KR20030064748A - 이온 빔내로 끌려오는 입자들을 저지하기 위한 정전기 트랩 - Google Patents

이온 빔내로 끌려오는 입자들을 저지하기 위한 정전기 트랩 Download PDF

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Abstract

오염 입자들(60)이 이온빔(44)과 함께 운반되는 것을 저지하기 위한 입자 트랩 시스템(10)은 이온빔(44)이 통과하는 극성이 서로 반대인 전기장(26,28,30, 32)을 제공하는 한쌍의 전극(14,16)을 포함한다. 이온빔(44)내로 끌리는 입자(60)는 첫번째 전기장(26,28)을 통과할때 이온빔(44)의 극성과 일치하는 극성으로 하전된다. 후단 전극(16)은 양으로 하전된 입자(60)를 이온빔의 이동방향에서 벗어나도록 강제시키기 위하여 다른 전기장(30,32)을 제공한다.

Description

이온 빔내로 끌려오는 입자들을 저지하기 위한 정전기 트랩{ELECTROSTATIC TRAP FOR PARTICLES ENTRAINED IN AN ION BEAM}
반도체 디바이스의 제조에 있어서, 반도체 웨이퍼 또는 유리기판에 불순물을 첨가시키기 위하여 이온 주입기가 채용된다. 특히, 이온빔 주입기는 N 또는 P형 불순물 재료를 첨가하거나 직접회로의 제조동안 보호막 층을 형성시키기 위하여 이온빔으로 실리콘 웨이퍼를 처리하는데 사용된다. 이온빔 주입기는 반도체에 불순물을 첨가시키기 위하여 사용될 때에는 선택된 이온 종들(species)을 주입하여 원하는 불순물 재료를 생성시킨다. 안티몬(antimony), 비소 또는 인과 같은 원재료로 부터 생성된 이온을 주입하면 N형 불순물 웨이퍼가 되는 반면에 P형 불순물 웨이퍼가 요구되면 붕소, 갈륨 또는 인듐(indium)과 같은 원재료로 부터 생성되는 이온이 주입되어야 할 것이다.
일반적인 이온빔 주입기는 이온화 가능한 원재료로부터 양으로 하전된 이온들을 생성시키기위한 이온 소스(ion source)를 포함한다. 생성된 이온들은 빔형태로 되어 소정 빔 경로를 따라 주입될 장소로 편향된다. 이온빔 주입기는 이온 소스와 주입 스테이션(implantation station)사이에 연장되는 구조를 형성하고 구성하는 빔을 포함 할 수 있다. 이 구조를 형성하고 구성하는 빔은 이온빔을 유지시키고, 빔이 주입 스테이션으로의 경로를 통과하는 연장된 내부 개구(interior cavity) 또는 통로를 경계짓는다. 이온 주입기가 동작할때, 이 통로는 이온들이 공기 분자들과의 충돌의 결과로 소정 빔 경로에서 벗어날 가능성을 줄이기 위하여 배기된다.
전하에 비례하는 이온의 질량(예로서, 전하대 질량비)은 정전기장 또는 자기장에 의하여 이 이온이 축방향과 횡방향으로 가속되는 정도에 영향을 미친다. 따라서, 반도체 웨이퍼나 다른 대상물의 소망 영역에 도달하는 빔은 극히 높은 순도로 만드는 것이 좋은데 이는 바람직하지 않는 분자량을 지닌 이온들은 빔에서 벗어난 위치로 편향되고 소망 재료가 아닌 다른 재료의 주입은 피해야 하기 때문이다. 이온들을 바람직한 전하 대 질량비 및 바람직하지 않은 전하대 질량비로 선택적으로 분리시키는 과정은 질량분석으로 알려져 있다. 질량 분석기는 일반적으로 이온빔내의 다양한 이온들을 자기 편향을 거쳐서 아치형 통로내로 편향시키기 위하여 쌍극자 자기장(dipole magnetic field)을 생성하는 질량 분석자석을 사용하는데, 이는 상이한 전하 대 질량비를 같는 이온들을 효과적으로 분리시킨다.
이온빔은 기판의 소망 표면 영역에 조준되고 유도된다. 일반적으로, 이온빔의 활성 이온들은 소정 에너지 준위로 가속되어 웨이퍼 소재에 침투된다. 이온들은 이온주입의 깊이를 결정하는 빔에너지로 소재의 결정 격자(crystalline lattice)내에 침투되어 소망의 전도도를 갖는 영역을 형성한다. 이온 주입 시스템의 예로서 매사츄세스 비버리에 위치한 액셀리스 테크놀로지사의 제품들을 포함하여 사용한다.
이온 주입기 또는 기타 이온빔 장비(예를들어, 선형 가속기)의 동작은 오염된 입자들을 발생시킬 수 있다. 이 오염된 입자들은 예를들어, 크기가 약 1㎛ 보다 더 작을수 있다. 이 오염된 입자에 부딛히는 빔내의 이온들의 운동량(momentum)은, 일반적으로 이 이온들 보다 훨씬 낮은 속도이기는 하지만, 차례로 이 입자들을 빔과함께 운반되도록 만든다. 결과적으로, 이온빔내로 끌려들어오는 입자들은 빔과 함께 웨이퍼(또는 다른 기판)쪽으로 운반될 수 있다.
이온 주입 시스템에서 오염 입자들의 소스중 하나는 예를들어, 감광성 수지 (photoresist)원료이다. 감광성 수지원료는 이온주입 전에 웨이퍼 표면상에 도포되고, 완료된 직접회로상에 회로소자를 정의하는데 사용된다. 이온들이 웨이퍼 표면에 부딛힐때 감광성 수지층의 입자들이 웨이퍼로 부터 이탈될 수 있으며, 이탈된 입자들이 이온빔내로 끌려 들어갈 수 있다. 이온 주입동안 반도체 웨이퍼 또는 기타 기판에 충돌하여 고착되는 오염입자들은, 반도체 및 처리된 웨이퍼상에 초 미시적인 패턴 정의를 요하는 기타 디바이스의 제조에 있어서 수율 감소의 원인이 될 수 있다.
반도체 디바이스들이 고 정밀도를 가지고 작은 크기로 제조될때, 이와같은 반도체 디바이스를 생산하기 위한 장치들은 높은 정밀도와 효율이 요구된다. 따라서, 웨이퍼의 오염을 줄이기 위해서는 이온빔내 오염입자의 수를 줄이는 것이 바람직하다.
본 발명은 일반적으로 입자가 이온빔내로 운반되는 것을 저지하는 것에 관한 것으로, 보다 상세하게는 미세 입자들이 이온빔내로 운반되는 것을 저지하는 정전기 시스템을 제공하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
제 1도는 본 발명에 따른 입자 트랩 시스템의 측면도 이다.
제 2도는 본 발명에 따른 입자 궤적의 예를 도시한 제 1도 시스템의 다른 측 면도이다.
제 3도는 제 1도의 시스템을 지나는 정전기장 전위를 도식적으로 나타낸 도면이다.
제 4도는 본 발명에 따른 입자 트랩 시스템을 채용한 이온주입 시스템의 블럭도이다.
제 5도는 본 발명에 따른 입자 트랩 시스템을 채용한 이온 주입 시스템의 일 예에 대한 부분 단면도이다.
제 6도는 이온빔내로의 입자의 운반을 저지하기 위한 방법을 나타낸 흐름도이다.
본 발명은 입자가 이온빔내로 끌리어 운반되는 것을 저지하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 이온빔내 입자는 시스템의 제 1영역에서 한 극성으로 하전된다. 제 1전기장은 이 전기장 후단의 다른 전극이 제 1전기장과 반대인 전기장을 제공하도록 기여하고, 하전된 입자를 반발시키는 전위장벽을 제공하는데 기여한다. 그 결과, 하전된 입자는 이온빔으로 부터 상당히 벗어나서 빔 이동방향에서 이탈되도록 강제될 수 있다. 전위장벽은 예를들어, 하전된 입자를 중성 전위로 차례로 방전시키는 전극으로 또는 다시 튀어서 빔경로로 될돌아올수 없을것 같은 위치로 하전된 입자를 밀어낼 수 있다. 결과적으로, 입자들은 본 발명에 따라서 이온 빔으로 부터 격리되거나 벗어나게 되고 그로 인하여 소재의 오염이 줄어든다.
본 발명은 다른 실시예로서, 입자들이 이온빔과 함께 운반되는 것을 저지하기 위한 시스템을 제공한다. 이 시스템은 제 1전극을 포함하는데, 이 제 1전극은 이온빔의 극성과 반대인 제 1극성을 갖는 제 1전기장을 제공한다. 제 1전기장 내에서 이온빔으로 끌려들어가는 입자는 이온빔과 동일한 극성으로 하전된다. 제 2전극은 이온빔을 위한 이동방향내에서 제 1전극에 대하여 후단에 위치한다. 제 2전극은 하전된 입자를 이동방향의 후단으로 밀어내기 위하여 이온빔과 동일한 극성을 갖는 전기장을 제공한다.
본 발명은 또 다른 실시예로서, 입자들이 이온빔과 함께 운반되는 것을 저지하기 위한 시스템을 제공한다. 이 시스템은 음 전극을 포함하는데, 이 음 전극은이온빔내로 끌려오는 입자를 양으로 하전하는 음 전기장(negative electric field)을 제공한다. 양 전극은 음 전극에 대하여 후단에 위치한다. 양 전극은 양으로 하전된 입자를 이동방향에서 밀어내기 위하여 양 전기장(positive electric field)을 제공한다.
본 발명은 또 다른 실시예로서, 이온주입 시스템을 제공한다. 이 시스템은 후단 주입 스테이션에 위치한 기판을 처리하기 위하여 이온들을 방출하는 이온 소스를 포함한다. 분석자석 시스템은 특정 질량의 이온들을 주입궤도로 편향시킨다. 트랩(trap) 시스템은 입자들이 분석자석 시스템으로부터 편향된 이온들과 함께 운반되는 것을 저지한다. 이 트랩 시스템은 제 1전극을 포함하는데, 이 제 1전극은 이온빔의 극성과 반대인 제 1극성을 갖는 제 1전기장을 제공한다. 이온빔내로 끌려들어가는 입자는 편향된 이온들로 이루어진 이온빔과 동일한 극성으로 하전된다. 이온빔을 위한 이동방향 내에서 제 1전극에 대하여 후단에 위치되는 제 2전극은 하전된 입자를 밀어내기 위하여 제 1전기장과 반대의 극성을 갖는 전기장을 제공한다. 기판은 트랩 시스템에 의하여 제공되는 이온들과 함께 처리하기 위하여 주입 스테이션에서 지지된다.
본 발명은 또 다른 실시예로서, 입자들이 이온빔과 함께 운반되는 것을 저지하기 위한 방법을 제공한다. 이 방법은 이온빔 경로내에 제 1전기장을 생성하는 단계와 제 1전기장 영역내 이온빔에 위치된 입자들을 이온빔과 동일한 극성으로 하전시키는 단계를 포함한다. 제 2전기장은 이온빔 경로내에서 제 1전기장에 대해 후단에 생성된다. 제 2전기장은 이온빔으로부터 최소한 하전된 입자 일부를 밀어내도록, 제 1 전기장과 반대 극성을 갖는다
본 발명은 또 다른 실시예로서, 입자들이 이온빔과 함께 운반되는 것을 저지하기 위한 시스템을 제공한다. 이 시스템은 최소 한개의 전극을 포함하는데, 이 전극은 이온빔의 이동중 통과되는 음 전기장을 제공하기위하여 전원를 인가받는다. 이온빔내로 끌려들어가는 입자는 음 전기장에서 양으로 하전되고, 양으로 하전된 입자들을 위한 음 전위장벽에 의하여 제공되는 인력때문에 이 시스템을 통과할 수 없다.
이와같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 도식적 실시예가 발명의 상세한 설명 및 첨부 도면과 함께 이하에 설명된다. 이러한 본 발명의 실시예에서는 본 발명의 원리들이 채용된 몇가지 방법들이 제시되고 있지만, 본 발명은 이와같은 모든 실시예 및 유사 실시예를 포함하도록 의도한 것이다.
본 발명의 다른 장점과 특징은 도면과 함께 발명의 상세한 설명을 통하여 명확해 질 것이다.
본 발명은 이온 주입기 시스템과 결합하여 사용될 수 있는 이온빔에서 오염 입자들을 제거하기 위한 시스템 및 방법을 제공한다. 그러나, 본 발명은 이온 주입기보다 더 넓은 응용범위를 가지며, 여기에서 설명되는 것 이외의 기타 응용분야에서 이온빔으로 부터 오염입자를 제거하는데 적용되어도 좋다. 또한, 제 1도 내지 6도와 함께 설명되는 실시예가 양이온 빔에서 입자들을 제거하도록 구성되어 있을 수 있으나, 당업자라면 본 발명이 음이온 빔에서도 동일하게 적용될 수 있음을 알 수 있을 것이다.
제 1도는 본 발명의 일 실시예에 따른 입자트랩 시스템(10)을 도시하고 있다. 이 입자트랩 시스템(10)은 도면부호 20으로 표기된 이온빔 방향으로 일직선으로 배열된 일련의 전극(12,14,16,18)을 포함한다. 전극들(12,14,16,18)은 전극 어셈블리를 구성한다. 특히, 전극(12,18)은 입자 트랩시스템(10)에서 상대적인 접지 전위(ground potential)로 유지되는 접지 전극이다. 따라서, 전극(12,18)은 전기장 라인(22)과 전기장 라인(24)으로 각각 표기되는 중성 전기장(neutral electric field)을 제공한다. 전극(14)은 음 전극으로서, 접지전위에 대해 음인 전기장(또는음 정전기장)(26,28)을 발생시킨다. 도시되지는 않았지만 적절한 DC전원이 전극(14)으로 소망 레벨의 음 전기력을 제공하기 위하여 이 전극(14)에 전기적으로 결합된다. 전극(16)은 양으로 하전된 전극으로서, 접지 전위에 대해 양인 전기장(또는 양 정전기장)을 발생시킨다. 양 전기장은 전기장 라인(30,32)으로 표기되어 있다. 도시되지는 않았지만 적절한 DC전원이 전극(16)으로 양 전기력을 제공하기 위하여 이 전극(16)에 전기적으로 결합된다.
일 예로서, 각 전극(12,14,16,18)은 고리모양의 판으로 각각 개구(36,38, 40,42)를 갖는데, 이 개구를 실질적으로 동일축으로 통과하는 이온 빔(44)은 외주 경계가 이 개구들에 의하여 한정된다. 각 전극들(12,14,16,18)은 전기적으로 절연체인 스페이서(spacer)(46)에 의하여 인접 전극들과 서로 간격을 두고 있다. 이 스페이서(46)의 두께와 전극들 사이의 거리는 예를들어, 각 전극들의 판에 제공되는 상대 전위와 이온 빔(44)의 세기와 기타 시스템적 제약에 근거하여 선택된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 가변 분해전극(variable resolving electrode)(48)이 접지전극(18) 후단에 위치되어 이 접지전극(18)과 전기적으로 격리될 수 있다. 가변 분해전극(48)은 이온 빔(44)이 통과하는 개구(가변 분해 개구) (49)를 갖는다. 가변 분해전극(48)은 예를들어 인접 접지전극(18)에 대해 충분히 큰 전위를 갖는데, 이전위는 전극(18,48)사이의 이온 빔(44)내 이온들을 가속시키기 위한 것이다. 예를들어, 가변 분해전극(48)은 접지전극(18)에 대해 약 40KV 정도가 될 수 있는데 이는 이온 빔(44)내 이온들을 가속시키기 위한 큰 가속 전기장(50)을 제공하기 위한 것이다.
접지전위(12)는 전극(14,16)에 의해 생성된 전기장을 묶어두도록 동작한다. 입자트랩 시스템(10)이 예를들어 질량 분석자석 시스템으로부터 이온 빔(44)을 받으면, 접지전극(12)은 질량 분석자석 시스템의 자기장과 입자 트랩시스템의 전기장 사이의 상호작용을 저지한다.
이온들과 전자들로 이루어진 플라즈마 쉬스(plasma sheath)(52)는 입자 트랩시스템(10)에 의해 제공되는 전기장 외부에 존재한다. 이 플라즈마 쉬스(52)는 이온 빔(44)에 의한 공간전하를 중성화시키는 경향이 있으며, 이로인하여 이온 빔을 분산시킬수 있는 방해 전기장이 크게 제거된다. 이온 빔(44)과 플라즈마 쉬스(52)는 이온 빔의 방향(20)으로 이동하고 음 전극(14)에 의하여 제공되는 음 전기장과 반응한다. 음 전극(14)에 의하여 제공되는 음 전기장은 플라즈마 쉬스(52)를 소멸(또는 밀어냄)시키고, 이에따라 플라즈마 쉬스(52)와 전기장사이의 경계(54)가 형성된다(예를들어, 플라즈마가 있는 영역에서 플라즈마가 없는 영역으로 전이). 전극 어셈블리(21)내의 플라즈마 쉬스(52)의 부재는 본 발명의 일 실시예에 따라 이온 빔(44)에 대해 입자를 가둬두거나 편향시키는데 더 유리한 환경을 만들어 준다. 접지전위에 있는 중성 전극(12)은 플라즈마가 최소한 제 1 및 제 2전극 중 하나에 의하여 제공되는 전기장 영역으로 이동하는 것을 저지하며, 이에따라 플라즈마 영역에서 전기장 영역으로의 전이를 촉진시킨다.
이온 빔들은 잔존가스나 빔경로 근처의 물질들과의 충돌에 의해 생성되는 빠른 이온들, 느린 이온들 및 전자들로 구성된 약한 플라즈마로서 특징지워질 수 있다. 이 플라즈마는 모두 동일하게 하전되는 경향이 있는 이온 빔내의 이온들의 척력을 감소시키는 경향이 있다. 플라즈마 빔내에서 이동하는 미소 오염입자들은 전자 플럭스(electron flux)가 이 입자들을 때리는 양이온 플럭스보다 더 높을수 있기 때문에 음으로 하전될 수 있다. 이러한 빔이 전자 에너지 보다 더 큰 전위를 갖는 전기장에 진입했을때, 전자들은 이온빔을 따르지 않는 경향이 있다. 이 영역내에서 미소 입자들은 빠른 이온들의 충돌때문에 양으로 하전되기 시작한다. 이 전기장을 생성하는 음 전극은 끌려오는 입자들이 양으로 하전되도록 보장하는데 도움을 준다.
제 2도는 제 1도의 입자트랩 시스템내의 입자(60)에 대한 궤적의 일 예를 도시하고 있다. 제 2도에서는 제 1도에서 사용된 동일 구성요소에 대해서는 제 1도와 동일한 도면부호를 사용한다. 입자들은 통상적으로 이온빔의 이온들 보다 몇배 더 느린 속도록 이온빔내에서 이동한다. 결과적으로, 이온빔(44)과의 입자의 이동은 최소한 부분적으로는 이온빔의 이온들에서 입자로의 운동량의 전이에 기인한다.
예로서, 입자(60)는 이온빔(44)외곽의 플라즈마 쉬스(52)내 한 위치에서 그 궤적을 시작한다. 플라즈마 쉬스(52)내의 상대적으로 빠른 전자들은 많은 전자들이 입자(60)를 때릴때 입자(60)에 음 전하를 준다. 따라서, 입자(60)는 플라즈마 쉬스(52)로부터 음 전하를 띈다. 이온 빔(44)내 이온들은 입자(60)보다 몇배 빠른 속도로 후단으로 이동하고, 입자(60)가 이온 빔(44)에 들어갈때 이온들의 운동량에 의하여 입자가 이온 빔 방향(20)쪽으로와 경계(54)를 통과하도록 견인된다.
본 실시예에서 양이온 빔인 이온빔(44)은 이온빔내를 돌아다니는 수많은 양 하전 이온들에 기인하여 양 전기장을 갖는다. 전기장(22,26)사이의 음 전기장은 또한 전자들을 밀어내고 양 이온들을 끌어들인다. 전극 어셈블리(21)내에 플라즈마 쉬스(52)가 없을때, 이온 빔(44)의 이온들은 입자(60)를 양으로 하전시키기 위하여 충분한 빈도와 속도를 가지고 입자를 때린다. 따라서, 입자(60)는 제 2 도에 도시된 바와 같이 음에서(플라즈마 쉬스(52)내 일때) 중성(60N)으로 상태가 변화한다. 입자(60N)의 질량이 이온빔(44)내 이온들보다 매우 크기 때문에, 입자는 빠르게 움직이는 양 이온들과의 충돌에 반응하여 매우 큰 양 전하를 축적가능하다. 결과적으로, 이온빔(44)내 이온들은 입자(60N)를 계속 양으로 하전시키고, 이 입자를 후단 방향으로 이동시켜서 보다 많은 양전하의 축적을 시작하도록 만든다.
입자(60O)가 양 전극(16)에 의해 제공되는 양 전기장에 도달할때, 입자는 양 전기장에 의해 반발되도록 충분히 양으로 하전된다. 제 2도에 보기로서 도시되어 있듯이, 입자(60O)는 이온빔의 이동방향에서 벗어나서 음 전극(14)에 접촉되도록 강제된다. 음 전극(14)에 접촉되면 입자(60NNN)는 방전을 일으켜서 중성 전하로 된다. 중성입자(60NNN)는 차례로 이온빔밖으로 떨어질수 있다. 선택적으로는, 이온 빔 밖으로 나간 입자가 다시 입자트랩 시스템(10)안으로 유입되어 결국 중성화되서 다시 빔 밖으로 떨어져 나갈 수도 있다.
제 3도는 이온빔 방향(20)내에서의 거리에 대한 함수로서 제 1도의 입자트랩 시스템(10)에 의해 제공되는 전위에 대한 그래프(64)의 예를 나타내고 있다. 즉, 그래프(64)는 입자트랩 시스템(10)내에서 입자(또는 이온빔(44))가 받는 전위를 나타낸다. 제 3도에서는 간결하게 하기 위하여 제 1도에서 사용된 동일 구성요소에 대해서 제 1도와 동일한 도면부호를 사용한다.
상술한 바와 같이, 플라즈마 쉬스(52)는 입자가 전극 어셈블리의 전기장에 진입하기 전에 약간 음 전하를 띄게 만드는 빠른 전자들을 갖는다. 음전극(14)은 전자들을 밀어내고 양이온들을 끌어들이는 음 전기장을 제공한다. 음 전기장은 또한 경로길이(66)에 걸쳐서 음의 전위장벽을 형성한다. 일단, 음 전위장벽 내에서 입자들은 통상적으로 점차상승하는 양의 방출 전위(positive exit potential)(68)에 의하여 밀려나도록 충분한 양의 전하를 갖는데, 이 전위는 양 전극(16)에 의하여 발생된다. 특히, 입자의 전하는 전기장 영역에 제공되는 전위와 위상이 180도 다를 수 있다. 즉, 입자는 음 전위 장벽내에 있을때 큰 양 전하를 갖는다. 결과적으로, 입자는 후단으로 진행을 계속할 수 없는데 이는 이 입자가 음 전위 장벽을 벗어날 만큼 그리고 양 전극(16)에 의해 제공되는 양 전위 언덕(hump)을 넘을 만큼의 충분한 운동에너지를 갖지 못하기 때문이다.
본 발명에 의한 입자트랩기능은 하나의 전극으로도 구현가능할 수 있음을 주지해야 한다. 예를들어, 전극(16)은 전극(14)의 전위와 실질적으로 동일한 음 전위(V-)로 설정될 수 있다. 이와같은 경우, 이온 빔내로 끌려오는 입자들은 음 전기장내에서 양으로 하전되고, 양으로 하전된 입자들에 작용하는 음 전위 장벽에 의하여 제공되는 인력때문에 입자트랩 시스템을 통과하지 못한다. 입자트랩 시스템은 추가적으로 다수의 전극 및/또는 조각으로 된 전극을 이용하여 성능을 증대시킬수 있는데, 입자들이 전극들 사이(또는 조각들의 사이)의 공간들에 모이는 경향이 있기 때문이다. 결과적으로, 입자들은 이와같은 공간들에 진입해서 이온빔으로의 재진입이 감소되고, 나아가 후단으로의 이동이 감소된다.
제 4도는 본 발명에 따른 입자트랩 시스템(102)을 채용한 이온빔 처리 시스템(100)의 개략적 블럭도이다. 예를들어, 이온 빔 처리시스템(100)은 이온 주입시스템, 입자 가속기 또는 오염 입자들을 제거하거나 우회시키는 것이 바람직한 이온 빔을 이용하는 기타의 시스템일 수도 있다.
이온빔 처리시스템(100)은 이온빔(106)을 형성하는 이온들을 방출하는 이온 소스(104)를 포함한다. 이온 소스(104)는 챔버를 포함하는데, 이 안으로 이온화 가능한 가스 또는 기화된 물질들과 같은 소스 물질들이 주입된다. 소스 물질들에는 에너지가 가해져서 이온빔(양또는 음)(106)을 형성하기 위하여 차례로 챔버를 빠져나오는 이온들을 발생시킨다. 이온 소스들은 당업자에게 잘 알려져 있으므로 상세한 설명은 여기에서 제외한다. 소스 물질들을 이온화 하기위하여 마이크로 웨이브를 채용한 이온소스의 예는 미국 특허 제 5,523,652호에 개시되어 있으며, 여기에서 참조로 사용한다. 당업자들은 추가적인 처리가 있든 없든 기타 이온 소스들이 본 발명의 일 실시예에 따른 입자트랩 시스템(102)과 결합하여 사용하기 위한 이온 소스로서 이용될 수 있음을 이해하고 인식할 것이다.
이온빔(106)은 이온 소스(104)에서 처리 스테이션(processing station) (108)까지의 거리를 지나간다. 처리 이전 또는 처리 스테이션의 일부로서, 이온 빔(106)은 이온빔 가속기(110)를 통과할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라서, 이온 소스(104)는 이온빔(106)을 입자트랩 시스템(102)에 제공한다. 입자트랩 시스템(102)은 이온 빔(106)으로 끌리는 입자들의 제거를 촉진시키기 위하여 이온빔의 극성과 반대 극성을 갖는 제 1전기장(120)과 이온빔의 극성과 동일한 극성을 갖는 제 2전기장을 갖는다. 예로서, 입자트랩 시스템(102)은 서로 인접해서 위치하여 각각 음과 양의 전기장을 제공하기 위한 음 및 양 전극을 갖는 전극 어셈블리를 포함한다. 만약 입자트랩 시스템(102)이 자기장 소스에 인접하여 위치하면, 제 1도의 전극 어셈블리(21)에 도시되고 설명된 것과 같이 자기 및 전기장간의 상호작용을 억제시키기 위하여 접지전극이 추가로 사용될 수 있다.
예로서, 양 이온빔이 사용되면, 제 1전기장(120)은 음이 되고 다음 후단의 전기장(122)은 양이된다. 음 전기장(120)은 이온빔(106)이 통과하는 입자트랩 시스템(102)에 인접한 플라즈마 쉬스를 소멸(또는 축출)시킨다. 이로서 플라즈마 쉬스와 입자트랩 시스템(102)내의 영역사이에 장벽이 형성된다. 플라즈마 쉬스의 부재는 본 발명의 일 실시예에 따른 입자트랩 기능을 용이하게 하는 입자트랩 시스템(102)내의 환경을 만들어 준다. 입자들 보다 훨씬 빨리 후단으로 이동하는 이온빔(106)내 수많은 이온들은 이온빔(106)내로 끌리는 입자들을 양으로 하전시킨다. 따라서, 입자는 양 전기장(122)에 도달할때 큰 양 전하를 축적할 수도 있다. 결과적으로, 양 전기장(122)은 양으로 하전된 입자들을 밀어내어 이온빔의 후단방향으로 가지 못하게 하고, 입자가 입자트랩 시스템(102)을 빠져 나갈때 이온 빔(106N)과 함께 계속 운반되는 것을 효과적으로 방지한다. 이온빔의 발산은 입자 발산과 작은 관련이 있다.
이온 빔(106N)은 이때 이온빔 가속기(110)나 기타 분석 또는 처리시스템(예를들어, 질량 분석, 집속)에 공급될 수 있다. 이온빔 가속기(110)는 예를들어 소망에너지 준위로 이온빔을 선택적으로 가속 및/또는 감속시키기 위하여, 이온빔 축을 따라서 전압물매(voltage gradient)를 설정하는 일군의 전극으로 구성된다. 가속 및 감속 전극이 이온빔(106N)을 집속하기 위하여 추가로 채택되어 목표영역에 대한 실질적으로 균일한 강도를 갖는 집속되고 가속된 빔(106O)을 제공할 수 있다.
가속된 이온빔(106O)은 처리 스테이션(108)에 공급된다. 예로서, 처리 스테이션(108)은(이온주입을 위한)주입 스테이션, (기판 분석을 위한)분석 스테이션 또는 이온빔을 사용하는 기타 시스템이 될수도 있다.
제어기(130)는 이온 소스(104), 입자트랩 시스템(102), 이온빔 가속기(110) 및 처리 스테이션(104)과 각각 효과적으로 결합될 수 있다. 제어기(130)는 처리 스테이션에 공급되는 이온빔의 특성을 감시하고 제어할 수 있다. 제어기(130)는 이온 빔(106)의 매개변수들을 제어하기 위한 이온주입 시스템(100)의 다양한 구성요소에 대한 소망 제어기능들을 구현하기 위하여, 하드웨어 및/또는 소프트웨어 프로그램등 으로 구성될 수 있다.
본 발명의 추가적 환경을 제공하기 위하여 제 5도는 본 발명의 일 실시예에 따른 입자트랩 시스템(202)을 채용하도록 구성된 이온주입 시스템(200)의 일 예를 나타내고 있다. 이온주입 시스템(200)은 이온 소스(210), 질량 분석자석(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 팽창가능한 스텐레스 스틸 벨로우즈 어셈블리(218)는 종단 스테이션(216)과 빔라인 어셈블리( 214)를 연결한다. 제 5도에는 초 저 에너지 이온주입 시스템이 도시되어 있지만,본 발명에 따른 입자트랩은 기타 다른종류의 이온 주입기에 대해서도 응용될 수 있다.
이온 소스(210)는 플라즈마 챔버(plasma chamber)(220)와 이온추출 어셈블리 (222)를 구비한다. 이온화 가능한 도펀트(dopant)가스에 에너지가 가해져서 플라즈마 챔버(220)내에서 이온들이 생성된다. 본 발명은 음 이온들이 이온 소스(210)에 의하여 생성되는 시스템에서도 적용가능하지만, 일반적으로는 양 이온들이 생성된다. 양 이온들은 복수개의 전극(224)들을 포함하는 이온추출 어셈블리(222)에 의하여 플라즈마 챔버(220)의 슬릿을 통해 추출된다. 전극들(224)은 음 전위의 전압들로 충전되는데, 이 전압은 플라즈마 챔버 슬릿과의 거리가 늘어남에 따라서 증가한다. 따라서 이온추출 어셈블리(222)는 플라즈마 챔버(220)로 부터 양 이온들로 된 빔(228)을 추출하고 추출된 이온들을 질량 분석자석(212)내로 가속시키는 기능을 한다.
질량 분석자석(212)은 적당한 전하대 질량비를 갖는 이온들을 분해기 하우징(resolver housing)(229)및 빔 중성화기(230)를 포함하는 빔라인 어셈블리 (214)에 통과시키는 기능을 한다. 질량 분석자석(212)은 고리모양의 실린더형 측벽을 갖는 알루미늄 빔가이드(234)에 의하여 정의되는 곡선형 빔경로(232)를 포함하며 진공펌프(238)에 의하여 배기된다. 곡선 빔경로(232)를 따라 전파되는 이온 빔(228)은 질량 분석자석(212)에 의하여 생성된 자기장에 영향을 받고 적절치 않은 전하대 질량비를 갖는 이온들은 제외된다. 이 쌍극 자기장의 강도와 방위는 전자 제어기(244)에 의하여 제어되는데, 이 전자 제어기는 자석 커넥터(246)를 통하여질량 분석자석(212)의 쌍극 자기장 권선을 흐르는 전류를 조정한다.
쌍극 자기장은 이온 소스(210)근처의 제 1 또는 입구 궤적(247)에서 분해기 하우징(229) 근처의 제 2 또는 출구 궤적(248)에 이르는 곡선 빔경로(232)를 따라 이온빔(228)이 이동하도록 만든다. 이온빔(228)의 부분들(228',228O)(부적절한 전하대 질량비를 갖는 이온들로 이루어진)은 곡선 궤적에서 벗어나서 알루미늄 빔 가이드(234) 벽면으로 편향된다. 이와같은 방법으로 질량 분석자석(212)은 소망의 전하대 질량비를 갖는 이온빔(228)내의 이온들만 분해기 하우징(229)으로 통과시킨다.
예로서, 입자트랩 시스템(202)은 분해 하우징(229)에 위치되는데, 이 시스템은 본 발명에 따라 이온주입 시스템(200)의 다른 부분에 위치될 수도 있다. 이 시스템은 이온빔(만약 사용한다면)의 가속 전단계에 위치시키는 것이 바람직한데, 이는 이온빔내의 가속된 오염 입자들의 운반을 방해하기 위하여 적절한 전위장벽을 제공하는데에는 증가된 장(field)의 세기가 필요하지 않기 때문이다.
입자트랩 시스템(202)은 질량 분석자석(212)과 패러데이 플래그(Faraday flag)(258)와 같은 선량 측정 지시계(dosimetry indicator)사이에 일직선으로 배열되는 일련의 전극들(250, 252,254,256)을 포함한다. 전극(250,256)은 중성 전기장을 제공하도록 구성된 접지 전극들이다. 전극(252)은 접지전위에 대해 음 전기장을 제공하는 음 전극이고, 전극(254)은 접지 전위에 대해 양 전기장을 생성하는 양으로 하전된 전극이다.
접지전극(250)은 전극(252,254)에 의하여 생성되는 전기장을 묶도록 동작하고, 질량 분석자석(212)의 자기장과 입자트랩 시스템(202)에 의해 생성되는 전기장간의 상호작용을 저지하도록 동작한다. 플라즈마 쉬스는 질량 분석자석(212)과 이온빔(228)이 통과하는 입자트랩 시스템(202)의 사이에 존재한다. 음 전극(252)에 의해 생성된 음 전기장은 플라즈마 쉬스(52)를 소멸시키는데, 이로서 본 발명의 일 실시예에 따른 오염 입자들을 묶어두고 편향시키는데 유리한 환경이 만들어 진다. 또한, 음 전기장은 빔 플라즈마내의 전자들을 위한 장벽을 형성하는데, 따라서 전자들은 양 전극에 의하여 플라즈마로 부터 끌려나오지 않는 경향을 갖는다.
음 전기장은 입자들이 양 전하를 띄도록 이온빔(228)내로 끌리는 입자들을 더욱 양으로 하전시킨다. 입자들이 양 전극(254)에 의하여 공급되는 양 전기장에 도달할때, 입자들은 양 전기장에 의하여 밀려나도록(제 2도 참조) 충분히 양으로 하전된다. 입자들은 이온빔밖으로 나와서 전극(예를들어, 전극(14))에 접촉되도록 압박을 받을 수 있는데, 이 접촉에 의하여 입자들은 중성 전하로 방전된다. 중성입자들은 차례로 이온빔밖으로 떨어져서 운동에너지가 감소된 상태로 될 수 있다. 밀려난 입자들은 이온주입 시스템(200)내에서 재순환되어 차례로 중화되고 이온 빔(228)에서 떨어질 수 있다. 입자는 입자트랩 시스템(202)을 통과할 수 있지만, 그것은 양 전위장벽을 통과할 만큼 큰 에너지를 가질때만 가능하다. 물론 장의 세기는 입자의 오염이 특정 준위이상을 유지한다면 증가될 수도 있다. 양 전극(254)과 출 접지전극(256)은 이온 빔(228)을 집속시키거나 가속시키기 위하여 정전기 렌즈를 형성할 수도 있다. 추가의 가속이(선택적으로) 접지 전극(256)에 비해 높은 전위에 있는 가변 분해 개구 전극(variable resolving aperture electrode)(260)을제공하므로써 구현될 수 도 있다.
빔 중성화기(230)는 플라즈마 샤워(plasma shower)(266)를 포함할 수 있는데, 이는 양으로 하전된 이온빔(240)에 의한 주입의 결과로서 타겟 웨이퍼상에 축적될 수 있는 양 전하를 중성화시키기 위한 것이다. 빔 중성화기(230)와 분해 하우징 (229)은 진공 펌프(268)에 의하여 배기된다.
빔 중성화기(230)의 후단은 종단 스테이션(216)으로서, 처리될 웨이퍼가 장착되는 디스크 모양의 웨이퍼 서포트(270)를 포함한다. 웨이퍼 서포트(270)는 주입 빔 방향에 대하여 일반적으로 수직으로 위치한 타겟 평면내에 있다. 모터(272)는 종단 스테이션(216)에 있는 디스크 모양의 웨이퍼 서포트(270)를 회전 시킨다. 이온빔은 따라서 웨이퍼 서포트(270)에 장착된 웨이퍼들이 원형 경로를 이동함에 따라 이 웨이퍼들에 조사된다. 종단 스테이션(216)은 이온 빔의 경로(276)와 웨이퍼 (W)의 교차점인 점(274)을 축으로 선회하는데, 타겟 평면이 이 점에 대하여 조정 가능하도록 하기 위함이다.
제 6도는 본 발명의 일 실시예에 따른 입자의 이온빔내로의 운반을 저지하기 위한 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다. 설명을 단순화 시키기 위하여 제 6도의 방법은 일련의 과정으로 나타내고 설명되 있는데, 본 발명은 이러한 각 단계의 순서에 한정되는 것은 아니며, 몇몇 단계들은 본 발명에 따라서 상이한 순서로 될수 도 있고, 또는 여기에 나타내고 설명된 다른 단계들과 동시에 이루어 질 수 도 있다. 또한, 모든 단계들이 본 발명의 일 실시예에 따른 방법을 구현하는데 필요하지 않을 수 도 있다.
이상 간단히 언급된 본 발명의 일 실시예에 따른 방법은 이온 빔이 통과하여 조사되는 한쌍의 서로 반대극성을 갖는 전기장을 사용한다. 전기장의 극성은 양 이온빔을 사용하는가 또는 음 이온빔을 사용하는가에 따라 가변적이다. 제 1전기장은 이온빔의 경로내에서 생성되고 이 전기장은 이온빔의 극성과 반대의 극성을 갖는다. 제 1전기장 영역내에서 이온빔내에 위치한 입자들은 이온빔과 일치되는 극성으로 하전된다. 제 2전기장은 제 1전기장에 비해 후단쪽의 이온빔의 경로내에서 생성된다. 제 2전기장은 최소한 하전된 입자들의 일부가 이온빔으로 부터 밀려나도록 하기 위하여 제 1전기장과 반대의 극성을 갖는다.
제 6도를 참조하면, 여기에 도시된 방법은 단계(320)에서 시작하는데 이 단계에서는 접지 전위에 비해 적절한 음의 전위로 전극을 충전하는 것등에 의하여 음 전기장이 생성된다. 음 전기장은 이온빔이 통과하는 플라즈마 쉬스를 소멸시키도록 동작한다(단계 330). 플라즈마 쉬스는 입자들이 음 전하를 취하도록 만드는 환경을 제공한다. 입자들과 이온들은 플자즈마 쉬스가 없는상태에서 이온빔 방향의 후단쪽으로 이동을 계속한다.
단계(340)에서, 입자들은 음 전기장과의 상호작용으로 양 전하를 취하기 시작한다. 다음 단계(350)에서는, 양 전기장이 음 전기장과 인접되고 이 음 전기장에 비해 후단쪽인 곳에서 생성된다. 양 전기장은 양으로 하전된 오염 입자들을 밀어낸다(단계 360). 특히, 양 전기장은 양으로 하전된 입자의 궤적내 속도를 늦추고 이 궤적을 변경시키는 동작을 한다. 바람직하게는, 이 입자들은 일반적으로 관련 기판 (예를들어, 웨이퍼)을 때리지 못하도록 하기위하여 양 전기장을 통과할 수 없거나궤적을 충분히 변경시킬 수 없다. 결과적으로 기판의 입자 오염이 경감된다. 입자들이 이온빔밖으로 또는 수정된 궤적으로 밀려난 후 단계(370)로 진행될 수 있다. 단계(370)에서, 이온빔은 소망 가속레벨에 상응하는 적정 전기장 물매를 제공하는등의 방법으로 소망 에너지 준위로 가속될 수 있다. 이러한 가속은 본 발명의 일 실시예에 따라 입자들을 구속하기 전에 수행되거나, 가속이 함께 사용되지 않을 수도 있음을 주지해야 한다.
본 발명은 어느 특정 실시예들에 대하여 설명했으나, 본 명세서와 첨부 도면을 읽고 이해한 것을 근거하여 당업자들에 의하여 유사한 변경이나 변형이 가능함을 주지하여야 한다. 상술한 구성요소들(어셈블리, 장치, 회로, 시스템 등)에 의하여 수행된 다양한 기능들과 특별히 관련하여, 이와같은 구성요소들을 설명하는데 사용된 용어들("수단"에 대한 인용을 포함한)은 특별히 지적되지 않는한 상술한 구성요소(예를들어, 기능적으로 유사한)의 특정한 기능을 수행하는 어떤 구성요소와도 상응되는 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 특징들과결합될 수 있다. 또한 발명의 상세한 설명과 청구범위에 사용되는 용어인 "갖는"이나 "구비하는"등의 용어는 "포함하는"이라는 용어와 유사한 방식으로 사용되도록 의도한 것이다.
본 발명의 장치와 방법은 리드프레임 캐리어(leadframe carrier)에 실장시리드프레임 스트립(leadframe strip)들의 정확한 계수를 제공하기 위하여 패킹과 테스트와 같은 반도체 제조공정중 후단계 공정분야에서 사용될 수 있다.

Claims (20)

  1. 입자들이 이온빔(44)과 함께 운반되는 것을 저지하기 위한 입자트랩 시스템(10)에 있어서,
    상기 이온빔(44)의 극성과 반대인 제 1극성을 갖는 제 1전기장(26,28)을 제공하는 제 1전극(14)과,
    상기 이온빔(44)과 일치하는 극성으로 하전되는, 상기 제 1전기장(26,28)내에서 이온빔(44)내로 끌려들어가는 입자(60), 및
    상기 제 1전극(14)에 대해 이온빔(44)의 이동방향에서 후단에 위치하고 상기 하전된 입자(60)를 상기 후단의 이동방향에서 벗어나도록 강제하기 위하여, 이온 빔(44)과 일치하는 극성을 갖는 전기장(30,32)을 제공하는 제 2전극(16)을 포함하는 것을 특징으로 하는 입자트랩 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 입자 트랩시스템(10)은 플라즈마 쉬스(52)가 제 1및 제 2전극(14,16)중 최소한 한 전극에 의하여 제공되는 전기장으로의 후단쪽 이동을 못하도록 저지시키기 위하여, 제 1전극에 대해 전단에 간격을 두고 위치하는 접지 전극(12)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입자트랩 시스템.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제 1전기장(26,28)은 음 전위 장벽을 형성하는 음 전기장이고, 제 2전기장(30,32)은 음 전위 장벽에 인접한 양 전위 장벽을 형성하는양 전기장으로서, 상기 양 전위장벽에 의하여 하전된 입자(60)가 후단으로 추가로 이동하는 것이 저지되는 것을 특징으로 하는 입자트랩 시스템.
  4. 입자들이 양 이온빔과 함께 운반되는 것을 저지하기 위한 입자트랩 시스템에 있어서,
    음 전기장(26,28)을 제공하는 음 전극(14)과,
    양 극성으로 하전되는, 상기 음 전기장 영역내에서 이온빔(44)내로 끌려들어가는 입자(60), 및
    상기 이온빔(44)의 이동방향의 후단에서 상기 음 전극(14)에 인접되고, 상기 양으로 하전된 입자(60)를 상기 후단의 이동방향에서 벗어나도록 강제하기 위하여 양 전기장(30,32)을 제공하는 양 전극(16)을 포함하는 것을 특징으로 하는 입자트랩 시스템.
  5. 제 5항에 있어서, 플라즈마 쉬스(52)가 음 및 양 전극(14,16)중 최소한 한 전극에 의하여 제공되는 전기장으로의 후단쪽 이동을 못하도록 저지시키기 위하여, 일반적으로 음 전극에 인접하고 이 음 전극으로 부터 상단에 간격을 두고 위치하는 제 1접지 전극(12)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입자트랩 시스템.
  6. 제 5항에 있어서, 양 전극(16)에 대해 일반적으로 인접하고 이 양 전극으로부터 후단에 간격을 두고 위치하는 제 2 접지 전극(18)을 더 포함하며, 상기 접지전극(12,18)은 상기 양 및 음 전극(14,16)에서 제공하는 전기장(26,28,30,32)을 함께 묶어 두는것을 특징으로 하는 입자트랩 시스템.
  7. 제 4항에 있어서, 양 및 음 전극(14,16) 각각은 실질적으로 동축으로 연장되는 중앙 개구(38,40)를 갖는 고리모양의 전극을 포함하고, 상기 이온빔(44)이 상기 고리모양의 전극(14,16)의 개구를 통과하는 것을 특징으로 하는 입자트랩 시스템.
  8. 이온 주입 시스템에 있어서,
    이온 주입스테이션(108,216)에 위치한 기판을 처리하기 위하여 이온들 (106,228)을 방출하는 이온 소스(104)와;
    주입 궤적으로 적절한 질량을 갖는 이온들을 편향시키기 위한 분석자석 시스템(212)과;
    입자들이 분석자석 시스템에서 편향된 이온들과 함께 운반되는 것을 저지하기 위한 시스템(102)으로서, 상기 이온빔의 극성과 반대인 제 1극성을 갖는 제 1전기장(120)을 제공하는 제 1전극(252)과,
    상기 편향된 이온들로 형성되는 이온 빔과 일치하는 극성으로 하전되는, 이온빔(106,228)내로 끌려들어가는 입자(60), 및
    상기 제 1전극(252)에 대해 이온빔(106,108)의 이동방향에서 후단에 위치하고, 상기 하전된 입자를 밀어내기 위하여 상기 제 1전기장(120)과 반대 극성을 갖는 전기장(122)을 제공하는 제 2전극(250)을 포함하는 입자트랩 시스템(102); 및
    상기 입자트랩 시스템(102)으로부터의 이온들로 처리하기 위하여 상기 주입 스테이션(108,216)에 지지되는 기판(W)을 포함하고 상기 기판에서의 입자 오염이 경감되는 것을 특징으로하는 이온 주입 시스템.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 입자트랩 시스템(102)은 플라즈마가 제 1및 제 2전극(252,254)중 최소한 한 전극에 의하여 제공되는 전기장으로의 후단쪽 이동을 못하도록 저지시키기 위하여, 제 1전극(252)에 인접하고 이 전극(252)에 대해 전단에 간격을 두고 위치하는 제 1접지 전극(250)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 주입 시스템.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 입자트랩 시스템(102)은 상기 양 전극(254)에 대해 인접하고 이 양 전극으로부터 후단에 간격을 두고 위치하는 제 2 접지 전극(256)을 더 포함하며, 상기 접지 전극(250,256)은 상기 양 및 음 전극(252,254)에서 제공하는 전기장을 함께 묶어 두는것을 특징으로 하는 이온 주입 시스템.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 각 전극(250,252,254,256)은 실질적으로 동축으로 연장되는 중앙 개구를 갖는 고리모양의 전극을 포함하고, 상기 편향된 이온들이 상기 고리모양의 각 전극의 개구를 통과하는 것을 특징으로 하는 이온 주입 시스템.
  12. 제 10항에 있어서, 상기 제 2 접지 전극(254)에 대해 후단에 간격을 두고 위치하는 가속 전극(260)을 더 포함하고, 이 가속 전극(260)은 상기 주입 스테이션 (108,216)에서의 처리를 위하여 상기 이온들을 소망 에너지 준위로 가속시키기에 충분한 전위로 되는 것을 특징으로하는 이온 주입 시스템.
  13. 입자들이 이온빔과 함께 운반되는 것을 저지하는 입자 트랩시스템에 있어서,
    상기 이온빔(44)의 경로에 제 1전기장(26,28)을 생성하기 위한 수단(14)과,
    상기 이온빔(44)과 일치하는 극성으로 하전되는, 상기 제 1전기장(26,28)내에서 이온빔(44)으로 끌려들어가는 입자(60), 및
    상기 제 1전기장(26,28)과 반대의 극성을 갖고 이 전기장(26,28)으로 부터 후단인 상기 이온빔(44)경로 내에서 제 2전기장(30,32)을 발생시키는 제 2전극 (16)을 포함하고, 상기 하전된 입자(60)를 상기 이온 빔(44)의 경로로 부터 벗어나도록 강제하는 것을 특징으로 하는 입자트랩 시스템.
  14. 제 13항에 있어서, 인접 자기장과 상기 제 1및 제2 전기장(26,28,30,32)중 최소한 한 전기장사이의 상호작용을 저지하기 위한 수단(12,18)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입자트랩 시스템.
  15. 제 13항에 있어서, 상기 전기장을 생성하기 위한 수단(14,16)은 각각 실질적으로 고리모양의 전극을 통하여 동축으로 연장된 개구를 포함하며, 상기 이온빔(44)이 이 개구들을 통과하는 것을 특징으로하는 입자트랩 시스템.
  16. 입자들이 이온빔과 함께 운반되는 것을 저지하는 위한 입자트랩 방법에 있어서,
    이온빔(44)경로내에 제 1전기장(26,28)을 생성하는 단계(320)와,
    상기 제 1전기장(26,28)의 영역내에서 이온빔(44)내에 위치한 입자들을 상기 이온빔(44)과 일치하는 극성으로 하전하는 단계(340), 및
    상기 제 1전기장(26,28)에 대해 후단인 이온빔(44)의 경로내에 제 2전 기장 (30,32)을 생성하는 단계로서, 상기 하전된 입자들(60)중 최소한 일부가 상기 이온 빔(44)에서 떨어져 나갈수 있도록 상기 제 2전기장(30,32)이 상기 제 1전기장 (26,28)과 반대의 극성을 갖는 단계를 포함하는 것을 특징으로하는 입자트랩 방법.
  17. 제 16항에 있어서, 플라즈마(52)의 제 1전기장(26,28)으로의 후단쪽 이동을 저지하기 위하여, 상기 음 전기장(26,28)과 인접 자기장사이에 중성 전위의 전기장을 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입자트랩 방법.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 제 1및 제 2전기장(26,28,30,32)을 트랩영역내에서 묶어두는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입자트랩 방법.
  19. 입자들이 이온 빔과 함께 운반되는 것을 저지하기위한 입자트랩 시스템에 있어서,
    상기 이온빔이 이동하여 통과하는 음 전기장(26,28)을 제공하도록 전원을 받는 최소한 한개의 전극(14), 및
    양으로 하전된 입자들(60)에 대한 음 전위장벽에 의하여 공급되는 인력때문에 입자트랩 시스템을 통과하지 못하도록, 상기 음 전기장(26,28)내에서 양으로 하전되고 이온빔내(44)로 끌려들어오는 입자(60)를 포함하는 것을 특징으로 하는 입자트랩 시스템.
  20. 제 19항에 있어서, 후단쪽으로 각각 간격을 두고 떨어져 있는 복수의 전극들(16,18)을 더 포함하며, 상기 전극들간의 공간은 상기 입자가 진입하고 이온빔(44)으로의 재 진입과 후단으로의 이동을 경감시킬 수 있는 장소를 제공하는 것을 특징으로 하는 입자트랩 시스템.
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