[发明专利]离子束电子中和器

权利要求书

1.一种供离子束处理工件的离子注入器(10)，该离子注入器包括：

a)一个离子束源(12)，该源发射用于处理工件的正电荷离子；

b)离子束形成装置(80，14)，该装置包括由离开离子束源的离子形成离子束(20)的结构；

c)一个注入位置(22)，该位置包括将工件放置在离子束中的结构(40)；以及

d)一个监控离子束流和控制撞击工件离子剂量的控制器(82)，该离子注入器的特征在于离子束中和器(150)包括：

i)一个具有将电子折射入离子束的面向内弧形表面的导电场限定的反射器(226)；

ii)一个将中和电子发射至反射器附近区域的电子源(210a-f)，电子朝反射器运动并被折射向离子束；

iii)在电子达到它们被所述反射器朝向离子束折射的区域前加速来自电子源的电子的导电场限定元件(220，224)；以及

iv)在电子被折射离开反射器，但在进入离子束之前使电子减速的导电装置(230，162a，162b)。

2.权利要求1的离子注入器(10)，其进一步的特征在于离子束中和器(150)包括电源(200)，该电源用来相对于电子源(210a-f)给反射器加偏压电以使电子由电子源发射至离子束(20)时由其所遵循的路线折射离子。

3.权利要求1的离子注入器(10)，其进一步的特征在于电子源(210a-f)包括许多衔接成直线的细长灯丝(210a-f)，以确定离子束中和器(150)的轴向范围。

4.权利要求1的离子注入器(10)，其进一步地特征在于第一和第二栅极(220，224)，其中第一栅极被加偏压电以加速离开电子源(210a-f)的电子，而第二栅极被加偏压以在它们接近反射器(226)时，电子被朝向离子束(20)折射之前，限定通常未折射电子运动的区域。

5.一种供离子注入器离子用的离子束中和器(150)，该中和器特征在于：

a)一个金属主体(226)，该主体具有一个弧形反射表面，该表面在离子束内离子运动通过金属主体时保持在控制的电位并被支承在将电子折射入离子束(20)的位置；

b)一根或多根细长的电子发射灯丝(210a-f)，该灯丝与金属主体机械固定并与所述金属主体电绝缘；

c)与每个灯丝相连的主要电子引导装置(220)，该装置供通过这些灯丝产生的电子主要导向金属主体的弧形反射表面部分；

d)供相对于一根或多根灯丝设置金属主体用的支承结构(162，154，155)；以及

e)电源(200)，该电源供在相对于金属主体为负电位下给电子发射灯丝加偏压并供穿过灯丝施加电位以设定灯丝加热足以发射电子的电流；

f)所述金属主体包括一个通常是面向离子束的抛物形表面以建立将电子重导入离子束的电场。

6.权利要求5的中和器(150)，其进一步特征在于支承结构(162，154，155)规定了使冷却剂通过支承结构以散逸热量的通道(154a)。

7.一种供离子注入器(10)用的离子束中和器(150)，该中和器的特征在于：

a)多个相互衔接依靠张力支承的轴向细长灯丝(210a-f)；

b)一个沿多个轴向细长灯丝并部分围绕灯丝支承的弧形的轴向延伸的电子反射器(226)，该反射器用以在电子离开灯丝后将由灯丝发射的电子沿折射路径直接射入离子束(20)；

c)规定有一反射器的径向向内的弧形栅极部分的第一导电栅极(220)，其中该弧形栅极部分包括可以使由灯丝发射的电子进入栅极之间区域的间隙以及由栅极和反射器之间设定的电场折射电子时的反射器；以及

d)以隔开的方式支承灯丝、栅极和反射器并相对于运动的正电荷离子的电子束设置所述灯丝、栅极和反射器的支承元件(162，154，155)；以及

e)电源(200)，该电源用以设定轴向延伸灯丝中的电子发射电流并给电子反射器和导电栅极加偏压。

8.按照权利要求7的离子束中和器(150)，其进一步特征在于由电源(200)给第二导电栅极加偏压以使离开细长灯丝(210a-f)的电子加速至第一和第二导电栅极(220，224)之间的区域。