[发明专利]离子注入设备和注入离子的方法

权利要求书

1.一种离子注入设备，包括∶

具有旋转轴和圆周的旋转扫瞄组件；

分布在所述圆周周围的多个衬底保持器，所述衬底保持器被布置成以共同的衬底倾角保持相应的平面衬底以限定围绕所述旋转轴的小于60^゜的总锥角；以及

射束线路组件，该射束线路组件提供一束离子用于注入在所述衬底保持器上的所述平面衬底中，所述射束线路组件在离子束方向上顺序包括：离子源；离子加速器，该离子加速器对加速来自于所述离子源的离子以产生具有所希望的至少500千电子伏的注入能量的加速射束是有效的；以及具有接收所述加速射束的射束进口的射束弯曲磁体；其中所述离子源，所述加速器和所述射束进口限定从所述离子源到所述射束弯曲磁体的所述射束进口是线性的射束加速路径；

其中所述射束线路组件被布置成将所述射束定向在沿着最后射束路径的预定离子注入方向上，所述最后射束路径与所述旋转轴的角度为至少45度；以及

其中所述衬底保持器上的所述平面衬底随着所述旋转扫描组件旋转与所述最后射束路径在运行方向上连续地相交。

2.如权利要求1所述的离子注入设备，其中所述射束线路组件包括分析器磁体，该分析器磁体位于所述射束加速路径之后且是可操作的以在不同的质/荷比的离子之间的所述加速射束中产生角分离器。

3.如权利要求2所述的离子注入设备，其中

所述分析器磁体是可操作的以将具有用于注入所希望的质/荷比的离子定向在沿着所述最后射束路径的所述预定离子注入方向上，

其中所述注入设备进一步包括离子束收集器，该离子束收集器被安装在所述旋转扫瞄组件上并且形成随着所述旋转扫描组件旋转的环形射束收集器区域，以及

其中所述分析器磁体是可操作的以将具有大于所述希望的质/荷比的质/荷比的离子朝向所述环形射束收集器区域定向。

4.如权利要求1所述的离子注入设备，其中所述射束弯曲磁体是射束扫描器磁体，该射束扫描器磁体是可操作的以使所述加速射束以重复速率偏斜过一定范围的偏转角，以产生扫描射束以使得所述最后射束路径横向于所述衬底保持器的所述运行方向扫描。

5.如权利要求4所述的离子注入设备，其中所述射束线路组件包括分析器磁体，该分析器磁体被定位成以在所述偏转角的范围内从所述射束扫描器磁体接收所述扫描射束并且是可操作的以在不同的质/荷比的射束离子之间产生一角间距。

6.如权利要求5所述的离子注入设备，其中所述分析器磁体是可操作的以将具有用于注入所希望的质/荷比的离子以准直扫描射束定向在沿着所述最后射束路径的所述预定离子注入方向上。

7.如权利要求6所述的离子注入设备，进一步包括离子束收集器，该离子束收集器被安装在所述旋转扫瞄组件上并形成随着所述旋转扫描组件旋转的环形射束收集器区域，其中所述分析器磁体是可操作的以将具有大于所希望的质/荷比的质/荷比的所述加速射束朝向所述环形射束收集器区域定向。

8.如权利要求1所述的离子注入设备，其中所述最后射束路径具有小于所述旋转扫描组件的所述圆周的直径的总离子漂移距离。

9.如权利要求8所述的离子注入设备，其中所述总漂移距离小于所述直径的一半。

10.如权利要求1所述的离子注入设备，其中所述加速路径与所述旋转扫描组件的旋转轴成一直线。

11.一种将离子注入到平面衬底中的方法，其中所述平面衬底被安装在围绕旋转扫瞄组件的圆周分布的衬底保持器上，其中所述衬底保持器以共同的衬底倾角保持所述平面衬底以限定围绕所述扫描组件的旋转轴的小于60°的总锥角，所述方法包括以下步骤：

a)产生包括用于注入所希望的离子的离子源；

b)沿着直线加速路径选取和加速来自于所述离子源的离子以产生具有至少500千电子伏的能量的加速离子束；

c)弯曲所述加速射束以将用于注入所希望的所述离子的加速射束定向在沿着与所述旋转轴的角度为至少45°的最后射束路径的预定注入方向上，以及

d)旋转所述旋转扫描组件以使得所述衬底与所述射束路径在运行方向上连续地相交。

12.如权利要求11所述的注入离子的方法，进一步包括使用分析器磁体分析所述加速射束以提供不同的质/荷比的离子之间的角间距的步骤。