专利名称：细缝双间隙聚束器以及用于离子注入系统中离子聚束的方法
技术领域：
本发明主要涉及离子注入系统，具体地，涉及离子注入系统中经过改进的离子聚束的方法和设备。
背景技术：
在半导体器件的制造中，离子注入被用来给半导体掺杂杂质。在美国专利No.4,667,111中描述了一种高能(HE)离子注入机，该专利已被转让给本专利的受让人，在此全部被列出作为参照。这种高能离子注入机被用于基体内的深度注入以产生如倒置形阱。对于这种深度注入，注入能通常是1.5MeV(兆电子伏特)。尽管可以用更低的能量，这种注入器通常在至少300keV～700keV的能量之间进行注入。一些高能离子注入机能够提供能量水平高达5MeV的离子束。
参看图1，示出了典型的高能离子注入机10，其具有终端12；离子射束装置14以及终端站16。终端12包括由高压电源22提供电力的离子源20。离子源20产生提供给离子射束装置14的离子束24。该离子束24随后被导向终端站16中的目标晶片30。离子束24被离子射束装置14调节，该离子射束装置包含一个质量分析磁体26和一个射频(RF)的线性加速器(linac)28的。线性加速器28包括一系列的加速模块28a-28n，其中的每个加速模块为离子进一步加速，使其能量超过从前一模块所达到的能量。这些加速模块可以由一个高射频电压单独激励，该电压通常由谐振法产生，以保持所需的平均功率合理。质量分析磁体26只将荷质比适当的离子传递给线性加速器28。
高能离子注入机10中的线性加速模块28a-28n各自包括一个射频放大器、一个谐振器以及一个可激励的电极。为了在每一充电状态下将离子束24的离子加速到超过一兆电子伏特，如美国专利No.4,667,111所描述的一样，谐振器在约3-30Mhz的频率范围内运行，相应的电压约为0-150kV。当离子束24穿过不同的加速模块或加速段28时，其中的一些离子被正确加速，而其它的离子并没有被正确加速。因此，传统的线性加速器28达到的离子加速效率小于100％。特别地，传统的离子加速器可能将少于20％的来自质量分析磁体26的离子传递到终端站16中的目标晶片30。特别地，每个离子加速段28a-28n被调整或调节，以便给到那里的离子在容许限度或接受的范围内提供适当的的加速度。
在被加速之前，在离子被聚束或被分包的位置，有利于将离子保持在离子束内，从而更大百分比的离子被每个加速模块或加速段28加速。在传统的线性加速器28中，第一或第一和第二加速模块(如模块28a，28b)可以作为一个聚束器和加速器的结合体运行。但是，这样的聚束提供的离子传输效率有限。因此，典型的线性加速器28只能实现少于20％的离子传输。在离子注入装置中，希望将离子以受控的方式传递到工件如半导体产品上。在传统的系统中，其中大约80％由离子源产生的离子可能损失(如未提供给工件)，进行所需的注入需要更长的时间。因此，需要改进的方法和装置，用以在离子注入线性加速器中聚束离子，以增加传递到工件上的所产生的离子的百分比。
发明内容
本发明针对的是一种具有离子聚束器的与实现改进离子注入系统中的离子传输相关的线性加速器。本发明提供一种专用的聚束器段，用以确保在加速区内为离子注入机的加速段提供比迄今可能的更高百分比的所产生的离子。该聚束器段可以沿着离子注入系统中的射束通道定位在线性加速器段的上游，以便于将离子束或离子包提供给加速器的加速段。特别是，本发明通过离子注入系统的线性加速器提供高达例如，可用离子的60％的射束传输，因此，本发明比传统的离子注入装置和方法有显著的优势，后者在一些情况下只有少于有用离子的20％被正确加速。
本发明的一个方面提供不对称的双间隙聚束器，其提供了与离子注入系统中的离子传输相关的更大的优势和效率。在聚束器调制电极之前和之后分别设置第一和第二间隙，其中间隙尺寸不同，例如，其中第二间隙比第一间隙更大。
聚束器中的调制场相对于参比离子给某些离子加速，同时也给其它一些离子减速。在漂移区，被加速的离子赶上参比离子，被减速的离子减慢以允许参比离子(例如，以及被加速的离子)赶上，从而提供了净聚束效应。间隙的不对称性有利于给随后的线性加速器段提供更高百分比的有用离子，从而显著提高离子注入系统的离子传输效率。不对称双间隙聚束器可以作为一个聚束器段被包括在用于离子注入机的线性加速器系统内，其中，由聚束器电极产生的调制场强度可以显著低于线性加速器的加速交流电场的强度。通过这种方式，聚束器电极运行以调制直流离子束(例如，从上游质量分析磁体获得)，并且漂移区允许作为调制结果发生聚束。
根据本发明的另一方面，还提供细缝双间隙聚束器段及其调制电极，其提供与离子注入相关的更多优势。该调制电极包括在电极底部的细长的缝隙开口，其沿着射束通道纵向延伸穿过电极底部。该细缝可以具有大于1的高宽比，例如，其中细缝的高度大于细缝的宽度。该细缝允许比圆形的电极缝隙有更小的缝隙长度，从而导致在更宽的离子速率范围内进行有效调制。此外，细缝双间隙聚束器可以位于匹配四极子聚焦装置和线性加速器中的入口缝隙之间。在这种情况下，匹配四极子用来使被聚束的离子束形成一个圆形以注入第一加速段，还用来提供一个聚束器漂移区。这使离子注入装置长度减少。
为了实现前述的和相关的目的，本发明包括以下充分描述并在权利要求中特别指出的特征。以下说明和附图详细列出了本发明的某些说明性的内容以及实施方式。但是，这些仅仅说明了采用本发明的原理的可能不同方式中的一小部分。当结合附图阅读下文中详细的说明时，本发明的其它目的、优势及新颖性都将变得显而易见。
图1为具有线性加速器的高能离子注入机的示意框图；图2为传统线性加速器模块的示意图；图3为可用于离子注入系统的线性加速器的一部分的透视图；图4为根据本发明的一个方面所述的具有线性加速器和聚束器的典型的离子注入系统的示意图；图5为根据本发明所述的典型的聚束器和线性加速器的示意图；图6为根据本发明的另一方面所述的典型的不对称双间隙聚束器的透视图；图7为根据本发明所述的另一典型线性加速器的一部分的示意图；图8为根据本发明的另一方面所述的典型细缝双间隙聚束器的透视图；以及图9为根据本发明所述的另一典型线性加速器的一部分的示意图。
具体实施例方式
以下将结合附图对本发明进行描述，在附图中，相似的元件使用相似的附图标记进行标注。专用的离子聚束器段被提供用于在离子注入系统中聚束离子。该离子聚束器段可以在加速段上游的线性加速器中使用，以提供离子束或离子包，使得线性加速器中的离子损失减少。聚束器段可以在比随后的加速器段更低的能量水平条件下运行，并且还可以提供漂移区以便于离子聚束。本发明还包括一个不对称的双间隙聚束器段，以及一个细缝聚束器段以进一步提高离子注入效率。下文中还描述了用于使离子注入机线性加速器中加速离子的方法。
为了给本发明的特点提供来龙去脉，在此对线性加速器模块(如图1中的模块28a-28n)中射频放大器和谐振器的传统互连进行简要说明。参看图2，示出了传统的谐振器电路100，其具有与电阻RL和电容CS并联的感应器线圈L。可激励电极108与感应器L相连。电极108安装在两个接地电极112和114之间，并且可激励电极108和接地电极112及114运行以给离子束110加速。电容CS代表可激励电极108的电容，而电阻RL代表与具有感应器L和电容CS的谐振电路有关的损耗。选择电容CS和感应器线圈L的值以形成一个低损耗(高Q)谐振或“储能”电路100，其中图1所示类型的线性加速器系统中的每个加速器模块在相同的频率条件下产生谐振。一个射频(RF)信号从匹配网(未示出)在点116处相连，并通过电容CC与线圈L的高压端电容性地相连。
图3示出了模块化的线性加速器228的一部分的透视图。直流离子束224a沿着射束通道226被提供给加速器228(如从上游质量分析器磁体，未示出)。直流离子束224a可以具有例如细长缝隙的剖面，其沿通道226通过具有垂直细长缝隙232的入口缝隙230。离子束224a经过两套匹配四极子装置234和相应的接地电极236通常形成圆形剖面(未示出)，其中接地电极236各有一个位于沿通道226上的圆柱形缝隙238。
本实例中的线性加速器228还包括两个或更多的加速模块或加速段228a，228b，…，228n，其中n为整数，图3示出了这些模块中的两个(如加速段228a和228b)。加速器模块228n中的每一个模块给来自离子束224a的离子进一步加速，使其超过其在先前模块时达到的能量。加速模块228n可被由电源产生的高射频电压和谐振器(未示出)激励。当离子束224穿过不同的加速模块或加速段228n时，一些离子被加速，而另一些则没有。加速模块228a具有沿通道226位于可激励电极248之前和之后的一对接地电极246，其中可激励电极248可以被适当的射频能量源和谐振器(未示出)激励，以便实现沿着通道226给离子束224a中的离子加速。接地电极246通常与可激励电极248的间距相等，以在其间提供通常相等的第一和第二间隙250a和250b。相似地，第二加速器模块或加速段228b具有第一接地电极256，其沿通道226位于第二可激励电极258的上游。
可以沿着通道226，在第一和第二加速器段228a和228b之间提供四极子装置264(如静电四极子)，以在射束224穿过连续的加速器段228时为其提供径向聚焦。加速器228还可以包括更多的加速段或模块(未示出)，从而离子束224b可以被加速获得比提供给加速器228的直流离子束224a更高的能量。
参看图4，本发明的一个方面提供了一种离子注入机310，其包括终端312，离子射束装置314以及终端站316。终端312包括由高压电源322提供电力的离子源320。离子源320产生离子束324，其被提供给离子射束装置314。离子束324随后被导向终端站316中的目标晶片330。该离子束324由具有质量分析磁体340和射频(RF)线性加速器(linac)328的离子射束装置314进行调节。线性加速器328包括聚束器段340和一系列加速段或模块328a-328n，其中的每个模块给离子进一步加速，使其能量超过它们在先前模块时所达到的能量。加速段或模块可以通过高射频电压单独被激励，该电压通常由谐振法产生，以使所需的平均功率保持合理。例如，高能离子注入机310的加速段或模块328a-328b各自包括射频放大器，谐振器以及加速电极(未示出)。
根据本发明的一个方面，离子聚束器段340位于线性加速器的前方，介于质量分析磁体326和第一加速段328a之间。如图所示和如下文所述，离子聚束器段340可以包括沿通道324定位的聚束器电极，其与聚束器能量源(未示出)有效连接以产生调制交流电场。该调制电场作用在由质量分析磁体326提供的直流离子束上，以给加速段328a提供被聚束的离子。注入器310还具有控制器(未示出)，从而终端312、离子射束装置314和终端站316可以被操作，以对离子以受控方式注入工件310内产生影响作用。因此，通过这种控制器，可以实现对聚束器段340内的调制电场和线性加速器328内的加速场的控制。
简要参照图5，示意性地示出了作用在直流离子束352上的典型聚束器段350，以将离子束从那里聚合或“打包”，用来提供给离子加速段354。聚束器350可以以和图4中的聚束器340相似的方式运行，且加速段354也可以以和图4中的加速段328相似的方式运行。聚束器350接收具有均匀能量分布的直流离子束352，并将离子从那里分组到特定所需能量范围内的离子聚束356中，这些离子束随后被加速器354有效加速到所需的第二能量(如，或能量范围)。
本发明的另一方面包括具有不对称间隙的单电极聚束器，其进一步促进提高离子注入系统中的离子传输效率。如上文所讨论的，本发明设想了一种单调制聚束器电极，其可以位于两个接地电极(如，或接地聚焦装置，如静电四极子)之间。例如，聚束器可包括第一和第二接地电极，其中第一接地电极沿从聚束器电极到离子束入口端的射束通道定位，以限定其间的第一间隙。第二接地电极可以沿从聚束器电极到离子束出口的通道定位，以限定其间的第二间隙。根据本发明的另一方面，一个间隙可以制得比另一间隙大，例如，大约大10倍。而且，间隙中的一个或两个可以以机械方式或其它方式进行调节。
参看图6，示出了典型的双间隙聚束器500以及离子注入线性加速器528的不同元件。直流离子束(未示出)沿着射束通道526被提供给加速器528(如从上游的质量分析器磁体，未示出)。直流束可以包括例如细长缝隙的剖面，其沿着通道526穿过具有垂直细长缝隙532的入口缝隙530。直流射束经过两套匹配四极子装置534和相应的接地电极536形成大致呈圆形的剖面，其中接地电极536各包括一个沿通道526定位的圆柱形缝隙538。线性加速器528还包括不对称间隙聚束器500和一个或多个加速模块或加速段528n，其中n为整数，图6示出了这些模块中的一个(528a)。加速器模块528n中的每一个模块给来自离子束的离子进一步加速，使其能量超过其在先前模块时达到的能量。
聚束器500具有沿通道526位于调制聚束器电极548之前和之后的一对接地电极546a和546b，其中调制聚束器电极548可以被适当的射频能量源和谐振器(未示出)激励，以沿着通道526在射束中调制离子。接地电极546a和546b与调制电极548有间隔，以在其间分别提供第一和第二间隙550a和550b。
两个间隙中的一个(如第一间隙550a)具有这样的长度，使得与其相关的射频周期相比，通过该间隙的离子传输时间很小。穿越该间隙的离子经历了一次最大的能量变化，该能量变化略小于离子电荷与施加给被激励的聚束器电极548的峰值射频电压的乘积。另一间隙(如第二间隙550b)的长度大得多，使得离子通过该间隙的传输时间是射频周期的一大部分。穿过该间隙的离子经历了一次最大的能量变化，该能量变化远远小于离子电荷与施加给被激励的聚束器电极548的峰值射频电压的乘积。因此，离子束的能量调制的大部分都发生在两个间隙中更短的一个间隙里。
在传统的等间隙聚束器中，每个间隙中最大能量调制是相等的。在这种情况下，聚束效率强烈地依靠于从一个间隙的中心到达另一间隙的中心的离子传输时间。当间隙到间隙的通过时间是射频周期的一半时，由于第二间隙调制增强了第一间隙调制，因此效率最高。当间隙到间隙的离子传输时间为一个射频周期时，由于第二周期的调制趋于抵消第一周期的调制，因此效率最低。间隙长度不相等大大降低了聚束器效率对间隙到间隙的离子传输时间的依赖，使得效率几乎与离子种类无关。应该理解的是间隙长度的显著变化可以作为不超出本发明的领域范围而被采用和构思。概念上，正是间隙的不对称性使得允许一个间隙对聚束有所贡献，而在减少或取消由提及的第一间隙提供的有利聚束中，另一间隙比传统的对称间隙系统起更少的作用。此外，尽管上述实例中，第一间隙550a比第二间隙550b更小，应该了解的是第二间隙也可以制得比第一间隙更小，在这种情况下，二者功能可以转换。
应该注意的是可以调节间隙550a，550b中的一个或两个以使聚束器500适用于不同的离子种类。此外，激励调制电极548的电源是可调节的(如对于频率，相位，振幅等)。根据一个或多个系统性能参数提供适当的调制，由此，典型的聚束器500既能适应与加速器和离子注入系统共同使用，所述加速器和离子注入系统经过优化以加速和注入特定的离子种类；也能适应和那些其中的加速器自身可调的系统共同使用。
加速模块或加速段528a具有一个第一接地电极556，其沿通道526位于可激励电极558的上游；还具有一个位于可激励电极558下游的第二接地电极(未示出)。可激励电极558可被适当的电源和谐振器(未示出)激励，以影响离子以受控的方式沿通道526被加速到第二能量水平。可以在加速器系统528的聚束器段500和第一加速器段528a之间沿通道526提供一套四个聚焦四极子564，以便当离子束在经过连续的加速器段528n时提供射束的径向聚焦。加速器系统528可以包括更多的加速器段或模块528n(未示出)，由此可以产生被加速的离子束，其能量水平比提供给加速器528的直流离子束更高。
参看图7，示意性地示出了线性加速器系统528，其中被横向延长的直流离子束524a被提供给入口缝隙530(如具有细长缝隙开口)。射束524a的细长形状由匹配四极子534形成大致呈圆形的射束524b，其后射束524b被提供给加速器系统528的典型聚束器段500。聚束器段500将来自射束524b的离子分组或聚束成被聚束的离子束524c。如上文所述，聚焦四极子564在聚束器段500之后保持这种圆形，并且还可以提供一个漂移区以促进聚束。该被聚束的射束524c随后被提供给加速器系统528的加速段528a-528n，由此获得被加速的离子束524d，其具有比初始直流射束524a更高的能量。
根据本发明的另一方面，提供了一种聚束器，其可以直接作用在具有纵向剖面被横向延长的离子束(如射束524a)上。现在参看图8和图9，示出了另一典型线性加速器628的一部分，其具有加速器系统628的典型的细缝双间隙聚束器段600，沿射束通道626定位在其中具有细长缝隙开口632的入口缝隙630和随后的匹配四极子634以及相连的接地电极636之间。加速器系统628的一个或多个的加速段或模块628a-628n沿通道626位于四极子634的下游，其中的一个(如628a)在图8中示出。
典型的细缝双间隙聚束器600包括单调制聚束器电极648，其位于入口缝隙630和与四极子装置634相连的接地电极636之间，其中电极648包括一个横向延长的缝隙开口604。聚束器电极648与入口缝隙630有间隔，以限定其间的第一间隙650a。接地电极636沿通道626自聚束器电极648朝着加速段628a的方向间隔布置，以限定其间的第二间隙650b。根据本发明的另一方面，第二间隙650b可以制得比第一间隙650a更大，以获得与上述的不对称间隙相关的优点，例如，大约比第一间隙650a至少大10倍。如上文所述，还可以选择间隙的不对称作为通过间隙的离子传输时间和控制调制电压周期的调制频率的函数。
调制聚束器电极648的缝隙开口604允许无需预先形成圆形剖面(如通过匹配四极子装置)，直接将带状离子束引入聚束器600。因此，聚束器段600可以沿着射束通道626紧接着入口缝隙630定位。这就减少了加速器系统628的物理长度。如果需要，在经细缝双间隙聚束器600聚束之后，在引入初始的加速器段628a之前，利用匹配四极子634和相连的接地电极636，可以使离子束由细长形变成大致的圆形。在这种构造中，四极子634既用于沿着通道626进行离子束的径向成形，又用于提供漂移区(例如，或其中的一部分)，沿着该区，离子可以被有利地分组或聚束，如上文所述。
应该注意的是间隙650a，650b中的一个或两个可以是可调节，以使聚束器段600适用于特定的离子种类。此外，激励调制电极648的电源(未示出)是可调的(如，相对于频率，相位，振幅等)，以根据一个或多个系统性能参数提供适当的调制。
加速器系统628的加速模块或加速段628a包括一个第一接地电极656，其沿通道626位于可激励电极658的上游；和一个第二接地电极(未示出)，其位于可激励电极658的下游。可激励电极658可以被适当的电源和谐振器(未示出)激励，以影响离子以受控的方式沿通道626被加速到第二能量水平。可以沿通道626在聚束器段600和第一加速段628a之间提供匹配四极子装置634(如静电四极子)，以便当离子束在经过连续的加速器段628n时提供射束的径向聚焦。因此，来自聚束器600的具有细长剖面的被聚束的射束在被提供给第一加速段628a之前，通过四极子634可以形成大致圆柱形的射束。加速器系统628可以包括更多的加速器段或模块628n(未示出)，由此可以产生被加速的离子束，其能量水平比提供给加速器628的直流射束更高。
参看图9，横向延长的直流离子束624a被提供给入口缝隙630(如具有细长缝隙开口)。细长射束624a随后被提供给典型的细缝双间隙聚束器600。如上文所述，聚束器电极648的细长缝隙604允许聚束器段600直接作用在细长形状的直流离子束624a上。聚束器600将来自射束624a的离子分组或聚束成纵向聚束的离子束624b，其相似地具有细长的形状。然后，被聚束的离子束624b沿着通道626被提供给匹配四极子634，其使细长射束624b形成圆形的离子束624c。如上文所讨论的，在聚束器段600之后的四极子634也可以运行以提供一个促进离子聚束的漂移区。被聚束的射束624c随后被提供给加速器系统628的加速段628a-628n，由此获得被加速的离子束624d，其具有比初始直流射束624a更高的能量。
尽管只是针对一些方面和实施例对本发明进行了展示和描述，应注意的是阅读并理解了说明书和附图的本领域技术人员将会想到做相当的变化和调整。特别关于上文中所描述的元件(部件、装置、电路、系统等)实现的不同功能，用来描述这些元件的术语(包括涉及的“方式”)指的是，除非另有提及，实现所述元件的特定功能的任何元件(即，功能相当的元件)，即使其结构与所公开的结构不相等同但其实现的功能为本发明典型实施例所展示的功能。此外，虽然可能只相对于多个实施例中的一个对本发明的某个特点进行公开，当存在对于任何特定或特别的应用所需或有利的实施时，这个特点还可以和其它实施例的一个或多个其它特点相结合。此外，关于术语“包括”、“有”以及被用于详细说明或权利要求的它们的其它变化形式，这些术语都以和术语“包括”相似的方式，被包括在内。
工业适用性该系统可用于半导体加工领域，如离子注入，以通过改进离子聚束来提供改良的离子注入效率。
权利要求
1.用于沿一通道在离子加速器系统的入口端和加速模块之间的聚合离子的离子聚束器，该聚束器包括具有细长缝隙开口的第一接地电极，其形成用于具有细长缝隙形的横向剖面的离子束的入口缝隙；具有缝隙开口或圆形开口的第二接地电极，其沿着离子束通道朝着加速模块的方向定位；以及具有细长缝隙开口的可激励电极，其位于第一和第二接地电极之间，并限定其间的间隙，并与一能量源有效连接，并适于在可激励电极及第一和第二接地电极之间的间隙内分别产生调制电场，以将被聚束的离子提供给加速模块。
2.根据权利要求1所述的离子聚束器，其特征在于，与可激励电极相连的缝隙开口包括介于大约2和大约10之间的高宽比。
3.根据权利要求1所述的离子聚束器，其特征在于，与可激励电极相连的缝隙开口包括大约25毫米的横向高度和大约4毫米的横向宽度。
4.根据权利要求1所述的离子聚束器，其特征在于，该间隙具有不同长度。
5.根据权利要求4所述的离子聚束器，其特征在于，该间隙中的一个是可调节的。
6.根据权利要求4所述的离子聚束器，其特征在于，该可激励电极的能量源是独立可调的，以便改变与通道部分中的调制电场相关的频率、相位、场强中的至少一个。
7.根据权利要求1所述的离子聚束器，其特征在于，选择间隙使得间隙之一具有足够小的距离，使得其中的调制电场在离子通过它时大致均匀。
8.根据权利要求7所述的离子聚束器，其特征在于，间隙中的另一个具有比间隙之一更大的距离，使得其中的调制电场在离子通过它时变化显著。
9.根据权利要求4所述的离子聚束器，其特征在于，与离子聚束器相连的第一接地电极为离子加速系统形成了入口缝隙。
10.根据权利要求9所述的离子聚束器，其特征在于，与第一接地电极相连的缝隙和可激励电极的取向是相同的，从而当离子束具有与该缝隙大致对应的高宽比时促进离子聚束。
11.一种用于加速沿通道从离子注入系统的入口端到出口端的离子的线性加速器系统，该线性加速器系统包括至少一个加速模块，其具有至少一个与一加速器能量源有效相连的可激励电极，该电极适于产生第一交流电场以将离子从第一能量加速到第二能量；以及用于沿通道在入口端和至少一个加速模块之间分组离子的离子聚束器，该离子聚束器包括具有细长缝隙开口的第一接地电极，其为具有细长缝隙形的横向剖面的离子束形成入口缝隙；具有缝隙开口或圆形开口的第二接地电极，其沿着离子束通道朝向加速模块的方向定位；以及具有细长缝隙开口的可激励电极，其位于第一和第二接地电极之间，并限定其间的间隙，并与一能量源有效连接，并适于在可激励电极及第一和第二接地电极之间的间隙内分别产生调制电场，以将被聚束的离子提供给加速模块。
12.根据权利要求11所述的线性加速器系统，其特征在于，与可激励电极相连的缝隙开口包括介于大约2和大约10之间的高宽比。
13.根据权利要求11所述的线性加速器系统，其特征在于，与可激励电极相连的缝隙开口具有大约25毫米的横向高度和大约4毫米的横向宽度。
14.一种离子注入机，包括适于沿一条通道引导具有初始能量的带电离子的离子源；具有入口端和出口端的线性加速器系统，包括至少一个加速模块，其具有至少一个与一加速能量源有效相连的可激励电极，且该电极适于产生第一交流电场，以将离子从第一能量加速到第二能量；以及用于沿着通道在线性加速器系统中的入口端和至少一个加速模块之间分组离子的离子聚束器，该离子聚束器包括具有细长缝隙开口的第一接地电极，其为具有细长缝隙形的横向剖面的离子束形成入口缝隙；具有缝隙开口或圆形开口的第二接地电极，其沿着离子束通道朝向加速模块的方向定位；以及具有细长缝隙开口的可激励电极，其位于第一和第二接地电极之间，并限定其间的间隙，并与一能量源有效连接，并适于在可激励电极及第一和第二接地电极之间的间隙内分别产生调制电场，以将被聚束的离子提供给加速模块；终端站，其适于给工件定位，使得被加速到第二能量的带电离子冲击工件；以及与能量源相连的控制器，其适于控制线性加速器系统中的电场的有关振幅和相位。
15.根据权利要求14所述的离子聚束器，其特征在于，选择间隙使得间隙之一包括足够小的距离，使得其中的调制电场在离子通过它时大致均匀。
16.根据权利要求15所述的离子聚束器，其特征在于，间隙中的另一个具有比间隙之一更大的距离，使得其中的调制电场在离子通过它时变化显著。
全文摘要
公开一种用于线性加速器系统的离子聚束器段，用来使离子注入系统中的离子聚束。该离子聚束器段可以在一个或多个线性加速器段的上游使用，使得线性加速器系统中的离子损失减少。本发明还包括不对称双间隙聚束器段和用以进一步提高离子注入效率的细缝聚束器段。还公开了给离子注入机线性加速器中的离子加速的方法。
文档编号H01J37/147GK1545720SQ02816274
公开日2004年11月10日 申请日期2002年8月23日 优先权日2001年8月23日
发明者K·萨亚达特曼德, W·迪韦吉利奥, K 萨亚达特曼德, ぜ 申请人:艾克塞利斯技术公司