分析電磁體的製作方法

2023-04-27 20:49:46 2

專利名稱：分析電磁體的製作方法
分析電磁體本申請要求在日本專利局於2006年6月9日提交的日本專利申請 No.2006-160991的優先權。該優先申請在此全部引入作為參考。技術領域本公開涉及將用在離子注入裝置、離子摻雜(註冊商標)裝置等 等中以及偏轉離子束以便執行離子束的動量分析的分析電磁體，以及 更具體地說，涉及分析帶狀離子束的動量的分析電磁體。
背景技術：
例如，專利文獻1 (UM-A-64-7753 (圖1))公開了相關技術的 分析電磁體的例子，其偏轉離子束以便執行離子束的動量分析(例如 質量分析，以及在下文中同樣適用)。圖11表示在該相關技術的分析電磁體中，在其中彎曲平面圖形狀 和通過y方向中的間隙彼此相對的磁極之間，入射具有帶狀(這也稱 為片狀或條狀)形狀的離子束2，在該離子束中，如例如圖15中所示， 在與傳播方向z相交的平面中的y方向上的尺寸Wy大於垂直於y方向 的x方向上的尺寸Wx。圖11表示離子束2的入口附近。分析電磁體4包括具有H形截面形狀的磁心6。磁心6具有一 對上下磁極8，通過y方向中的間隙12彼此相對；以及磁軛IO，將磁 極8連接在一起。將磁極8的每一個的平面圖形狀彎曲成扇形形狀。 使磁極8的相對面9彼此平行。將線圈14纏繞在每一磁極8的根部分。 在該例子中，向上生成磁場。通過幾個磁力線16圖示磁場(同樣適用 於其他圖)。
離子束2具有帶狀形狀。然而，帶狀形狀不表示X方向中的尺寸Wx為極薄的形狀。例如，離子束2在y方向中的尺寸Wy為約400至 900 mm，以及x方向中的尺寸Wx為約30至100mm。在上下磁極8之間也就是在間隙12上入射具有上述形狀的離子束 2。然後在傳播其間，使離子束2經受在傳播方向z上所看到的向右的 洛倫茲力，以向右偏轉，從而分析動量。在本說明書中，將示例性地 描述由陽離子構成離子束2的情形。在將帶狀離子束2入射在分析電磁體4的情況下，上下磁極8的 間隙12的y方向長度的間隙長度G必須對應於離子束2在y方向中的 尺寸Wy，因此，非常大。在間隙12中，因此，朝x方向中的兩個外側，大大地膨脹磁力線 16。在上下磁極8之間(即間隙12)的中心12a附近，間隙12中的磁 通密度B相當小，以及當接近上下磁極8時(即當更垂直遠離間隙12 的中心12a時)，磁通密度相對更大，因此，在y方向上磁通密度不均 勻。當磁力線16的上述膨脹越大時，不均勻度更大。由下述表達式表示通過磁場施加到通過間隙12的離子束2的洛倫 茲力。在該表達式中，q是構成離子束2的離子的電荷，v是為常數的 離子束2的速度，以及B是磁通密度。[等式1] F=qvB如從該表達式看出，當如上所述磁通密度B不均勻時，施加到通 過間隙的離子束2的x方向洛倫茲力也不均勻。如在圖13中所示的例 子中所示，X方向洛倫茲力Fx不均勻地分布，以至於在間隙12的中 心12a附近Fx相當小，當越垂直遠離中心12a時，Fx相對更大。 因此，即使當如圖11所示的在y方向中筆直的離子束2入射在分 析電磁體4上時，從分析電磁體4出射的離子束2的形狀畸變為與X 方向洛倫茲力Fx的上述分布類似的拱形，如在圖12中所示，或畸變 為與L形狀類似的拱形。圖12表示分析電磁體4的出口的附近。
當如上所述畸變從分析電磁體4出射的離子束2的形狀時，產生 不同問題。
例如在分析電磁體4的下遊側上，通常布置與分析電磁體4協作 來分析離子束2的動量的分析狹縫。圖14表示分析狹縫20的例子。 分析狹縫20具有線性狹縫22。因此，當如上所述畸變離子束2時，產 生將由分析狹縫20切開的部分2a、 2b、 2c (陰影部分)，以及減少通 過分析狹縫20的所需離子種類的離子束2的量。由於產生切割部分， 損害離子束2的均勻性。當增加狹縫22的寬度Ws以便防止切割射束 時，降低分辯率。
此外，將具有與所需離子種類(例如UB+)類似的動量的不期望 離子種類(例如ieB+)的軌道也類似地畸變為拱形形狀。因此，初始不 能通過狹縫12的離子種類通過該狹縫。據此，降低分辯率。
除分析狹縫20中的上述問題外，出現這樣的問題當通過使用具 有如上所述畸變的形狀的離子束2將過程諸如離子注入施加到目標(諸 如半導體襯底或玻璃襯底)時，損害過程的均勻性。
在下文中，專利文獻2 (JP-A-2005-327713 (段落0087-0089，圖 8和9)公開了分析電磁體，其中，第一和第二子磁極位於主磁極的兩 側上，其在縱向上夾入帶狀離子束，以及調節三種磁極的間隙長度， 由此，使主磁極之間的磁力線彼此平行。當釆用該技術時，可以解決離子束畸變的問題。然而，存在另一問題結構複雜
發明內容
本發明的實施例提供分析電磁體，其中，通過相對簡單的結構， 可以減少帶狀離子束的這種畸變。根據第一發明的分析電磁體是這樣一種分析電磁體，其中，在其 中彎曲平面圖形狀並通過y方向上的間隙彼此相對的磁極之間，入射具有帶狀形狀的離子束，該離子束在於傳播方向相交的平面中的y方 向上的尺寸大於在垂直於y方向上的x方向上的尺寸，其中，沿離子 束的傳播方向，將所述磁極的每一個劃分成三個或更多奇數部分磁極， 朝著彎曲部分的外部，加寬從用於離子束的入口計數的奇數部分磁極 對的間隙，以及朝著彎曲部分的內部，加寬從用於離子束的所述入口 計數的偶數個部分磁極對的間隙。在分析電磁體中，以上述方式加寬部分磁極對的間隙，由此使每 一間隙中的磁力線的膨脹變大，以及使每個間隙中的磁通密度在y方 向上變均勻。在施加到帶狀離子束的x方向的洛倫茲力中，產生第一 不均勻分布，其中，在y方向上與間隙的中心垂直分開的位置中的力 大於中心附近的力。作為比較，每個間隙中的磁力線的膨脹的增加導致在施加到帶狀 離子束的洛倫茲力的x方向分量中，產生第二不均勻部分，在該部分 中，間隙的中心附近中的力大於在y方向上與中心垂直分開的位置中 的力的。在部分磁極對的間隙中，使離子束經受第一和第二分布的洛倫茲 力。分布中的大小關係彼此相反。因此當分布彼此結合時，能減少施 加到帶狀離子束的x方向洛倫茲力的分布的不均勻性。因此，能減少 由於作用在離子束上的洛倫茲力的差異而導致的通過離子束的上述畸 變。在部分磁極對的每一個中實施該作用。
如上所述，將磁極的每一個劃分成三或更多奇數部分磁極，以及 交替地顛倒加寬部分磁極對的間隙的方式。因此，能抑制從分析電磁體出射的離子束在y方向上的發散或會聚，以及能使出射離子束的y 方向尺寸接近入射離子束。與上述相反，在根據第二發明的分析電磁體中，可以朝著彎曲部 分的內部，加寬從用於離子束的入口計數的奇數部分磁極對的間隙， 以及朝著彎曲部分的外部，加寬從用於離子束的所述入口計數的偶數 部分磁極對的間隙。在根據第三發明的分析電磁體中，可以用多個步驟加寬三或更多 奇數部分磁極對的至少一個的間隙。優選地，根據第四發明的分析電磁體中，磁極的每一個的劃分數為3。根據第一和第二發明，如上所述，加寬部分磁極對的間隙，由此 能減少在部分磁極對的間隙中施加到帶狀離子束的x方向洛倫茲力的 分布的不均勻性。因此，能減少出射帶狀離子束的畸變。此外，這能 通過相對簡單的結構實現。如上所述，將磁極的每一個劃分成三或更多奇數部分磁極，以及 交替地顛倒加寬部分磁極對的間隙的方式，由此能抑制從分析電磁體 出射的離子束在y方向上的發散或會聚，以及能使出射離子束的y方 向尺寸接近入射離子束。也可以出射兩個尺寸基本上彼此相等並具有 高平行性的離子束。在第一發明中，通過第一部分磁極對首先會聚入射離子束。因此， 與通過第一部分磁極對首先發散入射離子束的第二發明相比，不要求
部分磁極對的y方向間隙長度大於對應於入射離子束的y方向尺寸的長度。因此，存在能微型化分析電磁體的優點。根據第三發明，在其中以多個步驟加寬間隙的部分磁極對中，能 更精細地調節磁場的分布。因此，存在能更容易地調節離子束的形狀 的另外的優點。根據第四發明，能使劃分數最小，因此，分析電磁體能具有最簡 單的結構。從下述詳細描述、附圖和權利要求，其他特徵和優點是明顯的。


圖l是表示本發明的分析電磁體的實施例的平面圖。圖2是沿圖1中的線A-A或線C-C的示意截面圖。 圖3是沿圖1的線B-B的示意截面圖。圖4是表示由於在部分磁極對的間隙中的磁通密度的不均勻性而 導致的洛倫茲力分布的示意性例子的視圖。圖5是放大地表示圖2中的一個磁力線的視圖。圖6是放大地表示圖3中的一個磁力線的視圖。圖7是表示通過圖1中所示的三個部分磁極對來會聚和發散離子 束的情況的例子的圖，以及將三個部分磁極對圖示地表示為凸透鏡和 凹透鏡。圖8是顯示通過本發明的另一實施例中的三個部分磁極對來會聚 和發散離子束的情況的例子的圖，以及將三個部分磁極對圖示地表示 為凸透鏡和凹透鏡。圖9是表示在將磁極的每一個劃分成偶數個個部分磁極的情況下 來會聚和發散離子束的情況的例子的圖，以及將兩個部分磁極對圖示 地表示為凸透鏡和凹透鏡。圖10是表示在將磁極的每一個劃分成偶數個個部分磁極的情況
下會聚和發散離子束的情況的另一個例子的圖，以及將兩個部分磁極 對圖示地表示為凸透鏡和凹透鏡。圖11是表示如在離子束的傳播方向中所看到的，現有技術的分析 電磁體的例子以及表示入口的附近的截面圖。圖12是表示如在離子束的傳播方向中所看到的，現有技術的分析 電磁體的例子和表示出口附近的截面圖。圖13是表示由於在圖11和12中所示的磁極的間隙中的磁通密度的不均勻而導致的洛化茲力分布的示意性例子的視圖。圖14是表示如在離子束的傳播方向中所看到的，圖12中所示的 離子束入射在分析狹縫上的情形的例子的正視圖。圖15是表示帶狀離子束的例子的示意性局部立體圖。
具體實施方式
圖1是表示本發明的分析電磁體的實施例的平面圖。與圖11和 12所示的現有技術的那些相同或等效的部件用相同的參考數字表示， 以及利用集中在不同於現有技術例子的點上，進行下述描述。分析電磁體40包括磁極80，作為構成現有技術分析電磁體4的 磁極8的替代。將具有在y方向中延伸的帶狀形狀的離子束2入射在 磁極80的間隙上。將磁極80的每一個的平面圖形狀彎曲成扇形形狀。 將通過分析電磁體40的離子束2的中心軌道由參考數字2d表示。在 該實施例中，離子束2到磁極80的入射角a以及離子束2從磁極80 的出射角P設置成基本上等於90度。在該實施例中，沿離子束2的傳播方向z將磁極80的每一個劃分 成三個部分磁極81、 82和83。將線圈14共同纏繞在三個部分磁極81 至83上，以及在那裡共用(同樣適用於稍後所述的其他實施例)。如 圖2和3中所示，部分磁極對81至83的每一個由通過在y方向中的 間隙12彼此相對的上和下部分磁極對構成。具有在y方向中延伸的帶 狀形狀的離子束2通過部分磁極對81至83的間隙。通過由非磁材料
製成的真空容器18，環繞離子束2的通路，並保持到真空大氣。如圖2中所示，朝著扇形形狀的彎曲部分(即曲率半徑)的外部(圖2的左側)，加寬從用於離子束2的入口計數的奇數部分磁極對 的間隙12，該奇數部分磁極對在該實施例中也就是第一和第三部分磁 極對81、 83。換句話說，在間隙12的y方向中的間隙長度G中，彎 曲部分的外部比內部逐漸增加。在該實施例中，部分磁極對81、 83的 間隙具有相同形狀，因此，它們顯示在相同的圖2中。更具體地說，在該實施例中，在三個步驟中，加寬部分磁極對81、 83的間隙12的每一個。即，形成部分磁極對81、 83的上下相對面70， 以至於其在從內端a到從其稍微向外分開的位置b的範圍中，在x方向 上彼此平行，在從位置b到從其稍微向外分開的位置c的範圍中，以大 的角度垂直傾斜，在位置c到從其稍微向外分開的位置d的範圍中，在 y方向中以中等角度垂直傾斜，以及在從位置d到外端e的範圍中，在 y方向中，以小的角度垂直傾斜。上下相對表面70具有關於間隙12的 中心12a軸對稱的形狀。作為比較，如圖3中所示，朝扇形形狀的彎曲部分的內部(圖3 的右側)，加寬從離子束2的入口計數的偶數個部分磁極對即在該實 施例中的第二部分磁極對82的間隙12。換句話說，在間隙12的y方 向中的間隙長度G中，彎曲部分的內部比外部逐漸增加。更具體地說，在實施例中，用兩個步驟加寬部分磁極對82的間隙 12。即，形成部分磁極對82的上下相對表面70，以便在從外端f到從 其稍微向內分開的位置g的範圍中，在x方向中基本上平行，在從位 置g到從其稍微向內分開的位置h的範圍中，在y方向中以大的角度 垂直傾斜，以及在從位置h到內端i的範圍中，在y方向中以小的角度 垂直傾斜。上下相對面70具有關於間隙12的中心12a軸對稱的形狀。 因為下述原因，可以通過(a)繞其纏繞線圈14的磁極，以及其 中，y方向的內端面在x方向中延伸(例如，它們基本上彼此平行)， 以及(b) —個或多個磁極片，其連接到磁極的每一個的y方向的內側， 以及其中以上述方式加寬相對面70以便形成以上述方式(同樣適合於 稍後下文將描述的其他實施例)加寬的間隙12，構成部分磁極對81至 83的每一個。即使當如上所述構成部分磁極對，它們以基本上與磁路 相同的方式起作用。由於以上述方式加寬部分磁極對81、 83的間隙12，如圖2所示， 使間隙12的每一個中的磁力線16的向外膨脹變大。因此，在間隙12 的中心12a的附近，間隙12的每個中的磁通密度B相對小，當更垂直 遠離中心12a時，磁通密度相對更大，因此，在y方向上磁通密度B 是不均勻的。因為磁通密度B的不均勻，如圖4所示，在施加到通過間隙12 的離子束2的x方向中的洛倫茲力Fx中產生第一不均勻分布，在該分 布中，在與部分磁極對81、 83的間隙12的每一個的中心12a在y方向 中垂直分開的位置中的力大於中心附近的力。作為比較，因為部分磁極對81、 83的間隙12中的磁力線16的向 外膨脹的放大，如圖5所示，在施加到帶狀離子束的洛倫茲力F的x 方向分量Fx中，產生第二不均勻分布，在該分布中，間隙12的每一 個的中心12a附近中的力大於在y方向上與中心垂直分開的位置中的 力。在部分磁極對81、 83的間隙12中，使離子束2經受第一和第二 分布的洛倫茲力Fl使分布中的大小關係彼此相反。由此，當使分布 彼此結合時，能降低施加到帶狀離子束2的x方向洛倫茲力Fx的分布 在y方向中的不均勻。因此，能減少由於作用在離子束2上的洛倫茲 力的差異而導致的通過離子束2的上述拱形畸變。在部分磁極對81、 83的每一個中，實施該動作。同時在部分磁極對82中，由於以上述方式加寬間隙12，如圖3 所示，使間隙12中的磁力線16的向內膨脹變大。因此，在間隙12的 中心12a附近，間隙12中的磁通密度B相對小，當更垂直遠離中心12a 時，磁通密度B相對更大，因此，在y方向中磁通密度是不均勻的。因為磁通密度B的不均勻，以與圖4所示的例子中相同的方式， 在施加到通過間隙12的離子束2的x方向中的洛倫茲力Fx中，產生 第一不均勻分布，在該分布中，在從部分磁極對82的間隙12的中心 12a在y方向上垂直分開的位置中的力大於中心附近的力。作為比較，因為部分磁極對82的間隙12中的磁力線16的向內膨 脹的放大，如圖6所示，在施加到帶狀離子束的洛倫茲力Fx的x方向 分量Fx中，產生第二不均勻分布，在該分布中，間隙12的中心12a 的附近中的力大於在y方向上垂直遠離中心的位置中的力。在部分磁極對82的間隙12中，使離子束2經受第一和第二分布 的洛倫茲力Fx。分布中的大小關係彼此相反。因此當分布彼此結合時， 能減少施加到帶狀離子束2的x方向洛倫茲力Fx的分布在y方向中的 不均勻。因此，能減少由於作用在離子束2上的洛倫茲力的差異而導 致的通過離子束2的上述拱形畸變。在部分磁極對82中實施該作用。根據分析電磁體40，在部分磁極對81至83中，如上所述，能減 少由於作用在通過部分磁極對的離子束2上的洛倫茲力Fx的差異而導 致的離子束2的上述畸變。例如，通過例加寬部分磁極對81至83的 間隙以及加寬在離子束的傳播方向z中的部分磁極對81至83的長度的 方式，能調節該作用(同樣適用於其他實施例，諸如稍後所述的分析 電磁體40a)。因此，減少從分析電磁體40出射的離子束2的上述失 真，以及能出現幾乎直線的離子束2。 因此，能防止發生由於離子束2的形狀的畸變而導致的上述問題。 即，能增加所需離子種類的量，以及能提高分辯率。此外，能提高目 標過程的均勻性。此外，磁極80的上述結構比專利文獻2中公開的磁極結構更簡單。 因此，通過相對簡單的結構，能減少帶狀離子束2的上述畸變。接著，將描述在部分磁極對81至83的每一個中的離子束2在y 方向中的會聚和發散。如圖5所示，在部分磁極對81、 83的間隙12的每一個中，施加 到離子束2的洛倫茲力F的y方向分量Fy朝向間隙12的中心12a，因 此，使離子束2經受y方向中的會聚力。S卩，部分磁極對81、 83施加 在y方向中會聚離子束2的功能。在圖7中，將部分磁極對81、 83圖 示表示為凸透鏡。作為比較，如圖6所示，在部分磁極對82的間隙12中，使施加 到離子束2的洛倫茲力F的y方向分量Fy定向為向著與間隙12的中 心12a相反的側面，因此，使離子束2經受y方向中的發散力。g卩，部 分磁極對82施加在y方向中發散離子束2的功能。在圖7中，將部分 磁極對圖示地表示為凹透鏡。因此，當如上所述加寬部分磁極對81至83的間隙12時，能減少 由於作用在離子束2上的洛倫茲力的差異而導致的通過離子束2的上 述拱形畸變。同時，使離子束2經受在y方向中的會聚或發散力。然而，在分析電磁體40中，將磁極80的每一個分成三個部分磁 極，如上所述，以及交替地顛倒加寬部分磁極對81至83的間隙的方 式。因此，如圖7所示，能首先通過第一部分磁極對81會聚入射離子
束2>然後由第二部分磁極對82發散，然後進一步由第三部分磁極對83會聚。因此，能抑制從分析電磁體40出射的離子束2在y方向中的 發散或會聚，以及能使出射離子束2的y方向尺寸Wy2接近入射離子 束2的y方向尺寸Wyl。例如，通過例如加寬部分磁極對81至83的間 隙12以及加寬在離子束的傳播方向z中的部分磁極對81至83的長度 的方式，能調節該作用(同樣適用於其他實施例，諸如稍後下文所述 的分析電磁體40a)。因此，也可以出射其中尺寸Wy,和Wy2基本上彼 此相等並具有高平行性的離子束2。在部分磁極對81至83的每一個中，通過使用間隙12的磁力線 16的膨脹，能會聚或發散離子束2。因此，在分析電磁體40中，可以 不使用由將入射角a和出射角p設置成除90度外的角度所引起的邊緣 聚焦。因此，在分析電磁體40中，將入射角a和出射角卩設置成基本 上等於90度。同樣適用於稍後所述的分析電磁體40a。可以顛倒加寬部分磁極對的間隙12的方式的順序，該部分磁極對 通過將磁極80的每個分成三個或更多奇數片而獲得。將參考劃分數為 3的例子描述。朝彎曲部分的內部，加寬從離子束2的入口處計數的奇 數部分磁極對即第一和第三部分磁極對的間隙12。用參考數字81a和 83a，表示部分磁極對。例如，部分磁極對81a、 83a具有與圖3所示的 部分磁極對82相同的結構。由於與部分磁極對82相同的功能，因此， 部分磁極對81a、 83a施加在y方向上發散離子束2的功能，如在圖8 中圖示為凹透鏡。作為比較，朝彎曲部分的外部，加寬從用於離子束2的入口計數 的偶數個部分磁極對即第二部分磁極對的間隙12。用參考數字82a表 示該部分磁極對。例如，部分磁極對82a具有與部分磁極對81或83 相同的結構。由於與部分磁極對81或83相同的功能，因此，部分磁 極對82a施加在y方向中會聚離子束的功能，如在圖8中圖示為凸透鏡。
具有部分磁極對81a到83a的圖8所示的分析電磁體40a能獲得 幾乎與分析電磁體40等同的功能和效果。即，入射離子束2能首先由第一部分磁極對81a發散，然後由第 二部分磁極對82a會聚，以及進一步由第三部分磁極對83a會聚。因此， 能抑制從分析電磁體40a出射的離子束2在y方向中的發散或會聚，以 及能使出射離子束2的y方向尺寸Wy2接近入射離子束2的y方向尺寸Wy卜因此，也可以出射其中尺寸Wyi和Wy2基本上彼此相等並具有高平行性的離子束2。在部分磁極對81a至83a中，通過與部分磁極對81至83相同的 功能，能減少由於作用在通過離子束2上的洛倫茲力的差異而導致的 離子束2的上述拱形畸變。結果，減少從分析電磁體40a出射的離子束 2的上述畸變，以及能出射幾乎垂直的離子束。將描述分析電磁體40、 40a間的功能和效果的差異。在分析電磁 體40中，如圖7所示，由第一部分磁極對81首先會聚入射離子束2。 作為比較，在分析電磁體40a中，如圖8所示，由第一部分磁極對81a 首先發散入射離子束2。在分析電磁體40a的情況下，因此，部分磁極 對82a等等在y方向上的間隙長度G必須大於對應於入射離子束2的y 方向尺寸W"的長度。在分析電磁體40的情況下，相反，不要求以這 種方式設置長度。因此，與分析電磁體40a相比，能進一步微型化分析 電磁體40。除了通過其中將磁極80的每一個劃分成三個或更多奇數片之外 以及加寬部分磁極對的間隙的方式如上所述交替顛倒的結構，不能獲 得這樣的功能可以抑制出射離子束2在y方向中的發散或會聚，以 及能使出射離子束2的y方向尺寸Wy2接近入射離子束2的y方向尺 寸Wyl。
在將磁極80的每一個劃分成偶數個片或例如二片或如圖9所示的部分磁極對81、 82的情況下，例如，能抑制從部分磁極對82出射的 離子束2的發散或會聚，但出射離子束2的y方向尺寸Wy2小於入射 離子束2的y方向尺寸Wy,。根據該結構，例如，出現問題，諸如(a) 出射離子束2的射束電流密度大於入射離子束2的電流密度，以及(b) 不能通過該離子束照射其中假定入射離子束2的y方向尺寸Wyl的目 標的整個表面。同時，在劃分數為四或更多的偶數個的情況下，產生 類似的問題。在如圖10所示的兩片或部分磁極對81a、 82a的情況下，例如， 能抑制從部分磁極對82a出射的離子束2的發散或會聚，但出射離子束 2的y方向尺寸Wy2大於入射離子束2的y方向尺寸W"。根據該結構， 例如，出現問題，諸如(a)出射離子束2的射束電流密度小於入射離 子束2，以及(b)必須減小射束線的尺寸以便防止出現出射離子束2 的碰撞的問題。同時，在劃分數為四或更大的偶數個的情況下，產生 類似問題。劃分數為奇數和l (這與不劃分磁極80的情形相同)的情形與僅 放置部分磁極對81的圖9中所示的情形或僅放置部分磁極對81a的如 圖10中所示的情形相同，以及會聚或發散出射離子束2。在任一情況 下，出現諸如難以正常地傳輸離子束2的問題。由於上述原因，不優選將磁極10的每一個的劃分數設置成1或偶 數個。可以將磁極80的每一個的劃分數設置成奇數5或更大。這種情形 與例如重複地放置多個圖7所示的部分磁極對82、83的組的情形相同。 在這種情況下，可以獲得與分析電磁體40相同的效果。另外，這種情 形與重複地放置多個圖8所示的部分磁極對82a、83a的組的情形相同。 同時在這種情況下，可以獲得與分析電磁體40a相同的效果。然而，磁極80的每一個的劃分數為3的情形能獲得上述效果而劃 分數最小。在這種情況下，因此，能以最簡單的方式構造分析電磁體40或40a。當以多個步驟加寬分析電磁體40的部分磁極對81至83的每一個 的間隙12時，如例如在該實施例中所示，能更精細地調節磁場的分布。 因此，能更容易地調節離子束2的形狀。代替其中所有部分磁極對81 至83如上所述構成的構造，可以採用這樣的構造，其中至少一個部分 磁極對如上所述構成。同時在該構造中，可以獲得上述效果。然而， 因為更多部分磁極對能獲得效果，優選如上所述構成所有部分磁極對 81至83。上文也可以適用於具有參考圖8所述並構成分析電磁體40 的部分磁極對81a至83a。代替以多個步驟加寬部分磁極對的每個的間隙12的結構，可以採 用以線性方式、凸向中心12a的彎曲方式、或凹向中心12a的彎曲方式 來加寬間隙的結構。在多個部分磁極對中，可以組合採用這些步驟。在從用於離子束2的入口計數的奇數部分磁極對中，可以採用相 同形狀的間隙12，或可以採用不同形狀的間隙12。上文也同樣適用於 從用於離子束2的入口計數的偶數部分磁極對。磁心6可以具有C狀扇形形狀。儘管參考有限數量的實施例描述了本發明，從該公開受益的本領 域的技術人員將意識到，在不背離如在此公開的本發明的範圍的情況 下，可以設計其他實施例。因此，本發明的範圍應當僅受附加權利要 求限制。
權利要求
1.一種分析電磁體，用於執行具有帶狀形狀的離子束的動量分析，在該帶狀形狀中，與傳播方向相交的平面的y方向中的尺寸大於垂直於y方向的x方向中的尺寸，所述分析電磁體包括磁極，其中，彎曲平面圖形狀，通過y方向中的間隙彼此相對，並在其間入射離子束，其中，沿離子束的傳播方向，將所述磁極的每一個劃分成三個或更多奇數部分磁極，朝彎曲部分的外部，加寬從用於離子束的入口計數的奇數部分磁極對的間隙，以及朝彎曲部分的內部，加寬從用於離子束的所述入口計數的至少一個偶數部分磁極對的每個磁極對應的各個間隙。
2. —種分析電磁體，用於執行帶狀形狀的離子束的動量分析，在 該帶狀形狀中，與傳播方向相交的平面的y方向中的尺寸大於垂直於y 方向的x方向中的尺寸，所述分析電磁體包括磁極，其中，彎曲平面圖形狀，通過y方向中的間隙彼此相對， 並在其間入射離子束，其中，沿離子束的傳播方向，將所述磁極的每一個劃分成三個或 更多奇數部分磁極，朝彎曲部分的內部，加寬從用於離子束的入口計 數的奇數部分磁極對的間隙，以及朝彎曲部分的外部，加寬從用於離 子束的所述入口計數的至少一個偶數部分磁極對的每個磁極對應的各 個間隙。
3. 如權利要求1或2所述的分析電磁體，其中，用多個步驟加寬 所述三個或更多奇數部分磁極對的至少一個的間隙。
4. 如權利要求1或2所述的分析電磁體，其中，所述磁極的每一 個的劃分數為3。
5. 如權利要求4所述的分析電磁體，其中從用於離子束的入口計數的奇數部分磁極對的間隙向著彎曲部分的外側加寬，以及從所述用 於離子束的入口計數的偶數部分磁極對的間隙向著彎曲部分的內側加寬。
6. 如權利要求4所述的分析電磁體，其中，從用於離子束的入口 計算的奇數部分磁極對的間隙向著彎曲部分的內側加寬，以及從所述 用於離子束的入口計數的偶數部分磁極對的間隙向著彎曲部分的外側 加寬。
7. 如權利要求l所述的分析電磁體，其中所述磁極的每個的劃分 數是5或更大的奇數，以及從用於離子束的入口計數的奇數部分磁極 對的間隙向著彎曲部分的外側加寬，以及從所述用於離子束的入口計 數的偶數部分磁極對的間隙向著彎曲部分的內側加寬。
8. 如權利要求2所述的分析電磁體，其中所述磁極的每個的劃分 數是5或更大的奇數，以及從用於離子束的入口計數的奇數部分磁極 對的間隙向著彎曲部分的內側加寬，以及從所述用於離子束的入口計 數的偶數部分磁極對的間隙向著彎曲部分的外側加寬。
全文摘要
在分析電磁體40中，沿離子束2的傳播方向，將其中彎曲平面圖形狀的磁極的每一個劃分成三個部分磁極81至83。朝彎曲部分的外部，加寬如從離子束2的入口計數的第一和第三部分磁極對81、83的間隙，以及朝彎曲部分的內部，加寬第二部分磁極對82的間隙。
文檔編號H01J37/244GK101114565SQ20071011026
公開日2008年1月30日 申請日期2007年6月8日 優先權日2006年6月9日
發明者土肥正二郎 申請人:日新意旺機械股份有限公司