KR20080084339A - Apparatus for clamping cathode of ion sourse - Google Patents

Apparatus for clamping cathode of ion sourse Download PDF

Info

Publication number
KR20080084339A
KR20080084339A KR1020070025957A KR20070025957A KR20080084339A KR 20080084339 A KR20080084339 A KR 20080084339A KR 1020070025957 A KR1020070025957 A KR 1020070025957A KR 20070025957 A KR20070025957 A KR 20070025957A KR 20080084339 A KR20080084339 A KR 20080084339A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cathode
clamp
filament
fixing shaft
ion
Prior art date
Application number
KR1020070025957A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
안계택
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020070025957A priority Critical patent/KR20080084339A/en
Publication of KR20080084339A publication Critical patent/KR20080084339A/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/317Electron-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
    • H01J37/3171Electron-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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02Details
    • H01J37/04Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
    • H01J37/08Ion sources; Ion guns

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)

Abstract

An apparatus for clamping a cathode of an ion source is provided to prevent the degradation of clamping force of a cathode fixing shaft and the mis-alignment of a cathode by using a cathode clamp with a clamp screw. An arc chamber(10) has an ionization space. A cathode(20) has a cylindrical shape of which one lateral side is opened at a side of the arc chamber. A cathode fixing shaft(40) is prepared on the other opened side from a cross-sectional center of the cathode. A cathode clamp(50) clamps the cathode fixing shaft at a side of the outside of the cathode by using a clamp screw. A filament(30) is prepared adjacent to a lateral cross-section of the cathode by integrally connecting a pair of leads being inserted into an inner of the cathode. A filament clamp(60) clamps ends of leads of the filament. A spiral line is formed on an outer circumference of the cathode fixing shaft having a part being clamped to the cathode clamp.

Description

이온 소스의 캐소드 클램핑 장치{Apparatus for clamping cathode of ion sourse}Apparatus for clamping cathode of ion sourse

도 1은 종래의 이온 주입 장치에서 이온 소스를 개략적으로 도시한 단면도,1 is a cross-sectional view schematically showing an ion source in a conventional ion implantation apparatus,

도 2는 본 발명에 따른 이온 주입 장치의 이온 소스를 개략적으로 도시한 단면도,2 is a cross-sectional view schematically showing an ion source of the ion implantation apparatus according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 캐소드 고정축의 결합 구조를 도시한 사시도,3 is a perspective view illustrating a coupling structure of a cathode fixing shaft according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따라 캐소드 고정축과 캐소드 클램프간 결합 구조를 도시한 요부 확대도.Figure 4 is an enlarged view of the main portion showing a coupling structure between the cathode fixed shaft and the cathode clamp in accordance with the present invention.

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

10 : 아크 챔버10: arc chamber

11 : 가스 이온화 공간11: gas ionization space

12 : 가스 주입구12 gas inlet

13 : 이온 추출구13: ion extractor

20 : 캐소드20: cathode

30 : 필라멘트30: filament

40 : 캐소드 고정축40: cathode fixed shaft

41 : 나사선41: screw thread

42 : 너트42: nuts

50 : 캐소드 클램프50: cathode clamp

60 : 필라멘트 클램프60: filament clamp

본 발명은 이온 소스의 캐소드 클램핑 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 캐소드의 클램핑 구성인 캐소드 고정축과 캐소드 클램프간 결합을 캐소드 클램프의 클램핑 스크류에 의해서와 동시에 캐소드 클램프를 기준으로 양측에서 캐소드 고정축에 너트가 체결되도록 하여 캐소드 고정축에 의해서도 캐소드 클램프가 클램핑되게 함으로써 공정 수행 중 아크 챔버로부터 전달되는 고온의 열에 의한 열변형과 캐소드의 위치 변형에 따른 공정 불량이 방지되도록 하는 이온 소스의 캐소드 클램핑 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a cathode clamping device of an ion source, and more particularly, the coupling between the cathode clamping shaft and the cathode clamp, which is the clamping configuration of the cathode, by the clamping screw of the cathode clamp and simultaneously the cathode clamping shaft on both sides of the cathode clamp. The cathode clamping device of the ion source to prevent the process defect due to the high temperature heat transfer from the arc chamber and the positional deformation of the cathode to ensure that the nut is fastened so that the cathode clamp is also clamped by the cathode fixed shaft. It is about.

일반적으로 불순물을 이온 상태로 만든 후 가속하여 웨이퍼에 물리적으로 주입하는 방식을 이온주입법이라 하며, 이때 이온의 주입되는 깊이와 주입량은 가속전압과 이온 전류, 주입 시간에 의해 정해지기 때문에 주입 공정의 자동 종점 검출과 정밀한 불순물 도입이 가능하다. In general, ion implantation is a method in which impurities are ionized and then accelerated and physically implanted into the wafer. The implantation depth and amount of ions are determined by the acceleration voltage, ion current, and implantation time. End point detection and precise introduction of impurities are possible.

이와 같은 이온주입을 수행하는 장치를 이온주입장치라 하며, 이온주입공정 은 주입되는 이온의 정확한 주사위치 및 주입되는 이온의 정확한 주사농도를 제어할 수 있을 뿐만 아니라 주사위치에 발생되는 이온주입물의 측면 퍼짐이 확산공정에 비해 매우 적다는 장점이 있어 고정밀이 요구되는 반도체를 제조하는 공정에서 광범위하게 적용되고 있다.Such an ion implantation device is called an ion implantation device, and the ion implantation process not only controls precise dice of implanted ions and precise scanning concentrations of implanted ions, but also the side of ion implants generated in dice. The spread is very small compared to the diffusion process has been widely applied in the process of manufacturing a semiconductor that requires high precision.

이온주입장치는 통상 소스 가스(ion gas)와 열전자가 충돌되도록 하여 이온을 발생시키는 이온 소스(ion source)와, 발생되는 이온 중 공정에 필요한 이온만을 추출하는 질량 분석부와, 추출되는 이온을 가속시켜서 고에너지를 갖도록 하는 이온 가속부 및 고에너지를 갖는 이온을 원하는 웨이퍼상에 주입되도록 하는 프로세스 챔버(process chamber)를 필수적으로 포함한다.The ion implantation apparatus usually causes an ion source to generate ions by colliding with an ion gas and hot electrons, a mass spectrometer which extracts only ions necessary for the process among the generated ions, and accelerates the extracted ions. And an ion accelerator for high energy, and a process chamber for implanting ions with high energy onto a desired wafer.

이때 이온 소스에서 발생되는 이온은 질량 분석부와 이온 가속부를 경유하여 프로세스 챔버로 공급되며, 이온 소스와 프로세스 챔버 사이에는 이온이 공급될 수 있도록 하는 빔라인(beam line)이 설치되고, 프로세스 챔버에는 이러한 빔라인을 따라 공급되는 이온빔이 원하는 웨이퍼상에 주입될 수 있도록 이온빔이 토출되는 빔토출구와 함께 빔토출구에 대향되는 전면에서 공정진행에 따라 선택적으로 회동 또는 회전하면서 웨이퍼가 안착되도록 하는 스핀 디스크 유닛(spin disk unit)이 설치되고 있다.In this case, the ions generated from the ion source are supplied to the process chamber via the mass spectrometer and the ion accelerator, and a beam line is installed between the ion source and the process chamber so that ions can be supplied. Spin disk unit (Spin) to allow the wafer to be seated while selectively rotating or rotating in accordance with the process proceeds in front of the beam discharge port with the beam discharge port from which the ion beam is discharged so that the ion beam supplied along the beam line can be injected onto the desired wafer disk unit) is being installed.

한편 이온을 발생시키는 이온 소스는 아크 챔버(arc chamber)와 가스 공급부와 캐소드(cathode)와 필라멘트(filament)를 포함하는 구성으로 이루어진다.On the other hand, the ion source for generating ions is composed of a configuration including an arc chamber (arc chamber), a gas supply, a cathode (cathode) and a filament (filament).

도 1은 종래의 이온 주입 장치에서 이온 소스를 개략적으로 도시한 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of an ion source in a conventional ion implantation apparatus.

도시한 바와 같은 이온 소스의 아크 챔버(100)는 내부에 일정 크기의 가스 이온화 공간(110)을 갖도록 하는 구성이며, 이때의 가스 이온화 공간(110)으로 가스가 공급되도록 하는 가스 공급부는 고상의 소스를 기화시켜 이온화가 가능한 가스를 형성하기 위한 기화기를 포함하는 구성으로 이루어진다.The arc chamber 100 of the ion source as shown is configured to have a gas ionization space 110 of a predetermined size therein, and the gas supply unit for supplying gas to the gas ionization space 110 at this time is a solid state source It consists of a configuration including a vaporizer for vaporizing to form a gas capable of ionization.

캐소드(200)는 아크 챔버(100) 일측의 홀(120)을 통해 아크 챔버(100)의 내부로 연장되는 실린더 형상의 구성으로, 전방의 단부는 막히고, 후방의 단부는 개방되며, 전방의 단부는 아크 챔버(100)의 내부에 배치된다.The cathode 200 has a cylindrical configuration extending into the arc chamber 100 through the hole 120 at one side of the arc chamber 100, and the front end is blocked, the rear end is open, and the front end is Is disposed inside the arc chamber 100.

캐소드(200)의 내부에는 필라멘트(300)가 배치되며, 캐소드(200)의 전방 단부를 향하여 전자들을 방출한다.The filament 300 is disposed inside the cathode 200 and emits electrons toward the front end of the cathode 200.

캐소드(200)가 이온 충격에 의해 가열되면 캐소드(200)는 가스 이온화 공간(110)으로 전자들을 방출하게 되고, 캐소드(200)로 방출된 전자들은 가스 공급구(120)를 통해 아크 챔버(100)의 내부로 공급된 가스 분자들과 충돌하면서 이온 플라즈마가 형성된다.When the cathode 200 is heated by ion bombardment, the cathode 200 emits electrons to the gas ionization space 110, and the electrons emitted to the cathode 200 are transferred to the arc chamber 100 through the gas supply hole 120. An ion plasma is formed while colliding with the gas molecules supplied into the inside.

이온 플라즈마 내부의 이온들은 이온빔의 형성을 위해 아크 챔버(100)에 형성된 이온 추출구(130)를 통해 추출된다.Ions in the ion plasma are extracted through the ion extraction port 130 formed in the arc chamber 100 to form the ion beam.

이때의 필라멘트(300)는 전자들을 방출하기 위한 전자 방출부와 캐소드(200)의 축 방향으로 연장하는 한 쌍의 리드들을 포함하며, 한 쌍의 필라멘트 클램프(310)들에 의해 고정된다.In this case, the filament 300 includes an electron emission unit for emitting electrons and a pair of leads extending in the axial direction of the cathode 200, and is fixed by the pair of filament clamps 310.

캐소드(200)는 전방 단부의 중앙 부위로부터 캐소드 고정축(210)이 형성되도록 하고, 캐소드 고정축(210)은 캐소드(200)의 외측으로 연장되도록 한 단부가 캐 소드 클램프(220)에 의해서 고정되도록 하고 있다.The cathode 200 has a cathode fixed shaft 210 is formed from the center portion of the front end, the cathode fixed shaft 210 is fixed by the cathode clamp 220 so that the end is extended to the outside of the cathode 200 I am trying to.

하지만 공정 수행 도중 이온 빔의 생성 온도가 대략 2000℃까지 상승하면서 아크 챔버(100)의 가스 이온화 공간(110)이 심하게 열화되고, 가스 이온화 공간(110)에서의 고온의 열은 캐소드(200)를 통해서 서로 연결되도록 한 캐소드 고정축(210)과 캐소드 클램프(220)에 전달된다.However, the gas ionization space 110 of the arc chamber 100 is severely degraded as the temperature of the ion beam is raised to about 2000 ° C. during the process, and the high temperature heat in the gas ionization space 110 causes the cathode 200 to be deteriorated. It is transmitted to the cathode fixed shaft 210 and the cathode clamp 220 to be connected to each other through.

캐소드 클램프(220)에 전달되는 고온의 열은 캐소드 클램프(220)의 열변형을 초래하면서 캐소드 고정축(210)을 클램핑하고 있는 부위를 이완시키게 된다.The high temperature heat transmitted to the cathode clamp 220 causes thermal deformation of the cathode clamp 220 to relax the portion clamping the cathode fixing shaft 210.

따라서 캐소드 클램프(220)에 의한 캐소드 고정축(210)의 클램핑력이 저하되면서 캐소드(200)가 자중에 의해 하향 쳐지게 되므로 얼라인 위치가 불량해지게 된다.Therefore, as the clamping force of the cathode fixing shaft 210 by the cathode clamp 220 is lowered, the cathode 200 is struck downward by its own weight, thereby making the alignment position poor.

이러한 캐소드(200)의 얼라인 불량은 캐소드(200)를 통한 전자 방출 오류를 유발하게 되므로 이온 소스 생성 효율을 저하시키게 될 뿐만 아니라 공정 불량을 초래하게 되는 심각한 문제 발생의 원인이 되고 있다.Since the misalignment of the cathode 200 causes an electron emission error through the cathode 200, not only the ion source generation efficiency is lowered, but also a serious problem that causes a process defect occurs.

따라서 본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 이온 빔의 생성으로 캐소드로부터 고온의 열이 전달되더라도 캐소드 클램핑력을 안정적으로 유지할 수 있도록 하는 이온 소스의 캐소드 클램핑 장치를 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention has been invented to solve the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to ensure that the cathode clamping force can be stably maintained even when high temperature heat is transferred from the cathode by generation of an ion beam. It is to provide a clamping device.

또한 본 발명은 캐소드의 얼라인 불량이 미연에 방지되게 함으로써 이온 발 생 및 공정 수행 효율이 향상되도록 하는 이온 소스의 캐소드 클램핑 장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.It is another object of the present invention to provide a cathode clamping device of an ion source to improve the efficiency of ion generation and process performance by preventing the cathode misalignment in advance.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 이온화 공간을 갖는 아크 챔버와; 상기 아크 챔버의 일측에서 일측면이 개방된 원통 형상의 캐소드와; 상기 캐소드의 일측 단면 중앙으로부터 개방된 타측으로 구비되는 캐소드 고정축과; 상기 캐소드 고정축을 상기 캐소드 외측의 일측에서 클램프 스크류를 이용하여 클램핑하는 캐소드 클램프와; 상기 캐소드의 내측으로 삽입되는 한 쌍의 리드들이 상호 일체로 연결되도록 하여 상기 캐소드의 측단면에 근접하여 구비되는 필라멘트와; 상기 필라멘트의 리드들 단부를 각각 클램핑하는 필라멘트 클램프; 상기 캐소드 고정축은 상기 캐소드 클램프에 클램핑되는 단부의 외주면으로 나사선이 형성되도록 하고, 한 쌍의 너트를 상기 캐소드 클램프의 양측에서 체결하여 상기 캐소드 클램프에 결합되도록 하는 것이다.In order to achieve the above object, the present invention provides an arc chamber having an ionization space; A cylindrical cathode having one side open at one side of the arc chamber; A cathode fixed shaft provided on the other side opened from the center of one end surface of the cathode; A cathode clamp for clamping the cathode fixed shaft using a clamp screw at one side of the cathode; A filament provided in close proximity to a side end surface of the cathode such that a pair of leads inserted into the cathode are integrally connected to each other; A filament clamp for clamping ends of the leads of the filament; The cathode fixing shaft is a screw thread is formed on the outer peripheral surface of the end clamped to the cathode clamp, and a pair of nuts are fastened on both sides of the cathode clamp to be coupled to the cathode clamp.

상기의 구성에서 캐소드는 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금으로 이루어지도록 하며, 특히 캐소드의 개방면과 대응되는 삽입단부측 측단면은 가스 이온화 공간으로의 전자 방출을 위하여 텅스텐 또는 텅스텐 합금으로 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.In the above configuration, the cathode is made of molybdenum or molybdenum alloy, and in particular, the insertion end side side cross-section corresponding to the open face of the cathode is preferably made of tungsten or tungsten alloy for electron emission into the gas ionization space.

그리고 캐소드 고정축은 텅스텐으로 이루어지도록 하며, 상기 캐소드 고정축에 체결되는 너트는 내열성을 갖는 카본 계열의 재질로 이루어지도록 하는 것이 보 다 바람직하다.The cathode fixed shaft is made of tungsten, and the nut fastened to the cathode fixed shaft is more preferably made of a carbon-based material having heat resistance.

상기 캐소드 고정축에는 상기 캐소드 클램프를 기준으로 양측에 각각 2개씩의 너트가 축결합되도록 하는 것이 보다 바람직하다.More preferably, two nuts are axially coupled to both sides of the cathode fixed shaft based on the cathode clamp.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 이온 주입 장치의 이온 소스를 개략적으로 도시한 단면도이다.2 is a cross-sectional view schematically showing an ion source of the ion implantation apparatus according to the present invention.

이온 소스는 전술한 바와 같이 이온을 발생시키는 부분으로서, 이온 소스는 크게 아크 챔버(10)와 캐소드(20)와 필라멘트(30)로서 이루어지는 구성이다.The ion source is a portion that generates ions as described above, and the ion source is largely composed of the arc chamber 10, the cathode 20, and the filament 30.

아크 챔버(10)는 내부에 가스 이온화 공간(11)을 가지며, 상부와 하부에는 각각 가스 공급구(12)와 이온 추출구(13)를 형성한 구성이다.The arc chamber 10 has a gas ionization space 11 therein, and a gas supply port 12 and an ion extraction port 13 are formed in the upper and lower portions, respectively.

아크 챔버(10)는 가스 공급구(12)를 통해 가스 분자들이 유입되도록 하여 가스 이온화 공간(11)에서 이온 플라즈마를 형성하고, 이온 플라즈마 내부의 이온들은 이온빔의 형성을 위해 아크 챔버(10)에 형성된 이온 추출구(13)를 통해 추출되도록 한다.The arc chamber 10 allows gas molecules to flow through the gas supply port 12 to form an ion plasma in the gas ionization space 11, and the ions inside the ion plasma are transferred to the arc chamber 10 to form an ion beam. It is to be extracted through the ion extraction port 13 formed.

통상 아크 챔버(10)는 측방으로 길이가 보다 큰 육면체 형상으로 이루어지도록 하고 있다.Usually, the arc chamber 10 is made to have a hexahedral shape with a larger length laterally.

캐소드(20)는 아크 챔버(10)의 가스 이온화 공간(11)으로 전자들을 방출하여 가스 이온화 공간(11)에 유입되는 가스 분자들과의 접촉에 의해서 이온 플라즈마를 형성하게 되는 구성이다.The cathode 20 emits electrons into the gas ionization space 11 of the arc chamber 10 to form an ion plasma by contact with gas molecules introduced into the gas ionization space 11.

캐소드(20)는 일측으로만 개방되는 원통 형상이며, 개방면이 바깥측을 향하도록 하여 아크 챔버(10)의 일측면으로부터 삽입되고 있다.The cathode 20 has a cylindrical shape open to only one side, and is inserted from one side of the arc chamber 10 with the open face facing outward.

캐소드(20)는 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금으로 이루어지도록 하며, 특히 개방면과 대응되는 삽입단부측 측단면은 가스 이온화 공간(11)으로의 전자 방출을 위하여 텅스텐 또는 텅스텐 합금으로 이루어지게 할 수도 있다.The cathode 20 may be made of molybdenum or molybdenum alloy, and in particular, the insertion end side side surface corresponding to the open surface may be made of tungsten or tungsten alloy for electron emission into the gas ionization space 11.

이러한 캐소드(20)를 통해 가스 이온화 공간(11)으로 전자가 방출될 수 있도록 하기 위해 구비되는 것이 필라멘트(30)이다.The filament 30 is provided to allow electrons to be emitted to the gas ionization space 11 through the cathode 20.

필라멘트(30)는 텅스텐 또는 텅스텐 합금으로 이루어지도록 하며, 캐소드(20)의 개방된 부위를 통해 내부로 삽입되는 한 쌍의 리드가 캐소드(20)의 삽입단부측 측단면을 향해 전자들을 방출하도록 한 쌍의 리드를 일체로 연결한 연결 단부가 근접하여 구비되도록 한다.The filament 30 is made of tungsten or tungsten alloy, and a pair of leads inserted therein through an open portion of the cathode 20 emits electrons toward the side end side of the insertion end of the cathode 20. The connecting end connecting the pair of leads integrally is provided in close proximity.

이때의 한 쌍의 리드가 연결되는 연결 단부가 전자를 방출하게 되는 부위이다.At this time, the connection end to which the pair of leads is connected is a site that emits electrons.

상기한 구성에서 캐소드(20)와 필라멘트(30)는 각각 클램프(50)(60)에 의해서 고정된다.In the above configuration, the cathode 20 and the filament 30 are respectively fixed by the clamps 50 and 60.

특히 캐소드(20)를 캐소드 클램프(50)에 의해 고정되도록 하기 위하여 캐소드(20)에는 캐소드 고정축(40)이 일체로 결합되도록 한다.In particular, the cathode fixing shaft 40 is integrally coupled to the cathode 20 in order to fix the cathode 20 by the cathode clamp 50.

캐소드 고정축(40)은 일단이 캐소드(20)의 삽입단부측 측단면에 결합되며, 타단은 캐소드(20)의 축방향으로 인출되어 캐소드 클램프(50)에 의해 고정되도록 하는 구성이고, 캐소드 고정축(40)은 캐소드(20)의 그라운드 라인을 이룬다.One end of the cathode fixing shaft 40 is coupled to the side end surface of the insertion end of the cathode 20, and the other end thereof is drawn out in the axial direction of the cathode 20 to be fixed by the cathode clamp 50, and the cathode is fixed. The axis 40 forms the ground line of the cathode 20.

한편 캐소드 클램프(50)에 고정되는 캐소드 고정축(40)에는 외주면으로 나사선(41)이 형성되도록 하고, 나사선(41)을 형성한 외주면에는 캐소드 클램프(50)를 기준으로 캐소드 클램프(50)의 양측면에 밀착되도록 너트(42)가 나사 결합되도록 하는 것이 본 발명의 가장 두드러진 특징이다.On the other hand, the cathode fixing shaft 40 fixed to the cathode clamp 50 allows the threaded line 41 to be formed on the outer circumferential surface, and the cathode clamp 50 on the outer circumferential surface on which the threaded line 41 is formed based on the cathode clamp 50. The most prominent feature of the present invention is that the nut 42 is screwed to be in close contact with both sides.

도 3은 본 발명에 따른 캐소드 고정축의 결합 구조를 도시한 사시도이다.3 is a perspective view showing a coupling structure of a cathode fixing shaft according to the present invention.

도시한 바와 같이 캐소드(20)에 삽입된 일단으로부터 연장되어 외부로 인출되는 캐소드 고정축(40)에는 외주면에 나사선(41)이 일정 길이만큼 형성되도록 하고, 이 나사선(41)을 따라서 2개 이상의 너트(42)가 나사결합되도록 한다.As shown in the drawing, a screw thread 41 is formed on the outer circumferential surface of the cathode fixed shaft 40 extending from one end inserted into the cathode 20 so as to extend outwardly, and two or more along the screw thread 41 are formed. Let the nut 42 screw in.

너트(42)는 캐소드 고정축(40)을 통해 전달되는 고온의 열에 의해서도 변형이나 손상이 방지될 수 있도록 카본 재질로서 사용하도록 하는 것이 가장 바람직하다.The nut 42 is most preferably used as a carbon material so that deformation or damage can be prevented even by high temperature heat transmitted through the cathode fixing shaft 40.

또한 너트(42)는 캐소드 클램프(50)와의 나사 풀림에 의한 밀착력 저하가 방지되도록 하기 위하여 외측으로 각각 로크 너트(43)가 결합되도록 하는 것이 보다 바람직하다.In addition, the nut 42 is more preferably such that the lock nut 43 is coupled to the outside in order to prevent a decrease in adhesion force due to loosening of the screw with the cathode clamp 50.

캐소드 클램프(50)는 통상 상부에 캐소드 고정축(40)이 관통하면서 결합되도록 하며, 캐소드 고정축(40)이 관통되는 홀은 수직의 방향으로 절개되도록 하여 캐소드 클램프(50)의 하부에서 일측으로 결합되게 한 클램핑 스크류(51)에 의해 캐소드 고정축(40)을 견고하게 고정되도록 한다.The cathode clamp 50 is coupled to the cathode fixing shaft 40 through the upper portion, and the hole through which the cathode fixing shaft 40 penetrates is cut in the vertical direction so that the cathode clamp 50 passes from the lower side of the cathode clamp 50 to one side. The clamping screw 51, which is coupled, allows the cathode fixed shaft 40 to be firmly fixed.

캐소드(20)에 고정되는 캐소드 고정축(40)과 함께 캐소드(20)의 내부로 삽입되는 필라멘트(30)는 한 쌍의 리드를 각각 필라멘트 클램프(60)에 의해서 고정되도 록 한다.The filament 30 inserted into the cathode 20 together with the cathode fixing shaft 40 fixed to the cathode 20 allows the pair of leads to be fixed by the filament clamp 60, respectively.

필라멘트 클램프(60)에 의한 필라멘트(30)의 고정은 캐소드 고정축(40)을 캐소드 클램프(50)에 의한 고정 구성과 유사하게 형성되게 할 수도 있고, 그와는 달리 각 필라멘트 클램프(60)에서 다양하게 고정되게 할 수도 있으며, 다만 종전의 클램핑 구조로서 형성되도록 한다.The fixing of the filament 30 by the filament clamp 60 may cause the cathode fixing shaft 40 to be formed similarly to the fixing configuration by the cathode clamp 50, and alternatively at each filament clamp 60 It may be fixed in various ways, but may be formed as a conventional clamping structure.

따라서 필라멘트(30)의 각 리드들은 캐소드 고정축(40)과 평행하게 구비되면서 캐소드 고정축(40)보다는 후방으로 더욱 연장되게 함으로써 캐소드 클램프(50)에 필라멘트 클램프(60)가 상호 간섭을 받지 않도록 한다.Therefore, each lead of the filament 30 is provided in parallel with the cathode fixing shaft 40 while extending further rearward than the cathode fixing shaft 40 so that the filament clamp 60 is not interfered with the cathode clamp 50. do.

한편 도면 중 미설명 부호 70은 가스 이온화 공간(11)으로 방출된 전자들을 반발시키도록 구비되는 리펠러(repeller)이다.In the drawing, reference numeral 70 denotes a repeller provided to repel electrons emitted into the gas ionization space 11.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 캐소드 고정축(40)과 캐소드 클램프(50)의 조립 구조와 작용에 대해서 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.The assembly structure and operation of the cathode fixed shaft 40 and the cathode clamp 50 according to the present invention configured as described above will be described in more detail as follows.

본 발명에 따른 이온 소스는 이온 주입 장치에서 이온을 발생시키도록 구비되는 부위이다.The ion source according to the present invention is a site provided to generate ions in the ion implantation apparatus.

즉 아크 챔버(10)에서 가스 공급구(12)를 통해 가스 이온화 공간(11)으로 이온 가스를 유입하는 동시에 필라멘트(30)에 전원을 인가하여 캐소드(20)로부터 가스 이온화 공간(11)으로 전자를 방출하게 되면 이온 가스와의 반응에 의해 이온 플라즈마를 발생시키게 된다.That is, the ionic gas flows into the gas ionization space 11 from the arc chamber 10 through the gas supply port 12, and at the same time, power is applied to the filament 30 to electrons from the cathode 20 to the gas ionization space 11. When emitted, the ion plasma is generated by the reaction with the ion gas.

가스 이온화 공간(11)에서 발생되는 이온 플라즈마는 이온 추출구(13)를 통하여 추출된다.The ion plasma generated in the gas ionization space 11 is extracted through the ion extraction port 13.

이러한 이온 플라즈마의 형성 시 캐소드(20)는 약 2000℃에 이르는 온도로 가열되고, 캐소드(20)를 통해 캐소드 고정축(40)이 가열되며, 캐소드 고정축(40)은 캐소드 클램프(50)에 의해 고정되므로 결국 캐소드 클램프(50)를 가열시키게 되는 열전달 구조를 이룬다.When the ion plasma is formed, the cathode 20 is heated to a temperature of about 2000 ° C., and the cathode fixed shaft 40 is heated through the cathode 20, and the cathode fixed shaft 40 is applied to the cathode clamp 50. It is fixed by the heat transfer structure that eventually heats the cathode clamp 50.

이때 캐소드 고정축(40)은 캐소드 클램프(50)에 고정되는 동시에 캐소드 클램프(50)를 캐소드 고정축(40)에 나사결합한 너트(42)에 의해 견고하게 결합되도록 한다.At this time, the cathode fixing shaft 40 is fixed to the cathode clamp 50 and at the same time to ensure that the cathode clamp 50 is firmly coupled by a nut 42 screwed to the cathode fixing shaft 40.

도 4는 본 발명에 따라 캐소드 고정축과 캐소드 클램프간 결합 구조를 도시한 요부 확대도이다.4 is an enlarged view illustrating main parts of a coupling structure between a cathode fixed shaft and a cathode clamp according to the present invention;

도시한 바와 같이 캐소드 고정축(40)은 캐소드 클램프(50)의 상부에서 수평 관통되게 끼워지면서 캐소드 클램프(50)의 일측에서 클램핑 스크류(51)를 조여 견고하게 클램핑되도록 하고는 있지만 캐소드 고정축(40)에서도 캐소드 클램프(50)에 고정된 부위의 양측으로 너트(42)를 구비하여 이들 너트(42)를 캐소드 클램프(50)측으로 나사 결합되도록 하면서 캐소드 클램프(50)에 긴밀하게 면밀착되게 함으로써 캐소드 고정축(40)에 의해서도 캐소드 클램프(50)를 클램핑시키도록 하는 것이다.As shown in the drawing, the cathode fixing shaft 40 is inserted horizontally through the upper portion of the cathode clamp 50 while tightening the clamping screw 51 on one side of the cathode clamp 50 so as to firmly clamp the cathode fixing shaft ( 40 also has nuts 42 on both sides of the portion fixed to the cathode clamp 50 so that these nuts 42 are screwed to the cathode clamp 50 side closely to closely contact the cathode clamp 50. The cathode clamp 50 is also clamped by the cathode fixing shaft 40.

이를 보다 상세하게 설명하면 캐소드 클램프(50)에 결합하기 전에 먼저 캐소드 고정축(40)에 우선 하나의 너트(42)를 나사 결합하고, 캐소드 클램프(50)에 캐소드 고정축(40)을 결합한다.In more detail, before coupling to the cathode clamp 50, first, one nut 42 is screwed to the cathode fixing shaft 40, and the cathode fixing shaft 40 is coupled to the cathode clamp 50. .

캐소드 클램프(50)에 캐소드(20)가 정위치되도록 하면서 캐소드 고정축(40) 을 클램핑 스크류(51)를 조작하여 크램핑한 다음 캐소드 클램프(50)를 관통하여 외측으로 인출되게 한 캐소드 고정축(40)의 인출 단부에 너트(42)를 나사 결합되도록 한다.The cathode fixing shaft 40 was clamped by operating the clamping screw 51 while the cathode fixing shaft 40 was fixed to the cathode clamp 50 and then pulled out to the outside through the cathode clamp 50. The nut 42 is screwed to the lead end of the 40.

이렇게 캐소드 고정축(40)을 캐소드 클램프(50)에 견고하게 고정되도록 한 상태에서 캐소드 고정축(40)의 캐소드 클램프(50) 양측으로 각각 나사 결합한 너트(42)를 반대 방향으로 회전시켜 캐소드 클램프(50)측으로 이동시킨다.The cathode clamping shaft 40 is firmly fixed to the cathode clamp 50, and the nuts 42 screwed to both sides of the cathode clamp 50 of the cathode fixing shaft 40 in opposite directions are rotated in the opposite direction. Move to (50) side.

캐소드 고정축(40)에서 양측의 너트(42)를 이동시켜 캐소드 클램프(50)에 긴밀하게 면밀착되도록 하면 양측의 너트(42) 사이에서 캐소드 고정축(40)에 캐소드 클램프(50)가 견고하게 클램핑되는 상태가 된다.When the nuts 42 on both sides are moved from the cathode fixing shaft 40 to be in close contact with the cathode clamp 50, the cathode clamp 50 is firmly attached to the cathode fixing shaft 40 between the nuts 42 on both sides. Is clamped.

이처럼 본 발명은 캐소드 고정축(40)과 캐소드 클램프(50)가 서로를 클램핑되게 함으로써 캐소드 클램프(50)에 의해서만 캐소드 고정축(40)을 고정시킬 때에 비해 상호 상호 결합력에 의해서 더욱 증강시키게 되는 것이다.As described above, the present invention is further enhanced by mutual coupling force compared to when the cathode fixing shaft 40 and the cathode clamp 50 are clamped to each other, compared to when the cathode fixing shaft 40 is fixed only by the cathode clamp 50. .

이렇게 캐소드 고정축(40)과 캐소드 클램프(50)는 서로를 클램핑시킬 수 있도록 하므로서 공정 수행 중 이온 발생에 의해 캐소드(20)와 캐소드 고정축(40)을 통해 전달되는 고온의 열에 의해서 캐소드 클램프(50)가 열변형되고, 그로 인해 캐소드 고정축(40)의 클램핑력이 저하될 수가 있으나 전술한 바와 같이 캐소드 클램프(50)는 캐소드 고정축(40)에 나사 결합된 양측의 너트(42)에 의해서 면밀착에 의해 견고하게 고정되도록 하고 있으므로 비록 캐소드 클램프(50)에 의한 클램핑력이 저하되더라도 캐소드 고정축(40)에서 너트(42)에 의해 캐소드 클램프(50)를 강력하게 고정하고 있으므로 더 이상 열변형에 의한 캐소드 고정축(40)의 클램핑력 저하 를 방지할 수가 있게 된다.In this way, the cathode fixed shaft 40 and the cathode clamp 50 are able to clamp each other, so that the cathode clamp (by the high temperature heat transmitted through the cathode 20 and the cathode fixed shaft 40 by ion generation during the process). 50 may be thermally deformed, which may lower the clamping force of the cathode fixing shaft 40, but as described above, the cathode clamp 50 may be connected to both nuts 42 screwed to the cathode fixing shaft 40. Since the clamping force of the cathode clamp 50 is lowered because it is firmly fixed by the surface contact, the cathode clamp 50 is strongly fixed by the nut 42 on the cathode fixing shaft 40, so The clamping force of the cathode fixing shaft 40 due to thermal deformation can be prevented from being lowered.

캐소드 고정축(40)과 캐소드 클램프(50)의 상호 결합력을 본 발명에서와 같이 상호 보강되도록 하면 비록 캐소드(20)와 캐소드 고정축(40)과 캐소드 클램프(50)가 이온을 생성하는 공정 수행 중에 고온의 열에 의해서 열화되더라도 캐소드 고정축(40)과 캐소드 클램프(50)간의 클램핑 상태를 안정되게 유지시킬 수가 있게 되므로 보다 안정된 공정 수행을 제공할 수가 있게 된다.If the mutual coupling force between the cathode fixed shaft 40 and the cathode clamp 50 is mutually reinforced as in the present invention, the cathode 20 and the cathode fixed shaft 40 and the cathode clamp 50 perform a process of generating ions. Even if it is deteriorated by high temperature heat, the clamping state between the cathode fixed shaft 40 and the cathode clamp 50 can be stably maintained, thereby providing a more stable process performance.

한편 상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다는 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. On the other hand, while many matters have been described in detail in the above description, they should be construed as illustrative of preferred embodiments rather than to limit the scope of the invention.

따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be defined by the described embodiments, but should be determined by the technical spirit described in the claims.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 캐소드를 지지하는 동시에 그라운드 라인을 이루도록 구비되는 캐소드 고정축의 캐소드 클램프에 클램핑되는 부위를 포함하여 외주면에는 나사선을 형성하여 캐소드 클램프에 클램핑되게 한 상태에서 캐소드 클램프의 양측으로부터 캐소드 고정축에 너트가 나사 결합되어 캐소드 클램프를 양측에서 조이면서 면밀착되도록 캐소드 고정축과 캐소드 클램프의 결합 구조를 개선함으로써 공정 수행 중 고온의 열에 의한 캐소드 고정축의 클램핑력 저하와 캐소드의 얼라인 불량을 방지하도록 하는 이점이 있다.As described above, according to the present invention, the outer peripheral surface includes a portion clamped to the cathode clamp of the cathode fixed shaft provided to support the cathode and form a ground line, and a screw thread is formed on the outer circumferential surface to be clamped to the cathode clamp from both sides of the cathode clamp. Improved coupling structure of cathode fixing shaft and cathode clamp so that nuts are screwed to cathode fixing shaft to tighten the cathode clamp on both sides, thereby reducing clamping force of cathode fixing shaft due to high temperature during process and poor alignment of cathode There is an advantage to prevent.

따라서 본 발명은 캐소드를 통한 전자의 방출을 안정화시켜 아크 챔버에서의 이온 발생과 이온 주입 공정을 안정되게 수행할 수 있도록 하는 매우 유용한 효과가 있다.Therefore, the present invention has a very useful effect of stabilizing the emission of electrons through the cathode to stably perform the ion generation and ion implantation process in the arc chamber.

Claims (6)

이온화 공간을 갖는 아크 챔버와; An arc chamber having an ionization space; 상기 아크 챔버의 일측에서 일측면이 개방된 원통 형상의 캐소드와; A cylindrical cathode having one side open at one side of the arc chamber; 상기 캐소드의 일측 단면 중앙으로부터 개방된 타측으로 구비되는 캐소드 고정축과; A cathode fixed shaft provided on the other side opened from the center of one end surface of the cathode; 상기 캐소드 고정축을 상기 캐소드 외측의 일측에서 클램프 스크류를 이용하여 클램핑하는 캐소드 클램프와; A cathode clamp for clamping the cathode fixed shaft using a clamp screw at one side of the cathode; 상기 캐소드의 내측으로 삽입되는 한 쌍의 리드들이 상호 일체로 연결되도록 하여 상기 캐소드의 측단면에 근접하여 구비되는 필라멘트와; A filament provided in close proximity to a side end surface of the cathode such that a pair of leads inserted into the cathode are integrally connected to each other; 상기 필라멘트의 리드들 단부를 각각 클램핑하는 필라멘트 클램프; A filament clamp for clamping ends of the leads of the filament; 상기 캐소드 고정축은,The cathode fixed shaft is, 상기 캐소드 클램프에 클램핑되는 부분을 포함하는 외주면으로 나사선을 형성하고, 한 쌍의 너트를 상기 캐소드 클램프의 양측에서 각각 나사 체결하여 상기 캐소드 클램프와 면간 밀착되게 하여 상기 캐소드 클램프를 클램핑시키도록 하는 이온 소스의 캐소드 클램핑 장치.An ion source is formed with an outer circumferential surface including a portion clamped to the cathode clamp, and an ion source for screwing a pair of nuts on both sides of the cathode clamp to be in close contact with the cathode clamp to clamp the cathode clamp. Cathode clamping device. 제 1 항에 있어서, 상기 캐소드는 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금 재질로 이루어지도록 하는 이온 소스의 캐소드 클램핑 장치.2. The cathode clamping device of claim 1 wherein the cathode is made of molybdenum or molybdenum alloy material. 제 2 항에 있어서, 상기 캐소드는 개방면과 대응되는 삽입단부측 측단면이 가스 이온화 공간으로의 전자 방출을 위해서 텅스텐 또는 텅스텐 합금 재질로 이루어지도록 하는 이온 소스의 캐소드 클램핑 장치.3. The cathode clamping device of claim 2, wherein the cathode is made of a tungsten or tungsten alloy material such that the insertion end side side surface corresponding to the open surface is for electron emission into the gas ionization space. 제 1 항에 있어서, 상기 캐소드 고정축은 텅스텐 재질로 이루어지는 이온 소스의 캐소드 클램핑 장치.The cathode clamping device of claim 1, wherein the cathode fixed shaft is made of a tungsten material. 제 1 항에 있어서, 상기 캐소드 고정축에 체결되는 너트는 내열성을 갖는 카본 재질로 이루어지는 이온 소스의 캐소드 클램핑 장치.The cathode clamping device of claim 1, wherein the nut fastened to the cathode fixed shaft is made of a carbon material having heat resistance. 제 1 항에 있어서, 상기 캐소드 고정축에는 상기 캐소드 클램프를 기준으로 양측에 각각 2개씩의 너트가 축결합되도록 하는 이온 소스의 캐소드 클램핑 장치.The cathode clamping device of claim 1, wherein two nuts are coupled to both sides of the cathode fixing shaft based on the cathode clamp.
KR1020070025957A 2007-03-16 2007-03-16 Apparatus for clamping cathode of ion sourse KR20080084339A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070025957A KR20080084339A (en) 2007-03-16 2007-03-16 Apparatus for clamping cathode of ion sourse

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070025957A KR20080084339A (en) 2007-03-16 2007-03-16 Apparatus for clamping cathode of ion sourse

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20080084339A true KR20080084339A (en) 2008-09-19

Family

ID=40024712

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070025957A KR20080084339A (en) 2007-03-16 2007-03-16 Apparatus for clamping cathode of ion sourse

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20080084339A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100261007B1 (en) Ion generating source for use in an ion implanter
US5703372A (en) Endcap for indirectly heated cathode of ion source
US8330127B2 (en) Flexible ion source
KR100346862B1 (en) Cathode mounting for ion source with indirectly heated cathode
TWI518733B (en) An ion source, ion implantation system and method of generating multiply charged ions in ion source
US20090166554A1 (en) Techniques for providing a multimode ion source
US20110156570A1 (en) Cathode ion source
US8796649B2 (en) Ion implanter
JP2010521765A (en) Front plate for ion source
US8183542B2 (en) Temperature controlled ion source
US9941087B2 (en) Ion source cathode shield
WO2002082489A2 (en) Ion source filament
JP4548523B2 (en) Assembly method for indirectly heated cathode
KR100584791B1 (en) Ion source and ion implanter having the same
KR20080084339A (en) Apparatus for clamping cathode of ion sourse
JP4636087B2 (en) Filament holding structure and ion source including the same
US10217600B1 (en) Indirectly heated cathode ion source assembly
US20110018423A1 (en) Indirect heated cathode of ion implanter
US11961696B1 (en) Ion source cathode
US10923311B1 (en) Cathode for ion source comprising a tapered sidewall
JP2024064927A (en) Ion Source Cathode
KR20100131056A (en) Clamp for filament of ion injecting machine
KR20030040725A (en) Arc chamber for implanter
KR20040069447A (en) Ion source of ion implanter
KR20000024901A (en) Ion source module of ion injector

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