(57)【要約】【課題】イオンビームのビーム幅が変化した場合であっても、基板へのイオン注入処理に実質的に寄与しない時間を削減し、スループットを向上させることができるイオン注入装置およびイオン注入方法を提供する【解決手段】イオン注入装置１０を、基板Ｓを保持する保持体２０と連動し、基板ＳがイオンビームＩＢに曝され始める以前にイオンビームＩＢに曝される第一被検知部２１Ａと、基板ＳがイオンビームＩＢに曝され終える以後にイオンビームＩＢに曝される第二被検知部２２Ａと、第一被検知部２１Ａと第二被検知部２２ＡのそれぞれがイオンビームＩＢに曝されているか否かの状態を検知した検知結果Ｃ１を取得する検知部５０と、検知結果Ｃ１からビーム幅Ｗに応じた算出値Ｃ２を算出し、算出値Ｃ２に基づいて移送機構３０が保持体２０を移送する動作を制御し得る制御部６０と、を備える構成とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持した保持体を処理室内に照射されているイオンビームを横切るように一方向へ移送させる移送機構を備え、前記移送機構が前記基板を保持した前記保持体を前記一方向へ移送させる過程において、前記基板の被照射面が前記イオンビームに曝されるイオン注入装置であって、
前記イオンビームは、前記被照射面上での形状について、前記一方向に沿ったビーム幅と、前記一方向との直交方向に沿ったビーム長さを有し、
前記過程の間、前記保持体と連動し、前記基板が前記イオンビームに曝され始める以前に前記イオンビームに曝される第一被検知部と、
前記過程の間、前記保持体と連動し、前記基板が前記イオンビームに曝され終える以後に前記イオンビームに曝される第二被検知部と、
前記過程の間、前記第一被検知部と前記第二被検知部のそれぞれが前記イオンビームに曝されているか否かの状態を検知した検知結果を取得する検知部と、
前記検知結果から前記ビーム幅に応じた算出値を算出し、前記算出値に基づいて前記移送機構が前記保持体を移送する動作を制御し得る制御部と、を備えるイオン注入装置。
【請求項２】
前記第一被検知部または前記第二被検知部の少なくとも一方は、前記保持体が前記基板を保持した状態について前記直交方向に離間して設けられた複数の被検知領域を備え、
前記検知部は、複数の前記被検知領域のそれぞれが前記イオンビームに曝されているか否かの状態を検知して前記検知結果を取得する請求項１に記載のイオン注入装置。
【請求項３】
前記第一被検知部または前記第二被検知部の少なくとも一方は、３以上の前記被検知領域を備える請求項２に記載のイオン注入装置。
【請求項４】
前記処理室内に、照射されている前記イオンビームのビーム電流を検出する検出器を備え、
前記第一被検知部または前記第二被検知部の少なくとも一方は、前記処理室内で前記検出器に到達するイオンビームを遮蔽する遮蔽体により構成され、
前記検知部は、前記検出器が検出する前記ビーム電流の値により前記検知結果を取得する構成とされている請求項１〜３のいずれか１項に記載のイオン注入装置。
【請求項５】
基板を保持した保持体を処理室内に照射されているイオンビームを横切るように一方向へ移送させる移送機構を備え、前記移送機構が前記基板を保持した前記保持体を前記一方向へ移送させる過程において、前記基板の被照射面が前記イオンビームに曝されるイオン注入方法であって、
前記イオンビームは、前記基板の前記イオンビームの被照射面に対して、前記一方向に沿ったビーム幅と、前記一方向との直交方向に沿ったビーム長さを有し、
前記過程の間、前記保持体と連動し、前記基板が前記イオンビームに曝され始める以前に前記イオンビームに曝される第一被検知部と、
前記過程の間、前記保持体と連動し、前記基板が前記イオンビームに曝され終える以後に前記イオンビームに曝される第二被検知部と、
を備え、
検知部が、前記過程の間、前記第一被検知部と前記第二被検知部のそれぞれが前記イオンビームに曝されているか否かの状態を検知した検知結果を取得する検知ステップと、
制御部が、検知結果から前記ビーム幅に応じた算出値を算出する算出ステップと、
前記制御部が、前記算出値に基づいて前記移送機構が前記保持体を移送する動作を制御し、前記基板がイオンビームに曝される注入ステップと、
を含むイオン注入方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオン注入装置およびイオン注入方法に関し、特に、処理対象の基板を、イオンビームを横切るように一方向に移送させてイオン注入処理を施すイオン注入装置およびイオン注入方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程やフラットパネルディスプレイ製造工程において使用されるイオン注入装置では、イオン注入処理対象である基板（ウェーハやガラス基板）に対して、所定の枚数ごとにイオン注入処理が施される。このようなイオン注入装置として、例えば、特許文献１に開示されたイオン注入装置が知られている。
【０００３】
特許文献１のイオン注入装置は、ガラス基板に対してイオン注入処理を施すものである。このイオン注入装置では、１枚目のガラス基板を処理室内に搬入し、ガラス基板を搬送機構によってイオンビームを横切るように一方向に移送させることにより、ガラス基板にイオンビームを照射させる構成とされている。イオン注入処理が施された１枚目のガラス基板は処理室外部に搬出され、その後、処理室内に２枚目のガラス基板が搬入され、１枚目のガラス基板と同様の処理が施される。以降、同様の動作が繰り返されて複数枚のガラス基板にイオン注入処理が施される。
【０００４】
このようなイオン注入装置においては、途中、イオンビームを形成するイオン種を切り替えて使用されることがあるが、イオン種によって生成されるイオンビームのビーム幅が異なるため、ガラス基板の全面にイオンビームを照射するのに実質的に必要なガラス基板を移送させる距離は、Ｂ＋やＡｒ＋等のイオン種ごとに異なるものとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１４３１１０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のイオン注入装置では、イオン注入処理時に基板を一方向に移送させる距離をイオン種に応じて変更することはできなかった。すなわち、イオン注入処理時に基板を一方向に移送させる距離は、どのようなイオン種からなるイオンビームであっても基板に不具合なくイオン注入処理を施せるよう、想定され得るイオンビームのビーム幅に対して十分に大きい距離を確保した設定とされていた。したがって、ガラス基板が一方向に移送される間において、基板にイオンビームが曝されない時間、すなわち、基板へのイオン注入処理には実質的には寄与しない時間が多く発生するという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、その目的は、イオンビームのビーム幅が変化した場合であっても、基板へのイオン注入処理に実質的に寄与しない時間を削減し、スループットを向上させることができるイオン注入装置およびイオン注入方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るイオン注入装置は、基板を保持した保持体を処理室内に照射されているイオンビームを横切るように一方向へ移送させる移送機構を備え、前記移送機構が前記基板を保持した前記保持体を前記一方向へ移送させる過程において、前記基板の被照射面が前記イオンビームに曝されるイオン注入装置であって、前記イオンビームは、前記基板の前記イオンビームの被照射面に対して、前記一方向に沿ったビーム幅と、前記一方向との直交方向に沿ったビーム長さを有し、  前記過程の間、前記保持体と連動し、前記基板が前記イオンビームに曝され始める以前に前記イオンビームに曝される第一被検知部と、前記過程の間、前記保持体と連動し、前記基板が前記イオンビームに曝され終える以後に前記イオンビームに曝される第二被検知部と、前記過程の間、前記第一被検知部と前記第二被検知部のそれぞれが前記イオンビームに曝されているか否かの状態を検知した検知結果を取得する検知部と、前記検知結果から前記ビーム幅に応じた算出値を算出し、前記算出値に基づいて前記移送機構が前記保持体を移送する動作を制御し得る制御部と、を備える。
【０００９】
この構成によれば、基板を保持した保持体が移送機構に一方向へ移送され、基板に対してイオンビームが照射される過程の中で、検知部により、第一被検知体と第二被検知体によって基板の被照射面にイオンビームが曝されるより前と後のタイミングを検知することができることから、制御部が検知結果に基づいてイオンビームのビーム幅に応じた算出値を算出し、算出値に基づいて移送機構が前記保持体を移送する動作を制御できる。
したがって、イオンビームのビーム幅が変化した場合であっても、検知結果を取得した以降にイオンビームに曝される基板に対し、移送機構が基板を一方向へ移送させる動作をイオンビームのビーム幅に応じた算出値に基づいて制御できることから、基板へのイオン注入処理に実質的に寄与しない時間を削減し、イオン注入処理におけるスループットを向上させることができる。
【００１０】
また、本発明に係るイオン注入装置においては、前記第一被検知部または前記第二被検知部の少なくとも一方は、前記保持体が前記基板を保持した状態について前記直交方向に離間して設けられた複数の被検知領域を備え、前記検知部は、複数の前記被検知領域のそれぞれが前記イオンビームに曝されているか否かの状態を検知して前記検知結果を取得する構成としてもよい。
【００１１】
この構成によれば、第一被検知部または第二被検知部の少なくとも一方が、直交方向に離間して配置された複数の検知領域により構成されることから、イオンビームの基板の被照射面に入射する形状が変化した場合であっても、複数の被検知領域から検知結果を取得することができる。したがって、基板にイオンビームが曝されるより前と後のタイミングを精度良く検知することができ、算出値を実際のビーム幅に基づく値に近づけることができる。
【００１２】
また、本発明に係るイオン注入装置においては、前記第一被検知部または前記第二被検知部の少なくとも一方は、３以上の前記被検知領域を備える構成としてもよい。
【００１３】
この構成によれば、第一被検知部または第二被検知部の少なくとも一方が、３以上の被検知領域を備えることから、イオンビームの基板の被照射面に入射する形状が変化した場合であっても、３箇所以上の被検知領域から検知結果を取得することができる。したがって、基板にイオンビームが曝されるより前と後のタイミングを精度良く検知することができ、算出値を実際のビーム幅に基づく値に近づけることができる。
【００１４】
また、本発明に係るイオン注入装置においては、前記処理室内に、照射されている前記イオンビームのビーム電流を検出する検出器を備え、前記第一被検知部または前記第二被検知部の少なくとも一方は、前記処理室内で前記検出器に到達するイオンビームを遮蔽する遮蔽体により構成され、前記検知部は、前記検出器が検出する前記ビーム電流の値により前記検知結果を取得する構成としてもよい。
【００１５】
この構成によれば、検出器に到達するイオンビームを遮蔽部が遮蔽した場合には、検出器においてビーム電流が検出されなくなるため、遮蔽部がイオンビームを遮蔽しているか否かを検知することにより検知結果を取得することができる。
【００１６】
本発明に係るイオン注入方法は、基板を保持した保持体を処理室内に照射されているイオンビームを横切るように一方向へ移送させる移送機構を備え、前記移送機構が前記基板を保持した前記保持体を前記一方向へ移送させる過程において、前記基板の被照射面が前記イオンビームに曝されるイオン注入方法であって、前記イオンビームは、前記基板の前記イオンビームの被照射面に対して、前記一方向に沿ったビーム幅と、前記一方向との直交方向に沿ったビーム長さを有し、前記過程の間、前記保持体と連動し、前記基板が前記イオンビームに曝され始める以前に前記イオンビームに曝される第一被検知部と、前記過程の間、前記保持体と連動し、前記基板が前記イオンビームに曝され終える以後に前記イオンビームに曝される第二被検知部と、を備え、検知部が、前記過程の間、前記第一被検知部と前記第二被検知部のそれぞれが前記イオンビームに曝されているか否かの状態を検知した検知結果を取得する検知ステップと、制御部が、検知結果から前記ビーム幅に応じた算出値を算出する算出ステップと、前記制御部が、前記算出値に基づいて前記移送機構が前記保持体を移送する動作を制御し、前記基板がイオンビームに曝される注入ステップと、を含む。
【００１７】
この方法によれば、基板を保持した保持体が移送機構に一方向へ移送され、基板の被照射面に対してイオンビームが照射される過程の中で、検知部により、第一被検知体と第二被検知体によって基板にイオンビームが曝されるより前と後のタイミングを検知することができることから、制御部が検知結果に基づいてイオンビームのビーム幅に応じた算出値を算出し、算出値に基づいて移送機構が前記保持体を移送する動作を制御できる。
したがって、検知結果を取得した以降にイオンビームに曝される基板に対し、移送機構が基板を一方向へ移送させる動作をイオンビームのビーム幅に応じた算出値に基づいて制御できることから、イオンビームのビーム幅が変化した場合であっても、基板へのイオン注入処理に実質的に寄与しない時間を削減し、イオン注入処理におけるスループットを向上させることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のイオン注入処理装置およびイオン注入方法によれば、イオンビームのビーム幅が変化した場合であっても、基板へのイオン注入処理に実質的に寄与しない時間を削減し、スループットを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係るイオン注入処理装置の一実施形態を示す模式図。
【図２】同実施形態の保持体、搬送機構および検知器を示す斜視図。
【図３】同実施形態の保持体の第一ステップにおける速度変化を示すグラフ。
【図４】同実施形態の保持体の第一ステップにおける位置の遷移を示す模式図。
【図５】同実施形態の保持体の第二ステップにおける位置の遷移を示す模式図。
【図６】同実施形態の保持体の第一変形例を示す模式図。
【図７】同実施形態の第一変形例の保持体の第一ステップにおける位置の遷移を示す模式図。
【図８】同実施形態の保持体の第二変形例を示す模式図。
【図９】同実施形態の第二変形例における保持体の第二ステップにおける位置の遷移を示す模式図。
【図１０】同実施形態の保持体のその他の変形例を示す模式図。
【図１１】同実施形態の第一被検知部および第二被検知部の変形例を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
＜本実施形態におけるイオン注入装置の構成＞
まず、本発明の一実施形態におけるイオン注入装置１０の構成について説明する。本実施形態におけるイオン注入装置１０は、ＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）製造工程で使用され、外形が矩形状のガラス基板である基板Ｓに対してイオン注入処理を施す装置である。
【００２１】
図１に示すように、イオン注入装置１０は、原材料からイオンビームＩＢを生成するイオン生成部１１と、生成したイオンビームＩＢから所望のイオンを質量分析するとともにイオンビームＩＢを輸送するイオン輸送部１２と、内部を真空とされた処理室１３を備える。イオン生成部１１は、原材料からプラズマを生成するイオン源（不図示）とイオン源で生成されたプラズマからイオンビームＩＢを引き出す引出電極系（不図示）等から構成される。また、イオン輸送部１２は、質量分析磁石（不図示）と分析スリット（不図示）等から構成される。
【００２２】
イオン輸送部１２を通過したイオンビームＩＢは、その後、処理室１３内に導入される。尚、図１に示すように、イオンビームＩＢは進行方向Ｄｂに沿って直線的に処理室１３内を進行する。処理室１３内では、後述するように、基板Ｓは搬送路３１に沿ってイオンビームＩＢを横切るように移送され、この間に基板Ｓの被照射面Ｓｓの全面がイオンビームＩＢに曝されることにより、基板Ｓに対するイオン注入処理が施されることになる。
【００２３】
また、図１に示すように、処理室１３には、内部を大気圧雰囲気と真空雰囲気に切り替え可能なロードロック室１４が接続されており、基板Ｓはロードロック室１４を介して外部機構１５から処理室１３内に搬入される。また、処理室１３内でイオン注入処理が施された後の基板Ｓは、再びロードロック室１４を介して処理室１３から外部機構１５に搬出される構成である。
【００２４】
図１に示すように、処理室１３の内部には、基板Ｓを保持する保持体２０と、保持体２０を一方向Ｄ１に移送させる移送機構３０が配置されている。移送機構３０は、モーターなどの駆動源（不図示）と一方向Ｄ１に沿った搬送路３１を備えている。イオン注入処理時には、移送機構３０は、モーター等の駆動源（不図示）により駆動されて、基板Ｓを保持した保持体２０を、処理室１３内に照射されているイオンビームＩＢを横切るよう、搬送路３１に沿って一方向Ｄ１へ移送させる構成である。
尚、本実施形態においては、搬送路３１はイオンビームＩＢの進行方向Ｄｂ
と直交するよう、すなわち、進行方向Ｄｂと一方向Ｄ１が直交するように構成されているが、進行方向Ｄｂと一方向Ｄ１は必ずしも直交している必要はない。
【００２５】
また、処理室１３内には、処理室１３内に導かれたイオンビームＩＢのビーム電流を検出する検出器４０が、イオンビームＩＢの進行方向Ｄｂ上、かつ、搬送路３１に対して進行方向Ｄｂ側に配置されている。すなわち、処理室１３内に導入されたイオンビームＩＢが入射するよう検出器４０は配置されており、イオン注入装置１０の動作中は常にイオンビームＩＢのビーム電流を検出し得る構成とされている。例えば、検出器４０では、イオンビームＩＢが検出器４０に入射している間はビーム電流が検出される。一方で、例えば、イオンビームＩＢが基板Ｓに照射されている間は、イオンビームＩＢは基板Ｓによって遮蔽されるため検出器４０には到達せず、検出器４０ではビーム電流は検出されないことになる。
【００２６】
図２に示すように、検出器４０は全体が直方体の箱型形状であり、検出器４０のイオンビームＩＢに対向する表面部４０ｓには、一方向Ｄ１に沿った開口であるスリット４１を複数備えている。各スリット４１は、後述するイオンビームＩＢのビーム長さＬ方向に沿って、一定の間隔で離間するように配置されている。
【００２７】
また、図１に示すように、検出器４０の内部には、各スリット４１の後方に、すなわちイオンビームＩＢの進行方向Ｄｂ側に、複数のファラデーカップ４２がそれぞれ配置されており、検出器４０は、各スリット４１を通過したイオンビームＩＢのビーム電流を各ファラデーカップ４２によってそれぞれ検出できる構成である。
【００２８】
図２に示すように、本実施形態におけるイオンビームＩＢはリボン状のイオンビームであり、基板ＳにイオンビームＩＢが照射されている間における被照射面Ｓｓ上での形状について、一方向Ｄ１に沿ったビーム幅Ｗと、一方向Ｄ１との直交方向Ｄ２に沿ったビーム長さＬを有する。
尚、イオンビームＩＢは、基板Ｓの被照射面ＳｓがイオンビームＩＢに曝される状態における被照射面Ｓｓと平行な断面が、一方向Ｄ１に沿ったビーム幅Ｗと、一方向Ｄ１との直交方向Ｄ２に沿ったビーム長さＬを有するとい言い換えることもできる。
【００２９】
本発明における実施形態においては、以降、イオンビームＩＢが基板Ｓに照射されている状態における、被照射面Ｓｓ上でのイオンビームＩＢの形状を単にイオンビームＩＢの断面形状というものとする。例えば、図２に示すように、本実施形態におけるイオンビームＩＢの断面形状はビーム幅Ｗよりもビーム長さＬが大きい矩形状である。
【００３０】
図２に示すように、処理室１３内に配置された保持体２０は、一方向Ｄ１について前側の端縁に板状の第一被検知部２１Ａを、後側の端縁に板状の第二被検知部２２Ａを備えている。すなわち、保持体２０が一方向Ｄ１に搬送される過程では、第一被検知部２１Ａは基板ＳがイオンビームＩＢに曝され始める以前にイオンビームに曝され、また、第二被検知部２２Ａは基板ＳがイオンビームＩＢに曝され終える以後にイオンビームに曝されることになる。
【００３１】
第一被検知部２１Ａと第二被検知部２２Ａは、基板Ｓを保持した状態で直交方向Ｄ２について同位置であり、保持体２０が搬送機構３０により一方向Ｄ１に移送される過程においては、第一被検知部２１Ａと第二被検知部２２Ａはともに、検出器４０に到達するイオンビームＩＢを、より具体的には、検出器４０の複数のスリット４１の内、ひとつのスリット４１ａを通過してファラデーカップ４２に入射するイオンビームＩＢを、遮蔽し得るように位置付けられている。すなわち、換言すれば、第一被検知部２１Ａおよび第二被検知部２２Ａは、処理室１３内で検出器４０に到達するイオンビームＩＢを遮蔽する遮蔽体である。
尚、第一被検知部２１Ａと第二被検知部２２Ａはひとつのスリット４１ａを通過するイオンビームＩＢを遮蔽し得る構成としているが、複数のスリット４１を通過するイオンビームＩＢを遮蔽し得る構成であってもよい。
【００３２】
また、本実施形態においては、第一被検知部２１Ａと第二被検知部２２Ａはともに保持体２０とは別部材であり、保持体２０に対して着脱自在な構成とされているが、第一被検知部２１Ａと第二被検知部２２Ａはいずれも保持体２０と一体成形されていてもよい。すなわち、保持体２０の一部を第一被検知部２１Ａおよび第二被検知部２２Ａと捉えてもよい。
【００３３】
図１および図２に示すように、イオン注入装置１０は、検出器４０が検出したイオンビームＩＢのビーム電流の値により、第一被検知部２１Ａと第二被検知部２２ＡのそれぞれがイオンビームＩＢに曝されているか否かの状態を検知した検知結果Ｃ１を取得する検知部５０を備えている。
【００３４】
本実施形態においては、第一被検知部２１Ａと第二被検知部２２Ａは、ともに基板Ｓを保持した保持体２０が一方向Ｄ１に搬送される過程で、スリット４１ａを通過して検出器４０内のファラデーカップ４２に到達するイオンビームＩＢを遮蔽するものである。
【００３５】
すなわち、第一被検知部２１Ａまたは第二被検知部２２ＡがイオンビームＩＢを遮蔽している場合には、検出器４０ではスリット４１ａを通過したイオンビームＩＢのビーム電流が検出されなくなる。つまり、検知部５０は、検出器４０においてスリット４１ａを通過するイオンビームＩＢのビーム電流が検出されているか否かにより、第一被検知部２１Ａまたは第二被検知部２２Ａがイオンビームに曝されているか否かの状態を判断し、その結果を検知結果Ｃ１として取得する。
尚、ビーム電流が検出されているか否かを判断することには、単にビーム電流がゼロか否かを判断するだけでなく、例えば、ビーム電流が事前に設定した閾値以下か否かを判断することも含まれる。
【００３６】
したがって、本実施形態においては、第一被検知部２１Ａと第二被検知部２２ＡのそれぞれがイオンビームＩＢに曝されているか否かの状態は、第一被検知部２１Ａと第二被検知部２２ＡのそれぞれがイオンビームＩＢを遮蔽しているか否かの状態と同義である。すなわち、本実施形態においては、検知結果Ｃ１は、第一被検知部２１Ａまたは第二被検知部２２Ａがスリット４１ａを通過するイオンビームＩＢを遮蔽しているか否かの状態を検知して取得されたものと捉えてよい。
【００３７】
また、図１に示すように、イオン注入装置１０は、検知結果Ｃ１からビーム幅Ｗに応じた算出値Ｃ２を算出し、算出値Ｃ２に基づいて移送機構３０が保持体２０を移送する動作を制御しうる制御部６０を備えている。本実施形態における算出値Ｃ２は、後述するように、保持体２０を一方向Ｄ１に搬送を開始するのに最適な保持体２０の開始位置Ｒ０である。
尚、算出値Ｃ２は、イオン種の変更等によってビーム幅Ｗが変化した場合に、変化後のビーム幅に応じて搬送機構３０の動作を制御できるものであればどのようなものであってもよい。
【００３８】
＜本実施形態のイオン注入装置を使用したイオン注入方法＞
次に、本実施形態のイオン装置１０を使用したイオン注入方法について説明する。
本実施形態におけるイオン注入方法は、１枚目の基板Ｓを処理室１３内に搬入し、保持体２０に保持させ、基板Ｓを保持した保持体２０を処理室１３内に照射されているイオンビームＩＢを横切るように搬送機構３０により一方向Ｄ１に移送させる第一ステップを含む。また、第一ステップには、第一ステップの間に、検知結果Ｃ１を取得する取得ステップと、算出値Ｃ２を算出する算出ステップが含まれる。
【００３９】
また、本実施形態のイオン注入方法は、保持体２０が算出値Ｃ２に基づいて移送機構３０により移送され、第一ステップより後に基板ＳがイオンビームＩＢに曝される注入ステップを含む。
注入ステップには、第二ステップとして後述する、算出値Ｃ２に基づいて１枚目の基板Ｓにイオン注入処理が施された後に処理室１３に搬入される２枚目以降の基板Ｓが、算出値Ｃ２に基づいて搬送路３１上を搬送機構３０により搬送される方法が含まれる。
【００４０】
また、基板Ｓが搬送路３１上を複数回往復搬送され、複数回にわたってイオンビームＩＢを横切ることにより、基板Ｓにイオン注入が施される場合において、注入ステップには、第一ステップで取得した算出値Ｃ２に基づいて１枚目の基板Ｓが再び搬送路３１上を搬送されることにより、１枚目の基板Ｓにイオン注入処理を施す方法が含まれる。
尚、いずれの場合においても、基板Ｓを保持した保持体２０は搬送機構３０により搬送路３１上を搬送され、搬送機構３０は、算出値Ｃ２に基づいて制御部６０により動作が制御される。
【００４１】
本実施形態においては、注入ステップは、２枚目以降の基板Ｓがイオンビームに曝されてイオン注入が施される第二ステップであるものとして説明する。
【００４２】
＜第一ステップ＞
次に、各ステップについて説明する。
第一ステップでは、１枚目の基板Ｓを処理室１３内に搬入し、図２に示すように、基板Ｓを保持体２０に保持させる。
次に、基板Ｓを保持した保持体２０を処理室１３内に照射されているイオンビームＩＢを横切るように搬送機構３０により一方向Ｄ１に移送させる。
第一ステップの過程の間、基板Ｓの被照射面ＳｓがイオンビームＩＢに曝されることにより、１枚目の基板Ｓに対してイオン注入処理が施されることになる。また、第一ステップの間、検知部５０は検知結果Ｃ１を取得している。
【００４３】
まず、第一ステップにおける保持体２０の動作について説明する。尚、保持体２０の移送はすべて搬送機構３０により行われている。
図４（ａ）〜（ｄ）は、第一ステップにおける保持体２０の位置の遷移を示す模式図である。図４（ａ）〜（ｄ）には、第一ステップの過程における基板Ｓを保持した保持体２０と、イオンビームＩＢと、検出器４０のスリット４１の位置関係が表されている。また、図４（ａ）〜（ｄ）は、保持体２０を検出器４０側から見た状態を示しているが、検知器４０は、理解を容易にするため、第一被検知部２１Ａと第二被検知部２２Ａにより遮蔽され得るイオンビームＩＢが通過するスリット４１ａのみ表している。
【００４４】
さらに、図３には保持体２０が搬送路３１上を一方向Ｄ１へ移送される際の保持体２０の速度変化が描かれている。図３に示すように、第一ステップでは、１枚目の基板Ｓを保持した保持体２０は、初期位置Ｐ０に位置づけられ、その後、停止した状態から第一定速到達位置Ｐ１に至るまでの間一定の加速度ａで加速され、時刻Ｔ１で第一定速到達位置Ｐ１に至り、このとき保持体２０は速度Ｖに到達する。
【００４５】
第一定速到達位置Ｐ１に到達した保持体２０は、その後、時刻Ｔ２で第一減速開始位置Ｐ２に到達するまで一定の速度Ｖで移送され、この間に基板Ｓの被照射面ＳｓがイオンビームＩＢに曝されてイオン注入処理が施される。
保持体２０は、第一減速開始位置Ｐ２に到達した後、一定の加速度ｂで減速され、時刻Ｔ３で停止位置Ｐ３において停止する。
尚、加速度ａと加速度ｂの大きさは同一であっても、異なっていても構わない。また、図３に示される第一定速到達位置Ｐ１、第一減速開始位置Ｐ２、および停止位置Ｐ３は、図４に示される第一定速到達位置Ｐ１、第一減速開始位置Ｐ２、および停止位置Ｐ３に対応している。
【００４６】
第一定速到達位置Ｐ１および第一減速開始位置Ｐ２は、どのようなイオン種からなるイオンビームＩＢであっても、すなわちイオンビームＩＢのビーム幅Ｗが想定される範囲内でどのような値であっても、基板Ｓの被処理面Ｓ１全面が一定の速度ＶでイオンビームＩＢを横切ることができるよう十分な間隔を空けて設定されていればよく、本実施形態においては、スリット４１ａの一方向Ｄ１についての開口幅Ｗｓが想定される最大のビーム幅Ｗを基に設定されている。
【００４７】
図４（ｄ）に示すように、第一定速到達位置Ｐ１は、スリット４１ａの一方向Ｄ１についての後側端部から距離ｄだけ後方の位置に設定されている。また、第一減速開始位置Ｐ２は、スリットＷの一方向Ｄ１についての前側端部から距離ｄだけ前方の位置に設定されている。距離ｄは、基板Ｓが確実に一定の速度ＶでイオンビームＩＢを横切ることを保証するため、基板Ｓが一定の速度Ｖで動作する距離に余裕をもたせるために設定する距離であり、距離ｄは搬送機構３０の動作性能に応じて設定すればよい。
【００４８】
すなわち、第１テップにおいて、基板Ｓを保持した保持体２０が一定の速度Ｖで移送される第一定速到達位置Ｐ１から第一減速開始位置Ｐ２までの初期定速距離Ｌ１は（式１）で示される。
（式１）Ｌ１＝Ｗｓ＋２ｄ
【００４９】
＜検知ステップ＞
続いて、第一ステップの間に検知結果Ｃ１を取得する検知ステップについて説明する。まず、図４（ａ）に示すように、保持体２０は搬送路３１上において初期位置Ｐ０から第一定速到達位置Ｐ１に到達し、その後、速度Ｖで一方向Ｄ１に移送される。
【００５０】
保持体２０が第一定速到達位置Ｐ１から第一減速開始位置Ｐ２に至るまでの間においては、まず、図４（ｂ）に示すように、第一被検知部２１ＡがイオンビームＩＢに曝され始める。すなわち、第一被検知部２１Ａがスリット４１ａを通過して検出器４０に到達していたイオンビームＩＢを遮蔽し始める。このとき、検出器４０では検出されていたビーム電流が初期値から下がり始め、やがてビーム電流がゼロとなる。このとき、検知部５０は、検出器４０で検出されるビーム電流が低下し始めたこと、または、ゼロ、もしくは閾値以下となったことを検知することで、第一被検知部２１ＡがイオンビームＩＢを遮蔽したと判断し、このときの保持体２０の搬送路３１上の位置である遮蔽開始位置Ｑ１を取得する。
【００５１】
続いて、図４（ｃ）に示すように、基板ＳがイオンビームＩＢを横切り終えた後、第二被検知部２２ＡがイオンビームＩＢに曝されてイオンビームＩＢを遮蔽し、その後、第二被検知部２２Ａがイオンビームを遮蔽し終える。このとき、検出器４０では、スリット４１ａを通過したビーム電流が検出され始めることから、検出されるビーム電流が上昇し始め、やがて初期値に戻る。このとき、検知部５０では、検出器４０で検出されるビーム電流が上昇し始めたこと、または、初期値に戻ったこと、あるいは閾値以上になったことを検知することで、第二被検知部２２ＢがイオンビームＩＢを遮蔽し終えたと判断し、このときの保持体２０の位置である遮蔽終了位置Ｑ２を取得する。
その後、図４（ｄ）に示すように、保持体２０は、第一減速開始位置Ｐ２にて加速度ｂで減速を開始し、位置Ｐ３で停止する。
【００５２】
すなわち、第一実施形態においては、検出器４０は、保持体２０が遮蔽開始位置Ｑ１から遮蔽終了位置Ｑ２に至るまでの間、または遮蔽開始時間Ｔ１から遮蔽終了時間Ｔ２までの間、基板ＳがイオンビームＩＢに曝される前後で、第一被検知部２１Ａと第二被検知部２２ＡがイオンビームＩＢを遮蔽している、すなわちイオンビームＩＢに曝されているという検知結果Ｃ１を取得している。
【００５３】
このようにして、検知ステップでは、検知部５０は、保持体２０の第一被検知部２１Ａから第二被検知部２２Ａが検知器４０に到達するイオンビームＩＢを遮蔽し始めるタイミングと遮蔽し終えるタイミングを検知することにより、検知結果Ｃ１を取得している。
つまり、検知結果Ｃ１からは、遮蔽開始位置Ｑ１から遮蔽終了位置Ｑ２に至るまでの間に、基板Ｓの被照射面Ｓｓの全面がイオンビームＩＢに曝されることが分かる。一方で、第一ステップにおいて、保持体２０が移送を開始される初期位置Ｐ０から遮蔽開始位置Ｑ１に至る間、および、遮蔽終了位置Ｑ２から保持体２０が停止する位置Ｐ３にいる間は、基板Ｓの被照射面ＳｓがイオンビームＩＢに曝されることはなく、実質的にイオン注入処理に寄与しない時間であることが分かる。
【００５４】
＜算出ステップ＞
次に、制御部６０が検知結果Ｃ１からビーム幅Ｗに応じた算出値Ｃ２を取得する算出ステップについて説明する。
算出ステップにおいては、制御部６０は、まず、検知結果Ｃ１により、基板Ｓを遮蔽開始位置Ｑ１から遮蔽終了位置Ｑ２に至るまでの間、一定の速度Ｖで一方向Ｄに移送させることで基板Ｓの被処理面Ｓｓの全面にイオン注入処理を施すことができると判断する。
尚、遮蔽開始位置Ｑ１および遮蔽終了位置Ｑ２は、検出部５０がビーム電流を実測した結果に基づき算出されたものであるから、遮蔽開始位置Ｑ１から遮蔽終了位置Ｑ２までの距離Ｌ２は、予め十分な距離に設定された第一定速到達位置Ｐ１から第一減速開始位置Ｐ２までの初期定速距離Ｌ１よりも短い。
【００５５】
制御部６０は、一方向Ｄ１に対して、遮蔽開始位置Ｑ１で速度Ｖに到達し、遮蔽終了位置Ｑ２で減速し始めればよいと判断し、第一ステップと同様に、一定の速度ＶでイオンビームＩＢを基板Ｓが横切ることを保証するため、一方向Ｄ１について遮蔽開始位置Ｑ１から距離ｄだけ後方で、一定の速度Ｖに到達する第二定速到達位置Ｒ１と、位置Ｑ２から距離ｄだけ前方で減速を開始する第二減速開始位置Ｒ２を算出し、停止状態から加速度ａで加速し第二定速到達位置Ｒ１において速度Ｖに到達するための開始位置Ｒ０と速度Ｖでの移送状態から加速度ｂで減速し速度がゼロに到達する終了位置Ｒ３を算出する。
本実施形態では、算出された開始位置Ｒ０と終了位置Ｒ３は、制御部６０が算出した算出値Ｃ２である。
【００５６】
＜注入ステップ＞
続いて算出値Ｃ２を用いてイオン注入処理を施す注入ステップであり、２枚目以降の基板Ｓにイオン注入を行う第二ステップについて説明する。
２枚目以降の基板Ｓにイオン注入処理を施す第二ステップでは、算出値Ｃ２に基づき移送機構３０を制御すればよい。
【００５７】
すなわち、注入ステップにおいては、まず、図５（ａ）に示すように、制御部６０は、算出値Ｃ２に基づき、初期位置Ｒ０に２枚目の基板Ｓを保持した保持体２０を位置づける。その後、保持体２０は第一ステップと同様に停止した状態から加速度ａで加速され、第二定速到達位置Ｒ１にて速度Ｖに到達する。続いて保持体は一定の速度Ｖで第二減速開始位置Ｒ２に至るまで一方向Ｄ１に移送され、第二定速到達位置Ｒ１から第二減速開始位置Ｒ２に至る間に、２枚目の基板Ｓに対してイオンビームＩＢは曝されることにより、２枚目の基板Ｓに対してイオン注入処理が施される。その後、図５（ｂ）に示すように、第二減速開始位置Ｒ２から第一ステップと同様に加速度ｂで減速され、位置Ｒ３において停止する。
【００５８】
イオン注入処理が施された２枚目の基板Ｓは、その後処理室１３から搬出されて、３枚目の基板Ｓが処理室１３に搬入される。以降は、処理される基板Ｓが所定の枚数に到達するまで、または、使用されるイオン種が変更されるまで、同様の注入ステップが繰り返されて、複数の基板Ｓに対してイオン注入処理が施される。
【００５９】
第二ステップでは、すなわち注入ステップでは、２枚目以降の基板Ｓにイオン注入処理を施す過程では、保持体２０Ａが一定の速度Ｖで移動する定速距離Ｌ３、すなわち第二定速到達位置Ｒ１から第二減速開始位置Ｒ２までの距離は、遮蔽開始位置Ｑ１と遮蔽終了位置Ｑ２間の距離である遮蔽距離Ｌ２に、第一ステップと同様にその両側でわずかに余裕を持たせた距離ｄを設定し、（式２）で表される。
（式２）  Ｌ３＝Ｌ２＋２ｄ
として設定される。
【００６０】
ここで、遮蔽開始位置Ｑ１と遮蔽終了位置Ｑ２間の距離は、イオンビームＩＢが第一被検知部２１ＡがイオンビームＩＢに曝され始めてから、第二被検知部２２ＡがイオンビームＩＢに曝され終わる時間の実測値である測定結果Ｃ１に基づくものであるから、距離Ｌ２は距離Ｌ１より短く、その結果、２枚目以降に処理する基板Ｓを保持した保持体２０Ａを搬送機構３０が移動させる定速距離Ｌ３は、第一ステップにおける保持体２０を移動させる初期定速距離Ｌ１と比較して短くなる。したがって、１枚目の基板Ｓに対して、２枚目の基板Ｓは短時間でイオン注入処理が施されることになる。
【００６１】
本実施形態においては、１枚目の基板Ｓにイオン注入処理を施す第一ステップでは、基板Ｓを保持した保持体２０は、図５（ｂ）に示す初期位置Ｐ０で移送が開始され、停止位置Ｐ３にて停止する。これに対し、２枚目以降の基板Ｓにイオン注入処理を施す第二ステップでは、算出値Ｃ２に基づき、初期位置Ｐ０よりも一方向Ｄ１側の開始位置Ｒ０から移送が開始され、停止位置Ｐ３よりも手前の終了位置Ｒ３にて停止され、この間にイオン注入処理が施される。
【００６２】
また、開始位置Ｒ０と終了位置Ｒ３は、ビーム幅Ｗに応じて取得される検出結果Ｃ１から算出された算出値Ｃ２である。すなわち、本実施形態においては、第二ステップでは、イオンビームＩＢのビーム幅Ｗに応じた算出値Ｃ２に基づいて、制御部６０が移送機構３０を制御し、基板Ｓへのイオン注入処理に実質的に寄与しない時間を削減し、複数枚の基板Ｓへのイオン注入処理を施す際のスループットを向上させることができる。
【００６３】
また、イオン種が変更される等によりビーム幅Ｗが変化した場合であっても、変更後の１枚目の基板Ｓに対して再び第一ステップによるイオン注入を行い、その間に算出値Ｃ２を新たに得ることで、第二ステップにおいて新たな算出値Ｃ２に基づきイオン注入処理を施せばよい。すなわち、イオン種が変更される等により、ビーム幅Ｗが変化した場合であっても、別の手段によって事前に各イオン種毎のビーム幅を測定し、その値を用いる等の方法を採用することなく、ビーム幅Ｗに応じた搬送機構３０の制御を行い、スループットを向上させることができる。
【００６４】
＜保持体２０の第一変形例＞
次に保持体２０の第一変形例である保持体２０Ｂについて説明する。
図６に示すように、第一変形例の保持体２０Ｂは、基板Ｓを保持した状態で一方向Ｄ１について基板Ｓより前方に配置された第一被検知部２１Ｂと、基板Ｓより後方に配置された第二被検知部２２Ｂを備えている。
【００６５】
第一被検知部２１Ｂは、二つの第一被検知領域２３Ｂ１、２３Ｂ２を備え、二つの第一被検知領域２３Ｂ１、２３Ｂ２は、保持体２０Ｂが基板Ｓを保持した状態について直交方向Ｄ２に離間した状態で設けられ、直交方向Ｄ２について基板Ｓの両端部に対応するよう位置付けられている。また、第二被検知部２２Ｂは、二つの第二被検知領域２４Ｂ１、２４Ｂ２を備え、二つの第被検知領域２４Ｂ１、２４Ｂ２は、保持体２０Ｂが基板Ｓを保持した状態について直交方向Ｄ２に離間した状態で設けられ、基板Ｓの直交方向Ｄ２の両端部に対応するよう位置付けられている。
尚、本第一変形例においては、図６に示すように、第一被検知領域２３Ｂ１と第二被検知領域２４Ｂ１が直交方向Ｄ２について前方側に、他方の第一被検知領域２３Ｂ２と第二被検知領域２４Ｂ２が直交方向Ｄ２について後方側に設けられている。
【００６６】
また、第一被検知領域２３Ｂ１と第二被検知領域２４Ｂ１は、保持体２０Ｂが一方向Ｄ１移送される過程において、検知器４０の複数のスリット４１の内、二つのスリット４１ｂ、４１ｂに至るイオンビームＩＢを遮蔽し得る位置に配置されている。同様に、第一被検知部２１Ｂの被検知領域２３Ｂ２と第二被検知部２２Ｂの被検知領域２４Ｂ２は、保持体２０Ｂが一方向Ｄ１移送される過程において、検知器４０の複数のスリット４１の内、二つのスリット４１ｃ、４１ｃに至るイオンビームＩＢを遮蔽し得る位置に配置されている。
【００６７】
次に、第一変形例の保持体２０Ｂを使用した場合におけるイオン注入装置１０の動作、およびイオン注入方法について説明する。
ここでは、図６に示すように、保持体２０Ｂを使用する場合の例として、ビームＩＢの断面形状は、ビーム幅寸法Ｗｂ、ビーム長さ寸法Ｌｂを有する矩形状であり、イオンビームＩＢは長手方向が直交方向Ｄ２からわずかに一方向Ｄ１側に傾いた形状であるとする。
【００６８】
保持体２０Ｂを使用する場合と保持体２０を使用する場合との違いは、検知部４０が第二ステップにおける検出部５０が遮蔽開始位置Ｑ１と遮蔽終了位置Ｑ２を判断する方法にある。
保持体２０Ｂを使用するイオン注入方法では、第一ステップにおいては、１枚目の基板Ｓを保持した保持体２０Ｂを処理室１３内に照射されているイオンビームＩＢを横切るように搬送機構３０により一方向Ｄ１に移送させる。
また、第一ステップでは、検知ステップにおいて検知部５０が第一被検知部２１Ｂと第二被検知部２２ＢのそれぞれがイオンビームＩＢに曝されているか否かの状態を検知した検知結果Ｃ１が取得される。その後、算出ステップにおいて検知結果Ｃ１からイオンビームＩＢのビーム幅Ｗｂに応じた算出値Ｃ２が算出される。その後、２枚目以降にイオン注入処理が施される基板Ｓに対しては、算出値Ｃ２に基づき制御部６０が搬送機構３０の保持体２０Ｂを移送する動作を制御し、２枚目以降の基板Ｓにイオン注入処理が施される。
【００６９】
次に、検知部４０が第二ステップ、すなわち注入ステップにおける遮蔽開始位置Ｑ１と遮蔽終了位置Ｑ２を検出部５０が検出する方法について説明する。
保持体２０Ｂを使用する場合、検出部５０は、第一被検知部２１Ｂの二つの第一被検知領域２３Ｂ１、２３Ｂ２がイオンビームＩＢを遮蔽し始めるタイミングに差異がある場合、第一被検知領域２３Ｂ１、２３Ｂ２のいずれか一方が先にイオンビームＩＢを遮蔽し始めたタイミングを取得して遮蔽開始位置Ｑ１を算出する。また、第二被検知部２２Ｂの二つの第二被検知領域２４Ｂ１、２４Ｂ２がイオンビームＩＢを遮蔽し終えるタイミングに差異がある場合、第二被検知領域２３Ｂ１、２３Ｂ２のいずれか一方が遅れてイオンビームＩＢを遮蔽し終えたタイミングを取得して遮蔽終了位置Ｑ２を算出する。
【００７０】
例えば、図７（ａ）に示すように、基板Ｓを保持した保持体２０Ｂは、初期位置Ｐ０から一方向Ｄ１に加速度ａされ一定の速度Ｖに到達すると、まず、図７（ｂ）に示すように、被検知部２１Ｂの二つの第一被検知領域２３Ｂ１、２３Ｂ２のうち、一方の第一被検知領域２３Ｂ２がスリット４１ｂに至るイオンビームＩＢを遮蔽し始める。このとき、イオンビームＩＢの断面形状は傾いているため、第一被検知領域２３Ｂ１はイオンビームＩＢをまだ遮蔽していないが、検知部５０は、第一被検知領域２３Ｂ２がイオンビームＩＢを遮蔽し始めた時点を、第一検知体２１ＢがイオンビームＩＢを遮蔽し始めたと判断し、このときの保持体２０Ｂの位置を遮蔽開始位置Ｑ１として取得する。
【００７１】
その後、基板ＳがイオンビームＩＢに曝された後、第二被検知部２２Ｂ２がイオンビームＩＢを遮蔽するが、図７（ｃ）に示すように、イオンビームＩＢの断面形状が傾いているため、二つの第二被検知領域２４Ｂ１、２４Ｂ２のうち、第二被検知領域２４Ｂ１が遅れてイオンビームＩＢを遮蔽し終える。このとき、検知部５０は、第二被検知部２２ＢがイオンビームＩＢを遮蔽し終えたと判断し、このときの保持体２０Ｂの位置を遮蔽終了位置Ｑ２として取得する。
このようにして取得した遮蔽開始位置Ｑ１と遮蔽終了位置Ｑ２を検知結果Ｃ１として取得する。その後、図７（ｄ）に示すように、保持体２０Ｂは、位置Ｐ３で停止する。
【００７２】
すなわち、本第一変形例のイオンビームＩＢの形状では、第一ステップにおいて、検知部５０は、第一被検知領域２３Ｂ２がイオンビームＩＢを遮蔽し始めてから、第二被検知領域２４Ｂ１がイオンビームＩＢを遮蔽し終えるまでを検知結果Ｃ１として取得する。その後、制御部６０は、検知結果Ｃ１から２枚目以降の基板Ｓに対してイオン注入処理を施す場合の開始位置Ｒ０および終了位置Ｒ３を算出値Ｃ２として取得する。
２枚目以降の基板Ｓにイオン注入処理を施す第二ステップでは、算出値Ｃ２に基づいて搬送機構３０を制御して駆動させることにより、２枚目以降の基板Ｓには１枚目の基板Ｓよりも短時間でイオン注入処理を施すことができる。
【００７３】
このように、本第一変形例の保持体２０Ｂにおいては、第一被検知部２１Ｂおよび第二被検知部２２Ｂが、それぞれ二つの第一被検知領域２３Ｂ１、２３Ｂ２および第二被検知領域２４Ｂ１、２４Ｂ２を備えている。したがって、イオンビームＩＢの断面形状が直交方向Ｄ２から傾いた形状であっても、二つの第一被検知領域２３Ｂ１、２３Ｂ２および二つの第二被検知領域２４Ｂ１、２４Ｂ２のそれぞれがイオンビームＩＢを遮蔽するか否かの状態を検知することにより、基板ＳにイオンビームＩＢが曝されるより前と後のタイミングを精度良く検知することができ、算出値Ｃ２を実際のビーム幅Ｗｂに応じた適切な値とすることができる。
【００７４】
＜保持体２０の第二変形例＞
次に保持体２０の第二変形例である保持体２０Ｃについて説明する。
図８に示すように、第二変形例の保持体２０Ｃは、基板Ｓを保持した状態で一方向Ｄ１について基板Ｓより前方に配置された第一被検知部２１Ｃと、基板Ｓより後方に配置された第二被検知部２２Ｃを備えている。
【００７５】
第一被検知部２１Ｃは、三つの第一被検知領域２３Ｃ１、２３Ｃ２、２３Ｃ３を備え、三つの第一被検知領域２３Ｃ１、２３Ｃ２、２３Ｃ３は、保持体２０Ｃが基板Ｓを保持した状態について直交方向Ｄ２に離間した状態で設けられ、直交方向Ｄ２について基板Ｓの中央および両端部に対応するよう位置付けられている。また、第二被検知部２２Ｃは、三つの第二被検知領域２４Ｃ１、２４Ｃ２、２４Ｃ３を備え、三つの第被検知領域２４Ｃ１、２４Ｃ２、２４Ｃ３は、保持体２０Ｃが基板Ｓを保持した状態について直交方向Ｄ２に離間した状態で配置され、基板Ｓの直交方向Ｄ２の中央および両端部に対応するよう位置付けられている。
尚、本第二変形例においては、図８に示すように、第一被検知領域２３Ｃ１と第二被検知領域２４Ｃ１が直交方向Ｄ２について前側端部に、第一被検知領域２３Ｃ３と第二被検知領域２４Ｃ３が直交方向Ｄ２について後側端部に設けられている。また、第一被検知領域２３Ｃ２と第二被検知領域２４Ｃ２が直交方向Ｄ２について基板Ｓの中央に対応する位置に設けられている。
【００７６】
また、第一被検知領域２３Ｃ１と第二被検知領域２４Ｃ１は、保持体２０Ｂが一方向Ｄ１移送される過程において、検知器４０の複数のスリット４１の内、一つのスリット４１ｄに至るイオンビームＩＢを遮蔽し得る位置に配置されている。同様に、第一被検知部２１Ｃの被検知領域２３Ｃ２と第二被検知部２２Ｃの被検知領域２４Ｃ２は、保持体２０Ｂが一方向Ｄ１移送される過程において、検知器４０の複数のスリット４１の内、一つのスリット４１ｅに至るイオンビームＩＢを遮蔽し得る位置に配置されている。また、第一被検知部２１Ｃの被検知領域２３Ｃ３と第二被検知部２２Ｃの被検知領域２４Ｃ３は、保持体２０Ｂが一方向Ｄ１移送される過程において、検知器４０の複数のスリット４１の内、一つのスリット４１ｆに至るイオンビームＩＢを遮蔽し得る位置に配置されている。
【００７７】
次に、第一変形例の保持体２０Ｃを使用した場合におけるイオン注入装置１０の動作、およびイオン注入方法について説明する。ここでは、図８に示すように、保持体２０Ｃを使用する場合の例として、ビームＩＢの断面形状は、ビーム幅寸法Ｗｃ、ビーム長さ寸法Ｌｃを有し、一方向Ｄ１側に湾曲した円弧形状であるとする。
【００７８】
保持体２０Ｃを使用する場合と保持体２０を使用する場合との違いは、検知部４０が第一ステップにおける制御部６０が遮蔽開始位置Ｑ１と遮蔽終了位置Ｑ２を判断する方法にある。
第一ステップにおいては、１枚目の基板Ｓを保持した保持体２０Ｃを処理室１３内に照射されているイオンビームＩＢを横切るように搬送機構３０により一方向Ｄ１に移送させる。また、第一ステップでは、取得ステップにおいて検知部５０が第一被検知部２１Ｃと第二被検知部２２ＣのそれぞれがイオンビームＩＢに曝されているか否かの状態を検知した検知結果Ｃ１が取得される。その後、制御部６０で算出ステップにおいて検知結果Ｃ１からイオンビームＩＢのビーム幅Ｗｃに応じた算出値Ｃ２が算出される。
その後、第二ステップにおいて、２枚目以降にイオン注入処理が施される基板Ｓに対しては、算出値Ｃ２に基づき制御部６０が搬送機構３０の保持体２０Ｃを移送する動作を制御し、２枚目以降の基板Ｓにイオン注入処理が施される。
【００７９】
次に、検知部４０が第一ステップの検知ステップにおける検出部５０が遮蔽開始位置Ｑ１と遮蔽終了位置Ｑ２を判断する方法について説明する。
保持体２０Ｂを使用する場合、検出部５０は、第一被検知部２１Ｃの三つの第一被検知領域２３Ｃ１、２３Ｃ２、２３Ｃ３がイオンビームＩＢを遮蔽し始めるタイミングに差異がある場合、第一被検知領域２３Ｃ１、２３Ｃ２、２３Ｃ３のいずれかが最初にイオンビームＩＢを遮蔽し始めたタイミングを取得して遮蔽開始位置Ｑ１を算出する。また、第二被検知部２２Ｃの三つの第二被検知領域２４Ｃ１、２４Ｃ２、２４Ｃ３がイオンビームＩＢを遮蔽し終えるタイミングに差異がある場合、第二被検知領域２４Ｃ１、２４ＣＢ２、２４Ｃ３のいずれかが最後にイオンビームＩＢを遮蔽し終えたタイミングを取得して遮蔽終了位置Ｑ２を算出する。
【００８０】
例えば、図９（ａ）に示すように、基板Ｓを保持した保持体２０Ｃを初期位置Ｐ０から加速度ａで移送し、一方向Ｄ１に移動させ速度Ｖに到達すると、まず、被検知部２１Ｃの三つの第一被検知領域２３Ｃ１、２３Ｃ２、２３Ｃ３のうち、二つの第一被検知領域２３Ｃ１、２３Ｃ３がスリット４１ｅに至るイオンビームＩＢを遮蔽し始める。このとき、イオンビームＩＢの断面形状は湾曲しているため、第一被検知領域２３Ｃ２はイオンビームＩＢをまだ遮蔽していないが、検知部５０は、被検知領域２３Ｃ１、２３Ｃ３がイオンビームＩＢを遮蔽し始めた時点を、第一検知体２１ＣがイオンビームＩＢを遮蔽し始めたと判断し、このときの保持体２０Ｂの位置を遮蔽開始位置Ｑ１として取得する。
【００８１】
その後、基板ＳがイオンビームＩＢに曝された後、図９（ｃ）に示すように、第二検知対象部２２Ｃ２がイオンビームＩＢを遮蔽するが、イオンビームＩＢの断面形状が湾曲しているため、二つの第二被検知領域２４Ｃ１、２４Ｃ２、２４Ｃ３のうち、第二被検知領域２４Ｃ２が遅れてイオンビームＩＢを遮蔽し終える。このとき、検知部５０は、第二被検知部２２ＣがイオンビームＩＢを遮蔽し終えたと判断し、このときの保持体２０Ｃの位置を遮蔽終了位置Ｑ２として取得する。このように検出部５０は、遮蔽開始位置Ｑ１と遮蔽終了位置Ｑ２を検知結果Ｃ１として取得する。
【００８２】
すなわち、本第二変形例のイオンビームＩＢの形状では、第一ステップにおいて、検知部５０は、第一被検知領域２３Ｃ１、２３Ｃ３がイオンビームＩＢを遮蔽し始めてから、第二被検知領域２４Ｃ２がイオンビームＩＢを遮蔽し終えるまでを検知結果Ｃ１として取得する。
その後、制御部６０は、検知結果Ｃ１から２枚目以降の基板Ｓに対してイオン注入処理を施す場合の開始位置Ｒ０および終了位置Ｒ３を算出値Ｃ２として取得する。第二ステップにおいては、２枚目以降の基板Ｓに対しては、算出値Ｃ２に基づいて搬送機構３０を制御して駆動させることにより、１枚目の基板Ｓよりも短時間でイオン注入処理を施すことができる。
【００８３】
このように、本第二変形例の保持体２０Ｃにおいては、第一被検知部２１Ｃおよび第二被検知部２２Ｃが、それぞれ三つの第一被検知領域２３Ｃ１、２３Ｃ２、２３Ｃ３および三つの第二被検知領域２４Ｃ１、２４Ｃ２、２４Ｃ３を備えている。したがって、イオンビームＩＢの断面形状が湾曲した円弧形状であっても、三つの第一被検知領域２３Ｃ１、２３Ｃ２、２３Ｃ３、および三つの第二被検知領域２４Ｃ１、２４Ｃ２、２４Ｃ３のそれぞれがイオンビームＩＢを遮蔽するか否かの状態を検知することにより、基板ＳにイオンビームＩＢが曝されるより前と後のタイミングを精度良く検知することができ、算出値Ｃ２を実際のビーム幅Ｗｃに応じた適切な値とすることができる。
【００８４】
保持体２０の第一変形例および第二変形例から明らかなように、保持体２０の第一被検知部２１および第二被検知部２２が複数の被検知領域を備えることにより、イオン種の変更等によりイオンビームＩＢの断面形状が変化した場合であっても、ビーム幅Ｗに応じて算出値Ｃ２を精度良く算出することができる。
特に、第一被検知部２１および第二被検知部２２が３以上の被検知領域を備える場合には、イオンビームＩＢの形状が円弧上等の湾曲した形状であってもビーム幅Ｗに応じて算出値Ｃ２を精度良く算出することができる。
【００８５】
本実施の形態においては、注入ステップは、２枚目以降の基板Ｓに対して、算出値Ｃ２に基づき制御部６０が搬送機構３０の保持体２０Ｃを移送する動作が制御される第二ステップであるものとして説明したが、これに限られるものではない。例えば、基板Ｓに複数回イオンビームＩＢが照射される場合、すなわち、基板ＳがイオンビームＩＢを複数回横切るように往復搬送されてイオン注入が行われる場合、１枚目の基板ＳがイオンビームＩＢを１回目に横切る過程で算出値Ｃ１が算出され、１枚目の基板ＳがイオンビームＩＢを２回目以降に横切る過程では、算出値Ｃ１に基づいて移送される方法であってもよい。このような方法であっても、注入ステップにおける基板Ｓを保持した保持体２０、２０Ｂ、２０Ｃは第二ステップと同一の動作により基板ＳにイオンビームＩＢが照射され、イオン注入が施される。
【００８６】
また、あるイオン種について取得した検知結果Ｃ１または算出値Ｃ２を再度利用する構成および方法であってもよい。すなわち、イオン注入装置１０を複数のイオン種を切り換えて使用する場合において、あるイオン種のイオンビームＩＢについて検知結果Ｃ１または算出値Ｃ２を保存しておき、再び当該イオン種を使用してイオン注入を行う際には、保存した検知結果Ｃ１または算出値Ｃ２を使用して搬送機構３０を制御する構成および方法であってもよい。
【００８７】
本発明は、検知結果Ｃ１を取得した以降にイオン注入処理が施される基板Ｓに対し、注入ステップにおいて、移送機構３０が基板Ｓを一方向Ｄ１へ移送させる動作をイオンビームのビーム幅Ｗに応じた算出値Ｃ２に基づいて制御できることから、基板Ｓへのイオン注入処理に実質的に寄与しない時間を削減し、イオン注入処理におけるスループットを向上させることができるものである。
【００８８】
ここで、注入ステップにおける、検知結果Ｃ１を取得した以降にイオン注入処理が施される基板Ｓとは、本実施形態のような２枚目の基板Ｓに限らない。すなわち、１枚の基板Ｓを複数回往復搬送させる場合には、１回目の搬送時に検知結果Ｃ１を取得して算出値Ｃ２を算出し、２回目以降の搬送が算出値Ｃ２に基づいて行われるものであってもよい。
【００８９】
また、注入ステップにおける、検知結果Ｃ１を取得した以降にイオン注入処理が施される基板Ｓとは、連続してイオン注入処理が施される複数枚の基板Ｓを指すものに限らない。すなわち、第一ステップにおいて検知結果Ｃ１を取得して算出値Ｃ２を一度保存しておき、イオン種が何度か切り替えられ、再び当該イオン種を使用する場合には、第二ステップとして保存した検知結果Ｃ１または算出値Ｃ２を再び使用することにより基板Ｓにイオン注入が施されるものであってもよい。
【００９０】
＜その他の変形例＞
保持体２０Ａの変形例は第一変形例および第二変形例に示す保持体２０Ｂ、２０Ｃの形態に限らない。
例えば、図１０（ａ）では、第三変形例である保持体２０Ｄを示しており、保持体２０Ｄの第一被検知部２１Ｄおよび第二被検知部２２Ｄはいずれも保持体の一方向Ｄ１の前後の側縁部のほぼ全域を覆う一つの部材でそれぞれ形成されている。したがって、第一被検知部２１Ｄおよび第二被検知部２２Ｄは、それぞれ検知器４０に至るイオンビームＩＢを全域に亘って遮蔽し得るものであるが、検知部５０は、第一被検知部２１Ｄおよび第二被検知部２２Ｄによって遮蔽されうるイオンビームＩＢのうち、三つのスリット４１ｇ、４１ｇ、４１ｇを通過するイオンビームＩＢが遮蔽されたか否かを検出している。
【００９１】
また、図１０（ｂ）では、第四変形例である保持体２０Ｅを示しており、第一被検知部２１Ｅは二つの被検知領域を備え、第二被検知部２２Ｅは一つの被検知領域を備えている。このように、第一被検知部２１Ｅと第二被検知部２２Ｅとが備える検知領域の数は異なっても良い。
【００９２】
また、図１０（ｃ）では、第五変形例である保持体２０Ｆを示しており、第一被検知部２１Ｆおよび第二被検知部２２Ｆはともに、保持体２０Ｆの構成部材７０（シャフトやクランプ等）のカバー部材としても機能する。このように、第一被検知部２１Ｆ、または、第二被検知部２２Ｆは他の機能を兼ねる部材により構成することも可能である。
【００９３】
また、保持体２０の第一被検知部２１および第二被検知部２２は、保持体と一体でなくてもよい。例えば、図１１に示すように、第一被検知部２２Ｇおよび第二被検知部２１Ｇは、搬送路３１上に保持体２０とは別に配置されており、搬送機構３０によって保持体２０と連動し、一方向Ｄに保持体２０との位置関係を保ったまま移送機構３０により動作するよう構成されている。
【００９４】
また、本実施の形態におけるイオン注入装置１０およびイオン注入装置１０を使用したイオン注入方法においては、検知部４０は、保持体２０の第一被検知部２１および第二被検知部２２は、検知器４０に到達するイオンビームＩＢを遮蔽することで、それぞれイオンビームＩＢに曝されているか否かが判断される構成であるが、検知部４０は、第一被検知部２１が基板Ｓよりも先にイオンビームＩＢに曝され、第二被検知部２２が基板Ｓよりも後にイオンビームＩＢに曝されることが検知できるものであればどのような構成または方法であっても構わない。
【００９５】
その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００９６】
Ｓ    基板
Ｃ１  検知結果
Ｃ２  算出値
ＩＢ  イオンビーム
Ｄ１  一方向
Ｄ２  直交方向
１０  イオン注入装置
２０  保持体
２１  第一被検知部
２２  第二被検知部
３０  移送機構
３１  搬送路
４０  検出器
５０  検知部
６０  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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