CN109997210B - 快动遮蔽运动式双轴可变宽度的质量解析孔径 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于离子注入系统的解析孔径组件，其具有第一板片和第二板片，其中第一板片和第二板片大体上在其间限定解析孔径。第一板片相对于第二板片的位置大体上限定解析孔径的宽度。一个或多个致动器可操作地耦接到第一板片和第二板片中一个或多个板片并且配置成选择性更改第一板片与第二板片的彼此相对位置，因此选择性更改解析孔径的宽度。伺服电机精确地更改解析孔径的宽度，而气动缸独立地选择性关闭解析孔径。下游位置的致动器沿离子束的路径更改解析孔径的位置，而控制器基于离子束的期望属性来控制一个或多个致动器。

Description

快动遮蔽运动式双轴可变宽度的质量解析孔径

相关申请的引用

本申请要求名称为“TWO-AXIS VARIABLE WIDTH MASS RESOLVING APERTURE WITHFAST ACTING SHUTTER MOTION”、申请日为2016年11月29日、专利申请序列号为15/363,728的美国专利申请的权益，其全部内容并入本文以供参考。

技术领域

本发明大体上涉及离子注入系统，更具体涉及用于控制离子注入系统中离子束的孔径宽度的系统和方法。

背景技术

在半导体器件的制造中，离子注入用于向半导体掺杂杂质或掺杂剂。离子注入系统(又称离子注入机)常用于利用离子束来处置半导体工件，诸如硅晶片，以便产生n型或p型非本征材料掺杂，或者在制造集成电路期间形成钝化层。当用于掺杂半导体时，离子注入机注入选定的非本征离子粒种，以在半导体材料中产生期望属性。注入从锑、砷或磷等源材料生成的离子产生“n型”非本征材料晶片，而若需“p型”非本征材料晶片，则可注入用硼或铟等源材料生成的离子。

典型的离子束注入机包括用于从可电离的源材料中生成带正电荷的离子源。所生成的离子形成束并沿预定的射束路径导向终端站。离子束注入机可以包括在离子源与终端站之间延伸的射束成形与整形结构。该射束成形与整形结构保持离子束并界定伸长的内腔或通路，射束途径该内腔或通路到达终端站。当操作离子注入机时，能够将该通路抽空，以减少离子因与气体分子碰撞而偏离预定射束路径的概率。

磁场中给定动能的带电粒子轨迹因这些粒子的质量(或荷质比)不同而不同。因此，通过恒定磁场后到达半导体晶片或其他目标的期望区域的引出离子束部分能够变纯，因为分子量非期望的离子将偏转到远离离子束的位置，由此能够避免注入期望材料以外的那些材料。选择性分离期望荷质比与非期望荷质比的离子的过程称为质量分析。质量分析器通常采用质量分析磁体产生偶极磁场，以经由弧形通路中的磁致偏转来偏转离子束中的各离子，有效地分离荷质比不同的离子。

对于某些离子注入系统而言，离子束的物理尺寸小于目标工件，由此沿一个或多个方向扫描离子束，以便充分覆盖目标工件的表面。一般而言，基于静电或磁性的扫描仪沿快扫方向扫描离子束，并且机械装置沿慢扫方向移动目标工件，以便跨目标工件的表面提供充分的离子束覆盖。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种用于选择性控制离子注入系统中的质量解析孔径的宽度并且选择性阻挡离子束的系统和装置。据此，下列呈现本揭示的简化发明内容，以提供本发明一些态样的基本了解。本发明内容部分并非本发明的详尽概述。既非旨在确定本发明的关键或主要元素，亦非限定本发明的范围。其目的在于，以简要形式呈现本发明的某些构思，作为下文具体实施方式的引言。

本发明的各方面通过执行角度调整来促进离子注入，而无需向离子注入系统添加额外的部件。这些方面在离子注入期间采用质量分析器而不采用单独和/或附加的部件来执行选定的角度调整。

根据本发明的某一方面，离子注入系统采用质量分析器进行质量分析和角度校正。离子源沿射束路径生成离子束。质量分析器位于离子源的下游，其对离子束执行质量分析和角度校正。解析孔径组件位于质量分析器部件的下游并沿着射束路径。所述解析孔径组件包括第一板片和第二板片，其中第一板片和第二板片大体上在其间限定解析孔径。第一板片相对于第二板片的位置大体上限定解析孔径的宽度。

一个或多个致动器进一步可操作地耦接到第一板片和第二板片中一个或多个板片，其中，一个或多个致动器配置成选择性更改第一板片和第二板片中的相应一个或多个板片的彼此相对位置，其中选择性更改解析孔径的宽度。控制器进一步配置成经由一个或多个致动器的控制来控制解析孔径的宽度，其中，控制解析孔径的宽度至少部分地基于离子束的一个或多个期望属性。

根据某一实例，一个或多个致动器进一步配置成基于选定的束包络和选定的质量分辨率中的一个或多个而在质量分析器的出射路径上选择性定位第一板片和第二板片以选择性定位解析孔径。

举例而言，一个或多个致动器进一步配置成选择性使第一板片相对于第二板片定位，以选择性关闭或遮蔽解析孔径，其中选择性防止离子束射到解析孔径组件的下游。在某一实例中，一个或多个线性致动器包括可操作地耦接到第一板片和第二板片中一个或多个板片的一个或多个伺服电机和一个或多个气动缸，其中，一个或多个伺服电机配置成精确地更改解析孔径的宽度，且其中，一个或多个气动缸配置成选择性关闭解析孔径。

根据另一实例，感测装置配置成检测与离子束相关联的一个或多个条件。举例而言，一个或多个条件可以与束电流和/或一个或多个故障条件相关联，且其中，控制器配置成检测到一个或多个故障条件时经由气动缸的控制来选择性关闭解析孔径。举例而言，控制器进一步配置成基于由感测装置感测到的一个或多个条件而经由一个或多个致动器的控制来选择性单独平移第一板片和第二板片。

在另一实例中，下游位置的致动器配置成沿离子束的路径选择性更改解析孔径的位置，其中，控制器进一步配置成至少部分地基于一个或多个离子束期望属性来控制解析孔径沿离子束路径的位置。本发明还公开其他系统和方法。

下文内容及附图详细阐明本发明的某些说明性方面及实施方式。这些仅表明运用本发明原理的多种不同方式中的少数几种。

附图说明

图1示出根据本发明某一方面的示例性离子注入系统。

图2示出根据本发明另一方面的示例性解析孔径组件的透视图。

具体实施方式

本发明总体上涉及一种用于在离子注入系统中选择性控制质量解析孔径宽度的系统、设备及方法。据此，现将结合附图对本发明予以阐述，其中相同的附图标记通篇可指代相同的元素。应当理解，本文提供的内容仅为说明目的，而这种具体说明不应解读为具限制意义。在下文内容中，出于解释目的阐述许多具体细节，以便提供对本发明的全盘了解。但本领域技术人员显而易见的是，本发明也可在不具备某些这类具体细节的情况下实现。另外，本发明的范围不应局限于下文结合附图的实施方案或实例，而仅受限于所附权利要求及其等效范围。

还应指出，附图用于示明本发明实施方案的某些方面，由此应视为仅供示意性说明。具体而言，根据本发明的实施方案，附图中所示的元素并不一定相互成比例绘制，将附图中各元素的布置选为可清楚地理解相应实施方案，不得理解为必然表示这类实施方式中各部件的实际相对位置。另外，若非特别注明，则本文所述的各种实施方案及实例的特征可互相组合。

还应理解，在下文的描述中，图中所示或文中所述的功能模块、装置、部件、电路元件或者其他物理或功能单元之间的任何直接连接或耦接也能通过间接连接或耦接来实施。还应领会，图中所示的功能模块或单元在一种实施方案中可作为分立的特征或电路实施，而在另一种实施方案中补充或替代地作为共同的特征或电路来全部或部分实施。举例而言，几个功能模块可作为在共同处理器(如信号处理器)上运行的软件形式实施。还应理解，若非另作注明，则下文中描述为有线(wire-based)的任何连接也可经由无线通信实施。

本发明提供配置成提供可变宽度质量解析孔径的质量解析孔径组件，同时将结合离子束遮蔽结合到该质量解析孔径组件中。据此，限定质量解析孔径的板片配置成沿离子注入系统束线的多轴(例如x轴和z轴)平移。因此，本发明的质量解析孔径组件配置成经由沿多轴铰接板片来选择性减少存在不必要同位素的离子束特定区域中的不必要同位素。更进一步，质量解析孔径组件配置成经由铰接板片来阻挡或遮蔽离子束。再进一步，质量解析孔径组件配置成通过在x轴上选择性平移或扫描板片并记录与之相关联的所得离子束电流测量值而在沿z轴的各点获得离子束轮廓。

根据本发明某一方面，图1说明示例性离子注入系统100。该系统100旨在上下文说明目的，应当理解，本发明各方面不仅限于所述的离子注入系统，亦可采用其他适当的不同配置的离子注入系统。

系统100具有终端102、束线组件104及终端站106。终端102包括由高压电源供应器110供电的离子源108，该离子源120产生具有选定粒种的离子束112并将其导向束线组件104。离子源108生成带电离子，将这些离子引出并形成离子束112，该离子束124在束线组件104中沿射束路径导向终端站106。

为生成离子，待离子化的掺杂材料气体(未示出)位于离子源108的生成腔室114内。例如，能够从气源(未示出)向生成腔室114馈入掺杂气。除电源供应器110之外，应当理解，任何数量的适当机构(未示出)均可用于在离子生成腔室114内激发自由离子，诸如RF或微波激励源、电子束注入源、电磁源和/或例如在腔室内产生电弧放电的阴极。激发的电子与掺杂气分子碰撞并由此生成离子。典型地，生成阳离子，然而在本文适用的系统中，同样也可生成阴离子。

在本实例中，可由离子引出组件118可控制地通过生成腔室114的缝隙116引出离子。离子引出组件118包括多个引出和/或抑制电极120a、120b。离子引出组件118可包括例如单独的引出电源供应器(未示出)，以对引出和/或抑制电极120a、120b施加偏压，从而加速由生成腔室114引出离子。应当领会，由于离子束112包括相似带电粒子，在相似带电粒子互相排斥时，射束可能趋于爆炸或径向向外扩散。还应领会，低能量、高电流(高导流系数)射束中可能加剧射束爆炸，其中许多类似带电粒子(例如高电流)沿同向相对缓慢移动(例如低能量)，粒子当中就存在大量的排斥力，但粒子动量几乎无法使粒子保持沿射束路径方向移动。据此，引出组件118大体上配置成高能引出射束，使得射束不会爆炸(例如，使得粒子的动量足以克服可能导致射束爆炸的排斥力)。此外，在本实例中，射束112大体上以相对较高的能量传输通过整个系统100并刚好在定位于终端站106中的工件122之前缩减，从而促进射束容纳性。

本实例中的束线组件104具有束导124、质量分析器126、扫描系统128以及平行化器和/或校正器部件130(通称为平行化器)。质量分析器126对离子束112执行质量分析和角度校正/调整。在本实例中，质量分析器126约成90度角并包括一个或多个磁体(未示出)，这些磁体用于在其中建立(偶极)磁场。在射束112进入质量分析器124时，经由磁场而相应弯曲，从而荷质比(charge-to-mass ratio)不当的离子不获接纳。更具体而言，荷质比过大或过小的离子被偏转到质量分析器126的侧壁132。通过这种方式，质量分析器126主要允许射束112中具有预期荷质比的那些离子穿过并通过质量解析孔径组件136的解析孔径134射出，如下进一步具体讨论。

质量分析器126能够通过控制或调整偶极磁场的振幅而对离子束112执行角度校正。这种对磁场的调整会促使具有所期/所选的荷质比的选定离子沿不同或经修正的路径行进。结果，解析孔径134能够根据经修正的路径来调整。在某一实例中，质量解析孔径组件136可绕x方向(例如横向于离子束112的方向)移动，以便调节通过解析孔径134的修正路径。

应当领会，离子束112与系统100中其他粒子的碰撞会降低射束的完整性。据此，可以包括一个或多个泵(未示出)，用以至少抽空束导124和质量分析器126。

所示实例中的扫描系统128包括磁性扫描元件138以及聚焦和/或转向元件140。各自的电源供应器142、144可操作地耦接至扫描元件138和聚焦转向元件140，更具体地耦接至位于其中的各个电磁片146a、146b和电极148a、148b。聚焦转向元件140接收经质量分析的轮廓相对较窄的离子束112(例如所示系统100中的“笔形”射束)。由电源供应器144向板片148a和148b施加的电压作用于使射束聚焦并转向至扫描元件138的扫描顶点150。在本实例中，由电源供应器142(其理论上可能是与电源供应器144相同的电源供应器)施加于电磁体146a和146b的电压波形再往复扫描射束112，其中限定经扫描离子束152(有时又称“带状射束”)。应当领会，扫描顶点150能够定义为光路中的一点，经扫描元件138扫描之后的离子束112的每一小射束或经扫描部分呈现出均源自该点。

然后，经扫描射束112穿过平行化器/校正器130，在所示实例中，其包括两个偶极磁体154a、154b。例如，偶极磁体154a、154b基本上呈梯形并被取向成彼此镜像映射，以使射束112转弯成基本上S形状。换言之，两个偶极磁体154a、154b具有相同的角度和半径以及相反的曲率方向。

平行化器130使经扫描射束112更改其路径，使得离子束不考虑扫描角度而平行于射束轴行进。结果，注入角度在工件122上相对均匀。

在本实例中，一个或多个减速级156位于平行化器130的下游。射束112大体上以较高能量水平一直传输至系统100中的这一点，以缓解射束爆炸的倾向，例如，在扫描顶点150处射束密度升高的情况下，射束爆炸倾向尤高。例如，一个或多个减速级156包括一个或多个可操作成使离子束112减速的电极158a和158b。一个或多个电极158a、158b通常是离子束112行经的孔径，可绘成图1中的直线。

然而，应当领会，尽管在示例性离子引出组件118、扫描元件138、聚焦转向元件140和减速级156中分别示出两个电极120a和120b、146a和146b、148a和148b以及158a和158b，但这些元件可以分别包括任意合适数目的电极，其配置并偏压成加速和/或减速离子以及聚焦、转弯、偏转、收敛、发散、扫描、平行化和/或净化离子束112，如授予Rathmell等人的美国专利US 6,777,696所述，其全部内容完整并入本文以供参考。此外，聚焦转向元件140可包括静电偏转板(例如其中一对或多对)以及单透镜(Einzel lens)、四极子和/或其他聚焦元件以使离子束聚焦。

然后，终端站106接收指向工件122的离子束112。应当领会，注入机100中可以采用不同类型的终端站106。例如，“分批型”终端站能够以旋转支撑结构同时支撑多个工件122，其中使这些工件旋转通过离子束112的射束路径160(又称束线)，直至所有工件都被完全注入。另一方面，“串列型”终端站沿射束路径160支撑单个工件以供注入，其中以串列方式每次一个地注入多个工件，每一工件完全经注入之后才开始对下一工件的注入。在混合系统中，可以在第一方向(Y方向或所谓的“慢扫”方向)机械平移工件122，而在第二方向(X方向或所谓的“快扫”方向)扫描离子束112，以使射束112传过整个工件122。

所示实例中的终端站106是沿注入的射束路径160支承单个工件122的“串列型”终端站。例如，剂量测定系统162被包括在工件122位置附近的终端站106中，用于测量离子束112(例如，可以在注入操作之前执行测量)。在校准期间，射束112穿过剂量测定系统162。例如，剂量测定系统162包括一个或多个轮廓仪164，该轮廓仪可以连续横越轮廓仪路径166，由此测量经扫描离子束152的轮廓。

例如，一个或多个轮廓仪164可以包括电流密度传感器，诸如法拉第杯，其测量经扫描离子束152的电流密度，其中电流密度是注入角度(例如，离子束与工件122的机械表面之间的相对取向和/或离子束与工件的晶体晶格结构之间的相对取向)的函数。例如，电流密度传感器大体上以正交于经扫描离子束152的方式移动，因而通常横跨经扫描离子束的宽度。在某一实例中，剂量测定系统162测量射束密度分布以及角度分布。

进一步设置控制系统168(又称控制器)来控制、连通和/或调节离子源108、质量分析器132、质量解析孔径组件136、磁性扫描仪138、平行化器130和剂量测定系统162。控制系统168可以包括计算机、微处理器等，并且可以操作成取得离子束112特征的测量值并相应调整参数。控制系统168能够耦接至终端102，从中生成离子束112，该控制系统168也能耦接至束线组件104的质量分析器126、扫描元件138(例如经由电源供应器142)、聚焦转向元件140(例如经由电源供应器144)和减速级154。据此，能够由控制系统168来调整这些元件中的任一元件，以促进预期的离子注入。例如，离子束112的能量水平能够被调配成通过调整施加于例如离子引出组件118和减速级154中的电极的偏压来调整结深。

根据某一示例性方面，如果所测量的束电流处于特定离子注入的工艺配方中所设定的公差范围之外，则剂量测定系统162例如可以用于在注入期间遮蔽射束122。例如，在指定预定范围在+/-10％的的20ma期望束电流的工艺配方中，控制系统168可以配置成关闭解析孔径组件136以在所测量的束电流低于18ma或高于22ma时遮蔽并保持注入。附加的测量系统(图中未示出，但类似于剂量测定系统162)可以进一步与剂量测定系统162协作使用，以便检测射束122中原本不会被剂量测定系统162检测到的快速瞬变或毛刺(glitch)。例如，在毛刺期间，切断射束122，解析孔径组件136将关闭或遮蔽，并且持续保持注入直到离子束稳定。

例如，Weiguo等人的美国专利US 7,507,977描述了响应于离子束毛刺而控制离子束的系统和方法。

在质量分析器126中产生的磁场的强度和取向能够被调整，例如通过调节流经其中磁场绕组的电流量来修正射束的荷质比。注入的角度能够通过协同质量解析孔径组件136来调整质量分析器126中所产生的磁场的强度或振幅而受到控制。在本实例中，控制系统168能够根据来自轮廓仪164的测量数据来调整质量分析器126的磁场以及解析孔径134的位置。控制系统168能够经由额外的测量数据来验证调整并且视需要经由质量分析器126和解析孔径134来执行额外的调整。

根据另一方面，本发明的解析孔径组件136为解析孔径134提供快速动作的遮蔽运动，其中解析孔径的宽度进一步可变。因此，本发明的解析孔径组件136可操作成不仅控制解析孔径134相对于质量分析器的宽度和位置，而且还可操作成遮蔽或阻挡离子束112进一步朝向终端站106下游行进。

通常，提供两个明显分开的组件来完成遮蔽离子束和控制解析孔径的宽度；即，类似于球阀的可旋转闸门以及具有一个或多个定宽孔径的解析板，其中所需的孔径大体上定位于束线的中心。Vanderberg等人共同所有的美国专利US 7,399,980中提供一种多孔板的实例，其全部内容并入本文以供参考。这种多孔板提供了几个离散宽度的解析孔径，同时还有能力使解析孔径横向于离子束移动，以便修改或校正离子束的角度取向。然而，Vanderberg等人的系统中照例设置了附加的单独阻断机制，以便在各种情况下都能阻挡离子束，诸如在工件放置期间，在离子束中检测到故障时，等等。

根据本发明的几方面，单个解析孔径组件136配置成提供解析孔径134的选择性宽度变化，以选择性更改解析孔径跨束线160(例如横向在x方向上)以及沿束线160(例如在z方向上)的相对位置，并且进一步选择性遮蔽或阻挡离子束112而不传输到解析孔径组件之外。不同于具有孔径定宽的常规解析孔径组件，本发明的解析孔径组件136提供宽度连续可变的解析孔径134。本发明的解析孔径134能够进一步有利地横向于束线160平移或扫掠，使得解析孔径能够定位成在跨离子束宽度的各个位置整形离子束112的轮廓。

图1中的解析孔径组件136的实例在图2中示为示例性解析孔径组件200，其中该解析孔径组件定位在图1的质量分析器126的下游。如图2所示，解析孔径组件200包括第一板片202和第二板片204，其中第一板片和第二板片大体上在板片之间限定解析孔径206。据此，第一板片202相对于第二板片204的位置208大体上限定解析孔径206的宽度210，其中该解析孔径的宽度选择性可变，如下进一步讨论。

根据某一实例，一个或多个致动器212可操作地耦接到第一板片202和第二板片204中一个或多个板片。在本实例中，一个或多个致动器212包括可操作地耦接到第一板片202的第一致动器214和可操作地耦接到第二板片204的第二致动器216。一个或多个致动器212配置成分别选择性更改第一板片202和第二板片204相对于图1的束线160和/或彼此相对的位置208。例如，图2的解析孔径组件200的第一板片202和第二板片204协同本发明的一个或多个致动器212有利地提供第一板片和第二板片中各个板片彼此独立或统一地移动，从而选择性更改一个或多个解析孔径206的宽度210或者选择性使解析孔径的束线位置218从一侧向另一侧横向迁移到图1的离子束112(例如在x方向上)。

在本实例中，图2的第一致动器214和第二致动器216配置成独立地或统一地选择性平移相应的第一板片202和第二板片204。据此，本发明的解析孔径组件200有利地允许图1的离子束112在沿其宽度(例如沿x方向)的几乎任何位置整形轮廓，诸如在搜索到与离子束相关联的非期望同位素的情况下。

例如，控制系统168进一步配置成经由一个或多个致动器212的控制来控制如图2所示的第一板片202和第二板片204中一个或多个板片的位置208。在另一实例中，第一板片202和第二板片204配置成大致平行于离子束112的束线160(例如沿z轴)平移，以适应注入中使用的各种离子。例如，随着离子束离开质量分析器124，对于不同的粒种(例如硼B-11和B-10同位素以及砷同位素)，离子束112的腰部或最小部分不同。例如，对于硼B-11和B-10同位素，腰部将顺沿束线160下到一定的固定距离，而对于诸如砷等粒种，腰部将沿着束线处于不同的位置。因此，解析孔径组件136配置成基于正注入的期望粒种而使解析孔径134移动到沿束线160的各个位置。

根据某一实例，图1的控制系统168例如能够配置成控制图2的解析孔径206相对于束线160的宽度210和位置208中的一个或多个，其中控制解析孔径的宽度至少部分地基于离子束112的一个或多个期望属性。例如，离子束112的一个或多个期望属性包括选定的离子束包络(例如离子束的期望宽度)和选定的离子束质量分辨率。例如，图2的一个或多个致动器212配置成基于选定的束包络和选定的质量分辨率中的一个或多个而在质量分析器124的出射路径上选择性定位第一板片202和第二板片204以选择性定位解析孔径206。

根据某一实例，图2的一个或多个致动器212包括一个或多个线性致动器218。例如，与解析孔径组件200相关联的一个或多个致动器配置成使第一板片202相对于第二板片204定位，以选择性关闭或遮蔽解析孔径206，其中选择性防止图1的离子束112行进到解析孔径组件的下游。例如，图2中与第一板片202和第二板片204相关联的一个或多个线性致动器212包括可操作地耦接到第一板片和第二板片中一个或多个板片的伺服电机220和气动缸222中的一个或多个。在本实例中，第一伺服电机224和第一气动缸226可操作地耦接到第一板片，而第二伺服电机228和第二气动缸230可操作地耦接到第二板片。第一伺服电机224和第二伺服电机228配置成沿束线精确地更改解析孔径的宽度210和位置208，而第一气动缸226和第二气动缸230配置成快速关闭和/或打开解析孔径206。

例如，当关系到从离子束毛刺相关联的错误中恢复时，已知工件上发生错误的工件上位置。据此，从错误中恢复后，注入处于保持状态，而离子束被遮蔽。控制系统进一步配置成将工件重新定位到发生错误的已知位置，正当工件到达该已知位置时，经由第一气动缸226和第二气动缸230中一个或多个气动缸快速打开解析孔径206，由此能够以大体上无缝的方式继续注入离子。

例如，第一伺服电机224和第二伺服电机228进一步配置成通过使第一板片202和第二板片204相对于彼此或相对于离子束独立定位而独立地更改孔径206的位置208和宽度210。

此外，一个或多个线性电位计232能够进一步关联到一个或多个线性致动器212来提供位置反馈，其中一个或多个线性电位计配置成将第一板片202和第二板片204中一个或多个板片的位置提供到图1的控制器168。应当指出，虽然将一个或多个线性致动器212描述为伺服电机和/或气动缸，但各种其他类型的电机驱动致动器、气动致动器和液压线性致动器也视为落入本发明的范围内。同样地，虽然具体描述一个或多个线性电位计232，但可以设想各种其他反馈机制来向控制器提供位置信息。例如，一个或多个线性电位计232能够进一步向控制系统168提供信号以指示与第一板片202和第二板片204相关联的初始基准位置。一旦获悉初始基准位置，第一伺服电机224和第二伺服电机228便能提供相应的线性位置信息。

根据本发明的另一示例性方面，图1的剂量测定系统162能够配置为感测装置234，用来检测与离子束112相关联的一个或多个条件。例如，一个或多个条件能够包括一个或多个故障条件(例如离子束112的非期望电流)，其中控制器168配置成在检测到一个或多个故障条件后经由一个或多个气动缸222的控制来选择性关闭解析孔径134。

此外，控制器168能够配置成基于感测装置234所感测的一个或多个条件，诸如来自感测装置指示离子束112中存在非期望同位素的指示，经由一个或多个致动器212的控制选择性单独平移图2的第一板片202和第二板片204。

据此，解析孔径组件200的第一板片202和第二板片204配置成经由一个或多个致动器212从任何孔径宽度210快速选择性遮蔽或阻挡离子束112(例如以捏夹或剪刀般运动)，同时进一步有利地提供前述解析孔径206的位置208和宽度210的独立变化。

因此，根据本发明，解析孔径组件200的第一板片202和第二板片204例如可以视为闸门，由此相应第一板片和第二板片的第一边缘240和第二边缘242配置成彼此相向汇聚而提供重叠(未示出)。例如，第一边缘240和第二边缘242中一个或多个边缘包括兔耳形(rabbit)特征(未示出)，由此第一板片202与第二板片204彼此重叠(例如，在第一板片和第二板片都具有兔耳形特征的情况下，重叠一半距离)。例如，对于第一板片202和第二板片204总共重叠6mm，每个兔耳形将具有近似3mm的深度。这样，可以实现对图1的离子束112的遮蔽或完全阻挡。

根据另一实例，图2的第一板片202和第二板片204耦接到相应的第一轴250和第二轴252，由此一个或多个致动器212配置成使相应的第一轴和第二轴平移。例如，第一板片202和第二板片204固定耦接到相应的第一轴250和第二轴252。

还应指出，第一板片202和第二板片204大体上暴露于图1的离子束112，由此第一板片和第二板片能够受离子束加热。据此，例如能够进一步冷却图2的第一轴250和第二轴252，由此冷却流体(例如水)经过相应的第一轴和第二轴中的通道(未示出)。例如，第一轴250和第二轴252由金属构成，而第一板片202和第二板片204由石墨构成，由此金属经由板片间导热而冷却相应的第一板片和第二板片。例如，第一轴250和第二轴252能够进一步可操作地耦接到室壁，室壁大体上经由真空馈通封闭束线组件104，由此可以通过外部环境中的泵或其他机构实现冷却流体的循环。

据此，第一板片202和第二板片204经由第一轴250和第二轴252来间接冷却。例如，第一轴250和第二轴252能够穿过相应的真空馈通，由此一个或多个致动器212也能设置在外部环境中。

因此，本发明提供一种解析孔径组件200，其具有可变宽度的质量解析孔径以及快速动作的遮蔽能力，其中质量解析孔径组件进一步配置成沿束线平移解析孔径。

尽管已针对一种或多种实施方式来说明和描述本发明，但在不脱离所附权利要求的精神和范围的情况下，可对示例作出更改和/或修改。特别是关于上述部件或结构(模块、单元、引擎、总成、器件、电路、系统等)执行的各种功能，若非特别注明，则用于描述这些部件的术语(包括提及“装置”)旨在对应于执行所述部件的特定功能(即功能上等同)的任意部件或结构，即便其在结构上不等同于执行本文所述的本发明典型实施方式所公开的结构亦然。此外，虽然仅就多种实施方式中的一种方式公开本发明的特定特征，但若适于或利于任何指定或特定应用，这一特征可结合其他实施方式的一个或多个其他特征。本文所用的术语“示例性”旨在暗示某例，而非最佳或最优。此外，就术语“包含”、“具有”、“带有”或其变体用于说明书和权利要求而言，这类术语旨在以类似于术语“包括”的方式具有包容性。

Claims (17)

1.一种离子注入系统，包括：

离子源，其生成具有选定粒种的离子束；

质量分析器，其定位于离子源下游并根据选定的荷质比和角度调整产生磁场；

解析孔径组件，其定位于质量分析器下游，所述解析孔径组件包括：

第一板片和第二板片，其中，所述第一板片和第二板片在其间限定解析孔径，其中， 所述第一板片相对于所述第二板片的位置限定解析孔径的宽度；和

一个或多个致动器，其可操作地耦接到第一板片和第二板片中一个或多个板片，其中，所述一个或多个致动器配置成选择性更改第一板片和第二板片中的相应一个或多个板片的彼此相对位置，其中选择性更改解析孔径的宽度，其中，所述一个或多个致动器进一步配置成使第一板片相对于第二板片定位，以选择性关闭解析孔径，其中选择性防止离子束射到所述解析孔径组件的下游，其中，所述一个或多个致动器包括可操作地耦接到第一板片和第二板片中一个或多个板片的伺服电机和气动缸，其中，所述伺服电机配置成精确地更改解析孔径的宽度，且其中，所述气动缸配置成快速关闭解析孔径；以及

控制器，其配置成经由一个或多个致动器的控制来控制解析孔径的宽度，其中，控制解析孔径的宽度至少部分地基于离子束的一个或多个期望属性。

2.根据权利要求1所述的离子注入系统，其中，所述离子束的一个或多个期望属性包括选定的离子束包络和选定的离子束质量分辨率。

3.根据权利要求2所述的离子注入系统，其中，所述一个或多个致动器进一步配置成基于选定的束包络和选定的质量分辨率中的一个或多个而在所述质量分析器的出射路径上选择性定位第一板片和第二板片以选择性定位所述解析孔径。

4.根据权利要求3所述的离子注入系统，其中，所述一个或多个致动器包括一个或多个线性致动器。

5.根据权利要求1所述的离子注入系统，进一步包括感测装置，其配置成检测与离子束相关联的一个或多个条件。

6.根据权利要求5所述的离子注入系统，其中，所述一个或多个条件与一个或多个故障条件相关联，且其中，所述控制器配置成检测到一个或多个故障条件时经由气动缸的控制来选择性关闭解析孔径。

7.根据权利要求6所述的离子注入系统，其中，所述一个或多个故障条件与非期望的离子束电流相关联。

8.根据权利要求5所述的离子注入系统，其中，所述控制器配置成基于由感测装置感测到的一个或多个条件而经由一个或多个致动器的控制来选择性单独平移第一板片和第二板片。

9.根据权利要求8所述的离子注入系统，其中，所述一个或多个条件包括与非期望的同位素相关联的离子束电流。

10.根据权利要求1所述的离子注入系统，进一步包括聚焦部件，其定位于所述质量分析器的下游和所述解析孔径的上游，其中，所述聚焦部件配置成汇聚离子束。

11.根据权利要求10所述的离子注入系统，其中，所述聚焦部件配置成将离子束在接近解析孔径的位置汇聚到最小值。

12.根据权利要求1所述的离子注入系统，进一步包括一个或多个线性电位计，其中，所述一个或多个线性电位计配置成向所述控制器提供第一板片和第二板片中一个或多个板片的位置。

13.根据权利要求1所述的离子注入系统，其中，所述伺服电机和所述气动缸配置成独立地更改第一板片与第二板片的彼此相对位置。

14.根据权利要求1所述的离子注入系统，进一步包括下游位置的致动器，其配置成沿离子束的路径选择性更改解析孔径的位置，其中，所述控制器进一步配置成至少部分地基于一个或多个离子束期望属性来控制解析孔径沿离子束路径的位置。

15.一种用于离子注入系统的解析孔径组件，所述解析孔径组件包括：

第一板片；

第二板片；以及

一个或多个线性致动器，其可操作地耦接到第一板片和第二板片中一个或多个板片，其中，所述一个或多个线性致动器包括伺服电机和气动缸，其中，所述伺服电机和气动缸配置成独立地更改第一板片与第二板片的彼此相对位置，其中，第一板片和第二板片在其间限定解析孔径，其中，第一板片相对于第二板片的位置限定解析孔径的宽度，其中，所述解析孔径配置成选择性阻挡离子束的离子，且其中，所述一个或多个线性致动器配置成选择性更改第一板片与第二板片的彼此相对位置，其中，选择性更改解析孔径的宽度，其中，所述伺服电机配置成精确地选择性更改解析孔径的宽度，且其中，所述气动缸配置成快速关闭解析孔径。

16.根据权利要求15所述的解析孔径组件，进一步包括一个或多个线性电位计，其中，所述一个或多个线性电位计配置成确定第一板片和第二板片中一个或多个板片的位置。

17.根据权利要求15所述的解析孔径组件，进一步包括控制器，其配置成经由一个或多个线性致动器的控制来选择性更改解析孔径的宽度。

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