在线性加速器中进行多重频率共振器操作的系统、装置以及方法制造方法及图纸

一种装置、系统及方法。装置可包括：RF电源总成，被配置成输出RF信号；共振器，被耦合成接收RF信号，共振器包括第一输出端及第二输出端；以及漂移管总成，被配置成发射离子束，且耦合到共振器。这样一来，漂移管总成可包括：第一AC漂移管电极，耦合到第一输出端；以及第二AC漂移管电极，耦合到第二输出端且通过第一间隙与所述第一AC漂移管电极隔开。RF电源总成可进行切换以将输出从第一本征模式频率切换到第二本征模式频率。二本征模式频率。二本征模式频率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在线性加速器中进行多重频率共振器操作的系统、装置以及方法


[0001]本公开一般来说涉及离子植入装置，且更具体来说，涉及高能束线离子植入机。

技术介绍

[0002]离子植入是通过轰击将掺杂剂或杂质引入衬底中的工艺。离子植入系统可包括离子源及一系列束线组件。离子源可包括其中产生离子的室。离子源还可包括电源及靠近室设置的提取电极总成。束线组件可包括例如质量分析器、第一加速或减速级、准直器、以及第二加速或减速级。非常类似于用于操纵光束的一系列光学透镜，束线组件可对具有特定物质、形状、能量和/或其他品质的离子或离子束进行过滤、聚焦及操纵。离子束穿过束线组件且可被朝向安装在压板或夹具上的衬底引导。
[0003]能够产生近似1MeV或更高的离子能量的植入装置常常被称为高能离子植入机或高能离子植入系统。一种类型的高能离子植入机被称为线性加速器(linear accelerator或者LINAC)，其中一系列被配置成管的电极沿着一连串管传导离子束且将离子束加速到越来越高的能量，其中电极接收交流(alternating current，AC)电压信号。已知的射频(radio frequency，RF)LINAC由以13.56兆赫(MHz)到120MHz供应的RF电压驱动。RF LINAC离子植入机的操作的一个问题是加速级被配置用于将具有特定质量/电荷比率(M/q)的离子加速，使得最大量的离子可被引导经过加速级。为了高效地传导具有不同的M/q比率的不同离子，可能需要硬件改变，例如改变漂移管电极的电极长度。针对这些及其他考虑而提供本公开。

技术实现思路

[0004]在一个实施例中，一种装置可包括：RF电源总成，被配置成输出RF信号；共振器，被耦合成接收所述RF信号，所述共振器包括第一输出端及第二输出端；以及漂移管总成，被配置成发射离子束，且耦合到所述共振器。这样一来，所述漂移管总成可包括：第一AC漂移管电极，耦合到所述第一输出端；以及第二AC漂移管电极，耦合到所述第二输出端且通过第一间隙与所述第一AC漂移管电极隔开。所述RF电源总成可进行切换以将输出从第一本征模式频率切换到第二本征模式频率。
[0005]提供一种操作线性加速器的方法。所述方法可包括：经由漂移管总成引导第一离子束。所述漂移管总成可包括：第一AC漂移管电极，耦合到共振器的第一输出端；以及第二AC漂移管电极，耦合到所述共振器的第二输出端且通过第一间隙与所述第一AC漂移管电极隔开。所述方法可包括：将RF信号以第一频率递送到所述共振器，所述第一频率代表所述共振器的第二本征模式。
[0006]提供一种高能离子植入系统。所述高能离子植入系统可包括：离子源及提取系统，被配置成产生处于第一能量的离子束；以及线性加速器，设置在所述分析器的下游。这样一来，所述线性加速器可被配置成将所述离子束加速到比所述第一能量大的第二能量。所述
线性加速器可包括多个加速级；以及RF电源系统，包括多个RF电源总成，且被配置成将多个RF信号各别地输出到所述多个加速级。所述RF电源系统可被配置成向所述线性加速器发送与所述多个加速级的第一共振器的第一本征模式频率对应的第一RF信号、以及向所述线性加速器发送与所述多个加速级的第二共振器的第二本征模式频率对应的第二RF信号。
附图说明
[0007]图1示出根据本公开实施例的示例性装置。
[0008]图1A示出根据本公开实施例的示例性离子植入系统。
[0009]图2示出在对共振器进行操作的第一种情况下，漂移管总成的一般特征。
[0010]图3示出在对共振器进行操作的第二种情况下，图2所示漂移管总成的电特性。
[0011]图4示出在对共振器进行操作的第一种情况下，图2所示漂移管总成的电特性随位置的变化。
[0012]图5示出在对共振器进行操作的第二种情况下，图3所示漂移管总成的电特性随位置的变化。
[0013]图5A提供不同离子物质(氢、硼及磷)的理想管长度的列表，示出为高达10MeV的离子能量的函数。
[0014]图6呈现出用于以一个频率对三重间隙LINAC漂移管配置进行操作的建模结果。
[0015]图7呈现出用于以第二频率对三重间隙LINAC漂移管配置进行操作的建模结果。
[0016]图8呈现出示例性工艺流程。
[0017]所述附图未必按比例绘制。所述附图仅为代表图，并非旨在描绘本公开内容的具体参数。所述附图旨在绘示本公开内容的示例性实施例，且因此不应被视为对范围进行限制。在所述附图中，相同的编号代表相同的元件。
具体实施方式
[0018]在下文中，现将参照附图来更充分地阐述根据本公开的装置、系统及方法，所述附图示出所述系统及方法的实施例。所述系统及方法可实施为许多不同的形式且不应被视为仅限于本文中陈述的实施例。确切来说，提供这些实施例是为了使本公开将透彻及完整，并将向所属领域中的技术人员充分传达所述系统及方法的范围。
[0019]在本文中可使用例如“顶部(top)”、“底部(bottom)”、“上部(upper)”、“下部(lower)”、“垂直(vertical)”、“水平(horizontal)”、“侧向(lateral)”、及“纵向(longitudinal)”等用语来阐述图中出现的这些组件及其构成零件相对于半导体制造器件的组件的几何形状及取向而言的相对放置及取向。所述术语可包括具体提及的词、其派生词及具有相似意义的词。
[0020]如本文中所用的以单数形式描述且前面带有词“一(a或an)”的元件或操作被理解为也潜在地包括多个元件或多个操作。另外，在提及本公开的“一个实施例”时并非旨在被解释为排除也囊括所述特征的其他实施例的存在。
[0021]本文中提供基于束线架构的用于改善的高能离子植入系统及组件(且具体来说是基于线性加速器的离子植入机)的方法。为简洁起见，离子植入系统在本文中也可被称为“离子植入机”。各种实施例需要新颖的方法，所述新颖的方法会提供能够在线性加速器的
加速级内灵活调节有效漂移长度的能力。
[0022]图1示出根据本公开实施例的装置的示意图。装置10包括LINAC(示出为线性加速器114)的加速级20
‑
A以及相关联的电路系统，所述相关联的电路系统包括RF电压源40
‑
A以及控制器50。如图1中所示，线性加速器114可包括多个加速级，示出为加速级20
‑
B
…
20
‑
N。在各种实施例中，线性加速器114的级中的一者或多者可包括加速级20
‑
A的组件，如本文所详述。
[0023]为了将装置10的操作置于上下文中，图1A示出离子植入机100，所述植入机可代表束线离子植入机，为了阐释清楚，一些元件并未示出。如所属领域中已知的，离子植入机100可包括离子源102及设置在终端104中的气体盒107。离子源102可包括提取系统，所述提取系统包括提取组件及过滤器(未示出)以产生处于第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种装置，包括：射频电源总成，被配置成输出射频信号；共振器，被耦合成接收所述射频信号，所述共振器包括第一输出端及第二输出端；以及漂移管总成，被配置成发射离子束，且耦合到所述共振器，所述漂移管总成包括：第一交流漂移管电极，耦合到所述第一输出端；以及第二交流漂移管电极，耦合到所述第二输出端且通过第一间隙与所述第一交流漂移管电极隔开，其中所述射频电源总成能够进行切换以将输出从第一本征模式频率切换到第二本征模式频率。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述漂移管总成包括三重间隙加速器配置，其中第一接地漂移管电极设置在所述第一交流漂移管的上游且通过第二间隙与所述第一交流漂移管隔开；且其中第二接地漂移管电极设置在所述第二交流漂移管电极的下游且通过第三间隙与所述第二交流漂移管电极隔开。3.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一本征模式频率为至少13.56兆赫。4.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一本征模式频率为13.56兆赫、20兆赫或27.12兆赫。5.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一本征模式频率对所述第二本征模式频率的比率为1/√2。6.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一交流漂移管电极包括沿着轴向方向的第一长度，且所述第二交流漂移管电极包括沿着所述轴向方向的第二长度，且其中所述漂移管总成沿着所述轴向方向界定场自由区，所述场自由区沿着所述轴向方向延伸与所述第一长度、所述第二长度及所述第一间隙之和相等的距离。7.一种操作线性加速器的方法，包括：经由漂移管总成引导第一离子束，所述漂移管总成包括：第一交流漂移管电极，耦合到共振器的第一输出端；以及第二交流漂移管电极，耦合到所述共振器的第二输出端且通过第一间隙与所述第一交流漂移管电极隔开；以及将射频信号以第一频率递送到所述共振器，所述第一频率代表所述共振器的第二本征模式。8.根据权利要求7所述的方法，包括：经由所述漂移管总成引导第二离子束，所述第二离子束包括第二特定质量/电荷比率，其中所述第一离子束包括比所述第二特定质量/电荷比率小的第一特定质量/电荷比率；以及将第二射频信号以第二频率递送到所述共振器，所述第二频率代表所述共振器的第一本征模式。9.根据权利要求7所述的方法，包括：经由所述漂移管总成引导第二离子束，所述第二离子束包括第二能量，其中所述第一离子束包括比所述第二能量大的第一能量；以及将第二射频信号以第二频率递送到所述共振器，所述第二频率代表所述共振器的第一
本征模式。10.根据权利要求7所述的方法，其中所述线性加速器包括多个加速级，其中所述第一交流漂移管电极及所述第二交流漂移管电极设置在所述线性加速器的下游加速级中，所述方法还包括：经由第二漂移管总成引导所述第一离...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得，
申请(专利权)人：应用材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：