(57)【要約】【課題】  イオンビームの入射角度の変更が容易であり、しかも入射角度を小さくする場合でも照射位置のずれおよび照射領域の広がりを小さく抑えることができる装置および方法を提供する。【解決手段】  このイオンビーム照射装置は、真空容器１０と、その中に設けられていて基板６にそれよりも幅の広いイオンビーム４を照射するイオン源２と、真空容器１０内で基板６を往復駆動する基板駆動機構３０と、中心軸１４ａがイオン源２から基板寄りに離れた所にありかつ基板表面に実質的に平行である回転軸１４と、真空容器１０内に設けられていてイオン源２を回転軸１４から支持するアーム１２と、真空容器１０外に設けられていて回転軸１４を往復回転させるモータとを備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空に排気される真空容器と、
前記真空容器内に設けられていて、処理すべき基板にそれよりも幅の広いイオンビームを照射するイオン源と、
前記真空容器内で前記基板を、前記イオン源から引き出されたイオンビームの幅方向と実質的に直交する方向に駆動する基板駆動機構と、
前記真空容器を貫通している回転軸であって、その中心軸が前記イオン源から前記基板寄りに離れた所にありかつ前記基板の表面に実質的に平行である回転軸と、
前記真空容器内に設けられていて、前記イオン源を前記回転軸から支持するアームと、  前記真空容器外に設けられていて、前記回転軸を往復回転させるモータとを備えていて、
前記回転軸の中心軸を中心にして前記イオン源を回転可能に支持していることを特徴とするイオンビーム照射装置。
【請求項２】
前記回転軸の中心軸と前記基板の表面との間の距離を、前記イオン源の出口側の幅であって当該イオン源の回転方向側の幅の半分と同程度以下（下限は０）にしている請求項１記載のイオンビーム照射装置。
【請求項３】
前記回転軸およびアームが中空の磁性材から成っていて磁気シールド機能を有すると共に接地電位にされており、前記真空容器の外部から前記イオン源へ電力を供給する導体を、当該回転軸およびアームの内部に通している請求項１または２記載のイオンビーム照射装置。
【請求項４】
前記真空容器内であって前記基板に対して所定の角度に位置させたイオン源に前記基板の通路を挟んで対向する位置に、前記イオン源から引き出されたイオンビームの前記幅方向の電流密度分布を計測するビーム計測器を設けている請求項１、２または３記載のイオンビーム照射装置。
【請求項５】
前記ビーム計測器は、前記基板に対してほぼ垂直な角度に位置させた前記イオン源に対向する位置に設けられている請求項４記載のイオンビーム照射装置。
【請求項６】
請求項４または５記載のイオンビーム照射装置を用いたイオンビーム照射方法において、
前記イオン源を前記ビーム計測器に対向する角度に位置させて、前記ビーム計測器を用いて、前記イオン源から引き出されたイオンビームの前記電流密度分布を計測するステップと、
次いで、前記計測した電流密度分布が所定の許容範囲内にあるか否かを判断し、許容範囲内にあれば次のステップに進み、許容範囲内になければ前記電流密度分布を許容範囲内に入れる調整を行うステップと、
次いで、前記イオン源を前記基板の処理に必要な所定の角度に位置させるステップと、  次いで、前記基板駆動機構によって前記基板を駆動しながら、当該基板に前記イオン源からイオンビームを照射して当該基板に処理を施すステップとを備えていることを特徴とするイオンビーム照射方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、処理すべき基板にイオンビームを照射して当該基板に処理を施すイオンビーム照射装置およびイオンビーム照射方法に関する。この装置および方法は、例えば、液晶ディスプレイの製造において、液晶ディスプレイ用の基板の表面に形成されている配向膜に配向処理を施すことや、液晶ディスプレイ用の基板の表面に配向膜を形成すると共に当該配向膜に配向処理を施すことに用いられる。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、液晶ディスプレイ用の基板の表面に形成されている配向膜にイオンビームを所定の入射角度で入射させることによって、当該配向膜に配向処理（即ち、液晶分子を所定方向に配向させるための処理）を施す技術が記載されている。
【０００３】
また、特許文献２には、基板に対して所定の角度に配置したイオン源に対して、基板を基板表面に平行に往復駆動することによって、基板表面にイオンビームを照射し、それによって基板表面に液晶ディスプレイ用の配向膜を形成すると共に当該配向膜に配向処理を施す技術が記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２１８４０８号公報（段落００１１、００１２、図１）
【特許文献２】特開２００２−６２５３２号公報（段落００１８、００１９、図２、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
イオンビームによる配向処理等のイオンビーム照射においては、多品種に対応する等のために、イオンビームの照射条件を変える場合が多い。イオンビームの基板表面への入射角度もその照射条件の一つである。
【０００６】
前記特許文献１に記載の技術のように、真空容器の外部にフランジを介してイオン源を取り付けている場合、イオン源の角度を変更してイオンビームの入射角度を変更することは、不可能ではないとしても困難である。これは、入射角度変更の際には、フランジ部分の構造を変えなければならず、角度変更できる範囲は非常に狭く、かつ真空容器を開放しなければならないからである。
【０００７】
前記特許文献２には、イオンビームの入射角度を変更する具体的な構造については記載されていない。
【０００８】
真空容器の内部に設けた支持体にイオン源を固定するという考えもあるが、この場合も入射角度変更の際には支持体部分の構造を変えなければならず、しかも真空容器を開放しなければならないので、入射角度の変更は容易ではない。
【０００９】
また、図７に示す例のように、イオン源２の側部に、当該イオン源２を矢印Ａのように往復回転させる回転軸８を有しているイオン源２を真空容器内に設けるという考えもあるが、この場合も、当該イオン源２から引き出したイオンビーム４の基板６への入射角度θを変更する際には、真空容器を開放しなければならないので、入射角度θの変更は容易ではない。
【００１０】
なお、図７の装置は、図８も参照して、長方形の基板６にそのＹ方向の幅Ｗ2 よりも幅の広いイオンビーム４をイオン源２から照射すると共に、基板６を前記Ｙ方向と実質的に直交するＸ方向に往復駆動する場合の例である。
【００１１】
更に図７の例の場合は、イオン源２の回転中心が、即ち回転軸８の中心軸８ａが当該イオン源２内に位置しており、イオン源２を回転させて入射角度θを変更する場合に、図７に示すように、基板６へのイオンビーム４の照射位置が入射角度θによって大きく異なる。その結果、入射角度θを小さくするほど基板６へのイオンビーム４の照射位置が遠くなるので、装置を大型化しなければならない。しかも、図８に示す例のように、入射角度θによって基板６へのイオンビーム４の照射領域Ｓ1 、Ｓ2 ・・・の大きさも大きく変化する。即ち、入射角度θを小さくするほど照射領域は大きくなる。その結果、イオンビーム４の照射領域が大きくなるほど、当該イオンビーム４を基板６の全面に照射するためには、基板６のＸ方向の駆動距離（走査幅）を大きくしなければならないので、やはり装置が大型化すると共に、基板処理時間が長くなって装置のスループットが低下する。
【００１２】
そこでこの発明は、イオンビームの入射角度の変更が容易であり、しかも入射角度を小さくする場合でも照射位置のずれおよび照射領域の広がりを小さく抑えることができるイオンビーム照射装置およびそれを用いたイオンビーム照射方法を提供することを主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明に係るイオンビーム照射装置は、真空に排気される真空容器と、前記真空容器内に設けられていて、処理すべき基板にそれよりも幅の広いイオンビームを照射するイオン源と、前記真空容器内で前記基板を、前記イオン源から引き出されたイオンビームの幅方向と実質的に直交する方向に駆動する基板駆動機構と、前記真空容器を貫通している回転軸であって、その中心軸が前記イオン源から前記基板寄りに離れた所にありかつ前記基板の表面に実質的に平行である回転軸と、前記真空容器内に設けられていて、前記イオン源を前記回転軸から支持するアームと、前記真空容器外に設けられていて、前記回転軸を往復回転させるモータとを備えていて、前記回転軸の中心軸を中心にして前記イオン源を回転可能に支持していることを特徴としている。
【００１４】
このイオンビーム照射装置によれば、モータによって回転軸を回転させることによって、真空容器外から、真空容器を開放することなく、イオン源を回転軸の中心軸を中心にして回転させて、基板へのイオンビームの入射角度を変更することができる。従ってこの変更は容易である。
【００１５】
しかも、回転軸の中心軸はイオン源から基板寄りに離れた所にあり、イオン源はこの中心軸を中心にして回転するので、小さい入射角度の場合でも、中心軸がイオン源内に位置している場合に比べて、基板へのイオンビームの照射位置のずれおよび基板へのイオンビームの照射領域の広がりを小さく抑えることができる。
【００１６】
なお、前記回転軸の中心軸と前記基板の表面との間の距離を、前記イオン源の出口側の幅であって当該イオン源の回転方向側の幅の半分と同程度以下（下限は０）にしておいても良い。
【００１７】
前記回転軸およびアームが中空の磁性材から成っていて磁気シールド機能を有すると共に接地電位にされており、前記真空容器の外部から前記イオン源へ電力を供給する導体を、当該回転軸およびアームの内部に通しておいても良い。
【００１８】
前記真空容器内であって前記基板に対して所定の角度に位置させたイオン源に前記基板の通路を挟んで対向する位置に、前記イオン源から引き出されたイオンビームの前記幅方向の電流密度分布を計測するビーム計測器を設けておいても良い。
【００１９】
前記ビーム計測器は、前記基板に対してほぼ垂直な角度に位置させた前記イオン源に対向する位置に設けておいても良い。
【００２０】
この発明に係るイオンビーム照射方法は、前記ビーム計測器を設けているイオンビーム照射装置を用いたイオンビーム照射方法において、前記イオン源を前記ビーム計測器に対向する角度に位置させて、前記ビーム計測器を用いて、前記イオン源から引き出されたイオンビームの前記電流密度分布を計測するステップと、次いで、前記計測した電流密度分布が所定の許容範囲内にあるか否かを判断し、許容範囲内にあれば次のステップに進み、許容範囲内になければ前記電流密度分布を許容範囲内に入れる調整を行うステップと、次いで、前記イオン源を前記基板の処理に必要な所定の角度に位置させるステップと、次いで、前記基板駆動機構によって前記基板を駆動しながら、当該基板に前記イオン源からイオンビームを照射して当該基板に処理を施すステップとを備えていることを特徴としている。
【００２１】
このイオンビーム照射方法によれば、真空容器の外部からイオン源の角度を所望のものに容易に調整することができるので、例えば基板毎または基板のロット毎など必要に応じて、イオン源を計測位置に移動させてイオンビームの電流密度分布を計測して評価し、そして必要な調整を行った後に、イオン源を処理位置に移動させて基板に処理を施すことができる。その結果、安定した処理を行うことが容易になる。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１に記載の発明によれば、モータによって回転軸を回転させることによって、真空容器外から、真空容器を開放することなく、イオン源を回転軸の中心軸を中心にして回転させて、基板へのイオンビームの入射角度を容易に変更することができる。
【００２３】
しかも、回転軸の中心軸はイオン源から基板寄りに離れた所にあり、イオン源はこの中心軸を中心にして回転するので、入射角度を小さくする場合でも、基板へのイオンビームの照射位置のずれおよび基板へのイオンビームの照射領域の広がりを小さく抑えることができる。その結果、装置の小型化が可能になると共に、装置のスループット低下を抑えることが可能になる。
【００２４】
更に、前記モータを制御することによって入射角度調整を電気的に制御することが可能になるので、所望の入射角度で簡単に効率良く基板を処理することが可能になる。
【００２５】
請求項２に記載の発明によれば、次のような更なる効果を奏する。即ち、回転軸の中心軸を上記のように基板表面に近い所に位置させているので、入射角度を小さくする場合でも、基板へのイオンビームの照射位置のずれおよび基板へのイオンビームの照射領域の広がりをより小さく抑えることができる。その結果、装置のより小型化が可能になると共に、入射角度を小さくした時の基板表面におけるイオンビームの電流密度低下をより小さく抑えることができる。
【００２６】
請求項３に記載の発明によれば、次のような更なる効果を奏する。即ち、イオン源を真空容器内に収納していて真空容器内におけるスペースの制約等から、イオン源へ電力を供給する導体の引き回しをイオン源の近くで行う必要が生じた場合でも、当該導体は、磁気シールド機能を有する回転軸およびアームの内部を通しているので、当該導体を流れる電流によって発生する磁場の漏れを抑えて、当該磁場がイオン源から引き出されたイオンビームに悪影響を与えることを抑えることができる。例えば、イオン源から引き出されたイオンビームの電流密度分布が乱されることを防止することができる。
【００２７】
更に、前記導体を回転軸およびアーム内を通さずに真空容器内に露出させて通すと、イオン源の周りは真空雰囲気でありかつ放電のトリガになるイオンや電子も多く存在しているので、前記導体に高電圧を印加したときに周囲の異電位部との間で放電が発生してイオン源からのイオンビームの引き出しが不安定になる現象が発生しやすいけれども、この発明では接地電位の回転軸およびアームの内部に前記導体を通していて、当該導体が真空容器内の雰囲気から電気的に遮蔽されているので、前記導体に高電圧を印加したときに真空容器内の異電位部との間で放電が発生してイオン源からのイオンビームの引き出しが不安定になる現象が発生することを抑制することができる。
【００２８】
請求項４に記載の発明によれば、基板に対して所定の角度に位置させたイオン源から引き出されるイオンビームの幅方向の電流密度分布をビーム計測器によって計測することができるので、当該計測結果を、イオンビームの特性評価やイオン源の調整等に利用することができる、という更なる効果を奏する。
【００２９】
請求項５に記載の発明によれば、基板に対してほぼ垂直な角度に位置させたイオン源に対向する位置にビーム計測器を設けているので、イオン源の近くにビーム計測器を位置させることができ、しかもビーム計測器にほぼ垂直にイオンビームを入射させることが容易であるので、ビーム計測器による計測の精度を高めることができる、という更なる効果を奏する。
【００３０】
請求項６に記載の発明によれば、真空容器の外部からイオン源の角度を所望のものに容易に調整することができるので、例えば基板毎または基板のロット毎など必要に応じて、イオン源を計測位置に移動させてイオンビームの電流密度分布を計測して評価し、そして必要な調整を行った後に、イオン源を処理位置に移動させて基板に処理を施すことができる。その結果、安定した処理を行うことが容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
図１は、この発明に係るイオンビーム照射装置の一実施形態を示す縦断面図である。図２は、図１の装置を右方向から見て示す縦断面図である。図７および図８に示した例と同一または相当する部分には同一符号を付し、以下においては当該例との相違点を主に説明する。
【００３２】
このイオンビーム照射装置は、真空に排気される真空容器１０と、その内部に設けられたイオン源２とを備えている。
【００３３】
イオン源２は、処理すべき基板６にそれよりも幅の広いイオンビーム４を照射するものである。基板６の形状は特定のものに限定されないが、例えば、基板６の平面形状が図８に示したようにＸ方向に長くＹ方向に短い長方形の場合は、その短辺の（即ちＹ方向の）幅Ｗ2 よりも幅の広いイオンビーム４を照射するものである。そのために、イオン源２は、この例では、Ｙ方向に長い直方体に近い形状をしている。このイオン源２は、例えば、図８に示したような、Ｘ方向に短くＹ方向に長い長方形の断面形状をしたイオンビーム４を射出する。イオンビーム４の幅とは、この明細書では、このＹ方向の幅を言う。
【００３４】
基板６は、例えば、液晶ディスプレイ用の平板状の基板である。その場合、基板６の表面に配向膜がイオンビーム４による配向処理前に予め形成されていても良いし、イオンビーム４の照射によって基板６の表面に配向膜を形成すると共に当該配向膜に配向処理を施しても良い。
【００３５】
このイオンビーム照射装置は、更に、真空容器１０内で基板６を、イオン源２から引き出されたイオンビーム４の幅方向（即ちＹ方向）と実質的に直交するＸ方向に直線的に駆動する基板駆動機構３０を備えている。この基板駆動機構３０による基板６の駆動は、一方向の駆動でも良いけれども、基板６へのイオンビーム４の照射量を増大させる等の理由から、往復駆動の方が好ましく、この実施例では往復駆動するようにしている。また、イオンビーム４が基板６に入射しているときの基板６の駆動速度は一定に保つようにしている。
【００３６】
基板駆動機構３０は、この例では、基板６を支持する板状の基板支持体３２と、この基板支持体のＹ方向の両端部を支持する複数の２列に配置されたコロ３４と、真空容器１０外に設けられていて所定のコロ３４を回転軸３８を介して矢印Ｄ（図２参照）に示すように往復回転させるモータ３６とを備えている。回転軸３８が結合されたコロ３４と他のコロ３４とは、例えばチェーン、ベルト等によって連結されていて連動回転するようにしている。回転軸３８が真空容器１０を貫通する部分には、真空シール機能を有する軸受４０を設けている。上記モータ３６を往復回転させることによって、コロ３４の上で基板支持体３２およびその上の基板６を、イオン源２からのイオンビーム４の照射領域内でＸ方向に往復直線運動させることができる。
【００３７】
但し、基板駆動機構３０は、この例の構成に限られるものではない。例えば、基板支持体３２を用いずに基板６を直接コロ３４で支持してコロ３４の上を滑らせて往復運動させても良い。あるいは、基板支持体３２としてトレー状のものを用いても良い。そして、上記コロ３４およびモータ３６等の代わりに、上記板状やトレー状の基板支持体３２を往復直線運動させる直線駆動装置（例えばエアシリンダー等）を設けても良い。
【００３８】
このイオンビーム照射装置は、更に、真空容器１０を貫通している回転軸１４であって、その中心軸１４ａがイオン源２から基板６寄りに離れた所にありかつ基板６の表面６ａおよび前記Ｙ方向に実質的に平行である回転軸１４と、真空容器１０内に設けられていてイオン源２を回転軸１４から支持する（換言すれば真空容器１０内で回転軸１４とイオン源２とを接続する）アーム１２と、真空容器１０外に設けられていて回転軸１４を矢印Ｂに示すように往復回転させるモータ２２とを備えている。このような構成によって、真空容器１０内でイオン源２を、回転軸１４の中心軸１４ａを中心にして矢印Ｂに示すように回転可能に支持している。
【００３９】
回転軸１４およびアーム１２は、この例では、イオン源２のＹ方向の両側に設けている。このようにすると、イオン源２を両側から安定して支持することができる。但し、それに限定されるものではなく、回転軸１４およびアーム１２をイオン源２の片側だけに設けても良い。各回転軸１４が真空容器１０を貫通する部分には、真空シール機能を有する軸受１６をそれぞれ設けている。
【００４０】
各アーム１２は、この例ではＬ字状をしており、イオン源２を、その出口（イオンビーム４の引出し口）を基板６側に向けて、回転軸１４の中心軸１４ａにほぼ平行に支持している。
【００４１】
モータ２２は、矢印Ｃ（図２参照）に示すように往復回転可能なものである。その回転力を、この例では、モータ２２の回転軸２４に取り付けられたプーリ２６、一方の回転軸１４に取り付けられたプーリ１８、および、両プーリ１８、２６間に懸け渡されたベルト２０を介して、回転軸１４に伝達するように構成している。但し、モータ２２の回転力の伝達機構は、この例のもの以外でも良い。例えば、タイミングベルト、ギア等を用いても良い。また、回転数の低いモータ２２を用いてそれを回転軸１４に直接結合しても良い。  
【００４２】
上記回転軸１４およびアーム１２は、中実のものでも良いし、この実施形態のように中空のものでも良い。これについては後述する。
【００４３】
このイオンビーム照射装置によれば、モータ２２によって回転軸１４を回転させることによって、真空容器１０外から、真空容器１０を開放することなく、イオン源２を回転軸１４の中心軸１４ａを中心にして回転させて、基板６へのイオンビーム４の入射角度θ（図４、図５、図７参照）を容易に変更することができる。
【００４４】
しかも、回転軸１４の中心軸１４ａはイオン源２から基板６寄りに離れた所にあり、イオン源２はこの中心軸１４ａを中心にして回転するので、入射角度θを小さくする場合でも、図７に示した例のように中心軸８ａがイオン源２内に位置している場合に比べて、基板６へのイオンビーム４の照射位置のずれおよび基板６へのイオンビーム４の照射領域の広がりを小さく抑えることができる。その結果、装置の小型化が可能になると共に、装置のスループット低下を抑えることが可能になる。
【００４５】
このことを更に説明すると、イオン源２の回転中心、即ち回転軸１４の中心軸１４ａをどこに位置させるかによって、入射角度θを９０度より小さくしたときの基板６に対するイオンビーム４の照射領域の位置および大きさは大きく異なる。図４Ａは、中心軸１４ａをイオン源２の出口付近に位置させた例を示し、図４Ｂは、中心軸１４ａを基板表面６ａの近くに位置させた例を示す。
【００４６】
いずれの例でも、イオンビーム４の入射角度θを、θ1 （＝９０度）からθ2 、θ3 へと小さくするほど、基板表面６ａへのイオンビーム４の照射位置は、入射角度θ1 の所からずれる（その距離をＬ3 とする）けれども、同じ大きさの入射角度θ2 、θ3 を実現する場合、図４Ｂの例の方がずれる距離Ｌ3 を図４Ａの例に比べて遙かに小さくすることができる。従ってその分、当該イオンビーム照射装置を小型化することができる。
【００４７】
また、イオン源から射出するイオンビーム４は、空間電荷効果等によって発散する傾向を持っているので、上記距離Ｌ3 が長くなるほど、基板表面６ａへのイオンビーム４の照射領域は広がる。従って、図４Ｂの例の方がイオンビーム４の照射領域の広がりを小さく抑えることができる。その結果、イオンビーム４を基板６の全面に照射するために必要な基板６のＸ方向の駆動距離（走査幅）をあまり大きくせずに済むので、この観点からも装置を小型化することが可能になると共に、基板処理時間が長くなることを抑えて装置のスループット低下を抑えることが可能になる。
【００４８】
上記のように、回転軸１４の中心軸１４ａは、基板表面６ａの近くに位置させることが好ましい。但し、図５を参照して、中心軸１４ａを基板表面６ａの近くに位置させると、入射角度θを非常に小さくする時にイオン源２の下部が基板表面６ａに当たることになる可能性が生じ、これを避けるためにはアーム１２を長くしてイオン源２と中心軸１４ａ間の距離を大きくする必要が生じる。
【００４９】
そこで、イオン源２と中心軸１４ａ間の実用的な距離で、小さい入射角度θを実現可能にするには、イオン源２の大きさ（具体的には、イオン源２の出口側の幅であってイオン源２の前記回転方向側の幅Ｗ1 ）を考慮すると、回転軸１４の中心軸１４ａと基板表面６ａ間の距離Ｌ1 は、０以上でＷ1 ／２程度以下の範囲内にするのが好ましい。
【００５０】
回転軸１４の中心軸１４ａを、即ちイオン源２の回転中心を、上記範囲内に位置させて基板表面６ａに近い所に位置させると、入射角度θを小さくする場合でも、基板６へのイオンビームの照射位置のずれおよび基板６へのイオンビームの照射領域の広がりをより小さく抑えることができる。その結果、装置のより小型化が可能になると共に、装置のスループット低下をより小さく抑えることが可能になる。
【００５１】
なお、図１の例では、アーム１２の中心軸１２ａとイオン源２の中心軸２ａ（いずれも図６参照）とを一致させているけれども、それに限られるものではなく、図６に示す例のように、イオン源２の中心軸２ａを、アーム１２の中心軸１２ａから基板６とは反対側にずらして結合しても良い。そのようにすると、小さい入射角度を採るときにイオン源２の下部が基板表面６ａに当たりにくくなるので、同じ幅Ｗ1 のイオン源を用いる場合でも、上記距離Ｌ1 をより小さくしたり、あるいは、イオン源２と中心軸１４ａ間の距離をより小さくしたりすることができる。その結果、いずれにしても、上述した理由から、装置のより小型化を図ることが可能になる。
【００５２】
回転軸１４およびアーム１２は、前述したように、中空にしても良く、この実施形態ではそのようにしている。具体的には、回転軸１４を円筒状にし、アーム１２をダクト状にし、それら１４、１２の内部を互いに連通させている。アーム１２のイオン源２側はイオン源２に接続している。回転軸１４の内部（例えば真空容器１０付近の内部）には、真空シールを行う真空シール材４４を設けている。更に、この回転軸１４およびアーム１２を、例えば鉄、炭素鋼等の磁性材で構成している。更に、この回転軸１４およびアーム１２を電気的に接地している。真空容器１０も電気的に接地している。
【００５３】
そして、真空容器１０の外部からイオン源２へ電力を供給する導体４２を、回転軸１４およびアーム１２の内部に通してイオン源２へと導いている。導体４２は、図２では図示を簡略化するために、左右に１本ずつしか図示していないけれども、１本ずつに限られるものではなく、必要な本数だけ通せば良い。また、回転軸１４およびアーム１２をイオン源２の両側に設けている場合、片側のアーム１２等内にのみ導体４２を通しても良いし、両側のアーム１２等内に導体４２を通しても良い。この導体４２は、例えば、イオン源２のフィラメントを加熱するフィラメント電力を供給するための導体、イオン源２にアーク放電用のアーク電力を供給するための導体、イオン源２のイオンビーム引出し電極系に高電圧を供給するための導体等である。これらの導体４２が真空シール材４４を貫通する部分には、真空シール機能を有する電流導入端子（図示省略）が設けられている。また、これらの導体４２は、回転軸１４およびアーム１２内の適所に設けられた絶縁スペーサ（図示省略）によって絶縁支持されている。
【００５４】
イオン源２を真空容器１０内に設ける場合は、真空容器１０外に設ける場合に比べて、イオン源２へ上記のような電力を供給する導体の引き回しは真空容器１０内におけるスペースの制約等から、イオン源２の近くで行う必要が生じる。そのような場合は特に、当該導体を流れる電流によって発生する磁場がイオンビーム４に悪影響を与えることがある。例えば、イオンビーム４を構成するイオンの進行方向を変化させ、イオンビーム４の電流密度分布が乱されることがある。特に、イオン源２が、プラズマ生成に熱フィラメントを用いる直流放電タイプの場合は、フィラメント電流が大きい（例えば６０Ａ程度）のでそれによる強い磁場を周辺に発生させることがある。
【００５５】
これに対して、この実施形態では、上記導体４２を、磁気シールド機能を有する回転軸１４およびアーム１２内を通しているので、導体４２に流れる電流によって発生する磁場の漏れを抑えて、当該磁場がイオンビーム４に例えば上記のような悪影響を与えることを抑えることができる。
【００５６】
また、真空容器１０内を通す導体には、被覆材からの不純物やガスの発生を避ける等のために、通常は裸の導体を用いるけれども、その場合に、当該導体を真空容器１０内に露出させた状態で引き回すと、イオン源２の周りは真空雰囲気でありかつ放電のトリガになるイオンや電子も多く存在しているので、当該導体に高電圧（例えば数百Ｖ〜数ｋＶ程度）を印加したときに周囲の異電位部（例えば接地電位部。以下同様）との間で放電が発生してイオン源２からのイオンビーム４の引き出しが不安定になる現象が発生しやすくなる。
【００５７】
これに対して、この実施形態では、接地電位の回転軸１４およびアーム１２の内部に前記導体４２を通していて、当該導体４２が真空容器１０内の雰囲気から電気的に遮蔽されているので、導体４２に高電圧を印加したときに真空容器１０内の異電位部との間で放電が発生してイオン源２からのイオンビーム４の引き出しが不安定になる現象が発生することを抑制することができる。
【００５８】
この実施形態では、真空容器１０内であって基板６に対して所定の角度に位置させたイオン源２に基板６の通路を挟んで対向する位置に、イオン源２から引き出されたイオンビーム４の前記幅方向の電流密度分布を計測するビーム計測器４６を設けている。
【００５９】
より具体的には、この実施形態では、ビーム計測器４６を、基板６に対してほぼ垂直な角度に位置させたイオン源２に対向する位置に設けているけれども、これに限定されるものではない。
【００６０】
イオンビーム４の前記幅方向の電流密度分布を計測するためのビーム計測器４６は、この実施形態のようにイオンビーム４の前記幅方向に並設された複数個（多数個）のビーム計測器４６でも良いし、イオンビーム４の前記幅方向に機械的に走査（駆動）される１個のビーム計測器４６でも良い。但し、前者の方が、複数個のビーム計測器個４６によって一度にイオンビーム４の電流密度分布を計測することができ、計測時間が短くて済むので好ましい。特に、基板６が大型化しイオン源２も大型化している場合は、前者の方が好ましい。
【００６１】
各ビーム計測器４６のより具体例を図３に示す。このビーム計測器４６は、イオンビーム４を受けてそのビーム電流密度を計測するファラデーカップ４８と、その上流側に設けられていてイオンビーム４がファラデーカップ４８に入射した際にファラデーカップ４８から放出される２次電子の外部への漏れを抑制するものであって負電圧が印加される負抑制電極５０と、その上流側に設けられていて上流の雰囲気中で作られたイオンがファラデーカップ４８に流入するのを抑制するものであって正電圧が印加される正抑制電極５２と、その上流側に設けられていてファラデーカップ４８に入射するイオンビーム４の寸法を決めるマスクの作用をすると共にそれより下流側の電極等を上流側から電気的に遮蔽するものであって電気的に接地された接地電極５４と、この接地電極５４に接続されていて当該接地電極５４と協働して、内部のファラデーカップ４８および電極５０、５２を電気的に遮蔽するものであって電気的に接地された導体容器５６とを備えている。
【００６２】
上記のようなビーム計測器４６を設けることによって、基板６に対して所定の角度に位置させたイオン源２から引き出されるイオンビーム４の幅方向の電流密度分布を当該ビーム計測器４６によって計測することができるので、当該計測結果を、イオンビーム４の特性評価やイオン源２の調整等に利用することができる。
【００６３】
イオンビーム４の電流密度分布の計測に限らず、所要位置のビーム計測器４６を用いることによって当該位置でのイオンビーム４の電流密度を計測することもできる。また、イオンビーム４の電流密度分布の計測結果から、当該電流密度分布の均一性を求めることもできる。上記ビーム計測器４６は、このような計測にも利用することができる。
【００６４】
その場合、この実施形態のように、基板６に対してほぼ垂直な角度に位置させたイオン源２に対向する位置にビーム計測器４６を設けておくと、イオン源２の近くにビーム計測器４６を位置させることができ、しかもビーム計測器４６にほぼ垂直にイオンビーム４を入射させることが容易であるので、ビーム計測器４６による計測の精度を高めることができる。
【００６５】
次に、上記イオンビーム照射装置を用いて基板６を処理する方法（イオンビーム照射方法）の例を説明する。
【００６６】
（ａ）第１ステップ
回転軸１４を必要に応じて回転させてイオン源２をビーム計測器４６に対向する角度に位置させ、手動でまたは予め設定された条件でイオン源２からイオンビーム４を発生させながら、ビーム計測器４６を用いて、イオン源２から引き出されたイオンビーム４の前記電流密度分布を計測する。このときに、必要に応じて、イオンビーム４の所要位置の電流密度や、イオンビーム４の電流密度分布の均一性をも計測しても良い。
【００６７】
（ｂ）第２ステップ
次いで、前記計測した電流密度分布が所定の許容範囲内にあるか否かを判断し、許容範囲内にあれば次のステップに進み、許容範囲内になければ前記電流密度分布を許容範囲内に入れる調整を手動または自動で行う。このとき、必要に応じて、イオンビーム４の所要位置の電流密度や、イオンビーム４の電流密度分布の均一性をも評価して、必要があればそれらの調整を手動または自動で行っても良い。そして、必要なイオンビームの条件が満たされていることを確認する。
【００６８】
（ｃ）第３ステップ
次いで、回転軸１４を回転させてイオン源２を基板６の処理に必要な所定の角度に位置させる。
【００６９】
（ｄ）第４ステップ
次いで、基板駆動機構３０によって基板６を前述したように駆動しながら、当該基板６にイオン源２からイオンビームを照射して基板６に処理を施す。例えば、液晶ディスプレイ用の基板６の表面に前述したような配向処理を施す。
【００７０】
上記イオンビーム照射方法によれば、真空容器１０の外部からイオン源２の角度を所望のものに容易に調整することができるので、例えば基板毎または基板のロット毎など必要に応じて、イオン源を計測位置に移動させてイオンビームの電流密度分布を計測して評価し、そして必要な調整を行った後に、イオン源を処理位置に移動させて基板に処理を施すことができる。その結果、安定した処理を行うことが容易になる。                      
【００７１】
なお、基板６に前記配向処理を施す場合は、上記イオンビーム照射装置はイオンビーム配向装置またはイオンビーム配向処理装置等と、上記イオンビーム照射方法はイオンビーム配向方法またはイオンビーム配向処理方法等と、それぞれ呼ぶこともできる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】この発明に係るイオンビーム照射装置の一実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図１の装置を右方向から見て示す縦断面図である。
【図３】図１および図２中のビーム計測器のより具体例を示す縦断面図である。
【図４】イオン源を回転させる回転軸の中心軸が基板表面から遠い場合（Ａ）と近い場合（Ｂ）における基板表面へのイオンビームの入射状況の例を簡略化して示す側面図である。
【図５】イオン源の出口側の幅と、イオン源を回転させる回転軸の中心軸の位置との関係を示す側面図である。
【図６】イオン源の中心軸をアームの中心軸からずらした例を示す側面図である。
【図７】イオン源の回転中心がイオン源内に位置している場合の例を示す側面図である。
【図８】基板とその表面に照射されるイオンビームとの関係の例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００７３】
２  イオン源
４  イオンビーム
６  基板
１０  真空容器
１２  アーム
１４  回転軸
１４ａ  中心軸
２２  モータ
３０  基板駆動機構
４６  ビーム計測器
【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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