專利名稱：用于帶狀射束離子注入器的高解析度分離磁體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上有關(guān)于離子注入系統(tǒng)，且更特別地，有關(guān)于一種與質(zhì)量分析帶狀離子束有關(guān)的質(zhì)量分析器及方法。
背景技術(shù)：
離子注入系統(tǒng)被使用在集成電路制造中摻入雜質(zhì)至半導(dǎo)體內(nèi)。在這類系統(tǒng)中，一離子源離子化一種想要的摻雜物元素，該摻雜物元素以離子束形式取自該離子源。該離子束典型地會(huì)進(jìn)行質(zhì)量分析以選擇具有想要的電荷對(duì)質(zhì)量比的離子，接著針對(duì)一半導(dǎo)體晶片表面將該摻雜物元素注入該晶片。該射束的離子穿過該晶片表面，以例如在晶片內(nèi)的晶體管元件制造中形成想要的導(dǎo)電率區(qū)域。典型的離子注入器包含用以產(chǎn)生離子束的離子源、射束線組件，其包含利用磁場(chǎng)以質(zhì)量解析該離子束的質(zhì)量分析設(shè)備、以及包含將經(jīng)由該離子束注入的半導(dǎo)體晶片或工件的靶材室。
典型的離子束注入器包含自可離子化來源材料中產(chǎn)生帶正電離子的離子源。所產(chǎn)生的離子形成一離子束并沿著一預(yù)定的射束路徑被導(dǎo)引至注入站。該離子束注入器可包含延伸于該離子源及該注入站的間的射束成形結(jié)構(gòu)。這些射束成形結(jié)構(gòu)維持該離子束并確定該射束行經(jīng)其中到達(dá)該注入站的一細(xì)長(zhǎng)的內(nèi)腔或通道。
相對(duì)于其上電荷的離子質(zhì)量(例如，電荷對(duì)質(zhì)量比)影響離子被一靜電場(chǎng)或磁場(chǎng)在徑向及橫向兩方向加速的程度。因此，到達(dá)半導(dǎo)體晶片或其它靶材的想要區(qū)域的射束可被做成非常的純，因?yàn)榫哂胁灰姆肿恿康碾x子會(huì)被偏轉(zhuǎn)至遠(yuǎn)離該射束的位置而避免非想要的材料的注入。選擇性分開想要及不要的電荷對(duì)質(zhì)量比的離子的過程已知為質(zhì)量分析。質(zhì)量分析器典型地利用產(chǎn)生雙極磁場(chǎng)的質(zhì)量分析磁體，以在一拱形通道內(nèi)通過磁體轉(zhuǎn)向來將離子束中的各類離子偏轉(zhuǎn)，這將有效地分開不同電荷對(duì)質(zhì)量比的離子。
為了達(dá)成一特定應(yīng)用中所要的注入，這些被注入的離子劑量及能量可被調(diào)整。該離子劑量控制一種特定的半導(dǎo)體材料的注入離子濃度。典型地，高電流注入器被用于高劑量注入，而中電流注入器被用于較低劑量的應(yīng)用中。該離子能量被用來控制半導(dǎo)體元件內(nèi)的結(jié)深度，其中這些射束離子的能量水平?jīng)Q定在該半導(dǎo)體或其它基底材料內(nèi)的離子注入其中的程度或是這些已注入離子的深度。不斷朝向較小半導(dǎo)體元件的傾向需要一以低能量傳送高射束電流的機(jī)構(gòu)。該高射束電流提供這些所需的劑量水平，而該低能量允許進(jìn)行淺注入。
在多數(shù)現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)中，離子注入使用鉛筆型離子束，其中，一相當(dāng)窄的射束由離子源所產(chǎn)生并在到達(dá)工件前進(jìn)行質(zhì)量分析、后續(xù)的射束調(diào)整及掃描。然而，許多目前的應(yīng)用都希望在例如半導(dǎo)體制造的淺源極/漏極區(qū)中得到具有相當(dāng)高摻雜物濃度的淺注入。對(duì)于淺深度的離子注入而言，想要的是高電流、低能量的離子束。在這樣的情形下，減少離子能量會(huì)讓維持該離子束的會(huì)聚性有一些困難，因?yàn)楹邢嗤姾呻x子彼此間的互斥作用。高電流離子束典型地包含高濃度的帶同樣電荷的離子因互斥作用而傾向于發(fā)散。上述問題的一個(gè)解決方案為使用帶狀離子束來取代鉛筆型離子束。該帶狀射束的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于該射束的剖面區(qū)遠(yuǎn)大于該鉛筆型射束。例如，一典型鉛筆射束具有約1-5公分的直徑，其中，一帶狀射束可具有約1-5公分的高度及約40公分的寬度。利用該大很多的射束區(qū)域，一特定的射束電流實(shí)際上具有小很多的電流密度，且該射束具有一較低的導(dǎo)電系數(shù)。然而，使用帶狀射束有著與其相關(guān)的一些特有的挑戰(zhàn)。
在離子注入系統(tǒng)中，對(duì)用以在工件提供一均勻帶狀射束的帶狀射束離子注入系統(tǒng)仍然有所需求。
發(fā)明內(nèi)容
以下提出概要以提供對(duì)本發(fā)明的一或多個(gè)方面的基本了解。此概要并非本發(fā)明的廣泛綜述，亦非要指明本發(fā)明關(guān)鍵或重要性元件，也不是要確定其范圍。而是，本概要的主要目的是以簡(jiǎn)化形式展現(xiàn)本發(fā)明的某些方面做為后面所提出的更詳細(xì)說明的前序。
本發(fā)明針對(duì)一種可操作成產(chǎn)生一帶狀離子束并沿著一射束線路徑導(dǎo)引這種射束朝向一工件的離子注入系統(tǒng)。該注入系統(tǒng)包括一可操作成接收該帶狀離子束并沿著一拱形路徑偏轉(zhuǎn)這種射束以對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量分析的質(zhì)量分析器。本發(fā)明的質(zhì)量分析器被配置成實(shí)行這種具有少量射束失真的質(zhì)量分析。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，公開一種帶狀射束離子注入系統(tǒng)，其具有一帶狀射束離子源、一質(zhì)量分析系統(tǒng)及一終端站。該質(zhì)量分析系統(tǒng)具有一入口端及一出口端，且可被操作以沿著自該入口端至該出口端的預(yù)定拱形路徑偏轉(zhuǎn)該帶狀射束內(nèi)具有一想要電荷對(duì)質(zhì)量比值的所選離子。該質(zhì)量分析系統(tǒng)進(jìn)一步包括一位于靠近該入口端、該出口端或該出入口端兩者的場(chǎng)鉗制器。該場(chǎng)鉗制器可操作成基本終止與該質(zhì)量分析系統(tǒng)相關(guān)的各邊緣場(chǎng)，從而減少射束失真并改善射束均勻度。
在本發(fā)明另一方面中，該場(chǎng)鉗制器包括一對(duì)延伸于與該帶狀射束寬度相對(duì)應(yīng)方向的強(qiáng)磁件。當(dāng)例如鐵等強(qiáng)磁件位于該質(zhì)量分析系統(tǒng)入口端時(shí)，其作用以基本防止各邊緣場(chǎng)延伸超出該鉗制器，從而大大減少在該質(zhì)量分析器入口端的這些邊緣場(chǎng)范圍。因此，在該質(zhì)量分析器入口端與邊緣場(chǎng)相關(guān)的帶狀射束失真被減少。類似地，一對(duì)在該帶狀射束寬度方向延伸的強(qiáng)磁件可位于靠近該質(zhì)量分析器的出口端，且可操作成防止邊緣場(chǎng)自該質(zhì)量分析系統(tǒng)的出口端延伸超出該鉗制器。因此，大大地減少來自該質(zhì)量分析系統(tǒng)出口端的這些邊緣場(chǎng)范圍，從而減少與此相關(guān)的射束失真并提供改善的帶狀射束均勻度。
在本發(fā)明再一方面中，該質(zhì)量分析系統(tǒng)包括一對(duì)拱形延伸并確定與此相關(guān)的射束線路徑的線圈。該對(duì)中的第一線圈位于該射束上面并沿著其整個(gè)寬度延伸，而該對(duì)中的第二線圈位于該射束下面并同時(shí)沿著該整個(gè)寬度延伸。通過在這些線圈中產(chǎn)生電流，一個(gè)雙極磁場(chǎng)產(chǎn)生于這些線圈的間，以沿著該拱形路徑操作以偏轉(zhuǎn)該射束內(nèi)的這些想要的離子。在沿著該射束線路徑的線圈間的雙極場(chǎng)是基本均勻時(shí)，邊緣場(chǎng)由于沿著該射束線路徑的磁場(chǎng)梯度而自該入口端及該出口端延伸。這種邊緣場(chǎng)可能具有沿著該射束寬度的橫向、不均勻的分量且可能作用以沿著該寬度產(chǎn)生射束失真。操作本發(fā)明這些場(chǎng)鉗制器以分別基本上終止靠近該入口及出口端的這些邊緣場(chǎng)。如此，沿著該射束線路徑前進(jìn)的帶狀射束基本上僅曝露于邊緣場(chǎng)一段較小的期間，因而與這種邊緣場(chǎng)相關(guān)的失真大大減少。
在本發(fā)明又一方面中，一或多個(gè)對(duì)的次級(jí)線圈配合這些主要線圈來使用，其中，這些次級(jí)線圈也沿著該拱形通道延伸。該一或多個(gè)對(duì)次級(jí)線圈可覆蓋在這些主要線圈上面、或可沿著該導(dǎo)件件的側(cè)壁部分延伸以提供進(jìn)一步的磁場(chǎng)補(bǔ)償。在某例中，這種補(bǔ)償為一在該工件處的射束均勻度決定函數(shù)，其中，不管因這些場(chǎng)鉗制器所致的這種邊緣場(chǎng)的影響減少多大，仍進(jìn)行這種補(bǔ)償以補(bǔ)償因?yàn)槔邕吘増?chǎng)或其它因素所產(chǎn)生的帶狀射束失真。
根據(jù)本發(fā)明又一方面中，公開一種質(zhì)量分析一帶狀射束的方法。該方法包括產(chǎn)生一帶狀離子束及沿著一射束線路徑傳送這種射束。一雙極磁場(chǎng)沿著該射束線路徑產(chǎn)生，以根據(jù)一想要的電荷對(duì)質(zhì)量比值在一預(yù)定拱形路徑上偏轉(zhuǎn)該帶狀射束內(nèi)所選的離子。與該雙極磁場(chǎng)的至少一入口或出口部分相關(guān)的邊緣場(chǎng)被減少，以防止與此相關(guān)的射束失真。在某例中，通過將場(chǎng)鉗制器設(shè)置在靠近該雙極磁場(chǎng)的入口及出口，以減少這些邊緣場(chǎng)，以使一沿著該射束線路徑前進(jìn)的帶狀射束僅曝露于這種邊緣場(chǎng)一段較短的期間，從而減少與此相關(guān)的射束失真并提供改善的帶狀射束均勻度。
為了完成前述及相關(guān)目標(biāo)，下面說明及附圖詳述本發(fā)明某些示范方面及實(shí)施。這些僅指出本發(fā)明原理可被使用的幾種不同方式而已。在結(jié)合這些附圖做考慮時(shí)，本發(fā)明的其它方面、優(yōu)點(diǎn)及新的特征會(huì)自本發(fā)明下面詳細(xì)說明中而變得顯而易見。
圖1根據(jù)本發(fā)明的一或多個(gè)方面說明一示范性離子注入系統(tǒng)各組件的示意方框圖。
圖2可實(shí)行本發(fā)明各種方面的低能量類型的離子注入系統(tǒng)的示意圖。
圖3可實(shí)行本發(fā)明各種方面的中電流類型的離子注入系統(tǒng)的示意圖。
圖4根據(jù)本發(fā)明一方面的一示范性質(zhì)量分析器的射束導(dǎo)件的俯視平面圖。
圖5說明與一質(zhì)量分析器內(nèi)的雙極磁場(chǎng)相關(guān)的邊緣場(chǎng)的圖形。
圖6根據(jù)本發(fā)明一方面的一示范性帶狀射束的立體圖。
圖7根據(jù)本發(fā)明說明場(chǎng)鉗制器對(duì)于與一質(zhì)量分析器內(nèi)的雙極磁場(chǎng)相關(guān)邊緣場(chǎng)的影響的圖形。
圖8根據(jù)本發(fā)明另一方面的一用于帶狀射束的示范性質(zhì)量分析器的立體圖。
圖9為圖8中該示范性質(zhì)量分析器的第一側(cè)邊的側(cè)剖面圖。
圖10為圖8中該質(zhì)量分析器的第二側(cè)邊的側(cè)剖面圖。
圖11A為沿著圖10中的線條11A-11A所截取的一用于帶狀射束的示范性質(zhì)量分析器剖面圖。
圖11B為沿著圖8中的線條11B-11B所截取的一用于帶狀射束的示范性質(zhì)量分析器剖面圖。
圖12A及12B根據(jù)本發(fā)明另一方面的一說明主要線圈及一或多組次線圈的示范性質(zhì)量分析器的剖面末端圖。
圖13根據(jù)本發(fā)明又一方面說明用以質(zhì)量分析一帶狀離子束的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明現(xiàn)在將參考這些附圖做說明，其中，全文中類似標(biāo)號(hào)被使用來參考類似元件。這些說明及下面說明本質(zhì)上是示范而非限定的。因此，應(yīng)了解這些說明的系統(tǒng)及方法與除此處這些說明外的其它這種實(shí)施的變化例視為落入本發(fā)明及所附的申請(qǐng)專利范圍的范疇內(nèi)。
本發(fā)明有關(guān)于一種質(zhì)量分析帶狀離子束的系統(tǒng)及方法。射束失真被減少，以致經(jīng)由減少該質(zhì)量分析器的入口及出口端之一或兩者中的邊緣場(chǎng)范圍產(chǎn)生沿著其寬度改善的射束均勻度。邊緣場(chǎng)的減少是通過設(shè)置場(chǎng)鉗制器在靠近其入口及出口端而得。這些場(chǎng)鉗制器基本上終止在該處的邊緣場(chǎng)，從而防止這種場(chǎng)自該質(zhì)量分析器延伸而超過這些鉗制器。如此，以一特定的射束傳送速度沿著該射束線路徑前進(jìn)的帶狀射束僅被曝露于這種邊緣場(chǎng)中一段相對(duì)于傳統(tǒng)系統(tǒng)實(shí)際上已經(jīng)減少的時(shí)間，因此，由于這種邊緣場(chǎng)所致的射束失真被減少。本發(fā)明進(jìn)一步的價(jià)值連同其各種方面將會(huì)依據(jù)下面詳述而有進(jìn)一步的了解。
最初請(qǐng)參考圖1，以一方塊圖形式說明一適于實(shí)施本發(fā)明一或多個(gè)方面的離子注入系統(tǒng)10。該系統(tǒng)10包含沿著射束路徑產(chǎn)生一離子束14的離子源12。該離子源12包含例如一具有一相關(guān)電源18的等離子體源16。該等離子體源16可包括例如一從中取出離子束的等離子體限制室。該取出的射束包括一例如具有寬約400毫米的帶狀離子束，用以注入一300毫米的半導(dǎo)體晶片。一可配合本發(fā)明使用的示范性帶狀射束公開于2002年5月1號(hào)申請(qǐng)并讓與給本發(fā)明受讓人的美國(guó)申請(qǐng)序號(hào)10/136,047中，在此將其全文一并整合參考。
一射束線組件11設(shè)置于該離子源12的下游以接收來自其中的帶狀射束14。該射束線組件11可包含一質(zhì)量分析器22、一減速系統(tǒng)26及一偏轉(zhuǎn)器系統(tǒng)28。該射束線組件11沿著該路徑安置以接收該射束14。該質(zhì)量分析器22包含一場(chǎng)產(chǎn)生組件，例如一磁體(未顯示)，并可操作以提供一跨越該射束路徑的場(chǎng)，藉此根據(jù)各離子的電荷對(duì)質(zhì)量比值偏轉(zhuǎn)來自該離子束14的離子至不同的軌道。穿透該磁場(chǎng)的離子經(jīng)受一作用力，其導(dǎo)引具有想要的質(zhì)量的離子遵循該射束路徑，并偏轉(zhuǎn)具有不要的質(zhì)量的離子離開該射束路徑。
該射束線11可進(jìn)一步包括一可控制且可選擇性操作以改變與該帶狀射束相關(guān)的能量的減速模塊26。例如，在中等能量下，不需很大改變帶狀射束能量，且該模塊讓該帶狀射束穿透其中而未有很大變化。另外，在低能量應(yīng)用中(例如，用以在一半導(dǎo)體本體中形成淺結(jié))，該帶狀射束的能量也許需要被減速。在這種環(huán)境中，可操作該減速模塊26以通過它的減速來降低該射束能量至一想要的能量水平。
該射束線可進(jìn)一步包括一偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)28以例如用于低能量系統(tǒng)中，以在注入一工件前先進(jìn)行減速。該偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)28例如是包含偏轉(zhuǎn)電極，以偏轉(zhuǎn)該離子束離開該射束線軸，從而移除來自該帶狀射束且可能在其它方面變成能量污染物的中性粒子(因?yàn)樗鼈儫o法在一偏轉(zhuǎn)場(chǎng)中偏轉(zhuǎn))。
請(qǐng)繼續(xù)參考圖1，一終端站30也被設(shè)置于該系統(tǒng)10中，以接收來自該射束線組件11中已質(zhì)量分析且基本被凈化的離子束14。該終端站30支撐例如是沿著該射束路徑(然而，因?yàn)樵撈D(zhuǎn)器28而自該原射束線軸移位)利用該帶狀離子束14進(jìn)行注入的半導(dǎo)體晶片(未顯示)的一或多個(gè)工件。請(qǐng)注意的是，這種終端站考慮及使用其中許多工件被旋轉(zhuǎn)通過該帶狀射束的批次系統(tǒng)，或是其中將單一工件掃描穿越該帶狀射束或?qū)⒃搸钌涫鴴呙柽^該工件的單一工件終端站。
請(qǐng)同時(shí)參考圖2，更詳細(xì)地說明一示范性低能量離子注入器100以便了解本發(fā)明各方面。該注入器100具有一離子源112、一質(zhì)量分析磁體114、一射束線組件115及一靶材或終端站116。一可讓該終端站116相對(duì)該射束線組件115移動(dòng)的風(fēng)箱式組件118連接該終端站116及該射束線組件115。雖然圖2說明超低能量(ULE)離子注入器，但如同所理解的，本發(fā)明也可應(yīng)用在其它類型的注入器。
該離子源112包括一等離子體室120及一離子提取器組件122。能量系傳送給一種可離子化摻雜物氣體，以在該等離子體室120內(nèi)產(chǎn)生離子。大體上，雖然本發(fā)明可應(yīng)用于負(fù)離子由該來源112所產(chǎn)生的系統(tǒng)中，但此處產(chǎn)生正離子。這些正離子由一包括復(fù)數(shù)個(gè)電極127的離子提取器組件122通過該等離子體室120內(nèi)的一細(xì)縫所取出。因此，該離子提取器組件122的作用為自該等離子體室120中取出一正離子束128并將這些取出的離子加速至該質(zhì)量分析磁體114。
該質(zhì)量分析磁體114的作用為只讓具有適當(dāng)電荷對(duì)質(zhì)量比值的離子通過至包括一解析器殼體123及一射束中和器124的射束線組件115。該質(zhì)量分析磁體114包含在由一具有側(cè)壁130的射束導(dǎo)件所確定的通道139內(nèi)的一彎曲射束路徑129，其排空由一真空泵131所提供。沿著本路徑129傳送的離子束128受到該質(zhì)量分析磁體114所產(chǎn)生的磁場(chǎng)所影響而拒斥不適合的電荷對(duì)質(zhì)量比值的離子。本雙極磁場(chǎng)的強(qiáng)度及方向受到控制電子元件132所控制，以通過一磁體連接器133經(jīng)由該磁體114的場(chǎng)線圈繞組來調(diào)整電流。
該雙極磁場(chǎng)使該離子束128沿著該彎曲射束路徑129自一靠近該離子源112的第一或入口軌道134移動(dòng)至一靠近該解析殼體123的第二或出口軌道135。由具有不適合的電荷對(duì)質(zhì)量比值的離子所構(gòu)成的射束128的部分128′及128″被偏離該彎曲軌道而進(jìn)入一鋁射束導(dǎo)件130的壁中。在本方式中，該磁體114只讓在該射束128中具有想要的電荷對(duì)質(zhì)量比值的那些離子通過到達(dá)該解析殼體123。
該解析器殼體123包含一端子電極137、一用以聚集該離子束128的靜電透鏡138及一例如是法拉第旗標(biāo)142的劑量指示器。該射束中和器124包含一用以中和該正電荷的等離子體噴淋器145，否則該正電荷會(huì)因?yàn)樵撜龓щ婋x子束128所注入而累積在該靶材晶片上。該射束中和器及解析器殼體由一真空泵143所排空。
該射束中和器124的下游為該終端站116，其包含安裝例如欲被處理的晶片的工件于其上的一碟狀晶片支架144。該晶片支架144座落在大體上垂直定向于該注入射束方向的一靶材平面中。在該終端站116的碟狀晶片支架144由一馬達(dá)146所旋轉(zhuǎn)。因此，該離子束在它們移動(dòng)于一環(huán)狀路徑中時(shí)撞擊安裝至該支架上的晶片。該終端站116繞著該離子束路徑164及該晶片W交叉點(diǎn)的點(diǎn)162轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使該靶材平面可相對(duì)此點(diǎn)調(diào)整。雖然圖2說明一批次類型處理系統(tǒng)，但應(yīng)了解，本發(fā)明也可應(yīng)用于單晶片類型的處理系統(tǒng)。
圖3說明又一離子注入系統(tǒng)262，例如，一適用于施行本發(fā)明的一或多個(gè)方面的中電流系統(tǒng)。該系統(tǒng)262包含一模塊氣體箱264、一輔助氣體箱266及一氣體箱遠(yuǎn)方換氣控制面板268。該氣體箱264、268尤其包括一摻雜物物質(zhì)的一或多種氣體，且該氣體箱264、268有助于選擇性傳送該氣體或這些氣體至該系統(tǒng)262內(nèi)一延長(zhǎng)壽命的離子源282中，其中，該氣體或這些氣體可被離子化以產(chǎn)生適合選擇性地帶入該系統(tǒng)262以注入晶片或工件中的離子。該氣體箱遠(yuǎn)方控制面板268有助于依據(jù)需要或想要的來排出或換氣氣體或其它物質(zhì)至該系統(tǒng)262外。
設(shè)有高壓端電源分配272以及一高壓隔離變壓器274以特別來電激發(fā)及施予能量至摻雜物氣體，以自氣體中產(chǎn)生離子。設(shè)有一離子束提取組件276以自該離子源282中取出離子并將它們加速進(jìn)入一包含質(zhì)量分析磁體280的射束線278中。該質(zhì)量分析磁體280可操作以挑出或拒絕不合適的電荷對(duì)質(zhì)量比值的離子。尤其，在它們利用該質(zhì)量分析磁體280的磁體所產(chǎn)生的一或多個(gè)磁場(chǎng)而通過該射束導(dǎo)件來傳導(dǎo)時(shí)，該質(zhì)量分析磁體280包括具有讓不要的質(zhì)量對(duì)電荷比值的離子碰撞于其中的彎曲側(cè)壁的一射束導(dǎo)件。
可設(shè)置一組件284以協(xié)助控制該掃描離子束的角度，然而，本特征可能不是帶狀類型的射束所必要的。此尤其可包含一掃描角度校正透鏡。一加速/減速行286有助于控制及調(diào)整該離子束的離子速度及/或聚焦?？稍O(shè)置例如最終能量濾片，它可操作以濾出污染微粒的組件288，以減少能量污染微粒沾附晶片或工件。
晶片或工件290被載入至一用以選擇的注入離子的終端站室292內(nèi)。一機(jī)械式掃描驅(qū)動(dòng)裝置294操縱該室292內(nèi)的晶片，以助長(zhǎng)與該射束的選擇性相遇。該晶片或工件290通過包含例如一或多個(gè)機(jī)械或機(jī)器人手臂297的一晶片處理系統(tǒng)296而移入該終端站室292內(nèi)。一操作員控制臺(tái)298容許操作員可通過選擇性控制該系統(tǒng)262的一或多個(gè)組件來調(diào)整該注入處理程序。最后，設(shè)有一電源分配箱299以供電給該整個(gè)系統(tǒng)262。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的一方面說明供一離子注入系統(tǒng)(例如，圖1的分析器12、圖2的分析器114或圖3的分析器280)使用的一簡(jiǎn)化性示范的質(zhì)量分析器射束導(dǎo)件300。該射束導(dǎo)件300具有由沿著一離子束路徑308的內(nèi)外拱形頂部及底部壁304及306所確定的一拱形縱向通道302。該射束導(dǎo)件300通過一例如約135度的弧角從一入口端310沿著該路徑308縱向延伸至一出口端312。該射束導(dǎo)件300又包括一質(zhì)量分析磁體，其可包括一對(duì)線圈(未示于圖4中)以在通道302內(nèi)提供一雙極磁場(chǎng)，其使得所選的電荷對(duì)質(zhì)量比值的離子可沿著該路徑308到達(dá)該出口端312。
仍是參考圖4，本發(fā)明質(zhì)量分析器300包括分別座落在靠近該分析器入口端310及/或該出口端312的一或多個(gè)場(chǎng)鉗制器314、316。操作該場(chǎng)鉗制器314、316以基本上終止與該通道內(nèi)的雙極磁場(chǎng)相關(guān)的邊緣場(chǎng)(未顯示)。結(jié)果，任何這種邊緣場(chǎng)都有效地在那里被分流，且這種場(chǎng)延伸在該入口端310及該出口端312外面的范圍被大大降低。這種邊緣場(chǎng)的降低將如同下面將更完整了解般地減少帶狀射束失真。
輪到圖5，其提供一圖形330以說明與圖4質(zhì)量分析器300相關(guān)的磁場(chǎng)，其中，″Z″代表在該通道302內(nèi)沿著射束路徑308的射束傳送方向，而BY代表自用以產(chǎn)生該雙極場(chǎng)的線圈中所得的磁場(chǎng)的絕對(duì)值。請(qǐng)注意的是，在該質(zhì)量分析器300內(nèi)的入口端310及出口端312的間，該磁場(chǎng)實(shí)際上是均勻的。然而，在該入口端310前的某一區(qū)域332以及在該出口端312后的某一區(qū)域334中，該磁場(chǎng)沿著該路徑308衰減并包括一梯度dBy/dz，其中該梯度為距離336、338的函數(shù)，超出距離336、338的磁場(chǎng)實(shí)際上是可忽略的。該漸衰減的磁場(chǎng)為一邊緣場(chǎng)。本發(fā)明的發(fā)明者了解到與該質(zhì)量分析器內(nèi)的雙極場(chǎng)相關(guān)的邊緣場(chǎng)為射束失真的一個(gè)原因，并進(jìn)一步了解到這種邊緣場(chǎng)可能無法被消除，但這種場(chǎng)對(duì)于帶狀射束失真的效應(yīng)可根據(jù)本發(fā)明而大大地被減少。
如這些發(fā)明者所了解的，馬克斯威爾(Maxwell′s)方程式說明該梯度dBy/dz為空間中的一變化磁場(chǎng)，其產(chǎn)生dBz/dy的場(chǎng)分量，如此，這些邊緣場(chǎng)也具有一橫向不均勻分量。結(jié)果，當(dāng)該帶狀射束沿著該射束路徑308前進(jìn)時(shí)，這些邊緣場(chǎng)作用以如圖6所示地沿著它的寬度或″Y″方向不均勻地扭曲該帶狀射束。
因此，經(jīng)由使用靠近該質(zhì)量分析器300的入口及出口端310、312的場(chǎng)鉗制器314、316，這些邊緣場(chǎng)范圍被減少。例如參考圖4及圖7，若這些場(chǎng)鉗制器314、316分別位于距離該入口及出口的某距離340a、340b處，且這種距離340a、340b比這些邊緣場(chǎng)自然衰減(圖7)所在距離336、338短，則射束失真被減少。因此，若該帶狀射束正以一特定的平均速度前進(jìn)且具有與其相關(guān)的邊緣場(chǎng)的區(qū)域被減少(340a、340b＜336、338)，則該射束遭受這些邊緣場(chǎng)的時(shí)間被大幅地減少，因而減少射束失真并改進(jìn)沿著該射束寬度的射束均勻度。有監(jiān)于此，讓該距離340a、340b盡可能地小，其中，這種距離最后受限于該場(chǎng)鉗制器材料的飽和性。因此，讓這些場(chǎng)鉗制器盡可能靠近該分析器入口及出口端定位，而不使這些場(chǎng)鉗制器變飽和。如所了解的，這種距離可根據(jù)該場(chǎng)鉗制器中所使用的材料及該質(zhì)量分析器中的場(chǎng)強(qiáng)度來改變。
現(xiàn)在輪到圖8-11B，一質(zhì)量分析器系統(tǒng)400被說明，其中該系統(tǒng)被配置成質(zhì)量分析一帶狀離子束。在一范例中，一帶狀射束接收自一例如是前述離子源的離子源。本范例中的質(zhì)量分析器400配置成質(zhì)量分析一300毫米半導(dǎo)體晶片的帶狀射束，因而該帶狀射束可具有一約400毫米的寬度，且該質(zhì)量分析器可具有一約600毫米的寬度。
本范例中的質(zhì)量分析器400包括一對(duì)線圈402，其中，第一線圈(或于該所示方向中的頂部線圈402a)位于第二線圈(或底部線圈)402b上，其間配置一射束路徑404，并且各自從一入口端403a延伸穿透其中至一出口端403b。每一個(gè)線圈402均于一寬度方向406上至少延伸至與該帶狀射束一樣遠(yuǎn)的距離，且較佳地是比該帶狀射束寬度更遠(yuǎn)。請(qǐng)參考至圖9及11A-11B，每一個(gè)線圈402可包括一拱形軛鐵408，其具有一或多個(gè)導(dǎo)體，用以例如沿著該軛鐵的拱形且大體上平行于該射束路徑404的縱向上纏繞在其周圍。在電流流過這些線圈402時(shí)，一雙極磁場(chǎng)410以大體上與該帶狀射束(其大體上與該拱形射束路徑404一致)的傳送方向垂直的方向產(chǎn)生于這些線圈間的空隙412中。
請(qǐng)參考至圖8及圖9，該側(cè)面延伸的線圈402確定該質(zhì)量分析器400的側(cè)面相對(duì)側(cè)414。配置在這些側(cè)414a之一上并且定位于這些線圈402及402b的間的是一拱形延伸且電絕緣的側(cè)壁420。在該側(cè)壁420上有二個(gè)拱形延伸的導(dǎo)電段422a及422b。雖然這些段422本身是導(dǎo)電的，但這些段彼此間卻是電絕緣的。在每一段422上，復(fù)數(shù)個(gè)電極424a、424b沿著該拱形路徑縱向延伸，其中，這些電極424沿路串接在一起。雖然這些電極424被表示成復(fù)數(shù)個(gè)獨(dú)立元件通過各自的段422電性連接在一起，但應(yīng)了解每一個(gè)電極424可包括單一拱形延伸的導(dǎo)電元件及其它結(jié)構(gòu)，而這種替代例視為落于本發(fā)明范圍內(nèi)。
這些電極424a及424b耦接至一例如是射頻電源的電源(未顯示)，從而在偏壓下，一電場(chǎng)以大體上垂直于該射束路徑404的方向形成于這些電極424a及424b的間。在一范例中，這些電極424可結(jié)合該空隙412(其垂直于該電場(chǎng))內(nèi)的雙極磁場(chǎng)410來使用，以于其中產(chǎn)生類似一磁控管(magnetron)結(jié)構(gòu)的電子捕捉區(qū)。如上述，這些移動(dòng)中的電子撞擊一種氣體(例如氙等殘留來源氣體或是一種輸入來源氣體)以使其離子化來產(chǎn)生一等離子體。
在本發(fā)明另一方面中，這些電極424也是磁體(見圖9)，其中，每一個(gè)磁體424具有與其相關(guān)的一北極及一南極。例如，在該放大區(qū)423內(nèi)的第一段422a中，令這些磁體它們的各極對(duì)齊以使每一磁體的北極面向內(nèi)朝向另一導(dǎo)電段422b上的磁體424b，且令南極面向外背離該另一磁體424b。又，在該第二段422b中，類似地令這些磁體的極對(duì)齊，然而，每一磁體424b的北極面向內(nèi)朝向該第一導(dǎo)電段422a上的磁體424a，且令南極面向外背離該磁體424a。利用這種結(jié)構(gòu)，這些磁體的作用如同多尖頭磁體，其可操作以產(chǎn)生延伸進(jìn)入該拱形通道中朝向該射束路徑404的多尖頭場(chǎng)。雖然一種結(jié)構(gòu)示于圖9中，應(yīng)了解該磁極方向可逆轉(zhuǎn)互換的，其中，這些南極面向內(nèi)而這些北極面向外，且這種改變?yōu)楸景l(fā)明所考量到的。
這些磁體424所產(chǎn)生的多尖頭磁場(chǎng)具有垂直于這些電極424所產(chǎn)生的這些電場(chǎng)的部分。通過將這些電極當(dāng)做磁體使用并將多尖頭場(chǎng)當(dāng)做該磁場(chǎng)產(chǎn)生器使用，這些多尖頭場(chǎng)可被修整以如所理解的極大化離子化的效率，而不影響該磁性雙極場(chǎng)410的質(zhì)量分析功能。此外，通過將這些電極當(dāng)做磁體使用(該電場(chǎng)產(chǎn)生器及該磁場(chǎng)產(chǎn)生器兩者為類似結(jié)構(gòu))，該設(shè)計(jì)可被簡(jiǎn)化。
該質(zhì)量分析器400內(nèi)所產(chǎn)生的等離子體可輕易地順著例如與該雙極場(chǎng)410相關(guān)的這些場(chǎng)線的磁場(chǎng)線流動(dòng)，其在圖9中指向該頁中且垂直于該帶狀射束。如此，所產(chǎn)生的等離子體沿著該拱形通道以一相當(dāng)均勻的方式形成且接著可輕易地沿著這些雙極場(chǎng)線擴(kuò)散遍及該射束導(dǎo)件的寬度406，以提供一遍及該帶狀射束寬度的基本均勻等離子體。如此，所發(fā)生的該帶狀射束空間電荷中和有助于均勻地遍及其寬度。
現(xiàn)在請(qǐng)參考至圖8及圖10，在該射束導(dǎo)件400第一側(cè)壁414a的相對(duì)側(cè)上，一電絕緣的第二側(cè)壁414b延伸于該第一及第二線圈402a、402b的間。該第二側(cè)壁414b包括一具有沿線配置的復(fù)數(shù)個(gè)磁體的拱形延伸段430。這些磁體432沿著該段430以使這些磁體以近乎90度對(duì)著該第一側(cè)壁420上的段422的這些磁體424旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)方式來配置。此外，這些磁體432被配置成使一磁體的北極如圖10所示地定向于一相鄰磁體的南極。讓第二組磁體432對(duì)著這些磁體424旋轉(zhuǎn)有助于改變這些相對(duì)側(cè)上的多尖頭場(chǎng)的相位。當(dāng)?shù)入x子體沿著這些雙極場(chǎng)線410擴(kuò)散越過該帶狀射束朝向隨這些磁體432所形成的這些多尖頭場(chǎng)時(shí)，在這些側(cè)的間的相位變化阻止或大大減緩其中發(fā)生等離子體不均勻的無作用區(qū)的形成。
仍請(qǐng)參考至圖8-11B，一對(duì)場(chǎng)鉗制器450a、450b位于靠近該分析器的入口端403a及出口端403b處。這些場(chǎng)鉗制器450包括一例如是鐵的強(qiáng)磁性材料，且可操作以基本終止邊緣場(chǎng)并藉此阻止這種場(chǎng)延伸超過這些場(chǎng)鉗制器。在本范例中，這些場(chǎng)鉗制器450包括沿著該分析器400及帶狀射束的寬度方向406延伸的鐵件或鐵棒，使得這些邊緣場(chǎng)沿著該射束寬度被均勻地終止。每一端的場(chǎng)鉗制器450經(jīng)由一場(chǎng)鉗制器托架454將彼此互相分開以讓該射束可穿透其間?；蛘呤?，這些場(chǎng)鉗制器450可包括一馬蹄狀結(jié)構(gòu)，其中部分延伸過該寬度406并在一或兩側(cè)壁部分連接在一起?？墒褂萌魏螆?chǎng)鉗制器結(jié)構(gòu)，且這種結(jié)構(gòu)視為落入本發(fā)明范圍中。
現(xiàn)在輪至圖12A及12B，除將主要線圈(402a、402b)使用于該雙極場(chǎng)中及使用場(chǎng)鉗制器以減少因邊緣場(chǎng)所致的失真外，本發(fā)明質(zhì)量分析器還進(jìn)一步包括一或多組次級(jí)線圈以進(jìn)一步補(bǔ)償檢測(cè)到或預(yù)期到的射束失真。例如，如圖12A所示，其提供一研究其出口端403a但沒有繪出這些場(chǎng)鉗制器的質(zhì)量分析器400的簡(jiǎn)化圖。該分析器于該圖形中以相對(duì)于圖8-10中的方向近乎90度來旋轉(zhuǎn)，且包括具有該第一及第二線圈402a、402b以確定該射束路徑404與該空隙412的頂部及底部的軛鐵408。操作這些主要線圈402a、402b以在該空隙412中產(chǎn)生雙極場(chǎng)。
如上述，這些場(chǎng)鉗制器(未顯示)工作以減少自該質(zhì)量分析器的入口及出口端所發(fā)射的邊緣場(chǎng)范圍。這些場(chǎng)鉗制器工作以減少沿著其寬度上的射束失真并藉此改進(jìn)射束均勻度。然而，若想要額外的射束均勻度時(shí)，例如工件上的射束均勻度可被檢測(cè)并分析，再通過一控制器(未顯示)回饋至例如沿著該帶狀射束的遠(yuǎn)端邊緣所對(duì)應(yīng)的分析器400側(cè)壁所提供的一組次級(jí)線圈480。較佳地，位于相對(duì)側(cè)壁上的線圈480a及480b被控制以分別與線圈402a及402b隔離。尤其，可分別控制線圈402a及402b，以使電流差產(chǎn)生一四極的場(chǎng)分量。在這種案例中，控制線圈480a及480b以使該磁框內(nèi)的總電流-匝數(shù)乘積為零。本范例中的這個(gè)條件是必需的，以防止該主材料中超額的磁通量密度。在一較佳實(shí)施例中，線圈480a及480b纏繞著與線圈402a及402b相同的匝數(shù)，以利用各種簡(jiǎn)單的電源供應(yīng)器連接方式來促進(jìn)零通量條件。
在如圖12B所示的又一替代例中，另一組次級(jí)線圈可包括上下兩組次級(jí)線圈484a、484b及486a、486b，其疊加在該主要線圈402a、402b上。在本配置中啟用另一自由度以提供補(bǔ)償，其中，每一個(gè)線圈可獨(dú)立受到控制，以根據(jù)在該工件上或該工件附近所檢測(cè)到的射束均勻度來提供雙極場(chǎng)修正。
根據(jù)本發(fā)明又一方面，提供如圖13所示且標(biāo)號(hào)指定為500的一種質(zhì)量分析帶狀射束的方法。雖然該方法500此后以一系列動(dòng)作或事件來顯示及說明，但應(yīng)了解，本發(fā)明不受這種動(dòng)作或事件所示次序所限制。例如，某些動(dòng)作除在此所示及/或所述的那些次序外，還可根據(jù)本發(fā)明一或多個(gè)方面以不同次序發(fā)生及/或伴隨其它動(dòng)作或事件同時(shí)發(fā)生。此外，實(shí)行根據(jù)本發(fā)明的方法并不需用所有顯示的步驟。再者，根據(jù)本發(fā)明的方法可結(jié)合在此所示及所述結(jié)構(gòu)與其它未述結(jié)構(gòu)的形態(tài)及/或操作來實(shí)行。
該方法始于步驟502，其通過例如啟動(dòng)前述的一對(duì)線圈以在該帶狀射束質(zhì)量分析器中產(chǎn)生一雙極磁場(chǎng)。該雙極磁場(chǎng)工作以沿著一預(yù)定拱形路徑來偏轉(zhuǎn)該帶狀射束內(nèi)所選的離子以進(jìn)行該帶狀射束的質(zhì)量分析。在步驟504，該雙極磁場(chǎng)的相關(guān)邊緣場(chǎng)被鉗制在靠近該質(zhì)量分析器處。在一范例中，邊緣場(chǎng)的鉗制器包括在該質(zhì)量分析器入口端及出口端之一或兩者處設(shè)置場(chǎng)鉗制器，其中，這些場(chǎng)鉗制器及該質(zhì)量分析器的間的距離應(yīng)盡可能的小而不使這些鉗制器飽和。結(jié)果，發(fā)射自該質(zhì)量分析器入口端及出口端的這些邊緣場(chǎng)被鉗制在那附近，藉此減少這種邊緣場(chǎng)發(fā)射的范圍。如此，橫越這些邊緣場(chǎng)的帶狀射束被曝露至這種產(chǎn)生失真的場(chǎng)中的時(shí)間被大大減少，藉此減少該帶狀射束的失真量。
在步驟506，該帶狀射束讓質(zhì)量分析器使用該邊緣場(chǎng)鉗制器，并在該工件或該工件附近加以檢測(cè)。例如，可使用一或多個(gè)法拉第杯或其它類型的檢測(cè)機(jī)構(gòu)來檢測(cè)橫越其寬度的帶狀射束，從而確定與其相關(guān)的均勻度。該方法500接著進(jìn)行步驟508，其中，與該質(zhì)量分析器相關(guān)的一或多個(gè)次級(jí)線圈根據(jù)所檢測(cè)到的帶狀射束均勻度來選擇性地啟動(dòng)及/或控制以在需要時(shí)對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償。例如，如前面相關(guān)于圖12A圖及圖12B所重點(diǎn)提示的，一或多個(gè)次級(jí)線圈可被啟動(dòng)且其中的電流分別被調(diào)整，以補(bǔ)償橫越該帶狀射束寬度所檢測(cè)到的任何不均勻。在上述方式中，改進(jìn)射束均勻度以一帶狀離子束來達(dá)成。
雖然本發(fā)明已將一些方面及配置方式顯示及說明于上，但應(yīng)了解，本領(lǐng)域技術(shù)人員將根據(jù)所讀取及了解的本說明書及附圖來想到等效的替代例或修改。尤其，關(guān)于通過上述元件(組件、裝置、電路、系統(tǒng)、等等)所執(zhí)行各種功能，用以說明這種元件所使用的術(shù)語(包含對(duì)″裝置″的參考)除非另有指示，否則，即使不是結(jié)構(gòu)性等效于用以執(zhí)行本發(fā)明在此所示的示范性配置的功能而公開的結(jié)構(gòu)，亦是要對(duì)應(yīng)至用以執(zhí)行所述元件專有功能的任何元件(也就是，它是功能性等效的)。此外，盡管在本發(fā)明一特定特征結(jié)合一些配置方式之一公開，但如想要且有利于任何給予或特定應(yīng)用時(shí)，則這種特征可與其它實(shí)施方式的一或多個(gè)其它特征相結(jié)合。再者，這些術(shù)語″包含″、″含有″、″具有″、″有″、″帶有″及其各種變化例的范圍不是使用于該詳細(xì)說明中就是使用于權(quán)利要求中，這些術(shù)語涵蓋的范圍類似于術(shù)語″包括″。同時(shí)，在此所使用的術(shù)語″示范性″只代表范例的意思，而非最佳的執(zhí)行者。
權(quán)利要求
1.一種離子注入系統(tǒng)，其包括一離子源，其可操作以產(chǎn)生一帶狀離子束；一質(zhì)量分析系統(tǒng)，其可操作以在一入口端接收該帶狀離子束并將該帶狀離子束內(nèi)具有想要的電荷對(duì)質(zhì)量比值的離子沿著一預(yù)定路徑偏轉(zhuǎn)以在一出口端輸出，該質(zhì)量分析系統(tǒng)還包括位于該入口端及出口端之一的場(chǎng)鉗制器，該場(chǎng)鉗制器可操作成基本上終止與其相關(guān)的一邊緣場(chǎng)，從而減少該帶狀離子束的失真；以及一在該質(zhì)量分析系統(tǒng)下游的終端站，其可操作成通過該帶狀離子束對(duì)一工件進(jìn)行注入時(shí)支撐該工作。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，該場(chǎng)鉗制器包括于一與該帶狀離子束寬度相關(guān)的方向上延伸的二個(gè)鐵件，其中，該第一鐵件位于該帶狀離子束上面，而該第二鐵件位于該帶狀離子束下面。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，該質(zhì)量分析系統(tǒng)分別包括一位于該入口端的第一場(chǎng)鉗制器及一位于該出口端的第二場(chǎng)鉗制器。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，該第一及第二場(chǎng)鉗制器各包括于一與該帶狀離子束寬度相關(guān)的方向上延伸的二個(gè)鐵件，其中，該第一鐵件位于該帶狀離子束上面，而該第二鐵件位于該帶狀離子束下面。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，該質(zhì)量分析系統(tǒng)更包括一對(duì)線圈，其間配置有一射束線路徑，其中，這些線圈可操作成在電流流過時(shí)產(chǎn)生基本垂直于該帶狀離子束的傳送方向的磁場(chǎng)。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中，該對(duì)線圈在該帶狀離子束的寬度方向上延伸，并且在線圈的任一端確定質(zhì)量分析系統(tǒng)的第一及第二相對(duì)側(cè)部分。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其還包括分別在該帶狀離子束高度方向上，沿著該第一及第二相對(duì)側(cè)延伸的一第一組次級(jí)線圈，其中，該第一組次級(jí)線圈結(jié)合該對(duì)線圈做為四單位線圈來操作，以調(diào)整該帶狀離子束末端的焦距或平行性。
8.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其還包括在該帶狀離子束的寬度方向上延伸并疊加在該對(duì)線圈上的一第二組次級(jí)線圈，其中，該第二組次級(jí)線圈可操作成引導(dǎo)電流流經(jīng)其中，而與該對(duì)線圈中的電流無關(guān)，從而提供對(duì)于該對(duì)線圈間的雙極磁場(chǎng)的補(bǔ)償。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中，該第二組次級(jí)線圈包括一上方組及一下方組次級(jí)線圈，其中，該上方及下方組可獨(dú)立地受到控制以提供對(duì)于該雙極磁場(chǎng)的補(bǔ)償。
10.一種質(zhì)量分析器，其包括一對(duì)線圈，其拱形延伸于一入口端及一出口端的間，并具有一拱形射束線路徑配置于其間；及一場(chǎng)鉗制器，其可操作地耦接于這些線圈的入口端及出口端之一，并可操作成基本上終止分別從這些線圈的入口端及出口端之一所發(fā)射的邊緣場(chǎng)。
11.如權(quán)利要求10所述的質(zhì)量分析器，其還包括另一個(gè)可操作地耦接至這些線圈的入口端及出口端中的另一個(gè)的場(chǎng)鉗制器。
12.如權(quán)利要求10所述的質(zhì)量分析器，其中，該對(duì)線圈包括一確定該質(zhì)量分析器頂部的第一線圈及一確定其底部的第二線圈，其中，該場(chǎng)鉗制器包括一位于該第一線圈入口端的第一鐵件及一位于該第二線圈入口端的第二鐵件，其中，該第一及第二鐵件操作成基本上終止在這些線圈入口端所發(fā)射出的邊緣場(chǎng)。
13.如權(quán)利要求12所述的質(zhì)量分析器，其中，該第一及第二線圈進(jìn)一步在基本垂直于該拱形射束線路徑的方向上延伸，并且確定該質(zhì)量分析器的寬度，其中，該第一及第二鐵件在該第一及第二線圈的入口端沿著該質(zhì)量分析器的寬度延伸，從而基本上終止在這些線圈入口端沿著該質(zhì)量分析器寬度所發(fā)射出的邊緣場(chǎng)。
14.如權(quán)利要求10所述的質(zhì)量分析器，其中，該對(duì)線圈包括一確定該質(zhì)量分析器頂部的第一線圈及一確定其底部的第二線圈，其中，該場(chǎng)鉗制器包括一位于該第一線圈出口端的第一鐵件及一位于該第二線圈出口端的第二鐵件，其中，該第一及第二鐵件可操作成基本上終止在這些線圈出口端所發(fā)射出的邊緣場(chǎng)。
15.如權(quán)利要求14所述的質(zhì)量分析器，其中，該第一及第二線圈進(jìn)一步在基本垂直于該拱形射束線路徑的方向上延伸，并且確定該質(zhì)量分析器的寬度，其中，該第一及第二鐵件在該第一及第二線圈的出口端沿著該質(zhì)量分析器的寬度延伸，從而基本終止在這些線圈出口端沿著該質(zhì)量分析器寬度所發(fā)射出的邊緣場(chǎng)。
16.一種用于質(zhì)量分析一帶狀離子束的方法，其包括產(chǎn)生一用于沿著一預(yù)定路徑偏轉(zhuǎn)該帶狀離子束中所選離子的雙極磁場(chǎng)；及限制與該雙極磁場(chǎng)相關(guān)的邊緣場(chǎng)的范圍。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中，限制這些邊緣場(chǎng)的范圍包括鉗制一預(yù)定區(qū)域內(nèi)的邊緣場(chǎng)。
18.如權(quán)利要求16所述的方法，其中，該雙極磁場(chǎng)分別產(chǎn)生于一具有一入口端及一出口端的質(zhì)量分析器內(nèi)，并且其中，限制這些邊緣場(chǎng)的范圍的步驟包括限制自該質(zhì)量分析器的入口端及出口端所發(fā)射的邊緣場(chǎng)的范圍。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，這些邊緣場(chǎng)的范圍包括鉗制一靠近該質(zhì)量分析器的入口端及出口端的預(yù)定區(qū)域內(nèi)的邊緣場(chǎng)。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中，鉗制這些邊緣場(chǎng)包括在靠近該質(zhì)量分析器的入口端及出口端處放置一場(chǎng)鉗制器。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其中，在該場(chǎng)鉗制器及該質(zhì)量分析器的入口端或出口端的間的距離足以避免該場(chǎng)鉗制器的飽和。
22.如權(quán)利要求20所述的方法，其中，該場(chǎng)鉗制器包括一具有一頂部及一底部的鐵件，該頂部及底部各自沿著該帶狀離子束的寬度延伸，其中，該帶狀離子束穿透其間。
23.如權(quán)利要求16所述的方法，在限制這些邊緣場(chǎng)的范圍后還包括檢測(cè)該帶狀離子束的均勻度。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其中，檢測(cè)該帶狀離子束的均勻度發(fā)生在以該帶狀離子束所注入的一工件處或該工件的附近。
25.如權(quán)利要求23所述的方法，其中，該雙極磁場(chǎng)被產(chǎn)生于一質(zhì)量分析器內(nèi)，還包括根據(jù)所檢測(cè)到的帶狀離子束的均勻度來控制與該質(zhì)量分析器相關(guān)的一或多個(gè)線圈。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于帶狀離子束的質(zhì)量分析器。該質(zhì)量分析器包括一對(duì)線圈，其確定該分析器入口端及出口端。在該質(zhì)量分析器的一或多個(gè)出入口端或其附近使用場(chǎng)鉗制器。這些場(chǎng)鉗制器工作以終止靠近該質(zhì)量分析器出入口端的邊緣場(chǎng)，從而降低這類邊緣場(chǎng)對(duì)該帶狀射束的影響并改善射束的均勻度。
文檔編號(hào)H01J37/05GK1791961SQ200480013242
公開日2006年6月21日 申請(qǐng)日期2004年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月15日
發(fā)明者V·班威尼斯特, Y·黃 申請(qǐng)人:艾克塞利斯技術(shù)公司