专利名称：离子束导件中保含离子束的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及离子注入系统，且特别是涉及将离子束保含在一离子注入系统内的改良装置和系统。
背景技术：
在半导体器件的生产制造中，离子注入作业被用以将杂质掺入半导体内。可借助一离子束，运用离子束注入器或离子注入系统处理硅晶片，以在集成电路的制造过程中生产出n或p型掺质区域或构成钝化层。当用于半导体掺质作业时，离子注入系统注入一选定离子种类以产生所需的异质材料。注入自例如锑、砷或磷的来源材料所产生的离子，会产获n型异质材料层，而若是需要p型异质材料层，则可注入例如硼、镓或铟的来源材料所产生的离子。离子注入系统通常包含一离子源，以从该可离子化来源材料产生带有正电的离子。可从该来源分离出所产生离子并且构成一离子束，这会被沿于一束线组件内的预设离子束路径而导向到一有时被称为末端站的注入站。该离子注入系统可包含延伸于该离子源与该末端站之间的离子束构成及塑形结构，该者可维持该离子束并限界于一长型内部孔洞或通道内，经此可将该离子束沿路径传送至一或更多支撑在该末端站上的晶片或工件。该离子束传送通道通常会是被予以抽空，用于减少离子通过撞击空气分子而偏转远离预设离子束路径的机率。
离子的荷质比会影响到被静电场与磁场所轴向及横向方向加速的程度。离子注入系统通常在离子源的下游的束线组件内包含一质量分析器，所述质量分析器具有一质量分析磁体，而可在该通道内跨于该离子束路径上产生一偶极磁场。该偶极磁场可运作以通过该通道的弧形区段内的磁性偏转，偏转该离子束内的各种离子。这可有效地隔离出具有不同荷质比的离子。这种选择性地将离子隔离成具有所需及非所需荷质比的处理称为质量分析。按此方式，可令经导入于晶片上的离子束非常纯净，这是因为具有所不希望的分子重量的离子会被偏转至远离该离子束路径的位置，且除所需材料外可避免注入其它的离子。
高能量离子注入常用于半导体晶片的深层注入物。相反地，高电流、低能量离子束通常是用于浅层的注入作业，此时离子低能量通常会造成维护离子束收敛性的困难。特别是，高电流、低能量离子束常是含有类似带电(正电)离子的高度集中性，这会倾向于因互相推斥而分散，这种空间电荷效应有时称的为离子束离扩。在高电流、低能量应用的情况下，离子束离扩会特别令人困扰，因为离子束内的离子高度集中(高电流)会加剧离子的互斥力度，而离子束的低传播速度(低能量)会令其暴露在比起高能量应用时更长时间的互斥力度下。“空间电荷中性化”是一种透过提供和/或产生包含带有正及负电粒子以及中性粒子的离子束等离子体，用以在一离子注入器内降低该空间电荷效应的技术，其中在该离子束所占据的空间中，带正及负电的粒子的电荷密度会大略相等。例如，当正电离子束与残余背景气体原子产生相互作用时，可产生一离子束等离子体，由此透过在离子束传送过程中的离子化撞击，产生出许多离子电子组对。因此，离子束是经与在离子束路径上背景残余气体的相互作用而变成部分中性化。
在高能量离子注入的情况下，离子束通常传播经过该离子束与残余或背景气体相互作用的副产品的弱性等离子体。此等离子体是倾向于藉提供沿该通道内的离子束路径的带负电电子，而将因离子束所引起的空间电荷中性化，从而大幅地消减掉否则另会布散或离扩该离子束的横向电场。不过，在低离子束能量下，与背景气体发生离子化撞击的机率非常低。并且，在一质量分析器的偶极磁场中，可大幅降低跨于磁场线上的等离子体扩散，但是沿磁场方向的扩散则未获限制。从而，在一质量分析器中引入或加置等离子体以改善低能量离子束保持功能其实多为徒劳无功，这是因为所引入的等离子体会快速地沿着偶极磁场线而被导离至通道壁部。此外，低能量注入系统通常遭受到电子会沿该束线组件而损失至壁部，这会降低这种电子离子注入系统用于空间电荷中性化的次数。因此是需要一种经改良的离子注入系统及装置，以降低电子损失，用于强化空间电荷中性化处理并防止或减少离子束离扩问题。
发明内容
本发明针对于离子注入系统及束线组件，其中在一离子束导件内提供有多尖点磁场，并且该离子束导件会被供能，以在一沿该离子束导件通道的前进波内提供微波电场。该磁场与电场可相互作用，以对于在该离子束导件通道内的离子束保含功能提供一电子-回旋共振(ECR)条件。本发明可结合适用于传送具有任何能量或是波形因数的离子束，例如具有圆形或长形轮廓(即如笔形离子束和/或带状离子束)或其它形状的低或超低能量离子束。
发明人已认知到通过等离子体而传播的离子束，如由离子束与残余或背景气体的相互作用所产生的离子束等离子体，会达到一稳态平衡，其中离子化及电荷交换所产生的电荷在一离子注入器的离子束导件中漏失。剩余的等离子体密度由因离子化撞击而产生的电荷与因残余空间电荷的正电荷推斥和因动能所生的电子逃逸所造成的离子束容量损失之间的平衡而引起。缺少了通过引入外部产生等离子体的等离子体强化或是离子束等离子体的强化，在极低离子束能量下，离子化撞击背景气体的机率相当地低。按这种方式所产生的电子会陷于离子束的高电位阱之内，轨道运行环绕并且通过该离子束，通过库伦(Coulomb)撞击而彼此相互作用，造成电子能量分布的热化。这些在该分布内而具有高于一残余气体分子的离子电位的能量的电子具有将一分子加以离子化的机率。离子化机率会随着电子能量减少而降低。
在一低能量离子束等离子体中，大部分的离子化会是由被捕陷的电子所产生。这些电子是从中心对边缘的离子束电位差而得到那些能量，而这又是造成离扩现象的同一参数。因此，若缺少外部产生的等离子体或是离子束等离子体强化，则传送低能量离子束会很困难。因为质量分析器内在涉及磁场，因此外部所产生的等离子体无法适当地沿一质量分析器导件的弧线长度而扩散，相反地会快速地沿磁场线的方向而扩散。发明人已进一步了解到也可通过在微波频率下，而通过电场在该离子束空间内产生额外的等离子体。按此方式，当在产生ECR条件的振幅下存在一适当磁场时，就会有效率地将微波能量传送给等离子体电子。
根据本发明的一个特点，提供一种离子注入系统及为此的束线组件，其中沿着一离子束导件通道的全部或局部提供磁场及微波电场，这是沿该离子束导件通过等离子体强化而相互作用以提供离子束保含功能。在所述的实例中，微波电场和多尖点磁场沿至少一部分的通道提供一电子回旋共振条件以供等离子体强化，由此防止或是禁止在离子束传送的过程中出现离子束离扩的情形。提供一种束线组件，所述束线组件包含一离子束导件，其具有至少一界定一通道以沿一离子束路径传送离子束的壁部，以及一磁性装置及一电源。该磁性装置可在该离子束导件通道内产生多尖点磁场，其中该磁性装置可为多个沿至少一部分通道安装的磁体，例如在后文中叙述及说明的一实施方式中，多个沿一或更多离子束导件的外部表面而安装的磁体。
该电源耦接于该离子束导件，以在该离子束导件通道内提供微波电场，在此该离子束导件运作如一波导器以提供该微波电场。该离子束导件可包含界定沿该路径的离子束导件通道的顶壁、底壁和侧壁，其中该离子束导件支持一沿该离子束导件而传播的前进波。在所示实施方式中，一馈送端口沿该离子束导件壁部中的一个进行设置，并且一微波耦接器连接至该馈送端口，以将微波功率从电源耦接至该离子束导件，用于激发单一微波模式或多重微波模式，作为一沿该离子束导件的前进波。该离子束导件可包括一入口壁部，该入口壁部包含一沿该路径且离子束会由此处通过的一个或更多的孔洞，且其中该入口壁部作为一种或多种微波模式的截断装置而运作，以产生在朝向该出口端方向上而沿着该离子束导件传播的反射波。该馈送端口可与该入口壁部隔开一定距离，使得该反射波和一来自该馈送端口的进入波大体上同相位，以供该前进波在朝向该离子束导件出口端的方向上沿着该离子束导件进行传播。
本发明另一特点涉及离子束保含方法，所述方法包括以下步骤沿一纵向路径将离子束从一离子源提供至一末端站；在该离子源与该末端站之间的离子束导件通道内提供一多尖点磁场；以及沿该离子束导件提供一前进波，其中该前进波和该多尖点磁场的微波电场协同作用，以沿着至少一部分的离子束导件通道提供离子束保含功能。该前进波可通过当一前进波在朝向该末端站的方向而沿该离子束导件所传播时，提供微波功率给该离子束导件以激发一单一微波模式或是多重微波模式的方式来产生。
以下描述和附图详细说明了本发明的一些示例性特点及实施方式。所述仅为多种其中可运用本发明原理的不同方式的示范方式。结合所述附图，并阅读本发明的详细说明，本发明的其它目的、优点与新颖特性更加明显。
图1A是一简化略图，图中示出了一典型低能量离子注入系统，所述离子注入系统具有一磁性装置和为离子束导件通电的电源，以根据本发明一特点进行离子束保含功能。
图1B是一截面俯视图，图中示出了根据本发明的另一低能量离子注入系统。
图2是一俯视图，图中进一步示出了图1B所示注入系统中的离子束导件。
图3是沿图2中线3-3所截取的图1B和图2中的离子束导件的截面图。
图4A是沿图2中线4-4所截取的图1B和图2中的离子束导件的截面图。
图4B是具有一其它可选磁体构造的图1B和图2中的离子束导件的截面图。
图4C是具有另一其它可选磁体构造的图1B和图2中的离子束导件的截面图。
图5A是一侧视图，图中示出了典型多尖点和偶极磁场，以及在图1B和图2中的离子束导件内的ECR区域。
图5B是一截面图，图中示出了在图1B和图2中的离子束导件位于该质量分析偶极磁场以外的部分中的多尖点常数向量电位轮廓线。
图5C是一截面图，图中示出了在图1B和图2中的离子束导件位于该质量分析器以外的部分中的多尖点常数磁场强度轮廓线。
图5D是一截面图，图中示出了在图1B和图2中的离子束导件位于该质量分析偶极磁场以内的部分中的多尖点及偶极常数向量电位轮廓线。
图5E是一截面图，图中示出了在图1B和图2中的离子束导件位于该质量分析器以内的部分中的多尖点及偶极常数磁场强度轮廓线。
图6A是一俯视图，图中示出了另一具有根据本发明的离子保含装置的典型离子注入系统。
图6B是一俯视图，图中示出了图6A内的系统中的束线组件进一步细节。
图6C是沿图6B中的线6C-6C所截取的一局部侧视图，图中示出了该离子束导件微波耦接器的进一步细节。
图6D及6E为立体图，图中示出了分别用于横向电子模式TE01及TE10的图6A及6B离子束导件内的电场。
图7A是一侧视图，图中示出了另一具有根据本发明的离子保含装置的典型离子注入系统。
图7B是一侧视图，图中示出了图7A内的系统的束线组件的进一步细节。
图7C是一侧视图，图中示出了图7A内的系统的离子束导件的进一步细节。
图7D及7E为侧视图，图中示出了图7A系统内的其它可选离子束导件实施方式。
图7F是一立体图，图中示出了对于横向电子模式TE10，图7E中离子束导件的中央「T」部分的电场。
图7G是一立体图，图中示出了对于横向电子模式TE10，图7E中离子束导件的一个终端部分内的电场。
具体实施例方式
下面参照附图对本发明进行说明，而在全文中使用相似的附图标记表示相似的元件。本发明可通过利用多尖点磁场及高频电场，在一经此传送通过一离子束的离子束导件通道内产生电子回旋共振(ECR)范围或区域来强化该离子束等离子体，例如在以低压而运作的低能量、高电流注入器的离子注入系统中提供离子束保含功能，而无需引入外部产生的等离子体。
在以下各附图和相对应的说明中，提供多个低能量注入系统和为此的束线组件实例，以说明本发明各项特点。然而，应了解本发明确可有利地运用于除所述如本揭示内容以外的各种实施方式。例如，各种典型实施方式在此的叙述方式按如一离子束保含装置的情况，所述离子束保含装置大体上沿一处于一离子源与一末端站或该末端站上游的解析器壳体间的束线组件离子束导件整个长度进行设置。本发明其它实施方式也可能落入所附权利要求的范围内，例如其中一离子束导件中的一个或更多磁性装置和能量化部分可沿该离子束路径位于该离子源与末端站之间的任意处。此外，可关联于高能量注入器，例如所述包含线性加速器装置的高能量注入器，以实施本发明各特点。此外，虽是结合批次型态末端站进行叙述，但是本发明还可利用其它型态的末端站进行实施，包括，但不限于，其中可注入一单一晶片的序列式末端站。
首先参见图1A，图中示出了根据本发明的一简化低能量离子注入系统10的示意图，所述低能量离子注入系统10具有一终端12、一束线组件14及一末端站16。该终端12包含一由一高电压电源22提供功率的离子源20。该离子源20产生一朝向该束线组件14的离子束24(如图1A中虚线所示)。该离子束24通过该束线组件14内的一质量分析器26受到调整，在此会在该质量分析器26内建立一偶极磁场，所述偶极磁场可运作以仅使具适当荷质比的离子通过一鉴别孔隙37到达该末端站16内的一晶片30处。该末端站16可为任意类型的末端站，例如一种操作以支撑一单一晶片30的序列式末端站，或是，一种适合于支撑多个晶片30以同时进行注入作业的批次末端站，其中该经调整的离子束24被导引朝向该末端站16内的目标晶片30。
根据本发明，系统10还包括一离子束保含装置，所述离子束保含装置具有包含多个永久磁体70的磁性装置、一能量化导体离子束导件72、以及一与该束线组件14相关的高频电源74。该电源74通过一位于该离子束导件侧壁处的馈送端76而耦接于该离子束导件72，在此由该磁体70所产生的各磁场和由该电源74所产生且该离子束导件72所维持的高频电场协同作用以促成离子束空间电荷的中性化，同时由此降低在通过该系统10的传输过程中，该离子束24出现离扩的可能性。该离子束导件72可在该离子源20及该末端站16之间，为通过该质量分析器26的离子束提供一通道。
在所示实例中，该永久磁体70沿由该离子束导件72所界定的通道范围进行设置，然而其它可选实施方式可仅沿其一部分来提供磁场。此外，该典型束线组件14和在下文中所示出和说明的其它实施方式可具有沿该上部和下部(即顶部及底部)离子束导件壁部的外部表面而安装的磁体70。不过，其它实施方式也是可能的，例如，磁性装置70可沿该离子束导件72的一个或更多侧壁或壁部进行设置，其可另外可选地或组合安装在由该离子束导件壁部所界定的通道的内部，其中本发明考虑到任何适合于在该离子束通道或其局部之内提供多尖点磁场的磁性装置。
至于下文中所述的实施方式，束线组件14在该离子束导件72内提供ECR等离子体，以便通过利用所述磁体70产生多尖点磁场，以及利用该离子束导件72和电源74产生高频电场，从而沿着该离子束24的路径提供离子束保含功能。在一特定实例中，该电源74在2.45GHz的微波频率下工作，以在该离子束导件通道内建立ECR范围，在此该磁场强度为约875高斯(G)。然而，其它实施方式也是可能的，例如其中该电源74根据本发明范围而在约900MHz到约15GHz的频率范围内工作，其中所有这些频率在此被称作微波频率，且所获得的场在此被称作微波电场。
下面参见图1B和图2-5E，图中示出了一典型超低能量(ULE)离子注入系统100，其包括一离子源112、一质量分析磁体114、一目标或末端站116，以及一具有根据本发明的离子束保含装置的束线组件115。一可膨胀不锈钢风箱组件118连接该末端站116和该束线组件115，以允许该末端站116能够相对于该束线组件115而移动。离子源112包括一等离子体室120和一离子分离器组件122。能量会被传递到一可离子化掺质气体内以在所述等离子体室120内产生离子。一般说来会产生正离子，然而本发明还适用于离子源112会产生负离子的系统。包含多个电极127的离子分离器组件122通过所述等离子体室120内的一狭缝分离出正离子。因此，该离子分离器组件122可运作以从所述等离子体室120中分离出一正离子束128，并且使分离出的离子加速进入该质量分析器磁体114。
该束线组件包含一质量分析磁体114，其可通过一解析器壳体123和一离子束中和器124而仅向该末端站116提供具有适当荷质比的离子。该质量分析磁体114包括一由一具有内部和外部侧壁204和206的铝质离子束导件200所界定的通道202内的弯曲的离子束路径208，而在此该通道202会被一真空泵131抽空。沿该路径208进行传播的离子束128会受到由该质量分析磁体114产生的偶极磁场的影响，以去除具有不适当荷质比的离子。该偶极磁场的强度和取向由电子控制设备132进行控制，所述电子控制设备通过一磁体连接器133的磁体114的磁场绕组来调整电流。该偶极磁场会导致该离子束128沿着该弯曲的离子来路径208，从一位于靠近该离子源112的离子束导件入口端210处的第一或入口轨迹线134，移动到位于靠近该解析壳体123的出口端212处的一第二或出口轨迹线135。而包括具有不适当荷质比的离子的离子束128部分128′和128″，会偏转远离该路径208的弯曲的轨迹线，并分别地进入该离子束导件206的侧壁204及206。按照这种方式，磁体114仅会让该离子束128中那些具有所需荷质比的离子通过到达该解析器壳体123。
该通道202进一步包含一磁性装置，所述磁性装置包括沿该通道202至少一部分横向设置的多个永久磁体220，所述磁体根据本发明的特点在其内提供一多尖点磁场。所述磁体220被安装在该离子束路径208上方和下方，以在该通道202内产生多尖点磁场(图1B中未示出)。在此，还通过一将一电源216耦接至维持前进波的离子束导件的微波注入端口214，在该通道202内提供高频(即如微波)电场。该多尖点磁场和该高频电场在该通道202内协同地相互作用而在其内产生一ECR条件。这可通过沿着该通道202产生等离子体，来强化或有助于在该通道202内的离子束保含效果。
由此对该离子束128进行质量分析并将该离子束128从该离子源112通过该离子束导件200传送到该解析器壳体123，所述解析器壳体包括一终端电极137、一用以聚焦该离子束128的静电透镜138，以及一放射剂量指示器如法拉第旗标号(Farady Flag)142。该离子束中和器124包含一等离子体倾注装置145，用于不然将会因被带正电离子束128注入而造成累积在目标晶片上的正电荷予以中性化。该离子束中和器和解析器壳体会由一真空泵143所抽空。然后将该离子束128传送到该末端站116，所述末端站包括一盘形晶片支架144，而将要进行处理的晶片W安装于其上。该晶片支架144通常位于一大体上垂直朝向于该注入离子束的方向取向的目标平面内。在该末端站116中的盘形晶片支架144由一马达146驱动旋转。由此，当该离子束按一圆形路径而移动时，就会撞击经安装在该支架上的晶片。该末端站116围绕该离子束的路径164和该晶片W的交点162进行枢转，从而可依此点来调整该目标平面。
图2-5E示出了该典型离子束导件200以及安装于其上的磁体220的进一步细节，其可根据本发明在该离子束通道202中协同地产生ECR范围。即如图2和3所示，该离子束导件200沿着该离子束路径208，提供一分别由内部及外部弧形侧壁204和206，以及顶壁和底壁222与224，所界定的弧形纵向通道202。离子束导件壁部204、206、222和224由铝制成，然而根据本发明可替代地运用其它非磁性材料。该离子束导件200可通过一约135度的弧度，沿着该路径208从该入口端210而纵向延伸至该出口端212。
该离子束导件200还包括一微波馈送或注入端口214，其可通过一同轴缆线218，将一高频微波能量(即如900MHz到15GHz)从该电源216耦接到该通道202。该离子束导件200可运作如一波导器，以通过维持一按朝向该出口端212的方向所传播的前进波，来在该通道202内维持该微波电场。来自该电源216的微波能量通过同轴耦接以将微波功率从该电源216耦接到该离子束导件200以提供给该端口214，以当一前进波沿该离子束导件200行进时可激发一单一微波模式或多重微波模式。在一个实例中，将由所述磁体220提供的多尖点磁场施加于通过该质量分析器114的离子束导件200各部分内的质量分析器偶极磁场之上，而在该离子束导件内的其它部分中，各磁体220的多尖点磁场是该离子束导件通道202内的主要磁场来源。
图3和4A示出了该质量分析器离子束导件200分别沿图2中线3-3和4-4的纵向和横向截面，其中图4B和4C示出了在该典型离子束导件200中两种可能的其它可选磁体组态。如图4A中可见，磁体220沿该垂直方向受到磁化，且交错排列以使得相邻磁体具有面对相反方向的相似极性磁极。为简明起见，具有朝向该通道202的南极的磁体220会被标注为220A，而具有朝向远离该通道202的南极的磁体220则被标注为220B，其中各磁体220分别沿顶部和底部离子束导件壁部222和224的外部表面进行安装。在该离子束导件200通过该质量分析器114的部分中，会例如通过一如图3所示具有垂直场线230的外部电磁体(图1B)，在该通道206内建立一偶极磁场。
下面参照图5A-5E，该典型偶极磁体220A及220B会产生单个磁场，如图5A内的典型场线232A及232B所示，所述单个磁场协同作用而分别地在靠近及相隔离于该通道206内的顶壁及底壁222及224处形成多尖点磁场。各图中所示出的磁体220A及220B的典型放置方式可说明在大体上垂直对齐(例如磁体220A位于磁体220B的正上方，磁体220B位于磁体220A的正上方)的顶壁及底壁222及224上的类似取向磁体220。然而，应意识到不同于在此所述和如图所示的其它取向也是可能的，且预期落入本发明范围内，一些实例可如图4B及4C所示。此外，应注意到尽管典型磁体220大体上为矩形，具有一定长度及宽度W及高度H，然而其它磁体形状也应被视为落入本发明范围内，包括，但不限于，弧形或楔形磁体。在所示实例中，磁体220A及220B为SmCo，其具有约100毫米的长度，宽度W约20毫米，高度H约5毫米，且彼此相互隔开一约40毫米的间距P。在此方面，各图中的所述结构并未必然地依比例进行绘制。
根据本发明的一个特点，图4A及图5A-5E中的磁体220A及220B可运作以在该离子束导件200的通道202内产生一多尖点磁场，所述多尖点磁场与来自该能量化离子束导件200的微波电场相互作用，以通过在该通道202内建立ECR范围或区域234提供经强化的离子束保含功能。各ECR范围234分别与该顶壁及底壁222及224间隔开一定距离236A及236B，在本实例中约为12毫米。等离子体在该离子束导件200内沿着离子束内隐性地出现，这是由于离子束与该通道202内的背景气体间的离子化撞击而产生的。此外，所产生的等离子体具有作为一稳态平衡的函数的密度，其中因离子化与电荷交换所产生的电荷会在例如当额外的电荷构成结果平衡于因残余空间电荷的正电荷排斥所致的漏失与因动能所生的电子逃逸时漏失给该离子束导件200。该稳态等离子体密度围绕该离子束128分布，并且将该离子束予以空间电荷中性化。
磁体220A及220B产生多尖点磁场232，所述多尖点磁场可通过将所述离子体维持在较高的稳态平衡等离子体密度水准来增加离子束保含效果。因此，该多尖点磁场可在低能量的条件下有助于高离子束电流，而甚至无须引入外部产生的等离子体。在该离子束导件200的质量分析器部分中，磁体220A及220B可利用磁性镜像效应来提供磁性离子束保含功能，其中沿着该离子束导件200各部分产生靠近该偶极磁场的磁极的递增磁场梯度。靠近顶壁及底壁222及224的磁场增加会沿着该离子束导件200在这些区域内引发磁性镜像效应。该磁性镜像效应可例如通过防止电子不会因为接触到所述壁部222及224而被从其中移除，以防止等离子体密度的过度耗竭。通过使电子漏失最小化，可改善维持有效的离子束引入的等离子体，而相较于传统离子束导件，可由此有助于在低离子束能量下得到更强的离子束保含功能。
如图5A-5E所示，所述磁体220A及220B的典型取向可有利地在各相邻磁体220间的区域内提供加成磁场线，尽管对于本发明而言这并不是必须的。此外，通过电源216及馈送端口214(如图2)在通道202内提供微波能量可提供磁场与电场之间的协同相互作用，从而在分别地距壁部222、224一定距离236A及236B的范围234内产生一ECR条件。该范围234内的ECR条件可有利地提供与一沿该路径208前进通过该通道202的离子束相关联的离子束等离子体强化作用，由此改善沿该离子束导件200的纵向长度的离子束整合效果。围绕一离子束在一个或更多范围234内产生该ECR条件，可通过协助将能量传送至环绕该离子束的等离子体来防止离子束离扩问题，从而强化等离子体。
当将一交替性电场施加到一静态磁场内的带电粒子上时，出现ECR条件，使得电场频率与环绕该静态磁场线的带电粒子的自然旋转频率相匹配。在该特定实例中，以约2.45GHz的频率提供电场，其中叠加的多尖点及偶极磁场(场232及230)在范围234内提供约875高斯的磁场强度。图5B及5C分别示出了在该离子束导件200位于该质量分析偶极磁场外的部分中的多尖点常数向量电位轮廓线及磁场强度轮廓线。图5D及5E分别示出了在该离子束导件200通过该质量分析器114的部分中的多尖点和偶极常数向量电位轮廓线及磁场强度轮廓线。
应意识到该通道206内的磁体220的大小、取向及间隔方式可供以能够按照所需的离子束保含目标来产生所述ECR范围234的位置。例如，可改变所述磁体220的强度，由此改变该离子束导件壁部222、224的内部表面与所述ECR范围234间的距离236A和/或236B。按照这种方式，可根据通道大小和/或所需离子束大小调整该距离236A及236B。此外，可改变相邻磁体220的间隔(如图4A内的间距P)，由此改变相邻ECR范围234的间隔。此外，可改变相邻磁体的磁极面的相对取向，由此在相邻磁体220之间提供加成的磁场线。许多不同的磁体大小、取向及间隔方式也是可能的，并且也被预期落入本发明范围内。在另一种可能的实施方式中(图中未示出)，提供包含具有尺寸为140×24×5毫米(长度×宽度W×高度H)的NdFeB的磁体220，而所述磁体间距P为32毫米。在该实例中，磁体被构造为一对两个具有南极面向于该通道202的相邻磁体，以及下一对具有南极面向远离该通道202的相邻磁体，这样使所述ECR范围234与该壁部222、224隔开约5毫米的距离236。
图4B示出了另一种可能组态，其中该磁化方向沿纵向方向，其中相邻磁体220的磁极相互面对。在所示实例中，图4B的磁体220是由具有尺寸为140×18×5毫米(长度×宽度W×高度H)的SmCo制成，且所述间距P为32毫米。该实例可在电场微波频率为2.45GHz条件下提供距该壁部222、224为约7毫米的距离236的各ECR范围234。图4C示出了又一种可能组态，其中磁体220交替布置在纵向及垂直磁极取向之间。在一如图4C组态而具有由尺寸为140×18×5毫米(长度×宽度W×高度H)且间距P为32毫米的SmCo制成的磁体220的实施方式中，对于2.45GHz的电场微波频率，各个ECR范围234距离该壁部222、224约11毫米的距离236。在另一实例中，磁体220是由NdFeB制成，具有尺寸140×24×7毫米(长度×宽度W×高度H)且间距P为32毫米，由此各ECR范围234距离该壁部222、224约22毫米的距离236。由此，磁体尺寸、材质、形状及取向在本发明范围内可改变，以获得任何的ECR范围234所需位置。
现参照图6A-6E，图中示出了另一典型低能量离子注入系统300，其包括一离子源312、一质量分析磁体314、一末端站316及一含有一根据本发明的离子束保含装置的束线组件315。该束线组件包含一离子束导件400，所述离子束导件400具有自一靠近该源312的入口端410延伸到一靠近一解析器323及一离子束中和器324的出口端412的铝质壁部。该离子束导件400界定一通道402，通过所述通道可将一离子束328从该源312传送到该末端站316。多个磁体420沿着该顶部及底部离子束导件壁部的外部表面进行安装，以在该离子束导件通道内提供多尖点磁场，且一电源316耦接于该离子束导件400以沿着至少一部分的通道402提供微波电场，所述微波电场与多尖点磁场相互作用，以提供在该离子束导件通道402内的离子束的离子束保含作用。
该离子束导件400通过该质量分析器314，其中来自所述磁体420的多尖点磁场与来自该质量分析器磁体的偶极磁场相加成，使得在该通道402内能够形成ECR共振范围或区域。如按前面所示及说明的其它注入器，该质量分析器314可运作以沿着朝向该末端站316的路径导引具有所需荷质比的离子。该能量化离子束导件400运作如一波导器，以维持一在朝向该出口端412的方向上传播的前进波，其中该电源316可在任何微波频率条件下工作，例如在一实例中为2.45GHz。该典型离子束导件400包括一沿着离子束导件外部侧壁设置的馈送端口376，以及一连接至该馈送端口376的微波耦接器378，以将微波功率从该电源316耦接至该离子束导件400，从而当一前进波沿该离子束导件400行进时，可激发出单一微波模式或多重微波模式。例如，可利用对于该耦接器378合适的同轴缆线至波导器模式转换器设计，该典型离子束导件在各微波频率激发为TE01、TE10或其它模式，由此沿着该通道402提供该前进波。该耦接器378包含一同轴馈送378a，以将该离子束导件400连接至该电源316的输出，以及可调整短截线调谐器378b，所述调谐器具有投射进入该离子束导件内部的杆体以供调整该离子束导件400的功率耦接处理(即如阻抗匹配)以供最大传输。操作上，可利用初始设定提供一前进波，而该通道402内无离子束或等离子体的方式，来设定该典型离子束导件，并且之后当在该离子束导件400内提供一离子束及等离子体时，可调整该调谐器378b。
在本实例内的离子束导件400还包括一靠近该入口端410的入口壁部430，其与该馈送端口376隔开一定距离432。该入口壁部430包括一沿该路径的狭缝形进入孔洞434，而该离子束328通过所述孔洞。该入口壁部430作为一种或多种微波模式的截断装置而运作，以产生在朝向该出口端412方向上而沿着该离子束导件400传播的反射波。可根据本发明提供任意形状任意数量的孔洞，其中各孔洞足够小以在该入口壁部430呈现截断导引，从而朝向该离子束导件400的出口端412反射回该电波。例如在本发明范围内可在该入口壁部430内可替换地提供圆形孔穴的蜂巢样式，或可替换地提供一长形细缝的格状样式。
此外，在该馈送端口376与该入口壁部430之间的典型间隔距离432使得反射波及一来自该馈送端口376的进入波大体上同相位，以提供前进波。一前进波可有利地提供沿着整个离子束路径的分散式微波电场，或选择该束线组件315内的各部分，其中所述及说明的典型导线组件装置可达到一低电压驻波比(VSWR)，由此避免靠近该馈送端口376处产生局部性高电场以及朝向该源312产生微波功率反射。由此，可在该离子束导件400的内部激发出单一微波模式，或是多重模式，为一前进波，其电场作为共振电场以建立ECR区域，用于进行等离子体强化及终获的离子束保含处理。
图6D及6E示出了分别地对于横向电子模式TE01及TE10的离子束导件400内的电场，图中示出在该离子束导件400的中央平面处(即如中央处)的高正场区域450、高负场区域452及零场区域454。所示实例提供一种在2.45GHz中央频率处，当该选定模式为TE01或TE1时的微波耦接设计，其中该传播方向为朝向该离子束导件400的出口端412。该离子束导件结构400的“T”区段提供将微波能量引入该通道402内，而不会阻滞该离子束。在入口端410处的进入孔洞434可允许离子束进入该通道402内，但会将其大小调整为在选定操作频率(如本例中的2.45GHz)下，呈现对于所述特定激发模式的截断条件。因此，会由该进入孔洞434的等同短路条件产生一反射波，在此该反射波会在“T”区段处与来自该馈送端口376的进入波相联合。由此可在该入口端410与该离子束导件400的“T”区段之间建立一前进波。
此外，间隔距离432(如该馈送端口376与等同短路进入孔洞434的相对位置)会使得该反射波与该进入波为同相位，从而在该“T”区段的另一输出支臂处产生一前进波。在该实例中，该距离432约为该典型2.45GHz作业频率的一半波长，以提供该进入波与该反射波之间的同相位关系。然而，本发明并不限于所述结构，其中可改变该主离子束导件及“T”馈送结构的尺寸，以对一种或多种给定模式及作业频率，能够将此微波到该“T”区段的输入支臂的反射最小化，其中该距离432可为该半波长的整数倍数。此外，如前述，可选择各磁体420的类型、大小、形状与取向以在该离子束导件400内提供任何所需ECR区域位置，其中所述ECR范围可为，但并非必须如此，在整个离子束导件通道402上为连续。并且，该耦接器378可为对一特定应用的任何所需同轴至波导器转换而设计。在这一方面，本文依照一矩形截面离子束导件(即如离子束导件400及其它本揭所述者)的TE01及TE10模式进行示例性说明，而对于具有矩形截面的离子束导件的其它模式或是具有其它截面形状的离子束导件，也可根据本发明受到激发。
在典型离子束导件400中，可使用约2.45GHz的中央频率以及约为+/-30MHz的频宽，达到高于80％的传输结果。在该特定注入作业中，该主离子束导件400在来源侧(如靠近该入口端410)具有一约90毫米的宽壁部尺寸，该尺寸逐渐减小至该出口端412约130毫米处。该狭窄壁部尺寸为约66毫米，具有300毫米的中央射线弯折半径。该“T”区段的输入支臂具有78毫米的宽壁部尺寸，及66毫米的狭窄壁部，其中该输入支臂长度并非关键。此外，在所示离子束导件400中，从该进入槽缝孔洞434到该“T”区段的输入支臂宽壁部中央处的距离432为218毫米，其中该作业波长为2.45GHz，真空(自由空间)为122.4毫米。在此实施方式中，3种对于矩形波导器具有最小截换频率的模式是单一TE10、TE01及TE11模式。对于单一TE10模式，离子束导件截换频率(例如15GHz/宽壁部尺寸为9厘米)是1.67GHz，该离子束导件波长(例如真空波长除以量值([1-(fc/f)2])的平方根)为167毫米，且在该出口端412的功率传输在中央围绕2450MHz的50MHz频带处会为约95％。对于单一TE01模式，该主导件截换频率fc(例如15GHz/6.6厘米的狭窄壁部尺寸)是2.27GHz，该导件波长(真空波长/量值[1-(fc/f)2]的平方根)为32.5厘米，同时中央频率围绕2450MHz的50MHz频带内，该出口端412处的功率传输为90％。对于单一TE11模式，该主导件截换频率为fc(例如15GHz乘以该量值[1/a2+1/b2]的平方根，其中a为宽壁部尺寸13厘米，b为狭窄壁部尺寸6.6厘米)是2.55GHz，且低于此频率即不会传播至该出口端412。
对于该典型结构，在设计中排除掉较高阶的模式，其中选择在该主导件内传播TE10或TE01依照激发作业而定。有可能部分的较高阶模式实际上会较为有利，但是要将微波功率保持在一特定高阶模式下会不容易达成。在所述实例中，该宽壁部尺寸a为TE10所控制，或是该狭窄壁部尺寸b为TE01所控制，由此控制该导件波长。对于一理想微波传输线，该离子束导件400“T”区段的输入端口(例如中央)位于距离该进入孔洞434的截换处约n*(一半导件波长)处(例如距离432)，其中真实设计或会因为该离子束导件结构400的三维性质，例如通过尝试错误的方式将按一特定中央频率(即如2.45GHz)的传输予以最佳化，而偏离于此数值。此外，该离子束导件400的波长及阻抗可因出现等离子体负载而改变，其中该短截线调谐器378b对该离子束导件400提供一可调整性，其中可提供有任意数量(例如多数情况下为2或3个)的调谐器378b，以适应任何负载阻抗。
下面参照图7A-7G，也可以对称性束线组件的方式实施本发明各种特点。图7A示出了一离子注入系统502，其包含一用于沿一纵向离子束路径产生一长形(即如带状)离子束的离子源504，其中于2002年7月31日提出的，已转让给本发明的受让人Axcelis Technologies公司且题目为「Symmetric Beamline and Methods for Generating aMass-Analyzed Ribbon Ion Beam」的美国专利申请第10/210,124号中对该系统502进行了描述，所述申请作为参考而被整体引用。该系统502包含一位于该离子源504的下游的束线组件512，所述束线组件包含一离子束导件530、一通过一耦接器578提供微波功率给该离子束导件530的微波电源516，及一质量分析器，所述质量分析器包含沿该路径所置放的第一及第二磁体522及524，以接收来自该源504的离子束。该耦接器578包含一用以接收来自该电源516的功率的同轴馈送578a，以及一对短截线调谐器578b。该质量分析器514可运作以跨于该路径上提供一磁场，以在各种按照质量(即如荷质比)的轨迹线处，将源自于该源504的进入长形离子束的离子加以偏转，由此将具有类似或等同比例值与轮廓的长形质量分析输出离子束提供给一末端站518。该末端站518会沿着路径支撑一或更多例如半导体晶片(图中未示出)的工件，以利用来自束线组件512的经质量分析离子束进行离子注入作业。
该第一质量分析器磁体522为所需质量离子的长形离子束质量分离处理提供一第一磁场，其中前进通过该第一磁场的离子受力，所述力将具所需质量的个别离子沿该束线组件512离子束路径进行导引，且使具有所不希望质量的离子偏转远离该路径。在该对称束线组件的离子束路径中点处的鉴别孔隙526会仅让那些具所需质量的离子通过，而同时截阻所不希望的离子。大致类似的第二磁体524沿该路径而位于该第一磁体522以及该鉴别孔隙526的下游处，且提供一第二磁场，以准直位于其中的经质量分析的离子束，由此将具所需质量的个别离子导引至该末端站518而成为一长形的经质量分析离子束，其中该离子束会按一长形带状轮廓方式进入并离出该离子束导件530，但是经过该鉴别孔隙526会具有一较小轮廓(即如铅笔状离子束)。
如图7B-7E所进一步示出，离子束导件530为一铝质结构，其支撑两个例如按TE01或TE10模式并在该离子束导件530内被对称地激发的前进波，在此，该离子束导件530所界定的离子束通道会被连接到一“T”馈送器的两个输出支臂处。在所示出的系统502中，该离子束导件530的宽臂部的尺寸会改变，以适于带状离子束传送，其中该“T”部分会并合该鉴别孔隙526以使具选定质量的离子束通过此处。所述磁体532沿该宽臂部的一外部表面进行安装，以在该离子束导件通道内提供多尖点磁场，其中该电源516耦接于该离子束导件530，以沿至少一部分的通道提供微波电场而与该多尖点磁场相互作用，用以在该离子束导件通道内提供该离子束的离子束保含功能。在该离子束导件530通过该质量分析器磁体522及524处，来自所述磁体532的多尖点磁场与来自该质量分析器磁体522及524的偶极磁场相加合，其中可在该离子束通道内建立出ECR共振范围或区域。
能量化离子束导件530适合于维持一从该“T”部分朝向该来源504以及朝向该末端站518(图7A)两者方向所传播的前进波，其中该电源516可以任何微波频率，例如一实例中的2.45GHz，而运作。该典型耦接器578可将微波功率从该电源516耦接至该“T”结构馈送端口，以激发一单一微波模式或多重微波模式，作为一沿该离子束导件530的前进波，例如其中该离子束导件530可按各微波频率而激发为TE01、TE10或其它模式，利用对该耦接器578属适当的同轴至模式转换器设计，由此提供前进波以有助于ECR等离子体产生作业及如前所说明的相对应离子束保含优点。图7F及7G分别示出了对于按2.45GHz所能量化的TE10模式，在该离子束导件530的各中央及末端局部的各电场，示出了该离子束导件530的宽臂部上的高正场区域550及高负场区域552。
尽管已按参照一种或更多实施方式对本发明进行了陈述及说明，但是可对各所述实例进行替代和/或修改处理，而不悖离所附权利要求所限定的本发明的精神及范围。特别是关于由上述各项元件或结构(区块、单元、引擎、组件、装置、电路、系统等)所执行的各种功能，用以描述所述元件或结构的各名词(包含所谓的“装置/方法”(means))旨在对应，除另说明外，于任何执行所述元件的特定功能(亦即功能性地等同)的元件或结构，即使是并非结构性地等同于执行在所述本发明典型实施方式内的功能的披露结构亦然。此外，尽管参照多项实施方式中仅一实例来说明本发明的一特定特性，但是该特性可依对任何给定或特定应用为有需要且属有利者，而经合并于其它实施方式的一或更多其它特性。此外，即以“包含”(including)、“包含”(includes)、“具有”(having)、“具有”(has)、“具”(with)等名词或那些变化运用在详细说明与权利要求内，这些名词是按类似于名词“其中包含”(comprising)的方式而属含入性质。
权利要求
1.一种离子注入系统，包括一离子源，其适合于沿一路径产生一离子束；一束线组件，其位于该离子源的下游处，该束线组件包含一离子束导件，具有至少一界定一通道的壁部，通过所述通道沿该路径而传送该离子束；一磁性装置，其适合于在该离子束导件通道内提供多尖点磁场；和一电源，其耦接于该离子束导件，以在该离子束导件通道内提供微波电场，其中该微波电场和多尖点磁场提供该离子束导件通道内的离子束保含功能；以及一末端站，其沿该路径设置在该束线组件的下游处，该末端站适合于沿该路径支撑一晶片，以利用该离子束进行注入作业。
2.如权利要求1所述的离子注入系统，其中该磁性装置包含多个沿该通道的至少一部分安装的磁体。
3.如权利要求2所述的离子注入系统，其中所述多个磁体是沿至少一个离子束导件壁部的一外部表面进行安装的。
4.如权利要求3所述的离子注入系统，其中该束线组件包含一质量分析器，所述离子束导件的一部分穿过该质量分析器，该质量分析器适合于接收来自该离子源的离子束，并且适合于沿着该路径朝向该末端站导引具有所需荷质比的离子。
5.如权利要求4所述的离子注入系统，其中该微波电场和多尖点磁场至少在通过该质量分析器的离子束导件通道的一部分内提供离子束保含功能。
6.如权利要求5所述的离子注入系统，其中该微波电场和多尖点磁场沿着至少一部分通道提供电子回旋共振条件。
7.如权利要求7所述的离子注入系统，其中该离子束导件运作为一波导器，以维持该离子束导件通道内的微波电场。
8.如权利要求7所述的离子注入系统，其中该离子束导件包含一顶壁、一底壁，以及第一和第二相对的侧壁，其中该顶壁、底壁与侧壁从邻近该离子源的入口端延伸到靠近该末端站的出口端，从而沿该路径界定出离子束导件通道，且其中该离子束导件维持沿该离子束导件在朝向该末端站方向上所传播的前进波。
9.如权利要求8所述的离子注入系统，其中该离子束导件包含一馈送端口，其沿该离子束导件的入口端与出口端之间的顶壁、底壁及侧壁中的一个进行设置；和一微波耦接器，其连接至该馈送端口，以将来自该电源的微波功率耦接到该离子束导件上，用以当一前进波沿着该离子束导件行进时，激发一单一微波模式或多重微波模式。
10.如权利要求9所述的离子注入系统，其中该离子束导件包含一靠近该离子束导件的入口端的入口壁部，该入口壁部包含一沿该路径且离子束会由此处通过的进入孔洞，且其中该入口壁部作为一种或多种微波模式的截断装置而运作，以产生在朝向该末端站方向上而沿着该离子束导件传播的反射波。
11.如权利要求10所述的离子注入系统，其中该馈送端口位于该离子束导件的入口端与出口端之间，且与该入口壁部隔开一定距离，使得该反射波和一来自该馈送端口的进入波大体上同相位，以供该前进波在朝向该末端站的方向上沿着该离子束导件进行传播。
12.如权利要求1所述的离子注入系统，其中该束线组件包含一质量分析器，至少一部分所述离子束导件穿过该质量分析器，该质量分析器适合于接收来自该离子源的离子束，并且适合于沿着该路径朝向该末端站导引具有所需荷质比的离子。
13.如权利要求1所述的离子注入系统，其中该微波电场和该多尖点磁场沿着至少一部分的通道提供一电子回旋共振条件。
14.如权利要求1所述的离子注入系统，其中该离子束导件运作为一波导器，以维持该离子束导件通道内的该微波电场。
15.如权利要求14所述的离子注入系统，其中该离子束导件包含一顶壁、一底壁，以及第一和第二相对的侧壁，其中该顶壁、底壁与侧壁从邻近该离子源的入口端延伸到靠近该末端站的出口端，从而沿该路径界定出离子束导件通道，且其中该离子束导件维持沿该离子束导件在朝向该末端站方向上所传播的前进波。
16.如权利要求15所述的离子注入系统，其中该离子束导件包含一馈送端口，其沿该离子束导件的入口端与出口端之间的顶壁、底壁及侧壁中的一个进行设置；和一微波耦接器，其连接至该馈送端口，以将来自该电源的微波功率耦接到该离子束导件上，用以当一前进波沿着该离子束导件行进时，激发一单一微波模式或多重微波模式。
17.如权利要求16所述的离子注入系统，其中该离子束导件包含一靠近该离子束导件的入口端的入口壁部，该入口壁部包含一沿该路径且离子束会由此处通过的进入孔洞，且其中该入口壁部作为一种或多种微波模式的截断装置而运作，以产生在朝向该末端站方向上而沿着该离子束导件传播的反射波。
18.如权利要求17所述的离子注入系统，其中该馈送端口位于该离子束导件的入口端与出口端之间，且与该入口壁部隔开一定距离，使得该反射波和一来自该馈送端口的进入波大体上同相位，以供该前进波在朝向该末端站的方向上沿着该离子束导件进行传播。
19.一种用于在离子注入系统内将离子束从离子源传送至末端站的束线组件，该束线组件包含一离子束导件，其具有至少一界定一通道的壁部，通过所述通道沿该路径而传送该离子束；一磁性装置，其适合于在该离子束导件通道内提供多尖点磁场；和一电源，其耦接于该离子束导件，以在该离子束导件通道内提供微波电场，其中该微波电场和多尖点磁场提供该离子束导件通道内的离子束保含功能。
20.如权利要求19所述的束线组件，其中该磁性装置包含多个沿该通道至少一部分安装的磁体。
21.如权利要求20所述的束线组件，其中所述多个磁体是沿至少一个离子束导件壁部的一外部表面进行安装的。
22.如权利要求20所述的束线组件，其中该束线组件包含一质量分析器，所述离子束导件的一部分穿过该质量分析器，该质量分析器适合于接收来自该离子源的离子束，并且适合于沿着该路径朝向该末端站导引具有所需荷质比的离子。
23.如权利要求22所述的束线组件，其中该微波电场和多尖点磁场至少在通过该质量分析器的离子束导件通道的一部分内提供离子束保含功能。
24.如权利要求19所述的束线组件，其中该微波电场和多尖点磁场沿着至少一部分通道提供电子回旋共振条件。
25.如权利要求24所述的束线组件，其中该离子束导件运作为一波导器，以维持该离子束导件通道内的微波电场。
26.如权利要求25所述的束线组件，其中该离子束导件包含一顶壁、一底壁，以及第一和第二相对的侧壁，其中该顶壁、底壁与侧壁从入口端延伸到出口端，从而沿该路径界定出离子束导件通道，且其中该离子束导件维持沿该离子束导件在朝向该末端站方向上所传播的前进波。
27.如权利要求26所述的束线组件，其中该离子束导件包含一馈送端口，其沿该离子束导件的入口端与出口端之间的顶壁、底壁及侧壁中的一个进行设置；和一微波耦接器，其连接至该馈送端口，以将来自该电源的微波功率耦接到该离子束导件上，用以当一前进波沿着该离子束导件行进时，激发一单一微波模式或多重微波模式。
28.如权利要求27所述的束线组件，其中该离子束导件包含一靠近该离子束导件的入口端的入口壁部，该入口壁部包含一沿该路径且离子束会由此处通过的进入孔洞，且其中该入口壁部作为一种或多种微波模式的截断装置而运作，以产生在朝向该末端站方向上而沿着该离子束导件传播的反射波。
29.如权利要求28所述的束线组件，其中该馈送端口位于该离子束导件的入口端与出口端之间，且与该入口壁部隔开一定距离，使得该反射波和一来自该馈送端口的进入波大体上同相位，以供该前进波在朝向该出口端的方向上沿着该离子束导件进行传播。
30.如权利要求19所述的束线组件，其中该离子束导件运作为一波导器，以维持该离子束导件通道内的该微波电场。
31.如权利要求30所述的束线组件，其中该离子束导件包含一顶壁、一底壁，以及第一和第二相对的侧壁，其中该顶壁、底壁与侧壁从入口端延伸到出口端，从而沿该路径界定出离子束导件通道，且其中该离子束导件维持沿该离子束导件在朝向该出口端方向上所传播的前进波。
32.如权利要求31所述的束线组件，其中该离子束导件包含一馈送端口，其沿该离子束导件的入口端与出口端之间的顶壁、底壁及侧壁中的一个进行设置；和一微波耦接器，其连接至该馈送端口，以将来自该电源的微波功率耦接到该离子束导件上，用以当一前进波沿着该离子束导件行进时，激发一单一微波模式或多重微波模式。
33.如权利要求32所述的束线组件，其中该离子束导件包含一靠近该离子束导件的入口端的入口壁部，该入口壁部包含一沿该路径且离子束会由此处通过的进入孔洞，且其中该入口壁部作为一种或多种微波模式的截断装置而运作，以产生在朝向该出口端方向上而沿着该离子束导件传播的反射波。
34.如权利要求33所述的束线组件，其中该馈送端口位于该离子束导件的入口端与出口端之间，且与该入口壁部隔开一定距离，使得该反射波和一来自该馈送端口的进入波大体上同相位，以供该前进波在朝向该出口端的方向上沿着该离子束导件进行传播。
35.一种在离子注入系统中提供离子束保含功能的方法，包括以下步骤沿一纵向路径将离子束从一离子源提供至一末端站；在该离子源与该末端站之间的离子束导件通道内提供一多尖点磁场；以及沿该离子束导件提供一前进波，其中该前进波和该多尖点磁场的微波电场协同作用，以沿着至少一部分的离子束导件通道提供离子束保含功能。
36.如权利要求35所述的方法，其中提供该前进波的步骤包括向该离子束导件提供微波功率，以当一前进波按朝向该末端站的方向而沿着该离子束导件传播时，激发一单一微波模式或多重微波模式。
全文摘要
提供一种离子注入系统以及为此的束线组件，其中在离子束导件内提供多尖点(Multicusped)磁场，且该离子束导件被供能，以在一沿该离子束导件通道的前进波内提供微波电场。该磁场及电场相互作用，以为在该离子束导件内的离子束保含功能提供一电子－回旋共振条件。
文档编号H01J37/32GK1795528SQ200480014193
公开日2006年6月28日 申请日期2004年5月21日 优先权日2003年5月23日
发明者约翰.强.叶, V·班威尼斯特, M·克里斯托佛罗 申请人:艾克塞利斯技术公司