CN102237243B - 离子注入系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种离子注入系统，其包括一离子源和一引出装置，在离子束流的传输路径上依次设有：一扫描磁铁；一质量分析磁铁；一校正磁铁；一变速装置；一工件扫描装置；该系统还包括一设于该质量分析磁铁与该校正磁铁之间的束流传输路径上的调整磁铁，用于在该扫描方向上发散或聚焦束流。本发明还公开了一种利用上述离子注入系统实现的离子注入方法。本发明能耗较低且束流利用效率较高，从而能够极大地提高生产效率，此外还有利于优化束流的剂量均匀性以及角度均匀性。

Description

离子注入系统及方法

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别是涉及一种离子注入系统及方法。

背景技术

离子注入方法用来把通常称之为杂质的原子或分子引入靶标基片，从而改变基片材料的性能。离子注入方法可用于对材料进行表面注入，以改变其物理和化学性能。

尤其令人感兴趣的是，用离子注入法在单晶或多晶硅中掺杂，是制造现代集成电路中的一种常规工艺过程。由于半导体产品的生产逐渐趋向较大的半导体晶圆(从8英寸到12英寸，而现在已向18英寸发展)，目前单晶圆工艺(一次处理一片晶圆)已被广泛地采用。晶圆工件越大，注入所需的时间就越长，达到一定的注入剂量均匀性和注入角度均匀性也越来越难以实现。

在离子束应用领域中，扫描离子束一般有两种方式：电扫描和磁扫描。导流系数较大的离子束在其传输过程中往往会发生束流崩溃，任何静电势在离子束传输中的存在，都会影响到离子束的引出和传输，离子束的横向尺寸会急剧增加，导致在离子束达到靶标之前，就撞击到离子束传输系统的物理边界而损失掉了。因此，对于高导流系数的离子束传输，一般不使用任何电扫描装置，而是使用磁扫描或不扫描离子束。

在离子束应用领域，磁扫描一般用的是二极磁铁，用于瞬间偏转离子束，但在该偏转方向上二极磁铁的聚焦效果很弱，而且在另外一个横向的垂直维度上表现为散焦效应，所以如果要使束流保持一定的发散角度和传输效率，就需要另外再设置其他束流光学器件对其进行聚焦，这样将导致束流传输路径变长，对束流的传输效率不利。另外，由于扫描磁铁采用的一般是交流供电，因此当需要通过扫描磁铁使束流以较大的扫描幅度进行扫描，以在注入工位处使得束流在扫描方向上的宽度能够大于或等于工件在扫描方向上的尺寸时，便显然需要更宽大的扫描磁铁真空腔以及更大的线圈交变电流，这会消耗更多的能量，也将导致上述真空腔的发热现象更加严重。这些局限将会给离子注入系统的整体设计带来更多的困难。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有离子注入系统中由于离子束需要被扫描磁铁在较大的角度范围内扫描所带来的一系列设计困难，提供一种能够彻底解决上述一系列设计困难的离子注入系统及方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种离子注入系统，其包括一离子源和一引出装置，该引出装置用于从该离子源引出一离子束，在离子束流的传输路径上依次设有：一扫描磁铁，用于在一扫描方向上扫描束流；一质量分析磁铁，用于在与该扫描方向垂直的方向上偏转束流，以从束流中滤除超出一预设荷质比范围的离子；一校正磁铁，用于在该扫描方向上将束流张角校正至一预设注入张角；一变速装置，用于将束流加速或减速至一预设注入能量，并在与该扫描方向垂直的方向上使束流进行一次偏转，以将束流偏转至一预设注入方向；一工件扫描装置，用于扫描一工件，使该工件穿过束流以完成注入；其特点在于，该系统还包括一设于该质量分析磁铁与该校正磁铁之间的束流传输路径上的调整磁铁，用于在该扫描方向上发散或聚焦束流。

较佳地，当该系统用于执行高能离子注入时，该质量分析磁铁用于在与该扫描方向垂直的方向上将束流偏转至对准该变速装置的入口。

较佳地，该校正磁铁为一对分别位于束流传输路径两侧的、且铁芯方向与该扫描方向平行的杆状四极磁铁，该两个杆状四极磁铁的电流值之和被设置为：使得束流在该扫描方向上的张角被校正至该预设注入张角。

较佳地，当该系统用于执行低能离子注入时，该质量分析磁铁用于在与该扫描方向垂直的方向上将束流偏转至越过该变速装置的入口，该校正磁铁则还用于在与该扫描方向垂直的方向上将束流偏转至对准该变速装置的入口。

较佳地，该校正磁铁为一对分别位于束流传输路径两侧的、且铁芯方向与该扫描方向平行的杆状四极磁铁，该两个杆状四极磁铁的电流值之和被设置为：使得束流在该扫描方向上的张角被校正至该预设注入张角，而该两个杆状四极磁铁的电流值之差则被设置为：使得束流在与该扫描方向垂直的方向上被偏转至该变速装置的入口。

较佳地，该扫描磁铁、该调整磁铁和该校正磁铁被设置为：使得束流在到达该工件时，在该扫描方向上的束流宽度至少等于该工件在该扫描方向上的尺寸，该工件扫描装置则用于在与该扫描方向垂直的方向上一维地扫描该工件。

较佳地，该扫描磁铁用于在该扫描方向上并在-10°～10°的范围内扫描束流。

较佳地，该工件扫描装置用于在与该扫描方向垂直的方向上相对快速地扫描该工件，并在与该扫描方向平行的方向上相对慢速地扫描该工件。

较佳地，该扫描磁铁的电流值被设置为：使得该工件上的注入剂量在该扫描方向上均匀分布。

较佳地，该质量分析磁铁用于将束流偏转45°～120°。

较佳地，该校正磁铁用于在该扫描方向上将束流校正为平行传输。

较佳地，该系统还包括一设于该工件处的束流诊断装置，用于测量束流的流强分布和角度分布，并将测量结果反馈至一用于对该离子注入系统进行控制的控制单元。

本发明的另一技术方案为：一种利用上述离子注入系统实现的离子注入方法，其包括以下步骤：S₁、利用该引出装置从该离子源引出该离子束；S₂、利用该扫描磁铁在该扫描方向上扫描束流；S₃、利用该质量分析磁铁在与该扫描方向垂直的方向上偏转束流，以从束流中滤除超出该预设荷质比范围的离子；S₄、利用该校正磁铁在该扫描方向上将束流张角校正至该预设注入张角；S₅、利用该变速装置将束流加速或减速至该预设注入能量，并在与该扫描方向垂直的方向上使束流进行一次偏转，以将束流偏转至该预设注入方向；S₆、利用该工件扫描装置扫描该工件，使该工件穿过束流以完成注入；其特点在于，在步骤S₃与步骤S₄之间，利用该调整磁铁在该扫描方向上发散或聚焦束流。

较佳地，当该系统用于执行高能离子注入时，利用该质量分析磁铁在与该扫描方向垂直的方向上将束流偏转至对准该变速装置的入口。

较佳地，该校正磁铁为一对分别位于束流传输路径两侧的、且铁芯方向与该扫描方向平行的杆状四极磁铁，将该两个杆状四极磁铁的电流值之和调节为：使得束流在该扫描方向上的张角被校正至该预设注入张角。

较佳地，当该系统用于执行低能离子注入时，利用该质量分析磁铁在与该扫描方向垂直的方向上将束流偏转至越过该变速装置的入口，并利用该校正磁铁在与该扫描方向垂直的方向上将束流偏转至对准该变速装置的入口。

较佳地，该校正磁铁为一对分别位于束流传输路径两侧的、且铁芯方向与该扫描方向平行的杆状四极磁铁，将该两个杆状四极磁铁的电流值之和调节为：使得束流在该扫描方向上的张角被校正至该预设注入张角，并在保持该两个电流值之和不变的情况下，将该两个杆状四极磁铁的电流值之差调节为：使得束流在与该扫描方向垂直的方向上被偏转至该变速装置的入口。

较佳地，将该扫描磁铁、该调整磁铁和该校正磁铁调节为：使得束流在到达该工件时，在该扫描方向上的束流宽度至少等于该工件在该扫描方向上的尺寸，并利用该工件扫描装置在与该扫描方向垂直的方向上一维地扫描该工件。

较佳地，利用该扫描磁铁在该扫描方向上并在-10°～10°的范围内扫描束流。

较佳地，利用该工件扫描装置在与该扫描方向垂直的方向上相对快速地扫描该工件，并在与该扫描方向平行的方向上相对慢速地扫描该工件。

较佳地，将该扫描磁铁的电流值调节为：使得该工件上的注入剂量在该扫描方向上均匀分布。

较佳地，利用该质量分析磁铁将束流偏转45°～120°。

较佳地，利用该校正磁铁在该扫描方向上将束流校正为平行传输。

较佳地，该系统还包括一设于该工件处的束流诊断装置，利用该束流诊断装置测量束流的流强分布和角度分布，并将测量结果反馈至一用于对该离子注入系统进行控制的控制单元。

本发明的积极进步效果在于：本发明采用了扫描磁铁与调整磁铁的结合来代替现有系统中单独作用的扫描磁铁。由于调整磁铁采用的是直流供电，其能够以相对较低的能耗实现对束流在扫描方向上的角度分布的调整，由此便可以相应地减小扫描磁铁对束流的扫描幅度、减小扫描磁铁真空腔的设计尺寸，从而降低由扫描磁铁的磁滞现象、线圈的电感以及真空腔涡流发热现象等因素而导致的对整个离子注入系统的一系列设计困难，并利用调整磁铁对束流的进一步调节来实现与原先单独使用扫描磁铁时相同的束流角度分布，从而确保注入质量。而且该调整磁铁的设计，还可以使该离子注入系统的整体设计更加简单，安装调试也更加便捷。更进一步地，通过对扫描磁铁、调整磁铁和校正磁铁的电流参数的合适的设定，还能够较好地实现对束流的流强分布和角度分布的控制，增大束流在工件上的流强，从而在较大的离子能量范围(几十eV到几百eV)内提高离子注入系统的效率；特别是针对较大尺寸的晶圆工件，该离子注入系统可以通过对扫描磁铁、调整磁铁和校正磁铁的灵活调节，在注入工位处使束流在扫描方向上的宽度大于或等于工件在扫描方向上的尺寸，从而使得通过对工件的一维扫描便可以高效地完成离子注入制程，这极大地提高了束流的利用效率以及生产效率，并且也有利于优化离子注入的剂量均匀性和角度均匀性。

附图说明

图1为本发明的该离子注入系统的第一实施例的俯视结构示意图。

图2为本发明的该离子注入系统的第二实施例的俯视结构示意图。

图3为本发明的该离子注入系统中的该扫描磁铁的一运行状态侧视图。

图4为本发明的该离子注入系统中的该校正磁铁的一运行状态侧视图。

图5为本发明的该离子注入系统中的该调整磁铁的一运行状态侧视图。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。

参考图1和图2所示，本发明的该离子注入系统与现有的离子注入系统相同地包括有一离子源1和一引出装置2，该引出装置2从该离子源1引出一离子束，在该引出装置2之后，在该离子束流的传输路径上还依次设有以下组件：一采用交流供电的扫描磁铁3，其在一扫描方向上将由该引出装置2引出的离子束在一定的幅度范围内快速地扫描，从而使离子束在该扫描方向上形成一分布，图3所示便为该扫描磁铁3的一运行状态示意图，此时，该扫描磁铁3的线圈电流值正在使得束流沿着某一角度向上偏转，而在其余时刻下，该扫描磁铁3的线圈电流值将使得束流沿着该扫描幅度范围内的其它角度向上或向下偏转(图中未示)，其中该扫描方向可以为例如竖直方向，图1和图2中所示的即为该扫描方向沿竖直方向(垂直纸面的方向)的情况，较佳地，该扫描方向可以设计为与由该引出装置2引出的该离子束的最大发散维度垂直的方向；一质量分析磁铁4，其在与该扫描方向垂直的方向上将束流偏转例如45°～120°，以利用不同荷质比的离子旋转半径不同的原理，使能量超出预设范围的离子因被该质量分析磁铁4的物理边界阻挡而被从束流中滤除，从而在该质量分析磁铁4之后，只有能量处于一预设荷质比范围内的离子才能够在束流中继续传输，另外，当该质量分析磁铁4偏转束流时，其并不会改变束流的形状，即束流中的各个离子在束流横截面上的分布位置是不会发生改变的；一校正磁铁6，其在该扫描方向上对束流的张角进行校正，以使其满足一预设注入张角的要求，较佳地，如图4所示，该校正磁铁6在该扫描方向上将束流校正至平行传输；一变速装置7，其将束流加速或减速至一预设注入能量，并在与该扫描方向垂直的方向上使束流进行一次偏转，从而在将束流偏转至一预设注入方向的同时，将束流在传输中产生的中性粒子滤除，以提高离子束的能量单色性，该预设注入方向可以为例如图1和图2中所示的箭头A的方向，以使得束流能够在与该扫描方向垂直的方向上按照预设的角度注入工件；一工件扫描装置(图中未示)，其以一维扫描或者二维扫描的方式使一工件8一次性地或者往复地从离子束中穿过，从而完成对该工件8的离子注入工制程，其中当该工件扫描装置采用二维扫描时，一般是在与该扫描方向垂直的方向上相对快速地扫描该工件8，并在与该扫描方向平行的方向上相对慢速地扫描该工件8。

然而，正如背景技术中所述，单纯通过该扫描磁铁3来实现束流在该扫描方向上的分布不仅能耗较高，而且会给该离子注入系统的整体设计带来困难，另外现有的离子注入系统也难以实现对束流的流强分布和角度分布的较佳控制，从而会导致离子的利用效率较低。为了解决上述问题，本发明的该离子注入系统特别地在该质量分析磁铁4与该校正磁铁6之间的束流传输路径上增设了一采用直流供电的调整磁铁5，其能够相对高效地在该扫描方向上发散或聚焦束流。现有系统中采用扫描磁铁的目的即在于使束流在该扫描方向上形成一定的分布，从而使得当束流到达注入工位处时，其能够在该扫描方向上具有一符合预设注入要求的束流宽度(即束流在该扫描方向上的横截面直径)，而在本发明中，该目的不再仅仅由该扫描磁铁3执行，此时，该扫描磁铁3只需消耗较小的能量使束流在一较小的幅度范围(小于现有的离子注入系统中的扫描幅度范围)内，例如-10°～10°之间进行往复偏转即可，此后，当束流到达该调整磁铁5时，再由该能耗较低的调整磁铁5很容易地对束流在该扫描方向上的分布进行进一步的调整，例如在图5中，该调整磁铁5使得经过扫描的束流进一步发散，该发散或聚焦(图中未示)效应与之前的扫描效应共同作用，同样可以使得束流在经过一段距离的传输并最终到达注入工位时，其在扫描方向上的束流宽度符合预设的注入要求。

特别地，该校正磁铁6可以采用一对分别位于束流传输路径两侧的、且铁芯方向与该扫描方向平行的杆状四极磁铁实现，其具有以下特性：当束流从其间通过时，该对杆状四极磁铁会在与其铁芯平行的方向上对束流产生聚焦或散焦效应，图4中所示的即为该校正磁铁6将束流聚焦为平行传输的情况，该聚焦或散焦能力基本上仅与它们的线圈电流值(定义为电流的大小，与电流方向无关)之和有关，只要电流值之和保持不变，则它们对束流的聚焦或散焦效应也基本不发生改变；此外，该对杆状四极磁铁还能够在与其铁芯垂直的方向上对束流产生偏转作用，而该偏转效应则与它们线圈电流值之差有关，当两者的电流值之差为零时，对束流无偏转作用，当两者的电流值不相等时，则会使束流发生偏转，且电流值相差越大，对束流的偏转作用就越强，图2中所示的即为该校正磁铁6使束流发生偏转的情况，下文中将对此偏转所起的作用进行详细说明。

上述的其余各种磁铁组件以及变速装置均可以利用公知的电效应或磁效应并采用现有的技术手段实现，故在此对其具体结构不做赘述。

实施例1

当本发明的该离子注入系统用于执行高能离子注入时，采用图1所示的该束流传输路径将离子束传输至注入工位处，以最终完成对工件的离子注入制程。

首先，利用该引出装置2从该离子源1引出一离子束。然后通过该扫描磁铁3在图1中的垂直纸面方向上扫描该离子束，以使得该离子束在该扫描方向上形成一分布。接着，该离子束通过该质量分析磁铁4并被该质量分析磁铁4偏转角度

以使得在通过该质量分析磁铁4之后的束流中仅保留有能量处于预设荷质比范围内的、适用于执行注入的离子。其中，特别地，该质量分析磁铁4的运行参数被设置为：使得角度相对较小(小于图2中的

)，以使得束流在离开该质量分析磁铁4的出口时，其在与该扫描方向垂直的方向上，即在图1中的纸面维度内被偏转至恰好对准位于束流传输路径下游的该变速装置7的入口，也就是说，如图1所示地，在高能离子注入的情况下，该质量分析磁铁4、该调整磁铁5和该校正磁铁6的设置位置是处于同一条直线上的。根据上文所述可知，该质量分析磁铁4仅会对束流起到偏转作用，而并不会改变束流的形状，因此当束流最终到达注入工位处时，其在扫描方向上的束流宽度是由该扫描磁铁3、该调整磁铁5和该校正磁铁6的线圈电流值的设定情况共同决定的，因此接下来，根据特定制程所需的在该扫描方向上的最终束流宽度，对该扫描磁铁3、该调整磁铁5和该校正磁铁6的参数进行结合调试，具体地，通过该扫描磁铁3控制束流的扫描幅度范围，通过该调整磁铁5在此基础上对束流在该扫描方向上的传输角度分布进行进一步的发散或聚焦处理，最后通过该校正磁铁6将束流在该扫描方向上的传输角度分布校正至符合预设要求，例如校正至平行传输。特别地，在该扫描磁铁3处，除了可以调节束流的扫描幅度外，还可以通过对其线圈电流值的调整，在扫描幅度既定的状态下，使得最终注入在该工件上的注入剂量能够在该扫描方向上均匀分布。接着，束流进入该变速装置7，其能量被加速或减速至预设的最终注入能量，并且被该变速装置7偏转角度

以使得束流在与该扫描方向垂直的方向上沿着如箭头A所示的方向传输。得益于相对较小的角度

能够使得束流在该变速装置7中的偏转角度

也相对较小(小于图2中的

)，这便极大地降低了对该变速装置7中采用的电极电源和电极设计的要求，从而降低了该离子注入系统的整体设计难度以及制造调试成本，并提高了该离子注入系统的运行可靠性；同时，这一相对较小的角度

还不会影响到该变速装置7对中性粒子的过滤效果，因为此运行状态下的离子束能量较高，采用较小的偏转角度便可以充分地滤除束流中的中性粒子，获得能量单色性较好的注入束流。当束流到达注入工位处时，根据束流在该扫描方向上的预设注入宽度，由该工件扫描装置带动该工件8在束流中进行相应的一维或二维扫描运动以完成注入。

实施例2

当本发明的该离子注入系统用于执行低能离子注入时，采用图2所示的该束流传输路径将离子束传输至注入工位处，以最终完成对工件的离子注入制程。

该实施例中的系统与实施例1中的系统的唯一区别仅在于：此时，该质量分析磁铁4对束流执行一个相对较大的偏转角度

(大于图1中的

)，即将束流偏转至越过该变速装置7的入口，相应地，当束流到达该校正磁铁6时，再由该校正磁铁6将束流偏转回对准该变速装置7的入口的方向。同时具有校正和偏转作用的该校正磁铁6可以利用各种现有结构的磁铁装置实现，但较佳地采用上文中所述的一对杆状四极磁铁，先对该对杆状四极磁铁的电流值之和进行调节，以使得束流在该扫描方向上的张角被调节至符合预设注入张角的要求，然后在保持该电流值之和不变的情况下，再对该两个电流值之差进行调节，直至将束流的传输方向对准该变速装置7的入口。在这样的系统运行状态下，为了使得束流仍然可以沿着箭头A所示的方向注入工件，该变速装置7则必须对束流执行一次角度相对较大的偏转，如图2中的角度

(大于图1中的

)所示，这样一来，虽然该束流的最终能量较低，但由于束流在该变速装置7中进行了角度相对较大的偏转，便同样可以实现对束流中的中性粒子的充分过滤，从而获得单色性较好的注入束流。

参考图1和图2，在本发明的该离子注入系统的不同应用中，虽然离子束进入该变速装置7时的角度不同，但是最终在注入工位处获得的注入路径却是一致的，这提高了该离子注入系统在各种应用之间切换的便捷性，提高了生产效率。另外，特别较佳的是，可以通过对该扫描磁铁3、该调整磁铁5和该校正磁铁6的适当的参数设置，使得当束流到达注入工位时，其在该扫描方向上的宽度大于或等于该工件8在该扫描方向上的尺寸，由此，该工件扫描装置只需带动该工件8在与该扫描方向垂直的方向上进行一维扫描运动便可以完成对工件的注入制程，例如，在图1和图2所示的情况下，该扫描方向均为垂直纸面方向，而该工件8的扫描运动方向则如箭头B所示，这种工件的一维扫描模式在晶圆直径大于或等于300mm的注入制程中是尤其有利的，因为通过扫描维度的减少，可以极大地减少注入所消耗的时间，提高离子注入系统的生产效率。

无论是在何种能量的注入应用中，为了实现对该离子注入系统中的各个组件的精确调整，还可以在该工件8处设置一束流诊断装置，其可以实时地对注入工位处的离子束的流强分布和角度分布进行测量，并将测量结果反馈至一用于控制该离子注入系统的控制单元，例如一电脑，然后该电脑将会根据该些测量数据与预设的理想制程要求之间的差距，进一步地对该离子注入系统中的各个束流光学元件的参数设置进行调节，之后，再次通过该束流诊断装置对束流状态进行测量并反馈测量结果，然后再次对各个元件的参数设置进行调节，如此反复循环，直至注入工位处的束流状态完全符合制程要求为止，之后便可以正式开始执行上述的离子注入制程了。

综上所述，本发明采用了扫描磁铁与调整磁铁的结合来代替现有系统中单独作用的扫描磁铁，从而能够减小扫描磁铁真空腔的设计尺寸，并且降低由扫描磁铁的磁滞现象、线圈的电感以及真空腔涡流发热现象等因素而导致的一系列设计困难，还能够利用调整磁铁对束流的进一步发散或聚焦来实现与原先单独使用扫描磁铁时相同的束流角度分布，以保证注入质量。而且该调整磁铁的设计，还可以使该离子注入系统的整体设计更加简单，安装调试也更加便捷。更进一步地，通过对扫描磁铁、调整磁铁和校正磁铁的电流参数的合适的设定，还能够较好地实现对束流的流强分布和角度分布的控制，增大束流在工件上流强，在较大的离子能量范围内提高该离子注入系统的效率；特别是针对较大尺寸的晶圆工件，该离子注入系统还可以在注入工位处使束流在扫描方向上的宽度大于或等于工件在扫描方向上的尺寸，从而使得通过对工件的一维扫描便可以高效地完成离子注入制程，这极大地提高了束流的利用效率以及生产效率，并且也有利于优化离子注入的剂量均匀性和角度均匀性。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (24)

1.一种离子注入系统，其包括一离子源和一引出装置，该引出装置用于从该离子源引出一离子束，在离子束流的传输路径上依次设有：

一扫描磁铁，用于在一扫描方向上扫描束流；

一质量分析磁铁，用于在与该扫描方向垂直的方向上偏转束流，以从束流中滤除超出一预设荷质比范围的离子；

一校正磁铁，用于在该扫描方向上将束流张角校正至一预设注入张角；

一变速装置，用于将束流加速或减速至一预设注入能量，并在与该扫描方向垂直的方向上使束流进行一次偏转，以将束流偏转至一预设注入方向；

一工件扫描装置，用于扫描一工件，使该工件穿过束流以完成注入；

其特征在于，该系统还包括一设于该质量分析磁铁与该校正磁铁之间的束流传输路径上的采用直流供电的调整磁铁，用于在该扫描方向上发散或聚焦束流。

2.如权利要求1所述的离子注入系统，其特征在于，当该系统用于执行高能离子注入时，该质量分析磁铁用于在与该扫描方向垂直的方向上将束流偏转至对准该变速装置的入口。

3.如权利要求2所述的离子注入系统，其特征在于，该校正磁铁为一对分别位于束流传输路径两侧的、且铁芯方向与该扫描方向平行的杆状四极磁铁，该两个杆状四极磁铁的电流值之和被设置为：使得束流在该扫描方向上的张角被校正至该预设注入张角。

4.如权利要求1所述的离子注入系统，其特征在于，当该系统用于执行低能离子注入时，该质量分析磁铁用于在与该扫描方向垂直的方向上将束流偏转至越过该变速装置的入口，该校正磁铁则还用于在与该扫描方向垂直的方向上将束流偏转至对准该变速装置的入口。

5.如权利要求4所述的离子注入系统，其特征在于，该校正磁铁为一对分别位于束流传输路径两侧的、且铁芯方向与该扫描方向平行的杆状四极磁铁，该两个杆状四极磁铁的电流值之和被设置为：使得束流在该扫描方向上的张角被校正至该预设注入张角，而该两个杆状四极磁铁的电流值之差则被设置为：使得束流在与该扫描方向垂直的方向上被偏转至该变速装置的入口。

6.如权利要求1-5中任意一项所述的离子注入系统，其特征在于，该扫描磁铁、该调整磁铁和该校正磁铁被设置为：使得束流在到达该工件时，在该扫描方向上的束流宽度至少等于该工件在该扫描方向上的尺寸，该工件扫描装置则用于在与该扫描方向垂直的方向上一维地扫描该工件。

7.如权利要求1-5中任意一项所述的离子注入系统，其特征在于，该扫描磁铁用于在该扫描方向上并在-10°～10°的范围内扫描束流。

8.如权利要求1-5中任意一项所述的离子注入系统，其特征在于，该工件扫描装置用于在与该扫描方向垂直的方向上相对快速地扫描该工件，并在与该扫描方向平行的方向上相对慢速地扫描该工件。

9.如权利要求1-5中任意一项所述的离子注入系统，其特征在于，该扫描磁铁的电流值被设置为：使得该工件上的注入剂量在该扫描方向上均匀分布。

10.如权利要求1-5中任意一项所述的离子注入系统，其特征在于，该质量分析磁铁用于将束流偏转45°～120°。

11.如权利要求1-5中任意一项所述的离子注入系统，其特征在于，该校正磁铁用于在该扫描方向上将束流校正为平行传输。

12.如权利要求1-5中任意一项所述的离子注入系统，其特征在于，该系统还包括一设于该工件处的束流诊断装置，用于测量束流的流强分布和角度分布，并将测量结果反馈至一用于对该离子注入系统进行控制的控制单元。

13.一种利用权利要求1的离子注入系统实现的离子注入方法，其包括以下步骤：

S₁、利用该引出装置从该离子源引出该离子束；

S₂、利用该扫描磁铁在该扫描方向上扫描束流；

S₃、利用该质量分析磁铁在与该扫描方向垂直的方向上偏转束流，以从束流中滤除超出该预设荷质比范围的离子；

S₄、利用该校正磁铁在该扫描方向上将束流张角校正至该预设注入张角；

S₅、利用该变速装置将束流加速或减速至该预设注入能量，并在与该扫描方向垂直的方向上使束流进行一次偏转，以将束流偏转至该预设注入方向；

S₆、利用该工件扫描装置扫描该工件，使该工件穿过束流以完成注入；

其特征在于，在步骤S₃与步骤S₄之间，利用该调整磁铁在该扫描方向上发散或聚焦束流。

14.如权利要求13所述的离子注入方法，其特征在于，当该系统用于执行高能离子注入时，利用该质量分析磁铁在与该扫描方向垂直的方向上将束流偏转至对准该变速装置的入口。

15.如权利要求14所述的离子注入方法，其特征在于，该校正磁铁为一对分别位于束流传输路径两侧的、且铁芯方向与该扫描方向平行的杆状四极磁铁，将该两个杆状四极磁铁的电流值之和调节为：使得束流在该扫描方向上的张角被校正至该预设注入张角。

16.如权利要求13所述的离子注入方法，其特征在于，当该系统用于执行低能离子注入时，利用该质量分析磁铁在与该扫描方向垂直的方向上将束流偏转至越过该变速装置的入口，并利用该校正磁铁在与该扫描方向垂直的方向上将束流偏转至对准该变速装置的入口。

17.如权利要求16所述的离子注入方法，其特征在于，该校正磁铁为一对分别位于束流传输路径两侧的、且铁芯方向与该扫描方向平行的杆状四极磁铁，将该两个杆状四极磁铁的电流值之和调节为：使得束流在该扫描方向上的张角被校正至该预设注入张角，并在保持该两个电流值之和不变的情况下，将该两个杆状四极磁铁的电流值之差调节为：使得束流在与该扫描方向垂直的方向上被偏转至该变速装置的入口。

18.如权利要求13-17中任意一项所述的离子注入方法，其特征在于，将该扫描磁铁、该调整磁铁和该校正磁铁调节为：使得束流在到达该工件时，在该扫描方向上的束流宽度至少等于该工件在该扫描方向上的尺寸，并利用该工件扫描装置在与该扫描方向垂直的方向上一维地扫描该工件。

19.如权利要求13-17中任意一项所述的离子注入方法，其特征在于，利用该扫描磁铁在该扫描方向上并在-10°～10°的范围内扫描束流。

20.如权利要求13-17中任意一项所述的离子注入方法，其特征在于，利用该工件扫描装置在与该扫描方向垂直的方向上相对快速地扫描该工件，并在与该扫描方向平行的方向上相对慢速地扫描该工件。

21.如权利要求13-17中任意一项所述的离子注入方法，其特征在于，将该扫描磁铁的电流值调节为：使得该工件上的注入剂量在该扫描方向上均匀分布。

22.如权利要求13-17中任意一项所述的离子注入方法，其特征在于，利用该质量分析磁铁将束流偏转45°～120°。

23.如权利要求13-17中任意一项所述的离子注入方法，其特征在于，利用该校正磁铁在该扫描方向上将束流校正为平行传输。

24.如权利要求13-17中任意一项所述的离子注入方法，其特征在于，该系统还包括一设于该工件处的束流诊断装置，利用该束流诊断装置测量束流的流强分布和角度分布，并将测量结果反馈至一用于对该离子注入系统进行控制的控制单元。

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