(57)【要約】【課題】  イオン源の引出し電極系を構成する電極に印加する電圧について、イオンビームの偏差角度および発散角度の両方を小さくするのに適した電圧を、短時間でかつ容易に決定することができる方法を提供する。【解決手段】  第１〜第３電極１１〜１３に印加する電圧をＶ1 〜Ｖ3 、Ｖ1 −Ｖ2 を差電圧Ｖ12、Ｖ2 −Ｖ3 を差電圧Ｖ23とすると、電圧Ｖ1 を所要の電圧に設定する。差電圧Ｖ12を変化させて、イオン源２から引き出されるイオンビーム２０のビーム電流を測定して、そのピーク値およびその時の差電圧Ｖ12を求める動作を、差電圧Ｖ23を所定の範囲内で所定の電圧刻みで変えて行う。上記ピーク値の比較を行って、ピーク値が最大となる時の差電圧Ｖ12を求めてそれをＶ12P とする。０＜Ｖ12≦Ｖ12P を満たす範囲内で、電圧Ｖ1 は変えずに、電圧Ｖ2 と電圧Ｖ3 の組み合わせを変化させて、イオンビーム２０の偏差角度を測定する。そして、偏差角度が最小となる電圧Ｖ2 と電圧Ｖ3 の組み合わせを決定する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマを生成するプラズマ生成部と、このプラズマ生成部内のプラズマから電界の作用でイオンビームを引き出す電極系であって、最プラズマ側からイオンビーム引出し方向に配置された第１電極、第２電極および第３電極を少なくとも有している引出し電極系とを備えているイオン源の前記第１電極に印加する第１電圧（Ｖ1 ）、第２電極に印加する第２電圧（Ｖ2 ）および第３電極に印加する第３電圧（Ｖ3 ）を決定する方法において、
前記第１電圧（Ｖ1 ）を所要の電圧に設定し、
前記第２電圧（Ｖ2 ）と第３電圧（Ｖ3 ）との差である第２差電圧（Ｖ23）を一つの値に設定しておいて、前記第１電圧（Ｖ1 ）と第２電圧（Ｖ2 ）との差である第１差電圧（Ｖ12）を変化させて、前記イオン源から引き出されるイオンビームのビーム電流を測定して、当該ビーム電流のピーク値および当該ピーク値の時の前記第１差電圧（Ｖ12）を求める動作を、前記第２差電圧（Ｖ23）を所定の範囲内で所定の電圧刻みで変えて行い、
前記ビーム電流のピーク値の比較を行って、当該ピーク値が最大となる時の前記第１差電圧（Ｖ12）を求めてそれをピーク時第１差電圧（Ｖ12P ）とし、
前記第１差電圧（Ｖ12）が前記ピーク時第１差電圧（Ｖ12P ）以下という条件を満たす範囲内で、前記第１電圧（Ｖ1 ）は変えずに、前記第２電圧（Ｖ2 ）と第３電圧（Ｖ3 ）の組み合わせを複数に変化させて、前記イオン源から引き出されるイオンビームの設計上の進行方向と実際の進行方向との差である偏差角度（α）を測定し、
前記第２電圧（Ｖ2 ）と第３電圧（Ｖ3 ）の組み合わせの内で、前記偏差角度（α）が最小となる前記第２電圧（Ｖ2 ）と第３電圧（Ｖ3 ）の組み合わせを決定することを特徴とする、イオン源の電圧決定方法。
【請求項２】
プラズマを生成するプラズマ生成部と、このプラズマ生成部内のプラズマから電界の作用でイオンビームを引き出す電極系であって、最プラズマ側からイオンビーム引出し方向に配置された第１電極、第２電極および第３電極を少なくとも有している引出し電極系とを備えているイオン源の前記第１電極に印加する第１電圧（Ｖ1 ）、第２電極に印加する第２電圧（Ｖ2 ）および第３電極に印加する第３電圧（Ｖ3 ）を決定する方法において、
前記第１電圧（Ｖ1 ）を所要の電圧に設定し、
前記第２電圧（Ｖ2 ）と第３電圧（Ｖ3 ）との差である第２差電圧（Ｖ23）を一つの値に設定しておいて、前記第１電圧（Ｖ1 ）と第２電圧（Ｖ2 ）との差である第１差電圧（Ｖ12）を変化させて、前記イオン源から引き出されるイオンビームのビーム電流を測定して、当該ビーム電流のピーク値および当該ピーク値の時の前記第１差電圧（Ｖ12）を求め、
前記ビーム電流がピーク値の時の前記第１差電圧（Ｖ12）をピーク時第１差電圧（Ｖ12P ）とし、
前記第１差電圧（Ｖ12）が前記ピーク時第１差電圧（Ｖ12P ）以下という条件を満たす範囲内で、前記第１電圧（Ｖ1 ）は変えずに、前記第２電圧（Ｖ2 ）と第３電圧（Ｖ3 ）の組み合わせを複数に変化させて、前記イオン源から引き出されるイオンビームの設計上の進行方向と実際の進行方向との差である偏差角度（α）を測定し、
前記第２電圧（Ｖ2 ）と第３電圧（Ｖ3 ）の組み合わせの内で、前記偏差角度（α）が最小となる前記第２電圧（Ｖ2 ）と第３電圧（Ｖ3 ）の組み合わせを決定することを特徴とする、イオン源の電圧決定方法。
【請求項３】
前記引出し電極系は、前記第３電極のイオンビーム引出し方向側に第４電極を更に有していて、当該第４電極に印加する電圧は０Ｖに固定しておく請求項１または２記載のイオン源の電圧決定方法。
【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すイオンビームの偏差角度および発散角度が小さくなるように、イオン源の引出し電極系を構成する電極に印加する電圧を決定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
イオン源から引き出すイオンビームの偏差角度（即ち、イオンビームの設計上の進行方向と実際の進行方向との差の角度。以下同様）および発散角度（即ち、イオンビームが広がる角度。以下同様）は、当該イオンビームを用いて行う被照射物の処理に大きな影響を及ぼす。
【０００３】
例えば、イオンビームを用いて、被照射物である配向膜付基板に配向処理を施す場合、イオン源から引き出すイオンビームの偏差角度および発散角度は、当該配向処理に大きな影響を及ぼす。両角度によって、配向膜面内での液晶分子の配向方向が変わるからである。
【０００４】
上記偏差角度および発散角度は、主に、イオン源の引出し電極系を構成する複数の電極の組立誤差や、当該電極の熱膨張によって発生する。これをもう少し詳しく説明すると、組立誤差によって、複数の電極のイオン引出し孔の位置が電極ごとに微小にずれていることによって、偏差角度が発生すると共に、発散角度が変化する。また、組立誤差が小さくても、イオン源運転時に発生する熱によって電極が膨張することによっても、イオン引出し孔のずれが発生する。この熱膨張の影響は、大型のイオン源ほど大きくなる。偏差角度および発散角度が小さい方が、より望ましい処理（例えば上記配向処理）を実現することができる。
【０００５】
偏差角度および発散角度を小さくする方法の一つとして、従来は、次のような方法が用いられていた。
【０００６】
即ち、例えば特許文献１に開示されているように、イオン源の引出し電極系を構成する複数の電極に印加する電圧を調整することによって、イオンビームの引出し方向を調整することができることが知られている。但し、特許文献１には、どの電極の電圧をどのように調整するかについての具体的な技術は記載されていない。
【０００７】
また、例えば特許文献２に開示されているように、イオンビーム測定装置によって、イオン源から引き出すイオンビームの偏差角度および発散角度を測定する技術が知られている。
【０００８】
従来は、上述した二つの技術を利用して、イオン源の引出し電極系を構成する複数の電極に印加する電圧を調整しながら、イオン源から引き出すイオンビームの偏差角度および発散角度を測定し、両角度が小さくなるように、引出し電極系を構成する複数の電極に印加する電圧の最適値を試行錯誤で見つけ出すという電圧決定方法が用いられていた。
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−１９０９７０号公報（段落００３２−００３３、図７）
【特許文献２】特開２００７−２７８７５５号公報（段落００７０−００７４、図１、図８、図９）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記のような従来の電圧決定方法では、イオン源から引き出すイオンビームの偏差角度および発散角度を測定するのに多くの時間がかかる。これは、引出し電極系を構成する複数の電極に印加する電圧の組み合わせは多くあり、その組み合わせを変えながら、その度に、偏差角度および発散角度の両方の測定を行う必要があるからである。
【００１１】
また、複数の電極に印加する電圧の多くの組み合わせの内、どの組み合わせが偏差角度および発散角度の両方を小さくすることに適しているのか、手探りで試行錯誤しなければならない。特に、イオン源の引出し電極系を構成する電極の数は、多くの場合、３枚以上あるので、各電極に印加する電圧の組み合わせはかなり多くなる。熟練の技術者であれば、経験や勘を頼りに、ある程度は早く最適な電圧の組み合わせを見つける（決定する）ことは可能かもしれないが、多くの場合はそうはいかない。また、イオン源には通常は個性があるので、他のイオン源での経験や勘が生かせない場合もある。従って、この観点からも多くの時間がかかる。
【００１２】
そこでこの発明は、イオン源の引出し電極系を構成する電極に印加する電圧について、イオン源から引き出すイオンビームの偏差角度および発散角度の両方を小さくするのに適した電圧を、短時間で、かつ熟練者でなくても容易に決定することができる電圧決定方法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】
【００１３】
この発明に係る電圧決定方法の一つは、プラズマを生成するプラズマ生成部と、このプラズマ生成部内のプラズマから電界の作用でイオンビームを引き出す電極系であって、最プラズマ側からイオンビーム引出し方向に配置された第１電極、第２電極および第３電極を少なくとも有している引出し電極系とを備えているイオン源の前記第１電極に印加する第１電圧Ｖ1 、第２電極に印加する第２電圧Ｖ2 および第３電極に印加する第３電圧Ｖ3 を決定する方法において、前記第１電圧Ｖ1 を所要の電圧に設定し、前記第２電圧Ｖ2 と第３電圧Ｖ3 との差である第２差電圧Ｖ23を一つの値に設定しておいて、前記第１電圧Ｖ1 と第２電圧Ｖ2 との差である第１差電圧Ｖ12を変化させて、前記イオン源から引き出されるイオンビームのビーム電流を測定して、当該ビーム電流のピーク値および当該ピーク値の時の前記第１差電圧Ｖ12を求める動作を、前記第２差電圧Ｖ23を所定の範囲内で所定の電圧刻みで変えて行い、前記ビーム電流のピーク値の比較を行って、当該ピーク値が最大となる時の前記第１差電圧Ｖ12を求めてそれをピーク時第１差電圧Ｖ12P とし、前記第１差電圧Ｖ12が前記ピーク時第１差電圧Ｖ12P 以下という条件を満たす範囲内で、前記第１電圧Ｖ1 は変えずに、前記第２電圧Ｖ2 と第３電圧Ｖ3 の組み合わせを複数に変化させて、前記イオン源から引き出されるイオンビームの設計上の進行方向と実際の進行方向との差である偏差角度αを測定し、前記第２電圧Ｖ2 と第３電圧Ｖ3 の組み合わせの内で、前記偏差角度αが最小となる前記第２電圧Ｖ2 と第３電圧Ｖ3 の組み合わせを決定することを特徴としている。
【００１４】
この電圧決定方法によれば、第１電圧Ｖ1 は所要の電圧に設定すれば良い。第２電圧Ｖ2 と第３電圧Ｖ3 の組み合わせは、第１差電圧Ｖ12がピーク時第１差電圧Ｖ12P 以下という条件を満たす範囲内で試みれば良いので、しかも第１電圧Ｖ1 が決まっているから第２電圧Ｖ2 の範囲もある程度限られたものになるので、偏差角度αが最小となる第２電圧Ｖ2 と第３電圧Ｖ3 の組み合わせの数は、従来の方法に比べて遥かに少なくなる。しかも、第１差電圧Ｖ12をピーク時第１差電圧Ｖ12P 以下という条件を満たす範囲内にすることによって、発散角度は小さい範囲にあることが実験結果から明らかとなったので、発散角度の測定を行わなくて済む。
【００１５】
このように、この発明によれば、試みる電圧の組み合わせの数が減ると共に、発散角度の測定を行わなくて済むので、イオン源から引き出すイオンビームの偏差角度および発散角度の両方を小さくするのに適した電圧を、短時間で決定することができる。しかも、上記のような方法に従って電圧決定を行えば良いので、熟練者でなくても容易に決定することができる。
【００１６】
上記のようにビーム電流のピーク値および当該ピーク値の時の第１差電圧Ｖ12を求める動作を、第２差電圧Ｖ23を所定の電圧刻みで変えて行う代わりに、第２差電圧Ｖ23を一つの値に設定しておいて、ビーム電流がピーク値の時の第１差電圧Ｖ12をそのままピーク時第１差電圧Ｖ12P としても良い。
【００１７】
前記引出し電極系は、前記第３電極のイオンビーム引出し方向側に第４電極を更に有していて、当該第４電極に印加する電圧は０Ｖに固定しておいても良い。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、試みる電圧の組み合わせの数が減ると共に、発散角度の測定を行わなくて済むので、イオン源から引き出すイオンビームの偏差角度および発散角度の両方を小さくするのに適した電圧を、短時間で決定することができる。しかも、上記のような方法に従って電圧決定を行えば良いので、熟練者でなくても容易に決定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、この発明に係る電圧決定方法を用いるイオン源を備えているイオンビーム照射装置の一例を示す概略図である。図２は、図１中のイオン源、イオンビームおよび被照射物を示す平面図である。
【００２０】
図面には、各機器の向き、イオンビームの進行方向等を分かりやすくするために、一点で互いに直交するｘ軸、ｙ軸およびｚ軸を図示している。例えば、ｘ軸およびｙ軸は水平方向、ｚ軸は垂直方向であるが、それに限られるものではない。
【００２１】
このイオンビーム照射装置は、イオン源２から引き出したイオンビーム２０を被照射物３２に照射するように構成されている。被照射物３２は、例えば、矢印Ｂで示すように、ｘ軸に沿って搬送される。イオンビーム２０は、例えば、被照射物３２の表面に対して斜めに照射されるが（図２はその状態を示す）、それに限られるものではない。
【００２２】
イオン源２から引き出されるイオンビーム２０は、この例では、ｘ軸に沿う方向の寸法よりもｙ軸に沿う方向の寸法Ｗy が大きい、断面長方形の形状をしているが、それに限られるものではない。この例のような形状をしているイオンビーム２０は、リボン状、シート状または帯状イオンビームと呼ばれる場合がある。但し、ｘ軸に沿う方向の寸法が紙のように薄いという意味ではない。
【００２３】
被照射物３２は、例えば、基板（例えばガラス基板）の表面に配向膜を形成した配向膜付基板である。このような配向膜付基板にイオンビーム２０を照射することによって、配向処理を施すことができる。その場合は、このイオンビーム照射装置は、配向処理装置と呼ぶこともできる。
【００２４】
イオン源２は、プラズマ６を生成するプラズマ生成部４と、このプラズマ生成部４内のプラズマ６から電界の作用でイオンビーム２０を引き出す引出し電極系１０とを備えている。
【００２５】
プラズマ生成部４は、この例では、プラズマ生成容器５内に設けられたフィラメント８から熱電子を放出させて、フィラメント８と、陽極を兼ねるプラズマ生成容器５との間で放電を生じさせて原料ガス（蒸気の場合を含む）を電離させてプラズマ６を生成するものであるが、このタイプに限られるものではない。フィラメント８の数も図示例のものに限られるものではない。この例では、各フィラメント８にはそれの加熱用のフィラメント電源２２がそれぞれ接続されている。各フィラメント８の一端とプラズマ生成容器５との間には、プラズマ生成容器５を陽極側にして、アーク放電発生用のアーク電源２４が接続されている。
【００２６】
引出し電極系１０は、この例では、最プラズマ側からイオンビーム引出し方向にかけて配置された４枚の電極、即ち第１電極１１、第２電極１２、第３電極１３および第４電極１４を有している。但し、電極は、４枚に限られるものではなく、３枚以上であれば良い。１６は絶縁物である。各電極１１〜１４は、相対応する位置に（但し、組立誤差程度のずれは許容される）、複数の（多数の）イオン引出し孔１５をそれぞれ有している。
【００２７】
各電極１１〜１４の各イオン引出し孔１５は、例えば円孔であるが、それに限られるものではない。例えば、ｙ軸に沿う方向に長いスリット状のものでも良い。また、各電極１１〜１４の相対応する位置のイオン引出し孔１５は、それぞれ同一寸法でも良いし、異なる寸法でも良い。
【００２８】
イオン源２用の電源として、この例では、上記フィラメント電源２２、アーク電源２４に加えて、加速電源２６、引出し電源２８および抑制電源３０を有している。この例ではいずれの電源も電圧可変の直流電源である。
【００２９】
より具体的にはこの例では、プラズマ生成容器５と接地電位部との間に、プラズマ生成容器５を正極側にして加速電源２６が接続されており、それの出力電圧ＶACによって、イオン源から引き出すイオンビーム２０のエネルギーを、より具体的には被照射物３２（これは通常は接地電位部にある）に入射するイオンビーム２０のエネルギーを決めることができる。第１電極１１は、上記アーク電源２４の負極側に接続されている。このアーク電源２４の出力電圧をＶA とする。第２電極１２とプラズマ生成容器５との間に、主としてプラズマ６からイオンを引き出すための引出し電源２８が、第２電極１２を負極側にして接続されている。この引出し電源２８の出力電圧をＶE とする。第３電極１３と接地電位部との間に、主として下流側からの逆流電子抑制のための抑制電源３０が、第３電極１３を負極側にして接続されている。この抑制電源３０の出力電圧をＶS とする。第４電極１４は、この例では接地電位部に接続されていて、０Ｖの電圧に固定されている。
【００３０】
従って、第１電極１１、第２電極１２、第３電極１３および第４電極１４に印加する電圧を、それぞれ、第１電圧Ｖ1 、第２電圧Ｖ2 、第３電圧Ｖ3 および第４電圧Ｖ4 とすると、それらはこの例では次式で表すことができる。
【００３１】
［数１］
Ｖ1 ＝ＶAC−ＶA 
Ｖ2 ＝ＶAC−ＶE 
Ｖ3 ＝ＶS 
Ｖ4 ＝０
【００３２】
イオン源２から引き出されるイオンビーム２０の前述した偏差角度αおよび発散角度φを、図２を参照して説明する。偏差角度αは、イオンビーム２０の設計上の進行方向４０と実際の進行方向４２との成す角度である。発散角度φは、イオンビーム２０が広がる角度である。イオンビーム２０の設計上の進行方向４０は、例えば、被照射物３２が前述した配向膜付基板の場合は、当該配向膜付基板に対する配向処理方向４４に実質的に平行に設定される。
【００３３】
次に、イオン源２から引き出すイオンビーム２０の偏差角度αおよび発散角度φの両方を小さくするように、引出し電極系１０を構成する第１電極１１に印加する第１電圧Ｖ1 、第２電極１２に印加する第２電圧Ｖ2 および第３電極１３に印加する第３電圧Ｖ3 を決定する電圧決定方法の実施形態を、図３も参照しながら説明する。
【００３４】
なお、電圧Ｖ1 〜Ｖ3 によって、イオンビーム２０の偏差角度αおよび発散角度φが変化するのは、簡単に言えば、引出し電極系１０を構成する電極１１〜１４の相対応するイオン引出し孔１５の位置には、組立誤差等によって微小なずれがあり、そのような状態において、電圧Ｖ1 〜Ｖ3 を変化させると、第１電極１１と第２電極１２との間および第２電極１２と第３電極１３との間において、各イオン引出し孔１５付近の電界の状態（形状）が変化し、それによってイオンの軌道が変化するからである。
【００３５】
まず、例えばイオンビーム２０の必要とするエネルギーに応じて、第１電圧Ｖ1 を所要の電圧に設定（固定）する（ステップ１００）。これは、図１に示す例では、具体的には上記数１に示す電圧ＶAC、ＶA によって設定することができる。電圧Ｖ2 、Ｖ3 についても数１に示す各電圧によって設定することができる。
【００３６】
次に、第２電圧Ｖ2 と第３電圧Ｖ3 との差である第２差電圧Ｖ23（＝Ｖ2 −Ｖ3 ）を一つの値（例えば１００Ｖ）に設定（固定）しておいて（ステップ１０１）、第１電圧Ｖ1 と第２電圧Ｖ2 との差である第１差電圧Ｖ12（＝Ｖ1 −Ｖ2 ）を変化させて、イオン源２から引き出されるイオンビーム２０のビーム電流を測定して、当該ビーム電流のピーク値および当該ピーク値の時の第１差電圧Ｖ12を求める（ステップ１０２）。求めたデータは、例えば記憶手段（図示省略）に記憶しておけば良い。他のデータも同様である。第１差電圧Ｖ12を変化させるためには、上記のように第１電圧Ｖ1 が固定だから、第２電圧Ｖ2 を変化させる。このとき、上記のように第２差電圧Ｖ23が固定だから、第３電圧Ｖ3 も変化させる。
【００３７】
イオンビーム２０のビーム電流の測定は、例えば、図１中に示すビーム電流測定装置３４を、測定時だけ、矢印Ｃで示すようにイオンビーム２０の経路に移動させて、当該ビーム電流測定装置３４を用いて行えば良い。ビーム電流測定装置３４は、例えば、単一または複数のビーム電流検出器（例えばファラデーカップ）を有している。
【００３８】
そして、上記ステップ１０２の動作を、第２差電圧Ｖ23を所定の範囲内（例えば−１０００Ｖ〜＋１０００Ｖの範囲内）で所定の電圧刻み（例えば１００Ｖ刻み）で行う（ステップ１０２〜１０４）。具体的には、ステップ１０２に続いて、第２差電圧Ｖ23の変更範囲を全て終了したか否かを判断して（ステップ１０３）、終了していればステップ１０５に進み、終了していなければステップ１０４に進んで第２差電圧Ｖ23を上記電圧刻みだけ変更して、ステップ１０２に戻って上記動作を繰り返す。
【００３９】
以上によって、例えば図４に示す例のようなデータが得られる。なお、図４は、図を見やすくするために、データを間引いて示している（図５も同様）。
【００４０】
次に、例えば上記記憶手段に記憶されているデータを用いて、上記ビーム電流のピーク値の比較を行って、当該ビーム電流のピーク値が最大となる時の第１差電圧Ｖ12を求めてそれをピーク時第１差電圧Ｖ12P とする（ステップ１０５）。例えば図４に示す例の場合は、第２差電圧Ｖ23＝７００［Ｖ］の時のビーム電流のピーク値が最大であるので、その時の第１差電圧Ｖ12をピーク時第１差電圧Ｖ12P とする。
【００４１】
但し、上記のようにビーム電流のピーク値および当該ピーク値の時の第１差電圧Ｖ12を求める動作を、第２差電圧Ｖ23を所定の電圧刻みで変えて行う代わりに、第２差電圧Ｖ23を一つの値に設定しておいて、ビーム電流がピーク値の時の第１差電圧Ｖ12をそのままピーク時第１差電圧Ｖ12P としても良い。これは、図４に示すように、ビーム電流がピークとなる時の第１差電圧Ｖ12の値は、第２差電圧Ｖ23を変えても殆ど変わらないことが分かったからである。このようにすれば、工程を削減することができるので、電圧決定に要する時間をより短縮することができる。
【００４２】
また、イオン源２から引き出すイオンビーム２０の発散角度φは、第１差電圧Ｖ12を、ピーク時第１差電圧Ｖ12P 以下という条件を満たす範囲内に、より具体的には次の数２の条件を満たす範囲内に設定すれば、小さい範囲にあることが実験の結果から明らかとなった。その実験結果の一例を図５に示す。従って、この数２の条件を満たしていれば、イオンビーム２０の発散角度φは小さい範囲にあるので、発散角度φの測定を行う必要はない。
【００４３】
［数２］
０＜Ｖ12≦Ｖ12P 
【００４４】
次に、ステップ１０５に続いて、第１電圧Ｖ1 は変えずに、上記数２の条件を満たす範囲内で、第２電圧Ｖ2 と第３電圧Ｖ3 の組み合わせ（Ｖ2 ，Ｖ3 ）を複数に変化させて、イオン源２から引き出されるイオンビーム２０の偏差角度αを測定する（ステップ１０６）。そしてこの測定は、測定すべき組み合わせ（Ｖ2 ，Ｖ3 ）がなくなるまで行う（ステップ１０７、１０６）。この電圧の組み合わせ（Ｖ2 ，Ｖ3 ）をどのように選定するかは、基本的には、経験等に基づいた試行錯誤による。但し、後述するように、組み合わせ（Ｖ2 ，Ｖ3 ）の数は従来の方法に比べて遥かに少なくなる。しかも上述したように、発散角度φは小さい範囲にあるのでその測定は行わなくて良い。
【００４５】
イオンビーム２０の偏差角度αの測定は、例えば、図１中に示す偏差角度測定装置３６を、測定時だけ、矢印Ｄで示すようにイオンビーム２０の経路に移動させて、当該偏差角度測定装置３６を用いて行えば良い。
【００４６】
偏差角度測定装置３６としては、公知の測定装置を用いれば良い。例えば、上記特許文献２に記載されているような、イオンビームの一部を通過させる開口を有する遮蔽板と、当該遮蔽板の開口を通過したイオンビームのビーム電流を検出する検出器と、当該検出器を遮蔽板の開口の下流部を横切って移動させる検出器駆動装置とを有している測定装置を用いても良い。あるいは、特開２００４−２０５２２３号公報に記載されているような、イオンビームを通過させる開口を有する遮蔽板と、複数の検出器を有する検出器ユニットとを有している測定装置を用いても良い。
【００４７】
上記ステップ１０６、１０７の工程では、第２電圧Ｖ2 と第３電圧Ｖ3 の組み合わせ（Ｖ2 ，Ｖ3 ）は、第１差電圧Ｖ12が上記数２に示す条件を満たす範囲内で試みれば良いので、しかも第１電圧Ｖ1 が決まっているから第２電圧Ｖ2 の範囲もある程度限られたものになるので、偏差角度αが最小となる第２電圧Ｖ2 と第３電圧Ｖ3 の組み合わせ（Ｖ2 ，Ｖ3 ）の数は、従来の方法に比べて遥かに少なくなる。しかも上述したように、数２に示す条件を満たす範囲内では、発散角度φは小さい範囲にあるので発散角度φの測定を行わなくて済み、偏差角度αの測定のみを行えば良い。
【００４８】
そして、上記複数の電圧の組み合わせ（Ｖ2 ，Ｖ3 ）の内で、偏差角度αが最小となる電圧の組み合わせ（Ｖ2 ，Ｖ3 ）を決定する（ステップ１０８）。
【００４９】
上記ステップ１０６〜１０８のより具体例を示すと、第１電圧Ｖ1 は固定しておいて、上記数２に示す条件を満たす範囲内で、第２電圧Ｖ2 と第３電圧Ｖ3 を変化させる。このとき、第２差電圧Ｖ23の値は、例えば、上記ビーム電流のピーク値を求めた時（ステップ１０２〜１０５の説明参照）と同じ範囲（例えば、−１０００Ｖ〜＋１０００Ｖで、１００Ｖ刻み）にしておく。そして、電圧Ｖ2 とＶ3 を変化させながら（例えば、−１０００Ｖ〜＋１０００Ｖで、１００Ｖ刻み）、即ち電圧の組み合わせ（Ｖ2 ，Ｖ3 ）を変えながら、偏差角度αを測定し、当該偏差角度αが最小となる時の第２電圧Ｖ2 、第３電圧Ｖ3 および偏差角度αの値を記憶手段に記憶しておく。そして所定範囲の測定が終った段階で、記憶させていた偏差角度αの比較を行う。これによって、偏差角度が最小となる電圧Ｖ2 、Ｖ3 の組み合わせ（Ｖ2 ，Ｖ3 ）を決定することができる。
【００５０】
第１電圧Ｖ1 は前述したように初めに設定した電圧を維持するので、以上によって、偏差角度αが最小となる電圧、即ち第１電圧Ｖ1 、第２電圧Ｖ2 および第３電圧Ｖ3 の決定が終了する（ステップ１０９）。発散角度φを測定しなくてもそれが小さい範囲になることは、前述したとおりである。
【００５１】
なお、図１に示す例のように引出し電極系１０が第４電極１４を有している場合もあるが、当該第４電極１４に印加する第４電圧Ｖ4 は通常は固定（通常は接地電位に固定）であるので、第４電圧Ｖ4 は簡単に決まる。
【００５２】
ここで、発散角度φではなく偏差角度αに着目して、それが最小となるようにするのは、イオンビーム２０を用いた被照射物３２の処理においては、当該処理に与える影響は、発散角度φよりも偏差角度αの方が通常は大きいからである。これは、簡単に言えば、発散角度φはイオンビーム２０内でのイオンの方向性に関わるものであるのに対して、偏差角度αはイオンビーム２０全体の方向性に関わるのでその影響が大きいからである。例えば、配向膜付基板の配向処理においては、特にイオンビーム２０の偏差角度αを最小にすることは、所望の配向処理を実現する上で重要である。
【００５３】
後は、必要に応じて、上記のようにして決定した電圧を用いて（即ち上記のようにして決定した電圧を設定して）、イオン源２からイオンビーム２０を引き出してそれを被照射物３２に照射して、被照射物３２の処理を行う等の動作を行えば良い。
【００５４】
以上のようにこの電圧決定方法によれば、試みる電圧の組み合わせの数が減ると共に、発散角度φの測定を行わなくて済むので、イオン源２から引き出すイオンビーム２０の偏差角度αおよび発散角度φの両方を小さくするのに適した電圧を、短時間で決定することができる。しかも、上記のような方法に従って電圧決定を行えば良いので、熟練者でなくても容易に決定することができる。
【００５５】
なお、上記偏差角度測定装置３６がビーム電流測定装置３４の機能を兼ね備えていても良い。そのようにすれば、ビーム電流測定装置３４を省略することができるので、構成を簡素化することができる。
【００５６】
また、イオン源２が、より具体的にはその引出し電極系１０が大面積となる等の場合に、引出し電極系１０を構成する各電極をその面内で複数の部分に分割した構成にして、各部分から引き出されるイオンビーム２０の偏差角度αがそれぞれ最小になるように、各部分ごとに印加する電圧を上記方法によって決定しても良い。そのようにすれば、より広い面積に亘って偏差角度αを小さくすることができる。
【００５７】
また、上記数２に示す条件を満たす範囲内においては、図５からも分かるように、第２差電圧Ｖ23の違いによる発散角度φの違いは比較的小さいので、第３電極１３に印加する第３電圧Ｖ3 は変化させずに固定値としても良い。そのようにすれば、変化させる電圧が一つ減るので、そのぶん、偏差角度αを小さくするには限りがあるかもしれないけれども、電圧決定がより容易になり、電圧決定に要する時間をより短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】この発明に係る電圧決定方法を用いるイオン源を備えているイオンビーム照射装置の一例を示す概略図である。
【図２】図１中のイオン源、イオンビームおよび被照射物を示す平面図である。
【図３】この発明に係る電圧決定方法の一実施形態を示すフローチャートである。
【図４】第１差電圧とビーム電流との関係の一例を示す図である。
【図５】第１差電圧と発散角度との関係の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
２  イオン源
４  プラズマ生成部
６  プラズマ
１０  引出し電極系
１１  第１電極
１２  第２電極
１３  第３電極
１４  第４電極
２０  イオンビーム
３２  被照射物
３４  ビーム電流測定装置
３６  偏差角度測定装置
【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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