KR20100015569A - 통합 차폐 전극을 갖는 이온 가속 칼럼 연결 구조 및 그 방법 - Google Patents

통합 차폐 전극을 갖는 이온 가속 칼럼 연결 구조 및 그 방법

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Abstract

통합 차폐 전극을 갖는 연결 구조를 포함하는 이온 가속 장치 및 그 방법이 개시된다. 일 실시예에 따르면, 이온 주입 시스템의 이온 가속 장치는 제1 요소, 상기 제1 요소에 포함되고, 제1 커넥터 및 상기 제1 커넥터 주위의 제1 분리 차폐 전극을 구비하는 제1 연결 시스템, 그리고 상기 제1 요소와는 상이한 제2 요소에 포함되고, 상기 제1 커넥터에 연결되는 제2 연결 시스템을 포함하며, 상기 제1 분리 차폐 전극은 상기 제2 연결 시스템이 상기 제1 요소와 연결되는 상기 제1 요소의 제1 경계 표면에 인접한 제1 차폐 부분을 구비하고, 단면상으로 상기 제1 차폐 부분은 U-형상이다.

Description

통합 차폐 전극을 갖는 이온 가속 칼럼 연결 구조 및 그 방법{ION ACCELERATION COLUMN CONNECTION MECHANISM WITH INTEGRATED SHIELDING ELECTRODE AND RELATED METHODS}
본 발명은 일반적으로 이온 주입(ion implantation)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 통합 차폐 전극을 갖는 연결 구조를 포함하는 이온 가속 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
이온 주입은 전도성을 변화시키는 불순물들을 반도체 웨이퍼에 주입하거나, 또는 도핑하는 표준 기술이다. 일반적인 이온 주입 공정은 반도체 웨이퍼에 불순물들(이온들)을 주입하기 위해 강한 이온 빔을 사용한다. 이온 주입 동안, 이온을 제공하는 물질은 이온 빔을 생성하기 위해 활성화되고, 생성된 이온 빔은 가속 칼럼(column)에 의해 가속되어야 한다. 가속 칼럼은, 예를 들면, 670㎸ 정도로 이온 빔을 가속할 것이 요구된다. 바람직하게는, 이온 광학 장치의 요건으로 인해 전압이 단계적으로 형성되는 가속 칼럼 내부에 있는 일곱 개의 렌즈들을 이온 빔이 통과함으로써 가속된다.
상기 단계적인 전압들을 조절/생성하기 위해 능동 또는 수동 단계화 방법들이 사용되는 바, 이러한 단계화 방법들은, 예를 들면, 각각의 부싱 유닛(bushing unit)을 통해 상기 렌즈들에 대한 전기적인 및 기계적인 연결들을 필요로 한다. 상기 연결 지점 또는 종단 지점은, 보호되지 않으면, 일반적으로 높은 전기적 스트레스(stress)가 존재하게 되고 상기 가속 칼럼의 가장 약한 지점이 되어 고전압 불량이 발생할 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 단계화 회로 기판(312)이 커넥터(connector)(316)를 통해 연결 지점(318)에서 부싱 유닛(314)에 연결되는 경우, 부싱 유닛(314)의 고체 절연 물질 및/또는 단계화 회로 기판(312), 공기, 육불화황(SF6) 및/또는 다른 가스들을 포함하는 가스 환경(322) 및 커넥터들(316)의 금속 물질 사이에 경계면(삼각 연결점(triple junction)이라고 불림)이 형성된다. 등전위선(iso-potential line)(320) 또한 커넥터(316)의 금속 물질로 인해 연결 지점(318) 근방이 된다. △V/d(여기서, △V는 전위차를 나타내고, d는 거리를 나타냄)로 정의되는 연결 지점(318)에서의 높은 전기적 스트레스는 전기적 방전을 야기할 수 있다. 예를 들면, 공기는 1인치당 75㎸의 전기적 스트레스에서 분해된다. 이러한 전기적 스트레스는 두 개의 커넥터들(316)사이, 연결 지점(318) 및 접지(ground)(도시되지 않음) 사이 및/또는 두 개의 인접한 부싱 유닛들(314)의 연결 지점들(318) 사이에 존재할 수 있다. 전기적 방전은 연결 지점(318)에서 전기적인 불량을 야기할 수 있다.
본 발명의 제1 측면은 이온 주입 시스템의 이온 가속 장치에 관한 것으로서, 상기 이온 가속 장치는 제1 요소(element), 상기 제1 요소에 포함되고, 제1 커넥터(connector) 및 상기 제1 커넥터 주위의 제1 분리 차폐 전극(encapsulated shielding electrode)을 구비하는 제1 연결 시스템, 그리고 상기 제1 요소와 상이한 제2 요소에 포함되고, 상기 제1 커넥터에 연결되는 제2 연결 시스템을 포함하며, 상기 제1 분리 차폐 전극은 상기 제2 연결 시스템이 상기 제1 요소와 연결되는 상기 제1 요소의 제1 경계 표면에 인접한 제1 차폐 부분을 구비하고, 단면상으로 상기 제1 차폐 부분은 실질적으로 U-형상이다.
본 발명의 제2 측면은 이온 가속 장치에 관한 것으로서, 상기 이온 가속 장치는, 분리 차폐 전극을 갖는 제1 연결 시스템을 구비하는 제1 요소, 그리고 제2 연결 시스템을 구비하는 제2 요소를 포함하고, 상기 제1 연결 시스템 및 상기 제2 연결 시스템이 연결된 경우, 상기 분리 차폐 전극은 전기적 스트레스(stress)를 고체 절연 물질, 주위 환경 및 금속 물질이 만나는 상기 제1 연결 시스템 및 상기 제2 연결 시스템 사이의 경계면으로부터 멀어지게 하고, 상기 주위 환경은 가스 환경 또는 진공 환경 중의 하나이다.
본 발명의 제3 측면은 고전압 환경에서 요소에의 연결에 의한 고전압 불량으로부터 이온 가속 장치를 보호하는 방법에 관한 것으로서, 상기 방법은 연결 지점을 요소의 단열 물질 내부로 위치시키는 단계 및 상기 연결 지점에 연결되고, 상기 연결 지점에 연결된 경우, 등전위선을 상기 연결 지점으로부터 멀어지게 하는 분리 차폐 전극을 제공하는 단계를 포함한다.
본 발명의 상술한 특징들 및 다른 특징들은 아래의 본 발명의 실시예들에 대한 보다 상세한 설명들에 의해 명확해질 것이다.
첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하며, 동일한 명칭은 동일한 구성 요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온빔 주입 시스템을 나타내는 개략적인 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 가속 장치를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연결 구조를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 분리 차폐 전극을 나타내는 투영 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연결 구조를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 6은 종래의 부싱 유닛에의 전기적 연결의 일예를 나타내는 도면이다.
본 발명의 도면들은 실제 구성과 비율이 일치하지는 않는다. 첨부된 도면들은 단지 본 발명의 일반적인 측면들을 설명하기 위해 사용된 것이므로, 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 이해되지는 않을 것이다. 도면들에서, 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.
1. 이온 주입 시스템의 개요
첨부된 도면들을 참조하면, 도 1은 예시적인 이온 주입 시스템(10)을 나타낸다. 이온 주입 시스템(10)은 이온빔(4)을 생성하고 이온빔(4)을 이온빔 필터링(filtering) 시스템(5) 및 이온빔 스캐닝(scanning) 시스템(6)을 통해 목표 시스템(8)에 전달하는 이온빔 생성 시스템(2)을 포함한다. 이온빔 생성 시스템(2)은 VSEA(varian semiconductor equipment associates)로부터 얻을 수 있는 것과 같은 현재 알려진 또는 향후 개발될 어떠한 이온빔 생성기도 포함할 수 있다. 일반적으로, 목표 시스템(8)은 압반(platen)(14)에 부착된 하나 이상의 반도체 목표물들(12)(즉, 웨이퍼)을 포함한다. 이온 주입 시스템(10)은 관련 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 알려진 부가적인 구성 요소들을 포함할 수 있다. 이온 주입 중에 이온빔(4)이 통과하는 전체 경로는 진공으로 된다.
상술한 구성 요소들 이외에도, 이온빔 생성 시스템(2)은 가스관(gas flow)(40), 이온빔 소스(source)(42), 추출 조절기(extraction manipulator)(44), 소스 필터 자석(source filter magnet)(46) 및 가속/감속 칼럼(column)(48)을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 소스 필터 자석(46)은 이온빔 소스(42)에 근접하여 배치된다. 추출 조절기(44)는 소스 필터 자석(46) 및 이온빔 소스(42) 사이에 배치된다. 가속/감속 칼럼(48)은 소스 필터 자석(46) 및 질량 분석기(50) 사이에 배치된다.
이온빔 필터링 시스템(5)은, 예를 들면, 반원형의 반경(53)을 갖는 쌍극자 분석 자석(52) 및 분해 간극(resolving aperture)(56)을 갖는 질량 분해 슬릿(resolving slit)(54)을 포함하는 질량 분석기(50)를 포함할 수 있다. 관련 기술 분야에서 알려진 바와 같이, 이온빔(4)은 통과하는 경로의 상이한 단계들에서 이온들의 상이한 조합을 포함할 수 있다.
스캐닝 시스템(6)은, 예를 들면, 스캐너(60) 및 각도 보정기(angle corrector)(62)를 포함할 수 있다. 스캐너(60)는 정전기적 스캐너일 수 있고, 필터링된 이온빔(4)을 편향시킨다.
상기에서는 비록 예시적인 이온 주입 시스템(10)에 대해 설명하였지만, 관련 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명은 이온빔(4)을 생성하고 스캐닝하는 현재 알려진 또는 향후 개발될 어떠한 시스템과도 함께 사용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
2. 이온 가속 장치
도 2는 이온 가속 장치(100)의 단면도를 나타낸다. 이온 가속 장치(100)는 가속/감속 칼럼(48)을 구비할 수도 있고, (도 1에 도시된)이온 주입 시스템(10) 내의 어느 곳에나 위치할 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 이온 가속 장치(100)는 복수의(또는 일련의) 가속 칼럼 부싱 유닛들(부싱 유닛)(102)(8개가 도시되어 있음) 및 하나의(또는 일련의) 단계화 회로 기판(grading circuit board)(104)을 포함한다. 단계화 회로 기판(104)은 부싱 유닛들(102) 각각에 단계화된 전압을 제공하기 위하여 부싱 유닛들(102)에 부착/연결될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 단계화 회로 기판(104)은 두 개의 바로 인접한 부싱 유닛들(102) 사이에, 예를 들면, 참조 부호 102a 및 102b 사이에 약 95㎸ 정도의 차이가 나는 전압들을 제공할 수 있다.
부싱 유닛들(102) 및/또는 단계화 회로 기판(104)은 전기적 연결 구조(106) 및/또는 기계적 연결 구조(108)를 통해 연결된다. 전기적 연결 구조(106)는, 예를 들면, (a) 두 개의 부싱 유닛들(102) 사이, (b) 부싱 유닛(102) 내부에서 렌즈 플레이트(lens plate)(110) 및 내부 컨덕터(conductor)(도시되지 않음) 사이, 및/또는 (c) 부싱 유닛(102) 외부의 회로, 예를 들면, 단계화 회로 기판(104) 및 부싱 유닛(102) 사이 등에 배치될 수 있다. 여기서는, 단계화 회로 기판(104) 및 부싱 유닛(102) 사이의 전기적 연결 구조(106)가 예시적으로 사용되나, 이러한 예시에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 기계적 연결 구조(108)는 (a) 두 개의 부싱 유닛들(102) 사이, (b) 부싱 유닛(102) 내부에서 내부 구성요소, 예를 들면, 렌즈 플레이트(lens plate)(110) 및 부싱 유닛 절연 물질 사이, 및/또는 (c) 부싱 유닛(102) 및 부싱 유닛(102) 외부의 장치 사이 등에 배치될 수 있다. 여기서는, 두 개의 부싱 유닛들(102) 사이의 기계적 연결 구조(108)가 예시적으로 사용되나, 이러한 예시에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 전기적 연결 구조(106) 또는 기계적 연결 구조(108)를 위해, 특히 부싱 유닛(102)의 고체 물질들, 부싱 유닛(102) 외부의 공기와 같은 가스 환경(164) 또는 부싱 유닛(102) 내부와 같은 진공 환경(200), 및 볼트(bolt) 또는 연결 핀과 같은 금속 사이의 연결 지점에 경계면이 생성된다. 가스 환경(164)은 공기, 육불화황(SF6) 및/또는 다른 가스들을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 기계적 연결 구조(108) 또한, 예를 들면, 유동 전자들로 인해 연결 지점에 전위(electrical potentials)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 전기적 연결 구조(106)에 관한 사항은 기계적 연결 구조(108)에 적용될 수 있고, 기계적 연결 구조(108)에 관한 사항은 전기적 연결 구조(106)에 적용될 수 있다.
도 3은 단면상에서의 단계화 회로 기판(104) 및 부싱 유닛(102) 사이의 전기적 연결 구조(106)의 일 실시예를 나타낸다. 전기적 연결 구조(106)는 부싱 유닛(102) 내부의 연결 시스템(120) 및 단계화 회로 기판(104) 내부의 연결 시스템(122)을 포함한다. 연결 시스템(120)은 연결 시스템(122)의 커넥터(connector)(126), 예를 들면, 돌출 부분에 결합될 수 있는 커넥터(124), 예를 들면, 함몰 부분을 포함한다. 연결 시스템(120)은 커넥터(124)에 연결되고 커넥터(124) 주위로 뻗어있는 분리 차폐 전극(128)을 더 포함한다. 분리 차폐 전극(128)은 부싱 유닛(102)의 전기적 절연 물질(130)에 의해 분리된다.
일 실시예에 있어서, 분리 차폐 전극(128)은 부싱 유닛(102)의 경계표면(134) 및/또는 단계화 회로 기판(104)의 경계표면(136)을 향해 뻗어있는 차폐 부분(132)을 포함한다. 연결 시스템(120)이 연결 시스템(122)에 결합되는 방향인 x축 방향의 평면(137)에서, 차폐 부분(132)은 경계 표면들(134, 136)을 향하는 U-형상을 가진다. 즉, U-형상의 개구부(138)는 경계면들(134, 136)을 향한다. 일 실시예에 있어서, 차폐 부분(132)은 커넥터(124)에 대하여 대칭이다. 즉, 커넥터(124)의 일 측면에 위치한 차폐 부분(132)의 부분(132a)은 평면(137)에서 커넥터(124)의 다른 측면에 위치한 부분(132b)의 거울 이미지이다. 그러나, 본 발명이 이러한 특정 실시예에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에 있어서, 상기 x축에 직교하는 y축에서 차폐 부분(132)의 외부 크기는 약 2.1인치보다 작다. 평면(137)의 y축에서 차폐 부분(132)의 내부 크기(142)는 외부 크기(140)보다 약 0.25인치 정도 작다. 그러나, 다른 크기들도 가능하고 다른 크기들 역시 본 발명의 범위에 포함된다.
일 실시예에 있어서, 도 4에 도시된 바와 같이, 분리 차폐 전극(128)은 삼차원으로 보았을 때 컵 형상을 갖는다. 도 4에서 점선들은 컵 형상의 분리 차폐 전극(128)의 내부 영역(129)을 나타내기 위해 사용되었다. 설명의 편의를 위해 커넥터(124)의 영역(124a)은 실선 및 패턴으로 도시되어 있으나, 커넥터(124)의 영역(124a)은 내부 영역(129)에 위치한다.
다시, 도 3을 참조하면, 컵 형상의 분리 차폐 전극(128)의 모서리(144)는 경계 표면들(134, 136)에 인접한 상기 x축 및 y축의 평면(137)에서 둥글다(점선으로 도시). 다른 형상들도 가능하고 다른 형상들 역시 본 발명의 범위에 포함된다.
연결 시스템(122)은 커넥터(126)에 연결되고 커넥터(126) 주위로 뻗어있는 분리 차폐 전극(146)을 포함한다. 분리 차폐 전극(146)은 전기적 절연 물질(148)에 의해 분리된다. 분리 차폐 전극(146)은 경계 표면들(134, 136)에 인접한 차폐 부분(150)을 포함한다. x축 방향의 평면(137)에의 단면도에서, 차폐 부분(150)은 경계 표면들(134, 136)을 향하는 U-형상을 가진다.
일 실시예에 있어서, 차폐 부분(150)은 크기 및 형상에 있어서 차폐 부분(132)과 동일하다. 도 3에 도시된 바와 같이, 차폐 부분들(150, 132)은 서로 반대 방향에 배치된다. 즉, 모서리들(144, 152)은 서로 마주보고 있다.
일 실시예에 있어서, 커넥터(126)는 스프링(127)을 갖는 핀(spring loaded pin), 포고 핀(pogo pin), 또는 스프링을 갖는 핀 및 포고 핀의 조합일 수 있다. 커넥터(126)는 커넥터(124)에 의해 수납될 수 있다.
동작에 있어서, 커넥터(124) 및 커넥터(126)는 연결 지점(154)에서 서로 결합된다. 결과적으로, 단계화 회로 기판(104)의 전위, 즉, 단계화된 전압은 연결 시스템(122)으로부터 연결시스템(120)으로 전달된다. 분리 차폐 전극들(146, 128)의 모서리들(144, 152) 사이에 각각 등전위선(160)이 형성될 것이다. 결과적으로, 전기적 스트레스(stress)는 고체 절연 물질들(130, 148), 가스 환경(164)(또는 진공 환경) 및 금속들(124, 126)이 만나는 연결 지점(154) 주위의 (점선으로 도시된)경계면(162)으로부터 멀어지게 된다. 따라서, 연결 지점(154) 주위의 전기적 스트레스는 감소하거나 제거되어 상기 연결로 인한 고전압 실패로부터 (도 2에 도시된)이온 가속 장치(100)를 보호한다.
상기 설명한 바와 같이, 도 3의 전기적 연결 구조(106)와 관련한 설명은 기계적 연결에 유사하게 적용될 수 있다. 단계화 회로 기판(104)은 단지 부싱 유닛(102)에 전기적으로 연결되는 장치의 예시적인 일예로서 사용되었다. 다른 장치들 역시 포함될 수 있다. 예를 들면, 두 개의 부싱 유닛들(102)이 연결 구조(106)를 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
도 5를 참조하면, 두 개의 부싱 유닛들(102)(102a, 102b) 사이의 기계적 연결 구조(108)의 일 실시예가 평면(137)에서의 단면도로 도시되어 있다. 일 실시예에 따르면, 부싱 유닛들(102a, 102b)은 연결 구조(108)를 통해 기계적으로 연결된 다. 그러나, 연결 구조(108)는 부싱 유닛들(102) 사이의 전기적 연결에도 사용될 수 있다. 기계적 연결 구조(108)는 부싱 유닛(102a)의 연결 시스템(220) 및 부싱 유닛(102b)의 연결 시스템(222)을 포함한다. 연결 시스템(220)은 커넥터(224) 및 분리 차폐 전극(228)을 포함한다. (도 3에 도시된)분리 차폐 전극(128)에 대한 설명은 분리 차폐 전극(228)에도 적용된다. 예를 들면, 분리 차폐 전극(228)은 경계면들(234, 236)을 향해 뻗어있는 차폐 부분(232)을 포함한다. 연결 시스템(220)이 연결 시스템(222)에 결합되는 방향인 y축의 평면(137)에서의 단면도에서, 차폐 부분(232)은 경계 표면들(234, 236)을 향하는 U-형상을 가진다.
연결 시스템(222)은 커넥터(226) 및 분리 차폐 전극(246)을 포함한다. 분리 차폐 전극(246)은 경계 표면들(234, 236)을 향해 뻗어있는 차폐 부분(250)을 포함한다. 도 3의 차폐 부분(150)에 대한 설명은 차폐 부분(250)에도 적용된다. 예를 들면, 평면(137)에서의 단면도에서, 차폐 부분(250)은 경계 표면들(234, 236)을 향하는 U-형상을 가진다.
커넥터(226)는 관상 부분(tubular portion)(270) 및 가스 환경(264)(또는 다른 실시예에서 진공 환경)으로부터 관상 부분(270)에 결합되는 볼트 부분(bolt portion)(272)을 포함할 수 있다. 관상 부분(270)은 어떠한 외부 및/또는 내부 형상도 가질 수 있으며, 터널(271)이 관상 부분(270)을 한 쪽 끝으로부터 다른 쪽 끝으로 통과하는 한 모든 형상들은 본 발명의 범위에 포함된다.
분리 차폐 전극(246)은 연결 시스템(222)이 가스 환경(264)과 만나는 부싱 유닛(102b)상의 경계표면(280)을 향해 뻗어있는 또 다른 차폐 부분(276)을 포함한 다. 차폐 부분(276)은, 달리 명확하게 설명되지 않는 한, 도 3의 차폐 부분(132)과 동일하다. 예를 들면, 차폐 부분(276)은 평면(137)에서의 단면도에서 경계표면(280)을 향하는 U-형상을 가진다. 일 실시예에 있어서, 평면(137)에서의 단면상으로 분리 차폐 전극(246)(즉, 차폐 부분(276) 및 차폐 부분(250))은 H-형상을 가진다.
일 실시예에 있어서, 동작 조건에서 볼트 부분(272)이 관상 부분(270)에 결합된 경우, 차폐 부분(276)은 볼트 부분(272)보다 경계표면(280)에 적어도 약 3/8 인치 정도 가까운 위치까지 경계표면(280)을 향해 뻗어있다. 동작 조건은 부싱 유닛들(102a, 102b)이 기계적으로 연결되도록 하기 위해 볼트 부분(272) 및 관상 부분(270)을 포함하는 커넥터(226)가 커넥터(224)에 결합된 상태를 나타낸다. 즉, 거리(282)가 거리(284)보다 적어도 약 3/8 인치만큼 짧은 상태를 나타낸다.
동작에 있어서, 연결 지점(286), 즉, 볼트 부분(272) 및 관상 부분(270)이 서로 결합되는 지점에서 연결이 이루어지기 때문에, 볼트 부분(272), 관상 부분(270) 및 커넥터(224) 사이에 부동 전압이 전달될 수 있다. 차폐 부분(276)의 모서리(288) 주위에 등전위선(260)이 형성될 것이다. 즉, 전기적 스트레스는 고체 절연 물질(248), 가스 환경(264)(또는 진공 환경) 및 볼트 부분(272)과 같은 금속(272)이 만나는 연결 지점/경계면(286)으로부터 멀어지게 된다.
도 5의 기계적 연결 구조(108)는 전기적 연결에도 사용될 수 있고, 이 또한 본 발명의 범위에 포함된다. 부싱 유닛들(102a, 102b) 사이의 연결은 예시적인 목적으로 사용되었으며, 다른 연결들 또한 가능하다. 예를 들면, 기계적 연결 구 조(108)는 부싱 유닛(102) 내부에서의 연결, 즉, (도 2에 도시한)진공 환경(200)에서의 연결에도 사용될 수 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 포함된다.
본 발명은 부싱 유닛에 대한 연결들에 대해 설명되었지만, 두 개의 유전체/절연체 부분들이 약한 유전 강도(dielectric strength)를 갖고 경계면에서 결합하는 다른 영역들에도 본 발명과 유사한 디자인이 사용될 수 있다.
상술한 본 발명의 다양한 측면들에 대한 설명은 예시 및 설명의 목적으로 제시되었고, 본 발명을 제시된 것과 동일한 형태로 한정하고자 하는 의도가 아니며, 명백히 다양한 변경 및 변형이 가능하다. 관련 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 변경들 및 변형들은 아래의 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (20)

  1. 제1 요소(element);
    상기 제1 요소에 포함되고, 제1 커넥터(connector) 및 상기 제1 커넥터 주위의 제1 분리 차폐 전극(encapsulated shielding electrode)을 구비하는 제1 연결 시스템; 및
    상기 제1 요소와 상이한 제2 요소에 포함되고, 상기 제1 커넥터에 연결되는 제2 연결 시스템을 포함하며,
    상기 제1 분리 차폐 전극은 상기 제2 연결 시스템이 상기 제1 요소와 연결되는 상기 제1 요소의 제1 경계 표면에 인접하는 제1 차폐 부분을 구비하고, 단면상으로 상기 제1 차폐 부분은 실질적으로 U-형상인 것을 특징으로 하는 이온 주입 시스템의 이온 가속 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 차폐 부분은 상기 제1 커넥터에 대하여 대칭인 것을 특징으로 하는 이온 주입 시스템의 이온 가속 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 분리 차폐 전극은 상기 제1 커넥터에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 이온 주입 시스템의 이온 가속 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 연결 시스템이 상기 제1 커넥터에 연결되는 방향인 제2 축 방향에 직교하는 제1 축 방향에서 상기 제1 차폐 부분의 내부 크기는 상기 제1 축 방향에서 상기 제1 차폐 부분의 외부 크기보다 적어도 0.25인치 작은 것을 특징으로 하는 이온 주입 시스템의 이온 가속 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 분리 차폐 전극은 컵 형상인 것을 특징으로 하는 이온 주입 시스템의 이온 가속 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 분리 차폐 전극의 모서리는 상기 제1 경계 표면에 인접한 부분에서 둥근 것을 특징으로 하는 이온 주입 시스템의 이온 가속 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 연결 시스템은 제2 커넥터 및 상기 제2 커넥터 주위로 뻗어있는 제2 분리 차폐 전극을 포함하고,
    상기 제2 분리 차폐 전극은 상기 제1 경계 표면에 인접한 제2 차폐 부분을 포함하고,
    단면상으로 상기 제2 차폐 부분은 U-형상인 것을 특징으로 하는 이온 주입 시스템의 이온 가속 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제2 차폐 부분은 크기 및 형상에 있어서 상기 제1 차폐 부분과 동일한 것을 특징으로 하는 이온 주입 시스템의 이온 가속 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제2 커넥터는 스프링을 갖는 핀(spring loaded pin) 또는 포고 핀(pogo pin) 중의 적어도 하나로서 상기 제1 커넥터에 의해 수납되는 것을 특징으로 하는 이온 주입 시스템의 이온 가속 장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 제2 요소는 상기 제1 및 제2 연결 시스템들을 통해 상기 제1 요소에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 이온 주입 시스템의 이온 가속 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1 요소는 제1 부싱 유닛(bushing unit)을 포함하고,
    상기 제2 요소는 단계화 회로 기판(grading circuit board) 또는 상기 제1 부싱 유닛과는 상이한 제2 부싱 유닛 중의 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 이 온 주입 시스템의 이온 가속 장치.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 제2 분리 차폐 전극은 상기 제2 요소 및 주위 환경 사이의 제2 경계표면에 인접한 제3 차폐 부분을 포함하고,
    상기 주위 환경은 가스 환경 또는 진공 환경 중의 하나이고,
    상기 제3 차폐 부분은 단면상으로 U-형상인 것을 특징으로 하는 이온 주입 시스템의 이온 가속 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    단면상으로 상기 제2 분리 차폐 전극은 H-형상인 것을 특징으로 하는 이온 주입 시스템의 이온 가속 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제2 요소는 상기 제1 및 제2 연결 시스템들을 통해 상기 제1 요소에 기계적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 이온 주입 시스템의 이온 가속 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제1 요소는 제1 부싱 유닛(bushing unit)을 포함하고,
    상기 제2 요소는 상기 제1 부싱 유닛과는 상이한 제2 부싱 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 주입 시스템의 이온 가속 장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 분리 차폐 전극은 전기적인 절연 물질에 의해 분리되는 것을 특징으로 하는 이온 주입 시스템의 이온 가속 장치.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 커넥터는 관상 부분(tubular portion) 및 가스 환경 또는 진공 환경 중의 하나로부터 상기 관상 부분에 결합되는 볼트 부분(bolt portion)을 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 주입 시스템의 이온 가속 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제1 차폐 부분은, 동작 조건에서 상기 볼트 부분이 상기 관상 부분에 결합된 경우에, 상기 볼트 부분보다 상기 제1 경계 표면에 적어도 3/8 인치 가까운 위치까지 상기 제1 경계 표면을 향해 뻗어있는 것을 특징으로 하는 이온 주입 시스템의 이온 가속 장치.
  19. 분리 차폐 전극(encapsulated shielding electrode)을 갖는 제1 연결 시스템을 구비하는 제1 요소; 및
    제2 연결 시스템을 구비하는 제2 요소를 포함하고,
    상기 제1 연결 시스템 및 상기 제2 연결 시스템이 연결된 경우, 상기 분리 차폐 전극은 전기적 스트레스(stress)를 고체 절연 물질, 주위 환경 및 금속 물질이 만나는 상기 제1 연결 시스템 및 상기 제2 연결 시스템 사이의 경계면으로부터 멀어지게 하고, 상기 주위 환경은 가스 환경 또는 진공 환경 중의 하나인 것을 특징으로 하는 이온 가속 장치.
  20. 연결 지점을 요소의 단열 물질 내부로 위치시키는 단계; 및
    상기 연결 지점에 연결되고, 상기 연결 지점에 연결된 경우, 등전위선을 상기 연결 지점으로부터 멀어지게 하는 분리 차폐 전극을 제공하는 단계를 포함하는 고전압 환경에서 요소에의 연결에 의한 고전압 불량으로부터 이온 가속 장치를 보호하는 방법.
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