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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen, die durch Ätzen von Elementen, die an einem Wafer gebildet sind, zum Durchführen einer Frequenzeinstellung in der Lage sind, oder bezieht sich auf Vorrichtungen, die durch Aufbringen eines Frequenzeinstellmaterials auf Elemente, die an einem Wafer gebildet sind, zum Durchführen einer Frequenzeinstellung in der Lage sind.
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Es gibt ein bekanntes Frequenzeinstellverfahren, bei dem die Frequenz eines piezoelektrischen Elements durch Ätzen des piezoelektrischen Elements mit einem Ionenstrahl eingestellt wird. Für eine höhere Produktivität bei diesem Verfahren ist eine Mehrzahl von Elementen an einem Wafer gebildet oder angeordnet, so dass die Frequenzen der Mehrzahl von Elementen zu der gleichen Zeit eingestellt werden können. Bei diesem Frequenzeinstellverfahren ist es nötig, dass der Wafer mit einer Strukturmaske maskiert wird, um zu verhindern, dass bei dem Wafer andere Bereiche als solche von erwünschten Elementen mit dem Ionenstrahl bestrahlt werden. Wenn jedoch jedes Element von geringer Größe ist, ist es schwierig den Ionenstrahl selektiv an lediglich ein erwünschtes Element anzulegen. Deshalb kann eine Mehrzahl von Elementen als ein einziger Bestrahlungsbereich, der bestrahlt werden soll, zusammen gruppiert sein. Wenn derartige kleine Elemente an dem Wafer eng angeordnet sind, ist es nötig, den Ionenstrahl einheitlich an die gesamte Oberfläche des Wafers anzulegen. Abhängig von der Größe oder Form eines Lochs in der Strukturmaske jedoch ist es möglich, dass Bereiche angrenzend an einen Bestrahlungszielbereich mit dem Ionenstrahl bestrahlt werden, oder ist es möglich, dass die Kante bzw. der Rand des Bestrahlungszielbereichs eventuell nicht ausreichend mit dem Ionenstrahl bestrahlt wird.
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Die ungeprüfte
japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2002-26673 offenbart ein Frequenzeinstellverfahren, bei dem die Frequenz jedes piezoelektrischen Elements durch Anlegen eines Ionenstrahls an eine Mehrzahl von Elektroden, die an einer Oberfläche eines piezoelektrischen Substrats gebildet sind, und dadurch Ätzen der Elektroden eingestellt wird. Dieses Verfahren betrifft ein Bestimmen einer Korrelation zwischen einer Ionenstrahlbestrahlungszeit und der Größe einer Frequenzänderung, ein Messen der Frequenz jedes Elements an dem piezoelektrischen Substrat, ein Bestimmen der Größe einer Frequenzeinstellung für jedes Element auf der Basis einer Differenz zwischen der gemessenen Frequenz und einem Soll-Wert, ein Bestimmen der Ionenstrahlbestrahlungszeit für jedes Element auf der Basis der bestimmten Größe einer Frequenzeinstellung durch ein Verwenden der Korrelation, und ein Anlegen eines Ionenstrahls an jedes Element während der bestimmten Bestrahlungszeit.
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Die ungeprüfte
japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2004-56455 offenbart eine Frequenzeinstellvorrichtung, die zum Einstellen der Frequenzen von piezoelektrischen Elementen durch ein Durchführen eines Ionenstrahlätzens in einer Vakuumkammer in der Lage ist. Die Frequenzeinstellvorrichtung umfasst ein piezoelektrisches Substrat mit einer Mehrzahl von Elektroden, die an der Oberfläche desselben gebildet sind; eine Basisplatte mit einer Öffnung zum selektiven Ermöglichen, dass die Mehrzahl von Elektroden an dem piezoelektrischen Substrat freigelegt wird; eine Ionenquelle, die konfiguriert ist, um einen Ionenstrahl simultan an die Mehrzahl von Elektroden anzulegen, die von der Öffnung in der Basisplatte freigelegt sind; eine Schutzplatte, die konfiguriert ist, um eine Region um die Öffnung in der Basisplatte herum, an die der Ionenstrahl angelegt wird, davor zu schützen, geätzt zu werden; Verschlussmechanismen, die so zahlreich wie die Anzahl der Elektroden vorgesehen sind, die von der Öffnung in der Basisplatte freigelegt sind, und in der Lage sind, unabhängig angetrieben zu werden; und eine Maskierungsplatte zum Blockieren des Ionenstrahlleckens durch Zwischenräume zwischen den Verschlussmechanismen.
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Wie es in 8, 9A und 9B dargestellt ist, gibt es zusätzlich eine Frequenzeinstellvorrichtung, die zum simultanen Einstellen der Frequenzen einer Mehrzahl von Elementen in der Lage ist, die senkrecht zu einer Waferförderrichtung angeordnet sind. Bei dieser Vorrichtung wird ein Wafer 50, an dem eine Mehrzahl von Elementen 51 in einer Matrix angeordnet ist, durch eine Fördereinheit (nicht gezeigt) in eine Waferförderrichtung gefördert, die durch einen Pfeil (siehe 8) angegeben ist. Der Wafer 50 läuft unter einer Strukturmaske 52 durch, die ein Maskenloch 53 aufweist. Das Maskenloch 53 ist ein schlitzähnliches (langes) Loch, das gestattet, dass eine Spalte bzw. Säule von Elementen, die senkrecht zu der Förderrichtung des Wafers 50 angeordnet sind, freiliegend ist. Eine Mehrzahl von Verschlüssen 54 (hier sechs Verschlüsse 54) ist an der Strukturmaske 52 angeordnet. Jeder der Verschlüsse 54 wird bezüglich des Maskenlochs 53 in der Waferförderrichtung unabhängig betätigt. Durch selektives Bedecken des schlitzähnlichen Maskenlochs 53 mit der Mehrzahl von Verschlüssen 54 kann eine Bestrahlungszeit eingestellt werden, während derer jedes der Elemente 51 mit einem Ionenstrahl bestrahlt wird.
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In dem Fall der ungeprüften
japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2002-26673 ist eine Strukturmaske mit Maskenlöchern, die den jeweiligen Positionen der Elektroden entsprechen, an dem piezoelektrischen Substrat angeordnet. Diese Maskenlöcher sind voneinander beabstandet und der Ionenstrahl kann nicht an Regionen angelegt werden, in denen es keine Maskenlöcher gibt. Daher ist diese Strukturmaske nicht für eine Verwendung bei einem Bestrahlen kleiner Elemente geeignet, die an dem piezoelektrischen Substrat eng angeordnet sind. Da zusätzlich ein drehbarer scheibenförmiger Verschluss mit einer doppelschichtigen Struktur verwendet wird, braucht es Zeit, die Verschlussstellung zu verändern. Da zudem der Verschluss während einer Drehung eine Öffnung durchlaufen kann, kann die Genauigkeit einer Frequenzeinstellung verschlechtert sein.
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In dem Fall der Frequenzeinstellvorrichtung, die in der ungeprüften
japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2004-56455 offenbart ist, ist der Ionenstrahl durch die Maskierungsplatte blockiert, die direkt über einem Wafer angeordnet ist. Die Form von Löchern in dieser Maskierungsplatte ist jedoch nicht zum Bearbeiten kleiner Elemente geeignet, die an dem Wafer eng angeordnet sind, wie in dem Fall der ungeprüften
japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2002-26673 , die oben beschrieben ist.
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In dem Fall der in 8 dargestellten Vorrichtung können die Verschlüsse 54 zum Bedecken des schlitzähnlichen Maskenlochs 53 Seite an Seite mit Zwischenräumen zwischen Benachbarten (siehe 9A) angeordnet oder in eine vertikale Richtung gestapelt sein (siehe 9B). In dem Fall von 9A tritt der Ionenstrahl durch die Zwischenräume zwischen benachbarten Verschlüssen 54 ein. Dies kann Einstellungsfehler bewirken, wenn die Elemente 51 an dem Wafer 50 eng angeordnet sind. In dem Fall von 9B ist eine Maskierungsposition (d. h. ein Abstand von dem Wafer 50) nicht konstant, da eine Maskierungsform nicht nur durch die Strukturmaske 52, sondern auch durch die angrenzenden Verschlüsse 54 bestimmt ist. Da der Ionenstrahl dazu neigt, sich auszubreiten, kann eine Veränderung bei einer Maskierungsposition eine Veränderung bei der Größe einer Ausbreitung bzw. Spreizung des Ionenstrahls bewirken. Folglich kann die Größe einer Ätzung in angrenzenden Bereichen oder die Größe einer Ätzung an dem Rand eines Zielbereichs bzw. Sollbereichs verringert sein.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Frequenzeinstellvorrichtung mit verbesserten Charakteristika zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und Anspruch 2 gelöst.
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Folglich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Frequenzeinstellvorrichtung zu schaffen, die dazu in der Lage ist, mit einem Wafer umzugehen, der viele Elemente aufweist, die eng an demselben angeordnet sind, und in der Lage ist, simultan und genau die Frequenzen einer Mehrzahl von Elementen an dem Wafer einzustellen, während eine Ionenstrahlmaskierungsposition (d. h. ein Abstand von dem Wafer) konstant gehalten wird.
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Um die oben beschriebene Aufgabe zu lösen, umfasst gemäß bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung eine Frequenzeinstellvorrichtung eine Fördereinheit, die konfiguriert ist, um einen Wafer, an dem eine Mehrzahl von Elementen eng angeordnet ist, in eine Richtung zu fördern; eine Ionenkanone zum Ätzen, wobei die Ionenkanone konfiguriert ist, um den Wafer mit einem Ionenstrahl zu bestrahlen, während der Wafer gefördert wird; eine Strukturmaske mit einer Mehrzahl von Maskenlöchern, die ermöglichen, dass lediglich Zielbereiche des Wafers freigelegt sind, wobei die Strukturmaske dem Wafer in eine Richtung vorgelagert ist, in der sich der Ionenstrahl bewegt; und eine Mehrzahl von Verschlüssen, die jeweils konfiguriert sind, um eine Bestrahlungszeit einzustellen, während derer ein Zielbereich mit dem Ionenstrahl bestrahlt wird, und dadurch eine Frequenz in dem Zielbereich einzustellen. Jedes der Maskenlöcher in der Strukturmaske entspricht einem Bereich des Wafers. Die Maskenlöcher sind in eine Waferförderrichtung, in die der Wafer gefördert wird, abwechselnd verlagert bzw. verschoben und sind in einer Mehrzahl von Spalten senkrecht zu der Waferförderrichtung angeordnet. Die Verschlüsse sind angeordnet, um den jeweiligen Maskenlöchern zu entsprechen, um so in der Lage zu sein, die entsprechenden Maskenlöcher einzeln zu öffnen und zu schließen. Eine Frequenzeinstellung für Bereiche in einer Spalte senkrecht zu der Waferförderrichtung wird in mehreren Schritten durchgeführt.
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Gemäß bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung umfasst eine Frequenzeinstellvorrichtung eine Fördereinheit, die konfiguriert ist, um einen Wafer, an dem eine Mehrzahl von Elementen eng angeordnet ist, in eine Richtung zu fördern; eine Frequenzeinstellmaterialaufbringungseinheit, die konfiguriert ist, um ein Frequenzeinstellmaterial auf den Wafer aufzubringen, während der Wafer gefördert wird; eine Strukturmaske mit einer Mehrzahl von Maskenlöchern, die ermöglichen, dass lediglich Zielbereiche des Wafers freigelegt werden, wobei die Strukturmaske dem Wafer in eine Richtung vorgelagert ist, in die das Frequenzeinstellmaterial aufgebracht wird; und eine Mehrzahl von Verschlüssen, die jeweils konfiguriert sind, um eine Aufbringungszeit einzustellen, während derer das Frequenzeinstellmaterial auf einen Zielbereich aufgebracht wird, und dadurch eine Frequenz in dem Zielbereich einzustellen. Jedes der Maskenlöcher in der Strukturmaske entspricht einem Bereich des Wafers. Die Maskenlöcher sind abwechselnd in eine Waferförderrichtung verlagert, in die der Wafer gefördert wird, und sind in einer Mehrzahl von Spalten senkrecht zu der Waferförderrichtung angeordnet. Die Verschlüsse sind angeordnet, um den jeweiligen Maskenlöchern zu entsprechen, um so in der Lage zu sein, die entsprechenden Maskenlöcher einzeln zu öffnen und zu schließen.
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Eine Frequenzeinstellung für Bereiche in einer Spalte senkrecht zu der Waferförderrichtung wird in mehreren Schritten durchgeführt.
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Nun wird eine Beschreibung einer Frequenzeinstellung abgegeben, die unter Verwendung des Ionenstrahls durchgeführt wird. Wie es oben beschrieben ist, entspricht jedes der Maskenlöcher in der Strukturmaske einem Bereich des Wafers. Da die Maskenlöcher derart angeordnet sind, dass eine Bearbeitung für Bereiche in einer Spalte senkrecht zu der Waferförderrichtung in mehreren Schritten durchgeführt wird, kann der Ionenstrahl bei dem gleichen Abstand von dem Wafer in sowohl der X- als auch der Y-Richtung blockiert werden. Somit ist die Wirkung eines Ausbreitens des Ionenstrahls an dem Wafer im Wesentlichen die gleiche sowohl in die X- als auch die Y-Richtung. Deshalb ist es möglich, eine Verringerung der Größe eines Ätzens in angrenzenden Bereichen und der Größe eines Ätzens an dem Rand eines Zielbereichs zu minimieren. Da das Ätzen einheitlich über die gesamte Oberfläche des Wafers vorgenommen werden kann, ist es möglich, eine Frequenzeinstellung für kleine Elemente (Bereiche) zu realisieren, die an dem Wafer eng angeordnet sind.
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Obwohl ein Bereich (ein Maskenloch) einem Element entsprechen kann, kann eine höhere Bearbeitungseffizienz erreicht werden, wenn ein Bereich eine Mehrzahl von Elementen umfasst. Eine optimale Bereichsgröße kann auf der Basis des Ausgleichs zwischen der Bearbeitungseffizienz und dem Genauigkeitspegel bestimmt werden, der für eine Frequenzeinstellung nötig ist. Wenn viele Objekte an einem Wafer gebildet sind, kann eine Frequenzeinstellung durch ein Anlegen der gleichen Größe eines Ionenstrahls an denselben vorgenommen werden, da eine Mehrzahl von benachbarten Elementen im Wesentlichen hinsichtlich Frequenzvariationen gleich ist.
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Die Fördereinheit fördert den Wafer intermittierend mit einer Teilung bzw. Schrittweite von einem Bereich des Wafers. Die Maskenlöcher der Strukturmaske können vorzugsweise abwechselnd in die Waferförderrichtung um einen Abstand von einem oder mehreren Elementen versetzt und in zwei Spalten senkrecht zu der Waferförderrichtung angeordnet sein. Somit können durch Bewirken, dass der Wafer relativ zu der Strukturmaske durchläuft, alle Elemente oder Bereiche einheitlich eingestellt werden. Da zusätzlich die Verschlüsse in einer Richtung senkrecht zu der Waferförderrichtung beabstandet sind, können die Abmessungen jedes Verschlusses gesetzt sein, derart, dass ein Maskenloch vollständig geschlossen werden kann. Dies kann das Problem eines Leckens des Ionenstrahls lösen. Eventuell ist es bevorzugter, dass die Maskenlöcher der Strukturmaske um einen Abstand von einer oder mehreren Schrittweiten abwechselnd in der Waferföderrichtung verlagert und in zwei Spalten senkrecht zu der Waferförderrichtung angeordnet sind. Dies kann die Anordnung von Bereichen und eine Datenverarbeitung erleichtern.
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Die Verschlüsse können vorzugsweise in eine erste Verschlussgruppe zum Schließen der Maskenlöcher in einer ersten Spalte senkrecht zu der Waferförderrichtung und eine zweite Verschlussgruppe zum Schließen der Maskenlöcher in einer zweiten Spalte senkrecht zu der Waferförderrichtung unterteilt sein. Erste Betätiger, die konfiguriert sind, um die erste Verschlussgruppe anzutreiben, und zweite Betätiger, die konfiguriert sind, um die zweite Verschlussgruppe anzutreiben, können vorzugsweise einander gegenüberliegend an beiden Seiten der Strukturmaske in der Waferförderrichtung angeordnet sein. Obwohl die erste Verschlussgruppe und die zweite Verschlussgruppe auf der gleichen Seite der Strukturmaske angeordnet sein können, kann diese Anordnung eine gegenseitige Beeinflussung bzw. Störung zwischen angrenzenden Verschlüssen oder Betätigern bewirken. Wenn die ersten und die zweiten Betätiger an beiden Seiten der Strukturmaske angeordnet sind, ist es möglich, die Maskenlöcher ordnungsgemäß zu öffnen und zu schließen, während verhindert ist, dass angrenzende Verschlüsse und angrenzende Betätiger einander stören bzw. gegenseitig beeinflussen.
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Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen ist jedes Element vorab gebildet, derart, dass die Frequenz desselben niedriger als ein Sollwert ist. Gemäß der gemessenen Frequenz des Elements kann dann ein Zielbereich des Wafers durch Ionenstrahlbestrahlung geätzt werden, so dass eine Frequenzeinstellung vorgenommen werden kann. Im Gegensatz dazu kann jedes Element vorab gebildet sein, derart, dass die Frequenz desselben höher als ein Sollwert ist. Dann kann gemäß der gemessenen Frequenz des Elements ein Frequenzeinstellmaterial auf den Zielbereich aufgebracht werden. Alternativ können nach einer Messung der Frequenz jedes Elements dann Elemente, deren gemessene Frequenzen niedriger als ein Sollwert sind, mit einem Ionenstrahl geätzt werden, während ein Frequenzeinstellmaterial auf Elemente aufgebracht werden kann, deren gemessene Frequenzen höher als der Sollwert sind. Der Pegel einer Frequenzeinstellung, die durch ein Ätzen oder eine Aufbringung des Frequenzeinstellmaterials vorgenommen wird, kann abhängig von der Struktur des Elements variieren. Das heißt, es kann irgendein Pegel einer Frequenzeinstellung vorgenommen werden, solange eine Frequenz, die vorab verschoben ist, näher an den Sollwert gebracht werden kann.
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Gemäß den bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist es somit möglich, Zwischenräume oder Überlappungen zwischen angrenzenden Bereichen zu minimieren, so dass die gesamte Oberfläche des Wafers mit dem Ionenstrahl bestrahlt werden kann. Selbst wenn kleine Elemente eng an dem Wafer angeordnet sind, kann eine Frequenzeinstellung einheitlich vorgenommen werden, ungeachtet der Position (d. h. entweder in der Mitte oder an dem Rand) in jedem Bereich. Da zusätzlich eine Bearbeitung für eine Spalte von Bereichen, die senkrecht zu der Waferförderrichtung angeordnet ist, in mehreren Schritten durchgeführt wird, kann eine Frequenzeinstellung für die gesamte Oberfläche des Wafers durch ein Bewegen des Wafers in eine Richtung effizient vorgenommen werden.
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Gemäß den bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist es ebenfalls möglich, Zwischenräume oder Überlappungen zwischen benachbarten Bereichen zu minimieren, so dass das Frequenzeinstellmaterial auf die gesamte Oberfläche des Wafers aufgebracht werden kann. Selbst wenn kleine Elemente an dem Wafer eng angeordnet sind, kann eine Frequenzeinstellung einheitlich ungeachtet der Position (d. h. entweder in der Mitte oder an dem Rand) in jedem Bereich vorgenommen werden. Da zusätzlich eine Bearbeitung für eine Spalte von Bereichen, die senkrecht zu der Waferförderrichtung angeordnet ist, in mehreren Schritten durchgeführt wird, kann eine Frequenzeinstellung für die gesamte Oberfläche des Wafers durch Bewegen des Wafers in eine Richtung effizient vorgenommen werden.
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Andere Merkmale, Elemente, Charakteristika und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ersichtlicher.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Ansicht einer Frequenzeinstellvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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2 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die einen Hauptteil der Frequenzeinstellvorrichtung von einer Ionenkanone von 1 aus betrachtet darstellt;
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3A und 3B Draufsichten, die eine Beziehung zwischen einer Strukturmaske und einem Wafer darstellen;
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4 eine Draufsicht, die eine Beziehung zwischen der Strukturmaske und Verschlüssen darstellt;
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5 eine Draufsicht, die eine Beziehung zwischen einer Strukturmaske und einem Wafer gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
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6 eine Draufsicht, die eine Beziehung zwischen einer Strukturmaske und Verschlüssen gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
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7A und 7B einen Wafer, um zu zeigen, wie eine Frequenzeinstellung bei dem dritten Ausführungsbeispiel von 6 durchgeführt wird;
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8 eine schematische Draufsicht, die eine Frequenzeinstellvorrichtung gemäß einer verwandten Technik darstellt; und
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9A und 9B Querschnittsansichten entlang der Linie IX-IX von 8.
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Es werden nun bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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1. Ausführungsbeispiel
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1 bis 4 stellen ein Beispiel einer Frequenzeinstellvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar. Eine Frequenzeinstellvorrichtung 1 umfasst eine umschlossene Bearbeitungskammer 2 und eine Vakuumpumpe 4, die mit einer Seite der Bearbeitungskammer 2 verbunden ist, wobei eine sich öffnende/schließende Tür 3 zwischen der Bearbeitungskammer 2 und der Vakuumpumpe 4 angeordnet ist. Durch Antreiben der Vakuumpumpe 4 kann der Grad eines Vakuums in der Bearbeitungskammer 2 bei einem vorbestimmten Pegel beibehalten werden.
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Eine Ionenkanone 5 zum Ätzen ist an der Decke der Bearbeitungskammer 2 angeordnet. Wie es in 1 dargestellt ist, ist die Ionenkanone 5 zum Emittieren eines Ionenstrahls IB (IB = ion beam) nach unten in einer im Wesentlichen konstanten Intensität pro Einheitsfläche innerhalb einer vorbestimmten Region in der Lage.
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Eine bewegliche Stufe bzw. Bühne (Fördereinheit) 6 ist an dem unteren Ende der Bearbeitungskammer 2 angeordnet. Ein Wafer 10, wie beispielsweise ein piezoelektrisches Substrat, ist an der beweglichen Bühne 6 positioniert und gehalten. Wie es in 2 und 3B dargestellt ist, sind Bereiche 10a, die jeweils eine Mehrzahl von Elementen umfassen, die als eine einzige Einheit zusammen gruppiert sind, an dem Wafer 10 in einer Matrix mit einer konstanten Teilung bzw. Schrittweite P (P = pitch) eng angeordnet. Die bewegliche Bühne 6 ist zum intermittierenden Fördern des Wafers 10 in die Pfeilrichtung mit der Teilung P von einem Bereich 10a in der Lage. Bevor der Wafer 10 zu der Frequenzeinstellvorrichtung 1 gefördert wird, wird eine Frequenz in jedem Bereich 10a des Wafers 10 vorab in eine Richtung entgegengesetzt zu einer Richtung verschoben, in der die Frequenz durch eine Ionenstrahlbestrahlung geändert wird. Dann wird die Frequenz in jedem Bereich 10a durch Ionenstrahlbestrahlung eingestellt, um näher an einem Sollwert zu sein. Eine Schicht, die an dem Wafer 10 gebildet und durch Ionenstrahlbestrahlung geätzt ist, kann eine Elektrodenschicht, eine Schutzschicht oder eine Schicht aus irgendeinem Material sein, solange eine Frequenzeinstellung vorgenommen werden kann. Die Frequenz in jedem Bereich 10a des Wafers 10 wird vorab gemessen, so dass die Größe einer Frequenzverschiebung relativ zu dem Sollwert bestimmt ist.
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Eine Verschlussbasis 11 ist horizontal an einer gegebenen Position über der beweglichen Bühne 6 angeordnet. Die Verschlussbasis 11 weist eine Öffnung 11a bei der Mitte derselben auf. Die Größe der Öffnung 11a entspricht im Wesentlichen dieser von einer Region, die mit dem Ionenstrahl durch die Ionenkanone 5 bestrahlt werden soll. Eine Strukturmaske 15 ist an der Öffnung 11a der Verschlussbasis 11 positioniert und gesichert. Die Strukturmaske 15 schützt eine spezifische Region des Wafers 10, außer Zielbereichen, davor, mit dem Ionenstrahl bestrahlt zu werden. Es ist bevorzugt, dass die Strukturmaske 15 an einer Position getragen ist, die so eng an dem Wafer 10 liegt wie möglich. Wie es in 3A dargestellt ist, ist die Strukturmaske 15 mit einer Mehrzahl von Maskenlöchern 15a und 15b versehen, die jeweils einem Bereich 10a des Wafers 10 entsprechen. Die Größe von jedem der Maskenlöcher 15a und 15b ist gemäß dem Abstand zwischen der Strukturmaske 15 und dem Wafer 10 und dem Ausbreitungswinkel des Ionenstrahls bestimmt und ist gesetzt, um im Wesentlichen die gleiche wie die Größe jedes Bereichs 10a zu sein. Um eine Bearbeitung für eine Spalte des Wafers 10 in drei Schritten durchzuführen, sind die Maskenlöcher 15a und 15b in einer Waferförderrichtung (X-Richtung) abwechselnd verlagert und somit in zwei Spalten in eine Richtung (Y-Richtung) senkrecht zu der Waferförderrichtung angeordnet. Das heißt, die Maskenlöcher 15a in ungeradzahligen Zeilen und die Maskenlöcher 15b in geradzahligen Zeilen sind voneinander in die X-Richtung (Förderrichtung) versetzt. Wie es beispielsweise in 3B dargestellt ist, wenn die Bereiche 10a des Wafers 10 in neun Zeilen (a) bis (i) angeordnet sind, entsprechen die Maskenlöcher 15a auf der in Förderrichtung nachgelagerten Seite (linken Seite) den jeweiligen Bereichen 10a in den ungeradzahligen Zeilen (a), (c), (e), (g) und (i), während die Maskenlöcher 15b auf der in Förderrichtung vorgelagerten Seite (rechten Seite) den jeweiligen Bereichen 10a in geradzahligen Zeilen (b), (d), (f) und (h) entsprechen. Die zwei Spalten der Maskenlöcher 15a und 15b sind voneinander in der X-Richtung um einen Abstand d beabstandet, der einer Spalte der Bereiche 10a entspricht. Der Abstand d zwischen den zwei Spalten der Maskenlöcher 15a und 15b kann abhängig von dem Abstand einer Bereichsteilung oder dergleichen einer Spalte (einer Bereichsteilung = PX, PY) oder einer Mehrzahl von Spalten der Bereiche 10a entsprechen.
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Wie es in 2 dargestellt ist, ist eine Mehrzahl von Betätigern 12 (12a und 12b) an der Verschlussbasis 11 gesichert, wobei die Öffnung 11a zwischen den Betätigern 12a und 12b positioniert ist. Wie es in 4 dargestellt ist, sind die Verschlüsse 14a mit den jeweiligen Betätigern 12a über jeweilige Stäbe 13 verbunden, während die Verschlüsse 14b mit den jeweiligen Betätigern 12b über jeweilige Stäbe 13 verbunden sind. Die Verschlüsse 14a und 14b werden einzeln durch die jeweiligen Betätiger 12 horizontal betätigt. Es ist erwünscht, dass die Betätiger 12 lineare Betätiger, wie beispielsweise Solenoide oder Schwingspulenmotoren sind, die zum Bewegen zwischen zwei Stellungen mit hoher Geschwindigkeit in der Lage sind. Die Verschlüsse 14a und 14b entsprechen den Maskenlöchern 15a bzw. 15b, um so die entsprechenden Maskenlöcher 15a und 15b einzeln zu öffnen und zu schließen. Das heißt, die Verschlüsse 14a auf der linken Seite und die Verschlüsse 14b auf der rechten Seite in 4 werden in entgegengesetzte Richtungen betätigt, so dass die Verschlüsse 14a die Maskenlöcher 15a auf der linken Seite öffnen und schließen und die Verschlüsse 14b die Maskenlöcher 15b auf der rechten Seite öffnen und schließen. Es ist bevorzugt, dass die Verschlüsse 14a und 14b an einer Position bewegt werden, die so eng wie möglich an der oberen Oberfläche der Strukturmaske 15 liegt. Um jedes der Maskenlöcher 15a und 15b vollständig zu bedecken, sind eine Länge L und eine Breite W (W = width) von jedem der Verschlüsse 14a und 14b größer als die jeweiligen Abmessungen PX bzw. PY von jedem der Maskenlöcher 15a und 15b gemacht. Bei dem Beispiel von 4 wird lediglich der obere linke Betätiger 12a betätigt, so dass der obere linke Verschluss 14a das obere linke Maskenloch 15a schließt. Eine Steuerung 16 (siehe 1) steuert die Bewegung der beweglichen Bühne 6 und von jedem der Betätiger 12, so dass eine Frequenzeinstellung für die Bereiche 10a in jeder Spalte senkrecht zu der Waferförderrichtung in mehreren Schritten durchgeführt wird. Für jeden Bereich 10a des Wafers 10 ist die Größe einer Frequenzverschiebung relativ zu einem Sollwert in der Steuerung 16 in Zuordnung mit einer Bestrahlungszeit gespeichert, während derer der Bereich 10a mit dem Ionenstrahl bestrahlt werden soll.
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Nachdem der Wafer 10 zu einer Position unterhalb der Strukturmaske 15 gefördert ist, werden alle Verschlüsse 14a und 14b geöffnet, so dass alle die Bereiche 10a, die den Maskenlöchern 15a und 15b entsprechen, durch die Maskenlöcher 15a und 15b hindurch mit dem Ionenstrahl bestrahlt werden. Dann werden die Verschlüsse 14a und 14b sequentiell in einer Reihenfolge von demjenigen aus geschlossen, der dem Bereich 10a entspricht, für den eine erwünschte Bestrahlungszeit (d. h. eine Bestrahlungszeit entsprechend der Größe einer Frequenzverschiebung) abläuft. Nachdem alle Verschlüsse 14a und 14b geschlossen sind, wird der Wafer 10 um einen Abstand einer Teilung in die Förderrichtung gefördert.
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Unter Bezugnahme auf 3A und 3B wird als Nächstes die Reihenfolge einer Aussetzung bzw. Belichtung der Bereiche 10a von den entsprechenden Maskenlöchern 15a und 15b, d. h. die Reihenfolge einer Ionenstrahlbestrahlung, beschrieben. In 3B gibt jede der eingekreisten Zahlen (1 bis 7) in den jeweiligen Bereichen 10a die Reihenfolge einer Aussetzung an.
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Wenn das vordere Ende (linke Ende) des Wafers 10 zu einer Position unterhalb der Strukturmaske 15 gebracht ist, werden zuerst vier Bereiche 10a bei A-b, A-d, A-f und A-h von den entsprechenden Maskenlöchern 15b auf der rechten Seite freigelegt. Somit werden die vier Bereiche 10a, die von den vier entsprechenden Maskenlöchern 15b freigelegt sind, mit dem Ionenstrahl bestrahlt und wird die Bestrahlungszeit für jeden der vier Bereiche 10a durch den entsprechenden Verschluss 14b eingestellt.
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Nachdem alle Verschlüsse 14b geschlossen sind, wird der Wafer 10 um einen Abstand einer Teilung in die Förderrichtung gefördert. Dann werden zweitens vier Bereiche 10a bei B-b, B-d, B-f und B-h von den entsprechenden Maskenlöchern 15b auf der rechten Seite freigelegt. Da an diesem Punkt der Wafer 10 noch nicht die Maskenlöcher 15a auf der linken Seite erreicht hat, ist keiner der Bereiche 10a von den Maskenlöchern 15a auf der linken Seite freigelegt. Die vier Bereiche 10a, die von den vier entsprechenden Maskenlöchern 15b auf der rechten Seite freigelegt sind, werden mit dem Ionenstrahl bestrahlt und die Bestrahlungszeit für jeden der vier Bereiche 10a wird durch den entsprechenden Verschluss 14b eingestellt.
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Nachdem alle Verschlüsse 14b geschlossen sind, wird der Wafer 10 um einen Abstand einer Teilung in die Förderrichtung gefördert. Dann werden drittens fünf Bereiche 10a bei A-a, A-c, A-e, A-g und A-i von den entsprechenden Maskenlöchern 15a auf der linken Seite freigelegt, während vier Bereiche 10a bei C-b, C-d, C-f und C-h von den entsprechenden Maskenlöchern 15b auf der rechten Seite freigelegt werden. Die Bereiche 10a, die von den entsprechenden Maskenlöchern 15a und 15b freigelegt sind, werden mit dem Ionenstrahl bestrahlt und die Bestrahlungszeit für jeden der neun Bereiche 10a wird durch den entsprechenden Verschluss 14a oder 14b eingestellt.
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Die nachfolgenden Vorgänge, die im Grunde die gleichen wie dieser des dritten Vorgangs sind, der oben beschrieben ist, werden nicht beschrieben, um Redundanz zu vermeiden.
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Wie es oben beschrieben ist, ist die Strukturmaske 15 mit den Maskenlöchern 15a und 15b versehen, die jeweils einem Bereich 10a entsprechen, so dass eine Frequenzeinstellung für die Bereiche 10a in einer Spalte senkrecht zu der Waferförderrichtung in mehreren Schritten durchgeführt werden kann. Selbst wenn daher die Bereiche 10a eng angeordnet sind, kann der gesamte Wafer 10 mit dem Ionenstrahl einheitlich bestrahlt werden. Zusätzlich können die Maskenlöcher 15a und 15b durch die entsprechenden Verschlüsse 14a und 14b einzeln geöffnet und geschlossen werden und kann die Maskierungshöhe (d. h. Abstand von dem Wafer 10) konstant gehalten werden. Daher ist es weniger wahrscheinlich, dass Bereiche benachbart zu Zielbereichen mit dem Ionenstrahl bestrahlt werden. Gleichzeitig ist es möglich, das Problem zu lösen, bei dem der Rand jedes Zielbereichs mit dem Ionenstrahl nicht ausreichend bestrahlt wird.
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2. Ausführungsbeispiel
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5 stellt eine Frequenzeinstellvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst ein Bereich 10a des Wafers 10 ein Array von vier mal vier Elementen. Die Bereiche 10a sind auf einer Grundlage von Zeile für Zeile um einen Abstand einer halben Teilung (zwei Elementen entsprechend) in die Förderrichtung verlagert. Das heißt, die Bereiche 10a in den geradzahligen Zeilen sind in die Förderrichtung um einen Abstand einer halben Teilung von den Bereichen 10a in den ungeradzahligen Zeilen verlagert. Die Größe einer Verlagerung d1 ist nicht auf einen Abstand einer halben Teilung (zwei Elementen entsprechend) begrenzt. Bei der Strukturmaske 15 sind eine Spalte der Maskenlöcher 15a und eine Spalte der Maskenlöcher 15b voneinander in die Förderrichtung des Wafers 10 um einen Abstand d2 beabstandet, der kleiner als eine Teilung P ist. Der Abstand d2, der bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gleich der Größe einer Verlagerung d1 ist, kann auf einen Wert gesetzt sein, der durch die folgende Gleichung bestimmt ist: d2 = n × p + d1 (n = 1, 2 oder dergleichen).
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Der Wafer 10 wird intermittierend relativ zu der Strukturmaske 15 in eine Pfeilrichtung mit einer Teilung von einem Bereich 10a gefördert. Jede der eingekreisten Zahlen (1 bis 3) in den jeweiligen Bereichen 10a gibt die Reihenfolge einer Aussetzung an. Zuerst werden zwei Spalten von Elementen in jedem Bereich, die mit einer eingekreisten Zahl 1 markiert sind, von dem entsprechenden Maskenloch 15b auf der vorgelagerten Seite freigelegt und frequenzmäßig eingestellt. Als Nächstes werden die Bereiche 10a, die mit einer eingekreisten Zahl 2 markiert sind, von den entsprechenden Maskenlöchern 15b freigelegt und frequenzmäßig eingestellt. Dann werden die Bereiche 10a, die mit einer eingekreisten Zahl 3 markiert sind, von den entsprechenden Maskenlöchern 15a und 15b freigelegt und frequenzmäßig eingestellt. Gleichermaßen werden die Bereiche 10a, die den Maskenlöchern 15a und 15b entsprechen, sequentiell frequenzmäßig eingestellt. Der Abstand d2 zwischen den Spalten der Maskenlöcher 15a und 15b kann einer Spalte von Elementen, drei Spalten von Elementen oder dergleichen entsprechen. Das heißt, der Abstand d2 kann auf einer Grundlage von Elementspalte für Elementspalte bestimmt werden, abhängig von der Anordnung der Bereiche 10a.
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3. Ausführungsbeispiel
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6 stellt eine Frequenzeinstellvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird jede einer Mehrzahl von Strukturmasken 20 und 21 verwendet, um Bereiche lediglich in spezifischen Zeilen bzw. Reihen zu bearbeiten. Somit wird eine Frequenzeinstellung für Bereiche in jeder Spalte senkrecht zu der Waferförderrichtung in mehreren Schritten durchgeführt. Die zwei Strukturmasken 20 und 21 sind voneinander um einen vorbestimmten Abstand D in die Waferförderrichtung beabstandet. Es ist bevorzugt, dass der Abstand D ein ganzzahliges Vielfaches der Bereichsteilung P ist. Die Strukturmaske 20 ist mit Maskenlöchern 20a 1, 20a 3, 20a 5, 20a 7 und 20a 9 versehen, die auf gestaffelte Weise angeordnet sind. Die Maskenlöcher 20a 1, 20a 3, 20a 5, 20a 7 und 20a 9 entsprechen Bereichen in jeweiligen ungeradzahligen Zeilen (d. h. der ersten, dritten, fünften, siebten und neunten Zeile). Genauer gesagt sind die Maskenlöcher 20a 1, 20a 5 und 20a 9 in der ersten, fünften bzw. neunten Zeile in der gleichen Spalte gebildet. Diese Spalte ist von der anderen Spalte der Maskenlöcher 20a 3 und 20a 7 in der dritten bzw. siebten Zeile in die Förderrichtung (X-Richtung) um einen Abstand d beabstandet, der einer oder mehreren Spalten entspricht. Die Maskenlöcher 20a 1, 20a 5 und 20a 9 werden durch entsprechende Verschlüsse 22a, die auf der linken Seite der Strukturmaske 20 angeordnet sind, einzeln geöffnet und geschlossen. Die Maskenlöcher 20a 3 und 20a 7 werden durch entsprechende Verschlüsse 22b, die auf der rechten Seite der Strukturmaske 20 angeordnet sind, einzeln geöffnet und geschlossen.
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Die andere Strukturmaske 21 ist mit Maskenlöchern 21a 2, 21a 4, 21a 6 und 21a 8 versehen, die auf gestaffelte Weise angeordnet sind. Die Maskenlöcher 21a 2, 21a 4, 21a 6 und 21a 8 entsprechen Bereichen in jeweiligen geradzahligen Zeilen (d. h. der zweiten, vierten, sechsten und achten Zeile). Genauer gesagt sind die Maskenlöcher 21a 2 und 21a 6 in der zweiten bzw. sechsten Zeile in der gleichen Spalte gebildet. Diese Spalte ist von der anderen Spalte der Maskenlöcher 21a 4 und 21a 8 in der vierten bzw. achten Zeile in die Förderrichtung (X-Richtung) um einen Abstand d beabstandet, der einer oder mehreren Spalten entspricht. Die Maskenlöcher 21a 2 und 21a 6 werden durch jeweilige Verschlüsse 23a, die auf der linken Seite der Strukturmaske 21 angeordnet sind, geöffnet und geschlossen. Die Maskenlöcher 21a 4 und 21a 8 werden durch entsprechende Verschlüsse 23b, die auf der rechten Seite der Strukturmaske 21 angeordnet sind, einzeln geöffnet und geschlossen.
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Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden bei dem Wafer 10, der die Strukturmaske 21 durchlaufen hat, lediglich Bereiche 10b in den geradzahligen Zeilen frequenzmäßig eingestellt, wie es durch eine Schattierung in 7A angegeben ist. Dann durchläuft der Wafer 10 weiter die Strukturmaske 20, so dass Bereiche 10c in den ungeradzahligen Zeilen frequenzmäßig eingestellt werden, wie es durch eine Schattierung in 7B angegeben ist. Bei dem Wafer 10, der die zwei Strukturmasken 20 und 21 durchlaufen hat, ist somit die Frequenzeinstellung für die Bereiche 10b und 10c in allen Zeilen abgeschlossen. In dem Fall von 7A und 7B werden die Bereiche 10b in den geradzahligen Zeilen zuerst frequenzmäßig eingestellt, da die Strukturmaske 21 (siehe 6) in Waferförderrichtung vorgelagert positioniert ist. Wie es klar wird, werden die Bereiche 10c in den ungeradzahligen Zeilen zuerst frequenzmäßig eingestellt, falls die Strukturmaske 20 in Waferförderrichtung vorgelagert positioniert ist.
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Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden Bereiche in einer Spalte senkrecht zu der Förderrichtung in vier Schritten frequenzmäßig eingestellt. Selbst wenn viele sehr kleine Bereiche in einem Wafer eng angeordnet sind, können daher angrenzende Verschlüsse und Betätiger ohne gegenseitige Beeinflussung angeordnet sein. Wie es oben beschrieben ist, sind die Strukturmasken 20 und 21 um den Abstand D in die Förderrichtung voneinander beabstandet. Daher ist es möglich, Betätiger zu verwenden, die jeweils eine axiale Länge aufweisen, die viel länger als die Größe des entsprechenden Bereichs ist. Es wird klar, dass die Anzahl von Strukturmasken, die in die Förderrichtung angeordnet sind, nicht auf zwei begrenzt ist, sondern drei oder mehr betragen kann.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele begrenzt, die oben beschrieben sind, und kann verschiedenartig modifiziert werden. Obwohl die obigen Ausführungsbeispiele die Fälle beschreiben, bei denen jeder Bereich eines Wafers und jedes Maskenloch einer Strukturmaske beide von im Wesentlichen quadratischer Form sind, ist die vorliegende Erfindung auch auf den Fall anwendbar, bei dem dieselben beide von im Wesentlichen rechteckiger Form sind. Obwohl die obigen Ausführungsbeispiele die Fälle beschreiben, bei denen eine Mehrzahl von Elementen in einem Bereich enthalten ist, ist die vorliegende Erfindung auch auf den Fall anwendbar, bei dem ein Bereich einem Element entspricht. Obwohl die obigen Ausführungsbeispiele die Fälle beschreiben, bei denen eine Mehrzahl von Elementen an einem Wafer eng gebildet ist, ist die vorliegende Erfindung auch auf den Fall anwendbar, in dem eine Mehrzahl von Elementen auf einer Ablage eng angeordnet ist. Obwohl die obigen Ausführungsbeispiele die Fälle beschreiben, in denen ein Ionenstrahl nach unten in die vertikale Richtung angelegt wird, ist die vorliegende Erfindung auch auf den Fall anwendbar, in dem ein Ionenstrahl nach oben oder horizontal angelegt wird.