CN101114565A

CN101114565A - 分析电磁体

Info

Publication number: CN101114565A
Application number: CNA2007101102638A
Authority: CN
Inventors: 土肥正二郎
Original assignee: Nissin Ion Equipment Co Ltd
Current assignee: Nissin Ion Equipment Co Ltd
Priority date: 2006-06-09
Filing date: 2007-06-08
Publication date: 2008-01-30
Anticipated expiration: 2027-06-08
Also published as: US20080067398A1; CN101114565B; KR20070118027A; JP2007329078A; KR100920433B1; JP4218699B2

Abstract

在分析电磁体40中，沿离子束2的传播方向，将其中弯曲平面图形状的磁极的每一个划分成三个部分磁极81至83。朝弯曲部分的外部，加宽如从离子束2的入口计数的第一和第三部分磁极对81、83的间隙，以及朝弯曲部分的内部，加宽第二部分磁极对82的间隙。

Description

分析电磁体

本申请要求在日本专利局于2006年6月9日提交的日本专利申请No.2006-160991的优先权。该优先申请在此全部引入作为参考。

技术领域

本公开涉及将用在离子注入装置、离子掺杂(注册商标)装置等等中以及偏转离子束以便执行离子束的动量分析的分析电磁体，以及更具体地说，涉及分析带状离子束的动量的分析电磁体。

背景技术

例如，专利文献1(UM-A-64-7753(图1))公开了相关技术的分析电磁体的例子，其偏转离子束以便执行离子束的动量分析(例如质量分析，以及在下文中同样适用)。

图11表示在该相关技术的分析电磁体中，在其中弯曲平面图形状和通过y方向中的间隙彼此相对的磁极之间，入射具有带状(这也称为片状或条状)形状的离子束2，在该离子束中，如例如图15中所示，在与传播方向z相交的平面中的y方向上的尺寸W_y大于垂直于y方向的x方向上的尺寸W_x。图11表示离子束2的入口附近。

分析电磁体4包括具有H形截面形状的磁心6。磁心6具有：一对上下磁极8，通过y方向中的间隙12彼此相对；以及磁轭10，将磁极8连接在一起。将磁极8的每一个的平面图形状弯曲成扇形形状。使磁极8的相对面9彼此平行。将线圈14缠绕在每一磁极8的根部分。在该例子中，向上生成磁场。通过几个磁力线16图示磁场(同样适用于其他图)。

离子束2具有带状形状。然而，带状形状不表示X方向中的尺寸W_x为极薄的形状。例如，离子束2在y方向中的尺寸W_y为约400至900mm，以及x方向中的尺寸W_x为约30至100mm。

在上下磁极8之间也就是在间隙12上入射具有上述形状的离子束2。然后在传播其间，使离子束2经受在传播方向z上所看到的向右的洛伦兹力，以向右偏转，从而分析动量。在本说明书中，将示例性地描述由阳离子构成离子束2的情形。

在将带状离子束2入射在分析电磁体4的情况下，上下磁极8的间隙12的y方向长度的间隙长度G必须对应于离子束2在y方向中的尺寸W_y，因此，非常大。

在间隙12中，因此，朝x方向中的两个外侧，大大地膨胀磁力线16。在上下磁极8之间(即间隙12)的中心12a附近，间隙12中的磁通密度B相当小，以及当接近上下磁极8时(即当更垂直远离间隙12的中心12a时)，磁通密度相对更大，因此，在y方向上磁通密度不均匀。当磁力线16的上述膨胀越大时，不均匀度更大。

由下述表达式表示通过磁场施加到通过间隙12的离子束2的洛伦兹力。在该表达式中，q是构成离子束2的离子的电荷，v是为常数的离子束2的速度，以及B是磁通密度。

[等式1]

F＝qvB

如从该表达式看出，当如上所述磁通密度B不均匀时，施加到通过间隙的离子束2的x方向洛伦兹力也不均匀。如在图13中所示的例子中所示，X方向洛伦兹力Fx不均匀地分布，以至于在间隙12的中心12a附近Fx相当小，当越垂直远离中心12a时，Fx相对更大。

因此，即使当如图11所示的在y方向中笔直的离子束2入射在分析电磁体4上时，从分析电磁体4出射的离子束2的形状畸变为与X方向洛伦兹力Fx的上述分布类似的拱形，如在图12中所示，或畸变为与L形状类似的拱形。图12表示分析电磁体4的出口的附近。

当如上所述畸变从分析电磁体4出射的离子束2的形状时，产生不同问题。

例如在分析电磁体4的下游侧上，通常布置与分析电磁体4协作来分析离子束2的动量的分析狭缝。图14表示分析狭缝20的例子。分析狭缝20具有线性狭缝22。因此，当如上所述畸变离子束2时，产生将由分析狭缝20切开的部分2a、2b、2c(阴影部分)，以及减少通过分析狭缝20的所需离子种类的离子束2的量。由于产生切割部分，损害离子束2的均匀性。当增加狭缝22的宽度Ws以便防止切割射束时，降低分辩率。

此外，将具有与所需离子种类(例如¹¹B⁺)类似的动量的不期望离子种类(例如¹⁰B⁺)的轨道也类似地畸变为拱形形状。因此，初始不能通过狭缝12的离子种类通过该狭缝。据此，降低分辩率。

除分析狭缝20中的上述问题外，出现这样的问题：当通过使用具有如上所述畸变的形状的离子束2将过程诸如离子注入施加到目标(诸如半导体衬底或玻璃衬底)时，损害过程的均匀性。

在下文中，专利文献2(JP-A-2005-327713(段落0087-0089，图8和9)公开了分析电磁体，其中，第一和第二子磁极位于主磁极的两侧上，其在纵向上夹入带状离子束，以及调节三种磁极的间隙长度，由此，使主磁极之间的磁力线彼此平行。当采用该技术时，可以解决离子束畸变的问题。然而，存在另一问题：结构复杂。

发明内容

本发明的实施例提供分析电磁体，其中，通过相对简单的结构，可以减少带状离子束的这种畸变。

根据第一发明的分析电磁体是这样一种分析电磁体，其中，在其中弯曲平面图形状并通过y方向上的间隙彼此相对的磁极之间，入射具有带状形状的离子束，该离子束在于传播方向相交的平面中的y方向上的尺寸大于在垂直于y方向上的x方向上的尺寸，其中，沿离子束的传播方向，将所述磁极的每一个划分成三个或更多奇数部分磁极，朝着弯曲部分的外部，加宽从用于离子束的入口计数的奇数部分磁极对的间隙，以及朝着弯曲部分的内部，加宽从用于离子束的所述入口计数的偶数个部分磁极对的间隙。

在分析电磁体中，以上述方式加宽部分磁极对的间隙，由此使每一间隙中的磁力线的膨胀变大，以及使每个间隙中的磁通密度在y方向上变均匀。在施加到带状离子束的x方向的洛伦兹力中，产生第一不均匀分布，其中，在y方向上与间隙的中心垂直分开的位置中的力大于中心附近的力。

作为比较，每个间隙中的磁力线的膨胀的增加导致在施加到带状离子束的洛伦兹力的x方向分量中，产生第二不均匀部分，在该部分中，间隙的中心附近中的力大于在y方向上与中心垂直分开的位置中的力的。

在部分磁极对的间隙中，使离子束经受第一和第二分布的洛伦兹力。分布中的大小关系彼此相反。因此当分布彼此结合时，能减少施加到带状离子束的x方向洛伦兹力的分布的不均匀性。因此，能减少由于作用在离子束上的洛伦兹力的差异而导致的通过离子束的上述畸变。在部分磁极对的每一个中实施该作用。

如上所述，将磁极的每一个划分成三或更多奇数部分磁极，以及交替地颠倒加宽部分磁极对的间隙的方式。因此，能抑制从分析电磁体出射的离子束在y方向上的发散或会聚，以及能使出射离子束的y方向尺寸接近入射离子束。

与上述相反，在根据第二发明的分析电磁体中，可以朝着弯曲部分的内部，加宽从用于离子束的入口计数的奇数部分磁极对的间隙，以及朝着弯曲部分的外部，加宽从用于离子束的所述入口计数的偶数部分磁极对的间隙。

在根据第三发明的分析电磁体中，可以用多个步骤加宽三或更多奇数部分磁极对的至少一个的间隙。

优选地，根据第四发明的分析电磁体中，磁极的每一个的划分数为3。

根据第一和第二发明，如上所述，加宽部分磁极对的间隙，由此能减少在部分磁极对的间隙中施加到带状离子束的x方向洛伦兹力的分布的不均匀性。因此，能减少出射带状离子束的畸变。此外，这能通过相对简单的结构实现。

如上所述，将磁极的每一个划分成三或更多奇数部分磁极，以及交替地颠倒加宽部分磁极对的间隙的方式，由此能抑制从分析电磁体出射的离子束在y方向上的发散或会聚，以及能使出射离子束的y方向尺寸接近入射离子束。也可以出射两个尺寸基本上彼此相等并具有高平行性的离子束。

在第一发明中，通过第一部分磁极对首先会聚入射离子束。因此，与通过第一部分磁极对首先发散入射离子束的第二发明相比，不要求部分磁极对的y方向间隙长度大于对应于入射离子束的y方向尺寸的长度。因此，存在能微型化分析电磁体的优点。

根据第三发明，在其中以多个步骤加宽间隙的部分磁极对中，能更精细地调节磁场的分布。因此，存在能更容易地调节离子束的形状的另外的优点。

根据第四发明，能使划分数最小，因此，分析电磁体能具有最简单的结构。

从下述详细描述、附图和权利要求，其他特征和优点是明显的。

附图说明

图1是表示本发明的分析电磁体的实施例的平面图。

图2是沿图1中的线A-A或线C-C的示意截面图。

图3是沿图1的线B-B的示意截面图。

图4是表示由于在部分磁极对的间隙中的磁通密度的不均匀性而导致的洛伦兹力分布的示意性例子的视图。

图5是放大地表示图2中的一个磁力线的视图。

图6是放大地表示图3中的一个磁力线的视图。

图7是表示通过图1中所示的三个部分磁极对来会聚和发散离子束的情况的例子的图，以及将三个部分磁极对图示地表示为凸透镜和凹透镜。

图8是显示通过本发明的另一实施例中的三个部分磁极对来会聚和发散离子束的情况的例子的图，以及将三个部分磁极对图示地表示为凸透镜和凹透镜。

图9是表示在将磁极的每一个划分成偶数个个部分磁极的情况下来会聚和发散离子束的情况的例子的图，以及将两个部分磁极对图示地表示为凸透镜和凹透镜。

图10是表示在将磁极的每一个划分成偶数个个部分磁极的情况下会聚和发散离子束的情况的另一个例子的图，以及将两个部分磁极对图示地表示为凸透镜和凹透镜。

图11是表示如在离子束的传播方向中所看到的，现有技术的分析电磁体的例子以及表示入口的附近的截面图。

图12是表示如在离子束的传播方向中所看到的，现有技术的分析电磁体的例子和表示出口附近的截面图。

图13是表示由于在图11和12中所示的磁极的间隙中的磁通密度的不均匀而导致的洛化兹力分布的示意性例子的视图。

图14是表示如在离子束的传播方向中所看到的，图12中所示的离子束入射在分析狭缝上的情形的例子的正视图。

图15是表示带状离子束的例子的示意性局部立体图。

具体实施方式

图1是表示本发明的分析电磁体的实施例的平面图。与图11和12所示的现有技术的那些相同或等效的部件用相同的参考数字表示，以及利用集中在不同于现有技术例子的点上，进行下述描述。

分析电磁体40包括磁极80，作为构成现有技术分析电磁体4的磁极8的替代。将具有在y方向中延伸的带状形状的离子束2入射在磁极80的间隙上。将磁极80的每一个的平面图形状弯曲成扇形形状。将通过分析电磁体40的离子束2的中心轨道由参考数字2d表示。在该实施例中，离子束2到磁极80的入射角α以及离子束2从磁极80的出射角β设置成基本上等于90度。

在该实施例中，沿离子束2的传播方向z将磁极80的每一个划分成三个部分磁极81、82和83。将线圈14共同缠绕在三个部分磁极81至83上，以及在那里共用(同样适用于稍后所述的其他实施例)。如图2和3中所示，部分磁极对81至83的每一个由通过在y方向中的间隙12彼此相对的上和下部分磁极对构成。具有在y方向中延伸的带状形状的离子束2通过部分磁极对81至83的间隙。通过由非磁材料制成的真空容器18，环绕离子束2的通路，并保持到真空大气。

如图2中所示，朝着扇形形状的弯曲部分(即曲率半径)的外部(图2的左侧)，加宽从用于离子束2的入口计数的奇数部分磁极对的间隙12，该奇数部分磁极对在该实施例中也就是第一和第三部分磁极对81、83。换句话说，在间隙12的y方向中的间隙长度G中，弯曲部分的外部比内部逐渐增加。在该实施例中，部分磁极对81、83的间隙具有相同形状，因此，它们显示在相同的图2中。

更具体地说，在该实施例中，在三个步骤中，加宽部分磁极对81、83的间隙12的每一个。即，形成部分磁极对81、83的上下相对面70，以至于其在从内端a到从其稍微向外分开的位置b的范围中，在x方向上彼此平行，在从位置b到从其稍微向外分开的位置c的范围中，以大的角度垂直倾斜，在位置c到从其稍微向外分开的位置d的范围中，在y方向中以中等角度垂直倾斜，以及在从位置d到外端e的范围中，在y方向中，以小的角度垂直倾斜。上下相对表面70具有关于间隙12的中心12a轴对称的形状。

作为比较，如图3中所示，朝扇形形状的弯曲部分的内部(图3的右侧)，加宽从离子束2的入口计数的偶数个部分磁极对即在该实施例中的第二部分磁极对82的间隙12。换句话说，在间隙12的y方向中的间隙长度G中，弯曲部分的内部比外部逐渐增加。

更具体地说，在实施例中，用两个步骤加宽部分磁极对82的间隙12。即，形成部分磁极对82的上下相对表面70，以便在从外端f到从其稍微向内分开的位置g的范围中，在x方向中基本上平行，在从位置g到从其稍微向内分开的位置h的范围中，在y方向中以大的角度垂直倾斜，以及在从位置h到内端i的范围中，在y方向中以小的角度垂直倾斜。上下相对面70具有关于间隙12的中心12a轴对称的形状。

因为下述原因，可以通过(a)绕其缠绕线圈14的磁极，以及其中，y方向的内端面在x方向中延伸(例如，它们基本上彼此平行)，以及(b)一个或多个磁极片，其连接到磁极的每一个的y方向的内侧，以及其中以上述方式加宽相对面70以便形成以上述方式(同样适合于稍后下文将描述的其他实施例)加宽的间隙12，构成部分磁极对81至83的每一个。即使当如上所述构成部分磁极对，它们以基本上与磁路相同的方式起作用。

由于以上述方式加宽部分磁极对81、83的间隙12，如图2所示，使间隙12的每一个中的磁力线16的向外膨胀变大。因此，在间隙12的中心12a的附近，间隙12的每个中的磁通密度B相对小，当更垂直远离中心12a时，磁通密度相对更大，因此，在y方向上磁通密度B是不均匀的。

因为磁通密度B的不均匀，如图4所示，在施加到通过间隙12的离子束2的x方向中的洛伦兹力Fx中产生第一不均匀分布，在该分布中，在与部分磁极对81、83的间隙12的每一个的中心12a在y方向中垂直分开的位置中的力大于中心附近的力。

作为比较，因为部分磁极对81、83的间隙12中的磁力线16的向外膨胀的放大，如图5所示，在施加到带状离子束的洛伦兹力F的x方向分量Fx中，产生第二不均匀分布，在该分布中，间隙12的每一个的中心12a附近中的力大于在y方向上与中心垂直分开的位置中的力。

在部分磁极对81、83的间隙12中，使离子束2经受第一和第二分布的洛伦兹力Fx。使分布中的大小关系彼此相反。由此，当使分布彼此结合时，能降低施加到带状离子束2的x方向洛伦兹力Fx的分布在y方向中的不均匀。因此，能减少由于作用在离子束2上的洛伦兹力的差异而导致的通过离子束2的上述拱形畸变。在部分磁极对81、83的每一个中，实施该动作。

同时在部分磁极对82中，由于以上述方式加宽间隙12，如图3所示，使间隙12中的磁力线16的向内膨胀变大。因此，在间隙12的中心12a附近，间隙12中的磁通密度B相对小，当更垂直远离中心12a时，磁通密度B相对更大，因此，在y方向中磁通密度是不均匀的。

因为磁通密度B的不均匀，以与图4所示的例子中相同的方式，在施加到通过间隙12的离子束2的x方向中的洛伦兹力Fx中，产生第一不均匀分布，在该分布中，在从部分磁极对82的间隙12的中心12a在y方向上垂直分开的位置中的力大于中心附近的力。

作为比较，因为部分磁极对82的间隙12中的磁力线16的向内膨胀的放大，如图6所示，在施加到带状离子束的洛伦兹力Fx的x方向分量Fx中，产生第二不均匀分布，在该分布中，间隙12的中心12a的附近中的力大于在y方向上垂直远离中心的位置中的力。

在部分磁极对82的间隙12中，使离子束2经受第一和第二分布的洛伦兹力Fx。分布中的大小关系彼此相反。因此当分布彼此结合时，能减少施加到带状离子束2的x方向洛伦兹力Fx的分布在y方向中的不均匀。因此，能减少由于作用在离子束2上的洛伦兹力的差异而导致的通过离子束2的上述拱形畸变。在部分磁极对82中实施该作用。

根据分析电磁体40，在部分磁极对81至83中，如上所述，能减少由于作用在通过部分磁极对的离子束2上的洛伦兹力Fx的差异而导致的离子束2的上述畸变。例如，通过例加宽部分磁极对81至83的间隙以及加宽在离子束的传播方向z中的部分磁极对81至83的长度的方式，能调节该作用(同样适用于其他实施例，诸如稍后所述的分析电磁体40a)。因此，减少从分析电磁体40出射的离子束2的上述失真，以及能出现几乎直线的离子束2。

因此，能防止发生由于离子束2的形状的畸变而导致的上述问题。即，能增加所需离子种类的量，以及能提高分辩率。此外，能提高目标过程的均匀性。

此外，磁极80的上述结构比专利文献2中公开的磁极结构更简单。因此，通过相对简单的结构，能减少带状离子束2的上述畸变。

接着，将描述在部分磁极对81至83的每一个中的离子束2在y方向中的会聚和发散。

如图5所示，在部分磁极对81、83的间隙12的每一个中，施加到离子束2的洛伦兹力F的y方向分量Fy朝向间隙12的中心12a，因此，使离子束2经受y方向中的会聚力。即，部分磁极对81、83施加在y方向中会聚离子束2的功能。在图7中，将部分磁极对81、83图示表示为凸透镜。

作为比较，如图6所示，在部分磁极对82的间隙12中，使施加到离子束2的洛伦兹力F的y方向分量Fy定向为向着与间隙12的中心12a相反的侧面，因此，使离子束2经受y方向中的发散力。即，部分磁极对82施加在y方向中发散离子束2的功能。在图7中，将部分磁极对图示地表示为凹透镜。

因此，当如上所述加宽部分磁极对81至83的间隙12时，能减少由于作用在离子束2上的洛伦兹力的差异而导致的通过离子束2的上述拱形畸变。同时，使离子束2经受在y方向中的会聚或发散力。

然而，在分析电磁体40中，将磁极80的每一个分成三个部分磁极，如上所述，以及交替地颠倒加宽部分磁极对81至83的间隙的方式。因此，如图7所示，能首先通过第一部分磁极对81会聚入射离子束2，然后由第二部分磁极对82发散，然后进一步由第三部分磁极对83会聚。因此，能抑制从分析电磁体40出射的离子束2在y方向中的发散或会聚，以及能使出射离子束2的y方向尺寸W_y2接近入射离子束2的y方向尺寸W_y1。例如，通过例如加宽部分磁极对81至83的间隙12以及加宽在离子束的传播方向z中的部分磁极对81至83的长度的方式，能调节该作用(同样适用于其他实施例，诸如稍后下文所述的分析电磁体40a)。因此，也可以出射其中尺寸W_y1和W_y2基本上彼此相等并具有高平行性的离子束2。

在部分磁极对81至83的每一个中，通过使用间隙12的磁力线16的膨胀，能会聚或发散离子束2。因此，在分析电磁体40中，可以不使用由将入射角α和出射角β设置成除90度外的角度所引起的边缘聚焦。因此，在分析电磁体40中，将入射角α和出射角β设置成基本上等于90度。同样适用于稍后所述的分析电磁体40a。

可以颠倒加宽部分磁极对的间隙12的方式的顺序，该部分磁极对通过将磁极80的每个分成三个或更多奇数片而获得。将参考划分数为3的例子描述。朝弯曲部分的内部，加宽从离子束2的入口处计数的奇数部分磁极对即第一和第三部分磁极对的间隙12。用参考数字81a和83a，表示部分磁极对。例如，部分磁极对81a、83a具有与图3所示的部分磁极对82相同的结构。由于与部分磁极对82相同的功能，因此，部分磁极对81a、83a施加在y方向上发散离子束2的功能，如在图8中图示为凹透镜。

作为比较，朝弯曲部分的外部，加宽从用于离子束2的入口计数的偶数个部分磁极对即第二部分磁极对的间隙12。用参考数字82a表示该部分磁极对。例如，部分磁极对82a具有与部分磁极对81或83相同的结构。由于与部分磁极对81或83相同的功能，因此，部分磁极对82a施加在y方向中会聚离子束的功能，如在图8中图示为凸透镜。

具有部分磁极对81a到83a的图8所示的分析电磁体40a能获得几乎与分析电磁体40等同的功能和效果。

即，入射离子束2能首先由第一部分磁极对81a发散，然后由第二部分磁极对82a会聚，以及进一步由第三部分磁极对83a会聚。因此，能抑制从分析电磁体40a出射的离子束2在y方向中的发散或会聚，以及能使出射离子束2的y方向尺寸W_y2接近入射离子束2的y方向尺寸W_y1。因此，也可以出射其中尺寸W_y1和W_y2基本上彼此相等并具有高平行性的离子束2。

在部分磁极对81a至83a中，通过与部分磁极对81至83相同的功能，能减少由于作用在通过离子束2上的洛伦兹力的差异而导致的离子束2的上述拱形畸变。结果，减少从分析电磁体40a出射的离子束2的上述畸变，以及能出射几乎垂直的离子束。

将描述分析电磁体40、40a间的功能和效果的差异。在分析电磁体40中，如图7所示，由第一部分磁极对81首先会聚入射离子束2。作为比较，在分析电磁体40a中，如图8所示，由第一部分磁极对81a首先发散入射离子束2。在分析电磁体40a的情况下，因此，部分磁极对82a等等在y方向上的间隙长度G必须大于对应于入射离子束2的y方向尺寸W_y1的长度。在分析电磁体40的情况下，相反，不要求以这种方式设置长度。因此，与分析电磁体40a相比，能进一步微型化分析电磁体40。

除了通过其中将磁极80的每一个划分成三个或更多奇数片之外以及加宽部分磁极对的间隙的方式如上所述交替颠倒的结构，不能获得这样的功能：可以抑制出射离子束2在y方向中的发散或会聚，以及能使出射离子束2的y方向尺寸W_y2接近入射离子束2的y方向尺寸W_y1。

在将磁极80的每一个划分成偶数个片或例如二片或如图9所示的部分磁极对81、82的情况下，例如，能抑制从部分磁极对82出射的离子束2的发散或会聚，但出射离子束2的y方向尺寸W_y2小于入射离子束2的y方向尺寸W_y1。根据该结构，例如，出现问题，诸如(a)出射离子束2的射束电流密度大于入射离子束2的电流密度，以及(b)不能通过该离子束照射其中假定入射离子束2的y方向尺寸W_y1的目标的整个表面。同时，在划分数为四或更多的偶数个的情况下，产生类似的问题。

在如图10所示的两片或部分磁极对81a、82a的情况下，例如，能抑制从部分磁极对82a出射的离子束2的发散或会聚，但出射离子束2的y方向尺寸W_y2大于入射离子束2的y方向尺寸W_y1。根据该结构，例如，出现问题，诸如(a)出射离子束2的射束电流密度小于入射离子束2，以及(b)必须减小射束线的尺寸以便防止出现出射离子束2的碰撞的问题。同时，在划分数为四或更大的偶数个的情况下，产生类似问题。

划分数为奇数和1(这与不划分磁极80的情形相同)的情形与仅放置部分磁极对81的图9中所示的情形或仅放置部分磁极对81a的如图10中所示的情形相同，以及会聚或发散出射离子束2。在任一情况下，出现诸如难以正常地传输离子束2的问题。

由于上述原因，不优选将磁极10的每一个的划分数设置成1或偶数个。

可以将磁极80的每一个的划分数设置成奇数5或更大。这种情形与例如重复地放置多个图7所示的部分磁极对82、83的组的情形相同。在这种情况下，可以获得与分析电磁体40相同的效果。另外，这种情形与重复地放置多个图8所示的部分磁极对82a、83a的组的情形相同。同时在这种情况下，可以获得与分析电磁体40a相同的效果。

然而，磁极80的每一个的划分数为3的情形能获得上述效果而划分数最小。在这种情况下，因此，能以最简单的方式构造分析电磁体40或40a。

当以多个步骤加宽分析电磁体40的部分磁极对81至83的每一个的间隙12时，如例如在该实施例中所示，能更精细地调节磁场的分布。因此，能更容易地调节离子束2的形状。代替其中所有部分磁极对81至83如上所述构成的构造，可以采用这样的构造，其中至少一个部分磁极对如上所述构成。同时在该构造中，可以获得上述效果。然而，因为更多部分磁极对能获得效果，优选如上所述构成所有部分磁极对81至83。上文也可以适用于具有参考图8所述并构成分析电磁体40的部分磁极对81a至83a。

代替以多个步骤加宽部分磁极对的每个的间隙12的结构，可以采用以线性方式、凸向中心12a的弯曲方式、或凹向中心12a的弯曲方式来加宽间隙的结构。在多个部分磁极对中，可以组合采用这些步骤。

在从用于离子束2的入口计数的奇数部分磁极对中，可以采用相同形状的间隙12，或可以采用不同形状的间隙12。上文也同样适用于从用于离子束2的入口计数的偶数部分磁极对。

磁心6可以具有C状扇形形状。

尽管参考有限数量的实施例描述了本发明，从该公开受益的本领域的技术人员将意识到，在不背离如在此公开的本发明的范围的情况下，可以设计其他实施例。因此，本发明的范围应当仅受附加权利要求限制。

Claims

1.一种分析电磁体，用于执行具有带状形状的离子束的动量分析，在该带状形状中，与传播方向相交的平面的y方向中的尺寸大于垂直于y方向的x方向中的尺寸，所述分析电磁体包括：

磁极，其中，弯曲平面图形状，通过y方向中的间隙彼此相对，并在其间入射离子束，

其中，沿离子束的传播方向，将所述磁极的每一个划分成三个或更多奇数部分磁极，朝弯曲部分的外部，加宽从用于离子束的入口计数的奇数部分磁极对的间隙，以及朝弯曲部分的内部，加宽从用于离子束的所述入口计数的至少一个偶数部分磁极对的每个磁极对应的各个间隙。

2.一种分析电磁体，用于执行带状形状的离子束的动量分析，在该带状形状中，与传播方向相交的平面的y方向中的尺寸大于垂直于y方向的x方向中的尺寸，所述分析电磁体包括：

其中，沿离子束的传播方向，将所述磁极的每一个划分成三个或更多奇数部分磁极，朝弯曲部分的内部，加宽从用于离子束的入口计数的奇数部分磁极对的间隙，以及朝弯曲部分的外部，加宽从用于离子束的所述入口计数的至少一个偶数部分磁极对的每个磁极对应的各个间隙。

3.如权利要求1或2所述的分析电磁体，其中，用多个步骤加宽所述三个或更多奇数部分磁极对的至少一个的间隙。

4.如权利要求1或2所述的分析电磁体，其中，所述磁极的每一个的划分数为3。

5.如权利要求4所述的分析电磁体，其中从用于离子束的入口计数的奇数部分磁极对的间隙向着弯曲部分的外侧加宽，以及从所述用于离子束的入口计数的偶数部分磁极对的间隙向着弯曲部分的内侧加宽。

6.如权利要求4所述的分析电磁体，其中，从用于离子束的入口计算的奇数部分磁极对的间隙向着弯曲部分的内侧加宽，以及从所述用于离子束的入口计数的偶数部分磁极对的间隙向着弯曲部分的外侧加宽。

7.如权利要求1所述的分析电磁体，其中所述磁极的每个的划分数是5或更大的奇数，以及从用于离子束的入口计数的奇数部分磁极对的间隙向着弯曲部分的外侧加宽，以及从所述用于离子束的入口计数的偶数部分磁极对的间隙向着弯曲部分的内侧加宽。

8.如权利要求2所述的分析电磁体，其中所述磁极的每个的划分数是5或更大的奇数，以及从用于离子束的入口计数的奇数部分磁极对的间隙向着弯曲部分的内侧加宽，以及从所述用于离子束的入口计数的偶数部分磁极对的间隙向着弯曲部分的外侧加宽。