[发明专利]用于离子束均匀性的栅格透明度和栅格孔图案控制

说明书

技术领域

所描述的主题涉及离子源栅格孔图案设计技术以及利用拉伸 和/或收缩栅格孔之间的(通常为径向或线性的)距离来控制栅格透 明度的技术，其中，栅格通常为宽束离子加速系统的电极。

背景技术

开发和使用宽束离子源中的一个问题在于产生非常均匀的离 子束密度曲线(密度分布)。由于放电等离子本身不具有均匀分布 的离子密度，所以利用等离子中所产生的离子的离子源通常具有不 均匀的离子束密度曲线。尽管这里讨论的是束栅格(beam grid)， 例如，离子源，但是它通常适用于包括正负离子束源和电子源两者 的任何充电颗粒宽束源。

为了解决该问题并获得均匀性较高的离子束流(ion beam current)密度，已经开发了栅格化的离子源的离子提取(extraction) 栅格，使其在整个栅格图案上具有各种不同的栅格开口面积比例 (fraction)(栅格透明度)。确实，很多离子源具有栅格图案的离散 部分，在每个离散部分中，孔间距离和/或孔的直径可能是不同的。 已提供这样的离子提取栅格作为各种用途的解决方案。然而，当对 于离子束流密度均匀性的要求较高时，这种离散部分的边界还可能 会导致离子束流密度均匀性出现不期望的波动。

图1示出了任意传统栅格图案的一个实例，其具有用于栅格透 明度的多个离散的径向限定的区域(同心圆圈表示各区域之间的边 界，并划分各区域)。通常利用重复图案将栅格设计填充在每个区 域中，以在该区域中获得恒定的栅格透明度。然而，在各区域的边 界处，一个区域与另一区域之间的过渡可能不是平滑的，导致栅格 孔密度的局部不连续，并且，如果对这种局部不连续置之不理且不 做修正的话，束流密度也会出现不连续。图2示出了径向和方位角 (水平，azimuthal)区域边界处出现的典型不规则性(注意，小黑 圆圈表示当孔等分布置时孔的位置)。这些区域边界可以是径向的， 并且各种方位角边界可以出现在如图所示的位置，或者可以根据具 体的设计而是孔的尺寸或间距不连续变化的其它边界(注意，从图 1中心开始数的第二个径向边界处观察到的没有被孔占据的六个区 域是与本公开主题无关的其它设计特征造成的结果)。传统上，由 设计人员逐孔地来完成平滑边界处过渡区所需的任何调节。图3示 出了利用任意单位(unit)的栅格透明度的分布，作为另一任意传 统栅格设计中的半径的函数。图3中分散的数据点与图案不匹配且 孔已被手动调节的边界相关。

发明内容

本公开是用于改变离子束栅格的孔位置或尺寸的设计方法，其 包括确定待改变的控制栅格；获得用于栅格图案的孔位置和/或孔尺 寸改变系数；以及利用改变系数来产生新栅格图案，这也可被称为 “按比例增减”栅格透明度。而且所公开的是利用所描述的设计图 案而产生的栅格。

附图说明

附图中：

图1是传统离子束栅格图案的示意性平面图；

图2是图1的示意性栅格图案的放大部分；

图3是另一传统栅格图案的透明度分布曲线图；

图4示出了示意性栅格图案的一对放大部分；

图5示出了可替换示意性栅格图案的一对放大部分；

图6包括图6A、图6B、图6C和图6D，其为示出了本发明方 法的一组曲线图；

图7是传统离子束栅格图案的另一示意性平面图；

图8是由此产生的离子束栅格图案的示意性平面图；

图9是可与本发明一起使用的径向等离子密度曲线的绘制图；

图10是本发明设计方法的流程图示图；以及

图11是本发明设计方法的另一流程图示图。

具体实施方式