本申請主張基于2013年5月27日申請的日本專利申請第2013-111364號、2013年5月28日申請的日本專利申請第2013-112036號、2013年5月29日申請的日本專利申請第2013-113474號、2013年6月14日申請的日本專利申請第2013-125512號以及2013年6月24日申請的日本專利申請第2013-131358號的優(yōu)先權。這些申請的全部內(nèi)容通過參考援用于本說明書中。本發(fā)明涉及一種對用線性加速器和同步加速器等高頻加速器被加速的具有能量寬度的高頻加速式的離子束進行能量分析而利用的裝置。

背景技術：
通過高頻電場進行的高頻加速式的離子的加速被利用到用于將雜質(zhì)導入到硅晶片中的高能量離子注入裝置和用于以精確定位來消滅癌細胞的重離子癌治療裝置等中。通過高頻電場被加速的離子束(離子集團)與以一定的電壓被加速的離子束不同，具有一定程度的能量的擴大(能量寬度)。例如，作為以往的離子加速/傳輸裝置之一的高能量離子注入裝置構成為，在線性加速器(高頻線形加速器)的下游設置由1臺分析電磁鐵和1條能量狹縫構成的簡單的能量分析系統(tǒng)，截取具有能量寬度的射束的中心部而備齊一定程度的能量之后將離子束打入硅晶片中(參考專利文獻1、2)。專利文獻1：日本專利第3374335號公報。專利文獻2：日本專利第3448731號公報。

技術實現(xiàn)要素：
用高頻線形加速器被加速的射束通過同步加速器振蕩而相對于設定射束能量具有最大百分之幾程度的能量寬度(能量分布)，但從需要高能量精度的觀點出發(fā)希望調(diào)整為更小的能量寬度。并且，該能量寬度(能量分布)的中心值(射束能量)有時會根據(jù)離子的種類和高頻線形加速器的調(diào)整狀態(tài)而稍微改變加速相位和離子的飛行時間，因此在與能量寬度相同程度的百分之幾的范圍內(nèi)，存在產(chǎn)生中心能量偏離的可能性。而且，若存在該微小的中心能量偏離，則根據(jù)半導體元件的不同而導致其特性異常。本發(fā)明是鑒于這種狀況而完成的，其目的在于對具有能量寬度的離子束進行高精度的能量分析，并抑制能量偏離，從而保證高能量精度。為了解決上述課題，本發(fā)明的一方式的高能量精度的高頻加速式離子加速/傳輸裝置通過高頻加速式加速系統(tǒng)進行離子束的加速，具有離子束的加速后的射束線，射束線具備能量分析用偏轉電磁鐵和橫向射束會聚要件，進一步在通過能量分析用偏轉電磁鐵和橫向射束會聚要件而使得能量分散和射束尺寸適當?shù)奈恢迷O置有包括能量寬度限制狹縫和能量分析狹縫的雙狹縫，雙狹縫進行能量分離和能量限制，通過一邊抑制束電流量的減少，一邊調(diào)整為更小的能量寬度，從而縮小離子束的能量寬度本身來實現(xiàn)所需能量精度。并且，也可縮小能量寬度本身的同時縮小中心能量偏離來實現(xiàn)所需能量精度。并且，也可以為在高頻加速式加速系統(tǒng)中，在產(chǎn)生微小的中心能量偏離時，雙狹縫進行能量分離和能量限制，并一邊抑制束電流量的減少，一邊縮小離子束的中心能量偏離來實現(xiàn)所需能量精度。發(fā)明效果：根據(jù)本發(fā)明的一方式，通過對具有能量寬度的離子束進行由能量分析單元進行的高精度能量分析，能夠?qū)崿F(xiàn)保證了高能量精度的高頻加速式離子加速/傳輸裝置。并且，即使在產(chǎn)生中心能量偏離時，也能夠縮小中心能量偏離來實現(xiàn)高能量精度。附圖說明圖1是示意地表示本實施方式所涉及的高能量離子注入裝置的概略布局與射束線的圖。圖2(a)是表示離子束生成單元的概略結構的俯視圖，圖2(b)是表示離子束生成單元的概略結構的側視圖。圖3是表示包括高能量多段直線加速單元的概略結構的整個布局的俯視圖。圖4是表示直線狀排列有多個高頻諧振器前端的加速電場(間隙)的高能量多段直線加速單元及會聚發(fā)散透鏡的控制系統(tǒng)的結構的框圖。圖5(a)、圖5(b)是表示EFM(能量分析用偏轉電磁鐵)、能量寬度限制狹縫、能量分析狹縫、BM(橫向中心軌道補正用偏轉電磁鐵)、射束整形器及射束掃描器(掃描器)的概略結構的俯視圖。圖6(a)是表示從射束掃描器至射束平行化器之后的射束線到基板處理供給單元為止的概略結構的俯視圖，圖6(b)是表示從射束掃描器至射束平行化器之后的射束線到基板處理供給單元為止的概略結構的側視圖。圖7是從上方觀察射束掃描器的一例的主要部分的示意圖。圖8是從側面觀察射束掃描器的一例的主要部分的示意圖。圖9是從下游側觀察沿離子束線的中途路徑裝卸自如地安裝有射束掃描器的一例的結構的示意性主視圖。圖10是表示角能量過濾器的偏轉電極的另一方式的示意圖。圖11(a)是示意地表示作為橫向會聚透鏡的四極透鏡的俯視圖，圖11(b)是示意地表示四極透鏡的主視圖。圖12(a)、圖12(b)是表示電磁鐵的結構的一例的立體圖。圖13是示意地表示電磁鐵所具備的開閉裝置的圖。圖14(a)是從正面觀察與注入器法拉第杯(InjectorFaradycup)結構大致相同的旋轉變壓器法拉第杯(ResolverFaradaycup)的示意圖，圖14(b)是用于說明旋轉變壓器法拉第杯的動作的示意圖。圖15是從正面觀察橫長法拉第杯的示意圖。圖16(a)是表示從本實施方式所涉及的射束整形器到射束掃描器為止的概略結構的俯視圖，圖16(b)是表示從本實施方式所涉及的射束整形器到射束掃描器為止的概略結構的側視圖。圖17是用于說明下游側接地電極的開口寬度、抑制電極的開口寬度及上游側接地電極的開口寬度之間的大小關系的示意圖。圖18是示意地示出射束平行化器的另一例的圖。圖19(a)是表示本實施方式的一形態(tài)的射束平行化器的概略結構的俯視圖，圖19(b)是表示本實施方式的一形態(tài)的射束平行化器的概略結構的側視圖。圖20是表示本實施方式的變形例所涉及的射束平行化器的概略結構的俯視圖。圖21(a)是表示從本實施方式的變形例所涉及的最終能量過濾器到基板處理供給單元為止的概略結構的俯視圖，圖21(b)是表示從本實施方式的變形例所涉及的最終能量過濾器到基板處理供給單元為止的概略結構的側視圖。圖22是表示能量寬度0％且中心能量偏離0％的射束通過放置于其焦點附近的1條能量分析狹縫時的情況的示意圖。圖23是表示在偏轉單元最初具有±4％的能量寬度的射束通過1條能量分析狹縫被截斷而變成具有±2.5％的能量寬度的射束的情況的示意圖。圖24是用于說明在圖23的能量分析電磁鐵(EFM)入口(5.6m附近)及能量分析狹縫的入口和出口(7.4m附近)的射束的橫向空間分布與所對應的能量分布的圖。圖25是表示在具有能量寬度限制狹縫和能量分析狹縫的偏轉單元，最初具有±4％的能量寬度的射束通過1條能量分析狹縫被截斷而變成具有±2.5％的能量寬度的射束的情況的示意圖。圖26是用于說明在圖25的能量分析電磁鐵(EFM)入口、能量寬度限制狹縫的入口和出口及能量分析狹縫的入口和出口的射束的橫向空間分布與所對應的能量分布的圖。圖27是表示能量寬度0％且中心能量偏離3％的射束通過能量寬度限制狹縫和能量分析狹縫時的情況的示意圖。圖28是表示能量寬度±4％且中心能量偏離+3％的射束被整形的情況的示意圖。圖29是用于說明在圖28的能量分析電磁鐵(EFM)入口、能量寬度限制狹縫的入口和出口及能量分析狹縫的入口和出口的射束的橫向空間分布與所對應的能量分布的圖。圖中：10-離子源，12-離子束生成單元，14-高能量多段直線加速單元，14a-高頻諧振器，15a-第1線形加速器，15b-第2線形加速器，16-射束偏轉單元，18-射束傳輸線單元，20-基板處理供給單元，22-質(zhì)量分析裝置，24-能量分析電磁鐵，26-四極透鏡，28-能量分析狹縫，30-偏轉電磁鐵，32-射束整形器，34-射束掃描器，36-射束平行化器，38-最終能量過濾器，42-抑制電極，44-離子源高壓電源，62-高頻電源，64-會聚發(fā)散透鏡，64a-橫向會聚透鏡，64b-縱向會聚透鏡，74-抑制電極，82-掃描器殼體，84-平行化透鏡，94-最終能量過濾器，100-高能量離子注入裝置，102-AEF腔室，104-AEF電極，108-接地電極，110-AEF抑制電極，116-工藝腔室，118-能量限制狹縫，120-等離子體淋浴器，124-射束輪廓，128-偏轉電極，132-接地電極，133-接地電極，134-射束掃描器，150-箱體，160-支架，170-射束導向盒，172-門扇，200-晶片。具體實施方式以下對本實施方式所涉及的高能量精度的高頻加速式離子加速/傳輸裝置即高能量離子注入裝置的一例進行詳細說明。首先，對本發(fā)明人等想到本發(fā)明的過程進行說明。本發(fā)明的裝置具有：射束提取系統(tǒng)，利用靜電場提取在離子源生成的離子，并生成離子束；高頻加速器，對已提取的離子束進一步進行加速；至少1臺會聚要件，用于調(diào)整已加速的射束的射束尺寸(空間分布)；及至少1臺偏轉電磁鐵，作為能量分析電磁鐵來使用。并且，在其能量分析電磁鐵的下游側設置能量寬度限制狹縫和能量分析狹縫。用于調(diào)整射束尺寸(離子的空間分布)的會聚要件設置于高頻加速器與能量分析電磁鐵之間，及能量分析電磁鐵與能量分析狹縫之間，并調(diào)整為沒有能量寬度的射束(未向高頻加速器施加高頻電場，并以維持被提取的狀態(tài)的能量而傳輸?shù)纳涫?在能量分析狹縫的位置連結焦點。構成具有能量寬度的離子束的各個離子的軌道根據(jù)各自的能量而通過能量分析電磁鐵在偏轉面內(nèi)空間性地擴大(能量分散)。能量寬度限制狹縫設置于能量分析狹縫的上游且其能量分散與沒有能量寬度的射束的射束尺寸成為相同程度的位置。該位置成為能量分析電磁鐵的出口附近。對于如上所述配置的能量分析電磁鐵和由2條狹縫進行的能量分析的詳細情況，以有2臺90°偏轉電磁鐵且在其之間設置有2條狹縫的情況為例進行以下說明。以下的公式(1)給出射束線中心軸上的任意位置(距離射束線起點的飛行距離)s中的水平面(偏轉面)內(nèi)橫向(與射束軸正交的方向)的離子束的尺寸σ(s)(橫向射束尺寸)。[數(shù)式1]其中，ε為射束的發(fā)射度，E為射束能量，ΔEW為能量寬度。β(s)被稱為電子回旋加速器函數(shù)(振幅)，為射束傳輸方程式的解。η(s)被稱為分散(dispersion)函數(shù)，為能量偏離的射束傳輸方程式的解。從離子源被提取的離子束中的各離子相對于射束(所有離子的集團)中心軸具有位置及角度的分布。在此，將取距離各離子的射束中心軸的距離為橫軸，并取由各離子的行進方向矢量與射束中心軸所成的角度為縱軸的曲線圖稱為相位空間繪圖。將該位置的分布范圍和角度的分布范圍之積(射束在相位空間所占的面積)稱為發(fā)射度，使其以動量標準化的量(標準化發(fā)射度)成為從離子源提取出口到射束傳輸路徑的末端不發(fā)生變化的不變量。前述的公式(1)的第1項：[數(shù)式2]為起因于該初始的離子分布的射束寬度σ1，以下將σ1稱為“基于發(fā)射度的射束寬度”。并且，發(fā)射度分別獨立地定義橫向方向和上下方向，但其中成為問題的只是橫向方向，因此以下若沒有特別說明則發(fā)射度ε是指橫向的發(fā)射度。如前述，除了由空間分布而產(chǎn)生的射束的擴大以外，通過高頻線形加速裝置被加速的射束，還具有能量分布(寬度)。具有能量分布(寬度)的射束通過偏轉電磁鐵時，能量比較高的離子通過曲率半徑較大的外側的軌道，能量比較低的離子通過曲率半徑較小的內(nèi)側的軌道。因此，即使以1點(沒有空間分布)射入偏轉電磁鐵，也會在出口產(chǎn)生與能量寬度對應的空間分布(橫向分布)。公式(1)的第2項：[數(shù)式3]表示該能量分布發(fā)生變化而產(chǎn)生的空間分布。以下，將能量分布通過偏轉逐漸變化成空間分布的現(xiàn)象稱為能量分散，并將由該結果產(chǎn)生的射束寬度σ2稱為由能量分散得到的射束寬度或者僅稱為分散。公式(1)表示射束尺寸為基于發(fā)射度的射束寬度與由能量分散得到的射束寬度之和。本發(fā)明中使用能量寬度限制狹縫和能量分析狹縫這2條狹縫，但首先，以通過1條能量分析狹縫截斷射束的以往的方法為例來說明從能量分析電磁鐵至能量分析狹縫的區(qū)域的射束的分布。圖22是表示能量寬度0％且中心能量偏離0％的射束通過放置于其焦點附近的1條能量分析狹縫時的情況的示意圖。圖23是表示在偏轉單元最初具有±4％的能量寬度的射束通過1條能量分析狹縫被截斷而變成具有±2.5％的能量寬度的射束的情況的示意圖。橫軸表示距離離子源出口的離子飛行距離，縱軸表示射束的寬度及各狹縫的開口寬度。在緊挨其橫軸的上方顯示有能量分析電磁鐵(EFM)和偏轉電磁鐵(BM)等的位置。圖24是用于說明在圖23的能量分析電磁鐵(EFM)入口(5.6m附近)及能量分析狹縫的入口和出口(7.4m附近)的射束的橫向空間分布與所對應的能量分布的圖。空間分布的橫軸為距離設計中心軌道的橫向距離，能量分布的橫軸為與預定注入能量的差除以預定注入能量的值?？v軸在任何分布中均為束電流密度(單位時間所通過的離子的數(shù)量密度)。能量分析狹縫設置于基于發(fā)射度的射束寬度成為極小的位置。假定能量分析電磁鐵(EFM)入口處的空間分布為接近于高斯型的分布，能量分布為均勻分布。若射束進入EFM而開始分散，則橫向的空間分布被拉長而擴大。偏轉電磁鐵具有使分散產(chǎn)生的作用及使基于發(fā)射度的射束寬度會聚(使β變小)的作用，因此由公式(3)的分散得到的射束寬度σ2不斷增大，與此相對，公式(2)的σ1不斷減小，橫向空間分布的端部變得清晰。在此期間能量分布不發(fā)生變化。EFM與BM之間插入有橫向會聚透鏡QR1。該透鏡停止能量分散的擴大，并使其朝向縮小方向，并且有促進基于發(fā)射度的射束寬度σ1縮小的作用。能量分析狹縫設置于σ1成為極小的位置，因此根據(jù)橫向會聚透鏡QR1的效果設置位置向EFM側移動，能夠節(jié)約空間。由能量分散得到的射束寬度σ2在橫向會聚透鏡QR1的中心附近成為最大。如果沒有橫向會聚透鏡QR1，則分散的擴大持續(xù)到BM出口附近。在能量分析狹縫的入口，σ2仍然非常大，而σ1為極小(通過橫向會聚透鏡QR1或高頻加速器出口的會聚要件調(diào)整為如此)，因此橫向空間分布的端部變得非常清晰，整體成為接近于能量分布的形狀(均勻分布)。該射束通過能量分析狹縫被空間性地截斷。首先，對由空間性截斷而引起的能量分布的形狀如何發(fā)生變化的情況進行一般性說明。該部分作為支持本發(fā)明的原理是非常重要的。能量分布為矩形分布(均勻分布)，若由能量分散得到的射束寬度σ2充分大于基于發(fā)射度的射束寬度σ1，并且充分大于狹縫寬度WA，則被截斷后的空間分布成為完整的矩形分布(均勻分布)。此時能量分布也被截斷成與狹縫寬度對應的能量寬度。該能量寬度由公式(3)可知為如下。[數(shù)式4]然而，已截斷的能量分布與空間分布不同，無法成為完整的矩形分布。這是因為在已截斷的能量分布的兩端部，只有與基于發(fā)射度的射束寬度σ1對應的能量寬度上沒有使能量備齊。將與σ1對應的能量寬度設為ΔEedge/E，則與公式(4)相同地求出。[數(shù)式5]在能量分布端部的由公式(5)給出的范圍內(nèi)，束電流密度從矩形分布的值向零變化。即，以狹縫被空間性地截斷為矩形分布的射束的能量分布成為如下形狀：在-WA/η-2σ1/η～-WA/η+2σ1/η的區(qū)間束電流密度從零上升到截斷前的值，在-WA/η+2σ1/η～+WA/η-2σ1/η的區(qū)間為恒定(截斷前的值)，在+WA/η-2σ1/η～+WA/η+2σ1/η的區(qū)間下降到零。并且，其有效寬度成為公式(4)的值。由此，通常在通過狹縫前后，橫向的空間分布和能量分布的形狀交替，能量分布不再是矩形。但是，如圖24的例子，在射束的焦點位置放置1條能量分析狹縫來截斷射束時，σ1與WA相比充分小(WA＝25mm、σ1＝0.6mm),因此，已截斷的能量分布也可看做是大致矩形。圖25是表示在具有能量寬度限制狹縫和能量分析狹縫的偏轉單元最初具有±4％的能量寬度的射束通過1條能量分析狹縫被截斷而變成具有±2.5％的能量寬度的射束的情況的示意圖。圖26是用于說明在圖25的能量分析電磁鐵(EFM)入口、能量寬度限制狹縫的入口和出口及能量分析狹縫的入口和出口的射束的橫向空間分布與所對應的能量分布的圖。在EFM出口附近，由能量分散得到的射束寬度σ2向最大值逐漸增加，基于發(fā)射度的射束尺寸σ1向最小值逐漸減小，雖然σ2大于σ1，但是σ1仍為相當大的狀態(tài)。若在此放置能量寬度限制狹縫并截斷射束，則空間分布暫時成為矩形分布，但能量分布中，公式(5)的使邊緣變鈍的效果起作用而成為與矩形相去甚遠的平緩的分布。即使將能量寬度限制狹縫的開口寬度例如設定為相當于3％的能量寬度的值，由于基于發(fā)射度的射束寬度σ1較大，因此相對于預定注入能量具有3％以上的能量差的離子也將大量通過。由于分散的擴大，這些較大地能量偏離的離子的軌道逐漸遠離中心，結果使得包括射束外緣的射束尺寸變得相當大。如圖26，例如若從高頻加速器出來的射束的能量寬度為4％，且在能量寬度限制狹縫位置計算的公式(4)和公式(5)的能量寬度之和超過4％,則包括外緣部的射束尺寸與沒有能量寬度限制狹縫時的射束尺寸相同。但是，由于由狹縫進行的截斷和由分散引起的擴大而使得該外緣部的離子密度變得非常小。如此，將未被狹縫截斷的射束外緣的密度較小的部分稱為暈。為了去除這種束暈而確定能量，在σ1成為極小的位置仍需要能量分析狹縫。如圖26的最后所示，由能量寬度限制狹縫和能量分析狹縫施加了雙重過濾的射束的能量分布，即使原本是矩形分布，也會變成圓頂狀的分布。由此，能夠使有效的能量寬度減小中心部的束電流密度相對提高的量。并且，從高頻線形加速器出來的離子束的能量分布通常原本為圓頂狀，因此能量寬度降低效果進一步變大。而且，雙狹縫發(fā)揮縮小能量寬度的作用，同時對具有微小的中心能量偏離的射束發(fā)揮減小中心能量偏離的作用。圖27是表示能量寬度0％且中心能量偏離3％的射束通過能量寬度限制狹縫和能量分析狹縫時的情況的示意圖。如圖27所示，在沒有能量寬度的射束(例如設定加速能量90keV時為90keV+0.000)的能量分析中，以能量分析狹縫的開口寬度完全排除引起規(guī)定以上的中心能量偏離的射束(例如中心能量偏離+3％時為92.7keV)。這種情況下，簡單地通過縮小狹縫的開口寬度就能夠提高能量精度。即使為具有能量寬度的射束(例如設定加速能量為3MeV、能量寬度為±3％的情況下分布范圍為2.91MeV～3.09MeV)，若縮小能量分析狹縫，也能夠提高能量精度，但是大部分的射束在此被浪費，因此能夠利用的束電流值大幅下降，生產(chǎn)能力大幅降低。在此，需要維持擴大能量分析狹縫的狹縫寬度而降低中心能量偏離(偏移(shift))的技術。如前述，該技術能夠通過在與由能量分散得到的射束寬度相比、向基于發(fā)射度的射束寬度大到無法忽略的程度的位置插入能量寬度限制狹縫來實現(xiàn)。圖28是表示能量寬度±4％且中心能量偏離+3％的射束被整形的情況的示意圖。圖29是用于說明在圖28的能量分析電磁鐵(EFM)入口、能量寬度限制狹縫的入口和出口及能量分析狹縫的入口和出口的射束的橫向空間分布與所對應的能量分布的圖。如圖28及圖29所示，表示能量寬度±4％，中心能量偏離+3％的射束被整形的情況。若在EFM出口附近安裝狹縫寬度相當于±3％的能量寬度的能量寬度限制狹縫，則所允許的能量范圍成為預定注入能量的-1％～+3％。此時，如果能量分析狹縫的寬度為相當于±1％以上，則能量低于預定注入能量的離子(-1％～0％)全部通過2條狹縫。由此，能量分布也在負側保存原來的形狀，如果是矩形分布則仍維持矩形分布直至到達晶片。有關能量高于預定注入能量的離子，其能量分布以與前述的具有能量寬度且沒有中心能量偏離時的由雙狹縫進行的整形完全相同的方式被整形。矩形的能量分布被整形為(半)圓頂狀的分布，因此分布的重心移動到比矩形分布更靠原點側。即，通過能量分析狹縫后的射束的能量中心與預定注入能量接近。例如，若將能量分析狹縫的寬度設定為相當于能量寬度±2.5％，則原來具有3％的中心能量偏離成為0.5％以下。原來的能量分布比起矩形(均勻)分布更接近于高斯型的分布時，由能量寬度限制狹縫進行的能量中心的校正效果進一步得到提高。這樣，通過縮小在相對于設定射束能量具有最大百分之幾左右的能量寬度(能量分布)并且具有中心能量偏離的可能性的加速系統(tǒng)被加速的射束的能量寬度和能量中心的偏離中的任意一個或者兩個而提高能量精度，為此有效的是由設置于如下位置的雙狹縫進行的能量限制，所述位置為由能量分散得到的射束尺寸和基于發(fā)射度的射束尺寸適當?shù)乇豢刂频奈恢?。作為用于排除能量偏離的離子的能量分析電磁鐵的運用方法，采取將磁場固定成與特定能量相當?shù)闹档姆椒?。分析電磁鐵的磁場(磁通量)B[T]與離子的能量E[keV]之間具有以下嚴密的關系。E＝4.824265×104×(B2·r2·n2)/m……公式(6)其中，m[amu]為離子的質(zhì)量數(shù)、n為離子的電價數(shù)、r[m]為電磁鐵內(nèi)的射束中心軌道的曲率半徑(稱此為偏轉電磁鐵的曲率半徑)。其中，m與n為由注入條件決定的固定值，r為在設計電磁鐵的時刻決定的固定值。由此，固定磁場B來運用是表示特定離子的能量E的情況。若設置能量寬度限制狹縫和能量分析狹縫，以使只有通過了磁極的中心附近的離子能夠通過，則只有具有其特定能量的離子通過分析狹縫。能量比基準值偏離一定程度以上的離子撞擊該狹縫的壁部，由此被從射束線排除。本來的射束的能量稍微偏離(偏移)且束電流不足時，微調(diào)線性加速器的加速相位和加速電壓來補正能量，并增加束電流。為了調(diào)整束電流值(射束中心軌道位置)，不會微調(diào)能量分析電磁鐵的磁場。作為能量分析電磁鐵所使用的偏轉電磁鐵具有根據(jù)其磁場值確定離子束的注入能量的重要作用，因此磁場必須被精密地設定并均勻地分布。這通過制作磁極面平行度為±50μm的電磁鐵并將磁場不均勻性抑制為±0.01％以下來實現(xiàn)。通過如此配置能量分析電磁鐵、能量寬度限制狹縫及能量分析狹縫，能夠?qū)νㄟ^線性加速器被加速的具有能量寬度的射束保證高能量精度。另外，在此，對由2臺電磁鐵構成偏轉單元的情況進行了說明，但具有更多的偏轉電磁鐵的情況下，并且電場式Q透鏡、Q電磁鐵(四極電磁鐵)及偏轉電磁鐵的面角等其他會聚要件插入于偏轉單元的情況下，也能夠以相同的方法進行高精度能量分析。以下對本實施方式所涉及的高能量精度的高頻加速式離子加速/傳輸裝置即高能量離子注入裝置的一例進一步進行詳細說明。首先，對本發(fā)明人等想到本發(fā)明的過程進行說明。(平行化磁鐵)使用通過偏轉磁場使軌道平行化的平行化磁鐵的以往的高能量離子注入裝置有如下問題。若向帶有光致抗蝕層的晶片注入高能量離子，則產(chǎn)生大量的漏氣，該漏氣的分子與束離子相互作用，一部分離子的價數(shù)發(fā)生變化。若通過平行化磁鐵時該價數(shù)發(fā)生變化，則偏轉角發(fā)生改變，因此射束的平行性被破壞，朝向晶片的注入角變得不同。并且，所注入的離子的量(個數(shù)或者劑量)通過利用置于晶片附近的法拉第杯測定束電流值而求出，但因價數(shù)變化，其測量值產(chǎn)生偏差，偏離預定的注入量，無法成為如所預定的半導體元件的特性。而且，通過1臺平行化磁鐵進行的平行化在內(nèi)側軌道與外側軌道上的偏轉角和軌道長度不同，因此越靠外側軌道，價數(shù)發(fā)生變化的離子的比例越大，晶片面內(nèi)的劑量均勻性也惡化。因此，以往的高能量離子注入裝置的射束傳輸方式無法充分滿足最近的高精度的注入的要求。并且，平行化磁鐵需要在掃描方向上寬度較寬的磁極和一定長度的平行化區(qū)間，能量變高時磁極進一步變長且變大，因此重量變得非常大。為了安全地裝配并維持裝置，除了需要強化半導體工場本身的強度設計之外，消耗電力也變得非常大。如果能夠在高能量區(qū)域使用在前述中電流離子注入裝置中所使用的電場平行化透鏡和電場(電極式)能量過濾器(AEF：AngularEnergyFilter)，則可解決這些問題。電場平行化透鏡保持軌道的對稱性并且使掃描軌道與中心軌道方向?qū)R而進行平行化，AEF在剛要到達晶片之前去除價數(shù)已變化的離子。由此，即使在漏氣較多時，也能夠得到?jīng)]有能量污染的射束，且不會產(chǎn)生如平行化磁鐵那樣的掃描方向的注入角度的偏差，結果，能夠均勻地注入準確的深度方向的注入分布和注入量(劑量)，并且注入角度也變得相同，可實現(xiàn)精度非常高的離子注入。并且，由重量輕的電極部件構成，因此與電磁鐵相比還可減少消耗電力。本發(fā)明的核心之處在于發(fā)明了一種將該中電流離子注入裝置的優(yōu)異的系統(tǒng)導入到高能量離子注入裝置，并制造出為高能量裝置的同時能夠進行與中電流裝置同等的高精度注入的裝置。以下，對在該過程中所解決的課題進行說明。首要問題是裝置的長度。將離子束偏轉相同角度時，所需磁場與能量的平方根成比例，而所需電場則與能量其本身成比例。因此，偏轉磁極的長度與能量的平方根成比例，而偏轉電極的長度與能量成比例而變長。若想在高能量離子注入裝置中搭載所述電場平行化透鏡和電場式AEF來實現(xiàn)高精度角度注入，則射束傳輸系統(tǒng)(從掃描器到晶片為止的距離)與使用平行化磁鐵的以往的裝置相比大幅變長。例如，作為基于這種電場的平行化機構的高能量離子注入裝置，與以往的高能量離子注入裝置相同，可考慮將離子源、質(zhì)量分析磁鐵、串列式靜電加速裝置或者高頻線形加速裝置、射束掃描器、掃描軌道平行化裝置、能量過濾器、注入處理室及基板輸送設備(末端站)等構成設備裝配成大致直線狀的結構。此時，以往的裝置的長度為8m左右，而裝置的總長長至20m左右，設置位置的設定與準備、設置作業(yè)等成為大規(guī)模，而且設置面積也變大。并且，還需要用于各設備的裝配對準調(diào)整、裝置運轉后的維護與修理及調(diào)整的作業(yè)空間。這種大型離子注入裝置無法滿足將半導體生產(chǎn)線中的裝置尺寸與工場生產(chǎn)線的配置實情相結合的要求。由于這種狀況，本發(fā)明的一方式中的射束線的結構的目的在于，通過實現(xiàn)能夠確保充分的作業(yè)區(qū)域的同時簡化/效率化設置位置的設定、準備及設置作業(yè)和維護作業(yè)，并抑制設置面積的技術，提供一種具備電場平行化透鏡和電場能量過濾器的高精度的高能量離子注入裝置。(U字狀折回型射束線)前述目的可通過如下方式來實現(xiàn)，即由包括對在離子源生成的離子束進行加速的多個單元的長直線部；及包括對掃描束進行調(diào)整而注入到晶片中的多個單元的長直線部構成高能量離子注入裝置的射束線，并設為具有相對置的長直線部的水平U字狀的折回型射束線。根據(jù)從離子源起對離子進行加速的單元的長度，使由射束掃描器、射束平行化器、能量過濾器等構成的射束傳輸線單元的長度構成為與所述長度大致相同的長度，從而實現(xiàn)這種布局。并且，為了進行維護作業(yè)，在2條長直線部之間設置有充分廣的空間。本發(fā)明的一方式是以這樣的射束線的布局為前提而完成的，其目的在于提供一種能夠在充分大于晶片尺寸的范圍內(nèi)對高能量的離子束進行掃描，且通過進行在射束傳輸中發(fā)生問題時能夠瞬時停止傳輸?shù)捻憫攘己玫母吣芰可涫膾呙?，能夠始終維持高精度的注入的高能量離子注入裝置。本發(fā)明的一方式的離子加速/傳輸裝置即高能量離子注入裝置，其對在離子源產(chǎn)生的離子進行加速而生成離子束，沿著射束線將離子束傳輸?shù)骄⒆⑷氲皆摼?，其中，所述高能量離子注入裝置具備：射束生成單元，具有離子源和質(zhì)量分析裝置；高能量多段直線加速單元，對離子束進行加速而生成高能量離子束；高能量射束的偏轉單元，將所述高能量離子束朝向晶片進行方向轉換；射束傳輸線單元，將已偏轉的高能量離子束傳輸?shù)骄患盎逄幚砉┙o單元，將傳輸?shù)降母吣芰侩x子束均勻地注入到半導體晶片中。射束傳輸線單元具有射束整形器、高能量用射束掃描器、高能量用電場式射束平行化器及高能量用電場式最終能量過濾器，并構成為，對從偏轉單元出來的高能量離子束通過所述射束掃描器及所述電場式射束平行化器進行射束掃描并且將其平行化，且通過所述高能量用電場式最終能量過濾器去除質(zhì)量、離子價數(shù)及能量等不同的混入離子后注入到晶片中。該結構中的高能量用射束掃描器設為以可微調(diào)的三角波工作的電場式射束掃描器。通過設為響應較快的電場式，能夠設計出當預想到在離子注入過程中產(chǎn)生放電等而使射束變得不穩(wěn)定且注入量變得不均勻時、即刻中止注入、并在穩(wěn)定后馬上重新開始注入的系統(tǒng)，在任何情況下都能夠維持注入精度。并且，容易將工作頻率設為可變的頻率，能夠在離子注入時控制在硅結晶中產(chǎn)生的結晶缺陷的量，從而提高產(chǎn)品的質(zhì)量。電場式射束掃描器具有1對偏轉電極，但為了高速響應不能對該電極施加太高的電壓。然而，為了進行將晶片面整個的注入劑量不均勻性抑制為0.5％以下的高精度注入，必須占用充分大于晶片尺寸的掃描范圍。為此，相對于高能量射束，射束掃描器必須具有充分的偏轉角。因此，在本發(fā)明中，通過構成為，將該偏轉電極對的間隔設為D1、將射束行進方向的長度設為L1時，滿足L1≥5D1，由此得到充分的偏轉角。根據(jù)本發(fā)明的一方式，能夠在充分大于晶片尺寸的范圍內(nèi)對高能量的離子束進行掃描，能夠進行在到達晶片之前將注入劑量的不均勻性抑制為0.5％以下的高精度注入。并且，在射束傳輸中產(chǎn)生電極的放電等問題時，可進行能夠即刻停止離子注入的響應性良好的高能量射束的掃描。由此能夠始終維持高精度的注入。在此，本實施方式的一形態(tài)的離子加速/傳輸裝置即高能量離子注入裝置為對在離子源產(chǎn)生的離子進行加速，沿著射束線作為離子束傳輸?shù)骄⒆⑷氲骄械碾x子注入裝置。該裝置為將已平行化的離子束高精度地照射到機械掃描移動中的晶片并注入到晶片中的裝置，其具備：高能量多段直線加速單元，對離子束進行加速而生成高能量離子束；偏轉單元，將高能量離子束的軌道彎曲成“U”字狀；及射束傳輸線單元，將已分析的高能量離子束傳輸?shù)骄?。自對離子束進行高加速的高頻(交流方式)的高能量多段直線加速單元出來的高能量離子束具有一定范圍的能量分布。因此，為了對后段的高能量的離子束進行射束掃描及射束平行化后將其照射到機械掃描移動中的晶片，需要事先實施高精度的能量分析、中心軌道補正及射束會聚發(fā)散的調(diào)整。射束偏轉單元具備至少2個高精度偏轉電磁鐵，至少1個能量寬度限制狹縫和能量分析狹縫，及至少1個橫向會聚設備。多個偏轉電磁鐵構成為，精密地補正高能量離子束的能量分析和離子注入角度，及抑制能量分散。高精度偏轉電磁鐵中進行能量分析的電磁鐵上安裝有核磁共振探頭和霍爾探頭，而其他電磁鐵上僅安裝有霍爾探頭。核磁共振探頭用于霍爾探頭的校正，霍爾探頭用于磁場恒定的反饋控制。射束傳輸線單元能夠?qū)Ω吣芰康碾x子束進行射束掃描及射束平行化，將掃描束高精度地照射到機械掃描移動中的晶片并注入離子。以下，參考附圖對本實施方式所涉及的高能量離子注入裝置的一例進一步進行詳細說明。另外，附圖說明中對相同要件添加相同符號，并適當省略重復說明。并且，以下敘述的結構只是示例，并非對本發(fā)明的范圍進行任何限定。(高能量離子注入裝置)首先，對本實施方式所涉及的高能量離子注入裝置的結構進行簡單說明。另外，本說明書的內(nèi)容不僅能夠適用于作為帶電粒子的種類之一的離子束，還能夠適用于涉及所有帶電粒子束的裝置。圖1是示意地表示本實施方式所涉及的高能量離子注入裝置100的概略布局和射束線的圖。本實施方式所涉及的高能量離子注入裝置100是具有高頻線形加速方式的離子加速器和高能量離子傳輸用射束線的離子注入裝置，且對在離子源10產(chǎn)生的離子進行加速，沿著射束線作為離子束傳輸?shù)骄?基板)200并注入到晶片200中。如圖1所示，高能量離子注入裝置100具備：離子束生成單元12，生成離子并進行質(zhì)量分析；高能量多段直線加速單元14，對離子束進行加速而使其成為高能量離子束；射束偏轉單元16，進行高能量離子束的能量分析、中心軌道補正及能量分散的控制；射束傳輸線單元18，將已分析的高能量離子束傳輸?shù)骄患盎逄幚砉┙o單元20，將傳輸?shù)降母吣芰侩x子束均勻地注入到半導體晶片中。離子束生成單元12具有離子源10、提取電極40及質(zhì)量分析裝置22。離子束生成單元12中，射束從離子源10通過提取電極提取的同時被加速，已提取加速的射束通過質(zhì)量分析裝置22進行質(zhì)量分析。質(zhì)量分析裝置22具有質(zhì)量分析磁鐵22a及質(zhì)量分析狹縫22b。質(zhì)量分析狹縫22b有時會配置在緊接質(zhì)量分析磁鐵22a的正后方，但實施例中配置在其下一個構成即高能量多段直線加速單元14的入口部內(nèi)。通過質(zhì)量分析裝置22進行質(zhì)量分析的結果，僅挑選出注入所需的離子種類，挑選出的離子種類的離子束被導入到之后的高能量多段直線加速單元14。通過高能量多段直線加速單元14，進一步被加速的離子束的方向通過射束偏轉單元16而發(fā)生變化。射束偏轉單元16具有能量分析電磁鐵24、抑制能量分散的橫向會聚的四極透鏡26、能量寬度限制狹縫27(參照后述的圖5)、能量分析狹縫28及具有轉向功能的偏轉電磁鐵30。另外，能量分析電磁鐵24有時被稱為能量過濾電磁鐵(EFM)。高能量離子束通過偏轉單元進行方向轉換，并朝向基板晶片的方向。射束傳輸線單元18用于傳輸自射束偏轉單元16離開的離子束，其具有由會聚/發(fā)散透鏡組構成的射束整形器32、射束掃描器34、射束平行化器36及最終能量過濾器38(包括最終能量分離狹縫)。射束傳輸線單元18的長度根據(jù)離子束生成單元12和高能量多段直線加速單元14的長度而設計，在射束偏轉單元連結而形成整體為U字狀的布局。在射束傳輸線單元18的下游側的末端設置有基板處理供給單元20，在注入處理室內(nèi)容納有：射束監(jiān)測器，測量離子束的束電流、位置、注入角度、會聚發(fā)散角、上下左右方向的離子分布等；抗靜電裝置，防止由離子束產(chǎn)生的基板的靜電；晶片輸送機構，搬入和搬出晶片(基板)200并設置到適當?shù)奈恢?角度；ESC(ElectroStaticChuck)，在離子注入時保持晶片；及晶片掃描機構，在注入時以與束電流的變動相應的速度使晶片向射束掃描方向和直角方向移動。如此將各單元配置成U字狀的高能量離子注入裝置100減少了設置面積且能夠確保良好的作業(yè)性。并且，高能量離子注入裝置100中，通過將各單元和各裝置設為模塊結構，從而能夠根據(jù)射束線基準位置而進行裝卸、組裝。接著，對構成高能量離子注入裝置100的各單元、各裝置進一步進行詳細說明。(離子束生成單元)圖2(a)是表示離子束生成單元的概略結構的俯視圖，圖2(b)是表示離子束生成單元的概略結構的側視圖。如圖2(a)、圖2(b)所示，在配置于射束線最上游的離子源10的出口側設置有用于從在離子腔室(電弧室)內(nèi)生成的等離子體提取離子束的提取電極40。在提取電極40的下游側附近，設置有抑制從提取電極40提取的離子束中所含的電子朝向提取電極40逆流的提取抑制電極42。離子源10與離子源高壓電源44連接。在提取電極40與端子48之間連接有提取電源50。在提取電極40的下游側配置有用于從射入的離子束中分離出預定的離子并將已分離的離子束取出的質(zhì)量分析裝置22。如后述的圖5所示，在高能量多段直線加速單元14的直線加速部殼體內(nèi)的最前部配置有用于測量離子束的總束電流值的法拉第杯80a(注入器(Injector))。圖14(a)是從正面觀察與注入器法拉第杯80a的結構大致相同的旋轉變壓器法拉第杯80b的示意圖，圖14(b)是用于說明旋轉變壓器法拉第杯80b的動作的示意圖。注入器法拉第杯80a構成為能夠通過驅(qū)動機構在射束線上從上下方向進出，并且，構成為在水平方向長的長方形的斗狀形狀，且將開口部朝向射束線的上游側，在調(diào)整離子源和質(zhì)量分析電磁鐵時，除了測量離子束的總束電流的目的以外，還用于根據(jù)需要在射束線上完全截斷到達射束線下游的離子束。另外，如前述，在注入器法拉第杯80a正前方的高能量多段直線加速單元14的入口部內(nèi)配置有質(zhì)量分析狹縫22b，且構成為單一的質(zhì)量分析狹縫、或者根據(jù)質(zhì)量的大小選擇寬度不同的多個狹縫的方式、或者能夠?qū)①|(zhì)量狹縫寬度變更為無等級或多級的方式。(高能量多段直線加速單元)圖3是表示包含高能量多段直線加速單元14的概略結構的整體布局的俯視圖。高能量多段直線加速單元14具備進行離子束的加速的多個線形加速裝置即夾著1個以上的高頻諧振器14a的加速間隙。高能量多段直線加速單元14能夠通過高頻(RF)電場的作用而對離子進行加速。圖3中，高能量多段直線加速單元14由具備高能量離子注入用的基本的多段高頻諧振器14a的第1線形加速器15a，及進一步具備超高能量離子注入用的追加的多段高頻諧振器14a的第2線形加速器15b構成。另一方面，在使用高頻(RF)加速的離子注入裝置中，作為高頻參數(shù)必須考慮電壓的振幅V[kV]、頻率f[Hz]。而且，當進行多段的高頻加速時，將彼此的高頻相位φ[deg]作為參數(shù)加進去。此外，需要用于通過會聚/發(fā)散效果來控制離子束在加速中途和加速后向上下左右擴散的磁場透鏡(例如四極電磁鐵)或電場透鏡(例如靜電四極電極)，它們的運轉參數(shù)的最佳值根據(jù)離子通過該處的時刻的離子能量而發(fā)生改變，而且加速電場的強度會影響到會聚和發(fā)散，因此，在決定高頻參數(shù)之后再決定它們的值。圖4是表示直線狀排列有多個高頻諧振器前端的加速電場(間隙)的高能量多段直線加速單元及會聚發(fā)散透鏡的控制系統(tǒng)的結構的框圖。高能量多段直線加速單元14中包括1個以上的高頻諧振器14a。作為高能量多段直線加速單元14的控制所需的構成要件需要：輸入裝置52，其用于操作員輸入所需的條件；控制運算裝置54，其用于由所輸入的條件數(shù)值計算各種參數(shù)，并進一步對各構成要件進行控制；振幅控制裝置56，其用于調(diào)整高頻電壓振幅；相位控制裝置58，其用于調(diào)整高頻相位；頻率控制裝置60，其用于控制高頻頻率；高頻電源62；會聚發(fā)散透鏡電源66，其用于會聚發(fā)散透鏡64；顯示裝置68，其用于顯示運轉參數(shù)；及存儲裝置70，其用于存儲已被決定的參數(shù)。并且，控制運算裝置54中內(nèi)置有用于預先對各種參數(shù)進行數(shù)值計算的數(shù)值計算碼(程序)。在高頻線形加速器的控制運算裝置54中，通過內(nèi)置的數(shù)值計算碼，以所輸入的條件為基礎對離子束的加速及會聚和發(fā)散進行模擬來算出高頻參數(shù)(電壓振幅、頻率、相位)以獲得最佳的傳輸效率。并且，同時還算出用于有效地傳輸離子束的會聚發(fā)散透鏡64的參數(shù)(Q線圈電流、或者Q電極電壓)。在顯示裝置68中顯示計算出的各種參數(shù)。對于超過高能量多段直線加速單元14的能力的加速條件，表示無解的顯示內(nèi)容顯示于顯示裝置68。電壓振幅參數(shù)由控制運算裝置54送至振幅控制裝置56，振幅控制裝置56對高頻電源62的振幅進行調(diào)整。相位參數(shù)送至相位控制裝置58，相位控制裝置58對高頻電源62的相位進行調(diào)整。頻率參數(shù)送至頻率控制裝置60。頻率控制裝置60對高頻電源62的輸出頻率進行控制，并且對高能量多段直線加速單元14的高頻諧振器14a的諧振頻率進行控制。控制運算裝置54還根據(jù)所算出的會聚發(fā)散透鏡參數(shù)對會聚發(fā)散透鏡電源66進行控制。在高頻線形加速器的內(nèi)部或者其前后配置有所需數(shù)量的用于有效地傳輸離子束的會聚發(fā)散透鏡64。即，在多段高頻諧振器14a的前端的加速間隙的前后交替地具備有發(fā)散透鏡或會聚透鏡，而在第2線形加速器15b的末端的橫向會聚透鏡64a(參考圖5)的后方配置有追加的縱向會聚透鏡64b(參考圖5)，對通過高能量多段直線加速單元14的高能量加速離子束的會聚和發(fā)散進行調(diào)整，以使最佳的二維射束剖面的離子束射入至后段的射束偏轉單元16。在高頻線形加速器的加速間隙產(chǎn)生的電場的方向每幾十納米秒切換對離子進行加速的方向和進行減速的方向。為了將離子束加速至高能量，在所有幾十處的加速間隙中離子進入到加速間隙時電場必須朝向加速方向。在某一加速間隙被加速的離子直到下一加速間隙的電場朝向加速方向為止期間必須通過2個加速間隙之間的電場被屏蔽的空間(漂移空間)。過快或者過慢都會被減速，因此無法達到高能量。在所有的加速間隙跟上加速相位成為非常嚴格的條件，因此達到預定能量這種情況成為通過了由高頻線形加速器進行的針對質(zhì)量、能量及電荷(決定速度的因素)的嚴格的挑選的情況。這表示，高頻線形加速器也可稱為優(yōu)秀的速度過濾器。(射束偏轉單元)如圖1所示，射束偏轉單元16包括作為能量過濾偏轉電磁鐵(EFM)的能量分析電磁鐵24、能量寬度限制狹縫27(參考圖5)、能量分析狹縫28、控制偏轉后的能量分散的橫向會聚的四極透鏡26及具有注入角度補正功能的偏轉電磁鐵30。圖5(a)、圖5(b)是表示EFM(能量分析用偏轉電磁鐵)、能量寬度限制狹縫、能量分析狹縫、BM(橫向中心軌道補正用偏轉電磁鐵)、射束整形器、射束掃描器(掃描器)的概略結構的俯視圖。另外，圖5(a)中示出的符號L表示離子束的中心軌道。通過高能量多段直線加速單元14后的離子束因同步加速器振蕩形成能量分布。并且，加速相位的調(diào)整量較大時，中心值稍微偏離預定的能量的射束有時會從高能量多段直線加速單元14射出。因此，通過后述的射束偏轉單元16以僅有所希望的能量離子可以通過的方式設定能量過濾偏轉磁鐵(EFM)的磁場，并通過能量寬度限制狹縫27和能量分析狹縫28使射束的一部分選擇性地通過，從而使離子的能量與設定值一致?？梢酝ㄟ^的離子束的能量寬度能夠由能量寬度限制狹縫和能量分析狹縫的開口的橫向?qū)挾阮A先設定。只有通過了能量分析狹縫的離子被導入到后段的射束線并注入到晶片中。若具有能量分布的離子束射入到在前述的反饋環(huán)路控制系統(tǒng)將磁場控制成恒定值的能量過濾電磁鐵(EFM)，則所有的射入離子束均沿著設計軌道偏轉并引起能量分散，在所希望的能量寬度范圍內(nèi)的離子通過設置于EFM出口附近的能量寬度限制狹縫。在該位置上，能量分散向最大值逐漸增加，且基于發(fā)射度的射束尺寸σ1(沒有能量寬度時的射束尺寸)向最小值逐漸減小，而由能量分散得到的射束寬度比基于發(fā)射度的射束寬度寬。以狹縫截斷這種狀態(tài)的離子束時，空間分布被清晰地截斷，但能量分布以與2σ1對應的能量寬度而成為較鈍的切口。換言之，例如，即使將狹縫寬度設定為與3％的能量寬度對應的尺寸，也會有與預定注入能量的能量差小于3％的離子的一部分撞到狹縫壁而消失，相反能量差大于3％的離子的一部分則通過狹縫。能量分析狹縫設置于σ1成為極小的位置。在該位置上，σ1與狹縫寬度相比小到可以忽略的程度，因此能量分布也與空間分布幾乎相同地被清晰地截斷。例如，能量分析狹縫的開口寬度也設定為相當于能量寬度的3％的尺寸(0.03η)時，可以通過能量寬度限制狹縫的能量差超過3％的離子全部在此被阻斷。其結果，最初為矩形的能量分布的射束通過2條狹縫之后變成在0％具有峰值，高度在±3％處減到1/2，之后急劇降低至零的圓頂狀的分布。能量差較小的離子的數(shù)量相對變多，因此與僅設置一條能量分析狹縫并維持大致矩形的能量分布而通過狹縫時相比，能量寬度實質(zhì)減小。通過線性加速器進行加速的射束的能量稍微偏離預定注入能量時，雙狹縫系統(tǒng)具有通過削去能量分布的端部的效果而使通過后的射束的能量偏離減小的效果。例如，能量寬度為±3％且還有3％的能量偏離時，通過雙狹縫后的能量分布變成所述圓頂狀分布的能量的正(plus)側的一半，其分布的重心即能量中心大致到ΔE/E＝1％附近。另一方面，當以單一能量分析狹縫截斷時，中心成為ΔE/E＝1.5％。使分布較鈍的效果一定向抑制能量中心偏離的方向起作用。如此，通過縮小在相對于設定射束能量具有最大百分之幾左右的能量寬度(能量分布)并且具有中心能量偏離的可能性的加速系統(tǒng)被加速的射束的能量寬度和能量中心的偏離中的任意一個或者兩個而提高能量精度，為此有效的是由雙狹縫進行的能量限制。能量分析電磁鐵需要較高的磁場精度，因此安裝有進行精密的磁場測定的高精度的測定裝置86a、86b(參考圖5(b))。測定裝置86a、86b是適當組合了也被稱為MRP(磁共振探頭)的NMR(核磁共振)探頭和霍爾探頭的裝置，MRP用于校正霍爾探頭，霍爾探頭用于對磁場進行一定的反饋控制。并且，能量分析電磁鐵以嚴密的精度制造，以使磁場的不均勻性小于0.01％。而且，各個電磁鐵上連接有電流設定精度和電流穩(wěn)定度為1×10-4以上的電源及其控制設備。并且，在能量分析狹縫28的上游側且能量分析狹縫28與能量分析電磁鐵24之間，作為橫向會聚透鏡而配置有四極透鏡26。四極透鏡26可由電場式或者磁場式構成。由此，離子束被U字狀偏轉后的能量分散得到抑制，且射束尺寸變小，因此能夠高效率地傳輸射束。并且，在偏轉電磁鐵的磁極部電導減小，因此有效的是例如在能量分析狹縫28附近配置漏氣排出用真空泵。使用磁懸浮式渦輪分子泵時，必須設置于不受能量分析電磁鐵24和偏轉電磁鐵30的電磁鐵漏磁場影響的位置。通過該真空泵，能夠防止在偏轉單元的由殘余氣體散射引起的束電流的下降。若在高能量多段直線加速單元14中的四極透鏡、分散調(diào)整用四極透鏡26及射束整形器32上存在較大的裝配誤差，則如圖5(b)所示的射束的中心軌道變形，射束容易撞到狹縫而消失，也導致最終的注入角度和注入位置的偏差。然而，在水平面上，根據(jù)具有注入角度補正功能的偏轉電磁鐵30的磁場補正值，射束的中心軌道一定通過射束掃描器34的中心。由此，矯正注入角度的偏離。而且，若向射束掃描器施加適當?shù)钠齐妷海瑒t從掃描器到晶片為止的中心軌道的變形消失，注入位置的左右偏離被解除。通過射束偏轉單元16時的各偏轉電磁鐵的離子受到離心力和洛倫茲力的作用，它們相互配合畫出圓弧狀的軌跡。該配合用公式mv＝qBr來表示。m為離子的質(zhì)量、v為速度、q為離子的價數(shù)、B為偏轉電磁鐵的磁通量密度、r為軌跡的曲率半徑。只有該軌跡的曲率半徑r與偏轉電磁鐵的磁極中心的曲率半徑一致的離子能夠通過偏轉電磁鐵。換言之，離子的價數(shù)相同時，能夠通過施加有恒定的磁場B的偏轉電磁鐵的離子為只具有特定動量的mv的離子。EFM被稱為能量分析電磁鐵，但實際上是分析離子動量的裝置。BM和離子生成單元的質(zhì)量分析電磁鐵都是動量過濾器。并且，射束偏轉單元16能夠通過使用多個磁鐵來使離子束偏轉180°。由此，能夠以簡單的結構實現(xiàn)射束線為U字狀的高能量離子注入裝置100。如圖5(a)所示，射束偏轉單元16利用能量分析電磁鐵24將從高能量多段直線加速單元14出來的離子束偏轉90°。并且利用軌道補正兼用偏轉磁鐵30將射束路徑進一步偏轉90°，并射入到后述的射束傳輸線單元18的射束整形器32。射束整形器32對已射入的射束進行整形并供給到射束掃描器34。并且，通過圖5(b)所示的四極透鏡26的透鏡作用防止由射束的能量分散引起的發(fā)散，或者利用由能量分散引起的射束擴大效果來防止射束變得過小。圖11(a)是示意地表示作為橫向會聚透鏡的四極透鏡的俯視圖，圖11(b)是示意地表示四極透鏡的主視圖。圖11(a)的俯視圖中示出四極透鏡26的射束線行進方向的電極長度，并且示出針對能量分析器(EFM偏轉磁鐵)24挑選的能量的射束，橫向發(fā)散的射束通過四極透鏡26被橫向會聚的作用。圖11(b)的主視圖中示出通過由四極透鏡26的電極產(chǎn)生的會聚發(fā)散作用引起的射束的橫向會聚作用。如上所述，對在離子源產(chǎn)生的離子進行加速而傳輸?shù)骄⒋蛉腚x子注入裝置中，射束偏轉單元16在高能量多段直線加速單元14與射束傳輸線單元18之間利用多個電磁鐵進行離子束的180°偏轉。即，能量分析電磁鐵24及軌道補正兼用偏轉電磁鐵30分別構成為偏轉角度成為90度，其結果，構成為合計偏轉角度成為180度。另外，由1個磁鐵進行的偏轉量不限于90°，也可以是以下組合。(1)1個偏轉量90°的磁鐵+2個偏轉量45°的磁鐵；(2)3個偏轉量60°的磁鐵；(3)4個偏轉量45°的磁鐵；(4)6個偏轉量30°的磁鐵；(5)1個偏轉量60°的磁鐵+1個偏轉量120°的磁鐵；(6)1個偏轉量30°的磁鐵+1個偏轉量150°的磁鐵。作為能量分析部的射束偏轉單元16是U字狀的射束線中的折回路，構成該單元的偏轉電磁鐵的曲率半徑r限定能夠傳輸?shù)纳涫淖畲竽芰?，并且是決定裝置的整個寬度和中央的維護區(qū)域的寬度的重要參數(shù)(參考圖5)。通過將曲率半徑的值最佳化，不用降低最大能量就可以將裝置的整個寬度抑制到最小。并且，由此，高能量多段直線加速單元14與射束傳輸線單元18之間的間隔變寬，能夠確保充分的作業(yè)空間R1(參考圖1)。圖12(a)、圖12(b)是表示電磁鐵的結構的一例的立體圖。圖13是示意地表示電磁鐵所具備的開閉裝置的圖。如圖12(a)、圖12(b)所示，構成能量分析電磁鐵24和偏轉電磁鐵30的電磁鐵例如由上磁軛87、下磁軛88、內(nèi)側側磁軛89a、外側側磁軛89b、上桿(未圖示)、下桿93、上線圈91a及下線圈91b構成。并且如圖13所示，外側側磁軛89b分割成2個部件89b1和89b2，并通過開閉裝置92a、92b成為能夠在外側左右對開，其未圖示，且構成為能夠裝卸構成射束線的射束線引導件容器。并且，射束偏轉單元16的中央部的真空容器，例如容納有能量寬度限制狹縫、四極透鏡26、能量分析狹縫28等的容器為能夠從射束線輕松裝卸的結構。由此，能夠在進行維護作業(yè)時，在U字狀射束線中央的工作區(qū)內(nèi)輕松地進出。高能量多段直線加速單元14具備進行離子加速的多個線形加速裝置。多個線形加速裝置分別具有共通的連結部，且該連結部相對于在多個電磁鐵中比能量分析狹縫28更靠上游側的能量分析電磁鐵24以可裝卸的方式構成。同樣地，射束傳輸線單元18也可相對于偏轉電磁鐵30以可裝卸的方式構成。并且，設置于比能量分析狹縫28更靠上游側的、包括電磁鐵的能量分析電磁鐵24可以構成為相對于上游的高能量多段直線加速單元14能夠裝卸或連結。并且，由模塊式射束線單元構成后述的射束傳輸線單元18時，設置于比能量分析狹縫28更靠下游側的偏轉電磁鐵30可以構成為相對于下游的射束傳輸線單元18能夠裝卸或連結。線性加速器和射束偏轉單元分別配置于平面支架上，且構成為通過各自的設備的離子束軌道實際上包含于1個水平面上(除了最終能量過濾器偏轉后的軌道)。(射束傳輸線單元)圖6(a)是表示從射束掃描器至射束平行化器之后的射束線到基板處理供給單元為止的概略結構的俯視圖，圖6(b)是表示從射束掃描器至射束平行化器之后的射束線到基板處理供給單元為止的概略結構的側視圖。通過射束偏轉單元16只有所需的離子種類被分離，成為只有所需的能量值的離子的射束通過射束整形器32整形為所希望的剖面形狀。如圖5、圖6所示，射束整形器32由Q(四極)透鏡等(電場式或者磁場式)會聚/發(fā)散透鏡組構成。具有已整形的剖面形狀的射束通過射束掃描器34沿平行于圖6(a)的平面的方向掃描。例如，構成為包括橫向會聚(縱向發(fā)散)透鏡QF/橫向發(fā)散(縱向會聚)透鏡QD/橫向會聚(縱向發(fā)散)透鏡QF的3極Q透鏡組。根據(jù)需要，射束整形器32能夠分別由橫向會聚透鏡QF、橫向發(fā)散透鏡QD單獨構成，或者組合多個而構成。如圖5所示，在掃描器殼體內(nèi)的最前部的射束整形器32的正前部配置有用于測量離子束的總束電流值的法拉第杯80b(稱為旋轉變壓器法拉第杯)。圖14(a)是從正面觀察旋轉變壓器法拉第杯80b的示意圖，圖14(b)是用于說明旋轉變壓器法拉第杯80b的動作的示意圖。旋轉變壓器法拉第杯80b構成為能夠通過驅(qū)動機構在射束線上從上下方向進出，并且，構成為在水平方向具有長邊的長方形的斗狀形狀且將開口部朝向射束線的上游側，在調(diào)整線性加速器及射束偏轉部時，除了測量離子束的總束電流的目的之外，還用于根據(jù)需要在射束線上完全截斷到達射束線下游的離子束。并且，旋轉變壓器法拉第杯80b、射束掃描器34、抑制電極74及接地電極76a、78a、78b容納于掃描器殼體82內(nèi)。射束掃描器34是通過周期變動的電場以沿與離子束的行進方向正交的水平方向?qū)﹄x子束周期性地進行往復掃描的偏轉掃描裝置(也被稱為射束掃描器)。有關射束行進方向，射束掃描器34具備以夾著離子束的通過區(qū)域的方式相對置地配置的1對(2個)對置掃描電極(雙極偏轉掃描電極)，近似于以0.5Hz～4000Hz范圍的恒定頻率正負變動的三角波的掃描電壓分別以相反符號被施加到2個對置電極。該掃描電壓在2個對置電極的間隙內(nèi)生成使通過此處的射束偏轉并變動的電場。并且，根據(jù)掃描電壓的周期性變動，通過間隙的射束沿水平方向被掃描。進行高能量離子注入時，在硅晶片內(nèi)部生成的結晶損傷的量與掃描頻率成反比。并且，結晶損傷量有時會影響所生產(chǎn)的半導體設備的質(zhì)量。此時，能夠通過自由設定掃描頻率來提高所生產(chǎn)的半導體設備的質(zhì)量。而且，在沒有施加掃描電壓的狀態(tài)下，為了補正在晶片附近測量的射束位置偏離的量，偏移電壓(固定電壓)重疊于掃描電壓。通過該偏移電壓，掃描范圍不會左右偏離，能夠?qū)崿F(xiàn)左右對稱的離子注入。在射束掃描器34的下游側，在離子束的通過區(qū)域具有開口的抑制電極74配置在2個接地電極78a、78b之間。在上游側，雖然在掃描電極的前方配置有接地電極76a，但根據(jù)需要能夠配置與下游側相同結構的抑制電極。抑制電極抑制電子向正電極侵入。并且，如圖16所示，在偏轉電極87a、87b的上方和下方配置有接地屏蔽板89。接地屏蔽板防止附帶于射束的二次電子從外側繞進并流入射束掃描器34的正電極。通過抑制電極和接地屏蔽板，掃描器的電源受到保護，并且離子束的軌道得以穩(wěn)定化。射束掃描器34的后方具備射束駐留(BeamPark)功能。射束駐留構成為對通過射束掃描器的離子束根據(jù)需要進行水平大偏轉并導入到射束收集器中。射束駐留為如下系統(tǒng)，即若進行離子注入時產(chǎn)生電極的放電等沒有預料到的障礙，并在該狀態(tài)下繼續(xù)注入動作，則產(chǎn)生劑量的均勻性不良等的注入不良時，瞬時(10μs以內(nèi))中止射束傳輸?shù)南到y(tǒng)。實際上，在觀察到束電流顯著降低的瞬間，將射束掃描電源的輸出電壓提高到與最大掃描寬度對應的電壓的1.5倍，并將射束導入到平行透鏡旁邊的射束收集器中。通過存儲產(chǎn)生障礙的時刻的晶片上的射束照射位置，在解除障礙后進行上下掃描運動的晶片到達該位置的瞬間，使射束返回到原來的軌道，由此像什么都沒有發(fā)生一樣繼續(xù)離子注入。由于主要是成本方面的問題，所以這種高速響應的電源無法將電壓設置太高。另一方面，為了得到高度的注入劑量的均勻性，必須占用寬于晶片的掃描范圍。因此，射束掃描器需要能夠使高能量射束充分偏轉的能力。該能力可通過對射束掃描器的偏轉電極的間隔和長度進行限制來實現(xiàn)。本發(fā)明的能量區(qū)域中將電極長度設為間隔的5倍以上即可。在掃描殼體內(nèi)，射束掃描空間部在射束掃描器34的下游側被設置于較長的區(qū)間內(nèi)，其構成為即使射束掃描角度狹小時也能夠得到充分的掃描寬度。在位于射束掃描空間部的下游的掃描殼體的后方，以使已偏轉的離子束的方向成為射束掃描偏轉前的離子束的方向的方式進行調(diào)整，即設置有與射束線成為平行的方式彎曲返回的射束平行化器36。在射束平行化器36產(chǎn)生的像差(射束平行化器的中心部與左右端部的焦點距離之差)與射束掃描器34的偏轉角的平方成比例，因此將射束掃描空間部設為較長且將偏轉角設為較小非常有助于抑制射束平行化器的像差。若像差較大，則向半導體晶片注入離子束時，在晶片中心部和左右端部射束尺寸和射束發(fā)散角不同，因此有時會在產(chǎn)品的質(zhì)量上產(chǎn)生偏差。并且，通過調(diào)整該射束掃描空間部的長度，能夠使射束傳輸線單元的長度與高能量多段直線加速單元14的長度一致。圖7是從上方觀察射束掃描器的一例的主要部分的示意圖。圖8是從側面觀察射束掃描器的一例的主要部分的示意圖。圖9是從下游側觀察沿離子束線的中途路徑裝卸自如地安裝有射束掃描器的一例的結構的示意性主視圖。如圖7、圖8所示，射束掃描器134在箱體150內(nèi)容納、設置有1對偏轉電極128、130、安裝在它們的上游側附近的接地電極132、及安裝在它們的下游側附近的接地電極133。在箱體150的上游側側面及下游側側面且與接地電極132、133的開口部對應的位置上分別設置有比上游側開口部(省略圖示)、接地電極133的開口部更大的開口部152A(參考圖8)。偏轉電極與電源的連接通過饋通結構來實現(xiàn)。另一方面，在箱體150的上表面設置有用于將偏轉電極128、130與電源連接的端子及接地用端子。并且，在箱體150上，在與射束軸平行的2個側面設置有裝卸和攜帶方便的把手。另外，在箱體150內(nèi)形成有用于降低射束掃描器134內(nèi)的壓力的真空排氣用開口部，其與未圖示的真空排氣裝置連接。如圖9所示，箱體150滑動自如地設置在被固定設置于支架160上的射束導向盒170內(nèi)。射束導向盒170充分大于箱體150，在底部鋪設有用于能夠使箱體150滑動的2根導軌。導軌沿與射束軸正交的方向延伸，其一端側的射束導向盒170的側面通過門扇172設定為開閉自如。由此，在保養(yǎng)、檢查射束掃描器134時，能夠輕松地從射束導向盒170取出箱體150。另外，為了鎖住推入射束導向盒170內(nèi)的箱體150，在導軌的另一端設置有卡止機構(未圖示)。這些掃描器周邊的單元部件為維護射束線時的作業(yè)對象，維護作業(yè)能夠輕松地在作業(yè)空間R1實施。進行高能量多段直線加速單元14的維護作業(yè)時，也同樣能夠輕松地在作業(yè)空間R1實施。在射束平行化器36上配置有電場平行化透鏡84。如圖6所示，電場平行化透鏡84由大致雙曲線形狀的多個加速電極對和減速電極對構成。各電極對隔著不產(chǎn)生放電程度寬度的加速/減速間隙相互對置，并在加速減速間隙形成有兼有引起離子束的加速和減速的軸方向成分，及與距基準軸的距離成比例變強且對離子束起到橫向會聚作用的橫向成分的電場。隔著加速間隙的電極對中下游側的電極和減速間隙的上游側的電極，及減速間隙的下游側的電極和下一個加速間隙的上游側的電極分別形成一體的結構體，以便這些電極成同一電位。如圖6(b)所示，這些結構體還由上部單元和下部單元的上下對的組體構成，并在上部單元和下部單元之間設置離子束通過的空間部。從電場平行化透鏡84的上游側起最初的電極(射入電極)和最后的電極(射出電極)被保持為接地電位。由此，在通過平行化透鏡84之前和之后，射束的能量不發(fā)生變化。中間的電極結構體中，在加速間隙的出口側電極和減速間隙的入口側電極上連接有可變式定電壓的負電源90，在減速間隙的出口側電極和加速間隙的入口側電極上連接有可變式定電壓的正電源(n段時為負正負正負……)。由此，離子束重復加速/減速并逐漸向與射束線的中心軌道平行的方向。并且，最終跟上與偏轉掃描前的離子束的行進方向(射束線軌道方向)平行的軌道。如此，由射束掃描器34掃描的射束通過包括電場平行化透鏡等的射束平行化器36，相對于與掃描前的離子束行進方向(射束線軌道方向)平行的偏轉角為0度的軸(基準軸)平行。此時，掃描區(qū)域關于基準軸左右對稱。從電場平行化透鏡84出來的離子束被送至電場最終能量過濾器38(AEF(94)：AngularEnergyFilter)。在最終能量過濾器94中進行與剛要向晶片注入之前的離子束的能量相關的最終分析，只有所需能量值的離子種類被選擇，并且與此相配合而進行已中性化的無價數(shù)的中性粒子或離子價數(shù)不同的離子的去除?；谠撾妶銎D的最終能量過濾器94通過由在射束線軌道方向的上下方向上相對置的1對平面或曲面構成的板狀的偏轉電極構成，并與在射束線軌道方向的上下方向上通過最終能量過濾器94本身的偏轉作用而向下方逐漸彎曲的離子束軌道對準而彎曲。如圖6(a)、圖6(b)所示，電場偏轉用電極由1對AEF電極104構成，并且配置為從上下方向夾持離子束。1對AEF電極104中，分別將正電壓施加于上側的AEF電極104，且將負電壓施加于下側的AEF電極104。因電場產(chǎn)生偏轉時，通過在1對AEF電極104之間產(chǎn)生的電場的作用，使離子束向下方偏轉約10～20度，只有目標能量的離子束被選擇。如圖6(b)所示，在角能量過濾器94中，只有由被選擇的價數(shù)的離子束以所設定的軌道角度向下方偏轉。只有由如此被選擇的離子種類構成的射束以準確的角度均勻地被照射到被照射物即晶片200中。在實際將高能量射束偏轉的基礎上，如圖10所示，沿上下方向相對置的1對板狀的偏轉電極204設定為在與離子束軌道相配合而彎曲時，根據(jù)偏轉角和曲率半徑沿前后n分割，且各自的上部電極和下部電極分別保持為相同電位的板狀電極，這在制作精度和經(jīng)濟性方面很優(yōu)異。并且，被前后n分割的板狀偏轉電極除了將上部電極和下部電極分別保持為相同電位的結構之外，作為n分割的上下1對的板狀電極，也可以設定為各自不同的電位。通過采用這種結構，能夠在高能量的掃描束傳輸線上搭載電場式高能量過濾器。通過電場在與射束掃描面正交的方向使射束偏轉，因此不影響射束掃描方向的注入離子的密度分布(均勻性)，且能夠進行能量分析。而且，搭載有最終能量過濾器，由此在本射束線上與高能量多段直線加速單元14的高頻線形加速裝置、及U字狀偏轉部的磁場式EFM(能量分析電磁鐵24)和BM(偏轉電磁鐵30)一起共搭載有3種射束過濾器。如前述，高頻線形加速裝置為速度(v)過濾器，EFM和BM為動量(mv)過濾器，該最終能量過濾器如其名為能量(mv2/2)過濾器。如此，通過設置方式不同的三重過濾器，與以往相比不僅能量純度高，而且還能夠?qū)⒘Ｗ雍徒饘傥廴据^少的非常純的離子束供給到晶片中。另外，功能上，EFM以高分解能進行穿過高頻線形加速裝置的能量污染的去除和能量寬度的限制，AEF以比較低的分解能，在由EFM進行的能量分析后的射束傳輸線單元主要具有去除因抗蝕劑漏氣而價數(shù)發(fā)生變化的離子的作用。最終能量過濾器94在最終能量過濾器94的上游側具備接地電極108，且具備在下游側的2個接地電極之間設置有AEF抑制電極110的電極組。該AEF抑制電極110抑制電子向正電極侵入。利用配置在最終能量過濾器94的最下游側的接地電極左右端的劑量杯122測定作為劑量目標的注入時的束電流量。(基板處理供給單元)圖6(a)中，與晶片200相鄰示出的箭頭表示射束沿這些箭頭的方向被掃描的情況，圖6(b)中，與晶片200相鄰示出的箭頭表示晶片200沿這些箭頭的方向往復移動即被機械掃描的情況。即，若射束例如設定為沿一軸向被往復掃描，則晶片200以通過未圖示的驅(qū)動機構沿與上述一軸向成直角的方向往復移動的方式被驅(qū)動。將晶片200輸送供給到預定位置并進行基于離子注入的處理的基板處理供給單元20容納于工藝腔室(注入處理室)116內(nèi)。工藝腔室116與AEF腔室102連通。在工藝腔室116內(nèi)配置有能量限制狹縫(EDS：EnergyDefiningSlit)118。能量限制狹縫118限制具有所用之外的能量值和價數(shù)的離子束的通過，由此只分離具有已通過AEF的所用的能量值和價數(shù)的離子束，為此構成為沿掃描方向橫長的狹縫。并且，能量限制狹縫118為了調(diào)整狹縫分離的間隔，也可以從上下方向以可動式部件構成狹縫體，并能夠應對能量分析和注入角度的測量等多個測量目的。而且，也可以構成為可動式的上下切換狹縫部件具備多個狹縫面，在切換這些狹縫面之后，通過進一步使上下狹縫的軸沿上下方向調(diào)整或旋轉，從而變更為所希望的狹縫寬度。通過將這些多個狹縫面根據(jù)離子種類依次進行切換，也能夠設定為降低交叉污染的結構。等離子體淋浴器120根據(jù)離子束的束電流量將低能量電子供給到軌道上的離子束和晶片200的前表面，且抑制由離子注入產(chǎn)生的正電荷的充電(chargeup)。另外，也可以在等離子體淋浴器120的左右端配置用于測定劑量的劑量杯(未圖示)，以此來代替配置在最終能量過濾器94的最下游側的接地電極左右端的劑量杯122。射束剖面儀124具備用于進行離子注入位置上的束電流的測定的射束剖面儀杯(省略圖示)。射束剖面儀124一邊在離子注入前使其向水平方向移動，一邊在射束掃描范圍內(nèi)測定離子注入位置的離子束密度。進行射束剖面測定的結果，離子束的預想不均勻性(PNU：PredictedNonUniformity)不滿足工藝要求時，補正射束掃描器34的施加電壓的控制函數(shù)，自動地調(diào)整為滿足工藝條件。并且，也可以構成為在射束剖面儀124上同時設置垂直剖面杯(Verticalprofilecup)(省略圖示)，并測定射束形狀/射束X-Y位置，從而確認注入位置上的射束形狀，并組合射束寬度、射束中心位置及發(fā)散掩膜(DivergenceMask)確認注入角度和射束發(fā)散角度。在射束線的最下游配置有具有能夠遍及所有晶片區(qū)域測量掃描范圍的離子束的束電流測量功能的橫長法拉第杯126，并構成為測量最終安裝射束。圖15是從正面觀察橫長法拉第杯的示意圖。另外，為了降低交叉污染，橫長法拉第杯126可以設定為具有能夠根據(jù)離子種類切換三棱鏡的3個面的三面結構法拉第杯的切換式底面的結構。并且，也可構成為在橫長法拉第杯126上同時設置垂直剖面杯(Verticalprofilecup)(省略圖示)，并測定射束形狀和射束上下位置，從而能夠監(jiān)視在注入位置的上下方向的注入角度和射束發(fā)散角度。如前述，如圖1所示，高能量離子注入裝置100中，各單元以包圍作業(yè)空間R1的方式配置成U字狀。因此，位于作業(yè)空間R1中的操作人員能夠通過最小限度的移動對較多單元進行部件的更換、維護及調(diào)整。以下，以射束掃描器為例，對能夠向單元內(nèi)部進行訪問的開閉機構進行說明。(考慮整體布局、維護性、生產(chǎn)性、地球環(huán)境)以上，本實施方式所涉及的高能量離子注入裝置100通過高能量多段直線加速單元14對由離子束生成單元12生成的離子束進行加速，并且通過射束偏轉單元16進行方向轉換，并照射到位于設置在射束傳輸線單元18的末端的基板處理供給單元20的基板上。并且，高能量離子注入裝置100作為多個單元包括高能量多段直線加速單元14及射束傳輸線單元18。并且，高能量多段直線加速單元14及射束傳輸線單元18配置為隔著圖1所示的作業(yè)空間R1而相對置。由此，在以往的裝置中配置為大致直線狀的高能量多段直線加速單元14及射束傳輸線單元18被折回配置，因此能夠抑制高能量離子注入裝置100的總長。并且，構成射束偏轉單元16的多個偏轉電磁鐵的曲率半徑以使裝置寬度最小的方式被最佳化。由此，使裝置的設置面積最小化，并且在被夾在高能量多段直線加速單元14與射束傳輸線單元18之間的作業(yè)空間R1中，能夠進行針對高能量多段直線加速單元14和射束傳輸線單元18的各裝置的作業(yè)。并且，構成高能量離子注入裝置100的多個單元包括：離子束生成單元12，其設置在射束線的上游側且產(chǎn)生離子束；基板處理供給單元20，其設置在射束線的下游側且供給并處理注入有離子的基板；及射束偏轉單元16，其設置在從離子束生成單元12朝向基板處理供給單元20的射束線的中途且偏轉射束線的軌道。并且，將離子束生成單元12及基板處理供給單元20配置于射束線整體的一側，并將射束偏轉單元16配置于射束線整體的另一側。由此，需要以較短時間維護的離子源10、基板的供給及取出所需要的基板處理供給單元20相鄰而配置，因此操作人員的移動較少也沒有問題。并且，高能量多段直線加速單元14具備進行離子的加速的多個一系列線形加速裝置，多個一系列線形加速裝置各自可以具有共同的連結部。由此，根據(jù)向基板注入的離子所需要的能量，能夠輕松地變更線形加速裝置的數(shù)量和種類。并且，作為掃描器裝置的射束掃描器34及作為平行化透鏡裝置的射束平行化器36可作為與相鄰單元的連結部而具有標準化的形狀。由此，能夠輕松地變更線形加速裝置的數(shù)量和種類。并且，射束掃描器34和射束平行化器36可根據(jù)高能量多段直線加速單元14所具備的線形加速裝置的結構及數(shù)量進行選擇。并且，也可以構成為在高能量離子注入裝置100中使各裝置的框架與真空腔室一體化，并對準裝置框架或真空腔室的基準位置而進行組裝，由此能夠進行射束的定心(位置調(diào)整)。由此，繁雜的定心作業(yè)變?yōu)樽钚∠薅?，能夠縮短裝置調(diào)試時間，能夠抑制因作業(yè)錯誤產(chǎn)生的軸的偏離。并且，也可以以模塊單位實施連續(xù)的真空腔室彼此的定心。由此能夠降低作業(yè)負荷。并且，可以將已模塊化的裝置的大小設定為裝置容易移動的大小以下。由此，能夠降低模塊和高能量離子注入裝置100的移動設置負荷。并且，高能量離子注入裝置100也可以將包括高能量多段直線加速單元14、射束傳輸線單元18及排氣裝置等的構成設備組裝于一體的支架上。并且，高能量離子注入裝置100設定為在平面基盤上大致同一水平面上包含高能量多段直線加速單元14、射束偏轉單元16及射束傳輸線單元18。由此，能夠?qū)⒏吣芰侩x子注入裝置100以固定于同一水平面的平面基盤上的狀態(tài)下進行調(diào)整，并對每個塊直接進行搬運，因此傳輸時很少產(chǎn)生調(diào)整偏差，省了很多在現(xiàn)場進行再調(diào)整的麻煩。因此，能夠避免將很多熟練人員帶到現(xiàn)場并使他們長時間滯留的不經(jīng)濟性。并且，若使上述平面基盤形成于中間而非支架的底板上，則能夠在平面基盤上只搭載與離子束軌道直接相關的上述設備。而且，將相對于這些的作為輔助設備即高頻立體電路等部件全部組裝于形成在平面基盤下方的空間中，從而提高空間利用率，能夠?qū)崿F(xiàn)更小型的離子注入裝置。因此，即使在設置場所不富余的場所也能夠設置上述高能量離子注入裝置100，并以在制作工場內(nèi)進行組裝調(diào)整的狀態(tài)直接傳輸至需要的位置，能夠通過現(xiàn)場裝配及最終調(diào)整而使用。并且，高能量離子注入裝置100能夠?qū)崿F(xiàn)耐于(經(jīng)得起)半導體制造工場的半導體生產(chǎn)裝置線的利用標準水準以上的高能量離子注入。如上，對各單元和各裝置的布局進行設計，從而與以往相比高能量離子注入裝置100被大幅小型化，能夠容納于以往的一半左右的設置長度內(nèi)。并且，本實施方式所涉及的離子注入裝置在制造工場內(nèi)將各構成要件組裝于基盤上，在基盤上進行位置調(diào)整而確定了離子束軌道的狀態(tài)下直接搭載到傳輸車上輸送到現(xiàn)場，并在按支架進行安裝的基礎上稍微調(diào)整而去除輸送中產(chǎn)生的偏差，就能夠使裝置運轉。因此，即使不是熟練人員也能夠格外輕松且準確地實施現(xiàn)場調(diào)整，并且能夠縮短調(diào)試期間。并且，通過取如較長U字狀折回型射束線的布局，能夠?qū)崿F(xiàn)可將最高5～8MeV的高能量離子以高精度注入的離子注入裝置。并且，該離子注入裝置通過具有中央通路(中央?yún)^(qū)域)的該布局，以較小的設置面積具有充分的維護區(qū)域。并且，在離子注入裝置運轉時，通過因使用電場平行透鏡、電場式掃描器和電場AEF等而得到的低消耗電力的運轉，能夠減少消耗電力。換言之，本實施方式所涉及的離子注入裝置具有使用電場偏轉式平行化透鏡裝置而得到的掃描束的平行化機構，從而能夠進行低消耗電力的運轉。至少包括在射束傳輸線單元的各裝置為電場式，因此上述的高能量離子注入裝置能夠簡化裝置結構及使電源低輸出。圖16(a)是表示從本實施方式所涉及的射束整形器32到射束掃描器34為止的概略結構的俯視圖，圖16(b)是表示從本實施方式所涉及的射束整形器32到射束掃描器34為止的概略結構的側視圖。如圖16(a)、圖16(b)所示，電場式射束掃描器34具有1對偏轉電極87a、87b。并且，在偏轉電極87a、87b的上方和下方配置有接地屏蔽板89。接地屏蔽板89防止附帶在射束的二次電子從外側繞進并流入到射束掃描器34的電極。也可以從外側構成為，若將1對偏轉電極87a、87b的平行部之間的間隔設為W1，將偏轉電極87a、87b的射束行進方向的長度設為L1，則滿足L1≥5W1。并且，也可構成為電源(增幅器)能夠以0.5kHz～4kHz范圍的任意掃描頻率工作。并且還可構成為若將沒有平行部的1對偏轉電極87a、87b之間的間隔設為D1，則滿足L1≥5D1。通常為了使高能量射束充分地偏轉，需要使射束長距離通過較高電場的內(nèi)部。為了制作出較高的電場需要利用較高的電壓或縮小電極間隔。并且，射束掃描器中需要使用能夠使電壓以1kHz左右的頻率變化的高壓電源，但這種能夠通過電源輸出較高電壓的設備一般很難得到。因此，需要縮小在射束掃描器中的偏轉電極的間隔。偏轉電極87a、87b的間隔必須大于所通過的射束寬度。由此決定電極的最小間隔。并且，電極的長度由射束能量、電場及所偏轉的角度決定。并且，射束能量由裝置型號決定。電場由上述的條件決定。由此，通過決定所偏轉的角度來決定電極的長度。例如，將本實施方式所涉及的射束掃描器中的左右掃描器電極的間隔設為60mm左右(假定射束尺寸最大為40mm，電極之間的耐壓沒有問題的程度)，將掃描電極的射束行進方向?qū)挾仍O為460mm，均較長。并且，掃描電壓為±30kV左右，掃描頻率為0.5～4kHz左右?？蓸嫵蔀?，若將電場式射束掃描器34所具有的1對偏轉電極87a、87b的平行部之間的間隔設為W1，將偏轉電極的高度設為H1，則滿足H1≥1.5W1。為了遍及射束的整體而均勻地進行掃描，需要掃描時的電場在上下方向上均勻。因此，能夠通過使用電極的高度充分高的偏轉電極來使電場均勻。偏轉電極87a(87b)為長方形的長板形狀，構成為與另一偏轉電極87b(87a)的對置面由平面或曲面構成，且與對置面相反側的外側面呈階梯差(臺階)形狀。并且，偏轉電極87a(87b)可構成為與另一偏轉電極87b(87a)的對置面由二段平面構成，且與對置面相反側的外側面呈階梯差形狀。由此提高加工性(制作性)。這樣能夠通過將外側面設為簡單的平面結構而降低加工費用。并且，通過設為階梯差削去更多的外側，能夠減輕部件重量，并在進行安裝作業(yè)時減輕操作人員的負擔。并且，偏轉電極87a(87b)可構成為與另一偏轉電極87b(87a)的對置面加工成鋸齒狀的階梯差。由此，能夠抑制金屬污染的產(chǎn)生。另外，如上述，優(yōu)選射束掃描器的偏轉電極的間隔較狹窄。然而，已掃描的射束具有寬度，因此若電極間隔過于狹窄，則射束會撞到電極。因此，1對偏轉電極中，以掃描寬度還未擴大的上游側的間隙較窄的方式，將上游側的形狀設為相互平行的直線結構，并設為朝向掃描寬度擴大的下游以約±5度逐漸擴大的形狀。能夠?qū)U大部分設為曲線或者階梯差，但直線結構的加工更簡單且能夠以低成本制作。高能量離子注入裝置100配置于電場式射束掃描器34的射束線下游側，還具備在離子束的通過區(qū)域具有開口的上游側接地電極78a和下游側接地電極78b，及配置于上游側接地電極78a和下游側接地電極78b之間的抑制電極74。圖17是用于說明下游側接地電極的開口寬度、抑制電極的開口寬度及上游側接地電極的開口寬度之間的大小關系的示意圖。可構成為，若將上游側接地電極78a的開口78a1的寬度設為W1、抑制電極74的開口74a1的寬度設為W2、下游側接地電極78b的開口78b1的寬度設為W3，則各電極滿足W1≤W2≤W3。已掃描射束隨著朝向下游橫向擴大，因此通過構成為使抑制電極74和接地電極78a、78b各自的開口寬度滿足上述的關系，能夠使已掃描的射束不撞到各部件。如圖16(a)所示，電場式射束掃描器34的偏轉角度可以是±5°以下。由此，朝向位于下游的電場式射束平行化器36(參考圖6)的射入角變小，抑制像差的產(chǎn)生。像差(射束平行化器的中心與端部的焦點距離之差)與該射入角的平方成比例而增大。在電場式射束掃描器34與電場式射束平行化器36之間設置有用于使電場式射束掃描器34的偏轉角度變小的射束掃描空間96。由此，能夠擴大電場式射束掃描器34與電場式射束平行化器36之間的間隔。因此，即使在電場式射束掃描器34中的偏轉角度較小，已掃描的射束也能夠在到達電場式射束平行化器36之前充分地擴大。因此，能夠抑制在電場式射束平行化器36的射束的像差并確保足夠?qū)挼膾呙璺秶??？删邆淙菁{有電場式射束掃描器34且設置有射束掃描空間96的真空容器91，及連接于真空容器91且用于排出真空容器內(nèi)部的氣體的真空泵(未圖示)。例如可在電場式射速掃描器的位置設置用于確保真空度的渦輪分子泵，并在電場式射束掃描器的正下方配置渦輪泵。由此，能夠確保電場式射束掃描器34的射束線真空度。并且，能夠?qū)⒂捎陔x子碰撞到電場式射束掃描器34附近的透鏡光闌和電極等而產(chǎn)生的漏氣有效排出。由此，如果能夠在產(chǎn)生源附近盡可能多地去除所產(chǎn)生的氣體，則向周圍擴散的氣體就會變少。并且，如果沒有不需要的氣體，就能夠不受該氣體妨礙而使射束通過，因此會提高射束的傳輸效率。電場式射束平行化器36(參考圖6)構成為，焦點F位于隔著射束掃描空間96而配置于上游側的電場式射束掃描器34所具有的1對偏轉電極87a、87b之間的區(qū)域。掃描范圍為恒定時，射束平行化器的像差與其焦點距離的平方成反比，因此能夠通過設置焦點距離較長的射束平行化器36抑制像差。圖18是示意地表示射束平行化器的另一例的圖。圖18所示的電場式射束平行化器136具有多段平行化透鏡84a、84b、84c。由此，能夠使已掃描的射束逐漸平行化，因此能夠縮小電場式射束掃描器34與電場式射束平行化器136之間的間隔，例如上述的射束掃描空間96的長度。因此，能夠縮短射束線總長。如圖1所示，本實施方式所涉及的高能量離子注入裝置100由第1部分、第2部分及第3部分構成高能量離子注入射束線，所述第1部分包含具有離子源10的射束生成單元12和高能量多段直線加速單元14且具有較長的軌道，所述第2部分用于通過包含射束偏轉單元16的偏轉部進行方向轉換，所述第3部分包含射束傳輸線單元18且具有較長的軌道，并且相對置地配置第1部分與第3部分而構成具有相對置的長直線部的U字狀的裝置布局。并且，如圖5所示，高能量離子注入裝置100在離子束生成單元12與高能量多段直線加速單元14之間，以能夠向射束線插入和退避的方式設置有測定離子束的總束電流量的注入器法拉第杯80a。同樣地，在射束偏轉單元16與射束輸送線單元18之間以能夠向射束線插入和退避的方式設置有測定離子束的總束電流量的旋轉變壓器法拉第杯80b。并且，如圖1所示，高能量離子注入裝置100還具備基板處理供給單元20，該基板處理供給單元20配置于射束傳輸線單元18的下游側，且進行由離子注入而產(chǎn)生的處理。如圖6所示，基板處理供給單元20中，在離子注入位置的后方設置有測定離子束的總束電流量的固定式橫長法拉第杯126。并且，如圖1等所示，高能量離子注入裝置100構成為，通過調(diào)整提取電極裝置(提取電極40：參考圖2)、調(diào)整部(橫向會聚透鏡64a、縱向會聚透鏡64b：參考圖5)、電場式高能量射束調(diào)整部(軌道調(diào)整四極透鏡26：參考圖5)、及電場式射束整形器32和電場式射束平行化器36，生成射束會聚發(fā)散量均質(zhì)且軌道偏差較小的方向性均勻的射束，并將該射束供給到電場式射束掃描器34，所述提取電極裝置包括設置于離子束生成單元12的射束方向調(diào)整部，所述調(diào)整部設置于高能量多段直線加速單元14的末端內(nèi)部、進行射束方向性及會聚發(fā)散的調(diào)整，所述電場式高能量射束調(diào)整部設置于能量分析單元(射束偏轉單元16：參考圖1)，射束傳輸線單元18具有所述電場式射束整形器32和電場式射束平行化器36。如圖16所示，電場式射束掃描器34可構成為，使離子束向通常掃描范圍的更外側偏轉，并導入到配設于電場式射束平行化器36的近前部的左右任一側的射束收集器部95a、95b，從而能夠暫時收集射束。并且，電場式射束掃描器34構成為能夠施加用于補正掃描范圍的左右偏離的偏移電壓(用于將電場為零的位置從左右的中心挪動的恒定電壓)。并且，射束掃描器34中，從被調(diào)整為通過電場式射束掃描器34中心附近的射束到達晶片時的位置偏離倒算而決定偏移電壓，其構成注入角度/注入位置微調(diào)系統(tǒng)的一部分。在上述實施方式中，以電場式射束平行化器為例進行了說明，根據(jù)情況可采用磁場式射束平行化器。圖19(a)是表示本實施方式的一形態(tài)的射束平行化器的概略結構的俯視圖，圖19(b)是表示本實施方式的一形態(tài)的射束平行化器的概略結構的側視圖。另外，對與圖6所示的平行化器36相同的結構標注相同符號并適當省略說明。圖19(a)、圖19(b)所示的射束平行化器142由具有多對加速用電極143、144及多對減速用電極145、146的加速減速電極透鏡組構成，并構成為將已掃描的離子束階段性地平行化。由此，能夠減小施加于1個加速用電極或者1個減速用電極的電壓，因此能夠使電源簡單化和小型化，并且還能夠抑制放電的產(chǎn)生。并且，加速用電極143的下游側的電極143b與減速用電極145的上游側的電極145a以成為相同電位的方式被導通，并連接有第1平行化電源147。并且，減速用電極145的下游側的電極145b與加速用電極144的上游側的電極144a以成為相同電位的方式被導通，并連接有第2平行化電源148。并且，加速用電極144的下游側的電極144b與減速用電極146的上游側的電極146a以成為相同電位的方式被導通，并連接有第1平行化電源147。另外，加速用電極143的上游側的電極143a與減速用電極146的下游側的電極146b分別成為接地電位。如此，通過將施加于部分電極的電壓設為相同，能夠減少所使用的電源。另外，在多對加速用電極143、144及多對減速用電極145、146中，可由配置于射束線的最上游側的作為入口接地電極的電極143a，及與電極143a相鄰的電極143b構成抑制電子流入的第1抑制電極，并可由配置于射束線的最下游側的作為出口接地電極的電極146b，及與電極146b相鄰的電極146a構成抑制電子流入的第2抑制電極。由此，不需要另設抑制電極。并且，若將通過第1平行化電源147施加于加速用電極143的下游側的電極143b的電壓設為-V1[V](V1＞0)，將通過第2平行化電源148施加于減速用電極145的下游側的電極145b的電壓設為V2[V](V2＞0)，將加速用電極143的2個電極143a、143b之間的間隔設為G1，將減速用電極145的2個電極145a、145b之間的間隔設為G2，則優(yōu)選滿足以下關系。|V1|/G1＝|V1+V2|/G2如此，通過將加速用電極和減速用電極中的各電極之間的電場強度設為相同，能夠均衡良好地對離子束進行加減速并且將其平行化。并且，射束平行化器142構成為剛要向所述射束平行化器射入之前的離子束的能量與剛從射束平行化器射出之后的離子束的能量相同。更詳細的說明如下，即射束平行化器142中，使射束平行化器142的射入電極(143a)和射出電極(146b)一同接地，并使加速間隙出口側的電極(143b、144b)和減速間隙入口側的電極(145a、146a)，及減速間隙出口側的電極145b和加速間隙入口側的電極144a構成為正或者負的相同電位，以使通過射速掃描器被掃描的離子束的能量與通過加速用電極對(143、144)及所述減速用電極對(145、146)被平行化的離子束的能量相同。并且，射束平行化器142中，在掃描平面上通過電極對形成的電場，使在射束線上通過射束掃描器在基準軌道的兩側被掃描的離子束向接近基準軌道側的方向階段性地偏轉，使與基準軌道平行的軌道方向一致地設定各電極電位。圖20是表示本實施方式的變形例所涉及的射束平行化器的概略結構的俯視圖。圖20所示的射束平行化器161設置有包括加速用電極及減速用電極的3個平行化透鏡162、163及164。通過射束掃描器被偏轉掃描的離子束向射束線L1的下游擴大。因此，3個平行化透鏡162、163及164分別構成為從射束線L1的上游側向下游側寬度逐漸變大。由此，能夠使上游側的平行化透鏡小型化。另外，射束平行化器161可構成為被平行化后的離子束的掃描方向的寬度W1成為通過射束掃描器被掃描的離子束射入到射束平行化器161時的寬度W2的2倍以上。由此，能夠縮短從射束掃描器到射束平行化器為止的距離。如圖6、圖19及圖20所示的加速用電極和減速用電極，本實施方式所涉及的射束平行化器由成對的弓形間隙電極構成。并且，構成為加速用電極對的射束線下游側的電極及減速用電極對的射束線上游側的電極設為在各自的兩端連結并一體連續(xù)的電極單元。并且，上述的各射束平行化器的射入電極及射出電極為接地電極，但通過將射入電極及射出電極中的一個設為接地電位，另一個設為特定電位，或者分別設為各自的特定電位，能夠?qū)⑸淙氲缴涫叫谢鞯纳涫叫谢瑥亩股涑龅碾x子束的能量發(fā)生變化。由此，本實施方式所涉及的高能量離子注入裝置能夠使高能量離子束保持束電流密度的均勻性并且以較低的電壓工作，并且能夠得到使通過射束平行化器前后的射束能量不產(chǎn)生變化的電場。并且，本實施方式所涉及的高能量離子注入裝置構成為使高能量離子束通過較長區(qū)間的電場來進行射束平行化。并且，還構成為利用能夠進行離子束的加減速的多個電極透鏡組進行射束平行化，并且由弓形間隙電極對構成加減速的電極透鏡組，且構成為在通過前后不使射束能量發(fā)生變化。由此，平行化電源的控制及平行化電場本身的調(diào)整很容易，且能夠使平行度的精度和已平行化的射束的行進方向的角度精度變得良好。而且，能夠使左右(掃描)方向的射束路徑差對稱且左右均勻，因此在高能量離子射束中能夠保持射束的會聚發(fā)散的均勻性。其結果，能夠使平行度的精度和已平行化的射束的行進方向的角度精度提高。而且，能夠幾乎使射束掃描范圍的高能量離子束的密度分布(輪廓)及射束尺寸的變化消失，能夠保持束電流密度的均勻性。并且，以將射束掃描偏轉角度設為較小，將射束掃描寬度盡可能設為較小的方式構成的位于射束掃描器的下游的本實施方式所涉及的射束平行化器對于射束掃描寬度狹窄的射入射束也能夠緩慢地以高精度平行化至能夠掃描晶片的寬度。其結果，能夠減少射束品質(zhì)的變化來保持束電流密度的均勻性。另外，加速減速電極透鏡組由n個加速用電極對及n個減速用電極對構成，并沿著射束線依次配置有第1加速用電極對、第1減速用電極對、第2加速用電極對、第2減速用電極對、……、所述第n(n為1以上的整數(shù))加速用電極對、所述第n減速用電極對時，優(yōu)選進行如下電位設定。具體而言，在加速減速電極透鏡組中，將第1加速用電極對的入口側電極的第1電位設為接地電位，將第1加速用電極對的出口側電極及第1減速用電極對的入口側電極的第2電位設為-V1[V](V1＞0)，將第1減速用電極對的出口側電極及所述第2加速用電極對的入口側電極的第3電位設為V2[V](V2＞0)，將第2加速用電極對的出口側電極及第2減速用電極對的入口側電極的第4電位設為-V1[V](V1＞0)，將第2減速用電極對的出口側電極及第3加速用電極對的入口側電極的第5電位設為V2[V](V2＞0)，將第n加速用電極對的出口側電極的第(2n+1)電位設為接地電位。其中，可將第2電位與所述第3電位設定為滿足V1＝V2，也可設定為滿足V1≠V2。圖21(a)是表示從本實施方式的變形例所涉及的最終能量過濾器到基板處理供給單元為止的概略結構的俯視圖，圖21(b)是表示從本實施方式的變形例所涉及的最終能量過濾器到基板處理供給單元為止的概略結構的側視圖。圖21(a)、圖21(b)所示的最終能量過濾器149具有用于將已掃描的離子束向與掃描方向Y1正交的方向Z偏轉的3對偏轉電極151a、151b、152a、152b、153a及153b。偏轉電極151a、151b、152a、152b、153a及153b配置于作為真空容器的AEF腔室102的內(nèi)部。在各偏轉電極上形成有與射束線L1的上方或者下方的空間連通的多個孔154。多個孔154形成為規(guī)則的或者不規(guī)則的排列以便保持電場的均勻性。從電氣觀點來看，不在偏轉電極打孔而一體制作才不會削弱電場為優(yōu)選。然而，無孔的偏轉電極的情況下，相對置的偏轉電極之間的空間近似密封狀態(tài)，真空度惡化。尤其，最終能量過濾器的偏轉電極之間有在下游側的基板處理供給單元20中進行抗蝕劑晶片注入時產(chǎn)生的氣體流入，其為很難排氣的區(qū)域。其結果可想而知，放電的可能性提高，或射束的損失增加。因此通過在電極上打孔、改善電導，能夠保持良好的真空。另外，由孔引起的電場的削弱能夠通過施加多余的電壓來補充。在最終能量過濾器149中，通過使多個孔154向與射束行進方向X1交叉的方向(掃描方向Y1)分散，從而能夠抑制離子束的偏轉在掃描方向Y1上變得不均勻的情況。以上，參考上述實施方式對本發(fā)明進行了說明，但本發(fā)明不限定于上述實施方式，將實施方式的結構適當進行組合和置換的裝置也包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。并且，也可以根據(jù)本領域的技術人員的知識對各實施方式中的組合和處理的順序適當進行改變，或?qū)Ω鲗嵤┓绞绞┘痈鞣N設計變更等變形，施加有這種變形的實施方式也包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。以下，根據(jù)實施方式對本發(fā)明的各形態(tài)進行列舉。高能量離子注入裝置100具有：射束提取系統(tǒng)(離子束生成單元12)，利用靜電場提取在離子源生成的離子，并生成離子束；高頻加速器(高能量多段直線加速單元14)，對已提取的離子束進一步進行加速；至少1臺會聚要件，用于調(diào)整已加速的射束的射束尺寸(空間分布)；及至少1臺偏轉電磁鐵，作為能量分析電磁鐵24來使用，在其能量分析電磁鐵24的下游側設置能量寬度限制狹縫27和能量分析狹縫28。用于調(diào)整射束尺寸(離子的空間分布)的會聚要件(會聚發(fā)散透鏡64及四極透鏡26)設置于高頻加速器(第1線形加速器15a及第2線形加速器15b)與能量分析電磁鐵24之間，及能量分析電磁鐵24與能量分析狹縫28之間，并調(diào)整為沒有能量寬度的射束(未向高頻加速器施加高頻電場，并以維持被提取的狀態(tài)的能量而傳輸?shù)纳涫?在能量分析狹縫28的位置連結焦點。構成具有能量寬度的離子束的各個離子的軌道根據(jù)各自的能量而通過能量分析電磁鐵24在偏轉面內(nèi)空間性地擴大(能量分散)。能量寬度限制狹縫27設置于能量分析狹縫28的上游且其能量分散與沒有能量寬度的射束的射束尺寸成為相同程度的位置。該位置成為能量分析電磁鐵24的出口附近。并且，通過在能量寬度限制狹縫27與能量分析狹縫28之間插入橫向會聚四極透鏡26，并將沒有能量寬度的射束的寬度成為極小的位置移動到射束線的上游側，從而縮小能量寬度限制狹縫27與能量分析狹縫28之間的間隔。并且，能量分析電磁鐵24和角度偏轉電磁鐵30為相同形狀的電磁鐵，并構成為以同一工作條件工作。能量分析電磁鐵24可構成為，將磁場固定為與注入能量對應的值，并不進行用于使束電流增減的磁場的調(diào)整?；蛘?，能量分析電磁鐵24可設為，將磁場固定為與注入能量對應的值，并通過調(diào)整高頻加速單元的加速電壓和相位來調(diào)整束電流值。多個偏轉電磁鐵中的至少1臺可具備射束截面形狀調(diào)整用面角調(diào)整裝置。另外，在方法、裝置、系統(tǒng)等之間相互置換以上構成要件的任意組合、本發(fā)明的構成要件和表現(xiàn)的方式，作為本發(fā)明的方式也是有效的。