[发明专利]离子注入设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种离子注入设备，特别是涉及一种具有离子源系统数量扩展能力的离子注入设备。

背景技术

传统的离子注入设备通常都是按照一个离子源系统配合一个离子束传输系统来进行设计的，其中该离子源系统用于引出离子束，而该离子束传输系统则用于将该离子束传输至一利用该离子束对待加工工件进行离子注入加工的加工工位处，并且在该传输过程中利用该离子束传输系统中包括的多个束流光学元件对该离子束的束流状态进行调整，从而保证当该离子束到达该加工工位时其束流状态能够满足预设的加工需求。

每个束流光学元件都是具有一定的物理边界的，有些种类的束流光学元件在与离子束传输方向垂直的方向上完全是封闭的，而有些种类的束流光学元件则在与离子束传输方向垂直的方向上呈现出局部开放的形态。

然而，对于一个包括有多个种类多样的束流光学元件的离子束传输系统的整体而言，其在与离子束传输方向垂直的各个方向上通常都是封闭的，因此当因加工需求发生改变而需要改变其所传输的离子束的尺寸时，尤其是需要传输尺寸更大的离子束时，除非对该离子束传输系统进行重新设计，否则原有的离子束传输系统是完全无法适用于尺寸增大的离子束的，因为一旦离子束的尺寸超出了原有的离子束传输系统的设计容许尺寸，则该离子束必定会在传输过程中因被某些束流光学元件的物理边界阻挡而发生严重的强度损失。

当然也可以在设计之初就出于对大尺寸离子束应用场合的考虑将离子束传输系统的设计容许尺寸设计得偏大，但是这无疑是一种灵活度很低的解决方案，而且这样的离子注入设备在小尺寸离子束的应用场合下，其各个束流光学元件的大部分能效都并非真正地作用至离子束上，因此其运行效率显然是很低下的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的离子注入设备无法适用于尺寸发生改变的离子束、尤其是尺寸超出其设计容许尺寸的离子束的缺陷，提供一种不但能够适用于各种尺寸的离子束，甚至还具有离子源系统数量扩展能力的离子注入设备。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种离子注入设备，其包括用于引出离子束的离子源系统以及一用于传输离子束的离子束传输系统，其特点在于，该离子束传输系统的物理边界在至少一个开放方向上单向开放或双向开放，该至少一个开放方向垂直于离子束的传输路径。

该离子束传输系统的物理边界是指由该离子束传输系统中的各个束流光学元件各自的物理边界所共同形成的整体边界。

较佳地，该离子源系统的数量为至少两个，并且各离子源系统所引出的离子束在该至少一个开放方向上并行排列。

由于该离子束传输系统的物理边界在至少一个开放方向上是开放的，即离子束在该开放方向上不会受到任何物理边界的阻挡，从而使得该离子束传输系统对其所传输的离子束在该开放方向上的尺寸改变具有极高的容许度，因此该离子注入设备不但能够适用于采用单一的离子源系统的场合，其中该单一的离子源系统所引出的离子束尺寸可以在极大的范围内改变，还能够适用于采用多个离子源系统的场合，其中该多个离子源系统所引出的离子束在该开放方向上并行排列，并且该些离子束的整体尺寸同样可以在极大的范围内改变，只要传输通过该离子束传输系统的离子束能够处于该离子束传输系统中的各个束流光学元件的有效作用范围内即可。

较佳地，该离子束传输系统对离子束的有效作用范围在该至少一个开放方向上是可调的。

通过调节该离子束传输系统的有效作用范围，便可以使得其能效尽可能地全部物尽其用地真正作用至离子束上，既避免出现离子束超出其有效作用范围的情况，又避免出现因有效作用范围过大而导致部分能效空转的情况，从而提高该离子束传输系统的运行效率。

较佳地，该离子束传输系统包括多个束流光学元件，该多个束流光学元件均尺寸可调和/或运行参数可调，以使得每个束流光学元件对离子束的有效作用范围在该至少一个开放方向上可调。

该离子束传输系统的有效作用范围的可调实质上正是由其包括的各个束流光学元件的有效作用范围的可调来实现的，而束流光学元件的有效作用范围的可调则既可以通过机械式地改变该束流光学元件的整体尺寸来实现，也可以通过电控式地改变该束流光学元件的电磁场作用范围来实现，还可以结合以上两种手段来实现。

较佳地，每个束流光学元件均包括在该至少一个开放方向上并行排列、且独立受控的多个子元件，该多个子元件为一体式或可拆卸的分离式。