[发明专利]用于离子注入系统的减速后的磁性能量过滤器

权利要求书

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。