(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン注入機に電子を閉じ込める装置であって、
ビームパスの少なくとも一部沿いに配置された第１磁石アレイおよび第２磁石アレイを備え、
前記第１磁石アレイは前記ビームパスの第１側に配置され、前記第２磁石アレイは前記ビームパスの第２側に配置され、前記第１側は前記第２側に対向しており、
前記第１磁石アレイの少なくとも１つの磁石は、前記第２磁石アレイの対応する磁石との間で、互いに対向する磁極の極性が反対となるように配置され、
前記第１磁石アレイおよび前記第２磁石アレイのうち、少なくとも一部は、複数の前記磁石が放射状パターンに配置されて、ビームライン磁石の中を通る前記ビームパスの一部をカバーし、前記磁石の少なくとも幾つかは、前記ビームパスの各ビームレットの軌跡が、それぞれ通過する前記磁石に対して法線方向となるように、前記磁石自体が湾曲される、装置。
【請求項２】
前記第１磁石アレイおよび前記第２磁石アレイは、共同してカスプ磁場を生じて前記ビームパスの内部または付近に電子を閉じ込め、
前記第１磁石アレイおよび前記第２磁石アレイ間の中央平面上における前記中央平面に平行な前記カスプ磁場の成分は、前記中央平面上における前記中央平面に垂直な前記カスプ磁場の成分よりも小さい、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１磁石アレイおよび前記第２磁石アレイそれぞれ内において磁石の極性が交番しており、前記中央平面上における前記中央平面に垂直な前記カスプ磁場の前記成分に、交番する極性を持たせる、
請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記第１磁石アレイおよび前記第２磁石アレイは、永久磁石である、請求項１から３の何れか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記第１磁石アレイの前記少なくとも１つの磁石と、前記第２磁石アレイの前記対応する磁石とは、それぞれ前記ビームパスに前記磁石の磁気配向を合わせて並べられる、請求項１から４の何れか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記第１磁石アレイの前記少なくとも１つの磁石と、前記第２磁石アレイの前記対応す
る磁石とは、前記ビームパスを介して対向するように配置される、請求項１から５の何れか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記第１磁石アレイの前記少なくとも１つの磁石と、前記第２磁石アレイの前記対応する磁石とは、前記第１磁石アレイおよび前記第２磁石アレイ間の中央平面上において前記ビームパスに垂直であり前記中央平面に平行な磁場成分を低減するよう成形される、請求項１から６の何れか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記ビームライン磁石は、質量分析器の一部である、請求項１から７の何れか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記ビームライン磁石は、イオンビームコリメータの一部である、請求項１から８の何れか一項に記載の装置。
【請求項１０】
イオン注入機に電子を閉じ込める方法であって、
互いの間の中央平面に平行な成分が前記中央平面と直交する成分よりも実質的に小さいカスプ磁場を共同して生じて、ビームパスの内部または付近に電子を閉じ込める第１磁石アレイおよび第２磁石アレイを、前記第１磁石アレイは前記ビームパスの第１側に、前記第２磁石アレイは前記第１側に対向した前記ビームパスの第２側に、前記ビームパスの少なくとも一部に沿って位置決めする段階と、
前記第１磁石アレイの少なくとも１つの磁石を、前記第２磁石アレイの対応する磁石との間で、互いに対向する磁極の極性が反対となるように配置する段階と、を備え、
前記第１磁石アレイおよび前記第２磁石アレイのうち、少なくとも一部は、複数の前記磁石が放射状パターンに配置されて、ビームライン磁石の中を通る前記ビームパスの一部をカバーし、前記磁石の少なくとも幾つかは、前記ビームパスの各ビームレットの軌跡が、それぞれ通過する前記磁石に対して法線方向となるように、前記磁石自体が湾曲される、方法。
【請求項１１】
前記第１磁石アレイおよび前記第２磁石アレイそれぞれ内において磁石の極性を交番さ
せて、前記中央平面上における前記中央平面に垂直な前記カスプ磁場の前記成分に、交番する極性を持たせる段階をさらに備える、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１磁石アレイおよび前記第２磁石アレイは、永久磁石である、請求項１０または１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１磁石アレイの前記少なくとも１つの磁石と、前記第２磁石アレイの前記対応す
る磁石とは、それぞれ前記ビームパスに前記磁石の磁気配向を合わせて並べられる、請求項１０から１２の何れか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１磁石アレイの前記少なくとも１つの磁石と、前記第２磁石アレイの前記対応す
る磁石とは、前記ビームパスを介して対向するように配置される、請求項１０から１３の何れか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１磁石アレイの前記少なくとも１つの磁石と、前記第２磁石アレイの前記対応す
る磁石とを、前記中央平面上において前記ビームパスに垂直であり前記中央平面に平行な磁場成分を低減するよう成形する段階をさらに備える、請求項１０から１４の何れか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記ビームライン磁石は、質量分析器の一部である、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記ビームライン磁石は、イオンビームコリメータの一部である、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記ビームパスの内部または付近に電子を供給する段階をさらに備える、請求項１０から１７の何れか一項に記載の方法。
【請求項１９】
イオン注入機に電子を閉じ込める装置であって、
ビームパスの少なくとも一部に沿って配置された第１磁石アレイおよび第２磁石アレイ
を備え、
前記第１磁石アレイは前記ビームパスの第１側に配置され、前記第２磁石アレイは前記ビームパスの第２側に配置され、前記第１側は前記第２側に対向しており、
前記第１磁石アレイおよび前記第２磁石アレイは、共同してカスプ磁場を生じて前記ビームパスの内部または付近に電子を閉じ込め、
前記第１磁石アレイおよび前記第２磁石アレイの各磁石は、前記ビームパスに垂直であり前記第１磁石アレイおよび前記第２磁石アレイ間の中央平面上において、前記中央平面に平行な磁場成分を低減するよう成形され、
前記第１磁石アレイおよび前記第２磁石アレイのうち、少なくとも一部は、複数の前記磁石が放射状パターンに配置されて、ビームライン磁石の中を通る前記ビームパスの一部をカバーし、前記磁石の少なくとも幾つかは、前記ビームパスの各ビームレットの軌跡が、それぞれ通過する前記磁石に対して法線方向となるように、前記磁石自体が湾曲される、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概してイオン注入に係り、より具体的にはイオン注入機に電子を閉じ込める技術に係る。
【背景技術】
【０００２】
イオン注入機は幅広く半導体製造に利用されて、選択的に材料の導電性を変更している。典型的なイオン注入機においては、イオン源から生成されたイオンは下流へと、１以上のアナライザおよび／またはコレクタ磁石および複数の電極を含みうる１連のビームラインコンポーネントを介して運搬される。アナライザ磁石は、望ましいイオン種を選択して汚染された種または望ましくないエネルギーを有するイオンをフィルタにかけて除去することに利用されうる。コレクタ磁石は、対象ウェハに到着する前にイオンビーム形状を操作するのに利用されたり、イオンビーム品質を調節するのに利用されたりする。適切に成形された電極を利用してイオンビームの形状およびエネルギーを変更することができる。イオンビームは、この１連のビームラインコンポーネントを介して運搬された後、エンドステーションに送られてイオン注入を行ってよい。
【０００３】
図１は、従来のイオン注入機システム１００を示す。殆どのイオン注入機にあてはまることであるが、システム１００は高真空環境に収容される。イオン注入機システム１００は、イオン源１０２およびイオンビーム１０が通る１連のビームラインコンポーネントを含みうる。この１連のビームラインコンポーネントには、例えば、抽出マニピュレータ１０４、フィルタ磁石１０６、加速または減速カラム１０８、アナライザ磁石１１０、回転マススリット１１２、スキャナ１１４、および補正磁石１１６が含まれうる。光ビームを操作する１連の光学レンズと略同様に、イオン注入機コンポーネントは、イオンビーム１０を、対象ウェハ１１８に向けて導く前にフィルタにかけて焦点を合わせる。
【０００４】
半導体産業が電子デバイスのフィーチャサイズを低減するにつれ、浅いドーパントプロファイルおよび浅いｐ−ｎ接合を得るには、低いエネルギーを有するイオンビームが望ましい。一方で、合理的な製造スループットを達成するには比較的高いビーム電流を維持することが望ましい。このようなエネルギーが低く、高い電流のイオンビームは、空間電荷により制約が生じ典型的なイオン注入機内への運搬が難しいことがある。正のイオンビームの「ブローアップ」を避けるには、電子または負のイオンなどの負の荷電粒子を空間電荷中和することが考えられる。空間電荷中和を維持する１方法は、負の荷電粒子を磁気閉じ込めすることである。しかし、既存の磁気閉じ込め法は、イオンビーム歪みを生じさせる磁場成分を特別に導入してしまう傾向にある。
【０００５】
例えば、図２は、永久磁石２０２で電子を閉じ込める従来の方法を示す。永久磁石２０２は、一方がイオンビーム２０に関するビームパスの上にあり、他方が該ビームパスの下にある、というように２つの列に配置されてよい。電子が磁場線に纏わりつくおよび巻きつく性向を有するという利点を利用して、永久磁石２０２は、電子を（または他の荷電粒子を）、ビームパス内部または付近のカスプ磁場内に閉じ込めることができる。概して、永久磁石２０２が生じる磁場強度は、イオンビーム２０の運搬に影響を与えない程度に十分弱い必要がある。しかし、既存の磁気閉じ込め法による永久磁石２０２は、通常、「極性対称」に配置されており、同様の極がビームパスを介して互いに対向している。つまり、一方の列の磁石のＮ極が、他方の列の対応する磁石のＮ極に対向している。同じことがＳ極についても言える。永久磁石２０２の極性対称の配置により、永久磁石２０２の２つの列の間の中央平面に非ゼロ磁場成分（Ｂｚ）が生成されうる。非ゼロ磁場成分（Ｂｚ）により、イオンビーム２０のうちの厳密にはＺ方向に沿っていない部分が垂直（±Ｙ）方向に偏向されてしまうことで、イオンビーム２０が垂直方向に非対称になってしまいかねない。このような垂直方向の非対称性は、通常、他のビームラインコンポーネントによる補正が難しい。
【０００６】
以上を鑑みると、上述した欠陥および不備を解消するイオン注入機に電子を閉じ込める技術を提供することが望ましい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
イオン注入機に電子を閉じ込める技術を開示する。ある例示的実施形態においては、技術は、イオン注入機に電子を閉じ込める装置として実現される。装置は、ビームパスの少なくとも一部沿いに配置された第１磁石アレイおよび第２磁石アレイを備え、第１磁石アレイはビームパスの第１側に配置され、第２磁石アレイはビームパスの第２側に配置され、第１側は第２側に対向しており、第１磁石アレイの少なくとも１つの磁石は、第２磁石アレイの対応する磁石との間で、互いに対向する磁極の極性が反対となるように配置され、第１磁石アレイおよび第２磁石アレイのうち、少なくとも一部は、複数の磁石が放射状パターンに配置されて、ビームライン磁石の中を通るビームパスの一部をカバーし、磁石の少なくとも幾つかは、ビームパスの各ビームレットの軌跡が、それぞれ通過する磁石に対して法線方向となるように、磁石自体が湾曲される。
【０００８】
本特定の例示的実施形態の他の側面によると、第１磁石アレイおよび第２磁石アレイは、共同してカスプ磁場を生じてビームパスの内部または付近に電子を閉じ込め、第１磁石アレイおよび第２磁石アレイ間の中央平面上における中央平面に平行なカスプ磁場の成分は、中央平面上における中央平面に垂直なカスプ磁場の成分よりも実質的に小さくてよい。第１磁石アレイおよび第２磁石アレイそれぞれ内において磁石の極性が交番しており、中央平面上における中央平面に垂直なカスプ磁場の成分に、交番する極性を持たせてよい。
【０００９】
本特定の例示的実施形態のさらなる側面によると、第１磁石アレイおよび第２磁石アレイの少なくともいずれかは、永久磁石であってよい。
【００１０】
本特定の例示的実施形態の追加的側面によると、第１磁石アレイの少なくとも１つの磁石と、第２磁石アレイの対応する磁石とは、それぞれビームパスに磁石の磁気配向を合わせて並べられる。または、第１磁石アレイの少なくとも１つの磁石と、第２磁石アレイの対応する磁石とは、ビームパスを介して対向するように配置されてよい。
【００１１】
本特定の例示的実施形態の別の側面によると、第１磁石アレイの少なくとも１つの磁石と、第２磁石アレイの対応する磁石とは、第１磁石アレイおよび第２磁石アレイ間の中央平面上において中央平面上においてビームパスに垂直であり中央平面に平行な磁場成分を低減するよう成形されてよい。
【００１２】
本特定の例示的実施形態のまた別の側面によると、１対のビームライン磁石は、質量分析器の一部であってよい。または、１対のビームライン磁石は、イオンビームコリメータの一部であってよい。
【００１３】
本特定の例示的実施形態のまた別の側面によると、装置は、ビームパスの少なくとも一部の第３側および第４側沿いに配置される第３磁石アレイおよび対応する第４磁石アレイをさらに備えてよい。装置は、ビームパスの内部または付近に電子を供給する電子源をさらに備えてよい。
【００１４】
別の特定の例示的実施形態においては、技術は、イオン注入機に電子を閉じ込める方法として実現される。方法は、ビームパスの少なくとも一部沿いに第１磁石アレイおよび第２磁石アレイを配置する段階と、第１磁石アレイの少なくとも１つの磁石が第２磁石アレイの対応する磁石との間で、互いに対向する磁極の極性が反対となるように、磁石を配置する段階と、を備え、第１磁石アレイはビームパスの第１側に配置され、第２磁石アレイはビームパスの第２側に配置され、第１側は第２側に対向しており、第１磁石アレイおよび第２磁石アレイは、共同してカスプ磁場を生じてビームパスの内部または付近に電子を閉じ込め、第１磁石アレイおよび第２磁石アレイ間の中央平面に平行なカスプ磁場の成分は、中央平面と直交するカスプ磁場の成分よりも実質的に小さい。
【００１５】
本特定の例示的実施形態の他の側面においては、方法はさらに、第１磁石アレイおよび第２磁石アレイそれぞれ内において磁石の極性を交番させて、中央平面上における中央平面に垂直なカスプ磁場の成分に、交番する極性を持たせる段階をさらに備えてよい。
【００１６】
本特定の例示的実施形態のさらなる側面においては、第１磁石アレイおよび第２磁石アレイの少なくともいずれかは、永久磁石であってよい。
【００１７】
本特定の例示的実施形態の追加的側面においては、第１磁石アレイの少なくとも１つの磁石と、第２磁石アレイの対応する磁石とは、ビームパスに磁石の磁気配向を合わせて並べられる。または、第１磁石アレイの少なくとも１つの磁石と、第２磁石アレイの対応する磁石とは、ビームパスを介して対向するように配置されてよい。
【００１８】
本特定の例示的実施形態の別の側面においては、方法は、第１磁石アレイの少なくとも１つの磁石と、第２磁石アレイの対応する磁石とを、第１磁石アレイおよび第２磁石アレイ間の中央平面上においてビームパスに垂直であり中央平面に平行な磁場成分を低減するよう成形する段階をさらに備えてよい。
【００１９】
本特定の例示的実施形態のまた別の側面においては、方法は、１対のビームライン磁石は、質量分析器の一部であっても、イオンビームコリメータの一部であってもよい。
【００２０】
本特定の例示的実施形態のまた別の側面においては、方法は、ビームパスの少なくとも一部の第３側および第４側沿いに第３磁石アレイおよび対応する第４磁石アレイを配置する段階をさらに備えてよい。
【００２１】
本特定の例示的実施形態のさらなる側面によると、第１磁石アレイおよび第２磁石アレイの少なくともいずれかは、永久磁石であってよい。
【００２２】
また別の特定の例示的実施形態においては、技術は、装置であって、
ビームパスの少なくとも一部に沿って配置された第１磁石アレイおよび第２磁石アレイを備え、
第１磁石アレイはビームパスの第１側に配置され、第２磁石アレイはビームパスの第２側に配置され、第１側は第２側に対向しており、
第１磁石アレイおよび第２磁石アレイは、共同してカスプ磁場を生じてビームパスの内部または付近に電子を閉じ込め、
第１磁石アレイおよび第２磁石アレイの各磁石は、ビームパスに垂直であり第１磁石アレイおよび第２磁石アレイ間の中央平面上において、中央平面に平行な磁場成分を低減するよう成形され、
第１磁石アレイおよび第２磁石アレイのうち、少なくとも一部は、複数の磁石が放射状パターンに配置されて、ビームライン磁石の中を通るビームパスの一部をカバーし、磁石の少なくとも幾つかは、ビームパスの各ビームレットの軌跡が、それぞれ通過する磁石に対して法線方向となるように、磁石自体が湾曲される、
【００２３】
以下では、添付図面に示す実施形態例を参照しつつ、本開示をさらに詳細に説明する。実施形態例を参照しつつ以下で本開示を詳述するが、本開示は以下の実施形態例に限定されるものではないことを理解されたい。当業者であれば、本明細書の教示内容に基づき、実施例、変形例および実施形態例、ならびに他の利用分野にさらに想到するであろう。このような実施例、変形例および実施形態例ならびに他の利用分野は、本明細書に記載する本開示の範囲内に含まれるものであって、本開示が大きな有用性を発揮し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
本開示をさらに明らかにするべく、以下では添付図面を説明する。添付図面では、同様の部材には同様の番号を割り当てている。後述する図面は、本開示を限定するものと解されるべきではなく、例示に過ぎない。
【００２５】
【図１】従来のイオン注入機を示す。
【００２６】
【図２】永久磁石の極性対称配置で電子を閉じ込める従来の方法を示す。
【００２７】
【図３】本開示の１実施形態による電子を閉じ込める例示的磁石配置を示す。
【００２８】
【図４】本開示の１実施形態による電子を閉じ込める別の例示的磁石配置を示す。
【００２９】
【図５】本開示の１実施形態によるラジアルカスプで電子を閉じ込める例示的方法を示す。
【００３０】
【図６】本開示の１実施形態による曲線カスプで電子を閉じ込める例示的方法を示す。
【００３１】
【図７】本開示の１実施形態による曲線カスプの配置を有する１式のビームライン磁石の透視図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本開示の実施形態は、イオン注入機に電子または他の荷電粒子を閉じ込める技術を向上させることで、イオン注入機に利用される既存の磁気閉じ込め方法の欠陥および不備を解消する。以前の方法で好まれていた磁石の極性対称配置の代わりに、磁石を軸対称に配置することで、イオンビームを過度に歪ませることなく電子を閉じ込めうる。閉じ込め磁石をさらに配向および成形してイオンビームを歪める不要な磁場成分を低減または取り除くこともできる。
【００３３】
ここからの記載は、磁気閉じ込めの対象を電子とするが、本開示の実施形態は、負または正のイオンを含む他の荷電粒子を閉じ込めるのに適合してよい電子に制限されない。ここからは、永久磁石またはその他の磁石は、磁気閉じ込め目的で利用される場合、「閉じ込め磁石」として言及されることもある。
【００３４】
図３を参照すると、本開示の１実施形態による電子を閉じ込める例示的磁石配置が示されている。磁石３０２は、２つのアレイに配置され、１つのアレイ３１がイオンビーム３０のビームパスの上に配置され、他のアレイ３２がビームパスの下に配置されてよい。実施形態によっては、２つのアレイは、互いに実質的に平行であってよい。磁石３０２は、その磁気配向がイオンビーム３０の伝播方向と実質的に位置合わせされている永久磁石であってよい。各アレイ内では、磁石３０２の極性が交番することで、２つのアレイ間の空間に（イオンビーム３０のビームパス内またはその付近に）カスプ磁場が形成されてよい。実施形態によっては、導電金属コイルを永久磁石３０２の代わりに利用して、必要に応じてカスプ磁場を生成することもできる。
【００３５】
既存のマルチカスプ磁気閉じ込め法との顕著な差異の１つは、２つのアレイ３１および３２間の対称性にある。既存の方法で採用された極性対称性よりも、２つのアレイ（３１および３２）間の中央平面の周りの軸対称性のほうが、イオンビーム３０の垂直方向の対称性を維持するのにはより有益でありえることが発見された。つまり、同様の極性がビームパスを介して同様の極性と対向するのではなく、磁石３０２の２つのアレイを、反対の極同士がビームパスを介して対向するよう配置してよい。例えば、アレイ３１の１つの磁石３０２のＮ極を、アレイ３２の対応する磁石３０２のＳ極に対向させてよい。この軸対称配置の結果、磁場の成分ＢｚおよびＢｘが中央平面のどこかでゼロ（または無視できるほど小さい値）になる。故に、イオンビーム３０の垂直偏向は僅かになる、または存在しなくなりうる。他方、垂直磁気成分Ｂｙは、ビームパス内部またはその付近の異なるＺ位置において非ゼロになってよい。しかし、図３に示すように、Ｂｙの発振（±）値は、水平イオン偏向（Ｘ−Ｚ平面の）収集効果を比較的小さく抑えうる。垂直磁気成分Ｂｙがイオンビーム３０を大幅に水平方向に分岐または変形させたとしても、このような水平方向の非対称性は、例えば静電気レンズまたは電磁気レンズを利用して、垂直方向の非対称性よりも容易に修正が可能である。
【００３６】
図４は、本開示の１実施形態による電子を閉じ込める別の例示的磁石配置を示す。本実施形態でも、磁石４０２はイオンビーム４０に関するビームパスに沿った２つのアレイへと配置されうる。図３に示すものとの差異は、各磁石４０２が、水平方向ではなくて垂直方向に配向されうる、つまり、Ｎ極とＳ極とを結ぶ中央線がビームパスに対して垂直である、ということである。各アレイ内では、磁石４０２の極性が変更されて、カスプ磁場が生成されうる。磁石４０２の配置は依然として軸対称であり、反対の極性が互いにビームパスを介して対向している。故に、水平磁場成分は２つのアレイ間の中央平面で無視できるほど小さく、イオンビーム４０に垂直偏向を僅かに起こす、または全く起こさないこともある。
【００３７】
上述の磁石の軸対称配置は、イオン注入機内のビームパスのどの部分に適応されてもよい。幾らかの実施形態によっては、このような磁石の軸対称配置は、補正磁石および／またはアナライザ磁石として既存のビームラインコンポーネントとともに実装されることで有用になりうる。
【００３８】
図５は、本開示の１実施形態によるラジアルカスプで電子を閉じ込める例示的方法を示す。本実施形態においては、複数の閉じ込め磁石５０２が、ポイントツーパラレル補正器を通るビームパス沿いに配置されてよい。閉じ込め磁石５０２は、上述のものと同様、２つのアレイ間の中央平面に対して軸対称となるビームパス沿いの２つのアレイとなるように配置されてよい。図５には、例示目的で閉じ込め磁石５０２のアレイおよび補正磁石５０４がそれぞれ１つだけ示されている。補正磁石５０４は、イオンビーム５０を、第１方向に分岐したものから第２方向に向かう平行なものへと変更してよい。イオンビーム５０の軌跡をカバーすべく、閉じ込め磁石５０２がビームパス沿いに配置され、イオンビーム５０が角を曲がるときに、放射状に配向されてよい。
【００３９】
上述のように、磁石の軸対称配置により、イオンビームの垂直方向の非対称性の低減が促進される。イオンビームがリボンビームであり、直線のビームパスを進む場合、閉じ込め磁石は、互いに平行な真っ直ぐの細片であってよい。図５に既に示したように、曲線のイオンビーム軌跡を１対の補正磁石間に収めるには、各アレイの閉じ込め磁石をそれまでのように互いに平行にするのではなく、放射状パターンに配向してよい。ビーム形状に対する磁場成分の影響をさらに分析すると、磁場の放射成分を最小限に抑えることの利点が明らかになろう（つまり、Ｂｒをゼロまたは無視できるほど小さくすること）。磁場の放射成分を最小限に抑えるには、閉じ込め磁石を個々に成形して、各磁石の中央線がイオン軌跡に対して磁石の位置で法線方向に延びるようにしてよい。つまり、イオン軌跡によっては、少なくとも幾らかの閉じ込め磁石が湾曲していてよく、多くのより小さな磁石の集合である場合には、湾曲パターンに配置されてよい。
【００４０】
図６は、本開示の１実施形態による曲線カスプで電子を閉じ込める例示的方法を示す。図５同様、閉じ込め磁石６０２のアレイおよび補正磁石６０４がそれぞれ１つだけ示されている。イオンビーム６０の各ビームレットの軌跡がそれぞれ通過する各磁石６０２に対して法線方向であることを保証すべく、多くの閉じ込め磁石６０２が様々な度合いで湾曲されている。例えば、イオン軌跡に従って、閉じ込め磁石６０２は最初から湾曲され同軸パターンに配置されていてよい。イオンビーム６０が補正器を通るにつれて、イオンビーム６０の外側を内側よりも曲げ、閉じ込め磁石６０２の他方（内側）より一方（外側）における湾曲のほうを大きくしてよい。イオンビーム６０が補正器を通った後で平行になるにつれて、対応する磁石６０２の湾曲は徐々に小さくなってよい。
【００４１】
図７は、本開示の１実施形態による曲線カスプの配置を有する１式のビームライン磁石の透視図を示す。１式のビームライン磁石７０４は、１対の補正器磁石または１対のアナライザ磁石であってよい。明瞭化目的から、図７では閉じ込め磁石７０２のアレイは１つしか示していない。示されているように、閉じ込め磁石は、ビームライン磁石７０４間を通るイオンビーム７０のビームパス沿いに配置されてよい。各閉じ込め磁石７０２は、閉じ込め磁石７０２沿いの様々な点におけるイオン軌跡によって選択される特定の曲率を有してよい。磁石７０２のアレイは、ビームパスを辿り、ビームライン磁石７０４のずっと上方に延びてよい。加えて、電子またはプラズマを、ビームライン磁石７０４の少なくとも１つを介して、または、ビームパス沿いの他の位置で、イオンビーム７０に投入してよい。
【００４２】
本記載においては閉じ込め磁石の２つのアレイについてしか言及していないが（つまり、１のビームパスの上の１のアレイと該ビームパスの下の他のアレイ）、本開示の実施形態は、閉じ込め磁石の２つのアレイのみの利用に限定されない。例えば、図３に示すような閉じ込め磁石の２つのアレイに加えて、さらに閉じ込め磁石の２つのアレイを、ビームパスのいずれかの側沿いに配置することもできる。閉じ込め磁石のこれらさらなる２つのアレイは、極性対称または軸対称への配置が可能である。また本開示の範囲は、閉じ込め磁石の垂直方向に反対の極性にも制限されない。つまり、閉じ込め磁石の２つのアレイをビームパスの上と下とに配置する代わりに、これら２つのアレイをビームパスの片側沿いに配置する、または、ビームパスの周りに配置することが可能である。
【００４３】
本開示の範囲は、本明細書に記載した具体的な実施形態に限定されるものではない。本明細書に記載した実施形態に加えて、当業者であれば上述の説明および添付図面から、本開示のそのほかのさまざまな実施形態および変形に想到するであろう。このため、このようなその他の実施形態および変形は本開示の範囲内に含まれるものとする。さらに、本明細書では特定の目的を達成するための特定の環境化における特定の実施に基づいて本開示を説明したが、当業者であれば、本開示の有用性は本明細書の記載内容に限定されるものではなく本開示の実施はさまざまな目的を達成するためにさまざまな環境化で実施しても効果を奏するものであることが分かるであろう。従って、本願請求項は、本明細書に記載する本開示の内容を最大限広く考慮して、理解されたい。
【図１】
0005397624.tif 000002
【図２】
0005397624.tif 000003
【図３】
0005397624.tif 000004
【図４】
0005397624.tif 000005
【図５】
0005397624.tif 000006
【図６】
0005397624.tif 000007
【図７】
0005397624.tif 000008