 이온 주입시키는 엔드 스테이션 모듈을 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 터미널 모듈은 상기 도전성 불순물 이온을 생성하는 이온 소스와, 상기 소스에서 생성된 도전성 불순물을 원심 분리시키는 질량 분석기를 포함하여 이루어진다. 이때, 상기 이온 소스와 질량 분석기는 고진공의 분위기에서 순도가 높은 도전성 불순물 이온을 추출할 수 있다. 또한, 상기 엔드 스테이션 모듈은 상기 가속기에서 가속된 상기 도전성 불순물 이온을 상기 웨이퍼의 표면에 스캐닝하는 스캐너를 포함하여 이루어진다. 이때, 상기 스캐너에서 스캐닝되는 웨이퍼가 대기중에 노출될 경우 상기 도전성 불순물 이온이 대기중의 공기 또는 파티클에 충돌되어 상기 웨이퍼의 표면으로부터 희망한 깊이까지 이온주입될 수 없다. 따라서, 상기 엔드 스테이션 모듈은 상기 도전성 불순물 이온이 상기 웨이퍼의 표면으로 이온주입될 수 있도록 하기 위해 외부로부터 독립된 공간을 제공한다. 예컨대, 상기 엔드 스테이션 모듈은 상기 가속기에서 가속된 상기 도전성 불순물 이온을 상기 웨이퍼에 이온주입하기 위해 고진공 상태의 밀폐된 공간을 제공하는 공정 챔버와, 상기 공정 챔버에 상기 웨이퍼를 이동시키기 위한 트랜스퍼 챔버와, 상기 트랜스퍼 챔버를 통해 상기 공정 챔버 내부에 이동되는 다수개의 상기 웨이퍼가 탑재된 카세트가 로딩되는 로드락 챔버를 포함하여 이루어진다. 또한, 상기 로드락 챔버, 트랜스퍼 챔버 또는 공정 챔버간에 웨이퍼를 이동시키는 적어도 하나이상의 로봇암을 더 포함하여 이루어진다. A general ion implantation apparatus includes a terminal module for extracting conductive impurity ions to be ion implanted on a surface of a wafer, an accelerator for accelerating the conductive impurity ions extracted from the terminal module with a predetermined energy, and the conductive impurities accelerated in the accelerator. And an end station module for implanting ions into the surface of the wafer. Here, the terminal module includes an ion source for generating the conductive impurity ions, and a mass spectrometer for centrifuging the conductive impurity generated in the source. In this case, the ion source and the mass spectrometer may extract conductive impurity ions having high purity in a high vacuum atmosphere. The end station module also includes a scanner for scanning the surface of the wafer with the conductive impurity ions accelerated in the accelerator. In this case, when the wafer scanned by the scanner is exposed to the air, the conductive impurity ions may collide with air or particles in the air and may not be ion implanted to a desired depth from the surface of the wafer. Thus, the end station module provides an independent space from outside to allow the conductive impurity ions to be implanted into the surface of the wafer. For example, the end station module may include a process chamber providing a closed space in a high vacuum state for ion implanting the conductive impurity ions accelerated by the accelerator into the wafer, a transfer chamber for moving the wafer to the process chamber; And a load lock chamber in which a cassette mounted with a plurality of the wafers moved inside the process chamber through the transfer chamber is loaded. The method further includes at least one robot arm for moving a wafer between the load lock chamber, the transfer chamber, or the process chamber.

여기서, 상기 공정 챔버는 상기 웨이퍼를 상기 가속기에서 가속된 도전성 불순물의 이온빔이 진행되는 방향에 수직하는 방향으로 위치시켜 상기 도전성 불순물이 주입되도록 한다. 예컨대, 상기 공정 챔버 내에 투입되는 웨이퍼의 개수에 따라 싱글 타입과 배치 타입으로 나누어지기도 한다. 이때, 상기 공정 챔버에서 상기 도전성 불순물의 이온빔이 공기 중에 산란되어 상기 웨이퍼의 표면으로 입사되는 것 을 방지하기 위해 상기 공정 챔버 내부의 공기를 펌핑하는 진공 펌프가 상기 공정 챔버와 연통되는 배기관에 형성되어 있다. 또한, 상기 공정 챔버의 일측 측벽에 형성된 포트 또는 상기 포트에 연결되도록 형성된 배관을 통해 상기 챔버 내부 또는 상기 챔버와 연통되도록 삽입되어 상기 공정 챔버 내부의 진공도를 계측하는 이온 게이지가 더 형성되어 있다. 상기 이온 게이지는 상기 공정 챔버의 포트 또는 상기 배관을 가로막는 게이지 몸체의 내부에서 돌출되는 콜렉터 전극을 중심으로 그리드 전극이 소정 거리를 갖고 솔레노이드 모양으로 감겨있고, 상기 그리드 전극의 외부에 상기 콜렉터 전극과 평행한 방향으로 필라멘트가 형성되어 있다. 상기 이온 게이지는 저진공에서 ~10^-11Torr(10^-8Pa) 정도의 초고진공 까지 측정 할 수 있다. 예컨대, 도전성 불순물을 이온주입하는 이온주입설비의 경우, 상기 그리드 전극, 또는 콜렉터 전극, 및 필라멘트에 다량의 도전성 불순물이 석출되어 이온 게이지의 효율을 감소시키거나, 상기 필라멘트가 상기 게이지 몸체에 단락됨으로 인한 누전이 발생되어 교체 주기가 단축될 수 있다. 이때, 상기 필라멘트는 상기 그리드 전극, 및 콜렉터 전극의 외곽을 둘러싸도록 형성되어 있으며, 상기 게이지 몸체와 근접하여 형성되고 상기 게이지 몸체에서 상기 필라멘트까지 직선 거리의 표면을 갖는 인슐레이터부에 의해 절연되어 있기 때문에 상기 도전성 불순물의 석출물에 매우 취약하다. Here, the process chamber is positioned in the direction perpendicular to the direction in which the ion beam of the conductive impurity accelerated in the accelerator proceeds to inject the conductive impurity. For example, it may be divided into a single type and a batch type according to the number of wafers introduced into the process chamber. In this case, in order to prevent the ion beam of the conductive impurity from scattering in the air in the process chamber and incident on the surface of the wafer, a vacuum pump for pumping air in the process chamber is formed in the exhaust pipe communicating with the process chamber. have. In addition, an ion gauge is inserted into the chamber or communicated with the chamber through a port formed on one side wall of the process chamber or a pipe formed to be connected to the port to measure the degree of vacuum inside the process chamber. The ion gauge is wound around the collector electrode protruding from the port of the process chamber or the gauge body that blocks the pipe, the grid electrode is wound in a solenoid shape with a predetermined distance, and parallel to the collector electrode on the outside of the grid electrode. The filament is formed in one direction. The ion gauge can measure from a low vacuum to a very high vacuum of about 10 ^-11 Torr (10 ^-8 Pa). For example, in the case of ion implantation equipment for ion implanting conductive impurities, a large amount of conductive impurities are deposited on the grid electrode, the collector electrode, and the filament to reduce the efficiency of the ion gauge, or the filaments are shorted to the gauge body. A short circuit may occur and the replacement cycle may be shortened. In this case, the filament is formed so as to surround the outer edge of the grid electrode and the collector electrode, is formed in close proximity to the gauge body and insulated by an insulator portion having a surface of a straight distance from the gauge body to the filament Very susceptible to precipitates of the conductive impurities.

따라서, 종래 기술에 따른 이온 게이지는 챔버와 연결되는 배기관을 통해 펌핑되는 도전성 불순물 이온 또는 반응가스의 유동방향에 직접적으로 노출된 필라멘 트와 게이지 몸체 사이를 연결하는 인슐레이터부에 상기 도전성 불순물이 석출될 경우, 게이지 몸체와 필라멘트를 도전시킴으로 상기 필라멘트에 인가되는 전압이 상기 게이지 몸체와 연결되는 챔버로 누전되어 전기적 사고를 유발시키고, 상기 이온 게이지의 수명이 단축되기 때문에 생산성이 줄어드는 단점이 있었다.Accordingly, in the ion gauge according to the related art, the conductive impurity precipitates in the insulator portion connecting the filament directly exposed to the flow direction of the conductive impurity ion or reaction gas and pump body through the exhaust pipe connected to the chamber. In this case, a voltage applied to the filament is shorted to the chamber connected to the gauge body by conducting a gauge body and the filament, causing an electrical accident, and the productivity of the ion gauge is reduced because the life of the ion gauge is shortened.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 챔버와 연결되는 배기관을 통해 펌핑되는 도전성 불순물 이온 또는 반응가스의 유동방향에 직접적으로 노출된 필라멘트와 게이지 몸체 사이를 연결하는 인슐레이터부에 상기 도전성 불순물이 석출되더라도, 상기 도전성 불순물 이온의 증착물 또는 상기 반응 가스의 도전 석출물이 상기 게이지 몸체와 필라멘트를 도전시키지 못하도록 하고, 상기 필라멘트에 인가되는 전압이 상기 게이지 몸체와 연결되는 챔버로 누전되어 유발되는 전기적 사고를 방지하고, 수명을 증가시켜 생산성을 증대 또는 극대화할 수 있는 이온 게이지 및 그를 구비하는 반도체 제조설비를 제공하는 데 있다.An object of the present invention for solving the above problems, the conductive part is pumped through the exhaust pipe connected to the chamber is connected to the insulator portion connected between the gauge body and the filament directly exposed to the flow direction of the conductive impurity ion or reaction gas Even when impurities are precipitated, the deposits of the conductive impurity ions or the conductive precipitates of the reactant gas do not conduct the gauge body and the filament, and the voltage applied to the filament is shorted to the chamber connected with the gauge body to cause electrical It is to provide an ion gauge and a semiconductor manufacturing equipment having the same that can prevent accidents, increase the lifespan to increase or maximize productivity.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 양태에 따른 이온 게이지는, 외부에서 연결되는 전원 인입선을 내부로 유입시키도록 형성된 게이지 몸체; 상기 게이지 몸체의 내측으로 유입되는 상기 전원 인입선에서 연장되도록 형성되고, 상기 전원 인입선에 인가되는 소정 크기의 전압에 의해 열전자를 방출토록 형성된 필라멘트; 및 상기 필라멘트와 상기 게이지 몸체를 전기적으로 절연시키며, 상기 게이지 몸체 내부에서 노출되는 표면이 오염물질에 오염되어 상기 필라멘트와 상기 게이지 몸체가 도전되는 것을 방지하기 위해 상기 게이트 몸체 내부에서 노출되는 상기 필라멘트와 상기 게이트 몸체의 직선거리를 굴절시키는 적어도 하나이상의 굴절부를 갖도록 형성된 인슐레이터부를 포함함을 특징으로 한다.An ion gauge according to an aspect of the present invention for achieving the above object, the gauge body formed to introduce a power lead wire connected from the outside to the inside; A filament formed to extend from the power lead wire introduced into the gauge body, and configured to emit hot electrons by a voltage having a predetermined magnitude applied to the power lead wire; And electrically insulating the filament and the gauge body, wherein the surface exposed inside the gauge body is contaminated with contaminants to prevent the filament and the gauge body from being electrically conductive. It characterized in that it comprises an insulator portion formed to have at least one or more refractive portions for refracting the linear distance of the gate body.

또한, 본 발명의 다른 양태는, 외부로부터 독립된 공간을 제공하여 반도체 제조공정이 수행되는 챔버; 상기 챔버의 일측으로 연결되는 배기관으로 상기 챔버 내부의 공기를 펌핑하는 진공 펌프; 및 상기 챔버의 측벽에 형성된 포트 또는 상기 포트에서 연장되는 배관에 체결되고, 외부에서 연결되는 전원 인입선을 내부로 유입시키도록 형성된 게이지 몸체와, 상기 게이지 몸체의 내측으로 유입되는 상기 전원 인입선에서 연장되도록 형성되고, 상기 전원 인입선에 인가되는 소정 크기의 전압에 의해 열전자를 방출토록 형성된 필라멘트와, 상기 필라멘트와 상기 게이지 몸체를 전기적으로 절연시키며, 상기 게이지 몸체 내부에서 노출되는 표면이 오염물질에 오염되어 상기 필라멘트와 상기 게이지 몸체가 도전되는 것을 방지하기 위해 상기 게이트 몸체 내부에서 노출되는 상기 필라멘트와 상기 게이트 몸체의 직선거리를 굴절시키는 적어도 하나이상의 굴절부를 갖도록 형성된 인슐레이터부를 구비한 이온 게이지를 포함하는 반도체 제조설비이다.In addition, another aspect of the present invention, the chamber to provide a space independent from the outside to perform a semiconductor manufacturing process; A vacuum pump for pumping air in the chamber to an exhaust pipe connected to one side of the chamber; And a gauge body fastened to a port formed on a side wall of the chamber or a pipe extending from the port, and configured to introduce a power lead wire connected from the outside into the inside, and extending from the power lead wire introduced into the gauge body. And a filament formed to emit hot electrons by a voltage of a predetermined magnitude applied to the power lead wire, and electrically insulating the filament and the gauge body, and the surface exposed inside the gauge body is contaminated with contaminants. Semiconductor manufacturing equipment including an ion gauge having an insulator portion formed to have at least one refractive portion refracting the linear distance between the filament and the gate body exposed inside the gate body to prevent the filament and the gauge body is conductive The.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 이온 게이지 및 그를 구비한 반도체 제조설비를 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 실시예는 여러가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 인해 한정되어 지는 것으로 해석되어져서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.Hereinafter, an ion gauge and a semiconductor manufacturing apparatus having the same according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described below. This embodiment is provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Therefore, the shape of the elements in the drawings are exaggerated to emphasize a clearer description.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조설비를 개략적으로 나타낸 구성 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view showing a semiconductor manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 반도체 제조설비는 외부로부터 독립된 공간을 제공하여 반도체 제조공정이 수행되는 공정 챔버(100)와, 상기 공정 챔버(100)의 일측으로 연결되는 배기관(150)으로 상기 공정 챔버(100) 내부의 공기를 펌핑하는 적어도 하나 이상의 진공 펌프(200)와, 상기 진공 펌프(200)에서 펌핑되는 상기 공정 챔버(100)의 진공도를 감지하기 위해 상기 공정 챔버(100)의 측벽에 형성된 포트(110) 또는 상기 포트(110)에서 연장되는 배관(300)을 가로막도록 체결되는 게이지 몸체(410)를 통해 상기 공정 챔버(100) 내부로 유입되는 전원 인입선(420)에서 연장되어 상기 전원 인입선(420)에서 인가되는 소정 크기의 전압에 의해 열전자가 방출되는 필라멘트(430)와 상기 게이지 몸체(410)를 절연시키도록 형성된 인슐레이터부(440)가 상기 공정 챔버(100)에서 상기 진공 펌프(200)로 펌핑되는 도전성 불순물 이온 또는 반응 가스와 같은 오염물질의 흐름에 직접적으로 노출되지 않는 부분을 갖고, 상기 필라멘트(430)와 상기 게이지 몸체(410)사이의 표면 직선 거리를 굴절시키는 적어도 하나이상의 굴절부(442)를 갖도록 형성된 이온 게이지(400)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention provides a process chamber 100 in which a semiconductor manufacturing process is performed by providing an independent space from the outside, and an exhaust pipe 150 connected to one side of the process chamber 100. At least one vacuum pump 200 for pumping air in the process chamber 100 and the process chamber 100 to detect the degree of vacuum of the process chamber 100 pumped from the vacuum pump 200 It extends from the power lead line 420 introduced into the process chamber 100 through the gauge body 410 is fastened to intercept the port 110 formed on the side wall of the pipe 110 or the pipe 300 extending from the port 110. And an insulator portion 440 formed to insulate the filament 430 from which hot electrons are emitted by the voltage of a predetermined magnitude applied from the power lead wire 420 and the gauge body 410 in the process chamber 100. Having a portion that is not directly exposed to the flow of contaminants such as conductive impurity ions or reactant gas pumped by the vacuum pump 200, and deflects the surface straight distance between the filament 430 and the gauge body 410. It is configured to include an ion gauge 400 formed to have at least one refractive portion 442.

도시되지는 않았지만, 상기 이온 게이지(400)에서 출력되는 감지신호를 이용하여 상기 공정 챔버(100)의 진공도를 판단하고, 상기 공정 챔버(100)의 진공도에 따라 상기 공정 챔버(100)와 상기 진공 펌프(200) 사이에 연결되는 상기 배기관(150)에 형성되는 복수개의 밸브를 개폐시키도록 하는 제어신호를 출력하는 제어부와, 상기 제어부에서 판단된 상기 공정 챔버(100)의 진공도를 표시하는 표시부를 더 포함하여 구성된다.Although not shown, the degree of vacuum of the process chamber 100 is determined using the detection signal output from the ion gauge 400, and the process chamber 100 and the vacuum are determined according to the degree of vacuum of the process chamber 100. A control unit for outputting a control signal for opening and closing a plurality of valves formed in the exhaust pipe 150 connected between the pump 200, and a display unit for displaying the vacuum degree of the process chamber 100 determined by the control unit It is configured to include more.

여기서, 상기 공정 챔버(100)는 외부의 어떠한 영향 또는 간섭을 받지 않고 상기 반도체 제조공정이 수행될 수 있도록 소정의 진공도를 갖는 진공실의 역할을 수행하며, 상기 반도체의 제조 시에는 무엇보다도 진공누출의 방지가 중요하다. 외부로부터 공기가 유입되면 웨이퍼(W)와 같은 피처리물은 물론, 상기 공정 챔버(100) 내부에서 상기 반도체 제조공정을 수행하는 주요 구성품을 손상시키거나 오염시킨다. 예컨대, 상기 공정 챔버(100)의 내부에는 도전성 불순물을 이온주입하는 이온주입설비의 스캐너(120) 또는 디스크 어셈블리(130)가 위치될 수 있다. 또한, 상기 공정 챔버(100)의 내부에는 웨이퍼(W) 상에 박막을 형성하는 화학기상증착설비, 또는 웨이퍼(W) 상에 형성된 박막을 식각하는 건식식각설비에서 반응 가스를 분사하는 샤워헤드와, 상기 샤워헤드의 대향하여 상기 웨이퍼(W)를 지지하는 척이 위치될 수 있다. 이때, 상기 샤워헤드와 척 사이에 유동되는 상기 반응가스는 고온의 플라즈마 상태로 여기되어 상기 웨이퍼(W)의 표면으로 유동될 수 있다. 따라서, 상기 반도체 제조공정이 수행되기 전에 상기 공정 챔버(100)의 내부는 진공으로 펌핑된 후 진공펌프통로를 차단시키고, 진공의 누출을 확인해야만 한다. 진공 의 누출허용치를 정하기는 어려우나 일반적으로 시간당 10∼25μmHg정도를 반도체 생산공장에서의 허용치로 본다. 진공을 유지하기 위해서는 밀폐부분을 주의해야 하며, 순도 높은 진공구리스를 이용하여 밀폐효과를 높인다. 예컨대, 가장 우수한 공정 챔버(100)의 재질로는 10^-6torr보다 낮은 고진공이 요구될 때, 산화저항이 큰 300계열의 스테인리스강이 사용된다. 반면, 10^-6torr 안팍의 저진공 내지 고진공이 요구될 경우, 비교적 저렴한 외부에 특수코팅한 탄소강을 주로 사용한다. 탄소강이 상기 공정 챔버(100)의 구조재료로 사용될 때는, 진공 중에서 강표면에 함유한 가스가 제거되어 대기 중에 노출되면서 쉽게 산화가 일어나기 때문에 반복적인 노의 사용 시 문제가 될 수 있다. 그리고, 상기 공정 챔버(100) 내부에 다량의 오염물질이 유발되어 예방정비(PM)와 같은 세정이 이루어져야 할 경우, 상기 공정 챔버(100) 내부에 공급되는 대기중의 공기 또는 퍼지 가스를 단속하는 벤팅 밸브(140)가 상기 공정 챔버(100)의 측벽에 형성되어 있다. 또한, 상기 공정 챔버(100)는 내부에서 수행되는 상기 반도체 제조공정의 특성 또는 상기 반도체 제조공정이 요구되는 진공도에 따라 다양한 금속 재질로 형성되며, 상기 공정 챔버(100)의 내부를 개방시키는 적어도 하나 이상의 포트(port, 110)가 형성되어 있다.Here, the process chamber 100 serves as a vacuum chamber having a predetermined degree of vacuum so that the semiconductor manufacturing process may be performed without any influence or interference from the outside. Prevention is important. When air is introduced from the outside, damages or contaminates not only a workpiece such as a wafer W, but also a major component of the semiconductor manufacturing process in the process chamber 100. For example, a scanner 120 or a disk assembly 130 of an ion implantation facility for ion implanting conductive impurities may be located inside the process chamber 100. In addition, the inside of the process chamber 100 and the shower head for injecting the reaction gas in the chemical vapor deposition equipment for forming a thin film on the wafer (W), or the dry etching equipment for etching the thin film formed on the wafer (W); The chuck supporting the wafer W may be positioned opposite the shower head. In this case, the reaction gas flowing between the shower head and the chuck may be excited in a high temperature plasma state and flow to the surface of the wafer (W). Therefore, before the semiconductor manufacturing process is performed, the inside of the process chamber 100 should be blocked with a vacuum pump passage after being pumped with a vacuum, and check for leakage of the vacuum. Although it is difficult to determine the leak tolerance of a vacuum, it is generally considered to be 10 to 25 μmHg per hour as a tolerance in a semiconductor production plant. In order to maintain the vacuum, care must be taken in the sealed part, and the sealing effect is enhanced by using a high-purity vacuum grease. For example, when a high vacuum of less than 10 ⁻⁶ torr is required as the material of the best process chamber 100, 300 series stainless steel having a high oxidation resistance is used. On the other hand, when low to high vacuum of 10 ^-6 torr is required, specially coated carbon steel is used, which is relatively inexpensive. When carbon steel is used as the structural material of the process chamber 100, since the gas contained in the steel surface is removed in a vacuum and easily oxidized while being exposed to the atmosphere, it may be a problem when using a repetitive furnace. In addition, when a large amount of contaminants are generated in the process chamber 100 to perform cleaning such as preventive maintenance (PM), the air or purge gas in the atmosphere supplied to the process chamber 100 may be intermitted. Venting valve 140 is formed on the sidewall of the process chamber 100. In addition, the process chamber 100 may be formed of various metal materials according to the characteristics of the semiconductor manufacturing process performed in the inside or the degree of vacuum required for the semiconductor manufacturing process, and at least one opening the inside of the process chamber 100. The above ports port 110 are formed.

또한, 상기 진공 펌프(200)는 상기 공정 챔버(100)가 소정의 진공도를 갖도록 상기 공정 챔버(100) 내부의 공기 또는 가스를 펌핑한다. 이때, 상기 공정 챔버(100)는 상기 진공 펌프(200)에 의해 상압 또는 대기압에서 저진공을 거쳐 고진 공으로 펌핑될 수 있다. 예컨대, 상기 진공 펌프(200)는 저진공 펌프(220)와, 고진공 펌프(210)로 나누어질 수 있고, 상기 저진공 펌프(220)와 상기 고진공 펌프(210)가 직렬로 연결되어 펌핑동작될 수 있다. 상기 저진공 펌프(220)는 약 10^-3Torr 정도의 저진공을 만들 수 있는 러핑 펌프(roughing pump)라 칭하며, 피스톤의 왕복운동에 의해 공기가 펌핑되는 로터리 피스톤 펌프(rotary piston mechanical pump )와, 비대칭 회전자가 회전되는 공간 내에 삽입된 오일의 실링(sealing)에 의해 공기가 펌핑되는 로터리 오일 펌프(rotary oil-sealed mechanical pump)로 나뉘어진다. In addition, the vacuum pump 200 pumps air or gas inside the process chamber 100 so that the process chamber 100 has a predetermined degree of vacuum. In this case, the process chamber 100 may be pumped into the high vacuum through the low vacuum at atmospheric pressure or atmospheric pressure by the vacuum pump 200. For example, the vacuum pump 200 may be divided into a low vacuum pump 220 and a high vacuum pump 210, and the low vacuum pump 220 and the high vacuum pump 210 may be connected in series to be pumped. Can be. The low vacuum pump 220 is referred to as a roughing pump (roughing pump) that can make a low vacuum of about 10 ^-3 Torr, and a rotary piston mechanical pump (pumped air) by the reciprocating motion of the piston and In this case, the asymmetric rotor is divided into a rotary oil-sealed mechanical pump, in which air is pumped by sealing of oil inserted into a space in which the asymmetric rotor is rotated.

상기 고진공 펌프(210)는 10^-6Torr 정도 이상의 고진공을 만들 수 있는 펌프로서, 표 1에서와 같이, 공기의 입자를 제거하는 방법상 크게 기체 펌프, 증기분사 펌프, 드라이 펌프로 나누어질 수 있다.The high vacuum pump 210 is a pump capable of making a high vacuum of about 10 ^-6 Torr or more. As shown in Table 1, the high vacuum pump 210 may be largely divided into a gas pump, a steam spray pump, and a dry pump in a method of removing air particles. .

구성Configuration 종류Kinds 원리principle 기체 펌프Gas pump 메커니컬 부스터 펌프 터보분자 펌프Mechanical Booster Pump Turbomolecular Pump 기계력으로 기체를 압축제거한다.Compress the gas by mechanical force. 증기분사펌프Steam Injection Pump 오일확산 펌프 오일이젝터 스팀이젝터Oil Diffusion Pump Oil Ejector Steam Ejector 분사증기의 힘으로 기체를 포집하여 제거한다.The gas is trapped and removed by the power of jet steam. 드라이 펌프Dry pump 스퍼터 이온 펌프 크라이오 펌프Sputter Ion Pump Cryop Pump 극도로 냉각된 기체를 흡착(응축)시켜 제거한다.Extremely cooled gas is removed by adsorption (condensation).

여기서, 각각의 구성 종류에 대하여 모두 설명을 할 수도 있으나, 일반적으로 가장 널리 사용되는 대표적인 펌프에 대한 내용만을 설명하기로 한다.Here, all the types of components may be described, but generally only the contents of the most widely used representative pumps will be described.

먼저, 상기 기체 펌프 중 터보분자 펌프는 기체 분자에 역학적인 힘을 가해 그것을 특정 방향으로 튕겨 날려서 배기를 하는 장치이다. 매우 깨끗한 기계적인 압축을 이용한 진공펌프로서 고속의 회전 표면을 이용하여 가스분자에 방향과 운동량을 주어 배출시키는 장치로서, 반도체 제조공정에서 가장 많이 사용되는 펌프 중의 하나이다.First, the turbomolecular pump of the gas pump is a device that exerts a dynamic force on the gas molecules and bounces it in a specific direction for exhaust. It is a vacuum pump using very clean mechanical compression. It is a device that discharges gas molecules by giving a direction and momentum by using a high-speed rotating surface. It is one of the pumps most used in the semiconductor manufacturing process.

또한, 상기 증기분사 펌프 중에서 오일확산 펌프는, 펌프 내부의 유체를 기화점(boiling point)까지 가열시켜 동작시키는 방법으로 유체가 진공펌프 스택 최고 윗 부분까지 이동하여 노즐을 통해서 빠져나와 가속화시켜 아래로 분사되면서 공기 입자를 제거할 수 있다. 이때 증기분자의 이동은 음속이상의 속도이다. 이러한 유체 증기의 흐름은 펌프의 외벽을 향하게 되고 외벽은 물에 의해 냉각되어 있으므로 다시 재증발을 위해 아래로 흘러내린다. 그러나, 직접 대기압에서 작동시킬 수 없다. 이는 대기압에서 펌프유체의 산화로 인한 유체의 파괴가 일어나 상기 유체가 다시 사용될 수 없기 때문이다. In addition, the oil diffusion pump of the steam injection pump is a method of operating by heating the fluid inside the pump to the boiling point (boiling point) to move the fluid to the top of the vacuum pump stack through the nozzle to accelerate the downward Air particles can be removed while being sprayed. At this time, the movement of the vapor molecules is a speed higher than the speed of sound. This flow of fluid vapor is directed towards the outer wall of the pump and the outer wall is cooled by water and again flows down for re-evaporation. However, it cannot be operated directly at atmospheric pressure. This is because breakdown of the fluid due to oxidation of the pump fluid occurs at atmospheric pressure and the fluid cannot be used again.

그리고, 상기 드라이 펌프 중 스퍼터 이온 펌프는, 2개의 음극과 양극으로 이루어진 전극사이에 고전압을 부과하여 전자가 음극에서 양극로 흐르게 되면, 이온들은 전류를 양극에서 음극로 흐르게 된다. 이때 자유전자는 양전하 양극을 이끌게 되고 양극에서 중성원자가 충돌하게 되면, 이온화가 발생하여, 전자의 양극 에 대한 계속된 증가는 이온화를 증가시킨다. 그리고 양전하 물질은 음극로 이동하여 음극에 증착하게 되어 물질을 제거한다. 상기 스퍼터 이온 펌프는 10^-11 Torr 정도의 초고진공까지 압력강하가 요구되는 상기 공정 챔버(100)에서 사용될 수 있다.In the dry pump, the sputter ion pump imposes a high voltage between an electrode composed of two cathodes and an anode, and when electrons flow from the cathode to the anode, ions flow from the anode to the cathode. At this time, free electrons lead to a positively charged anode and when neutral atoms collide at the anode, ionization occurs, and the continuous increase of electrons to the anode increases ionization. The positively charged material moves to the cathode and is deposited on the cathode to remove the material. The sputter ion pump may be used in the process chamber 100 where a pressure drop is required to ultra high vacuum of about 10 ⁻¹¹ Torr.

상술한 바와 같이, 상기 고진공 펌프(210)는 상기 저진공 펌프(220)와 직렬로 연결되어 사용되고, 상기 고진공 펌프(210) 단독으로 상기 공정 챔버(100) 내부의 진공도를 고진공으로 펌핑할 수가 없다. 상기 저진공 펌프(220)를 이용하여 상기 공정 챔버(100)의 내부를 저진공으로 만든 후, 상기 고진공 펌프(210)를 사용하여 상기 공정 챔버(100)의 내부를 고진공으로 만들 수 있다. 이때, 상기 저진공 펌프(220)는 상기 고진공 펌프(210)가 펌핑 동작되는 가운데 상기 고진공 펌프(210)에서 펌핑되는 공기를 추가적으로 펌핑시키도록 형성되어 있다. 예컨대, 상기 고진공 펌프(210)는 상기 공정 챔버(100)와 연통되는 상기 배기관(150)에 전단이 연결되고, 포라인(230)을 통해 후단이 상기 저진공 펌프(220)와 직렬로 연결된다. 이때, 상기 고진공 펌프(210)와 상기 저진공 펌프(220) 사이의 상기 포라인(230)에는 상기 포라인(230)으로 유동되는 공기를 단속하는 포라인 밸브(240)가 형성된다. 또한, 상기 고진공 펌프(210)의 전단 상기 배기관(150)에 연결되고, 상기 고진공 펌프(210)를 우회하여 상기 포라인 밸브(240)와 상기 저진공 펌프(220) 사이의 상기 포라인 밸브(240)에 연결되는 러핑 라인(250)이 형성되어 있다. 상기 러핑 라인(250)에는 상기 러핑 라인(250)을 통해 유동되는 공기를 단속하는 러핑 밸브(260)가 형성된다. 이때, 상기 러핑 밸브(260)는 상기 포라인 밸브(240)와 서로 배타적으로 개폐 동작된다. 예컨대, 대기중의 상기 공정 챔버(100)를 고진공 상태로 만드는 방법은 다음과 같다. 먼저, 상기 러핑 밸브(260)가 오픈되고 상기 포라인 밸브(240)가 닫힌 상태에서 상기 저진공 펌프(220)가 상기 공정 챔버(100) 내부의 공기를 펌핑하여 저진공으로 만든다. 다음, 상기 러핑 밸브(260)가 닫히고 상기 포라인 밸브(240)가 열리면서 상기 고진공 펌프(210)가 펌핑동작되어 상기 공정 챔버(100)의 내부를 고진공으로 만들 수 있다. 이때, 상기 고진공 펌프(210)를 이용하여 상기 공정 챔버(100) 내부를 고진공으로 만들 경우, 약 2시간이상이 소요된다. 반면, 고진공 상태의 상기 공정 챔버(100)의 내부를 상압으로 만들고자 할 경우, 상기 포라인 밸브(240)와 러핑 밸브(260)는 역순으로 개폐 동작된다. As described above, the high vacuum pump 210 is used in series with the low vacuum pump 220, and the high vacuum pump 210 alone cannot pump the vacuum degree inside the process chamber 100 to high vacuum. . After the inside of the process chamber 100 is made low vacuum by using the low vacuum pump 220, the inside of the process chamber 100 may be made high vacuum using the high vacuum pump 210. In this case, the low vacuum pump 220 is formed to additionally pump the air pumped from the high vacuum pump 210 while the high vacuum pump 210 is pumped. For example, a front end of the high vacuum pump 210 is connected to the exhaust pipe 150 in communication with the process chamber 100, and a rear end of the high vacuum pump 210 is connected to the low vacuum pump 220 in series. . At this time, the foreline 230 between the high vacuum pump 210 and the low vacuum pump 220 is formed with a foreline valve 240 for intermittent air flowing into the foreline 230. In addition, the foreline valve is connected to the exhaust pipe 150 at the front end of the high vacuum pump 210 and bypasses the high vacuum pump 210 between the foreline valve 240 and the low vacuum pump 220. A roughing line 250 is formed that is connected to 240. The roughing line 250 is provided with a roughing valve 260 that intercepts air flowing through the roughing line 250. At this time, the roughing valve 260 is opened and closed exclusively with the four-line valve 240. For example, a method of making the process chamber 100 in the high vacuum state in the air is as follows. First, in the state where the roughing valve 260 is opened and the foreline valve 240 is closed, the low vacuum pump 220 pumps the air in the process chamber 100 to make the low vacuum. Next, as the roughing valve 260 is closed and the foreline valve 240 is opened, the high vacuum pump 210 may be pumped to make the inside of the process chamber 100 high vacuum. In this case, when the inside of the process chamber 100 is made high vacuum by using the high vacuum pump 210, it takes about 2 hours or more. On the other hand, in order to make the inside of the process chamber 100 in a high vacuum at atmospheric pressure, the four-line valve 240 and the roughing valve 260 are opened and closed in the reverse order.

따라서, 상기 진공 펌프(200)는 공정 챔버(100) 내부의 공기를 펌핑하여 고진공 상태로 만들고자 할 경우, 일정 시간의 대기 펌핑 시간을 필요로 한다. 이때, 상기 이온 게이지(400)는 상기 진공 펌프(200)에 의해 펌핑되는 상기 공정 챔버(100) 내부의 진공도를 감지하여 상기 제어부에 출력한다. Therefore, the vacuum pump 200 requires a predetermined time of standby pumping time when pumping air in the process chamber 100 to make a high vacuum state. In this case, the ion gauge 400 detects the degree of vacuum inside the process chamber 100 pumped by the vacuum pump 200 and outputs the degree of vacuum to the controller.

도 2는 도 1의 이온 게이지(400)를 나타내는 사시도로서, 이온 게이지(400)는 외부에서 연결되는 복수개의 전원 인입선(420)을 내부로 유입시키도록 형성된 게이지 몸체(410)와, 상기 게이지 몸체(410)의 내부 중심으로 유입되는 상기 전원 인입선(420)에 연장되도록 형성된 콜렉터 전극(450)과, 상기 콜렉터 전극(450)의 둘레의 상기 게이지 몸체(410) 내부로 유입되는 상기 전원 인입선(420)에서 연장되어 상기 콜렉터 전극(450)의 주변을 감싸도록 형성된 그리드 전극(460)과, 상기 그리드 전극(460)의 외곽 상기 게이지 몸체(410)의 편중된 내측으로 유입되는 상기 전원 인입선(420)에서 연장되도록 형성되고, 상기 전원 인입선(420)에 인가되는 소정 크기의 전압에 의해 상기 콜렉터 전극(450)의 방향으로 열전자를 방출토록 형성된 필라멘트(430); 및 상기 필라멘트(430)와 상기 게이지 몸체(410)를 전기적으로 절연시키며, 상기 게이지 몸체(410) 내부에서 노출되는 표면이 오염물질에 오염되어 상기 필라멘트(430)와 상기 게이지 몸체(410)가 도전되는 것을 방지하기 위해 상기 게이트 몸체 내부에서 노출되는 상기 필라멘트(430)와 상기 게이트 몸체의 직선거리를 굴절시키는 적어도 하나이상의 굴절부(442)를 갖도록 형성된 인슐레이터부(440)를 포함하여 이루어진다. FIG. 2 is a perspective view illustrating the ion gauge 400 of FIG. 1. The ion gauge 400 includes a gauge body 410 formed to introduce a plurality of power lead wires 420 connected therefrom, and the gauge body. The collector electrode 450 formed to extend to the power lead wire 420 flowing into the inner center of the 410, and the power lead wire 420 introduced into the gauge body 410 around the collector electrode 450. A grid electrode 460 formed to cover the periphery of the collector electrode 450, and the power lead wire 420 flowing into the biased inner side of the gauge body 410 outside the grid electrode 460. A filament 430 formed to extend from and configured to emit hot electrons in a direction of the collector electrode 450 by a voltage of a predetermined magnitude applied to the power lead wire 420; And electrically insulate the filament 430 from the gauge body 410, and a surface exposed from the inside of the gauge body 410 is contaminated with contaminants so that the filament 430 and the gauge body 410 are electrically conductive. It includes an insulator portion 440 formed to have at least one refraction portion 442 that refracts the linear distance between the filament 430 and the gate body to be exposed inside the gate body.

도시되지는 않았지만, 상기 게이지 몸체(410)에 연장되어 상기 그리드 전극(460) 및 상기 필라멘트(430)를 커버링하는 진공관과 같은 보호커버의 존재 유무에 따라 상기 이온 게이지(400)가 밀폐형과 노출형으로 나누어질 수도 있다.Although not shown, the ion gauge 400 is sealed and exposed depending on the presence or absence of a protective cover such as a vacuum tube extending to the gauge body 410 and covering the grid electrode 460 and the filament 430. It can also be divided into

여기서, 상기 게이지 몸체(410)는 상기 챔버의 포트(110) 또는 상기 포트(110)에서 연장되는 배관(300)의 말단에 체결되어 상기 챔버 내부와 외부를 격리시키도록 형성되며, 상기 콜렉터 전극(450), 그리드 전극(460), 및 필라멘트(430)를 지지토록 형성되어 있다. 예컨대, 상기 게이지 몸체(410)는 상기 챔버와 동일 또는 유사한 금속 재질로 형성되며, 상기 게이지 몸체(410)와 결합되는 상기 포트(110) 또는 배관(300)의 말단사이에서 오링 또는 금속 가스킷을 장착하여 상기 챔버 외부에서 유입되는 공기의 누설을 방지하도록 형성된다. 또한, 상기 게이지 몸체(410)의 내부에는 콜렉터 전극(450)을 중심으로 그리드 전극(460)이 소정 거리를 갖고 솔레노이드(solenoid) 모양으로 감겨있고, 상기 그리드 전극(460)의 외부에 상기 콜렉터 전극(450)과 평행한 방향으로 필라멘트(430)가 상기 게이지 몸체(410)의 내부에서 일측으로 편중되도록 형성되어 있다. 예컨대, 상기 공정 챔버(100)가 상기 진공 펌프(200)에 의해 소정의 진공도를 갖도록 펌핑될 경우, 상기 콜렉터 전극(450)은 0V 전압을 갖도록 제로 바이어스가 걸려지고, 상기 필라멘트(430)는 약 30V 전압이 인가되어 열전자가 방출되면, 상기 그리드 전극(460)은 약 150V 내지 약 180V 전압이 인가되어 상기 필라멘트(430)에서 방출된 열전자를 가속시키고, 상기 그리드 전극(460)과 상기 콜렉터 전극(450) 사이의 공간에 존재하는 공기 분자(gas molecule)를 이온화(ionization)시키도록 형성되어 있다. 이때, 상기 필라멘트(430)로부터 방출된 열전자는 상기 그리드 양극 주위의 상기 공기 분자를 진동하여 적은 전자로 많은 이온(ion)을 발생할 수 있도록 되어 있다. 또한, 상기 열전자에 의한 전류는 수 mA의 일정한 값으로 제어되고 있기 때문에. 상기 열전자가 공간을 선회하며 전리시킨 공기 분자중에서 양의 전하를 가진 이온이 상기 필라멘트(430) 및 상기 그리드 전극(460)에 비해 상대적으로 음의 전압이 걸린 콜렉터 전극(450)으로 모이게 된다. 상기 콜렉터 전극(450)을 통해 수집된 상기 이온에 의해 유도되는 전류를 소정의 전자 회로를 통해 증폭해서 전류값을 측정하면, 상기 이온에 의한 전류는 상기 챔버 내부의 압력에 비례하여 증가된다.Here, the gauge body 410 is fastened to the end of the port 110 or the pipe 300 extending from the port 110 of the chamber is formed to isolate the inside and the outside of the chamber, the collector electrode ( 450, the grid electrode 460, and the filament 430 are formed to be supported. For example, the gauge body 410 is formed of the same or similar metal material as the chamber, and the O-ring or metal gasket is mounted between the ends of the port 110 or the pipe 300 coupled to the gauge body 410. It is formed to prevent the leakage of air flowing in from the outside of the chamber. In addition, the inside of the gauge body 410, the grid electrode 460 has a predetermined distance around the collector electrode 450 is wound in a solenoid (solenoid) shape, the collector electrode outside the grid electrode 460 The filament 430 is formed to be biased to one side in the gauge body 410 in a direction parallel to the 450. For example, when the process chamber 100 is pumped to have a predetermined degree of vacuum by the vacuum pump 200, the collector electrode 450 is zero biased to have a voltage of 0V, and the filament 430 is about When a 30V voltage is applied to emit hot electrons, the grid electrode 460 is applied with a voltage of about 150V to about 180V to accelerate hot electrons emitted from the filament 430, and the grid electrode 460 and the collector electrode ( It is formed to ionize the gas molecules (gas molecules) present in the space between the 450. In this case, the hot electrons emitted from the filament 430 may vibrate the air molecules around the grid anode to generate more ions with less electrons. In addition, since the current caused by the hot electrons is controlled to a constant value of several mA. The ions having a positive charge in the air molecules ionized by the hot electrons as they rotate around the space are collected in the collector electrode 450 which is subjected to a negative voltage relative to the filament 430 and the grid electrode 460. When the current induced by the ions collected through the collector electrode 450 is amplified by a predetermined electronic circuit to measure a current value, the current by the ions is increased in proportion to the pressure inside the chamber.

이때, 상기 게이지 몸체(410)는 상기 콜렉터 전극(450), 상기 그리드 전극(460), 및 상기 필라멘트(430)를 상기 공정 챔버(100)의 중심을 향하도록 할 경우, 상기 필라멘트(430), 및 상기 그리드 전극(460)을 통해 유도되는 이온의 발생량을 증가시키고, 상기 콜렉터 전극(450)을 통해 수집되는 이온의 양을 극대화하여 진공도의 계측을 용이하도록 할 수 있다. In this case, when the gauge body 410 is to direct the collector electrode 450, the grid electrode 460, and the filament 430 toward the center of the process chamber 100, the filament 430, And it is possible to increase the amount of ions induced through the grid electrode 460, to maximize the amount of ions collected through the collector electrode 450 to facilitate the measurement of the degree of vacuum.

그러나, 상기 공정 챔버(100)에서 사용되는 도전성 불순물 이온 또는 반응 가스가 상기 이온 게이지(400)에서 다량으로 석출될 경우, 상기 이온 게이지(400)가 오염되어 수명이 단축될 수 있고, 상기 이온 게이지(400)의 게이지 몸체(410)와 상기 필라멘트(430)가 상기 도전성 불순물 이온 또는 반응 가스의 석출물에 의해 전기적으로 되전되어 누전 사고가 발생될 수 있다. 예컨대, 상기 콜렉터 전극(450)과 상기 그리드 전극(460)은 상기 게이지 몸체(410)의 내부 중심에서 상기 필라멘트(430)에 의해 둘러싸여 상기 게이지 몸체(410)로부터 비교적 원거리를 갖도록 절연되어 형성되고, 상기 필라멘트(430)는 상기 콜렉터 전극(450)과, 상기 그리드 전극(460)의 둘레에서 상기 인슐레이터부(440)에 의해 단거리로 절연되어 있다.However, when a large amount of conductive impurity ions or reaction gases used in the process chamber 100 are precipitated in the ion gauge 400, the ion gauge 400 may be contaminated and the life may be shortened. The gauge body 410 and the filament 430 of 400 may be electrically charged by the conductive impurity ions or the precipitate of the reaction gas to cause an electric leakage accident. For example, the collector electrode 450 and the grid electrode 460 are formed to be relatively insulated from the gauge body 410 by being surrounded by the filament 430 at the inner center of the gauge body 410. The filament 430 is insulated from the collector electrode 450 by the insulator 440 around the grid electrode 460 for a short distance.

따라서, 본 발명의 이온 게이지(400)는 게이지 몸체(410) 내부에서 노출되는 필라멘트(430)와 상기 게이지 몸체(410)를 전기적으로 절연시키며, 상기 필라멘트(430)와 상기 게이지 몸체(410)의 직선거리를 굴절시키는 적어도 하나이상의 굴절부(442)를 갖도록 형성된 인슐레이터부(440)를 구비하여 상기 게이지 몸체(410) 내부에서 노출되는 표면이 오염물질에 오염되어 상기 필라멘트(430)와 상기 게이지 몸체(410)가 도전되는 것을 방지하토록 할 수 있다.Accordingly, the ion gauge 400 of the present invention electrically insulates the filament 430 and the gauge body 410 exposed from the inside of the gauge body 410, and the filament 430 and the gauge body 410 of the ion gauge 400. The insulator portion 440 is formed to have at least one refraction portion 442 that refracts a straight line, and the surface exposed inside the gauge body 410 is contaminated with contaminants, causing the filament 430 and the gauge body to be contaminated. 410 may be prevented from being challenged.

이때, 상기 인슐레이터부(440)는 상기 게이트 몸체와 상기 필라멘트(430)의 직선 거리 표면을 갖도록 형성되며, 상기 게이트 몸체와 상기 필라멘트(430)의 직선 거리 표면에서 상기 필라멘트(430)의 방향으로 굴절되어 꺽여진 상기 굴절부(442)를 갖도록 형성된다. 예컨대, 상기 인슐레이터부(440)는 전기적인 절연성이 우수하며, 상업적으로 생산성이 우수한 실리콘 산화막으로 이루어진 세라믹 재질로 이루어진다.따라서, 상기 굴절부(442)는 상기 필라멘트(430)에서 상기 게이지 몸체(410)의 방향으로 적어도 하나 이상의 단차를 갖는 계단모양을 갖도록 형성되며 상기 계단의 수직 단면이 상기 필라멘트(430)를 향하는 방향으로 굴절되도록 형성되어 있다. 예컨대, 상기 굴절부(442)는 상기 게이지 몸체(410)에서 상기 필라멘트(430)의 방향으로 펼쳐진 우산 모양을 갖도록 형성된다.In this case, the insulator portion 440 is formed to have a straight distance surface of the gate body and the filament 430, the refracting in the direction of the filament 430 on the straight distance surface of the gate body and the filament 430 It is formed to have the bent portion 442 bent. For example, the insulator portion 440 is made of a ceramic material made of a silicon oxide film having excellent electrical insulation and commercially high productivity. Thus, the refraction portion 442 has the gauge body 410 in the filament 430. It is formed to have a step shape having at least one step in the direction of) and the vertical cross section of the step is formed to be refracted in the direction toward the filament 430. For example, the refraction portion 442 is formed to have an umbrella shape that extends in the direction of the filament 430 in the gauge body 410.

결국, 본 발명의 이온 게이지(400)는 게이지 몸체(410) 내부에서 노출되는 필라멘트(430)와 상기 게이지 몸체(410)를 전기적으로 절연시키며, 상기 필라멘트(430)와 상기 게이지 몸체(410)의 직선거리를 굴절시키는 적어도 하나이상의 굴절부(442)를 갖도록 형성된 인슐레이터부(440)를 구비하여 공정 챔버(100)와 연결되는 배기관(150)을 통해 펌핑되는 도전성 불순물 이온 또는 반응가스의 유동방향에 직접적으로 노출된 상기 필라멘트(430)와 상기 게이지 몸체(410) 사이를 연결하는 인슐레이터부(440)에 상기 도전성 불순물이 석출되거나, 상기 반응가스에 함유된 도전 물질이 석출되더라도, 상기 도전성 불순물 이온의 증착물 또는 상기 반응 가스의 도전 석출물이 상기 게이지 몸체(410)와 필라멘트(430)를 도전시키지 못하도록 하고, 상기 필라멘트(430)에 인가되는 전압이 상기 게이지 몸체(410)와 연결되는 챔버로 누전되어 유발되는 전기적 사고를 방지하고, 이온 게이지(400)의 수명을 증가시킬 수 있기 때문에 생산성을 증대 또는 극대화할 수 있다.As a result, the ion gauge 400 of the present invention electrically insulates the filament 430 and the gauge body 410 exposed from the inside of the gauge body 410, and the filament 430 and the gauge body 410. Insulator portion 440 is formed to have at least one refraction portion 442 for refracting a straight line distance in the flow direction of the conductive impurity ions or reaction gas pumped through the exhaust pipe 150 connected to the process chamber 100 Even if the conductive impurity is deposited or the conductive material contained in the reaction gas is deposited in the insulator 440 connecting the filament 430 and the gauge body 410 directly exposed, the conductive impurity ions It is possible to prevent deposits or conductive precipitates of the reactant gas from conducting the gauge body 410 and the filament 430 and applying the filaments 430. Because of the gauge body prevent electrical accidents caused by the leakage chamber, which is connected to 410, and can increase the life of the ion gauge 400, it is possible to increase or maximize productivity.

또한, 상기한 실시예의 설명은 본 발명의 더욱 철저한 이해를 제공하기 위하여 도면을 참조로 예를 든 것에 불과하므로, 본 발명을 한정하는 의미로 해석되어서는 안될 것이다. 그리고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기본적 원리를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 물론이다. In addition, the description of the above embodiment is merely given by way of example with reference to the drawings in order to provide a more thorough understanding of the present invention, it should not be construed as limiting the present invention. In addition, for those skilled in the art, various changes and modifications may be made without departing from the basic principles of the present invention.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 게이트 몸체 내부에서 노출되는 필라멘트와 상기 게이트 몸체를 전기적으로 절연시키며, 상기 필라멘트와 상기 게이트 몸체의 직선거리를 굴절시키는 적어도 하나이상의 굴절부를 갖도록 형성된 인슐레이터부를 구비하여 공정 챔버와 연결되는 배기관을 통해 펌핑되는 도전성 불순물 이온 또는 반응가스의 유동방향에 직접적으로 노출된 상기 필라멘트와 상기 게이지 몸체 사이를 연결하는 인슐레이터부에 상기 도전성 불순물이 석출되거나, 상기 반응가스에 함유된 도전 물질이 석출되더라도, 상기 도전성 불순물 이온의 증착물 또는 상기 반응 가스의 도전 석출물이 상기 게이지 몸체와 필라멘트를 도전시키지 못하도록 하고, 상기 필라멘트에 인가되는 전압이 상기 게이지 몸체와 연결되는 챔버로 누전되어 유발되는 전기적 사고를 방지하고, 이온 게이지의 수명을 증가시킬 수 있기 때문에 생산성을 증대 또는 극대화할 수 있는 효과가 있다. As described above, according to the present invention, there is provided an insulator part which electrically insulates the filament exposed from the gate body and the gate body, and has at least one refraction part that deflects the linear distance between the filament and the gate body. The conductive impurity is deposited or contained in the reaction gas in the insulator portion connecting the filament and the gauge body directly exposed to the flow direction of the conductive impurity ion or reaction gas pumped through an exhaust pipe connected to the chamber. Even if the material is precipitated, the deposit of the conductive impurity ions or the conductive precipitate of the reaction gas does not conduct the gauge body and the filament, and the voltage applied to the filament is leaked to the chamber connected to the gauge body and Preventing electrical accidents, and there is an effect that it is possible to increase or maximize productivity, it is possible to increase the life of the ion gauge.

Claims

A gauge body configured to introduce a power lead wire connected from the outside into the inside;

A filament formed to extend from the power lead wire introduced into the gauge body, and configured to emit hot electrons by a voltage having a predetermined magnitude applied to the power lead wire; And

The filament and the gauge body electrically insulating the filament and the gauge body to prevent the surface exposed inside the gauge body from being contaminated with contaminants to conduct the filament and the gauge body. And an insulator portion configured to have at least one refractive portion that refracts the linear distance of the gate body.

The method of claim 1,

The insulator portion is ion gauge, characterized in that formed in the gauge body to have an umbrella shape unfolded in the direction of the filament.

A chamber in which a semiconductor manufacturing process is performed by providing an independent space from the outside;

A vacuum pump for pumping air in the chamber to an exhaust pipe connected to one side of the chamber; And

A gauge body fastened to a port formed on a side wall of the chamber or a pipe extending from the port, and formed to introduce a power lead wire connected from the outside into the inside, and extending from the power lead wire introduced into the gauge body; And a filament formed to emit hot electrons by a voltage of a predetermined magnitude applied to the power lead wire, and electrically insulating the filament and the gauge body, and the surface exposed inside the gauge body is contaminated with contaminants to contaminate the filament. And an ion gauge having an insulator portion formed to have at least one refraction portion for deflecting the filament exposed inside the gate body and the linear distance of the gate body to prevent the gauge body from being electrically conductive. Peninsula Manufacturing facility.