(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軸及びＺ軸とする。走査装置１４は、それに支持しているホルダ１０を、その基板保持面１２に平行な方向であってかつＸ軸に直交するＳ方向に沿って直線的に往復走査する。照射角度制御モータ８６は、それに支持している走査装置１４及び走査装置１４に支持されたホルダ１０を、Ｘ軸に平行な回転軸８８を中心に回転させることによって、基板保持面１２に対するイオンビーム１２０の照射角度θを変更する。昇降装置９２は、それに支持している照射角度制御モータ８６、このモータ８６に支持された走査装置１４及び当該走査装置１４に支持されたホルダ１０を、Ｙ軸に沿う方向に昇降させる。【選択図】  図１
2006324205.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軸及び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、前記ホルダを、前記基板保持面に実質的に平行な方向であってかつＸ軸に実質的に直交するＳ方向に沿って直線的に往復走査する走査装置と、
前記走査装置を支持していて、前記走査装置及び前記走査装置に支持されたホルダを、Ｘ軸に実質的に平行な回転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変更可能な可逆転式の照射角度制御モータと、
前記照射角度制御モータを支持していて、前記照射角度制御モータ、前記照射角度制御モータに支持された走査装置及び当該走査装置に支持されたホルダを、Ｙ軸に沿う方向に昇降させる昇降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】
前記走査装置は、
一方の端部を中心に旋回可能な第１アーム、一方の端部が当該第１アームの他方の端部に軸支された第２アーム及び第１アームの旋回力を当該第２アームに伝達する伝達機構を有していて、当該第１アームの旋回によって当該第２アームの他方の端部を、前記Ｓ方向に実質的に平行な方向に往復直線移動させる第１アーム機構と、
前記基板保持面の中心を通過しかつ前記Ｓ方向と実質的に平行な中心線に対して前記第１アーム機構と対称であって、一方の端部を中心に旋回可能な第１アーム、一方の端部が当該第１アームの他方の端部に軸支された第２アーム及び第１アームの旋回力を当該第２アームに伝達する伝達機構を有していて、当該第１アームの旋回によって当該第２アームの他方の端部を、前記Ｓ方向に実質的に平行な方向に往復直線移動させる第２アーム機構と、
前記第１アーム機構の第１アームを、当該第１アームの一方の端部を中心に旋回させる可逆転式の第１アーム旋回モータと、
前記第２アーム機構の第２アームを、当該第２アームの一方の端部を中心に旋回させる可逆転式の第２アーム旋回モータと、
前記第１旋回モータ及び前記第２旋回モータを、同期して駆動させる制御装置とを備えることを特徴とする請求項１に記載のイオンビーム照射装置。
【請求項３】
前記走査装置は、前記Ｓ方向に直線状に伸びている固定子と、当該固定子に沿って往復走行可能なものであって前記ホルダを支持する走行子とを有するリニアモータを備えることを特徴とする請求項１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、当該イオンビームが進行する方向に実質的に直交する方向に走査して、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従来例を示す概略側面図を図７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軸及びＺ軸としたとき、Ｚ軸に沿う方向（例えば、Ｚ軸に実質的に平行な方向。）に進行するイオンビーム１２０は、電界または磁界によりＸ軸に沿う方向（例えば、Ｘ軸に実質的に平行な方向。）に走査されて、ホルダ１０の基板保持面１２に保持された基板１２２に照射される。ホルダ１０は、例えば静電チャックである。なお、この例では、Ｘ軸及びＺ軸は、いずれも水平方向の軸である。また、この明細書において、「実質的に平行」または「実質的に直交」は、それぞれ、平行または直交の状態を含む。
【０００４】
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８８を中心に図７中の矢印Ａの方向にホルダ１０を回転させることによって、連結体９０を介して回転軸８８に支持されたホルダ１０の基板保持面１２、ひいては、基板１２２の表面１２４に対するイオンビーム１２０の照射角度θを制御する可逆転式の照射角度制御モータ８６と、照射角度制御モータ８６及びこれに支持されたホルダ１０を、Ｙ軸に沿う方向（例えば、Ｙ軸に実質的に平行な方向。）に昇降することによってイオンビーム１２０に対して基板１２２を走査する昇降装置９２とを備えている。
【０００５】
基板１２２に対するイオンビーム１２０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、イオン注入装置では注入角度と呼ばれる。
【０００６】
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１０に保持された基板１２２が、イオンビーム１２０の照射方向（即ち、Ｚ軸に沿った方向）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。
【０００７】
【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】
【０００８】
しかしながら、基板１２２がイオンビーム１２０の照射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と、基板１２２に照射されるイオンビーム１２０の濃度が基板１２２の表面１２４内において不均一になるという課題がある。
【０００９】
この課題が発生する原因について、図８を参照しつつ説明する。なお、この図では、便宜上、照射角度制御モータ８６、回転軸８８、連結体９０及び昇降装置９２が省略されている。
【００１０】
ビームスリット１１８を通過したイオンビーム１２０は、真空チャンバー（図示省略）内に配置されたホルダ１０の基板保持面１２（即ち、基板１２２の表面１２４）に向けて照射される。
【００１１】
基板１２２は、基板１２２の表面１２４上の中心Ｏ1 がホルダ１０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１２０に対して走査される。なお、位置βは、基板１２２の表面１２４上の中心Ｏ1 とＺ軸に沿う方向に進行するイオンビーム１２０の経路とが一致する位置である。
【００１２】
一方、イオンビーム１２０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１２０が発散する角度を発散角度ξと呼ぶ。
【００１３】
このように、イオンビーム１２０がＹ軸に沿う方向に幾分発散して基板１２２の表面１２４に照射されると、イオンビーム１２０の経路上の任意の点（例えばビームスリット１１８出口の点）から基板１２２の表面１２４までの距離Ｌに応じて、基板１２２の表面１２４に照射されるイオンビーム１２０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１２２の表面１２４に照射されるイオンビーム１２０の照射領域が大きくなるのである。
【００１４】
即ち、基板１２２の表面１２４上の中心Ｏ1 が、位置αにあるときの基板１２２の表面１２４に照射されるイオンビーム１２０の照射領域をＧ1 、位置βにあるときの基板１２２の表面１２４に照射されるイオンビーム１２０の照射領域をＧ2 、位置γにあるときの基板１２２の表面１２４に照射されるイオンビーム１２０の照射領域をＧ3 とすると、Ｇ1 とＧ2 とＧ3 との間には、Ｇ1 ＜Ｇ2 ＜Ｇ3 の関係が成立する。
【００１５】
ここで、基板１２２の表面１２４におけるイオンビーム１２０の濃度は、基板１２２の表面１２４に照射されるイオンビーム１２０の照射領域が大きければ濃度が小さく、前記照射領域が小さければ濃度が大きい結果となる。
【００１６】
従って、基板１２２がイオンビーム１２０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１２２の表面１２４に対するイオンビーム１２０の照射処理中に距離Ｌが変わるので、基板１２２に照射されるイオンビーム１２０の濃度が基板１２２の表面１２４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１２２の表面１２４内におけるイオン注入の均一性が悪化する。
【００１７】
そこで、この発明は、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、基板に対して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】
【００１８】
この発明に係る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軸及び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、前記ホルダを、前記基板保持面に実質的に平行な方向であってかつＸ軸に実質的に直交するＳ方向に沿って直線的に往復走査する走査装置と、前記走査装置を支持していて、前記走査装置及び前記走査装置に支持されたホルダを、Ｘ軸に実質的に平行な回転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変更可能な可逆転式の照射角度制御モータと、前記照射角度制御モータを支持していて、前記照射角度制御モータ、前記照射角度制御モータに支持された走査装置及び当該走査装置に支持されたホルダを、Ｙ軸に沿う方向に昇降させる昇降装置とを備えることを特徴としている。
【００１９】
このイオンビーム照射装置によれば、走査装置が、ホルダを、ホルダの基板保持面に実質的に平行な方向であってかつＸ軸に実質的に直交するＳ方向に沿って直線的に往復走査する。従って、基板の表面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基板の表面ひいてはホルダの基板保持面までの距離が変わることを防止できる。
【００２０】
前記走査装置は、一方の端部を中心に旋回可能な第１アーム、一方の端部が当該第１アームの他方の端部に軸支された第２アーム及び第１アームの旋回力を当該第２アームに伝達する伝達機構を有していて、当該第１アームの旋回によって当該第２アームの他方の端部を、前記Ｓ方向に実質的に平行な方向に往復直線移動させる第１アーム機構と、前記基板保持面の中心を通過しかつ前記Ｓ方向と実質的に平行な中心線に対して前記第１アーム機構と対称であって、一方の端部を中心に旋回可能な第１アーム、一方の端部が当該第１アームの他方の端部に軸支された第２アーム及び第１アームの旋回力を当該第２アームに伝達する伝達機構を有していて、当該第１アームの旋回によって当該第２アームの他方の端部を、前記Ｓ方向に実質的に平行な方向に往復直線移動させる第２アーム機構と、前記第１アーム機構の第１アームを、当該第１アームの一方の端部を中心に旋回させる可逆転式の第１アーム旋回モータと、前記第２アーム機構の第２アームを、当該第２アームの一方の端部を中心に旋回させる可逆転式の第２アーム旋回モータと、前記第１旋回モータ及び前記第２旋回モータを、同期して駆動させる制御装置とを備えていても良い。
【００２１】
このイオンビーム照射装置によれば、第１アーム機構の第２アームの他方の端部及び第２アーム機構の第２アームの他方の端部のそれぞれが、Ｓ方向に実質的に平行な方向に往復直線移動する。従って、基板の表面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基板の表面ひいてはホルダの基板保持面までの距離が変わることを防止できる。
【００２２】
前記走査装置は、前記Ｓ方向に直線状に伸びている固定子と、当該固定子に沿って往復走行可能なものであって前記ホルダを支持する走行子とを有するリニアモータを備えていても良い。
【００２３】
このイオンビーム照射装置によれば、走行子が、Ｓ方向に直線状に伸びている固定子に沿って往復走行する。従って、基板の表面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基板の表面ひいてはホルダの基板保持面までの距離が変わることを防止できる。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１乃至３に記載の発明によれば、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、イオンビームの照射方向に対してホルダに保持された基板を傾斜した状態で基板を走査することが可能となるので、基板に対して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】
【００２５】
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の概略側面図である。以下において、図７及び図８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。
【００２６】
このイオンビーム照射装置は、従来例の照射装置が備える照射角度制御モータ８６、回転軸８８、連結体９０及び昇降装置９２の他、ホルダ１０を支持していて、ホルダ１０を、ホルダ１０の基板保持面１２に実質的に平行な方向であってかつＸ軸に実質的に直交するＳ方向に沿って直線的に往復走査する走査装置１４を備えている。
【００２７】
ここで、Ｓ方向は、照射角度θが０度のときはＹ軸に平行となり、照射角度θが、０度＜θ≦６０度のときはＺ軸に対して傾斜した方向となる。
【００２８】
なお、照射角度制御モータ８６は、前記走査装置１４を支持していて、前記走査装置１４及びこの走査装置１４に支持されたホルダ１０を、回転軸８８を中心に回転可能となっている。
【００２９】
また、昇降装置９２は、前記照射角度制御モータ８６を支持していて、前記照射角度制御モータ８６、この照射角度制御モータ８６に支持された走査装置１４及びこの走査装置１４に保持されたホルダ１０を、Ｙ軸に沿う方向（例えば、Ｙ軸に実質的に平行な方向）に昇降する。
【００３０】
ここで、走査装置１４の構成について、図２を参照しつつ説明する。なお、この図では、照射角度θが０度の場合を図示している。
【００３１】
走査装置１４は、第１アーム機構１６と、ホルダ１０の基板保持面１２（図１参照）の中心Ｏ1 を通過しかつ前記Ｓ方向（図１参照）と実質的に平行な中心線１２８に対して前記第１アーム機構１６と対称に配置された第２アーム機構４０と、可逆転式の第１アーム旋回モータ６４と、可逆転式の第２アーム旋回モータ６６と、第１アーム旋回モータ６４及び第２アーム旋回モータ６６を、同期して駆動させる制御装置８４（図１参照）とを備えている。
【００３２】
第１アーム機構１６は、一方の端部２０を中心に旋回可能な第１アーム１８、一方の端部２６が当該第１アーム１８の他方の端部２２に軸支された第２アーム２４及び当該第１アーム１８の旋回力を当該第２アーム２４に伝達する伝達機構３０を有している。
【００３３】
第２アーム機構４０は、第１アーム機構１６と同様に、一方の端部４４を中心に旋回可能な第１アーム４２、一方の端部５０が当該第１アーム４２の他方の端部４６に軸支された第２アーム４８及び当該第１アーム４２の旋回力を当該第２アーム４８に伝達する伝達機構５４を有している。
【００３４】
第１アーム旋回モータ６４は、第１アーム１８を、当該第１アーム１８の一方の端部２０を中心にして旋回させる。なお、この実施形態では、第１アーム１８と第１アーム旋回モータ６４との間に、第１アーム旋回機構６８が設けられている。
【００３５】
第２アーム旋回モータ６６は、第１アーム４２を、当該第１アーム４２の一方の端部４４を中心にして旋回させる。なお、この実施形態では、第１アーム４２と第２アーム旋回モータ６６との間に、第２アーム旋回機構７６が設けられている。
【００３６】
なお、第１アーム旋回モータ６４、第１アーム旋回機構６８、第２アーム旋回モータ６６及び第２アーム旋回機構７６は、いずれもハウジング９８に収納されている。
【００３７】
ただし、第１アーム旋回モータ６４と第２アーム旋回モータ６６、及び第１アーム旋回機構６８と第２アーム旋回機構７６は、それぞれ、中心線１２８に対して必ずしも対称に配置されている必要はない。
【００３８】
制御装置８４（図１参照）は、通常は真空チャンバー（図示せず）の外に設けられていて、電気的に接続された第１アーム旋回モータ６４及び第２アーム旋回モータ６６に対して、運転及び停止の制御を行う。
【００３９】
また、必須の構成ではないが、本実施形態では、ホルダ１０と走査装置１４との間にはホルダ支持板９４が、ホルダ１０とホルダ支持板９４との間にはオリフラ角制御モータ１００が、それぞれ、設けられている（図１も参照）。ここで「オリフラ角」とは、基板１２２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。
【００４０】
ここで、第１アーム機構１６及び第１アーム旋回機構６８のそれぞれの構成について、図３を参照しつつ説明する。この図では、ハウジング９８、第１アーム１８及び第２アーム２４を断面で図示している。なお、第２アーム機構４０及び第２アーム旋回機構７６は、それぞれ、第１アーム機構１６及び第１アーム旋回機構６８の構成と同様なので、説明を省略する。
【００４１】
第１アーム機構１６を構成する第１アーム１８及び第２アーム２４は、いずれも内部が中空に構成されており、第１アーム１８の内部には、伝達機構３０が配置されている。
【００４２】
第２アーム２４の他方の端部２８には、ホルダ支持板９４に形成されたボス９５が軸支されている。ボスは、中心線１２８に対して対称に二つのボス９５、９６が形成されており、一方のボス９５が第１アーム機構１６の第２アーム２４に、他方のボス９６が第２アーム機構４０の第２アーム４８に、それぞれ軸支されている（図２参照）。このようにして、第２アーム２４はホルダ１０を支持している。
【００４３】
なお、ハウジング９８と第１アーム１８との間、第１アーム１８と第２アーム２４との間、第２アーム２４とホルダ支持板９４（即ちボス９５）との間には、それぞれ、真空シール機能を有する軸受１０２、１０４、１０６が設けられて旋回自在に構成されている。  
【００４４】
伝達機構３０は、第１アーム１８の一方の端部２０を貫通してハウジング９８に固定された固定軸３２と、この固定軸３２に同心となるように一体的に取り付けられたプーリ３４と、第２アーム２４の一方の端部２６において、当該第２アーム２４と一体的に取り付けられたプーリ３６と、プーリ３４とプーリ３６との間に巻き掛けられたタイミングベルト３８とを有する。
【００４５】
ここで、プーリ３４の直径とプーリ３６の直径との関係は実質的に２対１の関係にある（２対１の関係を含む）。
【００４６】
また、プーリ３４の中心Ｏ4 を通過しかつＺ軸に平行な中心線１３４からプーリ３６の中心Ｏ6 を通過しかつＺ軸に平行な中心線１３６までのＹ軸に平行な距離（即ち、プーリ３４の中心Ｏ4 からプーリ３６の中心Ｏ6 までの距離）Ｐ1 と、中心線１３６からボス９５の中心Ｏ2 を通過しかつＺ軸に平行な中心線１３８までのＹ軸に平行な距離（即ち、プーリ３６の中心Ｏ6 からボス９５の中心Ｏ2 までの距離）Ｐ2 との関係は実質的に１対１の関係にある（１対１の関係を含む）。
【００４７】
前述したように、第１アーム１８は一方の端部２０を中心として旋回可能に、第２アーム２４は一方の端部２６を中心に旋回可能に、それぞれ構成されているが、ここでより詳しく言えば、第１アーム１８はプーリ３４の中心Ｏ4 （即ち中心線１３４）を中心に旋回可能に、第２アーム２４はプーリ３６の中心Ｏ6 （即ち中心線１３６）を中心に旋回可能に、それぞれ構成されていることとなる。
【００４８】
第１アーム旋回機構６８は、第１アーム旋回モータ６４に同心かつ一体的に取り付けられたプーリ７０と、第１アーム１８の一方の端部２０において、当該第１アーム１８に固定されたプーリ７２と、プーリ７０とプーリ７２との間に巻き掛けられたタイミングベルト７４とを有する。
【００４９】
なお、プーリ７０は、第１アーム旋回モータ６４の回転に伴って回転する。また、プーリ７２の内側には、プーリ７２と固定軸３２とが同心となるように、固定軸３２が貫通して配置されている。
【００５０】
ここで、プーリ７０の直径とプーリ７２の直径との関係は、例えば実質的に１対１の関係にある（１対１の関係を含む）。
【００５１】
次に、走査装置１４の作用について、図２に戻って説明する。
【００５２】
先ず、第１アーム旋回機構６８の作用について説明する。第１アーム旋回モータ６４が、例えば時計方向（図２中のＢ方向）に回転すると、これに伴ってプーリ７０及びプーリ７２が時計方向に回転する。また、本実施形態では、プーリ７２と固定軸３２とプーリ３４とが同心なので、第１アーム１８がプーリ３４の中心Ｏ4 を中心として時計方向に旋回する。
【００５３】
ここで、プーリ７０の直径とプーリ７２の直径との関係が実質的に１対１の関係にあるので、プーリ７０の回転比とプーリ７２の回転比とは１対１の関係となる。即ち、プーリ７０が、例えば時計方向にφ度（図示省略）回転すると、第１アーム１８は、プーリ３４の中心Ｏ4 を中心として時計方向にφ度旋回することとなる（図２中のＣ方向）。
【００５４】
次に、伝達機構３０の作用について説明する。
【００５５】
第１アーム１８が、例えば時計方向にφ度旋回すると、プーリ３４は、第１アーム１８側から見ると反時計方向にφ度旋回したことになる。プーリ３４は、固定軸３２を介してハウジング９８に固定して取り付けられているからである。これにより、第１アーム１８側から見ると、タイミングベルト３８は反時計方向に回転したことになる（図２中のＤ参照）。
【００５６】
このとき、プーリ３４の直径とプーリ３６の直径との関係が実質的に２対１にあるので、第２アーム２４は、第１アーム１８側から見ると、第２アーム２４の一方の端部２６、より具体的にはプーリ３６の中心Ｏ6 を中心として反時計方向に（２×φ）度旋回したことになる（図２中のＥ参照）。
【００５７】
また、前述のとおり、プーリ３４の中心Ｏ4 からプーリ３６の中心Ｏ6 までの距離Ｐ1 と、プーリ３６の中心Ｏ6 からボス９５の中心Ｏ2 までの距離Ｐ2 との関係は実質的に１対１の関係にある。
【００５８】
以上より、第２アーム２４の他方の端部２８（即ちボス９５の中心Ｏ2 ）が、第１軌道１３０に沿って紙面の上方から下方に向けて移動することとなる（図２中のＦ参照）。
【００５９】
また、第１アーム旋回モータ６４が、反時計方向に回転した場合には、第１アーム１８及び第２アーム２４の旋回動作が上述した旋回動作と逆になる。即ち、第１アーム旋回モータ６４が、反時計方向にφ度回転すると、第１アーム１８がプーリ３４の中心Ｏ4 を中心に反時計方向にφ度回転し、第２アーム２４がプーリ３６の中心Ｏ6 を中心に時計方向に（２×φ）度旋回する。これにより、第２アーム２４の他方の端部２８（即ちボス９５の中心Ｏ2 ）が、第１軌道１３０に沿って紙面の下方から上方に向けて移動することとなる。
【００６０】
一方、伝達機構５４の作用は、伝達機構３０の作用と中心線１２８に対して対称とはなるものの、基本的な動作原理は同様である。
【００６１】
即ち、第２アーム旋回モータ６６が、例えば反時計方向（図２中のＧ参照）に回転すると、第１アーム４２がプーリ５８の中心Ｏ5 を中心に反時計方向に旋回する（図２中のＨ参照）。このときの旋回角度をφ度（図示省略）とすると、第２アーム４８は、プーリ６０の中心Ｏ7 を中心として時計方向に（２×φ）度旋回する（図２中のＩ参照）。
【００６２】
また、プーリ５８の中心Ｏ5 からプーリ６０の中心Ｏ7 までの距離Ｐ3 と、プーリ６０の中心Ｏ7 からボス９６の中心Ｏ3 までの距離Ｐ4 との関係は実質的に１対１の関係（１対１の関係を含む）にある。従って、第２アーム４８の他方の端部５２（即ち、ボス９６の中心Ｏ3 ）が、第２軌道１３２に沿って紙面の上方から下方に向けて移動することとなる。
【００６３】
なお、第２アーム旋回モータ６６が時計方向に回転した場合には、第１アーム４２及び第２アーム４８の旋回動作が上述した旋回動作と逆になるので、第２アーム４８の他方の端部５２（即ち、ボス９６の中心Ｏ3 ）が、第２軌道１３２に沿って紙面の下方から上方に向けて移動することとなる。
【００６４】
ここで、第１軌道１３０及び第２軌道１３２は、それぞれ、前記Ｓ方向（図１参照）と実質的に平行な軌道である。より具体的には、第１軌道１３０は、ボス９５の中心Ｏ2 を通過しかつ前記Ｓ方向と実質的に平行な軌道を意味し、中心線１２８と平行な軌道である。また、第２軌道１３２は、ボス９６の中心Ｏ3 を通過しかつ前記Ｓ方向と実質的に平行な軌道を意味し、中心線１２８と平行な軌道である。
【００６５】
制御装置８４（図３参照）は、第１アーム機構１６及び第２アーム機構４０を、中心線１２８に対して対称となるように伸縮動作させる。即ち、第１アーム旋回モータ６４を時計方向に例えばφ度回転させるときは、これと同期して第２アーム旋回モータ６６を反時計方向にφ度回転させ、第１アーム旋回モータ６４を反時計方向に例えばφ度回転させるときは、これと同期して第２アーム旋回モータ６６を時計方向にφ度回転させる。
【００６６】
ここで、ボス９５、９６は、中心線１２８を対称にホルダ支持板９４に形成されており、ホルダ１０は、このホルダ支持板９４に支持されている。従って、第１アーム機構１６及び第２アーム機構４０が中心線１２８に対して対称に動作することによって、ホルダ１０は、その中心Ｏ1 が中心線１２８を沿うようにして前記Ｓ方向に移動する。
【００６７】
また、中心線１２８に対して対称となるように第１アーム機構１６及び第２アーム機構４０が配置されることによって、走査装置１４全体の剛性を向上させることもできる。
【００６８】
次に、イオンビーム１２０照射中におけるホルダ１０の動作について、図４を参照しつつ説明する。なお、この図では、便宜上、走査装置１４または昇降装置９２等の各装置についての図示は省略されている。
【００６９】
ビームスリット１１８を通過したイオンビーム１２０は、ホルダ１０に保持された基板１２２の表面１２４に向けて照射される（即ち、Ｚ軸に実質的に平行な方向に照射される）。このとき、ホルダ１０は、例えば、Ｚ軸に平行な方向に対して照射角度θだけ傾斜している。
【００７０】
ホルダ１０は、走査装置１４（図１または図２参照）によって前記Ｓ方向に沿って走査されるので、ホルダ１０に保持された基板１２２は、その表面１２４が実質的に同一平面上に沿って往復走査される。即ち、ホルダ１０に保持された基板１２２は、照射角度θを実質的に一定に保持しつつイオンビーム１２０に対して往復走査されることとなる。
【００７１】
さらに分かりやすくするために図４を参照して説明すれば、実線で図示されるホルダ１０及び基板１２２と、破線で図示されるホルダ１０及び基板１２２とのようにＳ方向に沿って往復走査される。ただし、この図では、理解しやすいように、実線で図示されるホルダ１０及び基板１２２と破線で図示されるホルダ１０及び基板１２２とが、Ｚ軸に平行な方向に若干ずれて図示されている。
【００７２】
このように、照射角度θが０度よりも大きい角度で傾斜した状態でホルダ１０を走査しても、イオンビーム１２０の経路上の任意の点（例えばビームスリット１１８の出口の点）から基板１２２の表面１２４までの距離Ｌは実質的に一定となる。即ち、基板１２２の表面１２４に照射されるイオンビーム１２０の照射領域Ｇ4 の大きさは常にほぼ一定となるので、基板１２２の表面１２４に対して照射されるイオンビーム１２０の濃度が不均一となることを抑制できる。その結果、例えば、基板１２２の表面１２４内におけるイオン注入の均一性が向上する。
【００７３】
しかも、図２に図示されるように、第１アーム機構１６及び第２アーム機構４０が、それぞれ、中心線１２８に対して逆方向の旋回動作を行うので、各第２アーム２４、４８における各ボス９５、９６の回転力が打ち消されて、ホルダ１０に保持された基板１２２の姿勢を一定に保持しつつ、ホルダ１０（即ち基板１２２）を、イオンビーム１２０（図４参照）に対して走査することが可能となる。
【００７４】
また、第２アーム２４、４８の内部にタイミングベルトを設ける必要もないので、伝達機構３０、５４を簡易なものとすることができる。
【００７５】
次に、この発明に係るイオンビーム照射装置の他の実施形態について、図５及び図６を参照しつつ説明する。このイオンビーム照射装置は、図１に図示される走査装置１４に代えて可逆走式のリニアモータ１０８を備えており、このリニアモータ１０８が走査装置として機能している。なお、図１〜図４に図示した本発明の一実施形態と同一または相当する部分には同一符号を付し、以下においてはそれとの相違点を主に説明する。
【００７６】
リニアモータ１０８は、前記Ｓ方向（図６参照）に直線状に伸びている固定子１１０と、この固定子１１０に沿って往復走行可能なものであってホルダ１０を支持する走行子１１２（図６参照）とを有している。
【００７７】
また、必須の構成ではないが、この実施形態では、固定子１１０を支持する固定子支持台１１４及びリニアモータ１０８全体を支持するリニアモータ支持台１１６をも備えている。
【００７８】
固定子１１０は、直線状に伸びた二つの固定子１１０が互いに平行となるようにかつ前記Ｓ方向に沿って固定子支持台１１４に支持されている。
【００７９】
リニアモータ支持台１１６は、固定子支持台１１４を支持している。即ち、リニアモータ支持台１１６は、固定子支持台１１４、固定子１１０及び走行子１１２を支持していることとなる。
【００８０】
ここで、走行子１１２が固定子１１０に沿って往復移動（往復走行とも言う）すると、走行子１１２に支持されたホルダ１０が、照射角度θを一定に保持しつつ前記Ｓ方向に沿って往復移動する。即ち、固定子１１０に対して走行子１１２を往復移動させることにより、ホルダ１０に保持された基板１２２がイオンビーム１２０に対して走査されることとなる。
【００８１】
このように、走査装置１４に代えてリニアモータ１０８を設けた場合であっても、図１〜図４に図示されるイオンビーム照射装置と同様の作用効果を奏することができる。
【００８２】
即ち、イオンビーム１２０の照射方向Ｚに対して傾斜させた状態で基板１２２を走査しても、イオンビーム１２０の経路上の任意の点（例えばビームスリット１１８出口の点）から基板１２２の表面１２４までの距離Ｌは実質的に常に一定となる（図４も参照）。従って、基板１２２の表面１２４に照射されるイオンビーム１２０の照射領域の大きさは実質的に常に一定となるので、基板１２２の表面１２４に照射されるイオンビーム１２０の濃度が不均一となることを抑制できる。その結果、その結果、例えば、基板１２２の表面１２４内におけるイオン注入の均一性が向上する。
【００８３】
更に、上記両実施形態における昇降装置９２は、従来例におけるイオンビーム照射装置を構成する昇降装置９２が果たす役割と異なる。
【００８４】
即ち、従来例のイオンビーム照射装置においては、昇降装置９２は主にホルダ１０に保持された基板１２２を走査する走査機構の役割を果たしていたが、上記両実施形態における昇降装置９２は、走査装置１４またはリニアモータ１０８を介してホルダ１０を昇降させる点において異なる。
【００８５】
これにより、ホルダ１０に保持された基板１２２に対するイオンビーム１２０の照射処理を開始するよりも前に、イオンビーム１２０の照射位置と、走査装置１４またはリニアモータ１０８が基板１２２を走査することが可能な範囲の中間位置とを実質的に一致させることが可能となる。
【００８６】
即ち、図１に示す走査装置１４を例にとって説明すれば、昇降装置９２によって第１アーム機構１６が伸縮可能な範囲、即ちホルダ１０の基板保持面１２上の中心Ｏ1 が移動可能な範囲１４０のほぼ中間位置Ｈとイオンビーム１２０の照射位置とを一致させた上でイオンビーム１２０の照射処理を行えば、イオンビーム１２０の照射処理中における第１アーム機構１６の伸縮動作を最小限に抑えることが可能となる。これにより、第１アーム１８及び第２アーム２４の長さを短くして、各アーム１８、２４の剛性を向上させることができる。第２アーム機構４０についても同様である。
【００８７】
なお、これは、リニアモータ１０８においても同様の効果を奏する。即ち、固定子１１０及び固定子支持台１１４の長さを短くして、これらの剛性を向上させることができる。  
【００８８】
なお、上述の実施形態において、ホルダ１０が、オリフラ角制御モータ１００を介して第２アーム２４、４８及び走行子１１２に支持されているが、これに限られず、第２アーム２４、４８及び走行子１１２に直接支持されていても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【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の概略側面図である。
【図２】図１に図示されるイオンビーム照射装置を構成する走査装置の正面図である。
【図３】図１に図示されるイオンビーム照射装置を構成する走査装置の側面図である。
【図４】図１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。
【図５】この発明に係るイオンビーム照射装置の他の実施形態の概略正面図である。
【図６】この発明に係るイオンビーム照射装置の他の実施形態の概略側面図である。
【図７】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従来例を示す概略側面図である。
【図８】図７に図示されるイオンビーム照射装置において、イオンビームの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】
【００９０】
１０  ホルダ
１２  基板保持面
１４  走査装置
１６  第１アーム機構
１８  第１アーム
２０  第１アームの一方の端部
２４  第２アーム
２６  第２アームの一方の端部
２８  第２アームの他方の端部
３０  伝達機構
４０  第２アーム機構
４２  第１アーム
４４  第１アームの一方の端部
４８  第２アーム
４４  第２アームの一方の端部
５２  第２アームの他方の端部
５４  伝達機構
６４  第１アーム旋回モータ
６６  第２アーム旋回モータ
８４  制御装置
８６  照射角度制御モータ
８８  回転軸
９２  昇降装置
１０８  リニアモータ
１１０  固定子
１１２  走行子
１２０  イオンビーム
１２２  基板
【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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