[发明专利]离子植入系统和工艺

权利要求书

1.利用离子植入系统将离子植入工件的方法，所述离子植入系统包括离子源、提取操纵器、磁分析仪和电极组件，所述方法包括：

利用所述提取操纵器从所述离子源提取离子来生成离子束，其中所述离子束的截面具有长维度以及与所述离子束的长维度正交的短维度；

引导所述离子束通过所述磁分析仪，所述磁分析仪被配置为沿着与所述离子束的短维度平行的x方向聚焦离子束；

加速或减速所述离子束通过所述电极组件，其中所述电极组件的一个或多个入口电极限定了第一开口，其中所述电极组件相对于所述磁分析仪定位，使得随着所述离子束通过所述第一开口进入而使得所述离子束沿所述x方向收敛，并且其中所述离子束沿所述电极组件内定位的x方向在所述x方向上收敛至最小宽度；以及

将所述工件定位在所述离子束中以将离子植入所述工件中。

2.如权利要求1所述的方法，其中随着离子束从磁分析仪的出口行进到所述电极组件的入口电极，所述离子束持续地沿着所述x方向收敛。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述离子源和所述提取操纵器相对于所述磁分析仪定位，使得所生成的离子束以相对于所述磁分析仪的中心轴线为2-8度的入射角进入所述磁分析仪。

4.如权利要求3所述的方法，其中所述磁分析仪被配置为使得离子束沿第一方向偏转，并且其中随着所述离子束进入所述磁分析仪所述离子束朝向所述第一方向关于所述磁分析仪的中心轴线成角度。

5.如权利要求1所述的方法，其中磁分析仪包括磁轭，并且所生成的离子束通过磁轭的开口进入所述磁分析仪，并且其中所述离子源和所述提取操纵器被构造为使得生成的离子束中的至少90％通过所述磁轭的开口传输。

6.如权利要求5所述的方法，其中随着所述离子束通过所述磁轭的开口进入所述离子束沿着平行于所述离子束的长维度的y方向发散，并且其中所述离子束沿所述y方向的发散角度在所述磁轭的开口处大于2.5度。

7.如权利要求1所述的方法，其中所述电极组件的一个或多个入口电极布置在所述电极组件的第一侧，其中所述电极组件还包括：

一对出口电极，其布置在所述电极组件的与所述电极组件的第一侧相对的第二侧，所述一对出口电极限定了第二开口，其中所述一对出口电极定位在与所述第二开口的第一维度对准的第一平面的相对侧；以及

与所述一对出口电极相邻的一对皮尔斯电极，所述一对皮尔斯电极定位在与所述第二开口的第二维度对准的第二平面的相对侧，其中：

所述第二开口的第二维度垂直于所述第二开口的第一维度；

所述一对皮尔斯电极部分地限定了从第一开口延伸到第二开口的第一离子束路径；

所述一对皮尔斯电极中的每个皮尔斯电极具有朝向所述第一离子束路径的成角度的表面；以及

每个皮尔斯电极的成角度的表面定位成使得每个皮尔斯电极的成角度的表面的第一维度相对于所述第二平面形成40度与80度之间的角度。

8.如权利要求7所述的方法，还包括：

对所述一对皮尔斯电极施加电压，其中所述一对皮尔斯电极生成沿着与所述一对皮尔斯电极邻近的离子束边界的电场以抵制所述离子束在所述一对出口电极之间的发散。

9.如权利要求8所述的方法，其中施加到所述一对皮尔斯电极上的电压在0.5kV与10kV之间，或者在-0.5kV与-10kV之间。

10.如权利要求7所述的方法，其中所述一对皮尔斯电极构造为使得第一离子束路径在所述一对皮尔斯电极之间朝向所述第二开口逐渐地缩窄。

11.如权利要求7所述的方法，其中所述一对皮尔斯电极定位成使得每个皮尔斯电极的成角度的表面的第二维度关于所述第一平面形成35度与65度之间的角度，并且其中所述成角度的表面的第二维度垂直于所述成角度的表面的第一维度。