本發(fā)明涉及用于帶狀束的輸送的真空室和具備該真空室的質(zhì)量分析電磁鐵。

背景技術(shù)：

在離子注入裝置和電子線照射裝置等各種工業(yè)設(shè)備中利用離子束和電子束。在各裝置中使用的束形狀是各種各樣的，根據(jù)裝置結(jié)構(gòu)和成為處理對象的基板的種類，使用點狀束、帶狀束、面狀束等各種束。使用這樣的具有電荷的束的裝置，被稱為帶電粒子束裝置。

如果舉出作為所述的帶電粒子束裝置的一種的、離子注入裝置的具體例子，則有如專利文獻1所述的使用了帶狀束的離子注入裝置。帶狀束是用與在裝置內(nèi)部輸送的帶電粒子束的行進方向垂直的平面把帶電粒子束切斷時的斷面呈大體長方形的束。

大部分帶電粒子束裝置具備用于在真空內(nèi)輸送束的真空室。如果用專利文獻1的例子來說明，則真空室設(shè)置為覆蓋從生成離子束的離子源到配置有基板的處理室的、離子束的輸送路徑。

用與帶狀束的行進方向垂直的平面切斷真空室時的樣子，表示在專利文獻1的圖11和圖13中。

從這些圖可知，專利文獻1的真空室是內(nèi)部形成有帶狀束通過的空間的矩形的容器。這種形狀的真空室，不限于專利文獻1的離子注入裝置，也可以在使用帶狀束的其它的帶電粒子束裝置中使用。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻1：日本專利公開公報特開2005-327713號

帶電粒子束是具有正電荷或負電荷的束。這種束由于束自身具有的電荷，在束內(nèi)部形成電位(束電位)。大多數(shù)情況下，由于真空室電性 接地，所以在真空室和束之間產(chǎn)生電位差并產(chǎn)生電場。受到所述電場的作用，帶電粒子束在輸送中發(fā)散，在帶狀束的情況下，由于束電位存在有在帶狀束的長度方向上不同的傾向，所以相同方向上的電場變得不均勻，在帶狀束的各部分發(fā)散的程度不同。

參照圖10具體說明帶狀束的發(fā)散因位置而變得不均勻的理由。在圖10中用虛線描繪了由束電位在真空室內(nèi)形成的電場的等電位線。在該圖中描繪的真空室C與專利文獻1的圖11和圖13中描繪的真空室的形狀相同。由于在圖10中，真空室C的下側(cè)區(qū)域與把圖示的上側(cè)區(qū)域在真空室C的中央折返得到的區(qū)域基本相同，因此省略了下側(cè)區(qū)域。

所述真空室C電性接地，具有正電荷的帶狀束B通過真空室C的內(nèi)部。在帶狀束B的長度方向(圖的上下方向)上存在下述傾向：越靠近帶狀束B的中心通過的真空室C的中央?yún)^(qū)域(大體用附圖標記CR包圍的區(qū)域)電位越高，越靠近帶狀束B的端部通過的真空室C的端部區(qū)域(大體用附圖標記ER包圍的區(qū)域)電位越低。因此，相比于端部區(qū)域，在真空室C的中央?yún)^(qū)域產(chǎn)生強電場，帶狀束B的發(fā)散變大。相反，相比于中央?yún)^(qū)域，在真空室C的端部區(qū)域產(chǎn)生弱電場，帶狀束B的發(fā)散變小。

如果束電位導(dǎo)致的發(fā)散程度在帶狀束的長度方向上的各部分不同，則帶狀束的形狀產(chǎn)生變形。如果帶狀束的形狀產(chǎn)生變形，則存在會給使用了帶狀束的基板處理帶來障礙、對束光學(xué)系統(tǒng)中的束的輸送效率帶來惡劣影響的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是減小束電位導(dǎo)致的帶狀束的長度方向上的發(fā)散不均勻性。

本發(fā)明提供一種真空室，其構(gòu)成帶狀束的輸送路徑，當(dāng)把通過所述真空室內(nèi)的所述帶狀束的行進方向設(shè)為Z方向、把所述帶狀束的長度方向設(shè)為Y方向、把與兩方向垂直的方向設(shè)為X方向時，在Y方向上的所述真空室的端部區(qū)域中，越朝向所述真空室的端部去，X方向上的所述真空室的內(nèi)部尺寸越小。

按照所述結(jié)構(gòu)的真空室，能使形成在束電位相對較低的帶狀束的長度方向上的端部所通過的、真空室的端部區(qū)域的等電位線變密，并使同區(qū)域中的電場強度變強。其結(jié)果，能夠減小帶狀束的長度方向上的發(fā)散不均勻性。

根據(jù)配置在帶狀束的輸送路徑上的束光學(xué)系統(tǒng)，帶狀束的形狀沿輸送路徑變化?？梢耘浜线@種帶狀束的形狀變化，改變真空室的形狀。具體地說，可以采用下述構(gòu)成：在所述真空室的端部區(qū)域中，伴隨X方向上的所述帶狀束的尺寸沿Z方向變化，X方向上的所述真空室的內(nèi)部尺寸沿Z方向變化。

此外，在考慮在X方向上在偏轉(zhuǎn)電磁鐵內(nèi)作用在帶狀束上的洛倫茲力的不同以及同方向上的帶狀束的形狀等的情況下，可以采用下述構(gòu)成：所述真空室的內(nèi)壁形狀為相對于包含所述帶狀束的中心的Y方向在X方向上非對稱。

此外，可以采用下述構(gòu)成：在所述真空室的端部區(qū)域配置有多個導(dǎo)電性板。

按照所述結(jié)構(gòu)，僅僅通過適當(dāng)變更導(dǎo)電性板的安裝位置、安裝角度、導(dǎo)電性板的尺寸等，就能夠容易地改變帶狀束所通過的真空室的內(nèi)部區(qū)域的結(jié)構(gòu)。其結(jié)果，能容易地減小帶狀束的長度方向上的發(fā)散不均勻性。

另外，在配置導(dǎo)電性板的情況下，可以采用下述構(gòu)成：所述真空室和所述導(dǎo)電性板的電位不同。

按照所述結(jié)構(gòu)，通過變更施加在導(dǎo)電性板上的電壓，能夠調(diào)整形成在真空室的內(nèi)部區(qū)域的電場分布。

作為更具體的結(jié)構(gòu)，可以采用下述構(gòu)成：所述帶狀束具有正電荷，所述導(dǎo)電性板的電位比所述真空室的電位低。

此外，本發(fā)明還提供一種質(zhì)量分析電磁鐵，理想的是，所述質(zhì)量分析電磁鐵包括所述的真空室。質(zhì)量分析電磁鐵用于使帶狀束旋轉(zhuǎn)足夠的距離以除去束中所含的不需要的成分，所述電磁鐵中的束輸送距離比其它束光學(xué)部件相對更長。

如果帶狀束的發(fā)散不均性大，則正常的質(zhì)量分析變得困難，但是通過把本發(fā)明的真空室作為質(zhì)量分析電磁鐵的束輸送管使用，能夠充分減小通過質(zhì)量分析電磁鐵內(nèi)部的帶狀束的發(fā)散不均勻性，從而能夠?qū)嵤┱５馁|(zhì)量分析。

本發(fā)明能夠使形成在束電位相對較低的帶狀束的長度方向上的端部所通過的、真空室的端部區(qū)域的等電位線變密，并使同區(qū)域中的電場強度變強。其結(jié)果，能夠減小帶狀束的長度方向上的發(fā)散不均勻性。

附圖說明

圖1是表示應(yīng)用了本發(fā)明的離子注入裝置的結(jié)構(gòu)例的俯視圖。

圖2是沿圖1所示的A-A線的剖視圖。圖2的(A)是使用導(dǎo)電性板形成真空室的內(nèi)部空間的結(jié)構(gòu)，圖2的(B)是改變真空室本身的形狀來形成真空室的內(nèi)部空間的結(jié)構(gòu)。

圖3是表示圖2所示的真空室的第一變形例的剖視圖。

圖4是表示圖2所示的真空室的第二變形例的剖視圖。圖4的(A)是使用了臺階形的導(dǎo)電性板的結(jié)構(gòu)，圖4的(B)是使用了彎曲狀的導(dǎo)電性板的結(jié)構(gòu)。

圖5是表示圖2所示的真空室的第三變形例的剖視圖。圖5的(A)是在真空室的上下的面上配置有多個導(dǎo)電性板的結(jié)構(gòu)，圖5的(B)是在真空室的左右側(cè)面上配置有多個導(dǎo)電性板的結(jié)構(gòu)。

圖6是表示圖2所示的真空室的第四變形例的剖視圖。圖6的(A)是多個導(dǎo)電性板與一個電源連接的結(jié)構(gòu)，圖6的(B)是各導(dǎo)電性板分別獨立地與電源連接的結(jié)構(gòu)。

圖7是表示應(yīng)用了本發(fā)明的另外的離子注入裝置的結(jié)構(gòu)例的俯視圖。

圖8是關(guān)于伴隨束徑的變化、真空室的端部區(qū)域變化的結(jié)構(gòu)的說明圖。圖8的(A)是表示在質(zhì)量分析電磁鐵內(nèi)束徑變化的樣子的俯視圖。圖8的(B)是沿圖8的(A)的B-B線的剖視圖。圖8的(C)是沿圖8的(A)的C-C線的剖視圖。圖8的(D)是沿圖8的(A)的D-D線的剖視圖。

圖9是關(guān)于在真空室的端部區(qū)域左右側(cè)面為非對稱結(jié)構(gòu)的說明圖。圖9的(A)是表示在質(zhì)量分析電磁鐵內(nèi)束徑變化的樣子的俯視圖。圖9的(B)是沿圖9的(A)的B-B線的剖視圖。圖9的(C)是沿圖9的(A)的C-C線的剖視圖。圖9的(D)是沿圖9的(A)的D-D線的剖視圖。

圖10表示在以往的真空室的剖視圖中帶狀束的束電位形成的電場分布。

附圖標記說明

2 質(zhì)量分析電磁鐵

B 帶狀束

C 真空室

P 導(dǎo)電性板

V 電源

具體實施方式

作為應(yīng)用本發(fā)明的帶電粒子束裝置的一個例子，圖1表示了離子注入裝置的結(jié)構(gòu)例。簡單說明所述離子注入裝置IM的整體結(jié)構(gòu)。圖示的XYZ軸，表示處理室4內(nèi)的帶狀束B的方向。

具體而言，Z軸的方向(Z方向)是帶狀束B的行進方向，Y軸的方向(Y方向)是用與Z軸垂直的平面切斷帶狀束B時的束斷面上的帶狀束B的長度方向。此外，X軸的方向(X方向)是帶狀束B的短邊方向，也是與Y軸和Z軸垂直的方向。

通過使由離子源1生成的帶狀束B通過質(zhì)量分析電磁鐵2和分析狹縫3，由此除去束內(nèi)所含的不需要的離子。在處理室4中配置有支承在未圖示的掃描機構(gòu)上的基板S(玻璃基板、硅晶片等半導(dǎo)體基板等)，基板S通過掃描機構(gòu)橫穿向處理室4內(nèi)照射的帶狀束B并沿圖示的箭頭的方向掃描。

在基板S的下游側(cè)配置有束電流測量器5。當(dāng)不向基板S照射帶狀束B時，帶狀束B照射到束電流測量器5上。

束電流測量器5是例如由沿Y方向配置的多個法拉第杯構(gòu)成的多點法拉第杯。使用所述測量器，能進行Y方向上的帶狀束B的束電流分布的測量。

此外，也可以采用下述方式：代替多點法拉第杯，用一個法拉第杯構(gòu)成束電流測量器5并使其沿Y方向移動，由此也能測量Y方向上的束電流分布。

在從離子源1到處理室4的帶狀束B的輸送路徑上，設(shè)有用于將輸送路徑保持為真空的真空室C。關(guān)于本發(fā)明的真空室C的結(jié)構(gòu)，參照圖2以后的附圖如下所述地進行說明。

圖2是沿圖1所示的A-A線的剖視圖。與現(xiàn)有技術(shù)的真空室的結(jié)構(gòu)進行比較，本發(fā)明的帶狀束B的Y方向上的端部所通過的真空室C的端部區(qū)域的結(jié)構(gòu)不同。

具體地說，如圖2的(A)、圖2的(B)所示的，在Y方向上的帶狀束B的端部所通過的真空室C的端部區(qū)域，越靠真空室C的端部，X方向上的真空室C的內(nèi)部尺寸越小。

另外，真空室C的端部區(qū)域是指：Y方向上的帶狀束B的端部所通過的區(qū)域，并且包含形成于同方向的真空室C的端部的內(nèi)壁面的區(qū)域。

圖2的(A)所示的真空室C是與以往相同的、斷面為矩形的真空室C，在真空室C的內(nèi)側(cè)四角配置有導(dǎo)電性板P。所述導(dǎo)電性板P與真空室C的一部分的內(nèi)壁，形成輸送帶狀束B的空間。

在圖2的(A)的結(jié)構(gòu)例中，真空室C的端部區(qū)域中的X方向上的真空室C的內(nèi)部尺寸是指X方向上的導(dǎo)電性板P間的距離。

真空室C由鐵、不銹鋼、鋁、碳等導(dǎo)電性的材料構(gòu)成，在此用未圖示的螺絲固定由同種材料構(gòu)成的導(dǎo)電性板P。此外，在本實施方式中，真空室C和導(dǎo)電性板P電性接地。

通過把導(dǎo)電性板P配置在真空室C的四角，在Y方向上的真空室C的端部區(qū)域中，輸送帶狀束B的空間變窄。由此，真空室C的端部區(qū)域中的等電位線變密，同區(qū)域中的電場變強。其結(jié)果，能夠減小帶狀束B 的長度方向上的束電位的不同導(dǎo)致的束的發(fā)散不均勻性。

本發(fā)明的真空室C不限于使用導(dǎo)電性板P的結(jié)構(gòu)。代替使用導(dǎo)電性板P，也可以改變真空室C的形狀。圖2的(B)所示的真空室C，以在真空室C的內(nèi)側(cè)形成與圖2的(A)同樣的內(nèi)部區(qū)域的方式形成為八邊形的結(jié)構(gòu)。

即使采用圖2的(B)所示的結(jié)構(gòu)，也和圖2的(A)的結(jié)構(gòu)同樣地，通過加強真空室C的端部區(qū)域中的電場，可以減小帶狀束B的長度方向上束電位的不同導(dǎo)致的束的發(fā)散不均勻性。此外，真空室C的外形不一定必須為如圖2的(B)所示的八邊形，也可以使外形為矩形并使內(nèi)部形狀為八邊形。

另外，在圖2的(B)的結(jié)構(gòu)例中，真空室C的端部區(qū)域中的X方向上的真空室C的內(nèi)部尺寸是指X方向上的真空室C的內(nèi)壁間的距離。

按照圖2的(A)、圖2的(B)所述的兩結(jié)構(gòu)，在減小束的發(fā)散不均勻性這點上可以得到同等的效果，但是為了容易地進行真空室C的端部區(qū)域中的電場分布的調(diào)整，優(yōu)選的是圖2的(A)所示的使用導(dǎo)電性板P的結(jié)構(gòu)。

其理由是：僅通過適當(dāng)變更導(dǎo)電性板P的安裝位置、安裝角度、導(dǎo)電性板P的尺寸等，就能夠容易地變更帶狀束B所通過的真空室C的內(nèi)部區(qū)域的結(jié)構(gòu)。

此外，作為真空室C的結(jié)構(gòu)，可以采用圖3所示的結(jié)構(gòu)。圖3是表示圖2所示的真空室C的第一變形例的剖視圖。在圖3的結(jié)構(gòu)中，使用了兩種導(dǎo)電性板P1、P2。如該圖中描繪的實施方式所示，可以通過把組合多個導(dǎo)電性板P得到的構(gòu)件配置在真空室C的四角，構(gòu)成帶狀束B所通過的真空室C的內(nèi)部區(qū)域。

此外，可以采用圖4所示的結(jié)構(gòu)。圖4是表示圖2所示的真空室C的第二變形例的剖視圖。圖2的(A)和圖3所示的導(dǎo)電性板P使用了斷面為大體長方形的平板，但是導(dǎo)電性板P的形狀也可以是其它形狀。

例如如圖4的(A)所示，作為導(dǎo)電性板P的形狀，可以使用斷面形狀為臺階形的導(dǎo)電性板P。此外，如圖4的(B)所示，也可以使用斷 面形狀彎曲的導(dǎo)電性板P。

按照圖4的(A)所示的結(jié)構(gòu)，在真空室C的端部區(qū)域中，隨著朝向真空室C的端部去，X方向上的真空室C的內(nèi)部尺寸間斷地變小。此外，按照圖4的(B)所示的結(jié)構(gòu)，在真空室C的端部區(qū)域中，隨著朝向真空室C的端部去，X方向上的真空室C的內(nèi)部尺寸呈指數(shù)函數(shù)地變小。

根據(jù)這些結(jié)構(gòu)例可以理解的是，按照本發(fā)明，在真空室C的端部區(qū)域中，只要X方向上的真空室C的內(nèi)部尺寸越靠真空室C的端部越變小即可。關(guān)于X方向上的真空室C的內(nèi)部尺寸怎樣變小，與導(dǎo)電性板P的形狀和真空室C的內(nèi)壁的形狀有關(guān)。

按照到此為止所述的實施方式，導(dǎo)電性板P固定支承在真空室C的內(nèi)壁中的相鄰的兩個面上，但是也可以固定支承在特定的一個面上。

例如，在多個導(dǎo)電性板P固定支承在真空室C的內(nèi)壁中的特定的一個面上的情況下，可以采用圖5所示的結(jié)構(gòu)例。

圖5是表示圖2所示的真空室的第三變形例的剖視圖。圖5的(A)是長度不同的多個導(dǎo)電性板P固定支承在真空室C的上下的面上的結(jié)構(gòu)例。本發(fā)明的真空室C可以是這種結(jié)構(gòu)。另一方面，如圖5的(B)所示，本發(fā)明也可以是下述的結(jié)構(gòu)：長度不同的多個導(dǎo)電性板P固定支承在真空室C的左右側(cè)面上。

按照到此為止所述的實施方式，將導(dǎo)電性板P的電位固定為與真空室C相同的接地電位，但是也可以使導(dǎo)電性板P的電位與真空室C的電位不同。

圖6是表示圖2所示的真空室C的第四變形例的剖視圖。在圖6的(A)的配置在真空室C內(nèi)的導(dǎo)電性板P上，通過真空穿通密封件F連接有電源V。此外，在本實施方式中，導(dǎo)電性板P通過未圖示的絕緣構(gòu)件固定支承在真空室C上，導(dǎo)電性板P和真空室C之間電絕緣。各導(dǎo)電性板P上由電源V施加有負的數(shù)十伏的電壓，真空室C接地。此外，通過真空室C內(nèi)的帶狀束具有正電荷。

按照該結(jié)構(gòu)，能夠比到此為止的實施方式更容易地調(diào)整真空室C的 端部區(qū)域中的電場強度。

此外，可以如圖6的(A)所示的結(jié)構(gòu)那樣使用單個電源V向各導(dǎo)電性板P施加電壓，也可以像圖6的(B)所示的結(jié)構(gòu)那樣，設(shè)置與各導(dǎo)電性板P分別對應(yīng)的電源V，獨立進行各導(dǎo)電性板P的電位設(shè)定。

此外，關(guān)于導(dǎo)電性板P的電位設(shè)定，也可以將配置在真空室C的上下或左右的導(dǎo)電性板P作為組，使用共同的電源對每組導(dǎo)電性板P進行電位設(shè)定。

在到此為止的實施方式中所述的本發(fā)明的真空室C，遍及從離子源1到處理室4的帶狀束B的輸送路徑的整個區(qū)域設(shè)置，但是也可以設(shè)置在輸送路徑的一部分上。

圖7是表示應(yīng)用了本發(fā)明的另外的離子注入裝置IM的結(jié)構(gòu)例的俯視圖。在該結(jié)構(gòu)例中，在質(zhì)量分析電磁鐵2內(nèi)的帶狀束B的輸送路徑上使用本發(fā)明的真空室C。此外，如圖所示，導(dǎo)電性板P沿帶狀束B的行進方向分割為多個。

在圖7的離子注入裝置IM中，可動式的束電流測量器10a、10b，設(shè)置在夾持設(shè)有真空室C的質(zhì)量分析電磁鐵2的位置。所述束電流測量器10a、10b，具有與在圖1的結(jié)構(gòu)例中說明過的束電流測量器5同樣的功能和結(jié)構(gòu)，通過未圖示的驅(qū)動機構(gòu)沿圖中的箭頭方向移動。

另外，在用帶狀束B處理基板S期間，所述束電流測量器10a、10b移動到不妨礙帶狀束B的輸送的位置。

在該結(jié)構(gòu)下，首先用束電流測量器10a測量帶狀束B的長度方向的束電流分布。接著用束電流測量器10b測量帶狀束B的長度方向的束電流分布。此后，將兩測量器的測量結(jié)果發(fā)送到控制裝置Cont，控制裝置Cont計算由于通過質(zhì)量分析電磁鐵2而使帶狀束B的束電流分布發(fā)生了怎樣的變化。

而后，控制裝置Cont根據(jù)計算結(jié)果，控制與各導(dǎo)電性板P連接的未圖示的電源，使得對各導(dǎo)電性板P施加適當(dāng)?shù)碾妷骸?/p>

如果是在本發(fā)明的真空室C中對導(dǎo)電性板P施加所希望的電壓的結(jié) 構(gòu)，則能和所述的反饋系統(tǒng)組合。

此外，在圖7的結(jié)構(gòu)例中，可以根據(jù)束電流測量器10a、10b中的任意一方的測量結(jié)果，進行對各導(dǎo)電性板P施加電壓的控制。在該情況下，因為束電流測量器的個數(shù)可以是一個，所以離子注入裝置IM只要具備束電流測量器10a或者束電流測量器10b的任意一方即可。

此外，代替各束電流測量器10a、10b，可以根據(jù)束電流測量器5的測量結(jié)果，進行對各導(dǎo)電性板P施加電壓的控制。在該情況下，離子注入裝置IM僅具備束電流測量器5即可。

此外，在圖7的結(jié)構(gòu)例中，導(dǎo)電性板P沿束行進方向被分割成多個，但是無需一定采取這種分割結(jié)構(gòu)，可以采用沿束行進方向一體化的長導(dǎo)電性板P。此外，在圖7的結(jié)構(gòu)例中，與圖2的(A)同樣，設(shè)想導(dǎo)電性板P配置在真空室C的四角，但是在導(dǎo)電性板P沿束行進方向分割成多個的情況下，真空室C中配置的導(dǎo)電性板P的束行進方向上的尺寸，可以配合帶狀束B的輸送路徑的結(jié)構(gòu)，在真空室C的上下、左右不同。

此外，真空室C的端部區(qū)域的形狀，可以沿帶狀束B的行進方向變化。例如，使通過質(zhì)量分析電磁鐵2的帶狀束B的X方向上的尺寸，對應(yīng)于質(zhì)量分析電磁鐵2的位置而變化。圖8表示了伴隨這種帶狀束B的尺寸變化，真空室C的端部區(qū)域的形狀變化的結(jié)構(gòu)例。

圖8的(A)是表示束徑在質(zhì)量分析電磁鐵2內(nèi)變化的樣子的俯視圖，圖8的(B)～圖8的(D)表示了沿圖8的(A)中所記載的B-B線、C-C線、D-D線的斷面的樣子。在該結(jié)構(gòu)例中，在真空室C的四角設(shè)有導(dǎo)電性板P，由所述導(dǎo)電性板P形成真空室C的端部區(qū)域。

此外，在圖8的(B)、圖8的(D)中，導(dǎo)電性板P相對于真空室C的內(nèi)壁以角度θa安裝。在圖8的(C)中，導(dǎo)電性板P相對于真空室C的內(nèi)壁以角度θb(＜角度θa)安裝。

另外，圖8的(A)所示的坐標軸，與向質(zhì)量分析電磁鐵2入射的帶狀束B和從質(zhì)量分析電磁鐵2射出的帶狀束B有關(guān)。

如圖8的(A)中所描繪的，入射到質(zhì)量分析電磁鐵2中的帶狀束B，以X方向上的尺寸在質(zhì)量分析電磁鐵2的中央附近成為最大的方式擴大， 并以聚焦在配置于質(zhì)量分析電磁鐵2的下游側(cè)的分析狹縫的方式會聚。

配合這種X方向上的束尺寸的變化，真空室C的端部區(qū)域中的電場分布也發(fā)生變化?？紤]這一點，為了充分減小帶狀束B的長度方向上的發(fā)散不均勻性，需要配合束尺寸的變化使真空室C的端部區(qū)域的形狀也發(fā)生變化。

具體地說，在X方向上的帶狀束B的尺寸沿Z方向變大的情況下，在真空室C的端部區(qū)域中，X方向上的真空室C的內(nèi)部尺寸沿Z方向逐漸擴大。

如圖所示，如果設(shè)圖8的(B)記載的導(dǎo)電性板P的安裝角度為角度θa、設(shè)圖8的(C)記載的導(dǎo)電性板P的安裝角度為角度θb(＜角度θa)，則導(dǎo)電性板P以安裝角度沿Z方向從角度θa向角度θb逐漸變小的方式安裝在真空室C中。

相反，在X方向上的帶狀束B的尺寸沿Z方向變小的情況下，在真空室C的端部區(qū)域中，X方向上的真空室C的內(nèi)部尺寸沿Z方向逐漸變窄。

在該情況下，和所述的結(jié)構(gòu)相反，導(dǎo)電性板P以安裝角度沿Z方向從角度θb向角度θa逐漸變大的方式安裝在真空室C中。

圖8的實施方式是關(guān)于質(zhì)量分析電磁鐵2的結(jié)構(gòu)例，也可以適用于質(zhì)量分析電磁鐵2以外的、使帶狀束B的尺寸變化的束光學(xué)部件。

此外，以上對X方向上的束尺寸發(fā)生變化的例子進行了說明，也可以對應(yīng)于Y方向上的束尺寸的變化，使真空室C的端部區(qū)域的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。

帶狀束B通過質(zhì)量分析電磁鐵2時，帶狀束B上作用有洛倫茲力。帶狀束B在X方向上具有寬度，在X方向上，在圖9的(A)所示的質(zhì)量分析電磁鐵2的外側(cè)和里側(cè)，在不同的位置輸送。由于在質(zhì)量分析電磁鐵2的外側(cè)和里側(cè)，束的輸送距離不同，所以帶狀束B通過質(zhì)量分析電磁鐵2時受到的洛倫茲力的大小，在外側(cè)和里側(cè)也不同?？紤]這一點，可以采用圖9記載的結(jié)構(gòu)例。

與圖8的(A)～圖8的(D)同樣，圖9的(A)是表示束徑在質(zhì)量分析電磁鐵2內(nèi)變化的樣子的俯視圖，圖9的(B)～圖9的(D)表示了沿圖9的(A)中記載的B-B線、C-C線、D-D線的斷面的樣子。

由于在質(zhì)量分析電磁鐵2內(nèi)通過外側(cè)的帶狀束B的成分，在質(zhì)量分析電磁鐵2內(nèi)的輸送距離變長，在此作用的洛倫茲力的效果變大。相反，在質(zhì)量分析電磁鐵2內(nèi)通過里側(cè)的帶狀束B的成分，在質(zhì)量分析電磁鐵2內(nèi)的輸送距離變短，在此作用洛倫茲力的效果變小。

考慮該點，如圖9的(B)～圖9的(D)所示，導(dǎo)電性板P的安裝角度在真空室C的左右不同。

在這些圖中，導(dǎo)電性板P的安裝角度的關(guān)系為θa1＞θa2、θa1＞θb1、θa2＞θb2、θb1＞θb2。

由于通過質(zhì)量分析電磁鐵2的外側(cè)的帶狀束B的成分由于洛倫茲力朝向里側(cè)大幅偏轉(zhuǎn)，所以相比于通過質(zhì)量分析電磁鐵2的里側(cè)的帶狀束B的成分的、束電位導(dǎo)致的束的擴散，通過質(zhì)量分析電磁鐵2的外側(cè)的帶狀束B的成分的、束電位導(dǎo)致的束的擴散稍微減小。

基于這一點，使配置在外側(cè)的導(dǎo)電性板P的安裝角度θa1大于配置在里側(cè)的導(dǎo)電性板P的安裝角度θa2。

按照該結(jié)構(gòu)，束電位導(dǎo)致的束的擴散，在外側(cè)一方比里側(cè)大，但是由于在外側(cè)，隨著朝向里側(cè)去洛倫茲力造成的偏轉(zhuǎn)作用起到很大的作用，所以束電位導(dǎo)致的發(fā)散得到緩和。其結(jié)果，能夠使通過真空室C的端部區(qū)域的、X方向上的帶狀束B的兩端部的束電位導(dǎo)致的發(fā)散的程度成為相同的程度。

此外，如在圖8的實施方式中所說明過的，如果還考慮束徑的變化，則在圖9的結(jié)構(gòu)例中，從質(zhì)量分析電磁鐵2的入口至中央，以導(dǎo)電性板P的安裝角度沿Z方向逐漸變小的方式構(gòu)成，從質(zhì)量分析電磁鐵2的中央至出口，以導(dǎo)電性板P的安裝角度沿Z方向逐漸變大的方式構(gòu)成。

在圖9所示的實施方式中，帶狀束B是順時針旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)，但是與此相反，帶狀束B也可以逆時針旋轉(zhuǎn)。在該情況下，導(dǎo)電性板P的安裝角度的關(guān)系，與圖9的結(jié)構(gòu)例左右相反。

此外，在到此為止的實施方式中，為了簡化說明，設(shè)想了長度方向上的束電流分布大體均勻的帶狀束B以及在磁鐵內(nèi)生成的磁場大體均勻的質(zhì)量分析電磁鐵2，但是不限于這些條件。束電流分布和磁場分布不均勻的構(gòu)成，也可以應(yīng)用本發(fā)明。

在該情況下，在圖9的結(jié)構(gòu)例中，根據(jù)束電流分布、磁場分布、束的旋轉(zhuǎn)角度等各種條件，決定要把導(dǎo)電性板P的左右的安裝角度的關(guān)系設(shè)為什么樣的關(guān)系才能成為使帶狀束B的長度方向上的發(fā)散不均勻性減小的最佳角度。

關(guān)于圖9的結(jié)構(gòu)例和與其類似的其它結(jié)構(gòu)例，通常而言，在配置本發(fā)明的真空室C的帶狀束B的輸送路徑中，在至少一部分的輸送路徑中，真空室C的內(nèi)壁形狀成為相對于包含帶狀束B的中心的YZ平面在X方向上非對稱。

至少一部分的輸送路徑的意思是指：可以是遍及配置真空室C的輸送路徑整體，使真空室C的內(nèi)壁形狀為非對稱；也可以在配置真空室C的輸送路徑的一部分上，使真空室C的內(nèi)壁形狀為非對稱。

采用所述結(jié)構(gòu)的理由是因為，根據(jù)帶狀束B的束電流分布、電磁鐵內(nèi)的磁場分布、束的旋轉(zhuǎn)角度等，在質(zhì)量分析電磁鐵的一部分的輸送路徑中，真空室C的內(nèi)壁形狀變化，真空室C的內(nèi)壁形狀能成為相對于包含帶狀束B的中心的YZ平面在X方向上對稱。

在此，將質(zhì)量分析電磁鐵作為例子進行了說明，關(guān)于在X方向上作用在帶狀束B上的洛倫茲力存在不同的偏轉(zhuǎn)電磁鐵，也可以說具有相同的情況。

此外，當(dāng)長度方向的端部形狀為相對于包含帶狀束B的中心的Y方向在X方向上非對稱的帶狀束B通過本發(fā)明的真空室C時，也可以考慮使真空室C的內(nèi)壁形狀成為非對稱。此外同樣地，當(dāng)長度方向的端部形狀為相對于包含帶狀束B的中心的X方向在Y方向上非對稱的帶狀束B通過本發(fā)明的真空室C時，也可以考慮使真空室C的內(nèi)壁形狀成為相對于包含帶狀束B的中心的X方向非對稱。

可以根據(jù)需要組合到此為止說明過的各種實施方式。例如，可以把 在圖8和圖9中說明過的實施方式與在圖6中說明過的實施方式組合。此外，在到此為止的多個實施方式中，為使用了導(dǎo)電性板P的結(jié)構(gòu)，也可以去除這種導(dǎo)電性板P，適當(dāng)變更真空室C的內(nèi)壁形狀。在該情況下，作為真空室C的內(nèi)壁形狀，不限于圖2的(B)所述的八邊形，可以采用六邊形和十二邊形等多邊形及橢圓形等各種形狀。

此外，到此為止說明過的各種實施方式，作為帶狀束B舉出了離子束的例子進行了說明，但是本發(fā)明也可以應(yīng)用于電子束。

此外，在Y方向上，帶狀束B的端部相比于中央部，存在束電位導(dǎo)致的發(fā)散變小的傾向，基于入射到本發(fā)明的真空室C中的束的特性，認為在束端部以外的位置，也存在有束電位導(dǎo)致的發(fā)散變小的情況。

在該情況下，可以追加與帶狀束B的端部以外的規(guī)定位置對應(yīng)的導(dǎo)電性板P等。

此外，除了所述的內(nèi)容以外，在不脫離本發(fā)明的發(fā)明思想的范圍內(nèi)，當(dāng)然也可以進行各種改良和變形。