KR20140121440A - 에너지 오염을 감소시키는 빔 라인 설계 - Google Patents

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Abstract

에너지 오염을 감소시키는 방법들 및 장치가 이온 주입을 위한 빔 라인 조립체에 제공된다. 표면 영역들 및 그 사이에 그루브들을 포함하는 돌기들은 빔 라인 조립체 내에서 작업편으로부터 조준선 내 중성 궤적들에 대면할 수 있다. 돌기들은, 작업편으로부터 먼 중성 궤적들의 코스를 변경하거나 작업편에 부딪치기 이전에 추가 충격을 위한 대안의 궤적들을 유발할 수 있으며, 이에 의해 보다 민감한 주입들을 위해 에너지 오염을 추가로 감소시킬 수 있다.

Description

에너지 오염을 감소시키는 빔 라인 설계 {BEAM LINE DESIGN TO REDUCE ENERGY CONTAMINATION}
본 발명은 일반적으로, 이온 주입 시스템들, 보다 특히 스캐터링된 입자들에 의해 유발되는 에너지 오염을 감소시키는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
이온 주입은 반도체 작업편 및/또는 웨이퍼 재료 내로 선택적으로 도펀트를 주입하기 위해서 반도체 장치 제조에 채용되는 물리적 프로세스이다. 이에 따라, 주입 작동은 도펀트와 반도체 재료 사이의 화학적 상호작용에 의존하지 않는다. 이온 주입을 위해서, 도펀트 원자들/분자들이 이온화되고 분리되며, 때로는 가속 또는 감속되며, 빔 내로 형성되고, 그리고 작업편 또는 웨이퍼를 가로질러 지나간다(swept across). 도펀트 이온은 작업편에 물리적 충격을 주며(bombard), 표면에 진입하고, 그리고 전형적으로 그의 결정 격자 구조(crystalline lattice structure)에서 작업편 표면 아래에 놓이게 된다.
이온 주입시, 에너지 오염(energy contamination; EC)은 원치않는 에너지로 웨이퍼에 전달된 전체 투입의 분율(fraction)이며, 이에 의해 원하는 것보다 더 깊거나 더 얕은 주입을 유발한다. 예컨대, 작업편에 도달하기 이전에 이온 빔을 감속하는 이온 주입기(ion implanter)들에서, EC는 주요한 문제일 수 있는데, 이는 조악한 장치 성능을 유발할 수 있기 때문이다. EC는, 이온들이 이온 주입 시스템의 초기 전하값(charge value)을 바꾸는 것을 유발하도록 작동할 수 있는(예컨대, 전하 교환 반응) 이온 주입 시스템 내에서(빔 경로를 따라 위치되는 가속기 또는 감속기 내에서와 같이) 다양한 프로세스들로부터 유발될 수 있다. 고속 이온이 가스의 다른 분자 또는 원자에 매우 근접하게 될 때, 이온은 분자 또는 원자로부터 전자를 픽업(pick up)할 수 있으며(즉, 전자 "픽업" 반응), 또는 전자가 분자 또는 원자를 잃어버릴 수 있다(즉, 전하 벗기기(charge stripping) 반응). 앞선 전자 픽업 반응은 이온 전하 값을 하나씩 감소시키며; 예컨대, 1가(singly charged) 이온이 중성, 즉, 전기적으로 중성 원자가 될 수 있다. 후자의 전하 벗기기 반응은 이온 전하 값을 하나씩 증가시킨다(예컨대, 1가 이온이 2가(doubly charged) 이온이 된다). 대부분의 EC는 이온 빔에서 전하 교환으로부터 상승하기 때문에, 에너지 오염을 감소시키는 전통적인 방법은 전하 교환 반응들을 최소화하는 것에 집중한다.
그러나, 단지 전하 교환을 감소시키는 것에만 집중하는 것은 EC의 다른 소스들을 간과할 수 있다. 이에 따라, 보다 민감한 주입들을 제공하면서 추가로 EC를 최소화하는데 적절한 시스템들 및 방법들이 요망된다.
이하, 본 발명의 하나 또는 그 초과의 양태들의 기본 이해를 제공하기 위해서 단순화된 요약을 제공한다. 이 요약은, 발명의 광범위한 개관은 아니며, 본 발명의 핵심(key) 또는 중요한 요소들을 식별하거나 그의 범주를 기술하려는 의도는 아니다. 오히려, 요약의 주요한 목적은, 나중에 제공되는 보다 상세한 설명에 대한 서문으로서 단순화된 형태로 본 발명의 일부 개념들을 제공하는 것이다.
본 발명은 주입의 품질에 영향을 미치는 전방 스캐터링 뉴트럴들의 전체 개수를 완화시키거나 제거하기 위해서 내부에서 벽들 내에 절단된 톱니들 또는 그루브들을 포함하는 복수 개의 돌기들을 포함하는 구조(예컨대, 빔 터널)를 적용하는 빔 라인 조립체를 향해 지향된다. 복수 개의 돌기들은 빔 터널을 따른 이들의 위치에 대해 크기, 형상 및 각도에서 변하는 표면 영역들을 포함할 수 있다. 일 양태에서, 그루브들은 빔 터널을 따라 이들의 위치에 대해 변하는 공간을 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 방법들은 입자 궤적들을 계산함으로써 에너지 오염을 감소시키는 방법을 제공한다. 이들 사이에 그루브들을 포함하는 돌기들은 계산된 궤적들로부터 이온들을 충돌 및 반사시키기 위해서 작업편으로부터 조준선 내에 이온 빔 경로를 따라 제공될 수 있다. 작업편으로부터 조준선은 예컨대, 감속 렌즈의 하류, 감속 렌즈들의 장치 상류의 분율 및/또는 감속 렌즈에 있을 수 있다.
전술한 그리고 관련된 목적들의 성취를 위해, 하기 명세서 및 첨부 도면들은 본 발명의 소정의 예시적 양태들 및 구현예들을 상세히 설명한다. 그러나, 이들은, 본 발명의 원리들이 적용될 수 있는 다양한 방법들 중 소수이다. 본 발명의 다른 양태들, 이점들 및 신규 특징들은 도면들과 함께 고려될 때 본 발명의 하기 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
도 1은 본 발명의 하나 또는 그 초과의 양태들에 따른 이온 주입 시스템의 구성요소들을 예시하는 개략적 블록도이다.
도 2는 본 발명의 하나 또는 그 초과의 양태들에 따른 엔드 스테이션 근처 이온 주입 시스템의 빔 라인 조립체 부분을 예시하는 개략적 블록도이다.
도 3은 예컨대, 본 발명의 하나 또는 그 초과의 양태들에 따른 이온 주입 시스템에서 감속 구성요소의 빔 라인 조립체 하류 내에서 빔 가이드의 일 부분을 예시하는 개략적 블록도이다.
도 4는 이온 주입 시스템의 구성요소들, 그리고 보다 특히, 본 발명의 하나 또는 그 초과의 양태들에 따른 빔 가이드를 따른 제 1 및 제 2 빔 터널들을 예시하는 개략적 블록도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 하나 또는 그 초과의 양태들에 따른 에너지 오염물질들을 제거하는 방법을 제각기 예시하는 흐름도들이다.
이하, 본 발명은 도면들을 참조하여 설명될 것이며, 여기서, 동일한 도면 부호들이 전체적으로 동일한 요소들을 언급하는 것으로 사용된다. 예시들 및 하기 설명들은 당연히 예시적이며, 제한하는 것은 아니다. 이에 따라, 예시된 시스템들 및 방법들의 변형예들 및 본원에서 예시된 것들로부터 벗어난 다른 이와 같은 구현예들은, 본 발명 및 첨부된 청구항들의 범주 내에 있는 것으로 간주됨이 예상될 것이다.
현재의 반도체 제조 프로세스들에서 수행되는 많은 이온 주입들은, 형성된 장치들에서 박형(shallow) 그리고/또는 초박형 접합(ultra-shallow junction) 깊이들을 형성하는 박형 및/또는 초박형 임플란트들이다. 이러한 박형 및/또는 초박형 임플란트들은 전형적으로 낮은 에너지(예컨대, 1 keV)를 적용하지만, 비교적 높은 빔 전류를 필요로 한다. 일반적으로, 고전류, 저에너지 이온 빔들이 비교적 고에너지에서 이온 소스로부터 이온 빔을 추출함으로써 얻어지는 것이 예상된다. 이후, 이온 빔은 목표 작업편에 비교적 가까운 위치에서 질량 순수화(purified) 및 전달된다. 후속하여, 이온 빔은 선택된 저에너지 레벨로 감속되며, 이후 목표 작업편에 전달된다. 그러나, 이온 빔은 감속에 의해 영향을 받지 않으며, 에너지 오염물들(예컨대, 중성 입자들, 이 입자들은 충전되지 않기 때문)을 포함하고, 그리고 이에 따라 원하는 것과 상이한 수준으로 목표 작업편을 관통할 수 있다. 그 결과, 에너지 오염물들이 기저(underlying) 구성요소들 및/또는 목표 작업편의 다른 부분들을 손상시켜 프로세스 제어의 포텐셜 손실을 유발한다.
본 발명은 이온 빔들, 그리고 특히 저에너지 이온 빔들로부터 에너지 오염물들을 완화 또는 제거함으로써 이온 주입을 용이하게 한다. 본 발명의 이온 주입 시스템 또는 빔 라인 조립체는 에너지 오염에 영향을 미치는 이들 중성 입자들에 충격을 주기 위해서 활용되는 상이한 영역들 내에서 다수의 그루브들을 채용할 수 있다. 그루브들은 상이한 영역들 사이에서 변하는 별개의 돌기들일 수 있으며, 작업편으로부터 조준선 내의 중성 입자 궤적들에 대해 대략 직각들로 정렬될 수 있다.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 하나 또는 그 초과의 양태들을 구체화하는데 적합한 이온 주입 시스템(100)은 블록도 형태로 묘사된다. 이 시스템(100)은 빔 경로를 따라 이온 빔(104)을 발생시키기 위한 이온 빔 소스(102)를 포함한다. 이온 빔 소스(102)는, 예컨대, 관련된 파워 소스(108)를 갖는 플라즈마 소스(106)를 포함한다. 플라즈마 소스(106)는, 예컨대, 이로부터 이온 빔이 추출되는 비교적 긴 플라즈마 구속 챔버(plasma confinement chamber)를 포함할 수 있다.
빔 라인 조립체(110)가 그로부터 빔(104)을 수용하기 위해서 이온 소스(102)의 하류에 제공된다. 빔 라인 조립체(110)는 질량 분석기(112), 예컨대 하나 또는 그 초과의 갭들을 포함할 수 있는 감속 구조(114) 및 각 에너지 필터(angular energy filter; 116)를 포함한다. 빔 라인 조립체(110)는 빔(104)을 수용하기 위해서 경로를 따라 위치된다. 질량 분석기(112)는 자석(도시생략)과 같은 장 발생 구성요소(field generating component)를 포함하며, 매스(예컨대, 매스 비율에 대한 전하)에 따라 변하는 궤적들에서 이온 빔(104)으로부터 이온들을 편향시키기 위해서(deflect) 빔 경로를 가로질러 장을 제공하도록 작동한다. 자기장을 통해 이동하는 이온들은, 빔 경로를 따라 소망하는 매스의 개별(individual) 이온들을 지향하고 빔 경로로부터 멀리 원치않는 매스의 이온들을 편향시키는 힘을 받게 된다.
감속 구조(114) 내의 감속 갭 또는 갭들은 작업편에서 소망하는 주입 깊이를 성취하기 위해서 빔 내에서 이온들을 감속시키도록 작동될 수 있다. 이에 따라, 용어 "감속기 및/또는 감속 갭"은 본 발명의 하나 또는 그 초과의 양태들을 설명할 때 본원에서 활용될 수 있지만, 이러한 용어들은 감속의 문어적 해석으로 제한하기 위해서 좁게 해석되도록 의도되는 것이 아니라 다른 것들 중에서 가속뿐만 아니라 방향 변화들을 포함하도록 넓게 해석되는 것으로 예상될 것이다. 가속/감속 수단은 질량 분석기(112)에 의한 자기 분석(magnetic analysis) 이전뿐만 아니라 이후에 적용될 수 있는 것으로 추가로 예상될 것이다.
오염 입자들(또한, 에너지 오염물들이라 함)은 중성 및/또는 다른 선택되지 않은 에너지 범위들을 포함하며, 이는 이온들 및 백그라운드 또는 잔류 입자들 사이 충돌들에 의해 이온 빔(104) 내에서 발생될 수 있는 것으로 예상된다. 이러한 인카운터(encounter)들은 이온들 중 일부가 백그라운드 또는 다른 입자들과의 전하(charge) 교환을 유발할 수 있으며, 이에 의해 중성 입자들 또는 오염물들이 된다. 이들 중성 입자들은 이온들로 도핑될 영역들에서 웨이퍼 상에 주입될 수 있으며, 이에 의해 도핑의 의도된 수준을 희석하며, 그리고 도핑 프로세스에 악영향을 미친다. 보다 중요하게는, 이들 입자들이 전기적으로 중성이기 때문에, 이들 입자들은 감속기를 통해, 예컨대 그리고 보다 특히 (예컨대, 가속, 감속, 집속(focused), 구부러짐 또는 그렇지 않으면 속도 및/또는 방향이 변경되지 않고) 영향을 받지않은 전극들에 의해 발생된 정전기장(electrostatic field)을 통해 통과할 수 있다. 이렇게 함으로써, 이들의 (영향을 받지 않은) 에너지 레벨들이 가속기/감속기를 통해 통과되고 이에 의해 조절되는 이온 빔에서 구부러짐, 집속, 가속 및/또는 감속된 이온들의 에너지 레벨들에서 마찬가지로 상이할 것이기 때문에 이러한 입자들이 원치않는 깊이들에서 웨이퍼 내로 주입될 수 있다. 이러한 중성 입자 오염은 결과로 발생하는 반도체 장치들의 소망하는 성능을 심각하게 저급화할 수 있다.
각 에너지 필터(116)는 감속 갭(들)(114)으로부터 가속/감속된 이온들을 수용하고, 특정 에너지 범위 내에서 이온들을 선택하며, 이온 빔(104)으로부터 다른 에너지들을 갖는 이온들 및 뉴트럴(neutral)들을 포함하는 오염 입자들을 배제한다. 각 에너지 필터(116)는 특정 에너지 범위 내에서 이온들의 경로를 변경하기 위해서 편향판(deflection plate)들, 집속 전극(focusing electrode)들, 및 에지 전극(edge electrode)들을 적용하며, 슬릿 또는 통공을 통해 이러한 이온들이 통과하는 것을 허용한다. 그렇지 않으면, 선택되지 않은 이온들은 슬릿을 통해 통과하지 못하며 이에 의해 웨이퍼를 오염시키는 것이 방지된다. 편향판들은 에너지 오염물들의 경로로부터 선택된 각도로 선택된 이온들이 편향되는 것을 유발할 수 있으며, 이는 또한 오염물들이 전기적으로 중성이기 때문에, 중성 에너지 오염물들이 편향판들에 의해 영향을 받지 않음에 따라 이온 빔(104)의 원래 경로에서 발생한다. 이온들의 빔은 도핑될 작업편의 선택된 영역들과 마주치도록(encounter) 작업편 상에 지향된다. 배리어의 일부 유형이, 예컨대 오염 덤프(도시 생략)와 같이 오염물들이 작업편 또는 웨이퍼에 마주치는 것을 방지하기 위해서 에너지 오염물들의 스트림 앞에 배치될 수 있음이 예상될 것이다.
에너지 필터(116)가 에너지 오염물들을 보다 양호하게 필터링할 수 있을지라도, 스캐터링(scattering)으로부터 발생된 오염물들은 여전히 문제가 될 것이다. 예컨대, 대부분의 이온들이 주입기의 빔 라인을 통해 방해받지 않은채(unobstructed) 이동하는 한편, 일부 이온들은 통공들 그리고 내부 봉입 벽들에 부딪친다. 예컨대, 공간 전하 힘(space charge force)들은, 빔이 진공 봉입물(enclosure)의 표면들 또는 리졸빙 통공(예컨대, 매스-리졸빙(mass-resolving ) 통공)에서 개구를 가격할 때까지 이온 빔의 단면의 크기를 증가시킬 수 있다. 이온이 표면에 충돌(impact)할 때, 이는 표면 아래 재료 내로 매립되고 또는 표면에 의해 반사되며, 빔 라인에 재진입할 수 있을 것이다. 이러한 반사는 보편적으로 "스캐터링(scattering)"이라 하며, 스캐터링 이후 입자의 방향이 초기 방향이라면, 스캐터링은 "전방 스캐터링(forward scattering)"이라 부른다.
또한, 엔드 스테이션(118)은 빔 라인 조립체(110)로부터 질량 분석된 오염되지 않은 이온 빔(104)을 수용하도록 시스템(100)에 제공된다. 엔드 스테이션(118)은 질량 분석된 오염되지 않은 이온 빔(104)을 사용하여 주입을 위한 빔 경로를 따라 반도체 웨이퍼들(도시 생략)과 같은 하나 또는 그 초과의 작업편들을 지지한다. 엔드 스테이션(118)은 하나 또는 그 초과의 목표 작업편들 그리고 서로에 대해 이온 빔(104)을 병진운동 또는 스캐닝하기 위한 목표 스캐닝 시스템(120)을 포함할 수 있다. 목표 스캐닝 시스템(120)은 예컨대, 주어진 환경들, 작동 파라미터들 및/또는 대상물들 하에서 요망될 수 있기 때문에, 배치(batch) 또는 시리얼(serial) 주입을 위해 제공할 수 있다.
도 2는 본 발명의 양태에 따른 빔 라인 조립체(200)의 일 섹션의 수평방향 횡단면도이다. 빔 라인 조립체(200)는 입사 이온 빔(incident ion beam)이 그의 에너지 레벨을 소망하는 레벨로 감소시키는 것을 유발하며, 이온 빔으로부터 에너지 오염물들을 제거하고, 목표(예컨대, 웨이퍼 또는 작업편(260))를 향해 이온 빔을 지향시킨다. 본 발명의 일 실시예에서, 빔 라인 조립체(200)는, 예컨대, 작업편(260)에 부딪치는 스캐터링된 고에너지 입자들의 개수를 감소시킴으로써 에너지 오염을 더 감소시키도록 일련의 돌기들 또는 복수 개의 돌기(214)들을 포함한다.
빔 라인 조립체(200)는 감속 구성요소(220)를 포함하며, 또한 튜브 집속 구성요소(224)를 포함할 수 있다. 감속 구성요소(220)는 이온 빔 경로가 구성요소(220)를 통해 이동함에 따라 이온 빔 경로(212)를 따라 들어오는(incoming) 이온 빔을 연속으로 감속시키는 수개의 스테이지들을 포함할 수 있다. 스테이지들은 이온을 감속(또는 가속)하도록 배열 및 바이어싱된 전극들을 포함한다. 튜브 집속 구성요소(224)는 감속 구성요소(220)로부터 절연체들에 의해 지지될 수 있어, 음전위에 독립적으로 바이어스될 수 있으며, 이 음전위는 수직 방향으로 이온 빔 경로(212)를 따라 이온 빔을 집속하고, 이온 빔을 더 감속시키지만 튜브 집속 전압의 전위에 의해 최종 에너지보다 높은 에너지를 유지하는 것을 허용하는 동안, 이온들은 실질적으로 구성요소(224) 내에 있다. 튜브 집속 구성요소(224)는 예컨대, 직사각형 형상일 수 있고 그리고 또한 수평 방향으로 더 넓을 수 있다. 또한, 접지판(grounding plate; 232)이 예컨대 그로부터 전기장들을 중단시킬 수 있는 튜브 집속 구성요소(224)의 타측 상에 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 빔 라인 조립체(200)는, 이온 빔으로부터 에너지 오염물들을 필터링하기 위해서 튜브 구성요소(224)에 작동식으로 커플링될 수 있는 각(angular) 정전기 필터(230) 또는 편향 필터를 더 포함할 수 있다. 각 정전기 필터(230)는 예컨대, 입구 전극(234), 출구 전극(238), 상부 편향판(242), 저부 편향판(236), 에지 전극(244), 및 출구 슬릿(240)을 포함할 수 있다. 입구 전극(234) 및 출구 전극(238)은 이를 통해 이온 빔의 통과를 허용하는 통공들을 포함할 수 있다. 입구 전극(234) 및 출구 전극(238)은, 편향 구역 내로 이온 빔을 가속시키고 그리고 편향 구역 이후에 빔을 감속시키도록 작동한다.
중성 오염물들을 포함하는 에너지 오염물들은 구부러지지 않으며, 또는 특정 각도에서 구부러지지 않으며, 그 결과, 중성 오염물들의 대부분은 출구 슬릿(240) 및/또는 목표에 더 근접한 더 제한하는 슬릿을 통해 통과하지 않는다. 저부 편향판(236)의 각진 부분은, 비교적 큰 빔이 저부판에 부딪치지 않고 소망하는 경로로 구부러질 수 있도록 선택된 이온들의 적절한 편향을 용이하게 할 수 있다. 출구 슬릿(240)은, 예컨대, 0V로 바이어스되거나 접지될 수 있으며, 이는 출구 집속 전극(238)을 통과한 후에 빔이 감속되는 것을 유발한다. 빔이 편향판(242, 236)들 및 출구 집속 전극(238)의 장(field)들을 나감에 따라, 빔은 최종 에너지를 감속한다. 이는 또한 편향의 구부러짐을 완료한다. 이들 궤적들의 단지 짧은 세그먼트들만 존재하며, 이 궤적들 내에서, 이온들은 중성화될 수 있으며, 반면, 더 높은 전위에서 그리고 여전히 블록킹 슬릿들을 통해 통과하기에 충분한 구부러짐을 완료한다. 이러한 보다 짧은 경로는 종래의 장치들에 비해 목표 쪽으로 중성 이온들이 향하는(heading) 가능성을 완화시키며, 이는 감속 갭을 선행하는 일정한 에너지에서 상당한 드리프트(drift) 거리를 가질 수 있다.
전방으로 스캐터링된 뉴트럴들은, 통상적으로 빔 이온들의 궤적들을 따르지 않는데, 왜냐하면, 이들 뉴트럴들은 전술된 바와 같이 주입기(implanter)의 전기력 및 자기력을 받지 않기 때문이다. 예컨대, 감속 렌즈 또는 감속 구성요소(220) 이전 또는 이후에 전기 굽힘 필터는 이온 빔 경로(212)로부터 활동적 하전 입자(energetic charged particle)를 제거하도록 작동할 수 있지만, 활동적 뉴트럴(energetic neutral)의 궤적을 수정하지는 않는다. 활동적 전방 스캐터링 뉴트럴이 작업편에 도달하면, 이는 에너지 오염을 유발할 것이다.
발명의 일 양태에서, 전방 스캐터링 중성 입자들은, 도 2에 예시된 것보다 그리고 다른 것들 중에 다양한 형상들, 크기들 및 각도들을 포함할 수 있는 이온 빔 경로(212)를 따라 빔 라인 조립체(200)가 복수 개의 돌기들을 포함하는 것을 허용함으로써 실질적으로 감소될 수 있다. 예컨대, 복수 개의 돌기(214)들은, 빔 가이드(250)의 벽을 둘러싸는 돌기(262)들과 같이, 감속 구성요소(220) 이전의 빔 터널 또는 빔 가이드(210) 내에, 감속 구성요소 내에, 그리고/또는 제 2 빔 가이드 또는 터널(250)에서 감속 구성요소(220) 이후에 제공될 수 있다. 이들 돌기(214)들은 예시로써, 그 사이에 표면 영역(216)들 및 그루브(218)들을 포함하는 톱니모양 표면(serrated surface)들을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 각각 빔 터널(210, 250) 내에서 그리고/또는 감속 구성요소(220) 내에서 하나 이상의 전극 상에서 돌기(214, 262)들은, 이온 빔 경로(212)를 따른 위치에 따라, 점진적으로 변하거나 다른 존들(도시 생략) 사이에서 변할 수 있다. 예컨대, 돌기들의 표면 영역들은, 전방 스캐터링을 방지하기 위해서 이온 빔 경로 내의 중성 입자들의 궤적들에 대면하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 표면 영역들은 중성 입자들의 궤적들에 대해 대략 90°로 구성될 수 있다. 중성 입자들 및 이온 궤적들은, 빔 라인 조립체의 벽들이 특별한 이온 빔 경로를 위해 충돌될 수 있는 다양한 각도들을 예측하기 위해서 모델링될 수 있다. 따라서, 일 실시예의 돌기들은, 입자들이 작업편으로부터 멀리 상이한 궤적으로 그리고/또는 작업편(260)을 주입하기 이전에 빔 라인 조립체 내에서 적어도 하나 초과의 충격을 유발하는 궤적으로 반사되는 것을 보장하기 위해서 모델링되거나 계산된 궤적들을 따라 중성 입자들의 경로에 대면할 수 있다.
일 실시예에서, 빔 가이드(210, 250)에서 그리고/또는 감속 구성요소(220) 내에서 돌기들의 위치는, 작업 편(260)으로부터 조준선(a line of sight view) 내에 있을 수 있다. 환언하면, 조준선은, 광학 축 내 또는 작업편으로부터의 연결 라인 및 이온 빔 경로(212)를 따른 벽들 및 구성요소들일 수 있으며, 이 빔 경로는 내부에 임의의 다른 구조 또는 구성요소를 교차하지 않는다. 예컨대, 돌기들은 작업편(260)에서 볼 때, 터널(250)의 벽들을 둘러쌀 수 있으며, 또한 빔 가이드(210)의 측면 또는 벽 상에 있을 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 양태에 따른 빔 가이드(300)의 측단면도이다. 빔 가이드(300)는 이온 빔이 이동할 수 있는 이온 빔 경로(350)를 따라 벽(330)들을 포함한다. 벽(330)들은, 빔 가이드(300)를 둘러쌀 수 있으며 작업편(340)으로부터 멀리 궤적(310)과 같은 궤적들로 그리고/또는 작업편(340)을 주입하기 이전에 빔 라인 조립체 내에서 적어도 하나 초과의 충격을 유발하는 궤적(320)으로 중성 입자들을 충돌 및 반사하도록 구성될 수 있는 돌기(360)들을 지지할 수 있다.
빔 터널(350)은 예컨대, 빔 라인 조립체 내에서 감속 렌즈(도시 생략)의 하류에 위치될 수 있다. 일 실시예에서, 돌기(360)들은 빔 터널의 벽(330)들 내로 절단 또는 에칭되는 톱니(serration)들 또는 그루브(370)들을 포함할 수 있다. 그루브(370)들은 중성 입자의 궤적(310)에 대해 대략 90°각도 이도록 구성될 수 있다. 예컨대, 입사각(β)이 이온 빔 경로에 대해 변함에 따라, 중성 입자들을 가격하는 표면 영역(365)의 각도(θ)는 또한 대략 90°각도로 다양한 입자 궤적들과 충돌하도록 변할 수 있다. 돌기(360)들이 빔 터널(350) 내에 예시되어 있지만, 유사한 특징들을 갖는 다른 돌기들(도시 생략)이 에너지 오염을 감소시키기 위해서 작업편(340)의 광학적 뷰(optical view) 내에서 빔 라인 조립체의 다른 구성요소들 및 내부 섹션들에 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 그루브(370)들은 이온 빔 경로(350)를 따라 그들의 위치에 대해 변화할 수 있다. 예컨대, 돌기(360)들은 이온 빔 경로(350)를 따라 점진적으로 변화할 수 있다. 추가의 예에서, 돌기(360)들은 존들에 따라 변화할 수 있다. 예컨대, 존(380)은 존(390)의 돌기들과 상이한 각도들, 크기, 깊이 및/또는 서로의 간격(spacing)의 표면 영역들 및 그루브들을 갖는 상이한 돌기들의 세트를 포함할 수 있다. 입자 궤적들을 모델링함으로써, 존(380, 390)의 돌기들은 입자들에서 최적으로 충돌하여 작업편으로부터 멀리 궤적에서, 그리고/또는 작업편을 주입하기 이전에 빔 라인 조립체 내에 입자들의 적어도 하나 초과의 충격을 유발하는 궤적으로 입자들을 반사하도록 각각 설계될 수 있다. 이에 따라, 그루브(365)들은 특히 중성 입자들의 전방 스캐터링을 방지 및/또는 감소시키도록 구성될 수 있다. 임의의 최적 깊이가 기대될 수 있을지라도, 예컨대, 돌기들 또는 돌기들 중 복수 개가 약 1mm 내지 7mm, 예컨대 3mm 의 깊이들을 포함할 수 있다. 게다가, 돌기들은 표면 상에 수백 개의 돌기들, 예컨대, 작업편(340)의 조준선 내에 충격 입자들을 위한 표면 영역들 및 각각의 그루브들을 갖는 4백 개의 돌기들을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 모든 표면들은, 입자 생성을 감소시키기 위해서, 예컨대 미국 특허 제7,358,508호 및 미국 특허 공보 제2011/0012033호(양자 모두 Axcelis Technologies, Inc에게 양도됨)에서 설명되는 바와 같이, 텍스쳐화된다(textured). 이들의 전체를 인용함으로써 이러한 인용문헌들이 본원에 포함된다.
도 4는 본 발명의 일 양태에 따른 에너지 필터를 갖지 않는 예시적 이온 주입 시스템(400)을 예시한다. 전술된 종래 시스템들과 같이, 시스템(400)은 예시 목적으로 제공되며, 본 발명의 양태들이 설명된 이온 주입 시스템(400)으로 제한되지 않으며 또한 바뀐 구조들의 다른 적절한 이온 주입 시스템들이 채용될 수 있음이 예상된다.
이온 주입 시스템(400)은 길이방향 이온 빔 경로(405)를 따라 이온 빔(404)을 생산하기 위한 이온 빔 소스(402)를 포함한다. 이온 빔 소스(402)는 연관된 추출 파워 소스(430) 및 추출 장치(410)를 갖는 플라즈마 소스를 포함하며, 이는 이온 빔(404)을 추출하는 임의의 설계일 수 있다.
이온 빔(404)이 유사한 하전 입자(charged particle)들을 포함하기 때문에, 유사한 하전 입자들이 서로 반발(repel)함에 따라, 이온 빔(404)이 반경방향 외측방으로 확대(blow up) 또는 팽창(expand)하는 경향을 가질 수 있음이 예상될 수 있다. 빔 확대(beam blow up)가 저에너지, 고전류(높은 퍼비언스(perveance)) 빔에서 악화될 수 있으며, 여기서, 많은 유사한 하전 입자들(예컨대, 고전류)이 동일한 방향으로 비교적 느리게(예컨대, 저에너지) 이동하여, 입자들 사이에서 풍부한 척력(repulsive force)이 존재한다는 것이 또한 예상된다. 이에 따라, 추출 조립체는 일반적으로 빔(404)이 고에너지에서 추출되어, 빔 확대가 최소화되도록 구성된다. 그럼에도 불구하고, 빔이 진공 봉입물(vacuum enclosure)의 표면들 또는 리졸빙 어퍼쳐(resolving aperture)에서의 개구를 가격하여, 이에 따라 이온들이 표면들에 충돌하여 중성 입자들로서 빔 경로(405)에 재진입할 때까지, 공간 충전 능력(space-charge force)들은 여전히 빔의 단면을 증가시킬 수 있다. 게다가, 감속 모드에서, 본 실시예에서 빔(404)은 일반적으로 시스템(400) 전체에 비교적 높은 에너지로 전달되며, 빔 봉쇄(beam containment)를 증진시키기 위해서 작업편(422)에 충돌하기 이전에 감속 요소(419)에서 감소된다.
제 1 빔 터널(412)은 그로부터 빔(404)을 수용하기 위해서 이온 소스(402)의 하류에 제공될 수 있으며, 빔(404)을 수용하기 위해서 경로를 따라 위치되는 질량 분석기(414)를 포함한다. 제 2 빔 터널(420)은 내부에 에너지 오염을 추가로 감소시키기 위해서 감속 요소(419)의 하류에 제공될 수 있다. 제 1 빔 터널(412) 및 제 2 빔 터널(420)은 복수 개의 돌기(417, 421)들을 각각 포함할 수 있다. 복수 개의 돌기(417, 421)들은 작업편(422)으로부터 멀리 중성 입자들을 반사하기 위해 표면 영역들 또는 그루브들 또는 작업편(422)과 충돌하기 이전에 적어도 하나 초과의 임팩트 표면을 각각 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 돌기(417, 421)들은 작업편(422)로부터 조준선 내에 위치될 수 있으며, 이는 제 1 빔 터널(412)에서 지점(428)을 포함할 수 있으며, 이 지점은 제 1 빔 터널, 감속 요소(419) 및 제 2 빔 터널(420)의 벽 또는 측면을 따라 질량 분석기 이전/이온 빔 경로(405)에서 구부러진다. 도 4는 빔 터널(412)의 하나의 벽 상의 이온 빔 경로(405)를 제각기 둘러싸는 돌기(421, 417)들을 예시한다. 또한, 에너지 오염 감소를 위한 돌기들(도시 생략)은 예컨대 그곳에서(thereat) 양전극들 중 하나 상에서와 같이 감속 요소(419) 내에 있을 수 있다. 작업편(422)의 조준선 내의 돌기들은 이온 빔 경로를 따른 그들의 위치에 따라 크기, 형상, 깊이 및 간격에서 변할 수 있다. 게다가, 돌기들은 중성 궤적(424)과 같은 중성 입자 궤적들에 대략 90°로 각진 표면 영역들을 포함할 수 있다. 가능한 한 중성 궤적들을 페이스온식으로(facing-on) 대면함으로써, 돌기들은 작업편으로부터 멀리 있는 궤적으로 그리고/또는 작업편(422)에 주입되기 이전에 빔 라인 조립체(400) 내의 적어도 하나 초과의 충격을 유발하는 궤적으로 중성 입자들을 충돌 및 반사하도록 구성된다.
감속 요소(419)를 형성하는 하나 또는 그 초과의 감속 전극들은, 오염을 더 감소시키기 위해서 에너지 필터(도시 생략)의 상류 또는 하류에 위치될 수 있으며, 또는 대안으로 에너지 필터는 도 4에서와 같이 제공되지 않을 수 있다. 게다가, 엔드 스테이션(426)이 시스템(400)에 제공되며, 이는 빔 라인(412)으로부터 질량 분석된 이온 빔(404)을 수용하며, 목표 스캐닝 시스템이 최종 질량분석된 이온 빔(404)을 사용하는 주입을 위해 경로를 따라 반도체 웨이퍼들과 같은 하나 또는 그 초과의 작업편(422)을 지지한다. 감속 억제 파워 서플라이(432)가 감속 요소의 중간 전극에 연결된다. 이러한 파워 서플라이들은 예상되는 이온 빔 성능, 정확한 굽힘각(right bending angle), 최종 이온 빔 에너지 및 최적화된 집속을 부여하도록 조절될 수 있다.
위에서 설명된 전술한 구조 및 기능적 특징들의 관점에서, 본 발명의 다양한 양태들에 따른 방법들은(methodologies) 상기 도면들 및 명세서들을 참조하여 보다 양호하게 예상될 것이다. 설명의 단순화를 위해서, 아래에 설명되는 방법들은 순차적으로(serially) 실행되는 것으로 묘사 및 설명되고 있지만, 이는 일부 양태들이 본 발명에 따라서 상이한 순서들로 그리고/또는 본원에 묘사 및 설명된 것과 다른 양태들에 동반하여(concurrently) 발생할 수 있기 때문에, 본 발명이 예시된 순서로 제한되지 않는다는 점이 이해 및 예상된다. 게다가, 예시된 특징들 전부가 본 명세서의 일 양태에 따른 방법을 구체화하는데 요구되지 않을 수 있다.
이제 도 5 및 도 6을 참조하면, 예시적 방법(500, 600)들이 본 발명의 양태들에 따라 이온 빔 경로로부터 에너지 오염물(contaminant)들을 제거하기 위해서 각각 예시된다. 방법(500, 600)들이 일련의 작동(act)들 또는 이벤트들로서 하기에 예시 및 설명되고 있지만, 본 발명은 이러한 작동들 또는 이벤트들의 예시된 순서에 의해 제한되지는 않는다는 점이 예상될 것이다. 예컨대, 일부 작동들은 본 발명의 하나 또는 그 초과의 양태들에 따라서, 상이한 순서들로 그리고/또는 본원에 예시 및/또는 설명된 것으로부터 벗어난 다른 작동들 또는 이벤트들에 동반하여(concurrently) 발생할 수 있다. 게다가, 예시된 모든 단계들이 본 발명에 따른 방법을 구체화하는데 필요하지 않을 수 있다. 게다가, 본 발명에 따른 방법들은 본원에 예시 및 설명된 구조들의 형태(formation) 및/또는 프로세싱과 관련하여 뿐만 아니라 예시되지 않은 다른 구조와 관련하여 구체화될 수 있다.
도 5의 방법(500)은 "시작"에서 초기화되고 블록(502)을 개시한다. 입자 궤적들(예컨대, 중성 입자 궤적들)은 블록(502)에서 작업편으로부터 이온 빔 경로의 조준선 내에서 계산된다. 일 실시예에서, 작업편으로부터 이온 빔 경로의 조준선은, 감속 렌즈의 이온 빔 경로 하류를 포함할 수 있으며, 빔 터널 단부들 이전 지점에서 감속 렌즈의 이온 빔 경로 상류의 일부로 연장한다. 빔 터널 단부들 이전 지점은, 작업편으로부터 보이지 않도록 상이한 각도로 빔 터널 벤드(bend)들의 측면 이전 지점을 포함할 수 있다.
블록(504)에서, 돌기들은 작업편으로부터 이온 빔 경로의 조준선 내에서 벽들에 제공된다. 돌기들은 궤적에 대해 대략 90°로 계산된 궤적들에 면하는 그루브들에 의해 각각 분리되는 표면 영역들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 돌기들은 이온 빔 경로를 따른 위치에 따라서 상이한 각도들을 각각 포함할 수 있다. 돌기들은, 작업편으로부터 먼 궤적으로 그리고/또는 작업편을 주입하기 이전에 빔 라인 조립체 내에 적어도 하나 초과의 충격을 유발하는 궤적으로 중성 입자들을 충돌 및 반사하도록 구성된다. 게다가, 돌기들 사이 그루브들은 각각 상이하며 중성 입자들의 전방 스캐터링을 방지하도록 구성되는 깊이들, 크기들 및/또는 간격을 포함할 수 있다. 그루브들 및 돌기들의 평탄면들은 일 실시예에 따라 텍스쳐화될 수 있다. 그루브들은 예컨대, 1mm 내지 7mm 깊이일 수 있으며, 감속 렌즈의 이온 빔 경로 하류 및 감속 렌즈의 벽 상류를 둘러싸는 벽들 상에 위치될 수 있다. 예컨대, 또한, 감속 렌즈들은 양전극과 같은, 돌기들이 그 위에 놓이는 하나 이상의 전극을 포함할 수 있다. 게다가, 그루브들은 적어도 100 개의 그루브들을 포함할 수 있다. 또한, 궤적들은 작업편의 조준선 내의 빔 라인 경로를 따라 빔 라인 조립체의 벽들에 대해 상이한 입사각들을 포함할 수 있다. 방법은 "종료"에서 마무리된다.
도 6은, "시작"에서 초기화하는 방법(600)을 예시한다. 방법(600)은 블록(602)에서 개시하며, 이 블록에서, 입자 궤적들은 작업편으로부터 이온 빔 경로의 조준선 내에서 계산된다. 궤적들은 이들의 경로들이 빔 라인 조립체에서 작업편으로부터 조준선 내에서 예측될 수 있도록 모델링될 수 있다.
블록(604)에서, 각각 돌기들을 포함하는 복수 개의 존들이 제공된다. 이 존들은 작업편으로부터 이온 빔 경로의 조준선 내에 위치되며, 그곳에서(thereat) 충돌하는 중성 입자들 대부분을 반사하는 형상으로 구성될 수 있다. 입자들은 대략 90°로 계산된 궤적들에 대면하는 그루브들에 의해 분리되는 표면 영역들을 포함하는 돌기들에 의해 작업편으로부터 멀리 반사될 수 있다. 일 실시예에서, 복수 개의 존들이 이온 빔 경로를 따른 위치의 함수로서 존들 사이에서 상이한 각도들을 갖는 돌기들을 포함할 수 있다. 이 방법은 "종료"에서 마무리된다.
본 발명이 소정의 양태들 및 구현예들에 대해 상기에서 설명 및 예시되었지만, 등가의 대체예들 및 수정예들이 본 명세서 및 첨부 도면들의 판독 및 이해시 당업자에게서 이루어질 수 있음이 예상될 것이다. 특히, 전술한 구성요소들(조립체들, 장치들, 회로들, 시스템들 등)에 의해 수행된 다양한 기능들에 대해, 이러한 구성요소들을 설명하기 위해서 사용된 용어들(참조로서 "수단"을 포함)은 달리 나타내지 않는 한, 본 발명의 본원에 예시된 예시적 구현예들에서 기능을 수행하는 개시된 구조에 구조적으로 등가가 아닐지라도, 설명된 구성요소의 특정 기능을 수행하는(즉, 기능적으로 등가인) 임의의 구성요소에 해당하는 것으로 의도된다. 이와 관련하여, 또한, 본 발명의 다양한 방법들의 단계들을 수행하기 위한 컴퓨터 실행가능 명령들을 갖는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함할 수 있음이 인정될 것이다. 게다가, 본 발명의 특별한 특징이 수개의 구현예들 중 단지 하나에 대해 개시되고 있지만, 이러한 특징들은 임의로 부여되거나 특별한 적용을 위해 소망하고 유리할 수 있는 다른 구현예들의 하나 또는 그 초과의 다른 특징들과 조합될 수 있다. 또한, 용어들 "포함한다(includes)", "포함하는(including)", "갖는다(has)", "갖는(having)", "갖춘(with)" 및 그의 변형예들이 상세한 설명 또는 청구항들에 사용되는 한(to the extent that), 이들 용어들은 용어 "구비하는(comprising)"과 유사한 방식으로 내포되도록 의도된다. 또한, 용어 본원에서 사용되는 "예시적(exemplary)"은 정교한 실행이라기 보다는 단순히 예를 의미한다.

Claims (19)

  1. 빔 라인 조립체의 이온 빔 경로로부터 에너지 오염물(contaminant)들을 제거하는 방법으로서,
    작업편으로부터 이온 빔 경로의 조준선(line of sight view) 내에 이온 빔 경로의 다양한 입자 궤적(particle trajectory)들을 계산하는 단계; 및
    상기 작업편으로부터 이온 빔 경로의 조준선 내에 이온 빔 경로를 둘러싸는 벽들 상에 위치되며 그리고 대략 90°로 각각 계산된 궤적들에 대면하는 그루브들에 의해 각각 분리된 표면 영역들을 포함하는 돌기들을 제공하는 단계를 포함하는,
    빔 라인 조립체의 이온 빔 경로로부터 에너지 오염물들을 제거하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 작업편으로부터 이온 빔 경로의 조준선은, 감속 렌즈의 이온 빔 경로 하류를 포함하며, 빔 터널이 종료하기 이전 지점에서 빔 터널의 일 측 상에 감속 렌즈의 이온 빔 경로 상류의 일 부분으로 연장하는,
    빔 라인 조립체의 이온 빔 경로로부터 에너지 오염물들을 제거하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 돌기들은 이온 빔 경로를 따른 위치에 따라 상이한 각도들을 각각 포함하며, 작업편으로부터 먼 궤적에서 그리고/또는 작업편 주입 이전에 빔 라인 조립체 내에서 적어도 하나 초과의 충격을 유발하는 궤적에서 중성 입자들을 충돌 및 반사시키도록 구성되는,
    빔 라인 조립체의 이온 빔 경로로부터 에너지 오염물들을 제거하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 그루브는 각각 상이한 깊이들, 크기들 및/또는 그 사이 간격을 포함하고, 중성 입자들의 전방 스캐터링(forward scattering)을 감소시키도록 각각 구성되는,
    빔 라인 조립체의 이온 빔 경로로부터 에너지 오염물들을 제거하는 방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    빔 터널이 종료하기 이전 지점은, 빔 터널의 측면이 작업 부재로부터 보이지 않도록 상이한 각도로 구부러지기 이전 지점을 포함하며,
    상기 궤적들은 벽들에 대해 상이한 입사각(angles of incidence)들을 포함하는,
    빔 라인 조립체의 이온 빔 경로로부터 에너지 오염물들을 제거하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 그루브들은 약 1 mm 내지 7 mm의 깊이를 포함하며,
    감속 렌즈의 이온 빔 경로 하류를 둘러싸는 벽들 및 감속 렌즈의 상류 벽 상에 위치되는,
    빔 라인 조립체의 이온 빔 경로로부터 에너지 오염물들을 제거하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 돌기들은 100 개 이상의 그루브들을 포함하고,
    상기 그루브들은 감속 렌즈의 상류 벽 상에, 감속 렌즈의 하나 이상의 전극 상에, 그리고 감속 렌즈의 하류 벽들에 위치되는,
    빔 라인 조립체의 이온 빔 경로로부터 에너지 오염물들을 제거하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    감속 렌즈 및 감속 렌즈의 하류에 위치된 에너지 필터를 제공하는 단계를 더 포함하는,
    빔 라인 조립체의 이온 빔 경로로부터 에너지 오염물들을 제거하는 방법.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 감속 렌즈는, 그 위에 그루브들에 의해 분리되며, 작업편으로부터 먼 궤적에서 또는 작업편에 도달하기 이전에 빔 라인 조립체 내에 적어도 하나 초과의 충격을 유발하는 궤적에서 중성 입자들을 충돌 및 반사시키도록 구성된 표면 영역들을 갖는 돌기들을 갖춘, 하나 이상의 전극을 포함하는,
    빔 라인 조립체의 이온 빔 경로로부터 에너지 오염물들을 제거하는 방법.
  10. 빔 라인 조립체의 이온 빔 경로로부터 에너지 오염물들을 제거하는 방법으로서,
    작업편으로부터 이온 빔 경로의 조준선(line of sight view) 내에 이온 빔 경로의 다양한 입자 궤적(particle trajectory)들을 계산하는 단계; 및
    작업편으로부터 이온 빔 경로의 조준선 내에 위치되며, 작업편으로부터 그곳에서(thereat) 충돌하는 중성 입자들을 반사하는 형상으로 구성되는 돌기들을 각각 포함하는 복수 개의 돌기들을 제공하는 단계로서, 상기 돌기들은 대략 90°로 각각 궤적들에 대면하는 그루브들에 의해 각각 분리된 표면 영역들을 포함하는, 돌기들을 제공하는 단계를 포함하는,
    빔 라인 조립체의 이온 빔 경로로부터 에너지 오염물들을 제거하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 작업편으로부터 이온 빔 경로의 조준선은, 감속 렌즈의 이온 빔 경로 g하류를 둘러싸는 이온 빔 경로의 일 부분을 포함하고, 작업편으로부터 옵티컬 뷰(optical view) 내에 있는 감속 렌즈의 이온 빔 경로 상류의 일 부분을 더 포함하는,
    빔 라인 조립체의 이온 빔 경로로부터 에너지 오염물들을 제거하는 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    복수 개의 존들은 각각 이온 빔 경로를 따른 위치에 따라 복수 개의 존들 사이에서 상이한 각도들을 갖춘 돌기들을 포함하는,
    빔 라인 조립체의 이온 빔 경로로부터 에너지 오염물들을 제거하는 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 그루브들은 각각 상이하며 그리고 각각 중성 입자들의 전방 스캐터링을 감소시키도록 구성된 사이 공간 및/또는 깊이들, 크기들을 포함하는,
    빔 라인 조립체의 이온 빔 경로로부터 에너지 오염물들을 제거하는 방법.
  14. 제 10 항에 있어서,
    복수 개의 존들에서 돌기들은 작업편으로부터 먼 궤적에서 그리고/또는 작업편을 주입하기 이전에 빔 라인 조립체 내에 적어도 하나 초과의 충격을 유발하는 궤적에서 중성 입자들을 충돌 및 반사시키도록 구성되는,
    빔 라인 조립체의 이온 빔 경로로부터 에너지 오염물들을 제거하는 방법.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 돌기들의 표면 영역들은 빔 경로를 따른 위치에 대해 복수 개의 존들 사이에서 형상이 상이한,
    빔 라인 조립체의 이온 빔 경로로부터 에너지 오염물들을 제거하는 방법.
  16. 빔 라인 조립체로서,
    작업편의 주입을 위한 이온 빔 경로에서 이온 빔을 발생시키는 이온 빔 소스;
    상기 발생된 이온 빔을 선택적으로 감속시키는 감속기 구성요소;
    상기 이온 빔 경로를 둘러싸는 벽들 상에 위치된 돌기들을 포함하는 감속기 구성요소의 빔 터널 하류; 및
    빔 터널 상류의 일 부분 상에 위치되는 돌기들을 포함하는 감속기 구성요소의 빔 터널 상류를 포함하며;
    상기 돌기들은, 그 위에 대략 90°로 중성 입자 궤적들에 대면하는 그루브들에 의해 분리되며, 작업편으로부터 먼 궤적에서 그리고/또는 작업편을 주입하기 이전에 빔 라인 조립체 내에 적어도 하나의 추가 충격을 유발하는 궤적에서 중성 입자들을 충돌 및 반사시키도록 각각 구성되는,
    빔 라인 조립체.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 이온 빔으로부터 에너지 오염물들을 제거하고 작업편을 향해서 이온 빔을 지향시키는 편향 필터(deflection filter)를 더 포함하는,
    빔 라인 조립체.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 돌기들은 이온 빔 경로를 따른 위치에 따라 상이한 각도들을 각각 포함하며,
    상기 그루브들은 중성 입자들의 전방 스캐터링을 감소시키기 위해서 각각 상이한 사이 거리들, 크기들 및 깊이들을 포함하는,
    빔 라인 조립체.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 감속 구성요소는 그 위에 돌기들을 포함하는 하나 이상의 전극을 포함하는,
    빔 라인 조립체.
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