TWI902175B - 離子植入系統 - Google Patents

Abstract

本發明揭露一種離子植入系統。離子植入系統的氣體導管 包含氣體通道及冷卻通道，氣體通道與冷卻通道可在氣體通道的長度的至少一部分上彼此相鄰。氣體導管可藉由將兩個或多於兩個管道接合在一起來建構。替代地，氣體導管可使用增材製造來建構以使得冷卻通道及氣體通道位於同一氣體導管內。在一些實施例中，返回通道亦安置於氣體導管中。藉由主動冷卻氣體導管，可降低氣體導管的溫度，此減小由於進料氣體的分解而引起阻塞的可能性。

Description

離子植入系統

[相關申請案的交叉參考]

本申請案主張2023年3月29日提交的美國專利申請案第18/128,033號的優先權，所述申請案的揭露內容以全文引用的方式併入本文中。

本揭露的實施例是關於用於冷卻與離子源連通的氣體管線的離子植入系統。

離子源用於產生離子，所述離子可接著用於處理工件(諸如，矽晶圓)。在一些實施例中，將自離子源中萃取離子且激勵離子以形成植入至工件中的離子束。

一個此離子源為間接加熱陰極離子源。間接加熱陰極(indirectly heated cathode；IHC)離子源藉由向安置於陰極後方的長絲供應電流來操作。長絲發射熱電子，所述電子朝向陰極加速且加熱陰極，進而引起陰極將電子發射至離子源的電弧腔室中。陰極安置於電弧腔室的一端處。斥拒極可安置於電弧腔室的與陰極相對的端上。可偏置陰極及斥拒極以便排斥電子，從而朝向電弧腔室的中心引導回所述電子。在一些實施例中，磁場用於進一步限制電弧腔室內的電子。多個側面用於連接電弧腔室的兩個端。

萃取孔口沿著此等側面中的一個安置，接近電弧腔室的中心，穿過所述萃取孔口可萃取電弧腔室中產生的離子。

使用氣體管線將進料氣體供應至離子源。氣體管線在大氣條件下可具有入口，而其輸出位於離子源處。隨著氣體管線行進至離子源，所述氣體管線可歸因於離子源的高溫而被加熱。氣體套管可用於將氣體管線與離子源熱隔離；然而，一些熱量仍傳遞至氣體管道。此外，某些進料氣體可在較高溫度下分解，可能引起氣體管線中的阻塞，且從而縮短總成的壽命。

因此，若存在一種冷卻氣體管線以便氣體管道中的進料氣體保持在分解發生的溫度以下的系統將是有利的。

揭露一種與離子源一起使用的主動冷卻氣體導管。氣體導管包含氣體通道及冷卻通道，所述氣體通道與所述冷卻通道可在氣體通道的長度的至少一部分上彼此相鄰。氣體導管可藉由將兩個或多於兩個管道接合在一起來建構。替代地，氣體導管可使用增材製造來建構以使得冷卻通道及氣體通道位於同一氣體導管內。在一些實施例中，返回通道亦安置於氣體導管中。藉由主動冷卻氣體導管，可降低氣體導管的溫度，此減小由於進料氣體的分解而引起阻塞的可能性。

根據一個實施例，揭露一種離子植入系統。離子植入系統包括：離子源；氣體套管，與離子源的內部連通，其中離子源及氣體套管位於真空腔室中；真空法蘭，將真空腔室與大氣環境分離；以及氣體導管，與氣體套管連通，所述氣體導管包括：氣體通道， 具有位於大氣環境中的入口及與氣體套管連通的出口；冷卻通道，鄰近於氣體通道；以及返回通道，與冷卻通道流體連通；其中冷卻通道沿著真空法蘭與出口之間的氣體通道的長度的至少50%抵接氣體通道。在一些實施例中，在氣體通道穿過真空法蘭時，冷卻通道抵接氣體通道。在一些實施例中，氣體通道及冷卻通道為接合在一起的獨立管道。在某些實施例中，返回通道為接合至氣體通道及冷卻通道的獨立管道。在一些實施例中，系統包括材料塊，其中冷卻通道及氣體通道藉由材料塊中的槍鑽孔產生。在某些實施例中，返回通道藉由材料塊中的槍鑽孔產生。在一些實施例中，冷卻通道、返回通道以及氣體通道皆安置於一個導管中，且內壁用於分離通道。在某些實施例中，冷卻通道、返回通道以及氣體通道線性地延伸穿過一個導管的長度。在某些實施例中，冷卻通道、返回通道以及氣體通道螺旋穿過一個導管的長度。

根據另一實施例，揭露一種離子植入系統。離子植入系統包括：離子源；底座，離子源安置於所述底座上；以及氣體導管，與離子源連通，其中氣體導管的一部分在進入離子源之前穿過底座。在一些實施例中，氣體導管通過鄰近於底座的表面進入離子源。在某些實施例中，氣體導管包括氣體通道、冷卻通道以及返回通道。在一些實施例中，系統包括與離子源連通的氣體套管，其中氣體導管離開底座且附連至氣體套管中的套管導管的第一端。

根據另一實施例，揭露一種離子植入系統。離子植入系統包括：離子源；底座，離子源安置於所述底座上，所述底座包含底座冷卻通道，所述底座具有與底座冷卻通道連通的兩個開口；氣體套管，與離子源的內部連通，所述氣體套管包括用於將進料氣體載 送至離子源的套管導管；以及氣體導管，與套管導管的第一端連通；其中穿過底座冷卻通道的流體使套管導管冷卻。在一些實施例中，冷卻迴路與底座中的兩個開口連通，其中冷卻迴路壓靠於氣體套管。在一些實施例中，氣體套管包括冷卻迴路，所述冷卻迴路在其長度的至少一部分上與套管導管平行，其中冷卻迴路與底座中的兩個開口連通。

1:真空腔室

2:大氣環境

10:離子源

20:底座

21:底座冷卻通道

30,32:氣體套管

31:套管導管

34,180:冷卻迴路

40:外壁

50:真空法蘭

100:氣體導管

110,150:氣體通道

111,151:入口

112:管道

113:出口

120,160:冷卻通道

121,161:冷卻入口

123:內部冷卻通道

125,165:接面

130,170:返回通道

131,171:返回出口

133:內部返回通道

140,141:材料塊

142:內壁

155:晶格

172:內部洩漏監視導管

185:夾持塊

A-A:平面

為了更好地理解本揭露，參考隨附圖式，所述隨附圖式以引用的方式併入本文中，且在所述隨附圖式中：圖1繪示離子植入系統的包含安裝於具有氣體導管的底座上的離子源的部分。

圖2A至圖2B繪示主動冷卻進料氣體的氣體導管的兩個實施例。

圖3A至圖3B繪示根據兩個實施例的使用增材製造製得的氣體導管。

圖4A至圖4D繪示圖3A至圖3B的氣體導管的四個橫截面。

圖5A繪示根據另一實施例的氣體導管的內部的視圖。

圖5B至圖5D繪示圖5A的氣體導管的三個不同橫截面。

圖6A至圖6B繪示主動冷卻進料氣體的氣體導管的兩個額外實施例。

圖7A至圖7B繪示包含主動冷卻的氣體套管的實施例。

圖8繪示使用連接至底座的冷卻迴路的實施例。

圖9繪示氣體導管穿過底座的實施例。

圖10A至圖10B繪示氣體導管通過鄰近於底座的表面進入離子源的兩個實施例。

如上文所描述，氣體管線通常地用於向離子源供應進料氣體。圖1繪示包含離子源10的離子植入系統的部分。組態亦包含與離子源10流體連通的氣體導管100。在許多組態中，離子源10安裝於通常充當散熱片的底座20上。在一些實施例中，底座冷卻通道21可安置於底座20中，其中冷卻流體穿過底座冷卻通道21以自底座20移除熱量。與底座冷卻通道21的連接可安置於真空腔室1外部的大氣環境2中。

另外，氣體導管100自大氣環境2延伸至氣體套管30。氣體導管100的入口可附接至氣體罐且位於大氣環境2中。氣體導管100的出口位於真空腔室1中的氣體套管30處。氣體套管30包含用以產生離子源10與氣體導管100之間的流體連通的套管導管31。氣體套管30進入位於離子源10的一個表面中的開口，其中所述表面不鄰近於底座20。在一些實施例中，氣體套管30可為陶瓷材料以降低自離子源10至氣體導管100的熱導率。在其他實施例中，氣體套管30可為金屬，諸如不鏽鋼、鉭或其他金屬。氣體導管100附接至套管導管31的第一端，而套管導管31的第二端安置於離子源10處。

外壁40用於將真空腔室1與大氣環境2分離。氣體導管100穿過外壁40且延伸至離子源10。真空法蘭50用於保持真空腔室1與大氣環境2之間的壓差。

在圖1至圖6B中繪示的實施例中，氣體導管100包括氣體通道、冷卻通道以及返回通道。在此等實施例中，冷卻通道鄰近於氣體通道且在自真空法蘭50至氣體套管30的路徑的至少一部分上與氣體通道平行。在一些實施例中，在氣體通道穿過真空法蘭50時，冷卻通道抵接氣體通道。在一些實施例中，冷卻通道自真空法蘭50朝向氣體套管30延伸，終止於氣體套管30處或附近。在一些實施例中，冷卻通道終止於距氣體套管30小於6吋處。在其他實施例中，冷卻通道終止於距氣體套管30小於4吋處。在另外其他實施例中，冷卻通道可終止於氣體套管30的2吋內。在一些實施例中，冷卻通道與氣體通道平行至少6吋的距離。在一些實施例中，返回通道亦抵接氣體通道且平行於氣體通道。在一些實施例中，冷卻通道在自真空法蘭50至氣體套管30的長度的至少50%上抵接氣體通道。

在操作中，冷卻通道與冷卻劑流體源連通，所述冷卻劑流體源可為水、冷卻氣體或另一適合流體。冷卻劑流體進入位於大氣環境2中的冷卻通道的入口、穿過冷卻通道、穿過接面至返回通道中且通過亦位於大氣環境2中的返回通道的出口離開。氣體通道可用於將進料氣體輸送至離子源10。進料氣體可為任一適合氣體，諸如含硼氣體、含磷氣體、含砷氣體、含鋁氣體、氫或惰性氣體。

圖2A至圖2B中繪示的實施例可使用傳統製造技術產生。圖2A繪示氣體導管100的第一實施例。在此實施例中，氣體導管100包括焊接或以其他方式接合在一起的三個管道。因此，在此實施例中，氣體通道110、冷卻通道120以及返回通道130各 自為接合在一起的獨立管道。舉例而言，此等管道可為不鏽鋼、鎳、鉭或另一金屬。在一些實施例中，管道的外徑在0.250吋與0.375吋之間，其中壁厚在0.02吋與0.035吋之間。管道的內徑可為0.20吋至0.35吋。氣體通道110的入口111安置於真空法蘭50外部的大氣環境2中。氣體通道110的出口113附接至氣體套管30中的套管導管31的第一端(參見圖1)。在達至氣體套管30之前，冷卻通道120的出口諸如在接面125處附接至返回通道130的入口。冷卻入口121及返回出口131兩者位於大氣環境2中。因此，除了氣體通道110與氣體套管30中的套管導管31的第一端的連接之外，在真空腔室1中不進行密封或其他流體連接。

圖2B繪示第二實施例。在此實施例中，對材料塊140進行槍鑽以產生穿過整個材料塊140的三個孔，材料塊140可為諸如不鏽鋼、鎳或鉭的金屬或陶瓷。此等孔充當氣體通道110、冷卻通道120以及返回通道130。孔的直徑可在0.20吋與0.305吋之間，且所述孔可以0.02吋與0.05吋之間的距離間隔開。氣體通道110的入口111安置於真空法蘭50外部的大氣環境2中。冷卻通道120及返回通道130可在材料塊140內的接面125處連接以形成迴路。如上所指出，冷卻入口121及返回出口131兩者位於大氣環境2中。在此實施例中，氣體通道110延伸超過材料塊140。此可藉由使管道112穿過與氣體通道相關聯的孔來達成，其中管道112長於材料塊140的長度。替代地，管道112可附連至材料塊140的末端。應注意圖2B繪示材料塊140延伸至真空法蘭50；然而，在其他實施例中，材料塊140可未延伸至真空法蘭50。因為槍鑽孔，冷卻通道120與氣體通道110通過自真空法蘭50至氣 體套管30的路徑的至少一部分彼此平行。

雖然圖2A至圖2B繪示可使用傳統製造技術產生的實施例，但增材製造允許產生其他實施例。

圖3A繪示根據第一實施例的可使用增材製造形成的氣體導管100。在此實施例中，氣體導管100可為不鏽鋼、鎳、鉭或另一金屬。替代地，氣體導管100可為不與進料氣體相互作用的無孔陶瓷材料。另外，氣體導管100的橫截面包含氣體通道150、冷卻通道160以及返回通道170。此等通道的組合橫截面積可類似於上文圖2A中描述的獨立管道的組合橫截面積。在一些實施例中，組合橫截面積可在0.09平方吋與0.3平方吋之間。此等三個通道線性地延伸穿過氣體導管100的長度。如上所指出，氣體通道150的入口151可安置於大氣環境2中。冷卻通道160及返回通道170在氣體套管30之前的接面165處連接以使得流體行進通過冷卻通道160中的冷卻入口161、進入返回通道170以及通過返回出口171離開。圖3B繪示根據第二實施例的可使用增材製造形成的氣體導管100。類似圖3A的實施例，氣體導管100包含三個通道。然而，三個通道螺旋穿過氣體導管100的長度。如上文所描述，存在冷卻通道160與返回通道170連接的接面165以使得流體行進通過冷卻通道160、進入返回通道170以及通過返回出口171離開。

圖4A至圖4D繪示沿著平面A-A截取的可與圖3A至圖3B中繪示的氣體導管100相關聯的不同橫截面。雖然此等圖式將氣體導管100繪示為圓柱形，但其他形狀亦為可能的。在圖4A中，三個通道(氣體通道150、冷卻通道160以及返回通道170)在氣 體導管100內各自佔據楔形。在此實施例中，三個內壁142安置於氣體導管100內且各內壁142自氣體導管100的內壁向內延伸且在氣體導管100內的共同點處相接。內壁142可具有0.2吋至0.4吋的厚度，儘管可使用其他尺寸。雖然所繪示的楔形為相等大小，但應理解，各通道的橫截面積可視需要而不同。另外，共同點不一定必須位於橫截面的中心處。此外，在其他實施例中，三個內壁142可不在共同點處相接；相反，各自可跨越氣體導管100延伸且在兩個點處附接至氣體導管100的內壁。

圖4B繪示類似於圖4A的實施例，其中內部洩漏監視導管172安置於氣體導管100的中心附近。內部洩漏監視導管172可具有0.05吋或大於0.05吋的內徑。各內壁142自氣體導管100的內壁延伸至內部洩漏監視導管172的外壁。應注意，通道中的各者與內部洩漏監視導管172連通，使得可使用內部洩漏監視導管172偵測通道中的任一者中的洩漏。

圖4C繪示氣體導管100的中心部分充當氣體通道150的實施例，而冷卻通道160及返回通道170各自佔據圍繞氣體通道150的外部環圈的部分。同樣，三個通道的橫截面積不必相等。此外，各通道的橫截面積可類似於上文相對於圖2A描述的橫截面積。

圖4D繪示氣體導管100的中心部分充當氣體通道150的實施例，而冷卻通道160及返回通道170各自佔據圍繞氣體通道150的環圈。在一些實施例中，充當冷卻通道160的環圈鄰近於氣體通道150，而返回通道170為最外部環圈。同樣，三個通道的橫截面積不必相等。

當然，存在可使用的三個通道的其他配置。在某些實施例中，通道配置成使得冷卻通道160鄰近於氣體通道150。

圖5A繪示另一實施例，其中氣體導管100的內部的部分為呈螺旋體形式的晶格155。螺旋體定義為「三次週期性最小表面，意謂在空間中在3個不同方向上重複自身的表面，類似晶體」。根據定義，晶格155具有從不相交的兩個體積/流動路徑，所述兩個體積/流動路徑允許穿過其的流體之間的極高速的熱交換。因此，為了最大化氣體通道150的冷卻，冷卻通道160及氣體通道150安置於晶格155中。圖5B至圖5D繪示合併返回通道170的不同實施例。在圖5B中，內壁142用於界定為返回通道170保留的氣體導管的楔形。楔形可類似於圖4A中描述的楔形。替代地，橫截面的用於返回通道170的部分可為其他形狀。在圖5C中，內部洩漏監視導管172可安置於氣體導管的中心中，類似於圖4B中所繪示的實施例。在圖5D中，外部環圈用於提供返回通道170。應注意，可改變圖5D中繪示的實施例以使得返回通道170為中心導管且晶格155安置於返回通道170周圍。

應注意，對於此等實施例中的各者，存在用於連接冷卻通道160與返回通道170的接面165。

雖然圖2A至圖5D繪示包含緊鄰於彼此(諸如，0.1吋內)的三個通道的一個氣體導管100，但其他實施例亦為可能的。舉例而言，如上文所描述，當存在與冷卻通道的熱交換時發生氣體通道的冷卻。因此，在另一實施例中，冷卻通道與氣體通道彼此相鄰，而返回通道與此等兩個通道實體分離。舉例而言，在一個實施例中，在圖6A中所繪示，冷卻通道120及氣體通道110可為接合 在一起的管道，而返回通道130為與兩個接合管道實體分離的管道。如前所述，接面125用於連接冷卻通道120與返回通道130。

另外，此配置亦可用於增材製造。舉例而言，氣體導管100可具有僅具有兩個通道的橫截面。此可為中心通道與作為環圈的第二通道，所述中心通道可為氣體通道150，所述第二通道可為冷卻通道160。在另一實施例中，內壁142可用於將氣體通道150與冷卻通道160分離。在另一實施例中，氣體導管的內部可呈晶格155的形式。在此等實施例中，返回通道170安置於與氣體導管100實體分離的獨立導管中。

圖6B繪示利用傳統製造技術的另一實施例。此實施例類似於圖2B中所繪示的實施例，但返回通道130與材料塊141實體分離。

同樣，在此等實施例中的各者中，接面用於將冷卻通道連接至返回通道。因為返回通道與氣體導管實體分離，所以管道的小區段可用於連接冷卻通道與返回通道。

前述實施例皆引入一種冷卻通道，所述冷卻通道在其自真空法蘭50至氣體套管30的長度的至少一部分上鄰近於且平行於氣體通道。在一些實施例中，冷卻通道與氣體通道平行至少6吋的距離。在一些實施例中，在氣體通道接近氣體套管30時，冷卻通道鄰近於且平行於氣體通道。舉例而言，在一些實施例中，冷卻通道可鄰近於氣體通道至氣體套管30的6吋內。在其他實施例中，冷卻通道可鄰近於氣體通道至氣體套管30的4吋內。在另外其他實施例中，冷卻通道可鄰近於氣體通道至氣體套管30的2吋內。在一些實施例中，冷卻通道沿著其自真空法蘭50至出口113 的長度的至少一部分抵接氣體通道，其中氣體通道附接至氣體套管30。在一些實施例中，部分為自真空法蘭50至出口113的長度的至少50%。在一些實施例中，部分為自真空法蘭50至出口113的長度的至少75%。

然而，其他實施例亦為可能的。舉例而言，如圖1中所繪示，底座20含有底座冷卻通道21。在一些實施例中，此等底座冷卻通道21可用以冷卻氣體導管。

圖7A繪示利用位於底座20中的底座冷卻通道21的實施例的側視圖。圖7B繪示此實施例的正視圖。此等底座冷卻通道21可遍及底座20安置且用於載送冷卻流體以使底座20維持在預定溫度。在此實施例中，氣體套管32經修改以允許自底座20引入冷卻流體。氣體套管32可為能夠承受所述區域中的高溫的導電材料，諸如石墨或金屬，諸如鎢、鉭或不鏽鋼。替代地，可使用不與進料氣體相互作用的無孔陶瓷材料。典型地，氣體套管32包含自氣體導管100延伸至離子源10的套管導管31。氣體套管32亦包含具有入口及出口的至少一個路徑，亦稱為冷卻迴路34。入口與內部冷卻通道123流體連通，而出口與內部返回通道133流體連通。如上文所描述，將內部冷卻通道123與內部返回通道133連接以使得冷卻流體可自入口流動，經過冷卻迴路34(亦即，內部冷卻通道123及內部返回通道133)且通過出口排出。入口及出口各自與底座20的底座冷卻通道21連通。冷卻迴路34可具有類似於上文描述的冷卻通道的橫截面積。此外，在此實施例中，將氣體套管32的冷卻迴路34的入口及出口密封至底座20中的開口，所述開口對應於底座冷卻通道21。舉例而言，氣體套管32可栓固至 底座20，且O形環或另一壓縮密封件可用於將氣體套管32密封至底座20中的開口。此外，冷卻迴路34可與套管導管31平行其長度的至少一部分。

亦可以其他方式利用底座冷卻通道21。圖8繪示另一實施例。在此實施例中，氣體導管100僅含有氣體通道。冷卻迴路180附接至底座20，與底座中的對應於底座冷卻通道21的開口連通，使得冷卻流體可自底座20流動，經過冷卻迴路180且返回至底座20。可諸如藉由使用夾持塊185使冷卻迴路180壓靠氣體套管30。在一些實施例中，冷卻迴路180焊接至底座20，使得在真空腔室1中不存在密封連接。在一些實施例中，冷卻迴路180夾持至氣體套管30。

圖9繪示另一實施例。在此實施例中，底座20經組態以使得氣體導管100的至少一部分穿過底座20。舉例而言，底座20可形成真空腔室1與大氣環境2之間的邊界的部分。氣體導管100可進入大氣環境2中的底座20且穿過底座20朝向氣體套管30行進。接著氣體導管100自底座20顯露，且將氣體導管100的暴露部分連接至氣體套管30的套管導管31的第一端。由於底座20維持在預定溫度，因此在氣體導管100穿過底座20時其亦維持在此溫度下。另外，在一些實施例中，底座20經組態以使得底座冷卻通道21安置於氣體導管100附近。舉例而言，底座冷卻通道21可在氣體導管100的0.05吋至1吋內。在一些實施例中，氣體導管100為穿過底座20的獨立管道。在其他實施例中，氣體導管100機械加工至底座20中。

圖10A至圖10B繪示其中氣體導管100穿過底座20或 底座20中的空腔的其他實施例。在圖10A中，氣體導管100包含氣體通道150、冷卻通道160以及返回通道170。此氣體導管100可為圖2A至圖2B、圖3A至圖3B、圖4A至圖4D或圖5A至圖5D中繪示的實施例中的任一者。此氣體導管100穿過底座20或空腔，且通過鄰近於底座20的表面進入至離子源10中。氣體通道150及冷卻通道160的入口兩者安置於大氣環境2中。此外，接面165位於氣體導管100中以允許冷卻通道160與返回通道170之間的流體連通。以此方式，僅氣體導管進入離子源10。

圖10B繪示氣體導管100穿過底座20的另一實施例。此氣體導管100穿過底座20，且通過鄰近於底座20的表面進入離子源10中。氣體通道150的入口安置於大氣環境2中。如上文所描述，底座20具有安置於其中的一或多個底座冷卻通道21。氣體導管100憑藉其接近底座冷卻通道21而被冷卻。

上文在本申請中所描述的實施例可具有許多優勢。如上所指出，某些進料氣體在溫度升高時分解。舉例而言，某些氣體在400℃的溫度下分解，而其他可在低至300℃的溫度下分解。藉由利用接近氣體通道的冷卻通道，進料氣體的溫度可維持於低溫。在一次實驗中，氣體通道的壁的最大溫度可降低超過400℃。此允許具有較低分解溫度的此等氣體在無阻塞的情況下被利用。

本揭露的範疇不受本文中所描述的特定實施例限制。實際上，本揭露的其他各種實施例和對本揭露的修改(除本文中所描述的實施例和修改以外)將自前述描述和隨附圖式對於所屬領域中具有通常知識者將顯而易見。因此，此等其他實施例及修改意欲屬於本揭露的範疇內。此外，儘管本文已經出於特定目的在特定環 境下的特定實施的上下文中描述本揭露，但所屬技術領域中具有通常知識者將認識到，其有效性不限於此且本揭露可出於任何數目的目的有利地在任何數目的環境下實施。因此，下文所闡述的申請專利範圍應鑒於如本文中所描述的本揭露的全部範圍及精神來解釋。

1:真空腔室

2:大氣環境

10:離子源

20:底座

21:底座冷卻通道

30:氣體套管

31:套管導管

40:外壁

50:真空法蘭

100:氣體導管

111:入口

113:出口

Claims (14)

1. 一種離子植入系統，包括：離子源；氣體套管，與所述離子源的內部連通，其中所述離子源及所述氣體套管位於真空腔室中；真空法蘭，將所述真空腔室與大氣環境分離；以及氣體導管，與所述氣體套管連通，所述氣體導管包括：氣體通道，具有位於所述大氣環境中的入口及與所述氣體套管連通的出口；冷卻通道，鄰近於所述氣體通道；以及返回通道，與所述冷卻通道流體連通；其中所述冷卻通道沿著所述真空法蘭與所述出口之間的所述氣體通道的長度的至少50%抵接所述氣體通道。
2. 如請求項1所述的離子植入系統，其中在所述氣體通道穿過所述真空法蘭時，所述冷卻通道抵接所述氣體通道。
3. 如請求項1所述的離子植入系統，其中所述氣體通道及所述冷卻通道為接合在一起的獨立管道。
4. 如請求項3所述的離子植入系統，其中所述返回通道為接合至所述氣體通道及所述冷卻通道的獨立管道。
5. 如請求項1所述的離子植入系統，還包括材料塊；其中所述冷卻通道及所述氣體通道藉由所述材料塊中的槍鑽孔產生。
6. 如請求項5所述的離子植入系統，其中所述返回通道藉由所述材料塊中的槍鑽孔產生。
7. 如請求項1所述的離子植入系統，其中所述冷卻通道、所述返回通道以及所述氣體通道均安置於一個導管中，且內壁用於分離所述通道。
8. 如請求項7所述的離子植入系統，其中所述冷卻通道、所述返回通道以及所述氣體通道線性地延伸穿過所述一個導管的長度。
9. 如請求項7所述的離子植入系統，其中所述冷卻通道、所述返回通道以及所述氣體通道螺旋穿過所述一個導管的長度。
10. 一種離子植入系統，包括：離子源；底座，所述離子源安置於所述底座上；以及氣體導管，與所述離子源連通，其中所述氣體導管的一部分在進入所述離子源之前穿過所述底座，其中所述氣體導管包括氣體通道，以及沿著所述氣體通道的長度的至少50%抵接所述氣體通道的冷卻通道。
11. 如請求項10所述的離子植入系統，其中所述氣體導管通過鄰近於所述底座的表面進入所述離子源。
12. 如請求項11所述的離子植入系統，其中所述氣體導管包括氣體通道、冷卻通道以及返回通道。
13. 如請求項10所述的離子植入系統，還包括與所述離子源連通的氣體套管，其中所述氣體導管離開所述底座且附連至所述氣體套管中的套管導管的第一端。
14. 一種離子植入系統，包括：離子源；底座，所述離子源安置於所述底座上；氣體導管，與所述離子源連通，其中所述氣體導管的一部分在進入所述離子源之前穿過所述底座；以及氣體套管，連通所述離子源，其中所述氣體導管離開所述底座且附連至所述氣體套管中的套管導管的第一端，且所述氣體套管從所述離子源的一側進入所述離子源且未接觸所述底座。