CN1310279C

CN1310279C - 改善离子注入系统中离子群聚的方法和装置

Info

Publication number: CN1310279C
Application number: CNB028164776A
Authority: CN
Inventors: K·萨亚达特曼德; W·迪维吉里奥
Original assignee: Axcelis Technologies Inc
Current assignee: Axcelis Technologies Inc
Priority date: 2001-08-23
Filing date: 2002-08-23
Publication date: 2007-04-11
Anticipated expiration: 2022-08-23
Also published as: JP2005501382A; JP4378619B2; US6583429B2; WO2003019613A1; EP1419515A1; CN1545721A; US20030038253A1; TW584881B

Abstract

本发明公开了一种用于离子注入系统中离子群聚的线性加速器系统内的离子群聚器级。它可以用在一个或多个线性加速器级的上游，以降低线性加速器系统内的离子损耗。本发明还包含一个不对称双间隙群聚器级和一个狭缝群聚器级，它们能进一步改善离子注入效率。还公开了一些在离子注入器的线性加速器中加速离子的方法。

Description

改善离子注入系统中离子群聚的方法和装置

技术领域

本发明总的说与离子注入系统有关，更具体地说，是与改进离子注入系统中离子群聚的方法和装置有关。

背景技术

在半导体器件制造中，离子注入用来将杂质掺入半导体内。美国专利4,667,111中描述了一种高能(HE)离子注入器，该专利已转让给本发明的受让人，并被整体引用于此作为参考。这种高能离子注入器用来对衬底作深度注入以产生例如一些反向型阱等。对于这类深度注入，1.5MeV(百万电子伏)的注入能量是很典型的。虽然可以使用较低的能量，但这类注入器的典型注入能量至少在300KeV和700KeV之间。某些高能离子注入器能提供高达5MeV能量的离子束。

参照图1，这是一个典型的高能离子注入器10，它有一个终端12、一个束线路组件14，和一个末站16。终端12包含一个离子源20，它由一个高压电源22供电。离子源20产生一个离子束24提供给束线路组件14。然后离子束24被引向末站16中的靶晶片30。离子束24由束线路组件14进行调节，束线路组件包含一个质量分析磁体26和一个射频(RF)线性加速器(linac)28。直线加速器28包含一系列加速模块28a-28n，其中每一个进一步将离子加速至超过它们从前一模块所得到的能量。各加速模块可以由高RF电压单独激励，此电压一般是用谐振方法产生的，以使所需的平均功率是合理的。质量分析磁体26只让具有适当荷质比的离子通入直线加速器28。

在高能离子注入器10中的线性加速模块28a-28n各包含一个RF放大器，一个谐振器，和一个激励电极。谐振器(如美国专利4,667,111中所述的那种)的工作频率在3-30Mhz范围左右。电压在0-150KV左右，以便将离子束24的离子加速至每电荷态1百万电子伏以上的能量。当离子束24通过各加速模块或加速级28时，其中某些离子正好被加速，而另一些则未被加速。因此，传统线性加速器28所达到的离子加速效率低于100％。特别是，传统的离子加速器可能只把不到20％的离子从质量分析磁体26传给末站16内的靶晶片30。说得更详细些，每个离子加速级28a-28n被调整或调节，从而为向它提供的处于一个误差或接受范围的离子提供适当的加速。在加速前使离子群聚或成团(packetize)则更容易维持离子束内的离子，使得更大百分数的离子被每个加速模块或加速级28加速。在传统线性加速器28中，第一或第一和第二加速模块(例如，单元28a，28b)可以用作一个组合群聚器和加速器。但这种群聚只能提供有限的离子传输效率。因此，典型的线性加速器28能达到20％以下的离子传输率。在离子注入装置中，希望将离子按受控制方式送到一个工件(例如半导体产品)上。在传统的系统中，可能由离子源产生的离子的80％左右丢失了(例如，没有到达工件上)，因而要完成所要求的注入需要花更多时间。所以，需要有一种改进的在离子注入线性加速器中群聚离子的方法和装置，以便增加到达工件上的产生的离子的百分数。

发明内容

本发明是针对一个具有与之相关的离子群聚器的线性加速器，此离子群聚器能改善离子注入系统的离子传输。本发明提供一个专门的群聚器级，以确保能将所产生的离子以比此前所能达到的更大百分数提供给离子注入器的加速级的加速区。此群聚器级可以处在沿离子注入系统中束通路的线性加速级的上游，以提供群聚或团聚的离子到加速器加速级。具体说，例如本发明能使可用离子以高达60％的束传输率通过离子注入系统的线性加速器。因此，本发明与传统的离子注入装置和方法相比具有显著的优点，后者在某些情况下只有可用离子的不到20％被正确加速。

本发明的一种形式提供一个不对称双间隙群聚器，它能为离子注入系统中的离子输运提供更多的优点和效率。第一和第二间隙分别位于群聚器调制电极的前面和后面，且两个间隙尺寸不相同，例如第二间隙比第一间隙大。

在群聚器内的调制场使某些离子相对于参考离子加速，而使另一些离子相对于参考离子减速。在漂移区，加速离子赶上参考离子，而减速离子慢下来使参考离子(可能还有加速的离子)赶上它们，从而得到一个净群聚效应。两间隙的不对称性有利于使可用离子以更高的百分数进入后续的线性加速级，从而显著改善离子注入系统的离子传输效率。不对称双间隙群聚器可以作为一个群聚器级包含在离子注入器内的线性加速器系统中，在此离子注入器中由群聚器电极所产生的调制场强可能远低于线性加速器的加速交变电场的强度。这样一来，群聚器电极的工作是调制DC离子束(例如，从上游质量分析磁体得到的)，漂移区则由于这种调制的结果而使群聚发生。

按本发明的另一种形式，提供一个狭缝式双间隙群聚器级及其调制电极，它们能为离子注入提供更多的优点。调制电极包含一个在电极底面内的细长狭缝孔口，它沿着离子束通路纵向穿过该底面。狭缝的纵横比大于1，例如狭缝的高度大于其宽度。这种狭缝孔口可以让群聚器的隙缝长度比圆形电极孔口时小，因而可以在更宽的离子速度范围内实现有效的调制。另外，这个狭缝双间隙群聚器可处于线性加速器的匹配四极子聚焦装置和入射孔口之间。这种情况下，匹配四极子可用来使已群聚离子束形成圆形截面以注入第一加速级，并提供一个群聚器漂移区。这样可缩短离子注入装置的长度。

根据本发明，提供了一种离子群聚器，它沿着通路将离子在离子束加速器入口和第一加速模块入口之间聚集，此群聚器包括：一沿通路安置的群聚器电极，它与一群聚能量源协同工作，适于沿一部分通路产生调制电场，从而沿通路为加速模块提供已群聚的离子；和第一和第二接地电极，其中第一接地电极沿通路朝离子束加速器入口方向与群聚器电极隔开，以在其间形成第一间隙，而第二接地电极沿通路朝加速模块方向与群聚器电极隔开，以在其间限定第二间隙，且第一和第二间隙的长度不相同，其中第一和第二间隙中的一个是可调节的。

根据本发明，还提供了一种线性加速器系统，用来加速沿通路从它的入口端行至出口端的离子，此线性加速器系统包括：至少一个加速模块，它至少具有一与加速器能量源协同工作的激励电极，此加速模块适于产生一加速交变电场将离子加速至一第二能量；以及一离子群聚器，它将离子沿通路在入口端和至少一个加速模块之间聚集，此离子群聚器包括：一沿通路安置的群聚器电极，它与一群聚器能量源协同工作并适于产生一沿一部分通路的调制电场，以将已群聚离子沿通路提供给至少一个加速模块；以及第一和第二接地电极，其中第一接地电极沿通路朝入口端的方向与群聚器电极隔开，以在其间限定第一间隙，而第二接地电极沿通路朝至少一个加速模块的方向与群聚器电极隔开，以在其间限定第二间隙，其中第一和第二间隙的长度不相同，其中第一间隙和第二间隙中的一个是可调节的。

根据本发明，还提供了一种离子注入器，包括：一离子源，适于沿一通路引导具有初始能的带电离子；一线性加速器，它包括：至少一个加速模块，它具有至少一个与加速器能量源协同工作的加速电极，适于产生一加速交变电场，以将离子加速至一第二能量；以及一离子群聚器，它处于线性加速器入口端和该至少一个加速模块之间，且包括：一群聚器电极，它沿通路安置并与一群聚器能量源协同工作，适于产生沿通路一部分的调制电场，以将已群聚离子沿通路提供给该至少一个加速模块；以及第一和第二接地电极，其中第一接地电极沿通路朝入口端的方向与群聚器电极隔开，以在其间限定第一间隙，而第二接地电极沿通路朝至少一个加速模块的方向与群聚器电极隔开，以在其间限定第二间隙，其中第一和第二间隙的长度不相同，一末站，适于安置一个工件，使已加速至第二能量的带电离子打到该工件上；以及一与能量源相连的控制器，适于控制线性加速器中电场的相对幅度和相位，其中第一间隙和第二间隙中的一个是可调节的。

为实现上述及其它相关的目的，本发明包含着许多特征，它们将在下面全面描述并在权利要求书中予以特别指出。下面的描述和所附各图详细地给出了本发明的一些示例性的形式及实施方法。但这些只表示运用本发明原理的几种不同方式而已。本发明的其它一些目的，优点和新的特征将从下面结合附图所作的详细描述中看得更清楚。

附图说明

图1是具有线性加速器的一种高能离子注入器的示意框图；

图2是一个传统线性加速器模块的示意图；

图3是可用于离子注入系统的一个线性离子加速器一部分的透视图；

图4是按本发明的一种形式的一个具有线性加速器和群聚器的离子注入系统例子的示意图；

图5是按本发明的一个群聚和线性加速器例的示意图；

图6是按本发明的另一种形式一个不对称双间隙群聚器例的透视图；

图7是按本发明另一个线性加速器例一部分的示意图；

图8是按本发明的另一种形式的一个狭缝双间隙群聚器例的透视图；

图9是按本发明另一个线性加速器例一部分的示意图。

具体实施方式

现在我们参照附图来描述本发明，各图中相似的参考数字全都表示相似的元件。为使离子注入系统的离子群聚专设了一个离子群聚器级。可以把该离子群聚器级放在线性加速器中的加速级的上游以使其中的离子群聚或团聚，从而减少线性加速器中离子的损失。此群聚器级可工作在比后续的加速级更低的能量下，且还可设置一个漂移区以帮助离子群聚。本发明还包括一个非对称双间隙群聚器级和一个狭缝群聚器级，以进一步改善离子注入效率。后面还将描述加速离子注入器的线性加速器内的离子的各种方法。

为了解本发明各种特征的来龙去脉，现在来简单讨论一下线性加速器模块(例如图1中的模块28a-28n)中RF放大器和谐振器之间的一般相互连系。现在参考图2的传统谐振器电路100，它包含一个电感线圈L，后者与电阻R_L和电容Cs相并联。激励电极108与电感L相连。电极108安装在两个接地电极112和114之间，且激励电极108和接地电极112及114用来加速离子束110。电容Cs代表激励电极108的电容，电阻R_L代表与包含电感L和电容Cs的谐振电路相关的损耗。电容Cs和电感线圈L的值应选得使谐振电路或“槽路”100的损耗很小(高Q值)，图1所示类型的线性加速器系统中每一个加速器模块都谐振在同一频率。一个RF信号在点116处从一个匹配网络(未示)连过来，并通过电容器Cc电容耦合至线圈L的高压端。

图3为一个模块式线性加速器228一部分的透视图。一个DC离子束224a沿着束通路226进入加速器228(例如，从一个图中未示的上游质量分析磁体过来)。DC束224a可包括可以是细长狭缝形的横截面，它沿着通路226通过一个具有垂直方向细长狭缝232的入射孔口230。束224a被两组匹配四极子装置234及相应的接地电极236变成普通圆形截面(未示)，其中每个接地电极236包含一个沿通路236方向的圆柱形孔口238。

在本例中线性加速器228还包含两个或更多个加速模块或加速级228a，228b，......228n(其中n为整数)，其中的两个(例如，228a和228b)示于图3。每个加速模块228n进一步将束224中的离子加速至超过它们在前面的单元所达到的能量。加速模块228n可以单独由一个电源和谐振器(未示)产生的RF高压激励。当离子束224通过各个加速模块或加速级228n时，其中的某些离子被加速，而另一些未被加速。加速模块228n包含一对沿着通路226处在激励电极248的前面和后面的接地电极246，其中激励电极248可由一个适当的RF能量源和谐振器(未示)激励，以加速沿着通路226的束224a中的离子。接地电极246通常与激励电极248是等距离的，以在它们之间提供一般是相等的第一和第二间隙250a和250b。同样，第二加速模块或加速级228b包含一个沿通路226处于第二激励电极258上游的第一接地电极256。

可以在沿通路226在第一和第二加速级228a和228b之间设置一个四极子装置264(例如，静电四极子)，以使束224相继通过各加速级228时产生径向聚焦。此加速器228可能还包含另一些加速级或加速模块(未示)，从而可以把离子束224b加速至比提供给加速器228的DC束224a更高的能量。

现在来看图4，本发明的一种形式提供的一种离子注入器310包括一个终端312，一个束线路组件314，和一个末站316。终端312包含一个离子源320，由高压电源322供电。离子源320产生一个离子束324供给束线路组件314。然后离子束324被引向处于末站316内的靶晶片330。离子束324由束线路组件314调节，后者包含一个质量分析磁体326和一个RF线性加速器(直线加速器)328。直线加速器328包括一个群聚器级340和一系列加速级或加速模块328a-328n，其中每一级将离子加速至超过它们在前面各单元所达到的能量。加速级或加速模块可以单独由一个RF高压激励，此高压一般是用谐振法产生的，以便不使所要求的平均功率合理。例如，在高能离子注入器310中的加速级或加速模块328a-328n分别包含一个RF放大器，一个谐振器，和一个加速电极(未示)。

按本发明的一种形式，离子群聚器级340位于质量分析磁体326和第一加速级328a之间的线性加速器前面。如下面将要显示和描述那样，离子群聚器级340可能包含一个沿通路324安置的群聚器电极，其操作上与一个群聚器能量源(未示)相关，用以产生一个调制交变电场。此调制场加到由质量分析磁体326提供的DC离子束上，以给加速级328a提供已群聚的离子。注入器310还可能包含一些控制器(未示)，以使终端312，束线路组件314，和末站316能按受控制的方式工作以影响工件310上的离子注入。例如，在群聚器级340中对调制场的控制和直线加速器328中对加速场的控制，就可以通过这些控制来实现。

简单看看图5，这是一个示范的群聚器级350的示意图，群居器级350作用于DC离子束352上以将其中的离子聚集或“成团”，以提供给离子加速级354。群聚器级350可按图4中群聚器级340类似的方式工作，加速级354可按图4中加速级328类似的方式工作。群聚器350接收具有均匀能量分布的DC离子束352并将其中的离子分成在特定要求能量范围内的离子群聚组356，它们以后可以被加速器354有效地加速至所要求的第二能量(例如，或者能量范围)。

按本发明的另一种形式包括一个具有不对称间隙的单电极群聚器，它有利于进一步改善离子注入系统中的离子传输效率。如上所述，本发明采用一个单调制群聚电极，它可以位于两个接地电极(例如，象静电四极子这样的接地聚焦装置)之间。举例来说，该群聚器可包含第一和第二接地电极，其中第一接地电极是沿着束通路朝着离子束入射端与群聚电极隔开的，以便确定其间的第一间隙。第二接地电极可以沿着通路朝着离子束出口与群聚电极隔开，以便确定其间的第二间隙。按本发明的另一种形式，一个间隙可以做得比另一个大，例如大10倍。此外，一个或两个间隙可以从机械上或其它方面作调整。

现在参考图6，它显示一个示范的双间隙群聚器500及离子注入线性加速器528的各种元件。一个DC离子束(未示)沿着束通路526进入加速器528(例如从未画出的上游质量分析磁体进入)。DC离子束可以包括细长狭缝形的截面，它沿着通路526通过一个具有垂直细长狭缝532的入射孔口530。DC束被两组匹配四极子装置534及相应的接地电极536变成普通圆截面形，其中每个接地电极536包含一个沿通路526安置的圆柱形孔口538。线性加速器528还包含非对称间隙群聚器500以及一个或几个加速模块或加速级528n(其中n为整数)，图6显示其中的一个(528a)。每个加速模块528n将束中离子进一步加速至超过它们在前面各单元所达到的能量。

群聚器500包含一对接地电极546a和546b，它们沿通路526处于群聚调制电极548的前面和后面，其中群聚调制电极548可由一个适当的RF能量源和谐振器(未示)激励，以便沿束通路526调制束中的离子。接地电极546a和546b与调制电极548相隔开，以在其间分别提供第一和第二间隙550a和550b。

两个间隙中的一个(例如第一间隙550a)的长度使得离子通过该间隙的渡越时间小于相关的RF周期。通过这个间隙的一个离子所经受的最大能量变化稍小于它的电荷与加到被激励的群聚电极548上的峰值RF电压之积。另一个间隙(例如，第二间隙550b)的长度要大得多，因此离子通过此间隙的渡越时间很接近于RF周期。通过这个间隙的一个离子所经受的最大能量变化远小于它的电荷与加到被激励的群聚电极548上的RF峰值电压。所以，大部分离子束的能量调制发生在两个间隙中较短的那一个内。

在普通的等间隙群聚器中，在每个间隙内的最大能量调制是相等的。在此情况下，群聚效率强烈地依赖于从一个间隙中心至另一个间隙中心的离子渡越时间。当间隙至间隙的渡越时间为RF周期的一半时效率最高，因为第二间隙调制加强第一间隙调制。当间隙至间隙的渡越时间为一个RF周期时效率最低，因为第二间隙调制将抵削第一间隙调制。采用不等长度的间隙大大减少了群聚效率对间隙至间隙渡越时间的依赖性，使得效率几乎与离子种类无关。必须指出，可以让间隙长度在一个很宽的范围内变化，这可以认为是符合本发明的范围。从概念上说，正是由于间隙的不对称性使得一个间隙对群聚作贡献，而另一个间隙在减少或抵削由上述第一间隙所提供的有利群聚方面所起的作用比普通对称间隙系统要小。另外，虽然上面的例子中第一间隙550a是比第二间隙550b小，但应指出也可把第二间隙做得比第一间隙小，在那种情况下它们的作用相互交换。

应当明白，可以对间隙550a和550b中的一个或者两个进行调整以使群聚器500与离子种类相一致。此外，也可调节激励调制电极548的功率源(例如，其频率，相位，幅度等)，以便按照系统的一个或几个性能参数提供适当的调制。因此，所例举的群聚器500适用于对加速和注入特定离子种类优化的加速器和离子注入系统，以及加速器本身可以调节的那些系统。

加速模块或加速级528a包含一个沿通路526处于激励电极558上游的第一接地电极556，和一个处于激励电极558下游的第二接地电极(未示)。激励电极558可由一个适当的功率源和谐振器(未示)激励，以按可控制的方式将离子沿通路526加速至第二能量级。在加速器系统528的群聚器级500和第一加速级528a之间可沿通路526设置一组4个聚焦四极子564，以在束通过连续各加速级528n时提供径向聚焦。此加速器系统528可能还包含一些加速级或加速模块528n(未示)，利用它们可使经过加速的离子束的能量高于提供给该加速器528的DC束能量。

现在来参考图7，这是一个线性加速器系统528的示意图，其中横向细长的DC离子束524a被提供给入射孔口530(例如，它具有一个细长狭缝开口)。细长截面的束524a被匹配四极子534整形成一个普通圆形束524b，此后束524b被提供给加速器系统528的典型群聚器级500。群聚器级500将束524b中的离子聚集或群聚为群聚离子束524c。如上所述，接在群聚器级500后面的聚焦四极子564维持住这个圆形截面，而且还可再设置一个漂移区来帮助群聚。然后已群聚的束524C被提供给加速器系统528的加速级528a-528n，从而得到一个已加速的离子束524d，其能量高于原始的DC束524a的能量。

按本发明的另一种形式，提供一个群聚器，它可以直接对一个具有在横向细长了的纵向截面的离子束(如离子束524a)进行控制。现在来看图8和9，图中显示另一个典型的线性加速器628的一部分，它包括一个加速器系统628的典型狭缝双间隙群聚器级600，后者沿通路626处于一个其中具有细长狭缝开口632的入射孔口630和后续的匹配四极子634及相关的接地电极636之间。加速器系统628的一个或多个加速级或加速模块628a-628n沿通路626处于四极子634的下游，其中的一个(例如628a)示于图8。

典型的狭缝双间隙群聚器600包括一个单个调制群聚电极648，它可以处在入射孔口630和一个与四极子装置634相关的接地电极636之间，其中电极648包含一个横向细长的狭缝孔口604。群聚电极648与入射孔口630隔开一个距离以便在它们之间限定一个第一间隙650a。接地电极636可沿通路626与群聚电极648在朝加速级628a一边相隔开，以在它们之间限定一个第二间隙650b。按本发明的另一种形式，可以把第二间隙650b做得比第一间隙650a大(例如，大概至少比第一间隙650a大10倍左右)，以得到如上面强调过的与非对称间隙有关的好处。如上所述，间隙的不对称性可以进一步选定为离子通过间隙的渡越时间和调制频率(由它决定调制电压的周期)的函数。

调制群聚电极648的狭缝孔口604可以让一个带状离子束直接引入群聚器600，而不需预先把它变成(例如，通过一个匹配四极子装置)一个圆形截面。因此，群聚器级600可以沿束通路626直接设在入射孔口630的后面。这样可以减小加速器系统628的物理长度。因此如需要的话，可以在利用狭缝式双间隙群聚器600群聚之后利用匹配四极子634及相关的接地电极636，在将细长截面的离子束引入最初的加速级628a之前把它变成普通圆形截面。在这种结构中，四极子634可同时用来使离子束沿通路626径向成形及提供一个漂移区(或其一部分)，如前所述，离子可沿漂移区有益地聚集或群聚。

应指出，间隙650a，650b中的一个或两个可以调整以使群聚器级600合适于特定的离子种类。另外，也可以调整激励调制电极648的功率源(未示，如其频率、相位、幅度等)，以按照系统的一个或多个性能参数提供适当的调制。

加速器系统628的加速模块或加速级628a包含一个第一接地电极656(沿通路626处于激励电极658的上游)，和一个处于该激励电极658下游的第二接地电极(未示)。此激励电极658可由适当的功率源和谐振器(未示)激励，以便按可控制的方式沿通路626将离子加速至第二能量级。可以沿通路626在群聚器级600和第一加速级628a之间设置一些匹配四极子装置634(例如静电四极子)，为通过连续各加速级628n行进的束提供径向聚焦。因此，可以通过四极子634，将从群聚器600出来的具有细长截面的已群聚束在提供给第一加速级628a之前变成普通圆柱形束。加速器628还可包含另一些加速级或加速模块628n(未示)，利用它们来使被加速的离子束以高于提供给加速器628的DC束的能量水平产生。

再来看图9，它表示将一个横向被细长的DC离子束624a提供给入射孔口630(例如，它可以有一个细长狭缝开口)。然后被细长的束624a被提供给典型的狭缝式双间隙群聚器600。如上所述，群聚器电极648的细长孔口604可以让群聚器级600直接控制细长截面的DC离子束624a。群聚器600将束624a中的离子聚集或群聚成纵向群聚的离子束组624b，它也可能具有细长形的截面。因此，已群聚的离子束624b沿通路626被提供给匹配四极子634，后者将细长形的束624b变成普通圆形离子束624c。如上所述，接在群聚器级600后面的匹配四极子634也可用来提供一个漂移区，便于使离子在其中发生群聚。已群聚的束624c接着被提供给加速器系统628的加速级628a-628n，从而获得一个能量高于原始DC离子束624a能量的已加速离子束624d。

虽然本发明是按某些形式和实施方法来显示和描述的，但当本领域中其它技术人员阅读并理解了此说明书及各附图之后，显然可以作一些等效的改变和修改。特别是当涉及到上述各元件(组件，装置，电路，系统等)所起的作用时，用来描述这些元件的术语(包括提到一种“装置”的说明)，除特别指明而外，都适合于能完成所述元件规定功能的任何元件(也就是说作用是等效的)，即使在结构上并不和这里所披露的结构相同，后者是用来完成本发明在这里展示的一些特定实施例中的功能。另外，虽然本发明的某一特定的特征可能只在几个实施例中的一个里提到，但若希望我们可以将此特征与其它实施例中一种或几种别的特征结合起来，如果这样对任何给定的或特殊的应用有益的话。此外，就在详细描述或权利要求书中用到的术语“包括”，“包括...”，“有”，“具有...”及其变形的范围而言，这些术语具有与术语“包括...”类似的含义。

工业适用性

本系统可用于象离子注入一类的半导体处理领域，通过改善离子群聚而提高离子注入效率。

Claims

1.一种离子群聚器，它沿着通路将离子在离子束加速器入口和第一加速模块入口之间聚集，此群聚器包括：

一沿通路安置的群聚器电极，它与一群聚能量源协同工作，适于沿一部分通路产生调制电场，从而沿通路为加速模块提供已群聚的离子；和

第一和第二接地电极，其中第一接地电极沿通路朝离子束加速器入口方向与群聚器电极隔开，以在其间形成第一间隙，而第二接地电极沿通路朝加速模块方向与群聚器电极隔开，以在其间限定第二间隙，且第一和第二间隙的长度不相同，

其中第一和第二间隙中的一个是可调节的。

2.如权利要求1的离子群聚器，其特征在于，第二间隙比第一间隙长。

3.如权利要求2的离子群聚器，其特征在于，离子群聚器能量源可以独立调节以改变频率，相位，及与一部分通路中的调制电场有关的场强中的至少一个。

4.如权利要求1的离子群聚器，其特征在于，离子群聚器能量源可以独立调节以改变频率，相位，及与一部分通路中的调制电场有关的场强中的至少一个。

5.一种线性加速器系统，用来加速沿通路从它的入口端行至出口端的离子，此线性加速器系统包括：

至少一个加速模块，它至少具有一与加速器能量源协同工作的激励电极，此加速模块适于产生一加速交变电场将离子加速至一第二能量；以及

一离子群聚器，它将离子沿通路在入口端和至少一个加速模块之间聚集，此离子群聚器包括：

一沿通路安置的群聚器电极，它与一群聚器能量源协同工作并适于产生一沿一部分通路的调制电场，以将已群聚离子沿通路提供给至少一个加速模块；以及

第一和第二接地电极，其中第一接地电极沿通路朝入口端的方向与群聚器电极隔开，以在其间限定第一间隙，而第二接地电极沿通路朝至少一个加速模块的方向与群聚器电极隔开，以在其间限定第二间隙，其中第一和第二间隙的长度不相同，

其中第一间隙和第二间隙中的一个是可调节的。

6.一种离子注入器，包括：

一离子源，适于沿一通路引导具有初始能的带电离子；

一线性加速器，它包括：

至少一个加速模块，它具有至少一个与加速器能量源协同工作的加速电极，适于产生一加速交变电场，以将离子加速至一第二能量；以及

一离子群聚器，它处于线性加速器入口端和该至少一个加速模块之间，且包括：

一群聚器电极，它沿通路安置并与一群聚器能量源协同工作，适于产生沿通路一部分的调制电场，以将已群聚离子沿通路提供给该至少一个加速模块；以及

一末站，适于安置一个工件，使已加速至第二能量的带电离子打到该工件上；以及

一与能量源相连的控制器，适于控制线性加速器中电场的相对幅度和相位，

其中第一间隙和第二间隙中的一个是可调节的。

7.如权利要求6的离子注入器，其特征在于，在其线性加速器中，所述第二间隙大于所述第一间隙。