KR20080084108A - 이온주입장치의 엔드 스테이션 모듈 - Google Patents

이온주입장치의 엔드 스테이션 모듈 Download PDF

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KR20080084108A
KR20080084108A KR1020070025312A KR20070025312A KR20080084108A KR 20080084108 A KR20080084108 A KR 20080084108A KR 1020070025312 A KR1020070025312 A KR 1020070025312A KR 20070025312 A KR20070025312 A KR 20070025312A KR 20080084108 A KR20080084108 A KR 20080084108A
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Abstract

본 발명은 생산수율을 증대 또는 극대화할 수 있는 이온주입장치의 엔드 스테이션 모듈을 개시한다. 그의 모듈은, 웨이퍼를 고정하여 회전시키도록 형성된 회전 플레이트 유닛; 상기 회전 플레이트 유닛을 소정의 경사각으로 기울이고, 상기 회전 플레이트 유닛을 회전시키는 회전 동력을 생성하는 틸트 헤드 유닛; 상기 틸트 헤드 유닛에서 생성된 회전 동력을 이용하여 상기 회전 플레이트를 회전시키기 위해 상기 틸트 헤드 유닛의 내부를 관통하여 상기 회전 플레이트 유닛에 일측이 연결되도록 형성된 샤프트; 상기 회전 플레이트 유닛에 대향되는 상기 샤프트의 타측 말단에서 상기 회전 플레이트 유닛의 경사각에 대응되는 상기 샤프트의 회전각을 감지하는 센서; 및 상기 센서에서 출력된 감지 신호를 이용하여 소정의 방향으로 입사되는 이온빔에 대하여 상기 웨이퍼가 설정된 경사각으로 기울어진 것으로 판단하는 제어부를 포함함에 의해 상기 틸트 헤드 유닛의 불량과 무관하게 상기 회전 플레이트 유닛의 회전각을 직접적으로 모니터링토록 하여 생산수율을 향상시킬 수 있다.
Figure P1020070025312
틸트(tilt), 헤드(head), 센서(sensor), 플레이트(plate), 회전

Description

이온주입장치의 엔드 스테이션 모듈{End station module for Implanter}
도 1은 본 발명에 따른 이온주입장치를 개략적으로 나타낸 구조 평면도.
도 2는 도 1의 엔드 스테이션 모듈을 나타내는 단면도.
도 3은 도 2에서 표시된 샤프트의 타측 말단과, 센서를 나타내는 평면도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
100 : 이온빔 110 : 엔드 스테이션 모듈
120 : 회전 플레이트 유닛 130 : 틸트 헤드 유닛
140 : 샤프트 150 : 센서
본 발명은 이온주입장치에 관한 것으로, 상세하게는 웨이퍼의 표면에 소정의 입사각으로 도전성 불순물을 이온주입하는 이온주입장치의 엔드 스테이션 모듈에 관한 것이다.
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 종래 기술에 대체해서 실용화되게 되었다. 또 이 기술에서는 열확산기술로는 불가능 내지는 아주 어려운 저농도 불순물 도입이나 절연막을 통한 도핑 등도 가능하게 되었다.
이온주입공정을 수행하는 이온주입설비는 빔전류량에 따라 크게 두 종류로 나눌 수 있는데 그 중 하나는 빔전류량이 0.5mA ~ 2mA 범위에 속하는 중전류 이온주입설비(medium-current implanter)이고 나머지 하나는 빔전류량이 2mA ~ 30mA 범위에 속하는 대전류 이온주입장치(high-current implanter)이다.
이와 같은 일반적인 이온주입장치는 소정의 도전성 불순물 이온빔을 생성하는 터미널 모듈과, 상기 터미널 모듈에서 생성된 상기 이온빔을 가속시키는 가속 모듈과, 상기 가속 모듈에서 가속된 상기 이온빔을 소정의 방향으로 스캐닝시키는 스캐닝 시스템과, 상기 스캐닝 시스템에서 스캐닝되는 상기 이온빔에 상기 웨이퍼를 노출시키는 엔드 스테이션 모듈을 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 엔드 스테이션 모듈은 소정의 에너지를 갖는 상기 이온빔을 웨이퍼에 소정의 입사각으로 입사시키도록 형성되어 있다. 예컨대, 상기 엔드 스테이션 모듈은 이온빔에 수직하는 방향으로 웨이퍼를 탑재하는 정전척을 포함하여 이루어진다.
한편, 단결정 실리콘 웨이퍼 타깃 또는 비결정형 실리콘 웨이퍼 타깃에 이온을 주입할 때 채널링 효과(channeling effect)가 생긴다. 이는 결정 중에 이온이나 전자가 입사했을 때 생기는 현상으로, 결정의 원자 배열에 대하여 특정한 방향으로 입사할 경우 예측한 것보다 깊이 전자가 침입하는 현상을 일컫는다. 채널링 효과는 타깃의 일부분에 치우쳐 원하지 않은 부분까지 이온이 주입하여 전기적 특성을 바꾸기 때문에 소자의 성능에 악영향을 미친다. 또 이온 주입되는 깊이가 이온빔에 민감하게 변하여 이온 주입 공정을 원활하게 제어하는데 장애요인이 되고 있다. 이러한 채널링 효과를 예방하기 위해 종래에는 입사되는 이온빔에 대하여 웨이퍼를 일정 입사각(~ 7°)으로 기울여주는(tilting) 방법이 가장 널리 사용되고 있다. 그 외에 사용되는 방법에는 이온 주입 전에 수행하는 비결정질화 방법(pre-amorphizing method), 이온의 입사 방향을 불규칙하게 만들기 위한 산화면 투과 방법(implantation through oxide) 및 무거운 이온을 사용하는 방법 등이 있다.
상술한 바와 같이 가장 널리 사용되는 방법으로, 반도체 웨이퍼를 소정의 경사각으로 기울여주는 방식의 이온주입방법이 채용되는 종래 기술에 따른 이온주입장치의 엔드 스테이션 모듈은 상기 웨이퍼를 고정시키는 상기 정전척을 포함하는 회전 플레이트 유닛과, 상기 회전 플레이트 유닛에 연결되는 샤프트와, 상기 샤프트를 소정의 경사각으로 기울어지게 하고, 상기 샤프트 및 상기 회전 플레이트 유닛을 회전시키는 회전동력을 생성하는 틸트 헤드 유닛을 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 회전 플레이트 유닛은 지면으로부터 수평상태에서 상기 웨이퍼를 탑재하여 상기 이온빔에 대하여 수직하거나 일정한 각도의 입사각을 갖도록 상기 웨이퍼를 위치시키도록 형성되어 있다. 또한, 상기 샤프트는 상기 회전 플레이트 유닛에 소정의 경사각을 갖고 고정되어 있다. 상기 틸트 헤드 유닛은 외부에서 인가되는 전원전압에 의해 회전동력을 생성하는 스텝핑 모터와, 상기 스텝핑 모터의 모터 풀리에 연결되는 모터 기어와, 상기 모터 기어에 맞물리면서 회전동력을 상기 샤프트에 전달토록 형성된 샤프트 기어와, 상기 스텝핑 모터의 회전수를 감지하는 엔코더를 포함하여 이루어진다.
따라서, 종래 기술에 따른 이온주입장치의 엔드 스테이션 모듈은 틸트 헤드 유닛에서 생성된 회전동력을 이용하여 샤프트 및 회전 플레이트 유닛을 회전시켜 상기 회전 플레이트 유닛에 탑재된 웨이퍼가 소정의 방향으로 입사되는 이온빔에 대하여 수직 또는 소정의 입사각으로 입사되도록 형성되어 있다.
하지만, 종래 기술에 따른 이온주입장치의 엔드 스테이션 모듈은 틸트 헤드 유닛의 모터 기어 및 샤프트 기어사이에 오염물질이 유발되거나 상기 모터 기어 및 샤프트 기어가 마모되어 샤프트 및 회전 플레이트 유닛에 탑재된 웨이퍼에 설정된 입사각에서 벗어난 방향으로 이온빔이 입사되어 채널링 효과와 같은 이온주입공정의 불량이 발생될 수 있기 때문에 생산수율이 떨어지는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 틸트 헤드 유닛의 스텝핑 모터에서 생성된 회전동력을 전달하는 모터 기어 및 샤프트 기어의 불량에 의한 채널 효과 및 이온주입공정의 불량을 방지토록 하여 생산수율을 증대 또는 극대화할 수 있는 이온주입장치를 제공하는 데 있다.
상기한 기술적 과제들의 일부를 달성하기 위한 본 발명의 양상(aspect)에 따른 이온주입장치의 엔드 스테이션 모듈은, 웨이퍼를 고정하여 회전시키도록 형성된 회전 플레이트 유닛; 상기 회전 플레이트 유닛을 소정의 경사각으로 기울이고, 상기 회전 플레이트 유닛을 회전시키는 회전 동력을 생성하는 틸트 헤드 유닛; 상기 틸트 헤드 유닛에서 생성된 회전 동력을 이용하여 상기 회전 플레이트를 회전시키기 위해 상기 틸트 헤드 유닛의 내부를 관통하여 상기 회전 플레이트 유닛에 일측이 연결되도록 형성된 샤프트; 상기 회전 플레이트 유닛에 대향되는 상기 샤프트의 타측 말단에서 상기 회전 플레이트 유닛의 경사각에 대응되는 상기 샤프트의 회전각을 감지하는 센서; 및 상기 센서에서 출력된 감지 신호를 이용하여 소정의 방향으로 입사되는 이온빔에 대하여 상기 웨이퍼가 설정된 경사각으로 기울어진 것으로 판단하는 제어부를 포함함을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 이온주입장치를 개략적으로 나타낸 구조 평면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 이온주입장치는, 도전성 불순물로 이루어지는 이온빔(100)을 생성하는 이온 소스(102)와, 소정의 질량을 갖는 도전성 불순물 이온빔(100)을 분리 추출하는 질량 분석기(104)와, 상기 질량 분석기(104)에서 분리 추출된 이온빔(100)을 가속시키는 가속기(106)와, 상기 가속기(106)에서 가속되는 상기 이온빔(100)을 소정의 방향으로 스캐닝시키는 스캐닝 시스템(108)과, 상기 스캐닝 시스템(108)에서 스캐닝된 이온빔(100)이 소정의 입사각으로 웨이퍼(W)에 입사되도록 상기 웨이퍼(W)의 입사각을 직접적으로 모니터링할 수 있는 엔드 스테이션 모듈(110)을 포함하여 구성된다.
여기서, 이온 소스(102)는 보론(Boron), BF2, 인(phosphorus), 또는 아세닉(Arsenic)과 같은 다양한 종류의 도전성 불순물을 양의 전하를 갖는 이온 상태로 여기시켜 상기 질량 분석기(104)에 공급한다. 예컨대, 상기 이온 소스(102)는 상기 도전성 불순물을 소스 가스의 형태로 공급하는 소스 가스 공급부와, 상기 도전성 불순물의 소스 가스를 대전시키기 위해 열전자(thermal electron)를 방출하는 필라멘트(filament)와, 상기 열전자에 의해 대전되는 도전성 불순물 이온으로부터 방출되는 2차 전자를 포획하는 소스 억제 전극(source suppression electrode)과, 상기 도전성 불순물 이온을 상기 질량 분석기(104)를 향해 가속시키는 소스 가속전 극(source acceleration electrode)으로 이루어진다.
또한, 질량 분석기(104)는 상기 이온 소스(102)로부터 생성된 소정의 이온종을 선택적으로 추출하기 위해 상기 이온빔(100)이 진행하는 방향에 수직되는 쌍극자 마그넷을 인가하여 상기 이온의 질량 및 전하량에 따라 다양한 종류의 이온빔(100)이 서로 다른 편향각을 갖도록 하는 분해 마그넷(도시하지 않음)과, 상기 분해 마그넷에 의해 동일 또는 유사한 편향각을 갖는 소정의 불순물 이온들을 통과시키는 분해구(slit)를 갖는 마스크를 구비하여 이루어진다. 이때, 상기 질량 분석기(104)에서 추출된 이온빔(100)은 상기 분해구를 통과하는 과정에서 스캐터링되어 상기 질량 분석기(104)의 후단에서 방사형으로 퍼질 수 있기 때문에 소정의 방향으로 자기장을 형성하는 제 1 자기 집중 전극에 의해 집중된다. 예컨대, 상기 이온 소스(102) 및 상기 질량 분석기(104)는 터미널 스테이션 모듈로 칭하여 질 수도 있다.
상기 가속기(106)는 상기 질량 분석기(104)에서 분리 추출되는 상기 이온빔(100)이 통과되는 슬롯(slot)이 형성된 복수개의 가속전극(도시하지 않음)에 인가된 전압차에 의해 상기 이온빔(100)이 가속되도록 형성되어 있다. 예컨대, 복수개의 가속전극 중 상기 질량 분석기(104)에 최인접한 가속전극에 고전압을 인가하고, 상기 질량 분석기(104)에서 상기 스캐닝 시스템(108)의 방향으로 순차적으로 줄어드는 전압을 인가하고, 상기 스캐닝 시스템(108)에 인접한 가속전극을 접지시켜 상기 슬롯으로 통과되는 상기 이온빔(100)을 점진적으로 가속시킬 수 있다. 따라서, 상기 복수개의 가속전극간의 거리와, 상기 복수개의 가속전극에 인가되는 전 압에 의해 상기 이온빔(100)의 에너지가 결정될 수 있다. 또한, 상기 복수개의 가속전극의 슬롯사이로 통과되는 이온빔(100)은 상기 슬롯에 해당되는 선폭 내에서 균일 또는 일정한 도즈를 갖도록 제어될 수도 있다. 도시되지는 않았지만, 상기 가속기(106)에서 가속된 이온빔(100)은 제 2 자기 집중 전극(magnetic focusing electrode)에 의해 선폭과 두께가 제어될 수도 있다. 상기 가속기(106)는 가속 모듈로 칭하여 질수 있다.
상기 가속기(106)에서 가속된 이온빔(100)은 상기 스캐닝 시스템(108)으로 입사되어 소정의 선폭을 갖도록 스캐닝된다. 이때, 상기 스캐닝 시스템(108)은 도전성 불순물 이온들로 이루어진 이온빔(100)을 소정의 선폭 내에서 균일 또는 일정한 도즈(does)를 갖도록 제어한다. 예컨대, 상기 스캐닝 시스템(108)은 상기 질량 분석기(104)에서 추출되어 일방향으로 진행되는 이온빔(100)을 통과시켜 일방향으로 스캐터링시키는 복수개의 정전기 전향판(electrostatic deflector plate)과, 상기 복수개의 정전기 전향판(107a)에서 방사형으로 스캐터링된 이온빔(100)을 서로 평행한 방향으로 자기 전향판(magnetic deflector plate)을 포함하여 이루어진다. 이때, 상기 자기 전향판은 로렌츠 또는 페러데이의 법칙을 이용하여 방사형으로 펼쳐져 진행되는 상기 이온빔(100)에 수직하는 방향으로 자기장을 인가하여 상기 이온빔(100)의 진행 경로를 일방향으로 변경토록 할 수 있다. 또한, 상기 자기 전향판은 상기 정전기 전향판에서 방사형으로 펼쳐진 각도에 따라 자기장의 세기를 달리하거나, 자기장이 인가되는 면적을 달리하여 일정한 선폭을 갖는 이온빔(100)으로 변환시킬 수 있다. 예컨대, 상기 자기 전향판은 상기 정전기 전향판에 의해 스 캐터링된 이온빔(100)의 각도가 증가함에 따라 넓은 면적의 자속(magnetic flex)에 상기 이온빔(100)이 노출되도록 형성된다. 즉, 상기 이온빔(100)이 통과되는 일측 또는 양측에서 상기 이온빔(100)에 수직하는 자기장을 형성하여 상기 이온빔(100)의 이동경로가 휘어지도록 할 수 있다.
이후, 상기 스캐닝 시스템(108)에 의해 일정한 선폭과 도즈를 갖는 이온빔(100)은 타깃으로서 엔드 스테이션 모듈(110)에 위치되는 웨이퍼(W)에 소정의 경사각을 갖고 입사된다. 도시되지는 않았지만, 상기 엔드 스테이션 모듈(110)은 대기중의 오염물질로부터 자유롭게 하기 위해 외부로부터 독립된 공간을 제공하는 챔버 내부에 형성될 수 있다.
도 2는 도 1의 엔드 스테이션 모듈(110)을 나타내는 단면도로서, 본 발명이 이온주입장치의 엔드 스테이션 모듈(110)은, 웨이퍼(W)를 고정하여 회전시키도록 형성된 회전 플레이트 유닛(120)과, 상기 회전 플레이트 유닛(120)을 소정의 경사각으로 기울이고, 상기 회전 플레이트 유닛(120)을 회전시키는 회전 동력을 생성하는 틸트 헤드 유닛(130)과, 상기 틸트 헤드 유닛(130)에서 생성된 회전 동력을 이용하여 상기 회전 플레이트 유닛(120)을 회전시키기 위해 상기 틸트 헤드 유닛(130)의 내부를 관통하여 상기 회전 플레이트 유닛(120)에 일측이 연결되도록 형성된 샤프트(140)와, 상기 회전 플레이트 유닛(120)에 대향되는 상기 샤프트(140)의 타측 말단에서 상기 회전 플레이트 유닛(120)의 경사각에 대응되는 상기 샤프트(140)의 회전각을 감지하는 센서(150)를 포함하여 구성된다.
도시되지는 않았지만, 상기 센서(150)에서 출력된 감지 신호를 이용하여 소 정의 방향으로 입사되는 이온빔(100)에 대하여 상기 웨이퍼(W)가 설정된 경사각으로 기울어진 것으로 판단하고, 상기 웨이퍼(W)가 설정된 경사각으로 기울어지지 않았을 경우 이온주입공정이 수행되지 못하도록 상기 이온주입설비에 인터락 제어신호를 출력하는 제어부를 더 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 회전 플레이트 유닛(120)은 웨이퍼 핸들러(handler, 도시되지 않음)에 의해 전달되는 웨이퍼(W)를 수평상태로 안착시키고, 상기 스캐닝 시스템(108)에서 스캐닝되는 이온빔(100)에 수직 또는 소정의 입사각으로 상기 이온빔(100)이 입사되도록 상기 웨이퍼(W)를 지면으로부터 수직하게 위치시키도록 회전될 수 있다. 예컨대, 상기 회전 플레이트 유닛(120)은 상기 웨이퍼(W)를 정전기적으로 흡착토록 형성된 정전척(122)과, 상기 정전척(122)으로 인가되는 정전기를 전달토록 형성된 커넥터(124)를 포함하여 이루어진다. 상기 정전척(122)은 외부 또는 정전압 공급부(도시되지 않음)에서 인가되는 정전압에 의해 유도되는 존슨-라벡 효과를 이용하여 상기 웨이퍼(W)를 소정 크기의 정전력으로 압착 고정시킨다. 존슨-라벡 효과는 1920년 존슨과 라벡에 의해 마노(瑪瑙), 점판암(粘板岩)등과 같은 약한 전도성 물질을 연마한 판과 인접한 금속판이 200V의 전압이 가해진 상태로 단단하게 결합하는 현상으로 발견되었다. 전하가 없는 상태에서는 이러한 결합이 쉽게 끊어진다. 이러한 현상은 몇몇 점에서 약한 전도성 물질과 금속이 접촉하기 때문에 일어나는 것이다. 이는 전이 영역에서의 저항은 크고, 금속판의 횡단면 사이와 금속판 자체 내에서의 저항력은 작기 때문에 발생한다. 이때 금속과 물체 사이의 전이 공간에 조금이라도 전기장이 존재한다면, 큰 전압이 발생한다. 금속과 물체사이 의 거리는 거의 1nm정도로 작기 때문에 이 공간 사이로 큰 전압이 발생하는 것이다. 따라서, 상기 정전척(122)은 정전압을 이용하여 웨이퍼(W)를 고정시킬 수 있다.
상기 샤프트(140)는 지면과 평행한 상기 회전 플레이트 유닛(120)의 정전척(122)에 대하여 소정의 경사각을 갖고 상기 회전 플레이트 유닛(120)에 일측이 고정적으로 연결되어 있다. 도시되지는 않았지만, 상기 회전 플레이트 유닛(120)을 소정의 경사각으로 지지하면서 회전시키는 상기 샤프트(140)가 회전되도록 상기 틸트 헤드 유닛(130)의 내부에는 복수개의 베어링이 탑재되어 있다. 예컨대, 상기 샤프트(140)는 상기 정전척(122)이 지면과 수평하거나 수직하게 위치되도록 시계방향 또는 반 시계방향으로 상기 회전 플레이트 유닛(120)을 순환 반복적으로 회전시키도록 형성되어 있다.
상기 틸트 헤드 유닛(130)은 상기 회전 플레이트 유닛(120) 및 상기 샤프트(140)를 소정의 회전비를 갖고 회전시키도록 형성된 집합체를 일컫는 것으로, 틸트 헤드 어셈블리라 칭하여진다. 예컨대, 상기 틸트 헤드 유닛(130)은 외부 또는 전원전압 공급부(도시되지않음)에서 공급되는 전원전압을 이용하여 회전동력을 생성하는 모터(132)와, 상기 모터(132)의 말단에 연결되어 상기 모터(132)에서 생성된 회전동력을 소정의 회전비로 변환토록 형성된 모터 기어(134)와, 상기 모터 기어(134)에 맞물리면서 상기 회전동력을 상기 샤프트(140)에 전달토록 형성된 샤프트 기어(136)와, 상기 모터(132)의 회전수를 감지하여 상기 제어부로 출력하는 엔코더(138)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 제어부는 상기 엔코더(138)에서 출력되는 감지신호를 이용하여 상기 모터(132)의 회전수를 판단하고, 상기 모터 기어(134) 및 상기 샤프트 기어(136)에 연결되어 회전되는 상기 회전 플레이트 유닛(120)이 설정된 경사각으로 웨이퍼(W)를 위치시키는 것으로 판단하고 상기 모터(132)에 공급되는 전원전압을 단속토록 제어할 수 있다. 이때, 상기 모터(132)는 저속 회전이 가능하고 회전각의 단속이 용이한 스텝핑 모터를 포함하여 이루어진다. 또한, 상기 모터 기어(134)는 모터 풀리의 말단에서 고정되도록 형성되어 있고, 상기 샤프트 기어(136)는 상기 모터 기어(134)와 맞물리면서 상기 샤프트(140)의 외주면에 고정되도록 형성되어 있다. 예컨대, 상기 모터 기어(134)와 상기 샤프트 기어(136)는 서로 동일 또는 유사한 피치를 갖고, 상기 모터 기어(134)가 상기 샤프트 기어(136)보다 작은 반경을 갖도록 형성되어야만 상기 모터(132)에 비해 상기 샤프트(140)의 회전비를 크게 할 수 있는 평기어를 포함하여 이루어진다.
그러나, 상기 모터 기어(134) 및 샤프트 기어(136)사이에 이물질이 유입되거나, 상기 모터 기어(134) 및 샤프트 기어(136)가 마모되어 정확하게 맞물리지 못할 경우, 상기 회전 플레이트 유닛(120)이 상기 웨이퍼(W)를 정확한 위치로 회전되지 않고 이온주입공정이 수행될 수 있다. 왜냐하면, 상기 제어부는 상기 회전 플레이트 유닛(120)을 회전시키기 위해 회전동력을 생성하는 상기 모터(132)의 회전수만을 인지하여 상기 회전 플레이트 유닛(120)의 회전을 간접적으로 파악토록 할 수 있으나, 상기 모터(132)와 상기 회전 플레이트 유닛(120)사이의 상기 모터 기어(134) 및 상기 샤프트 기어(136)의 불량에서 발생되는 회전비 변화를 모니터링할 수 없기 때문이다.
따라서, 상기 회전 플레이트 유닛(120)에 고정적으로 연결되는 상기 샤프트(140)의 타측 말단에서 형성된 센서(150)를 이용하여 상기 샤프트(140)의 회전각을 감지함으로서 상기 회전 플레이트 유닛(120)의 회전각을 상기 제어부가 적접적으로 모니터링할 수 있도록 형성되어 있다.
도 3은 도 2에서 표시된 샤프트(140)의 타측 말단과, 센서(150)를 나타내는 평면도서, 상기 센서(150)는 상기 샤프트(140)의 타측 말단에 형성된 색인(inedx, 142)에 응답토록 형성되어 있다. 상기 센서(150)에 대응되는 상기 샤프트(140) 타측의 말단의 외주면에는 상기 센서(150)가 해당 위치를 감지할 수 있도록 소정 부분 돌출되거나 인식 마크가 형성되어 있다. 예컨대, 상기 센서(150)는 상기 샤프트(140) 타측 말단에서 돌출되는 부분 또는 상기 인식 마크에 전기적으로 접촉되는 접촉식 센서로서 복수개의 스위치 센서를 포함하여 이루어진다. 이때, 상기 센서(150)는 웨이퍼(W)가 이온빔(100)에 수직하는 0°의 입사각에 대응되는 위치와, 상기 웨이퍼(W)가 상기 이온빔(100)에 약 7°의 입사각에 대응되는 위치를 감지토록 형성되어 있다. 따라서, 센서(150)는 점 접촉되면서 상기 샤프트(140)의 회전각을 감지토록 형성되어 있다. 상기 제어부는 상기 센서(150)에서 출력되는 감지신호를 이용하여 회전동력을 생성하는 모터(132), 상기 모터(132)에 연결되는 모터 기어(134)와, 상기 모터 기어(134)에 맞물리는 샤프트 기어(136)의 불량으로부터 자유로우면서 샤프트(140) 및 회전 플레이트 유닛(120)의 회전각을 직접적으로 판단할 수 있고, 상기 회전 플레이트 유닛(120)에 탑재되는 웨이퍼(W)의 위치를 모니터링 할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 이온주입장치의 엔드 스테이션 모듈(110)은 회전 플레이트 유닛(120)에 연결되는 샤프트(140)의 회전각을 감지하는 센서(150)와, 상기 센서(150)에서 출력되는 감지 신호를 이용하여 상기 샤프트(140) 및 상기 회전 플레이트 유닛(120)의 회전각에 의한 웨이퍼(W)의 위치를 직접적으로 판단하는 제어부를 구비하여 상기 회전 플레이트 유닛(120)을 회전시키는 회전동력을 생성하고 전달하는 틸트 헤드 유닛(130)의 모터(132)에서 생성된 회전동력을 전달하는 모터 기어(134) 및 샤프트 기어(136)의 불량의 발생에 따른 채널 효과 및 이온주입공정의 불량을 방지토록 할 수 있기 때문에 생산수율을 증대 또는 극대화할 수 있다.
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.
이상 상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 회전 플레이트 유닛에 연결되는 샤프트의 회전각을 감지하는 센서와, 상기 센서에서 출력되는 감지 신호를 이용하여 상기 샤프트 및 상기 회전 플레이트의 회전각에 의한 웨이퍼의 위치를 직접적으로 판단하는 제어부를 구비하여 상기 회전 플레이트 유닛을 회전시키는 회전동력을 생성하고 전달하는 틸트 헤드 유닛의 모터에서 생성된 회전동력을 전달하는 모터 기어 및 샤프트 기어의 불량의 발생에 따른 채널 효과 및 이온주입공정의 불량을 방지토록 할 수 있기 때문에 생산수율을 증대 또는 극대화할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 웨이퍼를 고정하여 회전시키도록 형성된 회전 플레이트 유닛;
    상기 회전 플레이트 유닛을 소정의 경사각으로 기울이고, 상기 회전 플레이트 유닛을 회전시키는 회전 동력을 생성하는 틸트 헤드 유닛;
    상기 틸트 헤드 유닛에서 생성된 회전 동력을 이용하여 상기 회전 플레이트를 회전시키기 위해 상기 틸트 헤드 유닛의 내부를 관통하여 상기 회전 플레이트 유닛에 일측이 연결되도록 형성된 샤프트;
    상기 회전 플레이트 유닛에 대향되는 상기 샤프트의 타측 말단에서 상기 회전 플레이트 유닛의 경사각에 대응되는 상기 샤프트의 회전각을 감지하는 센서; 및
    상기 센서에서 출력된 감지 신호를 이용하여 소정의 방향으로 입사되는 이온빔에 대하여 상기 웨이퍼가 설정된 경사각으로 기울어진 것으로 판단하는 제어부를 포함함을 특징으로 하는 이온주입장치의 엔드 스테이션 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서는 상기 샤프트 타측의 말단 외주면 형성된 돌출 부분에 전기적으로 접촉되는 스위치 센서를 포함함을 특징으로 하는 이온주입장치의 엔드 스테이션 모듈.
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