(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体イオン注入装置のガス圧力及びガス漏出感知システムにおいて、
前記半導体イオン注入装置の内部に設けられたガス貯蔵装置内に設置された２以上のガスシリンダと、
前記２以上のガスシリンダ内のガス圧力をそれぞれ感知するとともに前記２以上のガスシリンダからのガス漏出の有無をそれぞれ感知し、測定した前記ガス圧力の各々を示す２以上のデータ信号及び前記ガス漏出の有無を示す検出信号を生成する２以上の感知手段と、
前記２以上のデータ信号及び検出信号を受信して伝送に適した形式を有する１つの変換信号に変換する信号処理手段と、
前記信号処理手段から受信した前記変換信号を通信線路を介して伝送する伝送手段と、
伝送された前記変換信号に基づいた情報を表示する表示手段と
を含み、
前記信号処理手段は、前記２以上の感知手段を通して検出された信号を受信する多数のポートと、
前記多数のポートを通して入力された信号を所定値に増幅する信号増幅手段と、
前記増幅された信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換器と、
前記変換されたデジタル信号に含まれた過電流が前記伝送手段に流入されることを防止するための光絶縁装置と
を含み、
前記信号増幅手段は、前記多数の入力ポートを通して入力された各々の信号を増幅する多数の増幅器と、
前記多数の増幅器を通して増幅された各々の信号を多重化する多重化処理装置と、
前記２以上の感知手段を多重化処理装置により多重化された各々の信号を利得制御する利得制御装置と、
前記利得処理装置により利得制御された各々の信号をフィルタリングするフィルターと
を含む
ことを特徴とする半導体イオン注入装置のガス圧力及びガス漏出感知システム。
【請求項２】
前記増幅器は、演算増幅器を含むことを特徴とする請求項１記載の半導体イオン注入装置のガス圧力及びガス漏出感知システム。
【請求項３】
前記多重化処理装置は、マルチプレクサを含むことを特徴とする請求項１記載の半導体イオン注入装置のガス圧力及びガス漏出感知システム。
【請求項４】
前記フィルターは、低域通過フィルターを含むことを特徴とする請求項１記載の半導体イオン注入装置のガス圧力及びガス漏出感知システム。
【請求項５】
前記表示手段は、数字表示装置を含むことを特徴とする請求項１記載の半導体イオン注入装置のガス圧力及びガス漏出感知システム。
【請求項６】
前記表示手段は、状態表示装置を含むことを特徴とする請求項１記載の半導体イオン注入装置のガス圧力及びガス漏出感知システム。
【請求項７】
前記表示手段は、警告燈を含むことを特徴とする請求項１記載の半導体イオン注入装置のガス圧力及びガス漏出感知システム。
【請求項８】
前記通信線路は、光繊維ケーブルを含むことを特徴とする請求項１記載の半導体イオン注入装置のガス圧力及びガス漏出感知システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体イオン注入装置のガス圧力及びガス漏出感知システムに係り、より詳細には、半導体イオン注入装置によるイオン注入工程で用いられるガスの供給源であるガスシリンダのガス圧力状態を感知して、多数のガスシリンダを含むガス貯蔵装置内のガス漏出有無をモニタリングした後、前記ガス圧力状態及びガス漏出有無を通信手段を使用して半導体の製造工程の運営者に知らせることにより、設備の停止による時間の損失を最小化すると共にガスをむやみに大気中に漏出させることがない半導体イオン注入装置のガス圧力及びガス漏出感知システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、半導体の素子を製造するにおいて、ガスは重要な材料であり、このガスの持続的な供給の保障は設備の効率上非常に重要である。さらに、製造工程で用いられるガスは大低強い毒性を持っているため、ガスの漏出を常に監視する必要がある。
【０００３】
図３は一般的なイオン注入装置を示す構成図である。図示のように、イオン注入装置はイオンソースで用いられるガスを貯蔵する多数のガスシリンダを包含するガス貯蔵装置１０と、ガスシリンダから主供給管２０を通してガスを受け、イオン化してイオンビームを生成するイオンソースチャンバ３０と、前記イオン化により生成されたそれぞれのイオンビームの中で特定のイオンビームだけを選択する分析器４０と、前記分析器４０により選択された特定のイオンビームを加速させる加速管５０と、加速された特定のイオンビームを集束させる集束装置６０と、集束装置６０を通して集束されたビームをウェハに走査する走査装置７０とで構成される。
【０００４】
図４は図３のガス貯蔵装置の構造を示すブロック図である。図示のように、ガス貯蔵装置は各種のガスが貯蔵された四つのガスシリンダ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄと、各々のシリンダにガスを供給または遮断するストップ弁１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄと、前記ガスシリンダ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄに連結され、主供給管２０にガスを供給する分枝管１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ及び分枝管１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ上に設置され、供給されるガスの圧力を測定する１次測定器１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ及び２次測定器１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄとを包含する。
【０００５】
上記のように構成されたイオン注入装置の作用を詳細に説明すると次のとおりである。
ガスシリンダ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄからのＢＦ3、ＡｓＨ3のようなガスは分枝管１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄと主供給管２０を経由してイオンソースチャンバ３０に供給されて、前記ガスはイオンソースチャンバ内でイオン化された後、イオンビームの形態で分析器４０に送られる。
【０００６】
それから、分析器４０は前記イオン化過程で生成されたイオンビームから例えば、+Ｂ11、+Ａｓ75のようなイオンビームだけを選択する。分析器４０により選択された特定なイオンビームは加速管５０を通して加速される。この時、加速管５０には１５０ｋＶ〜３００ｋＶの電圧が加わる。加速された特定のイオンビームは集束装置６０を通して集束された後、走査装置７０を通してウェハに走査される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、イオン注入装置ではガス貯蔵装置内のガスシリンダの圧カを常時感知できる機能がないから、ガスシリンダ内のガスが完全消耗する時点を把握できなくて設備の事前管理が非常に困難であった。
また、ガス貯蔵装置１０内の四つのガスシリンダ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの中で二つ以上のガスシリンダ内のガスが全て消耗された場合、ガスシリンダの交替からガスシリンダ内のガス圧の検査が完了されるまで長期間設備を停止せねばならないため莫大な設備の損失が発生した。
また、ガスシリンダ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを交替した後、ガス圧を確認する時、ガス貯蔵装置１０を開けて各々のシリンダに装着された１次測定器１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄと２次測定器１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄを通して確認するため、ガスがむやみに大気中に漏出してしまうという問題があった。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、ガスシリンダ内のガス圧力状態を感知し、これをディスプレイして、ガスの圧力が低下するか、ガスシリンダ内のガスが完全に消耗される前にガスシリンダを交替することにより設備の損失時間を最小化することである。
本発明の他の目的は、ガス貯蔵装置内のガスシリンダからのガス漏出有無を常に感知することによりガスがむやみに大気中に漏出されるのを防止することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するための本発明の好ましい特徴によると、本発明の半導体イオン注入装置のガス圧力及びガス漏出感知システムは、前記半導体イオン注入装置の内部に設けられたガス貯蔵装置内に設置された２以上のガスシリンダと、前記２以上のガスシリンダ内のガス圧力をそれぞれ感知するとともに前記２以上のガスシリンダからのガス漏出の有無をそれぞれ感知し、測定した前記ガス圧力の各々を示す２以上のデータ信号及び前記ガス漏出の有無を示す検出信号を生成する２以上の感知手段と、前記２以上のデータ信号及び検出信号を受信して伝送に適した形式を有する１つの変換信号に変換する信号処理手段と、前記信号処理手段から受信した前記変換信号を通信線路を介して伝送する伝送手段と、伝送された前記変換信号に基づいた情報を表示する表示手段とを包含し、前記信号処理手段は前記２以上の感知手段を通して検出された信号を受信する多数のポートと、前記多数のポートを通して入力された信号を所定値に増幅する信号増幅手段と、前記増幅された信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換器と、前記変換されたデジタル信号に含まれた過電流が前記伝送手段に流入されることを防止するための光絶縁装置とを包含し、前記信号増幅手段は前記多数の入力ポートを通して入力された各々の信号を増幅する多数の増幅器と、前記多数の増幅器を通して増幅された各々の信号を多重化する多重化処理装置と、前記多重化処理装置により多重化された各々の信号を利得制御する利得制御装置と、前記利得処理装置により利得制御された各々の信号をフィルタリングするフィルターとを包含する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面によって本発明による半導体イオン注入装置のガス圧力状態の情報検出及びディスプレイ（Display）装置の好ましい実地形態を詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態による半導体イオン注入装置のガス圧力状態の感知システム（System）に関する構成図である。図示のように、本発明の半導体イオン注入装置のガス圧力状態の感知システムは各種ガスが貯蔵された四つのガスシリンダ（Gas Cylinder）１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄと、各々のシリンダにガスを供給及び遮断するストップ弁１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄと、前記ガスシリンダ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄに連結され主供給管２０にガスを供給する分枝管１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄと、分枝管１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ上に設置され、供給されるガスの圧力を測定する１次測定器１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ及び２次測定器１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄを包含する。
【００１１】
さらに各々の１次測定器１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄと２次測定器１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄに連結され、測定器により測定された圧力を電気的信号に変換するか、ガス貯蔵装置１０内のガス漏出有無を感知して電気的信号に変換する変換／感知装置１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄと、変換された電気的信号を前記変換／感知装置１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄに連結された各々のライン（Line）１７を通して受信して、これを工程管理システムに伝送するためデータ（Data）処理を実行する通信部８０と、前記通信部８０から伝送された信号を受信する受信部９１と、前記受信部９１を通して受信された信号を文字モード（Mode）あるいは電磁的モードで表示部３００にディスプレイさせる制御部９２とを包含する。
【００１２】
図２は図１に図示された本発明の半導体イオン注入装置のガス圧力状態の感知システムの通信部及び表示部を具体的に示す構成図である。図示のように、通信部８０は前記変換／感知装置１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄからライン１７を通して受信した信号を伝送するための信号処理装置８１と、信号処理装置８１により処理された信号を工程管理システムに伝送するための送信部８２とで構成される。
【００１３】
信号処理装置８１は、変換／感知装置に各々連結され、電気的入力信号を受信する多数のポート（Port）４１０，４１１，４１２，４１３と、各々のポートを通して入力された信号を後述するアナログ／デジタル変換器（Digital/Analog Converter）４３０に適合な入力値で増幅する信号増幅部４２０と、信号増幅部４２０により増幅された信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換器４３０と、変換器４３０により変換されたデジタル信号を後述する送信部８２に入力する前、過電流が送信部８２に流入され送信部８２を損傷させることを防止するための光絶縁部４４０とを包含する。
【００１４】
また、信号増幅部４２０は、入カポート４１０，４１１，４１２，４１３を通して入力された信号を増幅する増幅器４２１ａ，４２１ｂ，４２１ｃ，４２１ｄと、各々の増幅器４２１ａ，４２１ｂ，４２１ｃ，４２１ｄを通して増幅された信号を多重化する多重化処理装置４２２と、多重化された信号を利得制御する利得制御装置４２３と、利得制御された信号をフィルタリングするフィルター（Filter）４２４とで構成される。
【００１５】
また、送信部８２は、前記光絶縁部４４０を通過した変換されたデジタル信号を受信部９１に伝送するため前記デジタル信号を通信プロトコル（Protocol）に附合されるように構成して、これを通信線路９０にビットストリーム（Bit Stream）で伝達して前記デジタル情報の伝達状態をモニタリングする。
【００１６】
図２を参照して本発明の作用を詳細に説明すると次のようである。
まず、ガス貯蔵装置１０内の各々のシリンダ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ内の現在のガス圧力状態及びガス貯蔵装置内のガス漏出有無に対する情報（以下、“ガス情報”と称する）が変換／感知装置１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄで電気的信号に変換され入力ポート４１０，４１１，４１２，４１３に伝達されて、このガス情報信号は各々増幅器４２１ａ，４２１ｂ，４２１ｃ，４２１ｄにより増幅される。この時、増幅器としては演算増幅器（Operational Amplifier ;“OP Amp”）が使用できる。
【００１７】
増幅器４２１ａ，４２１ｂ，４２１ｃ，４２１ｄを通して増幅された信号は、多重化処理装置４２２により多重化される。この時、多重化処理装置４２２としてはマルチプレクサ（Multiplexer）が使用できる。
次に、多重化された信号は利得制御装置４２３を通して利得制御された後、フィルター４２４により前記信号に存在する雑音は除去される。この時、フィルター４２４は低域通過フィルター（Low Pass Filter；“LPF”）が使用できる。
フィルター４２４を通してフィルタリングされた信号はアナログ信号であるから伝送のためアナログ／デジタル変換器４３０を使用してデジタル信号に変換させる。
【００１８】
次に、変換されたデジタル信号に包含された過電流が送信部８２に流入されて送信部８２を損傷させることを防止するため前記信号を送信部８２に入力する前に光絶縁部４４０を通過させて安定化させる。
それから、安定化されたデジタル信号が送信部８２に入力すると、送信部８２はこの信号を受信部９１に伝送するため通信プロトコルに適合するように構成して通信線路９０上にビットストリームで伝達して表示手段（図示せず）を通して信号の伝送状態をモニタリングする。
【００１９】
この時、ガス貯蔵装置１０の周囲にはイオンソースチャンバ（Ion Source Chamber）３０により発生されたビーム（Beam）を加速管５０で加速させるため高電圧（１５０ｋＶ〜３００ｋＶ）が必要になる。これによりガス貯蔵装置１０内には高電位が形成されて、後述する表示部３００には比較的に低電位が形成されて大きい電位差が発生してデータを伝送するのに多い障碍が発生する。したがって、これを防止するためには通信線路９０は一般的なケーブル（Cable）を使用せず、光繊維ケーブルを使用することが好ましい。
【００２０】
受信部９１は通信線路９０を通して前記デジタル信号をビットストリームの形態で受信して、制御部９２は受信されたデジタル信号のビットストリームを基初として文字モードか、電磁的モードで表示部３００に出力してガス情報を製造工程の運営者に知らせる。表示部３００は現在のガス量の状態を数字で表現する数字表示装置３１０かＬＥＤを使用して、発生地点を単位としてガスが完全に消耗される前にその状態を知らせる状態表示装置３２０あるいはガス貯蔵装置内のガスが漏出される場合、製造工程の運営者に緊扱措置の必要性を知らせるための警告燈３３０を包含する。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように本発明によると、ガスシリンダの圧力が基準値以下に低下する前これを感知して交替することによりガス供給の中断による設備可動の損失を減少させる効果がある。
また、ガスシリンダを交替した後、加圧によるガス漏出有無を作業者がガス貯蔵装置を開かなくても確認できるため、ガスが大気中にむやみに漏出されることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明によるガスキャビネットの構造を示す形態図である。
【図２】  本発明の半導体イオン注入装置のガス圧力及びガス漏出感知システムを示す構成図である。
【図３】  一般的なイオン注入装置を示す構成図である。
【図４】  図３のガスキャビネットの構造を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０      ガス貯蔵装置
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ    ガスシリンダ
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ    ストップ弁
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ    １次測定器
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ    ２次測定器
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ    分枝管
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ    変換／感知装置
１７      ライン
２０      供給管
３０      イオンソースチャンバ
４０      分析器
５０      加速管
６０      集束装置
７０      走査装置
８０      通信部
８１      信号処理装置
８２      送信部
９０      通信線路
９１      受信部
９２      制御部
３００    表示部
３１０    数字表示装置
３２０    状態表示装置
３３０    警告燈
４１０，４１１，４１２，４１３    ポート
４２０    信号増幅部
４２１ａ，４２１ｂ，４２１ｃ，４２１ｄ    増幅器
４２２    多重化処理装置
４２３    利得制御装置
４２４    フィルター
４３０    アナログ／デジタル変換器
４４０    光絶縁部
【図１】
0004149534.tif 000002
【図２】
0004149534.tif 000003
【図３】
0004149534.tif 000004
【図４】
0004149534.tif 000005