KR19990051380A - 내부 잔류 가스 유출 방지 수단이 구비된 이온주입장치의 소스 쳄버 - Google Patents

Abstract

소스 쳄버 내의 잔류 가스 유출 방지 수단이 구비된 이온주입장치의 소스 쳄버에 관하여 개시한다. 소스 쳄버의 개폐부쪽에 구비되어 소스 쳄버의 개방시, 소스 쳄버 내부의 잔류 가스 이온이 배출되는 것을 방지할 수 있는 수단이 구비된 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 소스 쳄버 내부의 잔류 가스 이온이 배출되는 것을 방지할 수 있는 수단은 상기 소스 쳄버의 개폐부쪽의 외부 상단부에, 그 직하부로 에어를 분사하여 에어 장막을 형성할 수 있는 에어 플레이트 및 상기 에어 플레이트에서 분사된 에어 라인이 배기될 수 있도록 상기 소스 쳄버의 개폐부쪽의 외부 하단부에 배기 플레이트를 구비하는 것이 바람직하다. 한편, 상기 배기 플레이트는 벤츄리 현상을 유발할 수 있는 형상을 갖는 배기관에 연결되면 더욱 바람직하다.

Description

내부 잔류 가스 유출 방지 수단이 구비된 이온주입장치의 소스 쳄버

본 발명은 반도체 제조 장치인 이온주입장치의 소스 쳄버에 관한 것으로서, 특히 이온주입장치의 소스 쳄버 내의 잔류 가스가 외부로 유출되지 않도록 에어 플레이트, 배기 플레이트 및 소정 형상의 배기관이 구비된 소스 쳄버 내의 잔류 가스 유출 방지 수단이 구비된 이온주입장치의 소스 쳄버에 관한 것이다.

반도체 기판에 불순물을 주입하기 위하여 이온주입장치가 이용되고 있다. 이온주입장치는 이온 소스 쳄버, 질량분석기, 가속관, 이온 편향계, 이온 주입실로 구분되며, 전체가 고진공계 중에서 조작된다. 이온 주입 소스로는 화합물의 형태 또는 단체로서 증발시킬 수 있는 것이 사용되고, 붕소, 인, 비소 등에서는 할로겐화물, 수소화물이나 그것들과 수소 등의 혼합 가스가 사용된다. 이러한 이온 소스의 누출은 작업자의 안정성의 측면에서 취급상의 각별한 주의를 요하고 있다.

목적하는 불순물을 이온주입장치의 소정의 경로를 통하여 반도체 기판에 주입하는 첫 번째 단계는 소스 쳄버 내에 구비된 필라멘트의 열전자에 의하여 소스 쳄버 내의 가스를 이온화하는 것이다. 따라서, 이온주입장치가 가동된 이후에는 소스 쳄버 내에는 소정량의 가스 이온들이 잔류하게 된다. 즉, 소스 쳄버 내에서 이온화된 이온들이 전부 반도체 기판으로 전달되는 것이 아니며, 일부는 반도체 기판에 도달하여 반도체 기판 내부로 이온주입되지만, 일부는 소스 쳄버 내부에 잔류하게 된다. 이러한 잔류 이온들은 소스 쳄버를 열고 그 내부의 부품을 교환하는 작업을 수행할 때 진공계로 구성된 이온주입경로에서 진공이 해제됨에 따라 외부로 급격하게 유출되며, 유출된 가스 이온이 작업자에 접촉하게되면 작업자의 안전을 위협하는 요인이 되고 있는 바, 이에 대한 문제 해결 방안이 필요하게 되었다.

이하에서 종래의 이온주입장치의 소스 쳄버에 관하여 첨부도면을 참조하여 설명하고 그 문제점을 살펴보기로 한다.

첨부도면 도 1은 종래의 이온주입장치의 소스 쳄버에 관한 단면도이다.

도 1에 따르면, 소스 쳄버(10)는 진공계를 구성하고 있으며, 참조 부호를 붙여 설명하고 있지는 않지만, 소스 쳄버(10) 내부에는 소스 가스의 이온화를 위한 필라멘트 및 다른 부재들이 구비되어 있으며, 공정 상 교체의 필요성이 있을 때, 소스 쳄버(10)를 개방하여 원하는 부재를 교체하게 된다. 이때, 소스 쳄버(10) 내부는 진공도가 높기 때문에 그 내부의 이온주입공정 진행 후에 잔류하는 가스 이온이 외부로 유출된다. 이렇게 유출된 가스 이온은 작업자의 안전을 위협하는 요인이므로 이에 대한 대책이 요구되고 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이온주입장치의 소스 쳄버를 개방했을 때, 그 내부에 잔류하는 가스 이온의 유출로 작업자의 안전이 위협되는 문제를 해결하는 것으로서, 이를 위하여 소정의 소스 쳄버 내부의 잔류 가스 이온의 배출을 방지할 수 있는 수단이 구비된 이온주입장치의 소스쳄버를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.

도 1은 종래의 이온주입장치의 소스 쳄버에 관한 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 소스 쳄버 내 잔류 가스 유출을 방지할 수 있는 수단이 구비된 이온주입장치의 소스 쳄버에 관한 단면도이다.

도 3은 소스 쳄버 내 잔류 가스 유출을 방지할 수 있는 에어 플레이트의 상세도이다.

도 4는 소스 쳄버 내 잔류 가스 유출을 방지할 수 있는 배기 플레이트의 상세도이다.

도 5는 소스 쳄버 내 잔류 가스 유출을 방지할 수 있는 배기관의 단면도이다.

전술한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제를 달성하기 위한 이온주입장치의 소스 쳄버는 소스 쳄버의 개폐부쪽에 구비되어 소스 쳄버의 개방시, 소스 쳄버 내부의 잔류 가스 이온이 배출되는 것을 방지할 수 있는 수단이 구비된 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 소스 쳄버 내부의 잔류 가스 이온이 배출되는 것을 방지할 수 있는 수단은 상기 소스 쳄버의 개폐부쪽의 외부 상단부에, 그 직하부로 에어를 분사하여 에어 장막을 형성할 수 있는 에어 플레이트 및 상기 에어 플레이트에서 분사된 에어 라인이 배기될 수 있도록 상기 소스 쳄버의 개폐부쪽의 외부 하단부에 배기 플레이트를 구비하는 것이 바람직하다. 한편, 상기 배기 플레이트는 벤츄리 현상을 유발할 수 있는 형상을 갖는 배기관에 연결되면 더욱 바람직하다.

이하, 본 발명의 실시예들을 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어져서는 안된다. 이하의 도면을 참조한 설명은 본 발명의 실시예들은 본 발명과 관련한 산업기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다. 도면 상에서 층이나 영역들의 두께는 명세서의 명확성을 위하여 과장되어진 것이다. 도면상에서 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 또한 어떤 층이 다른 층 또는 기판의 "상부"에 있다라고 기재된 경우, 상기 어떤 층이 상기 다른 층 또는 기판의 상부에 직접 존재할 수도 있고, 그 사이에 제3의 층이 개재되어질 수도 있다.

첨부도면 도 2 내지 도 5는 본 발명에 따른 이온주입장치의 소스 쳄버에 구비된 소스 쳄버 내 잔류 가스 유출을 방지할 수 있는 수단을 설명하기 위한 도면들이다.

도 2는 본 발명에 따른 소스 쳄버 내 잔류 가스 유출을 방지할 수 있는 수단이 구비된 이온주입장치의 소스 쳄버에 관한 단면도이다.

도 2에 따르면, 소스 쳄버(20)의 개폐부의 외부 상단부에 에어 플레이트(25)가 구비되며, 외부 하단부에는 배기 플레이트(30)가 구비되어 있다. 에어 플레이트(25)는 외부에서 연결된 에어 라인(미도시)을 통하여 전달된 에어가 높은 압력으로 그 직하부로 분사된다. 에어 플레이트(25)는 다수 개의 구멍을 구비하여 소스 쳄버(20) 개폐부 외부에 에어 장벽을 형성할 수 있다. 에어 플레이트(25)를 통하여 분사된 고압력의 에어 흐름은 그 하부에 구비된 배기 플레이트(30)를 통하여 배기된다. 한편, 배기 플레이트(30)가 에어를 배기하면서, 소스 쳄버(20) 내부의 잔류 가스 이온도 함께 흡입되어 배기된다. 따라서, 소스 쳄버(20)가 개방되더라도 에어 플레이트(25)와 배기 플레이트(30) 사이에 형성된 에어 장벽이 잔류 가스 이온의 유출을 막으면서, 배기 플레이트(30)를 통하여 배출함으로써 외부에 유출되지 않도록 하며, 특히 외부에서 작업하는 작업자는 잔류 가스에 노출되는 위험이 감소된다. 한편, 배기 플레이트(30)에 연결되는 배기관(미도시)은 벤츄리 효과를 발생할 수 있는 형상을 갖도록 함으로써 배기를 위한 별도의 펌프를 구비하지 않고도 목적하는 바를 실현할 수 있다. 이로써, 이온주입장치의 소스 쳄버를 개방하여 그 내부를 보수하거나 내부 부품을 교체하는 작업자의 안전을 확보할 수 있다.

도 3은 소스 쳄버 내 잔류 가스 유출을 방지할 수 있는 에어 플레이트의 상세도이다. 도 3에 따르면, 에어 플레이트(도 2의 25)의 하방에 에어가 분사될 수 있는 분사구가 형성되어 있음을 알 수 있다.

도 4는 소스 쳄버 내 잔류 가스 유출을 방지할 수 있는 배기 플레이트의 상세도이다. 도 4에 따르면, 에어 플레이트(도 2의 25)에서 그 직하부로 분사된 에어가 소스 쳄버(20) 개폐부의 외부에 에어 장벽이 형성되도록 구비된 배기 플레이트(도 2의 30)의 상방에 에어를 흡입할 수 있는 배기구가 형성되어 있음을 알 수 있다. 한편, 상기 배기구는 소스 쳄버(도 2의 20)의 내부를 향하도록 소정의 각도로 구비되어 있다. 이는 소스 쳄버 내부의 잔류 가스가 에어 장벽의 에어 흐름의 배기시, 함께 배출될 수 있도록 하기 위한 것이므로 각도의 조절도 본 발명의 중요한 요인이 될 수 있으며, 이를 굳이 한정하자면, 수직 방향을 기준하여 0。 내지 45。 정도의 범위에서 조절하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 배기구는 에어 장벽의 에어 흐름에 대한 배기 목적 외에도 소스 쳄버 내의 잔류 가스 이온의 배기구로도 작용하기 때문에 두 가지 목적을 위한 적절한 조절이 필요하다.

도 5는 소스 쳄버 내 잔류 가스 유출을 방지할 수 있는 배기관의 단면도이다. 도 5에 따르면, 벤츄리 현상을 일으킬 수 있는 형상을 갖는 배기관으로서, 이는 배기 플레이트(도 2의 30)에 연결되는 부재이다. 상기 배기관은 배기 효과를 발생시키기 위하여 별도의 펌프를 사용하지 않고도 벤츄리 효과를 이용함으로써 배기 효과를 달성할 수 있는 이점이 있으므로 장비의 단순화를 이룰 수 있는 장점이 있다.

이상의 첨부 도면을 참조하여 설명한 본 발명의 실시예들은 최적의 실시예들이다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 상세하게 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용한 것이 아니다.

전술한 본 발명은 이온주입공정이 진행된 후, 이온주입장치의 소스 쳄버에 잔류된 가스 이온이 외부로 유출되어 작업자의 안전을 위협하는 요소를 제거한 것으로서, 소스 쳄버 개폐부의 외부 상단부와 하단부에 에어 플레이트와 배기 플레이트를 구비하여 에어 장벽을 형성함으로써, 소스 쳄버 개방시 압력차에 의하여 외부로 잔류 가스 이온이 유출되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 작업자의 안전이 보호되면서, 반도체 제조 장치의 효율적인 보수를 진행할 수 있어 공정 효율을 향상할 수 있다.

Claims (3)

1. 소스 쳄버의 개폐부쪽에 구비되어 소스 쳄버의 개방시 소스 쳄버 내부의 잔류 가스 이온이 배출되는 것을 방지할 수 있는 수단이 구비된 것을 특징으로 하는 이온주입장치의 소스 쳄버.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 소스 쳄버 내부의 잔류 가스 이온이 배출되는 것을 방지할 수 있는 수단은 상기 소스 쳄버의 개폐부쪽의 외부 상단부에, 그 직하부로 에어를 분사하여 에어 장막을 형성할 수 있는 에어 플레이트 및 상기 에어 플레이트에서 분사된 에어 라인이 배기될 수 있도록 상기 소스 쳄버의 개폐부쪽의 외부 하단부에 배기 플레이트를 구비하는 것을 특징으로 하는 이온주입장치의 소스 쳄버.
3. 제2 항에 있어서,

   상기 배기 플레이트는 벤츄리 현상을 유발할 수 있는 형상을 갖는 배기관에 연결된 것을 특징으로 하는 이온주입장치의 소스 쳄버.