KR100485580B1 - 이온주입장치의 패러데이 컵 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이온주입장치의 패러데이 컵에 관한 것이다.

본 발명의 패러데이 컵은, 사각의 틀 형상으로 상부면은 중심부를 기준으로 소정 넓이로 일부 개구되어 있으며, 전면부와 후면부는 전체가 개방된 전자석의 본체와; 상기 본체의 일측단에 전기적으로 연결 설치되어 상기 전자석 본체의 후면부와 전면부의 통과시 발생하는 기전력의 변화를 측정하는 기전력 감지기로; 구성된 것을 특징으로 한다. 따라서 패러데이 컵의 형상 변경으로 2차 전자가 발생되는 것이 방지되어 정확한 이온빔의 측정이 가능하고, 웨이퍼의 포토레지스터 번 현상이 방지 또는 최소화되는 효과가 있다.

Description

이온주입장치의 패러데이 컵{FARADAY CUP OF AN ION IMPLANTING APPARATUS}

본 발명은 반도체 이온주입장치의 패러데이 컵에 관한 것으로써, 패러데이 컵의 충돌에 의한 2차 전자의 발생을 방지하여 정확한 이온빔의 측정이 가능한 이온주입장치의 패러데이 컵에 관한 것이다.

고집적화되어가는 반도체 디바이스(semiconductor device)의 제조에서 원하는 이온(ion)을 반도체 웨이퍼(semiconductorwafer)내에 주입하기 위한 반도체 이온 주입 장치(semiconductor ion-implanting apparatus)는 진공 장치, 이온 공급 장치(ion-supplyingapparatus), 이온 추출 장치(ion extracting apparatus), 스캐닝 장치(scanning apparatus), 이온-주입 장치(ion-injecting apparatus)로 구성되어 있다.

상기 각각의 요소들(elements)은 각각의 프로세서를 진행하는 데 있어서, 적절한 수준으로 고압을 제공받는다. 이러한 장치들을 통해서, 상기 이온은 소스 가스(source gas)를 제공받는 이온 생성부(ion generating section)로부터 공급된 전압을 이용하여 발생된다. 상기 발생된 이온은 추출되어 상기 반도체 웨이퍼의 내부로 주입된다.

특히나 상기 이온 주입 장치중에서 원하는 이온을 반도체 웨이퍼에 주입시키는 공정이 진행되는 진공 챔버에는, 이온 빔의 프로파일(profile)을 잡아주기 위한 패러데이 컵(faraday cup)이 있다. 패러데이 컵은 진공 챔버의 내부에서 이동가능하도록 샤프트와 연결되어 있다. 샤프트는 진공 챔버의 외부에서 기어(gear)와 연결되어 있으며, 상기 기어는 모터(motor)로부터 구동력을 얻게 된다. 그래서 상기 모터로부터 구동되는 기어가 상기 샤프트를 움직이게되고 상기 샤프트의 움직에 의해서 상기 패러데이 컵이 상기 진공 챔버의 내부에서 이동가능하도록 하는 구조를 가지고있다.

도 1은 종래의 이온주입장치의 패러데이 컵의 개략적인 구성도이다. 도시된 바와 같이, 패라데이 컵(1)은 이온빔의 패스에 위치된 그래파이트(graphit) 재질의 컵으로서 일측의 중심부가 개방되어 있다. 상기 개방부를 통하여 주입된 이온빔을 측정하기 위해 제공된다.

그리고 패러데이 컵(1)의 하단으로 양이온을 모으기 위한 바이어스 링(2)이 설치되고, 바이어스 링(2) 상에 음이온의 이동시 발생하는 커런트(current)를 측정하기 위한 카운트 모드(3)가 설치된다.

그러나 이온주입공정이 이루어지는 동안 양이온이 개구부를 통하여 패러데이 컵에 충돌하고, 이 후 튕겨저나간 일부 이온들이 패러데이 컵 내에서 재충돌하여 2차 전자가 발생한다. 2차 전자의 발생은 이온빔의 정확한 측정이 이루어지지 못하게 되어 이온주입이 너무 적게 또는 너무 과다하게 될 수 있고, 이온주입이 특정부위에 집중되는 현상에 기인하여 웨이퍼 상의 포토레지스트 막의 번(burn)이 발생될 수 있는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 결점을 해소시키기 위하여 안출된 것으로서, 패러데이 컵의 형상 변경으로 2차 전자가 발생되는 것을 방지한 이온주입장치의 패러데이 컵을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 반도체 이온주입장치의 패러데이 컵에 있어서; 상기 패러데이 컵은, 사각의 틀 형상으로 상부면은 중심부를 기준으로 소정 넓이로 일부 개구되어 있으며, 전면부와 후면부는 전체가 개방된 전자석의 본체와; 상기 본체의 일측단에 전기적으로 연결 설치되어 상기 전자석 본체의 후면부와 전면부의 통과시 발생하는 기전력의 변화를 측정하는 기전력 감지기로; 구성된 것을 특징으로 하는 이온주입장치의 패러데이 컵을 제공한다.

본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 아래에 기술되는 발명의 바람직한 실시 예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 이온주입장치의 패러데이 컵의 구성도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 패러데이 컵(10)은 사각 틀 형상을 이루는 전자석의 본체(20)와 기전력 감지기(30)로 구성된다.

본체(20)의 상부면은 중심부를 기준으로 소정 넓이로 일부 개구되어 있으며, 본체(20)의 전면부(22)와 후면부(24) 전체가 관통되도록 개방되는 형상을 가진다.

그리고 본체(20)의 일측단에, 상기 본체의 후면부(24)와 전면부(22)를 통과하여 발생하는 기전력의 변화를 측정하는 기전력 감지기(30)가 전기적으로 연결 설치된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 이온주입장치의 패러데이 컵의 작용을 설명하면 다음과 같다.

주입되는 양이온은 본체(20)의 후면부(24)를 지나 전면부(22)를 통과하게 된다. 이 때 전자석 본체(10)에 양이온이 지나가게 되면 기전력이 발생한다.

따라서 본체(10)에 연결된 기전력 감지기(30)로 하여 발생된 기전력이나 자계의 변화를 측정하면 이온빔이 지나가는 크기를 수치로 변환하여 측정하게 된다.

이처럼 종래의 패러데이 컵에 충돌하여 발생되는 2차 전자의 발생을 원천적으로 차단하여 이온빔의 정확한 측정이 가능하다.

이상, 상기 내용은 본 발명의 바람직한 일실시 예를 단지 예시한 것으로 본 발명의 당업자는 본 발명의 요지를 변경시킴이 없이 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있음을 인지해야 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 이온주입장치의 패러데이 컵은, 패러데이 컵의 형상 변경으로 2차 전자가 발생되는 것이 방지되어 정확한 이온빔의 측정이 가능하고, 웨이퍼의 포토레지스터 번 현상이 방지 또는 최소화되는 효과가 있다.

도 1은 종래의 이온주입장치의 패러데이 컵의 개략적인 구성도이고,

도 2는 본 발명에 따른 이온주입장치의 패러데이 컵의 구성도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 패러데이 컵 20 : 본체

22 : 전면부 24 : 후면부

30 : 기전력 감지부

Claims (1)

1. 반도체 이온주입장치의 패러데이 컵에 있어서;

   상기 패러데이 컵은,

   사각의 틀 형상으로 상부면은 중심부를 기준으로 소정 넓이로 일부 개구되어 있으며, 전면부와 후면부는 전체가 개방된 전자석의 본체와;

   상기 본체의 일측단에 전기적으로 연결 설치되어 상기 전자석 본체의 후면부와 전면부의 통과시 발생하는 기전력의 변화를 측정하는 기전력 감지기로; 구성된 것을 특징으로 하는 이온주입장치의 패러데이 컵.