(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リボンビームを挟んで配置される一対の部材を前記リボンビームの長辺方向に複数備え、電界または磁界により前記リボンビームの長辺方向でのビーム電流密度分布の調整を行う調整装置であって、
前記リボンビームの長辺方向で隣り合う前記一対の部材の各々の対向面が、少なくとも一部で前記リボンビームの進行方向と非平行であるビーム調整装置。
【請求項２】
前記リボンビームの長辺方向で隣り合う前記一対の部材の各々の対向面が、平行である請求項１記載のビーム調整装置。
【請求項３】
前記リボンビームの長辺方向で隣り合う前記一対の部材の各々の対向面が、非平行である請求項１記載のビーム調整装置。
【請求項４】
前記リボンビームの長辺方向で隣り合う前記一対の部材の各々の対向面が、全域に渡って前記リボンビームの進行方向と非平行である請求項１または２記載のビーム調整装置。
【請求項５】
前記リボンビームの長辺方向で隣り合う前記一対の部材の各々の対向面が、前記リボンビームの進行方向に対して同方向に傾斜しているとともに、前記リボンビームの進行方向で各対向面の中央に対して略対称形を成す請求項４記載のビーム調整装置。
【請求項６】
前記リボンビームの長辺方向で隣り合う前記一対の部材の各々の対向面が、前記リボンビームの進行方向に対して同じ方向に傾斜しているとともに、前記リボンビームの進行
方向と偶数回交差する請求項４記載のビーム調整装置。
【請求項７】
前記リボンビームの長辺方向で隣り合う前記一対の部材の各々の対向面が、前記リボンビームの進行方向に対して同一角度で傾斜している請求項４記載のビーム調整装置。
【請求項８】
前記傾斜角度が、前記一対の部材が配置される前記リボンビームの長辺方向での場所に応じて決定される請求項７記載のビーム調整装置。
【請求項９】
前記リボンビームの長辺方向で隣り合う前記一対の部材の各々の対向面が、前記リボンビームの進行方向に対して同方向に傾斜しているとともに、前記リボンビームの長辺方向でビーム調整装置の中央に対して対称形を成す請求項１乃至８のいずれか１項に記載のビーム調整装置。
【請求項１０】
リボンビームを挟んで配置される第１乃至第４の部材を備え、
リボンビームの長辺方向において、第３の部材は第１の部材に、第４の部材は第１の部材に、それぞれ隣接していて、
第１乃至第４の部材は、リボンビームの進行方向に延在された面を備え、前記第１の部材で当該延在面の少なくとも一部がリボンビームの進行方向と非平行であるビーム調整装置。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載のビーム調整装置を備えたイオン注入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リボンビームを局所的に偏向させて同ビームの長辺方向でのビーム電流密度分布を調整するビーム調整装置と当該ビーム調整装置を備えたイオン注入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電界または磁界を用いて、リボンビームの長辺方向でのビーム電流密度分布の調整を行う装置が知られている。
【０００３】
電界の例としては、特許文献１の図５や図６に記載の装置が挙げられる。この装置では、リボンビームを挟んで対向配置される電極対が、リボンビームの長辺方向に沿って複数配置されている。リボンビームの長辺方向で局所的にビーム成分を偏向させてビーム電流密度分布を調整する為に、リボンビームの長辺方向に並べられた各電極対への印加電圧が調整される。
【０００４】
磁界の例としては、特許文献２の図１１に記載の装置が挙げられる。この装置では、リボンビームを挟んで対向配置される磁極対が、リボンビームの長辺方向に沿って複数配置されている。各磁極には、コイルが巻回されている。リボンビームの長辺方向で局所的にビーム成分を偏向させてビーム電流密度分布を調整する為に、リボンビームの短辺方向で対向する磁極対に巻回されたコイルへの通電電流が調整される。
【０００５】
また、磁界の例としては、特許文献３の図３、図６に記載の装置も知られている。この装置では、リボンビームが通過する開口を備えた長方形状ヨークに複数のコイルが巻回されている。リボンビームの長辺方向で局所的にビーム成分を偏向させてビーム電流密度分布を調整する為に、同ヨークの対向する長軸辺に巻回された複数のコイルに流す電流の向きを長軸辺ごとに逆方向とし、個々のコイルへの通電電流が調整される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４‐１８３０４２
【特許文献２】特開２００５‐３２７７１３
【特許文献３】特表２００５‐５３３３５３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図１０（Ａ）のビーム調整装置ＣＡ０は、特許文献１の図５、図６に記載の装置と同様の装置である。図示されるＺ軸の向き（Ｚ方向）はリボンビームＲの進行方向を指す。リボンビームＲを進行方向であるＺ方向に垂直な平面で切断したとき、リボンビームＲは略長方形状断面を有している。図示されるＸ軸の向き（Ｘ方向）はリボンビームＲの略長方形状断面の短辺方向と平行な方向である。また、図示されるＹ軸の向き（Ｙ方向）はリボンビームＲの略長方形状断面の長辺方向と平行な方向である。
【０００８】
図１０（Ａ）のビーム調整装置ＣＡ０は、Ｘ方向でリボンビームＲを挟んで配置される一対の電極対Ｅ１〜Ｅ８を、Ｙ方向に沿って複数並べた装置である。
特許文献１と同様に、各電極対Ｅ１〜Ｅ８には図示されない電源が接続されており、所定電圧が印加されている。
【０００９】
図１０（Ｂ）には、図１０（Ａ）に破線で囲まれる電極対Ｅ５と電極対Ｅ６を構成する片側の電極のＹＺ平面での様子が描かれている。この図に描かれているように、Ｙ方向で隣り合う電極の対向面Ｓは、Ｚ方向と平行である。なお、図示されていない他の電極の対向面Ｓについても同じ構成が採用されている。
【００１０】
図１１は、図１０（Ａ）のビーム調整装置ＣＡ０内での電界分布である。具体的には、各電極対Ｅ１〜Ｅ８に対してＹ方向に沿って０．５ｋＶ刻みで異なる電圧を印加したときのＸＹ平面での電界分布である。この電界分布は、Ｚ方向でのビーム調整装置ＣＡ０の中心位置における電界分布であるが、Ｚ方向の他の場所においても図１１と同様の電界分布が形成されている。
【００１１】
Ｘ方向においてリボンビームＲの中心が通過するＸ０近傍でのＹ方向に形成される電界分布は、概ね段階的に一様な分布であることから、この領域ではリボンビームＲのビーム調整を容易に行うことができる。
一方、Ｘ方向におけるリボンビームＲの端部が通過するＸ１近傍でのＹ方向に形成される電界分布は、Ｘ０近傍でのＹ方向に形成される電界分布の形状に比べて、大きく乱れている。
【００１２】
この電界分布の乱れは、各電極対を構成する電極のエッヂ近傍に、局所的な電界の変化が発生することに起因している。従来のビーム調整装置ＣＡ０では、図１０（Ｂ）に描かれているように、Ｚ方向に沿って電極のエッヂ（電極の対向面Ｓ）が形成されている。この関係により、ビーム調整装置ＣＡ０を通過するリボンビームＲのＸ方向端部では、Ｚ方向に沿ってＹ方向の同じ場所に局所的に電界が変化する領域が集中して現れる。
このことから、リボンビームＲのＸ方向端部では、Ｙ方向におけるビーム電流密度分布が波打った分布になり易く、これを所定分布に調整することが困難であった。
【００１３】
本発明では、ビーム調整装置の構成を改良し、リボンビームの短辺方向端部において、リボンビームの長辺方向でのビーム調整を容易にする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明のビーム調整装置によれば、リボンビームを挟んで配置される一対の部材を前記リボンビームの長辺方向に複数備え、電界または磁界により前記リボンビームの長辺方向でのビーム調整を行う装置であって、前記リボンビームの長辺方向で隣り合う前記一対の部材の各々の対向面が、少なくとも一部で前記リボンビームの進行方向と非平行である。
【００１５】
前記対向面がリボンビームの進行方向と非平行である場所では、局所的に電界または磁界が変化する領域が、リボンビームの同じ場所に作用しない。
つまり、上述の構成にしておけば、リボンビームの長辺方向で局所的に電界または磁界が変化する領域が作用する場所が、リボンビームの進行方向に沿って変化する。これにより、リボンビームに対する局所的に電界または磁界が変化する領域の影響が、リボンビームの長辺方向で同じ場所に集中せず、平均化されて小さくなる。
その結果、リボンビームの短辺方向端部で、リボンビームの長辺方向におけるビーム調整が容易となる。
【００１６】
前記対向面の形状については、前記リボンビームの長辺方向で隣り合う前記一対の部材の各々の対向面が、平行であってもよい。
【００１７】
反対に、前記リボンビームの長辺方向で隣り合う前記一対の部材の各々の対向面が、非平行であってもよい。
【００１８】
リボンビームに対する局所的に電界または磁界が変化する領域の影響を更に小さくするには、前記リボンビームの長辺方向で隣り合う前記一対の部材の各々の対向面が、全域に渡って前記リボンビームの進行方向と非平行であることが望ましい。
【００１９】
ビーム調整装置での局所的なビーム偏向能力を考えれば、前記リボンビームの長辺方向で隣り合う前記一対の部材の各々の対向面が、前記リボンビームの進行方向に対して同じ方向に傾斜しているとともに、前記リボンビームの進行方向で各対向面の中央に対して略対称形を成すことが望ましい。
【００２０】
上記構成であれば、リボンビームの進行方向で、リボンビームの長辺方向に沿った両方向へのビーム偏向能力を同程度にすることが可能となる。
【００２１】
また、前記リボンビームの長辺方向で隣り合う前記一対の部材の各々の対向面が、前記リボンビームの進行方向に対して同方向に傾斜しているとともに、前記リボンビームの進行方向と偶数回交差することが望ましい。
【００２２】
上記構成であれば、リボンビームの進行方向においてリボンビームの長辺方向に沿った両方向へのビーム偏向能力の偏りを軽減することが可能となる。
【００２３】
前記対向面の傾斜角度については、前記リボンビームの長辺方向で隣り合う前記一対の部材の各々の対向面が、前記リボンビームの進行方向に対して同一角度で傾斜していることが望ましい。
【００２４】
上記構成であれば、各対向面が平面あるいは平面を組み合わせた簡単な構成となる。また、リボンビームの進行方向に沿って対向面間でのビーム偏向能力が一定となるので、ビーム調整装置でのビーム偏向制御が容易となる。
【００２５】
さらに、前記傾斜角度が、前記一対の部材間で偏向されたリボンビームの偏向方向と非平行となるように設定されていることが望ましい。
【００２６】
局所的に偏向されたビーム成分の偏向方向が一対の部材間の各々の対向面と平行な関係になれば、ビーム調整装置をリボンビームが通過している間、局所的に偏向されたビーム成分が、偏向後は常に局所的に電界または磁界が変化する領域を通過することになる。このことがビーム調整に悪影響を及ぼすことが懸念される。
そこで、リボンビームの偏向方向を考慮した上で、この偏向方向と非平行となるように対向面のリボンビームの進行方向に対する傾斜角度を設定しておけば、ビーム調整装置を通過するリボンビームの一部を成す偏向後のビーム成分に対して、局所的に電界または磁界が変化する領域が集中的に作用することを防止できる。
【００２７】
リボンビームの長辺方向でのビーム調整を容易にするには、前記リボンビームの長辺方向で隣り合う前記一対の部材の各々の対向面が、前記リボンビームの進行方向に対して同方向に傾斜しているとともに、前記リボンビームの長辺方向でビーム調整装置の中央に対して対称形を成すことが望ましい。
【００２８】
上記構成であれば、リボンビームの長辺方向でリボンビームの中央を挟んだ両側でのビーム偏向制御に対称性を持たせることが可能となる。
【００２９】
また、ビーム調整装置の構成としては、リボンビームを挟んで配置される第１乃至第４の部材を備え、リボンビームの長辺方向において、第３の部材は第１の部材に、第４の部材は第１の部材に、それぞれ隣接していて、第１乃至第４の部材は、リボンビームの進行方向に延在された面を備え、第１の部材で延在面の少なくとも一部がリボンビームの進行方向と非平行であるものでもよい。
【発明の効果】
【００３０】
リボンビームの長辺方向に隣接配置された部材の対向面がリボンビームの進行方向と非平行である場所では、リボンビームの長辺方向で、局所的に電界または磁界が変化する領域のリボンビームに対する影響が平均化されて小さくなる。その結果、リボンビームの短辺方向端部で、リボンビームの長辺方向におけるビーム調整が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明のビーム装置の一実施形態を示す。（Ａ）は同装置の斜視図である。（Ｂ）は（Ａ）に破線で囲まれる部位を拡大した平面図である。
【図２】リボンビーム長辺方向に現れる局所電界領域の説明図である。（Ａ）は図１記載の本発明のビーム調整装置で形成される局所電界領域の説明図である。（Ｂ）は図１１記載の従来のビーム調整装置で形成される局所電界領域の説明図である。
【図３】本発明のビーム調整装置の他の実施形態を示す。（Ａ）はＹ方向での電極間寸法がＺ方向で変化する構成例である。（Ｂ）及び（Ｃ）は、対向面の一部がＺ方向と平行な構成例である。（Ｄ）は対向面が曲面で形成されている構成例である。
【図４】本発明のビーム調整装置の他の実施形態を示す。（Ａ）はＣ１−Ｃ１線で線対称を成す電極構造を備えたビーム調整装置の例で、リボンビーム長辺方向で隣り合う電極間の各々の対向面の傾斜角度が電極間ごとに交互に異なる構成例である。（Ｂ）はＣ１−Ｃ１線で線対称を成す電極構造を備えたビーム調整装置の例で、リボンビーム長辺方向で隣り合う電極間の各々の対向面の傾斜角度がＣ１−Ｃ１線の上下で異なる構成例である。
【図５】本発明のビーム調整装置の他の実施形態を示す。（Ａ）はＣ２−Ｃ２線で線対称を成す電極構造を備えたビーム調整装置の例である。（Ｂ）はリボンビーム進行方向に（Ａ）に記載の電極構造を２つ連結させた構成例である。（Ｃ）はＣ２−Ｃ２線で非線対称を成す電極構造を備えたビーム調整装置の例である。（Ｄ）は（Ａ）と図４（Ｂ）に示す構成例とを組み合わせたビーム調整装置の例である。
【図６】リボンビーム長辺方向で隣り合う電極間の各々の対向面の傾斜角度の設定方法に関する説明図である。
【図７】特許文献２と同様のビーム調整装置に、本発明を適用した場合の実施形態を示す。（Ａ）はビーム調整装置の平面図である。（Ｂ）は（Ａ）に記載の破線で囲まれる部位を拡大した平面図である。
【図８】特許文献３と同様のビーム調整装置に、本発明を適用した場合の実施形態を示す。（Ａ）はビーム調整装置の斜視図である。（Ｂ）は（Ａ）に記載の破線で囲まれる部位を拡大した平面図である。
【図９】本発明のビーム調整装置を備えたイオン注入装置の一構成例を示す平面図である。
【図１０】従来のビーム調整装置の一構成例を示す。（Ａ）は同装置の斜視図である。（Ｂ）は（Ａ）に破線で囲まれる部位を拡大した平面図である。
【図１１】図１０記載のビーム調整装置内の電界分布である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図１のビーム調整装置ＣＡ１は、本発明のビーム調整装置の一実施形態である。（Ａ）は同装置の斜視図であり、（Ｂ）は（Ａ）に破線で囲まれる部位を拡大した平面図である。図１及び後述する他の図に図示されるＸ、Ｙ、Ｚ軸の方向は図１０で説明したものと同一である。
【００３３】
図１（Ａ）に描かれるビーム調整装置ＣＡ１は、図１０（Ａ）の従来のビーム調整装置ＣＡ０と同じく、リボンビームＲを挟んで配置される電極対Ｅ１〜Ｅ８をリボンビームＲの長辺方向に複数備えている。
図１（Ｂ）には、図１（Ａ）の電極対Ｅ５、Ｅ６を構成する一方の電極が描かれている。図１（Ｂ）では描かれていないが、電極対Ｅ５、Ｅ６を構成する他方の電極についても、図１（Ｂ）に記載の電極と同一の構成である。また、他の電極対を構成する電極についても、図１（Ｂ）に記載の電極と同一の構成である。
【００３４】
本発明の構成では、リボンビームＲの長辺方向で隣り合う一対の電極の各々の対向面Ｓが、ビーム調整装置ＣＡ１に入射するリボンビームＲの進行方向と非平行である。この点が、従来のビーム調整装置ＣＡ０と大きく異なっている。なお、本発明のビーム調整装置は、局所的なビーム進行方向の調整、ビーム寸法あるいはビーム形状の調整に使用されるもので、従来技術のような任意の方向に沿ったビーム電流密度分布を均一に調整する用途に限定されるものではない。
【００３５】
図２を用いて、本発明と従来技術との構成上の違いに基づき、本発明の構成で得られる効果について説明する。  図２（Ａ）は、図１記載の本発明のビーム調整装置ＣＡ１に対応している。図２（Ｂ）は、図１０記載の従来技術のビーム調整装置ＣＡ０に対応している。
図示の簡略化のため、図２（Ａ）、図２（Ｂ）に描かれる電極対の数は、図１、図１０に記載のものとは異なっている。
【００３６】
図１１で説明した通り、局所的に電界が変化する領域（以降、局所電界領域ＥＲと呼ぶ）が電極のエッヂ近傍に形成される。図２（Ａ）の構成では、Ｙ方向で隣り合う電極対Ｅ１１〜Ｅ１４の各々の対向面Ｓが、Ｚ方向と非平行である。
この構成では、Ｙ方向において、ビーム調整装置ＣＡ１を通過するリボンビームＲの同じ場所に局所電界領域ＥＲが作用しない。
つまり、Ｚ方向に沿って、リボンビームＲのＹ方向での局所電界領域ＥＲが作用する場所が変化する。これにより、リボンビームＲのＹ方向で、リボンビームＲに対する局所電界領域ＥＲの影響が平均化されて小さくなる。その結果、リボンビームＲのＸ方向端部で、リボンビームＲのＹ方向におけるビーム調整が容易となる。
【００３７】
一方、従来技術の構成である図２（Ｂ）では、Ｙ方向で隣り合う電極対Ｅ１１〜Ｅ１４の各々の対向面Ｓが、Ｚ方向と平行である。
この構成では、Ｙ方向において、ビーム調整装置ＣＡ０を通過するリボンビームＲの同じ場所に、局所電界領域ＥＲが影響を与えることになる。
その結果、Ｘ方向端部のリボンビームＲについてはＹ方向でのビーム電流密度分布が波打った分布になり易く、これを所定分布に調整することが困難となる。
【００３８】
図３には、本発明のビーム調整装置ＣＡ１の他の実施形態が描かれている。図３及び後述する図４乃至図６では、図示の簡略化のため、図２と同様にＹＺ平面図を用いて種々の実施形態の構成を説明する。
【００３９】
図３（Ａ）の実施形態では、Ｙ方向で隣り合う電極対Ｅ１１〜Ｅ１４の対向面Ｓの間隔がＺ方向に沿って変化している。図示されているように、Ｙ方向で隣接配置される電極対Ｅ１１〜Ｅ１４の対向面Ｓを互いに非平行としても良い。このような構成であっても上述した本発明の効果を奏することができる。
【００４０】
図３（Ａ）の実施形態の場合、Ｙ方向で隣り合う電極対Ｅ１１〜１４の対向面Ｓの間隔が、Ｚ方向に沿って変化するのに伴って、ビーム偏向能力（電極間で発生する電界によるビームの曲げ易さ）も変化することから、ビーム調整装置でのビーム偏向制御が難しくなる。
ビーム偏向制御を容易にするという点では、これまでに説明した図１や図２（Ａ）に示したＹ方向で隣り合う電極対の対向面Ｓの間隔がＺ方向に沿って一定であること、つまり、Ｙ方向で隣り合う電極対の各々の対向面Ｓを平行にしておくことが望まれる。
【００４１】
図３（Ｂ）の実施形態では、電極対Ｅ１１〜１４の対向面Ｓの一部がＺ方向と平行である。ただし、対向面Ｓの他の部分がＺ方向と非平行である為、この部分で上述した本発明の効果を得ることができる。
また、図３（Ｃ）の実施形態のように、電極対Ｅ１１〜１４の対向面ＳのＺ方向と平行な部位の間に、Ｚ方向と直交するＹ方向に平行な部位を設ける等しても良い。
つまり、本発明では、電極対の対向面Ｓが、少なくとも一部でＺ方向と非平行であればよく、別の言い方をすれば、電極対の対向面ＳがＺ方向に沿って一直線状に形成されていない。
【００４２】
図３（Ｄ）の実施形態では、電極対Ｅ１１〜Ｅ１４の対向面Ｓが曲面で形成されている。これまでに述べた実施形態では、電極対の対向面Ｓが１つの平面で構成されるものや複数の平面を組み合わせて構成されるものが想定されていたが、図３（Ｄ）の実施形態のように対向面Ｓの形状は曲面であっても良い。さらに、対向面Ｓの形状を、曲面と平面を組み合わせた形状にしても良い。
【００４３】
これまでの実施形態では、電極対の対向面Ｓは、Ｚ方向に対して概ね一方に向けて傾斜する構成であった。この構成では、電極対の対向面Ｓが一方向に偏って傾斜している関係で、ビーム調整装置ＣＡ１のビーム偏向能力は、Ｙ方向に沿った方向で一方の方向へのビーム偏向が容易で他方の方向へのビーム偏向が難しいといった偏ったものになる。
このようなビーム偏向能力の偏りのために、これまでの実施形態では、ビーム調整がやや困難となることが懸念される。
【００４４】
そこで、上述したビーム偏向能力の偏りをなくし、Ｙ方向でのビーム調整を容易に行うことを目的として、図４に示す実施形態の構成を使用する。
【００４５】
図４（Ａ）では、ビーム調整装置のＹ方向での中央を示すＣ１−Ｃ１線で線対称を成すように電極対Ｅ２１〜Ｅ２７の対向面Ｓが構成されている。具体的には、Ｙ方向で隣り合う電極対Ｅ２１〜Ｅ２７の各々の対向面Ｓは、同じ傾斜角度で、Ｚ方向に対する傾斜方向が交互に逆向きとなるように構成されている。このような構成であれば、Ｙ方向でのビーム偏向能力が平均化される。
【００４６】
また、図４（Ａ）の構成に限らず、図４（Ｂ）の構成にしてもビーム偏向能力の偏りを改善することができる。図４（Ｂ）では、ビーム調整装置のＹ方向での中央を示すＣ１−Ｃ１線で線対称を成すように電極対Ｅ２１〜Ｅ２７の対向面Ｓが構成されている。
【００４７】
図４の実施形態は、Ｙ方向でのビーム偏向能力の偏りを改善するものであったが、ビーム偏向能力の偏りはＺ方向にも存在している。このＺ方向でのビーム偏向能力の偏りを改善すべく、図５（Ａ）〜（Ｄ）に示す実施形態を使用する。
【００４８】
図５（Ａ）〜（Ｄ）に示す実施形態で図示されるＣ２−Ｃ２線は、Ｚ方向におけるビーム調整装置ＣＡ１の中央部を示す。図５（Ａ）では、Ｃ２−Ｃ２線に対して線称形を成すように電極対Ｅ３１〜３６の対向面Ｓが構成されている。
【００４９】
図５（Ａ）の実施形態では、電極対の対向面ＳがおおよそＶ字形状を成す構成であったが、図５（Ｂ）に示すようにＺ方向に図５（Ａ）の構成を２つ連ねてＷ字形状を成す構成にしても、Ｚ方向でのビーム偏向能力の平均化は可能となる。もちろん、３つ以上連ねる構成を採用しても同様のことが言える。
【００５０】
また、Ｚ方向でのビーム偏向能力の偏りを緩和するのであれば、図５（Ｃ）に示す実施形態であっても良い。図５（Ｃ）の実施形態では、Ｃ２−Ｃ２線に対して非線対称を成すように、電極対Ｅ３１〜３６の対向面Ｓが構成されている。さらに、図５（Ｄ）に示す実施形態は、図４（Ｂ）の実施形態を２つ連ねたものである。図５（Ｄ）に示す実施形態であっても、Ｚ方向でのビーム偏向能力の偏りを緩和することができる。もちろん、図５（Ｃ）、図５（Ｄ）に示す実施形態の構成を２つ以上連ねるようにしてもよい。
【００５１】
図５（Ａ）〜（Ｄ）に示す実施形態の構成を一般化して言えば、Ｙ方向で隣り合う一対の電極の各々の対向面Ｓが、Ｚ方向と偶数回交差し、Ｙ方向で隣り合う電極間の対向面ＳがＺ方向に対して同じ方向に傾斜している構成と言える。このような構成であれば、Ｚ方向でのビーム偏向能力の偏りを軽減することが可能となる。
【００５２】
Ｙ方向で隣り合う電極対の対向面ＳをＺ方向に対してどの程度傾斜させるのかについては、次のようにして決定してもよい。
【００５３】
図６には、図２（Ａ）の実施形態に示す電極構造と同じ構成が描かれている。図６では、リボンビームＲは、電極対Ｅ１２と電極対Ｅ１３の間で、Ｚ方向に対して角度θ２で局所的に偏向される。
また、Ｙ方向で隣り合う電極間での各々の対向面Ｓは、Ｚ方向に対して角度θ１で傾斜している。  この実施形態で、角度θ１と角度θ２が等しい場合、電極対１２と電極対１３との間で偏向されたビーム成分は、偏向後には常に強電界領域を通過することになる。これがビーム調整に悪影響を及ぼすことが懸念される。
【００５４】
そこで、リボンビームＲの偏向方向を考慮した上で、この偏向方向と非平行となるように対向面ＳのＺ方向に対する傾斜角度を設定しておく。
具体的には、Ｚ方向に対してビームが偏向される角度θ２を、電極間で想定される最大のビーム偏向角度として考え、この角度θ２よりも大きな角度になるように、対向面Ｓの傾斜角度θ１を決定する。
このようにして傾斜角度を設定することで、偏向後のビーム成分の進行方向を対向面Ｓと非平行にすることが可能となる。これにより、偏向後のビーム成分に常に強電界領域が作用することを防止できる。
【００５５】
また、空間電荷効果によって生じるリボンビームＲの発散を抑制して、Ｙ方向においてリボンビーム全体の形状を平行にする、あるいは集束させるのであれば、Ｙ方向における中心部から両端部へ向かうほど、リボンビームＲは大きな角度で偏向される。この場合、ビーム偏向角度θ２が中心から端部に向けて徐々に大きくなるので、これに応じて対向面Ｓの傾斜角度θ１を徐々に大きくしておく。
このように、対向面Ｓの傾斜角度θ１が、リボンビームＲのＹ方向での場所に応じて決定されるようにしても良い。
【００５６】
これまでの実施形態では、一対の電極を備えたビーム調整装置に本発明を適用させたものであったが、他に知られているビーム調整装置の構成に本発明を適用させても良い。
例えば、電界ではなく磁界によりＹ方向でのビーム調整を行うビーム調整装置でも、磁界を生成する部材のエッヂ領域に局所的に磁界が変化する領域が形成されることが、発明者らのシミュレーションでわかっている。
このことから、図７、図８に示す磁場によりＹ方向でのビーム調整を行うビーム調整装置ＣＡ２、ＣＡ３を使用しても良い。
【００５７】
図７（Ａ）に示すビーム調整装置Ｃ２は、特許文献２に記載のビーム調整装置と同様の装置である。この装置は、Ｙ方向に沿って並べられた複数の磁極対Ｐ１〜Ｐ６を有し、各々の磁極にコイルＣが巻回されている。図示されていないリボンビームＲは、Ｘ方向で対向配置される一対の磁極間を通過する。
【００５８】
図７（Ｂ）には、磁極対Ｐ１と磁極対Ｐ２を構成する一方の磁極が描かれている。図７（Ｂ）では描かれていないが、磁極対Ｐ１、Ｐ２を構成する他方の磁極についても、図７（Ｂ）に記載の磁極と同一の構成である。また、他の磁極対を構成する磁極についても、図７（Ｂ）に記載の磁極と同一の構成である。
【００５９】
図８（Ａ）に示すビーム調整装置Ｃ３は、特許文献３に記載のビーム調整装置と同様の装置である。この装置は、長方形状のヨークＹｏのＹ方向と平行な軸に巻回された複数のコイル対Ｃ１〜Ｃ９を有している。図示されていないリボンビームＲは、Ｘ方向で対向配置される一対のコイル間を通過する。
【００６０】
図８（Ｂ）には、コイル対Ｃ２〜Ｃ５を構成する一方のコイルが描かれている。コイル対Ｃ２〜Ｃ５を構成する他方のコイル形状や他のコイル対を構成するコイル形状は、図８（Ｂ）に描かれるコイル形状と同じ構成である。
コイル対Ｃ２〜Ｃ５の各々の対向面ＳをＺ方向と非平行な関係にすることで、図１や図２（Ａ）の説明で述べた本発明の効果を奏することが可能となる。
【００６１】
また、図３乃至図６で説明した本発明の他の実施形態を、図７や図８に示す磁場によりＹ方向のビーム調整を行うビーム調整装置ＣＡ２、ＣＡ３に適用しても良い。
【００６２】
これまでに説明した本発明のビーム調整装置ＣＡ１〜ＣＡ３を備えたイオン注入装置の構成例としては、図９に示す構成が考えられる。
図９のイオン注入装置ＩＭは、イオン源１でリボンビームＲを生成し、質量分離マグネット２及び分析スリット３を用いて、リボンビームＲから不要なイオンを取り除く。
分析後、本発明が適用されたビーム調整装置ＣＡ１〜ＣＡ３で、リボンビームＲの電流密度分布の調整が実施される。
【００６３】
ビーム調整後のリボンビームＲは、処理室４内で矢印の方向に沿って機械的に走査されるウエハＷに照射される。
なお、上記説明した構成において、非質量分析型のイオン注入装置であれば、質量分析マグネット２及び分析スリット３は不要である。その意味で、イオン注入装置ＩＭを構成する最小単位としては、イオン源１、ビーム調整装置ＣＡ１〜ＣＡ３及び処理室４を備えるものあればよい。
【００６４】
本発明のビーム調整装置ＣＡ１〜ＣＡ３では、従来の装置に比べて、Ｘ方向端部でリボンビームのＹ方向のビーム調整が容易となる。
このことから、所定分布のビーム電流密度分布を有するリボンビームのビーム量を増加させ、ウエハＷへのイオン注入処理に要する時間を短縮することが期待できる。
【００６５】
また、これまでの実施形態では、ビーム調整装置を構成する、リボンビームの長辺方向で隣り合う一対の部材の各々の対向面が、少なくとも一部でリボンビームの進行方向と非平行であることを特徴としていたが、一対の部材の対向面を構成している一方の部材のみをリボンビームの進行方向と非平行にしてもよい。
【００６６】
この場合、リボンビームの短辺方向において、リボンビームを挟んで一対の部材の構成が非対称となることから、ビーム調整装置でのリボンビームの制御性は劣化することが懸念されるが、リボンビーム短辺方向の一方側では、局所的に電界または磁界が変化する領域の集中を避けることができる。
【００６７】
上記構成を備えたビーム調整装置を、以下に一般的に述べる。
ビーム調整装置は、リボンビームを挟んで配置される第１乃至第４の部材を備えていて、リボンビームの長辺方向において、第３の部材は第１の部材に、第４の部材は第１の部材に、それぞれ隣接している。
第１乃至第４の部材は、リボンビームの長辺方向と短辺方向に直交するリボンビームの進行方向に延在された面を備え、少なくとも第１の部材の延在された面の一部がリボンビームの進行方向と非平行である。
【００６８】
これまでの実施形態で述べたリボンビームは、静的なリボンビームに限らない。本発明のリボンビームは、一方向に沿って電場や磁場で走査されたスポットビームで形成されるものであってもよい。
これまでの実施形態で述べたビーム調整装置ＣＡ１〜ＣＡ３は、走査されたスポットビームの進行方向および／または当該ビームの走査方向に形成されるビーム量分布を補正することもできる。この場合、イオンビームの輸送経路に沿って、走査器はビーム調整装置ＣＡ１〜ＣＡ３の上流側に配置されて、これまでの実施形態で述べたリボンビームの長さ方向と同じ方向にスポットビームが走査される。
【００６９】
その他、前述した以外に、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および変更を行っても良いのはもちろんである。
【符号の説明】
【００７０】
ＣＡ１〜３  ビーム調整装置
Ｒ  リボンビーム
Ｅ１〜８、Ｅ１１〜１４、Ｅ２１〜２７、Ｅ３１〜３６  電極対
Ｃ１〜９  コイル対
Ｐ１〜６  磁極対
Ｓ  対向面
ＩＭ  イオン注入装置
１  イオン源
４  処理室
Ｗ  ウエハ
【図１】
0006536827.tif 000002
【図２】
0006536827.tif 000003
【図３】
0006536827.tif 000004
【図４】
0006536827.tif 000005
【図５】
0006536827.tif 000006
【図６】
0006536827.tif 000007
【図７】
0006536827.tif 000008
【図８】
0006536827.tif 000009
【図９】
0006536827.tif 000010
【図１０】
0006536827.tif 000011
【図１１】
0006536827.tif 000012