JPH03138367A - 蒸発プロセスの制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は蒸発プロセスを制御する方法に関し、さらに詳
細には分子ビームによって、特に荷電分子ビーム、特に
電子ビームによってターゲットから蒸発される単位時間
当たりの粒子量を制御する方法に関し、ターゲット上に
衝突するビームの広がりが変化する。

真空コーティング処理で電子ビームによってターゲット
が蒸発する際に、ターゲットから単位時間当たりに蒸発
される粒子量を変化させるようにすることが重要である
。

このことについては磁気に関するＩｔ！Ｉ！Ｅ要１ｑＭ
ＡＧ１１巻第２号１９７５年３月のＲ，Ｈ，Ｈａｓ＋ｍ
ｏｎｄのｒＥｌｅｃｔｒｏｎＢｅａｎ＋　Ｅｖａｐｏｒ
ａｔｉｏｎ　５ｙｎｔｈｅｓｉｓ　ｏｆ　Ａ１５　Ｓｕ
ｐｅｒｃｏｎｄｕｃ−ｔｉｎｇ　　Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ
　　：　　八ｃｃｏｗｐｌｉｓｈ＋ｍｅｎｔ　　ａｎｄ
　　ＰｒｏｓｐｅｃｔｓＪから、加熱される電子放出電
極を有する電子ビーム発生器において放出電極における
加熱電流を変化させることによって、発生される電子ビ
ームの質量流を制御することが知られている。電子ビー
ムの質量流が変化するにつれて、電子ビームが衝突する
ターゲットから蒸発される粒子の量が変化する。

この方法は加熱電流を変化させてから電子ビームの質量
流が変化するまでに比較的長い反応時間がかかり、した
がってこの種の制御素子は大きな時定数を有するローパ
スフィルタのように作用するという欠点がある。この種
の素子は特に閉ループ制御回路に用いた場合に極めて好
ましくないことが知られている。というのはガイド信号
を迅速に変化させることができず、複雑な補償手段を設
けなければ大きな周波数ノイズをカットできないからで
ある。従ってこの種の操作素子を有する閉ループ制御回
路は極めて動作が遅い。上記記事においてはｌＨｚまで
の限界周波数が記載されている。

この欠点を除去するために、前記記事ではさらにターゲ
ットの所定箇所における電子ビームの滞留時間を制御す
ることが提案されている。それによってターゲットの加
熱度が部分的に制御される。

そのためには、ターゲットにおいて電子ビームを正確に
制御して往復移動させるためには多大なコストが必要で
あって、さらに蒸発される粒子量はターゲットの所定箇
所における電子ビームの滞留時間に依存するだけでなく
、その箇所ないしその周囲に存在した熱の履歴にも関係
するからである。

このような滞留時間の制御から生じる蒸発は落ち着きの
ないものとなる。というのは蒸発点があちこちと移動す
るからである。その場合には蒸発をできるだけ静かに行
わせることが歩留り制御の目的となる。

従って滞留時間と蒸発される粒子量との関係は比較的複
雑である。

閉ループ制御回路の操作方法として用いられるこの手段
では、上記記事によれば限界周波数は１０Ｈｚに達して
いる。

さらに第８回国際真空会議（１９８０年９月２２〜２６
日、フランス、カンタ）の報告、’Ｖａｃｕｕｍ　Ｔｅ
ｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｖａｃｕｕｍ　Ｍｅｔａｌ
ｌｕｒｇｙ」第２巻第５５ｐ以降の’Ｃ１ｏｓｅｄ　１
ｏｏｐ　ｍｕｌｔｉ　５ｏｕｒｃｅ　ｅｖａｐｏｒａｔ
ｉｏｎｒａｔｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｗｉｔｈ　ａ　ｑｕ
ａｄｒｕｐｏｌｅ　ｍａｓｓ　５ｐｅｃｔｒ。

ｍｅｔｅｒ　ｉｎ　ａｎ　ｕｌｔｒａ　ｈｉｇｈ　ｖａ
ｃｕｕｓ＋　ｓｙｓｔｅｍＪから、ヴエーネルト電極に
印加する電圧を変化させることによって、電子ビームに
より蒸発されるターゲットニおける蒸発粒子量を変化さ
せることが知られている。

ヴエーネルト電極は大体において電子ビームが通過する
孔を有する電極である。その電位が変化すると通過する
電子に所定程度の径方向の力が与えられる。すなわち電
子ビームの集束が変化する。

しかし同時に電子はそれぞれ印加されたヴエーネルト電
位に応じて軸方向に加速ないし減速され、減速された場
合には放出された電子の所定パーセントが放出電極方向
へ反射して戻される。

従ってヴ工−ネルト電極の電位を変化させることによっ
てビームの集束と同時にビームの質量流も変化する。

ヴエーネルト電極に電位、たとえば正の電位を印加した
場合を考えると、それによって集束は径方向に拡幅され
るが、同時にヴエーネルト電極の領域における軸方向の
加速力によってビームの質量流が増大することは明らか
である。

しかし光束が拡幅されることによってターゲットにおけ
る単位面積当りの電子衝突密度は減少し、それによって
ターゲットで蒸発する単位時間当りの粒子量が減少する
。

また、前述のヴエーネルト電圧の場合には電子ビームの
質量流が増大し、それによって明らかにターゲットにお
ける単位面積当りの電子密度が増大する。それによって
明らかにターゲットから搬出される単位時間当りの粒子
量も増大する。

従ってヴエーネルト電圧を変化させることによって、搬
出される粒子量に関して相反する２つの効果が必然的に
同時にもたらされる。印加されたヴエーネルト電圧に関
するビーム集束の変化と、この電圧に関するビーム質量
流の変化の伝達特性が異なるので、効果のバランスから
言うと最終的には常に蒸発される粒子量が変化されるの
であるが、蒸発される粒子量と印加されるヴ工−ネルト
電圧の間の伝達全体は非線形であって、満足の行く急峻
な操作特性が得られるのは比較的狭い操作領域だけであ
る。利用可能なほぼ線形の操作領域は比較的小さい。

以上の説明から明らかなようにこの方法も、特に操作伝
達の非線形性と可能な極の位置により、使用範囲は限定
されてしまう。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の課題は、熱的な放出電極に比べてのろいという
欠点を改良し、ヴ工−ネルト電圧を制御する方法のよう
に、滞留時間を制御するためにさらにコストを必要とせ
ず、わずかなコストで利用可能な操作領域を著しく拡大
することのできる、冒頭で述べた種類の制御方法を提供
することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題は、請求項第１項の特徴部分によって解決さ
れる。

〔作　用〕

すなわち蒸発される粒子量を制御するために、分子ビー
ム、たとえば上述の電子ビームのターゲット上における
衝突面積の拡がりだけが変化される場合に、前記衝突面
の面積の変化とともにターゲットの温度が変化し、その
温度によって単位時間当りターゲットから蒸発される粒
子量が変化する。

蒸発される単位時間当りの粒子量を制御する上述の本発
明の制御方法によれば、請求項第２項の文言に示すよう
に、量を制御する閉ループ制御方法が得られ、それによ
れば良好に線形化できることによって操作の立上りが速
いので、非常に大きな操作領域にわたってｋＨｚｊ＋ｉ
域の非常に大きな周波数で実際に慣性なしに従って非常
に迅速に衝突面積の拡がりの変化を閉ループ制御で安定
して行うことができる。

ターゲットから蒸発される粒子量を上述の意味で制御す
る他に、他の粒子が存在していてもターゲットから蒸発
される粒子量を選択的に検出できることが重要であるこ
とが多い。これは最近まで質量スペクトロメータを用い
て行われていた。２つあるいは多数種類の粒子が支配的
である場合には、ターゲットの上方の空間領域に２つあ
るいは多数の質量スペクトロメータがそれぞれ関係のあ
る種類の粒子に合わせて設けられ、あるいは唯一の質量
スペクトロメータが設けられて、この質量スペクトロメ
ータを２つあるいは全種類の粒子を検出するために双方
向に切り換え、あるいは順次切り換えることが行われて
いた。

また、本発明の他の目的は出発点としての冒頭で述べた
種類の方法に基づいて、少くとも１つの分子ビームによ
り、たとえば荷電分子ビームにより、特に電子ビームに
よって少くとも１つのターゲットが蒸発することにより
空間領域に単位時間当りに発生する粒子量を選択的に検
する方法を提供することであって、この方法は従来のこ
の種の方法に比べてコストが著しく少くよりよい結果を
もたらし、すなわち層の成長が速いのに、より正確な層
厚管理とより均質な層が得られる。

請求項第３項の特徴部分の文言に示すように、原則的に
はターゲット上における分子ビームの衝突面積の拡がり
が所定の方法、たとえば固定の搬送周波数を用いて変調
される。空間領域における粒子が全体的に検出され、検
出された総粒子量を選択的に復調することにより、前記
ターゲットから蒸発された粒子成分が測定される。衝突
面積が脈動して収縮しかつ拡大する前記固定変調周波数
での変調を行う場合には、上記復調は上記固定の搬送周
波数で周波数選択的に行われる。

その場合に単位時間当りに蒸発される粒子量はたとえば
変調された衝突面積の大きさによって変化し、それは上
述の蒸発された粒子量の振幅変調に相当する。

この方法は、衝突面積の拡がりを上述の本発明により制
御することだけで可能となり、それによればすでに説明
したように、高い周波数でこの種の変化を行わせること
ができ、このことは非常にのろい検出方法を用いたくな
い場合には、請求項第３項による変調に必要である。

請求項第３項に記載の検出方法によれば、請求項第４項
の文言に示す粒子量の閉ループ制御方法において、ター
ゲットから発する粒子量を制御量として選択的に検出す
るのに上記の変調／復調方法を使用することができるの
で、たとえば異なる材料のターゲットが同時に蒸発され
た場合に異なる変調及び復調を行うことによってそれぞ
れの制御量を検出することができ、２つあるいはそれ以
上の質量スペクトロメータを設ける必要はなく、あるい
は１つの質量スペクトロメータを切り換える必要はない
。すなわち１つの質量スペクトロメータを設けて、切り
換えて２つあるいはそれ以上の制御量を検出する場合に
は、検出された制御対象は質量スペクトロメータにおい
て可能な切換周波数に応じた限界周波数を有し、それは
比較的低いものである。

１つあるいは多数の質量スペクトロメータの代わりに、
非常に簡単な質量選択しない任意の分子センサたとえば
イオン化セルなどを使用することも可能である。

請求項第５項の文言によれば、蒸発される粒子量を制御
ないし閉ループ制御する前述のすべての方法において、
ゆっくりと変化させるためにさらに分子ビームの滞留時
間及び／あるいは質量流を制御することが可能になる。

質量流の制御は、たとえば分子ビームの作用点を変化さ
せるために使用される。

上述の粒子量を選択的に検出する方法及び請求項第４項
の文言に示す粒子量を閉ループ制御する方法において、
さらに好ましくは請求項第６項の文言に示す変調を行う
ことが提案され、それによればたとえばヴ工−ネルト電
極電圧の変化に基づく変調に比べて、線形性と効率に関
して著しい効果が得られる。

また、請求項第４項の文言に示す閉ループ制御方法にお
いて、好ましくは操作方法として請求項第１項の文言に
示す制御方法が使用される。すなわち制御量を検出する
ために前述の変調／復調方法を使用するだけでなく、さ
らにたとえば衝突面積変調の変調振幅を変化させること
によって操作方法として衝突面積の拡がりが操作される
。

制御量を検出する方法としての変調／復調を伴う上述の
粒子量の閉ループ制御方法は、できればヴエーネルト電
圧を使用することによっても衝突面積の拡がりの変調に
用いることができる。同様に粒子量を選択的に検出する
上述の方法において、前述の衝突面積の拡がりの変調を
場合によってはヴエーネルト電圧の変調によって行うこ
ともできる。

上述の本発明方法の好ましい実施例は請求項第８項から
第２０項に具体的に記載されており、単極荷電粒子ビー
ムを合焦するのに好ましくは磁気的な合焦制御装置を用
いることが示されており、それによれば衝突面積の拡が
りの変化を分子ビームの質量流及びターゲットにおける
衝突面積位置から減結合させることができる。

蒸発される粒子量を制御する本発明装置は請求項第２１
項に記載され、その閉ループ制御を行うための本発明の
閉ループ制御回路は請求項第２２項に記載され、粒子量
を選択的に測定する測定装置は請求項第２３項に記載さ
れ、選択的に閉ループ制御を行う他の閉ループ制御回路
は請求の範囲第２４項に記載されている。

その好ましい実施例が請求項第２５項から第４３項にお
いて請求されている。

〔実施例〕

以下、図面に示す実施例に基づいて本発明の詳細な説明
する。

第１図にはターゲットＩＯにおいて単位時間当たりに搬
出される粒子量を単位時間当たりで制御する本発明装置
が概略図示されている。分子ビーム１０３、特に電子ビ
ームは制御入力端子Ｅ＋ｏｓを有する合焦制御装置１０
５において制御されて合焦制御装置１０５を通過した後
の集束を変化される。

この種の合焦制御装置の好ましい構成が第５図以降とそ
の説明に示されており、同装置においては面Ｆの重心の
位置と考えられる衝突面積Ｆの位置は集束が変化しても
不変であって、同様に分子ビーム１０３の質量流は前記
面を単位時間当りに通過する粒子を示している。

合焦、すなわちターゲラｌ−１０１上での衝突面積Ｆの
広がりを変化させることによって、単位面積当りに衝突
するビーム分子の密度が変化し、それによって衝撃によ
りターゲット１０１に伝達される熱エネルギが変化し、
ターゲン目０１から蒸発される（不図示の）粒子量も変
化する。それによって、合焦制御により制御パラメータ
、すなわち入力端子Ｅ、、、の制御信号とターゲット１
０１から蒸発される粒子量との間にほぼ線形ないしは極
めて線形に近い関係が得られる。ビームの他のパラメー
タはほとんど変化されず、従って上述の質量流とターゲ
ット１０１における衝突面積Ｆの位置も変化されない。

分子ビーム１０３、特に電子ビームにおける合焦変化を
非常に迅速に行うことができるので、特に周波数特性が
合焦制御装置１０５の構造によって決定され、第５図以
降に示す構成においてローパス特性によって２．３ｋＨ
ｚまでの制御周波数が可能となる。

従って第１図に概略図示する方法は、ターゲット１０１
から蒸発される粒子量を制御する閉ループ制御回路の操
作方法として適している。

このことが第２図に概略図示されている。所定の空間領
域に制御量センサとして粒子検出器１０７、たとえばイ
オン化セル（イオンゲージ）が設けられており、この空
間領域に発生する、ターゲット１０１から蒸発された粒
子量Ｐを検出する。粒子量Ｐに相当する測定された制御
量信号は調節可能なソース１１１において調節可能な目
標値Ｐ０と比較され、制御差としての差値ΔＰが、第１
図を用いて説明したように、制御器１１３を介して合焦
制御装置１０５へ導かれ、閉ループ制御回路の周波数特
性を最適にするのに用いられる。従って合焦制御装置は
第２図に示す閉ループ制御回路において操作部材として
使用される。

第３図には所定の空間領域において粒子量を選択的に検
出する方法ないし装置が示されており、前記空間領域に
はたとえば真空コーティングプロセスにおいて不活性ガ
ス粒子の他にコーティング粒子が存在するように、検出
すべき粒子の他に他の粒子が存在する。原則的にはター
ゲット１０１から搬出される粒子量は時間変調されて、
たとえば所定時間に所定周波数ｆ、を有するサイン関数
により搬出が行われる。従って粒子を選択しない種類の
粒子検出器１０７が設けられている空間領域で粒子量が
検出され、この粒子量は静的な成分、従って関与しない
粒子の成分と、量が時間においてサイン形状に変化する
成分とから構成されている。

次に周波数ｆ１に同調したバンドパスフィルタ１１５を
用いてフィルタリングを行い、かつ復調ユニッＨ１７（
この変調ユニットにおいてはたとえば周波数ｒ１を有す
る信号から振幅値が求められ、定常的に出力される）に
おいて復調を行うことによって、信号Ａ　１１ワが得ら
れ、この信号Ａ　１１７は検出器１０７で検出される関
与する粒子の粒子量に相当する。

蒸発に使用される電子ビームを制御するために周波数ｆ
、によるヴ工−ネルト電圧変調を利用することができ、
その場合に本発明のコンセプトから逸脱することはない
が、好ましくは蒸発される粒子量を周波数ｆ、で時間変
調する制御素子として、第１図を用いてすでに説明した
ように、合焦制御装置１１ｆ１０５が使用される。

この簡単な測定方法を用いることによって・高価な質量
スペクトロメータの代用とすることができる。というの
は周波数判断基準に基づく粒子選択が行われるからであ
る。さらにこの種の簡単な測定方法において、ドリフト
及び／あるいは較正の問題を改善することができる。

以上の説明に基づき、第４図には選択的な閉ループ制御
回路が示されている。原則的にはターゲラ）　１０１ａ
と１ｏｉｂから蒸発された粒子が周波数ｆ。

とｆ２によって時間変調される。所定の空間領域に配置
された粒子検出器１０７によってターゲット１０１ａと
１０１ｂから蒸発される粒子量が検出される。

その出力信号Ａ　Ｉ６７は選択的に周波数ｆ１とｒ！で
フィルタリングされる。フィルタユニット１１９ａと１
１９ｂの出力信号はそれぞれ復調ユニット１２１ａない
し１２１ｂへ供給される。復調ユニッ）　１２１の出力
信号はそれぞれ検出器１０７が測定した選択的な粒子Ｍ
Ｐ、とＰｌに相当する。２つのそれぞれ測定された制御
量信号は差動ユニット１２３ａないし１２３ｂへ入力さ
れ、同差動ユニットにおいて通常のように調節可能な目
標値Ｐ１゜ないしＰ、。と比較される。

得られた制御偏差ΔＰ、ないしΔＰ、は、それぞれの粒
子量を操作する操作部材へ入力される。変調周波数は紛
わしい問題を避けるために固定の比で設定される。

すでに説明したように、好ましくは両ターゲッ目０１ａ
と１０１ｂにおいて搬出される粒子量の時間変調は、第
１図を用いて説明したように、合焦制御装置を用いて行
われる。変調はそれぞれの人力Ｅ　１０５において変調
用発振器１２７ａないし１２７ｂを用いて制御される。

しかしまた、同じ合焦制御装置１０５ａと１０５ｂが操
作部材としてこの閉ループ制御回路に使用され、その場
合には、制御器１２５ａないし１２５ｂの出力側が変調
用発振器１２７ａと１２７ｂに作用し、そこでたとえば
変調振幅の調節が行われる。

従って周波数［、とｆ２が一定である場合に、該当する
衝突面積Ｆ、ないしＦｌを時間変調する変調器を作動さ
せることによって、所定時間にわたって平均されたそれ
ぞれの蒸発粒子ｉｉＰ、ないしＰｂが調節されて、検出
器１０７とそれぞれ周波数選択的にその後段に接続され
た回路によって求められた制御量の値が所定の目標値Ｐ
、。ないしＰｂ６にされる。

次に、第１図から第４図を用いて説明した装置ないし方
法と共に使用する好ましい合焦制御装置を第５図以降を
用いて説明する。

第５図には、単極荷電分子Ｓの分子ビームの立体的な配
置と、それに直交する平面Ｅ＋　と分子ビームの通過面
Ｑが示されている。その他分子ビーム通過面Ｑの広がり
を制御して変化させる方向Ｒと、平面ＥＩ及び方向Ｒ（
ＸＹＺ座標系ではＹ軸に相当する）に対して垂直な平面
Ｅ２が記入されている０本発明によれば平面Ｅ２の両側
に磁場丁がほぼ平行なカーブで印加されており、平面Ｅ
２の一方側の磁場は一方の極性を有し、他方側の磁場は
他方の極性を有する０本発明により印加された２つの磁
場丁、とＴ、（この磁場には分子ビーム通過面Ｑの平面
電荷が作用する）によって、平面Ｅ２の一方側ではカー
Ｆｖが作用し、他方側では力Ｆｖが作用するので、それ
ぞれ両磁場丁、とＬの極性に応じて上記面Ｑに力が圧縮
するように作用し・あるいは拡大するように作用する。

面ＱのＹ軸の広がりに沿って磁場Ｂ＋　とＴ２が少くと
もほとんど曲率を持たない場合には、面Ｑにおいて電荷
担体はＸ方向の力を少くともほとんど受けず、磁場の強
さすなわちベクトル丁１ないしＴ、の量とその極性を制
御することによって平面電荷がＹ方向へ拡大され、この
ことはＸ方向の拡がりが一定に保たれ、すでに述べたよ
うに少くともこの領域の磁場の曲率を無視できる場合に
は、面積ＱをＹ方向へ拡大することによって電荷密度を
減少させることになる。

しかし点線で示すように、本発明により印加された磁場
■、とＴ、が通過面積Ｑの拡がる領域でわん曲して発生
された場合には、それによって平面Ｅ２に対して垂直な
成分Ｂｙないし−Ｂｙが図示のように発生し、このこと
から明らかなように、通過面積ＱがＹ方向へ拡がったと
きに同時にＸ方向へ圧縮され、またその逆が行われるこ
とによってこの場合にも明らかな関係が生じる。

しかし、一方向たとえばＹにおける面積の拡大の変化と
他方向たとえばＸにおける面積の拡大の変化を独立させ
るために、好ましい実施例においては、少くとも通過面
積Ｑの拡大に相当する領域にわたって両磁場Ｔ１とＢｔ
の平行性の条件が満たされる。それによって磁場■、と
−Ｎ、の変化が制御される場合にはこれら磁場合のＹ方
向における直交成分は生じず、それによって面積Ｑの電
荷はＹ方向の力のみを供給される。

集束制御を行う場合にビームが偏向を向けるか否かを判
定する場合に、まず集束偏向としての集束の変化がいつ
示されたかを特定しなければならない。ビームの通過面
積Ｑの内部では電荷は力を受けず（従ってこの種の電荷
ないしそれに相当する分子の軌跡は変化を受けない）、
そこでは本発明により印加された磁場１０丁２は相殺さ
れる。

また、平面Ｅ＋に瞬間的に生じるすべての電荷の電荷重
心の位置が移動した場合には、偏向とみなすことができ
る。両磁場Ｔ１とＴ２が第２の平面Ｅ２の両側で対称に
印加され、磁場を制御して変化させた場合にこの対称が
維持される場合には、瞬間的に見て面積Ｑにある電荷の
電荷重心の位置は変化しない。

このことを第６図を用いて説明する。第６図においては
、通過面積Ｑの拡がりを記載したＹ軸の上方に両磁場丁
象とＴ、の実効値Ｂ＋、Ｂｚが記入されている。この値
のカーブは純粋に定性的に示されており、発生される両
磁極からの距離が増大するにつれてカーブが減少してい
る。平面Ｅ、が面積Ｑ全体にわたる平面電荷の電荷重心
Ｐに位置し、本発明によって印加された磁場によってＹ
方向における面の拡大が変化されたときに前記電荷重心
Ｐが変化しない場合には、両磁場丁、と丁。

は平面Ｅｘにおいて相殺されるように印加される。

それによって生じるカーブが１点鎖線で定性的に示され
ている。さらに、点線で示すように電磁場の大きさ１ｍ
、ｔａｉｌが平面Ｅ２に対して対称になるように両磁場
Ｔ１と−ｆ、が印加され、磁場が変化した場合でも前記
条件が維持される場合には磁場は一方側でかつ部分的に
見て点Ｐで相殺され、平面Ｅ２の両側で同じ大きさの力
が平面電荷に作用し、それによって面Ｑにおける電荷器
ま平面Ｅ２に対して対称に変化されたルートを通過する
。

それによって電荷重心は点Ｐに留まり、ビームの偏向は
行われない、第６図には発生する力Ｅｖの槽状の分布が
定性的に示されており極性が変化した場合には点線で示
されている。

荷電分子線としての電子ビームを真空装置に使用してビ
ーム発生装置かられん曲したルートで蒸発すべき材料の
、特に部分的には１８０°よりずっと大きく、２７０°
以上の領域へ導くことが知られている。これを可能にす
るためには、原則的にルートの拡大された部分に沿って
磁場を作用させなければならない。それによって必然的
にビーム発生器のすぐ後方に前記のように方向転換させ
る磁場を印加して最終的に所望の大きな転向を得なけれ
ばならない。従って多くの場合に、電子光学装置の構造
の小型化を図るという理由からも、前述の転向及びここ
で問題となっている集束制御に関して、集束制御からず
っと離れたルート部分て転向を行うことは不可能であっ
て、転向と転向の変化により蒸発すべき材料上のビーム
の衝突面積の位置を変化させることによって・３−１０
集束０変化は生じない。

すなわち第６図から明らかなように、この種の転向手段
によって面積Ｑの位置が変化した場合には、平面電荷は
本発明により印刷され変化する磁場に入り、従ってその
場合には転向によって集束の変化も生じる。この要件を
考慮して、集束関係を変化させることなく、ビームを少
くとも１方向へ偏向させることが重要である。これは第
５図から明らかなように、本発明方法によれば可能であ
る。

本発明により印加される２つの磁場Ｂ、と８２が第５図
に示すような関係にある場合に、ビームとそれに伴い通
過面積ＱをＸ方向へ移動させることが可能であって、そ
の際に本発明により制御されたビームのＹ方向の変化に
影響が及ぶことはない。このことから明らかなように、
本発明方法の他の好ましい実施例においては第２の平面
の両側の磁場は、通過面積Ｑの拡がりよりずっと大きな
領域にわたって一定に印加され、特に前記領域及びそれ
に続く領域における磁場関係はＸあるいは−Ｘ方向へ変
化しない、すなわちたとえば前述の広角度のビーム転向
に関してこの転向が平面Ｅｘで行われる場合にはこの転
向を本発明による集束制御より前に行うことができ、か
つ転向を変化させて衝突面積を変化させることができ、
それによって本発明により調節された集束に影響が及ぶ
ことはない。

第６図に示す印加された磁場の大きさＩＢＩＩ。

Ｂｚｌのカーブから明らかなように、それによってＸ方
向に下降し、両方向に上昇する３次元の面が得られる。

多くの場合にビームの集束を多数の方向（たとえば互い
に垂直な方向）において互いに関連しであるいは互いに
無関係に制御できることが望ましく、第５図に示すよう
に原則的にはＸ方向にもＹ方向にも前記のように制御で
きることが望ましい、そのために第１の平面Ｅ、と第２
の平面Ｅｔに対して垂直に延び、方向Ｒを含む第３の平
面Ｅ、（第５図）に関して両側に第２の磁場を、両側で
逆の極性の平行なベクトル成分で、好ましくは第３の平
面に関して対称な大きさで印加することが提案される。

この種の第２の磁場は第５図にＢｙと−Ｂ。

で点線で示されている磁場に相当し、この磁場はすでに
説明したように、同様に第５図に点線で示す第１の磁場
■、ないしＴ２がわん曲したときに生じる。

第５図と同様の構成の上面図である第７図においては第
５図に示す成分−Ｎ、と−１１，を有する第１の磁場と
、それに垂直で成分■、とＴ４を有する第２の磁場が示
されている。第７図に示す配置においては、通過面積頁
を中心に回転させると磁場Ｂの極性が交替する。それに
よって同様に第７図に示す力関係が生じ、すなわち極性
の関係が維持される場合には、一方向ＸないしＹにおい
て面積Ｑが圧縮ないしは拡大され、他方向ＹないしＸに
おいて拡大ないしは圧縮される。この磁場極性配置は、
面積Ｑを中心とする極の分布から明らかなように２つの
磁気的な双極子を設けることによって実現することがで
きる。

第８図においては第７図と同様な磁場の他の実施例が示
されている。本実施例においては通過面積Ｑを中心に回
転させた場合に磁場成分子、とＴ４は交替しない。極性
がこのように配置されている場合には、図示のように、
磁場成分によってもたらされるすべての力は外方あるい
は内方へ作用し、それによって通過面積Ｑが中心対称に
拡大しないしは収縮することが可能になる。記載されて
いる磁極から明らかなように、この極性配置は２つの磁
気的な双極子によって実現することはできず、さら他の
手段を講じる必要があり、それについては第１０図を用
いて後述する。

第７図と第８図に示す両極性分布において成分Ｂ、とＢ
４を有する第２の磁場を印加することによって、ビーム
の通過面積Ｑの変化に応じてビームの集束のみを変化さ
せようとする場合には、この第２の磁場は少くとも面積
ＱのＹ方向への拡大に相当する長さで平行に形成される
。印加される第２の磁場の大きさを好ましく対称に形成
することに関しては、印加された第１の磁場について第
６図を用いて行った次の説明があてはまる。すなわち必
要な場合には面積Ｑに瞬間的に位置する平面電荷の電荷
重心を移動させないことが必要である。

第２の磁場を印加することによって、第３の平面の両側
で磁場が、通過面積Ｑの拡大よりずっと長い領域にわた
って一定であるようにする場合には、第７図と第８図に
示すように成分子、と丁。

を有する第２の磁場によりもたらされるビームのＸ方向
の変化は、通過面積Ｑを局地的に移動させるビームのＹ
方向への偏向によって影響を受けない、第１の磁場Ｔ１
　とＴ２によってもたらされるＹ方向の集束が面積Ｑな
いしビームのＸ方向の移動によって影響を受けないとい
うこと、成分子。

とＴ４を有する第２の磁場によってもたらされるＸ方向
の集束が通過面積Ｑ及びそれに伴うビームのＹ方向の移
動によって影響を受けないということの組合せは多くの
場合に必要とされ、それによって特にビームの作用点に
おいて集束制御磁場を容易に平均化することができ、ビ
ームは後に駆動中に前記作用点を中心にＸ及びＹ方向へ
偏向される。

第７図に示す極性分布は所定の使用目的において非常に
効果的である。すでに説明したように、電子ビームを使
用する多くの場合に通常は１つの平面において電子ビー
ムが著しく転向される。第５図に示す成分子、とＴ、を
有する第１の磁場の構成においては第９ａ図の上面図に
示すように、このビームＳの転向は第２の平面Ｅｘで行
われる。

第９ｂ図の側面図においては、平面Ｅｘにおけるビーム
Ｓのカーブが示されている。この種の転向の場合にはた
とえば米国比ＩＭＵＳ−Ａ　−４０６４３５２にも記載
されているように、第９ｂ図の側面図に示すように、ビ
ームがくびれる領域Ｋが発生する。

上から見ると、すなわち転向平面Ｅｔにはこの種のくび
れは多重には生じない。

第７図に示す構成においては上記関係が最適に利用され
る。第７図に示すように、第１の磁場Ｔ、、１３”χに
よって断面Ｑ及びそれに伴うビームのＹ方向への拡大が
行われる場合には、第９ａ図に点線で示す関係が生じる
。同時に、成分子３とＴ４を有する第２の磁場によって
、場合によっては第１の磁場と直接結合して、断面Ｑの
収縮を行うことができる。その際に第９ａ図に点線で示
す断面Ｑ′が生じる。

しかし第９ｂ図から明らかなように、通過面積ＱのＸ方
向への拡大が行われると、くびれ領域Ｋがたとえばに′
の領域へ、すなわちビーム源の近くへ移動する。このこ
とは合焦点が光源の近くへ移動することに相当する。従
ってターゲット、た止えば蒸発すべき材料Ｍ上にＸ方向
に見て、ないしは平面Ｅ２に反転が生じ、すなわちこの
方向に通過面積Ｑが収縮した場合には、くびれ領域に′
の移動によって材料Ｍ上の通過面積は拡大される。

従って第２図に示す極性選択が優れていることは、特に
電子ビームＳの転向が９０°以上特に１８０°以上であ
る場合に明らかである。すなわちこの極性選択によって
第９図に示す衝突面Ｚは径方向のすべての方向へ拡大さ
れあるいは縮小される。それによって生じる定性的なカ
ーブが第９ｂ図に同様に点線で示されている。集束の変
化によってくびれ領域の位置を変化させる中心となる作
業点としてのくびれ領域の位置は原則的にはビーム発生
器及びビームを形成する電子光学手段によって決定され
る。

後述するように、第８図に示す極性構成を選択する場合
には、第１の磁場Ｔ、、Ｔ、と第２の磁場Ｔ、、Ｔ、を
ビーム軸に沿って変位して印加することにより前記極性
構成の選択が行われるが、第７図に示す実施例の場合に
は両磁場はほぼ同一の第１の平面Ｅ、において印加され
る。

第７図あるいは第８図に示す極性構成において、第１の
磁場−ｆｒ、　、Ｔ、を第２の磁場Ｔ、、Ｔ、とは無関
係に及びその逆に制御できるようにする場合には、第１
０図によれば第１の磁場丁１＋ＴＺはビームＳの拡大に
沿って第２の磁場丁２＋に４から偏位して印加される。

好ましくは両磁場の間に磁気シールドＳＣＨを設けて、
それによって両磁場が互いに影響し合わないよ−うにす
る。この手段は第８図に示す極性を選択する場合にはす
でに示されている。もちろんこの構成は平面Ｅ＋におい
て磁場Ｂ、、Ｔ、と磁場丁１．■、を時間差を設けて発
生させるようにすることも可能である。

第１１図には集束を制御する本発明装置の実施例が概略
図示されている。本実施例には磁気装置が設けられてお
り、磁気装置は原則的に、第５図と第６図を用いて説明
したように、磁気装置によって発生される磁場のベクト
ル成分が形成されるように構成されている。好ましくは
磁気装置は１対の双極子３と５によって形成され、前記
双極子は好ましくは′ｒ４磁装置によって形成され、そ
れぞれ制御装置１１によって作動される電流源フないし
９を介して給電される。しかし双極子３と５は、集束の
作用点調節の場合のように、永久磁石から形成しあるい
は永久磁石を設けることもできる。装置には領域１３が
設けられており、この領域を通して単極荷電粒子（特に
電子）のビームが供給される。そのために双極子３と５
からなる双極子装置に関して、第１１図に概略図示する
ビーム発生器１５の位置が固定され、あるいは固定可能
であって、たとえば双極子３と５に関して規定された位
置にビーム発生器１５を固定する固定装置が用いられる
。

このような双極子３．５及びビーム発生器１５の固定に
ついては、符号１６で概略的に示されている。

第１１図から明らかなように、原理的には、ビームＳに
関して第５図を用いて説明したように、２つの双極子３
と５によって第５図に示す磁場の成分子１とＴ２が発生
され、ビームＳのための領域１３に関して配置される。

その場合に好ましい実施例においては、第１１図に示す
平面Ｅ２の両側で、少くともビーム通過面積Ｑの直径に
相当する領域内で磁場Ｔ、、Ｔ、のカーブをほぼ平行に
形成することが行われ、前記ビーム通過面積Ｑは領域１
３を通過するビームＳによって形成される。第１１図か
ら直接明らかなように、Ｘ方向に見た双極子３ないし５
の長さは、所定の領域１３を通過するビームＳの断面積
ＱのＸ方向に見た拡がりよりずっと大きい。

制御袋Ｗ１１によって磁場■１と■２はビームＳの通過
領域１３の両側で、すなわち平面Ｅｔの両側で所定に制
御されて、平面Ｅ？の両側で磁場の大きさが平面Ｅ！に
関して対称になるようにされる。

それによって第６図の説明のように、磁場Ｔ１とＴ２の
制御によりビーム通過面積ＱがＸ方向へ変化した場合に
、面積Ｑに存在する瞬間的な平面荷電の荷電重心はその
ま＼変化しない。磁場丁、とＴ、の制御は、それぞれ２
つの双極子３と５の平面Ｅ、に関する位置関係に従って
前記条件を満たすように行われ、ビームＳの通過面積Ｑ
は電流源７と９により発生された電流を所定に選択ない
し制御することによって所望に変化される。

さらに、領域１３を通過するビームの通過面積Ｑの磁気
装置（双極子）３と５よるＸ方向の制御を、Ｘ方向に見
て比較的大きな領域にわたってビームＳのＸ方向の位置
と無関係になるようにするために、好ましくは２つの双
極子３と５からなる磁気装置は、磁場Ｔ、とＴ２のカー
ブが前述の平面Ｅ２の両側で、ビームＳの通過面積Ｑの
広がりよりもずっと大きい領域にわたって一定であるよ
うに構成されている。このことは磁気双極子３ないし５
のＸ方向に見た拡がりを所定長さにすることによって達
成される。

第５図に示すように本発明の磁場のカーブを多数の磁場
を空間的に重畳することにより発生させることはもちろ
ん可能であるが、好ましくは第１１図に示すように、第
２の平面に対してほぼ平行に配置された２つの磁気的な
双極子、すなわち双極子３と５を有する磁気装置によっ
て前記磁場が発生される。この２つの双極子は平面Ｅ＋
に配置する必要はなく、平面Ｅ２に関して対称に配置す
る必要もほとんどない。すなわち広い範囲で２つの双極
子３と５の作用領域に関する、すなわち平面Ｅ、とＥ２
の交差領域に関する相対的な位置関係が自由に選択され
、それにもかかわらず本発明の磁場カーブは磁気装置を
電気的に作動させることによって作用領域で作用する。

もちろん、場合によっては複雑な空間的な磁場の重畳を
考慮しなければならないこともある。従って他の、たと
えば構造上の周辺条件などから必要とされない場合には
、第１１図に示すように２つの磁気的な双極子はほぼ第
１の平面に設けられる・その場合でも場合によっては２
つの双極子３と５を必ずしも第２の平面Ｅ２に関して対
称に配置する必要はなく、非対称性は電流源７ないし９
を非対称に制御しないしは電磁石の巻線を非対称にする
ことによって補償することができる。また、他の周辺条
件、たとえばビーム発生器１５に関する構造的な条件に
よって制御されるのでない場合には、さらに好ましくは
、第１１図に示すように、第１の平面にある磁気的な双
極子が第２の平面に関して対称に配置される。

第１２図には、第１１図に示す装置の主要部分が示され
ている。すでに説明したように、本発明により２つの双
極的によってＹ方向に行われるビームの集束制御は、そ
れぞれ双極子の構成、特にそれぞれの長さに従ってＸ方
向においてはビームのＸ方向の位置とはほとんど無関係
である。たとえば米国比ＩＪ！ＵＳ−Ａ−４０６４３５
２あるいＵＳ−Ａ３４２０９７７に記載されているよう
に、ビームが著しべ転向され、特に第１２図に符号１−
５で示すビーム発生器を出てすぐに転向力をビームに作
用さセテ、短い距離でビームをターゲットへ導かなけれ
ばならない場合には、この種の転向を主として第２の平
面で行うことが提案される。

このことは第１２図に示されており、同図においては、
たとえば［１５−Ａ　−３４２０９７７に示すように転
向装置によって転向磁場Ｂｕが発生され、この磁場は第
１２図によればほぼＹ方向に延びている。

それによって点線で示すようにビームＳはだんだんと転
向され、転向は２７０°あるいはそれ以上の範囲に達す
ることもあり得る。必要とされるようにできるだけ短い
区間でビームを転向させるためには、転向磁場Ｂｕを発
生させるこの種の転向装置をビーム発生器１５のすぐ後
で作動させなければならないので、特にターゲットにお
いてビームを移動させるために転向の変調が行われる場
合でも、本発明により設けられる集束制御装置において
、ビームＳのＸ方向の移動を考慮しなければならない。

本発明により行われるＸ方向の集束制御はビームの同方
向における位置とはほぼ無関係であるので、好ましくは
転向は平面Ｅ２で行われる。

上記第１の磁場Ｔ、、Ｔ、の他にこの磁場に対して垂直
に第２の磁場Ｔ、、Ｔ、を印加する場合については、す
でに第７図と第８図及び第９図を用む）てその作用の説
明が行われている。

第１３図には、第１１図ないし第１２図に示す２つの双
極子３と５の配置の上面図が示されている。それぞれ２
つの双極子３と５のＹ方向に見た距離とＸ方向に見た位
置に従って、通過面積Ｑを有するビームＳの所定の通過
領域１３上に、第７図に概略図示するように、有効な磁
場Ｔよと−Ｂ−４が発生される。従って、双極子３と５
を有する装置を所定に位置決めすることによって、図示
の磁極を有する第７図に示す磁場構成を直接得ることが
でき、従って第９図を用いて説明した、通過面積Ｑの拡
がりの変化に関してターゲット面積の広がりの変化を反
転させることの利点が得られる。

従って原則的に、装置にビーム発生装置と電子光学装置
が設けられ（それぞれビーム粒子の種類に応じて）、前
記装置により第９図を用いて説明したようにビームの拡
がり領域に沿って少くとも１つのビームのくびれ領域が
発生される場合には、たとえば第１１図、第１２図ある
いは第１３図を用いて示したような磁気装置とたとえば
第１２図に示す転向装置などを互いに同調させて、双極
子３と５を有する磁気装置によりもたらされる磁場Ｔ、
−Ｔ。

の影Ｗ！６Ｎ域内における通過断面積の変化を反転させ
てビームターゲット面の少くとも一方向における直径の
変化に作用させるようにすることが行われ、このことに
ついてはすでに第９図を用いて説明が行われている。こ
のことは第９ｂ図に示すくびれ領域を発生させる転向装
置とビーム発生器において、第１３図に示す装置によっ
て達成される。

第１４図には磁気装置が概略図示されており、この磁気
装置によって磁場Ｔ、、Ｔ、とそれに垂直な他の磁場Ｂ
、、Ｂ、を互いに独立して制御することが可能になる。

そのためにビームの広がり方向に沿って２つの双極子３
と５が設けられており、ビーム拡がり方向に沿って前記
双極子に関して変位して（双極子３と５に対して垂直に
）他の双極子２３と２５が設けられており、この双極子
は第８図あるいは第７図に示すように磁場丁、、■、を
制御する。ビーム用の通過ｊ」２９を有する磁気シール
ド２７を設けるごとによって、互いに独立して制御すべ
き磁場ｓ、、−ｇ−，と丁３　ｓ　Ｔ　４は互いにほと
んど減結合される。このようにしてビームの集束をＸ方
向とＹ方向Ｇコおいて互いに独立して制御することが可
能になる。符号１６で概略図示するように２対の双極子
３　、５．２３．２５はビームのために設けられた領域
に関して固定される。

第１５図には本発明装置の好ましい構造が概略図示され
ている。第１１図、１２図あるいは１３図の双極子３と
５に相当する２つの電磁石３３と３５が互いに並列にそ
れぞれ側壁状のホルダ３７ないし３９に埋設されている
。ホルダ３７と３９の少くとも電磁石３３゜３５の領域
は非強磁性材料から形成されているが、効率的に冷却す
ることができるようにするために、好ましくは異なる金
属の粒子、特に銅とステンレス−スチールの粒子から形
成されている。

概略図示するように、ビームＳ特に電子ビームをホルダ
３７と３９の中央に放出するビーム発生器４１を固定す
る固定装置が設けられている。磁場■１、Ｔ２を有する
磁場カーブが第１５図に例示され、直交する磁場■、の
作用も例示されている。

本発明装置ないし本発明方法によれば、ビームが約２７
０゛転向された場合でも、ターゲット上でのビームの面
積の拡がりの操作領域を１：１０、たとえば５■〜５０
ｍの焦点直径にすることができり、それによって、場合
によってはビームの集束を脈動させることも可能である
。

さらに、ターゲット上でのビームの衝突面積の局地的な
位置制御が著しく減結合されていることにより、前述の
ように約４〜５１ｍの直径を有するルート上で約２７０
°の転向が行われた場合に、２〜３００Ｈｚの周波数を
有する衝突面積を約１〜２ｍの格子点間隔を有する格子
にしてターゲット上に案内することができ、同時に上述
の操作周波数で合焦制御をすることによって粒子量を制
御することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法ないし本発明装置の概略を示すブロ
ック図、 第２図は操作方法ないし操作部材として第１図に示す制
御装置を用いる本発明の閉ループ制御回路の概略を示す
ブロック図、 第３図は蒸発される粒子量を測定する本発明の測定方法
の概略を示すブロック図で、搬出される粒子量は所定の
方法で変調され、好ましくは第１図に示す制御装置ない
し制御方法により分子ビームたとえば電子ビームの衝突
面積の制御が行われ、第４図は同時に搬出される２つの
粒子量を閉ループ制御する制御方法の概略ブロック図で
、制御量の検出は選択的に所定の粒子量の変調と復調、
好ましくは第１図に示す拡大変調によって行われ、好ま
しくは粒子量の操作方法としてそれぞれ分子ビーム衝突
面積の拡大が検出され、 第５図は第１図〜第４図に示す本発明ないし装置におい
て第１図と同様に分子ビームたとえば電子ビームの拡が
りを変化させる好ましい方法を示す説明図、 第６図は第５図に示す磁場をＸ方向に見たときに、本発
明により制御された磁場の状態を示す線図、 第７図は本発明による第１の極性関係において互いに直
交する２つの磁場を印加した場合の、第５図に示す状態
の概路上面図、 第８図は本発明による第２の極性関係における磁場を有
する第７図と同様の概路上面図、第９ａ図はたとえば第
７図に示す磁場によってビームの集束を変化させる、第
５図の上面図に示す状態においてビームを著しく転向さ
せた場合の概路上面図、 第９ｂ図は第５図のＸ方向に集束が変化したときの状態
の変化に基づき第９ａ図に示すようにビームが広角度で
転向された場合の説明図、第１０図はビームの拡大方向
に変位された２つの直交磁場の配置を示す説明図、 第１１図は第５図〜第９図に示す方法を実施する本発明
装置の概略を示す説明図、 第１２図は第９ａ図と第９ｂ図に示すのと同様な転向状
態を発生させるために、広範囲に作用する転向磁場を設
けた場合の、第１１図と同様の説明図、第１３図は第７
図に示すのと同様の磁場状態を発生させる第１１図ある
いは第１２図に示す装置の概略を示す上面図、 第１４図は第１０図に示すように磁場が変位している場
合に第７．８図に示す直交の集束制御磁場を発生させる
ための装置の概略を示す説明図、第１５図は原理的に第
１１図と第１２図に基づいて構成された本発明装置の好
ましい実施例の構造を示す斜視図である。 ＦＩＧ、６ ＦＩＧ、７ ＦＩＧ、８ ＦＩＧ、＋１ ＦＩＧ、　＋２ ／’　Ｅ　。 ＦＩＧ、９ａ ＦＩＧ、９ｂ ト５ ＦＩＧ、　ＴＯ ＦＩＧ、１３ １・ ＦＩｏ、１４ 手 続 補 正 書（一方式） 平成２年１０月２ダ日

Claims (43)

【特許請求の範囲】
1. １．分子ビーム、特に電荷分子ビーム、特に電子ビーム
   によってターゲットから蒸発される単位時間当りの粒子
   量を制御する方法であって、ターゲット上のビームの衝
   突面積の拡がりが変化される、ターゲットから蒸発され
   る単位時間当りの粒子量の制御方法において、 衝突面積の拡がりを少くともほぼその位置及びビームの
   質量流から減結合して制御することを特徴とする制御方
   法。
2. ２．分子ビームを用いて、たとえば電荷分子のビームを
   用いて、特に電子ビームを用いてターゲットの蒸発によ
   り空間領域に単位時間当りに生じる粒子量を閉ループ制
   御する方法であって、時間当り蒸発される粒子量を操作
   するために分子ビームの衝突面積の拡がりが変化される
   粒子量の閉ループ制御方法において、 衝突面積の拡がりが、少くともほぼその位置及びビーム
   の質量流から減結合されて、操作量として操作されるこ
   とを特徴とする粒子量の閉ループ制御方法。
3. ３．少くとも１つの分子ビームによって、たとえば荷電
   分子のビームによって、特に電子ビームによって少くと
   も１つのターゲットが蒸発することにより空間領域に単
   位時間当りに発生する粒子量を選択的に検出する方法に
   おいて、 単位時間当たり蒸発される粒子量が、好ましくはターゲ
   ット上における分子ビームの衝突面積の拡がりを変調す
   ることにより、所定方法で変調され、空間領域における
   粒子が検出され、空間領域で検出された粒子量を選択的
   に変調することにより選択的な検出が行われることを特
   徴とする粒子を選択的に検出する方法。
4. ４．少くとも１つの分子ビームによって、たとえば荷電
   分子のビームによって、特に電子ビームによって少くと
   も１つのターゲットから蒸発することにより、単位時間
   当りに空間領域に発生する粒子量を閉ループ制御する方
   法において、 単位時間当りにターゲットから蒸発する粒子量が、好ま
   しくはターゲット上における分子ビームの衝撃面の拡が
   りを変調することによって、所定に変調されて、ターゲ
   ットから空間領域に発生する粒子量が選択的変調によっ
   て検出されて測定制御量とされることを特徴とする粒子
   量を閉ループ制御する方法。
5. ５．さらに粒子量をゆっくりと変化させるために分子ビ
   ームの質量流が制御され、かつ／あるいはターゲットの
   所定位置における分子ビーム衝突面積の滞留時間が制御
   されることを特徴とする請求項第１項、第２項あるいは
   第４項のいずれかに記載の制御ないし閉ループ制御方法
   。
6. ６．衝突面積の拡がりの変調が、少くともほぼ衝突面積
   の位置及び分子ビームの質量流の影響なしに行われるこ
   とを特徴とする請求項第３項から第５項のいずれかに記
   載の方法。
7. ７．操作方法として請求項第１項に記載の粒子量を制御
   する方法が使用されることを特徴とする請求項第４項あ
   るいは第５項に記載の方法。
8. ８．単極荷電分子ビームの場合に、衝突面積の拡がりの
   変化が磁気的な合焦制御によって行われることを特徴と
   する請求項第１項から第７項のいずれか１項に記載の方
   法。
9. ９．単極荷電の分子、特に電子のビーム（Ｓ）を有する
   請求項第１項から第８項のいずれか１項に記載の方法に
   おいて、 ビーム拡がり方向（Ｚ）に直交する第１の平面（Ｅ＿１
   ）を通過するビーム通過面積（Ｑ）の拡がりが少くとも
   第１の方向（Ｒ，ｙ）において制御され、その場合に通
   過面積（Ｑ）を通り前記方向（Ｒ，ｙ）と第１の平面（
   Ｅ＿１）に対して垂直な第２の平面（Ｅ＿２）の両側で
   磁場が制御して印加されることにより前記制御が行われ
   、前記磁場は第２の平面（Ｅ＿２）の両側で、第１の平
   面（Ｅ＿１）内で平行なベクトル成分を有し、第２の平
   面（Ｅ＿２）のそれぞれの側でベクトル成分（Ｂ＿１，
   Ｂ＿２）が一方の極性で印加され、第２の平面（Ｅ＿２
   ）の一方側の極性が第２の平面（Ｅ＿２）の他方側の極
   性と逆に変化されることを特徴とする方法。
10. １０．第２の平面（Ｅ＿２）の両側においてビーム通過
    面積（Ｑ）の領域における磁場カーブが少くとも通過面
    積の拡がりに相当する長さにわたってほぼ平行に形成さ
    れることを特徴とする請求項第９項に記載の方法。
11. １１．磁場（Ｂ＿１，Ｂ＿２）の大きさが第２の平面（
    Ｅ＿２）の両側で対称に形成され、磁場（Ｂ＿１，Ｂ＿
    ２）が制御されて変化するときに前記対称性が維持され
    ることを特徴とする請求項第９項あるいは第１０項に記
    載の方法。
12. １２．磁場（Ｂ＿１，Ｂ＿２）が第２の平面（Ｅ＿２）
    の両側で、通過面積（Ｑ）の拡がりよりずっと大きい領
    域にわたって一定に形成されることを特徴とする請求項
    第９項から第１１項のいずれか１項に記載の方法。
13. １３．第１の平面（Ｅ＿１）及び第２の平面（Ｅ＿２）
    に対して垂直で方向（Ｙ）を含む第３の平面（Ｅ＿３）
    に関して、両側に第２の磁場（Ｂ＿３，Ｂ＿４）が、両
    側で逆極性の平行なベクトル成分で、好ましくは第３の
    平面（Ｅ＿３）に関して対称な大きさで印加されること
    を特徴とする請求項第９項から第１２項のいずれか１項
    に記載の方法。
14. １４．ビーム通過面積（Ｑ）の領域における第２の磁場
    の磁場カーブが第３の平面の両側で、少くとも通過面積
    の拡がりに相当する長さにわたってほぼ平行に形成され
    ることを特徴とする請求項第１３項に記載の方法。
15. １５．第３の平面の両側で磁場が、通過面積の拡がりよ
    りずっと大きい領域にわたって一定に形成されることを
    特徴とする請求項第１２項に記載の方法。
16. １６．第１の平面（Ｅ＿１）を通過する通過面積（Ｑ）
    を中心に、磁場ベクトル（Ｂ＿１，Ｂ＿２，Ｂ＿３，Ｂ
    ＿４）の極性が交番することを特徴する請求項第１３項
    から第１５項のいずれか１項に記載の方法。
17. １７．第２の磁場（Ｂ＿３，Ｂ＿４）がほぼ第１の平面
    （Ｅ＿１）において印加されることを特徴とする請求項
    第１３項から第１６項のいずれか１項に記載の方法。
18. １８．第１（Ｂ＿１，Ｂ＿２）及び第２（Ｂ＿３，Ｂ＿
    ４）の磁場ビームの拡がり方向に変位して印加され、磁
    場が互いに減結合されて、好ましくは互いにシールドさ
    れることを特徴とする請求項第１３項から第１７項のい
    ずれか１項に記載の方法。
19. １９．ビーム（Ｓ）がさらに転向されて、ビームの第１
    の平面（Ｅ＿１）を通過する通過面積（Ｑ）が制御され
    て移動する請求の範囲第９項から第１８項のいずれか１
    項に記載の方法において、 第２の平面（Ｅ＿２）において制御された転向（Ｂ＿ｕ
    ）が行われ、ビーム通過面積（Ｑ）が第１の磁場（Ｂ＿
    １，Ｂ＿２）のベクトルに対してほぼ平行に移動するこ
    とを特徴とする方法。
20. ２０．１つあるいは２つの印加される磁場（Ｂ＿１，Ｂ
    ＿２，Ｂ＿３，Ｂ＿４）がビームターゲット面（Ｍ）へ
    及ぼす作用を、ビームの少くとも１つのくびれ領域（Ｋ
    ）を空間的に決定することにより通過面積（Ｑ）に及ぼ
    す作用に関して決定し、たとえば反転させることを特徴
    とする請求項第９項から第１９項のいずれ一か１項に記
    載の方法。
21. ２１．分子の流れ特に荷電分子のビーム、特に電子ビー
    ムによってターゲットから蒸発される単位時間当りの粒
    子量を制御する装置であって、制御装置が設けられ、そ
    の制御装置がターゲット上におけるビームの衝突面積の
    拡がりを変化させる、粒子量を制御する装置において、 制御装置が、ほぼ分子ビームの衝突面積の位置及び質量
    流の影響なしに、衝突面積の拡がりを変化させることを
    特徴とする粒子量を制御する装置。
22. ２２．分子ビームによって、たとえば荷電分子のビーム
    によって、特に電子ビームによってターゲットが蒸発す
    ることにより空間領域に単位時間当りに発生する粒子量
    を閉ループ制御する閉ループ制御回路であって、粒子量
    を操作するためにターゲット上の分子ビームの衝突面積
    の拡がりが変化される、粒子量の閉ループ制御回路にお
    いて、操作部材が設けられており、前記操作部材は分子
    ビームの衝突面積の位置及び質量流の変化なしに、衝突
    面積の拡がりを操作することを特徴とする粒子量の閉ル
    ープ制御回路。
23. ２３．少くとも１つの分子ビームによって、たとえば荷
    電分子ビームによって、特に電子ビームによって少くと
    も１つのターゲットが蒸発することにより空間領域に単
    位時間当りに発生する粒子量を選択的に測定する測定装
    置において、 蒸発される粒子量を変調する変調ユニットが設けられ、
    空間領域に分子検出器が設けられ、その後段に復調装置
    が接続されており、好ましくは変調ユニットがターゲッ
    ト上における分子ビームの衝突面積の拡がりを変調する
    ことを特徴とする測定装置。
24. ２４．少くとも１つの分子ビームによって、たとえば荷
    電分子ビームによって、特に電子ビームによって少くと
    も１つのターゲットが蒸発することにより空間領域に単
    位時間当りに発生する粒子量を閉ループ制御する閉ルー
    プ制御回路において、蒸発された粒子量を変調する変調
    ユニットが設けられ、空間領域に分子検出器が設けられ
    、その後段に復調ユニットが接続されており、 復調ユニットの出力信号が測定された制御量信号として
    使用され、好ましくは変調ユニットがターゲット上の分
    子ビームの衝突面積の拡がりを変調することを特徴とす
    る閉ループ制御回路。
25. ２５．さらに粒子量をゆっくりと変化させるために、分
    子ビームの質量流を変化させるユニット及び／あるいは
    ターゲットの所定箇所における分子ビーム衝突面積の滞
    留時間を変化させるユニットが設けられていることを特
    徴とする請求項第２１項、第２２項あるいは第２４項の
    いずれかに記載の制御ないし閉ループ制御方法。
26. ２６．変調ユニットがほぼ分子ビームの衝突面積の位置
    及び質量流の変化なしに、衝突面積の拡がりを変調する
    ことを特徴とする請求項第２３項から第２５項のいずれ
    かに記載の測定装置ないし閉ループ制御回路
27. ２７．操作部材として請求項第２１項に記載の制御装置
    が設けられていることを特徴とする閉ループ制御回路。
28. ２８．粒子量を変化させるために分子ビームを磁気的に
    合焦させる合焦ユニットが設けられていることを特徴と
    する請求項第２１項から第２７項のいずれかに記載の装
    置ないし閉ループ制御回路。
29. ２９．ターゲットで蒸発される粒子量を変化させるため
    に単極荷電粒子のビーム、特に電子ビームの集束が変化
    され、そのためにビームを通過させる領域（１３）が設
    けられ、さらに制御される他の磁気装置が設けられてお
    り、その磁気装置によってビーム領域に対して直交する
    平面（Ｅ＿１）を通るビーム通過面積（Ｑ）の拡がりが
    少くとも１方向（Ｙ）において制御されて変化し、その
    場合に磁気装置によって磁場が第１の平面（Ｅ＿１）へ
    所定のベクトル成分で印加されて、前記ベクトル成分は
    第２の平面（Ｅ＿２）の両側で方向（Ｙ）に対して及び
    第１の平面（Ｅ＿１）に対して垂直でビーム通過面積（
    Ｑ）を通って互いに平行であって、 磁気装置（３，５，２３，２５，３３，３５）は、ベク
    トル成分（Ｂ＿１，Ｂ＿２）が第２の平面（Ｅ＿２）の
    それぞれの側で一方の極性を有し、この極性は第２の平
    面（Ｅ＿２）の一方側において他方側の極性と逆である
    ように形成されていることを特徴とする請求項第２１項
    から第２８項のいずれか１項に記載の装置ないし閉ルー
    プ制御回路。
30. ３０．磁気装置（３，５，２３，２５，３３，３５）が
    さらに、磁場（Ｂ＿１，Ｂ＿２）のカーブが第２の平面
    （Ｅ＿２）の両側で、少くともビーム通過面積（Ｑ）に
    相当する領域にわたってほぼ平行であるように形成され
    ていることを特徴とする請求項第２９項に記載の装置。
31. ３１．磁場装置を制御する制御装置（１１）が設けられ
    ており、前記制御装置によって磁気装置が制御されて、
    第２の平面（Ｅ＿２）の両側で磁場の大きさが前記平面
    に関して対称なカーブを有することを特徴とする請求項
    第２９項あるいは第３０項に記載の装置。
32. ３２．磁気装置（３，５，２３，２５，３３，３５）が
    、磁場（Ｂ＿１，Ｂ＿２）のカーブが第２の平面（Ｅ＿
    ２）の両側で通過面積（Ｑ）の拡がりよりずっと長い領
    域にわたって一定であるように形成されていることを特
    徴とする請求項第２９項から第３１項のいずれか１項に
    記載の装置。
33. ３３．磁気装置に、第２の平面（Ｅ＿２）に対してほぼ
    平行に配置された２つの磁気的な双極子（３，５，２３
    ，２５，３３．３５）が設けられていることを特徴とす
    る請求項第２９項から第３２項のいずれか１項に記載の
    装置。
34. ３４．２つの磁気的な双極子（３，５，２３，２５，３
    ３，３５）がほぼ第１の平面（Ｅ＿１）に設けられてい
    ることを特徴とする請求項第３３項に記載の装置。
35. ３５．第１の平面（Ｅ＿１）に設けられている磁気的な
    双極子（３，５，３３，３５）が第２の平面（Ｅ＿２）
    に関して対称に配置されていることを特徴とする請求項
    第３４項に記載の装置。
36. ３６．制御されてビーム（Ｓ）を転向させる転向装置（
    Ｂ＿ｕ）を有する請求項第２９項から第３５項のいずれ
    か１項に記載の装置において、 転向装置がほぼ第２の平面（Ｅ＿２）においてビームの
    転向を行うことを特徴とする装置。
37. ３７．磁気装置が第２の平面（Ｅ＿２）に対して垂直に
    、ビーム（Ｓ）のための領域（１３）の両側において逆
    の極性で磁場（Ｂ＿３，Ｂ＿４）を発生させることを特
    徴とする請求項第２９項から第３６項のいずれか１項に
    記載の装置。
38. ３８．ビームを発生させる装置と電子光学装置を有し、
    前記電子光学装置によってビームの拡がりに沿ってビー
    ム（Ｓ）の少くとも１つのくびれ領域（Ｋ）が発生され
    る請求項第２９項から第３７項のいずれか１項に記載の
    装置において、 ビーム発生器と磁気装置（３，５，２３，２５，３３，
    ３５）と装置（Ｂ＿ｕ）が互いに同調されて、磁気装置
    によってもたらされる磁場（Ｂ＿１，Ｂ＿２，Ｂ＿３，
    Ｂ＿４）の影響の範囲内における通過面の断面積の変化
    が、ビームターゲット面の直径の少くとも１方向（Ｘ）
    における変化に逆に作用することを特徴とする装置。
39. ３９．磁気装置に２つの磁気的な双極子（３，５，３３
    ，３５）が設けられ、前記双極子がそれぞれ所定距離で
    保持されている２つのホルダ（３７，３９）の一方の内
    部に配置されており、 ビーム用の領域がホルダ（３７，３９）の間を通過する
    ことを特徴とする請求項第２９項から第３８項のいずれ
    かに記載の装置。
40. ４０．発生されたビーム（Ｓ）が所定の領域（１３）を
    通過するように、ビーム発生器（１５，４１）を位置決
    めし固定する装置が設けられていることを特徴とする請
    求項第２９項から第３９項のいずれかに記載の装置。
41. ４１．ホルダ（３７，３９）の双極子（３３，３５）の
    領域がほぼ非強磁性の材料から形成されており、双極子
    が好ましくはホルダ（３７，３９）内に真空密で封入さ
    れていることを特徴とする請求項第３９項に記載の装置
    。
42. ４２．ホルダが、たとえば銅及び／あるいはステンレス
    スチールなど、異なる金属の部分から形成されることを
    特徴とする請求項第３９項に記載の装置。
43. ４３．磁気装置に、永久磁石及び／あるいは電磁石が設
    けられていることを特徴とする請求項第２９項から第４
    ２項のいずれか１項に記載の装置。