可调节的质量分辨孔的制作方法_3

文档序号:9493814阅读:来源:国知局
和/或从离子束去除离子。
[0052]图2示出现有技术的质量分辨孔的示例,其是作为现有技术在此再现的美国专利N0.7,399,980的图4。本MRA的实施例可以涉及图2的MRA的修改,以包括定位在邻近离子束穿过其的孔的鳍片。这种鳍片可以具有最接近迎面而来的离子束的引导部分;以及在特定实施例中,从引导部分弯曲以形成与引导部分邻近的凸表面的表面,以将停止在这种凸部的离子偏转出离子束。这种鳍片同样可以具有两个或更多区段(例如,鳍片体积的每一个区段),其具有电荷和/或磁特性。这种鳍片可以定位于沿着确立离子束宽度的侧边的一部分或整个边缘,和/或沿着确立离子束高度的顶部和底部侧边的边缘的一部分或全部。这种板的实施例可以具有一个、两个、三个或更多的开口,每一个具有诸如高度和宽度的所需尺寸。分辨孔组件400的修改的实施例可具有支撑分辨板404的组装臂402,该分辨率板404具有诸如三个分辨孔406、408和410的一个或多个开口 (1,2,3,4...η)。实施例可以允许组件例如经由致动器被移动,所以所选择的孔对应于选择的束包络和/或可选择的质量分辨。该组件还可以移动以适应与上游(未示出)的质量分析仪的可能角度调节范围对应的变化束路径。因为孔开口的第一、第二和第三位置在操作期间是沿着侧边的,所以束的某些材料或部分可以穿过非选择孔中的一个孔。
[0053]图3Α示出质量分辨孔组件30的实施例。在图3Α中的孔开口位置一般对应于在图2中所示的孔开口 410(在页面的平面中)。该组件包括侧边31、32、33和34,其中侧边在X和Υ方向上滑动,以创建各种开口尺寸和位置。侧边被示出,其具有相同的宽度,并且具有没有从侧边边缘向回延伸足够远以阻挡开口的部分的长度,一旦侧边移动到图3C中示出的位置,则侧边在图3Α中正阻挡,为了绘图的便利其已经被完成,以使得侧边的运动范围可被强调。诸如齿轮、轨道、联动、致动器和马达的各种机构可用于控制侧边的移动。侧边31、32、33和34分别沿着边缘41、42、43和44内侧的孔滑动。孔侧面31-34可以相对于具有开口的背板滑动,该背板允许将孔开口调节到侧边31-34的操作范围内的任何开口尺寸。
[0054]图3Β示出移动到操作范围内的最大开口孔并且可对应于背板开口的尺寸和位置的侧边31-34。这种背板可用作用于侧边到用于移动侧边的结构的互连的安装件。这个开口可以超过从质量分析仪310出来的束包络,以使得MRA可以通过将侧边打开到该最大开口来从束路径“去除”。在注入之前的最大开口的使用对质量分辨孔下游的束诊断是有用的。该最大开口设定也可以用于某些清洗技术,其中离子束或其它气体通过质量分辨板下游的系统来增殖。
[0055]图3C示出侧边31-34移动从而孔被完全关闭。该设定阻挡离子束,并且可以用于束集堆(beam dump),在该束集堆中磁场在该质量分析仪310中仍然可操作。该设定同样可用于某些清洗技术,其中离子束或其它气体通过上游并且包括质量分辨孔的系统来增殖。如在图3C中可见的,对于具有在X和Y方向以及可选地Z方向中可移动的所有四个侧边的实施例,对于四个侧边的各种位置可以创建闭合位置。在实施例中,完全闭合的位置完全阻挡离子束。
[0056]侧边的其它位置可以被选择。用于孔开口(例如用于开口中心的位置,或用于开口的角落)的任何位置在操作范围内可以被选择。此外,具有背板的组件30、不具有背板的组件30,和/或组件、背板和其它结构可选地在操作范围内可从侧边到侧边(X轴)、向上或向下(Y轴)、向前或向后(Z轴)移动,以调节相对于离子束309的开口。
[0057]质量分辨孔组件30可以可操作地耦合到电源340、339。控制系统337可用于控制、调节离子源302、质量分析仪313、质量分辨孔组件30、扫描元件322、平行器329以及束轮廓绘制系统331和/或装置的其它可操作方面,和/或与离子源302、质量分析仪313、质量分辨孔组件30、扫描元件322、平行器329以及束轮廓绘制系统331和/或装置的其它可操作方面通信。束诊断系统338可以连接到控制系统337,以允许系统内的迭代变化来管理在注入过程之前、期间和/或之后的束特性。因此,例如控制系统337可以在将工件335转动到系统末端站336中之前,将质量分辨孔侧边31-34设定在图3B的完全打开孔处,以使得例如束诊断完成并且参数被设定。一旦束参数被设定,则控制系统337可以移动侧面31-34到与所需参数匹配的任何所需的孔开口,以便例如启动、修改和/或终止注入过程。然后,在注入过程期间,例如,控制系统337可使用来自束诊断系统338的数据以逐渐地移动质量分辨孔组件30或侧边31-34,以管理和/或优化束特性。在注入过程之后或在新的工件(未示出)转动到末端站336的时间期间,例如控制系统337可以移动侧边31-34到图3C的完全闭合的位置,用于清洁过程或其它目的。控制系统337将能够移动侧边31-34到图3C用于束集堆的完全闭合位置,而在质量分析仪中的磁场是可操作的。质量分辨孔组件30的功能可以实时地迭代进行。通过在每个开口或用于开口的子集的一个或多个侧边上或侧边的节段上引入例如鳍片的弯曲内侧边缘,本MRA的实施例可以修改传统的质量分辨孔,该传统的质量分辨孔的示例在图2中示出。在本发明的示例性实施例中,如在此示出和描述的弯曲表面可以用于孔内侧边缘。如在此描述的弯曲表面可以用作用于任何传统的质量分辨孔(包括例如在图2中示出的现有技术)的内侧边缘。随着离子束309到达质量分辨孔组件(在图2中示出的现有技术系统中的314),它仍然以相对的高能量行进,以减轻空间电荷吹起的倾向。减速级327在孔的下游,因此排除的离子种类正以相对高的速度碰撞质量分辨孔的引导缘,该相对高的速度具有溅射污染物(包括预先存在的残余物)到离子束中的倾向,所述污染物可能被夹带到束中,并且找到它们到工件335的路线。这在高束电流、更重质量的簇分子、具有窄范围的质量分散的多个一种离子源和多种离子源中是特别明显的。弯曲表面具有胜于呈现较小表面的其它表面的优点,以在排除点处撞击,并且排除的离子种类不齐平冲击弯曲表面,并且当它们偏转时,连续的离子束已经向下游移动,因此使具有来自被夹带的排除的离子种类的污染物以污染工件的可能性减少。在注入运行时间期间,来自排除的离子种类的残余物可在质量分辨孔上积聚,但它远离开口孔并且在质量分辨孔的弯曲边缘之后。如在此所述的弯曲表面可以在系统内的其它表面上使用,其中从上游系统部件排除的离子种类、排除的中性带电或负性带电粒子或污染物损耗掉,撞击表面。在此以公开的方式,来自于从工件335上游的任何地方重新进入生产线的排除污染物将有助于生产质量和效率。
[0058]图5B示出具有单个孔开口的矩形质量分辨孔,而不是在图5A中示出的环形形状。沿着在新表面40内的侧壁14在图5A和5B中示出。虽然图5A和5B示出侧壁14,但该侧壁可增厚以使得侧壁成为诸如在图2中所示的板,并且该图然后表示从板延伸的鳍片。鳍片细节200在图5A和5A两者中示出。在本发明的示例性实施例中,传统的质量分辨孔被修改以包括如在此公开的弯曲边缘,而不是平坦的或平齐的边缘,并且也不是从前面到后面的90°边缘(即平行于Z轴)。如在此所公开的,任何传统质量分辨孔的修改,以在面向迎面而来的离子束309的孔的内侧边缘上具有弯曲表面,将减轻在曲面后面的不正确的离子种类和沉积残余物、污染物的溅射,否则,该不正确的离子种类和沉积残余物、污染物可以被夹带在束中并且污染工件335。在运行期间,积聚的残余物从孔开口的下游被遏制,进一步减轻残留物变松动并找到其进入束的方式。
[0059]图8A和8B示出可以与MRA合并的鳍片的实施例。虽然侧壁14的表面40在图5A和5B中示为延伸经过前表面(面向迎面而来的束)并且延伸经过后表面(面向背离迎面而来的束),但是侧壁表面40可再次增厚来作为板执行,并且侧壁表面40可以从前表面延伸到超出后表面,从前表面到后表面,或以任何其它所需的取向延伸到前表面和后表面。区域205可以具有正、负或中性电荷。如区域215可以具有的,区域210可以具有正、负、或中性电荷。带电区域可用于排除不正确质量的带电离子种类。实施例可以不同的方式分割,包括尺寸、区域数量,和/或区域形状。如可以理解的,任何数量的区段可用于有益的原因。为简单起见,在本实施例中,三个区段在205、210和215中示出。另外,如可以理解的,为了有益的原因,存在可使用的任意数量的弯曲表面。如在此使用的,这个形状并不旨在是限制性的描述,为简单起见只有一个被使用。区段205、210和215优选地可彼此电绝缘,并且也彼此磁隔离,以使得每一个可携带不同的负或正的电荷/场(即静电有利和/或磁有利的)或根本没有电荷。如在图23B中所示的,以举例的方式,区段205是负电荷/场,区段210是带正电的,以及区段215不具有电荷。
[0060]参考离子束309,随着离子束309到达区段215,区段215不具有电荷,区段205具有足够的负电荷/场来吸引接近所需电荷质量比但并并不完全在参数中的正离子种类,并且由于吸引性的负电荷/场,那些离子种类向区段205的方向移动并且倾向于通过减少的溅射粘贴。在该同一示例中,对于撞击区段215的表面(该孔的排除点)的正离子种类,它们由于弯曲的表面而偏转出离子束。继续该示例,在该点处离子束现在正经过区段215,如将进一步公开的,通过具有赋予正电荷/场、负电荷/场或不赋予电荷的能力,区段210可有利地影响离子束309。可以理解,如当前公开的,质量分辨孔的每个区段可以独立地和以各种不同的组合使用。例如,如果负离子种类而不是正离子种类被提取,则如在此公开的,质量分辨孔的区段电荷将被改为与负离子注入的注入参数对应。或者例如,如果使用氢化硼簇离子或锗离子种类,则如在此所公开的,质量分辨孔提供控制系统和控制器、可调整的选项,以有利于生产。
[0061]虽然在图中没有示出,但具有围绕开口 90°边缘的MRA可以分割成电荷/磁场区段。在特定实施例中,接近开口但又足够远离开口以不影响应穿过开口的离子的孔的面表面的区段可具有吸引离子的电荷,该离子应当被排除并且可能碰上边缘且可能偏回到束中。
[0062]关于各种实施例可使用各种鳍片形状。在特定实施例中,可以使用具有在边缘处开始并且改正成离子束的弯曲表面的鳍片。
[0063]虽然图4A和4B示出在图底部上的可移动侧边和在顶部上可固定到一起的三个侧边,但是根据图4A和4B的教导的实施例可用于移动在垂直方向上的侧边,或移动在水平方向上的侧边。三个侧边可以固定在一起并且作为单元移动,或所有的四个侧边连接到的基部可被移动。当第四侧边被移动以调节离子束的高度或调节离子束的宽度时,单元和各个侧边的移动可用于调节相对于离子束的开口的中心。
[0064]图6是本发明的进一步示例性实施例,示出质量分辨孔组件30的独立可移动侧边的使用,其中如在图5A-B和8A-C中先前描述的鳍片表面被示出,作为滑动侧边31-34的引导缘,分别用鳍片边缘61-64代替41-44。在该示例性实施例中,在图3A-3C中描述的可调节质量分辨板组件30的引导缘是鳍片边缘61-64。用于质量分辨孔30的操作范围在操作空间内在X轴上是侧边到侧边,在z轴上是向内和向外,在Y轴上是向上和向下。进一步的实施例只允许在X和Y方向上的运动。沿着X、Y和Z轴的质量分辨孔30的运动由与束诊断中心155可操作通信的控制系统337和/或控制器控制。具有鳍片边缘61-64的与控制系统337和/或控制器可操作通信从束诊断系统338接收操作数据的滑动侧边31-34,,具有实时从图3B的完全打开逐渐移动到图3C完全闭合或在完全打开和完全闭合之间的任何开
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