(57)【要約】【課題】  イオンビームの照射方向に対して傾斜した状態で基板を走査した場合であっても、イオンビームの濃度が基板の表面内において不均一となることを抑制する。【解決手段】  一点で互いに直交する三つの軸をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸とする。照射角度設定用モータ１４ａは、ホルダ４を支持していて、このホルダ４を、Ｘ軸に平行な中心軸６０を中心に回転させることによって、イオンビーム５８の照射角度θを設定する。Ｙ軸用リニアモータ２０は、ホルダ４および照射角度設定用モータ１４ａを、Ｙ軸方向に昇降させる。Ｚ軸用リニアモータ３０は、ホルダ４、照射角度設定用モータ１４ａおよびＹ軸用リニアモータ２０を、Ｚ軸方向に移動させる。制御装置４０は、Ｙ軸用リニアモータ２０およびＺ軸用リニアモータ３０を、基板保持面６に平行であってかつＸ軸に直交するＳ軸に沿ってホルダ４の基板保持面６が直線的に往復走査するように同期動作制御する。【選択図】  図２
2006331724.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一点で互いに直交する三つの軸をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸としたとき、Ｚ軸に沿う方向に進行するイオンビームをＸ軸に沿う方向に走査して、ホルダの基板保持面に保持された基板に照射する構成のイオンビーム照射装置において、
前記ホルダを支持していて、当該ホルダを、Ｘ軸に実質的に平行な中心軸を中心に回転させることによって、前記基板保持面に対するイオンビームの照射角度を設定可能な照射角度設定用モータと、
前記照射角度設定用モータを支持していて、前記ホルダおよび当該照射角度設定用モータを、Ｙ軸に沿う方向に昇降させるＹ軸用リニアモータと、
前記Ｙ軸用リニアモータを支持していて、前記ホルダ、前記照射角度設定用モータおよび当該Ｙ軸用リニアモータを、Ｚ軸に沿う方向に移動させるＺ軸用リニアモータと、
前記Ｙ軸用リニアモータおよび前記Ｚ軸用リニアモータを、前記基板保持面に実質的に平行であってかつＸ軸に実質的に直交するＳ軸に沿って前記ホルダの基板保持面が直線的に往復走査するように同期動作制御する制御装置とを備えることを特徴とするイオンビーム照射装置。
【請求項２】
一点で互いに直交する三つの軸をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸としたとき、Ｚ軸に沿う方向に進行するイオンビームをＸ軸に沿う方向に走査して、ホルダの基板保持面に保持された基板に照射する構成のイオンビーム照射装置において、
前記ホルダを支持していて、当該ホルダを、Ｘ軸に実質的に平行な中心軸を中心に回転させることによって、前記基板保持面に対するイオンビームの照射角度を設定可能な照射角度設定用モータと、
前記照射角度設定用モータを支持していて、前記ホルダおよび当該照射角度設定用モータを、Ｚ軸に沿う方向に移動させるＺ軸用リニアモータと、
前記Ｚ軸用リニアモータを支持していて、前記ホルダ、前記照射角度設定用モータおよび当該Ｚ軸用リニアモータを、Ｙ軸に沿う方向に昇降させるＹ軸用リニアモータと、
前記Ｚ軸用リニアモータおよび前記Ｙ軸用リニアモータを、前記基板保持面に実質的に平行であってかつＸ軸に実質的に直交するＳ軸に沿って前記ホルダの基板保持面が直線的に往復走査するように同期動作制御する制御装置とを備えることを特徴とするイオンビーム照射装置。
【請求項３】
一点で互いに直交する三つの軸をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸としたとき、Ｘ軸に沿う方向に帯状に長くかつＺ軸に沿う方向に進行するイオンビームを、ホルダの基板保持面に保持された基板に照射する構成のイオンビーム照射装置において、
前記ホルダを支持していて、当該ホルダを、Ｘ軸に実質的に平行な中心軸を中心に回転させることによって、前記基板保持面に対するイオンビームの照射角度を設定可能な照射角度設定用モータと、
前記照射角度設定用モータを支持していて、前記ホルダおよび当該照射角度設定用モータを、Ｙ軸に沿う方向に昇降させるＹ軸用リニアモータと、
前記Ｙ軸用リニアモータを支持していて、前記ホルダ、前記照射角度設定用モータおよび当該Ｙ軸用リニアモータを、Ｚ軸に沿う方向に移動させるＺ軸用リニアモータと、
前記Ｙ軸用リニアモータおよび前記Ｚ軸用リニアモータを、前記基板保持面に実質的に平行であってかつＸ軸に実質的に直交するＳ軸に沿って前記ホルダの基板保持面が直線的に往復走査するように同期動作制御する制御装置とを備えることを特徴とするイオンビーム照射装置。
【請求項４】
一点で互いに直交する三つの軸をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸としたとき、Ｘ軸に沿う方向に帯状に長くかつＺ軸に沿う方向に進行するイオンビームを、ホルダの基板保持面に保持された基板に照射する構成のイオンビーム照射装置において、
前記ホルダを支持していて、当該ホルダを、Ｘ軸に実質的に平行な中心軸を中心に回転させることによって、前記基板保持面に対するイオンビームの照射角度を設定可能な照射角度設定用モータと、
前記照射角度設定用モータを支持していて、前記ホルダおよび当該照射角度設定用モータを、Ｚ軸に沿う方向に移動させるＺ軸用リニアモータと、
前記Ｚ軸用リニアモータを支持していて、前記ホルダ、前記照射角度設定用モータおよび当該Ｚ軸用リニアモータを、Ｙ軸に沿う方向に昇降させるＹ軸用リニアモータと、
前記Ｚ軸用リニアモータおよび前記Ｙ軸用リニアモータを、前記基板保持面に実質的に平行であってかつＸ軸に実質的に直交するＳ軸に沿って前記ホルダの基板保持面が直線的に往復走査するように同期動作制御する制御装置とを備えることを特徴とするイオンビーム照射装置。
【請求項５】
前記基板に照射されるイオンビームの照射角度をθとし、前記Ｚ軸用リニアモータをＺ軸に沿って移動させる距離をΔｚ（イオンビームが進行する方向を正方向とする）とした場合において、
前記制御装置は、前記Ｙ軸用リニアモータをＹ軸に沿ってΔｙの距離だけ上昇させるときは、
Δｚ＝Δｙｔａｎθ
なる関係またはそれと数学的に等価の関係を満たすように、かつ前記Ｙ軸用リニアモータをＹ軸に沿ってΔｙの距離だけ下降させるときは、
−Δｚ＝Δｙｔａｎθ
なる関係またはそれと数学的に等価の関係を満たすように、前記Ｙ軸用リニアモータおよび前記Ｚ軸用リニアモータを同期動作制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のイオンビーム照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば水平方向に進行するイオンビームを、ホルダの基板保持面に保持された基板に照射する構成のイオンビーム照射装置に関し、とくに基板に照射されるイオンビームの発散角度による注入の不均一性を抑制する手段に関する。このイオンビーム照射装置は、例えばイオン注入装置である。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来のイオンビーム照射装置において、ホルダに保持された基板にイオンビームが照射される構成の一例を示す概略側面図を図４に示す。なお、これとほぼ同様の構造をしたイオンビーム照射装置が特許文献１の図１３に記載されている。
【０００３】
一点で互いに直交する三つの軸をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸としたとき、Ｚ軸に沿う方向に進行するイオンビーム５８は、電界または磁界によりＸ軸に沿う方向に走査されて、ホルダ４の基板保持面６に保持された基板５４に照射されるのが一般的である。ホルダ４は、例えば静電チャックである。なお、この例では、Ｘ軸およびＺ軸は、いずれも水平方向の仮想軸である。
【０００４】
また、イオンビーム５８は、Ｘ軸に沿う方向に走査されるものに代えて、Ｘ軸に沿う方向に元から帯状に長くかつＺ方向に沿う方向に進行するものもある。
【０００５】
この明細書において、「軸に沿う方向」とは、当該軸に実質的に平行な方向であることを意味する。また、「実質的に平行」は、平行の状態を含む。
【０００６】
このイオンビーム照射装置は、Ｘ軸に実質的に平行な回転軸４６を中心に図４中の矢印Ａの方向にホルダ４を回転させることによって、連結体４８を介して回転軸４６に支持されたホルダ４の基板保持面６、ひいては、基板５４の表面５６に対するイオンビーム５８の照射角度θを制御する可逆転式の照射角度設定用モータ１４と、これに支持されたホルダ４を、Ｙ軸に沿う方向に昇降させることによってイオンビーム５８に対して基板５４を走査する昇降装置５０とを備えている。
【０００７】
基板５４に対するイオンビーム５８の照射処理、例えばイオン注入処理を行うとき、照射角度θは、通常、０〜６０度の範囲となるように設定される。なお、この照射角度θは、基板保持面６に対する垂線６２とイオンビーム５８の進行方向とが成す角度であり、例えば、イオン注入装置では注入角度と呼ばれる。
【０００８】
このように、従来例におけるイオンビーム照射装置では、照射角度θを０度よりも大きくした場合、ホルダ４に保持された基板５４が、イオンビーム５８の照射方向（即ち、Ｚ方向に沿った方向）に対して傾斜した状態でＹ軸に沿った方向に走査される。
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−１１００１２号公報（図１３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、基板５４がイオンビーム５８の照射方向Ｚに対して傾斜した状態でＹ軸に沿った方向に走査されると、基板５４に照射されるイオンビーム５８の濃度が基板５４の表面５６内において不均一になるという課題がある。
【００１１】
この課題が発生する原因について、図５を参照しつつ説明する。なお、この図では、便宜上、照射角度設定用モータ１４、回転軸４６、連結体４８および昇降装置５０が省略されている。
【００１２】
ビームスリット５２を通過したイオンビーム５８は、真空チャンバー（図示省略）内に配置されたホルダ４の基板保持面６、ひいては、基板５４の表面５６に向けて照射される。
【００１３】
基板５４は、基板５４の表面５６上の中心Ｏ1 がホルダ４と伴に位置αと位置γとの間を往復移動することによって、イオンビーム５８に対して走査される。なお、位置βは、基板５４の表面５６上の中心Ｏ1 とＺ軸に沿う方向に進行するイオンビーム５８の経路とが一致する位置である。
【００１４】
一方、イオンビーム５８は、空間電荷効果等により、Ｙ軸に沿った方向に幾分発散する状態で照射される。ここで、Ｙ軸に沿った方向にイオンビーム５８が発散する角度を発散角度ξと呼ぶ。
【００１５】
このように、イオンビーム５８がＹ軸に沿う方向に幾分発散して基板５４の表面５６に照射されると、イオンビーム５８の経路上の任意の点（例えばビームスリット５２出口の点）から基板５４の表面５６までの距離Ｌに応じて、基板５４の表面５６に照射されるイオンビーム５８の照射領域の大きさが異なる。即ち、距離Ｌが大きくなるに従って、基板５４の表面５６に照射されるイオンビーム５８の照射領域が大きくなる。
【００１６】
詳述すれば、基板５４の表面５６上の中心Ｏ1 が、位置αにあるときの基板５４の表面５６に照射されるイオンビーム５８の照射領域をＧ1 、位置βにあるときの基板５４の表面５６に照射されるイオンビーム５８の照射領域をＧ2 、位置γにあるときの基板５４の表面５６に照射されるイオンビーム５８の照射領域をＧ3 とすると、領域Ｇ1 の面積と領域Ｇ2 の面積と領域Ｇ3 の面積との間には、Ｇ1 ＜Ｇ2 ＜Ｇ3 の関係が成立する。
【００１７】
ここで、基板５４の表面５６に照射されるイオンビーム５８の濃度は、基板５４の表面５６に照射されるイオンビーム５８の照射領域の面積が大きければ濃度が小さく、前記照射領域の面積が小さければ濃度が大きい結果となる。
【００１８】
従って、基板５４がイオンビーム５８の照射方向に対して傾斜した状態でＹ軸に沿う方向に走査されると、基板５４の表面５６に対するイオンビーム５８の照射処理中に距離Ｌが変わるので、基板５４に照射されるイオンビーム５８の濃度が基板５４の表面５６内において不均一になるという現象が生じる。その結果、例えば、基板５４の表面５６内におけるイオン注入の均一性が悪化する。
【００１９】
そこで、この発明は、基板を、イオンビームの照射方向に対して傾斜した状態で走査した場合であっても、基板に照射されるイオンビームの濃度が基板の表面内において不均一となることを抑制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】
【００２０】
この発明に係る第１のイオンビーム照射装置は、一点で互いに直交する三つの軸をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸としたとき、Ｚ軸に沿う方向に進行するイオンビームを、Ｘ軸に沿う方向に走査してホルダの基板保持面に保持された基板に照射する構成のイオンビーム照射装置において、前記ホルダを支持していて、当該ホルダを、Ｘ軸に実質的に平行な中心軸を中心に回転させることによって、前記基板保持面に対するイオンビームの照射角度を設定可能な照射角度設定用モータと、前記照射角度設定用モータを支持していて、前記ホルダおよび当該照射角度設定用モータを、Ｙ軸に沿う方向に昇降させるＹ軸用リニアモータと、前記Ｙ軸用リニアモータを支持していて、前記ホルダ、前記照射角度設定用モータおよび当該Ｙ軸用リニアモータを、Ｚ軸に沿う方向に移動させるＺ軸用リニアモータと、前記Ｙ軸用リニアモータおよび前記Ｚ軸用リニアモータを、前記基板保持面に実質的に平行であってかつＸ軸に実質的に直交するＳ軸に沿って前記ホルダの基板保持面が直線的に往復走査するように同期動作制御する制御装置とを備えることを特徴としている。
【００２１】
この発明に係る第２のイオンビーム照射装置は、一点で互いに直交する三つの軸をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸としたとき、Ｚ軸に沿う方向に進行するイオンビームを、Ｘ軸に沿う方向に走査してホルダの基板保持面に保持された基板に照射する構成のイオンビーム照射装置において、前記ホルダを支持していて、当該ホルダを、Ｘ軸に実質的に平行な中心軸を中心に回転させることによって、前記基板保持面に対するイオンビームの照射角度を設定可能な照射角度設定用モータと、前記照射角度設定用モータを支持していて、前記ホルダおよび当該照射角度設定用モータを、Ｚ軸に沿う方向に移動させるＺ軸用リニアモータと、前記Ｚ軸用リニアモータを支持していて、前記ホルダ、前記照射角度設定用モータおよび当該Ｚ軸用リニアモータを、Ｙ軸に沿う方向に昇降させるＹ軸用リニアモータと、前記Ｚ軸用リニアモータおよび前記Ｙ軸用リニアモータを、前記基板保持面に実質的に平行であってかつＸ軸に実質的に直交するＳ軸に沿って前記ホルダの基板保持面が直線的に往復走査するように同期動作制御する制御装置とを備えることを特徴としている。
【００２２】
この発明に係る第３のイオンビーム照射装置は、一点で互いに直交する三つの軸をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸としたとき、Ｘ軸に沿う方向に帯状に長くかつＺ軸に沿う方向に進行するイオンビームを、ホルダの基板保持面に保持された基板に照射する構成のイオンビーム照射装置において、前記ホルダを支持していて、当該ホルダを、Ｘ軸に実質的に平行な中心軸を中心に回転させることによって、前記基板保持面に対するイオンビームの照射角度を設定可能な照射角度設定用モータと、前記照射角度設定用モータを支持していて、前記ホルダおよび当該照射角度設定用モータを、Ｙ軸に沿う方向に昇降させるＹ軸用リニアモータと、前記Ｙ軸用リニアモータを支持していて、前記ホルダ、前記照射角度設定用モータおよび当該Ｙ軸用リニアモータを、Ｚ軸に沿う方向に移動させるＺ軸用リニアモータと、前記Ｙ軸用リニアモータおよび前記Ｚ軸用リニアモータを、前記基板保持面に実質的に平行であってかつＸ軸に実質的に直交するＳ軸に沿って前記ホルダの基板保持面が直線的に往復走査するように同期動作制御する制御装置とを備えることを特徴としている。
【００２３】
この発明に係る第４のイオンビーム照射装置は、一点で互いに直交する三つの軸をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸としたとき、Ｘ軸に沿う方向に帯状に長くかつＺ軸に沿う方向に進行するイオンビームを、ホルダの基板保持面に保持された基板に照射する構成のイオンビーム照射装置において、前記ホルダを支持していて、当該ホルダを、Ｘ軸に実質的に平行な中心軸を中心に回転させることによって、前記基板保持面に対するイオンビームの照射角度を設定可能な照射角度設定用モータと、前記照射角度設定用モータを支持していて、前記ホルダおよび当該照射角度設定用モータを、Ｚ軸に沿う方向に移動させるＺ軸用リニアモータと、前記Ｚ軸用リニアモータを支持していて、前記ホルダ、前記照射角度設定用モータおよび当該Ｚ軸用リニアモータを、Ｙ軸に沿う方向に昇降させるＹ軸用リニアモータと、前記Ｚ軸用リニアモータおよび前記Ｙ軸用リニアモータを、前記基板保持面に実質的に平行であってかつＸ軸に実質的に直交するＳ軸に沿って前記ホルダの基板保持面が直線的に往復走査するように同期動作制御する制御装置とを備えることを特徴としている。
【００２４】
これらのイオンビーム照射装置によれば、ホルダは、基板保持面がＳ軸に沿うように直線的に往復走査される。従って、ホルダに保持された基板に対するイオンビームの照射処理中に、イオンビームの経路上の任意の点からホルダの基板保持面ひいては基板の表面までの距離を実質的に一定としつつ、ホルダに保持された基板をイオンビームの照射方向に対して傾斜した状態で走査することができる。
【００２５】
前記基板に照射されるイオンビームの照射角度をθとし、前記リニアモータをＺ軸に沿って移動させる距離をΔｚ（イオンビームが進行する方向を正方向とする）とした場合において、前記制御装置は、前記Ｙ軸用リニアモータをＹ軸に沿ってΔｙの距離だけ上昇させるときは、Δｚ＝Δｙｔａｎθなる関係またはそれと数学的に等価の関係を満たすように、かつ前記Ｙ軸用リニアモータをＹ軸に沿ってΔｙの距離だけ下降させるときは、−Δｚ＝Δｙｔａｎθなる関係またはそれと数学的に等価の関係を満たすように、前記Ｙ軸用リニアモータおよび前記Ｚ軸用リニアモータを同期動作制御することが好ましい。
【発明の効果】
【００２６】
この発明によれば、イオンビームの経路上の任意の点から基板の表面までの距離を実質的に一定としつつ、ホルダに保持された基板を、イオンビームの照射方向に対して傾斜した状態で走査することが可能となるので、当該基板に照射されるイオンビームの照射領域の面積が、常に実質的に一定となる。従って、当該基板に照射されるイオンビームの濃度が、基板の表面内において不均一となることを抑制できる。その結果、例えば、基板の表面内におけるイオン注入の均一性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１は、この発明に係るイオンビーム照射装置の一例を示す概略平面図、図２は、図１に示されるイオンビーム照射装置の概略側面図である。以下において、図４および図５に示した従来例と同一または相当する部分には同一符号を付すと共に、当該従来例との相違点を主に説明する。
【００２８】
このイオンビーム照射装置は、ホルダ４を支持するアーム８が、円板状のターンテーブル１２に支持されている。このとき、ターンテーブル１２の中心Ｏ2 は、ホルダ４の基板保持面６の中心Ｏ1 を通過しかつＸ軸に実質的に平行な仮想の中心軸６０上にある（図１参照）。なお、図示されている基板５４は、便宜上、ホルダ４とほぼ同じ厚みとしているが、実際には、基板５４は非常に薄いので、中心軸６０は、実質的に基板５４の表面５６を通過していると言える。
【００２９】
このターンテーブル１２は、中心軸６０を中心に回転する。
【００３０】
また、必須の構成ではないが、このイオンビーム照射装置では、オリフラ角制御モータ１０がアーム８に内蔵されている。これにより、イオンビーム５８の照射方向Ｚに対してホルダ４ひいては基板５４を１回走査する毎にオリフラ角を変えて注入を行うステップ注入等を実施できる。
【００３１】
ここで「オリフラ角」とは、基板５４に形成されたオリエンテーションフラット（即ち、切欠。図示せず。）が、所定方向に対して成す角度を言う。
【００３２】
更に、このイオンビーム照射装置は、従来例の可逆転式の照射角度設定用モータ１４および昇降装置５０（いずれも図４参照）に代えて、それぞれ、可逆走式の照射角度設定用モータ１４ａおよび可逆走式のＹ軸用リニアモータ２０を備えている。
【００３３】
照射角度設定用モータ１４ａは、ターンテーブル１２に連結されている照射角度設定用走行子１６と、この照射角度設定用走行子１６に対向し、かつ後述するＹ軸用走行子２８に固定されている照射角度設定用固定子１８とを有している。
【００３４】
照射角度設定用走行子１６は、ターンテーブル１２の外周部の一部に設けられており、Ｘ軸方向に見た場合における形状が、ターンテーブル１２の外周面に沿って扇状に形成されている（図２参照）。
【００３５】
照射角度設定用モータ１４ａが中心軸６０を中心にターンテーブル１２を回転させると、アーム８を介してターンテーブル１２に支持されたホルダ４は、中心軸６０を中心に回転させられる。このようにして、ホルダ４の基板保持面６ひいては基板５４の表面５６に対するイオンビーム５８の照射角度θ（図２参照）を設定可能となっている。なお、図２に示される照射角度θは、二点鎖線で示される基板５４の表面５６に対する角度である。  
【００３６】
Ｙ軸用リニアモータ２０は、Ｙ軸用固定子２２と、このＹ軸用固定子２２に対向するＹ軸用走行子２８とを有している。
【００３７】
Ｙ軸用固定子２２は、Ｙ軸に沿う方向に長い固定板２４と、この固定板２４に固定されて、Ｙ軸に沿う方向に長いガイドレール２６とを有している。
【００３８】
Ｙ軸用走行子２８は、照射角度設定用モータ１４ａを支持しており、ガイドレール２６に沿って直線的に昇降する。
【００３９】
従って、Ｙ軸用走行子２８がＹ軸に沿う方向に昇降すると、ホルダ４および照射角度設定用モータ１４ａが、これに伴ってＹ軸に沿う方向に直線的に昇降する。
【００４０】
更に、このイオンビーム照射装置は、可逆走式のＺ軸用リニアモータ３０を備えている。
【００４１】
このＺ軸用リニアモータ３０は、Ｚ軸用固定子３２と、このＺ軸用固定子３２に対向するＺ軸用走行子３８（図１参照）とを有している。ただし、Ｙ軸用固定子２２とＺ軸用走行子３８とを、より具体的には、固定板２４とＺ軸用走行子３８とを一つの部材とすることによって、これらの機能を兼用させるようにしても良い。
【００４２】
Ｚ軸用固定子３２は、Ｚ軸に沿う方向に長い固定板３４と、この固定板３４に固定されて、Ｚ軸に沿う方向に長いガイドレール３６とを有している。
【００４３】
なお、固定板３４は、図１に示すように、この実施形態では真空チャンバー２に固定して支持されているが、例えば、固定板３４を固定するための架台を真空チャンバー２内に設けても良い。
【００４４】
Ｚ軸用走行子３８（図１参照）は、Ｙ軸用リニアモータ２０、より具体的には固定板２４を支持しており、ガイドレール３６に沿ってＺ軸に沿う方向に直線的に移動する。
【００４５】
従って、Ｚ軸用走行子３８（図１参照）がＺ軸に沿う方向に移動すると、ホルダ４、照射角度設定用モータ１４ａおよびＹ軸用リニアモータ２０が、これに伴ってＺ軸に沿う方向に直線的に移動する。
【００４６】
なお、照射角度設定用モータ１４ａ、Ｙ軸用リニアモータ２０およびＺ軸用リニアモータ３０は、真空状態に保密された真空チャンバー２内に配置されている。
【００４７】
図２に示すように、真空チャンバー２の外側には、制御装置４０が設けられている。この制御装置４０は、真空チャンバー２の壁面を貫通するフィールドスルー６４を介して、照射角度設定用モータ１４ａを制御すると共に、Ｙ軸用リニアモータ２０およびＺ軸用リニアモータ３０を同期動作制御するよう、これらと電気的に接続されている。
【００４８】
制御装置４０は、照射角度θが設定または入力されると、ホルダ４の基板保持面６に対するイオンビーム５８の照射角度がθとなるように、照射角度設定用モータ１４ａによってターンテーブル１２を回転させる。その後、ホルダ４に保持された基板５４に対してイオンビーム５８が照射される。これによって、基板５４に例えばイオン注入処理等が施される。
【００４９】
次に、Ｙ軸用リニアモータ２０およびＺ軸用リニアモータ３０が、制御装置４０によって制御される動作を、図３を参照しつつ説明する。
【００５０】
Ｙ軸用リニアモータ２０をＹ軸に沿う方向に上昇させる距離をΔｙとし、Ｚ軸用リニアモータ３０をＺ軸に沿う方向に移動させる距離をΔｚとしたとき、制御装置４０（図２参照）は、数１の関係式またはそれと数学的に等価の関係を満たすように、Ｙ軸用リニアモータ２０およびＺ軸用リニアモータ３０を同期動作制御する。
【００５１】
［数１］
Δｚ＝Δｙｔａｎθ
【００５２】
一方、Ｙ軸用リニアモータ２０をＹ軸に沿う方向に下降させる距離をΔｙとし、Ｚ軸用リニアモータ３０をＺ軸に沿う方向に移動させる距離をΔｚとしたとき、制御装置４０（図２参照）は、数２の関係式またはそれと数学的に等価の関係を満たすように、Ｙ軸用リニアモータ２０およびＺ軸用リニアモータ３０を同期動作制御する。
【００５３】
［数２］
−Δｚ＝Δｙｔａｎθ
【００５４】
なお、イオンビーム５８が進行する方向をＺ軸の正方向、それと反対方向をＺ軸の負方向とする。
【００５５】
また、「Ｙ軸用リニアモータ２０をＹ軸に沿う方向に上昇させる距離」および「Ｚ軸用リニアモータ３０をＺ軸に沿う方向に移動させる距離」についてより具体的に言えば、それぞれ、「Ｙ軸用走行子２８をＹ軸用固定子２２に対してＹ軸に沿う方向に上昇させる距離」および「Ｚ軸用走行子３８（図１参照）をＺ軸用固定子３２に対してＺ軸に沿う方向に移動させる距離」である。
【００５６】
制御装置４０（図２参照）が、Ｙ軸用リニアモータ２０およびＺ軸用リニアモータ３０を同期動作制御すると（即ち、両者２０、３０を実質的に同時に動作させると）、ホルダ４は、当該ホルダ４の基板保持面６がＳ軸に沿うように直線的に往復走査する。
【００５７】
なお、「Ｓ軸」は、ホルダ４の基板保持面６と実質的に平行であってかつＸ軸に実質的に直交する方向である。また、「実質的に直交」は、直交の状態を含む。
【００５８】
従って、ホルダ４ひいては基板５４を、イオンビーム５８の照射方向Ｚに対して傾斜させた状態で走査しても、イオンビーム５８の経路上の任意の点（例えばビームスリット５２出口の点）から基板５４の表面５６までの距離Ｌは実質的に一定となる。その結果、基板５４の表面５６に照射されるイオンビーム５８の照射領域の面積が常に実質的に一定となるので、基板５４の表面５６に照射されるイオンビーム５８の濃度が不均一となることを抑制できる。よって、例えば、基板５４の表面５６内におけるイオン注入の均一性が向上する。
【００５９】
更に、ホルダ４を、Ｙ軸に沿う方向およびＺ軸に沿う方向に移動させることができると共に中心軸６０を中心として回転させることができるので、基板５４の搬送時における自由度が向上する。即ち、基板５４を、搬送し易い位置まで移動させることが可能となる。  
【００６０】
また、ボールネジ等を用いることによって、イオンビーム５８の照射方向Ｚに対して傾斜させた状態でホルダ４ひいては基板５４を走査することも考えられるが、それに比べてこの実施形態のように、Ｙ軸用リニアモータ２０およびＺ軸用リニアモータ３０を用いる方が、精度を確保しつつ構造を簡素化できる。また、ネジ部からのパーティクル（汚染物質）の発生を防止することができる。
【００６１】
しかも、ホルダ４の基板保持面６の中心Ｏ1 およびターンテーブル１２の中心Ｏ2 のいずれも中心軸６０上にあるので、中心軸６０を中心としてターンテーブル１２を回転させるのみで照射角度θを設定できる。即ち、Ｙ軸用リニアモータ２０またはＺ軸用リニアモータ３０を動作させる必要がないので、制御が簡単になると共に、構造の簡素化および低コスト化を図ることができる。
【００６２】
ただし、ターンテーブル１２の中心Ｏ2 が中心軸６０とずれている場合であっても、この発明の目的を達成することができる。即ち、ターンテーブル１２の中心Ｏ2 が中心軸６０とずれているとき、ターンテーブル１２を回転させると、Ｙ軸およびＺ軸に沿う方向におけるホルダ４の位置が変わることとなるが、これは、Ｙ軸用リニアモータ２０およびＺ軸用リニアモータ３０によって補正可能だからである。
【００６３】
なお、上述の実施形態では、照射角度設定用モータ１４ａをＹ軸用リニアモータ２０が支持し、このＹ軸用リニアモータ２０をＺ軸用リニアモータ３０が支持しているが、これに限られない。
【００６４】
例えば、Ｙ軸用リニアモータ２０とＺ軸用リニアモータ３０とを入れ替えて、照射角度設定用モータ１４ａをＺ軸用リニアモータ３０が支持し、このＺ軸用リニアモータ３０をＹ軸用リニアモータ２０が支持していても良い。このとき、Ｚ軸用リニアモータ３０は、ホルダ４および照射角度設定用モータ１４ａをＺ軸に沿う方向に移動させることとなる。Ｙ軸用リニアモータ２０は、真空チャンバー２に固定されていて、ホルダ４、照射角度設定用モータ１４ａおよびＺ軸用リニアモータ３０を、Ｚ軸に沿う方向に昇降させることとなる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】この発明に係るイオンビーム照射装置の一例を示す概略平面図である。
【図２】図１に図示されるイオンビーム照射装置の概略側面図である。
【図３】Ｙ軸用リニアモータおよびＺ軸用リニアモータの動作の一例を示す概略側面図である。
【図４】従来のイオンビーム照射装置の一例を示す概略側面図である。
【図５】図４に図示されるイオンビーム照射装置において、イオンビーム照射中における基板の走査態様を示した側面図である。
【符号の説明】
【００６６】
４  ホルダ
６  ホルダの基板保持面
１４ａ  照射角度設定用モータ
２０  Ｙ軸用リニアモータ
３０  Ｚ軸用リニアモータ
４０  制御装置
５４  基板
５８  イオンビーム
６０  中心軸
θ  照射角度
【図１】
2006331724.tif 000003
【図２】
2006331724.tif 000004
【図３】
2006331724.tif 000005
【図４】
2006331724.tif 000006
【図５】
2006331724.tif 000007