CN105874557A - 三模式静电准直器 - Google Patents

三模式静电准直器 Download PDF

Info

Publication number
CN105874557A
CN105874557A CN201480071772.2A CN201480071772A CN105874557A CN 105874557 A CN105874557 A CN 105874557A CN 201480071772 A CN201480071772 A CN 201480071772A CN 105874557 A CN105874557 A CN 105874557A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrode
ion beam
voltage
ion
electrostatic lenses
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201480071772.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105874557B (zh
Inventor
法兰克·辛克莱
维克多·M·本夫尼斯特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Varian Semiconductor Equipment Associates Inc
Original Assignee
Varian Semiconductor Equipment Associates Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Varian Semiconductor Equipment Associates Inc filed Critical Varian Semiconductor Equipment Associates Inc
Publication of CN105874557A publication Critical patent/CN105874557A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105874557B publication Critical patent/CN105874557B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
    • H01J37/147—Arrangements for directing or deflecting the discharge along a desired path
    • H01J37/1471—Arrangements for directing or deflecting the discharge along a desired path for centering, aligning or positioning of ray or beam
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
    • H01J37/3171—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation for ion implantation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/04—Means for controlling the discharge
    • H01J2237/047—Changing particle velocity
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/248—Components associated with the control of the tube
    • H01J2237/2485—Electric or electronic means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/30—Electron or ion beam tubes for processing objects
    • H01J2237/304—Controlling tubes
    • H01J2237/30472—Controlling the beam

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electron Tubes For Measurement (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)

Abstract

一种系统包含：第一电极，用于接收离子束；第二电极，用于接收穿过第一电极之后的离子束，其中第一电极与第二电极中的其中之一的凸面和其中另一的凹面界定上游间隙；第三电极，用于接收穿过第二电极之后的离子束，其中第二电极与第三电极中的其中之一的凸面和其中另一的凹面界定下游间隙，第二电极具有两个凹面或两个凸面；以及电压供应系统，用于独立地将电压信号供应到第一电极、第二电极和第三电极，其中电压信号随着离子束穿过第一电极、第二电极和第三电极而将离子束加速和减速。

Description

三模式静电准直器
技术领域
本发明是有关于一种离子注入装置，且特别是有关于一种离子注入器中的离子束的准直控制。
背景技术
目前的离子注入器通常用于辐射大尺寸的平坦基板。为了促进大面积辐射，可执行离子束准直以在离子束冲击基板之前将发散离子束准直。准直器用于带状射束离子注入器与点状射束离子注入器两者中，其中，带状射束离子注入器将不随时间变化的宽的带状射束引导到基板，而在点状射束离子注入器中，点状射束或笔形射束来回扫描以产生带状横截面。
通常还便利地将离子束通过射束线的大部分以其从离子源提取的原始能量或比从离子源提取的能量高的能量来传播，以改进离子束传输效率。这可尤其适用于低于100千电子伏特(keV)的离子能量的状况，而100千电子伏特这一能量范围日益增多地用于对使用较浅注入深度的先进微电子装置执行离子注入。因此，可在下游朝向离子注入器的射束线的基板端执行离子束的准直与任何减速或加速两者。
在静电准直器中，静电透镜含有形状经布置以将发散离子束准直的弯曲电极。原则上，静电透镜可配置为准直器且配置为加速与减速透镜。明确地说，对于已知的静电透镜系统，可在应用到离子束的加速或减速相对大的条件下较恰当地实现准直。然而，当仅需要适度的能量改变时，建构这种静电透镜变得困难。这是因为这些静电透镜系统将需要透镜电极的过量弯曲以适当地操作从而将离子束准直，而这可使得这实施方案不适用。相对于这些和其它考虑因素来说，需要本发明的改进。
发明内容
在一个实施例中，一种静电透镜系统包含：第一电极，具有第一开口以接收离子束；第二电极，具有第二开口以接收穿过所述第一电极的所述第一开口之后的所述离子束，其中所述第一电极与所述第二电极在两者之间形成由所述第一电极及所述第二电极中的一者上的凸面和所述第一电极及所述第二电极中的另一者上的凹面界定的上游间隙；第三电极，具有第三开口以接收穿过所述第二电极的所述第二开口之后的所述离子束，其中所述第二电极与所述第三电极在两者之间形成由所述第二电极及所述第三电极中的一者上的凸面和所述第二电极及所述第三电极中的另一者上的凹面界定的下游间隙，且其中所述第二电极具有两个凹面或两个凸面；以及电压供应系统，用于独立地将电压供应到所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极中的每一者，且经配置以产生电压信号，从而在所述离子束穿过所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极时将所述离子束加速和减速。
在另一实施例中，一种处理发散离子束的方法，包括：在第一电极与第二电极之间将所述发散离子束加速且部分地准直以产生经加速且部分地准直的离子束；以及在所述第二电极与第三电极之间将所述经加速且部分地准直的离子束减速以产生经完全地准直的离子束。
附图说明
图1示出根据本发明的各种实施例的离子注入器的框图。
图2示出根据本发明的各种实施例的离子注入器的框图。
图3A示出根据各种实施例的静电透镜系统的俯视图。
图3B示出图3A的系统的静电透镜的等距视图。
图4A示出图3A的系统的使用的一个情形。
图4B示出图3A的系统的使用的另一情形。
图4C示出图3A的系统的使用的再一情形。
图5示出根据其它实施例的另一静电透镜系统的俯视图。
具体实施方式
本文中所描述的实施例提供用于控制离子注入系统中的离子束的装置和方法。离子注入系统的实例包含射束线离子注入系统。由本发明的实施例涵盖的离子注入系统包含产生具有光点的整体形状的横截面的“点状离子束”和具有细长的横截面的带状离子束的离子注入系统。在本发明的实施例中，提供一种新颖的静电透镜系统，以调整穿过其中的离子束的射束性质。明确地说，新颖的静电透镜系统可充当静电准直器和用于离子束的减速或加速的静电透镜。如下文所论述，在各种实施例中，静电透镜系统可包含经配置以独立地接收三个不同电压信号的三个不同电极。这允许静电透镜在执行传入的离子束的准直的同时在三种不同模式中操作：加速模式，其中传入的离子束被加速；减速模式，其中传入的离子束被减速；以及组合模式，其中传入的离子束经历加速与减速两者。如此，静电透镜可有效于在正由静电透镜处理的离子束的(输入离子能量)/(输出离子能量)比的宽范围上(尤其针对比接近1的值)将离子准直。
图1示出根据本发明的各种实施例的离子注入器的俯视图角度的框图。离子注入器100为射束线离子注入器，其将离子束120递送到基板台112，其中，离子束可用于对位于基板台112上的基板114进行注入。离子注入器100的各种元件包含离子源102、分析磁体104、真空腔室106、品质解析狭缝108和基板台112。在这个实施例中，离子注入器100经配置以按照带状射束来产生离子束120并且将离子束120递送到基板114。包含离子源102、分析磁体104、品质解析狭缝108和基板台112的离子注入器100的各种元件的操作是熟知的，且本文中省略了这些组件的进一步论述。图1所说明的特定配置可尤其适用于中等能量或低能量且高电流的离子注入，其中离子能量可小于500千电子伏特。然而，在此上下文中，所述实施例不受限制。
如图1所说明，离子束120沿着传播方向在离子源102与基板台112之间改变的路径而被引导。离子束120可在离子源102处作为带状射束而产生，其在品质解析狭缝108处聚焦且随后散开以撞击在基板上。离子束120被准直为宽的带状射束，其中沿着所展示的笛卡尔坐标系统的X方向的所述宽的带状射束的宽度W在同一方向上与基板宽度Ws相当。因此，当沿着Z方向扫描基板台112时，可将离子束120提供到基板114的整个表面。
如图1进一步展示，静电透镜110设置在品质解析狭缝108的下游以将离子束120准直，而离子束120在其进入静电透镜110时是发散的。静电透镜110进一步配置为减速/加速透镜，其可充当三模式静电准直器。在各种实施例中，静电透镜110包含三个不同电极。离子注入器100还包含电压供应系统116，其电连接到静电透镜110且经配置以将电压信号独立地供应到三个不同电极中的每一者。电压供应系统116和静电透镜110形成用于根据不同离子注入条件来调整静电透镜110的操作的静电透镜系统124的一部分。在各种实施例中，电压供应系统116可包含用于静电透镜110的每一电极的独立电压供应器(未图示)和用于协调发送到不同电极的电压信号的控制器(也未图示)。这允许电压供应系统116独立地将电压供应到三个不同电极中的每一者。
取决于静电透镜110处的离子束120的入射能量和将递送到基板114的最终离子束能量，静电透镜系统124可用于结合离子束120的准直而将离子束120加速、将离子束120减速或传输离子束120而未对基板进行能量改变。这在电压供应系统116在静电透镜110的电极中的每一者处产生适当电压时实现。
图2示出根据其它实施例的离子注入器200的俯视图角度的框图。除所注明的部分外，离子注入器200可具有与离子注入器100相似或相同的元件。明确地说，离子注入器200为射束线离子注入器，其将离子束204作为所扫描的点状射束而递送到基板台112，其中，离子束用于处理位于基板台112上的基板114。离子源202可经配置以按照点状射束而产生离子束204，所述点状射束在X方向和Y方向上的横截面尺寸是相当的，例如，在一个实例中，20到30毫米。为了使离子束204在可沿着X方向和Y方向具有300毫米的尺寸的基板114上扫描，离子注入器200包含位于静电透镜110的上游的扫描器206。扫描器206使离子束204沿着X方向来回扫描，以产生示出进入静电透镜110的离子的一组发散轨迹的经扫描的射束。类似于离子注入器100，在操作中，静电透镜系统124可用于结合离子束204的准直而将离子束204加速、将离子束204减速或传输离子束204而未对基板进行能量改变。这在电压供应系统116在静电透镜110的电极中的每一者处产生适当电压时实现。在这种状况下，准直应用于点状射束，其中所述点状射束的平均轨迹随着由扫描器206扫描而随时间变化。因此，如图所说明，这些不同轨迹由静电透镜110准直。
在图1或图2的离子注入器实施例中的任一者中，静电透镜系统124可用于在调整离子束的离子能量(无论离子能量增大、减小还是保持不变)的同时适当地将发散离子束准直。明确地说，本发明的实施例的静电透镜系统提供三电极静电透镜，其中电极随着离子束从透镜的上游侧传播到透镜的下游侧而在射束线中直列地布置。如本文中所使用，参考离子束的行进方向来使用“上游”和“下游”。
如下文所详述，静电透镜的三个电极界定两个间隙。第一电极与第二电极之间的上游间隙和第二电极与第三电极之间的下游间隙。在本发明的实施例中，每一间隙由一个电极的凹面和另一电极的凸面成对而界定。在一个变化中，“双凹凸”透镜包含第一电极和第二电极，其中上游间隙由第一电极的离开(下游)侧上的凹面和第二电极的进入(上游)侧上的凸面界定。下游间隙由第二电极的离开侧上的凸面和第三电极的进入侧上的凹面界定。在另一变化中，“双凹凸”透镜包含第一电极和第二电极，其中第一(上游)间隙由第一电极的离开(下游)侧上的凸面和第二电极的进入(上游)侧上的凹面界定。下游间隙由第二电极的离开侧上的凹面和第三电极的进入侧上的凸面界定。
图3A说明静电透镜系统124的一个实施例的俯视图角度的框图。在此实施例中，静电透镜系统300包含经布置以形成“双凹凸”透镜(即，静电透镜302)的三个电极。出于说明的目的，在图3A中，可假设静电透镜302经配置以将离子束310从左侧上游侧输送到右侧下游侧。
图3B说明静电透镜302的等距视图。如图所说明，静电透镜302包含第一电极304、第二电极306和第三电极308，其经布置以通过相应开口330、332和334而输送离子束310。如图3B所表明，在一些实施例中，开口330、332、334可各自由随着离子束310传播穿过静电透镜302而围绕离子束310的孔径形成。在其它实施例中，可从设置为相同电压且间隔开以界定开口的一对对置的平行板建构电极中的一者或一者以上。为了清楚起见，在图3B中，离子束310被说明为窄的离子束，其可表示随着进入静电透镜302而进行扫描的点状射束的暂态位置或可表示发散带状射束的中心射线轨迹。在任一状况下，应注意，静电透镜302经配置以接受发散离子束，且在离子束离开静电透镜302之前将所述离子束准直。
如图3A进一步展示，包含多个电压的电压供应系统320连接到静电透镜302。明确地说，第一电压供应器322耦接到第一电极304，第二电压供应器324耦接到第二电极306，且第三电压供应器326耦接到第三电极308。控制器328经提供以协调由第一电压供应器322、第二电压供应器324和第三电压供应器326输出的电压信号。明确地说，第一电压供应器322、第二电压供应器324和第三电压供应器326可分别相互独立地操作。举例来说，控制器328可引导每一电压供应器322、324和326独立于每一其它电极上所建立的任何电压而产生将发送到相应的第一电极304、第二电极306和第三电极308的电压。这允许静电电位(电压)以独立方式在每一电极304、306、308上受到控制。如下文所详述，这独立电压控制允许静电透镜在三种不同模式中操作。然而，一般来说，电压供应系统320经配置以产生使静电透镜302在以下模式中操作的电压信号：第一模式，其中第一电极304和第二电极306交互操作以将离子束加速和准直；第二模式，其中第二电极306和第三电极308交互操作以将离子束减速和准直；以及第三模式，其中第一电极304、第二电极306和第三电极308分别交互操作以将离子束加速、减速和准直。根据所要射束条件，控制器328可选择前述模式中的一者。
如图3A进一步展示，第一电极304在第一电极304的离开侧(下游)上具有凹面312，其面对位于第二电极306的进入侧(上游)上的凸面314。如本文所述的术语“凸”和“凹”描述相对于所涉及的电极的主体的相应表面的形状。
第二电极306还具有设置在第二电极306的离开侧上的凸面316，其面对位于第三电极308的进入侧上的凹面318。因此，静电透镜302构成双凹凸透镜，其几何结构如下所述提供将发散离子束准直的灵活性。
现参看图4A、图4B和图4C，其展示用于操作静电透镜系统300的三个不同情形。明确地说，图4A、图4B和图4C示出三种不同的相应模式，其中静电透镜系统300作为加速透镜、减速透镜和对离子束进行加速与减速两者的透镜而操作。在图4A、图4B和图4C中，在静电透镜302的上游产生相应的发散离子束410、420和430。在每一状况下，发散离子束410、420、430可为所扫描的点状射束或带状射束。
在图4A的实例中，发散离子束410进入静电透镜302，在静电透镜302中，发散离子束410经历加速和准直，从而作为经准直的射束412而离开静电透镜302。为了实现这个情况，第一电压供应器322将电压VE1供应到第一电极304，且第二电压供应器324将电压VE2供应到第二电极306，其中VE1＜VE2。在一个实例中，VE1可随着发散离子束410进入静电透镜302而设置为发散离子束410的离子束电位。因此，当发散离子束410横越第一电极304与第二电极306之间的上游间隙时，电压差VE2-VE1用于在将初始轨迹可不同的不同离子准直的同时将离子加速。由于第一电极304的凹面312的形状和第二电极306的凸面314的形状，将发散离子束410加速的效果为随着离子横越第一电极304与第二电极306之间的电场而将离子准直。所得的离子作为具有平行轨迹的经准直的离子束412而横越第二电极306。同时，第三电压供应器326将电压VE3供应到第三电极308，其中VE3＝VE2。因此，经准直的离子束412的离子在第二电极306与第三电极308之间不经历任何电场。因此，经准直的离子束412的离子作为具有由第一电极与第二电极之间产生的加速所确定的能量的平行离子束而传播。
应注意，图4A所说明的情形可适用于希望将离子束加速实质量以使得射束速率在穿过静电透镜之后增大到2倍或2倍以上的情形。虽然电极304、306和308的形状为示范性的且未必按比例绘制，但适度的曲率可实施在实际电极304、306、308中。
在图4B的实例中，发散离子束420进入静电透镜302，在静电透镜302中，发散离子束420经历减速和准直，从而作为经准直的射束422而离开静电透镜302。为了实现这个情况，第一电压供应器322将电压VE1供应到第一电极304，且第二电压供应器324将电压VE2供应到第二电极306，其中VE1＝VE2。在一个实例中，VE和VE2可设置为发散离子束420的电位。因此，当发散离子束420横越第一电极304与第二电极306之间的间隙时，发散离子束420不经历电场，以使得离子轨迹不随着离子横越第一电极304或第二电极306而更改。因此，发散离子束420继续作为发散射束而传播穿过第二电极306。
同时，第三电压供应器326将电压VE3供应到第三电极308，其中VE3＜VE2。因此，发散离子束420的离子跨越第二电极306与第三电极308之间的电位VE3-VE2所建立的电场而减速。由于第二电极306的凸面316的形状和第三电极308的凹面318的形状，将发散离子束420减速的效果为随着离子横越第二电极306与第三电极308之间的电场而将离子准直。因此，发散离子束420经准直以产生离开静电透镜302的经准直的离子束422。
还应注意，图4B所说明的情形可适用于希望将离子束减速实质量以使得射束速率在穿过静电透镜之后减小到二分之一或二分之一以下的情形。
在图4C的实例中，发散离子束430进入静电透镜302，在静电透镜302中，发散离子束430经历准直，从而作为经准直的射束432而离开静电透镜302。在图4C的情形中，静电透镜302经配置以在组合加速/减速模式(或简称为“组合模式”)中操作。在组合模式中，电压建立在静电透镜302的相应电极上以将初始加速应用于传入的发散离子束430，接着将减速应用于现加速的离子束。
为了实现这个情况，第一电压供应器322将电压VE1供应到第一电极304，且第二电压供应器324将电压VE2供应到第二电极306，其中VE1＜VE2。因此，当发散离子束430横越第一电极304与第二电极306之间的间隙时，发散离子束430经历加速电场，以使得离子轨迹随着离子横越第二电极306而更改。如图4C进一步展示，电压差VE2-VE1经设置以使得离子轨迹未完全准直，其中经加速的发散离子束434传播穿过第二电极306。在这种状况下，经加速的发散离子束434部分地准直，这是因为经加速的发散离子束434的发散角θ2小于发散离子束430进入静电透镜302时的发散角θ1。
同时，第三电压供应器326将电压VE3供应到第三电极308，其中VE3＜VE2。由于第二电极306的凸面316的形状和第三电极308的凹面318的形状，将经加速的发散离子束434减速的效果为随着离子横越第二电极306与第三电极308之间的电场而将离子准直。因此，随着发散离子束430横越静电透镜302，发散离子束430以两个步骤得以准直。
对于图4C的情形，在各种实施例中，电压VE3和VE1可相等或可在一个阈值内相互不同。图4C的情形因此示出适用于由静电准直器产生的离子束能量的改变将维持低于一个阈值时的操作模式。在一些实例中，可在给定比降低到低于某阈值时应用图4C的组合模式。举例来说，进入静电准直器的离子的入射离子速率V0与离开静电准直器之后的离子的最终离子速率V1的比可被定义为V0/V1＝k。在一些情形下，静电透镜302可经设置以在值k介于0.5与2之间时(且更明确地说，在值k等于1时)在组合模式中操作。因此，在使用初始离子能量为20千电子伏特的发散离子束的一个实施方案中，可在最终离子能量将介于5千电子伏特与80千电子伏特之间时使用组合模式，这是因为离子能量与速率的平方成比例。
以这种方式，静电透镜302的三模式操作作为静电准直器和加速/减速透镜而在(输入离子能量)/(输出离子能量)值的宽范围上促进操作。明确地说，当准直后的最终离子速率相对于准直前的初始离子速率偏离不超过2倍以上时，本发明的实施例相比已知的准直器系统提供显著的优点。值得注意的是，在本发明的实施例中，组合模式的操作不限于离子速率比的这个特定范围，而是可在其它实施例中在较宽或较窄范围上使用。因此，本发明的实施例在将在离子束的准直期间执行适度加速或减速的情形下增大尤其在低能量范围中的离子能量的适用操作范围。
图5示出根据其它实施例的另一静电透镜系统500的俯视图。代替“双凹凸”透镜，静电透镜系统包含建构为“双凸凹”透镜的静电透镜502。第一电极504相对于离子束510在离开侧上具有第一凸面512，其面对设置在第二电极506上的第一凹面514。第二电极506还包含第二凹面516，其设置在离开侧上且面对第三电极508上的第二凸面518。在操作中，第一凸面512与第一凹面514之间的第一间隙520可用作提供一些准直的减速场，且第二凸面516与第二凹面518之间的第二间隙522可用作又提供准直的加速场。明确地说，控制器528可在加速模式、减速模式或组合模式中操作静电透镜系统500。关于图3A、图3B的静电透镜系统300，可在组合模式中设置两个比以即使针对接近一的入射离子能量与输出离子能量的总比也实现良好的光学性质。在加速模式中，第一电极504和第二电极506设置为第一电位且第三电极508设置为比第一电位高的第二电位；在减速模式中，第一电极504设置为第一电位且第二电极506和第三电极508设置为比第一电位低的第二电位；且在组合模式中，第一电极504设置为第一电位，第二电极506设置为比第一电位低的第二电位，且电极508设置为比第二电位高的第三电位。关于图4C所说明的实施例，当在组合模式中操作时，静电透镜502操作以跨越第一间隙520与第二间隙522以两个步骤将离子束510准直，以使得静电透镜502在两个间隙520、522处添加收敛，但在这种状况下，离子束510首先被减速且接着加速。
虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求书所界定的范围为准。

Claims (15)

1.一种静电透镜系统，包括：
第一电极，具有第一开口以接收离子束；
第二电极，具有第二开口以接收穿过所述第一电极的所述第一开口之后的所述离子束，其中所述第一电极与所述第二电极在两者之间形成由所述第一电极及所述第二电极中的一者上的凸面和所述第一电极及所述第二电极中的另一者上的凹面界定的上游间隙；
第三电极，具有第三开口以接收穿过所述第二电极的所述第二开口之后的所述离子束，其中所述第二电极与所述第三电极在两者之间形成由所述第二电极及所述第三电极中的一者上的凸面和所述第二电极及所述第三电极中的另一者上的凹面界定的下游间隙，且其中所述第二电极具有两个凹面或两个凸面；以及
电压供应系统，用于独立地将电压供应到所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极中的每一者，且经配置以产生电压信号，从而在所述离子束穿过所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极时将所述离子束加速和减速。
2.根据权利要求1所述的静电透镜系统，其中所述电压供应系统经配置以产生使所述静电透镜系统在以下模式中操作的电压信号：
第一模式，其中所述第一电极和所述第二电极交互操作以将所述离子束加速和准直；
第二模式，其中所述第二电极和所述第三电极交互操作以将所述离子束减速和准直；以及
第三模式，其中所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极交互操作以将所述离子束加速、减速和准直。
3.根据权利要求2所述的静电透镜系统，其中在所述第一模式中，所述电压供应系统经配置以将第一电压施加到所述第一电极且将大于所述第一电压的第二电压施加到所述第二电极和所述第三电极中的每一者。
4.根据权利要求2所述的静电透镜系统，其中在所述第二模式中，所述电压供应系统经配置以将第一电压施加到所述第一电极和所述第二电极且将大于所述第一电压的第二电压施加到所述第三电极。
5.根据权利要求2所述的静电透镜系统，其中在所述第三模式中，所述电压供应系统经配置以将第一电压施加到所述第一电极，将大于所述第一电压的第二电压施加到所述第二电极且将小于所述第二电压的第三电压施加到所述第三电极。
6.根据权利要求1所述的静电透镜系统，其中所述电压供应系统包括耦接到相应的所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极的第一电压供应器、第二电压供应器和第三电压供应器。
7.根据权利要求2所述的静电透镜系统，其中在所述第三模式中，所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极交互操作以随着所述离子束在所述第一电极与所述第二电极之间穿过而将所述离子束部分地准直，且随着所述离子束在所述第二电极与所述第三电极之间穿过而将所述离子束进一步准直。
8.根据权利要求1所述的静电透镜系统，其中所述上游间隙由所述第一电极的第一凹面和所述第二电极的第一凸面界定，且所述下游间隙由所述第二电极的第二凸面和所述第三电极的第二凹面界定。
9.根据权利要求1所述的静电透镜系统，其中所述上游间隙由所述第一电极的第一凸面和所述第二电极的第一凹面界定，且所述下游间隙由所述第二电极的第二凹面和所述第三电极的第二凸面界定。
10.根据权利要求1所述的静电透镜系统，其中所述电压供应系统经配置以产生使所述静电透镜系统在以下模式中操作的电压信号：
第一模式，其中所述第一电极和所述第二电极交互操作以将所述离子束减速和准直；
第二模式，其中所述第二电极和所述第三电极交互操作以将所述离子束加速透镜和准直；以及
第三模式，其中所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极交互操作以将所述离子束减速、加速和准直。
11.一种处理发散离子束的方法，包括：
在第一电极与第二电极之间将发散离子束加速且部分地准直以产生经加速且部分地准直的离子束；以及
在所述第二电极与第三电极之间将所述经加速且部分地准直的离子束减速以产生经完全地准直的离子束。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括：
向所述第一电极提供位于所述第一电极的离开侧上的第一凹面；
向所述第二电极提供与所述第一电极的所述离开侧相对的第一凸面和位于所述第二电极的离开侧上的第二凸面；以及
向所述第三电极提供面对所述第二电极的所述离开侧的第二凹面。
13.根据权利要求11所述的方法，其中所述发散离子束包括第一发散离子束，所述方法还包括：
在所述第一电极与所述第二电极之间将第二发散离子束加速以形成第二经准直的离子束，其中所述第二发散离子束的离子速率与所述第二经准直的离子束的离子速率的比小于0.5。
14.根据权利要求11所述的方法，其中所述发散离子束包括第一发散离子束，所述方法还包括：
在所述第二电极与所述第三电极之间将第三发散离子束减速以形成第三经准直的离子束，其中所述第三发散离子束的离子速率与所述第三经准直的离子束的离子速率的比大于2。
15.根据权利要求11所述的方法，还包括将第一电压从第一电压供应器提供到所述第一电极，将第二电压从第二电压供应器提供到所述第二电极，且将第三电压从第三电压供应器提供到所述第三电极。
CN201480071772.2A 2013-11-27 2014-11-17 静电透镜系统及处理发散离子束的方法 Active CN105874557B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/091,528 US20150144810A1 (en) 2013-11-27 2013-11-27 Triple mode electrostatic collimator
US14/091,528 2013-11-27
PCT/US2014/065930 WO2015080894A1 (en) 2013-11-27 2014-11-17 Triple mode electrostatic collimator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105874557A true CN105874557A (zh) 2016-08-17
CN105874557B CN105874557B (zh) 2019-04-05

Family

ID=53181826

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480071772.2A Active CN105874557B (zh) 2013-11-27 2014-11-17 静电透镜系统及处理发散离子束的方法

Country Status (6)

Country Link
US (2) US20150144810A1 (zh)
JP (1) JP2016538696A (zh)
KR (1) KR20160090856A (zh)
CN (1) CN105874557B (zh)
TW (3) TWI634582B (zh)
WO (1) WO2015080894A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9679745B2 (en) * 2015-10-14 2017-06-13 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Controlling an ion beam in a wide beam current operation range
US9978556B2 (en) * 2015-12-11 2018-05-22 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Parallelizing electrostatic acceleration/deceleration optical element
USD956005S1 (en) 2019-09-19 2022-06-28 Applied Materials, Inc. Shaped electrode
US20210090845A1 (en) * 2019-09-19 2021-03-25 Applied Materials, Inc. Electrostatic filter with shaped electrodes
US11818830B2 (en) * 2021-01-29 2023-11-14 Applied Materials, Inc. RF quadrupole particle accelerator

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007220522A (ja) * 2006-02-17 2007-08-30 Nissin Ion Equipment Co Ltd イオンビーム照射装置
US20080078951A1 (en) * 2006-09-29 2008-04-03 Anthony Renau Multi-purpose electrostatic lens for an ion implanter system
US20100084576A1 (en) * 2008-10-06 2010-04-08 Axcelis Technologies,Inc. Hybrid scanning for ion implantation
CN102047375A (zh) * 2008-05-27 2011-05-04 电子线技术院株式会社 用于电子柱的多极透镜

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5780863A (en) * 1997-04-29 1998-07-14 Eaton Corporation Accelerator-decelerator electrostatic lens for variably focusing and mass resolving an ion beam in an ion implanter
US7087913B2 (en) * 2003-10-17 2006-08-08 Applied Materials, Inc. Ion implanter electrodes
US7394079B2 (en) * 2006-01-27 2008-07-01 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Architecture for ribbon ion beam ion implanter system
KR101350759B1 (ko) * 2006-06-30 2014-01-13 노르디코 테크니컬 서비시즈 리미티드 이온빔 가속 장치
JP6184254B2 (ja) * 2013-08-29 2017-08-23 住友重機械イオンテクノロジー株式会社 イオン注入装置、ビーム平行化装置、及びイオン注入方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007220522A (ja) * 2006-02-17 2007-08-30 Nissin Ion Equipment Co Ltd イオンビーム照射装置
US20080078951A1 (en) * 2006-09-29 2008-04-03 Anthony Renau Multi-purpose electrostatic lens for an ion implanter system
CN102047375A (zh) * 2008-05-27 2011-05-04 电子线技术院株式会社 用于电子柱的多极透镜
US20100084576A1 (en) * 2008-10-06 2010-04-08 Axcelis Technologies,Inc. Hybrid scanning for ion implantation

Also Published As

Publication number Publication date
TWI634582B (zh) 2018-09-01
US20160379799A1 (en) 2016-12-29
TW202025204A (zh) 2020-07-01
KR20160090856A (ko) 2016-08-01
JP2016538696A (ja) 2016-12-08
TW201841185A (zh) 2018-11-16
CN105874557B (zh) 2019-04-05
US20150144810A1 (en) 2015-05-28
TW201521071A (zh) 2015-06-01
WO2015080894A1 (en) 2015-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105874557A (zh) 三模式静电准直器
JP4747876B2 (ja) イオンビーム照射装置
CN107112181B (zh) 用于离子注入的组合静电透镜系统
JP5341070B2 (ja) 分子イオンから成るイオンビームを抽出する方法およびシステム（クラスタイオンビーム抽出システム）
US8389964B2 (en) Ion implanting apparatus and deflecting electrode
TW201009877A (en) Post-decel magnetic energy filter for ion implantation systems
JP4600426B2 (ja) イオン注入装置およびイオンビームの偏差角補正方法
JPH04230944A (ja) 巾広ビームでイオンインプランテーションを行なう方法及び装置
JP2014183042A (ja) リボンイオンビームのエネルギーを変更するためのシステムおよびイオン注入システム
TWI785164B (zh) 控制離子束的裝置與方法
JP2007524192A (ja) イオンビームのための静電式平行化レンズ
JP5004318B2 (ja) イオン注入装置
KR20230164177A (ko) 에너지 확산 이온 빔을 위한 장치, 시스템 및 방법
US9165744B2 (en) Apparatus for treating ion beam
CN103377865B (zh) 一种宽带离子束传输方法及离子注入机
TWI527080B (zh) 靜電掃描器、離子注入系統以及用於處理離子束的方法
KR102334204B1 (ko) 이온 빔을 제어하기 위한 장치 및 방법, 및 이온 주입기
CN106469634A (zh) 离子束线
JP5018938B2 (ja) イオン注入装置
JP2006114329A (ja) イオン注入装置
CN115003005A (zh) 一种宽能谱粒子束传输与均匀化装置及其实现方法
CN115175428A (zh) 基于导向磁铁的质子束传输与均匀化装置及其实现方法
JP2019046779A (ja) イオン注入装置およびイオン注入方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant