KR20110067488A - 이온 주입 시스템 - Google Patents
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Abstract
이온 주입 시스템이 제공된다. 이온 빔을 발생시키는 이온 발생부; 및 상기 이온 발생부로부터 발생된 이온 빔이 조사되는 가공물이 내부에 위치되며, 상기 이온 발생부로부터 발생된 이온 빔이 내부로 주입되는 이온 주입 챔버를 포함하고, 상기 이온 발생부는 상기 가공물의 상부측으로 이온을 조사하는 제 1 이온 발생부 및 상기 가공물의 하부측으로 이온을 조사하는 제 2 이온 발생부를 포함하는 이온 주입 시스템은, 이온 발생부가 주입 가공물의 이송 방향에 대하여 엇갈리게 배열되어 있어 큰 크기의 가공물도 한번에 전체적으로 이온 주입 가능하다.
이온, 주입, 직렬, 기판, 가공물
Description
본 발명은 이온 주입 시스템에 관한 것으로, 보다 상세히 대규모의 유리 기판에 이온을 주입할 수 있는 이온 주입 시스템에 관한 것이다.
이온 주입은, 반도체 웨이퍼나 유리 기판 위에 증착된 박막과 같은 가공물로 전도율을 변경시키는 도펀트(dopant)를 도입하는데 사용하는 상용화된 표준 기술이다.
종래 이온 주입 시스템은 이온 소스(ion source)를 포함하는데, 상기 이온 소스는 소정의 도펀트 요소를 이온화한 후, 이 이온화된 요소가 규정된 에너지의 이온 빔을 형성하도록 가속시킨다. 그 후, 상기 이온 빔은 가공물의 표면으로 향해진다.
통상적으로, 이온 빔의 활성 이온(energetic ions)은 대부분의 가공물을 관통하여 재료의 결정 격자에 임베드(embed)되어 소정의 전도율을 갖는 영역을 형성한다.
이온 주입 공정은 통상적으로, 가공물 처리 장치(workpiece handling assembly), 가공물 지지 장치 및 이온 소스를 둘러싸는 고 진공, 기밀 공정실에서 수행된다. 이러한 고 진공 환경은 가스 분자와의 충돌로 인해 이온빔이 분산되는 것을 방지하고, 또한 공기로 운반되는 입자들에 의해 가공물이 오염될 위험성을 최소화한다.
종래의 이온 주입 시스템의 문제점은, 하나의 가공물을 처리함에 있어 가공물을 연속적인 방식으로 처리시 시간이 소요된다는 것이다.
특히, 근래에는 디스플레이 장치의 크기가 4세대를 지나 6세대 및 8세대로 커지고 있다. 이와 같이 커지는 디스플레이 장치를 제조하는 공정에 있어서 큰 크기(예를 들어 제 8세대)의 유리 기판에 이온을 주입하기 위하여는 하나의 유리 기판을 왕복시켜 이온 주입 공정을 반복해야만 하기 때문에, 이온 주입 공정을 반복함에 따라 큰 크기의 유리 기판에 이온을 주입하는 공정은 택트 타임(tact time)이 많이 소요된다.
한편, 가공물, 예를 들어 유리 기판의 이온 주입 공정에 있어서, 가공물의 크기가 커질 경우 이온 소스의 크기도 그에 맞추어 커지면, 가공물이 이온 소스를 한번만 지나도 1회의 공정으로 가공물에 이온을 주입하는 공정이 완료될 수 있으나, 가공물의 크기에 맞도록 이온 빔의 크기를 크게 하기 위하여는 이온 소스의 크기가 커져야 하므로 비용 및 공간적인 면에 있어서 효율적이지 못하다. 따라서, 지금까지 개발된 이온 소스의 크기는 점점 커져가는 가공물의 크기를 따라가지 못하고 있는 실정이다.
따라서, 이온 주입 시스템의 공통적인 목표는 시스템의 처리량을 증가시킴으로써 이러한 요구들을 충족시키는 것이다. 그러나, 기존의 시스템은 이러한 제조 및 가격에 대한 요구를 충분히 충족시킬 수 없었기 때문에 이와 같은 환경 속에서 점점 커져가는 디스플레이 장치의 크기에 맞도록 이온을 주입할 수 있는 이온 주입 시스템의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 필요성에 의하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 큰 크기의 가공물에 이온을 주입할 수 있는 이온 주입 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 이온 빔을 발생시키는 이온 발생부; 및 상기 이온 발생부로부터 발생된 이온 빔이 조사되는 가공물이 내부에 위치되며, 상기 이온 발생부로부터 발생된 이온 빔이 내부로 주입되는 이온 주입 챔버를 포함하고, 상기 이온 발생부는 상기 가공물의 상부측으로 이온을 조사하는 제 1 이온 발생부 및 상기 가공물의 하부측으로 이온을 조사하는 제 2 이온 발생부를 포함하는, 이온 주입 시스템이 제공된다.
이 때, 상기 가공물이 상기 이온 빔의 주입 방향에 수직하게 이동가능하도록 상기 이온 주입 챔버 내에 설치되는 가공물 이송 가이드부를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 제 1 및 제 2 이온 발생부는 각각 횡방향으로 동일 높이에 나란하게 배열된 복수의 이온 발생기를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 복수의 이온 발생기는 2개로 구성될 수 있다.
이 때, 상기 제 1 이온 발생부의 복수의 이온 발생기 및 상기 제 2 이온 발생부의 복수의 이온 발생기는 이웃하는 이온 발생기가 서로 엇갈리게 배열될 수 있다.
한편, 상기 가공물이 횡방향으로 이동할 때, 상기 가공물은 상기 제 1 이온 발생부의 이온 발생기로부터 발생한 이온이 먼저 유입되도록 형성될 수 있다.
한편, 상기 가공물이 횡방향으로 이동될 때, 상기 가공물은 상기 제 2 이온 발생부의 이온 발생기로부터 발생한 이온이 먼저 유입되도록 형성될 수 있다.
이 때, 상기 제 1 이온 발생부에 의하여 발생한 이온 빔이 가공물에 주입되는 영역 및 상기 제 2 이온 발생부에 의하여 발생한 이온 빔이 가공물에 주입되는 영역은 겹치지 않도록 형성될 수 있다.
이 때, 상기 이온 주입 챔버의 일측면에는 상기 제 1 및 제 2 이온 발생부로부터 각각 이온 빔이 유입되는 복수의 슬릿이 형성된다.
이 때, 상기 슬릿은 폭 5.5mm 및 높이 1,250mm 로 형성될 수 있다.
한편, 상기 이온 발생부는 하우징; 상기 하우징 내부에 형성되며 상기 기판에 주입하기 원하는 이온종을 포함한 플라즈마를 발생시키는 이온 발생부; 상기 이온 발생부로 전원을 공급하는 전원 공급부; 상기 이온 빔을 질량 분리하기 위한 질량 분리부; 상기 질량 분리부로부터 분리된 이온들을 가속시키는 이온 가속부 및 상기 하우징의 일측에 형성되며, 상기 이온 가속부에서 가속된 이온들을 상기 이온 주입 챔버로 주입시키는 슬릿이 형성된 개구부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이온 주입 시스템은 이온 발생기가 주입 가공물의 이송 방향에 대하여 엇갈리게 배열되어 있어 큰 크기의 가공물도 이온 주입 챔버 내부를 지나는 동안 한번의 공정으로 이온 주입이 완료될 수 있어, 이온 주입 공정 의 택트 타임이 현저하게 줄어드는 효과가 있다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 주입 시스템의 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 주입 시스템의 평면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 주입 시스템(10)은 제 1 및 제 2 이온 발생부(12, 14)와 이온 주입 챔버(20)를 포함한다.
제 1 및 제 2 이온 발생부(12, 14)는 이온 주입 챔버(20)로 이온을 주입하기 위하여 이온을 생성하는 이온 발생기를 포함한다.
이 때, 제 1 이온 발생부(12)는 기판(2)의 상부측으로 이온을 주입하기 위한 이온 발생기를 포함하며, 제 2 이온 발생부(14)는 기판(2)의 하부측으로 이온을 주입하기 위한 이온 발생기를 포함한다. 이 때, 본 명세서에서 기판의 상부측이란 기판의 높이 방향으로 중심으로부터 그 윗부분를 의미하며, 기판의 하부측이란 기판의 높이 방향으로 중심으로부터 그 아랫부분을 의미하는 것으로 규정한다.
보다 상세히, 제 1 이온 발생부(12)는 기판(2)의 상부측에 이온을 주입하도록 형성되며 서로 나란하게 배열된 복수의 이온 발생기를 포함한다. 본 실시예에서 제 1 이온 발생부(12)는 제 1 및 제 3 이온 발생기(110, 130)를 포함하도록 구성된다.
또한, 제 2 이온 발생부(14)는 기판의 하우측에 이온을 주입하도록 형성되며, 서로 나란하게 배열된 복수의 이온 발생기를 포함한다. 본 실시예에서 제 2 이온 발생부(14)는 제 2 및 제 4 이온 발생기(120, 140)를 포함한다.
4개의 이온 발생기(110, 120, 130, 140)는 각각 가공물에 주입되는 이온을 발생시키도록 형성되며, 이온 주입 가공물의 진행 방향(도 1에서 볼 때, 좌측에서 우측 방향)으로 볼 때 이온 주입 챔버의 외측 벽면(25)에 상하로 엇갈리게 배열된다.
보다 상세히, 제 1 이온 발생기(110) 및 제 3 이온 발생기(130)는 이온 주입 가공물의 상부측에 이온을 주입하기 위하여 이온 주입 챔버의 측벽(25)의 상부 측에 바닥면으로부터 소정의 높이로 설치된다.
또한, 제 2 및 제 4 이온 발생기(120, 140)는 이온 가공물의 하부측에 이온을 주입하기 위하여 이온 주입 챔버의 측벽(25)의 하부측에 설치된다.
상기 4개의 이온 발생기(110, 120, 1330, 140)는 이온 주입 챔버의 측벽(25)에 개구부(116, 126, 136, 146)가 접하고, 개구부(116, 126, 136, 146)가 접한 이온 주입 챔버의 측벽(25)에 슬릿(도 4a의 117, 127, 137, 147)이 형성됨으로써 이온 발생기의 이온 소스로부터 발생한 이온이 이온 주입 챔버(20)의 내부로 주입될 수 있다.
도 3에는 제 1 이온 발생기(110)의 내부를 구성하는 구성요소들이 개략적으로 도시되어 있다. 제 2 내지 제 4 이온 발생기(120, 130, 140)는 제 1 이온 발생기와 동일한 구조로 구성될 수 있는 바, 이하에서는 제 1 이온 발생기(110)에 대한 구조만을 설명하도록 한다.
도 3을 참조하면, 이온 발생기(110)는 하우징(111), 전원공급부(112), 이온 소스(113), 질량 분리부(114) 및 이온 가속부(115)를 포함한다.
하우징(111)은 이온 발생기(110)를 구성하는 구성요소들을 둘러싸는 몸체를 형성한다.
전원 공급부(112)는 이온 소스(113) 및 이온 발생기(110) 내부의 구성요소들로 전원을 공급한다.
이온 소스(ion source) (113)는 기판에 주입할 원하는 이온 종을 포함한 플라즈마를 발생시키는 이온 발생원이다.
질량 분리부(114)는 이온 빔(118)을 질량 분리하기 위한 질량 분리 전자석으로 형성된다. 이온 소스(113)로부터 나온 이온은 질량 분리부(114)를 지나는 동안 전자석에 의하여 원호형으로 휘어진 경로를 그리며, 그 과정에서 이온들은 질량에 따라 분리된다.
이온 가속부(115)는 질량 분리부(114)로부터 분리된 이온들을 가속시킨다.
이온 가속부(115)에서 가속된 이온들을 하우징(111)의 일측에 설치된 개구부(116)의 슬릿(117)을 통하여 이온 주입 챔버(20)로 주입된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 4개의 이온 발생기(110, 120, 130, 140)가 이온 주입 챔버(20)의 측벽(25)에 연결되는 바, 이온 주입 챔버(20)의 일 측벽(25)에 는 4개의 이온 발생기의 각각의 개구부(116, 126, 136, 146)와 연결된 4개의 슬릿(117, 127, 137, 147)이 형성되어 있다.
이 때, 본 실시예에서, 도 5을 참조하면, 슬릿(117)의 크기는 가로(w) 5.5mm 및 세로(h) 1,250 mm 의 높이를 갖는다.
이와 같이 슬릿(117)의 세로 높이가 1,250mm로 형성될 경우 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 주입 시스템(10)을 이용하여 상부측과 하부측의 높이 총합이 2,500mm인 제 8세대 기판(2200mm X 2500mm)을 1회 공정으로 이온 주입할 수 있다.
다시, 도 1 및 도 2를 참조하면, 이온 발생기로부터 이온이 주입되는 이온 주입 챔버(20)는 챔버 하우징(22), 기판 이송 가이드부(24)를 포함한다.
챔버 하우징(22)은 기판(2)이 그 내부에서 이송되는 동안 이온 발생기로부터 이온이 주입되도록 진공 상태가 유지되는 공간을 형성한다.
챔버 하우징(22)의 외부 일측에는 기판(2)을 로딩하여 이온 주입 챔버(20)로 이송하기 위한 로딩 챔버(30)가 설치된다.
로딩 챔버(30)의 외부 타측에는 기판을 이온 주입이 완료된 기판을 언로딩하는 언로딩 챔버(40)가 설치된다.
한편, 챔버 하우징(22)의 내부(23)에는 기판을 이송하기 위한 기판 이송 가이드부(24)가 형성된다.
이 때, 기판 이송 가이드부(24)는 기판이 이송되는 이송 가이드 및 기판을 이송하기 위한 기판 이송 장치(미도시)를 포함할 수 있다. 이에 따라 로딩 챔버(30)로부터 이온 주입 챔버(20)의 일측으로 들어온 기판(2)은 이송 가이드부(24)에 의 하여 이송되어 이온 주입 챔버(20)의 타측을 통하여 언로딩 챔버(40)로 배출된다.
도 1에는 기판 이송 가이드부(24), 로딩 챔버(20) 및 언로딩 챔버(40)가 도면의 간략화를 위하여 간략하게 도시되어 있으나, 이온 주입 챔버(20) 내에서 기판(2)을 이송하는 기판 이송 가이드부(24), 이온 주입 챔버(20)로 기판(2)이 로딩/언로딩되는 로딩 챔버(30) 및 언로딩 챔버(40)는 공지된 형태의 다양한 기판 이송 장치 및 로딩/언로딩 챔버로 구현될 수 있는 바, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명은 생략하도록 한다.
한편, 이온 주입 챔버(20)를 통과하는 기판(2)은 이온 주입 챔버(20) 내부를 이동하는 동안 복수의 이온 발생기(110, 120, 130, 140)로부터 이온 주입 챔버(20)의 내부로 유입된 이온이 기판(2)의 표면에 조사되어 이온이 기판 표면에 주입되도록 형성된다.
이 때, 이온 주입 챔버(20)는 도시되지 아니한 진공 펌핑 시스템에 연결되어, 기판(2)에 이온이 주입되는 동안 이온 주입 챔버 내부를 진공 상태로 유지할 수 있도록 형성된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 이온 주입 챔버(20)의 상부측과 하부측에 각각 2개씩, 총 4개의 이온 발생기를 설치하는 것은, 현재까지 개발된 1,250mm 이온 발생기의 이온 주입량의 한계를 고려하여 이온이 주입되는 기판(2)에, 예를 들어, 1,250mm 이온 발생기를 이용하여 두 번의 이온 주입을 수행할 수 있도록 함으로써, 이온 주입 챔버(20) 내부를 기판이 1회 지나는 동안 이온 주입 공정이 완료될 수 있도록 하기 위함이다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 주입 시스템(10)을 이용하면, 종래의 이온 주입 공정시 수차례에 걸쳐 기판을 왕복하도록 하던 공정이 1회의 공정으로 줄어들게 되므로, 이온 주입 공정의 택트 타임(tact time)이 종래에 비하여 50% 이상 줄어들게 된다.
이 때, 이온 발생기에 의하여 주입되는 이온의 주입량은 이온 발생기의 성능 및 조건에 따라 변경될 수 있다. 한편, 상부측과 하부측에 설치되는 이온 발생부의 수는 주입되어야 하는 이온의 양에 따라 2개 이상, 예를 들어 3~4개까지 설치될 수도 있다.
또한, 이온 발생기로부터 유입되는 이온의 조사 범위를 규정하는 슬릿의 크기도 이온이 조사되는 기판의 크기에 따라 적절한 크기로 조절될 수도 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 이온 주입 챔버(20) 측벽의 상부측과 하부측에 형성되는 슬릿은 엇갈리게 배열되되 기판의 이송 방향으로 서로 겹치지 않도록 형성되는 것이 바람직하다.
이에 따라, 도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 상호 이웃하는 슬릿들(117, 127137, 147)은 기판의 이송 방향에 수직한 방향으로 소정의 간격(g)만큼 이격되도록 형성된다.
만일 슬릿(2)이 기판의 이송 방향으로 서로 겹치면 횡방향으로 이동하는 기판의 중앙부는 상부측에 설치된 제 1 내지 제 4 슬릿(117, 127, 137, 147)으로부터 유입되는 모든 이온이 주입되어 2번이 아니라 4번의 이온 주입이 있게 되므로, 원하는 양보다 2배의 이온이 기판에 주입되는 바, 품질을 저하시키게 된다.
따라서, 이온 주입 챔버(20)의 상부측에 배치된 슬릿(117, 137)의 하단부는 이동되는 기판(2)의 중심 높이보다 약간 높은 위치에 위치되며 하부측에 배치된 슬릿(127, 147)의 상단부는 이동되는 기판의 중심 높이보다 약간 낮은 위치에 위치되도록 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 도 4a에서 알 수 있는 바와 같이, 이온 주입 챔버(20)의 측벽(25)에 형성되는 제 1 내지 제 4 슬릿은 횡방향으로 상호 간에 소정의 간격(L)으로 이격되어 있는 것이 바람직하다. 이는 제 1 내지 제 4 이온 발생기(110, 120, 130, 140)가 소정의 부피를 갖기 때문에, 제 1 내지 제 4 이온 발생기의 설치 공간을 확보할 수 있도록 하기 위함이다.
본 실시예에서와 같이 제 1 내지 제 4 이온 발생기(110, 120, 130, 140)를 이웃하는 이온 발생기끼리 서로 엇갈리게 배치하면 복수의 이온 발생기의 설치 공간을 가장 최소화시킬 수 있다.
만일, 제 1 내지 제 4 이온 발생기(110, 120, 130, 140)의 설치 공간을 고려하지 않는다면 기판의 이동 방향으로 상부측에 2개의 이온 발생기를 나란히 이웃하게 설치하고 하부측에 2개의 이온 발생기를 나란하게 설치하는 것도 가능할 것이다.
또한, 이온 주입 챔버(20) 측면벽(25)의 상부측에 2개의 이온 발생기를 설치하고, 하부측에 2개의 이온 발생기가 설치될 수 있다면, 다양하게 이온 발생기의 설치 위치를 변경하는 것이 가능할 것이다. 이와 같이 설치할 경우 본 실시예에서 엇갈리게 이온 발생기가 배열된 것보다 이온 발생기가 차지하는 공간이 많아지게 되므로, 이온 주입 챔버가 커지게 될 수 있을 것이다.
한편, 본 실시예에서는 제 1 슬릿(117)이 상부측에 위치되었으나, 제 1 슬릿(117)은 하부측에 위치되는 것도 가능하다.
이와 같이 제 1 슬릿(117)이 하부측에 위치될 경우 이웃하는 슬릿이 서로 상하로 엇갈리게 배열되도록, 제 2 슬릿(127)은 상부측에 위치되며, 제 3 슬릿(137)은 제 1 슬릿과 나란하게 하부측에 위치되고, 제 4 슬릿(147)은 제 2 슬릿과 나란하게 상부측에 위치되도록 형성될 수 있다.
이상과 같은 구성으로 이루어지는 이온 주입 시스템을 이용하여 기판에 이온을 주입하는 과정에 대하여 설명한다.
도 4a 내지 도 4d는 이온 주입 챔버 내부를 지나는 동안 기판에 이온이 주입되는 영역을 도시한 도면이다.
도 4a 내지 도 4d를 참조하면, 로딩 챔버(30)를 통하여 이온 주입 챔버(20)로 유입된 기판(2)은 기판 이동 가이드부(24)에 의하여 이온 주입 챔버(20)의 일측(도 4a에서 볼 때 좌측)으로부터 이온 주입 챔버(20)의 타측(도 4a에서 볼 때 우측)으로 이동된다.
이와 같이 이동되는 동안 이온 주입 챔버(20)는 도시되지 않은 진공 펌핑 시스템에 의하여 진공 상태가 유지된다.
도 4a에서 알 수 있는 바와 같이 횡방향으로 이동되는 기판(2)은 먼저 상부측에 위치한 제 1 이온 발생기(110)로부터 발생된 이온이 유입되는 제 1 슬릿(117)을 지나며, 제 1 슬릿(117)을 지난 기판의 상부측에 이온이 1차로 주입된다.
그 후 기판(2)의 하부측이 제 2 이온 발생기(120)가 형성된 제 2 슬릿()을 지 나면, 기판의 하부측에도 제 2 이온 발생기(120)로부터 발생된 이온이 주입된다. 도 4a 및 도 4b에서 이온이 1회 주입된 영역은 A로 표시되었다.
제 1 및 제 2 이온 발생기로부터 나온 이온은 기판이 제 1 슬릿(117) 및 제 2 슬릿(127)을 지나는 동안 지속적으로 이온을 발생시킨다.
제 1 이온 발생기(110)의 제 1 슬릿(117) 및 제 2 이온 발생기(120)의 제 2 슬릿을 지난 기판은 제 3 이온 발생기(130)의 제 3 슬릿(137) 및 제 4 이온 발생기(140)의 제 4 슬릿(147)을 차례로 지나게 된다.
기판(2)이 제 3 슬릿(137) 및 제 4 슬릿(147)을 지나는 동안 기판(2)의 상부측 및 하부측에 2차로 이온이 주입된다.
도 4c에는 이온이 2차 주입된 기판 영역은 B로, 그리고 이온이 1차 주입된 기판 영역은 A로 표시되어 있다. 이 때, 기판에서 이온이 주입되지 않는 영역은 C 영역으로 표시된다.
본 실시예에서, C 영역은 제 1 및 제 3 슬릿과 제 2 및 제 4 슬릿 사이의 간격(g)에 대응하는 기판의 중앙 영역 및 기판의 상단부 및 하단부이다.
최종적으로 제 4 이온 발생기(140)의 제 4 슬릿(147)을 통과한 기판의 상부측 및 하부측에는 모두 2차례에 걸쳐 이온 주입이 이루어지게 된다.
2차례에 걸친 이온 주입이 완료된 기판은 언로딩 챔버(40)로 배출됨으로써 이온 주입 챔버(20)로부터 빠져나간다.
따라서, 본 실시예에 따른 이온 주입 시스템을 이용하면, 이온 주입 챔버 내부를 1회 지나는 동안 기판(2)의 이온 주입이 완료될 수 있는 바, 이온 주입 공정의 택트 타임이 현저하게 줄어들 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 주입 시스템은 4개의 이온 발생기에서 발생된 이온이 동시에 주입될 수 있는 이온 주입 챔버를 구성하여, 이미 개발된 1,250mm 이온 발생기 4개를 일렬로 상하 엇갈리기 배열함으로써, 8세대 크기의 기판에 이온 주입을 수행할 수 있기 때문에, 보다 용이하게 제 8세대 크기와 같이 크기가 큰 기판에 이온 주입 공정을 수행할 수 있다.
본 실시예에서는 제 8 세대 기판과 같이 큰 크기의 기판에 2차례의 이온 주입을 1회의 공정으로 수행할 수 있는 이온 주입 시스템을 설명하였으나, 본 발명에 따른 이온 주입 시스템은 8세대 기판뿐 아니라 그보다 작은 크기의 기판 혹은 그보다 큰 크기의 기판에 이온을 주입하기 위한 시스템으로 제작될 수 있을 것이다.
예를 들어, 이온 발생기의 슬릿의 크기를 조절함으로써 기판의 크기에 맞도록 이온 주입 시스템을 구성할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예로서, 이온 주입 시스템의 이온 발생부가 3개의 층, 예를 들어, 상부측, 중앙측 및 하부측으로 이온을 주입하는 3개의 이온 발생부로 이루어지도록 시스템을 형성하면 8세대보다 큰 크기의 기판에 이온을 주입할 수 있는 시스템을 구성할 수도 있을 것이다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내 에 든다고 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 주입 시스템의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 주입 시스템의 개략적인 구성을 나타낸 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 주입 시스템의 이온 발생 장치의 내부 구성도이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 주입 시스템을 이용하여 기판에 이온을 주입하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 주입 시스템의 이온 주입 챔버의 내부 측벽의 확대도이다.
-도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명-
2: 기판 10: 이온 주입 시스템
12: 제 1 이온 발생부 14: 제 2 이온 발생부
20: 이온 주입 챔버 30: 로딩 챔버
110: 제 1 이온 주입 장치 117: 제 1 슬릿
120: 제 2 이온 주입 장치 127: 제 2 슬릿
130: 제 3 이온 주입 장치 137: 제 3 슬릿
140 제 4 이온 주입 장치 147: 제 4 슬릿
118, 128, 138, 148: 이온 빔
Claims (11)
- 이온 빔을 발생시키는 이온 발생부; 및상기 이온 발생부로부터 발생된 이온 빔이 조사되는 가공물이 내부에 위치되며, 상기 이온 발생부로부터 발생된 이온 빔이 내부로 주입되는 이온 주입 챔버를 포함하고,상기 이온 발생부는 상기 가공물의 상부측으로 이온을 조사하는 제 1 이온 발생부 및 상기 가공물의 하부측으로 이온을 조사하는 제 2 이온 발생부를 포함하는, 이온 주입 시스템.
- 제 1항에 있어서,상기 가공물이 상기 이온 빔의 주입 방향에 수직하게 이동가능하도록 상기 이온 주입 챔버 내에 설치되는 가공물 이송 가이드부를 포함하는, 이온 주입 시스템.
- 제 1항에 있어서,상기 제 1 및 제 2 이온 발생부는 각각 횡방향으로 동일 높이에 나란하게 배열된 복수의 이온 발생기를 포함하는, 이온 주입 시스템.
- 제 3항에 있어서,상기 복수의 이온 발생기는 2개로 구성되는, 이온 주입 시스템.
- 제 3항에 있어서,상기 제 1 이온 발생부의 복수의 이온 발생기 및 상기 제 2 이온 발생부의 복수의 이온 발생기는 이웃하는 이온 발생기가 서로 엇갈리게 배열되는, 이온 주입 시스템.
- 제 1항에 있어서,상기 가공물이 횡방향으로 이동할 때, 상기 가공물은 상기 제 1 이온 발생부의 이온 발생기로부터 발생한 이온이 먼저 유입되도록 형성되는, 이온 주입 시스템.
- 제 1항에 있어서,상기 가공물이 횡방향으로 이동될 때, 상기 가공물은 상기 제 2 이온 발생부의 이온 발생기로부터 발생한 이온이 먼저 유입되도록 형성되는, 이온 주입 시스템.
- 제 1항에 있어서,상기 제 1 이온 발생부에 의하여 발생한 이온 빔이 가공물에 주입되는 영역 및 상기 제 2 이온 발생부에 의하여 발생한 이온 빔이 가공물에 주입되는 영역은 겹치지 않도록 형성되는, 이온 주입 시스템.
- 제 1항에 있어서,상기 이온 주입 챔버의 일측면에는 상기 제 1 및 제 2 이온 발생부로부터 각각 이온 빔이 유입되는 복수의 슬릿이 형성되는, 이온 주입 시스템.
- 제 9항에 있어서,상기 슬릿은 폭 5.5mm 및 높이 1,250mm 로 형성되는, 이온 주입 시스템.
- 제 1항에 있어서,상기 이온 발생부는하우징;상기 하우징 내부에 형성되며 상기 기판에 주입할 원하는 이온종을 포함한 플 라즈마를 발생시키는 이온 발생부;상기 이온 발생부로 전원을 공급하는 전원 공급부;상기 이온 빔을 질량 분리하기 위한 질량 분리부;상기 질량 분리부로부터 분리된 이온들을 가속시키는 이온 가속부 및상기 하우징의 일측에 형성되며, 상기 이온 가속부에서 가속된 이온들을 상기 이온 주입 챔버로 주입시키는 슬릿이 형성된 개구부를 포함하는, 이온 주입 시스템.
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