发明名称 具有低射束分散性之低能量射束之取出及减速
摘要 离子光学方法及装置系被提供用于产生低能量的离子束。该装置系包括一个用于加速该离子束的加速电极、一个在该加速电极的下游之用于减速该离子束的减速电极、以及一个在该减速电极的下游之用于禁止在该束电浆中之电子到达该减速电极的离子光学元件。该减速电极被偏压在一个电压系被选择来提供一个电位障给在该束电浆中的热离子,以禁止热离子到达该加速电极。该离子光学元件可以被施行为一个电子推斥电极或是为一个磁性元件。该加速电极、减速电极、或是两者可以在一个横向于该离子束的方向上被分段,以个别地界定可控制的电极片段。该离子光学装置可以被施行为一个离子源取出系统或是为一个减速透镜系统。
申请公布号 TW543071 申请公布日期 2003.07.21
申请号 TW090128683 申请日期 2001.11.20
申请人 维瑞安半导体设备公司;K2凯勒顾问公司 发明人 约翰 H 凯勒
分类号 H01J37/08 主分类号 H01J37/08
代理机构 代理人 林镒珠 台北市中山区长安东路二段一一二号九楼
主权项 1.一种离子光学装置,其系用于产生一个低能量的离子束,该离子束系具有一个束电浆在一个最终的离子束能量下,该装置系包括:一个用于加速该离子束的加速电极;一个在该加速电极的下游之用于减速该离子束的减速电极,该减速电极系具有一个电压被选择来提供一个电位障给在该束电浆中的热离子,以禁止热离子到达该加速电极;以及一个在该减速电极的下游之用于禁止在该束电浆中之电子到达该减速电极的离子光学元件。2.如申请专利范围第1项之离子光学装置,其中该离子束系具有一个束轴,并且其中该减速电极电压系被选择使得在该束轴之上靠近该减速电极的电位相对于该束电浆的电位系至少稍微为正的。3.如申请专利范围第1项之离子光学装置,其中该离子束系具有一个束轴,并且其中该离子光学元件系包括一个电子推斥电极,该电极系具有一个电压被选择使得在该束轴之上靠近该电子推斥电极的电位相对于该束电浆的电位系至少稍微为负的。4.如申请专利范围第1项之离子光学装置,其中该离子光学元件系包括一个用于产生磁场的磁性元件。5.如申请专利范围第4项之离子光学装置,其中该减速电极系被成形以限制在轴上之电场。6.如申请专利范围第1项之离子光学装置,其中该减速电极的孔系大于该加速电极的孔。7.如申请专利范围第1项之离子光学装置,其中该加速电极以及该减速电极中之至少一个系在一个横向于该离子束的方向上被分段,以个别地界定可控制的电极片段。8.如申请专利范围第1项之离子光学装置,其系被施行为一个离子源取出系统。9.如申请专利范围第1项之离子光学装置,其系被施行为一个减速透镜系统。10.一种用于产生一个低能量的离子束之方法,该离子束系具有一个束电浆在一个最终的离子束能量下,该方法系包括步骤有:以一个加速电极来加速该离子束;以一个在该加速电极的下游之减速电极来减速该离子束;偏压该减速电极在一个被选择以提供一个电位障给在该束电浆中之热离子以禁止热离子到达该加速电极的电压下;并且以一个在该减速电极的下游之离子光学元件来禁止在该束电浆中之电子到达该减速电极。11.如申请专利范围第10项之方法,其中该离子束具有一个束轴,并且其中该偏压该减速电极的步骤系包括选择该减速电极的电压,使得在该束轴上靠近该减速电极之电位相对于该束电浆的电位系至少稍微为正的。12.如申请专利范围第10项之方法,其中该离子束具有一个束轴,并且其中禁止在该束电浆中之电子到达该减速电极的步骤系包括选择该电子推斥电极的电压,使得在该束轴上靠近该电子推斥电极之电位相对于该束电浆的电位系至少稍微为负的。13.如申请专利范围第10项之方法,其中禁止在该束电浆中之电子到达该减速电极的步骤系包括以一个产生一个磁场的磁性元件来禁止电子。14.如申请专利范围第13项之方法,其更包括成形该减速电极以限制在轴上之电场的步骤。15.如申请专利范围第10项之方法,其更包括在一个横向于该离子束的方向上分段该加速电极以及该减速电极中之至少一个的步骤。16.一种离子光学装置,其系用于产生一个低能量的离子束,该装置系包括:一个用于加速该离子束的加速电极;以及一个在该加速电极的下游之用于减速该离子束的减速电极,该减速电极,以形成该低能量的离子束,该加速电极以及该减速电极中之至少一个系在一个横向于该离子束的方向上被分段,以个别地界定可控制的电极片段。17.一种用于产生低能量的离子束之离子光学系统,该系统系包括:一个加速电极;一个减速电极,在该加速电极以及该减速电极之间的电压系5keV或是更大;以及一个形成在一个最终离子束能量下之束电浆,并且该束电浆系包括热正离子以及电子,该减速电极系具有一个比该最终束能量更为正的电压,以避免在该束电浆中之大部分的热正离子前进到该加速电极,并且该系统更包括用于避免在该束电浆中之大部分的电子前进到该减速电极之机构。18.如申请专利范围第17项之系统,其中用于避免在该束电浆中之大部分的电子前进到该减速电极之机构系为一个在该减速电极的下游之电子推斥电极。19.如申请专利范围第17项之系统,其中用于避免电子前进到该减速电极之机构系为磁性的。20.如申请专利范围第17项之系统,其中该减速电极系在一个相对于该束线的纵长方向上被分段,其片段系具有不同的被施加之电压。21.如申请专利范围第17项之系统,其中该加速电极系在一个相对于该束线的纵长方向上被分段,其片段系具有不同的被施加之电压。22.一种用于产生低能量的束之离子光学系统,该系统系包括:一个加速电极;一个减速电极,以及一个形成在一个最终离子束能量下之束电浆,其中该加速电极系在一个横过该束线的方向上被分段,其片段系具有不同的被施加之电压。23.一种用于产生低能量的束之离子光学系统,该系统系包括:一个加速电极;一个减速电极,在该加速电极以及该减速电极之间的电压系5keV或是更大;以及一个形成在一个最终离子束能量下之束电浆,该减速电极系具有一个相对于该加速电极以及该最终束能量是正的电压,并且该系统更包括:一个在该减速电极的下游之电子推斥器,该电子推斥器系为:一个电极,其系具有一个相对于该减速电极之电压以及该最终离子束能量为负的并且相对于该加速电极之电压为正的电压;或是一个磁铁,其系提供一个被配置以实质上避免在该离子束中之电子转向至该减速电极的场。24.一种用以增加或是改变一个减速透镜或是抽取器装置的聚焦特性之方法,该减速透镜或是抽取器装置系包括一个加速电极、一个减速电极以及一个束线,该方法系包括改变在横向相对于该束线的减速电极之上的电位,以达成在该减速透镜或是抽取器装置的聚焦特性上之增加或是变化。25.一种用以在一个离子植入系统的晶圆处获得一个较不发散的离子束之方法,该方法系包括将该束通过一个减速透镜装置,该减速透镜装置系包括一个加速电极以及一个减速电极,其中,在该电极或是该等电极之上的加速以及/或是减速电位系横向相对于该束线地改变,以达成在该晶圆处之束发散性或是密度的校正。26.一种取出或是减速离子透镜装置,其系包含至少一个加速电极以及一个减速电极,该加速以及减速电极中之至少一个系被分段,并且具有不同的电压被施加至该等片段,以提供该离子束之较佳的聚焦以及密度特性。27.如申请专利范围第26项之装置,其中该加速以及减速电极两者均被分段。28.如申请专利范围第26项之装置,其更包括一个电子推斥电极以及一个最终束电浆,并且该电子推斥电极系具有一个电压为足够的负,以实质上避免电子从最终的束电浆被拉出至该减速电极。图式简单说明:图1A系为一种习知技术的离子源取出系统的概要图;图1B系为另一种习知技术的离子源取出系统的概要图;图2系为根据本发明的离子源取出系统之第一实施例的概要图;图3系为根据本发明的离子源取出系统之第二实施例的概要图;图4A系为显示对于根据本发明的取出系统之一个实施例的束轨道与等电位线之模拟图;图4B系为在图4A中所示的离子束之相位图;图4C系为对于在图4A中所示的取出系统之电压图;图4D系为在图4A中所示的离子束之能量图;图5A与5B系显示根据习知技术重新配置之相当于图4A的取出系统之模拟结果;图6A系为显示对于根据本发明的减速透镜之一个实施例的束轨道以及等电位线之模拟图;图6B系为在图6A中所示的离子束之相位图;并且图7系显示一个在横过离子束的方向上被分段之电极。
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