專利名稱：用于帶電荷的射束輸送的單極靜電四極透鏡及切換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及離子植入裝置，且更特別地，涉及一單極靜電四極透鏡及在一離子植入系統(tǒng)中可使用的該透鏡的使用。
背景技術(shù)：
離子植入是一種過程，其在半導(dǎo)體器件制造中被用于選擇地植入摻雜到半導(dǎo)體和/或晶片材料中。對(duì)離子植入，摻雜原子/分子被離子化和隔離、加速、形成射束且掃過一晶片。摻雜離子物理地轟擊晶片，進(jìn)入表面且停在表面之下。
一離子植入系統(tǒng)是精密子系統(tǒng)的集合，每一子系統(tǒng)執(zhí)行一特殊作用于摻雜離子上。摻雜元素-在氣態(tài)或固態(tài)下-被置放于離子化腔內(nèi)且借助合適的離子化過程被離子化。在一示例過程中，腔維持在低壓(真空)下。一燈絲安置于腔中且加熱至從燈絲源產(chǎn)生電子的狀況。帶負(fù)電荷的電子被吸引至也位于腔中的一帶相反電荷的陽極。在從燈絲行進(jìn)至陽極的時(shí)間內(nèi)，電子和摻雜源元素(例如原子或分子)碰撞，且從分子狀態(tài)的元素中產(chǎn)生許多帶正電荷的離子。
一般除了所需的摻雜離子外，也產(chǎn)生其他正離子。所需的摻雜離子借助被稱為分析、質(zhì)量分析、選擇或離子分離的過程而從離子中選擇。選擇是通過使用一產(chǎn)生磁場(chǎng)的質(zhì)量分析器(mass analyzer)而完成的，其中從離子化腔來的離子行進(jìn)通過所述的磁場(chǎng)。離子以相當(dāng)高的速度離開離子化腔且借助磁場(chǎng)彎曲成弧狀?；畹陌霃接蓚€(gè)別離子質(zhì)量、速度和磁場(chǎng)的強(qiáng)度所支配。分析器的出口只允許一種離子-所需的摻雜離子-離開質(zhì)量分析器。
一加速系統(tǒng)-被稱為線性加速器-被使用于一些系統(tǒng)中，以便加速所需的摻雜離子至預(yù)定能量以進(jìn)入晶片表面。對(duì)加速而言，系統(tǒng)一般地為線性設(shè)計(jì)，其具有被環(huán)形供電的電極和延伸于其軸上的四極透鏡。四極透鏡以負(fù)和正電位供電。當(dāng)摻雜離子進(jìn)入其中，該摻雜離子便借助被供電的電極被加速穿過且借助四極透鏡而選擇地聚焦(成射束)。
接下來，摻雜離子在終點(diǎn)站被導(dǎo)向晶片。該晶片可以置放于以一預(yù)定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的過程托盤上。摻雜離子-以射束-以一特定的射束電流撞擊晶片。
一般地，當(dāng)摻雜離子通過加速系統(tǒng)時(shí)，射束電流有一基本的損失。這種損失在低能量時(shí)特別地高。這樣的射束電流損失可增加實(shí)施離子植入的成本、復(fù)雜度和困難度。此外，這樣的射束電流損失可能限制加速系統(tǒng)和因此還有該加速系統(tǒng)所屬的離子植入系統(tǒng)的操作范圍。因此需要降低通過加速系統(tǒng)的射束電流損失。
發(fā)明概要為了提供本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)方面的基本理解，緊接著描述一簡單概要。該概要并非本發(fā)明廣泛的概述，也非意欲指出本發(fā)明的重要或關(guān)鍵要點(diǎn)，也非記載其范圍。而概要的主要意圖是以一簡單的形式描述一些本發(fā)明的方案，以當(dāng)作稍后呈現(xiàn)的更詳細(xì)說明的開場(chǎng)白。
本發(fā)明降低了射束電流損失，特別是對(duì)于低能量離子植入。本發(fā)明使用靜電四極透鏡，每一透鏡借助單極電源而非雙極電源被激勵(lì)，以便傳輸一低能量離子束通過一離子植入機(jī)的線性加速器部分。尤其是，此方法被用于當(dāng)加速設(shè)為零時(shí)。結(jié)果，離子植入系統(tǒng)能夠操作在低能量下，因此擴(kuò)大了離子植入系統(tǒng)的操作范圍。此外本發(fā)明也包括用于在雙極配線和單極配線間切換的系統(tǒng)和方法。
為完成前述和相關(guān)目的，本發(fā)明包括的特點(diǎn)在下面將完全地描述且特別地在權(quán)利要求中指出。下面的說明和附圖詳細(xì)地講述了本發(fā)明特定的說明性觀點(diǎn)和實(shí)施。然而它們只是指示出本發(fā)明原理可以應(yīng)用的各種方式中的某些而已。配合參考附圖，從緊接的本發(fā)明詳細(xì)說明中，本發(fā)明其他目的、優(yōu)點(diǎn)和新穎的特點(diǎn)將會(huì)變得顯而易見。
附圖簡述圖1為根據(jù)本發(fā)明一方面的高能量離子植入系統(tǒng)圖。
圖2為根據(jù)本發(fā)明一方面的模塊化線性加速器的透視圖。
圖3為示例性的常規(guī)正和負(fù)雙極靜電四極透鏡圖。
圖4為根據(jù)本發(fā)明一方面的負(fù)電位單極靜電四極透鏡圖。
圖5為根據(jù)本發(fā)明一方面的正電位單極靜電四極透鏡圖。
圖6為根據(jù)本發(fā)明一方面的靜電四極透鏡的切換電路圖。
圖7為根據(jù)本發(fā)明一方面的靜電四極透鏡的切換電路圖。
圖8為根據(jù)本發(fā)明一方面的產(chǎn)生所需離子束的方法流程圖。
發(fā)明詳述現(xiàn)在將參照


本發(fā)明，其中貫穿全說明書使用相似元件符號(hào)來參照相似元件。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不限于之后所說明和闡述的示例實(shí)施例和方面。
本發(fā)明通過降低通過高能量植入機(jī)的線性加速部分的射束電流的衰減來方便離子植入。運(yùn)用一串的單極四極透鏡，而非雙極四極透鏡。單極四極透鏡的使用降低了射束電流損失，且可以擴(kuò)大離子植入系統(tǒng)的操作范圍。
從圖1開始，說明根據(jù)本發(fā)明一方面的示例性高能量植入系統(tǒng)10的圖解。系統(tǒng)10具一終端12、一束線組件14和一終點(diǎn)站16。終端12包括由一高壓電源22供電的一離子源20。離子源20產(chǎn)生提供給束線組件14的一離子束24。然后離子束24在終點(diǎn)站16中導(dǎo)向目標(biāo)晶片30。包括一質(zhì)量分析磁體26和一射頻(RF)線性加速器(linac)28的束線組件14則調(diào)整離子束24。線性加速器28包括一串的加速模塊28a-28n，每一加速模塊可以進(jìn)一步加速離子以超越它們從前面的模塊所獲得的能量。可借助一高射頻電壓-典型地借助諧振法被產(chǎn)生以維持所需適度的平均功率-單獨(dú)地激勵(lì)加速模塊。質(zhì)量分析磁體26只讓適合的電荷/質(zhì)量比的離子通過線性加速器28。
在本例的系統(tǒng)10中的線性加速模塊28a-28n單獨(dú)地包括一射頻放大器、一諧振器、一可激勵(lì)電極和一單極靜電四極透鏡-也稱為四極透鏡。諧振器在一適當(dāng)頻率(例如以大約0-150kV的電壓，在大約3-30MHz范圍下)操作來加速離子束24至所需能量(例如每電荷態(tài)超過一百萬電子伏特)。當(dāng)離子束24通過各個(gè)加速模塊或級(jí)28時(shí)，離子被加速和傾向于散開。
單極靜電四極透鏡單獨(dú)地包括位于中心軸周圍的四個(gè)等間隔的電極，且產(chǎn)生和離子束24的路徑橫切的四極場(chǎng)。第一對(duì)電極-互相相對(duì)地置放-為負(fù)電位且第二對(duì)電極為接地電位。由于產(chǎn)生的靜電場(chǎng)，單極靜電四極透鏡對(duì)離子束24具有聚焦效果。第一對(duì)透鏡-在一實(shí)施例中-在垂直平面上聚焦且在水平平面上散焦，而第二對(duì)透鏡在水平平面上聚焦且在垂直平面上散焦。通過調(diào)整施加給所有線性加速模塊28a-28n的單極靜電四極透鏡的負(fù)電位，離子束24的去散(despread)可以降低且離子束24可以聚焦成所需的形狀。
因?yàn)樯倭说湫偷卦诔Ｒ?guī)靜電四極透鏡中使用的正電位，所以單極靜電四極透鏡的使用減緩了離子束24中和的降低。結(jié)果離子束24的射束電流比使用常規(guī)正和負(fù)雙極靜電四極透鏡的常規(guī)離子植入系統(tǒng)中的射束電流要大。
圖2提供根據(jù)本發(fā)明一方面的示例性模塊化的線性加速模塊或級(jí)228的透視圖。一直流離子束224a沿著一射束路徑226提供給加速器228(例如來自于前面的質(zhì)量分析磁體，未畫出)。舉例來說，直流離子束224a可以包括細(xì)長狹縫形狀，其沿著路徑226通過一具有垂直細(xì)長狹縫232的進(jìn)入開口230。離子束224a經(jīng)由兩組匹配的四極裝置234和相應(yīng)接地的電極236而形成為大致圓形(未畫出)，其中每一接地電極236包括一處在路徑226上的圓形開口238。本發(fā)明的四極裝置234包括一對(duì)單極靜電四極透鏡，其中第一對(duì)在垂直平面上聚焦且第二對(duì)在水平平面上聚焦。
線性加速器228還包括兩個(gè)或更多加速模塊或級(jí)228a、228b、...228n-其中n為整數(shù)，其中的兩個(gè)(例如級(jí)228a和228b)在圖2中被示出。每一加速模塊228n進(jìn)一步加速來自于離子束224的離子以超越它們從前面的模塊所獲得的能量。可借助用一電源和諧振器(未畫出)產(chǎn)生的高射頻電壓單獨(dú)地激勵(lì)加速模塊228n。加速模塊228a包括沿著路徑226在一可激勵(lì)電極248之前和之后置放的一對(duì)接地電極246，其中可激勵(lì)電極248可被一適當(dāng)?shù)纳漕l能量源和諧振器(未畫出)激勵(lì)以完成射束路徑226上離子束224a內(nèi)的離子加速。接地電極246一般和可激勵(lì)電極248為等間距，以便提供它們之間一般相等的第一和第二間隙250a和250b。相似地，第二加速模塊或級(jí)228b包括沿著路徑226在一第二可激勵(lì)電極258的前面置放的第一接地電極256。
也是一單極靜電四極透鏡的四極裝置264可位于路徑226上的第一和第二加速級(jí)228a和228b間，以在離子束224通過連續(xù)加速級(jí)228時(shí)提供該離子束的徑向聚焦。加速器228可包括進(jìn)一步的加速級(jí)或模塊(未畫出)，由此一離子束224b可加速至高于向加速器228所提供的直流離子束224a的能量級(jí)。雖然只有一四極透鏡264在圖2中用來說明級(jí)228a，應(yīng)該了解的是，可以類似于四極裝置234而提供一對(duì)這樣的透鏡。此外，雖然在一實(shí)施例中，線性加速器的每一級(jí)228a至228n使用單極四極透鏡，但本發(fā)明也可預(yù)期變型方案，其中這樣的四極裝置并未被用于所有的級(jí)。
圖3為說明示例性常規(guī)正和負(fù)雙極靜電四極透鏡300的圖解。透鏡300包括一提供本質(zhì)上幅度相同的正電壓和負(fù)電壓的電源302。此外透鏡300也包括一對(duì)互相相對(duì)地置放的負(fù)電極304、306和一對(duì)互相相對(duì)地置放的正電極308、310，其中電極304、306、308和310在中心點(diǎn)周圍被等間距地隔開。
負(fù)電極對(duì)304和306連接至電源302且接收負(fù)電壓。結(jié)果負(fù)電極對(duì)304和306偏壓至負(fù)電壓值。此外正電極對(duì)308和310連接至電源302且接收正電壓，因此偏壓至正電壓。電極(304、306、308和310)產(chǎn)生四極靜電場(chǎng)以選擇地聚焦和散焦通過中心點(diǎn)的一離子束。舉例來說，一離子束中的帶正電荷的離子被在箭頭312指示的方向上的場(chǎng)加速，造成離子束在Y方向聚焦且在X方向散焦。獲得的聚焦/散焦量為偏壓電極(304、306、308和310)的正電壓和負(fù)電壓幅度的函數(shù)。
現(xiàn)在翻到圖4，其繪出根據(jù)本發(fā)明一方面的一負(fù)單極靜電四極透鏡400的圖解。透鏡400包括一負(fù)電極對(duì)404、406和一接地電極對(duì)408、410。
電源402輸送一負(fù)電壓給負(fù)電極對(duì)404、406。接地電極對(duì)408、410連接至接地，典型地經(jīng)過一低阻路徑。因此負(fù)電極對(duì)偏壓至負(fù)電壓值，且接地電極對(duì)408、410偏壓至接地。以類似圖3中說明的方式，電極產(chǎn)生四極靜電場(chǎng)，其中射束于一平面上聚焦且同時(shí)于第二垂直的平面上散焦。
雖然該現(xiàn)象的完全了解尚未被完全理解，但和圖3雙極正和負(fù)靜電四極透鏡300相比，單極靜電四極透鏡400降低了射束電流的損失。相信是因?yàn)閷?duì)離子束中帶正電荷的離子加劇了空間電荷效應(yīng)而使得正電位電極減少了射束電流的損失。在任何情況下，使用圖4的單極靜電透鏡，在某些低能量情形下已經(jīng)觀測(cè)到最終射束電流的兩倍增加。
現(xiàn)在翻到圖5，其繪出根據(jù)本發(fā)明一方面的一正單極靜電四極透鏡500的圖解。透鏡500包括第一正電極504、第二正電極506、第一接地電極508和第二接地電極510。
電源502輸送一正電壓給第一正電極504和第二正電極506。第一接地電極508和第二接地電極510連接至接地。因此第一正電極504和第二正電極506偏壓至正電壓值，且第一接地電極508和第二接地電極510偏壓至接地電壓值。電極從電極-兩正和兩中性-產(chǎn)生四極場(chǎng)。舉例來說，兩中性(接地)場(chǎng)傾向于散焦一離子束中的帶正電的離子，而兩正電場(chǎng)傾向于聚焦帶正電的離子。
和圖3雙極正和負(fù)靜電四極透鏡300比較，單極靜電四極透鏡500降低了射束電流的損失。然而圖4的負(fù)單極靜電四極透鏡400傾向于比圖5的正單極靜電四極透鏡500更佳地降低電流損失。
圖6為說明根據(jù)本發(fā)明一方面的從單極切換至雙極操作的靜電四極透鏡600的切換電路圖。一負(fù)電源601產(chǎn)生一負(fù)電壓，且一正電源602產(chǎn)生一正電壓。透鏡600包括第一負(fù)電極604、第二負(fù)電極606、第一可變電位電極608和第二可變電位電極610。
第一負(fù)電極604和第二負(fù)電極606從負(fù)電源601接收負(fù)電壓且因此偏壓為負(fù)電位。第一可變電位電極608和第二可變電位電極610要么借助正電源602偏壓為正電位，要么偏壓為接地電位。使用一開關(guān)612來分別地控制第一可變電位電極608和第二可變電位電極610的偏壓。開關(guān)612為正電源602和接地間的單極雙擲開關(guān)。開關(guān)612可手動(dòng)地或經(jīng)由一控制系統(tǒng)(未畫出)自動(dòng)地操作。
圖7為說明根據(jù)本發(fā)明一方面的從單極切換至雙極操作的靜電四極透鏡700的另一切換電路圖。一負(fù)電源701產(chǎn)生一負(fù)電壓且一正電源702產(chǎn)生一正電壓。透鏡700包括一負(fù)電極對(duì)704、706和一可變電位電極對(duì)708、710。
負(fù)電極對(duì)704、706從負(fù)電源701接收負(fù)電壓且因此偏壓為負(fù)電位?？勺冸娢浑姌O對(duì)708、710要么借助正電源702偏壓為正電位，要么偏壓為接地電位。
一切換電路712被作為正電源702的部件。切換電路712可被操作用來可控地提供一電源輸出為正電壓值或?yàn)榻拥氐牡妥杪窂?。使用切換電路712來控制可變電位電極對(duì)708、710的偏壓。
圖6和圖7繪出了根據(jù)本發(fā)明來配置用于雙極及/或單極操作的靜電四極透鏡的兩個(gè)示例性方面。然而本發(fā)明并非限制于這些特別的方面且可以延伸包括其變化，只要四極透鏡可以被選擇來操作在雙極或單極操作。另外圖6和圖7是參照單個(gè)的負(fù)單極靜電四極透鏡來描述的，但根據(jù)本發(fā)明也可以延伸為單個(gè)的正單極靜電四極透鏡。
下面的表格1顯示了根據(jù)本發(fā)明的單極靜電四極透鏡和常規(guī)雙極靜電四極透鏡的一些示例性實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
從上表格1中可見，單極靜電四極透鏡可以比常規(guī)雙極靜電四極透鏡本質(zhì)上產(chǎn)生更多射束電流。舉例來說，在具有5KeV能量、420μA注入電流的低能量射束下，常規(guī)雙極靜電四極透鏡只有產(chǎn)生大約30μA，而正單極靜電四極透鏡產(chǎn)生大約100μA，且負(fù)單極靜電四極透鏡產(chǎn)生大約150μA。因此正單極靜電四極透鏡提供了常規(guī)雙極靜電四極透鏡大約三倍或更多的射束電流，且負(fù)單極靜電四極透鏡提供了常規(guī)雙極靜電四極透鏡大約五倍的射束電流。
鑒于上述的結(jié)構(gòu)和功能特征，參考圖1-7更能體會(huì)根據(jù)本發(fā)明各個(gè)方面的方法。雖然為了簡單解釋，圖8-9的方法被顯示和描述成依序執(zhí)行的，但是要了解和體會(huì)，本發(fā)明并不受限于所說明的次序，因?yàn)橐罁?jù)本發(fā)明的某些方面可能是以與此處所示和所述不同的次序和/或與其他方面同時(shí)地進(jìn)行的。此外，可能并非需要所有說明的特征來實(shí)施依據(jù)本發(fā)明一方面的方法。
現(xiàn)在翻到圖8，其繪出根據(jù)本發(fā)明一方面產(chǎn)生所需離子束的方法800的流程圖。和常規(guī)離子束產(chǎn)生方法(例如常規(guī)離子植入裝置)比較，方法800能夠通過線性加速器以降低的射束電流損失產(chǎn)生所需的離子束。方法800對(duì)比較低能量(例如少于八萬電子伏特)的離子束特別地適合。
方法800從802開始，其中一由正離子或負(fù)離子所組成的離子束借助由一高壓電源供電的離子源來產(chǎn)生。例如基于和離子源相關(guān)的提取射束的偏壓和結(jié)構(gòu)，離子束以一初始能量級(jí)和射束電流-稱為注入電流-而產(chǎn)生。然后在塊804中借助一質(zhì)量分析器處理離子束，其中磁場(chǎng)本質(zhì)上只允許具有所需電荷/質(zhì)量比的離子通過。因此不需要的離子、原子和分子從離子束移除，因此在離子束中本質(zhì)上只留下所需的離子。于806，判定射束的所需能量是否高過第一閾值。舉例來說，假使需要一高能量射束(例如幾百至幾十萬keV)，則所需能量比第一閾值高(在806為是)。在該情況下，于808，驅(qū)動(dòng)與系統(tǒng)有關(guān)的線性加速系統(tǒng)，且于810，與系統(tǒng)有關(guān)的四極透鏡在常規(guī)雙極結(jié)構(gòu)下被偏壓。
然而假使所需的射束能量比第一閾值低(在806為否)，則于812進(jìn)行第二判定，看所需的能量是否高過第二閾值。假使于812判定為是，則所需能量位于第二和第一閾值間，且在此能量范圍中，在814，可使用雙極或單極四極透鏡配置兩者中的任一個(gè)。在上述條件下，偏壓四極透鏡的判據(jù)是簡單地維持該四極透鏡當(dāng)前被配置的那種偏壓配置。然而假使所需的射束能量并未大于第二閾值(在812為否)，則于816使用四極透鏡的單極偏壓配置。如前面所述，在低能量下，單極配置的使用有益地幫助改善了離子植入系統(tǒng)中的射束電流。
在塊808，離子束的離子由一或多個(gè)單極靜電四極透鏡選擇地聚焦，以產(chǎn)生具有所需形狀(例如對(duì)稱、橢圓形或類似形狀)的離子束。在一實(shí)施例中，每一透鏡包括兩對(duì)電極，所有電極一般圍繞離子束所行經(jīng)的中心點(diǎn)被等距隔開。一第一相互對(duì)被偏壓至接地且第二相互對(duì)被偏壓至正或負(fù)電壓。電極產(chǎn)生橫切于離子束路徑的四極電場(chǎng)，因此造成如前面所討論的離子束的聚焦和散焦。借助使用兩個(gè)這樣的透鏡和以相反方式偏壓它們，透鏡對(duì)被用于維持射束聚焦和降低空間電荷效應(yīng)。用來偏壓第二對(duì)電極的電壓值為所需聚焦和散焦的函數(shù)。在塊818處繼續(xù)方法800，其中離子束被導(dǎo)向一目標(biāo)晶片。
在塊818，離子束然后導(dǎo)向晶片，其中當(dāng)需要時(shí)，此動(dòng)作可還包括射束減速、偏向等。在前面的實(shí)施例中，第一閾值大約為80keV且第二閾值大約為50keV，然而可使用其他閾值且預(yù)期仍落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。
雖然本發(fā)明已經(jīng)參照一或多個(gè)實(shí)施進(jìn)行了說明和描述，但本領(lǐng)域其他技術(shù)人員在閱讀及了解本說明書和附圖的情況下將可想到等同的替換和修改。特別是對(duì)于前面所述部件(組件、裝置、電路、系統(tǒng)等)所執(zhí)行的各種功能、用于描述此部件的術(shù)語(包括參照為″工具″)，除非另有所指，它們應(yīng)意指任何有關(guān)的執(zhí)行所述部件的特定功能的部件(即功能上等效)，哪怕在結(jié)構(gòu)上并不等同于用于實(shí)施本發(fā)明示例性實(shí)施例中的功能的所揭露的結(jié)構(gòu)。此外，雖然只參照幾個(gè)實(shí)施中的一個(gè)揭露本發(fā)明的特別的特點(diǎn)，但可將此特點(diǎn)和其他實(shí)施的一或多個(gè)其他特點(diǎn)合并，這是可能需要的，而且對(duì)任何給定或特定的應(yīng)用是有益的。另外，至于在說明書和權(quán)利要求書任一者中所用的術(shù)語″包括″、“具有″或其變型，此術(shù)語意指和術(shù)語″包含″相類似，為開放的方式。
權(quán)利要求
1.一種線性加速系統(tǒng)，包括沿系統(tǒng)軸的一或多個(gè)加速級(jí)；和與一或多個(gè)加速級(jí)串接的一第一單極靜電四極透鏡，其在橫切于軸的方向上聚焦一離子束。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中第一單極靜電四極透鏡包括四個(gè)一般等距的電極，其產(chǎn)生橫切于軸的靜電場(chǎng)。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中第一對(duì)電極互相相對(duì)地置放且偏壓至接地。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中第二對(duì)電極互相相對(duì)地置放且偏壓至負(fù)電位。
5.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中第二對(duì)電極互相相對(duì)地置放且偏壓至正電位。
6.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中第一對(duì)電極可選擇地偏壓至接地電位或第一電位。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中第一電位為正。
8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括一第二單極靜電四極透鏡，其與第一單極靜電四極透鏡串接，其中第一透鏡在第一方向上聚焦且第二透鏡在一般垂直于第一方向的第二方向上聚焦。
9.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括一低能量離子束，其沿著軸行進(jìn)且借助第一單極靜電四極透鏡成形，而無射束電流本質(zhì)的損失。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中低能量離子束位于低于大約90keV的能量級(jí)。
11.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中低能量離子束位于低于大約20keV的能量級(jí)。
12.一種靜電四極透鏡，包括一第一對(duì)電極，其互相相對(duì)地置放，并被連接到通往接地的一低阻路徑；一第二對(duì)電極，其互相相對(duì)地置放，其中第一對(duì)電極和第二對(duì)電極在中心點(diǎn)周圍被等距離地隔開，第二對(duì)電極偏壓至第一電位。
13.如權(quán)利要求12所述的透鏡，其中第一電位為正。
14.如權(quán)利要求12所述的透鏡，其中第一電位為負(fù)。
15.一種靜電四極透鏡系統(tǒng)，包括一切換電路，其可控地連接至接地和一第一電壓電位；一第一對(duì)電極，其互相相對(duì)地置放，并與切換電路連接；一第二對(duì)電極，其互相相對(duì)地置放，其中第一對(duì)電極和第二對(duì)電極在中心點(diǎn)周圍被等距離地隔開，第二對(duì)電極偏壓至第二電壓電位。
16.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中第一電壓電位為正且第二電壓電位為負(fù)。
17.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中第一電壓電位為負(fù)且第二電壓電位為正。
18.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中切換電路是提供第一電壓電位至第一對(duì)電極的電源的部件。
19.一種操作離子植入系統(tǒng)的方法，包括從離子源提取一離子束；判定所需離子束能量是否高過第一閾值；且根據(jù)判定，沿著離子束的射束路徑將一四極透鏡配置為雙極結(jié)構(gòu)或單極結(jié)構(gòu)中的一種。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中假如所需離子束能量低于第一閾值，則四極透鏡配置為單極結(jié)構(gòu)。
21.如權(quán)利要求19所述的方法，還包括判定所需射束能量是否高過第二閾值，其中第二閾值比第一閾值低。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其中假如所需離子束能量低于第二閾值，則四極透鏡配置為單極結(jié)構(gòu)。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其中假如所需離子束能量高過第二閾值且低于第一閾值，則四極透鏡配置為單極結(jié)構(gòu)或雙極結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明降低了射束電流的損失，特別是對(duì)于低能量離子束傳輸。本發(fā)明使用單極靜電四極透鏡取代傳統(tǒng)的正和負(fù)雙電位(雙極)四極透鏡來作為一線性加速器中的射束聚焦元件，其中減少了其中的射束電流損失。此外本發(fā)明也包括用于在雙極配線和單極配線間切換的系統(tǒng)和方法。
文檔編號(hào)H01J37/153GK1846292SQ200480025420
公開日2006年10月11日 申請(qǐng)日期2004年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月3日
發(fā)明者W·迪弗吉利奧, 黃永章 申請(qǐng)人:艾克塞利斯技術(shù)公司