KR20000048255A - 원추 자기 주사를 사용하는 이온 빔 주입 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이온이 공작물 주입 표면에 충돌하게 함으로써 공작물 주입 표면을 처리하는데 사용하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 이온 소스(12)에 의해 출사된 이온은 이온 빔(14)을 형성하기 위해 이온 소스로부터 이격하여 가속된다. 상기 소스에서 출사하는 이온 빔내의 이온을 차단하고, 일반적으로 궁형 주사 동작으로 초기 궤도로부터 이격하여 이온을 선택적으로 편향시키는 자계가 생성된다. 강자성 지지부(120)의 내부 표면(S)을 따라서 위치되는 제1 및 제2 전류 반송 코일(110, 112)의 동기화된 여기에 의해 상기 자계가 생성된다. 상기 빔(14)은 이 빔(14)이 궁형 경로(182)를 통해 스위프하게 하고 상기 공작물(13)에 충돌하게 하기 위해 가변 시간 방법으로 제어된 크기만큼 초기 궤도로부터 이격하여 편향된다.

Description

원추 자기 주사를 사용하는 이온 빔 주입 장치 및 방법{ION BEAM IMPLANTATION USING CONICAL MAGNETIC SCANNING}

본 발명은 공작물을 처리하기 위해 양전하 이온을 사용하는 공작물 처리 시스템에 관한 것이다. 그러한 시스템은 이온 소스와, 이온 소스로부터 목표 공작물이 이온 빔 처리를 위해 위치가 정해지는 주입 위치로 이온을 이동시키는 구조를 포함한다.

하나의 상업적으로 시판되는 이온 주입 시스템은 하나 이상의 공작물이 소스로부터의 이온에 의해 처리되는 주입 챔버로부터 이격된 이온 소스를 사용한다. 이온 발생 챔버의 출구는 이온 빔을 형성하기 위해 형상화, 분석 및 가속될 수 있도록 이온이 이온 소스에서 출사할 수 있게 한다. 이온 빔은 진공인 빔 경로를 따라서 이온 빔이 하나 이상의 공작물, 일반적으로 원형 웨이퍼에 충돌하는 이온 주입 챔버로 지향된다. 이온 빔의 에너지는 웨이퍼에 충돌하는 이온이 주입 챔버에서 그러한 웨이퍼를 관통하게 하기에 충분하다. 그러한 시스템의 일반적인 응용예는 실리콘 웨이퍼이고, 이온은 반도체 재료를 생성하기 위해 웨이퍼를 「도프(dope)」하는데 사용된다. 마스크(mask) 및 패시베이션층(passivation layer)을 사용하여 선택적인 주입에 의해 집적 회로가 제조된다.

소위 중간 전류 주입기에서, 웨이퍼는 자체를 주입 위치에 위치시키고 제어된 경로를 따라서 웨이퍼 표면을 가로질러 이온 빔을 주사함으로써 동시에 처리된다. 주사 동작은 제어된 경로를 따라서 이온을 편향시키는 정전 필드를 설정하는 주사 전극에 의해 적용된다.

1994년 12월 13일에 미국 특허 상표청으로부터 특허 허여된 미국 특허 제5,373,164호는 그러한 중간 전류 주입기에 관한 것이다. 이 '164호 특허에 개시되어 있는 이온 주입 시스템은 이온 빔이 통과하는 다이폴 필드(dipole field)를 생성하는 구조를 포함한다. 다이폴 필드의 강도 및 방향은 공작물, 일반적으로 실리콘 웨이퍼와 이온 빔 사이의 충돌 각도를 조정하도록 제어된다. 전체 실리콘 웨이퍼의 제어된 도핑을 제공하기 위해 사이드 투 사이드(side-to-side) 주사 동작이 사용된다.

상기 '164호 특허에 개시되어 있는 기술은 고전류 주입기로 사용되는 다중 웨이퍼를 처리하는데 사용되는 이온 빔의 제어된 편향을 위해 이루어진 것은 아니다. 그러한 주입기는 Eaton Corporation에 양도된 미국 특허 제5,554,857호에 개시되어 있고 참고로 본 명세서에 통합되어 있다. 상기 '164호 특허에 개시되어 있는 주사와 같은 전기 주사는 사이드 투 사이드 주사를 일으키는데 사용되는 전계가 고전류 빔 전송을 허용하는 배경 중화(background neutralization)를 불안정하게 하기 쉽기 때문에, 부적합하다.

본 발명에 따라서 구성된 이온 주입기는 이온 빔 이동 경로를 횡단하는 이온을 이온 소스에 이격된 관계로 장착되는 주입 챔버로 사출하는 이온 소스를 포함한다. 이온 소스와 주입 챔버 사이의 이온 빔 경로를 따라서 배치되는 자석은 이온 빔이 자석에 입사할 때 입사 궤도로부터 이격된 제어된 주사각에 의해 이온을 편향시킨다. 이러한 편향의 크기는 일반적으로 고정되지만, 편향의 방향은 이온 빔이 궁형 경로를 통해 스위프하도록 하기 위해 제어된다. 이러한 제어된 주사는 예컨대, 이온 주입 챔버내에 지지되는 공작물의 주입 표면 상에 이온 빔을 주사하는데 사용될 수 있다.

전형적인 자석은 빔 경로의 일부를 따라서 연장하는 강자성 재료로 구성되는 코일 지지부를 포함한다. 코일 지지부에 의해 지지되는 하나 이상의 코일은 코일 지지부에 의해 제한되는 편향 영역에서 이온 빔을 차단하는 편향 자계를 생성한다. 이온 빔의 제어된 편향을 달성하기 위해, 하나 이상의 전류 반송 코일에 전기 결합되는 제어기는 제어된 주사각을 따라서 빔을 주사하는 자계를 생성하기 위해 전류 반송 코일을 여기시킨다. 이러한 제어된 편향의 결과는 빔내의 이온이 웨이퍼 지지부상의 시간 변화 지점에서 공작물에 충돌하게 하는 것이다.

본 발명의 이들 및 다른 목적, 장점 및 특징은 첨부하는 도면과 관련하여 더 상세히 설명된다.

도 1은 본 발명에 따라서 구성된 이온 주입기의 개략도.

도 2 및 도 3은 소스로부터 주입 챔버의 목표 지점까지 이온 빔을 자기적으로 주사하기 위한 대체 구조를 도시하는 도면.

도 4는 도 2 및 도 3에 도시되어 있는 구조에 의해 1차 편향된 이온을 재편향시키는 자기 재편향기의 개략도.

도 5는 일반적으로 원형의 공작물을 가로질러 주사하는 이온 빔의 개략도.

도 1은 이온이 작업실에서 공작물(13)에 충돌하도록 이온 소스(12)에서 추출되는 비교적 저에너지의 고전류 이온 주입기(10)를 도시한다. 빔라인 어셈블리는 이온 소스(12)로부터의 이온 빔(14)을 빔 편향기 또는 회전자(15)를 통해 시준기 자석(16)으로 유도한다. 시준기 자석(16)은 이온 빔(14)을 180도 편향에 의해 초기 빔 방향에서 분해 슬릿(17) 및 주입 챔버(18)로 굴절시킨다. 이온 소스(12) 및 빔 편향기(15)는 자체의 각 전원과 함께 주입기 하우징내에 지지된다. 이온 주입기(10)는 .2∼90 kev 범위의 주입 에너지에 의해 작동하고 약 10 mA의 빔 전류를 공급하는 저에너지 주입기이다. 이온 소스(12)로부터 주입 챔버(18)까지의 이동 경로는 이온 소스(12)에서 주입 챔버(18)로의 빔의 전파 중에 저에너지 빔이 확산[즉, 블로우업(blow up)]하는 경향으로 인해 빔 전송시의 문제점을 감소시키기 위해 비교적 짧게 유지된다.

이온 소스(12)는 이온이 생성되는 플라즈마 챔버를 포함한다. 플라즈마 챔버로 이온화 가능 도펀트 가스가 주입된다. 일반적인 소스 성분은 붕소(B), 인(P) 및 비소(As)의 가스 상태 플루오르화물이다. 플라즈마 챔버내에서 이온을 발생하기 위해 이온화 가능 도펀트 가스로 에너지가 전달된다. 본 발명은 음이온이 이온 소스에 의해 발생되는 시스템에 적용 가능하지만, 일반적으로는, 양이온이 발생된다. 양이온은 음전위 전압으로 대전되어 플라즈마 챔버 슬릿으로부터의 거리가 증가할수록 크기가 증가하는 복수의 전극을 포함하는 이온 추출기 어셈블리에 의해 플라즈마 챔버내의 구멍을 통해 추출된다. 전계는 이온 빔(14)을 형성하기 위해 이들 전극에 의해 추출 이온을 설정한다. 상기 전극들은 또한 추출된 이온을 자기 편향기(15)로 가속시킨다.

하나 이상의 프로그램 가능 제어기를 포함하는 제어 시스템(50)은 사용자 디스플레이 또는 콘솔(52)에 이온 주입 정보를 표시한다. 제어 시스템(50)은 또한 이온 소스 및 주입 챔버(18)내의 공작물의 이동에 대한 제어에 의해 빔 조사량을 제어해야 한다. 자기 편향기(15)에 의해 생성된 자계 강도를 조정함으로써 제어 시스템에 의해 빔 주사가 또한 실행된다.

바람직한 빔 편향기(15)(도 2)는 이온 빔의 방위각 주사를 달성하기 위해 이온 빔을 편향시킨다. 이러한 주사는 Benveniste에게 특허 허여된 상기 '164호 특허에서 정전 필드의 생성에 의해 달성되는 주사와 유사하다. 빔 편향기(15)는 이온 빔을 초기 궤도로부터 이격하여 임의의 크기만큼 편향된 방향으로 및 2개의 코일(110, 112)을 통과하는 편향된 여기 전류에 기초하여 조정될 수 있는 방향으로 다시 지향시킨다. 본 발명의 전형적인 실시에에 따라서, 2개의 코일(110, 112)이 강철 요크(120)에 의해 지지된다. 상기 코일(110, 112)은 강철 요크(120)의 내부의 전반적으로 평평한 표면(S)을 따라서 연장하도록 세로로 감겨진다. 강철 요크(120)는 빔 경로를 따라서 거리 D를 연장시켜서(도 1), 여러 가닥 코일(110)의 각 가닥이 예컨대, 또한 빔 경로를 따라서 이 거리 D를 연장시킨다.

상기 코일(110, 112)은 이 코일에 의해 반송되는 전류가 이온 소스(12)를 출발하여 빔 편향기(15)에 입사할 때 빔이 따라가는 입사 궤도에 일반적으로 평행한 방향으로 이동하도록 감겨진다. 상기 코일들은 빔의 반대측에 대해 반대 방향으로 전류가 흐르도록 평평한 요크 표면 S를 따라서 전후로 감겨진다. 도 2에서, 코일(110)의 상부(110a)는 도면의 평면 내부로 전류를 반송하는 가닥을 가지고, 코일(110)의 하부(110b)는 도면의 평면 외부로 전류를 반송하는 가닥을 가진다.

상기 제어 시스템(50)의 일부를 형성하는 전압원에 의해 여기될 때, 2개의 코일(110, 112)내의 전류는 이온 빔에 의해 점유되는 영역에 서로 수직인 자기 다이폴 필드(B_x, B_y)(도 2)를 생성한다. 합성 자계(B_r)은 상기 2개의 필드(B_x, B_y)의 벡터합이다. (자계를 통과하는 이온 빔내의 이온 중 하나와 같은) 대전된 입자는 대전된 입자가 이동하는 자계에 직각으로 힘을 받는다. 힘의 강도는 자계 강도에 비례한다. 도 2의 벡터 V_d는 필드 B_r을 생성하는 코일 여기에 기초하여 빔 편향의 방향을 나타낸다.

코일 여기를 조정함으로써, 제어 시스템(50)의 전압원은 빔 편향의 방향을 조정한다. 합성 자계는 서로 수직으로 지향된 2개의 다이폴 필드의 벡터합이다. 이들 2개의 수직인 다이폴 필드의 합에 기인한 자계 벡터 B_r의 방향은 코일 여기의 적절한 조정 제어에 의해 지속적으로 변화하는 아크를 따라서 전후로 주사하도록 만들어진다. 자계 벡터의 주사는 차례로 편향 방향이 시간에 따라 변화하게 한다. 이것은 발산하는 빔이 빔(14)의 초기 궤도에 대하여 일정한 각도로 산란되게 한다. 자계 방향을 변화시키는 제어된 코일 여기에 의해, 빔은 원추의 단면과 일치하는 다수의 상이한 경로 중 하나에 따르도록 만들어진다. 이온은 원추의 정점에서 편향을 시작하고 자계에 의존하여 시준기 자석을 향해 이동한다.

빔 편향기(15)의 대체 실시예가 도 3에 도시되어 있다. 이 실시예에서, 일반적으로 원통형 강철 요크(150)가 2개의 코일(160, 170)을 지지한다. 이 코일(160, 170)은 상기 요크(150)에 의해 제한되는 영역에 다이폴 필드를 설정하기 위해 빔 경로를 따라서 연장한다. 도 2의 실시예의 경우에서와 같이, 코일은 빔 경로를 따라서 연장하고, 도 3의 평면(코일 160a) 내부로 그리고 동 도면의 평면(코일 160b) 외부로 전류를 반송한다.

도 3에 도시되어 있는 코일 구조는 빔(14)에 의해 점유되는 중앙 영역에 제어된 자계를 발생하는 코일(160, 170)에 전류 밀도를 제공한다. 코일(170)의 작은 부분이 도 3의 평면 내부로 반송되는 전류를 가진다고 가정하자. 이 부분은 코일(170)의 상부 또는 단부로부터 각도 크기만큼 오프셋된다. 이 부분을 통과하는 전류는 자계 성분 Bx=(dl)sin 및 By=(dl)cos을 생성하며, 여기에서 dl은 d의 영역내의 코일(170)의 작은 부분을 통과하는 증가한 전류이다. 이온 빔(14)의 영역내의 상기 요크의 중앙의 필드는 2개의 코일(160, 170)에 의해 반송되는 전류의 변화에 기초하여 조정될 수 있다.

이온 빔(14)이 자기 편향기(15)에서 출발할 때, 이온 빔은 다수의 가능한 발산 빔 경로 중 하나를 따른다. 이온 빔(14)이 자기 편향기(15)에서 출발할 때 이온 빔(14)이 따르는 경로는 제어 일렉트로닉스(50)에 의해 지시되고, 이온 빔이 자기 편향기(15)를 통과할 때 코일 여기에 의해 설정된 자계에 의존한다. 이온 빔(14)은 자기 편향기(15)를 출사할 때 한 세트의 발산 이온 빔 경로를 따르기 때문에, 이온 빔이 시준기 자석(16)에 의해 편향을 부가함 없이 반도체 웨이퍼에 충돌할 수 있게 되는 경우, 이온 빔은 다수의 상이한 각도로 그 경로에 위치되는 웨이퍼에 충돌할 것이다(웨이퍼는 일반적으로 평평한 표면을 가지는 것으로 가정한다).

도 5는 실리콘 웨이퍼(13)와 같은 공작물 및 이온 빔(14)이 상기 웨이퍼(13)의 평평한 표면을 가로질러 따르는 원하는 주사 경로(182)를 개략적으로 도시한다. 실리콘 웨이퍼(13)를 화살표(183)로 표시된 바와 같이 상하로 이동시킴으로써, 상기 웨이퍼의 상이한 부분들은 이온 빔(14)에 면하는 웨이퍼의 전체 표면이 처리되게 하기 위해 주사 경로(182)를 통해 이동한다. 이하 논의되는 바와 같이, 상기 빔과 상기 웨이퍼 사이의 충돌각은 상기 자석(16)에 의해 제공되는 빔 편향 또는 집속에 의해 일정하게 만들어진다. 상기 제어 일렉트로닉스(50)는 1회 주입이 완료되면, 로봇팔(도시 생략)이 주입 챔버로부터 처리된 웨이퍼를 제거하고 빔 처리를 위해 후속 웨이퍼를 삽입한다.

자기 편향기(15) 및 주입 챔버(18) 사이에 삽입되는 시준기 자석(16)은 수직 추출 궤도로부터 상기 편향기(15)에 의해 편향된 빔을 수신한다. 시준기 자석(16)은 총 편향 각도가 180도가 될 때, 따라서 수직 추출 궤도에 평행하게 될 때까지 이온 빔을 더욱 편향시킨다. 따라서, 이온 빔이 목표 평면에 충돌하는 각도는 회전 주사 위치에 무관하게 일정하다. 이온 빔이 전송되는 유용한 영역내에서, 상기 코일(186, 188) 및 자석의 요크(도시 생략) 구조는 수직인 추출축에 대하여 대칭이다. 코일 전류는 수직인 추출축 또는 대칭인 축을 포함하는 평면에서 흘러서, 모든 회전 주사 위치를 통해 상기 빔 궤도의 중간 평면에 수직인 자게를 생성한다. 각 회전 주사 위치에서, 이온 빔은 상이한 중간 평면을 따라서 전파하며, 수직인 추출축 또는 대칭인 축은 이들 모든 평면에 공통이다. 상기 시준기의 출구 및 목표물 사이에 궁형 슬릿(17)이 삽입되어 이온 소스로부터 추출될 수 있는 불필요한 종류를 차단한다(자계를 통한 궤도는 입자 모멘트에 의존한다).

자기 편향기(15) 및 주입 챔버(18) 사이에 삽입되는 자석(16)은 편향된 발산 빔을 수신하고, 주사 경로(182)를 따르는 모든 포인트에서 제어된 균일한 각도로 이온 주입 챔버(18)내에서 이온이 웨이퍼(13)에 충돌하도록 상기 자기 편향기에 의해 생성되는 발산 빔이 평행 경로를 따르게 만들기 위해 이온 빔을 더욱 편향시킨다. 상기 자석(16)은 강철로 구성되는 제1 및 제2의 궁형으로 연장하는 요크 부분(184a, 184b)를 포함한다. 이 부분들(184a, 184b)은, 상기 편향기(15)에 의해 발산 경로를 통해 평향되는 이온 빔이 일반적으로 평행한 경로를 따라서 이동하는 자석(16)에서 출사하게 하는 상기 자석(16)을 통해 이동 경로를 따라서 균일하게 주사된 이온 빔(14)을 재유도하도록 여기되는 한 쌍의 코일(186, 188)을 지지한다. 이온 빔내의 이온이 재유도될 때, 도 5에 도시되어 있는 이온 빔 아크(182)의 범위에 걸쳐서 균일한 제어된 각도로 공작물에 충돌한다.

이온 소스로부터 주입 지점까지의 이온 빔라인은 진공 펌프에 의해 진공으로 된다. 도면에 도시되어 있지는 않지만, 빔 중화기가 상기 자석 및 웨이퍼(13) 사이에 삽입되어 이온 빔이 주입 챔버(18)내로 주입될 때 웨이퍼 상에 잠재적으로 손상을 가하는 전하 축적을 방지하기 위해 이온 빔에 전자를 삽입한다.

트랜스미션(194)에 의해 웨이퍼 지지부(190)에 결합되는 모터(192)에 의해 웨이퍼 지지부(190)에 상하 주사 동작이 제공된다. 상기 웨이퍼의 목표 평면이 조정 가능하게 되도록 이온 빔의 경로에 일반적으로 수직인 축을 따라서 단부 지점(16)이 피벗 가능하게 된다. 이러한 방법으로, 이온 주입 각도가 90도 주입에서 미세하게 변경될 수 있다.

본 발명은 어느 정도의 특이성에 의해 설명되어 있지만, 본 발명은 첨부하는 특허 청구 범위의 사상 또는 범위내에서 개시된 설계로부터의 모든 변형 및 변경을 포함하도록 의도된다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 하나 이상의 전류 반송 코일에 전기 결합되는 제어기에 의해 제어된 주사각을 따라서 빔을 주사하는 자계를 생성하기 위해 전류 반송 코일을 여기시킴으로써 이온 빔의 제어된 편향을 달성할 수 있다.

Claims (11)

1. 이온을 출사하는 이온 소스(12) 및 이온 소스에 이격된 관계로 장착되는 주입 챔버(18)를 가지는 이온 주입기(10)에서, 상기 이온 소스에서 상기 주입 챔버까지 이온 빔 경로를 형성하는 장치에 있어서:

   a) 상기 이온 소스 및 상기 주입 챔버 사이의 상기 이온 빔 경로를 따라서 배치되어 이온 빔(14)이 빔 주사 구조에 입사할 때 이온 빔이 따르는 입사 궤도에 대하여 제어된 주사 각도에 달하는 편향에 의해 이온을 편향시키고,

   ⅰ) 상기 빔 경로의 일부와 관련하여 장착되고 그에 따라 연장하는 강자성 재료로 구성된 지지부(120)와;

   ⅱ) 상기 지지부(120)에 의해 지지되어 상기 지지부에 의해 제한되는 편향 영역에서 상기 이온 빔을 차단하는 전류 반송 코일을 통해 전류의 방향에 가로지르는 편향 자계를 생성하는 하나 이상의 전류 반송 코일(110, 112)을 포함하는 빔 주사 구조(15)와,

   b) 상기 하나 이상의 전류 반송 코일에 전기적으로 결합되어, 공작물 처리 구역의 상이한 부분들을 구분하도록 제어된 주사 각도를 따라서 이온 빔을 주사하는 자계를 생성하기 위해 상기 전류 반송 코일들을 제어 가능하게 여기시키는 제어기(50)를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 빔 경로 형성 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 지지부는 내부에 면하는 내부 표면을 형성하고, 상기 하나 이상의 전류 반송 코일은 상기 지지부의 내부에 면하는 내부 표면을 따라서 연장하는 것을 특징으로 하는 이온 빔 경로 형성 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 빔(14) 주사 구조로부터 상기 빔 경로를 따라서 하류에 상기 빔 및 공작물 사이의 충돌각을 제어하는 빔 재편향기(16)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 빔 경로 형성 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 빔 재편향기는 상기 제어기(50)에 의해 제어된 가변 시간 코일 여기 방법에 의해 주사된 발산 이온을 편향시키는 정자계를 설정하는 것을 특징으로 하는 이온 빔 경로 형성 장치.
5. a) 공작물의 이온 처리를 위해 제어된 초기 궤도를 따라서 이온을 출사하는 이온 소스(12)와;

   b) 상기 이온 소스에 이격된 관계로 장착되는 처리 챔버를 한정하고, 상기 이온 소스(12)에서 출사한 이온에 의해 처리를 위한 공작물을 배치하는 공작물 지지부(190)를 포함하는 구조와;

   c) 상기 이온 소스 및 상기 주입 챔버 사이의 상기 이온 빔 경로를 따라서 배치되어 이온 빔(14)이 빔 주사 구조에 입사할 때 이온 빔이 따르는 입사 궤도에 대하여 제어된 주사 각도에 달하는 편향에 의해 이온을 편향시키고,

   ⅰ) 상기 빔 경로의 일부와 관련하여 장착되고 그에 따라 연장하는 강자성 재료로 구성된 지지부(120)와;

   ⅱ) 상기 지지부(120)에 의해 지지되어 상기 지지부에 의해 제한되는 편향 영역에서 상기 이온 빔을 차단하는 편향 자계를 생성하는 하나 이상의 전류 반송 코일(110, 112)을 포함하는 빔 주사 구조(15)와,

   d) 상기 하나 이상의 전류 반송 코일에 전기적으로 결합되어, 공작물 처리 구역의 상이한 부분들을 구분하도록 제어된 주사 각도를 따라서 이온 빔(14)을 주사하는 자계를 생성하기 위해 상기 전류 반송 코일들을 제어 가능하게 여기시키는 제어기(50)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 이온이 전체 공작물 표면을 처리하게 하기 이해 제어된 전후 경로를 따라서 상기 공작물 지지부(190)를 이동시키는 수단(192)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
7. 제5항에 있어서, 상기 공작물(13)에 충돌하기 전에 서로 일반적으로 평행인 제어된 경로를 따르도록 상기 이온을 편향시키기 위해 상기 이온 빔 주사 구조(15)로부터 발산 경로를 따르는 이온을 수신하는 빔 재편향기(16)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 빔 재편향기(16)는 정자계를 설정하는 것을 특징으로 하는 장치.
9. 공작물(13)의 이온 빔 처리 방법에 있어서:

   a) 이온 소스(12)로부터 이온을 출사하고, 이온 빔(14)을 형성하기 위해 상기 이온 소스로부터 이격하여 상기 이온을 가속시키는 단계와;

   b) ⅰ) 지지부(120)의 내부 표면(S)을 따라서 제1 및 제2 전류 반송 코일(110, 112)을 위치시키는 단계와, ⅱ) 상기 이온 빔이 궁형 경로를 통해 스위프하게 하기 위해 가변 시간 방법으로 제어된 양만큼 초기 궤도로부터 이격하여 이온 빔을 편향시키도록 조정된 방법으로 상기 제1 및 제2 전류 반송 코일을 모두 선택적으로 여기시키는 단계에 의해 일반적으로 원형 주사 동작으로 초기 궤도로부터 이격하여 상기 이온 빔을 형성하는 이온을 선택적으로 편향시키도록 상기 이온 소스에서 출사하는 이온 빔내의 이온을 차단하는 자계를 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작물 이온 빔 처리 방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 빔(14)은 상기 이온이 제어된 각도로 공작물에 충돌하게 하기 위해 궁형 경로를 통해 스위프하도록 만든 후에 재편향되는 것을 특징으로 하는 공작물 이온 빔 처리 방법.
11. 공작물(13)을 제어 가능하게 처리하는 이온 빔 주입 시스템에 있어서:

    a) 상기 공작물(13)을 처리하기 위해 이온을 제공하는 소스 수단(12)과;

    b) 상기 소스 수단에 관하여 목표 평면에 상기 공작물을 지향하는 공작물 지지 수단(190)과;

    c) 상기 소스 수단에 의해 출사된 이온이 제1 궤도로 이동하는 이온 빔을 형성하게 하는 빔 형성 수단과;

    d) 상기 공작물이 처리될 때 변화하지 않는 제어된 편향 각도만큼 상기 제1 궤도로부터 이격하여 상기 이온 빔내의 이온을 편향시키는 전자석(15)과;

    e) 상기 전자석에 결합되어 상기 이온 빔이 궁형 경로(182)로 주사하게 하기 위해 상기 전자석을 여기시키도록 제어 전압을 인가함과 동시에, 상기 제1 궤도에 대하여 제어된 편향 각도를 유지시키는 제어 수단과;

    f) 상기 전자석에 의해 편향된 이온 빔을 목표 평면으로 재편향시키는 하류 빔 편향기(16)와;

    g) 상기 공작물 지지 수단(190)을 작동시켜 상기 이온 빔이 상기 공작물 표면 상의 제어된 영역에서 상기 공작물(13)에 충돌하게 하는 주사 수단(192)을 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 빔 주입 시스템.