KR100855135B1 - 이온빔 내에 유입된 입자에 대한 정전기 트랩 - Google Patents

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Abstract

오염 입자(60)가 이온빔(44)과 함께 운반되는 것을 저지하는 입자 트랩 시스템(10)은 이온빔(44)이 통과하는 극성이 서로 반대인 전기 필드(26, 28, 30, 32)를 제공하는 한 쌍의 전극(14, 16)을 포함한다. 이온빔(44)에 유입되는 입자(60)는 제1 전기 필드(26, 28)를 통해 이동할 때 이온빔(44)의 극성과 일치하는 극성으로 하전된다. 후방 전극(16)은 양으로 하전된 입자(60)를 빔 이동방향에서 멀리 밀어내기 위하여 다른 전기 필드(30, 32)를 제공한다.
전기 필드, 전극, 오염 입자, 하전, 극성, 플라즈마, 이온 주입, 웨이퍼

Description

이온빔 내에 유입된 입자에 대한 정전기 트랩{ELECTROSTATIC TRAP FOR PARTICLES ENTRAINED IN AN ION BEAM}
본 발명은 일반적으로 입자가 이온빔에서의 입자 운반을 저지하는 것에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이온빔 내에서의 미세 입자의 운반을 저지하는 정전기 시스템을 제공하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
반도체 소자의 제조에서, 이온 주입기는 반도체 웨이퍼 또는 유리 기판을 불순물로 도핑하는데 사용된다. 특히, 이온빔 주입기는 N 또는 P형 불순물 재료 도핑을 생성하거나 직접회로의 제조 동안 보호막 층을 형성시키기 위하여 이온빔으로 실리콘 웨이퍼를 처리하는데 사용된다. 반도체를 도핑하기 위해 사용될 때, 이온빔 주입기는 선택된 이온 종을 주입하여 원하는 불순물 재료를 생성한다. 안티몬(antimony), 비소 또는 인과 같은 원료로부터 생성된 이온을 주입하면 N형 불순물 재료 웨이퍼가 되는 반면, P형 불순물 재료 웨이퍼가 바람직한 경우, 붕소, 갈륨 또는 인듐(indium)과 같은 원료로부터 생성되는 이온이 주입될 수 있다.
전형적인 이온빔 주입기는 이온화 가능한 원료로부터 양으로 하전된 이온을 생성하는 이온 소스를 포함한다. 생성된 이온은 빔 형태로 되어 소정 빔 경로를 따라 주입 스테이션을 향하게 된다. 이온빔 주입기는 이온 소스와 주입 스테이션 사이에서 연장되는 빔 형성 및 쉐이핑(shaping) 구조를 포함할 수 있다. 빔 형성 및 쉐이핑 구조는 이온빔을 유지시키고, 빔이 주입 스테이션으로 통과하는 긴 내부 캐비티 또는 통로의 경계를 나타낸다. 이온 주입기를 동작시킬 때, 이 통로는 이온이 공기 분자와의 충돌의 결과로서 소정 빔 경로로부터 편향될 가능성을 감소시키기 위하여 배기된다.
전하에 대한 이온의 질량(예를 들어, 전하-대-질량비)은 이온이 정전기 필드 또는 자기 필드에 의하여 축방향 및 횡방향 둘 모두로 가속되는 정도에 영향을 미친다. 따라서, 반도체 웨이퍼 또는 다른 타겟의 희망하는 에어리어에 도달하는 빔은 매우 순수하게 이루어질 수 있는데, 그 이유는 바람직하지 않은 분자 중량의 이온이 빔으로부터 떨어진 위치로 편향될 수 있기 때문이며, 희망하는 재료 이외의 재료의 주입이 피해질 수 있다. 희망하는 전하 대 질량비 및 희망하지 않은 전하대 질량비의 이온을 선택적으로 분리시키는 프로세스는 질량 분석으로서 공지되어 있다. 질량 분석기는 전형적으로 이온빔 내의 다양한 이온을 아치형 통로에서의 자기 편향을 통하여 편향시키기 위하여 쌍극자 자기 필드(dipole magnetic field)을 생성하는 질량 분석 자석을 사용하는데, 이 자석은 상이한 전하 대 질량비의 이온을 효율적으로 분리한다.
이온빔은 기판의 희망하는 표면 영역에 포커싱되고 지향된다. 전형적으로, 이온빔의 활성 이온은 소정 에너지 레벨로 가속되어 워크피스의 벌크(bulk) 내로 침투한다. 이온은 재료의 결정 격자 내에 임베딩되어 희망하는 도전성의 영역을 형성하여, 빔 에너지는 주입의 깊이를 결정한다. 이온 주입 시스템의 예로서 매사츄세스 비버리에 위치한 액셀리스 테크놀로지로부터 입수 가능한 제품이 있다.
이온 주입기 또는 다른 이온빔 장비(예를 들어, 선형 가속기)의 동작은 오염 입자를 발생시킬 수 있다. 오염 입자은 예를 들어, 크기가 약 1㎛보다 더 작을 수 있다. 상기 입자에 충돌하는 빔 내의 이온의 모멘텀은 이어서 상기 입자가 전형적으로 이온보다 훨씬 낮은 속도일지라도, 빔과 함께 운반되도록 한다. 결과적으로, 이온빔 내로 유입된 입자는 빔과 함께 웨이퍼(또는 다른 기판)을 향해 운반되어, 웨이퍼에서 희망하지 않는 오염을 초래할 수 있다.
이온 주입 시스템에서, 오염 입자의 하나의 소스는 예를 들어, 포토레지스트 재료이다. 포토레지스트 재료는 주입 이전에 웨이퍼 표면 상에 코팅되고, 완성된 직접 회로 상에 회로를 정의하는데 사용된다. 이온이 웨이퍼 표면에 충돌할 때, 포토레지스트 코팅의 입자는 웨이퍼로부터 이동되어, 이온빔 내로 유입될 수 있다. 이온 주입 동안 반도체 웨이퍼 또는 다른 기판과 충돌하여 들러붙는 오염 입자는 처리된 웨이퍼 상에 초미시적 패턴 정의를 필요로 하는 반도체 또는 다른 소자의 제조에어서 수율 감소의 원인이 될 수 있다.
반도체 소자가 더 큰 정밀도로 감소된 크기로 제조될 때, 이와 같은 반도체 소자를 제조하는 장치는 높은 정밀도와 효율을 필요로 한다. 따라서, 웨이퍼의 오염을 완화하기 위하여 이온빔 내의 오염 입자의 레벨을 감소시키는 것이 바람직하다.
본 발명은 이온 빔 내에 유입된 입자의 운반을 저지하는 시스템 및 방법에 관한 것이다. 이온빔 내의 입자는 시스템의 제1 영역 동안 한 극성으로 하전된다. 제1 전기 필드는 자신의 후방의 또 다른 전극이 상기 제1 전기 필드과 반대인 전기 필드를 제공하는 것을 돕고, 하전된 입자를 밀어내는 전위 장벽을 제공한다. 결과적으로, 하전된 입자는 빔 이동 방향으로부터, 적절하게는 이온 빔으로부터 벗어날 수 있다. 전위 장벽은 예를 들어, 하전된 입자를 전극 내로 이동시키고, 상기 전극은 이어서 상기 하전된 입자를 중성 전위 또는 빔 경 내로 다시 바운딩되지 않을 것 같은 위치로 방전시킨다. 결과적으로, 입자가 본 발명에 따라서 이온 빔으로부터 트랩(trap)되거나 벗어남으로써, 소재의 오염을 완화시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상은 입자가 이온빔과 함께 운반되는 것을 저지하는 시스템을 제공한다. 상기 시스템은 이온빔의 극성과 반대인 제1 극성을 갖는 제1 전기 필드를 제공하는 제1 전극을 포함한다. 제1 전기 필드 내의 이온빔에 유입된 입자는 이온빔에 부합하는 극성으로 하전된다. 제2 전극은 제1 전극에 대하여 이온빔에 대한 이동 방향에서 후방에 위치된다. 제2 전극은 하전된 입자를 후방 이동 방향으로부터 멀리 밀어내기 위하여 이온빔과 부합하는 극성을 갖는 전기 필드를 제공한다.
본 발명의 또 다른 양상은 입자가 이온빔과 함께 운반되는 것을 저지하는 시스템을 제공한다. 상기 시스템은 이온빔에 유입된 입자를 양으로 하전시키는 음 전기 필드를 제공하는 음 전극을 포함한다. 양 전극은 음 전극에 대하여 후방에 위치한다. 양 전극은 양으로 하전된 입자를 이동 방향으로부터 멀리 밀어내기 위하여 양 전기 필드를 제공한다.
본 발명의 또 다른 양상은 이온주입 시스템을 제공한다. 상기 시스템은 후방 주입 스테이션에 위치된 기판을 처리하기 위하여 이온을 방출하는 이온 소스를 포함한다. 분석 자석 시스템은 적절한 질량의 이온을 주입 궤도로 지향시킨다. 트랩 시스템은 입자가 분석자석 시스템으로부터 편향된 이온과 함께 운반되는 것을 저지한다. 상기 트랩 시스템은 이온빔의 극성과 반대인 제1 극성을 갖는 제1 전기 필드를 제공하는 제1 전극을 포함한다. 이온빔에 유입된 입자는 지향된 이온으로 이루어진 이온빔과 부합하는 극성으로 하전된다. 제1 전극에 대하여 이온빔에 대한 후방 이동 방향에 위치되는 제2 전극은 하전된 입자를 밀어내기 위하여 제1 전기 필드과 반대의 극성을 갖는 전기 필드를 제공한다. 기판은 트랩 시스템에 의하여 제공되는 이온에 의한 처리를 위하여 주입 스테이션에서 지지된다. 결과적으로, 기판의 입자 오염은 트랩 시스템에 의해서 완화된다.
본 발명의 또 다른 양상은 입자가 이온빔과 함께 운반되는 것을 저지하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 이온빔 경로에서 제1 전기 필드를 생성하는 단계 및 제1 전기 필드 영역 내의 이온빔에 위치된 입자를 상기 이온빔에 부합하는 극성으로 하전시키는 단계를 포함한다. 제2 전기 필드는 제1 전기 필드 후방에서 이온빔 경로에서 생성된다. 제2 전기 필드는 하전된 입자의 적어도 일부를 이온빔으로부터 멀리 밀어내도록 하기 위하여 제1 전기 필드과 반대 극성을 갖는다
본 발명의 또 다른 양상은 입자가 이온빔과 함께 운반되는 것을 저지하는 시스템을 제공한다. 상기 시스템은 이온빔이 이동하는 음 전기 필드를 제공하기 위하여 에너자이징되는 적어도 하나의 전극을 포함한다. 이온빔에 유입된 입자는 음 전기 필드 내에서 양으로 하전되고 나서, 양으로 하전된 입자에 대한 음 전위 장벽에 의하여 제공되는 인력으로 인해 상기 시스템을 통과할 수 없다.
상기 및 관련 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일부 예시적인 양상이 발명의 상세한 설명 및 첨부 도면을 참조하여 본원에 설명된다. 이러한 양상은 본 발명의 원리가 사용될 수 있는 여러 다양한 방식을 나타내지만, 본 발명은 모든 이와 같은 양상 및 이의 등가물을 포함하도록 의도된다. 본 발명의 다른 장점 및 신규한 특징은 도면과 함께 발명의 상세한 설명을 통하여 명확해 질 것이다.
삭제
도1은 본 발명에 따른 입자 트랩 시스템의 측단면도.
도2는 본 발명에 따른 입자 궤도의 예를 도시한 도1의 시스템의 또 다른 도면.
도3은 도1의 시스템을 통한 정전기 필드 전위의 도면.
도4는 본 발명에 따른 입자 트랩 시스템을 사용한 이온 주입 시스템의 개략적인 블록도.
도5는 본 발명에 따른 입자 트랩 시스템을 사용한 이온 주입 시스템의 예의 부분 단면도.
도6은 이온빔 내에서의 입자의 운반을 저지하는 방법을 나타낸 흐름도.
본 발명은 이온 주입기 시스템과 함께 사용될 수 있는, 이온빔으로부터 오염 입자를 제거하는 시스템 및 방법을 제공한다. 그러나, 본 발명이 본원에 설명되는 것 이외의 애플리케이션에서 이온빔으로부터 오염 입자를 제거하는데 사용될 수 있기 때문에 이온 주입기와 함께 사용하는 것보다 더 넓은 애플리케이션을 갖는다는 것이 이해될 것이다. 더구나, 도1 내지 도6과 관련하여 설명되는 예가 양이온 빔으로부터 입자를 제거하도록 구성될 수 있으나, 당업자라면 본 발명이 음이온 빔에서도 동일하게 적용될 수 있다는 것을 이해하고 인식할 것이다.
도1은 본 발명의 양상에 따른 입자 트랩 시스템(10)을 도시한다. 상기 시스템(10)은 20으로 표시된 이온빔 방향에서 직선으로 배열된 전극(12, 14, 16 및 18)의 배열을 포함한다. 전극(12, 14, 16 및 18)은 전극 어셈블리를 형성한다. 특히, 전극(12 및 18)은 시스템(10)에서 상대적인 접지 전위로 유지되는 접지 전극이다. 따라서, 전극(12 및 18)은 전기 필드 라인(22 및 24)으로 각각 표기되는 중성 전기 필드(neutral electric field)을 제공한다. 전극(14)은 전기 필드 라인(26 및 28)으로 표시되는 접지 전위에 대해 음인 전기(또는 정전기) 필드를 발생시키는 음 전극이다. 적절한 DC전원(도시되지 않음)이 전극(14)으로 원하는 레벨의 음 전기 에너지를 제공하기 위하여 전극(14)에 전기적으로 결합된다. 전극(16)은 접지 전위에 대해 양 전기(또는 정전기) 필드를 발생시키는 양으로 하전된 전극이다. 양 전기 필드는 전기 필드 라인(30 및 32)으로 표시된다. 적절한 DC전원(도시되지 않음)은 전극에 양 전기력을 제공하기 위하여 전극(16)에 전기적으로 결합된다.
일례로서, 각 전극(12, 14, 16 및 18)은 개구를 실질적으로 동축으로 통과하는 이온 빔(44)의 한계를 정하는 각각의 개구(36, 38, 40 및 42)를 갖는 환형 플레이트이다. 전극(12, 14, 16 및 18) 각각은 전기적 절연 재료로 이루어진 스페이서(46)에 의하여 인접 전극로부터 이격된다. 스페이서(46)의 두께 및 전극 사이의 거리는 예를 들어, 각각의 플레이트에 제공되는 상대적인 전위, 이온 빔(44)의 에너지 및 다른 시스템적 제약에 기초하여 선택될 수 있다.
본 발명의 한 양상에 따르면, 가변 분해전극(variable resolving electrode)(48)이 접지전극(18)으로부터 후방에 위치되어 상기 접지전극(18)과 전기적으로 절연될 수 있다. 가변 분해전극(48)은 이온 빔(44)이 통과하는 개구(가변 분해 개구)(49)를 갖는다. 가변 분해전극(48)은 예를 들어, 전극(18,48) 사이의 이온 빔(44) 내의 이온을 가속시키기 위하여 인접 접지전극(18)에 대해 충분히 큰 전위이다. 예를 들어, 가변 분해전극(48)은 이온 빔(44) 내의 이온을 가속시키기 위한 큰 가속 전기 필드(50)을 제공하기 위하여 접지전극(18)에 대해 약 40KV일 수 있다.
접지전위(12)는 전극(14 및 16)에 의해 생성된 전기 필드를 클램핑하도록 동작한다. 트랩 시스템(10)이 예를 들어, 질량 분석자석 시스템으로부터 이온 빔(44)을 수신할 때, 접지전극(12)은 자석 시스템의 자기 필드과 트랩 시스템의 전기 필드 사이의 상호작용을 저지한다.
이온과 전자로 이루어진 플라즈마 쉬스(plasma sheath)(52)는 트랩 시스템(10)에 의해 제공되는 전기 필드 외부에 존재한다. 이 플라즈마 쉬스(52)는 이온 빔(44)에 기인한 공간전하를 중화시킴으로써, 이온 빔을 분산시킬 수 있는 횡단 전기 필드를 거의 제거하는 경향이 있다. 플라즈마 쉬스는 빔 봉쇄를 강화시킨다. 이온 빔(44) 및 플라즈마 쉬스(52)는 빔 방향(20)으로 이동하고 음 전극(14)에 의하여 제공되는 음 전기 필드과 상호작용한다. 음 전극(14)에 의하여 제공되는 음 전기 필드는 플라즈마 쉬스(52)를 소멸(또는 밀어냄)시킴으로써, 플라즈마 쉬스(52) 및 전기 필드 사이에 경계(54)를 형성한다(예를 들어, 플라즈마가 있는 영역에서 플라즈마가 없는 영역으로의 전이). 전극 어셈블리(21) 내에 플라즈마 쉬스(52)가 존재하지 않으면 본 발명의 양상에 따라 이온 빔(44)에 대해 입자를 트랩 또는 지향시키는데 더 유리한 환경이 생성된다. 접지 전위인 중성 전극(12)은 제1 및 제2 전극 중 적어도 하나에 의하여 제공되는 전기 필드 영역 내로의 플라즈마의 후방 이동을 저지함으로써, 플라즈마 영역으로부터 전기 필드 영역으로의 전이를 강화시킨다.
이온 빔은 잔존 가스 및 빔경로 부근의 물체와의 충돌에 의해 생성되는 고속 이온, 저속 이온 및 전자로 구성된 약한 플라즈마로서 특징지워질 수 있다. "플라즈마"는 모두 동일한 부호로 하전되는 경향이 있는 빔 내의 이온의 척력을 감소시키는 경향이 있다. 빔 플라즈마에서 이동하는 미소 오염입자는 전자 플럭스(electron flux)가 이와 같은 입자에 충돌하는 양이온 플럭스보다 더 높을 수 있기 때문에 음으로 하전될 수 있다. 이와 같은 빔이 전자 에너지 보다 더 큰 전위를 갖는 전기 필드에 진입할 때, 전자은 이온빔을 따르지 않는 경향이 있다. 이와 같은 영역 내에서, 미소 입자는 고속 이온의 충돌로 인하여 양으로 하전된다. 이 전기 필드를 생성하는 음 전극은 유입되는 입자가 양으로 하전되도록 하는데 도움을 준다.
도2는 도1의 입자트랩 시스템 내의 입자(60)에 대한 궤도의 예를 도시하고, 여기서 도1에 대하여 상기 식별된 부분을 참조하는데 동일한 참조 번호가 사용된다. 입자는 전형적으로 빔의 이온보다 몇배 느린 속도로 이온빔에서 이동한다. 결과적으로, 빔(44)과 함께 입자의 이동은 적어도 부분적으로는, 빔의 이온으로부터 입자로의 모멘텀의 전이에 기인한다.
일례로서, 입자(60)는 이온빔(44) 외부의 플라즈마 쉬스(52) 내의 위치에서 자신의 궤도를 시작한다. 플라즈마 쉬스(52)내의 상대적으로 고속의 전자는 많은 전자가 입자(60)와 충돌할 때 입자(60)에 음 전하를 제공한다. 따라서, 입자(60)는 플라즈마 쉬스(52)로부터 음 전하를 띈다. 이온 빔(44) 내의 이온은 입자(60)보다 몇배 빠른 속도로 후방으로 이동한다. 입자(60)가 이온 빔(44)에 진입할 때, 이온의 운동량에 의하여 입자가 이온 빔 방향(20)으로, 그리고 경계(54)를 통하여 이동된다.
이 실시예에서 양 이온빔인 이온빔(44)은 빔 내에서 이동하는 다수의 양으로 하전된 이온에 기인하여 양 전기 필드를 갖는다. 전기 필드(22 및 26) 사이의 음 전기 필드는 또한 전자를 밀어내고 양 이온을 끌어당긴다. 전극 어셈블리(21) 내에 플라즈마 쉬스(52)가 없을 때, 빔(44) 내의 이온은 입자(60)를 양으로 하전하는데 충분한 빈도 및 속도로 입자에 충돌한다. 따라서, 입자(60)는 도2에 도시된 바와 같이, 음(플라즈마 쉬스(52) 내에 있을 때)으로부터 중성(60N)으로 부호를 변화시키기 시작한다. 입자(60N)의 질량이 빔(44) 내의 이온보다 훨씬 더 크기 때문에, 입자는 고속으로 이동하는 양 이온과의 충돌에 응답하여 훨씬 더 큰 양 전하를 축적할 수 있다. 결과적으로, 빔(44) 내의 이온은 입자(60N)를 계속 양으로 하전시키고 이를 후방으로 이동시켜서, 보다 많은 양전하를 축적하기 시작한다.
입자(600)가 양 전극(16)에 의해 제공되는 양 전기 필드에 도달할 때까지, 입자는 양 전기 필드에 의해 밀려나도록 충분히 양으로 하전된다. 도2의 예에서 도시된 바와 같이, 입자(600)는 이온빔의 이동방향에서 벗어나서 음 전극(14)에 접촉된다. 음 전극(14)에 접촉되면 입자(60NNN)가 중성 전하로 방전된다. 중성입자(60NNN)는 차례로 빔으로부터 떨어질 수 있다. 대안적으로, 밀려난 입자가 시스템(10) 내에서 재순환되고, 궁극적으로 중성이 되어 떨어질 수 있다.
도3은 도1의 시스템(10)에 의해 제공되는 전위의 예시적인 도식적 표현(64)을 빔 방향(20)에서 거리의 함수로서 도시한다. 즉, 그래프(64)는 입자(뿐만 아니라, 이온 빔(44))이 시스템(10)으로 노출되는 전위를 도시한다. 간소화 위하여, 도1에서 상기 식별된 부분을 참조하는데 동일한 참조 번호가 사용된다.
상술한 바와 같이, 플라즈마 쉬스(52)는 입자가 또한 전극 어셈블리의 전기 필드에 진입하기 전에 약간 음 전하를 띄도록 하는 고속의 전자를 갖는다. 음전극(14)은 전자를 밀어내고 양이온을 끌어당기는 음 전기 필드를 제공한다. 음 전기 필드는 또한 경로 길이(66)에 걸쳐 음 전위장벽을 형성한다. 일단 음 전위장벽에서, 입자는 통상적으로 충분히 양이어서, 양 전극(16)에 의하여 발생되는 점점 상승하는 양의 방출 전위(positive exit potential)(68)에 의하여 밀려나게 된다. 특히, 입자 전하는 전기 필드 영역에서 제공되는 전위와 위상이 약 180도 벗어날 수 있다. 즉, 입자는 음 전위 장벽 내에 있을 때, 큰 양 전하를 갖는다. 결과적으로, 입자는 상기 입자가 음 전위 장벽을 벗어날 만큼, 그리고 양 전극(16)에 의해 제공되는 양 전위 언덕(hump)을 넘을 만큼 충분한 운동 에너지를 갖지 못하기 때문에, 후방으로 진행할 수 없다.
본 발명의 양상에 따른 입자 트랩 기능이 단일 전극으로 구현될 수 있다는 것이 인식되어야 한다. 예를 들어, 전극(16)은 전극(14)의 전위와 실질적으로 동일한 음 전위(V-)로 설정될 수 있다. 이 방식으로, 이온 빔에 유입된 입자는 음 전기 필드 내에서 양으로 하전되고 나서, 양으로 하전된 입자에 작용하는 음 전위 장벽에 의하여 제공되는 인력으로 인해 상기 시스템을 통과할 수 없다. 입자 트랩 기능은 또한 입자가 전극 (또는 세그먼트 사이)의 공간에 수집되는 경향이 있기 때문에, 다수의 전극 및/또는 세그먼트된 전극을 이용하여 강화될 수 있다. 결과적으로, 입자가 이와 같은 공간에 진입하여, 이온 빔으로의 재진입이 감소되고, 또한 이와 같은 입자의 후방 이동이 감소된다.
도4는 본 발명의 양상에 따른 입자트랩 시스템(102)을 사용한 이온빔 처리 시스템(100)의 개략적인 블록도이다. 일례로서, 상기 시스템(100)은 이온 주입 시스템, 입자 가속기 또는 오염 입자를 제거 및/또는 우회시키는 것이 바람직한 이온 빔을 이용하는 다른 시스템일 수 있다.
상기 시스템(100)은 이온빔(106)을 형성하는 이온을 방출하는 이온 소스(104)를 포함한다. 이온 소스(104)는 이온화 가능한 가스 또는 기화 재료와 같은 소스 재료가 주입되는 챔버를 포함한다. 에너지가 소스 재료에 인가되어, 이온을 생성하고, 상기 이온은 이후에 챔버를 빠져나와서, 이온빔(양 또는 음)(106)을 형성한다. 이온 소스는 당업자에게 널리 공지되어 있으므로, 이와 같은 소스에 대한 상세한 설명은 간소화를 위하여 생략된다. 소스 재료를 이온화하기 위하여 마이크로파를 사용하는 이온 소스의 예는 본원에 참조되어 있는 미국 특허 제5,523,652호에 개시되어 있다. 당업자들은 추가적인 처리를 겪거나 겪지 않을 수 있는 다른 이온 소스가 본 발명의 양상에 따른 입자 트랩 시스템(102)과 함께 사용하기 위한 이온 소스로서 사용될 수 있다는 것을 이해하고 인식할 것이다.
이온 빔(106)은 이온 소스(104)로부터 처리 스테이션(108)까지의 거리를 이동한다. 처리 이전 또는 처리 스테이션의 일부로서, 이온 빔(106)은 또한 이온빔 가속기(110)를 통과할 수 있다.
본 발명의 양상에 따르면, 이온 소스(104)는 빔(106)을 입자 트랩 시스템(102)에 제공한다. 트랩 시스템(102)은 이온 빔(106)에 유입되는 입자의 제거를 용이하게 하기 위하여 이온빔의 극성과 반대 극성을 갖는 제1 전기 필드(120) 및 이온빔의 극성과 부합하는 극성을 갖는 제2 전기 필드를 사용한다. 일례로서, 트랩 시스템(102)은 각각의 음 및 양의 전기 필드를 제공하기 위하여 서로의 다음에 위치된 음 및 양 전극을 갖는 전극 어셈블리를 포함한다. 입자 트랩 시스템(102)이 자기 필드 소스에 인접하여 위치되면, 도1의 전극 어셈블리(21)와 관련하여 도시되고 설명된 바와 같이, 자기 필드 및 전기 필드 사이의 상호작용을 저지하기 위하여 접지 전극이 또한 사용될 수 있다.
일례로서, 양 이온빔이 사용될 때, 제1 전기 필드(120)은 음이 되고 다음의 후방의 전기 필드(122)은 양이 된다. 음 전기 필드(120)은 이온빔(106)이 통과하는 입자 트랩 시스템(102)에 인접한 플라즈마 쉬스를 소멸(또는 축출)시킨다. 이것은 플라즈마 쉬스 및 입자트랩 시스템(102)내의 영역 사이에 장벽을 형성한다. 플라즈마 쉬스가 존재하지 않으면, 본 발명의 양상에 따른 입자 트랩 기능을 용이하게 하는 환경이 트랩 시스템(102)에서 생성된다. 입자보다 훨씬 더 빨리 후방으로 이동하는 이온빔(106) 내의 많은 이온은 이온빔(106)에 유입된 입자를 양으로 하전시킨다. 따라서, 입자는 양 전기 필드(122)에 도달할 때까지 큰 양 전하를 축적할 수 있다. 결과적으로, 양 전기 필드(122)은 양으로 하전된 입자를 이온빔에 대한 후방 이동 방향으로부터 멀리 밀어내어, 입자가 트랩 시스템(102)을 빠져 나갈 때, 이온 빔(106N)과 함께 계속 운반되는 것을 효과적으로 방지한다. 유용하게도, 이온빔의 발산은 입자 발산에 비하여 작다.
그 후, 이온 빔(106N)은 이온빔 가속기(110) 또는 다른 분석 또는 처리 시스템(예를 들어, 질량 분석, 포커싱 시스템)에 제공될 수 있다. 이온빔 가속기(110)는 예를 들어, 희망하는 에너지 레벨로 이온빔을 선택적으로 가속 및/또는 감속시키기 위하여, 빔 축을 따라서 전압 기울기(voltage gradient)를 설정하는 전극의 그룹으로 형성된다. 가속/감속 전극으 또한 이온빔(106N)을 포커싱하여 타겟 에어리어에 걸쳐 실질적으로 균일한 강도를 갖는 집속되고 가속된 빔(106Ｏ)을 제공하는데 사용될 수 있다.
가속된 빔(106Ｏ)은 처리 스테이션(108)에 제공된다. 일례로서, 처리 스테이션(108)은 (이온 주입을 위한) 주입 스테이션, (기판 분석을 위한) 분석 스테이션 또는 이온빔을 사용할 수 있는 다른 시스템일 수 있다.
제어기(130)는 이온 소스(104), 입자 트랩 시스템(102), 이온빔 가속기(110) 및 처리 스테이션(104) 각각과 동작적으로 관련될 수 있다. 제어기(130)는 처리 스테이션에 제공되는 이온빔 특성을 감시하고 제어할 수 있다. 제어기(130)는 이온 빔(106)의 파라미터를 제어하기 위한 시스템(100)의 다양한 부분에 대한 희망하는 제어 기능을 구현하도록 프로그래밍되고/되거나 구성된 하드웨어 및/또는 소프트웨어로 형성될 수 있다.
본 발명에 대한 추가적인 상황을 제공하기 위하여, 도5는 본 발명의 양상에 따른 입자트랩 시스템(202)을 사용하도록 구성된 이온주입 시스템(200)의 예를 도시한다. 이온주입 시스템(200)은 이온 소스(210), 질량 분석 자석(212), 빔라인 어셈블리(214) 및 타겟 또는 종단 스테이션(end station)(216)을 포함한다. 빔라인 어셈블리(214)에 대한 종단 스테이션(216)의 이동을 허용하는 연장 가능한 스테인리스강 벨로우즈 어셈블리(218)는 종단 스테이션(216)과 빔라인 어셈블리(214)를 연결한다. 도5가 초저 에너지(ULE) 이온주입 시스템의 예를 도시할지라도, 본 발명은 다른 유형의 주입기에서 또한 응용될 수 있다.
이온 소스(210)는 플라즈마 챔버(plasma chamber)(220)와 이온 추출 어셈블리(222)를 포함한다. 이온화 가능한 도펀트 가스에 에너지가 인가되어 플라즈마 챔버(220) 내에서 이온을 생성한다. 소스(210)에 의하여 음 이온이 생성되는 시스템에도 본 발명이 적용될 수 있을지라도, 일반적으로는 양 이온이 생성된다. 양 이온은 다수의 전극(224)을 포함하는 이온 추출 어셈블리(222)에 의하여 플라즈마 챔버(220)의 슬릿을 통해 추출된다. 전극(224)은 플라즈마 챔버 슬릿과의 거리가 증가함에 따라서 크기가 증가하는 음 전위 전압으로 충전된다. 따라서, 이온추출 어셈블리(222)는 플라즈마 챔버(220)로부터 양 이온의 빔(228)을 추출하고 추출된 이온을 질량 분석 자석(212) 내로 가속시키는 기능을 한다.
질량 분석 자석(212)은 적절한 전하대 질량비를 갖는 이온을 분해기 하우징(resolver housing)(229)및 빔 중화기(230)를 포함하는 빔라인 어셈블리(214)에 통과시키는 기능을 한다. 질량 분석자석(212)은 아치형의 원통형 측벽을 갖는 알루미늄 빔 가이드(234)에 의하여 정의되는 곡선형 빔경로(232)를 포함하며, 이의 배기는 진공펌프(238)에 의하여 제공된다. 이 경로(232)를 따라 전파되는 이온 빔(228)은 질량 분석자석(212)에 의하여 생성된 자기 필드에 영향을 받고, 적절치 않은 전하대 질량비를 갖는 이온을 거부한다. 이 다이폴 자기 필드의 강도와 방향은 자석 커넥터(246)를 통해 자석(212)의 자기 필드 권선을 통한 전류를 조정하는 전자 제어기(244)에 의하여 제어된다.
다이폴 자기 필드는 이온빔(228)이 이온 소스(210) 부근의 제1 또는 입구 궤도(247)로부터 분해기 하우징(229) 부근의 제2 또는 출구 궤도(248)까지 곡선 빔 경로(232)를 따라 이동하도록 한다. (부적절한 전하대 질량비를 갖는 이온으로 이루어진) 이온빔(228)의 부분(228' 및 228Ｏ)은 곡선 궤도에서 벗어나서, 그리고 알루미늄 빔 가이드(234) 벽 내로 편향된다. 이 방법으로, 질량 분석 자석(212)은 희망하는 전하대 질량비를 갖는 이온빔(228) 내의 이온만을 분해기 하우징(229)으로 통과시킨다.
일례로서, 트랩 시스템(202)은 분해 하우징(229)에 위치되지만, 상기 트랩 시스템(202)이 본 발명에 따라서, 이온주입 시스템(200)의 다른 부분에 위치될 수 있다는 것이 인식되어야 한다. 이온빔(사용된다면)의 가속 이전에 트랩 시스템을 위치시켜서, 빔 내의 가속된 오염 입자의 운반을 방해하기 위한 적절한 전위 장벽을 제공하는데 증가된 필드 강도가 필요로 되지 않도록 하는 것이 바람직할 수 있다.
트랩 시스템(202)은 질량 분석자석(212)과 패러데이 플래그(Faraday flag)(258)와 같은 선량 측정 표시기(dosimetry indicator) 사이에 선형으로 배열되는 전극(250, 252, 254 및 256)의 배열을 포함한다. 전극(250 및 256)은 중성 전기 필드를 제공하도록 구성된 접지 전극이다. 전극(252)은 접지 전위에 대해 음 전기 필드를 제공하는 음 전극이다. 전극(254)은 접지 전위에 대해 양 전기 필드를 생성하는 양으로 하전된 전극이다.
접지 전극(250)은 전극(252 및 254)에 의하여 생성되는 전기 필드를 클램핑하도록 동작하고, 질량 분석자석(212)의 자기 필드 및 트랩 시스템(202)에 의해 생성되는 전기 필드 사이의 상호작용을 저지하도록 동작한다. 플라즈마 쉬스는 질량 분석 자석(212)과 이온빔(228)이 통과하는 입자트랩 시스템(202)의 사이에 존재한다. 음 전극(252)에 의해 생성된 음 전기 필드는 플라즈마 쉬스(52)를 소멸시키며, 이로 인해 본 발명의 양상에 따라 오염 입자를 트랩하고 편향시키는데 유리한 환경이 형성된다. 또한, 음 전기 필드는 빔 플라즈마 내의 전자에 대한 장벽을 형성하여, 전자는 양 전극에 의하여 플라즈마로 부터 끌려나오지 않는 경향을 갖는다.
음 전기 필드는 또한 입자가 양 전하를 띄도록 빔(228)에 유입된 입자를 양으로 하전시킨다. 입자가 양 전극(254)에 의하여 공급되는 양 전기 필드에 도달할 때까지, 입자는 양 전기 필드에 의하여 밀려나도록(도2 참조) 충분히 양으로 하전된다. 입자는 빔에서 벗어나서 전극(예를 들어, 전극(14))에 접촉될 수 있게 되고, 이 접촉은 입자가 중성 전하로 방전되도록 한다. 중성 입자는 이어서 빔으로부터, 그리고 감소된 운동 에너지 상태로 떨어질 수 있다. 밀려난 입자는 또한 시스템(200) 내에서 재순환되고 나서, 중화되어 이온 빔(228)으로부터 떨어질 수 있다. 그러나, 입자는 양 전위장벽을 통과하는데 충분한 에너지를 갖는 경우에 입자트랩 시스템(202)을 통과할 수 있다. 물론 필드 세기는 입자 오염이 특정 레벨 이상을 유지한다면 증가될 수 있다. 양 전극(254)과 출구 접지 전극(256)은 이온 빔(228)을 포커싱하거나 가속시키기 위한 정전기 렌즈를 형성할 수 있다. 추가적인 가속이 접지 전극(256)에 비해 높은 전위인 가변 분해 개구 전극(variable resolving aperture electrode)(260)을 제공함으로써 (선택적으로) 구현될 수 있다.
빔 중화기(230)는 양으로 하전된 이온빔(240)에 의한 주입의 결과로서 타겟 웨이퍼상에 축적될 수 있는 양 전하를 중성화시키는 플라즈마 샤워(plasma shower)(266)를 포함할 수 있다. 빔 중화기(230) 및 분해 하우징(229)은 진공 펌프(268)에 의하여 배기된다.
빔 중화기(230)의 후방에는 처리될 웨이퍼가 장착되는 디스크 모양의 웨이퍼 서포트(270)를 포함하는 종단 스테이션(216)이 있다. 웨이퍼 서포트(270)는 주입 빔 방향에 대하여 일반적으로 수직 방향인 타겟 평면 내에 있다. 모터(272)는 종단 스테이션(216)에 있는 디스크 모양의 웨이퍼 서포트(270)를 회전시킨다. 따라서, 이온빔은 웨이퍼 서포트(270)에 장착된 웨이퍼가 원형 경에서 이동할 때 이 웨이퍼에 충돌한다. 종단 스테이션(216)은 이온 빔의 경로(276)와 웨이퍼(W)의 교차부인 포인트(274)를 중심으로 선회하여, 타겟 평면이 이 포인트를 중심으로 조정 가능하도록 한다.
도6은 본 발명의 양상에 따른 이온빔 내에서의 입자 운반을 저지하는 방법의 예를 도시한 흐름도이다. 설명을 단순화하기 위하여, 도6의 방법이 일련의 단계로서 도시되고 설명되어 있지만, 본 발명이 일부 단계가 본 발명에 따라서, 본원에 도시되고 설명된 것과 다른 단계와 함께 및/또는 상이한 순서로 발생할 수 있기 때문에, 단계의 상기 순서에 한정되지 않는다는 것이 이해 및 인식되어야 한다. 더구나, 본 발명의 양상에 따른 방법을 구현하는데 있어서 모든 도시된 단계가 필요로 되지는 않을 수 있다.
간략히 요약하면, 본 발명의 양상에 따른 방법은 이온 빔 지향되는 한 쌍의 반대의 전기 필드를 사용한다. 전기 필드의 극성은 양 이온빔을 사용하는지 또는 음 이온빔을 사용하는가에 따라 가변적일 수 있다. 제1 전기 필드는 이온 빔의 경로에서 생성되고, 상기 전기 필드는 이온빔의 극성과 반대의 극성을 갖는다. 제1 전기 필드의 영역 내의 이온빔에 위치된 입자는 이온빔과 부합하는 극성으로 하전된다. 제2 전기 필드는 제1 전기 필드에 대해 후방의 이온빔의 경로에서 생성된다. 제2 전기 필드는 하전된 입자의 적어도 일부를 이온빔으로부터 멀리 밀어내기 위하여 제1 전기 필드과 반대의 극성을 갖는다.
도6을 참조하면, 도시된 방법은 단계(320)에서 시작하는데, 이 단계에서 접지 전위에 대해 적절한 음 전위로 전극을 충전함으로써 음 전기 필드가 생성된다. 음 전기 필드는 이온빔이 통과하는 플라즈마 쉬스를 소멸시키도록 동작한다(단계 330). 플라즈마 쉬스는 입자가 음 전하를 띠도록 하는 환경을 제공한다. 입자 및 이온은 플자즈마 쉬즈의 부재 시에 빔 방향에서 후방으로 지속적으로 이동한다.
단계(340)에서, 입자는 음 전기 필드와의 상호작용으로 인해 양 전하를 띠기 시작한다. 다음으로, 단계(350)에서, 양 전기 필드가 음 전기 필드과 인접되고 이 음 전기 필드에 대해 후방에서 생성된다. 양 전기 필드는 양으로 하전된 오염 입자를 밀어낸다(단계 360). 특히, 양 전기 필드는 양으로 하전된 입자의 궤도를 저속화하고 변경시키도록 동작한다. 유용하게도, 입자는 통상적으로 관련 기판 (예를 들어, 웨이퍼)와 충돌할 수 없도록 하기 위하여 양 전기 필드를 통과할 수 없거나 궤도를 충분히 변경시킬 수 없다. 결과적으로 기판의 입자 오염이 완화된다.
입자가 (이온빔 밖으로 또는 수정된 궤도로) 밀려난 후, 프로세스는 단계(370)로 진행될 수 있다. 단계(370)에서, 이온빔은 희망하는 가속 레벨과 적합한 전기 필드 기울기를 제공함으로써 희망하는 에너지 레벨로 가속될 수 있다. 가속이 본 발명의 양상에 따라 입자를 트랩하기 전에 수행되거나, 가속이 함께 사용되지 않을 수 있다는 것이 인식되어야 한다.
본 발명이 어떤 특정 실시예에 대하여 도시되고 설명되었을지라도, 본 명세서와 첨부 도면을 판독 및 이해할 시에 당업자들에 의하여 등가의 변경 또는 변형이 가능하다는 것이 인식될 것이다. 특히, 상술한 구성요소(어셈블리, 장치, 회로, 시스템 등)에 의하여 수행된 다양한 기능과 관련하여, 이와 같은 구성요소를 설명하는데 사용된 용어("수단"에 대한 인용을 포함한)는 특별히 지적되지 않는 한 상술한 구성요소(예를 들어, 기능적으로 유사한)의 특정한 기능을 수행하는 어떤 구성요소와 대응되는 것으로서, 이 구성요소가 개시된 구성과 구조적으로 일치하지는 않더라도 여기에 나타낸 본 발명의 일 실시예들 내에서 그 기능을 수행하는 것으로 본다. 본 발명은 컴퓨터로 판독가능한 매체를 포함할 수 있고, 이 매체는 본 발명의 여러 방법들에 대한 단계를 수행하기 위한 컴퓨터로 처리가능한 명령들을 갖는것을 알 수 있을 것이다. 또한 본 발명의 특별한 특징이 여러 실시예중 하나에 대해서만 설명되었을 수 도 있으나, 이러한 특징은 어떤 주어진 또는 특정한 응용에 바람직하거나 유리할 수도 있는 기타 실시예의 하나 또는 그이상의 다른 특징들과 결합될 수 있다. 또한 발명의 상세한 설명과 청구범위에 사용되는 용어인 "갖는"이나 "구비하는"등의 용어는 "포함하는"이라는 용어와 유사한 방식으로 사용되도록 의도한 것이다.
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상기 장치 및 관련 방법은 리드프레임 캐리어(leadframe carrier) 내에 존재할 때 리드프레임 스트립(leadframe strip)의 정확한 카운트를 제공하기 위하여 패킹 및 테스트와 같은 벡-엔드 반도체 처리 분야에서 사용될 수 있다.

Claims (20)

  1. 입자가 이온빔(44)과 함께 운반되는 것을 저지하는 시스템(10)에 있어서:
    상기 이온빔(44)의 극성과 반대인 제1 극성을 갖는 제1 전기 필드(26, 28)를 제공하는 제1 전극(14)으로서, 상기 제1 전기 필드(26, 28) 내의 이온빔(44)에 유입되는 입자(60)가 상기 이온빔(44)과 부합하는 극성으로 하전되는, 제1 전극; 및
    상기 제1 전극(14)에 대해 이온빔(44)의 이동방향에서 후방에 위치되며 상기 하전된 입자(60)를 상기 후방의 이동 방향으로부터 멀리 밀어내기 위하여 이온 빔(44)과 부합하는 극성을 갖는 제2 전기 필드(30, 32)를 제공하는 제2 전극(16)을 포함하는, 입자가 이온빔과 함께 운반되는 것을 저지하는 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 제1 및 제2 전극(14, 16) 중 적어도 하나에 의하여 제공되는 전기 필드 내로의 플라즈마(52)의 후방 이동을 저지하기 위하여, 제1 전극(14)에 대해 전방에 이격되는 접지 전극(12)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입자가 이온빔과 함께 운반되는 것을 저지하는 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 전기 필드(26, 28)는 음 전위 장벽을 형성하는 음 전기 필드이고, 상기 제2 전기 필드(30, 32)는 음 전위 장벽에 인접한 양 전위 장벽을 형성하는 양 전기 필드이며, 상기 양 전위 장벽은 하전된 입자(60)의 추가적인 후방 이동을 저지하는 것을 특징으로 하는 입자가 이온빔과 함께 운반되는 것을 저지하는 시스템.
  4. 입자가 양 이온빔과 함께 운반되는 것을 저지하는 시스템에 있어서:
    음 전기 필드(26, 28)를 제공하는 음 전극(14)으로서, 상기 음 전기 필드의 영역 내의 이온빔(44)에 유입되는 입자(60)가 양 극성으로 하전되는, 음 전극; 및
    상기 이온빔(44)에 대한 후방 이동 방향에서 상기 음 전극(14)에 인접하고, 상기 양으로 하전된 입자(60)를 상기 이동 방향으로부터 멀리 밀어내기 위하여 양 전기 필드(30, 32)을 제공하는 양 전극(16)을 포함하는, 입자가 양 이온빔과 함께 운반되는 것을 저지하는 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 음 및 양 전극(14, 16) 중 적어도 하나에 의하여 제공되는 전기 필드 내로의 플라즈마(52)의 후방 이동을 저지하기 위하여 음 전극(14)으로부터 전방에 이격되며 상기 음 전극에 대해 인접한 제1 접지 전극(12)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입자가 양 이온빔과 함께 운반되는 것을 저지하는 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 양 전극(16)으로부터 후방에 이격되며 상기 양 전극에 대해 인접한 제2 접지 전극(18)을 더 포함하며, 상기 제1 및 제2 접지 전극(12, 18)은 상기 양 및 음 전극(14, 16)에서 제공하는 전기 필드(26, 28, 30, 32)를 집합적으로 클램핑하는 것을 특징으로 하는 입자가 양 이온빔과 함께 운반되는 것을 저지하는 시스템.
  7. 제4항에 있어서, 양 및 음 전극(14, 16) 각각은 동축으로 연장되는 중앙 개구(38, 40)를 갖는 환형 전극을 포함하고, 상기 이온빔(44)은 상기 환형 전극(14, 16)의 개구를 통과하는 것을 특징으로 하는 입자가 양 이온빔과 함께 운반되는 것을 저지하는 시스템.
  8. 이온 주입 시스템에 있어서:
    주입 스테이션(108,216)에 위치된 기판을 처리하기 위하여 이온 빔(106, 228) 내의 이온을 방출하는 이온 소스(104);
    주입 궤도로 적절한 질량을 갖는 이온을 편향시키기 위한 분석 자석 시스템(212);
    입자가 분석 자석 시스템에서 편향된 이온과 함께 운반되는 것을 저지하는 트랩 시스템(102)으로서, 상기 트랩 시스템은:
    상기 이온빔의 극성과 반대인 제1 극성을 갖는 제1 전기 필드(120)를 제공하는 제1 전극(252)으로서, 이온빔(106, 228)에 유입되는 입자(60)가 상기 편향된 이온으로 형성되는 이온 빔과 부합하는 극성으로 하전되는, 제1 전극, 및
    상기 제1 전극(252)에 대해 이온빔(106, 228)의 이동 방향에서 후방에 위치되고, 상기 하전된 입자를 밀어내기 위하여 상기 제1 전기 필드(120)와 반대 극성을 갖는 전기 필드(122)를 제공하는 제2 전극(250)을 포함하는, 입자 트랩 시스템(102); 및
    상기 입자트랩 시스템(102)으로부터의 이온에 의한 처리를 위해 상기 주입 스테이션(108, 216)에서 지지되는 기판(W)을 포함하며, 상기 기판에서의 입자 오염이 완화되는, 이온 주입 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 트랩 시스템(102)은 제1 및 제2 전극(252, 254) 중 적어도 하나에 의하여 제공되는 전기 필드 내로의 플라즈마의 후방 이동을 저지하기 위하여, 제1 전극(252)으로부터 전방으로 이격되고 상기 제1 전극(252)에 대해 인접한 제1 접지 전극(250)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 주입 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 트랩 시스템(102)은 상기 제2 전극(254)으로부터 후방에 이격되고 상기 제2 전극(254)에 대해 인접한 제2 접지 전극(256)을 더 포함하며, 상기 제1 및 제2 접지 전극(250, 256)은 상기 제1 및 제2 전극(252, 254)에 의해 제공되는 전기 필드를 집합적으로 클램핑하는 것을 특징으로 하는 이온 주입 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제1 및 제2 전극(250, 252) 및 상기 제1 및 제2 접지 전극(254, 256) 각각은 동축으로 연장되는 중앙 개구를 갖는 환형 전극을 포함하고, 상기 편향된 이온은 각각의 환형 전극의 개구를 통과하는 것을 특징으로 하는 이온 주입 시스템.
  12. 제10항에 있어서, 상기 제2 접지 전극(254)에 대해 후방에 이격된 가속 전극(260)을 더 포함하고, 상기 가속 전극(260)은 상기 주입 스테이션 (108, 216)에서의 처리를 위하여 상기 이온을 원하는 에너지 레벨로 가속하는데 충분한 전위가 되는 것을 특징으로 하는 이온 주입 시스템.
  13. 입자가 이온빔과 함께 운반되는 것을 저지하는 시스템에 있어서:
    상기 이온빔(44)의 경로에서 제1 전기 필드(26, 28)를 생성하는 수단(14)으로서, 상기 제1 전기 필드(26, 28) 내에서 이온빔(44)에 유입되는 입자(60)가 상기 이온빔(44)과 일치하는 극성으로 하전되는, 제1 전기 필드 생성 수단; 및
    상기 하전된 입자(60)를 이온 빔(44)의 경로로부터 멀리 밀어내기 위하여 상기 제1 전기 필드(26, 28)와 반대의 극성을 갖고 상기 제1 전기 필드(26, 28)로부터 후방인 이온빔(44)의 경로에서 제2 전기 필드(30,32)을 생성하는 수단(16)을 포함하는, 입자가 이온빔과 함께 운반되는 것을 저지하는 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 인접 자기 필드 및 상기 제1 및 제2 전기 필드(26, 28, 30, 32) 중 적어도 하나 사이의 상호작용을 저지하는 수단(12, 18)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입자가 이온빔과 함께 운반되는 것을 저지하는 시스템.
  15. 제13항에 있어서, 상기 제1 및 제2 전기 필드 생성 수단(14,16) 각각은 환형 전극을 통하여 동축으로 연장된 개구를 포함하며, 상기 이온 빔(44)이 상기 개구를 통과하는 것을 특징으로 하는 입자가 이온빔과 함께 운반되는 것을 저지하는 시스템.
  16. 입자가 이온빔과 함께 운반되는 것을 저지하는 방법에 있어서:
    이온빔(44)의 경로에서 제1 전기 필드(26, 28)를 생성하는 단계(320);
    상기 제1 전기 필드(26, 28)의 영역 내에서 이온빔(44)에 위치된 입자를 상기 이온빔(44)과 부합하는 극성으로 하전시키는 단계(340); 및
    상기 제1 전기 필드(26, 28)에 대해 후방인 이온빔(44)의 경로에서 제2 전 기 필드(30, 32)를 생성하는 단계를 포함하며, 상기 제2 전기 필드(30, 32)는 상기 하전된 입자(60) 중 적어도 일부를 상기 이온 빔(44)으로부터 멀리 밀어내기 위하여 상기 제1 전기 필드(26, 28)와 반대의 극성을 갖는, 입자가 이온빔과 함께 운반되는 것을 저지하는 방법.
  17. 제16항에 있어서, 제1 전기 필드(26, 28) 내로의 플라즈마(52) 후방 이동을 저지하기 위하여, 상기 제1 전기 필드(26, 28)와 인접 자기 필드 사이에 중성 전위의 전기 필드를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입자가 이온빔과 함께 운반되는 것을 저지하는 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 제1 및 제2 전기 필드(26, 28, 30, 32)를 트랩 영역에서 클램핑하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입자가 이온빔과 함께 운반되는 것을 저지하는 방법.
  19. 입자가 이온 빔과 함께 운반되는 것을 저지하는 시스템에 있어서:
    상기 이온빔이 이동하는 음 전기 필드(26, 28)를 제공하도록 에너자이징되는 적어도 하나의 전극(14)을 포함하며, 이온빔(44)에 유입되는 입자(60)가 양으로 하전된 입자(60)에 대한 음 전위 장벽에 의하여 제공되는 인력으로 인해 상기 시스템을 통과할 수 없도록 하기 위하여 음 전기 필드(26, 28) 내에서 양으로 하전되는, 입자가 이온 빔과 함께 운반되는 것을 저지하는 시스템.
  20. 제19항에 있어서, 후방에서 서로 이격된 다수의 전극(16, 18)을 더 포함하며, 상기 다수의 전극 간의 공간은 상기 입자가 진입할 수 있고 이온빔(44) 내로의 재진입 및 후방 이동을 감소시킬 수 있는 장소를 제공하는 것을 특징으로 하는 입자가 이온 빔과 함께 운반되는 것을 저지하는 시스템.
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