KR20070099987A - Ion implantation apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 주입 장치의 개념적인 평면도이다.1 is a conceptual plan view of an ion implantation apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 주입 장치의 공정 챔버에 대한 개략적인 단면도이다.2 is a schematic cross-sectional view of a process chamber of an ion implantation apparatus according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명> <Explanation of symbols on main parts of the drawings>
100 : 터미널 모듈 110 : 이온 소스부 100
120 : 질량 분석부 200 : 이온 가속부 120: mass spectrometer 200: ion accelerator
300: 공정 챔버 모듈 310 : 공정 챔버300: process chamber module 310: process chamber
315a, 315b, 315c, 315d : 가이드 바(guide bar) 315a, 315b, 315c, 315d: guide bar
317a, 317b : 오염물 흡착 패드 320 : 이온 스캐닝부317a and 317b: contaminant adsorption pad 320: ion scanning unit
330 : 웨이퍼 이송부 400 : 엔드 스테이션 모듈330: wafer transfer unit 400: end station module
410 : 웨이퍼 스테이션 420 : 웨이퍼 케리어410: wafer station 420: wafer carrier
본 발명은 반도체 소자를 제조하기 위한 반도체 제조 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반도체 소자를 제조하기 위한 이온 주입 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to an ion implantation apparatus for manufacturing a semiconductor device.
일반적으로 이온 주입(Ion implantation)이란, 웨이퍼에 도핑시키고자 하는 불순물을 이온화하고 높은 운동 에너지를 갖도록 가속시켜 웨이퍼 표면에 강제 주입시키는 기술이다. 이러한 이온 주입을 위한 이온 주입 장치는 도핑 물질, 도핑량, 도핑 깊이 등 공정 조건에 따라 대체로 고전류 이온 주입 장치, 중전류 이온 주입 장치, 고에너지 이온 주입 장치 등으로 분류할 수 있다. In general, ion implantation is a technique in which impurities to be doped into the wafer are ionized and accelerated to have high kinetic energy to be forcibly implanted on the wafer surface. Such ion implantation apparatuses for ion implantation may be generally classified into high current ion implantation apparatuses, medium current ion implantation apparatuses, and high energy ion implantation apparatuses according to process conditions such as doping materials, doping amounts, and doping depths.
이러한 이온 주입 장치에 내에서, 도핑하고자 하는 불순물이 이온화되어 웨이퍼에 이르는 공통적인 경로를 살펴보면, 불순물이 이온화되는 이온 발생부, 원하는 이온만을 선택적으로 분류하는 질량 분석부, 선택된 이온을 가속시키는 이온 가속부를 거쳐 공정 챔버 내의 이온 스캐닝부에 장착된 웨이퍼 표면에 도달하게 된다.In such an ion implantation apparatus, when looking at a common path leading to ionization of an impurity to be doped, the ion generating unit to which impurities are ionized, a mass spectrometer to selectively classify only desired ions, and ion acceleration to accelerate selected ions The wafer reaches the wafer surface mounted in the ion scanning unit in the process chamber.
한편, 이러한 이온 경로를 따라 형성된 챔버 내부 표면에는 잔류하는 이온들이 누적되어 챔버 표면이 오염되는 현상이 발생하게 된다. 이러한 오염 물질이 반도체 제조 공정을 진행하면서 장시간 방치되는 경우 챔버 내부 표면에서 효율적으로 제거되지 아니하여 클리닝하는데 소요되는 시간이 길어지고, 또한 미세한 파티클로 변화되어 챔버 내부로 분산됨으로써 웨이퍼 표면을 오염시키는 문제가 발생한다.On the other hand, residual ions accumulate on the inner surface of the chamber formed along the ion path, resulting in contamination of the chamber surface. When such contaminants are left for a long time during the semiconductor manufacturing process, they are not efficiently removed from the interior surface of the chamber, and the time required for cleaning is long, and the particles are converted into fine particles and dispersed into the chamber to contaminate the wafer surface. Occurs.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이온 주입 장치의 챔버 내에 발생하는 오염 물질을 효율적으로 클리닝할 수 있는 이온 주입 장치를 제공하는데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide an ion implantation apparatus capable of efficiently cleaning contaminants generated in a chamber of an ion implantation apparatus.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the above-mentioned problem, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 주입 장치는 이온 주입 장치의 일부 내벽에 장착되어 이온 주입 공정 중에 발생하는 오염물을 흡착시키는 탈착식 오염물 흡착 패드를 포함한다.According to an aspect of the present invention, an ion implantation apparatus includes a removable pollutant adsorption pad mounted on a portion of an inner wall of an ion implantation apparatus to adsorb contaminants generated during an ion implantation process.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. Specific details of other embodiments are included in the detailed description and the drawings.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various forms. It is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is defined only by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 주입 장치에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, an ion implantation apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 주입 장치(100')의 개념적인 평면도이다. 1 is a conceptual plan view of an
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 주입 장 치(100')는 터미널 모듈(100), 이온 가속부(200), 공정 챔버 모듈(300), 엔드 스테이션 모듈(400)을 포함한다. As shown in FIG. 1, the
터미널 모듈(100)은 이온 소스부(110) 및 질량 분석부(120)를 포함할 수 있다. 이온 소스부(110)는 웨이퍼에 주입할 불순물(예를 들어, n형 및/또는 p형 트랜지스터 형성을 위한 B, P, As, Sb 등의 원소)들을 이온화시킬 수 있다. 이러한 원소들은 이온 소스부(110) 내에서 플라즈마화 된 후 이온빔 형태로 방출될 수 있다. 이온빔은 경로(P)를 따라 질량 분석부(120)로 유입될 수 있다. 질량 분석부(120)는 이온 소스부(110)에서 방출된 이온빔 중에서 원하는 이온만을 선택적으로 분류할 수 있다. 이온 소스부(110)에서 방출된 이온들 중에는 질량이 다른 동위 원소 및 전하량이 다른 이온들이 발생할 수 있으며, 질량 분석부(120)에서 이러한 불필요한 이온들을 분리할 수 있다. 질량 분석부(120)은 도시된 바와 같이 이온 소스부(110)의 바로 다음 또는 이온 가속부(200)의 바로 다음(미도시)에 위치할 수 있다.The
이온 가속부(200)는 질량 분석부(120)를 통해 선택적으로 분류된 이온빔을 가속시킬 수 있다. 질량 분석부(120)를 통해 선택적으로 분류된 이온들이 이온 가속부(200)를 거치면서 충분한 에너지를 가지고 웨이퍼 표면에 주입될 수 있다.The
공정 챔버 모듈(300)은 공정 챔버(310), 이온 스캐닝부(320) 및 웨이퍼 이송부(330)를 포함할 수 있다. 공정 챔버(310)는 웨이퍼에 이온 주입이 이루어지는 공정이 수행될 수 있는 공간을 형성할 수 있다. 또한 이온 주입 공정을 수행하기 위해 공정 챔버(310) 내부에 진공 상태를 형성할 수 있다. 이온 스캐닝부(320)는 이온 가속부(200)를 거쳐 경로(P)를 통해 도달한 이온빔이 웨이퍼 표면에 균일하게 주입되도록 할 수 있다. The
이온 스캐닝부(320)는 웨이퍼들을 고정할 수 있는 다수의 웨이퍼 홀더부(미도시), 다수의 웨이퍼 홀더부를 포함하는 디스크(미도시) 및 이러한 디스크를 구동할 수 있는 디스크 구동부(미도시)를 포함할 수 있다. 다수의 웨이퍼가 장착된 웨이퍼 홀더부(미도시)를 포함하는 디스크(미도시)는 이온 가속부(200)을 통해 도달한 이온빔이 균일하게 주입될 수 있도록 디스크 구동부(미도시)에 의해 적절히 배향될 수 있다. The
웨이퍼 이송부(330)는 이온 스캐닝부(320)의 웨이퍼 홀더부에 웨이퍼를 로딩하고 언로딩할 수 있다. 웨이퍼 이송부(330)는 예를 들면, 로봇암 형태일 수 있다. 웨이퍼 표면에 이온을 주입하기 전에 이온 스캐닝부(320)의 웨이퍼 홀더부(미도시)에 웨이퍼를 로딩하고, 웨이퍼 표면에 이온을 주입한 후에 이온 스캐닝부(320)의 웨이퍼 홀더부(미도시)로부터 웨이퍼를 언로딩할 수 있다.The
엔드 스테이션 모듈(400)은 웨이퍼 스테이션(410) 및 웨이퍼 캐리어(420)를 포함할 수 있다. 웨이퍼 스테이션(410)은 웨이퍼 캐리어(420)가 위치할 수 있는 공간을 형성할 수 있다. 공정 챔버(310) 내에서 이온 주입 공정이 수행되는 동안 오염 물질들이 유입되는 것을 막기 위해 웨이퍼 스테이션(410) 내부에 진공 상태를 형성할 수 있다. 웨이퍼 캐리어(420)는 다수의 웨이퍼를 탑재할 수 있다. 웨이퍼 이송부(330)에 의해 웨이퍼 캐리어(420)에 탑재된 웨이퍼들이 이온 스캐닝부(320)의 웨이퍼 홀더부(미도시)에 로딩 또는 언로딩 될 수 있다.
이하에서는, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 주입 장치의 동작에 대해 간략히 설명한다.Hereinafter, an operation of the ion implantation apparatus according to an embodiment of the present invention will be briefly described with reference to FIG. 1.
우선, 웨이퍼 이송부(330)는 웨이퍼 스테이션(410)에 위치하는 웨이퍼 캐리어(420)에 탑재된 웨이퍼들을 공정 챔버(310) 내 이온 스캐닝부(320)의 다수의 디스크 홀더(미도시)에 로딩한다. 이온 스캐닝부(320)의 디스크 구동부(미도시)는 공정 챔버(310)에 도달한 이온들이 균일하게 주입될 수 있도록 일정 방향으로 웨이퍼들을 배향시킨다. 한편, 이온 소스부(110)에서는 웨이퍼에 주입할 불순물을 이온화시켜 방출하며, 질량 분석부(120)는 이온 소스부(110)에서 방출된 이온들을 선택적으로 분류한다. 이온 가속부(200)는 질량 분석부(120)에서 선택적으로 분류된 이온들을 가속시킴으로써 이온들이 충분한 에너지를 가지고 공정 챔버(310)에 도달될 수 있도록 한다. 이온들이 공정 챔버(310)에 도달하면 이온 스캐닝부(320)의 디스크 홀더(미도시)에 장착된 웨이퍼에 이온이 주입이 이루어진다. 이온 주입이 완료되면 웨이퍼 이송부(330)는 이온 주입이 이루어진 웨이퍼를 디스크 홀더(미도시)에서 언로딩하고, 웨이퍼 스테이션(410)의 웨이퍼 캐리어(420)에 이온 주입이 이루어진 웨이퍼를 다시 탑재한다.First, the
이와 같이 이온 주입 장치(100')를 이용하여 이온 주입 공정을 수행하는 경우 이온빔 경로(P) 및 공정 챔버(310) 내에는 이온빔의 누적으로 인한 오염물이 발생할 수 있다.As such, when the ion implantation process is performed using the
이하에서는, 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 탈착식 오염물 흡착 패드를 포함하는 이온 주입 장치(100')에 대해 설명한다.Hereinafter, an
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 주입 장치(100')의 공정 챔버(310) 에 대한 개략적인 단면도이다. 2 is a schematic cross-sectional view of the
공정 챔버(310)는 다수의 가이드 바(guide bar)(315a, 315b, 315c, 315d) 및 탈착식 오염물 흡착 패드(317a, 317b)를 포함한다. 가이드 바(315a, 315b, 315c, 315d)는 탈착식 오염물 흡착 패드(317a, 317b)가 공정 챔버의 저면 및/또는 측면에 장착 및 고정될 수 있도록 공정 챔버 저면 및/또는 측면의 양 가장 자리에 위치할 수 있다. 또한 가이드 바(315a, 315b, 315c, 315d)는 도시된 바와 같이 기억 자 빔 형태일 수 있으나, 탈착식 오염물 흡착 패드(317a, 317b)가 챔버 내부에 용이하게 장착 및 고정될 수 있는 구조인 것으로 족하며, 본 발명이 상기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. 탈착식 오염물 흡착 패드(317a)는 가이드 바(315a, 315b)에 의해 형성된 측면 공간(S1)으로 화살표 방향을 따라 삽입되어 장착될 수 있다. 마찬가지로, 탈착식 오염물 흡착 패드(317b)는 가이드 바(315b, 315c)에 의해 형성된 저면 공간(S2)으로 화살표 방향을 따라 삽입되어 장착될 수 있다.
탈착식 오염물 흡착 패드(317a, 317b)는 오염 물질이 형성되는 위치 예를 들어, 챔버 내부의 양 측면, 저면 또는 상면에 필요에 따라 복수 개로 장착될 수 있으며, 본 발명이 상기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. 또한 탈착식 오염물 흡착 패드(317a, 317b)는 공정 챔버(310) 내부의 표면이 오염물에 노출되어 누적되는 것을 효율적으로 방지하기 위해 예를 들면, 직사각형의 평면 형태일 수 있다. 공정 챔버(310) 내부의 표면이 오염물에 노출되는 것을 방지하고, 오염물이 탈착식 오염물 흡착 패드(317a, 317b)에 흡착될 수 있는 것으로 족하며, 본 발명이 상기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. Removable contaminant adsorption pads (317a, 317b) may be mounted in a plurality, if necessary, on both sides, bottom or top surface of the contaminant is formed, for example, the present invention is limited by the above embodiment It is not. In addition, the removable
그리고 탈착식 오염물 흡착 패드(317a, 317b)는 플렉서블(flexible)한 스테인레스 스틸의 재질 일 수 있다. 공정 챔버(310) 내부의 가장 자리 및/또는 측면은 경우에 따라 완만한 굴곡을 나타낼 수 있으며, 탈착식 오염물 흡착 패드(317a, 317b)가 이와 같은 완만한 굴곡을 따라 안정적으로 장착될 수 있도록 플렉서블한 성질을 구비할 수 있다. 더불어 탈착식 오염물 흡착 패드(317a, 317b)는 클리닝 공정에서 사용하는 물질 (예를 들면, 과산화 수소 등)에 손상되지 않는 스테인레스 스틸의 재질 일 수 있다. 또한 오염 물질이 파티클화 되어 분산되는 경우 웨이퍼 표면을 오염시킬 수 있으므로 오염물에 대해 흡착성이 있도록 오염물 흡착 패드(317a, 317b)의 표면을 개량할 수 있다. 예를 들면, 탈착식 오염물 흡착 패드(317a, 317b)는 다공성인 그래파이트(graphite) 또는 고분자 수지(resin)로 코팅된 표면을 구비할 수 있다.The removable
이와 같이 이온 주입 장치(100')의 이온빔 경로(P)를 따라 형성된 챔버 내부의 표면에는 이온빔의 누적으로 인한 오염 물질이 발생할 수 있으나, 탈착식 오염물 흡착 패드(317a, 317b)를 챔버 내부에 장착함으로써 이러한 오염 물질로부터 챔버 내부의 표면을 보호할 수 있고 파티클이 챔버 내부로 분산되어 웨이퍼 표면을 오염시키는 것을 방지할 수 있다. 또한 탈착식 오염물 흡착 패드(317a, 317b)는 가이드 바(315a, 315b, 315c, 315d)에 의해 챔버 내부에서 용이하게 제거될 수 있고, 다시 챔버 내부에 용이하게 장착될 수 있으므로 이온 주입 장치(100')의 클리닝 공정 등 이온 주입 장치(100')를 정비하는데 소요되는 시간을 경감할 수 있다.As described above, contaminants due to accumulation of ion beams may occur on the surface of the chamber formed along the ion beam path P of the
본 발명의 일 실시예에서는 공정 챔버(310)의 내부에 오염물 흡착 패드(317) 를 장착하는 것을 설명하였으나. 이온빔의 경로(P)를 따라 형성되는 이온 주입 장치(100')의 내벽에도 이와 실질적으로 동일한 오염물 흡착 패드(미도시)를 장착할 수 있음은 물론이다.In the exemplary embodiment of the present invention, the contaminant adsorption pad 317 is mounted in the
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention belongs may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. You will understand that. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.
상기한 바와 같이 본 발명의 이온 주입 장치에 따르면 탈착식 오염물 흡착 패드를 이온 주입 장치의 내벽에 용이하게 장착 및 제거함으로써 이온 주입 장치의 정비 시간을 경감할 수 있고, 웨이퍼의 표면이 오염되는 것을 방지할 수 있다.As described above, according to the ion implantation apparatus of the present invention, by easily attaching and removing the detachable contaminant adsorption pad on the inner wall of the ion implantation apparatus, it is possible to reduce the maintenance time of the ion implantation apparatus and to prevent the surface of the wafer from being contaminated. Can be.
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Cited By (1)
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US9034743B2 (en) | 2013-07-18 | 2015-05-19 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Method for implant productivity enhancement |
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2006
- 2006-04-06 KR KR1020060031475A patent/KR20070099987A/en not_active Application Discontinuation
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