TW200826142A - Ion implanter - Google Patents

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200826142 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種離子植入機，其中使帶狀離子束通過 /刀析電磁鐵以執行對離子束之動量分析（例如，質量分 析），且接著使該帶狀離子束入射於基板上，由此對基板 執行離子植入。 【先前技術】

2例而言，為了對較大基板執行離子植入，有時使用具 有π狀（此亦稱作薄片狀或條帶狀，相同名稱將在後文中 應用）形狀之離子束。 羊牛ΓΓ5 ’專利參考文獻1巾揭示離子植λ•機之一例 I量、H㈣料束通㈣析f _續行對離子束之 析⑽如’質量分析’其適用於下文中），且接著使 1=以人射於基板上’藉此對基板執行離子植入。 量分析的分析電磁鐵之例子。 ~狀離子束之動 將參考® 56描述專利參考文獻2 電磁鐵。在圖式中，為了促進知分析 解，由二點鏈線來指示輛36。將離子束2 /狀的理 定為Z方向’且分別將處於與z方向 :進方向設 :實=彼此正交之兩個方向設定為χ方向：=面中 後，在勿析電磁鐵40中，在γ方向 方向。然 2為對入口 24的垂直拉長之入射，且 之咿狀離子束 分析電磁鐵4〇具有-組態，其中諸:專以 3卿發明說明書(補件)/97彻6137967 6 2 200826142 於二^^上^及7"部線11或兩個線圈12、18與對肩 於轉考文獻之圖21所示之輛的輛36組合。 應 圈Γ且圈且3為=線圈（在專利參考文獻2中稱作香煮狀線 .,^ ^ 釆2之路徑（射束路徑）而彼此相對 =且本體部分(在專利參考文獻”稱作線圈主要部 =14’及傾斜凸起以避開射束路徑且使本體部分"Μ 向上之末端部分彼此連接的—組連接部分（在專利來考 文獻2中稱作末端凸起部分）16。連接部分16在入口 μ 及出口 26中傾斜凸起以防止離子束2碰撞該等部分且射 束通過區域得以確保。 又，為鞍狀線圈之線目18為與線圈12具有類似結構（然 而，具有與線圈12之平面對稱之形狀），且具有一組本體 部分2 0及一組連接部分2 2。 線圈12、18中之每-者為周緣藉由絕緣體所塗佈之導 體（被塗佈之導體）以捲繞多次之多阻線圈，且由具有扇狀

平面圖形狀之線圈在兩端附近彎曲以形成連接部分16、 22的方法製成。通常，作為導體，使用冷卻介質（例如， 冷卻水）可流過中空導體之其中。在說明書中，“絕緣” 意謂電絕緣。 軛36共同地環繞線圈12、18之本體部分14、20之外 側0 [專利參考文獻1] JP-A-2005-327713 (段落〇〇1〇，圖 1至圖4) [專利參考文獻2] JP-A-2004-152557 (段落〇006及 312ΧΡ/發明說明書(補件)/97-01/96137967 7 200826142 0022，圖1及圖21) 分析電磁鐵4 0具有以下問題。 (1)在入口 24及出口 26中，連接部分16、22在射束入 射及發射之方向上自軛36凸出之凸出距離Li較大。此主 要係由以下原因所造成。 U)為了允許在γ方向上拉長之帶狀離子束2儘可能均 勻地偏轉，線圈12、18之本體部分14、20必須被設定以 藉由增加γ方向上之尺寸a而垂直地拉長（比圖56所示之 例子更為垂直拉長）。如上文所述，在線圈12、18中，對 扇狀線，應用-彎曲處理以形成連接部分16、22。因此， 尺寸aK貝上直接反映於凸出距離Li上。因此，隨著尺寸 a更加地增大，凸出距離W更加地增大。 (b)在線圈12、18中，如上文所述而藉由對扇狀線圈應 用一彎曲處理來形成連接部> 16、22。由於對彎曲處理 ，限制，相對較大之彎曲部分30、32不可避免地形成於 體4刀14、20與連接部分16、22之間的邊界附近。彎 P 77 3〇 32之存在使得軛36之末端部分與連接部分 22之末鳊邛分之間的距離u增大。因為距離[a包括 ;凸出距離L!中’所以凸出距離Li增大。由於對彎曲處 …限制酼著尺寸a更加地增大，彎曲部分3〇、32之 =率半役必須更加地增大，且距離b及因此凸出距離b 進一步延長。 可由以下式子來指示凸出距離L。 [式1] 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96137967 200826142

Ll = a + l2。 (c)連接部分16、22傾斜凸起。因此，此亦造成凸出距 離Li之增大。 1上=所述，當連接部分16 ' 22自軛36之凸出距離 Ll、車乂大扦，分析電磁鐵40相應地變大，且安裝分析電磁 :二所而之面積亦增大。因此，離子植入機亦變大，且 安裝離:植人機所需之面積亦增大。另外，分析電磁鐵 40之重里增大。此外，由處於軛％外部之連接部分16、 22所產生之磁場（此磁場亦稱作邊緣場）干擾離子束2之 形態(形狀及姿態，其適用於下文中)的可能性增大。 (2)線圈12、18之功率消耗較大。此主要係由 所造成。 (a)連接部分16、22不產生用於偏轉離子束2之磁場。 如上文所述，連接部分16、22之凸出距離較大。因此， 連接部分16、22之長度相應地增大，且連接部分16、22 I ^之功率 >肖耗欠浪費地較大。此造成線圈12 ' 18之功率 消耗增加。 (b)如上文所述，線圈12、18為經塗佈導體之多阻線 圈。因此，在線圈！2、18之剖面中難以增加導體面積之 :率(亦即’導體之空間因數)。因此，功率損失相應地較 ，且功率消耗增加。在被塗佈之導體為中空導體之情況 下，導體之空間因數更為減小，從而功率損失進一步增 大。因此，功率消耗進一步增加。 如上文所述’當線圈！2、18之功率消耗較大時，分析 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96137967 200826142 電磁鐵4G之功率消耗較大，且因此離子植 … 耗亦較大。 植入機之功率消 【發明内容】 本發明之例示性具體例減 離’藉此使得能夠減小分析電磁鐵之大t接及=出： 因此使得能夠減小離子植入機之大小及功率^耗，且 根據本發明之第-態樣之離子植入機令之—者為. ⑷-離子植人機’其中將離子束 : 別將處於…方向實質上正交之平二上 定為x方向及γ方向，且傳輸在γ 射Α板，，此u X方向上之尺寸的帶狀離子束以照 射基L精此執仃離子植入，其中該離子植 基板一帶狀…^ 二Γ量鐵且其:下 $成所要動量的離子束之焦 Μα , 一分析隙縫，其被裝設於來自分析電磁鐵之離子束的隹 點附近’且與分析電磁鐵合作以分析離子束之動量 ^力;^減速設t，其藉由靜電場使通過分析隙縫之離 子束在X方向上背曲，且益山 错由諍電％使離子束加速或減 速；及 -基板驅動設備’其在使得通過加速/減速設備之離子 束入射於基板上的-植入位置處，在與離子束之主面相交 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96137967 200826142 之方向上移動基板， (b )分析電磁鐵包含·· -線圈’其具有：跨越離子束所通過之射束路 向上彼此相對之一組本體部分；及使本體部分在f 的末端部分彼此連接同時避開射束路徑之一电接 分，該線圈產生使得離子束在x方向上彎曲之磁場.及° 一軛，其共同地環繞線圈之本體部分之外側，且， Γ 析電磁鐵之線圈具有一組態’其中在扇 =豐線圈：裝設，凹口部分而保留本體部分及連接部 刀，3亥堆豐線圈藉由以下動作而被 ^ ^^L ^ ^ 饭、，且悲·在層豐絕緣體之 :周緣面上堆豐主面沿該Υ方向延伸之絕緣薄片及導體 缚片的疊層，同時使疊層以多阻來捲繞；及在堆疊之 緣面上形成層疊絕緣體。 σ 在組成離子植人機之分析電磁鐵中，線圈被組態以使得 如上文所述在扇狀圓柱形堆疊線圈中裝設凹口部分 留本體部分及連接部分，且因此連接部分處於一狀態，盆 中該等部分自本體部分之末端部分在γ方向上實質上； 行地延伸。因此’即使在本體部分於γ方向上之尺寸增大 之情況下’亦藉由相應地增Α連接部分在γ方向上之乂 2善處理該情況。因此’連接部分在射束入射及發射之 方向上的凸出距離未增大。根據該結構，可減小線圈之連 接部分在射束人射及發射之方向上自輛所凸㈣距離。 根據彼情況，可減小線圈之連接部分之凸出距離，亦可 細短連接部分之長度’且因此可減少連接部分中之浪費的 312ΧΡ/發明說明書(補件)/97-01/96137967 n 200826142 功率消耗。此外，線圈具有導 絕緣薄片之結構。因此，盘多 線圈相比，導體之空間因數夕二繞 低。因此’可減少功率消耗。〃 x率抽失相應地較 因此’可減小分析電磁鐵 減小離子植入機之大小及::::及功率消耗’且因此可 析===胃電_可被組態以使得分 C： 弟線圈，其為鞍狀線圈而·!> t . g ^ | ®而具有.跨越離子束所通過 射束路仅在）ί方向上彼此相對且在γ 之一側的約一半或争容夕—^丄 復I離子束 7 ^ ^ ^ 、、且本體部分，·及使本體部分在 向？，部分彼此連接同時避開射束路徑之一 接部分，該第一線圈盘一第—绩 、、、 在X方向上、彎曲之磁場；線圈合作以產生使得離子束 第二線圈，其為鞍狀線圈而具有：跨 ;=對且在γ方向上覆蓋離子束之另-側= +或更夕之―組本體部分；及使本體部分在ζ方向上的末 ，部分彼此連接，同時避開射束路徑之一組連接部分，該 弟二線圈被裝設成在γ方向上與第一線圈重疊，且與2 線圈合作以產生-使得離子束在χ方向上彎曲之磁場 一軛’其共同地環繞第-線圈及第二線圈之本體部分之 外側，且 < 分析電磁鐵之第一線圈及第二線圈中之每一者具有一 組態，其中在扇狀圓柱形堆疊線圈中裝設凹口部分：而： 312ΧΡ/發明說明書(補件)/97-01/96137967 12 200826142 留本體部分及連接部分，兮 w # 能：在声晶^绥辦 5亥隹豐線圈精由以下動作而被組 心在續$緣體之外周 之絕緣薄片及導體薄片H上堆^主面沿^方向延伸 專片的宜層，同枯使以多匝來捲繞疊 ^ $之外周緣面上形成層疊絕緣體。 批=本1明之第二態樣，分析電磁鐵可被組態以使得分 析電磁鐵包含： 方：= =、:其具有：跨越離子束通過之射束路徑在X t二太？乂對之一組本體部分;及使本體部分在ζ方向 八兮：：分彼此連接同時避開射束路徑之-連接部 刀/ 層線圈產生使得離子束在X方向上彎曲之主磁 一或多個第一外層線圈，i為 ^^ . ΛΓΤ , /、马知狀線圈而具有：處於内 曰、、友圈之外教跨越射束路徑在χ方向上彼此相對之一 組本體部分；及使本體邱八尤7 接η斤㈣封未 方向上的末端部分彼此連 之一組連接部分’第一外層線圈產生 辅助或杈正主磁場之子磁場； 二第广:層線圈，其為較狀線圈而具有:處於内 層線圈之夕Μ且跨越射束路徑在χ方向上彼此相對之一 組本體部分；及使本體部分在2方向上的末 接同時避開射束路徑之一組連接 皮匕連 = = 一外層線圈重疊，且產生辅助或校正 主磁％之子磁場；及 -輛，其共同地環繞内層線圈，及第—外層線圈 外層線圈之本體部分之外侧，且 312XP/發明說明書(補件)/97-〇 1/96137967 13 200826142 分析電磁鐵之内層線圈、 中之每-者且右線圈及第二外層線圈 設凹口上組悲，其甲在扇狀圓柱形堆疊線圈中裝 本體部分及連接部分，該堆昼線圈藉： 沿體之外周緣*上堆… 夹肺1 溥片及¥體薄片的疊層，同時小多Ε 末捲、、>〇：1：層，在堆疊之外周緣面上 該堆疊之外周緣面上堆疊主面f γ 巴緣體，在 及導體薄片的㈣，同時以多伸之絕緣W 之外周緣面上形成層疊絕緣體。^ ’及在5亥堆@ 析=!Γ第四態樣’分析電磁鐵可被組態以使得分 =内層線目，其為鞍狀線_具有：跨越離子束通過 射束路控在X方向上彼此相對且在丫方向上覆蓋離子束 之一側的約-半或更多之'组本體部分；及使本體部分在 Ζ方向上的末端部分彼此連接同時避開射束路徑之一組連 接部分’該第—線圈與—第二内層線圈合作以產生使得離 子束在X方向上彎曲之主磁場； 第一内層線圈，其為鞍狀線圈而具有：跨越射束路护在 X方向上彼此相對且在γ方向上覆蓋離子束之另—侧：約 一半或更多之一組本體部分；及使本體部分在ζ方向上的 末端部分彼此連接同時避開射束路徑之一組連接部分，該 第二内層線圈被裝設成在γ方向上與第一内層線圈重 疊，且與第一内層線圈合作以產生使得離子束在X方向上 彎曲之主磁場； 3UXP/發明說明書(補件)/97-01/96137967 14 200826142 -或多個第-外層線圈’其為鞍狀線圈而具有： -内層線圈之外部且跨越射束路徑在χ方向上彼此相 之-組本體部分；及使本體部分在2方向上的末端部 此連接同時避開射束路徑之—組連接部分，第—外 產生輔助或校正主磁場之子磁場； 9 -或多個第二外層線圈，其為鞍狀線圈而具有·處 二内層線圈之外部且跨越射束路徑在χ方向上彼此相 ( 之-組本體部分；及使本體部分在2方向上的末端部 此連接同時避開射束路徑之—組連接部分，第二外層 被裝設成在γ方向上與第一外層線圈重疊，且產生^助 校正主磁場之子磁場；及 3 -輛’其共同地環繞第—内層線圈與第二内層線圈，及 第一外層線圈與第二外層線圈之本體部分之外側， 分析電磁鐵之第一内層線圈及第一外層線圈中之每一 者具有-組態，其中在扇狀圓柱形堆疊線圈中裝設凹口部 分’而保留本體部分及連接部分，該堆疊線圈藉由以下 作而被組態：在層疊絕緣體之外周緣面上堆疊主面沿？方 ，乙伸之、，、邑緣薄片及導體薄片的疊層，同時以多匝來捲繞 且層，在堆g之外周緣面上形成一層疊絕緣體；在該堆疊 之外周緣面上堆疊主面沿γ方向延伸之絕緣薄片及導= 薄片的疊層，同時以多阻來捲繞疊層；及在該堆疊之外周 緣面上形成層疊絕緣體，且 σ 分析電磁鐵之第二内層線圈及第二外層線圈中之每— 者具有一組態'，其中在扇狀圓柱形堆疊線圈中裝設凹口 312ΧΡ/發明說明書(補件)/97-01/96137967 15 200826142 分而保留本體部分及連接部分，該堆疊線圈藉由以下動作 而被組恶·在層璺絕緣體之外周緣面上堆疊主面沿γ方白 延伸之絕緣薄片及導體薄片的疊層，同時以多匝來捲繞^ 層；在堆疊之外周緣面上形成一層疊絕緣體；在該堆疊之 外周緣面上堆疊主面沿Y方向延伸之絕緣薄片及導體薄 片的疊層，同時以多匝來捲繞疊層；及在該堆疊之外周緣 面上形成層疊絕緣體。 ' 根據本發明之第五態樣，分析電磁鐵可經組態以使得分 析電磁鐵進一步包含自軛向内凸出以跨越射束路徑在^ 方向上彼此相對的一組磁極。 根據本电明之第六恶樣，離子植入機可經組態以使得離 子植入機進一步包含一焦點校正透鏡，其被裝設於離子源 與分析電磁鐵之間及分析電磁鐵與分析隙縫之間至少其 中一者中，且藉由靜電場而執行使得離子束的焦點之位置 與分析隙縫之位置一致之校正。 根據本發明之第七態樣，焦點校正錢可經組態以使得 點校正透鏡具有入口電極、中間電極及出口電極，該等 電極在離子束行進方向上被排列同時於其間: 點校正透鏡之人口電極、中間電極及出口電極中之每一 -有對電極，該等電極跨越離子束通過之間隙在X方向 上彼此相對，且彼此導電，焦點校正透鏡之人σ電極及出 口，極被保持為相同電位，对間電極被保持為不同於入 ^電極及出π電極之電位，且使得離子束的析 縫之位置一致之電位。 刀析丨系 312ΧΡ/__書(補件)/97-01/96137967 16 200826142 根據本赉明之苐八態樣，加速/減速設備可經組態以使 得加速/減速設備具有以在離子束行進方向上自上游側開 =第一電極、第二電極、及第三電極之序列而排列的第一 電極至第三電極，且在第一電極與第二電極之間及第二電 極與第三電極之間的兩個階段中使離子束加速或減速，該 第二電極由兩個電極組件所組態，該等電極組件跨越離子 ^之路徑在X方向上彼此相對，且被施加以不同電位以使 ，子束在X方向上偏轉，且第三電極被沿具有特定能量之 離子束在偏轉之後的執道而裝設。 根據本發明之第九態樣，離子植人機可被組態以使得離 ^ 械進步包含·一執道控制透鏡，其被裝設於分析 书兹鐵與加速/減速設備之間，藉由靜電場使離子束在Y 方向上彎曲，且具有入口電極、中間電極、及出口電極， =1極在離子束行進方向上被排列，同時於其間形成間 隙’其中執道控制透鏡之入口電極、中間電極、及出 2之每一者具有一對電極，該等電極跨越離子束通過的 日1隙而在X方向上彼此相對，且彼此導電，執道控制透 ::中間電極在離子束行進方向上之上游側面及下游側 、==一者中具有一凸面，該凸面在γ方向上彎曲，執 道控制透鏡的入口電極及出口電極中之軌 電極之凸面相對的面中H ”中間 具有一凹面，該凹面沿凸面延伸， 轨逼控制透鏡之人Π電極及出4極被保 ::且中，被保持為不同於入口電極及出口電極3 且使得自轨道控制透鏡所取得之離 ％ 不你1^方向上的 312XP/發明說明書(補件)/97·01/96137967 17 200826142 軌道狀態成為所要狀態之電位。 根據本發明之第十態樣’離子植入機可被組態以使得離 子植入機進一步包含：一執道控制透鏡，其被裝設於分析 電磁鐵與加速/減速設備之間，藉由靜電場使離子束在γ 方向上弓曲，且具有入口電極、中間電極、及出口電極， 該等電極在離子束行進方向上被排列，同時於其間形成間 隙，其中執道控制透鏡之入口電極、中間電極、及出口電 j中之母-者具有—對電極，該等電極跨越離子束通過的 :間隙而在X方向上彼此相對’且彼此導電，執道控制透 鏡之中間電極在離子束行進方向上之上游側面及下游侧 面甲之每-者甲具有一凹面，該凹面在γ方向上彎曲，軌 這控制透鏡的人口電極及出σ電極中之每—者在與中間 電極之凹面相對的面中具有一凸面，該凸面沿凹面延伸， 軌道控制透鏡之入口電極及出口電極被保持為相同電 位’且中間電極被保持為不同於入口電極及出口電極之電 位，且使得自執道控制透鏡所取得之離子束在γ方 執道狀態成為所要狀態之電位。 ' 根據本發明之第十—態樣，離子植人機可被 ^子植入機進一步包含··一均質化透鏡，其被裝設於分二 =鐵與加速/減速設備之間，其在¥方向上具有跨越= 對電ί過之在x方向上彼此相對且彼此導電的複數 執=曲靜電場使離子束在¥方向上之複數個位置的 束電=度=在植入位置處離子束在¥方向上均質化射 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96137: 967 18 200826142 據本&明之第十二態樣，離子植入機可被組態以使得 子植入機進一步包含：一偏轉電磁鐵，其被裝設於分析 :戴 >、植入位置之間，在離子束通過之射束路徑中產生 沿X方向所延伸之磁場，其中該偏轉電磁鐵包含：具有一 對磁極之第一磁極對，該等磁極跨越射束路徑在X方向上 T匕相對且在γ方向上覆蓋離子束之一側的約一半或更 ^具有-對磁極之第二磁極對，㉟等磁鱗越射束路握 X方向上彼此相董[且在Y方向上覆蓋離子束之另一侧 的約-半或更多；及線圈’其在第一磁極對中之 對中之間隙中產生相對之磁場’其中組成第一磁 ^弟一磁極對的磁極在離子束行進方向上之長度隨 著在γ方向上自射束路徑之中心進一步向外分離而變7 根據本發明之第十三態樣，離子植人射被組態以使得 t子植入機進—步包含：—偏轉電磁鐵，其被裝設於分析 =磁鐵與植人似H離子束通過之射束路徑令產生 沿X方向所延伸之磁場，其中該偏轉電磁鐵包含·具有— 對磁極之第一磁極對，讓等磁極跨越射束路徑在X i I 彼此相對’且在γ方向上覆蓋離子束之—側的約—半^ 多；具有-對磁極之第二磁極對，該等磁極跨越射束路徑 在X方向上彼此相對，且在γ方向上覆蓋離子束之另一^ 的約一半或更多；及線圈’其在第一磁極對中之間1 第二磁極對中之間隙中產生相對之磁場， ’、 A t 弟一磁極 對及弟二磁極對㈣《長度隨著在¥方向上自射束路 徑之中心進一步向外分離而變小。 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96137967 19 200826142 —根據弟—至第四態樣中所說明之本發明，分析電磁鐵之 被組態以使得如上文所述在扇狀圓柱形堆疊線 衣叹凹口部分而保留本體部分及連接部分，且因此連 :分處於：狀態’其中該等部分自本體部分之末端部分 方向上實質上平行地延伸。因此，即使在本體部分於 八方向上之尺寸增大之情況下，亦藉由相應地增大連接部 方向上之尺寸來妥善處理該情況。結果，連接部分 =射束人射及發射之方向上的凸出距離未增大。根據該結 冓，可減小線圈之連接部分在射束入射及發射之方向上 軛所凸出的距離。 =小分析電磁鐵之大小，且因此可減小安裝分析電磁 、截所〶之面積。亦可減小分析電磁鐵之重量。此外 線圈之連接部分所產生之磁場干擾離子束之形態的可能 根據彼情況，可減小每一線圈之連接部分之凸出距離， 亦可縮短連接普之長度，i因此可減少連接部分中之浪 費的功率消耗。此外’每一線圈具有導體薄片被堆疊並： 其間插入絕緣薄片之結構，此’與多次捲繞被塗佈之導 體的多匝線圈相比，導體之空間因數較高，且功率損失相 應地較低。因此，可減少功率消耗。 、 結果，根據分析電磁鐵之小型化，可減小離子植入機之 大小，且因此可減小安裝離子植入機所需之面積。亦可 小離子植人機之重量。此外，根據分析電磁鐵之功率消耗 之減少’可減少離子植入機的功率消耗。 3 UXP/發明說明書(補件)/97-01/96137967 20 200826142 果另外，第—至第四態樣中所說明之本發明可達到以下效 植人機包含離子源，該離子源產生帶狀離子束，其 離子炭寸大於基板在Y方向上之尺寸。因此，與使用 I束在Υ方向上之分散或加寬之情況相比，可以高處理 f度（生產量）執行離子植人，即使在較大基板上亦是如 此效應在待處理之基板（且因此離子束）具有大的Y方 向尺寸之情況下較為顯著。 力_口速/減速設備不僅可執行離子束之加速/減速，而且亦 丸=t隹子束在x方向上之偏轉。因此，可選擇性地獲得所 要能量之離子束，且可抑制能量污染。此外，此等功能可 ^早:加速/減速設備中實現。因此，與單獨地裝設能量 析之h況相比，可縮短離子束之傳輸路徑。因此，可 改良離子束之傳輸效率。 第一悲樣中所說明之本發明可達到以下進一步的效 果即，由於分析電磁鐵包含第一線圈及第二線圈，因此 可！於t善處理具有大的γ方向尺寸之離子束。 第三態樣中所說明之本發明可達到以下進一步的效 ^即，由於分析電磁鐵除了内層線圈以外亦包含第一及 第二外層線圈，因此可在離子束之射束路徑中產生在 向，的磁通量密度分布之均質化為高之磁場。結果，可將 在離子束發射時對其形態之干擾抑制為較低位準。此效應 在，子束具有大的γ方向尺寸之情況下較為顯著。 第四怨樣中所說明之本發明可達到以下進一步的效 312ΧΡ/發明說明書(補件)/97·〇ι觸遍7 200826142 H11分析電磁鐵除了第-及第二内層線圈以外亦 Y二尺寸:離因此可易於妥善處理具有大的 f 子束，且亦在離子束之射束路徑中產生在 =的磁通量密度分布之均質化為高之磁場。結果， =㈣子束發射時對其形態之干擾抑制為較低位準。此 ί在t子束具有大的丫方向尺寸之情況下較為顯著。 弟五心樣申所5兒明之本發明可達到以下進一步的效 果。即，由於分析電磁鐵進一步包含磁極，因此可易於在 =極之間的，隙中使磁場集中，且因此可易於在射束路徑 中產生具有岗磁通量密度之磁場。 第六態樣t所說明之本發明可達到以下進一步的效 果即纟於離子植入機包含藉由靜電場而執行使得來自 刀析電磁鐵之離子束之焦點的位置與分析隙縫之位置一 2之杈正之焦點校正透鏡，因此可防止離子束的焦點由於 二間電荷之影響而偏離分析隙縫之位置。因此，在補償空 間電何之影響的同時，可增強離子束之傳輸效率及解析 度0 第七悲樣中所說明之本發明可達到以下進一步的效 果。即，由於焦點校正透鏡作為單電位透鏡（換言之，聚 焦透鏡，此同樣適用於下文中），因此可在不改變離子束 之能量來校正離子束之焦點位置。 第八態樣中所說明之本發明可達到以下進一步的效 果。即’在加速/減速設備中，可藉由由兩個電極組件分 別地組態之第二電極之部分使離子束偏轉，藉此達到能量 22 312XP/發明說明書(補件)/97-〇 1/96137967 200826142 子束之離子及中性粒子:因有效地阻斷不同於離 染。特定一 可較為有效地抑制能量污 第-電極私經驗已知在減速模式令，易於藉由在於 產生中性粒子弟：之即 士, …而即使在產生許多中性粒子時，苴筆 直仃進且撞擊於第三電極上而被阻速 減速設備中有效消除中性粒子。 了在加逮/ :二：在兩個階段中使離子束加速，且在該等階段中 偏棘此冰的加速之别可使離子束偏轉。因此，使得容易 =。此外’藉由第二電極彎曲由於所不要之離子之碰撞 而產生之電子以防止該等電子到達第一電極。因此，可降 低由於電子之碰撞所產生的X射線之能量。 第九及第十態樣中所說明之本發明可達到以下進一步 的效果。即’執道控制透鏡作為單電位透鏡，且因此可將 方向上之執道狀態設定為所要狀態而不改變 此外’如上文所述，組成執道控制透鏡之巾間電極具有 在Y方向上彎曲之凹面’且入口及出口電極分別具有沿凹

面L伸之表面。因此，在電極之間的間隙中電場分布於Y 方向上之均質化得到極大改良。結果，即使當Y方向上之 尺寸，大％•，亦可將離子束在γ方向上之軌道狀態設定為 具有高均質化之所要狀態。 第十一態樣中所說明之本發明可達到以下進一步的效 312XP/發明說明書(補件)/97-^/9^7967 23 200826142 果。即，由於提供均質化透鏡，因此可使植入位置處的離 束在γ方向上之射束電流密度分布均質化，且可增強對 基板之離子植人的均質化。此效應在待處理之基板（且因 此:隹子束)具有大的γ方向尺寸之情況下較為顯著。 一第十f及第十三態樣中所說明之本發明可達到以下進 /的放果。即，在第一磁極對及第二磁極對之間的間隙 離子束k著離子束在Y方向上自射束路徑之中心進一 :°外为離而更為強烈地彎曲。根據該組態，可控 束之執道狀態。 以下詳細描述、隨附圖式及申請專利 其他特徵及優勢自 範圍可顯而易見。 【實施方式】 (1)關於整體離子植入機 圖Wnnt明之離子植人機之具體例的示意平面 Ξ為=書及圖式中，始終將離子束5。之行進方向設 的實質上彼此t別將處於與2方向實質上正交之平面中 例而言，X方二：個方向設定為x方向及Υ方向。舉 向。丫方= 為水平方向，且γ方向為垂直方 據離子：广 向’但χ方向並非絕對方向，而是根 子，二^述組成離子束5°之離子為陽離 312XP/發明鞠書(補件)/97·01/96!37967 離子植人2為用於以帶狀離子束50照射基板6G來執行 植入之離子植人機，且包含：離子源刚，其it 24 200826142 狀離子束5G;分析電磁鐵·，其使來自離子源⑽之離 方向上彎曲以分析動量’且在下游側形成所 ，的離子束50之焦點《方向上之焦點，其同樣適用 、下文中）56 ;及基板驅動設備5〇〇，其在使得通過分 電磁鐵200之離子束50入射於基|6〇上的植入位置處， 在與離子束5G之主面52(見圖2及圖3)相交之方向上移 動（見箭頭C)基板60。 私 離子束50之自離子源至基板60之路徑係處於未圖 ^ 不且被保持為真空氣壓之真空容器中。 在虎明書中，主面不意謂帶狀或薄片狀組件（例 如，離子束50以及將在後文中所描述之絕緣薄片266、 267及導體薄片268、269)之端面’而是意謂組件之大的 面。術語“下游側”或“上游側”意謂在離子束5〇之行 進方向Z上的下游側或上游側。自離子源1〇〇所產生之離 子束50與由分析電磁鐵2〇〇所取得之離子束50在内容上 (彼此不同。即，前者為在動量分析之前之離子束，且後者 為在動量分析之後的離子束。該等離子束之間的差異為明 顯的。因此，在說明書中，未將該等離子束區分彼此，且 兩個離子束均被指示為離子束5〇。 自離子源100產生且被傳輸至基板6〇之離子束50具有 帶狀形狀，其中（例如）如圖2所示，γ方向上之尺寸[大 於X方向上之尺寸Wx，或即恥〉Wx ^雖然離子束5〇具有 帶狀形狀，但此並不意謂X方向上之尺寸Wx如紙或布一般 薄。舉例而言，離子束50在X方向上之尺寸Wx為約3〇mm 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96137967 25 200826142 至80 mm，且儘管視基板6〇之尺寸而定但在γ方向上 之尺寸…為約30〇111111至5〇〇随。較大離子束5〇之〇 即’沿yz平面之平面）為主面52〇 ’、 離子源100產生帶狀離子束5〇，其中（如同在圖3所示 之例子中）γ方向上之尺寸Wy大於基板⑼在γ方向上之尺 寸Ty。舉例而言，當尺寸Ty為3〇〇咖至彻咖時尺寸 ^ 為約 400 mm 至 500 mm。 舉例而言，基板60為半導體基板、玻璃基板、或另一 基板。基板之平面圖形狀為圓形或矩形。 在自分析電磁鐵200所發射之離子束5〇的焦點56附 近’襄設與分析電磁鐵2〇〇纟作以分析離子束之動量 之隙縫70。亦如圖27所展示，分析隙縫7〇具有實質上 平行於Y方向而延伸之隙縫72。將分析隙縫7〇裝設於離 子束50之焦點56附近的原因在於離子束5〇之傳輸效率 及動量分析之解析度均得以增強。 離子植入機進一步包含：焦點校正透鏡6〇〇、61〇，苴 校正離子束50之焦點56之位置；執道控制透鏡7〇〇二 舰，其控制離子束5G在γ方向上的執道狀態；及加速/ 減速設備4GG，其執行對離子束5G之偏轉及加速/減速。 稍後將詳細描述此等組件。 (2)關於分析電磁鐵2〇〇 後文中將順序地描述分析電磁鐵之整體組態、線圈 之結構之細節、製造線圈的方法、分析電磁鐵2〇〇之特 欲、控制方法、及其他例子、及其類似物。 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96137967 26 200826142 (2-1)分析電磁鐵200之整體組態 分析電磁鐵200之例子示於圖4至圖6等等中。圖6层 示分析電磁鐵，其中省略真空容器236。對分析電磁鐵測 進行組態以使得帶狀離子束50撞擊於電磁鐵上，沿γ方 向之磁場產生於離子束50所通過之射束路徑中，且 離子束50在X方向上彎曲以執行動量分析。由圖5中之 磁力線204及其類似物來以圖解方式展示磁場。當離子束 50撞擊於分析電磁鐵2〇〇上時，磁場使得行進中之離子 束50受到在行進方向z上觀察向右指向之勞侖茲力^， 藉此離子束5G向右偏轉。結果，執行動量分析。離子X束 50之中心執道54在圖4中由一點鏈線指示，且其曲率半 徑由R展示。分析電磁鐵2〇〇使離子束5〇偏轉之角（偏轉 舉例而言，曲率半徑U3〇〇 mm至15〇〇咖，且偏轉

角α為60度至90度。圖4例示性地展示偏轉角“為 90度之情況。 … 亦茶考圖7,分析電磁鐵包含第一内層線圈2〇6、 第二内層線圈212、一或多個(在該具體例中為三個)第一 外層線圈218、-或多個（在該具體例中為三個）第二外層 線圈以4、輛230、及一組磁極232。射束路徑2〇2由^ 空容器236環繞，該真空容器236由無磁性材料製成，^ 被保持為真空氣壓。亦將真空容器236稱作分析管。 提取第一内層線圈2〇6及第二内層線圈212且將示於 圖8中。參考圖式較為易於瞭解線圈。 八、 312XP/發明說明書(補件)/97·〇1/96ΐ37967 27 200826142 1此例子中，線圈206、212、218、224具有在 上關於對稱平φ 234(見圖5等等）實質上平面對稱之形 狀，該對稱平面234通過射束路徑m纟γ方向上 :，且平行於ΧΖ平面。以類似之方式組態稍後將描述之 線圈32G(見圖22及圖24等等）、第-線圈326、及第二 線圈328(見圖25)。當使用該平面對稱組態時 射束路徑2〇2中產生具有在γ方向上之高對稱性之磁場。 此有助於抑制在離子束5〇自分析電磁鐵則發射時對並 形態之干擾。 〃 後文中，當要將複數個第一外層線圈218及複數個第二 外層線圈224彼此加以區分時，如圖5、圖9、圖13等等 所示，將第-外層線圈218表示為"方向上之上側開始 的第一外層線圈218a、218b、218c，且將第二外層線圈 224表不為自γ方向上之下側開始之第二外層線圈似&、 224b、224c，如上文所述，因為第二外層線圈相對於第一 外層線圈218係平面對稱。 在用數字表示組件（例如，在圖式中線圈2Q6被加上下 劃線）之情況下’其指示該數字指示諸如線圈之整個組件。 主要翏考圖8及圖12’第-内層線圈為鞍狀線圈， 其具有L跨越射束路徑202在X方向上彼此相對且在γ方 向上覆盍離子束5G之-側（在該具體例中為上側）的約一 半或更夕（換〇之，只質上一半或更多）之一組本體部分 208 ;及使本體部分2〇8在z方向上之末端部分（換言之， 在分析電磁鐵200之入口 238之侧的末端部分及在分析電 312XP/發明說明書(補件)/97_01/96137967 28 200826142 :=〇:遠出J 240之側的末端部分，此亦可應用於其他 同時，束路後202的-組連接部分 圈與第：内層線圈212合作以產生使離 子束50在X方向上彎曲 主磁場為使離子束50 卜 疋心曲羊+徑r彎曲所憑藉之磁場。 ，第-内層線圈2〇6稱作鞍狀線圈，因為在作為整體觀 π π 、，泉圈具有鞍狀形狀。此適用於其他線圈212、218、 224及將於稍後所描述之線圈犯6、3別。 為了防止離子束5〇撞擊於連接部分21〇上且為了減小 部分所產生之磁場施加於離子束5〇之影響，使連接 邛/刀在γ方向上朝向上側而與射束路徑2〇2分離。出於與 以上相同之目的，使其他線圈之連接部分在Υ方向上朝向 上側或下側而與射束路徑202分離。 主要參考圖8,第二内層線圈212為鞍狀線圈，其具有·· 跨越射束路徑202在X方向上彼此相對且在γ方向上覆蓋 雔子束50之另一側（在該具體例中為下侧）的約一半或更 多（換言之’實質上一半或更多）之一組本體部分214;及 使本體部分214在Ζ方向上之末端部分彼此連接同時避開 射束路徑202的一組連接部分216。第二内層線圈被裝設 成在Υ方向上與第一内層線圈206重疊，且與第一内層線 圈206合作以產生使得離子束5〇在X方向上彎曲之主磁 場。即，第二内層線圈212產生磁力線204，該等磁力線 204在方向上與第一内層線圈206之磁力線相同。 弟一内層線圈212具有與第一内層線圈206類似之尺寸 312ΧΡ/發明說明書(補件)/97-01/96137967 29 200826142 及結構。通常，導體（特定言之 等等）之匝數亦箄# M ^ V體涛片268，見圖10 上文所述，第二線圈:::圈2〇6之_。然而，如 於對稱平面234的;面s/r 第一内層線圈206關 於跨越射束路徑之形狀。將連接部請裝設 對側⑷卩，下^方向上相對於連接部分训之相 雖然在圖8中Ι^ί 4b _ r"42㈣广 但微小(例如，約2“m)之間 I糸Z4Z 成於弟一内；♦ Η。名H 1¾、击 曰、水圈206與弟二内層線圈212之 曰0 ” ，可裝設總共為兩個且將在稍後被描述 卻板312(見圖19)，成本、人，、，上 W交散r田述之冷 或者一冷部板處於第一内層線圈206 Η 冷卻板處於第二内層線圈212之側上。 圈主第一外層線圈218中之每一者為鞍狀線 圈…、有.處於第一内層線圈206之外部且

請…向上彼此相對的一組本體部分22〇;及C 體部分22G在Z方向上之末端部分彼此連接同時避開射 路控202的連接部分一組222。第一外層線圈產生輔助或 校正主磁場之子磁場。第一外層線圈218經裝設成在Y方 向上彼此重疊。 特定言之，每一第一外層線圈218之本體部分22〇及連 接部分222之橫向部分（對應於圖12所示之橫向部分 的部分）經裝設成在γ方向上彼此重疊。雖然嚴格說來， 難以說連接部分222之垂直部分（對應於圖12所示之垂直 部分282的部分）如上文所述重疊地裝設，但可以說在作 為整體觀察時，第一外層線圈218經裝設成在γ方向上彼 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96137967 30 200826142 此重疊。以類似方式對第二外層線圈m進行組態。

第-外層線圈218具有與第—内層線圈2()6實質上類似 之、。構…而在Y方向上之尺寸小於第一内層線圈㈣ 之尺寸，且導體之E數通常亦小於第一内層線圈206之阻 數。料第-外層線圈218具有相同之導體(特定言之， 導體薄片269，見圖1Q等等）隨。在具體例中，第一外 層線圈218具有不同的Q向尺寸。或者，其具有相同γ 方向尺寸。以類似方式對第二外層線圈224進行組態。 舉例而言’第一内層線圈206及第二内層線圈212中之 本體部分及連接部分之γ方向尺寸為約23〇 μ，第一外 雖然在圖7中以線指示，但微小之間隙2“、㈣、248 分別形成於第一外層線圈218之間、第二外層線圈224之 間、及最下部第一外層線圈218(218c)與最上部第二外層 線圈224(224c)之間（亦見圖9)。在該等間隙中可裝設稍 後將杬述之冷卻板312(見圖19)。舉例而言，間隙244、 46之尺寸為約丨〇 mm，且間隙248之尺寸對應於間隙 之尺寸或為約20 mm。在沿各別外層線圈2丨8、224之整 個周緣中裝設間隙244、246。 第外層線圈218可產生與第一内層線圈2〇6及第二内 =線圈218a及第二外層線圈難中的本體部分及連接部 刀之Y方向尺寸為約5〇 mm，第一外層線圈21此及第二 外層線圈224b中之本體部分及連接部分之γ方向尺寸為 約60 mm’且第一外層線圈2此及第二外層線圈22杬中 的本體部分及連接部分之γ方向尺寸為約⑽咖。

312XP/發明說明書(補件)/97-01/96137967 31 200826142 層線圈212所產生之磁場的方向相同或相反之方向之磁 :暴。或者’可藉由控制來反轉磁場之方向。以類似方式對 弟二外層線圈224進行組態。第一外層線圈218之本體部 分220所產生的磁力線（磁場）之一部分朝向射束路徑 擴展（換言之，茂漏），從而使主磁場受到影響。因此，第 一外層線圈218可產生辅助或校正主磁場之子磁場。在此 情況下，第-外層線圈218中之每一者在線圈内侧附近之 區域中施加輔助或校正磁場之影響。以類似方式對第二外 層線圈224進行組態。 主要參考圖7，第二外層線圈224中之每—者為鞍狀線 圈，其具有··處於第二内層線圈212之外部且跨越射束路 控202在X方向上彼此相對的一組本體部分226 ;及使本 體部分226在Z方向上之末端部分彼此連接同時避開射束 路徑202的一組連接部分228。第二外層線圈產生辅助或 校正主磁場之子磁場。第二外層線圈224經裝設成在γ方 向上彼此重疊且在γ方向上與第一外層線圈218重疊。 第二外層線圈214具有與第二内層線圈212實質上類似 之結構。然而’在Y方向上之尺寸小於第二内層線圈212 之尺寸，且導體之匝數通常亦小於第二内層線圈212之匝 數。第二外層線圈224之導體（特定言之，導體薄片）之匝 數及Y方向尺寸如同上文所描述。 將描述每一導體之匝數之例子。第一内層線圈206及第 二=層線圈212之匝數為約110匝，且第一外層線圈218 及第二外層線圈224之匝數為約85匝。 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96137967 32 200826142 將線圈之本體部分208、214、220、226中之每一者的 實質上整體定位於軛230中，且因此可以說該部分為在射 束路徑202中產生所要的磁場（主磁場或子磁場）之部 分。以類似方式對將在稍後描述的線圈32〇之本體部分 3 2 2進行組態。 可以說線圈之連接部分210、216、222、228是使各別 一組本體部分在Z方向上之末端部分彼此電連接且與本 體部分合作以形成環狀傳導路徑的部分。以類似方式對將 在稍後描述的線圈320之連接部分324、325進行組態。 圖5為沿圖4之線A-A所取之縱剖面圖，且因此展示線 圈 206、212、218、224 之本體部分 208、214、220、226。 亦將在稍後描述之圖24至26展示線圈之本體部分。 軛230由鐵磁材料製成，且共同地環繞線圈2〇6、Η?、 218、224之本體部分208、214、220、226之外侧。因此 被組態之軛230亦施加影響以使得可減小洩漏至外部之 磁場。輛230具有如圖4所示的所謂扇狀平面圖形狀。輛 230之剖面形狀（沿XY +面之剖面）為矩形框狀形狀。因 此被組態之軛230亦稱作窗框型軛。 在該具體例中，組成輛23G之上部輛231可拆卸。 將描述使用上部輛2 31之方式。 一組磁極232由鐵磁材料製成，且自230向内突出（例 約15咖以跨越射束路徑⑽在Y方向上彼此相對。 母一磁極2 3 2之平面圖形壯1、儿面j 丁 口办狀為沿圖4所示之離子束5〇之 中心執道54所延伸的弓壯游处 f 々狀形狀。此形狀亦稱作扇狀形 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96137967 200826142 狀。磁極232之間的間隙長度G比離子束50在γ方向上 之尺寸Wy稍大（例如’大100咖至150随）。磁極232並 非必要的。然而，在裝設磁極時，可易於使磁力線2〇4集 中於磁極232之間的間隙中，且因此有助於在射束路徑 202中產生具有高磁通量密度之磁場。 舉例而言，磁極232之間的間隙長度G具有等於或大於 曲率半徑R之1/2之大小。特定言之，當曲率半徑R為 8〇〇随時，間隙長度G為（例如）5〇〇咖。通常，間隙長 度G大於磁極232之寬度WG。即，G 2 Wg。根據該等尺寸 關係，可防止磁極232及軛230不必要地擴大。 斤在圖5至圖7中，間隙看來存在於第一内層線圈2〇6與 第一外層線圈218之間及第二内層線圈212與第二外層線 圈224之間。在具體例中，將圖9及圖1〇所示之堆疊絕 緣體262插入於間隙中。 (2 - 2)線圈之結構等等 接下來將詳細描述線圈之結構等等。圖9為以放大方式 展示第一内層及外層線圈之沿圖7之線d-D所取之剖面的 不意圖’且圖10為以分解方式展示圖9所示之第一内層 線圈及最上部第一外層線圈之剖面圖。 第一内層線圈206及第一外層線圈218具有一結構，其 中於扇狀圓柱形堆疊線圈290(見圖14)中裝設凹口部分 272至275(見圖7)而保留本體部分208、220及連接部分 210、222。在扇狀圓柱形堆疊線圈中，堆疊主面266a沿 Y方向所延伸之絕緣薄片266及主面268a沿Y方向所延 312XP/發明說明書(補件)/97-〇 1/96137967 34 200826142 伸^ ‘體/專片268的疊層（組264)，其中使該疊層在第一 2宜絶緣體261之外周緣面上捲繞若干E (在與Y方向相 又的刖頭270之方向上堆疊，此同樣適用於下文中），第 二堆疊絕緣體262形成於該疊層的外周緣面上，堆疊主面 267&沿Y方向所延伸之絕緣薄片267及主面269a沿Y方 向所延伸之導體薄片269之疊層（組265)，其中使該疊層 在、邑緣妝的外周緣面上捲繞若干匝，且第三堆疊絕緣體 2 6 3形成於該疊層之外部。 (：為了易於對凹口部分272至275之瞭解，圖12展示第 一内層線圈206之凹口部分272至275。亦在第一外層線 圈218中裝設類似凹口部分272至275。 將軛230安裝至在曲率半徑R之外層方向及内層方向上 所定位之兩個凹口部分272、273中。即，其具有對應於 軛230之形狀的形狀。以類似方式對稍後將描述的線圈 320之凹口部分276至279進行組態。在離子束5〇之行 ς進方向Ζ之側上的兩個凹口部分274、275分別形成入口 238及出口 240之上半部。 第二堆疊絕緣體262可被認為組成第一内層線圈 206(圖10說明此情況），或可被認為組成第一外層線圈 218，或可被認為由線圈206、218共用。 圖15展示圖14所示之堆疊線圈290之剖面結構。如圖 15所示，堆疊線圈由内層線圈292及外層線圈294组離 而成，該等線圈具有與圖1 〇之剖面結構相同的剖面結 構。亦在此情況中，第二堆疊絕緣體262可被認為組成内 312ΧΡ/發明說明書(補件)/97-01/96137967 35 200826142 線圈292(圖15說明此情況），或可被認為組成外層 294，或可被認為由線圈292、294共用 曰 在堆疊線圈290中，分別對應於凹口部分272至275 部分272a至275a藉由切割處理或類似處理而被切口並移 除二以，成凹口部| 272至275 ^後，將内層線圈挪 組悲為第一内層線圈206，且將外層線圈294組能 外層線圈218。 、心馬弟一 另外，具體例具有一結構，其中為了將第一外層線圈 218劃分為三個部分（三個階狀物），藉由切割處理二類似 處理而在堆疊線圈290之外層線圈294中裝設間隙2U。 藉由（例如）將預浸薄片以多阻來捲繞而形成堆疊線圈 290之堆疊絕緣體261、262、263中之每一者。圖16中 之預浸薄片300為該預浸薄片。預浸薄片為一種薄片其 中具有絕緣及耐熱特性之支撐構件被絕緣樹脂浸潰而加 工為半硬化狀態。 ' 支撐構件由（例如）玻璃纖維或碳纖維組態。樹脂由（例 如）環氧树月曰或聚醯亞胺樹脂組態。藉由使用該預浸薄片 而形成之堆疊絕緣體261至263可稱作纖維增強塑膠 (FRP)。可根據作為結構構件所需之強度來適當地選定堆 疊絕緣體261至263之厚度。 絕緣薄片266、267中之每一者為由（例如）N〇mex(註冊 商標）、Lumilar(註冊商標）、或Kapton(註冊商標）、或 另一絕緣薄片而組態之薄片。可根據所需絕緣強度及其類 似物而適當地選定絕緣薄片266、267之厚度。舉例而言， 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96137967 36 200826142 厚度為約75 #m，或可小於此值。 導=薄片268、269中之每-者由（例如）銅薄片或銘薄 :根據待傳遞之電流來適當地選定厚度。舉例而 吕丄在銅薄片之情況下，厚度為約〇.4mm，且在紹薄片 之下，厚度為約〇.5随。其在對應於γ方向之方向 t的寬度可根據線圈之所需γ方向尺寸而被適當地選 定二且為（例如）23〇 mm(例如，在稍後將描述之處理之前 、’又為、力234 mm)。亦可根據此值來設定堆疊絕緣體 《至263及絕緣薄片266、267之寬度。 絶緣薄片266與導體薄片268可以與圖1〇之方式所相 反=方式而重$，如下文所描述。可將導體薄片268裝設 於第一内層線圈206之内部（圖1〇之左側，亦即，在堆疊 絕，體261之側上），且絕緣薄片可被裝設成與外部 重登。根據需要，絕緣薄片266可分別被裝設成與導體薄 片268之兩側。以類似之方式來對第一外層線圈218 (之絕緣薄片267及導體薄片269進行組態。 如在平面圖中所見，第一内層線圈2〇6之導體薄片268 具有一結構，其中該導體薄片268以如圖u所示之扇狀 形狀以多阻來捲繞，且端子34〇連接至薄片之末端。缺 而，阻數不限於所說明之阻數。當電流h流過導體薄片 268時，可產生形成主磁場之磁力線2〇4。圖12亦展示相 同電流I μ及磁力線2 0 4。 如在平面圖中所見，第一外層線圈218之導體薄片269 亦具有與圖11之結構類似之結構。 312ΧΡ/發明說明書(補件)/97-01/96137967 37 200826142 以與第-内層線圈2〇6及第一外層線圈218類似之 而建構第二内層線圈212及第二外層線圈224。然而，二 上文所述’線圈具有相對於第_内層線圈及第 線圈21=關於對稱平面234之平面對稱之形狀。 曰 根據需要’可進—步將用於執行線圈之強化之組件及复 類似物裝設於外層堆疊絕緣體263(在圖23所示之線圈^ 情況下為堆疊絕緣體262)之外周緣上。 、 將參考圖12，以第—内層線圈2G6為例子，較為詳細 C 地描述線圈之連接部分之結構例子。 、 片第一内層線圈206之連接部分21〇中之每一者具有：實 2垂直地連接至本體部分2〇8在Z方向上之末端部分： 貝貝上平行於Y方向而延伸的兩個垂直部分282 ;及實質 上垂直地連接至垂直部分282且實質上平行於XZ平面而 延伸之橫向部分284。即，垂直部分282藉由橫向部分284 而彼此連接。因此，第一内層線圈206具有：實質上垂直 於Y方向之橫向傳導路徑286;及實質上平行於γ方向之 垂直傳導路徑288。即，第-内層線圈2〇6之大部分傳導 路徑由排除邊緣部分的傳導路徑286及288之組合所組 〜將傳；路徑286及288之所有位置處的電流密度設定 為彼此相同。 以與連接部分210類似之方式對其他線圈212、218、 224之連接部分216、222、228進行組態。因此，其他線 圈212、218、224中之每一者具有實質上垂直於γ方向之 橫向傳導路徑及實質上平行於γ方向之垂直傳導路徑。 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96137967 38 200826142 即，線圈之大部分傳導路徑由排除邊緣部分的橫向傳導路 徑及垂直傳導路徑之組合所組態。將橫向傳導路徑及垂直 傳導路徑之所有位置處的電流密度設定為彼此相同。以類 似方式對稍後將描述之線圈32〇進行組態。 較佳地如上文所述而建構線圈之連接部分。根據該結 構，肯定可縮短連接部分在射束入射及發射之方向上自分 析電磁鐵200的凸出距離。稍後將詳細描述凸出距離。 圖13展示用於線圈之電源之組態例子。在該例子中， 直/瓜（Direct current，DC)主電源250分別連接至第一内 層線圈206及第二内層線圈212。主電源25〇可分別向第 一内層線圈206及第二内層線圈212供應在位準上實質上 彼此相同之電流IM。兩個主電源25〇無需分別裝設，且可 被組態為單一組合主電源。 另外，在此例子中，DC子電源252分別連接至第一外 層線圈218(218a至218c)及第二外層線圈224(224a至 224c)。子電源252可分別向第一外層線圈gig及第二外 層線圈224供應電流Is，且流過第一外層線圈218及第二 外層線圈224之電流I s可獨立地受到控制。複數個子電源 252無需分別裝設，且可被組態為單一組合子電源，其可 獨立地控制分別流過第一外層線圈218及第二外層線圈 224之電流is。 (2-3)製造線圈之方法等等 接下來將以第一内層線圈2〇6及第一外層線圈218作為 例子來描述製造線圈之方法之例子。 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96137967 39 200826142 a ’製造圖14所示之扇狀圓柱形堆疊線圈290。以 如下方式執行此製造。 29。Γ丄6所不’首先’具有以與圖14所示之堆疊線圈 ，，弓狀部分291相反之方式向外凸出的弓狀部分297 = 296以如由箭頭299所指示之恆定方向圍繞軸298 a疋轉’猎此諸如上文所述之預浸薄片_被以多阻來捲 、丸。，此，形成圖15及圖17所示之堆疊絕緣體261。 接著’如圖17所示，心軸296以與上文所述相同之方 式而旋轉以將絕緣薄片266及導體薄片⑽在堆疊絕緣體 261之外周緣面上以多祖來捲繞並層疊，同時絕緣薄片 266及導體薄片268彼此重疊。作為以上之結果，形成圖 15所示的絕緣薄片266及導體薄片268之疊層。 接著，以與圖16之情況類似之方式，將預浸薄片3〇〇 在絕緣^片266及導體薄片268之疊層的外周緣面上多區 捲繞’藉此形成圖15所示之堆疊絕緣體2 6 2。 接著，以與圖17之情況類似之方式，將絕緣薄片 及導體薄片269在堆疊絕緣體262之外周緣面上多匝捲 繞，同時絕緣薄片267及導體薄片269彼此重疊，藉此形 成圖所示的絕緣薄片267及導體薄片269之疊層胃。/ 接著，以與圖16之情況類似之方式，將預浸薄片 在絕緣薄片267及導體薄片269之疊層的外周緣面上多阻 捲繞’藉此形成圖15所示之堆疊絕緣體2 β 3。 在以上步驟之後，移除心軸296，且接著獲得堆疊線圈 290a ’該堆疊線圈290a由内層線圈292及外層線圈294 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96137967 40 200826142 斤且心仁其中弓狀部分291a以與弓狀部分291相反之 方式或朝向外部而凸出。 μ田在捲、、九‘體薄片268之開端及末端部分的過程中裝 :引線板時’可藉由使用引線板而將導體薄片268連接至 鳊^ 340(見圖U)。以類似方式對導體薄片269進行組態。 車乂仏地在捲繞處理之前，將諸如金屬顆粒之研磨顆粒 =粒）吹向導體薄片268、269之前側及後侧的主面 a、269a(亦即，對主面26化、269&應用喷丸處理）以 ^面變_。根據該組態，表面積可增大，且相對於絕 、、彖薄片266、267等等之緊密接觸可得以增強。即使在至 二：：體薄片268、269中之每一者之一主面上 ^時’亦可達到該等效果。然而，較佳地在兩個主面上 均應用該處理。此亦可應用於絕緣薄片266、267。 面T 喷丸處理以使表面變粗糖。根據該 組^表面積可增大’且相對於導體薄片⑽、期 之緊雄、接觸可得以進一步增強。 接著，圍繞堆疊線圈290a夕々k田k ^ 一、n吐# 固yUa之外周緣捲繞熱縮膠帶（未圖 不）’且接者如圖18中之箭通q n 9 001 則頭302所指示來按μ弓狀部分 291a以執行形成弓狀部分2 1刀 ^ 之成形處理。使所得物品 固化。結果，獲得堆疊線圈2 一 L/ $上 固ZyUb將由其形成圖11所 :之堆登線圈290。熱縮膠帶之捲繞改良 替代熱縮膠帶，可捲繞以鱼P^ 式而組態的預浸膠帶。文“及之預浸薄片類似之方 312ΧΡ/發明說明書(補件)/97-01/96137967 41 200826142 接著，用樹脂來真空浸潰堆疊線圈29〇b，且接著在加 壓條件下使之熱固化。簡言之，此意謂執行樹脂成形處 理。結果，獲得圖14所示之堆疊線圈29〇。樹脂成形處 理可提高堆疊線圈29G之諸層之間的黏著強度以增強線 圈之強度及亦增強電絕緣特性。 接著，堆疊線圈290在軸向方向（換言之，高度方向） 上之兩個端面經受切割處理而被成形為平坦面。其後，對 應於凹口部分之部分272&至275a經受切割處理以形成凹 ( 口部分272至275。 在將外層線圈294組態為複數個第一外層線圈218之情 況下，對外層線圈294之對應於間隙244之部分應用開槽 處理，藉此形成間隙244。 接著，將已應用切割及開槽處理之堆疊線圈29〇c浸沒 於餘刻導體薄片268、269之材料（如上文所述，銅或銘） 的蝕刻溶液中，藉此執行蝕刻處理。因此，移除掉導體薄 ‘片268、269之在切割及開槽處理期間產生於受處理之面 上的毛刺及其類似物以防止導體薄片268、269中之諸層 之間的短路（層間短路），且與絕緣薄片266、267之端^ 相比’使導體薄片268、269之端面更加圓形地凹入以增 大導體薄片268、269中之層間絕緣的漏電距離，藉此^ 改良絕緣效能。 圍繞在已應用上文所述之蝕刻處理的整個堆疊線圈 2曰90d上捲繞熱縮膠帶，且接著使其熱固化。結果，可獲 得扇狀圓柱形堆疊線圈，其中圖4至圖1〇等等所示之^ 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96137967 47 200826142 一内層線圈206及第一外層線圈218彼此形成一體。熱縮 膠帶之捲繞改良了結構之強度。在線圈具有將於下文描述 之強制冷卻結構之情況下’可在捲繞熱縮膠帶之前以如下 方式附著冷卻板312。替代熱縮膠帶，可捲繞以與上文提 及之預浸薄片類似之方式而組態的預浸膠帶。 如圖19所示，經由絕緣體316以按壓方式使具有冷卻 劑通道314之冷卻板312分別接觸並附著至第一内層線圈 206及苐一外層線圈218之上部端面306及下部端面go? C 及間隙244。較佳地，不僅在線圈206、218之本體部分 208、220於Y方向上之上部端面及下部端面中裝設冷卻 板312，而亦在連接部分210、222於Y方向上之上部端 面及下部端面中裝設冷卻板312。即，較佳地，在儘可能 寬之區域中裝設該等板。舉例而言，冷卻水流過冷卻劑通 道314。在該例子中，圍繞冷卻板312捲繞絕緣體3丨6。 然而，無需捲繞絕緣體。 I 可藉由冷卻板312經由線圈·、218之端面而使線圈 206、218肖制冷卻。肖冷卻結構亦稱作末端冷卻系統。 在上文所述之情況下，較佳地於冷卻板312與絕緣體 316之間及絕緣體316與線圈2G6、218之端面之間插入（例 如，塗覆）具有高熱導率之熱擴散化合物（例如，矽脂）。 根據該組態，可儘可能消除氣隙，且可改良 因此改良冷卻效能。 可將間隙244中之每—者組態為楔狀形狀，1 朝向線圈218之内侧f圄！ 0 — +如、、，“ 、 圖19之左侧）丽進而寬度愈窄。亦 312XP/mmmmm/97^01/96137967 200826142 可將待附著至間隙之冷卻板312組態為類似的楔狀形 狀，從而以按壓方式將冷卻板312插入至間隙中。根據該 組態’可使得形成於線圈218之端面與冷卻板312之間的 間隙較小以使得可改良緊密接觸。因此，可進一步改良冷 卻效能。 在如上文所述而裝設冷卻板312之情況下，可圍繞處於 圖19所示之狀態的整個線圈來捲繞熱縮膠帶或預浸膠 f

帶，且接著使其熱固化。此亦可執行冷卻板312之固定及 緊密接觸。 最後，根據需要，在裝設冷卻板312及未裝設冷卻板之 情況下，亦均可藉由樹脂而使包括第一内層線圈2〇6及第 一外層線圈218之整個線圈成形。根據該組態，可進一步 改良線圈之防潮性、絕緣特性、機械強度等等。在此情況 下，較佳地，可將5至30重量％之填料（填充劑）與樹脂混 合。根據该組恶，可改良樹脂之抗裂性等等。 以與上文所述類^之方式，亦可將第二内層線圈212及 第二外層線圈224製造為整合有線圈…、似之線圈。 以與上文所述類似之方式爽制 巧求I造將於稍後描述之線圈（亦 即’圖22至圖24所示之續固 1 丁又線圈320、圖25所示之第一線 圈326及第二線圈328、及® 9R « 及圖26所示之内層線圈330及 第一外層線圈218與第二外爲# m 、… —卜層線圈224)。可以彼此形成 -體之方式而‘造内層線圈及外層線圈。 藉由使用線圈206、218、 ^ '212、224，可以（例如）以下 程序來組裝圖4及5所示之分把φ <刀析電磁鐵200及其類似物。 312ΧΡ/發明說明書(補件)/97-01/96137967 44 200826142 即，在軛230之上部軛231保持為被移除走時，將第二内 層線圈212與第二外層線圈224形成一體之構件自上側插 入，軛230中，接著將真空容器236自上側插入，且接著 將第一内層線圈206與第一外層線圈218形成一體之構件 自上側插入。最後’附著上部軛231。 (2-4)分析電磁鐵2〇〇之特徵等等 在分析電磁鐵200中，第一内層線圈2〇6及第一外層線 圈218具有凹口部分272至275裝設於扇狀圓柱形堆^線 圈290中而保留本體部分2〇8、22〇及連接部分 之組態，且因此連接部分21〇、222處於該等部分在γ方 向自匕本體部分2G8、22G之末端部分實f上平行地延伸之 狀態。因此，即使在本體部分2〇8、22〇於γ方向上之尺 寸增大之情況下，亦藉由相應地增大連接部分21〇、 在Y方向上之尺寸來妥善處理該情況。結果，連接部 210、222在射束入射及發射之方向上的凸出距離並未增 大。 曰 將參考圖8 ’以第-内層線圈2〇6作為例子來描述以上 内容。在本體部分2〇8於γ方向上之尺寸a增大之情況 下，藉由相應地增大連接部& 21ΜΥ方向上之尺寸 女善處理該情況。特定言之，尺寸a與m彼此相等。 因此’即使在尺寸a增大時，連接部分⑽在離子束 之入射及發射之方向上的凸出距離L3(見圖4)亦未增大。 凸出距離L3由請之端面與連接部分21〇之端面之間的 距離L5及連接部分21〇之厚度匕所判定。即，可由以下式 312XP/發明說明書(補件)/97-〇i/96l37967 200826142 =來=出距離L3。亦如自對第一内層線圈Μ 的描述所見，本體部分2〇8亦具有厚度b。 [式 2] ^ L3 = b + Ls :同：習知分析電磁鐵40之凸出距離Li所指示的上文 所述之式卜上文所述之式2不包括γ方向上之尺寸a。 此為與習知分析電磁鐵4 〇大不相同之特徵。 亦可使距離L5小於習知分析電磁鐵4〇之距離 t係由於以下原因所造成。不同於習知線圈12，連接部 二2'並非藉由以.彎曲處理使連接部㈣傾斜升高而形 狀机而疋如上文所述，藉由於扇狀圓柱形堆疊線圈290中 =又=口P刀272至275而形成，且連接部分21〇在γ方 ^質上平行地延伸。此外，可使得本體部分m與連 十七\21!之間的邊緣部分254處於一狀態，其中藉由切 等而使该等邊緣部& 254之磨圓程度較低或大 致上垂直。 及=上斤述之原因’可減小連接部分21°在射束入射 及杳射之方向上自軛23〇的凸出距離L3。 以類似方式對第二内層線圈212及第二外層線圈m進 行組態。 < 在將Υ方向上之尺寸a設定為相同值或250 mm時，習 知分析電磁鐵40之凸出距離Li為約_ 且與此對比， 分析電磁鐵200之凸出距離匕為约11〇關。 由於與上文所描述之相同原因，即使在如同於分析電磁 312XP/發明說明書(補件)/97-〇ι/96137967 200826142 鐵200中成雙地裝設内層線圈2〇6、212及外層線圈2i8、 224之情況下，亦可減小外層線圈218在射束入射及發射 之方向上自輛230的凸出距離[4。在習知分析電磁鐵4〇 中，若在内側及外側成雙地裝設線圈，則連接部分之凸出 距離非常大地增加。 由於以上原因，可使分析電磁鐵2 〇 〇小型化，且因此可 減小安裝分析電磁鐵200所需之面積。亦可減小分析電磁 鐵200之重量。此外，線圈206、218、212、224之連接 "部分所產生之磁場干擾離子束50之形態的可能性得以減 小〇 根據彼情況，可減小線圈206、218、212、224之連接 部分之凸出距離，亦可縮短連接部分之長度，且因此可減 少連接部分中之浪費的功率消耗。 此外，如上文所述，線圈206、218、212、224具有導 體薄片268、269堆疊（其中於其間插入絕緣薄片266、267) ( 之結構。因此，與捲繞經塗佈導體多次的多匝線圈相比， 導體之空間因數較高，且功率損失相應地較低。因此，可 減少功率消耗。 舉例而言，考慮將每一線圈在γ方向上之尺寸a設定為 250 mm之情況。在習知技術中，被塗佈之導體之多匝線 圈的導體空間因數即使在導體並非中空（不為中空導體） 之情況下亦為約60%至70%，且在中空導體之情況下更是 減小。相對地，可將線圈206、218、212、224之導體之 空間因數設定為約84%至85%。 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96137967 47 200826142 結果’在分析電磁鐵200中，可以與習知分析電磁鐵 40相比較小之功率消耗來產生所需強度之磁場。以相同 功率消耗’可產生比省知分析電磁鐵4 〇所產生之磁場更 強的磁場。在後者情況下，可減小離子束偏轉之曲率半徑 R，可使分析電磁鐵200進一步小型化。

在將每一線圈於Y方向上之尺寸a設定為25〇 且以 與習知分析電磁鐵40相同之方式藉由兩個線圈2〇6、 212(未使用線圈218、224)產生〇·2特斯拉之磁場的情況 下，習知分析電磁鐵40之功率消耗為約67 kw，且與此 對比，分析電磁鐵200之功率消耗僅為約24 kW。 圖1所示之離子植入機包含具有上文所述之特徵的分 析電磁鐵200。因此，根據分析電磁鐵2〇〇之小型化，可 使整個離子植入機小型化，且因此可減小安裝離子植入機 所需之面積。亦可減小離子植入機之重量。此外，根據分 析電磁鐵200之功率消耗之減少，可減少整個离隹子植入： 的功率消耗。 另外，由於分析電磁鐵200 圈206及第二内層線圈212, 者中使用一線圈之情況相較， Y方向尺寸Wy之離子束50。 包έ上文所述之第一内層線 因此與在上侧及下侧之每一 可易於妥善處理具有較大的 此外，第一外層線圈218&第二外層線圈224可產生輔 助或校正主磁場之子磁場。由於子磁場，主磁場可得 且Υ方向上的磁通量密度分布之均質化可得以增強。 外層線圈218、224所產生之子磁場可比主磁場弱，且因 48 312ΧΡ/發明說明書(補件)/97-01/96137967 200826142 此可易於被控制。 上文所述之主磁場及子磁場使㈣ :產生Y方向上的磁通量密度分布之均質 禾了將在離子束50自分析電磁鐵 其…干擾(彎曲、傾斜等等，其同樣適用於=對 抑制^低水準。此效應在離子束50之γ方向尺寸:) 大之情況下較為顯著。 、Υ車乂 即使在使用一個第一外層線圈218 圈叫可達到校正主磁場之效果。然而，：： = 中’車乂佳地裝設複數個第一外層線圈218及複數個第二外 1線圈224。纟此情況下’在射束路徑202中所產生之磁 %在Υ方向上的磁通量密度分布可由此等外層線圈US、 224較為精細地校正。因此，可產生γ方向上之均質化較 高之磁場。結果，可將在離子束5〇發射時對其形態之干 擾抑制為較低水準。 (2-5)控制分析電磁鐵2〇〇之方法 將榣述控制分析電磁鐵2〇〇之方法之例子。可控制流過 第外層線圈218及第二外層線圈224之電流以使得自分 析電磁鐵200所發射之離子束50的形態接近於離子束5〇 在入射時之形態。 特定言之，藉由執行以下内容至少其中一者而使得自分 析電磁鐵200所發射之離子束50之形態接近於與實質上 平行於Υ方向的預定中心軸（圖2〇及圖21所示之中心轴 318)平行之形態··減小流過第一外層線圈218及第二外層 312ΧΡ/發明說明書(補件)/97-〇1/96137967 49 200826142 線圈2 2 4之對靡於6 中的相對於中：軸朝二斤f磁鐵2°〇所發射之離子束5。 部分的電流，·及择大：二率半控R之内側的過度彎曲之 圈224的對應於；向二^ 自分析電磁鐵曲不足之部分的電流。此使得 的且接近於入射時之二:離子束5〇具有不傾斜而是直 身7吋之形態的形態。 ，20及圖21分別展示自分析電磁鐵所發 束5。之形態的例子。在圖式中，由318 : 在圖20所示之形態的情況下，在離子束50之行進方向 长觀不日守離子束5 0之形態未受干擾，且因此可保持 /瓜過第一外層線圈218a至21化及第二外層線圈至 224c之電流的值。 於J方向之預定中心軸，由234指示對稱平面、，由= 示離子束50之中心執道，^由R指示曲率半徑。 在圖21所示之形態的情況下，在行進方向Z上觀察時， 離子束50扭曲（彎曲）為類似於[狀形狀之弓狀形狀，換 曰之’隨著在Y方向上愈加朝向上側前進，愈過度地朝向 曲率半徑R之内侧彎曲，且隨著愈加朝向下侧前進，愈過 度地朝向内側彎曲。因此，流過第一外層線圈218a之電 流極大地減小，流過第一外層線圈218b之電流稍稍減 小’流過第一外層線圈218c及第二外層線圈224c之電流 保持為當前值，流過第二外層線圈224b的電流稍稍減 小，且流過第二外層線圈224a之電流極大地減小。因此， 在保持自分析電磁鐵200所發射之離子束50之中心軌道 3UXP/發明說明書(補件)/97-01/96137967 50 200826142 54的位置之同日本 318平行之形態、。即° ^離子束之形態接近於與中心軸 'P ’形恕可接近於圖20所示之形態。 & 孰200所务射之離子束5〇之形態被 ..,,, 斤不之形態的形態之情況下，亦以與上文 ^來執仃杈正，且該形態可接近於圖2〇所 不之开九％。 =分析電磁鐵⑽所發射之離子束5G之形 擾之情況下，主要ψ相p, ^ Ba ~ 出見乂下問題。根據控制方法，可防止 邊寺問題出現。 “將圖1及圖27所示之分析隙縫7〇裝設於分 咖。之下游側。分析隙縫7。之隙縫72為直線的。因 此，在離子束50之形態受到干擾時，產生由分析 所切斷之部分’且通過分析隙縫7〇的所要離子物質之離 束0之里減小。由於產生切斷部分，因此離子束之 ==受損。當隙縫以之乂方向寬度增大以防止該切斷 餐生B守，解析度降低。 除了以上論述的分析隙縫7〇之問題以外，亦出現一問 題，其在於，當藉由使用形態受到干擾之離子束對美 板60執行離子植入時，植入之均質化受損。 (2-6)分析電磁鐵2〇〇之其他例子 接著，將描述分析電磁鐵200之其他例子。與圖 7々~々~一 ’、㈡义主圖 ^寻寺所示之先前例子之相同或對應於該等部分的部分由 相同元件符號表示，且重複描述將省略。在以下描述中 將重點置於與先前例子之差異上。 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96137967 51 200826142 亦參考圖22，圖24所示之分析電磁鐵200包含線圈 320，該線圈320具有：跨越射束路徑2〇2在χ方向上彼 此相對的一組本體部分322 ;及使本體部分322在2方向 上之末端部分彼此連接同時避開射束路徑2〇2的兩組連 接部分324、325，且產生使離子束5〇在χ方向上彎曲之 磁場。處於圖22上側之兩個連接部分324為一組連接部 分，且處於下侧的兩個連接部分325為另一組連接部分。 如自展示線圈320之剖面結構的圖23所見，線圈具有 與第一内層線圈206(見圖1〇)及堆疊線圈290之内層線圈 292(見圖15)相同之剖面結構。即，線圈32〇具有一組態， 其_在與内層線圈292具有相同之結構的扇狀圓柱形堆 疊線圈中裝設凹口部分276至281，而保留本體部分322 及連接部分324、325。亦可藉由與上文所述相同之製造 方法來製造線圈320。 將線圈320組態為一個線圈，其中上文所述之第一内層 線圈206及第二内層線圈212(見圖8)垂直地與彼此形成 一體。 凹口。卩^7 276、277在形狀上類似於上文所述之凹口部 分2 72、2 73。凹口部分278、279具有相對於凹口部分276、 277關於對稱平面（見圖24)平面對稱之形狀。特定言之， 凹口部分280、281為通孔，且分別形成入口 238及出口 240,且離子束5〇可通過凹口部分。更特定言之，離子束 50可經由真空容器236而通過凹口部分。 藉由經由凹口部分280、281在Ζ方向上插入真空容器 312ΧΡ/發明說明書(補件)/97-01/96137967 52 200826142 ^而使得真空容器236通過線圈32〇。在此情況下 士緣或其類似物被裝設於真空容$ 236上且造 :人將凸緣或其類似物拆卸。可藉由類似方法裝配八 析電磁鐵200。 77 以與第-内層線圈之連接部分21請似之方式 、接邛刀324。連接部分325具有相對於各別連接部分 之有關對稱平面234的平面對稱形狀。 本體部分322之Y方向尺寸⑴實質上等於連接部分如 之Y方向尺寸〇與連接部分325 口方向尺寸〇之總和（亦 亦在該例子之分析電磁鐵2〇〇中，將線圈320組態為一 個線圈’其中上文所述之第__内層線圈細及第二内層線 圈212與彼此形成一體。因此，由於與上文所述相同之原 =’線圈320之連接部分324、325自軛23〇之凸出距離 得以減小，由此達到諸如可使分析電磁鐵2〇〇小型化及可 減少功率消耗的效果。 圖25所示之分析電磁鐵2〇〇包含第一線圈326及第二 線圈328，其彼此合作以產生使離子束5〇在χ方向上彎 曲之磁場。分別以與第一内層線圈2〇6及第二内層線圈 212(見圖8)類似之方式來建構線圈326、328。因此，亦 可藉由與上文所述相同之製造方法來製造第一線圈326 及第二線圈328。 亦在該例子之分析電磁鐵200中，以與第一内層線圈 206及第二内層線圈212類似之方式來建構第一線圈326 312ΧΡ/發明說明書(補件)/97-01/96137967 53 200826142 及第二線圈328。因此，由於與上文所述相同 圓 ^〜你四，線 之連接部分自軛230之凸出距離得以減小，由此達到諸 如可使分析電磁鐵200小型化及可減少功率消耗的效果。 由於分析電磁鐵包含第一線圈326及第二線圈328，因 了易於妥善處理具有大的Y方向尺寸Wy之離子束5〇。 圖26所示之分析電磁鐵2〇〇包含··以與線圈32〇類似 之方式加以建構且產生使離子束5〇在X方向上彎曲=主 磁場的内層線圈33〇 ;及如上文所述而被組態第一外層線 圈218及第二外層線圈224，其處於内層線圈33〇外部， 且產生辅助或校正主磁場之子磁場。即，替代圖5等等所 不之第一内層線圈206及第二内層線圈212，分析電磁鐵 包含内層線圈330。因此，亦可藉由與上文所述相同之製 造方法來製造内層線圈330及第一外層線圈218與第二外 層線圈2 2 4。 將描述製造此等線圈之情況下的特徵項。在使用軸向尺 寸（兩度）被設定為所要尺寸之堆疊線圈29〇(見圖14)之 情況下，藉由切割處理等等而在内層線圈292及外層線圈 294中裝設類似於圖22之凹口部分276至281的凹口部 分。在外層線圈294中，藉由切割處理等等而裝設類似於 圖7所不之間隙248的間隙，藉此形成第一外層線圈2 i 8 及第二外層線圈224。以與圖7之情況類似之方式，由複 數個線圈來組態第一外層線圈218與第二外層線圈224中 之每一者。 在圖26所示之例子中，第一外層線圈218之數目為二。 312XP/發明說明書(補件)/97·01/96137967 54 200826142 然而，數目不限於此。該數目為係一或多個數目咅 數：以類似方式對第二外層線圈224進行組態。 - 该例子之分析電磁鐵2〇〇亦包含内層線圈 戶=而：組態之第一外層線圈218與第二外層線圈m文 因此之由於與上文所述相同之原因’線圈之連接部分自輛 i型彳=料以減小’由此達到諸如可使分析電磁鐵 〇〇小至化及可減少功率消耗的效果。 :層，圈330之外’分析電磁鐵亦包含如上 被組怨之第-外層線圈218及第二外層線圈似。因此， 束50之射束路徑抓中產生^向上的磁通量 山又刀之均質化較高之磁場。結果，可將在離子束50 對其形態之干擾抑制為較低水準。此效應在目標離 子束5〇之Y方向尺寸…為大之情況下較為顯著。 :為裝設了複數個第一外層線目218及複數個第二外 ^線圈224，所以可藉由此等外層線目218、224而較為 2地校正產生於射束路徑2()2中的磁場在γ方向上之磁 分布。因此’可產生γ方向上之均質化較高之磁 二;:：準可將在離子束5°發射時對其形 八在圖1所示之離子植入機包含該等例子中之每一者之 分析電磁鐵200的情況下，根據分析電磁鐵2〇〇之小型 =亦可使整個離子植入機小型化，且因此安裝離子植入 4、所需之面積亦可減小。亦可減小分析電磁鐵之重量。此 ，根據分析電磁鐵200之功率消耗之減少，可減少整個 (補件細 37967 55 200826142 離子植入機的功率消耗。 (3)關於焦點校正透鏡6〇〇、61〇 參考圖1，離子束50具有由於射束自身擁有之空間電 荷而使射束擴展之特性。因此，空間電荷之影響可忽略的 小電流離子束50之焦點56之位置與空間電荷之影響不可 忽略的大電流離子束50之焦點56之位置由於在使離子束 擴展之方式上的差異而大不相同。特定言之，在大電流離 子束50之情況下，與小電流離子束5〇之情況相比，焦點 56朝向下游侧移動。此係由於離子束5〇由於空間電荷之 擴展較大而造成。 因此，即使在（例如）於小電流離子束之焦點位置處裝設 分析隙縫7 0時，大雷流離+击> # c c + i 丁 a电肌離于末之焦點56亦自分析隙縫 70之位置朝向下游侧偏離，且因此離子束5〇的傳輸效率 及解析度降低。 為了解決該問題，較佳地，在離子源⑽與分析電磁鐵 200之間及分析電磁鐵與分析隙縫7()之間至少其中 :者中裝設焦點校正透鏡6GG、61()，該等藉由靜電場而 執仃使得離子束50之焦點56的位置與分析隙縫7〇之位 置-致之校正。焦點校正透鏡_、㈣屬於電場透鏡（換 言之，靜電透鏡，其同樣適用於下文中)之類別。 、 舉例而言’在裝設了焦點校正透鏡且自離句⑽所產 生之離子束5G之射束電流的位準為可變之情 地：:細縫7〇裝設於在射束電流相對較小(例如，處7 可，交靶圍之最小位準）之情況下的焦點％附近。 ； 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96137967 56 200826142 將參考圖28至圖39來詳細描述焦點校正透鏡6〇〇、 610。圖28及_ 1展示一例子，其中離子植入機包含裝設 於離子源100與分析電磁鐵200之間的第一焦點校正透ς 600及裝設於分析電磁鐵200與分析隙縫70之間的第二 焦點校正透鏡610。或者，可僅裝設焦點校正透鏡6〇〇了 610中之一者，或者可裝設兩個透鏡且可僅使用其中一者。 在僅裝設焦點校正透鏡600、61〇中之一者或僅 等透鏡中之一者的情況下，藉由焦點校正透鏡600、6Γ〇 來執打使得離子束5Q之焦點56之位置與分析隙縫7〇之 4置致的杈正。在裝設焦點校正透鏡6〇〇、61〇兩者且 使用焦點校正透鏡_、61〇兩者之情況下，該等透 此合作來執行使得離子束5〇 隹 的位置-致之校正 圖一3〇至圖32展示校正之例子。在圖式中，由二點 來指示校正前的離子束5 0 " 後之執道。隹子束5°之執逼，且由實線來指示校正 圖30展示一例子’其中在當 電荷之影響而使得離子束5〇在γ 于田於二間 一 ^ 卞末blj在X方向上如二點鏈線所指 相對於分析隙縫70朝向下游側偏離之 在於分析電磁鐵200之上游側的焦點校正透 ::二 限制離子束5°，且使焦點56之位置朝 置向一上::。’藉此執行使得該位置與分析隙縫70之位 圖31展卜例子’其中在當未執行校正時，離子束50 ^2XP/mmmm9mm/97^0l/96137967 57 200826142 由於空間電荷之影響而在χ 擴展相對於分析隙縫7"二::=而 下，籍由處於分析電磁鐵2〇〇 月况 在X方向上限制離子束50,且:Γ 點校正透鏡610 侧返回，藉此執行使得該位置盥 朝向上游 的校正。 L、刀析隙縫70之位置—致 圖32展示一例子，其令在當未執行校正時，由 -響而使得離子束5G在Χ方向上如二點鏈線所指 二兄Ϊ 6相對於分析隙縫7 〇朝向下游側偏離之 二SI:二？於分析電磁鐵_上游側及下游側的焦點 ^ 、㈣在χ方向上按特定度數的步驟限制離 子束50 ’且焦點校正透鏡_、61〇彼此合作以使焦點56 之位置朝向上游侧返回’藉此執行使得該位置與分析隙縫 7 0之位置一致的校正。 以此方式，可藉由焦點校正透鏡6〇〇、61〇執行使得離 子束50之焦.點56 <位置與分析隙缝7() <位置一致的校 正。因此，可防止離子束50之焦點56由於空間電荷之影 響而自分析隙、缝70之位置偏離。結果，在補償空間電荷 之影響的同時’可增強離子束5G之傳輸效率及解析度。 主將比較圖30之例子與圖31之例子。在圖30之例子之 f月況下，在離子束50擴展並撞擊於分析電磁鐵2〇〇中之 壁及其類似物上而損失之前，可由焦點校正透鏡6〇〇對離 子束50加以限制，且因此存在可易於增強離子束5〇之傳 輸效率的優點。因此，在使用（裝設）焦點校正透鏡6〇〇、 312XP/發明說明書(補件)/97-(^/^37967 58 200826142 610中之一者的情況下，焦點校正透鏡600為較佳的。然 而’當離子束5 〇由焦點校正透鏡6 0 〇過度限制時，離子 束50之電流密度為大，且空間電荷影響增大，且因此存 在離子束50易於擴展之情況。因此，需要特別關注。 為了遵守上文内容（如在圖32之例子中），離子束50可 在由焦點校正透鏡6 〇 〇、61 0兩者共用之同時受到限制。 即’可在上游側由焦點校正透鏡6 〇 〇在一定程度上限制離 子束50(特定言之，為離子束50可有效地通過分析電磁 鐵200之程度），且可最終在下游側由焦點校正透鏡61〇 對離子束50進行限制。在裝設並使用焦點校正透鏡6〇〇、 610兩者時，可容易地且確實地校正離子束50之焦點位 置，且離子束50之傳輸效率可得以增強。因此，在補償 空間電荷之影響的同時可增強離子束50之傳輸效率及解 析度之效應較為顯著。 將描述焦點校正透鏡600、610之組態之特定例子。 如圖28所示，焦點校正透鏡600具有入口電極602、 中間電極604及出口電極606,該等電極排列在離子束50 之行進方向Z上，同時於其之間形成間隙。如在圖29之 例子中，電極602、604、606分別具有電極602a與602b、 604a與604b、606a與606b之對，其跨越離子束50所通 過之間隙在X方向上彼此相對，且實質上平行於離子束 50 之主面 52。電極 602a、602b、604a、604b、606a、606b 實質上垂直於離子束50之行進方向Z而被置放。電極602a 與602b、604a與604b、606a與606b分別經由導體彼此 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96137967 59 200826142 電連接或彼此導電。 參考圖28,將入口電極6〇2及出口電極6〇6(特定言之， 電極602a與602b、606a與606b組成該等電極）保持為相 同電位。在該例子中，將電極保持為接地位準。根據該組 態，可防止電場自焦點校正透鏡6〇〇在離子束5〇之^方 向上向上游側及下游侧突出。因此，可防止電場之突出 利地影響離子束50等等。 中間電極604(特定言之，電極6〇4a與6〇4b組成該電 極）連接至向電極施加負的或正的（在圖28所示之例子中 為負的）DC電壓V4 DC電源608。由DC電壓V4中間電 極604之電位（在該例子中，相對於接地電位之電位）保持 為不同於入口電極602及出口電極606之電位且使得離子 束50之焦點56與分析隙縫7〇的位置一致之電位。此亦 可應用於將於稍後描述之DC電壓V2。 在焦點权正透鏡600中，將入口電極6〇2及出口電極 (606保持為相同電位，且將中間電極6〇4保持為不同於入 口電極6G2及出口電極_之電位的電位。因此，焦點校 正透鏡作為用以限制離子束5〇之單電位透鏡之作用。因 此，可在不改變離子束5〇之能量在χ方向上限制離子束 50 ° ^者’可反轉DC電源6〇8之極性，且可向焦點校正透 鏡刚之中間電極604施加正DC電壓Vi。亦在替代方案 焦點校正透鏡600作為單電位透鏡之作用，且可在不 改變離子束50之能量在乂方向上限制離子纟5〇。在施加 3_發明說明書(補件)/97柳6137967 200826142 正DC電壓Vl時’在不受電場作用之漂移空間巾之電子被 吸=至中間電極604，且漂移空間中的電子之數量減小， 使得離子束50由於m電荷影響之發散得明強。相反 地，在貞DC電壓Vl之情況下’可防止該現象發生。因此， 在圖28所示之例子中，較佳地施加負電壓I。此亦 可應用於將於稍後描述之DC電壓V2。 隨著自DC電源608施加至中間電極6〇4之Dc電壓^ ，的絕對值（位準）愈大’可愈強烈地限制離子束5〇。限制 離子束50之程度視在射束通過焦點校正透豸_時離子 束50之能量而定。隨著離子束5〇之能量愈高，由此電 壓V!向離子束50所施加之偏轉功能愈,卜因此，為了強 烈地限制離子束50，便增大DC電壓Vl之絕對值。 亦參考圖29，焦點校正透鏡61〇具有入口電極612(一 對電極6心、6121〇、中間電極614(一對電極仙、 614b)、及出口電極616(一對電極616a、6i6b)，該等電 (極分別以與焦點校正透鏡6〇〇之入口電極602(該對電極 602a、602b)、中間電極6〇4(該對電極6〇4&、6〇4b)、及 f 口電極606(該對電極6〇6a、6〇6b)類似之方式而被組 態。中間電極614連接至類似於Dc電源_之沉電源 618。DC電源618肖中間電極614供應負的或正的(在圖 28所示之例子中為負的）DC電壓&。焦點校正透鏡㈣及 DC電源618之組態及功能類似於焦點校正透鏡_及阢 電源608之組態及功能。因此，參考以上描述，且將省略 重複描述。 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96137967 61 200826142 在焦點校正透鏡600、610具有如上文所述的單電位透 鏡之組態之情況下，焦點校正透鏡6〇〇、61〇僅執行限制 離子束50之功能。當於如上文所述的射束電流相對較小 之情況中將分析隙缝70裝設於焦點56附近時，藉由焦點 校正透鏡600、610之限制功能而充分地防止在射束電流 相對較大的情況下焦點56向分析隙缝7〇之下游侧之移 動。結果，亦可恰當地妥善處理離子束50之射束電流在

位準上改艾之情況，且可防止離子束5 〇之焦點5 6自分析 隙縫70之位置偏離。 將描述藉由使用處於分析電磁鐵2〇〇之上游侧之焦點 杈正透鏡600而校正離子束5〇之焦點位置的模擬之結 果。在包合As且能量為13· 5KeV且射束電流為30 mA的 離子束50自離子源100撞擊於分析電磁鐵2〇〇上時在以 下條件下進行質量分離。 (A)離子束50之空間電荷中性化比率為1〇〇%之情況 ί 在此^況下，空間電荷不對離子束50施加影響。因此， 此與小電流離子束之情況相同。此時，離子束5〇之焦點 56形成於在下游側與分析電磁鐵2〇〇之出口部分隔開約 640 mm之位置處。雖然在此模擬中未裝設分析隙縫， 但在只際離子植入機中將於64〇 _之位置處裝設分析隙 縫70。圖33展示離子束5〇在χ方向上之射束電流分布 之例子。在圖式中，縱座標指示在χ方向上每！随的γ 方向電流之累積值。即，由於離子束5〇具有在¥方向上 拉長之帶狀形狀，因此縱座標指示藉由累積射束在叉方向 312ΧΡ/發明說明書(補件)/97-01/96137967 62 200826142 上每1 mm之Y方向電流而獲得之電流值。簡言之，圖式 對應於X方向上之電流密度分布。此亦可應用於圖34及 圖3 5之縱座標。 在此情況下，射束電流之半值寬度為約22 mm，且藉由 分析電磁鐵2 0 0所進行之質譜分析的解析度m/ △ m為約 27. 3。 (B) 離子束50之空間電荷中性化比率為95%且未操作焦點 校正透鏡6 0 0之情況 在此情況下，空間電荷之影響使得離子束50擴展。因 此，此與大電流離子束之情況相同。此時，離子束50之 焦點56形成於在下游侧與分析電磁鐵200之出口部分隔 開約1，300 mm之位置處。圖34展示離子束50在X方向 上之射束電流分布之例子。 在此情況下，射束電流之半值寬度為約9 5 mm，且藉由 分析電磁鐵200所進行之質譜分析的解析度m/Διη為約 7· ：1。 (C) 離子束50之空間電荷中性化比率為95%且由焦點校正 透鏡600執行焦點位置校正之情況 在此情況下，調整施加至焦點校正透鏡600之中間電極 604之DC電壓Vi，以使得離子束50的焦點56形成於在 下游側與分析電磁鐵200之出口部分隔開約640 mm之位 置處。此時，DC電壓Vi為-10 kV。圖35展示在640 mm 之位置處，離子束50在X方向上之射束電流分布之例子。 在此情況下，射束電流之半值寬度為約42 mm，且藉由 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96137967 63 200826142 刀析電磁鐵所進行之質譜分析的解析度m/Am為約 …與上文之情況⑻相&，解析度改良兩倍或兩倍以上。 …接著，將描述對施加至焦點校正透鏡6〇〇、61〇之阢带 麼Vl及V2的控制。 舉例而言，如圖28之例子所示，為移動式的且接收通 過勿析隙縫7G之離子束50以量測射束電w的第一 =量測設備㈣如箭頭Η所指示而移動，且被插入至處 於乂刀析隙、縫70之下游侧之離子束5()的路徑中。舉例而 ^射束電流量測設備㈣為法拉第杯。較佳地，射束電 =測設備620具有寬度[，通過分析隙縫？〇之整個離 子束50在X方向上撞擊於該寬度匕上。關於γ方向 離子束50具有帶狀形狀之情況下，可在要對以向上之 一點執行量測時使用一個射束電流量測設備62〇。在要 γ方向上之許多點執行量測時，射束電流量測設備62〇可 為在Υ方向上並置複數個量測設備（例如，法拉第杯） 點射束電流量測設備，或者其具有用於在γ方向上 射束電流量測設備620之結構。 ° 夕 一 接著’調整自DC電源608、618所輪出之此電壓γ】、

=使得由射束電流量測設備⑽所量測得之射束電流L 為m ’在使用焦點校正透鏡600之情況 電壓V丨’在使用焦點校正透鏡61 〇之情 〇 ^ v ^ 处規（匱况下調整DC電壓 v2，且在使用焦點校正透鏡_、610之情況下調整队 壓vt、v2。特定言之，如上文所述，Dc電壓Vi、^可 的或正的’且因此其絕對值叫及叫受到調整。接著，、

312XP/發明說明書(補件)/97-01/96137967 M 200826142 保持使射束電流1?為最大之DC電壓Vi、V2。 圖36展示在調節])C電壓％之絕對值|Vi|之情況下，射 束電流IF之改變的例子。因為在離子束5〇之焦點56之位 置與分析隙縫70 —致時，通過分析隙縫7〇之離子束 的1為最大，所以獲得此曲線。在此例子中，保持獲得最 大射束電流IF之電壓Vla。在調節DC電壓V2之絕對值|V2| 之情況下，亦獲得類似於以上曲線之曲線。 圖37展示在調節dc電壓Vi、V2之絕對值之情況下，射 ( 束電流Ip之改變的例子。在此例子中，在使用dc電壓Vi 之複數個絕對值Vlb、Vu、Vh(然而，絕對值不限於此等三 個值）作為參數時，改變DC電壓Vs之絕對值丨^丨。因此， 可獲得使射束電流IF為最大iDC電壓Vi、V2。在此例子 中，保持獲得最大射束電流If之電壓Vid及Vza。與圖37 之情況相反，在使用DC電壓&之複數個絕對值作為參數 時，可改變DC電壓Vi之絕對值。 (、根據該調整方法，當離子束50之焦點56之位置與分析 隙縫70 —致時，射束電流If為最大。因此，可易於執行 藉由焦點校正透鏡6〇〇、610使離子束50之焦點位置與分 析隙縫70 —致之校正。 一 離子植入機可進一步包含第一焦點控制設備622(見圖 28)，其藉由以類似於上文所述之調整方法的控制内容來 控制自DC電源608、618所輸出之Dc電壓Vl、％特定言 之，其，對值ΐν,Ι及WI)，以使得由射束電流量測設^ 620所里測得之射束電流If為最大。根據該組態，可以省 312XP_^ 說明書(補件)/97撕96137967 65 200826142 電方式執行使得離子束5〇之焦點位置與分析隙縫7〇 一致 之校正。 如圖38之例子所示，使用量測流過分析隙縫7〇之射束 電流1s的第二射束電流量測設備624，且調整自DC電源 608、618所輸出之DC電壓Vi、V2(特定言之，其絕對值| | 及IVH)以使得由射束電流量測設備624所量測得之射束 電流1s為最小。在此情況下，分析隙縫70與諸如真空容 器之結構電絕緣，且經由射束電流量測設備624接地。以 ( 單獨方式或組合方式使用DC電壓Vi、V2之例子與上文所 述之例子相同。 圖39展示在調節Dc電壓…之絕對值|Vi丨之情況下，射 束電流Is之改變的例子。因為在離子束5〇之焦點56之位 置與分析隙縫70 —致時，撞擊於分析隙縫上之離子束 50 =的畺為最小，所以獲得此曲線。在此例子中，保持獲 得最小射束電流I s之電壓Vle。在調節Dc電壓&之絕對值 I丨V2丨之犏況下，亦獲得類似於以上曲線之曲線。 在DC電壓Vl、V2中之-者用作參數且另一者改變之情 況下，獲得類似於圖37之經凹部反轉之曲線的曲線。 根據該調整方法，當離子束5〇之焦點56之位置與分析 隙縫70 —致時，量測得之射束電流L為最小。因此，可 易於執行藉由焦點校正透鏡6〇〇、61〇使離子束5〇之焦點 位置與分析隙縫7 0 —致之校正。 離子植入機可進-步包含第二焦點控制設備626(見圖 38) ’其藉由以類似於上文所述之調整方法的控制内容來 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96137967 66 200826142 控制自DC電源608、618所輪出之DC電壓Vi、M特定言 之，其絕對值|Vl|及|^|)，以使得由射束電流量測設備 624所里測得之射束電流I s為最小。根據該組態，可以省 電方式執行使得離子束50之焦點位置與分析隙縫7〇 一致 之校正。 (4)關於加速/減速設備4〇〇 圖1所示之加速/減速設備400藉由靜電場使通過分析 隙縫70之離子束50在X方向上偏轉，且藉由靜電場使離 (子士 50加速或減速。較佳地，將加速/減速設備4〇〇儘可 能^地裝設於下游侧，從而有效地施加稍後將描述的抑制 能量污染之影響。在圖丨所示之例子中，將設備裝設於分 析隙縫70與植入位置之間，亦即分析隙縫7〇與基板驅動 設備5 0 0之間。 在没置加速/減速設備4〇〇時，加速/減速設備4⑽可不 僅執行離子束5〇之加速/減速，而亦執行離子束5〇在X (方向上之偏轉。因此，可選擇性地獲得具有所要能量之離 子束50 ’且可抑制能量污染（非所要之能量離子之混合）。 此=，此等可藉由單一加速/減速設備4〇〇來實現。因此， ”單獨地裒5又旎量分析器之情況相比，可縮短離子束5 0 =傳輸路徑。因此，可改良離子束5G之傳輸效率。特定 吕之，在離子束50具有低能量及大電流之情況下，離子 束5〇在傳輸期間易於由於空間電荷效應而發散。因此， 縮短傳輸距離之效果顯著。 圖40展示加速/減速設備4〇〇之較為特定的例子。加速 312XP/^lft0g^(^y97.〇1/96137967 67 200826142 /減速設備400具有以在離子束行進方向上自上游侧開始 而排列第一電極402、第二電極404、及第三電極4〇6之 序列的第一至第三電極4〇2、404、406。在該例子中，每 一電極具有在Y方向上延伸且離子束5〇流過之開口 412、 416。在該例子中，電極402由一個電極組態。或者，該 電極由兩個電極組態，在兩個電極之間於χ方向上插入離 子束50之路徑，且兩個電極處於相同電位。此同樣亦可 應用於電極406。電極404具有在Υ方向上延伸且離子束 50流過之間隙414。 向第一電極402施加相對於接地電位之電位V1。通常， 電位VI為正的（加速模式）或負的（減速模式）高電位。 在向電極402、404、406或稍後將描述之電極構件 404a、404b施加電位之情況下，在電位不同於〇 v時， 自對應於電極之電壓施加手段（例如，未圖示之此電源、 用於劃分來自DC t源之電壓的分壓電阻器或其類似物， 此同樣適用於下文中）供應電位。在電位為Q v時 電極為接地。 # 通常’將第二電極4G4狀為—電位，其處於第一電極 402與第三電極榻之間的位準。在熟知的靜電加速管之 情況下，第二電極404由單-電極組態。在此例子中，第 二電極由跨越離子束5Q之路徑在χ方向上彼此相對之兩 個電極構件4G4a、4()4b分開地組態。另外，分別向電極 構件404a、404b施加彼此不同之電位他、哪⑽关 m)，以使得離子束50在乂方向上偏轉。特定言之，對 312XP/發明說明書(補件)/97_01/96137967 68 200826142 於在離子束50待偏轉至之側上的電極構件難，施加低 於對立電極4G4a之電位V2a的電位m，或者設定m〈 V2a。用於施加該等電位之手段係如上文所述。 ★在組成電極404之兩個電極構件4〇乜、4〇扑之間裝設 離子束50流過之間隙414。較佳地，間隙414如在此例 子t 一般在離子束50之偏轉方向上彎曲。特定言之，間 地沿具有料能量（或特^言之，—所要能幻的離 在偏轉之後之轨道彎曲。根據該組態，可有效地獲 侍由具有所要能量之離子418戶斤組成之離子束5〇。 向第二電極406施加通常為〇 v之電位V3。即三 電極接地。 較佳地，沿具有特定能量（或特定言之，—所要能量） 之離子418在由電極4{)4偏轉之後的執道置 =1，第三電極·根據該組態，可有效】 所要Μ之離子418，且可藉由電極偏有效地阻 所具有不同於該能量之能量的離子42〇、似及中性粒子 因此，可較為有效地抑制能量污染。 設定施加至組成電極404之電極構件404a、404b之電 位V2a、V2b之間的差里，以蚀p目士 之冤 以使付具有所要（目標）能量之 子18通過加速/減速設備之中心執道，特定言之， 轉/能之第二電極4〇4且在第二電極4°4之後 口 416)。 “執道(更特…，間請及開 表1匯總地展不了雷0 ; 丁 ί窀極及她加至電極之電位的例子。例 312ΧΡ/發明說明書(補件)/97-01/96137967 69 200826142 子1及例子2為離子束50由加速/減速設備400加速之加 速模式中之例子，且例子3為離子束5〇被減速的減速模 式中之例子。在例子1之情況下，可實現3〇KeV之加速能 量，且在例子2之情況下，可實現13〇KeV之加速能量。 在例子3之情況下，可實現8KeV之加速能量。在任一情 況下，均將係組成第二電極4〇4之一電極的電極構件4〇4b 之電位V2b設定為低於對立電極404a之電位V2a。 [表1]

根據加速/減速設備400，離子束50可由以兩個^極構 件404a、404b組態且被施加以不同電位V2a、V2b之第二 電極404偏轉。此時，偏轉量取決於偏轉中之離子束5〇 之能量，且因此可使具有所要能量之離子418與具有苴他 能量的料420、422分離。料420為具有低於所要能 量之能量的離子，且其偏轉量大於離子418之偏轉量。離 子422為具有高於所要能量之能量的離子，且其偏轉量小 於離子418之偏轉量。中性粒子424筆直前進而不偏轉， 且因此可被分離。即，加速/減速設備4〇〇施加能量分離 功能，且因此可選擇性地獲得由具有所要能量之離子418 所組成之離子束50，且可抑制能量污染。在該例子中， 不同於具有所要能量之離子418之離子42〇、422及中性 粒子424撞擊於處於第二電極4〇4之下游側的電極權 312XP/發明說明書彌件)/97-01/96137967 200826142 上’措此其被阻斷並移除走。 此外，加速/減速設備4 〇 η略τ u > ~ 胥4UU除了上文所述之能量分離功 能以外，亦施加使得離子束5G加速或減速之原始功能。 可藉由單-加速/減速設備侧實現此等功能，且因此不 必要單獨地裝㈣量分離器。因此，與單獨地裝設能量分 離器之情況㈣，可縮短離子束5G之傳輸路徑。因此， 可改良離子束50之傳輸效率。 另外，可在兩個階段（亦即，在電極402與404之間， 及在電極404與406之間）中使離子束5G加速。表i中之 例子2展示該情況之例子。在後續階段中之加速之前（亦 即’在能量較低之時期期間），離子束5〇可由電極4〇4偏 轉。與在完全加速之後執行偏轉之情況相比，可易於使離 子束5〇偏轉。特定言之’可使得施加於組成電極404之 兩個電極構件404a、404b之電位V2a、V2b之間的差異較 小因此，存在諸如電極4〇4附近之電絕緣得到促進之

Et 〇 可由處於電極404之下游側的電S 406阻斷並移除走不 同於具有所要能量之離子418之離子及中性粒子。因此， 可較為有效地抑制能量污染。料言之，憑經驗已知在減 速核式中（見表1中之例子3)，易於由於在離子束5〇於 電極402與4G4之間減速時進行電荷轉換而產生中性粒子 424 '然而，即使在產生許多中性粒子似時，其亦筆直 仃進且撞擊於電極權上而被阻斷。因此，可在加速/減 速設備400中有效消除中性粒子424。 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96137967 71 200826142 通系’在加速模式中，自具有不同於所要能量之能量的 離子所撞擊之電極之一位置向較高電位侧發射電子並使 其加速，且自被加速之電子所撞擊的電極之一部分產生具 有對應於該等被加速電子之高能量的χ射線。熟知之靜電 速$不具有偏轉功能。因此，被加速之電子可到達較高 "4電極（對應於電極4 0 4之電極）而不彎曲，且由對應於 較鬲電位電極之電位的大能量加速而撞擊較高電位電 極，從而由其產生具有高能量之义射線。

相對地，如在加速/減速設備4〇〇中，第二電極4〇4由 =個電極構件4G4a、難組態，且不同電位被施加至該 地電極構件’藉此提供具有偏轉功能之電極。根據該組 恶’自具有非所要之能量之離子所撞擊的位置而發射之電 =由電極4G4彎曲從而失能以到達具有較高電位之電極 2。特定言之’使電子朝向在組成電極4〇4之兩個電極 4 404a、404b之間具有較高電位之電極構件彎 L且接著撞擊於電極部件她上。此時，電子之加速 ==對應於電極部件杨之電位的能量，且低於電子 有較高電位之電極·上之情況下的能量。舉例 〇，在表1中之例子1之情況下，撞擊電子之能量接近 於OeV，且會皙卜尤太丄v 丁 <月匕里接近 « ^ t 產生Χ射線。在例子2之情況下，能 置為約嶋，且低於電子撞擊於電極402上之情況下 的約130KeV。因此，a权法 『月况下 射綠夕处旦你如在任一倘況下，均可使得所產生之x 、、、良之此里低於在熟知之靜電加速管中之能量。 根據需要’可進一步在電極4〇2之上游侧或電極權之 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96137967 72 200826142 下游側裝設另一電極。舉例而言’可在電 裝設用於使離子虔sn 士、Φ十#、古^ <上游侧 、從雕于采50加速或減速之高電位電極。可在 極406之下游側裝設用於抑制反向電子之負電位電極。 (5)關於軌道控制透鏡700a、700b 在以帶狀離子束50照射基板6〇以執行離子植入之離子 植入機中，在係離子束之縱向方向之γ方向上的執道狀態 (例如，平行、發散或收斂狀態）係為重要的。舉例而言二 為了在基板60之寬廣區域（例如，實質上整個面）上執行 高均質化之離子植人，離子束5G在Y方向上之平行性係 為重要的。 為了遲守此項，可在分析電磁鐵_與加速/減速設備 4〇〇之間裝設以下軌道控制透鏡7〇〇a或7〇〇b。軌道控制 透鏡70〇a、7〇〇b屬於電場透鏡之類別。 二 在圖1所示之例子中，在分析隙縫7〇與加速/減速設備 4〇〇之間，裝設軌道控制透鏡700a，其藉由靜電場而使得 在Y方向上通過其處之離子束5 〇彎曲。然而，轨道控制 透鏡700a可裝設於分析電磁鐵200與分析隙縫7〇之間 (例如，在裝設焦點校正透鏡610之情況下，裝設於焦點 校正透鏡610與分析隙縫70之間）。此同樣適用於稍後將 描述之軌道控制透鏡700b。 亦參考圖41，軌道控制透鏡700a具有入口電極702、 中間電極704及出口電極706，其在離子束50之行進方 向Z上被串聯排列，同時於其間形成間隙7〇8、71 〇。電 極702、704、706之Y方向長度稍稍大於待通過之離子束 312Χρ/發明說明書(補件)/97-01/96137967 73 200826142 :〇在Y方向上之尺寸WY，且(例如)為約4〇〇咖至 而言，間隙⑽、71〇MZ平面上之距離為約4〇咖 至50 mm。然而，該等尺寸不限於此等值。 入口電極7G2具有跨越離子束5()所通過之間隙而 在X方向上彼此相對的一對電極702a、702b。中間電極 704具有跨越離子束5()所通過之間隙714而在X方向上 彼此相對的-對電極7〇4a、7〇4b。出口電極7〇6且有跨 越離子束50所通過之間隙716而在χ方向上彼此相對的 -：電極706a、706b。間隙712、714、716之叉方向尺 =是根據待通過之離子束5〇在χ方向上之尺寸I而判 疋’且（例如）為約5〇 mm至1〇〇咖。然而，

限於此等值。 T j P =7〇2a、702b彼此導電且藉由未圖示的諸如導線之 料手段而被設定為相同電位。以類似方式對電極购、 7〇4b進行組態。以類似方式對電極7〇6a、7〇6b進行组能。 在離子束5〇之行進方向Z上之上游面及下游面卜% 間電極m具有在γ方向上弓狀彎曲之凸面π。、· 在該例子令，凸面720、722不在χ方向上彎曲。入口電 極m及出口電極706在與凸面72〇、722相對之面中且 間電極704之凸面72。、722延伸(特定言之，形成 怪疋間隙而延伸）之凹面7〗8、7 9 /f ro κ凹面718 724。因此，間隙708、710 亦在Υ方向上弓狀彎曲而不在乂方向上彎曲。 ^ 口電極7〇2與出口電極706藉由諸如導線730之傳導 手段彼此電連接以被保持為相同電位。該例子中，將電極 312XP/發明說明書(補件)/97-〇 1/96137967 74 200826142 7〇2、706保持為接地電位。根據該組態，可防止 執道=制透鏡700a在離子束5〇之2方向上向上游側及下 游側突出。因此，可防止電場 5〇等等。 电琢之大出不利地影響離子束 7:中：電極7°4保持為不同於入口電極7〇2及出口電極 7〇6之電位，且使得自軌道控制透鏡700a所獲得之離子 束/〇在γ方向上之執道狀態成為所要狀態的電位。將於 稍後參考圖42至圖45來描述執道狀態之例子。將中間電 極704保持為該電位之電壓可變Dc電源加連接於入口 電極702及出口電極7〇6與中間電極m之間。在圖ο 之例子中，設定DC電源732之方向以使得中間電極7〇4 之側為負的。或者，可反轉該方向。 在執道控制透鏡700a中，將入口電極7〇2及出口電極 706保持為相同電位，且將中間電極7()4保持為不同於入 口，極702及出口電極7〇6之電位的電位。因此，透鏡作 為早電位透鏡之作用。當離子植人機包含執道控制透鏡 700a時，可將離子束5〇在γ方向上之執道狀態設定為所 要狀態而不改變離子束5〇之能量。將描述例子。 圖42展示在將中間電極7〇4保持為低於入口電極7〇2 及出π電極_之電位的電位時’特定言之在將入口電極 702及出口電極706保持為〇 v，且向中間電極7〇4施加 -15,000 V時，在電極之間的間隙7〇8、71〇附近，在執 道控制透鏡700a於X方向上之中央區（亦即，χ = 〇之座 私）的YZ平面中之等位線728之分布之例子。形成以凸透 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96137967 200826142 鏡狀方式所彎曲之等位線728。 布之軌t離子束5〇之離子撞擊於具有等位線728之該分 制透鏡7嶋上時，在γ方向上產生收斂效應。 Π二此使得將發散之人射離子束50取得為平行射 令門7可將平π人射離子束50取得為收斂射束。當 τ間黾極7 〇 4之負電位谁一牛秘 .,,n m 進步增強時，可將發散之入射離 子束50取得為收斂射束。在 ^ Φ ^ ^ , 隹夂轉中間電極704之電位或將 口〆電位§又疋為正電位時，可使 门， J便離子束50在Υ方向上發散。 圖43及圖44展示如下情況下 述類似的方式向入口電極702 ::=其中以與上文所 ^ ^ 电位及出口電極706施加〇V之 ^壓，向中間電極m施加]5，_ ν之電壓，且由具有 15KeV之能量的單價石申（As)離子（原子量為75原子質量單 位）所組成之離子束5G撞擊於軌道控制透鏡上。雖 然未被說明’但在圖43及圖44中於㈣⑽、71〇附近 形成類似於圖42所示之等位線的等位線。以與圖42相同 之方式，目43至圖45及圖47展示χ = 〇之座 γζ 平面。 圖43展示將在Υ方向上所發散之人射離子束5()取得為 平行射束之例子。在該例子中，入射離子束5〇之 為±1至±9度（Υ方向上之中央區為±1度，且角度隨^射束 垂直偏離而以1度之級距遞增）。在說明書中，平行射 意謂如圖43所示’自γ方向上之不同位置所取得:離子 束50之軌道（行進方向）實質上彼此平行之離子束。在該 例子中，射束亦在係整個離子束50之行進方向之ζ方= 312ΧΡ/發明說明書(補件)/97-01/96137967 ?6 200826142 上平行。 圖44展示在γ方向 樣適用於下文中）之入2 即’發散角為0度，此同 例子。離子束5〇 =子束50被取得為收敛射束之 性。特定〜 Ί射束由於空間電荷效應而發散之特 中，該特㈣烈：：低因能量，射束電流之離子束5° 離子走5n、由 、不 此，當如在該例子中被收斂之 道控制心:=。鏡之：取_ :束一基“。、:= 口:搞7^不在如下情況中之例子：向入口電極702及出 V之電^ GV之電壓’向中間電極704施加+10,_ 处旦的^且由以與上文所述類似之方式將由具有15KeV之 ::::ϊ 成且在Y方向上平行之離子束50取得 :二二。在執道控制透鏡70〇a之下游側上裝設射束 入—&。由因於前者之發散與由於後者之收叙彼此組 Ί使得離子束5G可形成為平行射束。根據該組態， 可，7步增大離子束50在Y方向上之尺寸Wy。 當離子植入機包含軌道控制透鏡700a時，可將離子束 5〇在Y方向上之執道狀態設定為所要狀態而不改變離子 束50之此1。舉例而言，離子束5〇形成為平行射束，且 可取得具有高平行性之離子束50。因此，該例子在諸如（例 如）當要將離子束形成為平行射束時，不改 能量的情況下為較佳的。 束5〇之 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96137967 77 200826142 牛例而D，在自執道控制透鏡7 0 0 a所取得之離子束5 0 形成為平行射束時，可在基板6 〇之寬廣區域（例如，實質 上正们面）上執行尚均質化之離子植入。此外，可防止在 基板60之表面之微結構部分中產生離子束50不撞擊之陰 影部分。 另外，組成執道控制透鏡700a之申間電極7〇4具有如 上文所述在γ方向上彎曲之凸面72〇、722，且入口電極 702及出口電極706具有沿凸面所延伸之凹面8、了24。 因此，電場在電極之間的間隙7〇8、71〇中於γ方向上之 均質化得到極大的改良（見圖42)。結果，即使當γ方向 士之尺寸較大時，亦可將離子束5〇在¥方向上之執道狀 態設定為具有高均質化之所要狀態。因此，該例子在使用 π狀離子束50之情況下尤為較佳。若入口電極7〇2及出 口電極706之表面718、724為平坦時或若中間電極m 之表面720、722為平坦時，則在間隙7〇8、71〇中之等位 線728的間隙令產生Υ方向上之不均勾性或狹窄或寬廣， 且因此間隙708、710甲之電場在γ方向上之均質化降低。 圖46為展示執道控制透鏡連同電源之另一例子之立體 圖。可替代軌道控制透鏡700a而使用執道控制透鏡 700b。與圖41等等所示之軌道控制透鏡7〇(^之部分相^ 或對應的部分由相同元件符號表示。在以下描述中，將 點置於與軌道控制透鏡7 0 0 a之差異上。 ； 在離子束50於行進方向z上之上游面或下游面中，組 成執道控制透鏡700b之中間電極7〇4具有在γ ， 力上弓 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96137967 78 200826142 狀彎曲之凹面72卜723。在該例子中，凹面72卜723不 在X方向上彎曲。人口電極7G2及出口電極㈣在對應於 凹面721、723之面中具有沿中間電@ 7〇4之凹面721、 723延伸（特定言之，形成恆定間隙而延伸）之凸面Mg、 ⑽。因此，間隙708、71〇亦在¥方向上弓狀彎曲而不在 X方向上幫曲。 / 將中間電極m保持為不同於人σ電極7G2及出口電極 706之％位的電位’ ^使得自軌道控制透鏡了嶋所取得 子束50在γ方向上之執道狀態成為所要狀態的電 位。將於稍後參考圖47來描述執道狀態之例子。將令間 電極704保持為該電位之電壓可變叱電源7犯連接於入 口電極702及出口電極與中間電極m之間。在圖 46之例？中電源732之方向以使得_間電極⑽ 之侧為正的。或者，可反轉該方向。 在執道控制透鏡700b之間隙708、710附近形成以 圖42所示之例子相反的凹透鏡狀方式所彎曲之等位線:、 在軌道控制透鏡7議中，亦將人口電極702及出口電 極706保持為相同電位，且將中間電極7〇4保持為不同於 入口電極702及出口電極7〇6之電位的電位。因此， =為皁士電位透鏡之作用。當離子植入機包含執道控制透鏡 要狀二ΤΙ，離子束5〇在Y方向上之軌道狀態設定為所 要狀匕、而不改變離子束50之能量。 當離子撞擊於執道控制透鏡700b上時，在γ方向上 生收傲效應。舉例而言，此使得如圖47所示將發散之2 312ΧΡ/發明說明書(補件)/97-01/96137967 79 200826142 射離子束50取得為平行射束。圖47展示如下 子.將中間電極7〇4保持為高 ' 7。6之電位的電位，或特電極7〇2②出口電極 ,^ 及特疋§之將入口電極702及出口雷 極保持為"，向中間電極7〇4施加 $ 壓:離子束50由具有15KeV之能量的單價砂離子所組成: 入射離子束之發散角為±1至±9度。 另外’執道控制透鏡7_可將平行人射離子束5〇取得 為收斂射束。當中間電極7〇4之正電位進一步加強時，可 將發散入射離子束50 &得為收傲射束。在將中間電極704 之極性反轉為上文所述之極性或將該極性設定為負電位 時，可使離子束50在Y方向上發散。 軌道控制透鏡700b的除上文所述之功能及影響以外的 功能及影響與上文所述之軌道控制透鏡7〇〇a之功能及影 響相同，且因此重複描述將省略。 (6)關於均質化透鏡750 替代執道控制透鏡700a、700b，可裝設諸如圖48及圖 49所示之例子中的均質化透鏡75〇。均質化透鏡75〇屬於 電場透鏡之類別。 將均質化透鏡750裝設於分析電磁鐵2〇〇與加速/減速 設備400之間。特定言之，可將均質化透鏡裝設於分析隙 縫70與加速/減速設備400之間，或分析電磁鐵2〇〇與分 析隙縫7 0之間（例如，在裝設焦點校正透鏡61 〇之情況 下，裝設於焦點校正透鏡610與分析隙縫70之間）。 均質化透鏡7 5 0具有複數個（例如，十個）電極對，其置 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96137967 80 200826142 放在Y方向上的多個位置。為 扠祖、 罝在母對申，電極752之對（電 極對）以跨越離子束50在χ方向 之你丨 ^上而彼此相對。在所說明 有丰圓“電極752之每一對中’相對之末梢的附近具 或半圓筒狀形狀，或替代地組成板狀電極（平行 如圖49戶斤示’彼此相對而成對的兩個電極 =地電連接以彼此導電。在圖4"，用於並聯連 ^可看似與離子束5Μ目交。此係由圖示之簡化所 以成。貫際上，導線不與離子束5〇相交。 、作為在上文所述之階段巾分別在電極對與參考電位部 分（例如，接地電位部分）之間施加獨立此電壓的均質化 透鏡電源之例子，在該等階段中分別對於電極對裝設獨立 的電壓可變均質化透鏡電源754。即，均質化透鏡電源ΤΗ 之數目等於電極對之數目。替代以上組態，可使用藉由（例 如）將複數個電源組合為一個單元而形成之單一均質化透 鏡電源，且可獨立控制待向電極對施加之dc電壓。 作為待施加至電極對之DC電壓，負電壓較佳於正電 壓。在使用負電壓時，可防止存在於離子束50周邊之電 漿中之電子被連同離子束拉至電極752。當電子被拉入 時，離子束50由於空間電荷效應之發散增強。可防止此 發生。 在調整待施加至電極對之DC電壓時，在離子束5〇之路 徑中產生Y方向上之電場Εγ(圖49中之電場匕展示一例 子），且組成離子束50之離子可根據電場Εγ之強度而在γ 方向上彎曲。 312ΧΡ/發明說明書(補件)/97-01/96137967 81 200826142 囚此 田於均質化透鏡750，離子束 複數個軌道可藉由靜電場而在γ Y方向上之 置處離子束在γ方上芩曲，且在植入位 化“士果^ 之射束電流密度分布可被均質 、、'°果可進一步增強對基板60之離子始 句 此效應在基板6〇(且因此離子束^入之均質化。 尺寸之情況下較為顯I。 U方向上之大的 可裝設量財植人位置處料束5()在γ 電流密度分布之射束量測設備 ° 、 Q W目闻1α 3貝化控制設備 藉由使用此_來執行以下控制。 二1=上:r測設備8°為多點射束量測設備， 機構而在Υ方向上移動單一量使用藉由移動 ，備80輸出‘示射束電流密度分布之量測資訊h ==rf化控制設備90。藉由複數或―等於 法拉杯之數目）數目組量測資訊來組態量測資訊d ^。 在來自射束量測設備80之量測資訊⑴之基礎上 化控制設備9G向均質化透鏡電源、754供應複數或、 等於電極對之數目）數目之控制信號s2以控制各別均質化2 透鏡電源754 ’藉此控制對射束電流密度分布的均質化之 改良。特定言之，當存在射束電流密度低於另一區域之射 束電流密度之低電流密度區域時，均質化控制設備9〇降 低待施加至對應於該低電流密度區域之電極對的電壓以 使得電場EY自相鄰區域指向均質化透鏡75〇之對應於低 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96137967 82 200826142 電流密度區域之區域，且在相反的情況下進行相反操作 (亦即，提高電壓，且電場Ευ減小或反向），由此執行對於 使離子束50於植入位置處在Υ方向上之均質化射束電流 密度分布之控制。 如在圖48所示之例子中，可分別在組成均質化透鏡750 之電極7 5 2的上游側及下游侧裝設屏蔽板7 5 6、7 5 8。屏 蔽板756、758具有覆蓋置放於Υ方向上的多個位置且電 接地之全部電極752的長度。在裝設屏蔽板756、758時， ( 可防止電極7 5 2之電場汽漏至均質化透鏡7 5 0之上游侧及 下游側。因此，可防止非所要之電場在均質化透鏡750之 上游側及下游側附近作用於離子束50而使離子束50不需 要地彎曲。 (7)關於偏轉電磁鐵800 替代軌道控制透鏡700a、700b及均質化透鏡750，可 如圖5 0及圖5 3所示之例子中裝設偏轉電磁鐵8 0 0。可以 γ 說偏轉電磁鐵800為一種磁透鏡。 將偏轉電磁鐵800裝設於分析電磁鐵200與植入位置 (亦即，離子束50撞擊於基板60上之位置）之間。舉例而 言，將偏轉電磁鐵裝設於分析電磁鐵200與加速/減速設 備400之間。特定言之，可將偏轉電磁鐵裝設於分析隙縫 70與加速/減速設備400之間，或分析電磁鐵200與分析 隙缝70之間（在裝設焦點校正透鏡610之情況下，裝設於 焦點校正透鏡610與分析隙縫70之間）。 圖50為展示偏轉電磁鐵連同電源之例子之前視圖，且 312ΧΡ/發明說明書(補件)/97-01/96137967 83 200826142 所取且展示發散射束形成為平行 圖51為沿圖5〇之線μ —μ 射束之情況的侧視圖。 ▼狀離子束50撞擊於偏轉電磁鐵咖±，且偏轉電磁 齡離子束5〇所通過之射束路徑謝中產生沿χ方:之 磁場匕、By偏轉電磁鐵8〇〇包含：第一磁極對，其 具^跨越射束路徑8()ΜΧ方向上彼此相對且在γ方向^ 覆盍離子束5G之-侧（在該具體例中為上側）的約一半或 更多（換言之，實質上一半或更多）之一對磁極812 ;第二 磁極對82G，其具有跨越射束路徑謝在χ方向上彼此: 對且在Υ方向上覆蓋離子束5〇之另一侧（在該具體例中為 下側）的約一半或更多（換言之，實質上一半或更多）之一 對磁極822 ;及線圈834至837，其在第一磁極對81〇之 間的間隙816中及第二磁極對82〇之間的間隙犯6中產生 彼此相對之磁場川、Β2。 第一磁極對810之間的間隙816之χ方向長度（間隙長

度，此同樣適用於下文中）仏在γ方向上實質上恆定。第 二磁極對820之間的間隙長度G2在γ方向上亦實質上恆 定。較佳地，間隙長度G!、G2實質上彼此相等。以此方式 對此例子進行組態。 在此例子中，分別圍繞組成第一磁極對81 〇之成對的磁 極812捲繞線圈834、835。線圈834、835彼此串聯連接， 且連接至DC電源840。線圈由DC電源840激勵以產生（例 如）如圖50所示在X方向上向右指向之磁場^。 为別圍繞組成苐一磁極對8 2 0之成對的磁極8 2 2捲繞線 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96137967 84 200826142 圈836、837。線圈836、837彼此串聯連接，且連接至Dc 電源842。線圈由DC電源842激勵，且與線圈834、835 之激勵電流相反的激勵電流流動以產生（例如）如圖5 〇所 示在X方向上向左指向之磁場B2。 線圈之捲繞方式及數目、用於線圈之DC電源等等不限 於該例子中之内容。舉例而言，所有線圈834至837可串 耳外連接’且由早一 D C電源激勵。或者，可僅在右及左磁 極812中之一者以及右及左磁極822中之一者上捲、纟圭線 圈’或者可在稍後將描述之軛830、832中的兩者或一者 之中間部分上捲繞線圈。在任一情況下，均產生彼此相對 之磁場Β!、Β2。以類似方式對圖53至圖55所示之例子進 行組態。 如圖51所示，在偏轉電磁鐵8〇〇中，使得組成第一磁 極對810及第二磁極對82〇之磁極812、822在離子束行 進方向Ζ上之長度LrL·隨著於γ方向上進一步向外（垂 直地）與射束路徑802之中心804分離而變大。因此，磁 極812、822中之每-者之侧視圖形狀具有類似於三角或 楔狀形狀之形狀，其中γ方向上之外侧較寬。較佳地，磁 極812與磁極822具有在γ方向上關於對稱平面8〇6實質 上平面對稱之形狀，該對稱平面咖通過射束路徑8〇2在 方向-上^中〜8〇4，且平行於XZ平面。以此方式對此例 子進行組態。 如圖51所示之例子中’在偏轉電磁鐵刪專用於使發 散離子束50形成為平行射束之情況下，較佳地磁極812、 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96137967 〇<： 〇5 200826142 822之入口平面813、823形成為在離子束行進方向z上 隆起之弓狀形狀，且出口平面814、824形成為線性形狀。 根據該組態，可使得在γ方向上任一位置處，離子束5〇 相對於入口平面813、823及出口平面814、824之入射角 及發射角接近於直角。因此，離子束5〇可易於形 行射束。 在該例子中，線圈834至837被沿磁極812、822捲繞， 且具有藉由使矩形變形而獲得之形狀。然而，未必要磁 極捲繞線圈。舉例而言，以與圖54所示之例子相同之方 式’線圈可具有類似於矩形之形狀。此係由 822之形狀為重要的。 在偏轉電磁鐵800中，在第一磁極對81〇之間的間隙 816令及第二磁極對82〇之間的間隙826中產生如上文所 述::皮此：對之磁場Bl、B2。因此，施加至通過間隙8i 6、 之肖子束50的勞侖兹力Fl、F2如圖51所示地向内指 向。因此，施加限制離子束5〇之功能。 桎= 卜寻組成第一磁極對810及第二磁極對㈣之磁 =、Γ 子束行進方向z上之長度1^隨著於γ =向二-步向外與射束路徑802之中心、8。4分離而變 二離子束50在磁極812、822之間通過較長距離 分：而ίΐ:向上進一步向外與射束路徑802之中心804 向上之執道狀態。 # 舉例而s ’在將注音六 ^集中於Y方向上時，離子束50 86 200826142 具有射束由於空間電荷效應而在γ方向上發散之特性。如 (例如）圖51所示，通常，離子束之發散角在γ方向上之 中心804附近較小，且隨著朝向外侧進一步與中心8〇4分 離而變得較大。㈣由於在發散射束巾，發散之程度隨著 朝向末端前進愈遠而愈大。 相對地，在磁極812、822在離子束行進方向ζ上之長 度L6、L?如上文所述而改變時，離子束5〇隨著離子束^ 一步向外與中心804分離而更為強烈地彎曲。因此，可充 分補償（消除）離子束5〇之發散且離子束可形成為平行射 束。即，可取得在Y方向上所發散之離子束5〇同時將盆 實質上形成為平行射束。 〃 可根據入射離子束5G之發散程度等等來判定改變磁極 812、822在離子束行進方向ζ上之長度^卜的程度。即， 在處理較大發散之離子束的情況下，可使得長度Le、 L7之改變較大，且在處理輕微發散之離子束5〇的情^兄;， 可使传長度L6、L7之改變較小。 田在Y方向上實質上平行之離子束5G人射於偏轉電磁 鐵800上時，可取得在Y方向上收斂之離子束50。離子 束50具有射束由於空間電荷效應而發散之特性。特定言 之，在具有低能量及大射束電流之離子束5〇中，該特性 強烈地顯不出來。因此’當自偏轉電磁鐵刪取得收敛之 離子束50以平衡（補償）由於在偏轉電磁鐵800與基板6〇 之間的空間電荷效應之發散時，人射於基板⑽上之離子 束50可形成為實質上平行之射束。 312XP/發明麵書(補件)/97-01/96137967 〇7 200826142 例如）反向連接DC電源840、842而使得流過線 至837之電流的方向與上文所述之情況的方向相 k而如在圖52所示之例子中，磁場&、匕之方向盥 圖50及圖51之例子的方向相反。然而，磁場Bl、B2之; 向仍彼此相反。 在圖52之例子中，施加於通過間隙816、826之離子束 5〇的音w故力Fi、p2係向外指向。因此，施加擴展離子束 之力月b亦在此例子中，離子束50在磁極812、822 之間通過較長距離以隨著在γ方向上進—步向外血射束 路徑8 0 2之中心8 〇 4分離而更為強烈地彎曲。結果，可控 制離子束50在Υ方向上之執道狀態。 舉例而言，將注意力集中於γ方向上。在（例如）離子束 50通過另-裝置以纟γ方向上被收斂(限制)之情況下， 通常，離子束之收斂角如（例如）圖52所示在γ方向上之 中心804附近較小，且隨著朝向外侧進一步與中心8〇4分 離而變得較大。此係由於在收斂射束中，收斂之程度隨^ 朝向末端前進愈遠而愈大。 相對地，在磁極812、822在離子束行進方向ζ上之長 度L6、L7如上文所述而改變時，離子束5〇隨著離子束^ 一步向外與中心804分離而更為強烈地彎曲。因此，可充 分補償（消除）離子束5G之收斂且離子束可形成 束。即，可取得在Υ方向上收斂之離子束5〇同時將直實 質上形成為平行射束。 ^ Λ 可根據入射離子束50之收斂程度等等來判定改變磁極 312ΧΡ/發明說明書(補件)/97-01/96137967 88 200826142 812、822在離子束行進方向2上之長度[A的程度。即， 在處理較大收斂之離子束5〇的情況下，可使得長度b、 b之=變較大，且在處理輕微收斂之離子束5〇的情況下， 可使得長度L6、L?之改變較小。 當在Y方向上實質上平行之離子束5G人射於偏轉電磁 鐵_上時’可取得在γ方向上發散之離子束50。舉例 而言，在偏轉電磁鐵800之下游側裝設射束收斂設備。將 由於前者之發散與由於後者之收斂彼此組合，使得離子束 50可形成為平行射束。根據該組態，可進一步增大離子 束50在Υ方向上之尺寸wY。 偏轉電磁鐵800具有一特徵在於，在以上情況中之任一 者中，非所要之透鏡功能與使用靜電場之情況相比幾乎不 在X方向上出現。 偏轉電磁鐵800進一步包含：第一軛83〇,其使磁極812 中組成第一磁極對810之一者（在圖5〇之左侧，此同樣適 用於下文中）在X方向上的背面（與間隙8丨6相對之面，此 同樣適用於下文中）與磁極822中與磁極812處於χ方向 上之同一侧且組成第二磁極對820之一者在X方向上的背 面磁性連接；及第二軛832，其使磁極812中組成第一磁 極對810之另一者（在圖50之右侧，此同樣適用於下文中） 在X方向上的背面與磁極812處於X方向上之同一側且組 成第二磁極對820之另一磁極822在X方向上的背面磁性 連接。 根據該組態，形成環狀磁路以使得磁通量由第一磁極對 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96137967 89 200826142 81 〇、第二磁極對820、铉 .η„Λ 路（見磁i曰R 5 h 苐一軛830、及第二軛832形成迴 兩穷1 4 。因此，可減小洩漏至外部之磁場，且 萬要磁場之第-磁極對810之間的間隙816中及第二 磁極對820之間的間隙826中有效產生磁場Bl、B” 圖53為展示偏轉電磁鐵連同電源之另—例子之前視 ::圖54為/σ目53之線N_N所取且展示將發散射束形 ί為平行射束之情況的側視圖。與圖50至圖52所示之例 =4刀相同或對應的部分由相同元件符號表示。在以下 田述中，將重點置於與該例子之差異上。 :圖54所不’在偏轉電磁鐵刪+，使得組成第一磁 、:士 810及第二磁極對820之磁極812、822在離子束行 向Ζ上之長度L6、l# γ方向上實質上怪定。較佳地， 、^ L6、、L·^貫質上彼此相等。以此方式對此例子進行組態。 …了遵守上文内容（如圖53所示），使得第一磁極對81〇 ::隙長度Gl及第二磁極對82〇之間隙長度G2隨著在γ D上進步向外（垂直地）與射束路徑802之中心804分 而文】車乂仏地，第一磁極對810之間隙816及第二磁 三1 820之間隙826具有在γ方向上關於對稱平面8〇6實 二上平面對稱之形狀，朗稱平面_通過射束路徑802 Y方向上之中心804 ’且平行於χζ平面。以此方式對 此例子進行組態。 旦:如上文所述在Υ方向上改變間隙長度G”㈣，磁通 里欲f在接近於射束路徑術之中心8G4之位置處較低， 且隨著進一步向外與中心804分離而變得較高。因此，離 312XP/發明說明書(補件)/97·01/96ΐ37967 90 200826142 子束50隨著離子束在γ方向上進一步向外與射束路徑8〇2 之中心804分離而更為強烈地彎曲。結果，以與先前例子 相同之方式，可控制離子束5〇在丫方向上之轨道狀態。 舉例而言，如在圖54所示之例子中，可將發散之入射 離子束50取得為實質上平行之射束。圖54對應於圖5卜 當在Y方向上實質上平行之離子束5〇入射於偏轉電磁鐵 _上時，可取得在γ方向上收斂之離子束5〇。該組態之 目的及功能如上文所述。 f 可使得流過線圈834至837之電流的方向與上文所述之 情況之方向相反，以使得如在圖52所示之例子中，磁場 Bi、B2的方向與圖54之例子之方向相反。然而，磁場Βι、 B2之方向仍彼此相反。圖55對應於圖。 在圖55之情況下，可將在γ方向上收斂之入射離子束 50取得為實質上平行之射束。當在γ方向上實質上平行 之離子束50入射於偏轉電磁鐵8〇〇上時，可取得在γ方 (,向上發散之離子束5 0。該組態之目的及功能如 上文所述。 可根據入射離子束之發散（或收斂）程度等等來判定改 變在Υ方向上之間隙長度Gl、L的程度。即，在處理較大 發散（或收斂）之離子束50的情況下，可使得間隙長度I、 G2之改變較大，且在處理輕微發散（或收斂）之離子束 的情況下，可使得間隙長度Gi、G2之改變較小。 在將偏轉電磁鐵8〇〇裝設於圖1所示之離子植入機中 時，可增強入射於基板60上之離子束5〇在γ方向上的平 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96137967 m 200826142 行性。結果，可對基板6〇執行高均質化之離子植入。 在（如在電場透鏡中）藉由使離子束加速或減速而改變 軌道之情況下，存在具有以加速或減速能量以不同於入射 離子束之能量的能量之粒子（例如，中性粒子）被產生且進 入基板60(此稱作能量污染）之可能性。相對地，在偏轉 包磁鐵800中，藉由磁場而使離子束之軌道彎曲，且不同 於電場透鏡，不U由使離子束加速或減速而改變轨道。因 此，旎1污染不發生。因此，偏轉電磁鐵8〇〇可裝設於加 速/減速設備400與植入位置之間，或裝設於接近基板6〇 之位置。# ’在偏轉電磁鐵8QG中不造成能量污染，且因 此在基板60附近可增強離子束5〇之平行性。因此，可較 為確實地增強入射於基板6〇上之離子束5〇的平行性。 【圖式簡單說明】 圖1為展示本發明之離子植入機之具體例的示意平面

圖2為部分展示帶狀離子束之例子的示意立體圖。 之 圖3為展示離子束與基板之間在γ方向上之尺寸關係 例子的視圖。 ' 圖4為展示圖1所示之分析電磁鐵之例子的平面圖。 圖5為沿圖4之線A-Α所取之剖面圖。 圖6為展示圖4所示之分析電磁鐵之立體圖，其中省略 圖7為展示圖 圖8為展示圖 4所示之分析電磁鐵之立體圖。 7所示之第一及第二内層線圈的立體圖 〇 3發明說明書(補件)/97-01/96137967 92 200826142 圖9為以放大方式展示沿圖7之線D_D所取的第— 及外層線圈之剖面之示意圖。 内層 圖10為以分解方式展*目9所示之第一内層線 上部第一外層線圈之剖面圖。 取 圖11為展示捲繞圖1〇所示之導體薄片之一方一立 SIL· m . 八的示意 圖12為展示圖8所示之第一内層線圈之立體圖。 圖13為展示圖4所示之分析電磁鐵之線圈的電 之例子之視圖。 μ β 圖14為展示堆疊線圈之例子之立體圖，該堆疊線 圖7所示之第一及第二内層線圈的原物。 … 14之線F-F的内層及外層 圖15為以分解方式展示沿圖 線圈之剖面之視圖。 心軸而捲繞預浸薄片之方式之例 圖16為展示藉由使用 子的平面圖。

圖17為展示藉由使用心軸而捲繞絕緣薄片及導體薄片 之方式之例子的平面圖。 圖18為展示已藉由使用心轴而被捲繞之堆疊線圈之例 子的平面圖。 圖19為展示冷卻板向第一及第二内層線圈之附著之例 子的剖面圖。 …圖20為展示緊接在自分析電磁鐵發射後的具有正常形 恶之離子束之例子的視圖。 〆 圖21為展示緊接在自分析電磁鐵發射後的具有扭曲形 ΧΡ/發明說明書(補件)/97-01/96137967 93 200826142 態之離子束之例子的視圖。 圖22為展示分析電磁鐵之線圈之另一例子的立體圖。 圖23為以分解方式展示沿圖μ之線j-j的線圈之^面 之視圖。 圖24為展示分析電磁鐵之另—例子且對應於圖5 面圖。 ϋ 圖25為展示分析電磁鐵之又—例子且對應於圖5 面圖。 圖26為展示分析電磁鐵之又—例子且對應於圖5之剖 面圖。 圖27為展示圖1所示之分析隙縫之例子的前視圖。 圖28為展示圖1所示之焦點校正透鏡之附近區域的例 子之視圖。 圖29為展示焦點校正透鏡之例子之立體圖。 圖30為展示藉由裝設於分析電磁_之上游侧之焦點校 正透鏡而進行對離子束之焦點位置之校正之例子的視圖。 圖31為展示藉由裝設於分析電磁鐵之下游侧之焦點校 正透鏡而進行對離子束之焦點位置之校正之例子的視圖。 圖32為展示藉由裝設於分析電磁冑之上游侧及下游侧 之焦點校正透鏡而進行對離子束之焦點位置之校正之例 子的視圖。 圖33為展示在離子束之空間電荷未被完全中性化之情 況下’離子束在與分析電磁鐵之出口隔肖64〇咖的位置 處之射束電流分布之例子之示意圖。 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96137967 94 200826142 況ί，34離為子^在離子束之空間電荷未被完全中性化之情 況下離子束在與分析電磁月 處之射束電流分布之例子之2 “開640 mm的位置 、 ^ ^ <不思圖。 離;:之束之空間電荷未被完全中性化時在 束在心 流分布之例子的示意圖。開叫之位置處之射束電 圖37為展示施加至焦點 與第-射束電流量㈣中間電極之Dc電壓 之另-例子之示二備所*測之射束電流之間的關係 圖38為部分展示量測流過分析隙縫之射束電流的第一 射束電流量測設備之附近之例子之視圖。 弟- 圖39為展示施加至焦點校正透鏡之中間電極 與第二射束電流量測設備所量 之例子之示意圖。 ]之射束電-之間的關係 圖4 0為展示圖1所示之加穿/诘 圖。 ^加迷/減速设備之例子的横剖面 圖41 t以放大方式展示圖1所示之執道控制透鏡連n 電源之立體圖。 处镜運8 圖42為展示在圖41所示之軌道控制透鏡之 等位線之分布之例子之視圖。 之間的 312ΧΡ/發明說明書(補件)/97-01/96137967 200826142 圖43為展示在圖 向上取得所發散之 圖〇 Ο所示之執道控制透鏡中，將在¥方 入射離+束作為平行射束之例子的視 圖44為展示在圖 向上取得所平行之 圖〇 41所示之執道控制透鏡中，將在Y方 入射離子束作純敛射I之例子的視 圖45為展示在圖 向上取得所發散之 圖〇 41所示之執道控制透鏡中，將在γ方 入射離子束作為發散射束之例子的視 圖圖46為展示執道控制透鏡連同電源之另一例子之立體 向=7Λ展Γ在圖46所示之軌道控制透财，將在γ方 圖。取㈣發散之人射離子束作為平行射束之例子的視 =48為展示均質化透鏡之例子之平面圖。 質展rf在離子行進方向上觀察時_8所示之均 、透叙連同電源之例子之視圖。 為展示偏轉電磁鐵連同電源之例子之前視圖。 _ 5〇之線M_M所取，且展示發散 千仃射束之情況的側視圖。 战為 平：H為沿圖5 °之線M—M所取’且展示收斂射束形成為 千仃射束之情況的侧視圖. 战為 圖 _ 為展示偏轉電磁鐵連同電源之另一例子之前视 圖 ^^^^(^)/97-01/96137967 96 200826142 平：Γ,沿圖53之線N—N所取，且展示發散射束形成為 十仃射束之情況的側視圖。 我為 平53之線M所取，且展示收斂射束形成為 巧J米之情況的側視圖。 一 =56為展示習知分析電磁鐵之例子之透視圖，其中以 ’、、’占鍵線來指示軛以有助於對線圈之形狀之瞭解。 【主要元件符號說明】

2 離子束 12 線圈 14 本體部分 16 連接部分 18 線圈 20 本體部分 22 連接部分 24 入口 26 出π 30 彎曲部分 32 彎曲部分 36 軛 40 分析電磁鐵 50 離子束 52 主面 54 中心轨道 56 焦點 312XP/發明說明書(補件)/97-〇i/96137967 97 200826142 60 基板 70 分析隙縫 72 隙缝 80 射束量測設備 90 均質化控制設備 100 離子源 200 分析電磁鐵 202 射束路徑 204 磁力線 206 第一内層線圈 208 本體部分 210 連接部分 212 第二内層線圈 214 本體部分 216 連接部分 218 第一外層線圈 218a 第一外層線圈 218b 第一外層線圈 218c 第一外層線圈 220 本體部分 222 連接部分 224 第二外層線圈 224a 第二外層線圈 224b 第二外層線圈 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96137967 98 200826142 224c 第二外層線圈 226 本體部分 228 連接部分 230 軛 231 上部軛 232 磁極 234 對稱平面 236 真空容器 238 入口 240 出口 242 間隙 244 間隙 246 間隙 248 間隙 250 主電源 252 子電源 254 邊緣部分 261 第一堆疊絕緣體 262 第二堆疊絕緣體 263 第三堆疊絕緣體 264 集合 265 集合 266 絕緣薄片 266a 主面 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96137967 99 200826142 267 絕緣薄片 267a 主面 268 導體薄片 268a 主面 269 導體薄片 269a 主面 270 前頭 272 凹口部分 (272a 部分 273 凹口部分 273a 部分 274 凹口部分 274a 部分 275 凹口部分 275a 部分 c: 276 凹口部分 % 277 凹口部分 278 凹口部分 279 凹口部分 280 凹口部分 281 凹口部分 282 豎直部分 284 橫向部分 286 橫向傳導路徑 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96137967 100 200826142 288 豎直傳導路徑 290 堆疊線圈 290a 堆疊線圈 290b 堆疊線圈 290c 堆疊線圈 290d 堆疊線圈 291 弓狀部分 291a 弓狀部分 292 内層線圈 294 外層線圈 296 心轴 297 弓狀部分 298 軸 299 箭頭 300 預浸薄片 302 箭頭 306 上部端面 307 下部端面 312 冷卻板 314 冷卻劑通道 316 絕緣體 318 中心軸 320 線圈 322 本體部分 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96137967 101 200826142 324 連接部分 325 連接部分 326 第一線圈 328 第二線圈 330 内層線圈 340 端子 400 加速/減速設備 402 第一電極 404 第二電極 404a 電極構件 404b 電極構件 406 第三電極 412 開口 414 間隙 416 開口 418 離子 420 離子 422 離子 424 中性粒子 500 基板驅動設備 600 第一焦點校正透鏡 602 入口電極 602a 電極 602b 電極 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96137967 102 200826142 604 中間電極 604a 電極 604b 電極 606 出口電極 606a 電極 606b 電極 608 DC電源 610 第二焦點校正透鏡 '612 入口電極 612a 電極 612b 電極 614 中間電極 614a 電極 614b 電極 616 出口電極 / 616a 電極 616b 電極 618 D C電源 620 第一射束電流量測設備 622 第一焦點控制設備 624 第二射束電流量測設備 700a 軌道控制透鏡 700b 執道控制透鏡 702 入口電極 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96137967 103 200826142 702a 電極 702b 電極 704 中間電極 704a 電極 704b 電極 706 出口電極 706a 電極 706b 電極 708 間隙 710 間隙 712 間隙 714 間隙 716 間隙 718 凹面 719 凸面 720 凸面 721 凹面 722 凸面 723 凹面 724 凹面 725 凸面 728 等位線 730 導線 732 DC電源 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96137967 104 200826142 750 均質化透鏡 752 電極 754 均質化透鏡電源 756 屏敝板 758 屏蔽板 800 偏轉電磁鐵 802 射束路徑 804 中心 ( 806 對稱平面 810 第一磁極對 812 磁極 813 入口平面 814 出口平面 816 間隙 820 第二磁極對 r 822 磁極 823 入口平面 824 出口平面 826 間隙 830 第一輛 832 第二軛 834 線圈 835 線圈 836 線圈 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96137967 200826142 837 線圈 840 DC電源 842 DC電源 a 尺寸 ai Y方向尺寸 A-A 線 B 厚度 Bi 磁場 b2 磁場 Ba 磁場 B4 磁場 c 尺寸 Ci Υ方向尺寸 c 箭頭 Di 量測資訊 D-D 線 Ey 電場 Fi 勞命茲力 f2 勞侖茲力 Fx 勞侖茲力 F-F 線 G 間隙長度 Gi X方向長度 g2 間隙長度 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96137967 106 200826142

ί \ Η 箭頭 If 射束電流 Im 電流 Is 電流 J-J 線 Kx 寬度 Li 凸出距離 L· 距離 Ls 凸出距離 l4 凸出距離 l5 距離 Le 長度 Lt 長度 M-M 線 N-N 線 R 曲率半徑 S2 控制信號 Ty 尺寸 Vl DC電壓 Via 電壓 Vlb 絕對值 Vic 絕對值 Vld 絕對值 Vie 電壓 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96137967 107 200826142 V2 DC電壓 V2a 絕對值 VI 電位 V2a 電位 V2b 電位 V3 電位 Wg 寬度 Wx 尺寸 Wy 尺寸 X 方向 Y 方向 Z 行進方向 a 偏轉角 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96137967

Claims (1)

1. 200826142 十、申請專利範圍： 1· 一種離子植入機，其中將一離 為一 z方向，分別访— 束之一行進方向設定 中的實質：彼此丄方向實質上正交之平面 且她方兩個方向設定為X方向及γ方向， 且在為Υ方向上之—尺寸大於在該U =:π輸以照射一基板，藉此執行二: τ遠離子植入機包含： /、 =子'，其產生該帶狀離子束，其中該¥方向尺寸大 h亥基板在该γ方向上之一尺寸； :=電磁鐵’其使來自⑽子源之該離子束在該乂方 二！以分析一動量，且在一下游側形成-所要動量的 一離子束之一焦點； 刀析隙縫，其被裝设於來自該分析電磁鐵之該離子束 的該焦點附近，且與該分析電磁鐵合作以分析該離子 該動量； 一加速/減速設備，其藉由一靜電場使通過該分析隙縫 之該離子束在肖X方向上彎曲，且藉由該靜電場使該離子 束加速或減速；及 基板驅動άχ備，其在使得通過該加速/減速設備之該 離子束入射於该基板上的一植入位置處，在與該離子束之 一主面相交之一方向上移動該基板， 其中該分析電磁鐵包含： 一線圈，其具有·跨越該離子束通過之射束路徑在該X 方向上彼此相對之一組本體部分；及使該等本體部分在該 312ΧΡ/發明說明書(補件)/97-01/96137967 109 200826142 同時避開該射束路徑之至 使得該離子束在該X方向 z方向上的末端部分彼此連接， 夕組連接部分，該線圈產生一 上曲之磁場；及 八γ邊刀析電磁鐵之該線圈具有一 77 ’ 4堆豐線圈藉由以下動作而被組態：在 :::邑緣體之一外周緣面上堆疊一主面沿該Υ方向延 體。 外周緣面上形成一層疊絕緣 2」；=子植入機，其中將一離子束之一行進方向設定 中的實-二分广將處於一與該2方向實質上正交之平面 =上彼此正交之兩個方向設定為χ方向及γ方向， 在以方向上之一尺寸大於在該X方向上之一尺寸的一 =狀離子束被傳輸以照射—基板，藉此執行離子植入，、其 中该離子植入機包含： :離子源’其產生該帶狀離子束，其中該Υ方向尺寸大 於该基板在該γ方向上之一尺寸； 一分析電磁鐵，其使來自該離子源之該離子束在該X方 以分析一動量，且在一下游側形成-所要動量的 一離子束之一焦點； 電磁鐵之該離子束 以分析該離子束之 一分析隙縫，其被裝設於來自該分析 的該焦點附近，且與該分析電磁鐵合作 312ΧΡ/發明說明書(補件)/97-01/96137967 110 200826142 該動量； -加速/減速設備’其藉由—靜電場使通過該分析隙縫 之該離子束在該X方向上彎曲，且藉由該靜電場使該離子 束加速或減速；及 一基板驅動設備，其在使得通過該加速/減速設備之該 離子束入射於該基板上的一植入位置處，在與該離子束之 一主面相交之一方向上移動該基板， 其中該分析電磁鐵包含： 跨越該離子束所 且在該γ方向上 一第一線圈，其為一鞍狀線圈而具有 通過之射束路徑在該X方向上彼此相對— 覆蓋該離子束之一侧的約一半或更多之一組；體部；了： 使該等本體部分在該z方向上的末端部分彼此連接，同時 避開該射束路徑之一組連接部分，該第一線圈與一第二線 圈合作以產生一使得該離子束在該χ方向上f曲之磁場； 該第二線圈’其為一鞍狀線圈而具有：跨越該射束路徑 在該X方向上彼此相對，且在該¥方向上覆蓋該離子束之 另一側的約一半或更多之一組本體部分；及使該等本體部 分在該Z方向上的末端部分彼此連接，同時避開該射束路 徑之-組連接部分，該第二線圈被裝設成在該丫方向上盘 該第一線圈重疊，且與該第一線圈合作以產生一使得該離 子束在該X方向上彎曲之磁場；及 一軛，其共同地環繞該第一線圈及該第二線圈之該等 體部分之外側，且 其中該分析電磁鐵之該第一線圈及該第二線圈中之每 312XP/mmmmm/97^01/96137967 1}} 200826142 凹口而’其中在一扇狀圓柱形堆疊線圈中裝設-:二而保留該等本體部分及該等連接部分，該堆疊線 ::::下動作而被組態:在一層疊絕緣體之一外周緣面 :主面沿該γ方向延伸之一絕緣薄片及 ㈣使該等㈣以^來捲繞，·及在該堆疊之一 周緣面上开> 成一層疊絕緣體。 ( =種離子植人機，其中將—離子束之—行進方向設定 " 方向，分別將處於一與該ζ方向實質上正交之平面 中的實質上彼此正交之兩個方向較為χ方向及γ方:面 且在該Υ方向上<一尺寸大於在該乂方向上之一尺寸的一 帶狀離子束被傳輸以照射一基板，藉此執行離子植入，其 中該離子植入機包含： 離子源其產生该帶狀離子束，其中該γ方向尺寸大 於該基板在該γ方向上之一尺寸； 一分析電磁鐵，其使來自該離子源之該離子束在該χ方 向上’弓曲以分析一動量，且在一下游側形成一所要動量的 一離子束之一焦點； 一分析隙縫，其被裝設於來自該分析電磁鐵之該離子束 的該焦點附近，且與該分析電磁鐵合作以分析該離子束之 該動量； 一加速/減速設備，其藉由一靜電場使通過該分析隙縫 之該離子束在t亥X方向上彎曲，且冑由該靜電場使該離子 束加速或減速；及 一基板驅動設備，其在使得通過該加速/減速設備之該 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96137967 112 200826142 離子束入射於該基板上的-植人位置處，在與該離子束之 一主面相交之一方向上移動該基板， 其中該分析電磁鐵包含·· -内層線圈’其具有：跨越該離子束通過之射束路押在 該^方向上彼此相對之-組本體部分；及使該等本體部分 在，亥z方向上的末端部分彼此連接，同時避開該射束路^ 之一連接部分’該内層線圈產生-使得該離子束在該χ; 向上彎曲之主磁場； μ C -或多個第一外層線圈，其為鞍狀線圈而具有：處於該 内層線圈之外部且跨越該射束路徑在該χ方向上彼此相 對之一組本體部分；及使該等本體部分在該ζ方向上的 端部分彼此連接，同時避開該射束路徑之— 該等第-外層線圈產生一輔助或校正該主磁場之子：：. -或多個第二外層線圈，其為鞍狀線圈而具有：處於該 内層線圈之外部且跨越該射束路徑在豸X方向上彼此相 對之-組本體部分；及使該等本體部分在該2方向上的末 端部分彼此連接，同時避開該射束路徑之—組連接部分， 該等第二=卜層線圈被裝設成在該γ方向上與該等第一外 層線圈重疊’且產生-輔助或校正該主磁場之子磁場；及 一軛二其共同地環繞該内層線圈，及該等第-外層線圈 及該等第二外層線圈之該等本體部分之外側，且 其中該分析電磁鐵之該内層線圈，及該等第—外層線圈 及該等第二外層線圈中之每—者具有—組態，其中在一扇 狀圓柱形堆疊線圈中裝設一凹口部分而保留該等本體部 312ΧΡ/發明說明書(補件)/97-01/96137967 113 200826142 为及该專連接部分，該堆爲 .疏田 算且線圈猎由以下動作而被组離： 在一層豐絕緣體之-外周緣面上堆叠一主面沿該Y ;向 延伸之一絕緣薄片及導體薄晶 σ ^ ^ ^ 哥乃的宜層’同時使該# Α屏以 多"來捲繞，·在該堆疊之-外料面上形二二且= 體；在該堆疊之一外用鎊品L μ田 成廣宜絶緣 择且之夕卜周緣面上堆疊一主面沿該γ 之一絕緣薄片及導體薄片的晶 ^伸 类嫉结Γ ι層’㈣使該等疊層以多® 4:種離子：堆：之一外周緣面上形成-層疊絕緣體。 (=子植入機，其中將一離子束之一行進方向設定 ㈣杏^:刀別將處於一與該2方向實質上正交之平面 且在交之兩個方向設定為Χ方向及Υ方向， 且在該Υ方向上之一尺寸大於在該χ方向上之一尺 帶狀離子束被傳輸以照射—基板，藉此執行離 中該離子植入機包含·· ，、 -離子源，其產生該帶狀離子束，其中該γ方 於該基板在該Y方向上之一尺寸； 4八 一分析電磁鐵，其使來自該離子源之該離子束在該 向上幫曲以分析一動量，且在一下游側形成 -離子束之-焦點； 要動里的 为析隙縫，其被裝設於來自該分析電磁鐵之該離子 的該焦點附近，且與該分析電磁鐵合作以分析該 該動量； 采之 一加速/減速設備，其藉由一靜電場使通過該分析隙縫 之該離子束在該X方向上彎曲，且藉由該靜電場使該、早 束加速或減速；及 Λ 312ΧΡ/發明說明書(補件)/97-01/96137967 114 200826142 =板軸設備’其在使得通過該加速/減速設備之該 離子束入^於該基板上的—植人位置處，在與該離子束之 一主面相父之一方向上移動該基板， 其中該分析電磁鐵包含·· -第-内層線圈，其為—鞍狀線圈而具有：跨越該離子 束所通過之射束路徑在該x方向上彼此相對， / \ /刀；及使該等本體部分在該ζ方向±的末端部分彼此連 接：同時避開該射束路徑之一組連接部分，該第一線圈與 -第二内層線圈合作以產生-使得該離子束在該X 上彎曲之主磁場； 1 向上覆蓋該離子束之 側的約 半或更多之一組本體部 該第二内層線圈’其為一鞍狀線圈而具有：跨越該射束 路徑在該X方向上彼此相對’且在該γ方向上覆蓋該離子 束之另一侧的約一半或更多之一組本體部分；及使該等本 體部分在該Ζ方向上的末端部分彼此連接，同時㈣該射 束路徑之-組連接部分，該第二内層線圈被裝設成在該Υ 方向上與該第-内層線圈重疊，且與該第—内層線圈合作 以產生使得該離子束在該X方向上彎曲之該主磁場. + —或多個第一外層線圈，其為鞍狀線圈而具有％處於該 第一内層線圈之外部且跨越該射束路徑在該χ方向上^ 此相對之一組本體部分；及使該等本體部分在該ζ方向上 的末端部分彼此連接，同時避開該射束路徑之一組連接邙 分’該等第圈產& _或校正該主磁場之子磁 312ΧΡ/發明說明書(補件)/97-01/96137967 115 200826142 第=第—外層線圈，其為鞍狀線圈而具有：處於該 線圈之外部且跨越該射束路徑在該X方向上彼 的二本體部分;及使該等本體部分在該2方向上 彼此連接’同時避開該射束路徑之-組連接部 :厗：:弟一外層線圈被裝設成在該γ方向上與該等第-^線圈重疊’且產生—輔助或校正心磁場之子磁場； 〆 1¾ ’其共同地環繞該第—内層線圈及該第二内層線 、’及該等第-外層線圈及該Μ二外層 部分之外側， 其中，分析電磁鐵之該第—内層線圈及該第—外層線 圈!^每一者具有一組態，其中在一扇狀圓柱形堆疊線圈 =装设一凹口部分而保留該等本體部分及該等連接部 分，該堆疊線圈藉由以下動作而被組態：在一層疊絕緣體 之外周緣面上堆疊一主面沿該γ方向延伸之一絕緣薄 及導體薄片的疊層’同時使該等疊層以多阻來捲繞；在 口亥堆$之一外周緣面上形成一層疊絕緣體；在該堆疊之一 =周緣面上堆疊一主面沿該γ方向延伸之一絕緣薄片及 V體薄片的豐層’同時使該等疊層以多匝來捲繞；及在該 堆@之一外周緣面上形成一層疊絕緣體，且 其中該分析電磁鐵之該第二内層線圈及該第二外層線 圈中之每一者具有一組態，其中在一扇狀圓柱形堆疊線圈 中裝設一凹口部分而保留該等本體部分及該等連接部 刀’違堆豐線圈藉由以下動作而被組態：在一層疊絕緣體 312Χρ/發明說明書(補件)/97-01/96137967 116 200826142 ί及上堆疊一主面沿該γ方向延伸之-絕緣薄 兮掩晶溥片的豐層，同時使該等疊層以多阻來捲繞；在 且之外周緣面上形成一層疊絕緣體；在該堆疊之一 導妒ί Γ上，豐—主面沿該γ方向延伸之—絕緣薄片及 摊田'、的豐層，同時使該等疊層以多匝來捲繞；及在該 隹豎之一外周緣面上形成一層疊絕緣體。 機W請專利範圍第1至4項中任-項之離子植入 =:分析電磁鐵進—步包含-組磁極，其自該輛向 凸出以跨越該射束路#在該γ方向上彼此相對。 苴請專利範圍第1至4項中任一項之離子植入機， ，、遲一步包含： :點;^正透鏡，其被裝設於該離子源與該 =及該分析電磁鐵與該分析隙縫之間至少其中一= 且藉由一靜電場而執行一使得該 位置與該分析隙縫之-位置—致之校正。束的〜、點之 專利範圍第6項之離子植入機，其中該焦點校 ^有入π電極、中間電極及出口電極，該等電極在 I:束:于進方向上被排列，同時於其之間形成間隙， 二、點，正透鏡之該人。電極、該中間電極、及該出口 ^中^母一者具有一對電極’該等電極跨越該離子束所 -間隙在該X方向上彼此相對，且彼此導電， 一;=交正透鏡之該入口電極及該出口電極被保持為 及且該中間電極被保持為-不同於該入口電極 μ 口電極之该電位之電位’且使得該離子束的該焦點 312ΧΡ/發明說明書(補件)/97-01/96137967 n? 200826142 與該分析隙縫之該位置一致之電位。 8.如申請專利範圍第i至4項中任一項之離子植入機， 其中該加速/減速設備具有以在該離子束行進方向 上游側開始第-電極、第二電極、及第三電極之一序列而 排列的該第-電極至該第三電極，且在該第一電極㈣第 :電極之間及該第二電極與該第三電極之間的兩個階段 I使该離子束加速或減速，該第二電極由兩個電極構件紐 悲，該等電極構件跨越該離子束之該路徑在該乂方向上彼 此相對，且被施加以不同電位以使該離子束在該义 偏轉，且該第三電極被沿具有一特定能量之 偏轉之後的一執道而裝設。 卞末在該 其^利範圍第1至4項中任-項之離子植入機， 減透鏡,其被裝設於該分析電磁鐵與該加速/ :速1 2又備之間，精由一靜電場使該離子束在該Y方向上彎 乂’且具有切電極、中間電極、及出口電極，該等電極 在忒離子束行進方向上被排列，同時於其、 二中該軌道㈣透鏡之該入口電極:該中；電〜== 束：：：中之母一者具有一對電極，該等電極跨越該離子 束所通過之一間隙在該x方向上彼此相對，且彼此子 312XP/發明說明書(補件)/97-01/96137967 118 1 亥執道控制透鏡之該中間電極在該離子束行進方向上 广游側面及下游側面中之每一者中具有進= 在該Y方向上彎曲， 印及凸面 2 該軌道控制透鏡之該入口電極及該出口電極中之每一 200826142 者在一與該中間電極之該 凹面沿該凸面延伸，且 相對的面中具有-凹面’該 該軌道控制透鏡之該入口電 -相同電位，且該中間電極被保持為:出不;:= 及該出口電極之該電位之電位 …入口電極 所取得之該離子束在該γ方：=執道控制透鏡 要狀態之電位。 的一執道狀態成為一所 10,如申請專利範圍第丨 機，其進—步包含： Η任—項之離子植入 減速鏡ώ其被裝設於該分析電磁鐵與該加速/ 電場使該離子束在該以向上彎 八有入口電極、中間電極、及出 在上被排列，同時於其之間形成= 出:電二二電極、該中間電極、及該 束=過：一間隙在該χ方向上彼此相對，且彼此導電， 之1=工制透鏡之該中間電極在該離子束行進方向上 ==及下游側面中之每-者中具有-凹面，該凹面 在该γ方向上彎曲， w =執道控制透鏡之該入口電極及該出口電極中之每一 一與該中間電極之該凹面相對的面中具有一凸面 凸面沿該凹面延伸， 忒執道控制透鏡之該入口電極及該出口電極被保持 相同甩位’且该中間電極被保持為一不同於該入口電極 312ΧΡ_^明書(補件)/97·〇1/96137967 119 200826142 及該出口電極之該電位 所取得之該離子束在該 要狀態之電位。 之電位，且使得自該執道控制透鏡 Y方向上的一執道狀態成為一所 η並如申請專㈣㈣〗至4項中任—項之離子植入 機，其進一步包含 、亲二：質::透鏡，其被裝設於該分析電磁鐵與該加速/減 ”又H有跨越賴子束料過之―_在該X方 向^上彼此相對且彼此導電的複數對電極，其藉由一靜電場 使5亥離子束在該γ方向上之複數個位置的執道彎曲，且使 人位置處該離子束在該γ方向上之—射 度分布均質化。 士申明專利範圍帛1至4項中任一項之離子植入 機’其進一步包含·· 偏轉電磁鐵，其被裝設於該分析電磁鐵與該植入位置 之間，在該離子束所通過之該射束路徑中產生一沿該X方 向所延伸之磁場， 其中該偏轉電磁鐵包含： 伯一第一磁極對，具有一對磁極，該等磁極跨越該射束路 徑在該X方向上彼此相對，且在該γ方向上覆蓋該離子束 之一侧的約一半或更多； ^一第二磁極對，具有一對磁極，該等磁極跨越該射束路 徑在該X方向上彼此相對，且在該γ方向上覆蓋該離子束 之另一侧的約一半或更多；及 線圈，其在該第一磁極對中之一間隙中及該第二磁極對 312ΧΡ/^@_月書(補件)/97-01/96137967 120 200826142 中之一間隙中產生相對之磁場， 其中組成該第一磁極對及該第二磁極對之該等磁極在 該離子束行進方向上之長度隨著在該γ方向上自該射束 路徑之一中心進一步向外分離而變大。 13·如申請專利範圍第1至4項中任一項之離子植入 機，其進一步包含： 一偏轉電磁鐵，其被裝設於該分析電磁鐵與該植入位置 之間，在該離子束所通過之該射束路徑中產生一沿該X方 向所延伸之磁場， 其中該偏轉電磁鐵包含： 第磁極對，具有一對磁極，該等磁極跨越該射束路 徑在該X方向上彼此相對，且在該γ方向上覆蓋該離子束 之一侧的約一半或更多；

   -弟二磁極對’具有—對磁極，該等磁極跨越該射束路 徑在該X方向上彼此相對，且在該¥方向上覆蓋該離子束 之另一側的約一半或更多；及 中及該第二磁極對 線圈，其在該第一磁極對中之一間隙 中之一間隙中產生相對之磁場，且 二磁極對中之間隙長度隨著 之一中心進一步向外分離而 其中该弟一磁極對及該第 在該Υ方向上自該射束路徑 變小0 312ΧΡ/發明說明書(補件)/97-01/96137967 121