TW527617B - Waveguide for microwave excitation of plasma in an ion beam guide - Google Patents

Description

527617 A7 ------B7 五、發明說明（！） •技術領域 本發明係大致有關於離子植入系統，並且更特定有關 於一種用於離子束導件中之電漿的微波激勵之波導。 背景技術 在半導體元件的製造中，離子植入係被使用來以雜質 摻雜半導體。離子束植入器係被使用來以離子束處理砂晶 圓’以便於在積體電路的製造期間產生η或是p型含雜質 的材料摻雜或是來形成保護層。當被使用於摻雜半導體時 ’該離子束植入器係注入一所選的離子物種來產生所要的 含雜質的材料。植入從例如是銻、砷或是磷的來源材料所 產生的離子係產生“η型，，含雜質的材料晶圓，然而若“ρ型” 含雜質的材料晶圓係所要的，以例如硼、鎵或是銦的來源 材料來產生的離子可以被植入。 典型的離子束植入器係包含一個離子源用於從可離子 化的來源材料產生帶正電的離子。該所產生的離子係被形 成爲一個束並且被導引沿著一條預定的束路徑至一個植入 站。該離子束植入益可以包含延伸在該離子源與該植入站 之間的束形成與成形結構。該束形成與成形結構係維持該 離子束，並且界定出一個細長的內部空腔或是通道，該束 係在途中通過其至該植入站。當操作一個植入器時，此通 道必須被抽真空以降低離子因爲與空氣分子的碰撞而從該 預定的束路徑偏離的機率。 一個離子的質量相對於其上的電荷(例如，電荷對質量 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁> 裝 527617 A7 ___ B7 五、發明說明（〆） 的比例)係影響其藉由一個靜電場或是磁場在軸向與橫向上 被加速的程度。因此，到達一個半導體晶圓或是其它目標 之所要的區域之束可以被做成非常地純，因爲具有不想要 的分子量之離子將被偏向至遠離該束的位置，並且不是所 要的材料之植入可加以避免。選擇性地分離具有所要的與 非所要的電荷對質量比例之離子的過程係已知爲質量分析 。質量分析器典型上係利用一個質量分析磁鐵，其係在一 個拱形的通道中產生一個雙極磁場來經由磁性偏向偏轉在 一個離子束中之各式各樣的離子，此將會有效地分離具有 不同的電荷對質量比例之離子。 對於淺深度的離子植入而言，高電流、低能量的離子 束係所要的。在此情形中，離子之減少的能量係引起某些 困難性在維持該離子束的收斂上，這是由於含有相同電荷 的離子之相互排斥的緣故。高電流離子束典型上包含高濃 度之帶相同電荷的離子，其係易於因爲相互排斥而發散。 爲了在低壓下維持低能量、高電流離子束的完整性， 一個電漿可以被產生來圍繞該離子束。高能量離子植入束 典型上係傳播穿過一個弱的電漿，該弱的電漿係爲該束與 殘留的或是背景氣體互動之一種副產物。此電漿易於中和 由該離子束所引起的空間電荷，因而大大地消除否則將分 散該束的橫向電場。然而，在低離子束能量下，與該背景 氣體離子化碰撞的機率是非常低的。再者，在一個質量分 析器的雙極磁場中，橫過磁場線的電漿擴散係大爲降低， 然而沿著該場的方向之擴散係不受限制的。因此，額外的 5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 527617 A7 __ __ B7____ 五、發明說明（3 ) ---I----I I I --- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ‘電漿之導入來改善低能量束內含在一個質量分析器中係大 爲無效的，因爲所導入的電漿係快速地被轉向沿著該雙極 磁場線至該通道室壁。 在離子植入系統中，仍然對於一種用於可以被運作在 低壓的高電流、低能量離子束，並且其係提供沿著一個質 量分析器束導件的整個長度均勻的束內含的束內含裝置以 及方法有所需求。 本發明的揭示 本發明係有關於~^種用於提供一個用於離子植入應用 之低能量、高電流離子束的裝置與方法。本發明係在沒有 輔助的電漿之導入之下提供離子束內含，，並且反而增進與 該離子束相關的束電漿，其係藉由利用在該束導件中的背 景氣體來產生對於足夠的束內含所需之額外的電子。此係 藉由在一個束導件通道中提供一個多尖端的磁場以及RF 或是微波能量，以便於以一種受控制的方式產生一個ECR 環境而被達成，如在此後更加詳細地加以描繪與說明地。 透過例如是藉由束與殘留或是背景氣體互動所產生的 束電漿之一種電漿傳遞的離子束係到達穩定狀態平衡，其 中藉由離子與電荷交換所產生的電荷係失去至該束導件。 剩餘的電漿密度係產生自在由於離子化碰撞的機率所產生 之電荷形成、以及由於藉由殘留的空間電荷以及因爲動能 之電子逃脫所產生之正電荷的排斥作用而導致束體積的減 少之間的平衡。 6 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 527617 A7 __B7 __ 五、發明說明（k ) 缺少透過外部所產生的電漿之導入的電漿強化或是該 束電漿的強化，對於與背景氣體在非常低離子束能量之下 的離子化碰撞之機率係爲低的。以此種方式所產生的電子 係被陷入在該束之大的電位井中，環繞並且穿過該束中心 ，藉由庫倫碰撞而彼此相互作用，此係導致該電子能量分 布的熱化。在該具有能量大於殘留的氣體分子之離子化電 位的分布中之該些電子係具有一個離子化此種分子的機率 。該離子化機率隨著該電子能量減少而減少。 在一個低能量的束電漿中，大多數的離子化係藉由陷 入的電子所產生的。這些電子係從該中心至邊緣的束電位 差取得它們的能量，此係與引起束“爆炸”相同的參數。因 此，低能量離子束的運輸在缺少外部所產生的電漿或是該 束電漿的強化之下係困難的。因爲質量分析器固有地牽涉 到磁場，因此外部所產生的電漿無法沿著該拱形的一個質 量分析器束導件之長度擴散充分地’反而快速地沿著該磁 場線的方向擴散。根據本發明之RF或是微波能量與一個 多尖端的磁場一起在一個質量分析器束導件通道中之使用 係透過在該通道中之一個ECR環境之受控制的產生’以提 供該束電漿的強化在一個低壓' 低能量、高電流離子束系 統中。此外，該多尖端的磁場係透過磁鏡效應來強化該電 漿密度。 額外的電漿可以因此藉由在RF或是微波頻率的電場 被產生在該離子束空間之中。當一個在產生該ECR環境的 強度下之適當的磁場存在時，此RF或是微波能量係被有 7 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 · 527617 A7 ____B7 五、發明說明（4 ) -----------1 --- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •效率地轉移至電漿電子。該RF或是微波能量可以被導入 該通道在該束導件中之一個適當的埠經由任意數目個耦合 方法（例如，窗、天線、以及類似者）。雖然該雙極磁場單 獨可以被利用於一個ECR環境的產生，但是用於一個質量 分析磁鐵之雙極磁場強度的選擇係藉由用於植入所選的粒 子動量所支配。因此，該RF或是微波電源頻率將會需要 根據該雙極磁場強度被調諧至提供該ECR環境的頻率。 例如，對於非常低能量硼束而言，在普通的2.45GHz 微波頻率下之雙極磁場係遠低於該ECR環境。較低的頻率 能量源（或是可變的頻率源）係可得的，但卻爲昂貴的。此 外’使用該最高的可用頻率有一個優點，因爲該電漿密度 限制係成比例於所利用的頻率之平方。因此，經由一個受 控制之多尖端的磁場之選擇性的利用而在一個低能量離子 束的應用中使用一個高頻電源之能力係容許較高的電漿密 度以及降低的成本。 根據本發明之一特點，該裝置係包括一個被安裝在沿 著一個離子束的路徑之一個通道的周圍之質量分析磁鐵、 一個適配於在該通道中提供一個電場的RF電源、以及一 個適配於在該通道中提供一個多尖端的磁場之磁性裝置。 該通道係因此作爲一個波導以及一個束導件。根據本發明 之另一特點，該磁性裝置係包括複數個沿著至少一部分的 通道被安裝的磁鐵，藉此該電源以及該磁鐵配合地相互作 用以沿著至少一部分的通道提供一個電子粒子迴旋加速器 共振(ECR)環境。 8 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 527617 A7 ___ B7 五、發明說明（V ) 該多尖端的磁場可以在一個所指定的場強度之下被重 疊在該雙極場之上，在該質量分析器通道之區域中以與一 個具有已知的RF或是微波頻率之電場相互作用，以用於 一個特定的低能量離子束。以此種方式，在一個質量分析 器雙極磁場之中的束電漿係被強化用於低能量離子束，而 無外部所產生的電漿之導入。該RF或是微波能量係在一 個產生ECR環境的磁場存在之下有效率地被轉移至電漿電 子。根據本發明之一特點，用於一個特定的離子束類型之 ECR環境係依據該電場頻率以及該磁場強度兩者而定。然 而，該質量分析磁鐵的雙極磁場係典型上根據一個離子電 荷對質量的比例之所要的選擇以及將被導引至一個目標晶 圓的束能量之強度而爲固定的。 其它的ECR環境變數係因此爲固定的，一個電場能量 源頻率係因此被決定。根據本發明之一個多尖端的磁場之 產生在一個質量分析器的通道中係有利地在該通道之中的 磁場強度上提供局部的控制，此係容許RF或是微波能量 源的使用在普通或是商業上可用的頻率之下（例如，2.45 GHz)。除了提供滿足對於一個適當的頻率之ECR環境的磁 場強度之區域以外，該多尖端的磁場也透過一個磁鏡效應 增加電漿侷限，其係藉由降低損失而顯著地強化該電漿密 度。 根據本發明之另一特點，該磁性裝置可以包括複數個 縱向間隔的橫向延伸磁鐵被設置在該質量分析器束導件通 道的頂側與底側之上。該等磁鐵可以包含具有相反的磁極 9 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐〉 -----------裝--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · 527617 A7 ____B7___ 五、發明說明（' ) 性之縱向相對的磁極，其中具有相同的極性之極係在相鄰 的磁鐵之上彼此面對，藉此該多尖端的磁場係被產生在該 通道中。以此種方式，一個ECR環境可以被建立在靠近至 少兩個相鄰的磁鐵之至少兩個縱向面對並且與該頂側與底 側中之一間隔開一段所指定的距離的磁極之處。產生該多 尖端的場之磁鐵可以因此被設計來產生一個與一或多個通 道壁間隔開的ECR區域，提供一個通過的離子束之受控制 的偈限或是內含。 仍是根據本發明之另一特點，一種離子植入系統係被 提供，其係包括一個適配於沿著一條路徑產生一個離子束 之離子源以及一個具有一個內側的通道之質量分析器。該 質量分析器係包含一個高頻電源、一個被安裝在該內側的 通道中之質量分析磁鐵、以及一個被安裝在該內側的通道 中之磁性裝置，其中該質量分析器係適配於從該離子源接 收該離子束，並且來導引具有一個適當的電荷對質量的比 例之離子沿著該路徑朝向一個晶圓。該高頻電源係適配於 提供一個RF或是微波電場在該內側的通道中，並且該磁 性裝置係適配於提供一個多尖端的磁場在該內側的通道中 。該磁性裝置可以包括複數個沿著至少一部分的通道被安 裝之磁鐵，其係產生該多尖端的磁場。該磁場與電場可以 相互作用來產生一個ECR環境在該質量分析器之中，此係 有利地強化該束電漿，因而中和該離子束的空間電荷。 仍是根據本發明之另一特點，其係提供一種在一個低 能量的離子植入系統中提供離子束內含之方法。該方法係 10 -----------* 裝--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂： 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 527617 A7 _B7__ 五、發明說明（5 ) -----------AW· I --- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 包括使用一個離子源來沿著一個縱長的路徑產生一個離子 束、提供一個質量分析器，其係具有一個內側的通道以及 一個沿著該內側的通被安裝之質量分析磁鐵道、並且在該 質量分析器中，從該離子源接收該離子束。該方法更包括 導引具有適當的電荷對質量的比例以及能量之離子，從該 質量分析器沿著該路徑朝向一個晶圓、使用一個高頻電源 來在該通道中產生一個電場、並且使用一個沿著該通道被 安裝的磁性裝置來在至少一部分的通道中產生一個多尖端 的磁場。此外，該方法可以更包括使用該電場以及該磁場 來在該通道中產生一個電子粒子迴旋加速器共振環境在至 少一個區域中。 該電漿強化以及所產生的束內含可以藉由在一個質量 分析器的通道中之受控制的電場能量之設置而更被·助益。 在該通道中產生此電場可以進一步使用一個分離波導來以 一種受控制的方式一致地分布電場能量在該通道之中。以 此種方式，該能量分布可以沿著該束導件之縱長的通道被 做成更均勻，此容許在其整個長度產生電子粒子迴旋加速 器的共振區域。 根據本發明之另一特點，其係被提供一種波導用於親 合來自一個電源的微波能量與在一個離子束質量分析器束 導件的通道中之束電漿。該波導係包含藉由一金屬塗層所 圍繞的第一介電層’其係適配於從該電源傳播微波能量在 該束導件通道的整個長度上。該金屬塗層可以因此在該第 一層的頂側與底側之上形成第二與第三層。該第一層係沿 11 k張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 x 297公釐） ~ 527617 A7 _ B7 _ 五、發明說明（、） 著在一第一平面中一條拱形的路徑，從一個入口端至一個 出口端縱向延伸，並且橫向延伸在一個內側的徑向側邊與 一個外側的徑向側邊之間。該波導更係包含橫向延伸、縱 向間隔的穿過在面對該束導件通道的側邊之上的金屬塗層 之埠或是槽。該縱向間隔的璋或是槽可以被有利地設置沿 著該波導以對應於一個駐波的節點，因而達成電力至該束 導件之有效率的轉移。 就此點而言，沿著該波導，複數個橫向延伸、縱向間 隔的磁鐵可以被設置，其係適配於提供一個多尖端的磁場 在該束導件通道中。以此種方式，該多尖端的磁場以及來 自該電源的微波能量可以配合地相互作用來沿著至少一部 分的通道產生一個電子粒子迴旋加速器共振環境用於束內 含，並且該電漿可以經由該磁鏡效應而更被增進。 仍是根據本發明之另一特點，一種質量分析器束導件 裝置係被提供用於調整在一個離子植入系統中沿著一條路 徑之一個離子束。此裝置係包括一個在一個通道中沿著該 路徑被安裝的質量分析磁鐵、一個適配於在該通道中提供 一個電場的電源、一個適配於耦合該電場與一個與該離子 束相關聯的束電漿之波導、以及一個適配於在該通道中提 供一個多尖端的磁場之磁性裝置。於是，該電源、波導、 以及磁性裝置可以配合地適配於提供該離子束的內含在至 少一部分的通道中。該束內含可以經由透過在該通道中一 個藉由該電源所供電之RF或是微波電場以及可以在該通 道的內部中產生一個多尖端的磁場之磁性裝置之合作的相 12 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） -----------I 裝--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 入-δ · A7 527617 B7 五、發明說明（) •互作用所建立的一個電子粒子迴旋加速器環境而有利地被 達成。 仍是根據本發明之另一特點’一種波導係被提供用於 耦合一個電場與在一個離子束質量分析器通道中的電漿。 該波導係包括一個位在一個第一平面適配於從一個電源傳 播微波能量的基底層，並且具有一個頂端、底端、以及橫 向的金屬層沿著一條拱形的路徑從一個入口端至一個出口 端縱向延伸’並且橫向延伸在一個內側的徑向側邊與一個 外側的徑向側邊之間。該底端層可以在該通道的內部與該 基底層之間包含複數個穿過其間之橫向延伸、縱向間隔的 璋或是槽。沿著該基底層傳遞之來自該電源的微波能量係 與在該通道的內部中、靠近該橫向延伸、縱向間隔的埠或 是槽之處的電漿耦合。 爲了先前的以及相關之目的之達成’本發明係包括此 後被完整描述並且特別在申請專利範圍中予以指明的特點 。以下說明以及所附的圖式係詳細地闡述本發明之某些作 例證的特點。然而，這些特點係只是指出本發明的原理可 以被利用的各式各樣的方式中之幾種而已。本發明之其它 目的、優點以及新穎的特點從以下本發明之詳細的說明， 當結合該圖式加以考量時將會變得明白。 圖式之簡要說明 圖1A係爲描繪一個典型的具有一個質量分析器之低 能量離子植入系統的槪要方塊圖，本發明的束內含裝置與 13 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------I --- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) - 527617 A7 ___B7_ 五、發明說明（丨\ ) •方法可以被利用在該低能量離子植入系統中； 圖1B係爲一個用於工件的離子束處理之包含根據本 發明之一個束內含裝置的離子植入器之槪要圖； 圖2係爲根據本發明的一項特點之一個舉例的質量分 析器束導件之俯視平面圖； 圖3A係爲根據本發明之另一特點的具有用於產生一 個多尖端的磁場之複數個磁鐵的圖2之舉例的質量分析器 之端視側面圖； 圖3B係爲舉例的質量分析器沿著圖3A的線段3B-3B 所取之截面平面圖； 圖4係爲舉例的質量分析器沿著圖2的線段4-4所取 之截面側視圖； 圖5係爲該舉例的質量分析器沿著圖2的線段5-5 m 取之截面側視圖； 圖6係爲描繪在圖5之舉例的質量分析器中之舉例的 多尖端的磁場之側視圖； 圖7A係爲以截面來描繪具有根據本發明之另一特點 的一個波導之另一舉例的質量分析器之側視圖； 圖7B係爲圖7A之舉例的質量分析器與波導之另一側 視圖； 圖8A係爲以截面來描繪根據本發明之另一特點的在 一個質量分析器中用於產生一個多尖端的磁場之一個舉例 的波導與磁鐵之一部分的側視圖； 圖8B係爲描繪圖8A之舉例的波導與磁鐵之一部分的 14 ______—-----—.................. "" 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） -----------•裝—— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂- 527617 A7 _B7_ 五、發明說明（J) 截面俯視平面圖； ------------I 裝— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖8C係爲一個以沿著圖8Β的線段8C-8C所取之截面 來描繪圖8Α至8Β之舉例的波導之一部分的前視側面圖； 圖8D係爲以沿著圖8Β的線段8D-8D所取之截面來 描繪圖8Α至8C之舉例的波導之一部分的另一前視側面圖 ， 圖9係爲描繪根據本發明之另一特點的具有用於產生 一個多尖端的磁場之磁鐵的舉例之質量分析器之截面俯視 平面圖； 圖10係爲描繪根據本發明之另一特點的一個舉例的波 導之俯視平面圖；並且 圖11係爲描繪根據本發明之另一特點的一種用以在一 個離子植入系統中提供離子束內含的方法之槪要的流程圖 主要部份代表符號之簡要說明 10低能量離子植入器 12終端 14束線組件 16末端站 20離子源 22高電壓電源 24離子束 26質量分析磁鐵 15 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 527617 A7 B7 五、發明說明) 30晶圓 -----------AV· I --- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 100離子植入器 112離子源 114質量分析磁鐵 115束線組件 116末端站 118摺箱組件 120電漿室 122離子抽取器組件 123解析器殼體 124束中和器 127電極 128正離子束 128’、128”具有不適當的電荷對質量的比例之離子的 部分 129束路徑 130側壁 131真空泵 132控制電路 133磁鐵連接器 134第一(入口）軌道 135第二(出口）軌道 137終端電極 138靜電透鏡 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 527617 A7 _B7 五、發明說明（供） 139通道 142法拉第旗狀物 143真空泵 144晶圓支撐物 145電漿浴 146馬達 162點 164路徑 170磁鐵 172微波注入埠 174電源 200質量分析器束導件 202通道 204、206 側壁 208離子束路徑 210入口端 212出口端 214微波注入埠 216電源 218電纜 220、220A、220B 磁鐵 222頂端壁 224底端壁 230、232A、232B 場線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 · 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 527617 A7 ___B7 五、發明說明（） 234 ECR區域 236、236A、236B 距離 250波導 254橫向延伸埠(槽） 256A、256B電場線 26〇寬度 262角節距 280上方被金屬化層 282下方被金屬化層 284基底層 286 Ο型環 288束導件蓋 290頂端蓋 用於實施本發明之模式 本發明現在將會參考圖式來加以說明，其中相同的參 考圖號係被使用來參照至在整個說明書中相同的元件。本 發明係在一個低能量、高電流離子植入系統中，在低壓下 提供束內含而不需要外部所產生的電漿之導入，其係藉由 使用一個多尖端的磁場結合RF或是微波能量來產生一個 ECR環境在一個質量分析器中來增強該束電漿而達成的。 然而，將體認的是本發明可以有利地被利用在不是在此所 描繪與說明的應用中。 現在參考圖式，在圖1A中，一個低能量離子植入器 18 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 ij. 527617 A7 _______B7 _ 五、發明說明（) 10係被描繪，其係具有一個終端12 ' —個束線組件14、 以及一個末端站16。該終端12係包含藉由一個局電壓電 源22所供電之一個離子源20。該離子源20係產生一個離 子束24，其係被提供至該束線組件14。該離子束24係藉 由一個質量分析磁鐵26而被調整。該質量分析磁鐵26只 通過具有適當的電荷對質量的比例之離子至一個晶圓30。 被調整的離子束24係接著被導引朝向在該末端站16中的 目標晶圓30。 也參考圖1B，根據本發明之一個舉例的特點的一個離 子植入器100係被更詳細描繪，並且其係具有一個離子源 112、一個質量分析磁鐵114、一個束線組件115、以及一 個目標或是末端站116。一個可展開的不銹鋼摺箱組件118 ，其係容許該末端站116相對於該束線組件115的移動、 連接該末端站116與該束線組件115。雖然圖1B係描繪用 超低能量（ULE)的離子植入器，但本發明也可應用在其它 類型的植入器中。 該離子源112係包括一個電漿室120以及一個離子抽 取器組件122。能量係被施加至一種可離子化的摻雜物氣 體來產生離子在該電漿室120之中。一般而言，正離子係 被產生，雖然本發明係可應用至其中負離子係藉由該源 Π2而被產生的系統。該正離子係透過在該電漿室120中 的一個狹縫而藉由該離子抽取器組件122被抽取，其係包 括複數個電極127。於是，該離子抽取器組件122係作用 來從該電漿室120抽取一個正離子束128並且加速抽取出 19 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 527617 A7 _ —__B7___ 五、發明說明) •的離子進入到該質量分析磁鐵114之中。 該質量分析磁鐵Π4係作用來只通過具有一個適當的 電荷對質量的比例之離子至該束線組件Π5，該束線組件 115係包括一個解析器殼體123以及一個束中和器124。該 質量分析磁鐵114係包含一個彎曲的束路徑129在藉由一 個具有側壁130的鋁束導件所界定之一個通道139之中， 束路徑129的抽真空係藉由一個真空泵131所提供。沿著 此路徑129傳播的離子束128係受到藉由該質量分析磁鐵 114所產生的磁場影響，來拒斥具有不適當的電荷對質量 的比例之離子。此雙極磁場的強度與方位係藉由控制電路 132加以控制，其係透過該磁鐵114的場繞組、透過一個 磁鐵連接器133來調整該電流。 該雙極磁場係使得該離子束128沿著該彎曲的束路徑 129、從一個靠近該離子源112的第一或是入口軌道134移 動至一個靠近該解析殼體123的第二或是出口軌道135。 該束128具有不適當的電荷對質量的比例之離子的部分 128’與128”係被偏離該彎曲的軌道並且進入一個鋁的束導 件130的壁。以此種方式，該磁鐵114係只通過在該束 128中具有所要的電荷對質量的比例之離子至該解析殼體 123 ° 該通道139更包括一個磁性裝置，其係包含一或多個 沿著該束路徑129被橫向設置的磁鐵170。該等磁鐵170 係被安裝在該束路徑129的上下來在該通道139中產生一 個多尖端的磁場(未於圖1B中顯示）。一個高頻電場(未於 20 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------1 --- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· 527617 A7 B7 五、發明說明（ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ，圖1Β中顯示）也在該通道139中，經由一個微波注入璋 172被提供，其係耦合一個電源174與該通道139。在該通 道139中之多尖端的磁場以及該高頻電場係配合地相互作 用來產生一個電子粒子迴旋加速器共振環境在該通道的至 少一個區域中（未於圖1Β中顯示），以便於提供該離子束 128的束內含，如同在以下更詳細描述地。 該解析器殼體123係包含一個終端電極137、一個用 於聚焦該離子束128的靜電透鏡138、以及一個例如是法 拉第旗狀物142的劑量指示器。該束中和器124係包含一 個電漿浴145用於中和否則將會因爲被該帶正電的離子束 128植入而累積在該目標晶圓之上的正電荷。該束中和器 與解析器殻體係藉由一個真空泵143而被抽真空。 該束中和器124的下游係爲該末端站116，其係包含 一個將被處理的晶圓被安裝於其上之碟狀的晶圓支撐物 144。該晶圓支撐物144係存在於一個大致垂直朝向該植入 束的方向之目標平面上。在該末端站116之碟狀的晶圓支 撐物144係藉由一個馬達146而被轉動。該離子束因此在 它們移動在一個環形的路徑中撞擊被安裝至該支撐物的晶 圓。該末端站116繞著點162樞轉，該點162係爲該離子 束的路徑164與該晶圓W之交叉點，因而該目標平面係可 對於此點調整的。 圖2係描繪一種用於在低能量離子植入系統(例如，圖 1Β的低能量離子植入器1〇)中之舉例的質量分析器束導件 200，其係具有一個沿著一個離子束路徑208，分別藉由內 21 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 527617 A7 ____B7 五、發明說明（ή ) -----------AW-1 --- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、側與外側的拱形側壁204與206所界定之拱形縱長的通道 202。該束導件200係沿著該路徑208，從一個入口端210 透過一個可以例如是大約135度之弧度Θ而縱向延伸至一個 出口端212。束導件200更包括一個微波注入埠214係經 由一個電纜218提供來自一個電源216之RF或是微波能 量與該通道202的耦合。該束導件更包含一個包括兩個拱 形的磁鐵極(未在圖2中顯示）之質量分析磁鐵以在該通道 202中提供一個雙極磁場，該雙極磁場係容許具有所選的 電荷對質量的比例之離子能夠沿著該路徑208到達該出口 端 212 〇 圖3Α與3Β係分別描繪圖2之舉例的質量分析器束導 件200之端視側面圖與截面圖，根據本發明的一項特點之 束導件200係具有複數個與其相關聯之磁鐵220用於產生 一個多尖端的磁場。磁鐵220係沿著該路徑208以一種縱 向間隔的關係橫向延伸在該通道202中，在內徑R1以及 外徑R2之間，在一個可以是例如5.326度之角間隔Θ2之 下。在本發明的一個舉例的施行中，該內徑R1可以是大 約300 mm並且該外徑R2可以是大約500 mm。該通道 202係更分別藉由頂端以及底端壁222與224所界定。該 雙極場可以藉由一個電磁鐵(未顯示)被產生在該束導件200 之外。在本發明的另一種施行中，該等磁鐵220係被嵌入 該束導件壁222與224中之一或是兩者，在從其外部加工 的槽中，使得該等磁鐵22〇保持在該真空室的外部。此外 ’將會認知的是磁鐵220可以分別被設置在該頂端與底端 22 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 527617 A7 ____B7__ 五、發明說明（v° ) 壁222與224中之一或是兩者、或是分別在該側壁2()4與 206中之一或是兩者之上、或是其之任意組合。 圖4與5係分別描繪該質量分析器束導件2〇〇在沿著 圖2的截面線4-4與5-5之縱長與橫向的截面。如在圖5 中所示，磁鐵220係縱向沿著該離子束路徑208的傳播方 向被磁化，並且係被錯開使得相鄰的磁鐵具有相同極性的 極面對彼此。爲了簡潔起見，具有南極面向該束導件200 的入口端210之磁鐵220係被指示爲220A，並且具有南極 面向該導件200的出口端212之磁鐵220係被指示爲220B 。爲了有助於該質量分析作用，如在圖4中所描繪地，一 個雙極磁場係被建立在該通道206中，例如，經由一個具 有垂直的場線230之外部的電磁鐵(未顯示）。 也參考圖6，該舉例的雙極磁鐵220A與220B產生個 別的磁場，爲了簡化起見，係以舉例的場線232A與232B 加以描繪，其係配合以在該通道206中，分別在靠近該頂 端與底端壁222與224並且與該頂端與底端壁222與224 間隔開之處形成多尖端的磁場。在各個圖中所描繪的磁鐵 220A與220B之舉例的配置係描繪相同朝向的磁鐵220係 垂直地對齊(例如，磁鐵220A在磁鐵220A的正上方，磁 鐵220B在磁鐵220B的正上方）。然而，將體認的是不同 於該等特定描繪並且在此說明的朝向係可行的’並且係被 認爲落於在本發明的範疇之中。 例如，在圖5與6中所描繪的磁鐵22〇A與22〇B的方 位係有利地提供加成性的磁場線在相鄰的磁鐵220之間的 23 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 0· 527617 A7 _____Β7______ 五、發明說明（火） •區域中，雖然此並非本發明所必需的。其中RF或是微波 能量係被提供在該通道206中(例如，經由圖2的電源216 與微波注入埠214)，在該磁場與電場之間合作的相互作用 係導致一個電子粒子迴旋加速器共振(ECR)環境的產生在 區域234中，區域234係離磁鐵220 —段距離236Α與 236Β。 在區域234中的ECR環境係有利地提供與一個沿著該 路徑208穿過該通道206之離子束相關聯的束電漿之強化 ，藉此束的完整性係沿著該質量分析器束導件200的縱長 長度上被改進。ECR環境在一或多個區域234中、在一個 離子束的周圍之產生係藉由幫助能量的轉移至圍繞該束的 電漿而避免束“爆炸”，因而增強了該電漿。一個電子粒子 迴旋加速器共振環境係發生在一個交變電場係被施加至在 一個靜態的磁場中之帶電的粒子時，使得該電場的頻率符 合該帶電的粒子繞著該靜態的磁場線之旋轉的自然頻率。 其中此共振環境係被達成之處(例如，在區域234中），單 一頻率電磁波可以非常有效率地加速帶電的粒子。 將體認的是在該通道206之中的磁鐵220之大小、方 位與間隔係容許該ECR區域234的位置根據所要的離子束 內含目標被產生。例如，該等磁鐵220的強度可以被改變 以便於改變在該等磁鐵220內側的表面與該ECR區域234 之間的距離236Α以及/或是236Β。以此種方式，距離 236Α與236Β可以根據該通道大小以及/或是所要的離子束 大小而被調整。此外，在相鄰的磁鐵220之間的間距可以 24 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · I I I I 1 I I «ΙΙΙΙΙΙΙ — 一 527617 A7 ___B7 _ 五、發明說明（yy ) 被改變以便於改變在相鄰的ECR區域234之間的間距。再 者，相鄰的磁鐵之磁極面的相對朝向可以被改變以便於提 供加成性的磁場線在相鄰的磁鐵220之間。許多不同的磁 鐵大小、朝向以及間距均係可行的，並且係被認爲落於在 本發明的範疇之中。 根據本發明，被利用來獲致該ECR環境之多尖端的磁 場可以在靠近該雙極場的邊緣處成功地被重疊。在其中正 確的磁場強度値係被獲致之共振表面上所產生的電漿係沿 著該雙極場線擴展朝向該離子束的中心，在一個相反於該 場梯度的方向上。電場的導入該束導件通道202中可以更 藉由在該通道中一個波導的使用而被增進，如同以下更詳 細描繪與說明地。 現在參考圖7A與7B，本發明的另一特點係關於質量 分析器束導件200而被描繪，其中截面側視圖係被提供。 該束導件200係分別包括界定一個通道202的頂端與底端 壁222與224、一個外側的側壁206、以及一個內側的側壁 (未顯示），一個離子束(未顯示)係透過通道202沿著一條路 徑208傳播。複數個磁鐵220A與220B(整體被標出爲 220)係以類似於圖3A至6的磁鐵220之方式被提供，其係 以一種彼此間隔的關係，橫向延伸在該內側的側壁與該外 側的側壁206之間，使得相鄰的磁鐵220之縱向相對的磁 鐵極彼此面對。以此種方式朝向，該等磁鐵220係提供一 個多尖端的磁場在該通道2〇2中，靠近該頂端與底端壁 222與224，該場係藉由舉例的場線232A與232B被描繪 25 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I ----------------I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 527617 A7 ___B7____ 五、發明說明（θ ) -----------I --- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •。一個在該束導件的外部之質量分析電磁鐵（未顯示）可以 提供一個適配於提供之前所述的質量分析功能之雙極磁場( 未顯不）。 不同於在先前的圖中之質量分析器實作，圖7Α與7Β 的束導件200更包括一或多個波導250。該波導係包括一 個例如是石英之適合的傳播媒介，其係藉由一薄的塗層(例 如，鋁）而被金屬化在所有的側面之上。因爲在2.54 GHz 的集膚深度係小於1微米，具有幾微米之金屬化層塗層厚 度係足夠的。橫向延伸埠或是槽254係被設置在相鄰的磁 鐵220之間的波導250之面向內的金屬化層中用於耦合來 自該波導250的RF或是微波能量進入該束導件200的通 道202中，如以下更詳細所述地。該波導250可以被耦接 至一個RF或是微波電源(例如，圖2的源216)透過任何已 知的方法(例如是窗、天線、以及類似者），藉此駐波共振 可以在該波導25〇中沿著其縱長的長度被建立。將體認的 是，雖然兩個波導(例如，上方與下方)250係被描繪在該圖 中，但是根據本發明之包含單一波導250的其它配置也可 以被利用。 該RF或是微波能量係在該通道202中提供電場，在 圖7B中其係藉由舉例的電場線256A與256B加以描繪， 電場線256A與256B係配合地與藉由該等磁鐵220所產生 之多尖端的磁場相互作用，以提供與該頂端與底端壁222 與224間隔開之ECR區域234。如同先前所述地，該ECR 環境係提昇與一個沿著該路徑208傳遞通過該束導件200 26 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 527617 A7 _____ B7___ 五、發明說明（八） 、的通道202之離子束（未顯示)相關聯的束電漿之強化，藉 此該束的完整性係藉由束“爆炸”的減低或是消除而加以維 持。在該波導250中的璋或是槽254係橫向延伸在該內側 的側壁(未在圖7A與7B中顯不)與外側的側壁206之間’ 其係具有一個寬度260並且相鄰的埠或是槽254係縱向間 隔開一角節距262，角節距262係爲該等磁鐵220的節距·。 也參考圖8A與8B，另一舉例的波導250係以截面被 描繪，其係被安裝在壁222與該多尖端的場磁鐵220之間 。根據本發明之另一特點，該波導250係包括上方與下方 被金屬化層280與282，分別在一個基底層284的上方與 下方適配於傳播RF或是微波能量用於導入該束導件200 的通道202。橫向延伸的璋或是槽254係被設置在該下方 支撐層282中，其係露出該基底層284至該通道的內部 202。此外，Ο型環286可以被設置來環繞該槽254以便於 密封該磁鐵隔開該真空區域。仍然根據本發明之另一舉例 的特點，該基底層284可以由石英所做成，該上方與下方 被金屬化層280與282分別可以由鋁所做成，該Ο型環 286可以由一種適合的彈性體所做成，並且該束導件蓋288 可以由鋁所做成。然而或者是，其它的材料可以被利用， 並且係被認爲落於在本發明的範疇之中。 現在參考圖8C與8D，該舉例的束導件200與波導 250之側截面圖係被描繪。根據本發明，該頂端壁222可 以包含一個用於支撐該波導250的凹處、以及一個用於壓 縮在該槽254周圍的〇型環286之支撐表面。該束導件 27 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 · 527617 A7 ____B7__ 五、發明說明（y4 ) • 200可以更包含一個頂端蓋290，其係容許該波導250在該 頂端壁222中之可移除的安裝。也參考圖8D，該頂端壁 222也可以包含一個其中該磁鐵220係被支撐之凹處或是 凹室。在該槽254周圍的〇型環286因此係提供該等磁鐵 與該內側的通道2〇2之真空的隔離。 現在參考圖9 ’該波導250係顯示被安裝在一個束導 件2〇0中，其中該波導250係沿著該離子束傳播的路徑 208延伸。該等磁鐵220的節距係相同於該波導埠或是槽 254的節距，其係具有一個Θ2的角値，例如5.326度，沿 著一個Θ1的角束導件長度，例如是大約135度，提供25 個均等間隔開的磁鐵220。 在動作中，RF或是微波能量(例如，藉由電源216， 經由電纜218與微波注入璋214被提供)係被傳遞在該波導 25〇中，位於該等多尖端的磁場產生的磁鐵220之後。該 能量係經由週期性地分佈的璋或是槽254被親合至該束電 漿(未顯示)用於該ECR環境的產生(例如，在圖7A與7B 的區域234中)有助於束內含所利用之電漿強化。 如同進一步在圖10中所描繪地，該波導250係助長 沿著該束傳播路徑208，在許多正交於固定的磁場之位置 處(例如，圖7A與7B的區域234)之具有足夠的強度之RF 或是微波電場的產生。朝此目的，該波導250的長度可以 被設定在一個對應於RF或是微波電源頻率（例如是2.45 GHz)之I/2波長(例如，ηλ/2，其中n係爲一個整數)的倍 數，其中該耦合埠或是槽254位在1/2波長的位置。該波 28 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 訂--------- 527617 A7 -------B7____ 五、發明說明（A ) 1 250因此可以構成一個駐波可以被產生於其中之共振的 結構’其中該璋或是槽254係位在該E場係最小並且該Η 場係最大(例如，“Η”耦合)之處。該璋或是槽254在該波導 250中的長度可以被最大化(例如，槽254係幾乎與該波導 250的橫向寬度一樣長），並且該寬度可以被最佳化用於標 稱的阻抗匹配。例如，在該舉例的波導250中，該角槽間 距（因此該磁鐵220的間距)係大約5.326度，該內徑R1係 大約370 mm，並且該外徑R2係大約430 mm。在此例子 中’該璋或是槽254的長度係大約50 mm，並且該寬度係 大約5 mm 〇 爲了在該束導件200中獲得一致的電場樣式，激勵單 一主要的傳播模式是所要的。例如，用於矩形的剖面波導 之TE10傳播模式係提供一個垂直於該導件的寬壁之電場 ’其在該寬壁的中心處具有一個尖端。該場強度沿著平行 於該窄壁的方向係固定的(例如，“0”個尖端）。此TE10具 有最低的截止頻率。用於ΤΕχΟ模式的截止頻率只依據該 寬壁尺寸而定。較高階的模式ΤΕπΟ具有漸增地較高的截 止頻率。根據本發明之一特點，藉由選擇該寬壁的大小使 得用於該ΤΕ20模式的截止頻率係稍微大於該操作頻率(例 如，2·45 GHZ)，該最寬可行的波導250係被選出，其將只 會傳播該單一 TE10模式。一旦該波導尺寸係如此選出時 ，該傳播波長係被決定。 一個電場係發展在該束導件通道202的內部中，橫過 該埠或是槽254而在該波導25〇之外，其係朝向沿著該離 29 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝 訂--------- 527617 A7 p-_____B7___ 五、發明說明（/^) 子束傳播方向（例如，路徑208)。一個磁場（例如，多尖端 的場)係被產生，其係垂直於該電場，具有適當的強度用於 在該通道202的區域234中產生該ECR共振環境。例如， 在1.19 keV的能量下之一個BF2+離子束係需要一個873 高斯的磁場強度來依循在一個具有標稱的400 mm之彎曲 半徑的質量分析器中之適當的軌道的，用於產生該ECR環 境。該ECR區域234可以有利地被位在足夠靠近在該波導 250中之槽254，以受益於該高電場強度，然而卻與任何表 面(例如，磁鐵220、波導250等等)充分地間隔開，以將電 漿減少降至最低。例如，圖7A與7B的ECR區域234可 以位在離該磁鐵220 —段距離236處，其可以在大約4至 6 mm的範圍內，具有一個提供適當的動作之大約5 mm之 標稱的距離。 現在參考圖11，一種用以在一個低能量離子植入系統 中提供離子束內含之方法300係被描繪。該方法開始在步 驟302，其中一個離子束係使用一個離子源，沿著一條縱 長的路徑被產生。一個質量分析器係在步驟304被提供， 其係具有一個內側的通道、一個高頻電源、一個被安裝在 該內側的通道中之質量分析磁鐵、以及一個被安裝在該內 側的通道中之磁性裝置。在步驟306，該離子束係在該質 量分析器中從該離子源被接收，並且在步驟308，具有適 當的電荷對質量的比例之離子係被導引從該質量分析器沿 著該路徑朝向一個將以離子加以植入的晶圓或是其它目標 。在步驟310，一個電場係使用一個高頻電源被產生在該 30 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -I - I I I I---訂 ---------· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 527617 A7 —__B7 __ 五、發明說明（4 ) 、通道中。在步驟312, 一個多尖端的磁場係使用一個被安 裝在該通道中的磁性裝置被產生，其係可以有利地在其中 產生一個ECR環境。 雖然本發明已經有關於一個特定的應用與實作而被表 示並且描述，但將體認的是均等的變化與修改將會爲熟習 此項技術者在讀取並且理解此說明書與所附的圖式之後可 思及的。特別有關於藉由上述的組件(總成、元件、電路、 系統等等)所執行之各式各樣的功能，被用來描述此種組件 的用語(包含參照至“機構”)係欲對應到(除非另有指明)執行 該所描述的組件之所指明的功能(亦即，其係爲功能上等效 的）之任何組件，即使是結構上不均等於該所揭露的結構， 其係執行在此所描繪之本發明舉例的實作中之功能。 此外，雖然本發明之一個特定的特點可能已經只有關 於數種實作中之一被揭露，但是當對於任何給定或是特定 的應用可能爲所要的並且是有利的，此項特點可以與其它 實作的一或多個其它特點結合。再者，對於該等用語“包含 ”、“具有”、以及其之變化型被使用在該詳細的說明或是申 請專利範圍中之範圍，這些用語係欲以一種類似於該用語“ 包括”之方式被含括。 產業上可利用性 本發明的系統與方法可以被利用在例如是離子植入之 半導體處理的領域中，以提供在一個離子束導件中之電漿 的微波激勵。 31 - ^ __________ _ ^ . 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 ήπ·-

Claims (1)

1. 527617 Α8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 1. 一種具有一個離子束質量分析器束導件(200)的離子 植入系統，其係包括： -----------裝--------訂 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 一個與該離子束質量分析器束導件(20〇)相關聯的波導 (250)； 其中該波導(250)係適配於耦合RF或是微波電力至該 離子束質量分析器束導件(2〇〇) ° 2. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該波導(250)係 包括複數個用於耦合該RF或是微波電力至該離子束質量 分析器束導件(200)的璋(254)。 3. 如申請專利範圍第2項之系統，其中該波導(250)係 被配置來促進一個駐波共振環境於其中’並且該複數個埠 (254)係沿著該波導(25(3)被設置來致能該RF或是微波電力 至該離子束質量分析器束導件(20〇)之有效率的耦合。 4. 如申請專利範圍第3項之系統，其中該複數個埠 (254)係彼此間隔開一段ηλ/2的距離，並且其中η係爲一 個整數。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 5. —種用於耦合來自一個電源的微波能量與在一個離 子束質量分析器束導件(2〇〇)之通道(202)中的束電漿之波導 (250)，其係包括： 一個具有一頂端側邊以及一底端側邊而適配於傳播來 自該電源的微波能量之第一層(284)，該第一層(284)係沿著 在一個第一平面中之一條拱形的路徑（208)從一個入口端 (210)縱向延伸至一個出口端(212)，並且橫向延伸在一個內 側的徑向側邊(204)以及一個外側的徑向側邊(206)之間；以 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 527617 8888 ABCD 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 ‘及 分別被安裝在該第一層(284)的頂側與底側之上的第二 (280)與第三(282)層，並且其係在第二與第三平面中分別沿 著該路徑從該入口端(210)縱向延伸至該出口端(212)，並且 橫向延伸在該內側的(204)與外側的(206)徑向側邊之間，其 中該第二與第三平面係大致與該第一平面平行，並且其中 該第二（280)與第三（282)層中至少一層（282)係面對該通道 (202)的內部，並且係包括複數個橫向延伸、縱向間隔的槽 (254)穿過其間在該通道（2〇2)與該第一層（284)之間，並且 該第二（280)與第三（282)層之另一層(280)係面朝遠離該通 道(202)的內部之方向。 6. 如申請專利範圍第5項之波導(250)，其更包括複數 個適配於在該束導件通道(2〇2)中提供一個多尖端的磁場之 橫向延伸、縱向間隔的磁鐵(220)，藉此該多尖端的磁場以 及來自該電源的微波能量係配合地相互作用來沿著該通道 之至少一部分產生一個電子粒子迴旋加速器共振環境。 7. 如申請專利範圍第6項之波導(250)，其更包括一個 位在該複數個磁鐵(220)以及該通道(202)的內部之間的束導 件蓋(288)，並且其係適配於覆蓋該複數個磁鐵(220)並且露 出該複數個槽(254)。 8. 如申請專利範圍第7項之波導(25〇)，其更包括複數 個分別圍繞該等橫向延伸、縱向間隔的槽(254)之〇型環 (286)。 9. 如申請專利範圍第8項之波導(250)，其中該第一層 2 ______ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公餐） —Aw --------^ . 11------^^_w. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 527617 A8 B8 C8 D8 t、申請專利範圍 (284)係由石英所製成，該第二（280)以及第三層（282)係由 鋁所製成，該0型環(286)係由彈性體材料所製成，並且該 束導件蓋(288)係由鋁所製成。 10.如申請專利範圍第9項之波導(250)，其中穿過該 第二（280)以及第三（282)層中之至少一層(282)的複數個橫 向延伸、縱向間隔的槽(254)係位在一個大約5.326度之角 節距下，其具有一個大約50 mm之橫向的槽長度以及一個 大約5 mm之縱長的槽寬度，其中該波導(25〇)係延伸通過 一個大約135度之拱形的角，並且其中該內側的(204)與外 側的(206)徑向側邊係分別具有一個大約370 mm以及430 mm的半徑。 11·如申請專利範圍第6項之波導(25〇)，其中穿過該 第二（280)以及第三（282)層之至少一層(282)的複數個橫向 延伸、縱向間隔的槽(254)係位在一個大約5.326度的角節 距之下，其具有一個大約50 mm之橫向的槽長度以及一個 大約5 mm之縱長的槽寬度，其中該波導(250)係延伸通過 一個大約135度之拱形的角，並且其中該內側的(204)與外 側的(206)徑向側邊係分別具有一個大約370 mm以及430 mm的半徑。 12.如申請專利範圍第5項之波導(250)，其中穿過該 第二（280)以及第三（282)層之至少一層（282)的複數個橫向 延伸、縱向間隔的槽(254)係位在一個大約5.326度的角節 距之下，其具有一個大約50 mm之橫向的槽長度以及一個 大約5 mm之縱長的槽寬度，其中該波導(25〇)係延伸通過 3 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂---------^^^1 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 527617 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 一個大約135度之拱形的角，並且其中該內側的(204)與外 側的(206)徑向側邊係分別具有一個大約370 mm以及430 mm的半徑。 13·如申請專利範圍第12項之波導(250)，其中該第二 (280)以及第三（282)層之另一層(280)係被安裝在一個在該 束導件通道(2〇2)中的雙極磁鐵之上。 14.如申請專利範圍第5項之波導(250)，其中該第二 以及第三層之另一層係被安裝在一個在該束導件通道(2〇2) 中的雙極磁鐵之上。 I5·如申請拿利範圍第5項之波導(250)，其中該第一 層（284)係由石英所製成，並且該第二（28〇)與第三（282)層 係由鋁所製成。 蔣 ~丨6.-種用於_在-麵子植人系統著-條路 徑（129)的一離子束之質量分析器束導件裝係包括： 一個沿著該路徑（129)之一條通道（139):)1¾^的質量分 析磁鐵（114); 一個適配於在該通道（139)中提供一個電場的電源（174) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 一個適配於耦合該電場與一個與該離子束相關聯的束 電漿之波導(250);以及 一個適配於在該通道（139)中提供一個多尖端的磁場之 磁性裝置（170); 其中該電源（Π4)、該波導（250)、以及該磁性裝置 (17〇)係配合地適配於在該通道（139)之至少一部分中提供該 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 527617 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 S_ 六、申請專利範圍 •離子束的內含。 17. 如申請專利範圍第16項之裝置，其中該電源（174) 以及該磁性裝置（170)係配合地適配於沿著該通道（139)之至 少一部分提供一個電子粒子迴旋加速器共振環境。 18. 如申請專利範圍第16項之裝置，其中該波導更係 包括界定該通道（139、202)之一個頂端 '一個底端、以及 橫向相對的第一與第二側，其中該頂端(222)、底端(224)、 第一 (204)與第二(206)側係沿著該路徑縱向延伸在一個入口 端(210)與一個出口端(212)之間，其中該波導(250)更包括 一個具有一頂端側邊以及一底端側邊而適配於傳播來 自該電源的微波能量（174)之第一層(284)，該第一層（284) 係沿著在一個第一平面中之一條拱形的路徑，從一個入口 端(210)縱向延伸至一個出口端(212)，並且橫向延伸在一個 內側的徑向側邊(204)以及一個外側的徑向側邊(206)之間； 以及 分別被安裝在該基底層(284)的頂側與底側之上的第二 (280)與第三(282)層，並且其係在第二與第三平面中分別沿 著該路徑從該入口端(210)縱向延伸至該出口端(212)，並且 橫向延伸在該內側的(204)與外側的(206)徑向側邊之間，其 中該第二與第三平面係大致與該第一平面平行，並且其中 該第二（280)與第三（282)層中至少一層(282)係面對該通道 (202)的內部並且係包括複數個橫向延伸、縱向間隔的槽 (254)穿過其間在該通道(202)與該第一層(284)之間，並且 5 ------------------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 527617 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 •該第二（280)與第三（282)層之另一層(280)係面朝遠離該通 道(202)的內部之方向； 並且其中該磁性裝置（170)係包括複數個適配於在該束 導件通道(2〇2)中提供一個多尖端的磁場之橫向延伸、縱向 間隔的磁鐵（220); 藉此該多尖端的磁場以及來自該電源（174)的電場係配 合地相互作用來沿著該通道(202)之至少一部分產生一個電 子粒子迴旋加速器共振環境。 19·如申請專利範圍第18項之裝置，其中該第一層 (284)係由石英所製成，並且該第二（280)以及第三（282)層 係由鋁所製成。 20·如申請專利範圍第19項之裝置，其中穿過該第二 (280)以及第三（282)層之至少一層(282)的複數個橫向延伸 、縱向間隔的槽(254)係位在一個大約5.326度的角節距之 下，其具有一個大約50 mm之橫向的槽長度以及一個大約 5 mm之縱長的槽寬度，其中該波導(250)係延伸通過一個 大約135度之拱形的角，並且其中該內側的(204)與外側的 (2〇6)徑向側邊係分別具有一個大約370 mm以及430 mm 的半徑。 21· —種用於耦合一個電場與在一個離子束質量分析器 通道(2〇2)中的一電漿之波導(250)，其係包括： 一個位在一個第一平面、適配於傳播來自於一個電源 (174)的微波能量並且具有一個頂端側邊以及一個底端側邊 之基底層（284)，其係沿著一條拱形的路徑從一個入口端 6 -----------AW· --------訂·-------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 527617 C8 D8 六、申請專利範圍 (210)縱向延伸至一個出口端(212)，並且橫向延伸在一個內 側的徑向側邊(204)以及一個外側的徑向側邊(2〇6)之間； (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 一個被安裝在該基底層(284)的頂側與底側中之一側之 上的第二層(282)，其係面對該通道(202)的內部並且具有複 數個橫向延伸、縱向間隔的槽(254)穿過其間’在該通道 (2〇2)的內部與該基底層(284)之間； 藉此沿著該基底層(284)傳遞之來自該電源（174)的微波 能量係與靠近該橫向延伸、縱向間隔的槽(254)之該通道 (2〇2)的內部中之電漿耦合。 22. 如申請專利範圍第21項之波導(250)，其更包括用 於提供來自該電源（174)的微波能量至該波導(250)的機構。 23. 如申請專利範圍第21項之波導(250)，其中該基底 層(284)係由石英所製成，並且該第二層(282)係由鋁所製成 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 24. 如申請專利範圍第21項之波導(250)，其中穿過該 第二層(282)的複數個橫向延伸、縱向間隔的槽(254)係位在 一個大約5.326度的角節距之下，其具有一個大約50 mm 之橫向的槽長度以及一個大約5 mm之縱長的槽寬度，其 中該波導(250)係延伸通過一個大約135度之拱形的角，並 且其中該內側的(204)與外側的(206)徑向側邊係分別具有一 個大約370 mm以及430 mm的半徑。 25·—種用以傳遞RF或是微波電力至一個離子束質量 分析器束導件之方法(300)，其係包括： 耦合(310)—個RF或是微波電源至一個波導；並且 7 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 527617 Α8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 經由該波導來傳遞(31〇)該RF或是微波電力至在該離 子束質量分析器束導件中之一或多個區域。 26. 如申請專利範圍第25項之方法，其中經由該波導 來傳遞該RF或是微波電力至在該離子束質量分析器束導 件中之一或多個區域係包括在該波導中產生一個駐波。 27. 如申請專利範圍第26項之方法，其中經由該波導 來傳遞該RF或是微波電力至在該離子束質量分析器束導 件中之一或多個區域係包括耦合該RF或是微波電力在該 束導件中彼此間隔開一段ηλ/2的距離之區域中，並且其中 η係爲一個整數。 28. 如申請專利範圍第25項之方法，其中經由該波導 來傳遞該RF或是微波電力至在該離子束質量分析器束導 件中之一或多個區域係包括耦合該RF或是微波電力在該 束導件中彼此間隔開一段ηλ/2的距離之區域中，並且其中 η係爲一個整數。 --------^' — — — — — — 1* (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 8 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）