特開 2023-1063 電荷キャリア発生源

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023001063

(43)【公開日】2023-01-04

(54)【発明の名称】電荷キャリア発生源

(51)【国際特許分類】

   H01J 27/08 20060101AFI20221222BHJP

   H01J 37/08 20060101ALI20221222BHJP

【ＦＩ】

H01J27/08

H01J37/08

【審査請求】有

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2022094238

(22)【出願日】2022-06-10

(31)【優先権主張番号】10 2021 115 731.5

(32)【優先日】2021-06-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(71)【出願人】

【識別番号】519133020

【氏名又は名称】スキア システムズ ゲーエムベーハー

(74)【代理人】

【識別番号】100104765

【弁理士】

【氏名又は名称】江上 達夫

(74)【代理人】

【識別番号】100131015

【弁理士】

【氏名又は名称】三輪 浩誉

(72)【発明者】

【氏名】エンリコ ルース

(72)【発明者】

【氏名】マティアス ネスラー

【テーマコード（参考）】

5C101

【Ｆターム（参考）】

5C101AA31

5C101DD03

5C101DD25

5C101DD30

(57)【要約】      （修正有）

【課題】経時的な変化を軽減または回避する電荷キャリア生成源が提供される。
【解決手段】電荷キャリアを提供するように構成されたキャリア生成領域１２０と、グリッド電極１０６と、を備え、グリッド電極は、導電性キャリアを含み、キャリアは、第１の側面と、第１の側面と対向する第２の側面とを有し、第１の側面は、キャリア生成領域に直接隣接し、キャリアは、第１の側面からキャリアを通って第２の側面に延びる複数のスルーホール１１６を有し、複数のスルーホール各々は、第１の側面に第１の開口面を有し、複数のスルーホール各々は、第２の側面に第２の開口面を有し、第１の開口面は、第２開口面よりも大きい電荷キャリア生成源１００。
【選択図】図２Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電荷キャリアを提供するように構成されたキャリア生成領域（１２０）と、
グリッド電極（１０６）と、
を備え、
前記グリッド電極（１０６）は、導電性キャリアを含み、
キャリアは、第１の側面と、前記第１の側面と対向する第２の側面とを有し、
前記第１の側面は、前記キャリア生成領域（１２０）に直接隣接し、
前記キャリアは、前記第１の側面から前記キャリアを通って前記第２の側面に延びる複数のスルーホール（１１６）を有し、
前記複数のスルーホール（１１６）各々は、前記第１の側面に第１の開口面を有し、
前記複数のスルーホール（１１６）各々は、前記第２の側面に第２の開口面を有し、
前記第１の開口面は、前記第２開口面よりも大きい
電荷キャリア生成源（１００）。

【請求項2】

前記複数のスルーホール（１１６）は、前記キャリアを通る前記複数のスルーホール（１１６）の断面領域の使用が、前記グリッド電極（１０６）の磨耗を調整するように構成される
請求項１に記載の電荷キャリア発生源（１００）。

【請求項3】

前記複数のスルーホール（１１６）は、前記第１の側面から前記第２の側面に向かってテーパ状に形成されている
請求項１又は２に記載の電荷キャリア発生源（１００）。

【請求項4】

前記複数のスルーホール（１１６）は、円錐形状を有する
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電荷キャリア発生源（１００）。

【請求項5】

前記第１の開口面及び／又は前記第２の開口面は、円形又は略円形である
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電荷キャリア発生源（１００）。

【請求項6】

前記キャリア生成領域（１２０）において、キャリアプラズマを生成するように構成されたキャリア生成デバイスをさらに備える
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電荷キャリア発生源（１００）。

【請求項7】

前記グリッド電極（１０６）で電位を形成するように構成された制御デバイスをさらに備える
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電荷キャリア発生源（１００）。

【請求項8】

前記キャリア発生領域（１２０）から前記複数のスルーホール（１１６）を通るキャリアの流れを制御するように構成された制御デバイスをさらに備える
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の電荷キャリア発生源（１００）。

【請求項9】

前記グリッド電極（１０６）は、第１のグリッド電極（１０６）であり、
当該電荷キャリア発生源（１００）は、第２のグリッド電極（１０４）をさらに備え、
前記第２のグリッド電極（１０４）は、前記第１のグリッド電極（１０６）の第２の側面から離間（ｌ_ｇ）され、
前記第２のグリッド電極（１０４）は、一又は複数のスルーホール（１１４）を含む
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の電荷キャリア発生源（１００）。

【請求項10】

前記第２のグリッド電極（１０４）の前記一又は複数のスルーホール（１１４）は、キャリアが前記キャリア発生領域（１２０）から、前記第１のグリッド電極（１０６）の前記複数のスルーホール（１１６）及び前記第２のグリッド電極（１０４）の前記一又は複数のスルーホール（１１４）を通るように、前記第１のグリッド電極（１０６）の前記複数のスルーホール（１１６）に対して配置される
請求項９に記載の電荷キャリア発生源（１００）。

【請求項11】

第１の電位を前記第１のグリッド電極（１０６）に印加し、前記第１の電位とは異なる第２の電位を前記第２のグリッド電極（１０４）に印加するように構成された制御デバイスをさらに備える
請求項９又は１０に記載の電荷キャリア発生源（１００）。

【請求項12】

前記複数のスルーホールが第１の複数のスルーホール（４０２）であり、
前記キャリアは、第２の複数のスルーホール（４０４、４０６、４０８、４１０）を含み、
前記第２の複数のスルーホール（４０４、４０６、４０８、４１０）は、前記第１の側面から前記キャリアを通って前記第２の側面に延びており、
前記第２の複数のスルーホール（４０４、４０６、４０８、４１０）各々は、前記第１の側面に第３の開口面を有し、
前記第２の複数のスルーホール（４０４、４０６、４０８、４１０）各々は、第２の側面に第４の開口面を有し、
前記第３の開口面は前記第４の開口面より大きく、
前記第１の開口面は前記第３の開口面と異なり、及び／又は、前記第２の開口面は前記第４の開口面と異なる
請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の電荷キャリア発生源（１００）。

【請求項13】

前記第１の複数のスルーホール（４０２）と前記第２の複数のスルーホール（４０４、４０６、４０８、４１０）とは互いに同心である
請求項１２に記載の電荷キャリア発生源（１００）。

【請求項14】

前記第２の複数のスルーホール（４０２、４０４、４０６、４０８、４１０）の複数のスルーホールは、前記第１の側面及び前記第２の側面に互いに異なる開口面を有する
請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の電荷キャリア発生源（１００）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電荷キャリア発生源に関する。

【背景技術】

【0002】

工業的には、例えば、物質が多すぎ又は少なすぎ、部品の表面に凹凸があり、表面が対象の形状（即ち、対象の表面）から逸脱する場合に、コーティングされた半導体又は他の部品表面の表面を処理するために複数の処理が使用される。

【0003】

種々の表面処理は、例えば、指向性電荷キャリアビームに基づいている。電荷キャリアビームは、電荷キャリア、例えばイオンビーム又は電子線から構成される。

【発明の概要】

【0004】

図１は、従来の電荷キャリアビーム源１０の部分を概略的に示す。電荷キャリアビーム１２は、電荷キャリア、例えばイオン又は電子を、キャリア生成領域２０から、例えばプラズマから取り出すことによって、電荷キャリアビーム源１０内で生成される。キャリア発生領域２０を離れた後、電荷キャリアは、電荷キャリア出口方向に、チャンバ内で指向的かつビーム状（湾曲又は直線状）に移動する。

【0005】

電荷キャリアビーム源１０は、キャリア発生領域２０から電荷キャリアを所定の方向に抽出し、加速し、任意に偏向させるために、第１の電極１６と、電荷キャリアを抽出する第２の電極１４とを有する。電極１４、１６は、少なくともいくつかの領域に導電性材料、例えば黒鉛を有する。電位Ｖｔを電極１４、１６に印加して、電荷キャリアを抽出し、加速するか、又は電荷キャリア（サブ）ビームを遮断することができる。個々の電極に電位が印加されると、電荷キャリアは、電荷キャリア（サブ）ビームとして、電極のスルーホールを通過することができる。通常、少なくとも２つの電極が、一方が他方の後ろに配置された層に設けられる。電極はプラズマ、スクリーン又はビーム電極１６、加速又は加速電極１４と呼ばれる。任意選択の第３の電極は、その機能に応じてグリッド３又は接地電極（図示せず）と呼ばれる。

【0006】

第２の電極１４は、第１の電極１６から離間ｌ_ｇに配置される。電極１４、１６は、それぞれ、抽出される電荷キャリアが通過する少なくとも１つのスルーホールを有する。電極１４，１６のスルーホールは互いに対応している。電極１４、１６は、その横方向寸法がそれらの厚さよりも何倍も大きい、ほとんど平面構成要素である。図１に示すように、キャリア発生領域２０に最も近い第１の極１６は厚さｔ_ｓを有し、少なくとも１つのスルーホールは直径ｄ_ｓを有する。スルーホールは、電極１４、１６の厚さ全体にわたって厚さ方向に延在し、電荷キャリアが電極１４、１６を通過することを可能にする。電極１４、１６は、電荷キャリアに対して透過性である複数のスルーホールを有するグリッド形状を有してもよく、電極は、グリッド電極とも呼ばれる。

【0007】

従来技術では、第１電極１６の少なくとも１つのスルーホールは、第１電極１６の厚さｔ_ｓに亘って略均一な円筒状をなしている。言い換えれば、関連する技術では、第１の電極１６におけるスルーホールは、電荷キャリア出射方向に垂直な全ての厚さ平面において同じ領域を有する。

【0008】

第１の電極１６と接触すると、プラズマは、電荷キャリア移動度のために規定された厚さのプラズマ境界層を形成する。プラズマ境界層厚さはエネルギー（電子温度）と電荷キャリア密度（Ｃｈｉｌｄ―Ｌａｎｇｍｕｉｒ方程式）に依存する。グリッド正孔の後ろにも続くプラズマ境界層から、電荷キャリアはグリッド正孔を通り抜ける途中で始まる。プラズマ密度によれば、１領域あたりの一定個数の電荷キャリアがスルーホールを介して電荷キャリア電流を開始し、スルーホールの領域にほぼ比例する。同様に、電荷キャリア電流は、抽出電界強度に比例する。

【0009】

キャリア発生領域２０において、摩耗することによって、例えば、プラズマ界面１８で第１の電極１６（以下、プラズマ電極１６と呼ぶ）の表面に衝突する荷電キャリアによって、又は、酸素によって、プラズマ電極１６の表面から物質が除去される。経時的に、摩耗は、プラズマ電極１６の厚さｔ_ｓ又はプラズマ電極１６のスルーホールの径ｄ_ｓを減少させ、プラズマ電極１６のプラズマ界面１８における磁界強度を変化させ得る。これにより、電荷キャリア（サブ）ビーム１２のキャリア電流が増加し、電荷キャリア（サブ）ビームの安定性が低下し、均一なキャリア電流を維持するためにキャリア電流密度の調整が必要となる場合がある。

【0010】

即ち、円筒状のスルーホールを有する従来の第１の電極１６では、第１の電極の摩耗により、プラズマ界面層１８と第２の電極１４との間隔ｌ_ｅが小さくなる。電極１４、１６間の一定の電位差により、これは、電界強度（電圧／距離）の増加をもたらす。したがって、摩耗は、電荷キャリア抽出電流の増加を引き起こす。

【0011】

様々な実施形態では、上記の欠点の少なくともいくつかを軽減するか、又は完全に回避する電荷キャリア発生源が提供される。

【0012】

一態様では、キャリアを提供するように構成されたキャリア発生源とグリッド電極とを備え、前記グリッド電極は導電性キャリアを含み、キャリアは第１の側面と、前記第１の側面と対向する第２の側面とを有し、前記第１の側面は、前記キャリア発生領域に直接隣接し、前記キャリアは、前記第１の側面から前記キャリアを通って前記第２の側面に延びる複数のスルーホールを有し、前記複数のスルーホール各々は前記第１の側面に第１の開口面を有し、前記複数のスルーホール各々は前記第２の側面に第２の開口面を有し、前記第１の開口面は第２の開口面よりも大きい、キャリア発生源が提供される。

【0013】

スルーホールは、キャリアを通るスルーホールの断面領域の使用が、グリッド電極の装着を調整するように構成されてもよい。このように、スルーホールは、摩耗に依存する時間依存性の第１の開口面が、結果として生じる電荷キャリア抽出電流における電界強度関連の増加を本質的に補償するような方法で、摩耗によって低減されるように構成することができる。

【0014】

少なくとも１つのスルーホールは、電荷キャリア出口方向に垂直な面内で任意の形状を有していてもよい。例えば、形状は、円形、楕円形、楕円形、三角形、多角形、又は不規則であってもよく、異なるスルーホールに対して異なるものであってもよい。例えば、スルーホールの形状は、グリッド電極の第１の側面から第２の側面までその範囲にわたって大きく変化しない。しかしながら、断面領域は、キャリアを通って第１の側から第２の側に延びるにつれて小さくなることがある。この文脈において、「実質的ではない」とは、例えば、スルーホールの楕円形状が維持され得るが、長軸及び短軸の長さの割合は、電荷キャリアビーム出射方向のスルーホールの範囲にわたって変化し得ることを意味する。

【0015】

プラズマ界面での磨耗による電荷キャリア発電装置のグリッド電極の厚さの減少は、例えば、グリッド電極内の円錐形状のスルーホールによって補償され得る。その結果、電荷キャリア生成デバイスからの電荷キャリア電流は、一定又は実質的に一定に維持され得る。円錐形状のスルーホールは、円筒形状のスルーホールの他に簡易な方法で形成してもよい。任意の摩耗補償は、対応する（複雑である）形状のスルーホールによって実現されてもよい。第１の電極（プラズマ電極）の不均一な摩耗は、例えば、スルーホールの角度（円錐度）及び直径を調整することによって補償することができる。

【0016】

電荷キャリア発生源は、いくつかの電極を有することができる。電極は、互いに対応するスルーホールを有する。異なる電極における対応するスルーホールは、電荷キャリア出口方向に垂直な異なる位置に配置され、個々の電極に対応する電位が印加され、電荷キャリアが、電荷キャリアビーム又は電荷キャリアサブビームとして、異なる電極の対応するスルーホールを通過することを可能にするのに適しているスルーホールを意味する用途の意味で理解される。他の電極は、電荷キャリアが出現する方向にグリッド電極（第１電極とも呼ばれる）の後ろに配置される。

【0017】

電荷キャリア発生源は、装置の動作中に異なる電位が印加される少なくとも第１の電極及び第２の電極を有していてもよい。例えば、キャリア発生領域を閉じて遮蔽する第１の電極（プラズマ電極又は格子電極）は、電荷キャリアの電荷に相当する高電位をそれに印加されてもよい。一例として、電荷キャリア発生源によってキャリア発生領域から取り出される電荷キャリアが正電荷イオンである場合、グリッド電極の電位は正電位であるのに対し、負イオン又は電荷キャリアとしての電子ではグリッド電極の電位は負電位である。

【0018】

第２の電極は、キャリア発生領域から電荷キャリア出口（加速電極）の方向に電荷キャリアを加速するために用いられてもよい。動作中、第２の電極は、第１の電極に対して電荷キャリアの電荷とは反対の電位を受けてもよい。これにより、第１電極と第２電極との間に大きな電位差が生じる可能性がある。

【0019】

本発明の実施形態の例を図面に示し、以下により詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】関連技術による装置である；

【図2A】様々な実施形態による装置である。

【図2B】様々な実施形態による装置である。

【図3A】様々な実施形態による装置の効果を示す図である。

【図3B】様々な実施形態による装置の効果を示す図である。

【図3C】様々な実施形態による装置の効果を示す図である。

【図4】様々な実施形態による装置の電極である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下の詳細な説明では、その一部を形成し、本発明を実施することができる特定の実施形態を例示目的で示す添付の図面を参照する。この点に関して、「頂」、「底部」、「前部」、「後部」、「前方」、「後方」等のような方向用語は、記載される図の向きを参照して使用される。実施形態の構成要素は、多数の異なる向きに配置されてもよいので、方向用語は、例示の目的のためのものであり、決して限定するものではない。本発明の保護範囲から逸脱することなく、他の実施形態を使用することができ、構造的又は論理的変更を行うことができることを理解されたい。本明細書に記載される様々な例示的な実施形態の特徴は、特に指示がない限り、組み合わされてもよいことが理解される。したがって、以下の詳細な説明は、限定的な意味で解釈されるべきではなく、本発明の保護の範囲は、添付の特許請求の範囲によって定義される。

【0022】

本明細書の文脈では、「接続された」、「取り付けられた」、及び「結合された」という用語は、直接的及び間接的な接続、直接的又は間接的な接続、並びに直接的又は間接的な結合の両方を説明するために使用される。図面において、同一又は類似の要素には、必要に応じて同一の参照符号が付されている。

【0023】

図２Ａ及び図２Ｂは、様々な実施形態による電荷キャリア発生源１００を概略的に示す。電荷キャリア発生源１００は、電荷キャリア発生装置を含むことができる。キャリア生成デバイスは、キャリア生成領域１２０においてキャリアプラズマを生成するように構成されている。荷電キャリアプラズマは、プラズマ境界１０８によって図２Ａ及び図２Ｂに示されている。

【0024】

このような電荷キャリア発生源１００は、例えば、電荷キャリアビームによって基板の表面を処理するのに適している。電荷キャリア生成源１００は、例えば、基板の表面の領域（衝突領域とも呼ばれる）に衝突する電荷キャリアビームを放出するように構成される。電荷キャリア発生源１００は、基板の材料をアブレーションする、又は基板の表面上に材料を堆積させるなど、電荷キャリアビームで基板の表面を処理するように構成される。
一実施形態によれば、電荷キャリア生成源１００はイオンビーム源であり、電荷キャリアビームは、例えば、ガウス形状の電荷電流分布密度を有する集束イオンビームである。
この例では、イオンビームは、基板から薄膜をアブレーションするために使用される。
イオンビーム源は、ワイドビームイオンビーム源として構成されてもよい。

【0025】

キャリア発生源１００は、キャリア発生領域１２０を含む。キャリア生成領域１２０は、電荷キャリアを提供するように構成される。電荷キャリアは、例えば、イオン又は電子である。

【0026】

電荷キャリア発生源１００は、第１の電極１０６をさらに備える。第１の電極１０６は、グリッド電極１０６、プラズマ電極１０６、又はスクリーン電極１０６とも呼ばれる。

【0027】

グリッド電極１０６は、導電性キャリアを含む。キャリアは、第１の側面と、第１の側面の反対側の第２の側面とを有する。第１の側面は、プラズマ界面１０８のようなキャリア発生領域１２０に直接的に隣接している。

【0028】

キャリアは、複数のスルーホール１１６を含む。スルーホール１１６は、第１の側面からキャリアを通って第２の側面に延びている。スルーホール１１６は、それぞれ、第１の側に第１の開口面を有し（直径ｄ_ｓ１によって図２Ａに示される）、スルーホール１１６は、それぞれ、第２の側に第２の開口面を有する（直径ｄ_ｓ２によって図２Ａに示される）。第１開口面は第２開口面よりも大きい。

【0029】

グリッド電極１１６は、厚さｔ_ｓを有する。グリッド電極１１６は、図２Ｂに示すように、キャリアの第１面における開口の直径ｄ_ｓ又は開口の開口表面が、キャリアの厚さｔ_ｓの関数であるように構成されており、ここで、厚さｔ_ｓは、着用による時間ｔの関数である（ｄ_ｓ１＝ｆ（ｔ_ｓ（ｔ）））。

【0030】

グリッド電極１０６のスルーホール１１６に対応するスルーホール１１４を有する第２の電極１０４は、グリッド電極１０６から間隔ｌ_ｇに配置される。プラズマ界面１０８から第２の電極１０４までの距離ｌ_ｅ１，ｌ_ｅ２は、第１の電極１０６の摩耗（ｌ_ｅ１＞ｌ_ｅ２及びｄ_ｓ１＞ｄ_ｓ３）によって変化する。換言すれば、摩耗により第１の電極の厚さｔ_ｓを減少させることにより、プラズマ界面１０８は第２の電極１０４に向かってシフトする。

【0031】

第２の電極１０４は、第２のグリッド電極１０４であってもよい。第２のグリッド電極１０４は、第１のグリッド電極１０６の第２の側面からｌ_ｇ離間していてもよい。第２のグリッド電極１０４は、１つのスルーホール１１４又は複数のスルーホール１１４を含むことができる。第２のグリッド電極１０４のスルーホール１１４は、キャリア発生領域１２０からのキャリアが第１のグリッド電極１０６のスルーホール１１６を通り、かつ第２のグリッド電極１０４のスルーホール１１４を通るように、第１のグリッド電極１０６のスルーホール１１６に対して配置されてもよい。

【0032】

スルーホールは、キャリアにおけるスルーホールの断面領域の変化が、キャリアの厚さが第１の側面から減少する（例示的には、第１の側面の第２の側面への移動）ときに、キャリアの第１の側面におけるスルーホールの開口面に「独立した」減少が存在するように構成される。これにより、キャリア引き出し電流のドリフトを補償することができる。スルーホールが摩耗のために最適に設計されている場合、電荷キャリア抽出フローのアクティブ制御はもはや必要ではない。あるいは、制御努力が低減される。したがって、キャリアの厚さｔ_ｓが経時的に減少するにつれて、キャリアの第１の側面上の開口面を減少させることによって、一定又は実質的に一定のキャリア電流を達成することができる。

【0033】

第２の電極からプラズマ界面までの距離をｌ_ｅとして、以下の関係が考慮されるべきである：

【0034】

【数1】

【0035】

【数2】

【0036】

ここで、ｌ_ｇは、第１の電極の厚さｔｓ及び第１の電極と第２の電極との間の距離により与えられ、ｅは電子の電荷であり、ε_０は真空誘電率であり、Ｊ_ｍａｘはスルーホール当たりの空間電荷制限キャリア電流であり、ｄ_ｓはスルーホールの径であり、Ｖ_ｔはグリッド電極における電圧であり、Ｍは電荷キャリアの質量である。

【0037】

円筒形スルーホールの場合、電荷キャリア電流Ｊ_ｍａｘは、図３Ａのダイアグラム３１０に示すように、第１の電極の厚さｔ_ｓが減少するにつれて増大する。

【0038】

しかしながら、様々な実施形態では、スルーホール１１６は、第１の側から第２の側に向かって先細になる形状を有する。様々な実施形態では、スルーホール１１６は、円錐形状を有することができる。例えば、第１の開口面及び／又は第２の開口面は、円形又は実質的に円形であってもよい。例えば、スルーホールは、例えば、充電搬送流の消耗誘導変位を正確又は実質的に正確に補償するような断面変化量（ｄ_ｓ（ｔ_ｓ））を有するように構成してもよい。従って、格子電極１０６のキャリアの第１の側面の開口面は、図３Ｂのダイアグラム３２０に示すように、摩耗によって誘起される厚さｔ_ｓの減少によって減少する。その結果、図３Ｃのダイアグラム３３０に示すように、第１の電極１０６の厚さが減少するにつれて、開口部当たりの電荷キャリアの一定又は実質的に一定の電流を設定することができる。

【0039】

様々な実施形態では、電荷キャリア発生源１００は、制御デバイスを含む。制御デバイスは、グリッド電極１０６に電位を形成するように構成される。制御デバイスは、さらに、スルーホールを通るキャリア発生領域１２０からの電荷キャリアの流れを制御するように構成されてもよい。

【0040】

制御デバイスは、第１の電位を第１のグリッド電極１０６に印加し、第１の電位とは異なる第２の電位を第２のグリッド電極１０４に印加するようにさらに構成されてもよい。

【0041】

制御デバイスは、さらに、電荷キャリアビームを制御するように構成されてもよい。制御デバイスは、電荷キャリアビームのパラメータ及び特性を、自動的に、又は手動で、又は適切な組み合わせで、変更、制御、一時停止、中止、及び／又は再調整するように構成されてもよい。これは、例えば、電荷キャリア生成源の種々の構成要素に対する位置又は電気的動作電流を含むことができる。同様に、この制御デバイスは、ビーム中和デバイスの特性、電荷キャリア発生源のための出力ガスの組成物及びドーズ量、及び／又は様々な構成要素の温度など、電荷キャリアビームの直接的又は間接的パラメータに影響を及ぼすことができる。例えば、加速電圧を変化させることができ、これは、電荷キャリアビーム内の電荷キャリアの運動エネルギーに影響を及ぼす。制御デバイスは、電荷キャリアビーム内の電荷キャリアの数を調整することができるように、電荷キャリア発生源へのガス供給（図示せず）発電プラズマ励起（図示せず）をさらに含み、制御発電調整することができる。キャリア発生源がキャリアビームを維持するために、一般にガス供給が必要とされる場合がある。プラズマ励起は、一般に、供給されたガスから荷電又は非中性電荷キャリアビームのために必要な電荷キャリア（例えば、イオン）を生成するために、荷電キャリアで動作する電荷キャリア生成源に必要とされる。

【0042】

制御デバイスは、プロセッサ、コンピュータ、又は装置の構成要素及びモジュールから個々の信号を受信及び評価し、それらを制御又は調整する他のデータ処理装置（以下、処理モジュールコンピュータＰＭＣと呼ぶ）を含むことができる。ＰＭＣは、自由にプログラム可能なプロセッサ（例えば、マイクロプロセッサ又はナノプロセッサ）、ハードワイヤードロジック、又はファームウェア、又は、例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）又はフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）であってもよい。ＰＭＣと関連しているのは、とりわけ、ビーム源キャリアビームとそのビームプロファイルを制御するためのスイッチ回路によって、キャリアビーム回路と加速回路（加速回路とも呼ばれる）に接続される軸システムである。電荷キャリアビーム回路及び加速器回路は、それぞれ、基本的に互いに技術的に同一であってもよい電源を有してもよい。スイッチ回路はそれぞれ、放射線源と電荷キャリアビーム回路との間、及び／又は放射線源と加速器回路との間に、パワートランジスタなどの電気的に切り替え可能なスイッチを有することができる。スイッチ回路は、電荷キャリアビーム回路及び／又は加速器回路の電位が放射線源に電気的に接続されてもよく、あるいは、接地電位又は他の電位が放射線源に接続されてもよいように構成されてもよい。

【0043】

図４は、様々な実施形態による電荷キャリア発生源１００の第１の電極１０６を示す。様々な実施形態では、複数のスルーホール１１６は、第１の複数のスルーホール４０２とすることができ、キャリアは、少なくとも第２の複数のスルーホール４０４、４０６、４０８、４１０を含むことができる。第２の複数のスルーホール４０４、４０６、４０８、４１０は、第１の側からキャリアを通って第２の側まで延びることができる。第２の複数個の４０４、４０６、４０８、４１０のスルーホールはそれぞれ、第１の側面に第３の開口面を有し、第２の複数個のスルーホール４０４、４０６、４０８、４１０は、第２の側面に第４の開口面を有していてもよい。第３の開口面は、第４の開口面よりも大きくてもよい。第１の開口面は第３の開口面と異なっていてもよく、及び／又は第２の開口面は第４の開口面と異なっていてもよい。第１複数のスルーホール４０４，４０６，４０８，４１０のうち第１複数のスルーホール４０２は、互いに同心であってもよい。様々な実施形態では、複数のスルーホール４０６、４０８、４１０を設けることができる。複数は、第１の電極１０６のキャリアの第１の側面と第２の側面とで互いに異なる開口面を有する。したがって、第１の電極１０６の空間的磨耗プロファイルを調整することができる。例えば、第１の電極は、第１の電極の中心における（ほぼ）テーパ状スルーホール４０２から、第１の電極の縁部における（ほぼ）円筒状スルーホール４１０まで、異なる形状の切頭円錐状スルーホール４０４、４０６、４０８がその間に横方向に配置されるように、第１の電極の中心から縁部に向かってテーパ状に減少するように構成されてもよい。これにより、位置に依存しない定電荷キャリア電流（図３Ｃ）を、第１の電極の表面を横切って設定することが可能になる。例えば、電極の位置依存性装着の場合。一例として、第１の電極１０６の磨耗は、第１の電極１０６の端部よりも中心部において顕著であり得る。この位置に依存する摩耗は、位置に依存する異なった形状のスルーホールによって考慮されてもよい。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4】

【外国語明細書】