TWI452595B - 用於加速或減速離子束之電極組、離子植入系統及減速點狀或帶狀離子束之方法 - Google Patents

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Description

用於加速或減速離子束之電極組、離子植入系統及減速 點狀或帶狀離子束之方法
本發明是有關於一種可過濾中性粒子之減速裝置，特別是一種可產生具有良好離子束角度控制與平滑輪廓之點狀離子束或帶狀離子束之減速裝置。
離子植入製程係用以將稱為摻質之原子或分子植入目標基板，使得材料具備有用的屬性。離子植入製程在製造現代積體電路之應用係一直受到特別重視。目前的一大焦點在於如何產生尺寸大於300mm之帶狀離子束，該帶狀離子束具有毫安培電流且離子具有約200eV之低能量。
將離子束在目標基板之前才減速，可得到最高離子束電流。然而，這種做法有幾個已知缺點。其中一個缺點是，減速會改變離子束軌跡，放大任何離子束角度誤差，以及使得帶狀離子束之均勻性控制更加困難。另一個缺點是，在離子束與殘餘氣體原子/分子的電荷交換 過程中，部分離子會被中和而無法減速。該等被中和的離子穿入目標基板之深度會比預定深度更深，進而干擾預定製程。此外，由於中和作用與真空系統內的系統壓力有關，系統壓力難以持續地維持恆定，而且污染程度不會一直維持在可容忍的程度。
許多用於帶狀離子束(ribbon iom beam)植入系統之創新已經揭露於美國專利US7,902,527，該專利納入參考內容。該專利之主要內容摘要如下。
一些離子植入機在離子束到達主要尺寸時，會藉由透鏡停止離子束之發散並且準直離子束(使得離子束平行)。適當的透鏡可以利用磁場或電場，例如四極磁場(quadrupole field)，並且有一個高長寬比之離子束通道，以符合一般帶狀離子束的形狀。
在某些情況下，例如高電流低能量之離子束，可能無法可靠地提供足夠均勻之帶狀離子束，因此，美國專利US7,902,527公開一種雙模式植入系統。其包含位於分析磁鐵後方之二個多極透鏡。在第一模式中，多極透鏡之線圈電流可以根據離子束輪廓之測量結果進行控制，藉以控制該離子束輪廓內之電流密度。該離子束可以是一帶狀離子束，其主要尺寸超過工件之尺寸。然後，將工件沿著單一路徑一次地或多次地通過該離子束，藉以將所需均勻劑量之離子植入工件表面。在第二模式中，激發第一多極透鏡之線圈電流，藉以產生四極之磁場，該磁場使得帶狀離子束之主要尺寸收斂，藉以在下游位置，產生一離子束光班，該離子束光班在任何兩方向之尺寸均小於工件之尺寸，後續將其稱為點狀離子束(spot ion beam)。然後，將工件沿著兩方向之反覆路徑通過該離子束，藉由植入一連串部份重疊之離子束，將所需均勻劑量之離 子植入工件表面。這被稱為二維掃描。
通常會希望盡量減少達到指定均勻劑量之所需通過次數。通常可接受之均勻性是整體劑量之的標準差等於或低於1%。可達成之均勻性取決於離子束的形狀，特別是在帶狀方向(慢掃描方向)的投影。離子束的輪廓必需是一個平滑鐘形曲線。若包含尖峰或山谷，都將會導致非均勻性的增加，該非均勻性可以被多次離子束所抵消。然而，增加離子束通過次數將會減少產能，因此，在量產上是不適當的。
當使用高電流低能量離子束(例如，大於1mA但小於3KeV)，第二模式可能是有利。在這種狀況下，空間電荷(space charge)與其他效應使得離子束電流之均勻性之正向控制更加困難。第一模式需要較慢移動，而且當離子束輪廓達到滿意的控制時，第一模式可能達到滿意的較高產能。在兩種模式下，多極透鏡的電流可以進行調整，藉以微調離子束電流密度輪廓，即使是在不足以確保通過帶狀離子束一次即可獲得均勻離子植入之低能量下。在第二模式下，產生鐘形曲線輪廓可能是有益的。
美國專利US7,902,527進一步揭露一第二透鏡，位於第一多極透鏡之後方，其功能是準直離子束。這對於第一操作模式而言，也就是在帶狀離子束的情況下，這是特別重要的，否則將會在植入角度跨過工件表面時，發生系統性變化。這也有助於減少第二模式中的離子束之角度變化範圍。
美國專利US7,902,527進一步揭露使用一彎曲離子束路徑之可選擇的減速或加速裝置，藉以提供低能量高離子束電流，同時過濾 具有錯誤能量之污染物，可用於帶狀離子束或二維掃描之離子植入模式。離子束彎曲於與標準狀況略微不同的角度，然後離子束藉由一組電極進行減速，在減速電場中，該組電極疊加電場之兩個相對接續橫向分量，使得離子束以S形彎曲偏轉，每一偏轉角度至少10度，並且提供離子束寬度數倍的側向位移，藉以回歸其原始路徑。藉由在離子束之側向提供離子束阻隔物，只有具有正確電荷與能量之離子可以被傳輸，因此，具有錯誤能量或錯誤電荷之污染物可以被移除。該等污染物包含由離子束與殘餘氣體電荷交換所形成的中性原子，而且由於某些電荷交換反應之截面峰值之離子束能量低於1keV，這將是非常重要的。上述減速裝置被稱為「急彎」(chiance)減速系統。
帶狀離子束進行減速時，沒有任何電場分量出現在帶狀離子束之主要橫軸方向是非常重要的。現有系統使用平面對稱的電極，亦即離子之S形軌跡可繪製於一平面上的形狀，然後，電極沿著離子束之截面之主要維度的方向延伸。不幸的是，由於各種原因，橫向磁場分量仍然會出現，其中，上述原因包含：
(a)帶狀離子束可能藉由通過一矩形開口，限制其尺寸大小。如果該開口太接近減速系統之強電場，該強電場將會改變離子束末端附近之電場形狀，造成不必要的離子束偏轉。
(b)電極形狀有向外延伸，但其範圍是有限的，電場將在其兩端受到干擾。通常，電極必須停止於金屬真空反應器內具有特定電位(例如接地電位)的位置。這會產生強大的區域電場，該區域電場可以穿透離子束通過區域內一段距離，因而干擾離子束邊緣的電場。
(c)離子束的空間電荷效應會改變電位分佈，通常會希望將該等效應限 制於離子束次要尺寸之方向所產生的電場，使其隨著跨越離子束輪廓的位置線性變化，或使其完全消除。否則，該等電場往往會引起離子束邊緣的非線性失焦，進而降低帶狀離子束之均勻性，造成可用電子束電流的損失。對於點狀離子束而言，上述效應更強，更是有害的。通常會希望保持或提高離子束電流密度投影的平滑度，藉以在如同帶狀離子束之主要尺寸方向之相同方向上，提供具有「鐘形曲線」之輪廓。
本發明是傳統設備與方法之改良，應用於進行離子減速之「急彎」減速系統，或其他類似的減速或加速系統，通過上述系統減輕會影響離子束傳輸的效應，無論是在點狀離子束或帶狀離子束的狀況下。本發明滿足提供均勻高電流的帶狀離子束之需求，或者滿足提供具有平滑變化電流密度輪廓之點狀離子束之需求。
本發明涉及一棱柱状(prism-shaped)電極組，離子束通過電極之間，電位施加於電極，使得離子束發生偏轉與減速。有許多因素可以扭曲等電位線與電場的形狀。
本發明可以提供導電電極遮罩(cap)，該導電電極遮罩連接至少部份之棱柱状電極，並且大致封閉位於該等電極之邊緣之間的間隙，僅留下可承受電極之間電位差之足夠間隙，而且遮蔽離子束免於反應器電位的影響。
本發明也可以加大上述電極遮罩之間的間隙，並且進一步提供一對額外電極，位於棱柱状電極之間的間隙，並且位於電極遮罩之 間，並施加一中間電位至該對額外電極，藉以大幅減少電極遮罩所產生之電場非均勻性之強度與範圍。
本發明也可以根據離子束之空間電荷水平，控制施加於該對額外電極之中間電位，藉以減輕沿著棱柱状電極之軸向，發生空間電荷效應的傾向，並且提供離子束電流密度的控制。該電流密度可以用傳統技術測量，例如，可移動法拉第杯。
本發明也可以提供用以移動該對額外電極之移動裝置，使得電極接近或遠離通過該對額外電極之間的離子束，藉以控制空間電荷效應與離子束尺寸，適用於不同尺寸的離子束。
本發明涉及減速裝置的改良，該減速裝置偏轉離子束，並且將離子束由第一能量減速至第二能量。該裝置不會減速中性原子/分子，也不會偏轉中性原子/分子，該裝置也可以偏轉具有不正確能量之離子至一個顯著不同的角度，使得不需要的離子和中性原子/分子被由離子束移除。接近離子束之電極表面為棱柱状，沿著離子束行進方向之垂直方向延伸，也朝向離子束偏轉方向。離子可能在相反的方向被偏轉兩次。
本發明之改良也可包含提供額外對稱形電極，位於離子束範圍之外，且位於離子偏轉之離子束中央平面之相對兩側。受控制之電位施加於該等電極。電極可朝向離子束之軸方向移動，並且可移動至距離離子束邊緣所需距離之選定位置。該等電極影響電場形狀，並且藉由調整該等電極的電位與位置，該等電極可有效地減輕接地之反應器牆壁或接近減速系統之其他導電物，或者離子束本身引起的空間電荷對電場形狀干擾。從而維持或改善進行減速之帶狀離子束的均勻性。此外，點 狀離子束的電流密度輪廓的平滑度也可維持或改善。
本發明涉及離子植入機的改良，包含一加速離子之離子源、一磁場質量分析器、一個或多個多極磁透鏡、位於質量分析器下游之一離子束減速裝置，以及可用單一方向或二維光柵模式來機械地掃描工件通過離子束之裝置。多極透鏡可用於形成一帶狀離子束，沿著帶狀離子束之主要尺寸方向，該帶狀離子束具有大致均勻電流密度，該主要尺寸方向與工件進行掃描之單一方向垂直。或者，多極透鏡可用於形成沿著相同方向，具有鐘形輪廓之一點狀離子束。減速裝置包含具有不同受控制電位之棱柱状電極，離子束進行減速時，該受控制電位產生沿著S形路徑偏轉離子束之橫向電場，使得所需要之離子束聚集於所需軸向，在撞擊所掃描之工件之前，離子束沿著所需軸向行進一短距離。電流密度輪廓以及可選擇性之離子角分佈，可藉由移動法拉第杯、法拉第杯陣列或其均等物進行測量。
本發明之改良可包含提供至少一對可動電極，相對於離子束對稱設置，施加可控制電位至該對可動電極，並且控制電極的位置與電位，藉以增進離子束之形狀。在帶狀離子束的狀況下，減少非均勻性；在點狀離子束的狀況下，增進為平滑鐘形。在大多數狀況下，藉由減少產生對齊離子束之主要橫向尺寸之電場分量而得到改善。
103‧‧‧離子束
402‧‧‧多極透鏡
501‧‧‧直通路徑
502‧‧‧S形路徑
610a‧‧‧遮罩
610b‧‧‧遮罩
611a‧‧‧遮罩
612a‧‧‧遮罩
612b‧‧‧遮罩
614a‧‧‧可動電極
614b‧‧‧可動電極
651‧‧‧第一部分
652‧‧‧第二部分
653‧‧‧絕緣套管
910r‧‧‧中間電極
911b‧‧‧電極
912‧‧‧電極
第一圖顯示通過傳統植入系統之中央平面之剖面示意圖，該傳統植入系統應用急彎減速系統，本發明可應用於該減速系統。
第二A圖顯示通過傳統急彎減速系統之中央平面之截面示意圖。
第二B圖顯示傳統急彎減速系統之側視示意圖，顯示帶狀離子束之軌跡與等電位線。
第三圖顯示根據本發明之改良之急彎減速系統之部份剖面示意圖。
第四圖顯示通過電極之間的低電流帶狀離子束之剖面示意圖，電極之間施加一偏轉電位，該離子束被電極邊緣之鄰近區域與接地之真空室牆壁之鄰近區域干擾。
第五圖顯示與第四圖類似的配置，其中，遮罩增設於電極邊緣，遮蔽離子束免於外壁電位的影響。
第六圖顯示與第五圖類似的配置，但具有中間電位之一對額外電極被設置於間隙，藉以改善接近離子束邊緣之偏轉電場之均勻性。
第七圖顯示位於第六圖下游某觸之剖面示意圖，其中，當減速時，離子束通過具有相同電位之第一對電極，一對額外電極設置於第一對電極之邊緣之間隙中央並且具有相對於第一對電極之正電位。圖中該離子束具有高電流且其空間電荷可以明顯地干擾用以減速/偏轉離子束之電場。
第八圖顯示第七圖之結構之可能實施例之立體示意圖。
第九圖顯示類似第七圖之截面示意圖，其中，使用截面積較小的高電流離子束，並且額外電極之位置係被調整到較接近離子束處。
第十圖顯示本裝置之部份剖面側視示意圖，在此高電流離子束被由10KeV減速至1.5KeV。
第十一圖顯示本發明之側視示意圖，其中電極之電位係被最佳化，藉以大致補償第四圖所示之空間電荷效應。
第十二A圖顯示適合藉由工件之一維機械掃描通過離子束進行植入，所需之均勻帶狀離子束電流密度輪廓。
第十二B圖顯示適合藉由工件之二維光柵掃描進行植入，所需之平滑鐘形點狀離子束電流密度輪廓。
雖然所揭露的實施例使用「減速」之的術語，而且該裝置稱為「減速裝置」，本發明也可以用於加速狀況。本發明涉及加速或減速離子束時，由離子束過濾掉中性粒子與其他污染物之裝置。
在此提出的方法中，離子束在通過質量分析器與多極磁鐵之後減速，在此多極磁鐵可以準直離子束甚至進一步改變該離子束，例如，控制離子束之形狀、大小或均勻度。在減速的同時，離子束在S形的路徑內彎曲，藉以過濾不需要的中性粒子，甚至過濾具有不當荷質比的所需粒子。
為方便描述本發明，本發明定義一坐標系，其中，Z軸是離子束之中央參考軌跡之方向。隨著離子束之路徑，此軸可以是曲線，而且曲線軸具有特殊屬性，其特殊屬性將在適當的時候說明。X軸與Y軸位於離子束方向之橫向。如第三圖所示，X軸位於帶狀離子束方向之次要尺寸之方向，Y軸位於帶狀離子束方向之主要尺寸之方向。
第二A圖顯示傳統之位於質量分析器後方並可過濾中性粒子之減速裝置在ZX平面上之中央平面之截面。其包含一直通路徑501，應用於離子束不需要減速的狀況，以及一S形路徑502，應用於離子束需 要減速的狀況。圖中的等電位線顯示離子束偏折與減速之結合方式。圖中所示之電極在圖面垂直方向上延伸。離子束是帶狀離子束，並且具有約340mm之高度，適合藉由過掃描之方式植入300mm晶圓。
第二B圖顯示相同裝置之側視圖。其為離子束離開裝置時沿著離子束之X方向之視圖，並且顯示YZ表面上或YZ表面附近的等電位線。因為離子束彎曲，X方向不是單一定義方向。值得注意的是，電極在Y方向上僅略微延伸超出離子束邊緣。電極安裝於真空反應器，該真空反應器由二部分所組成，其中，第一部分651具有一第一電位，在此實施例為-3800V，第二部分652具有一第二電位，例如0V。該等部分由一絕緣套管653連接。由於電極超出離子束邊緣只有有限的距離，而且真空反應器之牆壁接近電極末端，電極末端之電位分佈會受到一些干擾，而影響離子束頂部與底部附近的離子軌跡方向。值得注意的是，圖中所示之等電位線在離子束頂部與底部附近是彎曲的，這顯示存在可使離子朝向或遠離軸心偏轉之電場分量，這是極為不利的，因為會干擾離子束的均勻性並改變離子束的大小。第四圖是通過離子束的截面視圖，雖然不能顯示該電場的失焦分量，圖中清楚地顯示在電極兩端之電場扭曲的原因。請注意靠近電極兩端的離子束103。
如果離子束的電流夠低，相較於被施加於離子束的電場，空間電荷效應是可以被忽略的。在這種狀況下，有限電極長度與接近真空反應器牆壁電位所造成的電場扭曲，可以藉由設計合適的電極之終端而減緩。根據本發明，第五圖顯示一組電極，其末端具有遮罩與輔助電極。因此被施加於電極接近遮罩部份的電位，以及相對應之電場分佈，可以更類似由對稱平面之電極所產生之電場。
然而，上述作法並不足以在空間電荷效應更顯著的更高電流下傳輸均勻之帶狀離子束。Poisson方程式為： ，並且在直角坐標系可以寫成： 從此可以看出，均勻電流密度可以產生線性變化之電場，而且可能解法 可以是：
這是最佳解。EZ代表減速電場，EX代表會額外施加在由電極電壓引起之偏轉力上的空間電荷失焦力(space-charge defocusing force)，而且Ey為零。值得注意的是，由於曲線Z軸所產生之幾何聚焦效應，空間電荷力在X方向上產生部分偏移，再進一步加上所施加電場調合離軸離子之能量所產生之聚焦效應，上述兩個聚焦力不會成為一個電場分量。進一步的解釋可以參考Banford，帶電粒子束之傳 輸，SPON，1966年。
因此，本系統存在如公式2之Poisson方程式的解法，其中，整個離子束之Ey為零或接近零，本發明提供一種裝置藉以達成上述狀況。相較於低電流離子束，具有顯著空間電荷之離子束之中心的電位為正值。因此，如第二B圖所示之急彎減速系統中，離子束內的等電位線被空間電荷偏移至左側。本發明提供一種裝置，同樣偏移離子束外的等電位線的該等部分接近離子束，藉以消除或至少大幅減少離子束之等電位線曲率，藉以滿足公式2。藉由移動電極614a與614b至接近離子束邊緣的位置，並且修改其電位至適當的正電位。由於位置與電位之解法並不準確，在下游位置可藉由移動法拉第杯或其均等物(圖中未顯示)，量測離子束之均勻性，再進行最佳化。第十一圖顯示對該等等電位線之有益影響，第七圖則顯示一剖面，說明其實施方式。
顯而易見的，電極614a與614b上的電位之進一步微小變化會導致最外層軌跡由略微發散變化至略微收斂。隨著帶狀離子束的寬高比，這個聚焦/失焦效應可能是非常局部的，或者可能顯著地擴展至離子束。
當第一圖之多極透鏡402用於聚焦離子束，並且大幅降低離子束高度而生成點狀離子束時，電極614a與614b的作用是類似的。電極614a與614b必須移至一新位置，如第九圖所示，藉以足夠接近離子束，而且由於聚焦離子束會增加空間電荷密度，所需之電位將更加正值。
在本發明之一較佳實施例中，如第三圖所示，減速組內之所有偏轉和/或減速電極，在y方向上皆進一步延伸超過離子束之最大範 圍。離子束最大高度之目標為340mm，藉以為直徑300mm之矽晶圓植入均勻劑量，而仍然允許一些過掃描幅度(overscan margin)。因此，「離子束區域」由電極之間的路徑所界定，如第二圖所示，「離子束區域」也由Y尺寸所界定。在340mm之帶狀離子束之狀況下，Y尺寸可以是+/-170mm，或者，Y尺寸顯著較小(例如，在點狀離子束的狀況下，Y尺寸可以是+/-80mm)。「離子束區域」是用來定義離子束可能佔有的區域，視情況而定。因此，電極高度需要至少400mm，最好是約500mm或更多。遮罩電極連接至該等電極之末端，例如，遮罩612a安裝於電極912之頂部末端，612b(圖中未顯示)同樣連接至電極912之底部末端。該等電極朝向X=0之表面延伸(參考第四圖之定義)，封閉位於頂部與底部之間隙。這具有靜電遮敝住外部電位，而減弱外部電位對內部區域之影響的效果。然而，這樣也會改變接近遮罩電極之橫向電場的形狀，這是不利的。中間電極910r位於離子束路徑轉彎點附近的位置，並且具有相同電位，因此，可容易結合至其遮罩電極610a。此外，電極610a的電位被選定為大約是電極912與911b的電位之中間值。(由於911b未顯示於第三圖，參考第六圖可得其截面圖，第三圖中，911b位於遮罩電極611a之下方)。因此，這對於形成610a與610b朝向真空反應器之第一部份651延伸之形狀是有益的，因為這會導致電場比接近中央平面更接近遮罩。第六圖與第七圖為截面圖，其中，切面通過電極610a。第八圖顯示該電極之較佳實施例。第九圖為截面圖，其中，切去電極610a之中央，部份之可動電極614a佔有其空間。
一般來說，遮罩電極形狀之最佳化是使用軟體，例 如，Cobham’s OPERA之軟體，解決Laplace與Poisson之三維方程式。其目的是顯現離子束區域內垂直與直線之等電位線(因為這消除任何不必要的Ey電場分量)，並且維持Ex在離子束區域內盡可能均勻。Laplace方程式是用來限制低離子束電流，Poisson方程式則是考慮具有顯著空間電荷之高離子束電流。詳細的三維形狀決定於離子束區域內電極電位的相對影響。
電極614a與614b具有和電極610a與610b類似的作用，用以控制離子束區域頂部與底部附近之EX的強度，以及修改等電位線的形狀，使其盡量保持直線。
現在考慮離子束內之空間電荷效應。如上所述，其第一效果是推動等電位表面之中心朝向圖示左側，在第十圖可以清楚地看到，對於高電流離子束，等電位線成為彎曲狀，而且當空間電荷最高時，其曲率將是最大的，通常是離子束能量最低的位置。如果一正電位現在施加於電極614a與614b，其效果是將電極附近之等電位線偏移至左側，如第十一圖所示，其具有減少，或在某些情況下逆轉，等電位線曲率的影響。在離子束上可以看出其影響：減少發散。在第十圖中，大部分離子束發散於角度10度至20度之間。在第十一圖中，發散已經降低，大部分離子束小於角度1度，雖然離子束邊緣之一小部分仍超出此限制。第七圖顯示，通過離子束之截面。
顯然，如果現在離子束由帶狀離子束改變到具有約1/3高度的點狀離子束，上述做法必須進行修改。電極614a與b不能完成同樣功能，除非電極614a與b移動靠近離子束。而要達成上述，在較佳實施 例中，該等電極安裝於可控制之伺服機構，使其移動靠近離子束，如第九圖所示。在其他實施例中，額外的電極也可以是可動的，例如，610a與610b。
雖然本發明已經說明和描述特定實施例，熟悉此技藝人士可認知本發明可應用於各種情況，其中，帶電粒子束可以是加速或減速。例如，本發明被描述為具有S形離子束路徑之減速系統之改良，離子束路徑可以有多種修改可能，皆落在本發明的範圍之內。特別是，該裝置可用於任何方向。本發明的範圍僅由下述之申請專利範圍所限制。
103‧‧‧離子束
611a‧‧‧遮罩
611b‧‧‧遮罩
615a‧‧‧遮罩
615b‧‧‧遮罩
652‧‧‧第二部分
911b‧‧‧電極
915‧‧‧電極

Claims (23)

  1. 一用於加速或減速一離子束之電極組，該離子束以一初始離子束方向進入該電極組接著沿一離子束路徑通過該電極組，該電極組包含：一第一組電極，用於靜電偏轉該離子束達相對於與該初始離子束方向與該離子束一高度對齊之一平面的一第一偏轉量；一第二組電極，用於靜電偏轉該離子束達相對於該平面的一第二偏轉量；以及一組輔助電極，位於該第一組電極與該第二組電極之間，該組輔助電極包含一垂直該離子束之該高度並位於該離子束路徑之相對側並係用以至少部分遮蔽該離子束路徑周遭電場的第一對輔助電極。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電極組，其中該對輔助電極與該第一組電極及該第二組電極電性隔絕，且其中該第一對輔助電極用於接收一電壓電源供應之一電壓。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之電極組，該第一對輔助電極之至少一輔助電極沿一平行該離子束之該高度的方向轉變，使該第一對輔助電極之間的一距離增加或減少。
  4. 一離子植入系統，其中一帶狀離子束或一點狀離子束通過一真空反應器內之一減速電極組，該等電極是大致直線且平行於垂直離子束路徑之一方向，其改良包含增加導電遮罩至該等電極之邊緣，該導電遮罩之形狀大致封閉該等電極之該等邊緣之間隙，藉以由遮蔽該離子束減少該外部電位對該離子束之影響，該外部電位包含該真空反應器之牆壁之電位。
  5. 一離子植入系統，其中一帶狀離子束或一點狀離子束通過一真空室內之一減速電極組，該等電極是大致直線且互相平行於垂直離子束路徑之一方向，其改良包含增加一或多對輔助電極設置於該偏轉電極之間，每一對位於該離子束之相對兩側，並且佔滿接近該等電極之間邊緣之間隙；偏壓該等電極至一電位，該電位反應該離子束內之空間電荷，藉以減少垂直離子束路徑的電場分量，並且轉向平行該減速電極之方向。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之系統，進一步包含可調整該輔助電極之位置之一裝置，該裝置可使得該輔助電極接近或遠離該離子束之邊緣。
  7. 一離子植入系統，其包含一離子源、一預加速裝置、一分析磁鐵、至少一多極透鏡以及一減速系統，其中，該離子束通過一S形減速路徑，該S形減速路徑位於一真空反應器之一特定區域，該真空反應器相對於一中央平面大致對稱，其可以讓一帶狀離子束沿著一單一路徑反覆掃描工件進行植入，或讓一較小點狀離子束，以二維光柵掃描工件進行植入，其改良包含：提供多數導電遮罩至位於S形減速路徑兩側之多數電極之邊緣，藉以遮敝該離子束而減少該真空反應器之牆壁之電位對該離子束之影響；形成該些電極遮罩，使得接續遮罩之間彼此互相嵌合，藉以進一步消除在離子束區域垂直於該對稱平面之電場分量；提供一或多對額外可動電極，位於該對稱平面之兩側，在此可以施加可控制電位於該些可動電極；調整該些可控制電位與該些額外可動電極之位置，藉以進一步消除在 離子束區域垂直於該對稱平面之電場分量；進一步調整該可控制電位與該些額外可動電極之位置，藉以在該離子束是帶狀離子束的狀況下，減少非對稱性，或在該離子束是點狀離子束的狀況下，減少平滑鐘形電流密度輪廓之偏差。
  8. 一種減速一帶狀離子束之方法，包含：在一離子源產生一帶狀離子束，並以一質量分析磁鐵分析該帶狀離子束；通過四極或多極透鏡之裝置，聚焦該離子束，使得該離子束大致平行；藉由該離子束通過一平行電極組，減速該離子束，該等平行電極是棱柱状，且垂直離子束路徑，該等電極平行該帶狀離子束之橫向長邊；設置遮罩至該等棱柱状電極之邊緣，藉以遮蔽該離子束之邊緣減少外部電位對該離子束的影響；設置輔助電極於該等棱柱状電極之間，該等輔助電極具有可控制之中間電位且位於該離子束之相對兩側，該等輔助電極鄰近該離子束之兩側；施加一電位至該等輔助電極，藉以抵消離子束空間電荷的傾向，並產生對齊該等棱柱状電極之軸向之電場分量；藉由可動法拉第杯或法拉第杯陣列，測量離子束電流密度輪廓和/或角發散輪廓；以及反應離子束電流密度輪廓測量，調整該輔助電極之電位與位置，藉以減少與所需均勻輪廓之間的偏差。
  9. 一種減速一點狀離子束之方法，包含： 在一離子源產生一帶狀離子束，並以一質量分析磁鐵分析該帶狀離子束；通過四極或多極透鏡之裝置，聚焦該離子束，藉以減少該離子束之尺寸；藉由該離子束通過一平行電極組，減速該離子束，該等平行電極是棱柱状，且垂直離子束路徑；設置遮罩至該等棱柱状電極之邊緣，藉以遮蔽該離子束之邊緣減少外部電位對該離子束的影響；設置輔助電極於該等棱柱状電極之間，該等輔助電極具有可控制之中間電位且位於該離子束之相對兩側，該等輔助電極鄰近該離子束之兩側；施加一電位至該等輔助電極，藉以抵消離子束空間電荷的傾向，並產生對齊該等棱柱状電極之軸向之電場分量；藉由可動法拉第杯或法拉第杯陣列，測量離子束電流密度輪廓和/或角發散輪廓；反應離子束電流密度輪廓測量，調整該輔助電極之電位與位置，藉以減少與所需平滑鐘形輪廓之間的偏差。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之電極組，其中該第一對輔助電極的一寬度大於該離子束的一寬度。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之電極組，其中該組輔助電極更包含：一第二對輔助電極，平行該離子束之該高度並位於該離子束路徑之相對側；及一對輔助電極遮罩，設置於該第二對輔助電極之相對端，該對輔助電 極遮罩垂直於該離子束之該高度，其中該對輔助電極遮罩之一電位等於該第二對輔助電極之一電位。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之電極組，其中該第一對輔助電極之每一輔助電極至少被該對輔助電極遮罩之一輔助電極遮罩部分環繞。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之電極組，其中該第一對輔助電極與該對輔助電極遮罩電性隔絕。
  14. 如申請專利範圍第11項所述之電極組，其中該第一對輔助電極之至少一輔助電極於該第二對輔助電極之間沿一平行該離子束之該高度方向轉變，使該對輔助電極之間的一距離增加或減少。
  15. 如申請專利範圍第11項所述之電極組，其中該第一組電極包含一平行該離子束之該高度之第一對偏轉電極，且其中該對輔助電極遮罩至少部分位於該第一對偏轉電極之間的一區域的相對側，以至少部分遮蔽該區域的周遭電場。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之電極組，其中該第一偏轉電極之一第一電極具有一第一電位，該該第一偏轉電極之一第二電極具有一第二電位，且該對輔助電極遮罩具有一近似於該第一電位與該第二電位之中間值，且其中該第一電位不同於該第二電位。
  17. 如申請專利範圍第1項所述之電極組，其中該第一組電極包含：一第一對偏轉電極，平行該離子束之該高度；及一第一組輔助電極遮罩，設置於該第一對偏轉電極之每一偏轉電極之相對端，其中該第一組輔助電極遮罩垂直於該離子束之該高度，且其中 該第一組輔助電極遮罩至少部分延伸朝向該第一對偏轉電極之間的一中心線至至少部分遮蔽該第一對偏轉電極之間的一區域的周遭電場；及其中該第二組電極包含：一第二對偏轉電極，平行該離子束之該高度；及一第二組輔助電極遮罩，設置於該第二對偏轉電極之每一偏轉電極之相對端，其中該第二組輔助電極遮罩垂直於該離子束之該高度，且其中該第二組輔助電極遮罩至少部分延伸朝向該第二對偏轉電極之間的一中心線至至少部分遮蔽該第二對偏轉電極之間的一區域的周遭電場。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之電極組，其中至少部分該對輔助電極遮罩位於該第一組電極遮罩之間，並位於該第一對偏轉電極之間的該區域的相對側以至少部分遮蔽該第一對偏轉電極之間的該區域的周遭電場。
  19. 一用於加速或減速一離子束之電極組，該離子束以一初始離子束方向進入該電極組接著沿一離子束路徑通過該電極組，該電極組包含：一第一組電極，用於靜電偏轉該離子束達相對於與該初始離子束方向與該離子束一高度對齊之一平面的一第一偏轉量，該第一組電極包含：一第一對偏轉電極，平行該離子束之該高度；及一第一組輔助電極遮罩，設置於該第一對偏轉電極之每一偏轉電極之相對端，其中該第一組輔助電極遮罩垂直於該離子束之該高度，且其中該第一組輔助電極遮罩至少部分延伸朝向該第一對偏轉電極之間的一中心線至至少部分遮蔽該第一對偏轉電極之間的一區域的周遭電場；及一第二組電極，用於靜電偏轉該離子束達相對於該平面的一第二偏轉 量，該第二組電極包含：一第二對偏轉電極，平行該離子束之該高度；及一第二組輔助電極遮罩，設置於該第二對偏轉電極之每一偏轉電極之相對端，其中該第二組輔助電極遮罩大致垂直於該離子束之該高度，且其中該第二組輔助電極遮罩至少部分延伸朝向該第二對偏轉電極之間的一中心線至至少部分遮蔽該第二對偏轉電極之間的一區域的周遭電場。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之電極組，其中該第一組電極具有一位於設置於該第一對電極之一第一電極的電極遮罩與設置於該第一對電極之一第二電極的電極遮罩之間的間隙，且其中該第二組電極具有一位於設置於該第二對電極之一第一電極的電極遮罩與設置於該第二對電極之一第二電極的電極遮罩之間的間隙。
  21. 如申請專利範圍第19項所述之電極組，更包含一組輔助電極，位於該第一組電極與該第二組電極之間，該組輔助電極包含：一第一對輔助電極，垂直該離子束之該高度並位於該離子束路徑之相對側以至少部分遮蔽該第一組電極與該第二組電極之間的該離子束路徑的周遭電場；一第二對輔助電極，平行該離子束之該高度並位於該離子束路徑之相對側；一對輔助電極遮罩，設置於該第二對輔助電極之相對端，該對輔助電極遮罩垂直於該離子束之該高度，其中該對輔助電極遮罩之一電位等於該第二對輔助電極之一電位。
  22. 如申請專利範圍第21項所述之電極組，其中該第一對輔助電極與 該第一組電極、該第二組電極、該第二對輔助電極及該對輔助電極遮罩電性隔絕，且其中該第一對輔助電極用於接收一電壓電源供應之一電壓。
  23. 如申請專利範圍第21項所述之電極組，其中該第一對輔助電極之至少一輔助電極沿一平行該離子束之該高度的方向轉變，使該第一對輔助電極之間的一距離增加或減少。
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