KR20210045417A - 효율을 개선한 스캐닝 자석 디자인 - Google Patents

Abstract

스캐닝 자석은 이온 주입 시스템의 질량 분해 자석의 하류에 위치하며, 상기 이온 빔의 스캐닝 또는 디더링을 위해 상기 질량 분해 자석의 하류에서 이온 빔의 경로를 제어하도록 구성된다. 상기 스캐닝 자석은 그 내부에 채널이 정의되는 요크를 가진다. 상기 요크는 철이며, 상기 이온 빔의 각각의 입구와 출구를 정의하는 제1측면과 제2측면을 가지고 있다. 상기 요크는 상기 제1측면에서 상기 제2측면까지 적층된 다수의 라미네이트를 가지며, 상기 제1측면 및 제2측면과 연관된 상기 다수의 라미네이트들의 적어도 일부는 그 내부에 정의되는 다수의 슬롯을 가지는 하나 이상의 슬롯형 라미네이트들을 포함한다.

Description

효율을 개선한 스캐닝 자석 디자인

본 발명은 일반적으로 이온 주입 시스템(ion implantation systems)에 관한 것이고, 보다 구체적으로는 이온 빔의 스캐닝 효율을 증가시키도록 구성되는 스캐닝 자석 부품들을 가지는 스캐닝 장치(scanning apparatus)에 관한 것이다.

<관련 출원의 상호 참조>

본 출원은 2018년 8월 21일에 "효율을 개선한 스캐닝 자석 디자인(SCANNING MAGNET DESIGN WITH ENHANCED EFFICIENCY)"이라는 제목으로 제출된 미국 출원 일련 번호 16/106,745의 혜택을 주장하며, 그 내용은 전체가 본 명세서에 참조로 포함된다.

반도체 디바이스의 제조(manufacture of semiconductor devices) 및 기타 이온 주입 공정(ion implantation processing)에서, 이온 주입 시스템은 반도체 웨이퍼, 디스플레이 패널 또는 기타 유형의 공작물에 이온을 주입하는데 사용된다. 반도체의 경우, 일반적인 이온 주입 시스템 또는 이온 주입기는 n-타입 또는 p-타입 도핑 영역들을 생성하거나 상기 공작물에 패시베이션 층을 형성하는 것과 같은 다른 벌크 속성들(bulk properties)을 수정하기 위해 공지의 레시피 또는 프로세스를 사용하여 이온 빔으로 상기 공작물에 충격을 준다.

일반적으로 도펀트 원자들 또는 분자들(dopant atoms or molecules)은 이온화되고 분리되며 때로는 가속되거나 감속되어, 빔으로 형성되고 공작물에 주입된다. 상기 도펀트 이온들은 물리적으로 충격하여 상기 공작물 표면에 들어가고, 이어서 상기 결정격자 구조에서 상기 공작물 표면 아래에 놓인다. 일반적인 이온 주입기는 이온 빔을 생성하기 위한 이온 소스(ion source), 상기 빔 내에서 이온들을 지향 및/또는 필터링(가령, 질량 분해)하기 위한 질량 분석 장치를 가지는 빔 라인 조립체(beamline assembly), 및 처리될 하나 이상의 웨이퍼들 또는 공작물들을 가지는 타깃 챔버(target chamber)를 포함한다.

다양한 유형의 이온 주입기들은 상기 공작물 내에서 달성하고자 하는 원하는 특성에 기초하여, 각각 다양한 이온 주입 용량 및 에너지를 변경할 수 있게 한다. 예를 들어, 고-전류 이온 주입기들은 일반적으로 고 선량 주입에 사용되며, 중-전류에서 저-전류 이온 주입기들은 저 선량 응용에 사용된다. 상기 이온들의 에너지는 추가로 변경될 수 있으며, 여기서 상기 에너지는 일반적으로 반도체 디바이스의 접합 깊이(junction depths)를 제어하기 위해 상기 이온들이 상기 공작물 내에 주입되는 깊이를 결정한다. 일반적으로 고-에너지에서 중-에너지 주입기들은 상기 공작물에 영향을 미치기 전에 상기 이온 빔(상기 주입기의 상기 빔 라인이라고도 함)의 이동 거리가 상당하다. 그러나 저-에너지 주입기들은 일반적으로 상기 이온 빔과 관련된 저-에너지에 적어도 부분적으로 기인하여 훨씬 더 짧은 빔 라인을 가지며, 여기서 상기 저-에너지 이온 빔들은 더 긴 빔 라인들로 전송을 잃는 경향이 있다.

상기 이온 빔은 소위 "2차원 기계식 스캔(2-D mechanical scan)" 시스템들에서 정지될 수 있으며, 여기서 상기 공작물은 주입 중에 상기 정지 빔(stationary beam)을 통해 2차원으로 기계적으로 스캔된다. 이러한 공작물 스캐닝은 상기 정지 이온 빔을 통해 공작물을 균일하게 변환하기 위한 복잡한 아키텍처를 가지는 경우가 많다. 한 가지 대체 가능한 2-D 기계식 스캔 시스템은 정지된 공작물에 대해 상기 이온 빔을 스캔하거나 디더(dither)하는 것이며, 여기서 전기 편향 플레이트(electrical deflecting plates) 또는 전자석(electromagnet)은 소위 "2차원 스캔 시스템(2-D scan system)"에서 제어된 방식으로 상기 이온 빔의 경로를 변경한다. 그러나 이러한 스캐닝 장치는 종종 상기 빔 라인을 따라 상당한 공간을 차지한다. 또한 2-D 스캔 시스템의 경우, 최적의 빔 스캔을 제공하기 위해 상기 이온 빔을 집중시켜야 하는 경우가 많다. 그러나 이러한 포커싱 광학기의 구현은 상기 포커싱 광학기에 대해 상기 이온 빔이 이동하기 때문에 통상적으로 제한되어 이온 빔 포커싱의 구현을 어렵게 만든다.

반면에 소위 "하이브리드 스캔(hybrid scan)" 이온 주입 시스템은 스캔된 리본 또는 간단히 리본 빔(ribbon beam)이라고도 하는 스캔된 이온 빔을 통해 공작물을 변환한다. 상기 이온 빔의 스캐닝은 일반적으로 스캐닝 부재를 가지고 스폿 또는 연필 이온 빔을 편향시켜 수행된다. 상기 스캐닝 부재는 전기적 또는 자기적일 수 있으며, 상기 이온 빔을 전기력 또는 자기력에 노출시켜 상기 이온들의 운동 방향을 변경하고, 상기 스폿 빔을 후속 빔 라인 광학기와 평행화할 수 있는 스캔된 리본 빔으로 효과적으로 확산시킨다.

전기 스캐닝 플레이트들과 달리 스캔 자석들의 자기장은 고-전류 이온 빔에 존재하는 자기-중화 빔 플라즈마의 이온 빔을 제거하지 않기 때문에 이온 빔들의 자기 스캐닝은 고-전류 이온 주입기들에 유리하다. 고-전류 주입기들은 큰 수용성(large acceptances)을 가지므로 상기 스캐너들은 상당히 크다. 또한 스캐너들의 전력 요건은 스캐너 크기에 따라 증가하기 때문에 자기 스캔 자석들에 대한 전력 요건들(power requirements)이 높아질 수 있다.

본 발명은 이온 주입 시스템을 위한 자기 스캐너들(magnetic scanners for an ion implantation system)을 제공함으로써 종래 기술의 다양한 한계를 극복하고, 상기 자기 스캐너의 크기 및 효율은 유리하게 개선된다. 따라서 본 발명은 보다 효율적인 스캐닝 자석을 제공함으로써 유리하게 전력 요건들 및 동작 비용들을 감소시킨다. 따라서 다음은 본 발명의 일부 측면들의 기본적인 이해를 제공하기 위해 본 발명의 단순화된 요약을 제공한다. 본 요약은 본 발명의 광범위한 개요가 아니다. 이는 본 발명의 핵심 또는 임계 요소를 식별하거나 본 발명의 범위를 설명하지 않기 위한 것이다. 그 목적은 이후 제시되는 보다 상세한 설명에 대한 서막으로서 본 발명의 일부 개념을 단순화된 형태로 제시하는 것이다.

본 발명 내용은 일반적으로 이온 주입 시스템에 관한 것이며, 특히 진공에서 이온 빔을 스캐닝하기 위한 개선된 스캐닝 자석에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 이온 주입 시스템이 제공되며, 여기서 상기 이온 주입 시스템은 이온 빔을 생성하도록 구성되는 이온 소스(ion source)를 포함한다. 예를 들어, 상기 이온 소스는 스폿 이온 빔(spot ion beam) 또는 정적 리본 빔(static ribbon beam)을 생성하도록 구성될 수 있다. 상기 이온 주입 시스템은 상기 이온 빔을 질량 분해하도록 구성되는 질량 분석기(mass analyzer) 또는 질량 분해 자석(mass resolving magnet)을 추가 포함한다. 질량 분해 애퍼처(mass resolving aperture)는 상기 질량 분석기의 하류에 추가로 배치되며, 상기 질량 분해 애퍼처는 상기 이온 빔으로부터 바람직하지 않은 종들을 필터링하도록 구성된다.

본 발명 내용의 하나의 예시적인 측면에 따르면, 스캐닝 자석은 질량 분해 또는 분석 자석의 하류에 위치하지만, 일부 다른 구성에서 스캐닝 자석들은 상기 질량 분석 자석보다 이전에 위치할 수 있다. 본 예에서, 상기 스캐닝 자석은 상기 이온 빔의 스캐닝 또는 디더링을 위해 질량 분해 자석의 하류에 있는 상기 연필 또는 "스폿" 이온 빔의 경로를 제어하도록 구성된다. 일 예에 따르면, 상기 스캐닝 자석은 그 내부에 채널이 정의되는 요크(yoke)를 포함한다. 예를 들어, 상기 요크는 철이며(ferrous), 상기 이온 빔의 각각의 입구와 출구를 정의하는 제1측면(first side)과 제2측면(second side)을 가지고 있다. 상기 요크는 상기 제1면에서 상기 제2면까지 적층되는 다수의 라미네이트들(laminations)을 포함하고, 상기 제1측면 및 제2측면과 연관되는 상기 다수의 라미네이트들의 적어도 일부는 그 내부에 정의되는 다수의 슬롯들을 가지는 하나 이상의 슬롯형 라미네이트들(slotted laminations)을 포함한다. 또한, 스캐너 코일이 제공되며, 상기 스캐너 코일은 상기 요크 주위를 감싸는 적어도 제1와이어(first wire)를 포함한다.

일 예에 따르면, 상기 요크는 제1반부(first half) 및 제2반부(second half)를 포함하고, 상기 제1반부 및 제2반부는 일반적으로 서로의 거울상이다. 다른 예에서, 상기 다수의 라미네이트들의 적어도 일부는 상기 요크의 하나 이상의 극 에지들(pole edges)과 관련된다. 예를 들어, 상기 하나 이상의 극 에지들과 연관된 상기 다수의 라미네이트들 중 미리 결정된 부분은 상기 하나 이상의 슬롯형 라미네이트들을 포함하고, 상기 다수의 라미네이트들 중 나머지는 상기 다수의 슬롯들과 연관된 평면 영역을 가지는 실질적으로 평면 라미네이트(substantially planar lamination)를 포함하고, 상기 평면 영역은 슬롯을 포함하지 않는다. 다른 예에서, 상기 하나 이상의 극 에지들과 연관된 상기 하나 이상의 슬롯형 라미네이트들은 상기 스캐닝 자석의 동작과 관련된 플럭스를 가로지르는 방향으로 상기 다수의 라미네이트들의 일부의 길이를 일반적으로 감소시킨다.

다른 예에서, 상기 다수의 슬롯들은 상기 요크에서 극 갭으로 상기 플럭스를 안내하도록 구성되는 슬롯 길이(slot length)를 가지며, 상기 다수의 라미네이트들 내의 와전류들을 최소화하여 상기 요크의 과도한 가열을 유발하지 않는다. 예를 들어, 상기 다수의 라미네이트들은 빗-유사 구조들(comb-like structures)을 닮도록 슬롯이 형성된다. 또 다른 예에서, 상기 요크를 빠져나가는 자기 플럭스는 필드 클램프로 안내되며, 이에 의해 상기 필드 클램프는 필드 클램프 라미네이트들을 추가 포함하고, 이들 중 일부는 슬롯형일 수 있다.

또 다른 예에서, 하나 이상의 라이너들(liners)(예를 들어, 하나 이상의 흑연 라이너 부재들)은 일반적으로 상기 극 갭의 내부 영역을 라이닝하며, 이에 의해 상기 하나 이상의 라이너는 스캐닝 자석을 직접 이온 빔 충돌로부터 일반적으로 보호한다. 예를 들어, 상기 하나 이상의 라이너들은 그 내부에 정의되는 하나 이상의 라이너 슬롯을 포함하고, 이에 의해, 상기 하나 이상의 라이너 슬롯은 상기 하나 이상의 라이너들 내의 와전류들을 일반적으로 감소시키도록 구성되어 손실 및 반자성 효과를 최소화한다.

전술한 목적 및 관련된 목적을 달성하기 위해, 본 발명 내용은 이하에서 충분히 설명되고 특히 청구 범위에서 지적되는 특징을 포함한다. 다음의 설명 및 첨부된 도면들은 본 발명의 특정 예시적인 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시 예는 본 발명의 원리가 이용될 수 있는 몇 가지 다양한 방식들을 나타낸다. 본 발명의 다른 목적, 이점 및 신규한 특징은 도면과 함께 고려될 때 본 발명의 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.

도 1은 본 발명의 다양한 측면에 따른 예시적인 이온 주입 시스템을 도시한다.
도 2A는 본 발명의 하나 이상의 측면들에 따른 예시적인 스캐닝 자석을 도시한다.
도 2B는 본 발명의 추가 측면들을 도시하는 도 2A의 스캐닝 자석의 확대된 부분이다.
도 3은 본 발명의 다양한 예들에 따른 스캐닝 자석의 예시적인 요크의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 예시적인 측면들에 따른 스캐닝 자석 요크의 슬롯형 라미네이트의 절반의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 다양한 예들에 따른 스캐닝 자석의 다른 예시적인 요크의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 예시적인 측면에 따른 스캐닝 자석 요크의 평면 라미네이트의 절반의 평면도이다.
도 7A-7C는 라미네이트의 다양한 구성들의 사시도이다.
도 8은 본 발명 내용의 일 측면에 따른 예시적인 라미네이트의 사시도이다.
도 9는 본 발명의 다른 측면에 따른 예시적인 라이너들의 사시도이다.

본 발명은 일반적으로 이온 주입(ion implantation) 및 이온 빔의 스캐닝(scanning of an ion beam)에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 상기 이온 빔의 스캐닝 효율을 증가시키기 위해 개선된 스캐닝 자석(improved scanning magnet)이 제공된다. 따라서, 본 발명은 이제 도면을 참조하여 설명될 것이며, 동일한 참조 번호는 본 명세서 전체에 걸쳐 동일한 요소를 지칭하기 위해 사용된다. 이러한 측면들의 설명은 단지 예시적인 것이며 제한적인 의미로 받아들여서는 안 된다는 것을 이해해야 한다. 다음 기술에서는 설명을 위해, 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해 다수의 특정 세부 사항이 제시된다. 그러나, 본 발명이 이러한 특정 세부 사항 없이 실시될 수 있다는 것은 당업자에게 명백할 것이다.

이제 도면들을 참조하면, 발명 내용을 더 잘 이해하기 위해, 예시적인 이온 주입 시스템(100)은 도 1에 개략적으로 도시되어 있고, 여기서 상기 예시적인 이온 주입 시스템은 본 발명 내용의 하나 이상의 측면들을 구현하기에 적합하다. 상기 이온 주입 시스템(100)이 일례로 도시되어 있지만, 본 발명은 고 에너지 시스템들, 고 전류 시스템들, 또는 다른 주입 시스템들과 같은 다양한 유형들의 이온 주입 장치들 및 시스템들을 사용하여 실행될 수 있으며, 이러한 모든 시스템은 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 고려된다.

도 1에 도시된 상기 이온 주입 시스템(100)(이온 주입기라고도 함)은 터미널(terminal)(102), 빔 라인 조립체(beamline assembly)(104) 및 엔드 스테이션(end station)(106)을 포함하고, 여기서 상기 터미널은 고 전압 전원(high voltage power supply)(110)에 의해 전력이 공급되는 이온 소스(108)를 포함한다. 따라서 상기 이온 소스(108)는 이온 빔(112)을 생성하고, 상기 이온 빔을 상기 빔 라인 조립체(104)로 지향시키도록 동작 가능하다. 예를 들어, 상기 이온 소스(108)는 상기 이온 빔(112)으로 추출 및 형성되는 하전된 이온들(charged ions)을 생성하고, 여기서 상기 이온 빔은 상기 빔 라인 조립체(104) 내의 공칭 빔 경로(nominal beam path)(114)를 따라 상기 엔드 스테이션(106)을 향해 지향된다. 상기 이온 빔(112)은 상대적으로 좁은 프로파일(가령, 상기 공칭 빔 경로(114)를 따라 볼 때 일반적으로 원형 단면)(이하, "연필" 또는 "스폿" 이온 빔이라고도 함), 또는 긴 프로파일(가령, 상기 공칭 빔 경로를 따라 볼 때 일반적으로 타원형 단면)(이하 "리본" 이온 빔이라고도 함)을 가질 수 있다는 점에 유의해야 한다.

상기 이온 빔(112)이 같은 하전된 입자들(like-charged particles)을 포함하기 때문에, 상기 이온 빔은 상기 같은 하전된 입자들이 서로 반발함에 따라 "폭발하거나(blow-up)" 또는 반경 방향 바깥쪽으로 확장하는(expand) 경향이 있을 수 있다는 것이 이해될 것이다. 상기 이온 빔(112)의 폭발은 저-에너지, 고-전류 이온 빔들(가령, 당업자에 의해 고-퍼비언스(high-perveance)를 가지는 것으로 이해될 이온 빔)에서 악화될 수 있으며, 여기서 다수의 같은 하전된 입자들이 동일한 방향으로 비교적 느리게 이동하고 있음을 더 잘 알 것이다. 이와 같이, 상기 입자들이 상기 공칭 빔 경로(114)의 방향으로 이동하는 것을 유지하기 위해 입자 운동량이 적은 입자들 사이에서 풍부한 반발력들이 존재한다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 빔 라인 조립체(104)는 질량 분석기(mass analyzer)(116)(질량 분해 자석(mass resolving magnet)이라고도 함)를 포함한다. 본 예에서 상기 질량 분석기(116)는 일반적으로 대략 90도 각도로 형성되고, 하나 이상의 자석들(도시되지 않음)을 포함하며, 여기서 상기 하나 이상의 자석들은 일반적으로 상기 질량 분석기 내에서 쌍극자 자기장(dipole magnetic field)을 설정한다. 상기 이온 빔(112)이 상기 질량 분석기(116)에 들어갈 때, 부적절한 전하-대-질량 비율의 이온들이 일반적으로 거부되도록 상기 자기장을 통해 대응되게 구부러진다. 특히, 전하-대-질량 비율이 너무 크거나 너무 작은 이온들은 상기 질량 분석기(116)의 측벽으로 편향된다. 이러한 방식으로, 상기 질량 분석기(116)는 주로 원하는 전하-대-질량 비율을 가지는 상기 이온 빔(112) 내의 이온들만 통과하도록 허용하고, 여기서 상기 이온 빔은 상기 질량 분해 애퍼처(mass resolving aperture)(118)를 통해 상기 질량 분석기를 빠져나간다. 예를 들어, 상기 질량 분해 애퍼처(118)는 상기 이온 빔(112)으로부터 바람직하지 않은 종들을 필터링하도록 추가로 구성된다.

예를 들어, 상기 이온 빔(112)은 일반적으로 질량 분해 애퍼처(118)를 통과한 후에 분기한다(diverge). 따라서, 상기 질량 분석기(116)의 하류에는 포커싱(focusing) 및/또는 스티어링 부재(steering element)(120)가 추가 제공될 수 있으며, 여기서 상기 포커싱 및 스티어링 부재는 상기 질량 분석된 이온 빔(112)을 수신하고 상기 이온 빔을 선택적으로 초점 및 조향하도록 구성된다. 예를 들어, 상기 포커싱 및/또는 스티어링 부재(120)는 쌍극자 또는 다른 다극 자석들(dipole or other multi-pole magnets)(도시되지 않음) 등을 포함할 수 있으며, 상기 이온 빔(112)의 전파 방향을 가로지르는 두 차원 모두에서 포커싱 특성으로 설계될 수 있으며, 여기서 이러한 포커싱은 상기 빔 크기의 확장을 상쇄(counteract)할 수 있으며, 따라서 진공 인클로저, 애퍼처 등과 같은 상기 빔 라인의 제한을 통해 상기 이온 빔의 우수한 전송을 제공한다.

본 발명에 따르면, 상기 스캐닝 자석(122)은 상기 질량 분석기(116)의 하류에 추가로 위치된다. 예를 들어, 전류 파형(electric current waveform)은 전원 공급기(124)를 통해 상기 스캐닝 자석(122)에 선택적으로 인가될 수 있으며, 여기서 상기 인가된 전류 파형은 시간에 따라 상기 이온 빔(112)을 앞뒤로 자기적으로 스캔하도록 동작 가능하며, 이로써 단일 빔 스캔 평면(가령, X-축을 따라)을 따라 상기 이온 빔을 "확산(spreading out)"하고 스캔된 이온 빔(126)을 정의하며, 여기서 상기 스캔된 이온 빔은 상기 인가된 전류 파형의 사이클에 걸쳐 시간-평균화(time-averaged)될 때 긴 빔으로 보일 수 있다. 상기 이온 빔(112)의 스캐닝은 아래에서 더 상세하게 논의되겠지만 적층된 철 요크(laminated ferrous yoke)(128) 주위를 감싸는 하나 이상의 스캐닝 와이어들(scanning wires)(도시되지 않음)을 통해 전류를 통과시킴으로써 달성된다.

상기 엔드 스테이션(106)은 상기 스캐닝 자석(122)의 하류에 위치하며, 여기서 상기 엔드 스테이션은 실리콘 웨이퍼와 같은 상기 하나 이상의 공작물(132)이 위치되거나 장착되는 공작물 지지부(workpiece support)(130)를 포함한다. 일 예에서, 상기 공작물 지지부(130)는 일반적으로 상기 이온 빔(112)의 방향에 수직으로 배향되는 타깃 평면에 존재한다. 대체 가능하게는, 상기 웨이퍼 지지부(130)는 도시되고 설명된 것과 실질적으로 상이한 각도로 배향될 수 있다. 예를 들어, 상기 공작물 지지부(130)는 일반적으로 고정되어 있다. 하나의 대체 가능한 예에서, 상기 공작물 지지부(130)는 상기 이온 빔(112)을 통해 상기 공작물을 이동할 수 있는 기계식 암(mechanical arm) 또는 회전 디스크(rotating disk)의 형태를 더 취할 수 있다.

컴퓨터, 마이크로프로세서 또는 다른 제어 시스템을 포함할 수 있는 시스템 제어기(system controller)(134)가 추가로 제공되며, 여기서 상기 제어기는 터미널(102), 빔 라인 조립체(104) 및 상기 스캐닝 자석(122) 중 하나 이상을 제어하도록 동작 가능하다. 따라서 상기 이온 주입 시스템(100)은, 이온 주입의 원하는 용량, 전류 및/또는 에너지에 기초할 뿐만 아니라 선량 계측 시스템(dosimetry system)(136)에 의해 제공되는 것과 같은 하나 이상의 측정된 특성들(measured characteristics)에 기초하여 원하는 이온 주입을 용이하게 하기 위해 상기 시스템 제어기(134)를 통해 조정될 수 있다.

종래의 이온 주입 시스템 용 스캐닝 자석들은 적층된 실리콘 강철 코어들을 사용하여 제조된다. 종래의 적층된 강철 코어들을 통해 자기 플럭스(magnetic flux)를 유도할 때 일반적으로 효율성을 높이기 위해 적절한 라미네이트들 및 배향(proper laminations and orientation)을 선택하는데 많은 주의가 필요하다. 예를 들어, 종래의 라미네이트된 강철 코어는 Glavish의 미국 특허 번호 5,393,984 및 5,311,028에 제공된다. 예를 들어, 올바른 배향은 자기장 라인들이 상기 라미네이트 표면과 평행하게 실행되어, 유도된 전류들이 최소화된다는 것을 의미한다. 이것은 적층된 코어 기술의 한계 내에서 이루어지지만 평평하고 얇은 라미네이트들이 적층된 레이어들(stacked layers)로 조립되는 경우이다. 예를 들어, 상기 라미네이트들이 동일한 모양을 가지도록 요크와 폴을 구성하여, 상기 라미네이트들이 예를 들어 단일 공구를 통해 얇은 Si-강판 시트들로부터 스탬프될 수 있도록 하는 것이 유리하다. 이와 같이, 상기 적층이 하나의 바람직한 공통 라미네이트 방향을 지시하기 때문에, 종래의 라미네이트들은 임의의 방향으로 쉽게 배향될 수 없다.

상기 라미네이트 두께가 상대적으로 작고 적층된 라미네이트들의 기계 가공은 상기 라미네이트들의 모양을 해롭게 변경할 수 있기 때문에, 상기 적층된 라미네이트 조립체를 사후 가공하는 것도 일반적으로 어렵다. 또한, 상기 라미네이트들의 기계 가공은 라미네이트 재료가 라미네이트들 사이에 있도록 의도하지 않은 전환을 통해 라미네이트들이 서로 단락되도록 할 수 있다. 라미네이트들을 기계화하는 다양한 기술이 존재하지만 이러한 기술은 일반적으로 비용이 많이 들고 상업적으로 바람직하지 않다.

예를 들어, 자기 플럭스가 극 갭(pole gap)의 중심에 라미네이트된 극 편(pole piece)을 빠져나갈 때, Maxwell 방정식의 경계 조건들은 경계의 양쪽에 있는 자기장의 접선 성분이 연속적이라고 규정하기 때문에 일반적으로 자속 또는 자기장의 방향은 변하지 않는다. 그러나 극의 가장자리에서, 상기 자기 플럭스의 대부분은 낮은 자기 저항 극을 통과하지만 상기 자속의 작은 부분은 상기 극의 외부 볼륨에서 높은 자기 저항 경로를 통과하기 때문에, 상기 자속의 방향은 예를 들어 상기 극의 모양에 따라 변경될 수 있다. 보다 구체적으로, 도 2A의 예시적인 스캐닝 자석(200)에 도시된 바와 같이, 상기 입구(entrance)(204) 및 출구(exit)(206)의 자기장들(202)은 상기 스캐닝 자석의 요크(yoke)(208) 밖으로 향하는 경향이 있으며, 그리고 직각, 즉 Ht≫ 0에서 상기 극 표면을 만난다. 그러나 폴의 코너에서 상기 자기장은 일반적으로 상기 폴 표면에 수직이 아니다. 도 2A의 상기 요크(208)의 상기 출구(206)의 확대부(210)가 도 2B에 도시되어 있으며, 여기서 상기 출구에서의 상기 자기장(202)은 상기 스캐닝 자석(200)의 라미네이트들(214)의 라미네이션 표면(212)에 실질적으로 접하는 (즉, 자기장 선(202C)) 상기 자기장보다 상기 요크의 모양에 더 수직인 방향에 (즉, 자기장 선(202A)) 있다.

예를 들어, 도 2A의 상기 스캐닝 자석(200)이 동력 공급될 때, 전류는 패러데이의 법칙(Faraday’s Law)을 통해 상기 요크(208)에서 유도되고, 시간-의존적 자기장(time-dependent magnetic field)은 도 2B의 상기 라미네이트들(214) 내의 임의의 루프 내부에서 시간-의존적 전압(time-dependent voltage)을 유도할 것이다. 상기 라미네이트들(214)이 전기 전도성이기 때문에, 상기 라미네이트들 내부에 흐르는 전류는 루프 전압을 취소하기 위해 반 자기장(counter-magnetic field)을 생성하는 경향이 있으므로 반자성 전류(diamagnetic current)라고 한다. 반자성 전류는 상기 자기장 선들에 수직인 방향으로 흐르고, 따라서 상기 라미네이트들(214)은 상기 자기장에 평행한 상기 라미네이션 표면들(212)로 배향된다. 또한 전도성 매체(conductive media) 내부의 시간-가변적 전자기장들의 강도는 상기 표면으로부터 기하급수적으로 감소하고, 전도성 매체는 통상적으로 "스킨 깊이(skin depth)"(δ)를 특징으로 하며, 여기서 δ는 전자기장이 상기 매체 표면에서 전계 강도의 1/e에 도달한 깊이와 동일하다. 상기 라미네이션 표면들(212)이 자기장에 평행하게 배향된 라미네이트들(214)의 배향으로, 전류 흐름을 허용하기 위한 상기 라미네이트들(214)의 유효 면적 또는 단면은 일반적으로 최소화되며, 일반적으로 상기 도체 내에서 상기 자기장의 스킨 깊이의 정도에 따른다. 상기 라미네이트(214)의 두께가 상기 스킨 깊이(δ) 정도라면, 반자성 전류는 도 2A의 상기 자기 요크(208)를 통해 극 갭(pole gap)(216)에서 상기 자기장의 유도를 허용하도록 효과적으로 최소화된다.

예를 들어, 상기 라미네이트들(214)에서 유도된 전류는 상기 라미네이트들의 상기 접선 필드(tangential field)(가령, 도 2B의 자기장 선(202C))와 수직 필드(perpendicular field)(가령, 자기장 선(202A)) 사이의 각도가 클 때 더 커진다. 반자성 전류들이 흐르도록 허용하면, 상기 스캐닝 자석(200)의 순 플럭스가 감소된다. 더욱이, 상기 라미네이트 재료는 유한 저항을 가지기 때문에, 이러한 유도 전류들은 예를 들어 상기 요크(208)의 저항 가열을 유발할 수 있다.

따라서 과도한 발열을 줄이기 위해, 본 발명은 도 3에 도시된 스캐닝 자석(scanning magnet)(300)을 제공하고, 여기서 상기 스캐닝 자석은 다수의 라미네이트들(plurality of laminations)(304)(가령, 임의의 수 n의 라미네이트들, 여기서 n은 1보다 큰 양의 정수)을 가지는 요크(yoke)(302)를 포함한다. 상기 라미네이트들(304)의 수(n)는 상기 스캐닝 자석(300)의 원하는 특성에 기초하여 선택될 수 있으며, 본 예는 제한적인 예로 간주되지 않는다.

본 예에서, 상기 요크(302)는 일반적인 기술 중 하나로 이해되는 바와 같이 일반적으로 서로의 거울상인 제1반부(first half)(306A) 및 제2반부(second half)(306B)를 포함한다. 또한 명확성을 위해 완전히 표시되지는 않았지만, 하나 이상의 스캐너 코일들 또는 와이어들(308)은 상기 요크(302)의 다양한 부분 주위를 감쌀 수 있고, 임의의 형상일 수 있으며, 다양한 설계 기준에 기초하여 설계될 수 있다. 예를 들어, 상기 스캐너 코일들(308)은 상기 요크(302)의 하나 이상의 부분들을 감싸는 단순한 코일들(명확성을 위해 도 3에 점선으로 개략적으로 도시됨)을 포함할 수 있거나, 대체 가능한 것으로 또는 추가적으로 당업자에 의하여 이해될 수 있는 침대 코일들(bedstead coils) 또는 다른 코일들(도시되지 않음)을 포함할 수 있으며, 이는 본 기술에서 기술 중 하나에 의해 인식될 것이다. 예를 들어, 상기 스캐닝 자석(300)은 진공 또는 공기 중에 있을 수 있다. 그러나 본 발명은 진공 상태에서 열을 전도하고 냉각하기 특히 어려운 상기 요크(302)에서 열 축적을 최소화하기 때문에, 상기 스캐닝 자석(300)이 진공 상태일 때 특히 유리하다.

일 예에서, 상기 다수의 라미네이트들(304) 중 적어도 일부(310)는 도 3의 상기 요크(302)의 극 에지들(pole edges)(312)(가령, 도 2A의 상기 입구(204) 및 출구(206))과 연관되고, 슬롯형 라미네이트들(slotted lamination)(314)을 포함하며, 여기서 상기 슬롯형 라미네이트는 일반적으로 그 사이에 다수의 슬롯들(318)을 형성하는 다수의 가지들(tines)(316)을 포함한다.

예를 들어, 도 4는 상기 슬롯형 라미네이트(314)를 포함하는 예시적인 라미네이트(304)를 도시한다. 예를 들어, 도 3의 상기 요크(302)의 각각의 극 에지들(310)과 관련된 상기 다수의 라미네이트들(304) 중 하나 이상은 도 4의 상기 슬롯형 라미네이트들(314)을 포함할 수 있다. 일 예에서, 상기 다수의 라미네이트들(304) 모두는 도 3에 도시된 바와 같이 슬롯형 라미네이트들(314)을 포함한다. 도 3의 상기 스캐닝 자석(300)의 대체 가능한 구성으로서, 도 5는 대안적인 요크(320)를 가지는 상기 스캐닝 자석(300)의 예를 도시하며, 여기서 상기 극 에지들(310)과 연관된 상기 다수의 라미네이트들(304) 중 임의의 개수는 상기 슬롯형 라미네이트들(314)을 포함할 수 있으며, 상기 대체 가능한 요크(320)의 중앙 부분(321)과 연관된 상기 다수의 라미네이트들 중 나머지는 각각 도 6에 도시된 바와 같이 실질적으로 평면인 라미네이트(substantially planar lamination)(322)를 포함하고, 이에 의해 상기 실질적으로 평면인 라미네이트는 그 내부에 정의된 슬롯들이 없는 영역(323)을 가진다.

따라서 다시 도 3을 참조하면, 예를 들어, 상기 스캐닝 자석(300)은 도 1의 상기 이온 빔(112)을 자기적으로 스캐닝하기 위해 제공될 수 있으며, 이에 의해, 도 3의 상기 스캐닝 자석은 그 내부에 정의되는 채널(324)을 가지는 상기 요크(302)를 포함한다. 본 예에서, 상기 다수의 가지들(316)은 상기 채널(324)을 향해 안쪽으로 연장된다. 예를 들어, 상기 채널(324)은 도 3에 도시된 바와 같이 상기 요크(302)에 의해 완전히 둘러싸일 수 있다. 대체 가능하게, 상기 채널(324)은 실질적으로 C-형이거나 또는 상기 요크가 모든 측면에서 상기 채널을 완전히 둘러싸지 않는 다른 형태(도시되지 않음)일 수 있다. 상기 요크(302)의 임의의 모양은 본 발명 내용의 범위 내에 있는 것으로 고려된다는 점에 유의해야 한다. 예를 들어, 도 3의 상기 요크(302)의 제1측면(first side)(326A) 및 제2측면(second side)(326B)은 일반적으로 도 1의 상기 이온 빔(112)에 대한 각각의 입구(328A) 및 출구(328B)를 정의하며, 여기서 상기 요크는 일반적으로 상기 요크의 상기 제1측면에서 상기 제2측면까지 서로에 대해 적층되는 상기 다수의 라미네이트들(304)을 포함한다.

본 발명에 따르면, 예를 들어, 도 3의 상기 슬롯형 라미네이트(들)(314)는 위에서 논의된 바와 같이 일반적으로 큰 유도 전류들을 방지하도록 구성된다. 예를 들어, 각각의 극 에지들(310)과 연관된 상기 슬롯형 라미네이트(들)(314)는 일반적으로 상기 스캐닝 자석(300)의 동작과 연관된 자기 플럭스를 가로지르는 방향으로 상기 다수의 라미네이트들(304)의 일부의 길이를 감소시킨다. 예를 들어, 상기 전류 흐름의 대부분은 상기 다수의 라미네이트들(304)의 외층을 따라 흐르고, 이에 의해 상기 전류 흐름은 상기 스킨 깊이(δ)를 초과하는 깊이에서 크게 감소한다. 상기 다수의 라미네이트들(304) 각각의 상기 스킨 깊이(δ)는 와전류들이 형성되는 두께이고, 이에 의해 상기 스킨 깊이는 동작 주파수의 제곱근에 반비례한다.

라미네이트들과 관련된 전류 흐름 및 손실을 더 잘 이해하려면, 도 7A-7C는 배경으로 제공된다. 도 7A를 참조하면, 상기 스킨 깊이(δ)보다 상당히 큰 라미네이트 두께(W)를 가지는 두꺼운 라미네이트(thick lamination)(330)가 제공된다. 예를 들어, 이러한 두꺼운 라미네이트(330)는 순환 전류(circulating current)(J)가 메인 필드(main field)(B_y)에 의해 단락되는 것을 경험할 수 있음으로, 라미네이션 극을 통한 순 플럭스가 발생하지 않고 높은 손실을 경험할 수 있다. 매우 얇은 라미네이트(332)가 도 7B에 도시되어 있으며, 이에 의해 상기 두께(W)는 상기 스킨 깊이(δ)보다 상당히 작다. 이와 같이, 상기 매우 얇은 라미네이트(332)는 상기 라미네이트의 양쪽에 있는 두 개의 전류들이 상쇄되기 때문에 순환 전류(J = 0)의 흐름을 경험하지 않을 수 있다. 이와 같이, 플럭스는 낮은 손실을 가지고 상기 라미네이트(304)를 통해 안내될 수 있다. 다른 라미네이트(334)에서 도 7c에 도시된 바와 같이, 가로장(B_x)에서 순환하는 반자성 전류가 흐르지만 상기 라미네이트(304)에는 손실이 있다.

따라서 본 발명에 따르면, 도 8의 단순화된 슬롯형 라미네이트(336)에 예시된 바와 같이, 상기 다수의 슬롯들(318)은 상기 요크(302)로부터 극 갭(pole gap)(344)으로 상기 플럭스(342)를 안내하도록 구성되는 슬롯 간격(slot spacing)(338) 및 슬롯 깊이(slot depth)(340)를 가지도록 제공되지만(가령, 상기 이온 빔이 통과하는 영역, 상기 자기장 또는 스캐닝 필드가 제어되는 영역), 상기 다수의 슬롯들은 상기 요크의 과도한 가열을 유발하지 않을 만큼 충분히 짧다. 도 3 및 도 4의 상기 다수의 라미네이트들(304)은 빗-유사 구조들(comb-like structures)을 닮도록 슬롯이 있다.

예를 들어, 상기 플럭스(342)는 상기 필드의 적분(플럭스 밀도라고도 함)이므로, 상기 극을 떠나는 필드 선들이 상기 플럭스로 해석될 수 있다. 예를 들어, 상기 슬롯 간격(338)은 상기 라미네이트(334)의 두께(W)와 관련된다. 하나의 바람직한 예에서, 상기 슬롯 간격(338)은 예를 들어 상기 라미네이트(334)의 두께(W) 정도로서, 상기 슬롯(318)은 도 3의 상기 다수의 라미네이트들(304) 사이에 배치되는 절연체(예를 들어, 대략 0.1mm-도시되지 않음)만큼 두껍다. 그러나 실제로는 상기 슬롯 간격(338)을 그러한 작은 크기(예를 들어, 대략 0.1mm)로 제어하는 것이 어려울 수 있다. 따라서 상기 극 에지의 자기 저항을 증가시키고 도 3의 상기 스캐닝 자석(300)의 광학적 특성들을 변화시키지 않고, 일반적으로 일정한 충전 계수(즉, 강철과 절연재의 비율)를 유지하기 위해 상기 라미네이트(334)(즉, 강철)의 두께(W)를 증가시킴으로써 도 8의 상기 슬롯 간격(338)을 증가시킬 수 있다.

또 다른 예에서, 도 9는 도 3의 상기 극 갭(344)의 내부 영역(348)을 일반적으로 라이닝하도록 구성되는 하나 이상의 라이너들(liners)(346)을 도시한다. 예를 들어, 상기 하나 이상의 라이너들(346)은 흑연(graphite)으로 구성되며, 이에 의해 상기 하나 이상의 라이너들은 일반적으로 상기 이온 빔(112)으로부터 직접 이온 빔 충돌(strike)로부터 도 1의 상기 스캐닝 자석(122)을 보호한다. 일 예에서, 상기 하나 이상의 라이너들(346) 중 하나 이상은 그 내부에 정의되는 하나 이상의 라이너 슬롯들(liner slots)(350)을 추가 포함한다. 일 예에서, 상기 하나 이상의 라이너 슬롯들(350)은 상기 하나 이상의 라이너들(346) 내의 와전류들을 일반적으로 감소시키도록 추가로 구성되어, 손실들 및 반자성 효과들을 최소화한다.

또한, 본 발명은 필드 클램프(field clamp)(도시되지 않음)를 사용하여 프린지 필드들(fringe fields)의 길이를 감소시키도록 구성된 이온 주입기들에 대한 다양한 쌍극자 설계를 고려한다는 점에 유의한다. 상기 스캐닝 자석(300)과 관련하여 위에서 논의된 것과 마찬가지로, 상기 자기장이 상기 필드 클램프 라미네이트의 표면에 접하지 않는 각도(angle non-tangential)로 필드 클램프에 들어가면, 상기 필드 클램프는 손실을 최소화하기 위해 라미네이팅되고 슬롯화될 수 있으며, 이러한 모든 구현들은 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 고려된다.

본 발명 내용이 특정 바람직한 실시 예 또는 실시 예들에 대해 도시되고 설명되었지만, 본 명세서 및 첨부된 도면을 읽고 이해하면 당업자에게 동등한 변경 및 수정이 일어날 수 있음이 명백하다. 특히 위에서 설명한 구성요소들(조립체들, 장치들, 회로들 등)에 의해 수행되는 다양한 기능과 관련하여, 이러한 구성요소들을 설명하는데 사용되는 용어들("수단들"에 대한 참조 포함)은 달리 명시되지 않는 한, 비록 본 명세서에서 예시된 본 발명의 예시적인 실시 예에서 구조적으로 상기 기능을 수행하는 상기 개시된 구조와 동일하지는 않지만, 설명된 구성요소의 지정된 기능(즉, 기능적으로 동일함)을 수행하는 모든 구성요소에 해당하는 것으로 의도된다. 또한, 본 발명의 특정 특징은 여러 실시 예 중 하나에 대해서만 개시될 수 있지만, 이러한 특징은 임의의 주어진 또는 특정 응용에 대해 바람직하고 유리할 수 있는 다른 실시 예의 하나 이상의 다른 특징과 결합될 수 있다.

Claims (20)

1. 이온 빔(ion beam)을 자기적으로 스캐닝(magnetically scanning)하기 위한 스캐닝 자석(scanning magnet)으로서,
   그 내부에 채널이 정의되는 요크(yoke) - 상기 요크는 상기 채널을 통과하는 상기 이온 빔의 각각의 입구(entrance) 및 출구(exit)를 정의하는 제1측면(first side) 및 제2측면(second side)을 가지며, 상기 요크는 상기 제1측면에서 상기 제2측면까지 적층되는 다수의 라미네이트들(laminations)을 포함하고, 상기 제1측면 및 제2측면과 연관된 상기 다수의 라미네이트들의 적어도 일부는 하나 이상의 슬롯형 라미네이트들(slotted laminations)을 포함하고, 상기 하나 이상의 슬롯형 라미네이트들은 상기 채널을 향해 연장되는 다수의 가지들(tines)을 가지며, 상기 다수의 가지들 사이에 다수의 슬롯들(slots)이 정의됨 -; 및
   상기 요크를 감싸는 제1와이어(first wire)를 포함하는 스캐너 코일(scanner coil);
   을 포함하는,
   스캐닝 자석.
2. 제1항에 있어서,
   상기 다수의 가지들은 상기 다수의 슬롯들과 연관된 슬롯 간격(slot spacing) 및 슬롯 깊이(slot depth)를 일반적으로 정의하고,
   상기 슬롯 간격 및 슬롯 깊이는 상기 다수의 가지를 통해 상기 요크로부터의 플럭스를 상기 이온 빔이 통과하는 영역을 향해 안내하도록 구성되는,
   스캐닝 자석.
3. 제2항에 있어서,
   상기 다수의 라미네이트들은 그 사이에 배치되는 절연 층(insulation layer)에 의해 서로 전기적으로 절연되고,
   상기 슬롯 간격은 상기 절연 층의 두께보다 크거나 대략 동일한,
   스캐닝 자석.
4. 제2항에 있어서,
   상기 슬롯 간격은 상기 다수의 라미네이트들 중 하나의 두께와 대략 동일한,
   스캐닝 자석.
5. 제1항에 있어서,
   상기 요크는 제1 반부(first half) 및 제2 반부(second half)를 포함하고,
   상기 제1 반부 및 제2 반부는 일반적으로 서로의 거울상(mirror images)인,
   스캐닝 자석.
6. 제1항에 있어서,
   상기 다수의 슬롯들을 포함하는 상기 다수의 라미네이트들의 적어도 일부는 상기 요크의 하나 이상의 극 에지들(pole edges)과 연관되는,
   스캐닝 자석.
7. 제6항에 있어서,
   상기 극 에지들과 연관되는 상기 다수의 라미네이트들 중 미리 결정된 부분은 슬롯형 라미네이트들(slotted laminations)을 포함하고,
   상기 다수의 라미네이트들의 나머지는 상기 다수의 슬롯들과 연관되는 평면 영역을 가지는 실질적으로 평면 라미네이트(substantially planar lamination)를 포함하고,
   상기 평면 영역은 슬롯을 포함하지 않는,
   스캐닝 자석.
8. 제1항에 있어서,
   상기 다수의 슬롯들은 상기 요크로부터 극 갭(pole gap)으로 플럭스를 안내하도록 구성되는 슬롯 길이(slot length)를 가지며,
   이에 의해 상기 슬롯 길이는 상기 요크의 가열을 완화하도록 구성되는,
   스캐닝 자석.
9. 제1항에 있어서,
   상기 다수의 라미네이트들은 빗-유사 구조들(comb-like structures)을 일반적으로 정의하는,
   스캐닝 자석.
10. 제1항에 있어서,
    하나 이상의 라이너들(liners)을 추가로 포함하고,
    상기 하나 이상의 라이너들은 상기 채널 내에 위치되고, 상기 요크 및 스캐너 코일을 상기 이온 빔으로부터 일반적으로 격리시키는,
    스캐닝 자석.
11. 제10항에 있어서,
    상기 하나 이상의 라이너들은 그 내부에 정의되는 하나 이상의 라이너 슬롯들(liner slots)을 추가 포함하고,
    상기 하나 이상의 라이너 슬롯들은 상기 하나 이상의 라이너들 내의 와전류들을 일반적으로 감소시키도록 추가로 구성되는,
    스캐닝 자석.
12. 이온 주입 시스템(ion implantation system)으로서,
    이온 빔을 형성하도록 구성되는 이온 소스(ion source);
    질량 분석기(mass analyzer); 및
    상기 이온 빔을 자기적으로 스캔하도록 구성되는 스캐닝 자석(scanning magnet);
    을 포함하고,
    상기 스캐닝 자석은:
    - 그 내부에 채널이 정의되는 요크(yoke) - 상기 요크는 상기 채널을 통과하는 상기 이온 빔의 각각의 입구(entrance) 및 출구(exit)를 정의하는 제1측면(first side) 및 제2측면(second side)을 가지며, 상기 요크는 상기 제1측면에서 상기 제2측면까지 적층되는 다수의 라미네이트들(laminations)을 포함하며, 상기 제1측면 및 제2측면과 연관된 상기 다수의 라미네이트들의 적어도 일부는 하나 이상의 슬롯형 라미네이트들(slotted laminations)을 포함하고, 상기 하나 이상의 슬롯형 라미네이트들은 상기 채널을 향해 연장되는 다수의 가지들(tines)을 가지며, 상기 다수의 가지들 사이에 다수의 슬롯들(slots)이 정의됨 -; 및
    - 상기 요크를 감싸는 제1와이어(first wire)를 포함하는 스캐너 코일(scanner coil);을 포함하는,
    이온 주입 시스템.
13. 제12항에 있어서,
    상기 다수의 가지들은 상기 다수의 슬롯들과 연관된 슬롯 간격(slot spacing) 및 슬롯 깊이(slot depth)를 일반적으로 정의하고, 상기 슬롯 간격 및 슬롯 깊이는 상기 다수의 가지를 통해 상기 요크로부터의 플럭스를 상기 이온 빔이 통과하는 영역을 향해 안내하도록 구성되는,
    이온 주입 시스템.
14. 제13항에 있어서,
    상기 다수의 라미네이트들은 그 사이에 배치되는 절연 층(insulation layer)에 의해 서로 전기적으로 절연되고, 상기 슬롯 간격은 상기 절연 층의 두께보다 크거나 대략 동일한,
    이온 주입 시스템.
15. 제13항에 있어서,
    상기 슬롯 간격은 상기 다수의 라미네이트들 중 하나의 두께와 대략 동일한,
    이온 주입 시스템.
16. 제12항에 있어서,
    상기 다수의 슬롯들을 포함하는 상기 다수의 라미네이트들의 적어도 일부는 상기 요크의 하나 이상의 극 에지들(pole edges)과 연관되는,
    이온 주입 시스템.
17. 제16항에 있어서,
    상기 극 에지들과 연관되는 상기 다수의 라미네이트들 중 미리 결정된 부분은 슬롯형 라미네이트들(slotted laminations)을 포함하고, 상기 다수의 라미네이트들의 나머지는 상기 다수의 슬롯들과 연관되는 평면 영역을 가지는 실질적으로 평면 라미네이트(substantially planar lamination)를 포함하고, 상기 평면 영역은 슬롯을 포함하지 않는,
    이온 주입 시스템.
18. 제12항에 있어서,
    상기 다수의 슬롯들은 상기 요크로부터 극 갭(pole gap)으로 플럭스를 안내하도록 구성되는 슬롯 길이(slot length)를 가지며, 이에 의해 상기 슬롯 길이는 상기 요크의 가열을 완화하도록 구성되는,
    이온 주입 시스템.
19. 제12항에 있어서,
    상기 스캐닝 자석과 연관되는 하나 이상의 라이너들(liners)을 추가로 포함하고, 상기 하나 이상의 라이너들은 상기 채널 내에 위치되고, 상기 요크 및 스캐너 코일을 상기 이온 빔으로부터 일반적으로 격리시키는,
    이온 주입 시스템.
20. 제19항에 있어서,
    상기 하나 이상의 라이너들은 그 내부에 정의되는 하나 이상의 라이너 슬롯들(liner slots)을 추가 포함하고, 상기 하나 이상의 라이너 슬롯들은 상기 하나 이상의 라이너들 내의 와전류들을 일반적으로 감소시키도록 추가로 구성되는,
    이온 주입 시스템.
    

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