CN103250228B - 使用于离子布植系统中的等离子体流体枪及其提供方法 - Google Patents

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Abstract

一种使用于离子布植系统中的等离子体流体枪及其提供方法。等离子体流体枪可包括具有一或多个孔的等离子体腔室(118)、能供应至少一种气体物质至等离子体腔室的气体源、设置于等离子体腔室里的单匝线圈(120)、及用来感应耦合射频电功率以激发等离子体腔室中至少一种气体物质以产生等离子体而耦合至线圈的电源。等离子体腔室的内表面可以是不含金属的材料，且等离子体不可暴露于等离子体腔室里任何含金属的组件。等离子体腔室可包括多个用来控制等离子体的磁铁(126)。出口孔(124)可提供于等离子体腔室中以使得产出等离子体的负电荷粒子能参与离子束，其中离子束为相关离子布植系统的部份。在实施例中，磁铁可被设置在孔的相对侧上，且被用于操纵等离子体的电子。

Description

使用于离子布植系统中的等离子体流体枪及其提供方法
技术领域
本发明实施例涉及半导体结构的离子布植领域。尤其涉及具有浸润式RF线圈及偏离式多尖端孔的等离子体流体枪(plasmafloodgun，PFD)，其用来产生且导引低能量等离子体接触离子束。
背景技术
离子布植是一种用于将杂质离子掺杂至基材(诸如半导体晶圆)中的程序。一般而言，离子束自离子源腔室被导向基材。多种进料气体被供应至离子源腔室，以得到用于形成具有特定掺质特性离子束的等离子体。举例来说，于离子源中由进料气体磷化氢(PH3)、三氟化硼(BF3)或砷化氢(AsH3)生成多种原子离子与分子离子，且接着加速及以质量选择原子离子与分子离子。所产生的离子在基材中的布植深度是以离子植入能量及离子质量为根据。可按不同剂量及不同能阶将一种或多种离子物种(ionspecies)植入至目标晶圆或基材中以得到所需特性的装置。在基材中精确的掺杂轮廓(dopingprofile)对于适当的装置操作是重要的。
在布植程序期间，正电荷离子在目标基材上的轰击(bombardment)可在晶圆表面的绝缘部分上累积正电荷且在其上产生正电位。高能离子亦可有助于经由自晶圆的二次电子发射进行进一步晶圆充电(wafercharging)。所得正电位可在一些微型结构中引起较强电场且可引起永久破坏。等离子体流体枪(PFG)可以用来缓解此电荷累积。特别是，PFG通常可在进来的离子束撞击晶圆或目标基材之前，才位在与进来的离子束接近的平板(platen)附近。PFG通常包括等离子体腔室，其中经由惰性气体(诸如氩(Ar)、氙(Xe)、氪(Kr))的原子的离子化而产生等离子体。将来自等离子体的低能电子引入离子束中并吸引至目标晶圆以中和过度正电荷的晶圆。
现有的PFG具有许多缺点。显著缺点为金属污染。特别是，某些传统的PFG使用热钨丝来产生等离子体。于操作期间，钨丝会逐渐消耗，且钨原子可能污染离子布植系统以及处理中的晶圆。另一常见的金属污染源为PFG等离子体腔室本身。等离子体腔室的内表面通常含有一种或多种金属或金属化合物。内表面的持续曝露于等离子体放电可能会将金属原子释放至离子布植系统中。置放在等离子体腔室内的金属电极或其他金属组件可能导致类似污染。
虽然可藉由以完全无介电材料来建构等离子体腔室而缓解污染问题，但因为非导电性内表面会增加等离子体电位且进而影响所发射的电子的能量，所以此解决方法为较不适当的。对于离子布植系统中的电荷中和，相对低的电子能量通常为较佳的。低能量电子可以轻易地被陷于(trap)离子束的正电位中，且接着在束线里朝向正电荷晶圆行进。相较而言，较高能量电子可以脱离束线且不会到达晶圆。若较高能量电子到达晶圆，其会于晶圆表面上形成净负电荷。此可在晶圆表面上累积过量负电荷，其中可累积于晶圆表面上的此负静电荷的程度与电子到达晶圆的能量有关。
在设计PFG的另一挑战为使PFG足够紧密以配装于为现有PFG所保留的预定空间中，而不需要对现有的离子布植系统进行实质性修饰。对完善的离子植入系统进行修改以刚好容纳新的PFG在经济上通常为不可行的。因此，升级PFG以用于其他可操作的离子植入器需要一种对目前系统能简易改进的PFG设计。所以，有提供能克服上述不足之处及缺点的PFG的需求。
发明内容
本发明的例示性实施例是一种具有浸润式RF线圈及偏离式多尖端孔的等离子体流体枪，其用来产生且导引低能量电子接触离子束。在一例示性实施例中，使用于离子植入系统中的等离子体流体枪包括具有出口孔的等离子体腔室、气体源、单匝射频(radiofrequency，RF)线圈以及电源。气体源能够供应气体物质至等离子体腔室。单匝RF线圈设置在等离子体腔室中，电源耦接于RF线圈以经由RF线圈将RF电功率(radiofrequencyelectricalpower)感应耦合至等离子体腔室中，以激发气体物质产生等离子体。等离子体腔室的出口孔具有足以允许等离子体的带电粒子流穿过其的宽度。
在提供离子布植系统中的等离子体流体枪的例示性方法中，提供具有出口孔的等离子体腔室，其中等离子体腔室的整个内表面无金属或无金属化合物。供应至少一种气体物质至等离子体腔室，以及藉由经由设置于等离子体腔室中的单匝线圈将RF功率耦合至等离子体腔室中，如此激发至少一种气体物质以生成具有带电粒子的等离子体。至少一部分的带电粒子从等离子体经由一个或多个孔离开等离子体腔室。
附图说明
图1描述依照本揭示案实施例的结合所揭示的等离子体流体枪的一种离子布植系统。
图2是依照本揭示案实施例所揭示的一种等离子体流体枪的透视图。
图3A是依照本揭示案实施例的图2中沿3-3线截取的所揭示的等离子体流体枪的剖面图。
图3B表示一种作为所揭露PFG的一部分的例示性线圈。
图3C表示在一实施例中沿着图3B中B-B线截取的线圈的剖面图。
图4是依照本揭示案实施例的图2中沿4-4线截取的所揭示的等离子体流体枪的剖面图。
图5是图4所揭示的等离子体流体枪的详图，其显示依照本揭示案实施例的一种磁铁例示性布置。
图6A～6C是图4所揭示的等离子体流体枪的详图，其显示依照本揭示案实施例的一种磁铁交替布置。
图7是依照本揭示案实施例显示的一种提供及使用所揭示的等离子体流体枪的方法的流程图。
具体实施方式
离子布植机广泛地使用在半导体生产中以选择性地改变材料的导电度。在典型离子布植机中，藉由一系列束线组件导引自离子源产生的离子，其中束线组件可包括一个或多个分析磁铁及多数个电极。束线组件选择所需离子物种、过滤污染物种与具有非所需能量的离子，以及于目标晶圆处调整离子束品质。具适当形状的电极可修饰离子束的能量及形态。
例示性高电流离子布植机工具100大体上如图1所示，且包括离子源腔室102及导引离子束至晶圆或基材的一系列束线组件。这些组件被安置在真空环境中，且经组态以提供具高或低能量布值(energyimplantation)的离子剂量能阶，其中高或低能量布植是根据所需的布值轮廓而定。特别是，布植机100包括离子源腔室102以产生所需物种离子。腔室具有组合的热阴极(hotcathode)，此热阴极藉由电源供应器101供能以离子化被引入离子源腔室102的进料气体，以形成带电离子及电子(等离子体)。热阴极可例如是被加热的灯丝或间热式阴极。
不同进料气体被供应至源腔室以产生具有特定掺质特性的离子。可藉由三标准萃取电极组态(standardthree(3)extractionelectrodesconfiguration)自源腔室102萃取离子，其中三标准萃取电极组态用于产生所需的电场以聚焦萃取自源腔室102的离子束95。束95通过具有磁铁的质量分析器(massanalyzer)腔室106，其中质量分析器的磁铁作用于只使具有所需荷-质比(charge-to-massratio)的离子通过解析孔(resolvingaperture)。特别是，磁铁分析器可包括曲式路径(curvedpath)，在路径中束95暴露于施加的磁场，其中施加的磁场使具有非所需荷-质比的离子偏折而远离束路径。减速台(decelerationstage)108(也可以是减速透镜)可包括多数个(例如：3个)含定义孔(definedaperture)的电极，且经组态以输出离子束95。磁铁分析器110被定位在减速台108下游处，且经组态以将离子束95偏折成具有平行轨迹的带状束。经由磁场线圈，可使用磁场来调整离子的偏折。
离子束95被导向工件，其中工件连接于(attachedto)支撑件或台板114。也可利用附加(additional)减速台112，其中附加减速台112设置于校正器磁铁腔室(collimatormagnetchamber)110与支撑件114之间。减速台112(也可以是减速透镜)被定位于接近台板114上的目标基材，且可包括用于以所需能阶将离子植入目标基材的多数个(例如：3个)电极。因为当离子在基材中与电子及中子碰撞时离子会损失能量，故离子会根据加速能量而在基材的所需深度处停止移动。离子束可藉由束扫描、使用台板114移动基材或束扫描与基材移动的结合而分布遍及目标基材。等离子体流体枪(PFG)116可在束撞击基材之前才定位于台板114的正上游(immediatelyupstream)，以施加等离子体至离子束。
参照图2至图4，所示的例示性PFG116通常包括实质上不具有金属的内表面的等离子体腔室118。射频(RF)线圈120可被设置于等离子体腔室118里，用以直接激发封闭于腔室中的气体，从而产生以及维持所需等离子体。因RF线圈为金属，故线圈封闭于保护罩122里，所述保护罩122使线圈120免暴露于腔室中的等离子体，因此预防线圈的劣化(deterioration)及限制来自金属离子的等离子体污染。等离子体腔室118在一侧上可具有细长孔124，等离子体可经由孔124流出腔室且与离子束95的离子接合(engagement)。一系列永久磁铁126设置于等离子体腔室118周围以包含及控制生成于其中的等离子体。特别是，永久磁铁定位于等离子体腔室118的壁的外侧，且永久磁铁的各磁场延伸穿过腔室壁。如以下更详细地描述，当等离子体经由孔124离开腔室时，可以藉由控制这些磁铁的特性以得到具所需特性的等离子体。PFG116也包括适当的控制系统128，用来控制施加于RF线圈的功率的操作。
等离子体腔室118的内部部分(诸如侧壁130)可以非金属导电材料制作(诸如石墨或是碳化硅(SiC))。另外，内表面的内部部分可具有非金属导体材料(例如:石墨或碳化硅(SiC))涂层。涂层可被涂布(applied)于金属或非金属表面。另外，等离子体腔室118的内部表面可包括裸铝(exposedaluminum(Al))或含铝材料(例如氧化铝或Al2O3)。另外，内部表面的一部份可以非金属导电材料涂布，但另一部分可包括裸铝。
可以水或其他冷却剂冷却线圈120及/或侧壁130。例如，线圈120及侧壁130可为中空以允许冷却剂在其中循环。馈通(feed-through)气体管路(未显示)可提供于等离子体腔室118的侧壁中，其中一种或多种气体物质可经由馈通气体管路而供应至等离子体腔室。气体物质可包括惰性气体(诸如氩(Ar)、氙(Xe)、氪(Kr))。气体压力通常维持在1毫托至50毫托的范围中。
如可见，线圈120可具有细长形状，其形状大体上延伸通过等离子体腔室118的中央。线圈120的一端可连接至RF电源供应器，其中RF电源供应器提供作为控制系统128的一部份且可于等离子体腔室118中感应耦合RF电功率。RF电功率可在典型频率下操作，其中典型频率为分配于(allocatedto)工业、科学及医疗(ISM)设备的频率，诸如2兆赫、13.56兆赫及27.12兆赫。
如所示，线圈120包括单匝且藉由石英管(quartztubes)122与周围的等离子体绝缘。线圈120可完全地封闭于等离子体腔室118里，或线圈120可具有连接至或延伸经过等离子体腔室壁的部分。图2及图3A表示一种布置，其中在控制系统128对面的线圈端延伸经过等离子体腔室壁。此布置为线圈120提供了加强的结构支撑以及允许线圈弯曲，而不会有与维护石英围绕物(quartzsurround)相关的问题。
于单匝组态中提供线圈120能使系统于低电感及低阻抗下操作，此允许以较低驱动电压驱动较高电流通过线圈。接着，较低驱动电压减少等离子体电子的电容性加热(capacitiveheating)，所以生成低电子温度的等离子体。在给定的输入功率下，较高的线圈电流也提供更多的感应耦合及更高的等离子体密度。例如，可使用单匝线圈120的组态施行线圈电压小于1000伏特峰值的小于2微亨的电感及小于3电子伏特(eV)的等离子体电子温度。此外，所揭示的浸润式线圈设计提供更有效的感应耦合，因其将所有方向的能量耦合至等离子体，与先前线圈只设置在等离子体腔室一侧上的设计相反。所揭示设计的功效允许沿着带状束95的长度的延伸输出(extendedoutput)，与先前设计比较，提供了更多均等电荷中和，所以加强整体束及晶圆的均匀度。
图3B表示一种作为所揭示PFG116的一部分的例示性线圈120。如所提到，线圈120可为具单匝的细长形状，其中单匝的弯曲半径R可以在1/2～2寸的范围中。线圈120的整体长度可在8～24寸范围中。图3C表示在一实施例中沿着B-B线截取的线圈120的剖面图，其中线圈为中空。线圈120可具有在1/4～1/2寸范围中的外径“OD”，及具有在1/16～3/8寸范围中的内径“ID”。线圈120可制作自铝或铜，且保护罩122可以由石英、陶瓷、或者是类似的材料制作。
经线圈120耦合至等离子体腔室118中的RF电功率可激发其中的惰性气体以产生等离子体。等离子体腔室118内的等离子体的形状与定位可至少部分地被线圈120的形状与定位影响。依据一些实施例，线圈120可实质上延伸于等离子体腔室118的全部长度。由于无金属的内表面，等离子体腔室118可持续地暴露于等离子体中而不会引入任何金属污染。
在离子布植系统中，PFG116通常位于离子束95附近(图1)，且此位置为离子束95抵达设置在台板114上的目标基材的位置前方。出口孔124被设置在等离子体腔室118的侧壁中，以允许产生的等离子体流进而接触离子束95。所显示的实施例中，所示为单个出口孔124。然而可以理解的是，可以提供以阵列排列的多个较小的分离的出口孔(discreteexitaperture)，其中出口孔遍及离子束95的宽度延伸。对于带状离子束而言，出口孔124实质上可覆盖带宽。对于扫描的离子束而言，出口孔124可覆盖扫描宽度。依据本揭示案的一实施例，出口孔124可覆盖4～18寸的宽度。如所属领域的技术人员可理解，各种宽度皆为可达成的。
为允许来自等离子体的带电粒子(也就是电子与离子)通过出口孔124，出口孔124的宽度“W”通常大于等离子体的鞘宽(sheathwidth)两倍以上。依据一实施例，对于等离子体而言，与正好通过等离子体腔室118外侧的离子束形成等离子体桥可能是合乎需要的。因此，出口孔124的宽度“W”大于鞘宽两倍以上可能是合乎需要的，以致于孔够宽以容纳等离子体桥。依据本揭示案的实施例，PFG116的简易设计使其适于配装于为较旧型PFG所保留的预定空间里。因此，可不需为了升级而改变既有的PFG外壳。
虽然已描述PFG116为具有直接朝下面向于(也就是垂直于)(facingdirectlydownon)离子束95的出口孔124，但其他方向也是合乎需要的。所以，在一实施例中，PFG116或出口孔124可为倾斜，以致于等离子体桥能以一角度与离子束95结合。例如，可采用PFG116使得离开出口孔124的电子(或等离子体桥)会被导引至晶圆的整体方向(generaldirection)，且以45度角与离子束95结合。其他角度也是合乎需要的。
如之前所提到，等离子体腔室118可包括经布置的一系列磁铁(永久磁铁或电磁铁)126，以包含及控制生成于腔室中的等离子体。也可布置这些磁铁126的特性，以在等离子体经由孔124离开腔室118时控制等离子体的特性。依据本揭示案的其他实施例，磁铁126的可变组态可提供于邻接出口孔124处，以在等离子体腔室中达到有效的等离子体局限(plasmaconfinement)，且控制离开腔室的等离子体性质。
图4表示PFG116的剖面图，其中磁铁126(例如：永久磁铁或电磁线圈)被置放在腔室118的周围附近。在一实施例中，磁铁126与腔室的长度平行对齐，且相邻磁铁的磁极以南北极交替。此布置用于局限等离子体腔室里的等离子体。如此一来，磁铁126的磁力沿着腔室壁的内表面会有相当可观的磁场(例如：至少50高斯)。
图5显示一种在等离子体腔室118的出口孔124处的非平衡式尖端场的使用。大体上，在等离子体腔室附近的多尖端磁铁的布置可以藉由将等离子体局限成远离等离子体腔室壁而加强等离子体密度。多尖端磁铁也可藉由增加非弹性的电子/中子碰撞(collision)的速率而有助于降低电子温度。将整体等离子体(bulkplasma)局限成远离等离子体腔室壁以及朝向出口孔方向集中等离子体是合乎需要的。所以，如所示，磁铁以前述的交替N-S组态的方式排列在大部分的腔室周围，以制造相斥偶极磁场(也就是将等离子体驱离腔室表面)。然而，出口孔124被配置在N-N磁极之间的布置以制造尖端场，所述尖端场将等离子体导向出口孔124。
为了保有调校离开孔的电子的能量的能力，提供一种略偏离式尖端场(slightlyoffsetcuspfield)，其中磁铁N’的磁力比磁铁N弱。在此方式中也有偶极组件(定向为与离开孔的电子的方向垂直)，偶极组件被迭加于出口孔124区域处的尖端组件上(定向为与离开的电子的方向平行)。因最低能量电子可碰撞地漫射遍及磁场，对于较高能量电子而言，偶极组件扮演着能量过滤器的角色，但较高能量电子被弯曲成具有远离出口轨迹的特定拉莫尔(Larmor)半径。也可能藉由使用同极性与同磁力的磁铁在出口孔124处生成非平衡式尖端场，且将磁铁置放于离出口孔不同距离处。
也可进一步使用遍及于出口孔的较弱N-S偶极，以允许一些等离子体集中于出口孔附近，且同时提供偶极过滤。遍及于出口孔的较弱N-S偶极磁场的强度应为用于将等离子体局限成远离壁的偶极磁场的一小部份。此允许足够量的等离子体抵达出口孔。
图6A表示邻近出口孔124区域的一种具有对称式尖端场(也就是使用具有等磁力的磁铁N-N)的布置。不论电子的能量，此布置导引所有电子通过出口孔。另外，图6B显示一实施例，其中在出口孔124处的非平衡式尖端场是藉由使用同磁极与同磁力的磁铁形成，但出口孔124位在磁铁之间的偏离中央处(off-center)。此垂直线标示出垂直定向尖端场(verticallyorientedcuspfield)为最大值且水平导向偶极磁场(horizontallydirecteddipolefield)为最小值的位置。
如可理解，磁铁126可以灵活地布置且重新布置以于等离子体腔室118内生成所需的磁场，以将等离子体局限于等离子体腔室118内。藉由改变磁场的磁力及形状，可调整等离子体的均匀度及密度。因此，可减少电子流失至等离子体腔室侧壁。恰当的等离子体局限也可减少等离子体电位以及鞘宽，从而加强电子输出。图6C显示一实施例，其中成对磁铁与出口孔124对齐且设置在出口孔124的相对侧上。成对磁铁各自具有不同磁极组态，且出口孔124位于磁铁之间的偏离中央处。偶极磁场藉由线来表示，所述线位于出口孔124的相对侧上的磁铁之间。
图7显示一种依照本揭示案实施例的用于提供及操作PFG116的例示性方法的流程图。于步骤702中，可提供具有单匝RF线圈120设置于其中的等离子体腔室118。等离子体腔室的内侧壁可以石墨或其他非金属导电材料涂布以预防污染。RF线圈120可包裹在保护性材料中以避免线圈暴露于等离子体。于步骤704中，氩(Ar)、氙(Xe)、氪(Kr)气体可以10-20mTorr的低压供应至等离子体腔室。以PFG用途来看，由于氙在惰性气体中具有相对低的离子化电位且其具有较重质量，因此氙可为较佳气体。于步骤706中，可经由浸润式线圈120将RF功率耦合至等离子体腔室118中。
于步骤708中，可调校RF功率以点燃(ignite)及维持氙等离子体。为了分解气体原子，以相对高的气体压力及/或高RF功率设定来启动是合乎需要的。一旦等离子体被点燃，等离子体可以较低气体压力及/或RF功率设定来维持。于步骤710中，藉由置放在等离子体腔室118附近的离散位置处的磁铁(永久磁铁或电磁铁)，可磁性地局限等离子体且磁性地过滤等离子体中的电子。磁铁可排列成多磁极组态，以改善等离子体密度与均匀度，且因此加强电子的产生。磁铁可排列于磁极N-N布置中的出口孔附近，以制造将等离子体导向出口孔124的尖端场。
于步骤712中，自等离子体产生的电子可在束撞击基材前才经由等离子体腔室的出口孔(或多个出口孔)供应至离子束。离子束可以作为漂移等离子体的低能量电子的载体。基材一旦成为略带正电位，电子可被吸引至基材方向以中和正电荷的过量。
此处所述方法可藉由对电脑可读式储存媒体具体实施指令程式而自动化，其中电脑可读式储存媒体可被有执行指令能力的机器读取。一般用途电脑即为此种机器的实例。所属领域者周知的适当储存媒体的非限制例示性清单包括诸如可读式或可写式CD、快闪存储器晶片(例如是随身碟)、各式磁性储存媒体及其类似者等装置。
虽然是以参考某些实施例的方式来揭示本发明，但在不脱离如所附权利要求书中所界定的本发明的范畴和范围的情况下，对所描述的实施例的许多修改、更改和变化是可能的。因此，希望本发明不限于所描述的实施例，而是其具有由以下申请专利范围的语言及其均等物所界定的完整范围。

Claims (18)

1.一种使用于离子布植系统中的等离子体流体枪，所述等离子体流体枪包括：
等离子体腔室，具有出口孔；
气体源，能够供应气体物质至所述等离子体腔室；
单匝射频线圈，设置于所述等离子体腔室中；
电源，耦接于所述单匝射频线圈以经由所述单匝射频线圈将射频电功率感应耦合至所述等离子体腔室中，以激发所述气体物质产生等离子体，其中所述出口孔具有足以允许所述等离子体的带电粒子流穿过其的宽度；以及
成对磁铁，所述成对磁铁与所述出口孔对齐及设置于所述出口孔的相对侧上，所述成对磁铁各具有相同的磁极组态，且所述成对磁铁为不同等磁力，以在所述出口孔处附近提供非平衡式尖端场。
2.根据权利要求1所述的使用于离子布植系统中的等离子体流体枪，其中所述等离子体腔室的部份内表面包括一种或多种选自由石墨及碳化硅构成的族群的材料。
3.根据权利要求1所述的使用于离子布植系统中的等离子体流体枪，其中所述单匝射频线圈具有壳罩以避免所述单匝射频线圈暴露于所述等离子体中。
4.根据权利要求3所述的使用于离子布植系统中的等离子体流体枪，其中所述壳罩包括石英材料。
5.根据权利要求1所述的使用于离子布植系统中的等离子体流体枪，其中所述成对磁铁设置于所述等离子体腔室周围。
6.根据权利要求5所述的使用于离子布植系统中的等离子体流体枪，其中所述成对磁铁以交替磁极布置的形式排列，以于所述等离子体腔室里产生一个或多个磁偶极，以将所述等离子体局限于所述等离子体腔室中。
7.根据权利要求1所述的使用于离子布植系统中的等离子体流体枪，其中所述成对磁铁中的第一个具有N极组态，及所述成对磁铁中的第二个具有N极组态。
8.根据权利要求1所述的使用于离子布植系统中的等离子体流体枪，其中所述成对磁铁中的第一个具有S极组态，及所述成对磁铁中的第二个具有S极组态。
9.根据权利要求1所述的使用于离子布植系统中的等离子体流体枪，其中所述单匝射频线圈的一部份位于所述等离子体腔室外侧。
10.一种使用于离子布植系统中的等离子体流体枪，所述等离子体流体枪包括：
等离子体腔室，具有出口孔；
气体源，能够供应气体物质至所述等离子体腔室；
单匝射频线圈，设置于所述等离子体腔室中；
电源，耦接于所述单匝射频线圈以经由所述单匝射频线圈将射频电功率感应耦合至所述等离子体腔室中，以激发所述气体物质产生等离子体，其中所述出口孔具有足以允许所述等离子体的带电粒子流穿过其的宽度；以及
成对磁铁，所述成对磁铁与所述出口孔对齐及设置于所述出口孔的相对侧上，所述成对磁铁各具有相同的磁极组态，且所述成对磁铁为同等磁力且以不同距离定位于所述出口孔附近。
11.一种提供离子布植系统中的等离子体流体枪的方法，所述方法包括：
提供具有出口孔的等离子体腔室，所述等离子体腔室的整个内表面无金属或无金属化合物；
供应至少一种气体物质至所述等离子体腔室；
经由设置于所述等离子体腔室中的单匝线圈将射频功率耦合至所述等离子体腔室中，以激发所述至少一种气体物质，藉此产生等离子体；以及
使至少一部分的带电粒子从所述等离子体经由一个或多个孔离开所述等离子体腔室，其中在所述出口孔的相对侧上提供成对磁铁，所述成对磁铁各具有相同的磁极组态，所述成对磁铁为不同等磁力，以在所述出口孔处附近提供非平衡式尖端场。
12.根据权利要求11所述的提供离子布植系统中的等离子体流体枪的方法，还包括使用所述成对磁铁以维持所述等离子体远离所述等离子体腔室的所述内表面的步骤。
13.根据权利要求11所述的提供离子布植系统中的等离子体流体枪的方法，还包括使用所述成对磁铁以调整等离子体密度及均匀度的步骤。
14.根据权利要求11所述的提供离子布植系统中的等离子体流体枪的方法，其中选择所述成对磁铁的布置、磁性及磁力中至少一者以将高能量电子弯曲成具有远离出口轨迹的拉莫尔半径。
15.根据权利要求11项所述的提供离子布植系统中的等离子体流体枪的方法，其中所述等离子体腔室的部份内表面包括一种或多种选自由石墨及碳化硅构成的族群的材料。
16.根据权利要求11所述的提供离子布植系统中的等离子体流体枪的方法，其中所述单匝线圈具有壳罩以避免所述单匝线圈暴露于所述等离子体中。
17.根据权利要求16所述的提供离子布植系统中的等离子体流体枪的方法，其中所述壳罩包括石英材料。
18.一种提供离子布植系统中的等离子体流体枪的方法，所述方法包括：
提供具有出口孔的等离子体腔室，所述等离子体腔室的整个内表面无金属或无金属化合物；
供应至少一种气体物质至所述等离子体腔室；
经由设置于所述等离子体腔室中的单匝线圈将射频功率耦合至所述等离子体腔室中，以激发所述至少一种气体物质，藉此产生等离子体；以及
使至少一部分的带电粒子从所述等离子体经由一个或多个孔离开所述等离子体腔室，其中在所述出口孔的相对侧上提供成对磁铁，所述成对磁铁各具有相同的磁极组态，所述成对磁铁为同等磁力且以不同距离定位于所述出口孔附近。
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