(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の状態においてイオンビームを走査し、前記イオンビームを第１の発散角を有する発散イオンビームとして出力するように構成され、第２の状態において、前記イオンビームを走査することなく、前記イオンビームを、第２の発散角を画定する１セットのリボンビームの軌道を有するリボンビームとして、送出するように構成されている、スキャナと、
コリメータの一側面に沿って前記発散イオンビームを受け、前記発散イオンビームをコリメートされたイオンビームとして出力するように構成されたコリメータと、
前記コリメータの前記側面に隣接して延在し、ビーム調整要素の長さに沿って位置する複数の電流コイルを含む、前記ビーム調整要素と、
前記スキャナが前記第１の状態にあるとき、第１の信号を前記ビーム調整要素に送信して前記発散イオンビームのイオン軌道を第１セットの軌道から第３の発散角を画定する第２セットの軌道へ調整するように構成されたコントローラと、を含み、
前記第２セットの軌道は、前記第１セットの軌道よりも、前記リボンビームの軌道により厳密に一致し、前記第３の発散角は、前記第１の発散角よりも、前記第２の発散角により厳密に一致する、イオンビームを制御するための装置。
【請求項２】
前記ビーム調整要素は、前記スキャナが前記第１の状態にあるとき、前記発散イオンビームに隣接した複数のそれぞれの場所において複数の磁場を調整するように構成されており、
前記複数の磁場の強度は、前記ビーム調整要素の中心部から前記ビーム調整要素の各側の周縁部へ増大する、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記第１の状態において、前記スキャナは、スポットビームを受け取り、前記発散イオンビームを第１のソース位置に第１のソースを規定する第１の発散角を有する第１の発散イオンビームとして生成するように構成され、且つ前記第２の状態において、前記スキャナは、前記第１のソース位置の上流の第２のソース位置に第２のソースを規定する第２の発散角を有する第２の発散イオンビームとしてリボンビームを出力するように構成されている、請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記コリメータは磁気コリメータである、請求項１記載の装置。
【請求項５】
前記ビーム調整要素は、前記スキャナが前記第２の状態にあるとき、前記発散イオンビームに隣接した場所において少なくとも一つの磁場を調整することによって、リボンビームモードにおいてビーム均一性を調整するように動作する、請求項１記載の装置。
【請求項６】
イオンビームを発生するイオン源と、
第１の発散角を有するスポットビームモードにおけるときに、前記イオンビームを発散イオンビームとして送出し、リボンビームモードにおいて、前記イオンビームを走査することなく、前記イオンビームを、第２の発散角を画定する１セットのリボンビームの軌道を有するリボンビームとして、送出するように構成されている、スキャナと、
前記発散イオンビームをコリメータの一側面で受け取り、前記発散イオンビームをコリメートされたイオンビームとして出力するコリメータと、
前記コリメータの前記側面に隣接して延在し、ビーム調整要素の長さに沿って位置する複数の電流コイルを含む、前記ビーム調整要素と、
前記動作モードが第３の発散角を画定する前記スポットビームモードであるとき、前記ビーム調整要素に信号を送信して前記発散イオンビームのイオン軌道を第１セットの軌道から第２セットの軌道へ調整するように構成されたコントローラと、を含み、
前記第２セットの軌道は、前記第１セットの軌道よりも、前記リボンビームの軌道により厳密に一致し、前記第３の発散角は、前記第１の発散角よりも、前記第２の発散角により厳密に一致する、イオン注入装置。
【請求項７】
前記コントローラは前記スキャナを前記ビームスポットモードに活性化し、前記スキャナを前記リボンビームモードに非活性化するように構成されている、請求項６記載のイオン注入装置。
【請求項８】
前記スキャナは前記イオンビームをスポットビームとして受け取り、前記イオンビームを前記スポットビームモードにおける第１の発散ビームとして前記コリメータへ出力するように構成され、
前記スポットビームモードにおいて、前記ビーム調整要素は、前記複数の磁場の強度は、前記ビーム調整要素の中心部から前記ビーム調整要素の各側の周縁部へ増大させるように構成される、請求項６記載のイオン注入装置。
【請求項９】
前記スキャナは、前記リボンビームモードにおいて前記イオンビームを偏向することなく送出するように構成され、前記イオンビームは前記スキャナから前記コリメータへ第２の発散ビームとして出力されるように構成されている、請求項８記載のイオン注入装置。
【請求項１０】
前記ビームライン要素は質量分解スリットを含み、前記スポットビームモードにおいて前記第１の発散ビームが前記スキャナ内に第１のソース位置を規定し、前記リボンビームモードにおいて前記第２の発散ビームが前記質量分解スリットに第２のソース位置を規定する、請求項９記載のイオン注入装置。
【請求項１１】
前記第２セットの軌道は前記第１セットの軌道より強い収束性である、請求項６記載のイオン注入装置。
【請求項１２】
スキャナがイオンビームをスポットビームとして受け取るときに、第１の発散角を有する発散イオンビームを形成するために、前記イオンビームを走査する前記スキャナを活性化するための第１の信号を送信するステップと、
前記発散イオンビームを前記第１の発散角より小さい発散角の第２の発散角を成すように調整するためにビーム調整要素に第２の信号を送信するステップであって、前記ビーム調整要素は、前記ビーム調整要素の長さに沿って位置する複数の電流コイルを含む、ステップと、
前記スキャナが前記イオンビームをリボンビームとして受け取るときに、走査を非活性化するために第３の信号を送信するステップであって、前記スキャナが、前記イオンビームを走査することなく、前記イオンビームを、第３の発散角を有する１セットのリボンビームの軌道を有するリボンビームとして、送出するステップと、を備え、
前記第１の発散角は第１セットの軌道を含み、前記第２の発散角は第２セットの軌道を含み、
前記第２セットの軌道は、前記第１セットの軌道よりも、前記リボンビームの軌道により厳密に一致し、前記第３の発散角は、前記第１の発散角よりも、前記第２の発散角により厳密に一致する、イオンビームを制御する方法。
【請求項１３】
前記第２の信号を送信するステップは、前記ビーム調整要素に沿って複数の磁場を調整するために信号を送信するステップを備える、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
走査を非活性化するときに、前記ビーム調整要素に隣接する前記イオンビームのビーム均一性を測定するステップと、
前記ビーム均一性を向上させるために前記ビーム調整要素に沿う少なくとも一つの磁場を調整するために前記ビーム調整要素に第４の信号を送信するステップと、
を更に備える、請求項１２記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本願は２０１３年１０月２２日に出願された米国仮特許出願第６１／８９４，０６９号の優先権を主張するものである。
【０００２】
本発明はビーム装置に関し、より詳しくはビームラインイオン注入装置内のイオンビームを制御するための構成要素に関する。
【背景技術】
【０００３】
現今では、イオン注入装置は特定の複数の用途に応じて注入を最適化するように構成されることが多い。現在の用途では、例えば一部のビームラインイオン注入装置は、基板でインターセプトされるビーム断面がビーム高さよりはるかに大きいビーム幅を有する高電流リボンビームを発生するように構成される。
【０００４】
他のイオン注入用途においては、ビーム高さとビーム幅がより等しいスポットイオンビームを使用するのが好ましい。スポットビームイオン注入により与えられる一つの利点は、スポットビームにより与えられるドーズ均一性のより良い制御にある。局所的なイオンドーズ濃度はスポットビーム走査の方向に沿ったイオンビームの速度を調整することによって調整することができる。この調整は、コンピュータ制御の下で、イオンドーズ均一性が最適になるようにスポットビーム走査を注意深く制御することによって達成することができる。
【０００５】
現今では、リボンビーム注入専用のイオン注入装置ではリボンビームを用いてイオン注入を実行するか、専用のスポットビームイオン注入装置ではスポットビームを用いてイオン注入を実行するのが一般的である。その一つの理由は、現在の装置では同じイオン注入装置をリボンビーム動作モードとスポットビーム動作モードとの間で切り替えるためにビームライン注入装置にいくつかの調整を行う必要があるためである。一つには、発生するイオンビームのタイプを変更するためにイオン源を切り替える必要がある。更に、スポットビームモードで動作させるためには、多くの場合スポットビームの断面積よりはるかに大きい基板の全域にイオンスポットビームを衝突させるために基板衝突前にスポットビームを走査する必要がある。しかしながら、イオン注入装置が基板を覆うのに十分な幅を有するリボンビームモードで動作するとき、このようなスキャナは不要である。
【０００６】
更に、通常のイオン注入装置では、基板に到達する前のスポットビームのコリメーションに対するジオメトリはリボンビームのジオメトリと異なる。これは、イオンビームをコリメータに供給するために使用されるビームライン構成要素の構成が異なるためである。リボンビームの場合には、リボンビームは質量分解スリットに集束された後に発散してコリメータで受けられ、コリメータによりコリメートされたイオンビームが形成され、処理中の基板に向けられる。スポットビームの場合には、スポットビームは質量分解スリットから出た後に最初にスキャナに入射し、スキャナはコリメータに入射する前に発散イオンビームエンベロープを生成するためにスポットビームの振動偏向を発生する。従って、所定のビームラインでは、リボンビームをコリメートするように構成されたコリメータは構成の点でスポットビームをコリメートするには不適切である。この理由のために、リボンイオンビームイオン注入装置は高ドーズイオン注入などの特定のイオン注入ステップ又は特定の基板に対して使用されるが、別のスポットビームイオン注入装置はより良いドーズ制御を必要とする他のイオン注入ステップに対して使用されるのが一般的である。これらの及びその他の考慮すべき事項に対して本発明の改善が必要とされている。
【発明の概要】
【０００７】
この概要は、詳細な説明で以下にさらに述べる単純化した形態での概念の選択を紹介するためのものである。この概要は、請求の要旨の重要な特徴又は本質的な特徴を特定するものではなく、また請求の要旨の範囲を決定するためのものでもない。
【０００８】
一実施形態において、イオンビームを制御するための装置は、第１の状態でイオンビームを走査し、前記イオンビームを発散イオンビームとして出力するように構成されたスキャナを含む。前記装置は、コリメータの一側面に沿って前記発散イオンビームを受け、前記発散イオンビームをコリメートされたイオンビームとして出力するように構成されたコリメータと、前記コリメータの前記側面に隣接して延在するビーム調整要素と、前記スキャナが第１の状態にあるとき、第１の信号を前記ビーム調整要素に送信して前記発散イオンビームのイオン軌道を第１セットの軌道から第２セットの軌道へ調整するように構成されたコントローラとを含む。
【０００９】
他の実施形態において、イオンビームを制御する方法は、イオンビームを走査して第１の発散角を有する発散イオンビームを形成するように構成されたスキャナを活性化するために第１の信号を送信するステップと、前記発散イオンビームを前記第１の発散角より小さい発散角の第２の発散角を成すように調整するためにビーム調整要素に第２の信号を送信するステップを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態によるイオン注入装置のブロック形態の上平面図を示す。
【図２】様々な実施形態と一致する模範的なアーキテクチャの上面図を示す。
【図３】図２のアーキテクチャのリボンビームの実施形態を示す。
【図４】図２のアーキテクチャのスポットビームの実施形態を示す。
【図５Ａ】２つの異なる方向から見た図４のシナリオの詳細を示す。
【図５Ｂ】２つの異なる方向から見た図４のシナリオの詳細を示す。
【図６】図３のシナリオの詳細を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明をいくつかの実施形態を示す添付図面を参照して更に詳述する。しかしながら、本発明は、多くの異なった形態に具体化することが可能であり、本明細書に示す実施形態に限定されるものと解釈すべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本発明を完全かつ完璧に、さらに当業者に対してシステムと方法の範囲を充分に伝えられるように提供されるに過ぎない。図面において、同様の要素は同様の番号によって参照する。
【００１２】
本明細書に記載する実施形態は、スポットビームのジオメトリを制御するために制御要素の新規な組み合わせを有するイオン注入装置を提供する。様々な実施形態において、基板に供給される走査スポットビームの角度を調整するために、コリメータ内に又はコリメータに隣接して調整要素を設ける。これらの制御要素は、制御ロッド、多極要素、制御コイル、及び他の機能要素を含んでもよい。
【００１３】
様々な実施形態では、イオン注入装置はスポットビームモードとリボンビームモードの２つの異なるモードで動作し得る。リボンビームモードでは、コリメータは主コリメータ磁石によってコリメートされたビームを形成するために発散リボンビームの角度を調整するように設定される。更に、他のビーム調整要素、例えばロッド又は多極要素、によってリボンビームのビーム均一性を調整することができる。以下に詳述するように、スポットビームモードでは、コリメータと関連する同じビーム調整要素が、走査されたスポットビームの軌道をリボンビームと異なる走査されたスポットビームのジオメトリに従って補正するように調整され得る。
【００１４】
図１は本発明の実施形態によるイオン注入装置１００のブロック形態の上平面図を示す。イオン注入装置１００は、イオンの発生に使用されるイオン源１０２と、アナライザ磁石１０４と、スキャナ１０８と、コリメータ１１０と、基板段１１２を含む。イオン注入装置１００はイオンビーム１２０を発生し、イオンビーム１２０を基板１１４へ供給するように構成される。簡単にするために、イオンビーム１２０は単にイオンビームの中心線軌跡として示されている。様々な実施形態において、イオン源１０２は間接加熱陰極（ＩＨＣ）イオン源、ＲＦイオン源、マイクロ波イオン源又は他のイオン源とすることができる。アナライザ磁石１０４は従来のアナライザ磁石と同様にイオン源１０２から抽出されるイオンの軌道を変えることができる。真空室１０６は質量分解スリット（図１に示されていない）を含む。この質量分解スリットは従来の質量分解スリットと同様に望ましくない質量を除去するように機能し得る。様々な実施形態において、スキャナ１０８は磁気スキャナ又は静電スキャナとし得る。コリメータ１１０は、少なくともコリメートしたイオンビームを発生し基板へ導くように機能する磁気コリメータとし得る。イオン注入装置１００は他のビームライン構成要素、例えばアパーチャ、ディザリング要素、加速／減速レンズ等を含んでもよく、それらの動作は周知である。明瞭のため、これらの構成要素の更なる議論は省略する。
【００１５】
図１に更に示されているように、イオン注入装置１００はコリメーションコントローラ１１６を含み、その機能は少なくともコリメーション処理中にイオンの軌道を制御することにある。コリメーションコントローラ１１６の動作の更なる詳細は図面を参照して以下に開示される。しかしながら、簡単に言えば、コリメーションコントローラ１１６は、コリメータ１１０と関連するビームライン要素、例えば以下で検討されるビーム調整要素、に送信される信号を調整することができる。リボンビームモード中に、ビーム調整要素に送信される信号はコリメータの磁石でコリメートされるリボンビームの均一性を調整するために使用することができる。スポットビームモード中に、同じビーム調整要素を走査されたスポットビームの軌道を調整するために使用することができる。
【００１６】
以下の議論の便宜上、図１に示す本発明の実施形態の動作を説明するために異なる座標系が使用される。スキャナ１０８の位置では、Ｙ，Ｘsc及びＺscと表記された要素を有する第１の直交座標系が使用される。基板１１４の位置では、Ｙ，Ｘs及びＺsと表記された第２の直交座標系が使用される。各座標系において、Ｙ軸は同じ絶対方向に平行である。異なる座標系に対するＺ軸はいずれの場合も特定の点におけるイオンビーム伝搬の中心線軌道の方向に沿っている。従って、Ｚscの絶対方向はＺsの絶対方向と相違する。同様に、ＸscはＸsと相違する。
【００１７】
いくつかの実施形態では、イオン注入装置１００はリボンビームモードとスポットビームモードの両モードで動作し得る。様々な実施形態では、リボンビームは、イオンビームの伝搬方向にほぼ垂直の平面内におけるイオンビームの高さと幅の比で決まる比較的小さなアスペクト比を有するものとし得る。リボンビームの一例ではこの比は１／３以下にすることができ、いくつかの例では１／１０以下にすることができる。例えば、Ｚs軸に沿ったイオン軌道を有する、基板１１４に供給されるリボンビームは、基板１１４において、３００〜４００ｍｍのＸs軸に沿った幅及び２０ｍｍのＹ軸に沿った高さを有する。実施形態はこの文脈で限定されない。様々な実施形態では、スポットビームは比較的大きなアスペクト比、例えば１／２より大きい、場合によっては１より大きいアスペクト比を有するものとし得る。例えば、基板１１４に供給されるスポットビームは２０ｍｍのＸs軸に沿った幅及び３０ｍｍのＹ軸に沿った高さを有するものとし得る。実施形態はこの文脈で限定されない。上記のスポットビーム寸法はスポットビームの瞬間的寸法に適用され、走査されたスポットビームの全処理面積はリボンビームの全処理面積と同一もしくは同等にしてもよい点に注意されたい。
【００１８】
イオン注入装置１００はリボンビームモード又はスポットビームモードの何れかで動作し得るため、イオン注入装置１００は、一組の基板又は複数の異なる組の基板に対する一連の注入処理が異なる注入モードを必要とする際の基板処理に好都合であり、高いプロセス柔軟性をもたらす。これにより、リボンビームイオン注入又はスポットビームイオン注入により処理すべき基板をリボンビームイオン注入専用又はスポットビームイオン注入専用のそれぞれのイオン注入装置に向ける必要がなくなる。
【００１９】
リボンビームモードがイオン注入装置１００に設定されると、リボンビームがイオン源１０２で発生され、真空室１０６内に設けられたＭＲＳ（図示せず）に収束される。リボンビームモードでは、スキャナ１０８は非活性状態とし得る第１の状態に維持され、非摂動リボンビームを送出し得る。リボンビームはその後コリメータ１１０内へ伝搬するとき扇形に広がり得る。コリメータ１１０及び隣接要素はこのようなリボンビームをコリメートするように設定し得る。従って、コリメータ１１０はＭＲＳに焦点を有する発散ビームをコリメートするように設定し得る。
【００２０】
本実施形態では、イオン注入装置１００はスキャナを活性状態とし得る第２の状態に設定することによってスポットビームモードで動作させることもできる。第２の状態では、スキャナ１０８は活性状態であるため、真空室から出たスポットビームはＸsc軸に沿う方向の偏向磁場によって走査され、よってイオン軌道はコリメータに入射する前にある角度範囲に亘って扇形に広がる。本実施形態によれば、以下で詳述するように、コリメーションコントローラ１１６は、コリメータ１１０に入射するイオンの軌道を調整するために、信号を発生しビーム調整要素１１８に送信することができる。これにより、追加の光学要素を必要とすることなくイオン注入装置１００をスポットビームモードで動作させることが可能になる。さもなければ、リボンビームモード及びスポットビームモードに対してそれぞれ異なるイオンビームエンベロープを発生するスキャナ及び質量分解スリットのコリメータに対して異なる位置を調整するためにこのような追加の要素が必要になる。
【００２１】
図２は様々な実施形態と一致する模範的なコリメーションアーキテクチャ２００の上平面図を示す。図２に示す例では、イオン注入装置の一部分が示されている。図２に示すように、質量分解スリット（ＭＲＳ）はスキャナ１０８の上流に配置されている。このアーキテクチャでは、スキャナ１０８は、質量分解スリット２０４から出たリボンビーム又はスポットビームがスキャナ１０８を通過し得るようにビームライン内に配置される。一実施形態では、コリメーションコントローラ１１６は、リボンビームがスキャナ１０８を通過するのかスポットビームがスキャナ１０８を通過するのかに応じてスキャナ１０８を活性化又は非活性化するための信号を発生する。しかしながら、他のシナリオでは、他のビームライン装置（図示せず）がスキャナ１０８を活性化又は非活性化するようにしてもよい。
【００２２】
図２に示すように、ビーム調整要素２０６がコリメータ１１０に隣接して設けられる。いくつかの実施形態では、２つ以上のビーム調整要素をコリメータ１１０に対して上流及び下流の両位置に設けてもよい。図３及び図４にも簡潔に示されるように、ビーム調整要素２０６は発散イオンビームを受けるように構成されたコリメータの側面２０８に隣接してＸsc軸に沿って延在する。様々な実施形態では、ビーム調整要素２０６はリボンビームのイオンビーム均一性を制御するように構成してもよい。これは、リボンビームの一つ又は複数の領域内のイオンを部分的に又は選択的に偏向する一つ又は複数の磁場をビーム調整要素２０６から発生させることによって調整し得る。一つのこのような例では、ビーム調整要素は、それぞれの軸に沿って複数の電流コイルで巻かれた１対のスチールバーを含み、それらのコイルは変化する量の電流がビーム調整要素２０６の長さ（Ｘsc軸）に沿って位置するループに供給されるように個別に制御され、ループを流れる電流の方向が図２に示すようにＺsc及びＹ軸にほぼ平行になるように構成される。このようにすると、イオンビームがコリメータ１１０に入射するとき、局所的な磁場変化がＸsc軸に沿った異なる点に誘起され、イオンを選択的に局所的に偏向してイオンビームの均一性を調整することができる。
【００２３】
図３はコリメーションアーキテクチャ２００の動作の一つのシナリオを示す。図３において、イオン注入装置はリボンビームモードで動作し、リボンビーム３０２が質量分解スリット２０４を通過する。図３には示されていないが、リボンビーム３０２はイオン源１０２から質量分解スリット２０４に向かって伝搬するとき収束ビームを形成する。リボンビーム３０２は質量分解スリット２０４に集束してソースを形成し、その後図に示すようにコリメータ１１０に伝搬するとき質量分解スリット２０４から発散する。このシナリオでは、スキャナ１０８はリボンビーム３０２がスキャナ１０８を通過するようにビームライン内において質量分解スリット２０４の下流に配置される。スキャナ１０８は質量分解スリット２０４からの発散ビームを形成するイオンを阻止しないように位置させることができる。更に、スキャナ１０８は非活性であるため、リボンビーム３０２のイオンの軌道はスキャナ１０８により変更されずにスキャナ１０８を通過し得る。従って、リボンビーム３０２はスキャナ１０８からコリメータ１１０によりインターセプトされる発散ビームとして伝搬する。その結果、リボンビームモードでは、コリメータ１１０は質量分解スリット２０４に存在する第１のソース位置に基づくリボンビーム３０２をまるでスキャナ１０８が存在しないかのようにコリメートし得るようになっている。
【００２４】
図４は、コリメーションアーキテクチャ２００がスポットビームモードで動作する別のシナリオを示す。この例では、スポットビーム４０２は質量分解スリット２０４を通過し、スキャナ１０８に入射する。スキャナ１０８はコリメーションコントローラ１１６により活性化されるため、スポットビーム４０２はスキャナ通過時に走査される。異なる実施形態では、スキャナ１０８は静電スキャナ又は磁気スキャナとし得る。これらの実施形態のいずれでも、スキャナ１０８は、スポットビーム４０２がＺsc軸に平行な初期伝搬方向でスキャナ１０８中を移動するとき、振動偏向場を発生しスポットビームに印加することができる。スポットビーム４０２を偏向するために、偏向場（図示せず）はＺsc軸に垂直に、Ｘsc軸に平行な方向に沿って往復振動するように印加することができる。
【００２５】
その結果、スポットビーム４０２が走査されるにつれて、スキャナ１０８内に位置する第２のソース位置４０８からコリメータ１１０に向けられた発散軌道のイオンビーム群が発生する。時間とともに、スポットビーム４０２は図に示すようなイオンビームエンベロープ４０４を有する発散イオンビームを形成する。このシナリオでは、スポットビーム４０２のイオンはスキャナ１０８内に位置する第２のソース位置４０８から扇形に広がる。この第２のソース位置４０８は第１のソース位置４０７を含む質量分解スリット２０４の平面４０６の下流にある。この理由のために、コリメータ１１０に入射するイオンビームエンベロープ４４０内のイオンの軌道は質量分解スリット２０４から射出するリボンビーム３０２のイオンの軌道と相違する。このシナリオでは、コリメーションコントローラ１１６は、イオンビームエンベロープ４０４内のイオンの軌道のコリメータ１１０入射時の角度を調整するようにビーム調整要素２０６に信号を送信する。
【００２６】
図５Ａ及び図５Ｂは図４のシナリオにおけるコリメータ１１０の近くのイオンビームのジオメトリの詳細を示す。図５Ａに示すように、ビームイオンエンベロープ４０４はコリメータ１１０に入射する調整されたイオンビームエンベロープ５０２の軌道より強く発散し得る。特に、イオンビームエンベロープ４０４の発散角５０８は点線で示されている調整されたイオンビームエンベロープ５０２で規定される発散角５０６より大きい。従って、調整されたイオンビームエンベロープ５０２はビーム調整要素２０６の近くを通過する前に存在するイオンビームエンベロープ４０４より強い収束性であると言える。
【００２７】
特に、調整されアパーチャイオンビームエンベロープ５０２の軌道はイオンビームエンベロープ４０４の軌道よりもリボンビームのイオンの軌道により厳密に一致させることができ、調整されたイオンビームエンベロープ５０２の発散角５０６は図６を参照して以下で述べるリボンビームの発散角に厳密に一致させることができる。これを達成するために、図５Ｂに示すように、磁場５０４の強度をビーム調整要素２０６の長さに沿って変化させることができる。図５Ｂにおいて、この透視図はコリメータ（図示せず）に向かって下流に向いている。イオンビームエンベロープ４０４がビーム調整要素２０６の近傍を通過するとき、イオンビームエンベロープ４０４は、磁界を表す矢印の大きさで示すように、磁場５０４の変化する磁界強度を経験する。特に、この磁場５０４はイオンビームエンベロープ４０４のイオンをＸscに平行な方向に偏向する作用を有する。図５Ｂの例では、イオンビームエンベロープ４０４の外側のイオン軌道により大きな偏向を発生させるために、磁場５０４の強度をビーム調整要素２０６によってその中心部から各側の周縁部へシステマチックに増大させることができる。その結果得られる調整されたイオンビームエンベロープ５０２は、コリメータ１１０で受け取られるとき、イオンビームエンベロープ４０４よりもリボンビーム３０２に形状及びサイズがよく似たものになり、イオンビームエンベロープ５０２のコリメーションを一層簡単にすることができる。
【００２８】
図６は図３のシナリオにおけるコリメータ１１０近傍のイオンビームジオメトリの詳細を示す。図に示すように、発散リボンビーム６０２は質量分解スリット２０４から出て発散角６０４を規定する軌道を有する。リボンビームモードでは、ビーム調整要素２０６はリボンビーム６０２のビーム均一性を調整するが、スポットビーム４０２に対して図５で実行されるような軌道の変更は行わないように再設定することができる。従って、リボンビーム６０２のこれらの軌道は、イオンビームエンベロープ４０４を形成するイオンがビーム調整要素２０６によって変更された後の調整されたイオンビームエンベロープ５０２の軌道により厳密に一致し、発散角６０４は発散角５０８より発散角５０６により厳密に一致することになる。特に、ビーム均一性を調整するために、ビーム調整要素２０６によって局所磁場をＸsc方向に沿って少なくとも一以上の位置で調整してもよい。しかしながら、これは図５Ａ、５Ｂについて上述したように発散角を調整するためにイオンビーム軌道をシステマチックに変更するように実行することはできない。
【００２９】
本開示は本明細書に記載された特定の実施形態によって範囲を限定されるものではない。実際に、本明細書に記載された実施形態に加えて、本開示の他の様々な実施形態および変更例が前述の記載および添付図面から当業者には明らかであろう。したがって、このような他の実施形態および変更例は、本開示の範囲内に含まれることを意図している。さらに、本開示は、特定の目的のための、特定の環境における、特定の実施形態の文脈で本明細書に記載されているが、その有用性は特定の実施形態に限定されるものでなく、本開示は多くの目的のために多くの環境で有益に実装し得ることは当業者に認識されよう。従って、以下に記載する特許請求の範囲は、本明細書に記載された本発明の全範囲及び精神に鑑みて解釈されるべきものである。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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