本申請(qǐng)主張基于2016年3月18日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)第2016-055822號(hào)的優(yōu)先權(quán)。該日本申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)參考援用于本說(shuō)明書中。

本發(fā)明涉及一種離子注入裝置，尤其涉及測(cè)量離子束的角度分布的技術(shù)。

背景技術(shù)：

半導(dǎo)體制造工序中，以改變半導(dǎo)體的導(dǎo)電性及改變半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu)為目的等，規(guī)范地實(shí)施對(duì)半導(dǎo)體晶片注入離子的工序(以下，也稱為“離子注入工序”)。離子注入工序中所使用的裝置被稱為離子注入裝置，其具有由離子源生成離子并對(duì)所生成的離子進(jìn)行加速而形成離子束的功能以及將該離子束傳送至注入處理室并對(duì)處理室內(nèi)的晶片照射離子束的功能。為了測(cè)量照射于晶片的離子束的行進(jìn)角，使用沿與射束行進(jìn)方向正交的方向排列的多個(gè)射束檢測(cè)器(例如，參考專利文獻(xiàn)1)。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2008-146863號(hào)公報(bào)

入射于晶片的離子束角度特性可例舉作為射束整體的平均值的入射角度(角度重心)。通常，為了提高射束的角度重心的測(cè)量精度，需要在欲測(cè)量射束的角度分量的方向上排列多個(gè)射束檢測(cè)器，并且縮小射束檢測(cè)器的配置間隔而增加設(shè)置數(shù)量。然而，若增加射束檢測(cè)器的設(shè)置數(shù)量而縮小一個(gè)射束檢測(cè)器的檢測(cè)范圍，則直至獲取可靠性高的測(cè)量數(shù)據(jù)需要花費(fèi)不少時(shí)間，并且檢測(cè)裝置的成本增加。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是鑒于這種狀況而完成的，其目的在于提供一種用于準(zhǔn)確地測(cè)量離子束的角度重心的技術(shù)。

為了解決上述課題，本發(fā)明的一種方式的離子注入裝置為具備用于測(cè)量照射于晶片的離子束的角度分布的測(cè)量裝置的離子注入裝置。該測(cè)量裝置具備：狹縫，供離子束入射，并且狹縫寬度方向是與朝向晶片的離子束的射束行進(jìn)方向正交的方向；及多個(gè)電極體，設(shè)置在射束行進(jìn)方向上遠(yuǎn)離狹縫的位置，并且各自具有射束測(cè)量面，所述射束測(cè)量面為相對(duì)于通過(guò)狹縫后的離子束暴露的區(qū)域。多個(gè)電極體配置成各電極體的射束測(cè)量面在狹縫寬度方向上依次排列，并且在狹縫寬度方向上相鄰的射束測(cè)量面在射束行進(jìn)方向上錯(cuò)開。

本發(fā)明的另一方式是用于測(cè)量離子束的角度分布的測(cè)量裝置。該測(cè)量裝置具備：狹縫，供離子束入射，及多個(gè)電極體，設(shè)置在射束行進(jìn)方向上遠(yuǎn)離狹縫的位置，并且各自具有射束測(cè)量面，所述射束測(cè)量面為相對(duì)于通過(guò)狹縫后的離子束暴露的區(qū)域。多個(gè)電極體配置成各電極體的射束測(cè)量面在狹縫寬度方向上依次排列，在狹縫寬度方向上相鄰的射束測(cè)量面在射束行進(jìn)方向上錯(cuò)開。

本發(fā)明的又一方式也是用于測(cè)量離子束的角度分布的測(cè)量裝置。該測(cè)量裝置具備：狹縫，供離子束入射，及多個(gè)電極體，設(shè)置在射束行進(jìn)方向上遠(yuǎn)離狹縫的位置，并且各自具有射束測(cè)量面，所述射束測(cè)量面為相對(duì)于通過(guò)狹縫后的離子束暴露的區(qū)域。多個(gè)電極體配置成各電極體的射束測(cè)量面在狹縫寬度方向上無(wú)間隙地排列，并且各電極體的射束測(cè)量面在射束行進(jìn)方向成為相同的位置，各電極體的射束測(cè)量面的狹縫寬度方向的長(zhǎng)度與狹縫的狹縫寬度相同或者是狹縫寬度的1/n(n為2以上的整數(shù))。

另外，在方法、裝置、系統(tǒng)等之間相互替換以上構(gòu)成要件的任意組合或本發(fā)明的構(gòu)成要件和表現(xiàn)的方式，也作為本發(fā)明的方式同樣有效。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠準(zhǔn)確地測(cè)量離子束的角度重心。

附圖說(shuō)明

圖1是示意地表示實(shí)施方式所涉及的離子注入裝置的結(jié)構(gòu)的俯視圖。

圖2是示意地表示圖1的離子注入裝置的結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。

圖3是表示進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的晶片與進(jìn)行往復(fù)掃描的離子束之間的關(guān)系的主視圖。

圖4是示意地表示實(shí)施方式所涉及的角度測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)的立體圖。

圖5是示意地表示圖4的角度測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。

圖6(a)及圖6(b)是示意地表示角度測(cè)量裝置的角度特性的曲線圖。

圖7是示意地表示由第i-1個(gè)和第i個(gè)電極體測(cè)量的射束分量的圖。

圖8是示意地表示變形例1所涉及的角度測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。

圖9是示意地表示變形例2所涉及的角度測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。

圖10是示意地表示變形例3所涉及的角度測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。

圖11是示意地表示變形例4所涉及的角度測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。

圖12是示意地表示變形例5所涉及的角度測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。

圖13是示意地表示變形例6所涉及的角度測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。

圖14是示意地表示變形例7所涉及的角度測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。

圖15是示意地表示變形例8所涉及的角度測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。

圖16是示意地表示變形例9所涉及的角度測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。

圖中：b-離子束，w-晶片，10-離子注入裝置，48-角度測(cè)量裝置，62-狹縫，64a-第1電極體，64b-第2電極體，64c-第3電極體，64d-第4電極體，64e-第5電極體，64f-第6電極體，64g-第7電極體，65a-第1射束測(cè)量面，65b-第2射束測(cè)量面，65c-第3射束測(cè)量面，65d-第4射束測(cè)量面，65e-第5射束測(cè)量面，65f-第6射束測(cè)量面，65g-第7射束測(cè)量面。

具體實(shí)施方式

以下，參考附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。另外，在附圖說(shuō)明中，對(duì)相同要件標(biāo)注相同符號(hào)并適當(dāng)省略重復(fù)說(shuō)明。并且，以下所述的結(jié)構(gòu)為示例，并不對(duì)本發(fā)明的范圍做任何限定。

圖1是示意地表示實(shí)施方式所涉及的離子注入裝置10的俯視圖，圖2是表示離子注入裝置10的概略結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。

離子注入裝置10對(duì)被處理物w的表面進(jìn)行離子注入處理。被處理物w例如為襯底，例如為半導(dǎo)體晶片。因此，以下為了便于說(shuō)明，有時(shí)稱被處理物w為晶片w，但這并不表示將注入處理的對(duì)象限定于特定的物體。

離子注入裝置10通過(guò)使射束沿一方向往復(fù)掃描并使晶片w沿與該一方向正交的方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)從而遍及晶片w整體照射離子束b。本說(shuō)明書中為了便于說(shuō)明，將在設(shè)計(jì)上的射束軌道上行進(jìn)的離子束b的行進(jìn)方向定義為z方向，將與z方向垂直的面定義為xy面。當(dāng)對(duì)被處理物w進(jìn)行離子束b的掃描時(shí)，將射束的掃描方向設(shè)為x方向，將與z方向及x方向垂直的方向設(shè)為y方向。因而，射束的往復(fù)掃描沿x方向進(jìn)行，晶片w的往復(fù)運(yùn)動(dòng)則沿y方向進(jìn)行。

離子注入裝置10具備離子源12、射束線裝置14、注入處理室16及控制裝置70。離子源12向射束線裝置14供給離子束b。射束線裝置14從離子源12向注入處理室16傳送離子。并且，離子注入裝置10具備用于向離子源12、射束線裝置14及注入處理室16提供所希望的真空環(huán)境的真空排氣系統(tǒng)(未圖示)。

射束線裝置14例如自上游依次具備質(zhì)量分析部18、可變孔徑20、射束收斂部22、第1射束測(cè)量?jī)x24、射束掃描儀26、平行化透鏡30或射束平行化裝置及角能量過(guò)濾器(aef：angularenergyfilter)34。另外，射束線裝置14的上游是指靠近離子源12的一側(cè)，下游是指靠近注入處理室16(或射束阻擋器(beamstopper)38)的一側(cè)。

質(zhì)量分析部18設(shè)置在離子源12的下游，并通過(guò)質(zhì)量分析從離子束b選擇必要的離子種類，所述離子束b是從離子源12引出的離子束。

可變孔徑20是能夠調(diào)整開口寬度的孔徑，通過(guò)改變開口寬度來(lái)調(diào)整通過(guò)孔徑的離子束b的射束電流量。可變孔徑20例如可具有隔著射束線配置于上下方的孔徑板，并通過(guò)改變孔徑板的間隔來(lái)調(diào)整射束電流量。

射束會(huì)聚部22具備四極會(huì)聚裝置(q透鏡)等會(huì)聚透鏡，并且將已通過(guò)可變孔徑20的離子束b整形為所希望的剖面形狀。射束會(huì)聚部22為電場(chǎng)式的三級(jí)四極透鏡(也稱為三極q透鏡)，自上游側(cè)依次具有第1四極透鏡22a、第2四極透鏡22b及第3四極透鏡22c。射束會(huì)聚部22通過(guò)使用三個(gè)透鏡裝置22a、22b、22c，能夠在x方向及y方向的各方向獨(dú)立地調(diào)整入射于晶片w的離子束b的會(huì)聚或發(fā)散。射束會(huì)聚部22可包含磁場(chǎng)式的透鏡裝置，也可包含利用電場(chǎng)及磁場(chǎng)這兩者對(duì)射束進(jìn)行整形的透鏡裝置。

第1射束測(cè)量?jī)x24為在射束線上以能夠取出和放入的方式進(jìn)行配置并測(cè)量離子束的電流的注入器標(biāo)記法拉第杯(injectorflagfaradaycup)。第1射束測(cè)量?jī)x24能夠測(cè)量由射束會(huì)聚部22整形后的離子束b的射束電流。第1射束測(cè)量?jī)x24具有測(cè)量射束電流的法拉第杯24b及使法拉第杯24b上下移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部24a。如圖2的虛線所示，當(dāng)在射束線上配置有法拉第杯24b時(shí)，離子束b被法拉第杯24b隔斷。另一方面，如圖2的實(shí)線所示，從射束線上取下法拉第杯24b時(shí)，離子束b的隔斷被解除。

射束掃描儀26提供射束的往復(fù)掃描，其為使被整形的離子束b沿x方向進(jìn)行掃描的偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。射束掃描儀26具有與x方向?qū)χ迷O(shè)置的掃描電極對(duì)28。掃描電極對(duì)28與可變電壓電源(未圖示)連接，通過(guò)周期性改變施加于掃描電極對(duì)28的電壓來(lái)改變電極之間產(chǎn)生的電場(chǎng)，從而使離子束b向各種角度偏轉(zhuǎn)。這樣，離子束b遍及x方向的掃描范圍進(jìn)行掃描。另外，圖1中用箭頭x來(lái)例示射束的掃描方向及掃描范圍，用單點(diǎn)劃線表示掃描范圍中的離子束b的多個(gè)軌跡。

平行化透鏡30使經(jīng)掃描的離子束b的行進(jìn)方向與設(shè)計(jì)上的射束軌道平行。平行化透鏡30具有在中央部設(shè)置有離子束的通過(guò)狹縫的圓弧形狀的多個(gè)p透鏡電極32。p透鏡電極32與高壓電源(未圖示)連接，并使通過(guò)施加電壓而產(chǎn)生的電場(chǎng)作用于離子束b，以將離子束b的行進(jìn)方向平行地對(duì)齊。另外，平行化透鏡30也可用其它射束平行化裝置來(lái)替換，射束平行化裝置也可以由利用磁場(chǎng)的磁鐵裝置構(gòu)成。也可以在平行化透鏡30的下游設(shè)有用于對(duì)離子束b進(jìn)行加速或減速的ad(accel/decel)柱(未圖示)。

角能量過(guò)濾器(aef)34分析離子束b的能量，并使必要能量的離子向下方偏轉(zhuǎn)而引導(dǎo)至注入處理室16。角能量過(guò)濾器34具有電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)用aef電極對(duì)36。aef電極對(duì)36與高壓電源(未圖示)連接。圖2中，通過(guò)對(duì)上側(cè)的aef電極施加正電壓，對(duì)下側(cè)的aef電極施加負(fù)電壓，使離子束b從射束軌道向下方偏轉(zhuǎn)。另外，角能量過(guò)濾器34可以由磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)用磁鐵裝置構(gòu)成，也可以由電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)用aef電極對(duì)與磁鐵裝置的組合來(lái)構(gòu)成。

這樣，射束線裝置14將要照射于晶片w的離子束b供給至注入處理室16。

如圖2所示，注入處理室16具備保持一片或多片晶片w的壓板驅(qū)動(dòng)裝置50。壓板驅(qū)動(dòng)裝置50包括晶片保持部52、往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)54、扭轉(zhuǎn)角調(diào)整機(jī)構(gòu)56及傾角調(diào)整機(jī)構(gòu)58。晶片保持部52具備用于保持晶片w的靜電卡盤等。往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)54通過(guò)沿與射束掃描方向(x方向)正交的往復(fù)運(yùn)動(dòng)方向(y方向)使晶片保持部52往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而使被晶片保持部52保持的晶片沿y方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。圖2中，用箭頭y例示晶片w的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

扭轉(zhuǎn)角調(diào)整機(jī)構(gòu)56為調(diào)整晶片w的旋轉(zhuǎn)角的機(jī)構(gòu)，通過(guò)以晶片處理面的法線為軸使晶片w旋轉(zhuǎn)，調(diào)整設(shè)置于晶片的外周部的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記與基準(zhǔn)位置之間的扭轉(zhuǎn)角。在此，晶片的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記是指設(shè)置于晶片的外周部的凹口或定向平面，是指成為晶片的晶軸方向或晶片的周方向角度位置的基準(zhǔn)的標(biāo)記。如圖所示，扭轉(zhuǎn)角調(diào)整機(jī)構(gòu)56設(shè)置在晶片保持部52與往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)54之間，并且與晶片保持部52一同往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

傾角調(diào)整機(jī)構(gòu)58為調(diào)整晶片w的傾斜度的機(jī)構(gòu)，調(diào)整朝向晶片處理面的離子束b的行進(jìn)方向與晶片處理面的法線之間的傾角。在本實(shí)施方式中，在晶片w的傾斜角中，將以x方向的軸為旋轉(zhuǎn)中心軸的角度作為傾角來(lái)進(jìn)行調(diào)整。傾角調(diào)整機(jī)構(gòu)58設(shè)置在往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)54與注入處理室16的壁面之間，通過(guò)使包括往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)54的壓板驅(qū)動(dòng)裝置50整體向r方向旋轉(zhuǎn)來(lái)調(diào)整晶片w的傾角。

注入處理室16具備射束阻擋器38。當(dāng)射束軌道上不存在晶片w時(shí)，離子束b入射于射束阻擋器38。并且，注入處理室16中設(shè)有用于測(cè)量離子束的射束電流量及射束電流密度分布的第2射束測(cè)量?jī)x44。第2射束測(cè)量?jī)x44具有側(cè)杯(sidecup)40r、40l及中心杯(centercup)42。

側(cè)杯40r、40l配置成在x方向上相對(duì)于晶片w偏離，且配置在注入離子時(shí)不隔斷朝向晶片w的離子束的位置。離子束b超過(guò)晶片w所在的范圍而進(jìn)行過(guò)掃描，因此即使在注入離子時(shí)，進(jìn)行掃描的一部分射束也會(huì)入射于側(cè)杯40r、40l。由此，測(cè)量離子注入處理中的射束電流量。側(cè)杯40r、40l的測(cè)量值被發(fā)送至第2射束測(cè)量?jī)x44。

中心杯42用于測(cè)量晶片w的表面(晶片處理面)的射束電流量和射束電流密度分布。中心杯42為活動(dòng)式，當(dāng)注入離子時(shí)從晶片位置退避，當(dāng)晶片w不在照射位置時(shí)被插入于晶片位置。中心杯42一邊沿x方向移動(dòng)一邊測(cè)量射束電流量，從而測(cè)量射束掃描方向的射束電流密度分布。中心杯42的測(cè)量值被發(fā)送至第2射束測(cè)量?jī)x44。另外，中心杯42可形成為多個(gè)法拉第杯沿x方向排列的陣列形狀，以便能夠同時(shí)測(cè)量射束掃描方向的多個(gè)位置上的離子照射量。

控制裝置70對(duì)構(gòu)成離子注入裝置10的各設(shè)備的操作進(jìn)行控制?？刂蒲b置70獲取第2射束測(cè)量?jī)x44所測(cè)量的與射束強(qiáng)度和角度分量有關(guān)的信息，并計(jì)算離子束的角度分布和角度重心?？刂蒲b置70根據(jù)算出的離子束的角度信息，控制射束收斂部22等的操作，并向晶片w照射具有所希望的角度分布的離子束。另外，計(jì)算離子束的角度分布和角度重心的功能也可設(shè)置于第2射束測(cè)量?jī)x44而非控制裝置70。

圖3是表示進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的晶片w與進(jìn)行往復(fù)掃描的離子束b之間的關(guān)系的主視圖。圖3中，離子束b沿橫向(x方向)進(jìn)行往復(fù)掃描，晶片w被保持在往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)54并沿縱向(y方向)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)。圖3中，通過(guò)圖示最上方位置的晶片w1和最下方位置的晶片w2來(lái)表示往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)54的操作范圍。

并且，關(guān)于由射束掃描儀進(jìn)行掃描的離子束b，通過(guò)圖示掃描端位置的離子束bl、br的位置來(lái)示出離子束的掃描范圍c。離子束b能夠超過(guò)配置有被壓板驅(qū)動(dòng)裝置50保持的晶片w的照射范圍c1而進(jìn)行過(guò)掃描，直至射束不會(huì)照射于晶片w的非照射范圍c2。另外，圖3中示出橫長(zhǎng)的離子束b進(jìn)行掃描的情形，但離子束b的形狀也可以是縱長(zhǎng)，也可以是接近圓形的形狀。

圖3示出以能夠沿x方向移動(dòng)的方式構(gòu)成的中心杯42的測(cè)量范圍。中心杯42至少能夠遍及照射范圍c1進(jìn)行測(cè)量。如圖所示，中心杯42可包括強(qiáng)度測(cè)量裝置46及角度測(cè)量裝置48。強(qiáng)度測(cè)量裝置46為主要用于測(cè)量離子束b的強(qiáng)度的測(cè)量裝置，例如由法拉第杯構(gòu)成。角度測(cè)量裝置48為主要用于測(cè)量離子束b的角度分布的測(cè)量裝置。關(guān)于角度測(cè)量裝置48的詳細(xì)內(nèi)容將另外后述。強(qiáng)度測(cè)量裝置46及角度測(cè)量裝置48均配置成z方向的測(cè)量位置與晶片w的被照射面成為相同的位置。

本實(shí)施方式中，強(qiáng)度測(cè)量裝置46與角度測(cè)量裝置48并排配置，并且使它們通過(guò)設(shè)置在第2射束測(cè)量?jī)x44的驅(qū)動(dòng)裝置而沿x方向移動(dòng)，由此能夠遍及照射范圍c1而同時(shí)測(cè)量離子束b的強(qiáng)度和角度分布。第2射束測(cè)量?jī)x44使強(qiáng)度測(cè)量裝置46和角度測(cè)量裝置48歷時(shí)幾秒左右，優(yōu)選歷時(shí)1～2秒左右而從照射范圍c1的一端移動(dòng)至另一端。由此，能夠在幾秒之內(nèi)測(cè)量遍及整個(gè)照射范圍c1的射束強(qiáng)度和角度分布。另外，在變形例中，可以將角度測(cè)量裝置48兼用于測(cè)量射束強(qiáng)度而不設(shè)置強(qiáng)度測(cè)量裝置46。

圖4是表示角度測(cè)量裝置48的概略結(jié)構(gòu)的立體圖，圖5是表示角度測(cè)量裝置48的概略結(jié)構(gòu)的剖視圖。角度測(cè)量裝置48具有殼體60、狹縫62及多個(gè)電極體64a、64b、64c、64d、64e、64f、64g(以下也統(tǒng)稱為電極體64)。角度測(cè)量裝置48對(duì)通過(guò)狹縫62的離子束檢測(cè)掃描方向(x方向)相對(duì)于射束行進(jìn)方向(z方向)的角度分量θx。

狹縫62設(shè)置在殼體60的上表面60a。狹縫62形成為使狹縫寬度方向(短邊方向)為x方向，并且在y方向上具有細(xì)長(zhǎng)的矩形形狀。狹縫62形成為使狹縫寬度s在y方向上均勻。狹縫62形成為使狹縫寬度s小于離子束的x方向的射束直徑，并且從具有規(guī)定大小的射束中切出(去除)待測(cè)量的一部分。狹縫62優(yōu)選具有朝向射束行進(jìn)方向(+z方向)而向狹縫寬度方向(x方向)擴(kuò)大的錐形形狀，以避免隔斷從狹縫62朝向電極體64斜向入射的離子。另一方面，狹縫62在y方向的長(zhǎng)度形成為大于離子束在y方向的射束直徑，并且在y方向上離子束整體成為測(cè)量對(duì)象。

電極體64在y方向具有細(xì)長(zhǎng)的形狀，且在z方向上遠(yuǎn)離設(shè)有狹縫62的上表面60a而設(shè)置。電極體64優(yōu)選在y方向上設(shè)成比狹縫62長(zhǎng)，以能夠檢測(cè)通過(guò)狹縫62后的所有離子束。本實(shí)施方式中設(shè)有7根電極體64，且以設(shè)置在與狹縫62相對(duì)的位置上的第1電極體64a為中心，左右各配置有3根電極體64。自第1電極體64a起向+x方向依次配置有第2電極體64b、第3電極體64c、第4電極體64d，自第1電極體64a起向-x方向依次配置有第5電極體64e、第6電極體64f、第7電極體64g。在圖示的例子中，各電極體64a～64g以狹縫62的位置為中心在狹縫寬度方向上對(duì)稱(即，在圖5的紙面上左右對(duì)稱)地配置。

多個(gè)電極體64a～64g各自具有射束測(cè)量面65a、65b、65c、65d、65e、65f、65g(也統(tǒng)稱為射束測(cè)量面65)，所述射束測(cè)量面為相對(duì)于通過(guò)狹縫62后的離子束暴露的區(qū)域。多個(gè)電極體64a～64g配置成使各電極體的射束測(cè)量面65a～65g在狹縫寬度方向(x方向)上依次排列，并且在x方向上相鄰的射束測(cè)量面65彼此在射束行進(jìn)方向(z方向)上錯(cuò)開。在圖示的例子中，第1電極體64a配置在射束行進(jìn)方向上距離狹縫62最遠(yuǎn)的位置上，并且依次按第2電極體64b、第3電極體64c、第4電極體64d的順序向射束行進(jìn)方向的近前側(cè)配置。同樣，依次按第5電極體64e、第6電極體64f、第7電極體64g的順序向射束行進(jìn)方向的近前側(cè)配置。因此，各電極體的射束測(cè)量面65a～65g在圖5所示的xz平面內(nèi)的剖面視圖中配置成v字形排列。并且，從通過(guò)狹縫62的離子束觀察時(shí)，各電極體的射束測(cè)量面65a～65g配置成在狹縫寬度方向上無(wú)間隙地排列。

多個(gè)電極體64a～64g各自配置成對(duì)通過(guò)狹縫62后的離子束，測(cè)量相當(dāng)于按每個(gè)電極體設(shè)定有不同的值的規(guī)定的角度范圍的射束分量。第1電極體64a測(cè)量以第1角度θa＝0為角度中值的規(guī)定范圍的射束分量。第2電極體64b測(cè)量以第2角度θb為角度中值的規(guī)定范圍的射束分量，第3電極體64c測(cè)量以第3角度θc為角度中值的規(guī)定范圍的射束分量，第4電極體64d測(cè)量以第4角度θd為角度中值的規(guī)定范圍的射束分量。同樣，第5電極體64e測(cè)量以第5角度-θb為角度中值的規(guī)定范圍的射束分量，第6電極體64f測(cè)量以第6角度-θc為角度中值的規(guī)定范圍的射束分量，第7電極體64g測(cè)量以第7角度-θd為角度中值的規(guī)定范圍的射束分量。

第1電極體64a具有第1部分66a及第2部分67a1、67a2。第1電極體64a的第1部分66a設(shè)置在將狹縫62的開口區(qū)域在第1角度θa＝0的方向(z方向)上平行移動(dòng)而得的位置上，狹縫寬度方向的長(zhǎng)度wa1與狹縫寬度s相同。第1電極體64a的第1部分66a中入射通過(guò)狹縫62后的離子束中第1角度θa＝0的所有射束分量。即，第1電極體64a的第1部分66a中不僅入射通過(guò)狹縫62的狹縫寬度方向中央部62c的第1角度θa＝0的射束分量，還入射通過(guò)狹縫62的狹縫寬度方向兩端62a、62b附近的第1角度θa＝0的射束分量。其結(jié)果，通過(guò)狹縫62后的離子束中第1角度θa＝0的射束分量實(shí)際上全部被第1電極體64a檢測(cè)到，而在其它電極體中檢測(cè)不到。

第1電極體64a的第2部分67a1、67a2(也統(tǒng)稱為第2部分67a)是設(shè)置在第1部分66a的左右側(cè)的部分，是與相鄰的第2電極體64b或第5電極體64e在射束行進(jìn)方向上重疊的部分。由于第1電極體64a的第2部分67a配置在相鄰的電極體的里側(cè)，因此不會(huì)有第1角度θa＝0的射束分量入射，但會(huì)有與第1角度θa不同的角度的射束分量斜向入射。例如，設(shè)置在第1部分66a的右側(cè)的第2部分67a1中會(huì)入射通過(guò)狹縫62的左端62a附近的與第2角度θb接近的角度的射束分量。同樣，設(shè)置在第1部分66a的左側(cè)的第2部分67a2中會(huì)入射通過(guò)狹縫62的右端62b附近的與第5角度-θb接近的角度的射束分量。如此，通過(guò)在第1電極體64a的左右側(cè)設(shè)置第2部分67a，不會(huì)產(chǎn)生穿過(guò)相鄰的電極體之間的間隙的射束分量，從通過(guò)狹縫62后的離子束觀察時(shí)，相鄰的射束測(cè)量面之間不會(huì)產(chǎn)生間隙。

第1電極體64a的第2部分67a的狹縫寬度方向的長(zhǎng)度wa2可使用第1電極體64a及第2電極體64b的射束測(cè)量面的偏移量δl1和第2電極體64b的角度中值即第2角度θb，表示為wa2＝δl1·tan(θb)。射束測(cè)量面的偏移量δl1可使用從狹縫62至第1射束測(cè)量面65a的z方向的距離l1和從狹縫62至第2射束測(cè)量面65b的z方向的距離l2，表示為δl1＝l1-l2。并且，第2角度θb表示為tan(θb)＝s/l2。因此，第1電極體64a的總長(zhǎng)度wa成為wa＝wa1+2wa2＝s(2l1-l2)/l2。因此，第1射束測(cè)量面65a的狹縫寬度方向的長(zhǎng)度wa比狹縫寬度s長(zhǎng)。通過(guò)如此構(gòu)成第1電極體64a，第1射束測(cè)量面65a將以第1角度θa＝0為角度中值而從第5角度-θb至第2角度θb的角度范圍的射束分量作為檢測(cè)對(duì)象。

第2電極體64b具有第1部分66b及第2部分67b，且配置成使第2射束測(cè)量面65b的射束行進(jìn)方向的位置(距離l2)與下述交點(diǎn)相同，所述交點(diǎn)是從狹縫62的左端62a向第2角度θb方向延伸的直線與從狹縫62的右端62b向第1角度θa＝0方向延伸的直線的交點(diǎn)。第2電極體64b的第1部分66b設(shè)置在將狹縫62的開口區(qū)域向第2角度θb的方向平行移動(dòng)而得的位置上，狹縫寬度方向的長(zhǎng)度wb1與狹縫寬度s相同。第2電極體64b的第1部分66b中入射通過(guò)狹縫62后的離子束中第2角度θb所有的射束分量。即，第2電極體64b的第1部分66b中不僅入射通過(guò)狹縫62的狹縫寬度方向中央部62c的第2角度θb的射束分量，還入射通過(guò)狹縫62的狹縫寬度方向兩端62a、62b附近的第2角度θb的射束分量。其結(jié)果，通過(guò)狹縫62后的離子束中第2角度θb的射束分量實(shí)際上全部被第2電極體64b檢測(cè)到，而在其它電極體中檢測(cè)不到。

第2電極體64b的第2部分67b設(shè)置在第1部分66b的右側(cè)，且與相鄰的第3電極體64c在射束行進(jìn)方向上重疊。由于第2電極體64b的第2部分67b配置在第3電極體64c的里側(cè)，因此不會(huì)有第2角度θb的射束分量入射，但會(huì)有與第2角度θb不同的角度的射束分量斜向入射。例如，第2電極體64b的第2部分67b中會(huì)入射通過(guò)狹縫62的左端62a附近的與第3角度θc接近的角度的射束分量。另一方面，第2電極體64b的第1部分66b的左側(cè)不設(shè)有第2部分，反而設(shè)有錐部69b用以避免隔斷朝向第1電極體64a的第2部分67a1斜向入射的射束分量。因此，在相鄰的電極體位于射束行進(jìn)方向的里側(cè)位置的一側(cè)(左側(cè))設(shè)有錐部69b，在相鄰的電極體位于射束行進(jìn)方向的近前位置的一側(cè)(右側(cè))設(shè)有從第1部分66b延長(zhǎng)的第2部分67b。由于設(shè)有錐部69b，第2電極體64b具有朝向射束行進(jìn)方向而狹縫寬度方向的長(zhǎng)度變小的形狀。

第2電極體64b的第2部分67b的狹縫寬度方向的長(zhǎng)度wb2可使用第2電極體64b及第3電極體64c的射束測(cè)量面的偏移量δl2、第2電極體64b的角度中值即第2角度θb和第3電極體64c的角度中值即第3角度θc，表示為wb2＝δl2·{tan(θc)-tan(θb)}。射束測(cè)量面的偏移量δl2可使用從狹縫62至第2射束測(cè)量面65b的z方向的距離l2和從狹縫62至第3射束測(cè)量面65c的z方向的距離l3，表示為δl2＝l2-l3。并且關(guān)于第3角度θc可表示為tan(θc)-tan(θb)＝s/l3。因此，第2電極體64b的總長(zhǎng)度wb成為wb＝wb1+wb2＝s·l2/l3，第2射束測(cè)量面65b的狹縫寬度方向的長(zhǎng)度也比狹縫寬度s長(zhǎng)。通過(guò)如此構(gòu)成第2電極體64b，第2射束測(cè)量面65b將以第2角度θb為角度中值而從第1角度θa＝0至第3角度θc的角度范圍的射束分量作為檢測(cè)對(duì)象。

第3電極體64c具有第1部分66c及第2部分67c，且配置成第3射束測(cè)量面65c的射束行進(jìn)方向的位置(距離l3)與下述交點(diǎn)相同，所述交點(diǎn)是從狹縫62的左端62a向第3角度θc方向延伸的直線與從狹縫62的右端62b向第2角度θb方向延伸的直線的交點(diǎn)。第3電極體64c的第1部分66c設(shè)置在將狹縫62的開口區(qū)域向第3角度θc的方向平行移動(dòng)而得的位置上，狹縫寬度方向的長(zhǎng)度wc1與狹縫寬度s相同。第3電極體64c的第1部分66c中入射通過(guò)狹縫62后的離子束中第3角度θc的所有射束分量。通過(guò)狹縫62后的離子束中第3角度θc的射束分量實(shí)際上全部被第3電極體64c檢測(cè)到，而在其它電極體中檢測(cè)不到。

第3電極體64c的第2部分67c設(shè)置在第1部分66c的右側(cè)，且與相鄰的第4電極體64d在射束行進(jìn)方向上重疊。由于第3電極體64c的第2部分67c配置在第4電極體64d的里側(cè)，因此不會(huì)有第3角度θc的射束分量入射，但會(huì)有與第3角度θc不同的角度的射束分量斜向入射。第3電極體64c的左側(cè)設(shè)有錐部69c用以避免隔斷朝向第2電極體64b的第2部分67b斜向入射的射束分量。由于設(shè)有錐部69c，第3電極體64c具有朝向射束行進(jìn)方向而狹縫寬度方向的長(zhǎng)度變小的形狀。

第3電極體64c的第2部分67c的狹縫寬度方向的長(zhǎng)度wc2可使用第3電極體64c及第4電極體64d的射束測(cè)量面的偏移量δl3、第3電極體64c的角度中值即第3角度θc和第4電極體64d的角度中值即第4角度θd，表示為wc2＝δl3·{tan(θd)-tan(θc)}。射束測(cè)量面的偏移量δl3可使用從狹縫62至第3射束測(cè)量面65c的z方向的距離l3和從狹縫62至第4射束測(cè)量面65d的z方向的距離l4，表示為δl3＝l3-l4。并且關(guān)于第4角度θd可表示為tan(θd)-tan(θc)＝s/l4。因此，第3電極體64c的總長(zhǎng)度wc成為wc＝wc1+wc2＝s·l3/l4，第3射束測(cè)量面65c的狹縫寬度方向的長(zhǎng)度也比狹縫寬度s長(zhǎng)。通過(guò)如此構(gòu)成第3電極體64c，第3射束測(cè)量面65c將以第3角度θc為角度中值而從第2角度θb至第4角度θd的角度范圍的射束分量作為檢測(cè)對(duì)象。

第4電極體64d配置成第4射束測(cè)量面65d的射束行進(jìn)方向的位置(距離l4)與下述交點(diǎn)相同，所述交點(diǎn)是從狹縫62的左端62a向第4角度θd方向延伸的直線與從狹縫62的右端62b向第3角度θc方向延伸的直線的交點(diǎn)。第4電極體64d設(shè)置在將狹縫62的開口區(qū)域向第4角度θd的方向平行移動(dòng)而得的位置上，狹縫寬度方向的長(zhǎng)度wd與狹縫寬度s相同。第4電極體64d中入射通過(guò)狹縫62后的離子束中第4角度θd的所有射束分量。通過(guò)狹縫62后的離子束中第4角度θd的射束分量實(shí)際上全部被第4電極體64d檢測(cè)到，而其它電極體中檢測(cè)不到。

第4電極體64d具有第1部分66d，但不具有與其它電極體相同的第2部分。這是因?yàn)椋?電極體64d相比相鄰的第3電極體64c配置在射束行進(jìn)方向上的近前處，而在比第4電極體64d更靠近前處未設(shè)有相鄰的電極體。第4電極體64d的左側(cè)設(shè)有錐部69d，用以避免隔斷朝向第3電極體64c的第2部分67c斜向入射的射束分量。由于設(shè)有錐部69d，第4電極體64d具有朝向射束行進(jìn)方向而狹縫寬度方向的長(zhǎng)度變小的形狀。第4電極體64d的狹縫寬度方向的長(zhǎng)度wd與狹縫62的狹縫寬度s相同。第4電極體64d的第4射束測(cè)量面65d將以第4角度θd為角度中值而超過(guò)第3角度θc的角度范圍的射束分量作為檢測(cè)對(duì)象。

第5電極體64e具有與第2電極體64b相同的形狀，且配置在與第2電極體64b成為左右對(duì)稱的位置。第5電極體64e具有第1部分66e及設(shè)置在第1部分66e的左側(cè)的第2部分67e。第5電極體64e的第1部分66e的右側(cè)設(shè)有錐部69e，用以避免隔斷入射至第1電極體64a的第2部分67a2的射束分量。第5電極體64e的第5射束測(cè)量面65e將以第5角度-θb為角度中值而從第1角度θa＝0至第6角度-θc的角度范圍的射束分量作為檢測(cè)對(duì)象。

第6電極體64f具有與第3電極體64c相同的形狀，且配置在與第3電極體64c成為左右對(duì)稱的位置。第6電極體64f具有第1部分66f及設(shè)置在第1部分66f的左側(cè)的第2部分67f。第6電極體64f的第1部分66f的右側(cè)設(shè)有錐部69f，用以避免隔斷入射至第5電極體64e的第2部分67e的射束分量。第6電極體64f的第6射束測(cè)量面65f將以第6角度-θc為角度中值而從第5角度-θb至第7角度-θd的角度范圍的射束分量作為檢測(cè)對(duì)象。

第7電極體64g具有與第4電極體64d相同的形狀，且配置在與第4電極體64d成為左右對(duì)稱的位置。第7電極體64g具有第1部分66g，第1部分66g的右側(cè)設(shè)有錐部69g，用以避免隔斷入射至第6電極體64f的第2部分67f的射束分量。第7電極體64g的第7射束測(cè)量面65g將以第7角度-θd為角度中值而絕對(duì)值中超過(guò)第6角度-θc的范圍的射束分量作為檢測(cè)對(duì)象。

各電極體64優(yōu)選配置成在射束行進(jìn)方向上錯(cuò)開能夠確保相鄰的電極體之間的電絕緣的程度。另一方面，優(yōu)選將相鄰的電極體之間的偏移量δl(δl1、δl2、δl3)縮小一定程度，以能夠?qū)⒔嵌葴y(cè)量裝置48小型化。具體而言，相鄰的電極體之間的偏移量δl可以比各電極體64的射束行進(jìn)方向的厚度大，且比各電極體64的射束測(cè)量面的狹縫寬度方向的長(zhǎng)度w(wa、wb、wc、wd)小。另外，本實(shí)施方式中，任意的電極體均配置成使相鄰的一組電極體在射束行進(jìn)方向上重疊。

角度測(cè)量裝置48具有與多個(gè)電極體64a～64g分別連接的測(cè)量電路。測(cè)量電路測(cè)量通過(guò)離子入射于各電極體64而產(chǎn)生的電流，通過(guò)來(lái)自多個(gè)電極體64a～64g各自的電流值測(cè)量入射于狹縫62的離子束b的角度分布。并且，測(cè)量電路具有在規(guī)定的測(cè)量時(shí)間上檢測(cè)來(lái)自電極體64的電流的時(shí)間變化值的功能。由此，能夠測(cè)量與入射于狹縫62的離子束b相關(guān)的角度分布的時(shí)間變化值。測(cè)量電路也可以具有通過(guò)將來(lái)自電極體64的電流在測(cè)量時(shí)間上進(jìn)行累計(jì)來(lái)檢測(cè)射束的角度分布的累計(jì)強(qiáng)度的功能。

圖6(a)及圖6(b)是示意地表示角度測(cè)量裝置48的角度特性的曲線圖。圖6(a)表示各電極體64a～64g各自的角度靈敏度系數(shù)k(θ)，圖6(b)表示作為角度測(cè)量裝置48整體的角度靈敏度系數(shù)k(θ)。在此作為角度測(cè)量裝置48整體的角度靈敏度系數(shù)k(θ)使用通過(guò)狹縫62的離子束的角度θ的射束分量整體的強(qiáng)度i(θ)和通過(guò)角度測(cè)量裝置48測(cè)量出的角度θ的射束分量的測(cè)量強(qiáng)度i’(θ)，定義為k(θ)＝i’(θ)/i(θ)。并且，各電極體64a～64g各自的角度靈敏度系數(shù)ki(θ)(其中i＝a～g)使用在各電極體64i中測(cè)量出的角度θ的射束分量的測(cè)量強(qiáng)度ii’(θ)，定義為ki(θ)＝ii’(θ)/i(θ)。另外，角度測(cè)量裝置48的角度靈敏度系數(shù)k(θ)表示為k(θ)＝σki(θ)。

如圖6(a)所示，各電極體64a～64g的角度靈敏度系數(shù)ki(θ)以三角形的曲線圖表示，對(duì)于角度θ包括線性增大的范圍及線性減小的范圍。例如，第1電極體64a的角度靈敏度系數(shù)ka(θ)從第5角度-θb朝向第1角度θa＝0線性增大，在角度中值即第1角度θa成為最大，并從第1角度θa朝向第2角度θb線性減小。其它電極體也具有相同的角度靈敏度系數(shù)。一般化而說(shuō)明為，關(guān)于第i個(gè)電極體的角度靈敏度系數(shù)ki(θ)，若將第i個(gè)電極體的角度中值設(shè)為θi，將與第i個(gè)電極體相鄰的左右側(cè)電極體的角度中值設(shè)為θi-1、θi+1，則相鄰的電極體的角度中值θi-1、θi+1為零，并朝向第i個(gè)電極體的角度中值θi線性增大，而在角度中值θi成為最大。

圖7是示意地表示在第i-1個(gè)電極體64(i-1)和第i個(gè)電極體64(i)上測(cè)量的角度θ的射束分量的測(cè)量強(qiáng)度ii-1’(θ)、ii’(θ)的圖。圖示的例子中，角度θ表示滿足θi-1＜θ＜θi的關(guān)系的情況，角度θ的一部分射束分量入射于第i個(gè)電極體64(i)，其余入射于相鄰的第i-1個(gè)電極體64(i-1)。此時(shí)，第i個(gè)電極體64(i)及相鄰的第i-1個(gè)電極體64(i-1)的測(cè)量強(qiáng)度可以分別由以下式(1)、式(2)表示。另外，右邊所含的i’(θ)是在相鄰的一組電極體64(i)、64(i-1)中測(cè)量出的測(cè)量強(qiáng)度之和。并且，關(guān)于角度θ，用tanθ≈θ的近似值。

[數(shù)式1]

上述式(1)、式(2)表示，欲測(cè)量的射束分量的角度θ越近似于第i個(gè)電極體的角度中值θi，則由第i個(gè)電極體64(i)測(cè)量出的比例增加，而角度θ越近似于第i-1個(gè)電極體的角度中值θi-1，則由第i個(gè)電極體64(i)測(cè)量出的比例減少。并且，表示由第i個(gè)電極體64(i)測(cè)量出的射束分量的測(cè)量強(qiáng)度ii’(θ)可以由欲測(cè)量的射束分量的角度θ的線性函數(shù)表示(或者可以由線性函數(shù)近似地表示)。

此時(shí)，角度θ的射束分量可由相鄰的電極體中的任意一個(gè)測(cè)量，因此相鄰的電極體的測(cè)量強(qiáng)度的總計(jì)值i’(θ)與通過(guò)狹縫62后的所有離子束的強(qiáng)度i(θ)一致。其結(jié)果，如圖6(b)所示，作為角度測(cè)量裝置48整體的角度靈敏度系數(shù)k(θ)在規(guī)定的角度范圍[-θd,θd]內(nèi)成為恒定值。即，角度測(cè)量裝置48在作為測(cè)量對(duì)象的角度范圍內(nèi)，對(duì)于角度θ以恒定的靈敏度測(cè)量離子束。

接著，說(shuō)明使用了角度測(cè)量裝置48的測(cè)量結(jié)果的離子束的角度重心的計(jì)算方法。關(guān)于通過(guò)狹縫62的離子束，已知對(duì)于角度θ是連續(xù)的強(qiáng)度分布i(θ)時(shí)，其離子束的角度重心θg由以下式(3)表示。

[數(shù)式2]

然而，實(shí)際上很難測(cè)量對(duì)于離子束的角度θ的連續(xù)的強(qiáng)度分布i(θ)，從使上述式(3)離散而得的數(shù)據(jù)中推斷離子束的角度重心θg。即，如同圖7所示的角度測(cè)量裝置48那樣，配置多根作為測(cè)量對(duì)象的角度θi不同的電極體64(i)，使用由各電極體64(i)測(cè)量出的射束分量的積分強(qiáng)度ii’計(jì)算出通過(guò)實(shí)際測(cè)量獲得的角度重心θg’。通過(guò)測(cè)量獲得的角度重心θg’可由以下式(4)表示。另外，角度θi對(duì)應(yīng)于由各電極體64(i)測(cè)量出的射束分量的角度中值。

[數(shù)式3]

在此，若式(3)的右邊和式(4)的右邊一致，則通過(guò)測(cè)量獲得的角度重心θg’和實(shí)際離子束的角度重心θg一致，能夠測(cè)量準(zhǔn)確的角度重心。以下，將使用角度測(cè)量裝置48通過(guò)測(cè)量獲得的角度重心θg’與實(shí)際的角度重心θg進(jìn)行比較，并對(duì)通過(guò)角度測(cè)量裝置48獲得的角度重心θg’的準(zhǔn)確性進(jìn)行說(shuō)明。

首先，對(duì)由各電極體64(i)測(cè)量出的積分強(qiáng)度ii’進(jìn)行討論。各電極體64(i)的積分強(qiáng)度ii’可使用上述角度靈敏度系數(shù)ki(θ)而由以下式(5)表示。式(5)表示若將通過(guò)狹縫62后的離子束的角度強(qiáng)度分布i(θ)與電極體64(i)的角度靈敏度系數(shù)ki(θ)之積，以作為測(cè)量對(duì)象的角度范圍[θi-1,θi+1]進(jìn)行積分，則成為電極體64(i)的積分強(qiáng)度ii’。另外，由各電極體64(i)實(shí)際獲得的測(cè)量結(jié)果為在各射束測(cè)量面承受的角度范圍內(nèi)進(jìn)行積分而得的積分強(qiáng)度ii’，不能按每個(gè)角度獲得與特定角度θ對(duì)應(yīng)的射束分量的測(cè)量強(qiáng)度i’(θ)。

[數(shù)式4]

若使用上述式(5)，則式(4)的分母項(xiàng)可變形為以下式(6)。這是因?yàn)?，在角度測(cè)量裝置48的角度測(cè)量范圍[-θd,θd]內(nèi)，角度靈敏度系數(shù)k(θ)成為恒定值k。因此，式(4)的分母項(xiàng)成為在角度測(cè)量裝置48的角度測(cè)量范圍[-θd,θd]內(nèi)將式(3)的分母項(xiàng)進(jìn)行k倍計(jì)算而得的結(jié)果。

[數(shù)式5]

同樣，式(4)的分子項(xiàng)可使用上述式(5)而變形為以下式(7)。在此，圖6所示的角度靈敏度系數(shù)ki(θ)由以下式(8)表示，因此式(3)的分子項(xiàng)可表示為以下式(9)。

[數(shù)式6]

在此，為了計(jì)算上述式(9)，對(duì)積分范圍從第1角度θa至第2角度θb的項(xiàng)進(jìn)行具體討論。更詳細(xì)而言，式(9)的右邊第1項(xiàng)設(shè)為θi＝θb，式(9)的右邊第2項(xiàng)設(shè)為θi＝θa，從而只導(dǎo)出積分范圍為從第1角度θa至第2角度θb的項(xiàng)。這些項(xiàng)由以下式(10)表示。

[數(shù)式7]

上述式(10)表示將角度θ與離子束的強(qiáng)度i(θ)之積以角度θ進(jìn)行積分而得的結(jié)果。其結(jié)果，若將式(9)的積分范圍擴(kuò)大至角度測(cè)量裝置48的角度測(cè)量范圍[-θd,θd]，則式(4)的分子項(xiàng)成為與將式(3)的分子項(xiàng)進(jìn)行k倍計(jì)算而得的結(jié)果相等。因此，上述式(4)所示的通過(guò)測(cè)量獲得的角度重心θg’與上述式(3)所示的實(shí)際的角度重心θg成為相等。如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式所涉及的角度測(cè)量裝置48，即使使用較少數(shù)量(例如7根)的電極體64對(duì)角度θ離散地測(cè)量角度分量，也能夠準(zhǔn)確地求出離子束的角度重心θg。

如同本實(shí)施方式，為了得到離子束的準(zhǔn)確的角度重心θg，角度測(cè)量裝置48所具備的各電極體64需要具有如圖6(a)所示的角度靈敏度系數(shù)k(θ)。換言之，需要滿足下述兩個(gè)條件：第1條件，各電極體64的角度靈敏度系數(shù)k(θ)為三角形；及第2條件，以在相鄰的電極體之間不產(chǎn)生射束的測(cè)量漏失的方式配置各電極體64。首先，作為第1條件，為了使各電極體64的角度靈敏度系數(shù)k(θ)成為三角形，需要使電極體64的第1部分66的狹縫寬度方向的長(zhǎng)度與狹縫寬度s相同。相反，在電極體的第1部分的狹縫寬度方向的長(zhǎng)度比狹縫寬度s短或長(zhǎng)的情況下，其電極體的角度靈敏度系數(shù)成為梯形，導(dǎo)致對(duì)于角度θ產(chǎn)生靈敏度系數(shù)成為恒定的范圍。如此一來(lái)，上述式(10)不成立，因此在實(shí)際的角度重心θg與通過(guò)測(cè)量獲得的角度重心θg’之間產(chǎn)生差異，無(wú)法得到準(zhǔn)確的角度重心θg。若以同樣的方式不滿足第2條件而導(dǎo)致在相鄰的電極體之間產(chǎn)生射束的測(cè)量漏失，則上述式(6)不成立，因此導(dǎo)致實(shí)際的角度重心θg與通過(guò)測(cè)量獲得的角度重心θg’之間產(chǎn)生差異。另一方面，根據(jù)本實(shí)施方式，以滿足這些條件的方式配置有各電極體64，因此能夠得到準(zhǔn)確的角度重心θg。

(變形例1)

圖8是示意地表示變形例1所涉及的角度測(cè)量裝置148的結(jié)構(gòu)的剖視圖。角度測(cè)量裝置148具有多個(gè)電極體164a、164b、164c、164d、164e、164f、164g(也統(tǒng)稱為電極體164)。本變形例中，多個(gè)電極體164a～164g以山形(倒v字形)配置，這一點(diǎn)與上述實(shí)施方式不同。在本變形例中主要說(shuō)明與上述角度測(cè)量裝置48的不同點(diǎn)。

多個(gè)電極體164a～164g各自具有射束測(cè)量面165a、165b、165c、165d、165e、165f、165g(也統(tǒng)稱為射束測(cè)量面165)，所述射束測(cè)量面為相對(duì)于通過(guò)狹縫162后的離子束暴露的區(qū)域。多個(gè)電極體164a～164g配置成各電極體的射束測(cè)量面165a～165g在狹縫寬度方向(x方向)上依次排列，并且在x方向上相鄰的射束測(cè)量面165彼此在射束行進(jìn)方向(z方向)上錯(cuò)開。第1電極體164a配置在射束行進(jìn)方向上距離狹縫162最近的位置，并且依次按第2電極體164b、第3電極體164c、第4電極體164d的順序向射束行進(jìn)方向的里側(cè)配置。同樣，依次按第5電極體164e、第6電極體164f、第7電極體164g的順序向射束行進(jìn)方向的后側(cè)配置。

第1電極體164a具有狹縫寬度方向的長(zhǎng)度與狹縫寬度s相同的第1部分166a。第2電極體164b具有狹縫寬度方向的長(zhǎng)度與狹縫寬度s相同的第1部分166b及設(shè)置在第1部分166b的左側(cè)且用于填補(bǔ)與第1電極體164a之間的間隙的第2部分167b。第3電極體164c具有狹縫寬度方向的長(zhǎng)度與狹縫寬度s相同的第1部分166c及設(shè)置在第1部分166c的左側(cè)且用于填補(bǔ)與第2電極體164b之間的間隙的第2部分167c。第4電極體164d具有狹縫寬度方向的長(zhǎng)度與狹縫寬度s相同的第1部分166d及設(shè)置在第1部分166d的左側(cè)且用于填補(bǔ)與第3電極體164c之間的間隙的第2部分167d。第5電極體164e具有第1部分166e和第2部分167e，且配置成相對(duì)于狹縫162與第2電極體164b左右對(duì)稱。第6電極體164f具有第1部分166f和第2部分167f，且配置成相對(duì)于狹縫162與第3電極體164c左右對(duì)稱。第7電極體164g具有第1部分166g和第2部分167g，且配置成相對(duì)于狹縫162與第4電極體164d左右對(duì)稱。本變形例中，任意的電極體均配置成相鄰的一組電極體在射束行進(jìn)方向不重疊。這是因?yàn)槎鄠€(gè)電極體164a～164g被配置成山形(倒v字形)之故。

在本變形例中也能夠使各電極體164的角度靈敏度系數(shù)k(θ)成為三角形，且以在相鄰的電極體164之間不產(chǎn)生射束的測(cè)量漏失的方式配置各電極體164。因此，與上述實(shí)施方式相同地，根據(jù)本變形例所涉及的角度測(cè)量裝置148，關(guān)于從狹縫162入射的離子束，能夠得到準(zhǔn)確的角度重心θg。

(變形例2)

圖9是示意地表示變形例2所涉及的角度測(cè)量裝置248的結(jié)構(gòu)的剖視圖。角度測(cè)量裝置248具有多個(gè)電極體264a、264b、264c、264d、264e、264f、264g(也統(tǒng)稱為電極體264)。本變形例中，多個(gè)電極體264a～264g以“之”字形相互交替配置，這一點(diǎn)與上述實(shí)施方式不同。在本變形例中，主要說(shuō)明與上述角度測(cè)量裝置48的不同點(diǎn)。

多個(gè)電極體264a～264g各自具有射束測(cè)量面265a、265b、265c、265d、265e、265f、265g(也統(tǒng)稱為射束測(cè)量面265)，所述射束測(cè)量面為相對(duì)于通過(guò)狹縫262后的離子束暴露的區(qū)域。多個(gè)電極體264a～264g配置成各電極體的射束測(cè)量面265a～265g在狹縫寬度方向(x方向)依次排列，并且在x方向上相鄰的射束測(cè)量面265彼此在射束行進(jìn)方向(z方向)上錯(cuò)開。第1電極體264a、第3電極體264c及第6電極體264f配置在從狹縫262觀察時(shí)的射束行進(jìn)方向的后側(cè)，其余的第2電極體264b、第4電極體264d、第5電極體264e及第7電極體264g配置在從狹縫262觀察時(shí)的射束行進(jìn)方向的近前側(cè)。

第1電極體264a具有第1部分266a和第2部分267a1、267a2。第2電極體264b具有第1部分266b，并且在左側(cè)設(shè)有錐部269b。第3電極體264c具有第1部分266c和第2部分267c。第4電極體264d具有第1部分266d，并且在左側(cè)設(shè)有錐部269d。第5電極體264e具有第1部分266e，并且在右側(cè)設(shè)有錐部269e。第6電極體264f具有第1部分266f和第2部分267f。第7電極體264g具有第1部分266g，并且在右側(cè)設(shè)有錐部269g。因此，配置在射束行進(jìn)方向的后側(cè)的電極體中設(shè)有第1部分和第2部分。另一方面，配置在射束行進(jìn)方向的近前側(cè)的電極體中僅設(shè)有第1部分，并且設(shè)有錐部以避免隔斷朝向相鄰的電極體的第2部分的射束分量。

在本變形例中，也能夠使各電極體264的角度靈敏度系數(shù)k(θ)成為三角形，且以在相鄰的電極體264之間不產(chǎn)生射束的測(cè)量漏失的方式配置各電極體264。因此，與上述實(shí)施方式相同地，根據(jù)本變形例所涉及的角度測(cè)量裝置248，關(guān)于從狹縫262入射的離子束，能夠得到準(zhǔn)確的角度重心θg。

(變形例3)

圖10是示意地表示變形例3所涉及的角度測(cè)量裝置348的結(jié)構(gòu)的剖視圖。角度測(cè)量裝置348具有多個(gè)電極體364a、364b、364c、364d、364e、364f、364g(也統(tǒng)稱為電極體364)。本變形例中，與變形例2相同地，多個(gè)電極體364a～364g以之字形相互交替配置，但中央的第1電極體364a配置在近前側(cè)，這一點(diǎn)與上述變形例2不同。在本變形例中，主要說(shuō)明與上述變形例2所涉及的角度測(cè)量裝置248的不同點(diǎn)。

多個(gè)電極體364a～364g各自具有射束測(cè)量面365a、365b、365c、365d、365e、365f、365g(也統(tǒng)稱為射束測(cè)量面365)，所述射束測(cè)量面為相對(duì)于通過(guò)狹縫362后的離子束暴露的區(qū)域。第1電極體364a、第3電極體364c及第6電極體364f配置在從狹縫362觀察時(shí)的射束行進(jìn)方向的近前側(cè)，其余的第2電極體364b、第4電極體364d、第5電極體364e及第7電極體364g配置在從狹縫362觀察時(shí)的射束行進(jìn)方向的后側(cè)。

第1電極體364a具有第1部分366a。第2電極體364b具有第1部分366b和設(shè)置在左右兩側(cè)的第2部分367b1、367b2。第3電極體364c具有第1部分366c，并且在左側(cè)設(shè)有錐部369c。第4電極體364d具有第1部分366d和第2部分367d。第5電極體364e具有第1部分366e和設(shè)置在左右兩側(cè)的第2部分367e1、367e2。第6電極體364f具有第1部分366f，并且在右側(cè)設(shè)有錐部369f。第7電極體364g具有第1部分366g和第2部分367g。因此，在本變形例中，配置在射束行進(jìn)方向的后側(cè)的電極體中也設(shè)有第1部分和第2部分。另一方面，配置在射束行進(jìn)方向的近前側(cè)的電極體中僅設(shè)有第1部分，并且設(shè)有錐部以避免隔斷朝向相鄰的電極體的第2部分的射束分量。

在本變形例中，也能夠使各電極體364的角度靈敏度系數(shù)k(θ)成為三角形，且以在相鄰的電極體364之間不產(chǎn)生射束的測(cè)量漏失的方式配置各電極體364。因此，與上述實(shí)施方式相同地，根據(jù)本變形例所涉及的角度測(cè)量裝置348，關(guān)于從狹縫362入射的離子束，能夠得到準(zhǔn)確的角度重心θg。

(變形例4)

圖11是示意地表示變形例4所涉及的角度測(cè)量裝置448的結(jié)構(gòu)的剖視圖。角度測(cè)量裝置448具有多個(gè)電極體464a、464b、464c、464d、464e、464f、464g(也統(tǒng)稱為電極體464)。本變形例中，各電極體464a～464g的射束測(cè)量面465a、465b、465c、465d、465e、465f、465g(也統(tǒng)稱為射束測(cè)量面465)與上述實(shí)施方式相同地構(gòu)成。另一方面，在電極體464的局部設(shè)有相對(duì)于通過(guò)狹縫462后的離子束不暴露，且不發(fā)揮作為射束測(cè)量面465的功能的第3部分，這一點(diǎn)與上述實(shí)施方式不同。在本變形例中，主要說(shuō)明與上述實(shí)施方式所涉及的角度測(cè)量裝置48的不同點(diǎn)。

多個(gè)電極體464a～464g配置成射束測(cè)量面465a～465g在狹縫寬度方向(x方向)上依次排列，并且在x方向上相鄰的射束測(cè)量面465彼此在射束行進(jìn)方向(z方向)上錯(cuò)開。具體而言，第1射束測(cè)量面465a配置在射束行進(jìn)方向的最后側(cè)，配置在左右兩端的第4射束測(cè)量面465d和第7射束測(cè)量面465g配置于射束行進(jìn)方向的最近前側(cè)。各射束測(cè)量面465a～465g或者僅由狹縫寬度方向的長(zhǎng)度與狹縫寬度s相同的第1部分構(gòu)成，或者由第1部分和配置在第1部分旁邊的第2部分構(gòu)成。

第1電極體464a具有第1部分466a、第2部分467a1、467a2和第3部分468a1、468a2。第1電極體464a的第3部分468a1、468a2分別配置在第2部分467a1、467a2的旁邊。由于第1電極體464a的第3部分468a1、468a2配置在于射束行進(jìn)方向的近前側(cè)配置的其它電極體464b～464g的里側(cè)，因此是離子束不入射的區(qū)域，不影響離子束的測(cè)量結(jié)果。然而，通過(guò)設(shè)置第3部分468a1、468a2，能夠提高用于支撐第1電極體464a的結(jié)構(gòu)的自由度。例如，使用設(shè)置在第3部分468a1、468a2的左右側(cè)的支撐結(jié)構(gòu)(未圖示)，能夠?qū)⒌?電極體464a固定在所希望的位置。

第2電極體464b具有第1部分466b、第2部分467b和第3部分468b，并且在左側(cè)設(shè)有錐部469b。第2電極體464b的第3部分468b設(shè)置在通過(guò)配置在射束行進(jìn)方向的近前側(cè)的第3電極體464c和第4電極體464d隔斷離子束的入射的位置。第3電極體464c具有第1部分466c、第2部分467c和第3部分468c，并且在左側(cè)設(shè)有錐部469c。第3電極體464c的第3部分468c設(shè)置在通過(guò)配置在射束行進(jìn)方向的近前側(cè)的第4電極體464d隔斷離子束的入射的位置。第4電極體464d具有第1部分466d，并且在左側(cè)設(shè)有錐部469d。由于第4電極體464d的射束行進(jìn)方向的近前側(cè)未配置電極體，因此不具有第3部分。

第5電極體464e具有第1部分466e、第2部分467e和第3部分468e，并且在右側(cè)設(shè)有錐部469e。第5電極體464e具有與第2電極體464b相同的形狀，并且配置在相對(duì)于狹縫462與第2電極體464b左右對(duì)稱的位置。第6電極體464f具有第1部分466f、第2部分467f和第3部分468f，并且在右側(cè)設(shè)有錐部469f。第6電極體464f具有與第3電極體464c相同的形狀，并且配置在相對(duì)于狹縫462與第3電極體464c左右對(duì)稱的位置。第7電極體464g具有第1部分466g，并且在右側(cè)設(shè)有錐部469g。第7電極體464g配置在相對(duì)于狹縫462與第4電極體464d左右對(duì)稱的位置。

另外，各電極體464的第3部分的狹縫寬度方向的長(zhǎng)度是任意的，并且只要在被配置于射束行進(jìn)方向的近前側(cè)的一個(gè)以上的電極體隔斷的范圍內(nèi)，則所述長(zhǎng)度既可以比圖示的例子短，也可以比其長(zhǎng)。并且，各電極體464的第3部分可設(shè)置成遍及狹縫462的長(zhǎng)度方向(y方向)而延伸，也可僅設(shè)置在狹縫462的長(zhǎng)度方向的局部范圍內(nèi)。并且第3部分可設(shè)置在除了第4電極體464d和第7電極體464g之外的所有電極體464a、464b、464c、464e、464f中，也可僅設(shè)置在多個(gè)電極體464中的一部分。

在本變形例中，也能夠使各電極體464的角度靈敏度系數(shù)k(θ)成為三角形，且以在相鄰的電極體464之間不產(chǎn)生射束的測(cè)量漏失的方式配置各電極體464。因此，與上述實(shí)施方式相同地，根據(jù)本變形例所涉及的角度測(cè)量裝置448，關(guān)于從狹縫462入射的離子束，能夠得到準(zhǔn)確的角度重心θg。并且，根據(jù)本變形例，能夠提高用于固定各電極體464的結(jié)構(gòu)的自由度。

(變形例5)

圖12是示意地表示變形例5所涉及的角度測(cè)量裝置548的結(jié)構(gòu)的剖視圖。角度測(cè)量裝置548具有多個(gè)電極體564a、564b、564c、564d、564e、564f、564g(也統(tǒng)稱為電極體564)。本變形例中，各電極體564a～564g的射束測(cè)量面565a、565b、565c、565d、565e、565f、565g(也統(tǒng)稱為射束測(cè)量面565)與變形例1相同地構(gòu)成，而在電極體564的局部設(shè)有相對(duì)于通過(guò)狹縫562后的離子束不暴露的第3部分，這一點(diǎn)與變形例1不同。在本變形例中，主要說(shuō)明與上述變形例1所涉及的角度測(cè)量裝置148的不同點(diǎn)。

多個(gè)電極體564a～564g配置成射束測(cè)量面565a～565g在狹縫寬度方向(x方向)上依次排列，并且在x方向上相鄰的射束測(cè)量面565彼此在射束行進(jìn)方向(z方向)上錯(cuò)開。具體而言，第1射束測(cè)量面565a配置在射束行進(jìn)方向的最近前側(cè)，并且配置在左右兩端的第4射束測(cè)量面565d和第7射束測(cè)量面565g配置于射束行進(jìn)方向的最后側(cè)。各射束測(cè)量面565a～565g或者僅由狹縫寬度方向的長(zhǎng)度與狹縫寬度s相同的第1部分構(gòu)成，或者由第1部分和配置在第1部分旁邊的第2部分構(gòu)成。

第1電極體564a具有第1部分566a。第2電極體564b具有第1部分566b、第2部分567b和第3部分568b。第3電極體564c具有第1部分566c、第2部分567c和第3部分568c。第4電極體564d具有第1部分566d、第2部分567d和第3部分568d。第5電極體564e具有第1部分566e、第2部分567e和第3部分568e，且配置成與第2電極體564b之間設(shè)有間隙。第6電極體564f具有第1部分566f、第2部分567f和第3部分568f，且配置成與第3電極體564c之間設(shè)有間隙。第7電極體564g具有第1部分566g、第2部分567g和第3部分568g，且配置成與第4電極體564d之間設(shè)有間隙。

在本變形例中，各電極體564的第3部分的狹縫寬度方向的長(zhǎng)度也是任意的，并且只要在被配置于射束行進(jìn)方向的近前側(cè)的一個(gè)以上的電極體隔斷的范圍內(nèi)，則所述長(zhǎng)度既可以比圖示的例子短，也可以比其長(zhǎng)。并且，各電極體564的第3部分可設(shè)置在遍及狹縫562的長(zhǎng)度方向(y方向)而延伸，也可僅設(shè)置在狹縫562的長(zhǎng)度方向的局部范圍內(nèi)。并且第3部分可設(shè)置在除了第1電極體564a之外的所有電極體564b～564g中，也可僅設(shè)置在多個(gè)電極體564中的一部分。

在本變形例中，也能夠使各電極體564的角度靈敏度系數(shù)k(θ)成為三角形，且以在相鄰的電極體564之間不產(chǎn)生射束的測(cè)量漏失的方式配置各電極體564。因此，與上述實(shí)施方式相同地，根據(jù)本變形例所涉及的角度測(cè)量裝置548，關(guān)于從狹縫562入射的離子束，能夠得到準(zhǔn)確的角度重心θg。

(變形例6)

圖13是示意地表示變形例6所涉及的角度測(cè)量裝置648的結(jié)構(gòu)的剖視圖。角度測(cè)量裝置648具有多個(gè)電極體664a、664b、664c、664d、664e、664f、664g(也統(tǒng)稱為電極體664)。本變形例中，各電極體664a～664g的射束測(cè)量面665a、665b、665c、665d、665e、665f、665g(也統(tǒng)稱為射束測(cè)量面665)與變形例5相同地構(gòu)成，但一部分電極體664的射束行進(jìn)方向的厚度較大，這一點(diǎn)與變形例5不同。在本變形例中，主要說(shuō)明與上述變形例5所涉及的角度測(cè)量裝置548的不同點(diǎn)。

多個(gè)電極體664a～664g中，從射束測(cè)量面665至與射束測(cè)量面665相反一側(cè)的背面的射束行進(jìn)方向的厚度不同，并且各電極體664的背面位置對(duì)齊。其結(jié)果，射束測(cè)量面665越靠近狹縫662的電極體664，射束行進(jìn)方向的厚度越大，射束測(cè)量面665越遠(yuǎn)離狹縫662的電極體664，射束行進(jìn)方向的厚度越小。如圖所示，配置在中央的第1電極體664a的射束行進(jìn)方向的厚度較大，配置在左右兩端的第4電極體664d和第7電極體664g的射束行進(jìn)方向的厚度較小。

第1電極體664a具有第1部分666a。第2電極體664b具有第1部分666b和第2部分667b。第3電極體664c具有第1部分666c、第2部分667c和第3部分668c。第4電極體664d具有第1部分666d、第2部分667d和第3部分668d。第5電極體664e具有第1部分666e和第2部分667e。第6電極體664f具有第1部分666f、第2部分667f和第3部分668f。第7電極體664g具有第1部分666g、第2部分667g和第3部分668g。相鄰的電極體664之間設(shè)有微小間隙。該間隙是為了確保電極體之間的絕緣性而必要的，但為了得到準(zhǔn)確的角度重心θg，優(yōu)選盡可能使其小。另外，關(guān)于第3電極體664c、第4電極體664d、第6電極體664f和第7電極體664g，也可以縮小第3部分的狹縫寬度方向的長(zhǎng)度，或者通過(guò)省去第3部分而確保相鄰的電極體664之間的間隙。

在本變形例中，也能夠使各電極體664的角度靈敏度系數(shù)k(θ)成為三角形，且以在相鄰的電極體664之間不產(chǎn)生射束的測(cè)量漏失的方式配置各電極體664。因此，與上述實(shí)施方式相同地，根據(jù)本變形例所涉及的角度測(cè)量裝置648，關(guān)于從狹縫662入射的離子束，能夠得到準(zhǔn)確的角度重心θg。并且，根據(jù)本變形例，由于各電極體664的背面對(duì)齊地配置，因此容易固定各電極體664。

(變形例7)

圖14是示意地表示變形例7所涉及的角度測(cè)量裝置748的結(jié)構(gòu)的剖視圖。角度測(cè)量裝置748具有多個(gè)電極體764a、764b、764c、764d、764e、764f、764g(也統(tǒng)稱為電極體764)。本變形例以能夠?qū)崿F(xiàn)與上述實(shí)施方式所涉及的電極體64a～64g相同的角度靈敏度系數(shù)k(θ)的方式配置各電極體764，并用虛線表示實(shí)施方式所涉及的電極體64a～64g的位置。本變形例中，各電極體764a～764g的射束測(cè)量面765a、765b、765c、765d、765e、765f、765g(也統(tǒng)稱為射束測(cè)量面765)不僅包括電極體764的上表面，還包括局部側(cè)面，這一點(diǎn)與上述實(shí)施方式和變形例不同。在本變形例中，主要說(shuō)明與上述實(shí)施方式所涉及的角度測(cè)量裝置48的不同點(diǎn)。

多個(gè)電極體764a～764g中射束行進(jìn)方向的厚度不同，且各電極體764的背面位置對(duì)齊。其結(jié)果，射束測(cè)量面765越靠近狹縫762的電極體764，射束行進(jìn)方向的厚度越大，射束測(cè)量面765越遠(yuǎn)離狹縫762的電極體764，射束行進(jìn)方向的厚度越小。如圖所示，配置在中央的第1電極體764a的射束行進(jìn)方向的厚度較小，配置在左右兩端的第4電極體764d和第7電極體764g的射束行進(jìn)方向的厚度較大。

各射束測(cè)量面765各自配置在能夠測(cè)量入射于與上述實(shí)施方式所涉及的電極體64a～64g對(duì)應(yīng)的射束測(cè)量面的所有射束分量的位置。具體而言，第1射束測(cè)量面765a配置成填補(bǔ)實(shí)施方式所涉及的第2電極體64b與第5電極體64e之間。第2射束測(cè)量面765b配置成填補(bǔ)第1射束測(cè)量面765a與實(shí)施方式所涉及的第3電極體64c之間。第3射束測(cè)量面765c配置成填補(bǔ)第2射束測(cè)量面765b與實(shí)施方式所涉及的第4電極體64d之間。第4射束測(cè)量面765d配置在能夠隔斷朝向?qū)嵤┓绞剿婕暗牡?電極體64d的所有射束分量的位置。同樣地，第5射束測(cè)量面765e配置成填補(bǔ)第1射束測(cè)量面765a與實(shí)施方式所涉及的第6電極體64f之間。第6射束測(cè)量面765f配置成填補(bǔ)第5射束測(cè)量面765e與實(shí)施方式所涉及的第7電極體64g之間。第7射束測(cè)量面765g配置在能夠隔斷朝向?qū)嵤┓绞剿婕暗牡?電極體64g的所有射束分量的位置。通過(guò)如此構(gòu)成各電極體764，能夠?qū)崿F(xiàn)具有與實(shí)施方式所涉及的角度測(cè)量裝置48相同的角度靈敏度系數(shù)的角度測(cè)量裝置748。

因此，在本變形例中，也能夠使各電極體764的角度靈敏度系數(shù)k(θ)成為三角形，且以在相鄰的電極體764之間不產(chǎn)生射束的測(cè)量漏失的方式配置各電極體764。因此，與上述實(shí)施方式相同地，關(guān)于從狹縫762入射的離子束，能夠得到準(zhǔn)確的角度重心θg。并且，根據(jù)本變形例，由于各電極體764的背面對(duì)齊地配置，因此容易固定各電極體764。

(變形例8)

圖15是示意地表示變形例8所涉及的角度測(cè)量裝置848的結(jié)構(gòu)的剖視圖。本變形例中，上述實(shí)施方式中示出的多個(gè)電極體64a～64g各自被分割成多個(gè)微小電極，且由多個(gè)微小電極(微小電極組)構(gòu)成一個(gè)射束測(cè)量面。關(guān)于本變形例，主要說(shuō)明與上述實(shí)施方式的不同點(diǎn)。

角度測(cè)量裝置848具有多個(gè)電極體864a、864b、864c、864d、864e、864f、864g(也統(tǒng)稱為電極體864)。多個(gè)電極體864a～864g各自具有三個(gè)微小電極。各電極體864所具有的三個(gè)微小電極配置成射束入射面在射束行進(jìn)方向上錯(cuò)開，例如，如圖所示那樣配置成v字形。各電極體864a～864g的射束測(cè)量面865a、865b、865c、865d、865e、865f、865g(也統(tǒng)稱為射束測(cè)量面865)各自由各電極體864所具有的三個(gè)微小電極構(gòu)成。其結(jié)果，各電極體864的角度靈敏度系數(shù)k(θ)對(duì)應(yīng)于將各微小電極的角度靈敏度系數(shù)進(jìn)行總計(jì)而得的結(jié)果。在本變形例中，由于各電極體864具有與上述實(shí)施方式所涉及的電極體64相同的角度靈敏度系數(shù)k(θ)，因此關(guān)于從狹縫862入射的離子束，也能夠得到準(zhǔn)確的角度重心θg。

另外，各電極體864所具有的微小電極數(shù)并不限于三個(gè)，也可以是兩個(gè)，也可以是四個(gè)以上。并且，多個(gè)電極體864a～864g各自具有的微小電極數(shù)量可相同，也可具有各自不同數(shù)量的微小電極。并且圖示的例子中示出各電極體864在狹縫寬度方向(x方向)上被分割的情況，但可以將各電極體864在狹縫862的長(zhǎng)度方向(y方向)上進(jìn)行分割，也可以在狹縫寬度方向及長(zhǎng)度方向這兩個(gè)方向上分割各電極體864。

(變形例9)

圖16是示意地表示變形例9所涉及的角度測(cè)量裝置948的結(jié)構(gòu)的剖視圖。角度測(cè)量裝置948具有多個(gè)電極體964a、964b、964c、964d、964e、964f、964g(也統(tǒng)稱為電極體964)。本變形例中配置成各電極體964a～964g的射束測(cè)量面965a、965b、965c、965d、965e、965f、965g(也統(tǒng)稱為射束測(cè)量面965)在射束行進(jìn)方向的相同的位置(距離l)，這一點(diǎn)與上述實(shí)施方式和變形例不同。各射束測(cè)量面965的狹縫寬度方向的長(zhǎng)度與狹縫寬度s相同，且配置成相鄰的電極體之間幾乎不產(chǎn)生間隙。在本變形例中，由于各電極體964具有與上述實(shí)施方式所涉及的電極體64相同的角度靈敏度系數(shù)k(θ)，因此關(guān)于從狹縫962入射的離子束，也能夠得到準(zhǔn)確的角度重心θg。

另外，在又一變形例中，各電極體964也可以被分割成多個(gè)微小電極。例如，也可通過(guò)將各電極體964分割成n個(gè)(n為2以上的整數(shù))微小電極，從而使各微小電極的狹縫寬度方向的長(zhǎng)度成為狹縫寬度s的1/n倍(即s/n)。即使在各電極體964被分割成n個(gè)微小電極的情況下，由于由n個(gè)構(gòu)成的微小電極組具有與上述實(shí)施方式所涉及的電極體64相同的角度靈敏度系數(shù)k(θ)，因此與上述實(shí)施方式相同地，能夠得到關(guān)于離子束的準(zhǔn)確的角度重心θg。

以上，參考上述實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明并不限定于上述各實(shí)施方式，適當(dāng)組合各實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)的方式或進(jìn)行替換的方式也包含于本發(fā)明。并且，根據(jù)所屬領(lǐng)域技術(shù)人員的知識(shí)，能夠?qū)Ω鲗?shí)施方式中的組合及處理的順序適當(dāng)進(jìn)行重新排列或?qū)?shí)施方式加以各種設(shè)計(jì)變更等變形，加以這種變形的實(shí)施方式也可包含于本發(fā)明的范圍內(nèi)。

上述實(shí)施方式中示出了活動(dòng)式的中心杯42中設(shè)有角度測(cè)量裝置48的情況。在又一變形例中，也可在固定式的側(cè)杯40(40r、40l)設(shè)置上述實(shí)施方式或變形例所涉及的角度測(cè)量裝置。

在上述實(shí)施方式和變形例中示出了為了測(cè)量射束掃描方向即x方向的角度分量，將角度測(cè)量裝置配置成狹縫的狹縫寬度方向成為x方向的情況。在又一變形例中，也可以為了測(cè)量與射束掃描方向正交的y方向角度分量而將角度測(cè)量裝置配置成狹縫寬度方向成為y方向。并且，也可以將配置成狹縫寬度方向成為x方向的第1角度測(cè)量裝置和配置成狹縫寬度方向成為y方向的第2角度測(cè)量裝置組合使用，以能夠測(cè)量x方向和y方向各自的角度分量。

上述實(shí)施方式和變形例中示出了電極體的配置，即，第1電極體配置在狹縫的正面，且相對(duì)于從狹縫的中央部向射束行進(jìn)方向延伸的平面左右對(duì)稱(面對(duì)稱)。在又一變形例中，也可以配置成各電極體以狹縫位置為基準(zhǔn)而對(duì)稱。例如，配置在狹縫的正面的第1電極體也可以配置于從狹縫中央部偏離的位置。并且，所設(shè)置的電極體的數(shù)量可以不是奇數(shù)，也可以是偶數(shù)。