[发明专利]用于离子束聚焦的系统和方法

权利要求书

1.一种离子注入系统，包含：

离子源，其可运作以产生离子束；

束扫描器，其位于该离子源的下游，该束扫描器接收该离子束且导引被扫描的离子束于扫描平面内且朝向工件位置，该被扫描的离子束具有沿着扫描方向的时变的束位置；及

束聚焦系统，其提供聚焦场为沿着于该束扫描器与工件位置之间的该扫描平面的一部分，该聚焦场具有于该扫描平面内的时变的聚焦场中心，该束聚焦系统适于改变沿着该扫描方向的该聚焦场中心位置以在空间上相符于沿着该扫描方向的该时变的束位置。

2.如权利要求1的离子注入系统，其中该聚焦场是具有时变的磁性聚焦场中心的磁性聚焦场。

3.如权利要求2的离子注入系统，其中该磁性聚焦场在该聚焦场中心处具有为零的场强。

4.如权利要求3的离子注入系统，其中该磁性聚焦场具有磁场强度梯度，其沿着该扫描方向且接近该聚焦场中心为线性的。

5.如权利要求2的离子注入系统，其中该磁性聚焦场具有磁场强度梯度，其沿着该扫描方向且接近该聚焦场中心为线性的。

6.如权利要求2的离子注入系统，其中该磁性聚焦场具有沿着该扫描方向的正弦的分布且具有零交叉于该聚焦场中心处。

7.如权利要求2的离子注入系统，其中该束聚焦系统包含：

第一磁体，提供沿着扫描平面的该部分的第一磁场，该第一磁场具有沿着该扫描方向且具有固定的第一波长的第一正弦的场分布；及

第二磁体，提供沿着扫描平面的该部分的第二磁场，该第二磁场具有沿着该扫描方向且具有固定的第二波长的第二正弦的场分布，该第一与第二波长相等，该第一与第二正弦的场分布沿着该扫描方向彼此偏移了四分之一波长；

其中该第一与第二磁场沿着扫描平面的该部分彼此重叠，以建立磁性聚焦场；并且

其中该第一与第二磁场的振幅根据沿着该扫描方向的时变的束位置而随着时间变化，以提供该磁性聚焦场的时变的聚焦场中心为相符于沿着该扫描方向的时变的束位置。

8.如权利要求7的离子注入系统，其中该束聚焦系统还包含：

第一电流源，提供第一可变电流至该第一磁体的绕组；

第二电流源，提供第二可变电流至该第二磁体的绕组；及

控制系统，其与该第一与第二电流源耦接，该控制系统适于根据沿着该扫描方向的时变的束位置来改变该第一与第二可变电流，以提供该磁性聚焦场的时变的聚焦场中心为相符于沿着该扫描方向的时变的束位置。

9.如权利要求8的离子注入系统，其中该控制系统与该束扫描器耦接以控制沿着该扫描方向的时变的束位置，并且其中该控制系统协同地控制该束扫描器、第一电流源与第二电流源，使得该被扫描的离子束具有沿着该扫描方向的时变的束位置，并且使得该聚焦场中心位置相符于沿着该扫描方向的时变的束位置。

10.如权利要求7的离子注入系统，其中该磁性聚焦场具有沿着该扫描方向的正弦的分布且具有零交叉于该聚焦场中心处。

11.如权利要求10的离子注入系统，其中该磁性聚焦场具有磁场强度梯度，其沿着该扫描方向且接近该聚焦场中心为线性的。

12.如权利要求2的离子注入系统，其中该束聚焦系统包含：

第一磁体，提供沿着扫描平面的该部分的第一磁场，该第一磁场是四极的磁场；及

第二磁体，提供沿着扫描平面的该部分的第二磁场，该第二磁场是双极的磁场；

其中该第一与第二磁场沿着扫描平面的该部分彼此重叠，以建立磁性聚焦场；并且

其中该第二磁场的振幅根据沿着该扫描方向的时变的束位置而随着时间改变，以提供该磁性聚焦场的时变的聚焦场中心为相符于沿着该扫描方向的时变的束位置。

13.如权利要求12的离子注入系统，还包含控制系统，该控制系统与该束扫描器及该束聚焦系统耦接，其中该控制系统协同地控制沿着该扫描方向的时变的束位置与第二磁场的振幅，使得该被扫描的离子束具有沿着该扫描方向的时变的束位置，并且使得该聚焦场中心位置相符于沿着该扫描方向的时变的束位置。