CN102067268A - 用于离子注入系统的减速后的磁性能量过滤器 - Google Patents

用于离子注入系统的减速后的磁性能量过滤器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于在离子注入工件(228)期间磁性过滤离子束(210)的系统(200)及方法，其中从离子源(212)发射离子且加速离子使其远离离子源以形成离子束。离子束由质谱仪(214)进行质量分析，其中离子是选定的。一旦离子束进行质量分析，离子束接着通过减速器(242)被减速，且在减速的下游进一步磁性过滤离子束。磁性过滤由四极磁性能量过滤器(250)提供，其中形成磁场，用于截取离开减速器的离子束中的离子，以选择性地过滤不想要的离子和快速中性粒子(264)。

Description

用于离子注入系统的减速后的磁性能量过滤器
相关申请的引用
本申请主张于2008年6月25日提出申请的美国临时申请第61/075,657号的权益，该美国临时申请的发明名称为用于离子注入系统的减速后的磁性能量过滤器，该申请全文在此整体并入本文供参考。
技术领域
本发明总体上涉及离子注入系统，更具体地，涉及在离子注入系统中的减速器下游过滤低能量的离子束的系统及方法。
背景技术
在半导体装置和其它产品的制造中，离子注入系统用于将公知作为掺杂元素的杂质传送至半导体晶片、显示面板或其它工件。传统的离子注入系统或离子注入器以离子束处理工件，以便产生n-型或p-型掺杂区或形成工件中的钝化层。当用于掺杂半导体时，离子注入系统注射选定的离子种类以产生期望的非本征材料。例如，注入从诸如锑、砷或磷的源材料所产生的离子产生n-型非本征材料的晶片。可选地，注入从诸如硼、镓或铟的材料所产生的离子将产生半导体晶片中的p-型非本征材料部分。
传统的离子注入系统包括离子源，所述离子源离子化期望的掺杂元素，所述掺杂元素接着被加速以形成指定能量的离子束。离子束指向工件的表面以将掺杂元素注入该工件。离子束的高能离子穿过工件的表面，使得所述高能离子嵌入工件材料的晶格以形成为期望的导电性的区域。该注入过程典型地在高真空处理室中执行，从而可防止由于碰撞剩余气体分子造成离子束的分散，并使得由于空中微粒造成的工件污染的风险最小化。
离子剂量和能量为通常用来限定离子注入的两个变量。离子剂量对于给定的半导体材料与注入离子的浓度有关。典型地，高电流注入器(通常为大于10毫安(mA)的离子束电流)用于高剂量注入，而中等强度电流注入器(通常为能够达到大约1mA的束电流)用于较低剂量应用。离子能量用于控制半导体装置中的接面深度。构成离子束的离子的能量决定所注入离子的深度的程度。诸如用于在半导体装置中形成倒退阱(retrograde well)的过程的高能量制造过程典型地需要达到数百万电子伏特(MeV)的注入，而浅接面可能仅需要低于1千电子伏特(keV)的能量。
愈来愈小的半导体装置的持续趋势需要注入器具有用于以低能量传送高束电流的离子源。高束电流提供必要的剂量水平，而低能量水平允许浅注入。例如，互补金属氧化物半导体(CMOS)装置中的源极/漏极接面需要这种高电流、低能量的应用。因此，通过正好在工件的上游的减速器在注入之前使离子减速，束线保持很短以提供高电流。束线保持很短以降低与低能量束有关的束散开(blow-up)。然而，污染经常归因于离子源，且这种低能量系统中的工件至离子源的紧密邻近导致增加了对寻找至工件的途径产生污染的潜在性。
因此，本发明的一个目的是提供一种系统及方法，以充分降低低能量束线组件中的粒子污染，其中可以促进有效的污染减轻。
发明内容
本发明通过提供一种用于降低离子注入系统中(具体地为低能量离子注入系统中)的粒子污染的方法及系统克服现有技术的限制。因此，下文提出本发明的简化的概述，以便提供本发明的一些方面的基本了解。此概述并非为本发明的广泛的概述。此概述以既非为判别本发明的关键或重要的要素且亦非为界定本发明的范围。目的是以简化的形式呈现本发明的一些概念，作为稍后提出的较为详细说明的序言。
本发明总体上涉及一种用于降低离子注入系统中的粒子污染的系统及方法，所述系统及方法在离子注入系统中的减速器的下游采用磁性能量过滤器用于以低能量将离子注入工件。根据一个方面，所述离子注入系统包括终端站，其中工件大致位于所述终端站。设置发射离子的离子源，且进一步设置质谱仪并将质谱仪构造成用以对离子进行质量分析且以基本上高的能量限定离子束。进一步在质谱仪的下游设置减速器以减速离子束。此外，四极磁性能量过滤设备定位在减速器的下游且在工件的上游，其中四极磁性能量过滤器被构造成进一步从离子束中过滤中性离子。
为了达成前述和相关目的，本发明包括充分描述于下文且特别指出于申请专利范围中的特征。以下的说明和随附的附图详细陈述本发明的某些说明性的实施例。然而，这些实施例指出可采用本发明原理的各种方式中的一些方式。本发明的其它目的、优点和新颖性特征将从在结合附图考虑的本发明的以下详细说明而变得清楚。
附图说明
图1为根据本发明的一个方面的示例性离子注入系统的系统阶层方块图；
图2为根据本发明的另一个方面的示例性离子注入设备的平面图；
图3为根据本发明的另一个方面的示例性离子注入设备的X-Z平面图；
图4为根据本发明的又一个方面的示例性四极磁性能量过滤器的立体平面图；
图5为根据本发明的再一个方面的示例性离子注入设备的X-Z平面图；
图6为根据本发明的又一个方面的示例性离子设备装置的立体平面图；和
图7为根据本发明的另一个示例性方面的用于在离子注入一个或多个工件期间降低污染的示例性方法的方块图。
具体实施方式
本发明总体涉及一种用于降低离子注入至一个或多个工件期间的粒子污染的方法及设备。更具体地，所述系统及方法在离子注入系统的加速器/减速器下游提供低能量离子束的磁性过滤。因此，本发明将参考附图进行说明，其中相同的附图标记在通篇之中用于表示相同的元件。应该了解的是这些方面的说明仅为说明性，而不应视为限制性含义。在以下说明中，为了说明，陈述许多具体细节以提供对本发明的彻底了解。然而，对于本领域普通技术人员清楚的是本发明可无需这些具体细节而实行。
为了得到本发明的较佳理解，图1说明方块图形式表示的示例性离子注入系统100，其中示例性离子注入系统适用于实施本发明的一个或多个方面。系统100包括离子注入设备101，所述离子注入设备包括离子源102，所述离子源用于产生可操作以沿着离子束路径P移动的一定量的离子，从而限定用于将离子注入至工件104(例如，半导体工件、显示面板等等)的离子束103。例如，离子源102通常包括等离子室105、过程气体源106和电源108，其中通过从电源施加电力而从等离子室内的过程气体产生正电荷离子。过程气体源106可以包括源材料，例如，可离子化的气体或汽化的固体源材料或已经预先蒸发的物质。对于至工件104的n-型注入，例如，源材料可以包括硼、镓或铟。对于p-型注入，例如，源材料可以包括砷、磷或锑。
离子源102还包括与所述离子源相关联的提取组件109，其中在提取电压V提取施加至该离子源时从所述离子源提取带电离子。提取电源110可操作以提供提取电压V提取，其中提取电压可进一步被调节。束线组件112进一步设置在离子源102的下游，其中束线组件通常接收带电离子。例如，束线组件112包括一个或多个部件114，例如，束导向件116、质谱仪118和孔洞120，其中可操作所述一个或多个部件以形成离子束103和使离子束103成形。
例如，质谱仪118还包括场发生部件，例如，磁铁(未显示)，其中质谱仪通常提供横跨离子束103的磁场，因此根据离子的荷质比使离子从离子束以变化的轨迹偏离。例如，移动通过磁场的离子受到力，从而引导为期望的荷质比的个别离子沿着束路径P，而使为非所要求的荷质比的离子远离束路径偏离。一旦通过质谱仪118，离子束103就会被引导通过孔洞120，其中大致限制该离子束以产生用于注入工件104的简明的束。
离子注入系统100还包括工件104大致位于其中的终端站124。在集成电路装置、显示面板和其它产品的制造中，大致理想的是横跨工件104整个表面均匀地注入掺杂物。例如，离子注入设备101被构造成将离子注入单个工件104(例如：“串联式(serial)”离子注入器)，其中工件大致位于终端站124内的基座或卡盘(未显示)上。应注意的是，可用于将离子从离子源提取并将离子注入一个或多个工件的任何离子注入设备预期为落入本发明的范围内。
在另一个实例中，离子注入设备101包括在质谱仪118的下游的减速器126(也称为加速器/减速器透镜或“减速”透镜)，其中直到到达减速器，离子束103都为显著高的能量，且其中减速器大致降低用于较低能量离子注入的离子束的能量。
根据本发明，离子注入设备101还包括磁性能量过滤器128，所述磁性能量过滤器沿着离子束103的路径P定位在减速器126下游的适当位置处。
在一个实例中，离子注入设备101还包括深法拉第件(deep faraday)130，所述深法拉第件大致沿着离子束103的路径P位于工件104下游的适当位置处。在一个实例中，深法拉第件130大致位于终端站内且包括基本上为中空的构件。例如，深法拉第件130可操作以大致限制其内的离子束103，其中大致使得终端站124内的粒子污染最小化。例如，当没有工件104沿着离子束103的路径P存在时，深法拉第件130被构造成大致捕获或限制离子束103。深法拉第件130可以用于一个或多个目的，例如，基本上限制离子束103和/或提供用于分析离子束的测量部件。深法拉第件130可以可选地为标准法拉第件或束流收集器。
离子注入系统100还包括控制器132，其中控制器132可操作以控制离子注入设备101。例如，可操作控制器132以控制用于产生离子的电源108以及提取电源110，其中大致控制离子束路径P。其中进一步可操作控制器132以调节与质谱仪118相关联的磁场的强度和方位。在另一个实例中，从深法拉第件130的反馈被供应至控制器132以进一步控制离子注入设备101。控制器132被进一步构造成控制减速器126和磁性能量过滤器128以及工件扫描系统(未显示)。将会理解的是，控制器132可以包括用于系统100的整体控制的处理器、计算机系统和/或操作员(例如，与操作员的输入共同作用的计算机系统)。
参考图2，显示一种示例性的离子注入设备200，例如，图1中的设备101，其中示例性的离子注入设备更为详细地显示。应该再次注意的是，虽然离子注入设备200作为一个实例进行说明，但本发明可以采用各种其它类型的离子注入设备及系统而实行，例如，高能量系统、低能量系统或其它注入系统，且所有这种系统预期为落入本发明的范围内。
例如，离子注入系统200包括终端212、束线组件214和终端站216，其中终端包括由源电源供应器222供电的离子源220。终端212还包括提取组件224，所述提取组件由提取电源供应器226供电以从离子源220提取离子且因此将所提取的离子束210提供至束线组件214。例如，提取组件224协同束线组件214操作，以引导离子朝向位于终端站216中的末端执行器229上的工件228，用于以给定的能量水平注入离子。
在一个实例中，离子源220包括等离子室(未显示)，其中以高的正电位V电源供给过程气体或物质的离子能量。应该注意的是，通常产生正离子，虽然本发明也可应用到由来源220产生负离子的系统。提取组件224还包括等离子电极230和一个或多个提取电极232，其中等离子电极相对于一个或多个提取电极被偏压，但相对于离子源220内的等离子浮动(例如，等离子电极为相对于工件228的120kV，其中工件典型地接地)。例如，一个或多个提取电极232受到小于等离子电极230的电压的偏压(例如，0-100kV的提取电压V提取)。一个或多个提取电极232相对于等离子的负相对电位产生静电场，所述静电场操作以提取及加速离子源220外的正离子。例如，一个或多个提取电极232具有与该提取电极相关联的一个或多个提取孔洞234，其中正电荷的离子通过一个或多个提取孔洞而离开离子源220以形成离子束210，且其中提取的离子的速度通常由提供至一个或多个提取电极的电位V提取所决定。
根据本发明的一个方面，束线组件214包括：束导向件235，所述束导向件具有入口和出口，入口靠近离子源220(例如，与提取孔洞234相关联)且出口具有解析板236；以及质谱仪238，所述质谱仪接收所提取的离子束210并产生偶极磁场，以便仅让适当荷质比或其范围的离子(例如，具有期望质量范围的离子的经质量分析的离子束)通过至定位于终端站216中的工件228。离子源220中的源材料的离子化产生一种具有期望原子量的正电荷离子。然而，除了期望的离子种类以外，离子化过程也将同样产生具有其它原子量的一定比例的离子。具有原子量为高于或低于适当的原子量的离子不适于注入且称为不受欢迎的物质。由质谱仪238所产生的磁场通常导致离子束210中的离子以弯曲轨迹移动，因此，该磁场建立以使得仅具有原子量为等于期望离子种类的原子量的离子越过束路径P至终端站216。
根据本发明的另一个示例性方面，离子注入设备200包括连接至该离子注入设备的深法拉第件239，其中深法拉笫沿着离子束210的路径P定位而大致在工件228的下游，且当工件未与离子束的路径相交时，可操作深法拉第件以与所述路径相交。因此，深法拉第件239被构造成在工件的下游在终端站216内测量离子束的特征和/或基本上限制离子束210。例如，深法拉第件239可操作性地连接至图1的控制器128，其中可操作控制器以确定离子束的特征是否满足用于离子注入。例如，图2的深法拉第件239包括大致中空的圆筒且衬里为石墨，其中圆筒基本上很深，使得离子束大致被捕获在深法拉第件内，因此基本上减小了具有浅法拉第件的传统系统中所遇到的粒子污染。深法拉第件239可选地包括标准的法拉第件或束流收集器。
根据本发明的还有一个方面，在图2的束导向件235的出口处的解析板236与质谱仪238一起操作，以便从具有原子量为接近于但是不等于期望离子种类的原子量的离子束210中除去不满意的离子种类。例如，解析板236进一步为由玻璃石墨或诸如钨或钽的另一种材料构成，且包括一个或多个细长的孔洞240，其中离子束210中的离子随着离开束导向件235而穿过孔洞。在解析板236处，离子从离子束210的路径P的分散(例如，以P’显示)处于其最小值，其中离子束的宽度(P’-P’)是离子束210通过解析孔洞240的最小值。
解析孔洞240的下游是减速器242，其中减速器随着离子束210通过其而以静电方式加速或减速离子束210。例如，减速器242大致允许离子束以高电流和高能量(5kV-10kV)移动穿过上游的部件，因此减轻在减速器上游的离子束210的散开，其中对于较低能量的离子注入，减速器减少在工件228上游的离子束的能量。传统地，将在减速器的下游立即出现工件228，以便减轻在减速后的束散开。然而，代价是离子束的光学质量降低。由于离子束210在减速后具有较低的能量，因此对于离子束散开或是丧失内聚力的倾向由于空间电荷而变大，其中束倾斜为中性展开。这典型地需要工件和减速器透镜的距离保持为尽可能短以防止束的横截面积增大。此外，来自快速中性粒子和其它不想要的损失能量的带电离子的能量污染可能仍将在减速后存在。
本发明在减速器242的下游设置四极磁性能量过滤器250，以便提供在减速后的束尺寸和角度的控制，同时还进一步在注入工件228之前从离子束210中过滤不想要的离子和快速的中性粒子。在一个实例中，四极磁性能量过滤器250包括光学匹配至四极三透镜组的加速器/减速器透镜，所述四极三透镜组一体地形成在偶极过滤器磁铁内。例如，偶极过滤器磁铁选择正确能量和电荷状态的离子束，同时透镜提供通过离子束渡越穿过过滤器至工件228中的束尺寸和角度的控制。
根据一个实例，四极磁性能量过滤器250可采取质量分析磁铁的形式，例如，共同拥有的美国专利第5,554,857号中所记载的质量分析磁铁，该美国专利的整体内容以参照方式纳入本文。
在另一个实例中，四极磁性能量过滤器250显示在图3中，其中四极磁性能量过滤器提供离子束在分散平面中或正交于分散平面的最终弯曲。四极磁性能量过滤器250(例如，具有多个四极的偶极磁铁)通常用作具有重叠的四极场的偏转磁铁，所述偏转磁铁除了偏转离子束(例如，+/-12-15度)以减少快速中性粒子之外通常还使离子束210聚集。例如，减速器242和四极磁性能量过滤器250对于最佳性能而为聚焦匹配。此外，四极磁性能量过滤器250有利地增加离子束的路径P的长度，这对于之前传统的束散开是不可能的，因此使工件228进一步远离离子源212移动。在本实例中，设置三个四极252、254和256(也称为四极三合镜(triplet))，如进一步在图4所显示。在一个实例中，对每个四极设置可变的解析狭缝(未显示)以提供额外的束控制。
图5显示多极能量过滤器250的另一个实例(X-Z平面图)，其中具有偶极场的三个磁性四极透镜252、254和256重叠于四极场之上，且光学匹配至静电加速/减速透镜242。例如，加速/减速透镜242可为双重聚焦于X和Y方向或是单一聚焦于X方向。磁性四极透镜252、254和256交替聚焦及散焦，且当结合加速/减速透镜242形成一系列的四个无像散透镜(stigmatic lens)260，所述无像散透镜产生周期性的聚焦/散焦且具有在离子束210上的净双重聚焦作用。
通过匹配加速/减速透镜242至一系列的四极透镜252、254和256，离子束210的光学质量有效地恢复。利用四极磁性能量过滤器250中的偶极元件将从加速/减速透镜242发出的期望的低能量束262和不满意的中性束264分离。例如，两个等离子电子源(未显示)可插入透镜252和254及透镜254和256之间，以提供额外的空间电荷补偿以增强低能量输送。此外，在离子束路径P上方和下方产生交替极性的磁性交点(magnetic cusp)的磁铁阵列提供用于电子的反射，以进一步降低由低能量离子束所引起的空间电荷电位。图6进一步说明包括四极磁性能量过滤器250的示例的发明性离子注入系统100的另一个视图。
将理解的是，静电能量过滤趋向于消除环绕离子束210的所谓的“等离子壳层”，其中等离子壳层大致由环绕离子束210的剩余气体所引起，因此并未提供保持空间电荷的能力，其中存在较少的自由电子以保持离子束的同调性(coherence)。然而，与本发明的四极磁性过滤设备250相关联的磁场或电子沿着磁场线移动，且因此并未消除等离子。因此，本发明的四极磁性能量过滤器250将趋向于提供较佳的空间电荷中性化。
因此，根据本发明的另一个方面，图7说明一种用于降低离子注入系统中的粒子污染的方法300。尽管示例性的方法在此作为一连串的动作或活动进行显示和说明，但将理解的是，本发明不受限于所显示的这种动作或活动的顺序，正如根据本发明的一些步骤可能以不同的顺序发生和/或与除了在此显示及说明的之外的其它步骤同时发生。此外，实施根据本发明的一种方法可能并非需要所有图示的步骤。另外，将理解的是，所述方法可以关联于在此显示及说明的系统以及关联于未显示的其它系统而实施。
如图7中所示，方法300以在步骤305中提供质量分析后的离子束开始，其中离子束例如由离子注入系统所形成，例如，图1至3和图5的离子注入系统100或200。在步骤310中，离子束在质量分析后而减速，其中大致降低离子束的能量。在步骤315中，磁性过滤减速的离子束以大致去除不想要的离子和中性粒子，例如，通过定位在减速器的下游且在工件之前的四极磁性能量过滤设备来实现。在步骤320中，以来自己减速且过滤后的离子束的离子注入工件，其中污染被最小化。
虽然本发明已关于一个或多个较佳实施例而显示及说明，但显然本领域普通技术人员在阅读和理解本说明书和附图时将会想到等效变更和修改。特别是对于由上述的部件(组件、装置、电路等)所执行的各种功能，用于描述这类部件的术语(包括：“装置”的提及)是为了对应于(除非另外指明)执行所述部件的指定功能的任何部件(即，功能等效)，即使结构不等效于执行本发明的在此说明的示例性实施例中的功能的所揭露结构也是如此。此外，尽管本发明的特定特征可能已经仅关于多个实施例中的一个进行揭露，但当可能期望且有利于任何给定或特定的应用时，这种特征可结合于其它实施例中的一个或多个其它特征。

Claims (16)

1.一种用于将离子注入工件的离子注入系统，所述离子注入系统包括：
终端站，其中所述工件大致位于所述终端站中；
用于发射离子的离子源：
质谱仪，所述质谱仪被构造成用于对所述离子进行质量分析且限定离子束；
减速器，所述减速器位于所述质谱仪的下游以使所述离子束减速；和
四极磁性能量过滤设备，所述四极磁性能量过滤设备在所述工件之前定位在所述减速器的下游，其中所述四极磁性能量过滤器从所述离子束中过滤出中性离子。
2.如权利要求1所述的离子注入系统，其中，所述四极磁性能量过滤设备包括：
沿着所述减速器与所述工件之间的离子束路径定位的磁铁，其中所述磁铁被构造成使离子通过弧形路径偏转，其中不想要的粒子大致从所述离子束中过滤出，所述磁铁包括：
由铁磁性材料构成的第一磁极件和第二磁极件，其中所述第一磁极件和所述第二磁极件具有由所述离子束通过的磁场区域分隔开的面向内的磁极面；
定位成靠近所述第一磁极件和所述第二磁极件的一个或多个主载流线圈，其中所述磁场区域中的主偶极磁场大致形成于所述第一磁极件和所述第二磁极件的面向内的磁极面之间，其中所述离子束的带电粒子通过所述磁场区域沿着弧形路径弯曲；和
沿所述离子束的所述弧形路径延伸并用于提供电流的一个或多个附加载流线圈，其中所述载流线圈与所述磁极件之间的所述磁场区域中的偶极场上的四极场重叠；和
控制器，所述控制器能够操作地连接至所述磁铁的所述主载流线圈和所述附加载流线圈，其中所述控制器被构造用于控制所述主载流线圈和所述附加载流线圈的能量供给，从而在所述磁极面之间所述磁场区域中形成具有偶极和四极分量的磁场。
3.如权利要求2所述的离子注入系统，其中，所述一个或多个附加载流线圈连接到所述第一磁极件和所述第二磁极件，其中所述一个或多个附加载流线圈定位在所述第一磁极件和所述第二磁极件的面向内的磁极面与所述磁场区域之间。
4.如权利要求2所述的离子注入系统，其中，所述面向内的磁极面大致为平面且在所述磁铁的磁场中心面的相对侧分隔开，并且其中两个主载流线圈在所述磁场中心面的相对侧彼此邻接，从而限定大致封闭的磁场区域。
5.如权利要求2所述的离子注入系统，其中，所述第一磁极件和所述第二磁极件分段成多个极件区段，且其中所述附加载流线圈能够操作地连接至特定的磁极件区段，所述特定的磁极件区段在由所述磁极件区段限定边界的区域中限定所述四极磁场。
6.如权利要求5所述的离子注入系统，包括：
两个主载流线圈，所述两个主载流线圈形成通过所述磁铁沿着弧形离子束路径的侧面延伸的鞍状线圈，并且其中所述鞍状线圈在使所述离子束穿过而进入所述磁铁的入口和出口处远离所述离子束路径弯曲。
7.如权利要求2所述的离子注入系统，包括：
两个主载流线圈，所述两个主载流线圈形成穿过所述磁铁沿着所述弧形离子束路径的侧面延伸的弧形线圈部分，并且其中所述两个主载流线圈的所述弧形线圈部分沿着平分所述磁场区域的束中心面彼此邻接。
8.如权利要求2所述的离子注入系统，还包括：
作为所述磁场区域的边界的能够透磁的束导向件。
9.如权利要求8所述的离子注入系统，其中，所述能够透磁的束导向件限定用于保持低压区域的封闭容积的边界，离子在通过所述磁铁弯曲时通过所述低压区域移动。
10.如权利要求2所述的离子注入系统，其中，所述第一磁极件和所述第二磁极件分段成为多个极件区段，所述多个极件区段从所述磁铁的径向内部上的窄部至所述磁铁的径向外部上的相对较宽部变宽。
11.如权利要求1所述的离子注入系统，其中，所述四极磁性能量过滤设备包括四极三联体。
12.一种在离子注入工件期间磁性过滤离子束的方法，所述方法包括以下步骤：
从离子源发射离子并使离子远离所述离子源的方式被加速以形成离子束；
对所述离子束进行质量分析，其中离子是选定的；
一旦所述离子束被质量分析，则使所述离子束减速；以及
在减速的下游或在减速后磁性过滤所述离子束，其中形成磁场用于截取离开减速器的所述离子束中的离子，以选择性地过滤不希望有的离子和快速中性粒子。
13.如权利要求12所述的方法，其中，所述磁性过滤离子束的步骤还包括以下步骤：
在弧形束移动路径的任一侧设置第一弧形延伸极件和第二弧形延伸极件，使得面向内的磁极面定位在磁场中心面的相对侧；
沿着所述弧形延伸极件定位主场发生线圈，用于建立横跨从所述第一弧形延伸极件和所述第二弧形延伸极件中的一个至所述第一弧形延伸极件和所述第二弧形延伸极件中的另一个的磁场区域延伸的主偶极磁场；
在所述第一弧形延伸极件和所述第二弧形延伸极件的面向内表面与所述磁场区域之间设置四极场发生线圈；以及
选择性地使所述主场发生线圈和所述四极场发生线圈通电，以在所述极件之间在所述区域中提供受控四极磁场。
14.如权利要求13所述的方法，其中，所述第一极件和所述第二极件中的每一个布置成多个弧形极段，并且其中极件的每个极段沿着所述极段的表面支撑用于产生电流的四极场发生线圈，并且所述方法还包括步骤：使连接至相对的极段的四极场发生线圈通电，以使在所述第一极件和所述第二极件之间通过顺序遇到的磁场区域移动的离子聚焦或散焦。
15.如权利要求14所述的方法，包括以下步骤：
在由第一对磁极件区段限定边界的第一磁场区域内朝着特定平面聚焦离子，以及在由第二对磁极件限定边界的第二磁场区域内使离子远离所述特定平面散焦，所述离子在所述第一磁场区域后进入所述第二磁场区域；所述步骤通过连接至所述第一对和所述第二对极件的四极场发生线圈的受控通电而实现。
16.一种用于降低离子注入系统中的粒子污染的方法，所述方法包括以下步骤：
在对离子束进行质量分析后使所述离子束减速；以及
在所述减速步骤之后磁性过滤所述离子束，其中减少不想要的离子和中性粒子。
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