KR100584791B1 - 이온 소스 및 이를 갖는 이온 주입 장치 - Google Patents
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Abstract
반도체 기판에 주입하기 위한 이온들을 생성하는 이온 소스와 이를 갖는 이온 주입 장치에 있어서, 상기 이온 소스는 가스 이온화 공간을 제공하기 위한 아크 챔버와, 상기 아크 챔버 내부로 가스를 공급하기 위한 가스 공급부와, 상기 이온화 공간 내에서 가스 분자들을 이온화시키기 위하여 전자들을 방출하는 캐소드 어셈블리와, 상기 캐소드 어셈블리를 가열하기 위한 필라멘트와, 상기 캐소드 캡과 상기 엔드 플레이트 사이에서 전기적인 절연이 유지되도록 상기 캐소드 어셈블리를 지지하기 위하여 상기 아크 챔버의 엔드 플레이트에 장착되는 마운팅 어셈블리를 포함할 수 있다. 상기 마운팅 어셈블리는 아크 챔버로부터 이격되어 배치되는 캐소드 서포트 플레이트와, 상기 캐소드 서포트 플레이트와 아크 챔버 사이의 간격과 전기적인 절연이 유지되도록 상기 캐소드 서포트 플레이트와 아크 챔버 사이에 결합되는 다수의 절연체 스페이서들을 포함한다. 따라서, 상기 캐소드 어셈블리와 아크 챔버 사이의 전기적인 절연이 안정적으로 유지될 수 있다.
Description
도 1은 종래의 이온 소스를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 종래의 이온 소스를 설명하기 위한 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 소스를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 이온 소스를 설명하기 위한 정면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 스페이서들을 설명하기 위한 단면도이다.
도 6은 도 3에 도시된 이온 소스와 연결된 파워 소스들을 설명하기 위한 개략도이다.
도 7은 도 3에 도시된 캐소드 서포트 플레이트를 설명하기 위한 단면도이다.
도 8은 도 7에 도시된 캐소드 서포트 플레이트의 다른 예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 9 내지 도 11은 도 3에 도시된 필라멘트를 장착하는 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 12는 도 3에 도시된 이온 소스를 갖는 이온 주입 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 이온 주입 장치 200 : 이온 소스
210 : 아크 챔버 230 : 가스 공급부
240 : 캐소드 어셈블리 242 : 캐소드 튜브
244 : 캐소드 캡 250 : 마운팅 어셈블리
252 : 캐소드 서포트 플레이트 254 : 절연체 스페이서
258 : 스토퍼 260 : 필라멘트
270 : 필라멘트 클램프 272 : 캐소드 클램프
300 : 엔드 스테이션 유닛 400 : 전송 유닛
본 발명은 이온 소스 및 이를 갖는 이온 주입 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 반도체 기판에 대한 이온 주입 공정을 위한 이온빔을 형성하기 위한 이온들을 방출하는 이온 소스 및 이를 갖는 이온 주입 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 장치는 실리콘웨이퍼와 같은 반도체 기판 상에 전기적인 회로를 형성하는 팹(Fab) 공정과, 상기 팹 공정에서 형성된 반도체 장치들의 전기적인 특성을 검사하는 EDS(electrical die sorting)공정과, 상기 반도체 장치들을 각각 에폭시 수지로 봉지하고 개별화시키기 위한 패키지 조립 공정을 통해 제조된다.
상기 팹 공정은 반도체 기판 상에 막을 형성하기 위한 막 형성 공정과, 상기 막을 평탄화하기 위한 화학적 기계적 연마 공정과, 상기 막 상에 포토레지스트 패턴(photoresist pattern)을 형성하기 위한 포토리소그래피(photolithography) 공정과, 상기 포토레지스트 패턴을 이용하여 상기 막을 전기적인 특성을 갖는 패턴으로 형성하기 위한 식각 공정과, 반도체 기판의 소정 영역에 이온들을 주입하기 위한 이온 주입 공정과, 반도체 기판 상의 불순물을 제거하기 위한 세정 공정과, 상기 막 또는 패턴의 결함을 검사하기 위한 검사 공정 등을 포함한다.
상기 이온 주입 공정은 반도체 기판의 기 설정된 영역의 표면으로 상기 이온들을 주입하여 상기 영역을 도핑하기 위해 수행된다. 상기 이온 주입 공정을 수행하기 위한 이온 주입 장치는 상기 이온들을 발생시키기 위한 이온 소스를 포함한다.
도 1은 종래의 이온 소스를 설명하기 위한 개략적인 단면도이며, 도 2는 도 1에 도시된 종래의 이온 소스를 설명하기 위한 정면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 이온 소스(10)는 가스 이온화 공간(22, gas ionization space)을 제공하기 위한 사각 박스 형상의 아크 챔버(20, arc chamber)와, 상기 가스 이온화 공간(22)으로 이온화 가능한 가스를 공급하기 위한 가스 공급부(미도시)와, 상기 가스 이온화 공간(22)으로 공급된 가스의 이온화를 위하여 상기 가스 이온화 공간(22)으로 전자들을 방출하기 위한 캐소드(40, cathode)와, 상기 캐소드(40)를 가열하기 위한 필라멘트(50, filament) 등을 포함할 수 있다.
상기 아크 챔버(20)는 하부 플레이트(24), 상부 플레이트(26), 제1측 플레이트(28), 제2측 플레이트(미도시), 제1엔드 플레이트(30) 및 제2엔드 플레이트(32)를 가지며, 상기 가스 공급부는 고상의 소스를 기화시켜 상기 이온화 가능한 가스를 형성하기 위한 기화기(미도시)를 포함한다. 상기 아크 챔버(20)는 상기 기화기 상부에 배치된다.
상기 캐소드(40)는 제1엔드 플레이트(30)에 형성된 캐소드 홀(30a, cathode hole)을 통해 아크 챔버(20) 내부로 연장하며, 실린더 형상을 갖는다. 특히, 상기 캐소드(40)는 막힌 전방 단부와 개방된 후방 단부를 가지며, 상기 전방 단부는 아크 챔버(20) 내부에 배치된다.
캐소드(40)의 내부에는 필라멘트(50)가 배치되며, 상기 캐소드(40)의 전방 단부를 향하여 전자들을 방출한다. 상기 캐소드(40)가 이온 충격(ion bombardment)에 의해 충분히 가열되면, 상기 캐소드(40)는 상기 가스 이온화 공간으로 전자들을 아크 챔버(20)의 내부로 방출한다. 상기 캐소드(40)로부터 방출된 전자들은 상기 하부 플레이트(24)에 형성된 가스 공급구(24a)를 통해 상기 아크 챔버(20) 내부로 공급된 가스 분자들과 충돌하며, 이에 따라 상기 아크 챔버(20) 내에서 이온 플라즈마가 형성된다. 상기 이온 플라즈마 내의 이온들은 이온빔의 형성을 위해 상기 아크 챔버(20)의 상부 플레이트(26)에 형성된 이온 추출구(26a, ion extraction hole)를 통해 추출된다.
상기 필라멘트(50)는 상기 전자들을 방출하기 위한 전자 방출부와 상기 캐소드의 축 방향으로 연장하는 한 쌍의 리드들(leads)을 포함하며, 한 쌍의 필라멘트 클램프들(52, clamps)에 의해 고정된다. 상기 캐소드(40)는 상기 캐소드(40)의 전방 단부의 중앙 부위로부터 상기 캐소드(40)의 축 방향으로 연장하는 캐소드 핀(42)을 더 포함하며, 외측으로 연장된 캐소드 핀(42)의 단부는 캐소드 클램프(44)에 의해 고정된다. 이때, 상기 캐소드 홀(30a)은 상기 캐소드(40)의 외경보다 큰 내경을 가지며, 상기 캐소드 핀(42)은 상기 캐소드(40)와 상기 제1엔드 플레이트(30) 사이에서 전기적인 절연이 유지되도록 상기 캐소드(40)를 고정시킨다.
한편, 상기 필라멘트(50), 캐소드(40) 및 아크 챔버(20)는 각각 필라멘트 파워 소스, 캐소드 파워 소스 및 아크 파워 소스에 연결되며, 상기 제2엔드 플레이트(32)에는 상기 가스 이온화 공간(22)으로 방출된 전자들을 반발시키기 위한 리펠러(60, repeller)가 장착된다.
한편, 상기 이온 소스(10)의 정비 후, 상기 이온 소스(10)의 구성 요소들을 조립하는 경우, 작업자의 실수로 인하여 구성 요소들 사이에서 전기적 절연이 유지되지 않을 수 있다. 즉, 캐소드(40)를 장착하는 과정에서 캐소드(40)가 캐소드 홀(30a)의 내측면에 접촉되는 경우가 발생될 수 있으며, 필라멘트(50)를 조립하는 과정에서 필라멘트(50)가 캐소드(40)에 접촉되는 경우가 발생될 수 있다. 또한, 캐소드(40)와 캐소드 홀(30a)의 내측면 사이 및 캐소드(40)와 필라멘트(50) 사이의 간격들이 일정하지 않을 수 있으며, 이로 인하여 상기 간격들에서 전기적인 아크(electric arc)가 발생될 수 있으며, 필라멘트(40)와 캐소드(50)의 수명이 단축될 수 있다.
추가적으로, 필라멘트(50)의 전자 방출부와 캐소드(40)의 전방 단부 사이의 간격이 너무 클 경우, 정상적인 가스 이온화가 수행될 수 없으며, 이온 소스(10)의 분해 및 재조립에 따른 시간 손실이 발생된다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 제1목적은 구성 요소들 사이에서 전기적인 절연이 안정적으로 유지되는 이온 소스를 제공하는데 있다.
본 발명의 제2목적은 상술한 바와 같은 이온 소스를 갖는 이온 주입 장치를 제공하는데 있다.
상기 제1목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 소소는, 아크 챔버, 가스 공급부, 캐소드 어셈블리(cathode assembly), 필라멘트 및 마운팅 어셈블리(mounting assembly)를 포함할 수 있다. 상기 아크 챔버는 사각 박스 형상을 갖고 가스 이온화 공간을 제공하며, 상기 가스 공급부는 상기 아크 챔버 내부로 이온화 가능한 가스를 공급한다. 상기 캐소드 어셈블리는 상기 아크 챔버의 엔드 플레이트(end plate)에 형성된 캐소드 홀을 통해 상기 아크 챔버 내부로 연장하는 캐소드 튜브(cathode tube)와, 상기 아크 챔버의 내부로 연장된 상기 캐소드 튜브의 단부에 결합된 캐소드 캡(cathode cap)을 포함하며, 상기 이온화 공간 내에서 가스 분자들을 이온화시키기 위하여 전자들을 방출한다. 상기 필라멘트는 상기 캐소드 어셈블리를 가열하기 위하여 상기 캐소드 튜브 내에 배치된다. 상기 마운팅 어셈블리는 상기 캐소드 캡과 상기 엔드 플레이트 사이에서 전기적인 절연이 유지되도록 상기 캐소드 어셈블리를 지지하기 위하여 상기 아크 챔버의 엔드 플레이트 에 장착된다.
상기 마운팅 어셈블리는, 상기 엔드 플레이트와 이격되어 배치되며 상기 캐소드 튜브의 다른 단부가 결합되는 마운팅 홀(mounting hole)을 갖는 캐소드 서포트 플레이트(cathode support plate)와, 상기 엔드 플레이트와 상기 캐소드 서포트 플레이트 사이의 간격을 일정하게 유지시키기 위하여 상기 엔드 플레이트와 상기 캐소드 서포트 플레이트 사이에 배치된 절연체 스페이서들(spacers)을 포함할 수 있다.
상기 캐소드 홀의 내경은 상기 캐소드 튜브의 외경보다 크며, 상기 캐소드는 상기 캐소드 홀과 상기 캐소드 튜브 사이의 갭(gap)과 상기 절연체 스페이서들에 의해 상기 아크 챔버로부터 전기적으로 절연될 수 있다.
상기 제2목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 주입 장치는 기판으로 주입되기 위한 물질을 이온화하기 위한 이온 소스와, 상기 이온 소스로부터 제공되는 이온들을 상기 기판의 표면 부위에 주입하기 위하여 상기 기판을 핸들링하는 엔드 스테이션 유닛(end station unit)과, 상기 이온 소스와 상기 엔드 스테이션 유닛을 연결하고, 상기 이온들을 상기 이온 소스로부터 상기 엔드 스테이션 유닛으로 전송하기 위한 전송 유닛을 포함할 수 있다.
상기 이온 소스는, 가스 이온화 공간을 제공하기 위한 아크 챔버와, 상기 아크 챔버 내부로 상기 물질을 포함하는 가스를 공급하기 위한 가스 공급부와, 상기 아크 챔버 내부로 연장하며 상기 이온화 공간 내에서 가스 분자들을 이온화시키기 위한 전자들을 방출하는 캐소드 어셈블리와, 상기 캐소드 튜브 내에 배치되며 상기 캐소드 어셈블리를 가열하기 위한 필라멘트와, 상기 캐소드 캡과 상기 아크 챔버 사이에서 전기적인 절연이 유지되도록 상기 캐소드 어셈블리를 지지하기 위하여 상기 아크 챔버에 장착되는 마운팅 어셈블리를 포함할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 캐소드 어셈블리는 상기 마운팅 어셈블리에 의해 장착될 수 있으며, 이에 따라 캐소드 어셈블리와 아크 챔버의 전기적인 절연이 안정적으로 유지될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 소스를 설명하기 위한 개략적인 단면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 이온 소스를 설명하기 위한 정면도이며, 도 5는 도 3에 도시된 스페이서들을 설명하기 위한 단면도이고, 도 6은 도 3에 도시된 이온 소스와 연결된 파워 소스들을 설명하기 위한 개략도이다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 소스(200)는, 가스 이온화 공간(210a)을 제공하기 위한 아크 챔버(210)와, 상기 아크 챔버(210) 내부로 이온화 가능한 가스를 공급하기 위한 가스 공급부(230)와, 상기 아크 챔버(210) 내부로 공급된 가스를 이온화하기 위한 전자들을 방출하기 위한 캐소드 어셈블리(240)와, 상기 캐소드 어셈블리(240)를 지지하기 위한 마운팅 어셈블리(250)와, 상기 캐소드 어셈블리(240)를 가열하기 위한 필라멘트(260) 등을 포함할 수 있다.
상기 아크 챔버(210)는 사각 박스 형상을 가지며, 상기 가스 이온화 공간 (210a)은 하부 플레이트(212), 상부 플레이트(214), 제1측 플레이트(미도시), 제2측 플레이트(216), 제1엔드 플레이트(218) 및 제2엔드 플레이트(220)에 의해 한정된다.
상기 가스 공급부(230)는 고상의 소스를 기화시키기 위한 기화기(232)와, 상기 기화기(232)로부터 이온화 가능한 가스를 상기 가스 이온화 공간(210a)으로 전달하기 위한 적어도 하나의 노즐(234)을 포함한다. 상기 아크 챔버(210)는 상기 기화기(232)로부터 상방으로 이격되어 배치된다. 구체적으로, 상기 기화기(232)의 상부 패널(upper panel) 상에는 다수의 지지부재들(236)이 구비되며, 상기 아크 챔버(210)는 상기 지지부재들(236)에 의해 지지될 수 있다.
본 실시예에서는, 상기 가스 공급부(230)는 상기 가스를 가스 이온화 공간(210a)으로 공급하기 위한 한 쌍의 노즐들(234)을 포함하며, 상기 노즐들(234)은 상기 아크 챔버(210)의 하부 플레이트(212)에 형성된 한 쌍의 가스 공급구들(212a)에 각각 결합될 수 있다.
상기 캐소드 어셈블리(240)는 상기 제1엔드 플레이트(218)에 형성된 캐소드 홀(218a)을 통해 상기 아크 챔버(210) 내부로 연장하며, 원형 튜브 형상의 캐소드 튜브(242)와 상기 아크 챔버(210) 내부로 연장된 제1단부에 결합된 캐소드 캡(244)을 포함한다. 상기 캐소드 캡(242)은 디스크 형상을 가지며, 상기 캐소드 튜브(244)의 제1단부에 나사 결합 방식으로 결합될 수 있다. 상기 캐소드 캡은(244) 텅스텐 또는 텅스텐 합금으로 이루어질 수 있으며, 상기 캐소드 튜브(242)는 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금으로 이루어질 수 있다.
상기 마운팅 어셈블리(250)는 상기 캐소드 어셈블리(240)와 상기 아크 챔버(210)의 제1엔드 플레이트(218) 사이에서 전기적인 절연이 안정적으로 유지되도록 상기 캐소드 어셈블리(240)를 지지하기 위하여 상기 아크 챔버(210)의 제1엔드 플레이트(218)에 장착된다. 구체적으로, 상기 마운팅 어셈블리(250)는 캐소드 서포트 플레이트(252)와 다수의 절연체 스페이서들(254)을 포함한다. 상기 캐소드 서포트 플레이트(252)는 상기 제1엔드 플레이트(218)로부터 이격되어 배치되며 상기 아크 챔버(210)의 외측에 배치되는 상기 캐소드 튜브(242)의 제2단부를 수용하기 위한 마운팅 홀을 갖는다. 상기 절연체 스페이서들(254)은 상기 제1엔드 플레이트(218)와 상기 캐소드 서포트 플레이트(252) 사이의 간격을 일정하게 유지하고 상기 캐소드 서포트 플레이트와 상기 제1엔드 플레이트 사이에서 전기적인 절연을 유지하기 위하여 상기 캐소드 서포트 플레이트(252)와 상기 제1엔드 플레이트(218) 사이에 결합된다.
상기 제1엔드 플레이트(218)에는 상기 캐소드 홀(218a)의 주변으로 다수의 나사홈들이 형성되어 있으며, 상기 절연체 스페이서들(254)은 나사 형태의 체결 부재들에 의해 상기 나사홈들에 결합된다. 예를 들면, 상기 절연체 스페이서들(254)은 스크루 헤드가 없는 세트 스크루들(256a)에 의해 상기 나사홈들에 각각 결합될 수 있다. 상기 캐소드 서포트 플레이트(252)는 다수의 볼트들(256b)에 의해 상기 절연체 스페이서들(254)에 결합될 수 있다. 그러나, 상기 절연체 스페이서들(254)과 캐소드 서포트 플레이트(252)는 상기한 바와는 다른 방법으로 상기 제1엔드 플레이트(218)에 장착될 수 있다.
상기 필라멘트(260)는 텅스텐 또는 텅스텐 합금으로 이루어질 수 있으며, 상기 캐소드 어셈블리(240)의 내부에 배치된다. 구체적으로, 상기 필라멘트(260)는 상기 캐소드 캡(244)과 인접하게 배치되며 상기 캐소드 캡(244)을 향하여 전자들을 방출하기 위한 전자 방출부(262)와 상기 전자 방출부(262)로부터 상기 캐소드 어셈블리(240)의 축 방향으로 연장하는 한 쌍의 리드들(264)을 포함한다.
상기 필라멘트(260)는 수직 방향으로 연장하는 한 쌍의 필라멘트 클램프들(270)에 의해 고정된다. 구체적으로, 상기 필라멘트 클램프들(270)은 수직 방향으로 평행하게 배치되며, 상기 리드들(264)의 단부들을 고정시킨다. 상기 캐소드 서포트 플레이트(252)는 수직 방향으로 연장하며, 상기 필라멘트 클램프들(270) 사이에 배치되는 캐소드 클램프(272)에 의해 고정된다. 상기 캐소드 서포트 플레이트(252)는 다수의 볼트들(256c)에 의해 캐소드 클램프(272)에 고정될 수 있다. 그러나, 상기 캐소드 서포트 플레이트(252)는 볼트들 이외의 다른 체결 부재들에 의해서 캐소드 클램프(272)에 결합될 수도 있다.
한편, 상기 기화기(232)는 실린더 형상을 가지며, 기화기(232)의 하부 측벽에는 상기 필라멘트 클램프들(270)과 캐소드 클램프(272)를 장착하기 위한 마운팅 플레이트(274)와 절연체 블록(276)이 부착되어 있다. 상기 필라멘트 클램프들(270)과 상기 캐소드 클램프(272)는 볼트, 스크루 등과 같은 체결 부재들에 의해 절연체 블록(274)에 장착된다.
상기 필라멘트(260), 캐소드 어셈브리(240) 및 아크 챔버(210)는 각각 필라멘트 파워 소스(280), 캐소드 파워 소스(282) 및 아크 파워 소스(284)에 전기적으 로 연결된다. 구체적으로, 상기 필라멘트(260)의 리드들(264)은 각각 필라멘트 파워 소스(280)의 양극 단자와 음극 단자에 전기적으로 연결된다. 캐소드 파워 소스(282)의 음극 단자는 필라멘트 파워 소스(280)의 양극 단자와 연결되고, 캐소드 파워 소스(282)의 양극 단자는 캐소드 어셈블리(240)와 전기적으로 연결된다. 아크 파워 소스(284)의 음극 단자는 캐소드 파워 소스(282)의 양극 단자와 연결되며, 아크 파워 소스(284)의 양극 단자는 아크 챔버(210)와 연결된다.
상기 필라멘트 클램프들(270)과 상기 캐소드 클램프(272)는 도전성 물질로 이루어지며, 상기 필라멘트 파워 소스(280)와 상기 캐소드 파워 소스(282)는 필라멘트 클램프들(270)과 캐소드 클램프(272)를 통해 상기 필라멘트(260)와 캐소드 어셈블리(240)에 각각 전기적으로 연결된다. 예를 들면, 상기 필라멘트 클램프들(270)과 캐소드 클램프(272)는 각각 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 캐소드 클램프(272)와 상기 캐소드 튜브(242)를 전기적으로 연결하기 위하여 캐소드 서포트 플레이트(252)는 도전성 물질로 이루어진다. 예를 들면, 상기 캐소드 서포트 플레이트(252)는 흑연(graphite)으로 이루어질 수 있다. 이와는 다르게, 상기 캐소드 서포트 플레이트(252)는 상기 캐소드 클램프와 동일하게 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금으로 이루어질 수도 있다.
한편, 상기 캐소드 서포트 플레이트(252)와 제1엔드 플레이트(214) 사이에 개재된 절연체 스페이서들(254)은 캐소드 서포트 플레이트(252)와 아크 챔버(210) 사이에서 절연이 유지되도록 하기 위하여 사용된다. 예를 들면, 상기 절연체 스페 이서들(254)은 세라믹 재질로 이루어질 수 있다. 또한, 제1엔드 플레이트(218)에 형성된 캐소드 홀(218a)은 상기 캐소드 어셈블리(240)와 아크 챔버(210) 사이에서 전기적인 절연이 유지되도록 상기 캐소드 튜브(242)의 외경보다 큰 내경을 갖는다. 따라서, 상기 캐소드 홀(218a)을 통해 연장하는 캐소드 어셈블리(240)는 상기 절연체 스페이서들(254)과 상기 캐소드 튜브(242)와 캐소드 홀(218a) 사이의 갭(gap)에 의해 상기 아크 챔버(210)와 전기적으로 절연될 수 있다.
상기 필라멘트 파워 소스(280)로부터 필라멘트 전압이 상기 필라멘트(260)에 인가되면, 상기 필라멘트(260)의 전자 방출부(262)로부터 전자들이 캐소드 캡(244)을 향하여 방출되며, 상기 방출된 전자들은 캐소드 캡(244)과 충돌한다. 상기 전자들의 충돌에 의해 상기 캐소드 캡(244)이 충분히 가열되면, 상기 캐소드 캡(244)으로부터 아크 챔버(210) 내부로 전자들이 방출된다. 상기 아크 챔버(210) 내부로 방출된 전자들은 아크 챔버(210) 내부로 공급된 가스 분자들을 타격하며, 이에 따라 아크 챔버(210) 내부에서 이온 플라즈마가 생성된다.
한편, 상기 아크 챔버(210)의 제2엔드 플레이트(220)에는 상기 캐소드 캡(244)으로부터 방출된 전자들을 반발시키기 위한 리펠러(246)가 장착되어 있으며, 상기 리펠러(246)는 전기적으로 플로팅된다. 상기 리펠러(246)는 상기 캐소드 캡(244)으로부터 방출된 전자들에 의해 음전위로 대전되며, 이어서, 상기 캐소드 캡(244)으로부터 방출된 전자들을 다시 아크 챔버(210)의 중앙 부위를 향하여 반발시킨다. 그러나, 이와는 다르게, 상기 아크 챔버(210)의 제2엔드 플레이트(220)에는 음전위와 전기적으로 연결된 리플렉터가 장착될 수도 있다. 이 경우, 상기 리플렉 터는 필라멘트 파워 소스(280)의 음극 단자와 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 아크 챔버(210)의 상부 플레이트(214)에는 이온빔 형성을 위해 이온들을 추출하기 위한 이온 추출구(214a)가 형성되어 있으며, 상기 아크 챔버(210) 내부에서 생성된 이온들은 추출 전압이 인가된 추출 전극들에 의해 아크 챔버(210)로부터 추출된다. 도시되지는 않았으나, 상기 추출 전극들은 추출 파워 소스와 연결되며, 상기 추출 전극들 중 하나는 방사선 발생을 방지하기 위하여 서프레션 파워 소스와 연결될 수 있다.
상기 아크 챔버(210)의 하부 플레이트(212)에 형성된 가스 공급구들(212a)은 가스 이온화 효율을 향상시키기 위하여 각각 캐소드 캡(244)과 리펠러(246)에 인접하게 형성되는 것이 바람직하다. 이는 상기 캐소드 캡(244)과 리펠러(246)와 각각 인접한 공간들에서 전자들의 운동 에너지가 가장 크기 때문이다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 아크 챔버(210)의 하부 플레이트(212)의 중앙 부위에는 제2가스 공급구(212b)가 더 형성될 수도 있다. 상기 제2가스 공급구(212b)는 제2노즐(290) 및 가스 공급 배관(292)을 통해 제2가스 공급부(294)와 연결될 수 있다. 상기 제2가스 공급부(294)는 상온에서 기체 상태로 존재하는 가스 소스를 아크 챔버(210)로 공급하기 위하여 구비된다.
상기 아크 챔버(210)로 공급되는 가스는 반도체 기판 또는 반도체 기판 상에 형성된 막의 전기적 특성을 변화시킬 수 있는 붕소(B), 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등을 포함할 수 있다. 상기 인, 비소, 안티몬과 같은 소스 가스는 기화기 (232)로부터 제공될 수 있으며, BF3와 같은 소스 가스는 제2가스 공급부(294)로부터 공급될 수 있다. 한편, 상기 소스 가스로서 아르곤, 질소와 같은 불활성 가스가 공급될 수도 있다.
미설명된 도면 부호 258은 캐소드 튜브의 삽입 위치를 한정하기 위한 스토퍼 플레이트(stopper plate)를 의미한다.
도 7은 도 3에 도시된 캐소드 서포트 플레이트를 설명하기 위한 단면도이다.
도 7을 참조하면, 상기 캐소드 서포트 플레이트(252)는 사각 형상을 가지며, 중앙 부위에 상기 캐소드 튜브(242)의 제2단부가 삽입되는 마운팅 홀(252a)을 갖는다. 상기 캐소드 튜브(242)는 상기 캐소드 서포트 플레이트(252)의 전면(252b)으로부터 후면(252c)을 향하여 상기 마운팅 홀(252a)에 억지 끼움 결합되며, 결합 위치는 캐소드 서포트 플레이트(252)의 후면(252c)에 부착되는 스토퍼 플레이트(258)에 의해 한정된다. 상기 스토퍼 플레이트(258)의 중앙 부위에는 원형 홀(258a)이 형성되어 있으며, 상기 원형 홀(258)의 내경은 상기 캐소드 튜브(242)의 내경과 같거나 크며 상기 마운팅 홀(252a)의 내경보다 작다.
상기와 같이, 상기 캐소드 어셈블리(240)를 캐소드 서포트 플레이트(252)와 스토퍼 플레이트(258) 및 절연체 스페이서들(254)을 이용하여 아크 챔버(210)의 제1엔드 플레이트(218)에 장착함으로써, 캐소드 어셈블리(240)와 아크 챔버(210) 사이의 전기적인 절연을 보다 안정적으로 확보할 수 있으며, 상기 캐소드 어셈블리(240)의 조립을 보다 간단하게 수행할 수 있으므로, 캐소드 어셈블리(240) 조립에 소요되는 시간을 크게 단축시킬 수 있다.
상기에서는 상기 캐소드 튜브(242)의 제2단부를 상기 마운팅 홀(252a)에 억지 끼움 결합 방식으로 삽입하고 있으나, 상기 캐소드 튜브(242)는 상기 캐소드 서포트 플레이트(252)에 나사 결합될 수도 있다. 즉, 상기 캐소드 튜브(242)를 상기 캐소드 서포트 플레이트(252)에 장착하는 방법은 다양하게 변경될 수 있으며, 상기 장착 방법에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않는다.
도 8은 도 7에 도시된 캐소드 서포트 플레이트의 다른 예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 8을 참조하면, 도시된 캐소드 서포트 플레이트(253)는 상기 캐소드 튜브(242)의 삽입 위치를 한정하기 위한 스토퍼(253a)가 형성된 마운팅 홀(253b)을 가지며, 전면(253c)과 후면(253d)을 갖는다. 상기 캐소드 튜브(242)는 상기 전면(253c)으로부터 후면(253d)을 향하여 상기 마운팅 홀(253b)에 결합되고, 상기 스토퍼(253a)는 상기 캐소드 서포트 플레이트(242)의 후면(253d)과 인접하여 상기 마운팅 홀(253b)의 내면 상에 형성될 수 있다.
도 9 내지 도 11은 도 3에 도시된 필라멘트를 장착하는 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 9 내지 도 11을 참조하면, 상기 캐소드 튜브(242)를 캐소드 서포트 플레이트(252), 스토퍼 플레이트(258) 및 절연체 스페이서들(254)을 이용하여 상기 아크 챔버(210)의 제1엔드 플레이트(218)와 장착하고, 상기 캐소드 클램프(272)를 캐소드 서포트 플레이트(252)와 절연체 블록(276)에 장착한다.
이어서, 상기 필라멘트 클램프들(270)에 필라멘트(260)를 일차적으로 고정하고, 필라멘트 조립용 지그(296, filament assembling jig)를 이용하여 필라멘트(260)의 위치를 조절한다. 상기 필라멘트(260)의 전자 방출부(262)와 상기 캐소드 캡(244) 사이의 간격은 일정하게 유지되는 것이 바람직하며, 상기 필라멘트 조립용 지그(296)는 상기 필라멘트(260)가 기 설정된 위치에 정확하게 위치되도록 캐소드 튜브(242)의 제1단부에 삽입된다. 예를 들면, 상기 필라멘트(260)와 캐소드 캡(244) 사이의 간격은 약 0.025 인치 정도로 조절될 수 있다.
상기 필라멘트 조립용 지그(296)는 디스크 형상을 가지며, 상기 캐소드 튜브(242)의 제1단부 측면에 밀착되는 헤드(296a)와 상기 일차 고정된 필라멘트(260)의 위치를 조절하기 위하여 캐소드 튜브(242) 내부로 삽입되는 돌출부(296b)를 포함할 수 있다.
상기 필라멘트(260)가 필라멘트 조립용 지그(296)에 의해 기 설정된 위치에 고정된 후, 캐소드 캡(244)이 캐소드 튜브(242)의 제1단부에 나사 결합된다.
상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따르면, 간단한 작업을 통하여 필라멘트(260)를 기 설정된 위치에 정확하게 고정시킬 수 있으므로, 필라멘트(260) 조립에 소요되는 시간을 크게 단축시킬 수 있다.
도 12는 도 3에 도시된 이온 소스를 갖는 이온 주입 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 12를 참조하면, 이온 주입 장치(100)는 반도체 기판(미도시)의 표면으로 주입되기 위한 이온들을 발생시키는 이온 소스(200)와, 상기 이온 소스(200)로부터 제공되는 이온들을 상기 반도체 기판의 소정 부위에 주입하기 위해 상기 반도체 기판을 핸들링하는 엔드 스테이션 유닛(300)과, 상기 이온 소스(200)와 상기 엔드 스테이션 유닛(300)을 연결하며 상기 이온들을 상기 이온 소스(200)로부터 상기 엔드 스테이션 유닛(300)으로 전송하기 위한 전송 유닛(400)을 포함한다.
상기 이온 소스(200)는 이온들을 발생시키기 위한 가스 이온화 공간을 제공하는 아크 챔버(210)와, 상기 아크 챔버(210)의 내부로 전자들을 방출하기 위한 캐소드 어셈블리(240)와, 상기 아크 챔버(210)의 내부로 이온화 가능한 가스를 공급하기 위한 가스 공급부(230)와, 상기 캐소드 어셈블리(240)를 가열하기 위하여 상기 캐소드 어셈블리(240) 내에 배치되는 필라멘트(230)와, 상기 캐소드 어셈블리(240)와 상기 아크 챔버(210) 사이에서 전기적인 절연이 유지되도록 상기 캐소드 어셈블리(240)를 상기 아크 챔버(210)에 장착하는 마운팅 어셈블리(250)를 포함한다. 상기 이온 소스(200)로부터 발생된 이온들은 전송 유닛(400)을 통해 엔드 스테이션 유닛(300)의 내부에 배치된 반도체 기판의 표면 부위로 주입된다. 여기서, 상기 이온 소스(200)에 대한 상세 설명은 도 3 내지 도 5를 참조하여 기 설명된 바와 동일하므로 생략한다.
상기 엔드 스테이션 유닛(300)은 상기 반도체 기판을 지지하기 위한 척(310)과, 상기 척(310)과 연결된 구동 유닛(320)을 포함한다. 상기 척(310)과 구동 유닛(320)은 이온 주입 챔버(330) 내부에 배치되며, 상기 구동 유닛(320)은 척(310)에 지지된 반도체 기판의 표면에 입사되는 이온빔의 입사각을 조절하기 위해 상기 척(310)을 틸팅시키고, 상기 이온빔이 상기 척(310)에 지지된 반도체 기판을 스캔하 도록 상기 척(310)을 수직 방향으로 이동시킨다.
상기 척(310)은 정전기력을 이용하여 상기 반도체 기판을 파지하며, 상기 구동 유닛(320)은 상기 척(310)을 틸팅시키기 위한 제1구동부와 상기 척(310)을 수직 방향으로 이동시키기 위한 제2구동부를 포함한다. 상기 제1구동부는, 상기 이온들이 반도체 기판의 표면으로 주입되는 동안, 반도체 기판의 실리콘 결정 구조에 의해 발생되는 채널링 효과(channeling effect)를 방지하기 위해 상기 반도체 기판의 경사각을 조절한다. 예를 들면, 상기 이온빔이 수평 방향으로 조사되는 경우, 상기 제1구동부는 상기 반도체 기판이 수직선(vertical line)에 대하여 약 ±7°정도의 경사각을 갖도록 척(310)을 틸팅시킨다. 즉, 상기 이온빔은 약 83°정도의 입사각으로 상기 반도체 기판 상에 조사될 수 있다.
상기 전송 유닛(400)은 상기 이온 소스(200)로부터 발생된 이온들을 추출하기 위한 이온 추출 전극들(410)과, 상기 이온 추출 전극들(410)에 의해 추출된 이온들 중에서 상기 반도체 기판의 표면으로 주입되기 위한 이온들을 선별하기 위한 분석 마그넷(420, analyzer magnet)과, 상기 분석 마그넷(420)에 의해 선별된 이온들을 가속하기 위한 가속기(430)를 포함한다.
상기 이온 추출 전극들(410)에는 상기 아크 챔버(210)로부터 이온들을 추출하기 위한 추출 전압이 인가되며, 상기 추출된 이온들은 이온빔으로 형성된다.
상기 이온 추출 전극들(410)과 분석 마그넷(420) 사이에는 이온 추출 전극들(410)에 의해 형성된 이온빔의 극성을 변환시키기 위한 제1극성 변환기(440)가 배치되며, 상기 제1극성 변환기(440)는 전자공여물질로 사용되는 고체 마그네슘과 히 터를 포함한다. 상기 히터는 상기 고체 마그네슘을 450℃ 정도로 가열하며, 고체 마그네슘으로부터 방출된 기상의 마그네슘 분자는 상기 추출된 이온들과 충돌된다. 상기 마그네슘 분자와 상기 이온들의 충돌에 의해 상기 이온빔의 극성은 정의 극성에서 부의 극성으로 변환된다.
분석 마그넷(420)은 상기와 같이 부의 성질을 갖는 이온빔의 이온들 중에서 목적하는 이온들을 선별한다.
상기 선별된 이온들로 구성된 이온빔은 가속기(430)로 유도되며, 상기 선별된 이온들은 상기 가속기(430)에 의해 다양한 에너지 레벨들을 갖도록 가속된다. 또한, 상기 가속기(430)를 통과하는 이온들의 극성을 변환하기 위한 제2극성 변환기(450)가 상기 가속기(430) 내에 배치되며, 상기 제2극성 변환기(450)는 스트리핑 가스를 이용하여 상기 이온들의 극성을 변환시킨다. 상기 제2극성 변환기(450)는 스트리퍼(stripper)를 포함한다.
상기 가속기(430)는 부의 이온빔을 가속하기 위한 제1가속부와, 상기 제2극성 변환기(450)에 의해 변환된 정의 이온빔을 가속하기 위한 제2가속부를 포함한다. 제1가속부 및 제2가속부 사이에는 상기 제1가속부로 도입된 부의 이온빔을 정의 이온빔으로 변환시키기 위해 상기 제2극성 변환기(450)가 배치된다. 상기 제1가속부에 의해 가속된 부의 이온빔은 제2극성 변환기(450)로부터 공급되는 스트리핑 가스에 의해 정의 이온빔으로 변환되고, 변환된 정의 이온빔은 상기 제2가속부에 의해 재차 가속된다. 상기 스트리핑 가스로는 질소 또는 아르곤 가스가 사용될 수 있으며, 부의 이온빔에 포함된 부의 이온들은 상기 스트리핑 가스와의 충돌에 의해 정의 이온들로 변환된다.
상기 전송 유닛(400)은 기 설정된 에너지 준위를 갖는 이온들을 선별하기 위한 이온 필터(460)와, 상기 이온빔을 수평 방향으로 확장시키기 위해 상기 이온빔을 스캐닝하는 스캐너 마그넷(470, scanner magnet)과, 상기 이온빔이 전체 스캔 영역에서 평행하도록 하는 콜리메이터 마그넷(480, collimator magnet)을 더 포함한다.
또한, 도시되지는 않았으나, 상기 이온 주입 장치(100)는, 상기 스캐너 마그넷(470)과 콜리메이터 마그넷(480)에 의해 형성된 리본 형상의 이온빔의 이온 전류 균일도와, 이온 도즈량을 측정하기 위해 상기 엔드 스테이션 유닛(300) 내부에 배치되는 이동 패러데이 컵 시스템과, 도즈 패러데이 컵 시스템을 더 포함할 수 있다. 상기 이동 패러데이 컵 시스템은 이온빔의 확장 방향을 따라 이동 가능하도록 배치되며, 상기 도즈 패러데이 컵 시스템은 상기 척(310)의 후방에 배치될 수 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 엔드 스테이션 유닛(300) 및 전송 유닛(400)은 본 기술 분야에서 숙련된 당업자에 의해 다양하게 변경될 수 있으며, 상기와 같은 엔드 스테이션 유닛(300) 및 전송 유닛(400)의 구성이 본 발명의 범위를 한정하지는 않는다. 예를 들면, 상기 엔드 스테이션 유닛(300)은 다수의 반도체 기판들을 상기 이온빔을 통해 이동시키기 위한 회전 디스크 서포트를 포함할 수도 있다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 캐소드 어셈블리는 캐소드 서포트 플레이트 와 다수의 절연체 스페이서들에 의해 아크 챔버에 안정적으로 장착될 수 있다. 따라서, 캐소드 어셈블리와 캐소드 홀 사이의 간격과 캐소드 서포트 플레이트와 아크 챔버 사이의 간격이 일정하게 유지될 수 있으며, 캐소드 어셈블리와 아크 챔버 사이에서 전기적인 절연이 안정적으로 유지될 수 있다.
또한, 상기 캐소드 어셈블리와 캐소드 홀 사이의 간격을 일정하게 유지하기 위한 조정 작업이 요구되지 않으며, 필라멘트 조립용 지그를 이용하여 캐소드 튜브 내에 배치되는 필라멘트와 캐소드 캡 사이의 간격을 간단하게 조정할 수 있으므로, 상기 캐소드 어셈블리와 필라멘트를 조립하는데 소요되는 시간을 크게 단축시킬 수 있다.
결과적으로, 상기 캐소드 어셈블리와 필라멘트의 사용 연한을 증가시킬 수 있으며, 상기 이온 소스를 포함하는 이온 주입 장치의 가동률을 크게 향상시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Claims (20)
- 사각 박스 형상을 갖고 가스 이온화 공간을 제공하기 위한 아크 챔버;상기 아크 챔버 내부로 이온화 가능한 가스를 공급하기 위한 가스 공급부;상기 아크 챔버의 엔드 플레이트에 형성된 캐소드 홀을 통해 상기 아크 챔버 내부로 연장하는 캐소드 튜브와, 상기 아크 챔버의 내부로 연장된 상기 캐소드 튜브의 단부에 결합된 캐소드 캡을 포함하며, 상기 이온화 공간 내에서 가스 분자들을 이온화시키기 위한 전자들을 방출하는 캐소드 어셈블리;상기 캐소드 튜브 내에 배치되며 상기 캐소드 어셈블리를 가열하기 위한 필라멘트; 및상기 캐소드 캡과 상기 엔드 플레이트 사이에서 전기적인 절연이 유지되도록 상기 캐소드 어셈블리를 지지하기 위하여 상기 아크 챔버의 엔드 플레이트에 장착되는 마운팅 어셈블리를 포함하는 이온 소스.
- 제1항에 있어서, 상기 마운팅 어셈블리는, 상기 엔드 플레이트와 이격되어 배치되며 상기 캐소드 튜브의 다른 단부가 결합되는 마운팅 홀을 갖는 캐소드 서포트 플레이트와, 상기 엔드 플레이트와 상기 캐소드 서포트 플레이트 사이의 간격을 일정하게 유지시키기 위하여 상기 엔드 플레이트와 상기 캐소드 서포트 플레이트 사이에 배치된 절연체 스페이서들을 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 소스.
- 제2항에 있어서, 상기 캐소드 서포트 플레이트와 상기 절연체 스페이서들을 상기 엔드 플레이트에 장착하기 위한 체결 부재들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 소스.
- 제2항에 있어서, 상기 마운팅 어셈블리는 상기 캐소드 튜브의 삽입 위치를 제한하기 위한 스토퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 소스.
- 제4항에 있어서, 상기 캐소드 서포트 플레이트는 전면과 후면을 가지며, 상기 캐소드 튜브는 상기 전면으로부터 후면을 향하여 상기 마운팅 홀에 결합되고, 상기 스토퍼는 상기 후면에 부착되며, 상기 캐소드 튜브의 내경과 같거나 크며 상기 캐소드 튜브의 외경보다 작은 홀을 갖는 것을 특징으로 하는 이온 소스.
- 제4항에 있어서, 상기 캐소드 서포트 플레이트는 전면과 후면을 가지며, 상기 캐소드 튜브는 상기 전면으로부터 후면을 향하여 상기 마운팅 홀에 결합되고, 상기 스토퍼는 상기 캐소드 서포트 플레이트의 후면과 인접하여 상기 마운팅 홀의 내면 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 이온 소스.
- 제1항에 있어서, 상기 캐소드 홀의 내경은 상기 캐소드 튜브의 외경보다 큰 것을 특징으로 하는 이온 소스.
- 제1항에 있어서, 상기 가스 공급부는, 고상 소스를 기화시키기 위한 기화기와, 상기 기화기로부터 상기 가스 이온화 공간으로 상기 가스를 전달하기 위한 적어도 하나의 노즐을 포함하며, 상기 아크 챔버는 상기 기화기 상에 배치된 다수의 지지부재들에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 이온 소스.
- 제8항에 있어서, 상기 아크 챔버의 하부 플레이트에는 상기 기화기로부터 공급된 가스를 상기 가스 이온화 공간으로 전달하기 위한 적어도 하나의 가스 공급구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이온 소스.
- 제9항에 있어서, 상기 가스 이온화 공간으로 이온화 가능한 제2가스를 공급하기 위한 제2가스 공급부와, 상기 제2가스를 전달하기 위한 배관 및 상기 제2가스를 상기 가스 이온화 공간으로 분사하기 위한 제2노즐을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 소스.
- 제10항에 있어서, 상기 아크 챔버의 하부 플레이트는 상기 가스를 전달하기 위한 한 쌍의 가스 공급구들과 상기 제2가스를 전달하기 위한 제2가스 공급구를 가지며, 상기 가스 공급구들 중 하나는 상기 캐소드 캡과 인접하여 위치되고, 상기 제2가스 공급구는 상기 가스 공급구들 사이에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이온 소스.
- 제1항에 있어서, 상기 필라멘트는 상기 캐소드 캡과 인접하여 배치되는 전자 방출부와, 상기 전자 방출부로부터 상기 캐소드 튜브의 축 방향으로 연장하는 한 쌍의 리드들을 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 소스.
- 제12항에 있어서, 상기 필라멘트를 고정시키기 위한 한 쌍의 필라멘트 클램프들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 소스.
- 제1항에 있어서, 상기 마운팅 어셈블리를 고정시키기 위한 캐소드 클램프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 소스.
- 기판으로 주입되기 위한 물질을 이온화하기 위한 이온 소스;상기 이온 소스로부터 제공되는 이온들을 상기 기판의 표면 부위에 주입하기 위하여 상기 기판을 핸들링하는 엔드 스테이션 유닛; 및상기 이온 소스와 상기 엔드 스테이션 유닛을 연결하고, 상기 이온들을 상기 이온 소스로부터 상기 엔드 스테이션 유닛으로 전송하기 위한 전송 유닛을 포함하며,상기 이온 소스는,사각 박스 형상을 갖고 가스 이온화 공간을 제공하기 위한 아크 챔버;상기 아크 챔버 내부로 상기 물질을 포함하는 가스를 공급하기 위한 가스 공급부;상기 아크 챔버의 엔드 플레이트에 형성된 캐소드 홀을 통해 상기 아크 챔버 내부로 연장하는 캐소드 튜브와, 상기 아크 챔버의 내부로 연장된 상기 캐소드 튜브의 단부에 결합된 캐소드 캡을 포함하며, 상기 이온화 공간 내에서 가스 분자들을 이온화시키기 위한 전자들을 방출하는 캐소드 어셈블리;상기 캐소드 튜브 내에 배치되며 상기 캐소드 어셈블리를 가열하기 위한 필라멘트; 및상기 캐소드 캡과 상기 엔드 플레이트 사이에서 전기적인 절연이 유지되도록 상기 캐소드 어셈블리를 지지하기 위하여 상기 아크 챔버의 엔드 플레이트에 장착되는 마운팅 어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 주입 장치.
- 제15항에 있어서, 상기 엔드 스테이션 유닛은,상기 기판을 지지하기 위한 척과,상기 이온들을 포함하는 이온빔이 상기 척에 지지된 기판 상으로 입사되는 각도를 조절하기 위해 상기 척을 틸팅시키며, 상기 이온빔이 상기 척에 지지된 기판의 표면을 스캔하도록 상기 척을 이동시키는 구동 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 주입 장치.
- 제15항에 있어서, 상기 전송 유닛은,상기 이온 소스로부터 상기 이온들을 추출하여 제1이온빔을 형성하기 위한 이온 추출 전극;상기 이온들 중에서 상기 기판의 표면으로 주입되기 위한 이온들을 선별하기 위한 분석 마그넷(analyzer magnet); 및상기 질량 분석기에 의해 선별된 이온들을 포함하는 제2이온빔을 기 설정된 에너지를 갖도록 가속하기 위한 가속기를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 주입 장치.
- 제15항에 있어서, 상기 마운팅 어셈블리는, 상기 엔드 플레이트와 이격되어 배치되며 상기 캐소드 튜브의 다른 단부가 삽입되는 마운팅 홀을 갖는 캐소드 서포트 플레이트와, 상기 엔드 플레이트와 상기 캐소드 서포트 플레이트 사이의 간격을 일정하게 유지시키기 위하여 상기 엔드 플레이트와 상기 캐소드 서포트 플레이트 사이에 배치된 절연체 스페이서들을 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 주입 장치.
- 제18항에 있어서, 상기 마운팅 어셈블리는 상기 캐소드 튜브의 삽입 위치를 제한하기 위한 스토퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 주입 장치.
- 제15항에 있어서, 상기 캐소드 홀의 내경은 상기 캐소드 튜브의 외경보다 큰 것을 특징으로 하는 이온 주입 장치.
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