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TWI464775B - 用於將離子佈植至一工件的離子佈植系統、磁性過濾一離子束之方法以及用於降低於離子佈植系統的粒子污染之方法 - Google Patents

用於將離子佈植至一工件的離子佈植系統、磁性過濾一離子束之方法以及用於降低於離子佈植系統的粒子污染之方法 Download PDF

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TWI464775B
TWI464775B TW098121321A TW98121321A TWI464775B TW I464775 B TWI464775 B TW I464775B TW 098121321 A TW098121321 A TW 098121321A TW 98121321 A TW98121321 A TW 98121321A TW I464775 B TWI464775 B TW I464775B
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ion
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pole
ion implantation
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Geoffrey Ryding
Marvin Farley
Bo Vanderberg
Theodore Smick
Takao Sakase
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Axcelis Tech Inc
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Description

用於將離子佈植至一工件的離子佈植系統、磁性過濾一離子束之方法以及用於降低於離子佈植系統的粒子污染之方法
本發明通常關於離子佈植系統，且更明確為離子佈植系統在減速器下游過濾低能量的離子束之系統及方法。
於半導體元件與其他的產品之製造，離子佈植系統用以授予雜質(習稱為摻雜元素)至半導體晶圓、顯示面板或其他工件。習用的離子佈植系統或離子佈植器是以離子束處理一工件，藉以產生n或p型摻雜區域或形成鈍化層於工件。當運用於摻雜半導體，離子佈植系統注入一選擇的離子種類以產生期望的外質材料。舉例而言，佈植自諸如銻、砷或磷之源材料所產生的離子造成“n型”外質材料的晶圓。替代而言，佈植自諸如硼、鎵或銦之材料所產生的離子作成於一半導體晶圓之p型外質材料部分。
習用的離子佈植系統包括一離子源，其離子化一期望的摻雜元素且接著加速以形成指定能量之一離子束。離子束指向於工件之一表面以將摻雜元素佈植於該工件。離子束之帶能的離子穿透工件之表面，使得其為嵌入至工件材料的晶格以形成期望的導電性之一區域。該佈植過程典型實行於一高真空的處理室，其防止由於碰撞剩餘氣體分子之離子束的分散且使得由於空中微粒之工件污染的風險為最小化。
通常運用離子劑量與能量以定義一離子佈值之二個變數。離子劑量關聯於針對於一給定半導體材料之佈植離子的濃度。典型而言，高電流佈植器(通常為大於10毫安培(milliamp，mA)的離子束電流)運用於高劑量佈植，而中電流佈植器(通常為能夠達到大約1毫安培( )的束電流)運用於較低劑量佈植。運用離子能量以控制於半導體元件之接面的深度。構成離子束之離子的能量決定所佈植離子之深度的程度。高能量製程(諸如：用以形成於半導體元件之倒退型井的彼等者)典型為需要高達數百萬電子伏特(million electron volt，MeV)之佈植，而淺接面可能僅為要求低於1千電子伏特(thousand electron volt，keV)之能量。
愈來愈小的半導體元件之持續趨勢需要佈植器具有適用於低能量以遞送高束電流之離子源。高束電流提供必要的劑量位準，而低能量位準允許淺佈植。舉例而言，於互補金氧半導體(complementary metal-oxide-semiconductor，CMOS)元件之源極/汲極的接面需要該高電流、低能量的應用。因此，束線保持為短以提供高電流，藉著在工件之上的一減速器以在佈植之前而減速該等離子。束線保持為短以降低關聯於低能量束之束放大。然而，污染經常歸因於離子源，且於該種低能量系統之工件至離子源的緊密鄰近導致找到至工件途徑的污染之提高的潛在性。
是以，本發明之一個目的提供一種系統及方法，以充分降低於一低能量束線組件的粒子污染，其中，可促進有效率的污染物減輕。
本發明克服先前技術的限制，藉由提供一種用於降低於離子佈植系統(且特別是於低能量的離子佈植系統)的粒子污染之方法及系統。因此，下文提出本發明之簡化的概論，藉以提供本發明之一些觀點的基本瞭解。此概論非為本發明之廣泛的概觀。此概論意圖以既非為判別本發明之關鍵或重要的要素且亦非為界定本發明之範疇。此概論之目的於簡化的形式呈現本發明之一些概念，作為稍後提出之較為詳細說明的序言。
本發明通常針對於一種用於降低於離子佈植系統的粒子污染之系統及方法，於低能量將離子佈植至一工件之離子佈植系統，運用位在一減速器之下游的一種磁性能量過濾器。根據一個觀點，該種離子佈植系統包含一末端站，其中，該工件通常位在於此。提供一發射離子的離子源，且進一步提供與安裝一質量分析器以質量分析該等離子且界定於實質高能量的一離子束。進一步在質量分析器之下游提供一減速器以減速該離子束。甚者，一種四極磁性能量過濾器裝置定位在該減速器之下游而在該工件之上游，其中，安裝該四極磁性能量過濾器以進一步過濾自該離子束之中性離子。
為了達成前述與相關目的，本發明包含完整描述於下文且特別指出於申請專利範圍之特徵。以下的說明與隨附的圖式詳細陳述本發明之某些說明性質的實施例。然而，此等實施例指出一些本發明原理可運用之種種方式。本發明之其他目的、優點與新穎特徵將連同圖式所考量之本發明的以下詳細說明而變得顯明。
本發明通常針對於一種用於降低於離子佈植至一或多個工件期間的粒子污染之方法及裝置。更特別而言，該種系統及方法提供在離子佈植系統之一加速器/減速器下游的低能量離子束之一磁性過濾。是以，本發明將參考圖式而描述，其中，運用相同的參考符號以指稱於圖式中的相同元件。應為瞭解的是：此等觀點之描述僅為說明性質，且其不應視為限制意義。於以下說明，為了解說，陳述諸多的特定細節以提供本發明之徹底瞭解。然而，對於熟悉此技術者將顯明的是：本發明可無需此等特定細節而實行。
為了得到本發明之較佳的瞭解，圖1說明描繪於方塊圖形式之一種示範的離子佈植系統100，其中，示範的離子佈植系統適用於實施本發明之一或多個觀點。系統100包含一離子佈植裝置101，其包含一離子源102，用於產生可運作以沿著一離子束路徑P行進之一量的離子，因而界定一用於離子佈植至一工件104(例如：一半導體工件、顯示器面板等等)的離子束103。舉例而言，離子源102通常包含一電漿室105、一處理氣體源106與一電源108，其中，正電荷的離子藉由自該電源的電力之施加而自於電漿室之內的處理氣體產生。該處理氣體源106可包含一源材料，諸如：可離子化的氣體或汽化的固體源材料或已經預先汽化的種類。針對於至工件104之一n型佈植，舉例而言，源材料可包含硼、鎵或銦。針對於一p型佈植，舉例而言，源材料可包含砷、磷或銻。
離子源102更包含關聯於其之一取出組件109，其中，帶電的離子於一取出電壓VExtract 之施加至該離子源而自其取出。一取出電源110可運作以提供該取出電壓VExtract ，其中，取出電壓VExtract 可進一步調變。一束線組件112進一步設置在離子源102之下游，其中，該束線組件通常接收該等帶電的離子。舉例而言，束線組件112包含一或多個構件114，諸如：一束導件116、一質量分析器118與一孔洞120，其中，可運作該一或多個構件以形成且成形該離子束103。
舉例而言，質量分析器118更包含一場產生構件，諸如：一磁鐵(未顯示)，其中，該質量分析器通常提供跨於離子束103之一磁場，因此根據離子的電荷對質量比而於變動的軌跡偏轉自該離子束的離子。舉例而言，行進通過該磁場的離子遭受一力量，其指引一期望的電荷對質量比之個別離子沿著束路徑P而偏轉非期望的電荷對質量比之離子遠離該束路徑。一旦通過質量分析器118，離子束103指引通過孔洞120，其中，通常限制該離子束以產生用於佈植至工件104的一簡明的束。
離子佈植系統100更包含該工件104通常位在其中之一末端站124。於積體電路元件、顯示器面板與其他的產品之製造，跨於工件104整個表面的均勻佈植摻雜種類通常為合意。舉例而言，安裝離子佈植裝置101以將離子佈植至單一個工件104(例如：一種「串行(serial)」離子佈植器)，其中，工件通常位於末端站124之內的一基座或卡盤(未顯示)上。應注意的是：可運作以將離子自一離子源取出且將其佈植至一或多個工件之任何的離子佈植裝置預期為歸屬於本發明之範疇內。
於再一個實例，離子佈植裝置101包含在質量分析器118之下游的一減速器126(亦稱為一加速器/減速器透鏡或「減速器(decel)」透鏡)，其中，直到該減速器，離子束103於顯著高的能量，且其中，該減速器通常用於較低能量的離子佈植降低該離子束之能量。
根據本發明，離子佈植裝置101更包含一磁性能量過濾器128，其沿著離子束103之路徑P定位而在減速器126之下游的一位置。
於一個實例，離子佈植裝置101更包含一深法拉第(faraday)130，其通常位在沿著離子束103之路徑P而在工件104之下游的一位置。於一個實例，深法拉第130通常位於末端站之內，且包含一實質為中空的構件。舉例而言，可運作深法拉第130以通常局限離子束103於其中，通常為使得於末端站124之內的粒子污染最小化。舉例而言，當並無工件104沿著離子束103之路徑P存在時，安裝深法拉第130以通常捕獲或局限離子束103。深法拉第130可適用於一或多個目的，諸如：實質為局限離子束103及/或提供用於分析離子束之一測量構件。深法拉第130可替代為一標準的法拉第或束集堆(beam dump)。
離子佈植系統100更包含一控制器132，其中，可運作控制器132以控制離子佈植裝置101。舉例而言，可運作控制器132以控制用於產生離子之電源108以及取出電源110，其中，通常控制離子束路徑P。除了別的以外，進一步可運作控制器132以調整關聯於質量分析器118之磁場的強度與方位。於另一個實例，自深法拉第130之回饋是饋入至控制器132以進一步控制離子佈植裝置101。進一步安裝控制器132以控制減速器126與磁性能量過濾器128以及一工件掃描系統(未顯示)。將為理解的是：控制器132可包含針對於系統100之整體控制的一處理器、電腦系統及/或操作員(例如：協同由一操作員之輸入的一電腦系統)。
參考圖2，一種示範的離子佈植裝置200說明，諸如：於圖1之裝置101，其中，示範的離子佈植裝置更為詳細顯示。應為再次注意的是：雖然離子佈植裝置200說明作為一個實例，本發明可運用種種其他型式的離子佈植裝置及系統而實行，諸如：高能量系統、低能量系統或其他佈植系統，且所有該等系統預期為歸屬於本發明之範疇內。
舉例而言，離子佈植裝置200包含一終端212、一束線組件214與一末端站216，其中，該終端包含一離子源220，其為由一源電源供應器222所供電。終端212更包含一取出組件224，其為由一取出電源供應器226所供電以自離子源220取出離子且因而提供所取出的離子束210至束線組件214。舉例而言，取出組件224協同該束線組件214而可運作以指引該等離子朝向位在於末端站216之一末端執行器229的一工件228，以供其佈植於一既定的能階。
於一個實例，離子源220包含一電漿室(未顯示)，其中，於一高正電位Vsource 供給一處理氣體或種類的離子能量。應注意的是：通常而言，正離子是產生，雖然本發明亦可應用至為由源220所產生的負離子之系統。取出組件224更包含一電漿電極230與一或多個取出電極232，其中，電漿電極受到相關於該一或多個取出電極的偏壓並相關於離子源220之內的電漿而浮動(例如：電漿電極為相關於工件228的120千伏特，其中，工件典型為接地)。舉例而言，該一或多個取出電極232受到小於電漿電極230者之一電壓的偏壓(例如：0-100千伏特之取出電壓VExtract )。相關於電漿之於該一或多個取出電極232的負相對電位建立一靜電場，其可運作以取出及加速出自離子源220的正離子。舉例而言，該一或多個取出電極232具有關聯於其之一或多個取出孔洞234，其中，正電荷的離子透過該一或多個取出孔洞而離開離子源220以形成離子束210，且其中，取出的離子之速度通常由提供至該一或多個取出電極之電位VExtract 所決定。
根據本發明之一個觀點，束線組件214包含：一束導件235，其具有一入口與一出口，該入口靠近離子源220(例如：關聯於取出孔洞234)且該出口具有一解析板236；以及，一質量分析器238，其接收所取出的離子束210且建立一雙極磁場以僅讓適當電荷至質量比或其範圍的離子(例如：具有一期望質量範圍的離子之一經質量分析的離子束)通過至定位於末端站216之工件228。於離子源220之源材料的離子化產生種類具有期望原子量的正電荷離子的一種類。然而，除了期望離子的種類以外，離子化過程亦將同樣產生具有其他原子量之一部分的離子。具有原子量為高於或低於適當的原子量之離子不適用於佈植且稱為不合意的種類。由質量分析器238所產生的磁場通常致使於離子束210的離子以彎曲軌跡移動，是以，該磁場建立以俾使僅具有一原子量為等於期望離子種類的原子量之離子越過束路徑P至末端站216。
根據本發明之另一個示範觀點，離子佈植裝置200包含耦接至其之一深法拉第239，其中，該深法拉第沿著離子束210之路徑P定位而通常在工件228之下游，且當該工件為未相交該離子束之路徑時，可運作深法拉第以相交該路徑。是以，安裝深法拉第239以於末端站216之內而在該工件之下游測量該離子束之特徵及/或實質局限離子束210。舉例而言，深法拉第239可有效地耦接至圖1之控制器132，其中，可運作該控制器以確定該離子束之特徵用於離子佈植是否滿意。舉例而言，圖2之深法拉第239包含一通常為中空的圓筒且襯裡為石墨，其中，該圓筒實質為深，俾使該離子束通常捕獲於深法拉第之內，因此實質減小於具有淺法拉第之習用系統所可見的粒子污染。深法拉第件239可替代包含一標準的法拉第或束集堆。
根據本發明之還有一個觀點，在圖2之束導件235的出口之解析板236協同該質量分析器238操作以自具有一原子量為接近於(但是非等於)期望離子種類的原子量之離子束210排除不合意離子種類。舉例而言，解析板236進一步為由玻璃石墨或諸如鎢或鉭的另一種材料所組成，且包括一或多個伸長的孔洞240，其中，於離子束210的離子隨著離開該束導件235而通過該等孔洞。在解析板236，自離子束210之路徑P的離子之分散(例如：圖示為於P’)是於其最小值，其中，離子束之一寬度(P’-P’)是離子束210通過解析孔洞240的一最小值。
解析孔洞240之下游是一減速器242，其中，該減速器隨著離子束210通過於其而靜電式加速或減速離子束210。舉例而言，減速器242通常允許離子束以高電流與高能量(5千伏特-10千伏特)行進穿過上游的構件，因此減輕在該減速器上游的離子束210之放大，其中，針對於較低能量的離子佈植，減速器減小在工件228上游的離子束之能量。習用而言，會提出緊接在一減速器之下游的工件228，藉以減輕在減速後的束放大。然而，不利的是離子束之光學品質的降低。由於離子束210具有在減速後之較低的能量，對於離子束放大或是喪失凝聚性之傾向是歸因於空間電荷而變大，其中，該束傾向為中性展開。此典型需要的是：工件與減速器透鏡之距離維持為儘可能短以防止於該束的橫截面積之增大。再者，自快速中性粒子與其他不想要的偏離能量的帶電離子之能量污染仍將在減速後存在。
本發明在減速器242之下游設置一種四極磁性能量過濾器250，藉以提供在減速後的束尺寸與角度之控制，而亦為在佈植至工件228之前以進一步過濾自離子束210之不想要的離子與快速的中性粒子。於一個實例，四極磁性能量過濾器250包含：一加速器/減速器透鏡，光學匹配至一種四極三件組透鏡，其為整合在一雙極過濾器磁鐵之內側。舉例而言，雙極過濾器磁鐵選擇正確能量與電荷狀態之離子束，而該等透鏡提供通過該過濾器至工件228的束尺寸與角度之控制。
根據一個實例，四極磁性能量過濾器250可採取一質量分析磁鐵之形式，諸如：於共同擁有的美國專利第5,554,857號所述之質量分析磁鐵，該件美國專利之整體內容以參照方式納入於本文。
於另一個實例，四極磁性能量過濾器250圖示於圖3，其中，該四極磁性能量過濾器提供離子束之一最後的彎曲於分散平面或正交於分散平面。四極磁性能量過濾器250(例如：具有多個四極之一種雙極磁鐵)通常如具有重疊的四極場之一偏轉磁鐵作用，除了偏轉離子束(例如：正/負12至15度)以減少快速中性粒子之外，重疊的四極場通常聚焦離子束210。舉例而言，減速器242與四極磁性能量過濾器250針對於最佳性能而為聚焦匹配。再者，四極磁性能量過濾器250有利為增加該離子束之路徑P的長度，此對習用的束放大為之前不可能的，因此將工件228進一步自離開該離子源212而移動。於此實例，提供三個四極252、254與256(亦稱為一種四極三件組(triplet))，如進一步於圖4所圖示。於一個實例，提供針對於各個四極之一可變的解析狹縫(未顯示)以提供附加的束控制。
圖5說明一種多極能量過濾器250之另一個實例(X-Z平面圖)，其中，具有一雙極場之三個磁性四極透鏡252、254與256重疊於四極場之上，且為光學匹配至靜電加速器/減速器透鏡242。舉例而言，加速器/減速器透鏡242可為雙重聚焦於X與Y方向或是單一聚焦於X方向。磁性四極透鏡252、254與256交替聚焦及散焦，且當結合加速器/減速器透鏡242而形成一組的四個像散透鏡260，其產生週期式的聚焦/散焦且具有於離子束210之一淨雙重聚焦作用。
藉由匹配加速器/減速器透鏡242至一組的四極透鏡252、254與256，離子束210之光學品質有效恢復。利用於四極磁性能量過濾器250之雙極元件以將自加速器/減速器透鏡242發出之期望的低能量束262與不合意的中性束分離。舉例而言，二個電漿電子源(未顯示)可插入於透鏡252與254及透鏡254與256之間，提供附加的空間電荷補償以增強低能量輸送。甚者，產生在離子束路徑P之上方與下方的交替極性磁性尖點之一陣列的磁鐵提供電子之反射以進一步降低由低能量離子束所引起的空間電荷電位。圖6進一步說明包含四極磁性能量過濾器250的示範本發明的離子佈植系統100之另一個視圖。
理解的是：靜電能量過濾傾向以消滅稱為環繞於離子束210之「電漿覆層(sheath)」，其中，電漿覆層通常由環繞於離子束210的剩餘氣體所引起，因此並未提供維持 空間電荷之能力，其中，存在較少的自由電子以維持離子束之同調性。然而，關聯於本發明之四極磁性過濾器裝置250的磁場或電子沿著磁場線移動，且因此並未消滅電漿。因此，本發明之四極磁性能量過濾器250將傾向以提供較佳的空間電荷中性化。
因此，根據本發明之另一個觀點，圖7說明一種用於降低於離子佈植系統的粒子污染之方法300。儘管示範的方法是以一連串的行動或事件圖示且描述在此，將理解的是：本發明未受限於該等行動或事件之圖示的順序，正如根據本發明之一些步驟可能發生於不同的順序及/或與除了本文顯示及描述者之外的其他步驟同時發生。此外，實施根據本發明之一種方法可能並非需要所有圖示的步驟。甚者，將理解的是：該等方法可關聯於圖示且描述在此之系統以及關聯於未圖示的其他系統而實施。
如於圖7所示，方法300以於步驟305提供一質量分析後的離子束而開始，其中，離子束例如由一種離子佈植系統所形成，諸如：圖1至3與5之離子佈植系統100或200。於步驟310，離子束在質量分析後而減速，其中，通常降低離子束之能量。於步驟315，磁性過濾減速的離子束以通常移除不想要的離子與中性粒子，諸如：經由在減速器之下游而且在工件之前的一種四極磁性能量過濾器裝置。於步驟320，以自經減速且過濾後的離子束之離子佈植工件，其中，污染是最小化。
雖然本發明已關於一或多個較佳實施例而顯示及描 述，顯明的是：等效變更與修改將為熟悉此技術者於此說明書與隨附的圖式之詳讀及瞭解時所思及。特別是關於由上述的構件(組件、裝置、電路等等)所實行的種種功能，用以描述該等構件之術語(包括：「機構」之提及)意圖以對應於(除非另為指明)實行所述構件之指定功能的任何構件(即：其為功能等效)，即使非為結構等效於實行本發明之於本文所述範例實施的功能之揭示結構。此外，儘管本發明之一特定特徵可能揭示於關於數個實施例之僅一者，但當可能期望且有利於任何給定或特定應用時，可結合於其他實施例之一或多個其他特徵。
100‧‧‧離子佈植系統
101‧‧‧離子佈植裝置
102‧‧‧離子源
103‧‧‧離子束
104‧‧‧工件
105‧‧‧電漿室
106‧‧‧處理氣體源
108‧‧‧電源
109‧‧‧取出組件
110‧‧‧取出電源
112‧‧‧束線組件
114‧‧‧構件
116‧‧‧束導件
118‧‧‧質量分析器
120‧‧‧孔洞
124‧‧‧末端站
126‧‧‧減速器
128‧‧‧磁性能量過濾器
130‧‧‧深法拉第
132‧‧‧控制器
200‧‧‧離子佈植裝置
210‧‧‧離子束
212‧‧‧終端
214‧‧‧束線組件
216‧‧‧末端站
220‧‧‧離子源
222‧‧‧源電源供應器
224‧‧‧取出組件
226‧‧‧取出電源供應器
228‧‧‧工件
229‧‧‧末端執行器
230‧‧‧電漿電極
232‧‧‧取出電極
234‧‧‧取出孔洞
235‧‧‧束導件
236‧‧‧解析板
238‧‧‧質量分析器
239‧‧‧深法拉第
240‧‧‧解析孔洞
242‧‧‧減速器
250‧‧‧四極磁性能量過濾器
252‧‧‧四極透鏡
254‧‧‧四極透鏡
256‧‧‧四極透鏡
260‧‧‧像散透鏡
262‧‧‧低能量束
300‧‧‧方法
305-320‧‧‧方法300之步驟
圖1為根據本發明的一個觀點之一種示範離子佈植系統的系統階層方塊圖。
圖2為根據本發明的另一個觀點之一種示範離子佈植裝置的平面圖。
圖3為根據本發明的另一個觀點之一種示範離子佈植裝置的X-Z平面圖。
圖4為根據本發明的又一個觀點之一種示範四極磁性能量過濾器的立體平面圖。
圖5為根據本發明的再一個觀點之一種示範離子佈植裝置的X-Z平面圖。
圖6為根據本發明的又一個觀點之一種示範離子佈植裝置的立體平面圖。
圖7為根據本發明的另一個示範觀點之一種用於降低 於離子佈植至一或多個工件期間的污染之示範方法的方塊圖。
200．．．離子佈植裝置
210．．．離子束
212．．．終端
214．．．束線組件
216．．．末端站
239．．．深法拉第
242．．．減速器
250．．．四極磁性能量過濾器
252、254、256．．．四極透鏡

Claims (16)

  1. 一種用於將離子佈植至一工件的離子佈植系統，該種離子佈植系統包含：一末端站，其中，該工件通常位在於該末端站；一用於發射離子的離子源；一質量分析器，安裝以質量分析該等離子且界定一離子束；一位在該質量分析器之下游以減速該離子束的減速器；及一四極磁性能量過濾器裝置，定位在該減速器之下游並在該工件之前，其中，該四極磁性能量過濾器過濾自該離子束之中性離子。
  2. 如申請專利範圍第1項之離子佈植系統，其中，該四極磁性能量過濾器裝置包含：一沿著於該減速器與工件之間的離子束路徑定位的磁鐵，其中，安裝該磁鐵以偏轉離子通過弧形的路徑，其中，不想要的粒子通常自該離子束過濾出，該磁鐵包含：˙由一鐵磁性材料所構成的第一與第二磁極件，其中，第一與第二磁極件具有由該離子束通過的一磁場區域所隔開之朝內面對的極表面；˙定位於接近第一與第二磁極件的一或多個主要載流線圈，其中，於該磁場區域之一主要雙極磁場通常形成於第一與第二磁極件之朝內面對的極表面之間，其中，該離子束之帶電粒子沿著弧形路徑彎曲而通過該磁場區域； 及˙用於提供沿著該離子束之弧形路徑延伸的電流的一或多個附加載流線圈，在那時，其與於該等極件之間的磁場區域之雙極場的一四極場重疊；及一有效地耦接至該磁鐵之主要與附加載流線圈的控制器，其中，安裝該控制器以控制該等主要與附加載流線圈，在那時，於該等極表面之間的磁場區域中形成具有雙極與四極分量之一磁場。
  3. 如申請專利範圍第2項之離子佈植系統，其中，該一或多個附加載流線圈附接至該第一與第二磁極件，該一或多個附加載流線圈定位於該第一與第二磁極件之朝內面對的極表面與該磁場區域之間。
  4. 如申請專利範圍第2項之離子佈植系統，其中，該等朝內面對的極表面通常為平面且於該磁鐵之一磁場中心面的相對側相間隔，二個主要載流線圈於該磁場中心面的相對側彼此鄰接，在其中，定義一通常封閉的磁場區域。
  5. 如申請專利範圍第2項之離子佈植系統，其中，該第一與第二磁極件分段成多個極件段，且該等附加載流線圈有效地耦接至一特定磁極件段，其於由該極件段所界定之一區域中定義該四極磁場。
  6. 如申請專利範圍第5項之離子佈植系統，包含：二個形成鞍狀線圈且沿著通過該磁鐵之弧形離子束路徑的側邊延伸的主要載流線圈，且其中，該等鞍狀線圈在透過該離子束進入該磁鐵之一入口與一出口開口處自該離子束路徑 彎曲遠離。
  7. 如申請專利範圍第2項之離子佈植系統，包含：二個形成弧形線圈部分且沿著通過該磁鐵之弧形離子束路徑的側邊延伸的主要載流線圈，且其中，該二個主要載流線圈之弧形線圈部分沿著平分該磁場區域之一束中心面彼此鄰接。
  8. 如申請專利範圍第2項之離子佈植系統，更包含：一形成該磁場區域的邊界的可透磁的束導件。
  9. 如申請專利範圍第8項之離子佈植系統，其中，該可透磁的束導件界定用於維持一低壓區域的一封閉容積，離子隨著藉該磁鐵所彎曲而移動通過該低壓力區域。
  10. 如申請專利範圍第2項之離子佈植系統，其中，該第一與第二磁極件分段成為多個極件段，其自該磁鐵之一徑向內部的一窄部加寬至該磁鐵之一徑向外部的一相對較寬部。
  11. 如申請專利範圍第1項之離子佈植系統，其中，該四極磁性能量過濾器裝置包含一四極三件組。
  12. 一種於離子佈植至工件之期間以磁性過濾一離子束之方法，該種方法包含：自一離子源發射離子且加速該等離子自該離子源遠離以形成一離子束；質量分析該離子束，其中，離子是選擇的；一旦該離子束為質量分析，減速該離子束；及在減速之下游，磁性過濾該離子束，其中，形成一磁 場，用於截取離開該減速器之離子束的離子以選擇性過濾不合意的離子與快速的中性粒子。
  13. 如申請專利範圍第12項之方法，其中，磁性過濾該離子束更包含：置放於一弧形束行進路徑之各側的第一與第二弧形延伸的極件，使得朝內面對的極表面定位於一磁場中心面的相對側；定位沿著該等弧形延伸的極件的一主要場產生線圈，其用於建立延伸跨過自該第一與第二弧形延伸的極件之一者至該第一與第二弧形延伸的極件之另一者的磁場區域的一主要雙極磁場；於該第一與第二弧形極件的朝內面對表面與該磁場區域之間置入四極場產生線圈；及選擇性激勵該主要與四極場產生線圈二者，以於該等極件之間的區域中提供一受控制的四極磁場。
  14. 如申請專利範圍第13項之方法，其中，該第一與第二極件之各者配置於多個弧形極段，且其中，一極件之各個極段支撐一四極場產生線圈以供建立一沿著該極件之一面的電流，且該種方法更包含步驟：激勵附接至相對的極段之四極場產生線圈，致使移動通過於該第一與第二極件之間的依序遭遇的磁場區域之離子的聚焦或散焦。
  15. 如申請專利範圍第14項之方法，更包含步驟：聚焦離子使其朝向由一第一對磁極件段所界定之一第一磁場區域內的一特定平面，且散焦離子使其遠離由一第二對磁極 件所界定之一第二磁場區域內的特定平面，該等離子在第一磁場區域之後而進入第二磁場區域；該等步驟透過附接至第一與第二對極件之四極場產生線圈的受控制激勵而達成。
  16. 一種用於降低於離子佈植系統的粒子污染之方法，該種方法包含：在質量分析一離子束之後，減速該離子束；及在減速之後，磁性過濾該離子束，其中，減少不想要的離子與中性粒子。
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