(57)【要約】【課題】  イオン源が分割構造の電極を有していても、ターゲットに対して均一性の良い処理を施すことができるイオンビーム照射装置を提供する。【解決手段】  このイオンビーム照射装置は、イオンビームを引き出すイオン源と、それから引き出されたイオンビームの照射領域内でターゲット１４をｙ軸に沿う方向に移動させるターゲット駆動装置とを備えている。そして、イオン源の電極８を、ｙ軸に直交するｘ軸に沿う方向において複数の電極片８２に分割して構成し、かつ各分割部２２をｙ軸に対して斜めに配置している。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに直交する２軸をｘ軸およびｙ軸とすると、複数のイオン引出し孔をそれぞれ有していてｘｙ平面に沿う電極をイオンビーム引出し方向に１枚以上有するイオン源と、このイオン源から引き出されたイオンビームの照射領域内で、ターゲットを平面的に見てｙ軸に沿う方向に移動させるターゲット駆動装置とを備えるイオンビーム照射装置において、  前記イオン源の電極の内の少なくとも１枚を、ｘ軸に沿う方向において複数の電極片に分割して構成し、かつ各分割部をｙ軸に対して斜めに配置していることを特徴とするイオンビーム照射装置。
【請求項２】
前記分割して構成された電極のイオン引出し孔は、ｙ軸に沿う方向における複数のイオン引出し孔の面積総和が、ｘ軸に沿う方向において実質的に一定となるように配列されている請求項１記載のイオンビーム照射装置。
【請求項３】
前記分割して構成された電極の各分割部は直線状をしており、当該各分割部をｘ軸に沿う方向において互いに実質的に等しい距離で挟みかつ分割部に実質的に平行な２本の直線上であって、前記イオン引出し孔が分布している引出し孔領域の外側にそれぞれ位置する４箇所に、前記電極片を固定部に固定する固定手段をそれぞれ配置している請求項１記載のイオンビーム照射装置。
【請求項４】
前記分割して構成された電極のイオン引出し孔は、ｙ軸に沿う方向における複数のイオン引出し孔の面積総和が、ｘ軸に沿う方向において実質的に一定となるように配列されており、
かつ前記分割して構成された電極の各分割部は直線状をしており、当該各分割部をｘ軸に沿う方向において互いに実質的に等しい距離で挟みかつ分割部に実質的に平行な２本の直線上であって、前記イオン引出し孔が分布している引出し孔領域の外側にそれぞれ位置する４箇所に、前記電極片を固定部に固定する固定手段をそれぞれ配置している請求項１記載のイオンビーム照射装置。
【請求項５】
前記分割して構成された電極の各分割部においてその両側の電極片は、ｘ軸に沿う方向において互いの間にギャップをあけて、かつイオンビーム引出し方向において互いに重ねて配置されている請求項１、２、３または４記載のイオンビーム照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、イオン源から引き出されたイオンビームをターゲットに照射して、当該ターゲットに例えばイオン注入、イオンドーピング（登録商標）、イオンビーム配向処理、イオンミリング、イオンビームエッチング等の処理を施すイオンビーム照射装置に関し、より具体的には、イオン源が分割構造の電極を有しているイオンビーム照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のイオンビーム照射装置の従来例を図１５に示す。このイオンビーム照射装置は、イオンビーム１２を発生させる（引き出す）イオン源２を備えている。イオン源２は、例えばアーク放電、高周波放電等を利用してプラズマ６を生成するプラズマ生成部４と、このプラズマ６から電界の作用でイオンビーム１２を引き出す１枚以上の電極とを有している。より具体的には、この例では電極として２枚の電極、即ちイオンビーム引出し方向の最上流側に配置された第１電極８と、その下流側に配置された第２電極１０とを有している。
【０００３】
一点で互いに直交する３軸をｘ軸、ｙ軸およびｚ軸とすると、両電極８、１０はｘｙ平面に沿って配置されており、かつｚ軸に沿う方向に互いに所定の隙間をあけて配置されており、ｚ軸に沿う方向にイオンビーム１２を引き出すことができる。各電極８、１０は、イオンビーム１２を引き出すための複数の（より具体的には多数の）イオン引出し孔９、１１を相対応する位置にそれぞれ有している。なお、この明細書において「沿う方向」の典型例は、実質的に平行（平行を含む）な方向である。
【０００４】
両電極８、１０は、この例では、ｘ軸に沿う方向の寸法がｙ軸に沿う方向の寸法よりも大きい長方形の平面形状をしている。従ってこのイオン源２から引き出されるイオンビーム１２は、ｘ軸に沿う方向の寸法がｙ軸に沿う方向の寸法よりも大きい、断面長方形に近い形状をしている。
【０００５】
第１電極８には、図示しない直流電源から、イオンビーム１２の引き出しおよび加速用に正の直流電圧が印加される。この第１電極８は、プラズマ電極または加速電極等と呼ばれることもある。第２電極１０には、例えば、図示しない直流電源から、逆流電子抑制用に負の直流電圧が印加される。この第２電極１０は、抑制電極または減速電極等と呼ばれることもある。
【０００６】
このイオンビーム照射装置は、更に、イオン源２から引き出されたイオンビーム１２の照射領域内で、ターゲット１４を、それを保持するホルダ１６と共に、例えば矢印Ｙに示すように、平面的に見てｙ軸に沿う方向に直線的に移動させるターゲット駆動装置１８を備えている。この移動は一方向の場合と、往復方向の場合とがある。「平面的に見て」というのは、イオン源２またはターゲット駆動装置１８（通常はイオン源２）をｘ軸に実質的に平行な軸を中心にして所定角度回転させて、ｚ軸をターゲット１４の表面に対して垂直ではなく斜めに傾けて、ターゲット１４の表面にイオンビーム１２を９０度よりも小さい入射角度で入射させる場合があり、その場合でもターゲット１４はｙ軸に沿う方向に移動させるので、この場合をも含める意味である。
【０００７】
ターゲット１４は、例えば、半導体基板、ガラス基板、配向膜付基板、その他の基板である。配向膜付基板は、液晶分子を一定方向に配向させるための配向膜をガラス基板等の基板の表面に形成したものである。
【０００８】
イオンビーム１２のｘ軸に沿う方向の寸法はターゲット１４の同方向の寸法よりも大きく、これと、ターゲット１４を上記のようにｙ軸に沿う方向に移動させることとによって、ターゲット１４の全面にイオンビーム１２を照射して、ターゲット１４に、イオン注入、イオンドーピング（登録商標）、イオンビーム配向処理、イオンミリング、イオンビームエッチング等の処理を施すことができる。
【０００９】
ところで、イオン源２から大面積のイオンビーム１２を引き出す場合、それに応じて両電極８、１０も大面積になる。その場合、電極８、１０の一方または両方は、（ａ）１枚の電極材料で製作するのが難しい、（ｂ）熱膨張による変形（熱変形）を減少させる、等の理由から、例えば特許文献１、２にも記載されているように、複数の電極片に分割して構成する場合がある。
【００１０】
例えば、ｘ軸に沿う方向の寸法が大きい（例えば６００ｍｍ〜１２００ｍｍ程度の）イオンビーム１２を引き出す場合は、電極８、１０は、ｘ軸に沿う方向において複数の電極片に分割される場合がある。そのような分割構造にした電極を、第１電極８を例に図１６に示す。この第１電極８は、ｘ軸に沿う方向において複数の電極片８１に分割して構成されている。その各分割部２０は、ｙ軸に対して実質的に平行に形成されている。各電極片８１は、通常はそれぞれ同電位に保たれる。
【００１１】
第２電極１０を分割構造にする場合も、上記第１電極８と同様である。
【００１２】
【特許文献１】特開２０００−３０１３５３号公報（段落００１５−００１７、図１、図４）
【特許文献２】特開平５−１１４３６６号公報（段落０００９、図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上記のように電極８、１０を分割構造にすると、各分割部２０には他の場所のようにイオン引出し孔９、１１を配列することができないので、各分割部２０の下流でイオンビーム１２の密度が他とは異なり、イオンビーム１２の密度分布が不均一になる。
【００１４】
例えば、各分割部２０が図１６に示すように上下に貫通するギャップである場合は、各分割部２０の下流でイオンビーム１２の密度が他よりも大きくなる。
【００１５】
また、各分割部２０を例えば特許文献１に記載されているような押え金具で押さえたり、例えば特許文献２に記載されているように、分割部２０でその両側の電極片８１を互いに重ねて配置したりすると、各分割部２０の下流でイオンビーム１２の密度が他よりも小さくなる。
【００１６】
ところが、ターゲット１４は上記のようにｙ軸に沿う方向に移動させられるので、各分割部２０の下流におけるイオンビーム密度の大小のパターンが、ターゲット１４の表面にそのまま転写されてしまう。その結果、ターゲット１４に対して均一性の良い処理を施すことができなくなる。
【００１７】
そこでこの発明は、イオン源が分割構造の電極を有していても、ターゲットに対して均一性の良い処理を施すことができるイオンビーム照射装置を提供することを主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
この発明に係るイオンビーム照射装置は、互いに直交する２軸をｘ軸およびｙ軸とすると、複数のイオン引出し孔をそれぞれ有していてｘｙ平面に沿う電極をイオンビーム引出し方向に１枚以上有するイオン源と、このイオン源から引き出されたイオンビームの照射領域内で、ターゲットを平面的に見てｙ軸に沿う方向に移動させるターゲット駆動装置とを備えるイオンビーム照射装置において、前記イオン源の電極の内の少なくとも１枚を、ｘ軸に沿う方向において複数の電極片に分割して構成し、かつ各分割部をｙ軸に対して斜めに配置していることを特徴としている。
【００１９】
このイオンビーム照射装置によれば、分割して構成された電極の各分割部をｙ軸に対して斜めに配置しているので、各分割部の下流においてイオンビーム密度に大小のパターンが生じても、そのパターンはターゲットのｙ軸に沿う方向の移動によって、ターゲット上では平均化される。その結果、ターゲットに対して均一性の良い処理を施すことができる。
【００２０】
前記分割して構成された電極のイオン引出し孔は、ｙ軸に沿う方向における複数のイオン引出し孔の面積総和が、ｘ軸に沿う方向において実質的に一定となるように配列されていても良い。
【００２１】
前記分割して構成された電極の各分割部は直線状をしており、当該各分割部をｘ軸に沿う方向において互いに実質的に等しい距離で挟みかつ分割部に実質的に平行な２本の直線上であって、前記イオン引出し孔が分布している引出し孔領域の外側にそれぞれ位置する４箇所に、前記電極片を固定部に固定する固定手段をそれぞれ配置していても良い。
【００２２】
前記分割して構成された電極の各分割部においてその両側の電極片は、ｘ軸に沿う方向において互いの間にギャップをあけて、かつイオンビーム引出し方向において互いに重ねて配置されていても良い。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１に記載の発明によれば、分割して構成された電極の各分割部をｙ軸に対して斜めに配置しているので、各分割部の下流においてイオンビーム密度に大小のパターンが生じても、そのパターンはターゲットのｙ軸に沿う方向の移動によって、ターゲット上では平均化される。その結果、ターゲットに対して均一性の良い処理を施すことができる。
【００２４】
請求項２に記載の発明によれば次の更なる効果を奏する。即ち、分割して構成された電極のイオン引出し孔は、ｙ軸に沿う方向における複数のイオン引出し孔の面積総和が、ｘ軸に沿う方向において実質的に一定となるように配列されているので、ターゲットに照射されるイオンビームの密度分布が、ｘ軸に沿う方向においてより均一になる。その結果、ターゲットに対して均一性のより良い処理を施すことができる。
【００２５】
請求項３に記載の発明によれば次の更なる効果を奏する。即ち、分割して構成された電極の各分割部付近の所定領域において、ｙ軸に沿う方向に並ぶ複数のイオン引出し孔の、熱膨張によるｘ軸に沿う方向の変位の総和を実質的にゼロにすることができる。ターゲットはｙ軸に沿う方向に移動させられるので、ターゲット上では上記変位の総和を求めることと同等になる。その結果、各イオン引出し孔が熱膨張によってｘ軸に沿う方向に変位しても、上記領域内に対応するターゲット上では上記変位が打ち消されたのと同等になり、その分、ターゲットに対して均一性のより良い処理を施すことができる。
【００２６】
請求項４に記載の発明によれば、請求項３の構成および請求項４の構成を備えているので、請求項３の効果および請求項４の効果を奏することができる。その結果、ターゲットに対して均一性のより一層良い処理を施すことができる。
【００２７】
請求項５に記載の発明によれば次の更なる効果を奏する。即ち、各分割部においてその両側の電極片はｘ軸に沿う方向において互いの間にギャップをあけて配置されているので、このギャップにおいて各電極片のｘ軸に沿う方向の熱膨張を逃がすことができる。その結果、各電極片の熱変形を小さくすることができるので、ターゲットに対して均一性のより良いイオンビームを照射して均一性のより良い処理を施すことができる。しかも、各分割部においてその両側の電極片は互いに重ねて配置されているので、各分割部からのイオンビームの漏れを防止することができる。その結果、この観点からも、ターゲットに対して均一性のより良いイオンビームを照射して均一性のより良い処理を施すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
図１は、この発明に係るイオンビーム照射装置の一実施形態を示す概略図である。図２は、図１中の第１電極の一例を、下方のターゲットと共に示す平面図である。図１５、図１６に示した従来例と同一または相当する部分には同一符号を付し、以下においては当該従来例との相違点を主に説明する。
【００２９】
このイオンビーム照射装置は、前記と同様のイオン源２およびターゲット駆動装置１８を備えている。但し、イオン源２の電極８、１０周りの構造が、以下に説明するように、従来例とは異なる。
【００３０】
（１）電極の分割構造
このイオンビーム照射装置においては、イオン源２の第１電極８を、ｘ軸に沿う方向において複数の電極片８２に分割して構成し、かつその各分割部（換言すれば、つなぎ目）２２をｙ軸に対して斜めに配置している。即ち、各分割部２２は直線状をしていて、そのｙ軸に対する角度をαとすると、０°＜α＜９０°としている。各分割部２２は、互いに実質的に平行である（他の例および分割部２４においても同様）。電極片８２の数は、即ち第１電極８の分割数は、図２に示す例では４であるが、それに限られるものではない。第１電極８のｘ軸に沿う方向の寸法等に応じて決めれば良い。第２電極１０についても同様である。各電極片８２は、通常はそれぞれ同電位に保たれる。
【００３１】
イオン源２のプラズマ生成部４の下端部には支持枠２６が設けられており、各電極片８２は、前述したイオン引出し孔９が分布している引出し孔領域３２の外側の部分で、固定ボルト３４によって支持枠２６に固定されている。この支持枠２６が電極片８２についての固定部の例であり、固定ボルト３４が固定手段の例である。
【００３２】
更にこの実施形態では、イオン源２の第２電極１０も、第１電極８と同様に、ｘ軸に沿う方向において複数の電極片１０２に分割して構成し、かつその各分割部２４をｙ軸に対して斜めに配置している。各電極片１０２は、通常はそれぞれ同電位に保たれる。
【００３３】
上記支持枠２６の下流側には、絶縁物３０を介在させて支持枠２８が設けられており、第２電極１０の各電極片１０２は、イオン引出し孔１１が分布している引出し孔領域の外側の部分で、固定ボルト（図示省略）によって、支持枠２８に固定されている。この支持枠２８が電極片１０２についての固定部の例であり、固定ボルトが固定手段の例である。  
【００３４】
第２電極１０は、この実施形態では第１電極８と実質的に同じ構造をしている。そこで以下においては、第１電極８を主体に説明する。以下の説明は、断りがない限り、第２電極１０についても適用される。
【００３５】
第１電極８の各分割部２２は、図２や後述する図６等では図示の簡略化のために１本の直線で表しているが、上下に貫通するギャップであっても良い。あるいは、例えば図３〜図５に示す例のように、各分割部２２においてその両側の電極片８２は、ｘ軸に沿う方向において互いの間にギャップをあけて、かつイオンビーム引出し方向（即ちｚ軸に沿う方向。以下同様）において互いに重ねて配置されていても良い。
【００３６】
即ち、図３の例では、分割部２２の両側の電極片８２は、互いに重なり合う段部３６、３８を有しており、かつｘ軸に沿う方向において互いの間にギャップ４０、４２を有している。
【００３７】
図４の例では、分割部２２の両側の電極片８２は、斜めになったギャップ４８をあけて互いに重なり合う斜面部４４、４６を有している。
【００３８】
図５の例では、分割部２２の両側の電極片８２は、凸条部５０とそれが嵌まる凹条部５２とを有しており、かつｘ軸に沿う方向において互いの間にギャップ５４、５６を有している。
【００３９】
このイオンビーム照射装置においては、分割して構成された電極８、１０の各分割部２２、２４をｙ軸に対して斜めに配置しているので、各分割部２２、２４の下流においてイオンビーム密度に大小のパターンが生じても、そのパターンはターゲット１４のｙ軸に沿う方向の移動によって、ターゲット１４上では平均化される。
【００４０】
これを主に図２を参照して詳述すると、例えば、各分割部２２、２４が図３〜図５に示した例のような構造をしていて各分割部２２、２４からイオンビーム１２が引き出されない場合は、各分割部２２、２４の下流においてイオンビーム密度が他よりも小さいパターンが生じる。しかし、ターゲット１４をｙ軸に沿う方向に移動させると、各分割部２２、２４がｙ軸に対して斜めに配置されているので、ターゲット１４は各分割部２２、２４の下流のイオンビーム密度の小さい部分とその他の部分（密度の小さくない部分）とを共に通過することになる。その結果、上記パターンは、従来例のようにそのままターゲット１４上に転写されることはなく、ターゲット１４上では平均化される。換言すれば、上記パターンはターゲット１４上では緩和または薄められる（以下同様）。
【００４１】
各分割部２２、２４が上下に貫通しているギャップの場合は、上下の分割部２２、２４がイオンビーム引出し方向において互いに重なっていると、各分割部２２、２４を通してイオンビーム１２が引き出されて、各分割部２２、２４の下流においてイオンビーム密度が他よりも大きいパターンが生じる場合があり得る。しかしこの場合も、ターゲット１４をｙ軸に沿う方向に移動させると、各分割部２２、２４がｙ軸に対して斜めに配置されているので、ターゲット１４は各分割部２２、２４の下流のイオンビーム密度の大きい部分とその他の部分（密度の大きくない部分）とを共に通過することになる。その結果、上記パターンは、従来例のようにそのままターゲット１４上に転写されることはなく、ターゲット１４上では平均化される。
【００４２】
従って上記いずれの場合も、ターゲット１４に対して均一性（具体的にはｘ軸に沿う方向における均一性。他においても同様）の良い処理を施すことができる。
【００４３】
また、図３〜図５に示した例のように、各分割部２２、２４においてその両側の電極片８２、１０２をｘ軸に沿う方向において互いの間にギャップをあけて配置しておくと、このギャップにおいて各電極片８２、１０２のｘ軸に沿う方向の熱膨張を逃がすことができるので、各電極片８２、１０２の熱変形を小さくすることができる。その結果、ターゲット１４に対して均一性のより良いイオンビーム１２を照射して均一性のより良い処理を施すことができる。
【００４４】
更に図３〜図５に示した例のように、各分割部２２、２４においてその両側の電極片８２、１０２を互いに重ねて配置しておくと、各分割部２２、２４からのイオンビーム１２の漏れを防止することができるので、この観点からも、ターゲット１４に対して、ｘ軸に沿う方向における均一性のより良いイオンビーム１２を照射して均一性のより良い処理を施すことができる。
【００４５】
（２）イオン引出し孔の面積総和を一定にする構造
上記のように分割して構成された電極、例えば第１電極８のイオン引出し孔９は、例えば図２に示す例のように、（Ａ）ｙ軸に沿う方向における複数のイオン引出し孔９の面積総和が、ｘ軸に沿う方向において実質的に一定となるように配列されているのが好ましい。
【００４６】
より具体的には、図２に示す例では、各イオン引出し孔９は互いに同じ面積の円孔であり、イオン引出し孔９を形成することのできない斜めの分割部２２が存在していても、ｙ軸に沿う方向におけるイオン引出し孔９の数は、ｘ軸に沿う方向のどの列においても同じ数（図示例では８個）である。従って、ｙ軸に沿う方向におけるイオン引出し孔９の面積総和は、ｘ軸に沿う方向のどの列においても一定となる。
【００４７】
なお、この図２の例では、複数のイオン引出し孔の配列のｘ軸に沿う方向におけるピッチをＰx 、ｙ軸に沿う方向におけるピッチをＰy とすると、各分割部２２の上記角度αは次式の関係を満たしている。そして、一つの分割部２２が引出し孔領域３２の外側へ抜けると、次の分割部２２が引出し孔領域３２の内側へ入るように、各分割部２２のｘ軸に沿う方向の位置を定めている。
【００４８】
［数１］
α＝ｔａｎ-1（Ｐx ／Ｐy ）
【００４９】
上記のようにすると、ターゲット１４に照射されるイオンビーム１２の密度分布が、ｘ軸に沿う方向においてより均一になる。その結果、ターゲット１４に対して均一性のより良い処理を施すことができる。
【００５０】
図６に示す例のように、各分割部２２の上記角度αをより大きくしても、上記（Ａ）に示した配列を実現することができる。この例の場合も、イオン引出し孔９を形成することのできない斜めの分割部２２が存在しても、ｙ軸に沿う方向におけるイオン引出し孔９の数は、ｘ軸に沿う方向のどの列においても同じ数（図示例では８個）である。
【００５１】
図７に示す例のように、分割部２２ではないけれども分割部２２と同様にイオン引出し孔９が存在していない斜めの不存在領域５８を設けておいても、上記（Ａ）に示した配列を実現することができる。この不存在領域５８は、ｙ軸に対して、分割部２２と実質的に同じ角度で傾けている。この不存在領域５８に、仮想的に分割部２２があると考えれば良い。
【００５２】
この例の場合も、イオン引出し孔９を形成することができない分割部２２およびイオン引出し孔９の不存在領域５８が存在していても、ｙ軸に沿う方向におけるイオン引出し孔９の数は、ｘ軸に沿う方向のどの列においても同じ数（図示例では８個）である。この場合は、第１電極８の分割数を少なくすることができる。第１電極８のｘ軸に沿う方向の端と最初の分割部２２間または隣り合う分割部２２間に、不存在領域５８を複数設けても良い。
【００５３】
図２、図６、図７は、同じ大きさで円孔状をした複数のイオン引出し孔９が正方（ま四角）に配列された例であるが、同様のイオン引出し孔９を図８、図９に示すように千鳥配列にしても良い。この例の場合も、イオン引出し孔９を形成することのできない分割部２２が存在していても、ｙ軸に沿う方向におけるイオン引出し孔９の数は、ｘ軸に沿う方向のどの列においても同じ数（図示例では５個）である。図８、図９では隣り合うイオン引出し孔９の間隔を図２等の場合よりも広くして図示しているけれども、千鳥配列にすれば、一般的に、正方配列よりもイオン引出し孔９の密度を高くすることができる。
【００５４】
各イオン引出し孔９の形状は、円孔に限られるものではなく、図１０、図１１に示す例のようにスリット状でも良い。各イオン引出し孔９は互いに同じ幅を有している。これらの例の場合も、上記（Ａ）に示した配列を実現することができる。スリット状の方が、電極面積に対するイオン引出し孔９の総面積を広くすることができる。
【００５５】
即ち、図１０に示す例では、イオン引出し孔９を形成することのできない斜めの分割部２２が存在していても、ｙ軸に沿う方向におけるイオン引出し孔９の数は、ｘ軸に沿う方向のどの位置においても同じ数（図示例では８個）である。
【００５６】
図１１に示す例では、イオン引出し孔９を形成することのできない斜めの分割部２２が存在していても、ｙ軸に沿う方向におけるイオン引出し孔９の合計の長さＬ1 ＋Ｌ2 は、ｘ軸に沿う方向のどの列においても実質的に一定である。
【００５７】
（３）分割部付近の固定ボルトの配置構造
各分割部２２をｘ軸に沿う方向において挟んでいる前述した固定ボルト３４は、次の位置に設けるのが好ましい。即ち、図１２を参照して、直線状の各分割部２２をｘ軸に沿う方向において互いに等しい距離Ｌ3 で挟みかつ分割部２２に実質的に平行な２本の直線６０、６２を考えると、この直線６０、６２上であって、前記引出し孔領域３２の外側にそれぞれ位置する４箇所に固定ボルト３４を配置しておくのが好ましい。そのようにすると、各分割部２２付近の所定領域（図１４に示す距離Ｗ内の領域）において、ｙ軸に沿う方向に並ぶ複数のイオン引出し孔９の、熱膨張によるｘ軸に沿う方向の変位の総和を実質的にゼロにすることができる。
【００５８】
これを詳述すると、上記の場合、分割部２２、直線６０および６２と、引出し孔領域３２のｘ軸に沿う辺との成す角度は、それぞれ実質的に等しい角度θとなる。かつ０°＜θ＜９０°となる。この角度θは、前記角度αとの関係では、θ＝９０°−αである。また、図１４を参照して、直線６０が引出し孔領域３２のｘ軸に沿う一方の辺と交わる点Ｂと、直線６２が引出し孔領域３２のｘ軸に沿う他方の辺と交わる点Ｇとの間を結ぶ直線ＢＧは、ｙ軸に対して実質的に平行になる。
【００５９】
なお、各分割部２２が、例えば図３〜図５に示した例のような構造をしていて、ｘ軸に沿う方向において幅を有している場合は、その幅の中心の位置を、図１２〜図１４における分割部２２の位置と考えれば良い。
【００６０】
図１３を参照して、ターゲット１４は上記のようにｙ軸に沿う方向に（前述したように典型的にはｙ軸に実質的に平行に）移動させられるので、ｙ軸に実質的に平行で分割部２２を横切る直線ＰＱ上に存在するイオン引出し孔９の熱膨張による変位について考えると、その直線ＰＱ上の点、例えば点Ｋ、Ｌ、Ｍに存在する引出し孔領域９は、ｘ軸に沿う方向にはそれぞれベクトルｕ、ｖ、ｗの向きに、それぞれベクトルｕ、ｖ、ｗの大きさに比例する量だけ熱膨張によって変位する。即ち、直線６０、６２よりも左側に位置するイオン引出し孔９は左側へ変位し、右側に位置するイオン引出し孔９は右側へ変位する。直線６０、６２上では、両側の固定ボルト３４によって機械的に拘束されているからである。その変位の大きさは、各イオン引出し孔９と直線６０、６２間の距離に比例する。
【００６１】
なお、各ベクトルｕ、ｖ、ｗは、本来は各点Ｋ、Ｌ、Ｍを始点としているが、その長さを分かりやすくするために、ｘ軸に沿う方向に平行移動させて、各点Ｋ、Ｌ、Ｍを終点にして図示している。
【００６２】
図１３に示した考え方を直線ＰＱ上の全ての点に拡張すると、図１４に示すように、直線ＡＣ上に存在するイオン引出し孔９の変位の総和は＋ｘの向きに大きさ△ＡＢＣであり、直線ＣＥ上に存在するイオン引出し孔９の変位の総和は−ｘの向きに大きさ△ＣＤＥであり、更に直線ＥＨ上に存在するイオン引出し孔９の変位の総和は＋ｘの向きに大きさ□ＥＦＧＨである。ここで、点Ａ、Ｈは引出し孔領域３２のｘ軸に沿う二つの辺と直線ＰＱとの交点、点Ｃは直線６０と直線ＰＱとの交点、点Ｂ、Ｇは前述した交点、点Ｅは直線ＰＱと分割部２２との交点、点Ｄ、Ｆは点Ｅを通りｘ軸に平行な線と直線６０、６２との交点、点Ｊ、Ｎは引出し孔領域３２のｘ軸に沿う二つの辺と分割部２２との交点、点Ｉは直線６２と直線ＰＱとの交点である。
【００６３】
そして、以下に証明するように、面積に関して△ＡＢＣ＋□ＥＦＧＨ＝△ＣＤＥであり、かつ左辺と右辺で符号は逆であるから、直線ＰＱ上に存在するイオン引出し孔９のｘ軸に沿う方向の変位を、ｙ軸に沿う方向に足し算したもの（即ち総和）は実質的にゼロになる。この事実は、直線ＰＱの点Ｊからの距離Ｘが０≦Ｘ≦Ｗの間では成り立つ。Ｗは点Ｊ、Ｎ間のｘ軸に沿う方向の距離である。
【００６４】
従って、この距離Ｗの領域内においては、ｙ軸に沿う方向に並んだイオン引出し孔９のｘ軸に沿う方向の変位を、ｙ軸に沿う方向に足し算したものは、どの列をとっても実質的にゼロとなる。前述したようにターゲット１４はｙ軸に沿う方向に移動させられるので、ターゲット１４上では上記変位の総和を求めることと同等になる。従って、個々のイオン引出し孔９が熱膨張によってｘ軸に沿う方向に変位しても、０≦Ｘ≦Ｗの領域内に対応するターゲット１４上では、上記変位が打ち消されたのと同等になる。イオン引出し孔９が変位すると、ターゲット１４に対するイオンビーム照射の均一性ひいては処理の均一性の低下を惹き起こすが、上記のようにターゲット１４上ではこの変位が打ち消されたのと同等になるので、その分、ターゲット１４に対して均一性のより良い処理を施すことができる。
【００６５】
なお、引出し孔領域３２のｙ軸に沿う方向における距離をｄとすると、これと上記角度θ、距離Ｗとの間には次式が成立する。
【００６６】
［数２］
θ＝ｔａｎ-1（ｄ／Ｗ）
【００６７】
上述した△ＡＢＣ＋□ＥＦＧＨ＝△ＣＤＥであることを証明する。図１４において、△ＡＢＣと△ＧＨＩに注目すると、ＡＢ＝ＨＧであり、∠ＣＡＢ＝∠ＩＨＧ、∠ＡＢＣ＝∠ＨＧＩであるから、一辺両端角相等により△ＡＢＣと△ＧＨＩは合同である。また、△ＣＤＥと△ＩＦＥに注目すると、ＤＥ＝ＦＥであり、∠ＣＥＤ＝∠ＩＥＦ、∠ＣＤＥ＝∠ＩＦＥであるから、一辺両端角相等により△ＣＤＥと△ＩＦＥは合同である。以上のことから次式が成立し、上記のことが証明される。
【００６８】
［数３］
△ＡＢＣ＋□ＥＦＧＨ
＝△ＧＨＩ＋□ＥＦＧＨ
＝△ＩＦＥ
＝△ＣＤＥ
【００６９】
各分割部２２をｘ軸に沿う方向において挟む片側２本の固定ボルト３４は、典型的には、各分割部２２を挟んでｘ軸に沿う方向において対称の位置に配置されているが、各分割部２２を挟んで配置された４本の固定ボルト３４は、直線６０、６２上にあれば上記関係は成立するので、例えば図１２中に二点鎖線で示すように、直線６０上で多少外側（またはその反対側の内側）にずれていても良い。他の固定ボルト３４についても同様である。  
【００７０】
イオン引出し孔９の形状、配置は、前記と同様に例えば図２、図６、図７に示したような円孔の正方配列でも良いし、例えば図８、図９に示したような円孔の千鳥配列でも良いし、図１０、図１１に示したようなスリット状でも良い。
【００７１】
各分割部２２の構造は、前記と同様に、例えば図３〜図５に示した構造を採用しても良い。
【００７２】
この（３）に示した固定ボルト３４の配置構造と、上記（２）に示したイオン引出し孔９の面積総和を一定にする構造とを併用しても良く、そのようにすれば、両者の効果を奏することができるので、ターゲット１４に対して均一性のより一層良い処理を施すことができる。
【００７３】
電極片８２を固定部に固定する手段として、固定ボルト３４の代わりに、固定ピン等を採用しても良い。固定部は、上記例では支持枠２６であるが、それ以外のフランジ等を採用しても良い。
【００７４】
前述したように、第２電極１０に関しても、上記第１電極８に関して上記（１）に示した分割部を斜めにする構造に加えて、上記（２）に示したイオン引出し孔の面積総和を一定にする構造、上記（３）に示した分割部付近の固定ボルトの配置構造の一方または両方を採用しても良い。
【００７５】
イオン源２の電極は上記例のように２枚でも良いし、３枚以上でも良い。例えば、第２電極１０の下流側に、第３電極および第４電極を有していても良い。その場合は、第２電極１０はプラズマ生成部４に対して負電圧が印加されて引出し電極と呼ばれ、第３電極は負電圧が印加されて抑制電極と呼ばれ、第４電極は接地電位にされて接地電極と呼ばれることもある。このようにイオン源２が複数枚の電極を有している場合、その内の少なくとも１枚について、上記（１）〜（３）に示した構造の内の所望のものを採用しても良いし、複数枚について採用しても良いし、全枚について採用しても良く、採用した電極について上記効果を奏することができる。特に、最上流側の第１電極８は、プラズマ生成部４に一番近くてプラズマ生成部４からの熱によって加熱されやすいので、上記（１）〜（３）の構造を採用する効果は大きい。
【００７６】
複数枚の電極に上記（１）に示した分割構造を採用する場合、各分割部が図３〜図５に示した例のような構造をしていて各分割部からイオンビーム１２が引き出されない場合は、各電極の分割部は、イオンビーム引出し方向においてそれぞれ重なる位置に配置するのが好ましい。そのようにすると、イオンビーム１２が引き出されない箇所の数を減らすことができるので、イオンビーム量を多くすることができる。
【００７７】
複数枚の電極に上記（１）に示した分割構造を採用する場合、各分割部が上下に貫通するギャップであって各分割部からイオンビーム１２が引き出される場合は、各電極の分割部は、イオンビーム引出し方向においてそれぞれ重ならない位置（即ち、ずらした位置）に配置するのが好ましい。そのようにすると、分割部からイオンビーム１２が引き出されても、イオンビーム密度の大きい部分が分散されると共に、一の電極の分割部を通るイオンビームは他の電極の分割部でない所を通ることになってピークが幾分緩和されるので、ｘ軸に沿う方向におけるイオンビーム１２の密度分布を均一化することができる。更に、複数枚の電極の内の２枚の電極に着目した場合、例えばこれらを上記第１電極８および第２電極１０とすると、図１７に示す例のように、第１電極８の分割部２２の直下に第２電極１０のイオン引出し孔不存在領域５９が存在し、かつ第２電極１０の分割部２４の直上に第１電極８のイオン引出し孔不存在領域５８が存在するように配置しても良い。そのようにすると、上の分割部２２から漏れ出たイオンビームは下の不存在領域５９で阻止され、かつ下の分割部２４へは上の不存在領域５８からイオンビームが漏れて来ないので、ｘ軸に沿う方向におけるイオンビーム２の密度分布をより均一化することができる。３枚以上の電極においても同様である。
【００７８】
イオン源２が１枚の電極を有している場合は、その電極について、上記（１）〜（３）に示した構造の内の所望のものを採用すれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】この発明に係るイオンビーム照射装置の一実施形態を示す概略図である。
【図２】図１中の第１電極の一例を、下方のターゲットと共に示す平面図である。
【図３】第１電極の分割部の構造の一例を拡大して示す断面図である。
【図４】第１電極の分割部の構造の他の例を拡大して示す断面図である。
【図５】第１電極の分割部の構造の更に他の例を拡大して示す断面図である。
【図６】図１中の第１電極の他の例を部分的に示す平面図である。
【図７】図１中の第１電極の更に他の例を部分的に示す平面図である。
【図８】図１中の第１電極の更に他の例を部分的に示す平面図である。
【図９】図１中の第１電極の更に他の例を部分的に示す平面図である。
【図１０】図１中の第１電極の更に他の例を部分的に示す平面図である。
【図１１】図１中の第１電極の更に他の例を部分的に示す平面図である。
【図１２】第１電極の分割部付近の固定ボルトの位置の一例を示す図である。
【図１３】第１電極の熱膨張による分割部付近における変位を説明するための図である。
【図１４】第１電極の熱膨張による分割部付近における変位を説明するための図である。
【図１５】従来のイオンビーム照射装置の一例を示す概略図である。
【図１６】従来の電極の分割構造の一例を、下方のターゲットと共に示す平面図である。
【図１７】第１電極および第２電極の分割部等の位置関係の一例を部分的に示す平面図であり、両電極は便宜上、並べて図示している。
【符号の説明】
【００８０】
２  イオン源
８  第１電極
９  イオン引出し孔
１０  第２電極
１１  イオン引出し孔
１２  イオンビーム
１４  ターゲット
１８  ターゲット駆動装置
２２、２４  分割部
２６、２８  支持枠（固定部）
３２  引出し孔領域
３４  固定ボルト（固定手段）
８２、１０２  電極片
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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