TW202326792A - 在線性加速器中具有可變焦電極的漂移管、裝置以及離子注入機 - Google Patents

Abstract

一種漂移管可包含佈置為中空圓筒且耦合以接收RF電壓信號的中間部分。漂移管可包含鄰近於中間部分且電連接到中間部分的第一末端部分。中間部分和第一末端部分可定義中心開口以沿著束傳播方向引導離子束穿過其中。第一末端部分可包含第一聚焦組合件和第二聚焦組合件，其中第一聚焦組合件和第二聚焦組合件可沿著束傳播方向相對於彼此從第一配置移動到第二配置。

Description

漂移管、於線性加速器具有可變焦電極之離子植入器以及裝置

本公開大體上是關於離子注入裝置，且更具體地說，是關於高能量束線離子注入機。 相關申請的交叉引用

本申請案要求2021年9月13日申請的名稱為“在線性加速器中具有可變焦電極的漂移管、裝置以及離子注入機（DRIFT TUBE, APPARATUS AND ION IMPLANTER HAVING VARIABLE FOCUS ELECTRODE IN LINEAR ACCELERATOR）”且以全文引用的方式併入本文中的美國非臨時專利申請案第17/473,015號的優先權。

離子注入是經由轟擊將摻雜劑或雜質引入到襯底中的工藝。離子注入系統可包括離子源和一系列束線元件。離子源可包括產生離子的腔室。離子源還可包括安置在腔室附近的電源和提取電極組合件。束線元件可包含例如品質分析器、第一加速或減速級、准直器和第二加速或減速級。與用於操控光束的一系列光學透鏡非常相似的是，束線元件可過濾、聚焦以及操控具有特定物質、形狀、能量和/或其它品質的離子或離子束。離子束穿過束線組件且可朝向安裝於壓板或夾鉗上的襯底導引。

能夠產生約1兆電子伏或大於1兆電子伏的離子能量的注入裝置通常稱為高能量離子注入機或高能量離子注入系統。一種類型的高能量離子注入機採用線性加速器或LINAC，其中佈置為管的一系列電極沿著連續管將離子束引導且加速到越來越高的能量，其中電極接收AC電壓信號。已知（RF）LINAC由通常在例如1兆赫茲（MHZ）到700兆赫茲的兆赫茲範圍內施加的RF電壓驅動。

RF LINAC離子注入機的操作的一個問題為處理不同質/荷（mass/charge；m/q）比的離子的能力的有用性。對於給定加速級，沿著包含多個電極的漂移管組合件加速離子，所述漂移管組合件配置為引導離子束穿過每一漂移管的中空圓筒漂移管。漂移管組合件包含至少一個供電電極和接地電極，所述供電電極和接地電極定義用於使離子束在引導穿過漂移管組合件時聚焦的固定聚焦長度。漂移管組合件的給定漂移管的聚焦長度可折中選擇，使得可以減小聚焦性能為代價實現不同m/q比的不同物質的加速。

關於這些和其它考慮因素，提供本公開。

在一個實施例中，提供一種漂移管。漂移管可包含佈置為中空圓筒且耦合以接收RF電壓信號的中間部分。漂移管可包含鄰近於中間部分且電連接到中間部分的第一末端部分。中間部分和第一末端部分可定義中心開口以沿著束傳播方向引導離子束穿過其中。末端部分可包含第一聚焦組合件和第二聚焦組合件，其中第一聚焦組合件和第二聚焦組合件可沿著束傳播方向相對於彼此從第一配置移動到第二配置。

在另一實施例中，一種裝置可包含：第一接地漂移管；第二接地漂移管，在第一接地漂移管下游；以及AC漂移管組合件，安置在第一接地漂移管與第二接地漂移管之間。AC漂移管組合件可包含至少第一AC漂移管，其中第一AC漂移管包含佈置為中空圓筒的中間部分。第一AC漂移管還可包含鄰近於中間部分且電連接到中間部分的第一末端部分。中間部分和第一末端部分可定義中心開口以沿著束傳播方向引導離子束穿過其中。第一末端部分可包含第一聚焦組合件和第二聚焦組合件，其中第一聚焦組合件和第二聚焦組合件可沿著束傳播方向相對於彼此從第一配置移動到第二配置。

在又一實施例中，一種離子注入機可包含：離子源，用以產生離子束；以及線性加速器，用以運輸及加速聚束式離子束。線性加速器可包含多個加速級，其中多個加速級中的給定加速級包含佈置以沿著束傳播方向傳輸離子束的漂移管組合件。漂移管組合件可包含：第一接地漂移管；第二接地漂移管，在第一接地漂移管下游；以及AC漂移管組合件，包括至少第一AC漂移管。第一AC漂移管可包含：中間部分；以及第一末端部分，鄰近於中間部分。第一末端部分可包含可沿著束傳播方向相對於彼此移動的多個聚焦組合件。

現將在下文中參考附圖更全面地描述根據本公開的裝置、系統以及方法，在所述附圖中繪示系統和方法的實施例。系統和方法可以許多不同形式來體現，且不應理解為限於本文中所闡述的實施例。相反，提供這些實施例是為了使得本公開將是透徹且完整的，且這些實施例將把系統和方法的範圍充分地傳達給本領域的技術人員。

例如“頂部”、“底部”、“上部”、“下部”、“豎直”、“水準”、“橫向”以及“縱向”的術語在本文中可用於描述這些元件和其構成部分在呈現在圖式中時相對於半導體製造設備的元件的幾何形狀和定向的相對放置和定向。術語可包含特定提到的詞、其派生詞以及類似意思的詞。

如本文中所使用，以單數形式列舉且以字詞“一（a或an）”進行的元件或操作理解為潛在地還包含多個元件或操作。此外，對本公開的“一個實施例”的提及不意欲解釋為排除同樣併入所敘述特徵的額外實施例的存在。

本文提供用於改進的高能量離子注入系統和元件的方法，其基於束線架構，且具體來說基於線性加速器的離子注入機。為簡潔起見，離子注入系統在本文中還可稱作“離子注入機”。各種實施例需要提供在線性加速器的加速級內靈活地調整有效漂移長度的能力的新穎方法。

圖1A繪示根據本公開的實施例的在第一配置中的示範性裝置。裝置100表示漂移管組合件和用於在線性加速器的加速級中加速離子束110的相關聯元件。確切地說，裝置100定義雙重間隙加速級佈置，其中引導離子束穿過裝置100內的兩個加速間隙。裝置100可耦合到RF電力組合件130，其利用RF信號驅動漂移管組合件的各種元件。RF電力組合件130在無細節的情況下示意性地示出，且可包含電源、諧振器、網路以及其它已知元件。漂移管組合件佈置為一系列中空管以引導離子束穿過其中。當穿過間隙G1和間隙G2時，離子束110加速。

如圖1A中所繪示，漂移管組合件可包含：第一接地電極，繪示為第一接地漂移管102；AC漂移管組合件，安置於第一接地電極下游；以及第二接地電極，繪示為安置于AC漂移管組合件下游的第二接地漂移管106。如以下論述中所詳述，AC漂移管組合件可包含至少一個AC漂移管。在圖1A的實施例中，AC漂移管組合件體現為單個AC漂移管，繪示為AC漂移管104。

如在已知的線性加速器中，AC漂移管104可耦合以從RF電力組合件130接收RF電壓，以便產生跨越G1和G2的時變電場。RF電力組合件130可包含如在已知LINAC中的RF電源和諧振器（未單獨示出）。此時變RF場將操作以跨越這些間隙使離子束110加速，以便增加離子束110的能量。如在已知的線性加速器中，在操作中，裝置100配置有中心開口122以引導離子束110穿過其中。具體來說，在操作中，離子束110可作為聚束式離子束被接收，所述聚束式離子束作為一系列離子包橫穿間隙G1和間隙G2。因此，通過利用跨越間隙G1和間隙G2施加的RF場對離子束110的包的進入進行計時，可針對離子束110的最大加速度優化在離子束110上操作的RF場的振幅。

除加速離子束110之外，裝置100還包含用以將可變焦應用於離子束110的組件。如圖1中所示，AC漂移管104包含佈置為中空圓筒的中間部分120。AC漂移管104進一步包含鄰近於中間部分120且電連接到中間部分120的第一末端部分112。因此，中間部分120和第一末端部分112定義中心開口122的至少一部分。根據本公開的實施例，第一末端部分112可包含可相對於彼此移動以提供對離子束110的聚焦的調整的多個部分。提供可變束聚焦的此能力意味著可調整給定離子束的聚焦，且另外，促進針對不同類型的離子束優化聚焦的能力，例如當改變離子束110的物質時，且明確地說，其中m/q比在不同離子束物質之間不同。

在圖1A的實施例中，不同聚焦部分繪示為第一聚焦組合件116和第二聚焦組合件118。如關於在圖2A到圖4中所遵循的實施例進一步描繪，第一聚焦組合件116和第二聚焦組合件118可沿著平行於束傳播方向的方向相對於彼此移動，意味著沿著所繪示的笛卡爾坐標系統（Cartesian coordinate system）的Z軸在離子束傳播方向上或在與離子束傳播相反的方向上移動。舉例來說，在一個實施例中，第一聚焦組合件116可配置成從中間部分120向外移動，而第二聚焦組合件可保持固定。應注意，第一末端部分112可電連接到中間部分120，因此施加到AC漂移管104的電壓施加到第一末端部分112。因而，當移動第一聚焦組合件116時，第一末端部分112的配置將從第一配置改變到第二配置，其中間隙G2中的電場可以調整離子束110的聚焦同時橫穿間隙G2的方式改變。

如在圖1A的此實施例中所繪示，且更明確地說，在圖1B中，第一末端部分112將通常形成定義AC漂移管104的中心開口122的一部分的環狀結構。雖然圖1A和圖1B的實施例描繪具有由四個總部分形成的兩個對焦組合件的第一末端部分112，但在其它實施例中，用以提供可變束聚焦的末端部分可包含例如第一聚焦組合件、第二聚焦組合件以及第三聚焦組合件。此外，給定聚焦組合件可包含例如多於兩個部分。

如圖1A中進一步繪示，AC漂移管104可包含佈置為鄰近於中間部分120、在上游側上且佈置在間隙G2的下游側春的第二末端部分114。因此，第二末端部分114可類似於第一末端部分112而佈置，其中第二末端部分114包含第四聚焦組合件126和第五聚焦組合件128，其中第四聚焦組合件126和第五聚焦組合件128可沿著束傳播方向（Z軸）相對於彼此移動。因此，第二末端部分114可提供間隙G2中的可變束聚焦，類似於由間隙G1中的第一末端部分112提供的可變束聚焦。

雖然圖1A的配置示出根據本公開的一些實施例的給定末端部分的四個總部分或區段，但聚焦組合件可包含4 N個區段，其中N為整數。因此，這些配置可提供產生用於離子束的聚焦和散焦的四極場的四極配置。

此外，在一些實施例中，一或多個AC漂移管可配置成提供多個四極配置（四極），其中由不同四極產生的四極場可彼此不同或可彼此相同。因為給定四極將固有地在一個方向上散焦離子束且在另一方向上聚焦離子束，所以在一些實施例中，AC漂移管組合件可佈置成產生一對四極，或替代地四極的三重態（triplet of quadrupole），以便平衡離子束在不同方向上的散焦。在一個非限制性實例中，可設定二重態，使得第一四極提供離子束在“x”方向上的散焦，同時在“y”方向上積極地聚焦離子束，而第二四極設定為在“x”方向上聚焦離子束，同時僅在“y”方向上平緩地散焦離子束。因此，此類四極對在一起可產生在兩個方向“x”和“y”上的淨聚焦。因此，AC漂移管組合件的第一末端部分中的第一聚焦組合件可放置在第一配置中以產生對離子束具有第一聚焦效應的第一四極。同時，可將AC漂移管組合件的第二末端部分中的第二聚焦組合件放置在第二配置中以產生對離子束具有第二聚焦效應的第二四極，以便產生對離子束的總體目標聚焦效應。

現在轉向圖2A繪示根據本公開的實施例的在第一配置中的另一示範性裝置的透視圖。圖2B繪示根據本公開的實施例的在第二配置中的圖2A的示範性裝置。在此情況下，可採用裝置作為AC漂移管，類似于上文所描述的AC漂移管104的功能。因此，裝置將稱為AC漂移管204。應注意，如同AC漂移管104，AC漂移管204可耦合到RF組合件（未單獨地繪示），以接收用於跨越在AC漂移管204的相對末端處的加速間隙加速離子束的RF電壓（參見圖1A中的間隙G1和間隙G2）。

在圖中2A，繪示處於第一配置中的AC漂移管204，其包含中間部分120、第一末端部分212以及第二末端部分214。根據各種實施例，第一末端部分212和第二末端部分214可包含可相對於彼此移動以改變AC漂移管204的聚焦配置的多個聚焦組合件。應注意，為簡單解釋，第二末端部分214的聚焦組合件在圖2A與圖2B之間繪示的不同配置中未改變。然而，根據各種實施例，第二末端部分214的聚焦組合件可與第一末端部分212的聚焦組合件一致調整或代替調整第一末端部分212的聚焦組合件。

如圖2A中所繪示，在第一配置中，第一末端部分212定義平面表面，所述平面表面處於垂直於束傳播方向（Z軸）延伸的第一平面（x-y平面）內。應注意，第一末端部分212由第一聚焦組合件、第二聚焦組合件以及第三聚焦組合件的組合形成。第一聚焦組合件220又由聚焦元件220A、聚焦元件220B、聚焦元件220C以及聚焦元件220D構成。第二聚焦組合件222由聚焦元件222A和聚焦元件222B構成。第三聚焦組合件224由聚焦元件224A和聚焦元件224B形成。共同地，第一末端部分212的各種聚焦元件的外X-Y平面表面定義環狀結構，其中在圖2A的配置中，環狀結構具有在X-Y平面中延伸的平面表面。第一聚焦組合件220的四個聚焦元件可圍繞環狀結構的圓周以90度間隔佈置，如圖2C的視圖中所繪示，而第二聚焦組合件222和第三聚焦組合件224的兩個聚焦元件可以180度間隔佈置，如所繪示。然而，在其它實施例中，可不同地配置聚焦組合件。因而，因為第一末端部分的聚焦組合件定義單一X-Y平面，所以間隙G1可在例如第一末端部分212的外部表面230與接地漂移管106之間均勻。

現在轉向圖2B，在繪示在其中的第二配置中，第一末端部分212定義鋸齒狀表面或槽齒形表面。在所繪示的特定實例中，第一聚焦組合件（包含聚焦元件220A和聚焦元件220B、聚焦元件220C以及聚焦元件220D）相對於圖2A已沒有移動。第二聚焦組合件（包含聚焦元件222A和聚焦元件222B）和第三聚焦組合件（包含聚焦元件224A和聚焦元件224B）已經從中間部分120向外（下游）移動。根據本公開的不同非限制性實施例，用於移動聚焦組合件的機制可由機械構件、電力構件、磁性構件、壓電構件、氣動構件或液壓構件提供。因而，因為第一末端部分212的外部表面230為鋸齒狀的，所以與圖2A中的配置相比，跨越間隙G1的電場在結構上可為更複雜。與圖2A的第一配置的聚焦相比，圖2B的第二配置可因此提供不同程度的聚焦。換句話說，圖2A的配置可為第一m/q比的離子束提供合適的聚焦，而圖2B的配置為不同於第一m/q比的第二m/q比的離子束提供合適的聚焦。

在圖2A到圖2B的實施例中，不同聚焦組合件的聚焦元件具有通用形狀的指狀物或鋸齒物，其中給定聚焦組合件（例如，第二聚焦組合件222或第三聚焦組合件224）內的聚焦元件在所述聚焦組合件中機械地耦合到彼此，以便可彼此協同移動。因此，在第二聚焦組合件222中和在第三聚焦組合件224中，一對指狀物中的第一指狀物安置為與所述一對指狀物中的第二指狀物相對，且連接到共同環形連接管座。這些管座結構繪示為連接管座222C和連接管座224C，所述管座配置成允許第二聚焦組合件222和第三聚焦組合件224的指狀物相對於聚焦組合件220獨立移動，且允許第二聚焦組合件222的指狀物相對於聚焦組合件224的指狀物獨立移動。因此，如圖2B中所繪示，第二聚焦組合件222的指狀物沿著Z軸的相對位置不同於聚焦組合件224的指狀物的位置，且第一聚焦組合件220的指狀物的相對位置不同於第二聚焦組合件222的指狀物和聚焦組合件224的指狀物的位置。

應注意，根據一些實施例，第二聚焦組合件222的指狀物和第三聚焦組合件224的指狀物可相對於彼此且相對於聚焦組合件220以連續方式獨立地移動。因此，可通過第二聚焦組合件222的遞增移動和/或聚焦組合件224的遞增移動以平滑的連續方式調整由AC漂移管204產生的電場。

作為實例，在圖2B的配置中，其中與聚焦組合件220的指狀物相比，第二聚焦組合件222的指狀物和第三聚焦組合件224的指狀物更緊密地延伸到接地漂移管106，第二聚焦組合件222和第三聚焦組合件224可一起定義四極場。因而，當在AC漂移管204與接地漂移管106之間施加RF電壓時，離子束110可由跨越間隙G1產生的電場加速，同時經歷在x方向、y方向或兩個方向上施加合適的聚焦效應的四極場。

還應注意，圖2A和圖2B的實施例的各種聚焦組合件可因此沿著平行於束傳播方向（Z軸）的軸相對於彼此在束傳播方向或與束傳播方向相反的方向上來回移動。以此方式，可通過聚焦組合件的合適的相對運動使穿過AC漂移管204且穿過間隙G1的離子束更聚焦或散焦。

應注意，根據一些實施例，可以類似於圖2A到圖2B的前述實施例的方式調整第二末端部分214。此外，根據一些實施例，可相對於第二末端部分214獨立地調整第一末端部分212，使得跨越間隙G1的電場的聚焦效應可不同於跨越間隙G2的電場的聚焦效應。

根據本公開的不同實施例，具有多個聚焦組合件的AC漂移管（例如AC漂移管204）可佈置在三重間隙加速級中，或替代地，佈置在雙重間隙加速級中。

為了示出這些替代性實施例，圖3繪示根據本公開的實施例的佈置在加速級中的示範性漂移管組合件。雙重間隙漂移管組合件252包含第一接地漂移管102、AC漂移管以及第二接地漂移管106。AC漂移管繪示為AC漂移管104，或替代地，AC漂移管204。雙重間隙漂移管組合件252包含僅一個AC漂移管，如所繪示，其佈置為鄰近於間隙G2的下游側且鄰近於間隙G1的上游側。在各種實施例中，如上文所論述，圖3的AC漂移管可包含佈置為鄰近於相應間隙G1和間隙G2的兩個末端部分。因此，通過調整圖3的雙重間隙配置中的末端部分中的一個或兩個的聚焦組合件，跨越間隙G1和跨越間隙G2的束聚焦可獨立地變化。

圖4繪示根據本公開的實施例的另一示範性漂移管組合件。三重間隙漂移管組合件254包含第一接地漂移管102、AC漂移管以及第二接地漂移管106。三重間隙漂移管組合件254還包含彼此鄰近的一對AC漂移管，其中每一AC漂移管繪示為AC漂移管104，或替代地，AC漂移管204。上游AC漂移管佈置為鄰近於間隙G2的下游側，且鄰近於間隙G3的上游側。下游AC漂移管佈置為鄰近於間隙G3的下游側，且鄰近於間隙G1的上游側。

應注意，根據一些實施例，類似於圖3的情況，跨越間隙G1的電場的聚焦效應可不同於跨越間隙G2的電場的聚焦效應，且跨越間隙G3的電場的聚焦效應可不同於跨越間隙G2的電場的聚焦效應和跨越間隙G1的電場的聚焦效應。確切地說，圖4的兩個AC漂移管可包含給定AC漂移管上的中間部分和兩個末端部分。第一漂移管可包含第一中間部分、第一末端部分和第二末端部分，而第二漂移管包含額外中間部分、額外第一末端部分等。位於第一漂移管和第二漂移管（例如，第一中間部分和額外中間部分）上的對應元件可彼此相同或可彼此不同。因此，通過調整適當末端部分上的適當聚焦組合件，跨越間隙G1和跨越間隙G2束聚焦可獨立地變化。另外，跨越間隙G3的束聚焦可相對於跨越間隙G1或間隙G2的束聚焦而獨立地調整。

圖5描繪根據本公開的實施例的離子注入機的示意圖。離子注入機300包含繪示為線性加速器314的LINAC的加速級314-A、加速級314-B。離子注入機300可表示束線離子注入機，其中為了清楚闡釋未繪示一些元件。離子注入機300可包含本領域中已知的離子源302和氣體箱307。離子源302可包含提取系統，所述提取系統包含提取元件和篩檢程式（未繪示）以產生處於第一能量的離子束306。適用於第一離子能量的離子能量的非限制性實例介於5千電子伏特到270千電子伏特的範圍，但實施例不限於此情形。為了形成高能量離子束，離子注入機300包含用於加速離子束306的各種額外元件。

如所示，離子注入機300可包含分析器310，其用於通過改變離子束306的軌跡來分析如已知裝置中的離子束306。離子注入機300還可包含聚束器312和安置在聚束器312下游的線性加速器314（以虛線繪示），其中線性加速器314佈置成在進入線性加速器314之前加速離子束306以形成大於離子束306的離子能量的高能量離子束315。聚束器312可接收離子束306作為連續離子束，且將離子束306作為聚束離子束輸出到線性加速器314。如所繪示，線性加速器314可包含串聯佈置的多個加速級（314-A、314-B到314-N（未繪示））。在各種實施例中，高能量離子束315的離子能量可表示用於離子束306的最終離子能量，或近似最終離子能量。在各種實施例中，離子注入機300可包含額外元件，例如篩檢程式磁體316、掃描器318、准直器320，其中掃描器318和准直器320的一般功能是眾所周知的且將不在本文中進一步詳細描述。因此，可將由高能量離子束315表示的高能量離子束傳遞到末端台322以用於處理襯底324。高能量離子束315的非限制性能量範圍包含500千電子伏到10兆電子伏，其中離子束306的離子能量通過線性加速器314的各種加速級逐步地增加。根據本公開的各種實施例，線性加速器314的加速級中的一或多個可包含雙重間隙或具有至少一個可變焦AC漂移管耦合的三重間隙漂移管組合件，如相對於圖1A到圖4的實施例詳述。由離子注入機300提供的優點是，可根據具有不同m/q比的不同離子物質調整由一或多個加速級提供的束焦點，且因此當運輸穿過線性加速器314的加速級時具有不同速度。

應注意，根據各種考慮，如本文中所闡述的可變焦漂移管組合件可在LINAC的一或多個級中實施。在一些實施方案中，可貫穿LINAC的不同級從最上游級到最下游級提供可變焦漂移管組合件。在一些實施方案中，例如在最終離子能量相對高（例如，大於1兆電子伏、大於2兆電子伏或大於3兆電子伏）的情況下，可將可變焦漂移管組合件放置在上游級（例如，LINAC的前幾個級）中。在加速的離子束的離子能量仍相對較低的這些上游級中，可變焦漂移管可施加比下游級中更強的效應，所述下游級中離子能量可如此高，其中由可變焦漂移管組合件產生的聚焦效應既不是非常強大且不是非常需要。因此，出於降低複雜性或成本的目的，可在離子能量變得過高之前將可變焦漂移管組合件放置在最上游級中。

在其它實施方案中，在目標最終離子能量相對較低（例如低於2兆電子伏）的情況下，可變焦漂移管組合件可在所有LINAC級中為有效的且為需要的，且因此可位於每一LINAC級中。

鑒於上文，本公開提供至少以下優點。作為第一優點，本發明實施例的可變焦漂移管組合件提供設定與任何給定離子的特定m/q匹配的最優聚焦的能力，因此增加用於處理給定離子注入機中的不同離子的靈活性和效率。另一優點是能夠最小化或消除來自束線的其它聚焦元件，例如已知LINAC中使用的大型四極。

雖然已在本文中描述了本公開的某些實施例，但本公開不限於此，因為本公開在範圍上與本領域將允許的一樣寬泛，且可以同樣地來理解說明書。因此，不應將以上描述解釋為限制性。本領域的技術人員將設想在本文所附的權利要求書的範圍和精神內的其它修改。

100:裝置 102:第一接地漂移管 104、204:AC漂移管 106:第二接地漂移管 110、306、315:離子束 112、212:第一末端部分 114、214:第二末端部分 116、220:第一聚焦組合件 118、222:第二聚焦組合件 120:中間部分 122:中心開口 126:第四聚焦組合件 128:第五聚焦組合件 130:RF電力組合件 220A、220B、220C、220D、222A、222B、224A、224B:聚焦元件 222C、224C:連接管座 224:第三聚焦組合件 230:外部表面 252:雙重間隙漂移管組合件 254:三重間隙漂移管組合件 300:離子注入機 302:離子源 307:氣體箱 310:分析器 312:聚束器 314:線性加速器 314-A、314-B、314-N:加速級 316:篩檢程式磁體 318:掃描器 320:准直器 322:末端台 324:襯底 G1、G2、G3:間隙

圖1A繪示根據本公開的實施例的在第一配置中的示範性裝置的透視圖。 圖1B繪示圖1A的裝置的端視圖。 圖2A繪示根據本公開的實施例的在第一配置中的另一示範性裝置的透視圖。 圖2B繪示根據本公開的實施例的在第二配置中的圖2A的示範性裝置。 圖2C繪示圖2A的裝置的端視圖。 圖3繪示根據本公開的實施例的示範性漂移管組合件。 圖4繪示根據本公開的實施例的另一示範性漂移管組合件。 圖5呈現示範性離子注入系統。

106:第二接地漂移管

212:第一末端部分

220:第一聚焦組合件

222:第二聚焦組合件

120:中間部分

220A、220B、220D、222A、222B、224A、224B:聚焦元件

222C:連接管座

224:第三聚焦組合件

230:外部表面

G1:間隙

Claims (20)

1. 一種漂移管，包括: 中間部分，佈置為中空圓筒，所述中間部分耦合以接收RF電壓信號； 第一末端部分，鄰近於所述中間部分且電連接到所述中間部分，所述中間部分和所述第一末端部分定義中心開口以沿著束傳播方向引導離子束穿過其中； 其中所述第一末端部分包括： 第一聚焦組合件；以及 第二聚焦組合件，其中所述第一聚焦組合件和所述第二聚焦組合件能夠沿著所述束傳播方向相對於彼此從第一配置移動到第二配置。
2. 如請求項1所述的漂移管，其中所述第一末端部分包括環狀結構，所述環狀結構定義所述中心開口的一部分。
3. 如請求項1所述的漂移管，其中： 在所述第一配置中，所述第一末端部分定義平面表面，所述平面表面位於垂直於所述束傳播方向延伸的第一平面內；以及 在所述第二配置中，所述第一末端部分定義鋸齒狀表面。
4. 如請求項2所述的漂移管，其中至少所述第二聚焦組合件包括安置在所述環狀結構內的所述中心開口周圍的一對指狀物，其中所述一對指狀物中的第一指狀物和第二指狀物沿著所述環狀結構彼此相對安置。
5. 如請求項1所述的漂移管，其中所述第一聚焦組合件固定到所述中間部分，且其中所述第二聚焦組合件能夠沿著平行於所述束傳播方向的軸移動。
6. 如請求項5所述的漂移管，所述第一末端部分進一步包括第三聚焦組合件，所述第三聚焦組合件能夠相對於所述第二聚焦組合件沿著平行於所述束傳播方向的所述軸獨立地移動。
7. 如請求項6所述的漂移管， 其中所述第一末端部分包括環狀結構，所述環狀結構定義所述中心開口的一部分，其中所述第二聚焦組合件包括安置在所述環狀結構內的所述中心開口周圍的第一對指狀物，其中所述第一對指狀物中的第一指狀物和第二指狀物沿著所述環狀結構彼此相對安置， 且其中所述第三聚焦組合件包括安置在所述環狀結構內的所述中心開口周圍的第二對指狀物，其中所述第二對指狀物中的第一指狀物和第二指狀物沿著所述環狀結構彼此相對安置，其中第二聚焦組合件和所述第三聚焦組合件定義四極配置。
8. 如請求項1所述的漂移管，進一步包括 第二末端部分，安置成鄰近於所述中間部分且電連接到所述中間部分，且與所述第一末端部分相對； 其中所述第二末端部分包括： 第四聚焦組合件；以及 第五聚焦組合件，其中所述第四聚焦組合件和所述第五聚焦組合件能夠沿著所述束傳播方向相對於彼此移動。
9. 一種裝置，包括： 第一接地漂移管； 第二接地漂移管，在所述第一接地漂移管下游；以及 AC漂移管組合件，安置在所述第一接地漂移管與所述第二接地漂移管之間，所述AC漂移管組合件包括至少第一AC漂移管，所述第一AC漂移管具有： 中間部分，佈置為中空圓筒；以及 第一末端部分，鄰近於所述中間部分且電連接到所述中間部分，所述中間部分和所述第一末端部分定義中心開口以沿著束傳播方向引導離子束穿過其中， 其中所述第一末端部分包括： 第一聚焦組合件；以及 第二聚焦組合件，其中所述第一聚焦組合件和所述第二聚焦組合件能夠沿著所述束傳播方向相對於彼此從第一配置移動到第二配置。
10. 如請求項9所述的裝置，其中所述第一末端部分包括環狀結構，所述環狀結構定義所述中心開口的一部分。
11. 如請求項9所述的裝置，其中： 在所述第一配置中，所述第一末端部分定義平面表面，所述平面表面位於垂直於所述束傳播方向延伸的第一平面內；以及 在所述第二配置中，所述第一末端部分定義鋸齒狀表面。
12. 如請求項10所述的裝置，其中至少所述第二聚焦組合件包括安置在所述環狀結構內的所述中心開口周圍的一對指狀物，其中所述一對指狀物中的第一指狀物和第二指狀物沿著所述環狀結構彼此相對安置。
13. 如請求項9所述的裝置，其中所述第一聚焦組合件固定到所述中間部分，且其中所述第二聚焦組合件能夠沿著平行於所述束傳播方向的軸移動。
14. 如請求項13所述的裝置，所述第一末端部分進一步包括第三聚焦組合件，所述第三聚焦組合件能夠相對於所述第二聚焦組合件沿著平行於所述束傳播方向的所述軸獨立地移動。
15. 如請求項14所述的裝置， 其中所述第二聚焦組合件包括安置在所述環狀結構內的所述中心開口周圍的第一對指狀物，其中所述第一對指狀物中的第一指狀物和第二指狀物沿著環狀結構彼此相對安置， 且其中所述第三聚焦組合件包括安置在所述環狀結構內的所述中心開口周圍的第二對指狀物，其中所述第二對指狀物中的第一指狀物和第二指狀物沿著所述環狀結構彼此相對安置，其中第二聚焦組合件和所述第三聚焦組合件定義四極配置。
16. 如請求項9所述的裝置，所述AC漂移管組合件進一步包括第二AC漂移管，所述第二AC漂移管具有： 額外中間部分，佈置為中空圓筒以沿著所述束傳播方向引導所述離子束穿過其中； 額外第一末端部分，鄰近於所述額外中間部分且電連接到所述額外中間部分， 其中所述額外第一末端部分包括： 額外第一聚焦組合件；以及 以及額外第二聚焦組合件，其中所述額外第一聚焦組合件和所述額外第二聚焦組合件能夠沿著所述束傳播方向相對於彼此從第三配置移動到第四配置。
17. 一種離子注入機，包括： 離子源，用以產生離子束；以及 線性加速器，將所述離子束作為聚束式離子束運輸及加速，所述線性加速器包括多個加速級，其中所述多個加速級中的給定加速級包括漂移管組合件，所述漂移管組件佈置為將所述離子束沿著束傳播方向傳輸，所述漂移管組合件包括： 第一接地漂移管； 第二接地漂移管，在所述第一接地漂移管下游；以及 AC漂移管組合件，安置在所述第一接地漂移管與所述第二接地漂移管之間，所述AC漂移管組合件包括至少第一AC漂移管，所述第一AC漂移管具有： 中間部分；以及 第一末端部分，鄰近於所述中間部分，所述中間部分和所述第一末端部分定義中心開口以沿著所述束傳播方向引導離子束穿過其中， 其中所述第一末端部分包括能夠沿著所述束傳播方向相對於彼此移動的多個聚焦組合件。
18. 如請求項17所述的離子注入機，其中所述第一末端部分包括環狀結構，所述環狀結構定義所述中心開口的一部分。
19. 如請求項17所述的離子注入機，其中： 在第一配置中，所述第一末端部分定義平面表面，所述平面表面位於垂直於所述束傳播方向延伸的第一平面內；以及 在第二配置中，所述第一末端部分定義鋸齒狀表面。
20. 如請求項17所述的離子注入機，所述AC漂移管組合件進一步包括安置在所述第一接地漂移管與所述第二接地漂移管之間的第二AC漂移管， 所述第二AC漂移管具有： 額外中間部分，佈置為中空圓筒以沿著所述束傳播方向引導所述離子束穿過其中； 額外第一末端部分，鄰近於所述額外中間部分且電連接到所述額外中間部分， 其中所述額外第一末端部分包括： 額外第一聚焦組合件；以及 以及額外第二聚焦組合件，其中所述額外第一聚焦組合件和所述額外第二聚焦組合件能夠沿著所述束傳播方向相對於彼此從第三配置移動到第四配置。