| 主权项 |
1.一种带电粒子之偏转装置,包括:一离子源,具有离子抽出用之出口,其系沿一特定方向呈长形,以产生带状离子射束;一磁铁,包括一具有矩形截面且沿本身之长度方向弯曲之铁磁材料之轭铁,以可与该射束之移动方向平行之方式卷绕在该轭铁之弯曲内框上之复数个线圈,以及以可与该射束之移动方向平行之方式卷绕在该轭铁之弯曲外框上之复数个线圈;一狭缝板,具有与该离子源之长度方向相同呈长形之长孔,而被设在该射束之轨迹上且位于该磁铁之后方;以及一机构,用以保持一对象,以便该对象沿着该射束截面之短边方向做平移运动,其中藉该等复数个线圈之电流之调整,使沿着与离子源长度方向相同之方向实质上均匀之磁场By,产生于该轭铁之内侧,以便从该离子源发射一具有沿一方向呈长形截面之带状离子射束,使之通过该轭铁,以便藉纵向磁场使离子射束沿其截面之短边方向弯曲,使之通过该狭缝板之长孔以除去不需要之离子,而放射于该对象上。2.如申请专利范围第1项之装置,其中,该磁铁包括:上部及下部分开之线圈,以可与射束之移动方向平行之方式卷绕在铁磁材料之轭铁之一框内侧上;以及复数个线圈,以可与射束之移动方向平行之方式,各别卷绕在轭铁之内框及外框上。3.如申请专利范围第1项之装置,其中该离子源具有沿一特定方向呈长形之截面,而从离子源发射之射束之截面形状被设计为,长边之尺寸不小于20cm,而短边之尺寸在2cm至10cm之范围内。4.如申请专利范围第1项之装置,其中该离子源被高导磁性材料所构成之一磁蔽包围。5.如申请专利范围第1项之装置,其中该离子源具有复数个一方向电子发射源,以产生一沿一方向呈长形之射束,俾可调整电子量来改变离子源电浆之分布,藉以改变晶片中之射束强度之分布。6.如申请专利范围第1项之装置,又包括第一测定机构,用以测定其到达对象之离子射束之分布,该测定机构被设在该对象之正前方,或该对象之正后方,或该对象之同一平面上;其中,检测出离子射束之形状,离子射束之尺寸,以及离子射束中之电流量,藉以控制磁铁之线圈电流及离子源之工作状态。7.如申请专利范围第6项之装置,其中该第一测定机构为一移动式法拉第杯或固定之复式法拉第杯。8.如申请专利范围第1项之装置,其又包括监测机构,用以测定其到达对象之离子射束之入射角之平行性,俾可由控制磁铁之线圈电流来调整离子射束之平行度。9.如申请专利范围第1项之装置,其又包括第二测定机构,用以测定一沿一方向呈长形之带状离子射束之短边方向所积分之离子射束量之长度方向分布,以便由改变磁铁之线圈电流及离子源之工作状态来调整离子射束量之长度方向分布,以得到所期望之普遍均匀注入量。10.如申请专利范围第1项之装置,其中沿一方向呈长形之射束为一大面积射束,具有长度不小于20cm及宽度约2cm至约10cm。11.如申请专利范围第1项之装置,其又包括具有平移运动能力之检测机构,用以预先检验射束之电流密度、射束之伸开度、以及射束之形状,该检测机构被设在该对象之正前方,或该对象之正后方,或与该对象相同之一平面上;其中若射束未具所期望之形状及密度,则调整磁铁之线圈电流及离子源之参数,以得到所期望之离子射束截面形状。12.如申请专利范围第11项之装置,其又包括具有平移运动能力之狭缝板被设在该检测机构之前方,俾可检测其通过狭缝板孔道之射束,藉此检验射束之平行度。13.如申请专利范围第1项之装置,其中沿一方向呈长形之离子射束之偏向角为在约60至约150之范围内。14.一种带电粒子之偏转方法,其系使用一种装置,该装置包括:一离子源,具有离子抽出用之出口,其沿一特定方向呈长形,以产生带状离子射束;一磁铁包括,一具有矩形截面且沿本身之长度方向弯曲之铁磁材料之轭铁,以可与该射束之移动方向平行之方式,卷绕在该轭铁之弯曲内框上之复数个线圈,以及,以可与该射束之移动方向平行之方式,卷绕在该轭铁之弯曲外框上之复数线圈;一狭缝板,具有与该离子源之长度方向相同方向呈长形之长孔,且被设在该射束之轨迹上,且位于该磁铁之后方;以及一机构,用以保持一对象,以便该对象沿着该射束截面之短边方向做平移运动,该方法包括下述步骤:藉调整该等复数个线圈之电流,使其沿着与离子源长度方向相同之方向实质上均匀之磁场By,产生于该轭铁之内侧,以便从该离子源发射一具有沿一方向呈长形截面之带状离子射束;使该离子射束通过该轭铁,以便藉纵向磁场使离子射束沿其截面之短边方向弯曲;使该离子射束通过该狭缝板之长孔以除去不需要之离子,而放射于该对象上。图式简单说明:第一图为展示依照本发明之离子注射装置之概略构造形式之平面图;第二图为一剖面图,其以与离子射束之移动方向垂直之偏向磁铁之断面展示线圈,轭铁之形状,磁力线之分布,离子射束等;第三图A及第三图B为线图,其显示磁场By之x方向之分布可由主线圈及副线圈之电流-匝数乘积之变更来改变之事实,此等线图中横轴表示x座标而纵轴表示磁场By之强度,第三图A展示主线圈之电流-匝数乘积M1及M2为M1=M2=20000AT且副线圈之电流-匝数乘积Sa及Sb为Sub2=Sa=Sb=10000AT之情况,其中By实质恒常不变而在左方及右方都均匀,第三图B展示主线圈之电流-匝数乘积M1及M2为M1=M2=20000AT且副线圈之电流-匝数乘积Sa及Sb为Sub2=Sa=Sb=12000AT之情况,其中有副线圈存在之两端部之By値互相依照电流-匝数乘积之差异而不同;第四图为线图,其展示在离子源未覆盖有任何磁蔽之情况沿着射束路径(z轴)之磁场By(0,0,z)之变化,此图中横轴表示z座标及沿该路径之座标値,而纵轴表示By(高斯);第五图为分布图,其展示在离子源未覆盖有任何磁蔽之情况在含有射束路径之xz平面中围绕轭铁且与磁场垂直之磁场By之等量线(By=const)之分布;第六图为线图,其展示在离子源覆盖有一磁蔽之情况沿着射束路径(z轴)之磁场By(0,0,z)之变化。横轴表示z座标及沿该路程之座标値,而图中纵轴表示By(高斯),又离子源之部分之By由于磁蔽而变为零;第七图为分布图,其展示在离子源覆盖有一磁蔽之情况,在含有射束路径之xz平面中围绕轭铁,且与磁场垂直之同时与射束之长度方向平行之磁场By之等量线(By=const)分布;第八图为展示依照本发明之离子注射装置之概略构造形式之透视图;第九图为由xy平面中之等量线所示之射束强度分布之分布图,其展示在含有碳离子为不纯物之硼离子射束放射于对象上之情况对象(晶片)表面中之硼离子射束强度之分布;第十图为由xy平面中之等量线所示之射束强度分布之分布图,其展示在含有碳离子为不纯物之硼离子射束放射于对象上之情况对象(晶片)表面中之该不纯物碳离子射束强度之分布;第十一图为,在离子源中之起始射束之伸开条件为x0=2.5cm,dx0=10mrad,Y0=36cm以及dy0=10mrad之情况,经过磁铁偏向后到达晶片之射束之藉等量线表示之x方向伸开距离x及伸开角度dx之图,其中横轴表示横向伸开距离x,而纵轴表示伸开角度dx;第十二图为,在离子源中之起始射束之伸开条件为x0=2.5cm,dx0=10mrad,Y0=36cm以及dy0=10mard之情况,经过磁铁偏向后到达晶片之射束之藉等量线表示之y方向伸开距离y及伸开角度dy之图,其中横轴表示纵向伸开距离y,而纵轴表示伸开角度dy;第十三图为,在离子源中之起始射束之伸开条件为x0=2.5cm,dx0=30mrad,Y0=36cm以及dy0=30mrad之情况,经过磁铁偏向后到达晶片之射束之藉等量线表示之x方向伸开距离x及伸开角度dx之图,其中横轴表示横向伸开距离x,而纵轴表示伸开角度dx;第十四图为,在离子源中之起始射束之伸开条件为x0=2.5cm,dx0=30mrad,Y0=36cm以及dy0=30mrad之情况,经过磁铁偏向后到达晶片之射束之藉等量线表示之y方向伸开距离y及伸开角度dy之图,其中横轴表示纵向伸开距离y,而纵轴表示伸开角度dy;第十五图为,为了展示射束全体沿射束路径如何变化,在射束曲线被重排为直线之状态下展示一射束路径上之射束之x方向之伸开情形之透视图;第十六图为,为了展示射束全体沿射束路径如何变化,在射束曲线被重排为直线之状态下展示一射束路径上之射束之y方向之伸开情形之透视图;第十七图为依照本发明之射束之另一变更例之概略透视图,在此情况藉磁铁使伸长射束弯曲,使之会聚后通过一长孔,经过质谱分析,然后放射于对象上;第十八图为习知之离子注射装置之概略构造形式图,其中产生狭窄之离子射束而藉质谱分析用之磁铁使之弯曲以通过一长孔,以便离子射束放射于正在做旋转运动及平移运动中之晶片上;第十九图为一说明图,用以说明,为了均匀放射离子射束,使晶片按照一与离中心之距离y成反比之速度做平移运动之必要性,在习知之离子注射装置中产生狭窄之离子射束而藉质谱分析用之磁铁使之弯曲以通过一长孔,以便离子射束放射于正在做旋转运动及平移运动中之晶片上;第二十图A及第二十图B为图表,其展示射束之均匀性依照主线圈及副线圈之电流-匝数乘积之调整而变化之情形,其中内侧线圈之电流-匝数乘积与外侧线圈之电流-匝数乘积相同;第二十图C为一剖面图,其以与射束之移动方向垂直之偏向磁铁之剖面展示线圈,轭铁之形状,磁力线之分布,离子射束等;而所展示者被用以得到第二十图A,第二十图B,第二十一图A以及第二十一图B所示之结果;而第二十一图A及第二十一图B为图表,其展示射束之均匀性依照主线圈及副线圈之电流-匝数乘积之调整而变化之情形,其中内侧线圈之电流-匝数乘积与外侧线圈之电流-匝数乘积相同。 |
