(57)【要約】【課題】  インライン方式に相当する使用においてイオンビーム供給装置のメンテナンスを行う際、他の処理室に悪影響を与えることなくメンテナンスを行うことができるイオンビーム照射装置を提供する。【解決手段】  このイオンビーム照射装置は、互いに直列に接続された複数の処理室に、リボン状のイオンビームをそれぞれ供給して、基板の搬送と協働して、各基板の全面にイオンビームをそれぞれ照射する複数のイオンビーム供給装置を備えていて、複数の処理室とビームラインの間には、複数の真空弁を備えていることを特徴とする。【選択図】  図１
2011181433.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板にイオンビーム照射をそれぞれ行うための複数の処理室が互いに直列に接続されて
いて、
前記各処理室に、前記基板が搬送される方向と交差する方向において、リボン状のイオ
ンビームを、当該イオンビームの主面が各処理室における前記基板の搬送方向と交差する
向きにそれぞれ供給して、前記基板の搬送と協働して、
1つの処理室に、前記基板に前記イオンビームをそれぞれ照射するイオンビーム供給装
置1台を備えていて、
前記処理室と複数のイオンビーム供給装置のビームラインの間には、真空弁を備えてい
ることを特徴とするイオンビーム照射装置。
【請求項２】
基板にイオンビーム照射をそれぞれ行うための複数の処理室が互いに直列に接続されて
いて、
前記各処理室に、前記基板が搬送される方向と交差する方向において、リボン状のイオ
ンビームを、当該イオンビームの主面が各処理室における前記基板の搬送方向と交差する
向きにそれぞれ供給して、前記基板の搬送と協働して、
1つの処理室に、前記基板に前記イオンビームをそれぞれ照射するイオンビーム供給装
置を複数備えていて、
前記処理室と複数のイオンビーム供給装置のビームラインの間には、真空弁を備えてい
ることを特徴とするイオンビーム照射装置。
【請求項３】
基板にイオンビーム照射を行うための1つの処理室が接続されていて、
前記処理室に、前記基板が搬送される方向と交差する方向において、リボン状のイオン
ビームを、当該イオンビームの主面が前記処理室における前記基板の搬送方向と交差する
向きにそれぞれ供給して、前記基板の搬送と協働して、
1つの処理室に、前記基板に前記イオンビームをそれぞれ照射するイオンビーム供給装
置を複数備えていて、
前記処理室と複数のイオンビーム供給装置のビームラインの間には、真空弁を備えてい
ることを特徴とするイオンビーム照射装置。
【請求項４】
前記複数の真空弁をイオンビーム供給装置のビームラインの分析スリットの直後に設置
していることを特徴とする請求項１乃至請求項３記載のイオンビーム照射装置。
【請求項５】
前記複数の真空弁に開閉状態を検知するセンサーを設け、その開閉状態信号を制御装置
に取り込み、イオンビーム発生をしても良いかの判定を行うことを特徴とする請求項１乃
至請求項４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、基板（例えばフラットパネルディスプレイ用のガラス基板等）にイオンビ
ームを照射して、基板に例えばイオン注入、イオンビーム配向処理等の処理を施すイオン
ビーム照射装置に関し、より具体的には、基板にリボン状（これはシート状または帯状と
呼ばれることもある。以下同様）のイオンビームを照射することと、基板をイオンビーム
の主面と交差する方向に搬送することとを併用する方式のイオンビーム照射装置に関する
。このイオンビーム照射装置は、基板にイオン注入を行う場合は、イオン注入装置とも呼
ばれる。
【背景技術】
【０００２】
処理室の配置構成としてインライン方式とクラスタ方式がある。その両方式を兼ねた配
置構成をした基板処理装置の一例が特許文献１に記載されている。
【０００３】
特許文献１に記載の基板処理装置は、有機ＥＬ（Electro Luminescence）装置、液晶装
置、半導体装置などを製造する際に用いられ、被処理基板に処理（加熱や成膜など）を施
す処理室を複数有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２０００７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の基板処理装置は、大気と異なる雰囲気に調整された複数の処理室と、複数の処理
室に被処理基板を搬送する搬送ロボットを有する搬送室と、を有し、複数の処理室は、互
いが隣接して配置されていると共に隣接する処理室同士が被処理基板を授受可能に接続さ
れており、かつ、複数の処理室のそれぞれと搬送室とが被処理基板を授受可能に接続され
ている。
【０００６】
また、上記の基板処理装置において、前記複数の処理室のそれぞれと前記搬送室とは、
第１ゲートバルブを介して連通可能に接続されており、前記隣接する処理室同士は、第２
ゲートバルブを介して連通可能に接続されている。
【０００７】
上記の基板処理装置をインライン方式で運用した場合、第１ゲートバルブと第２ゲート
バルブを開状態にする。そのため、１つの処理室をメンテナンスする場合、メンテナンス
する処理室の第１ゲートバルブと第２ゲートバルブを閉状態にし、処理室を真空状態から
大気状態にするため、インライン方式での処理ができないという問題があった。
【０００８】
本発明は、上述したような問題点を鑑みてなされたものであり、インライン方式に相当
する使用においてイオンビーム供給装置のメンテナンスを行う際、他の処理室に悪影響を
与えることなくメンテナンスを行うことができることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち、本発明のイオンビーム照射装置は、基板にイオンビーム照射をそれぞれ行う
ための複数の処理室が互いに直列に接続されていて、前記各処理室に、前記基板が搬送さ
れる方向と交差する方向において、リボン状のイオンビームを、当該イオンビームの主面
が各処理室における前記基板の搬送方向と交差する向きにそれぞれ供給して、前記基板の
搬送と協働して、1つの処理室に、前記基板に前記イオンビームをそれぞれ照射するイオ
ンビーム供給装置1台を備えていて、前記処理室と複数のイオンビーム供給装置のビーム
ラインの間には、真空弁を備えていることを特徴とする。
【００１０】
また本発明のイオンビーム照射装置は、複数の真空弁をイオンビーム供給装置のビーム
ラインの分析スリットの直後に設置していることを特徴とする。
【００１１】
また本発明のイオンビーム照射装置は、複数の真空弁に開閉状態を検知するセンサーを
設け、その開閉状態信号を制御装置に取り込み、イオンビーム発生をしても良いかの判定
を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
このように、本発明のイオンビーム照射装置は、イオンビーム供給装置のメンテナンス
を行う際、他の処理室に悪影響を与えることなくメンテナンスを行うことができる。メン
テナンスのためにライン全体を停止することもなく、装置の稼働効率を向上させることが
できる。
【００１３】
また、前記真空弁をビームラインの分析スリットの直後に設置しているので、当該真空
弁は小形の物で良い。
【００１４】
また、複数の真空弁に開閉状態を検知するセンサーを設け、その開閉状態信号を制御装
置に取り込み、イオンビーム発生をしても良いかの判定を行うので、イオンビーム発生に
よる真空弁の弁体の破損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【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一部分を示す概略横断面図であり、線Ａ1 −Ａ1 の部分で図２に続く。
【図２】この発明に係るイオンビーム照射装置の一実施形態の残りの部分を示す概略横断面図であり、線Ａ1 −Ａ1 の部分で図１に続く。
【図３】図１、図２に示したイオンビーム照射装置を各室の部分で縦に切断して示す概略縦断面図であり、線Ａ2 −Ａ2 部分で図４に続く。
【図４】図１、図２に示したイオンビーム照射装置を各室の部分で縦に切断して示す概略縦断面図であり、線Ａ2 −Ａ2 部分で図３に続く。
【図５】この発明に係るイオンビーム照射装置の別の実施形態の一部分を示す概略横断面図であり、線Ａ1 −Ａ1 の部分で図６に続く。
【図６】この発明に係るイオンビーム照射装置の別の実施形態の残りの部分を示す概略横断面図であり、線Ａ1 −Ａ1 の部分で図５に続く。
【図７】イオンビーム照射装置の１つの処理室に２台のイオンビーム供給装置があり、２つの処理室がある別の実施形態の部分を示す概略横断面図であり、線Ａ1 −Ａ1 の部分で図８に続く。
【図８】イオンビーム照射装置の１つの処理室に２台のイオンビーム供給装置があり、２つの処理室がある別の実施形態の残りの部分を示す概略横断面図であり、線Ａ1 −Ａ1 の部分で図７に続く。
【図９】図７、図８に示したイオンビーム照射装置を各室の部分で縦に切断して示す概略縦断面図であり、線Ａ2 −Ａ2 部分で図１０に続く。
【図１０】図７、図８に示したイオンビーム照射装置を各室の部分で縦に切断して示す概略縦断面図であり、線Ａ2 −Ａ2 部分で図９に続く。
【図１１】本発明の別の発明に係るイオンビーム照射装置の一実施形態の一部分を示す概略横断面図である。
【図１２】図１１に示したイオンビーム照射装置を各室の部分で縦に切断して示す概略縦断面図である。
【図１３】本発明の別の発明に係るイオンビーム照射装置の一実施形態の一部分拡大図である。
【図１４】リボン状のイオンビームの一例を部分的に示す概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。各図中には、方向を理解
しやすくするために、１点で互いに直交する３方向Ｘ、Ｙ、Ｚを図示している。
【００１７】
図１、図２、図３、図４において、このイオンビーム照射装置は、真空に排気される部
屋であって、互いに直列に接続されていて、基板２にイオンビーム照射をそれぞれ行うた
めの複数の処理室１０を備えている。上記接続の態様は、直接接続されていても良いし、
真空弁を介して接続されていても良いし、この例のように待機室８および真空弁２１、２
２を介して接続されていても良い。
【００１８】
この処理室１０の数は、図示例では二つであるが、それに限られるものではなく、三つ
以上でも良い。三つ以上設ける場合は、例えば、図１の処理室１０とその下手に隣接する
待機室８（これを設ける場合）の組を、図２の処理室１０とその上手に隣接する待機室８
との間に、所要組だけ挿入すれば良い。待機室８を設けない場合は、三つ以上の処理室１
０を互いに隣り合わせて直列に接続すれば良い。
【００１９】
基板２は、処理対象となる材料の総称であり、例えば、ガラス基板、配向膜付ガラス基
板、半導体基板、その他の基板である。その平面形状は、例えば四角形であるが、それに
限られるものではなく、円形等でも良い。
【００２０】
上記直列に接続された処理室１０の一端側（図１、図３中の左端側）に、基板２を大気
中から当該一端側の処理室１０へ搬入するための入口側真空予備室６が、この例では待機
室８を介して接続されている。この入口側真空予備室６は、真空に排気されるときと、ベ
ント（大気圧状態に戻すこと）されるときとがある。この例では、入口側真空予備室６は
二つ設けられている。そのようにすると、一方の入口側真空予備室６を大気圧状態に戻し
ているときに他方の入口側真空予備室６を真空排気することができるので、スループット
が向上するけれども、入口側真空予備室６は一つでも良い。
【００２１】
上記直列に接続された処理室１０の他端側（図２、図４中の右端側）に、基板２を当該
他端側の処理室１０から大気中へ搬出するための出口側真空予備室１２が、この例では待
機室８を介して接続されている。この出口側真空予備室１２は、真空に排気されるときと
、ベント（大気圧状態に戻すこと）されるときとがある。この例では、出口側真空予備室
１２は二つ設けられている。そのようにすると、一方の出口側真空予備室１２を大気圧状
態に戻しているときに他方の出口側真空予備室１２を真空排気することができるので、ス
ループットが向上するけれども、出口側真空予備室１２は一つでも良い。
【００２２】
この例では、入口側真空予備室６とそれに隣り合う処理室１０との間、各処理室１０間
、および、出口側真空予備室１２とそれに隣り合う処理室１０との間に、真空に排気され
る部屋であって基板２を待機させておく待機室８がそれぞれ設けられている。
【００２３】
上記待機室８を設けることは必須ではないけれども、それを設けておくと、待機室８に
基板２を待機させておくことができるので、そこで、イオンビーム照射によって温度が上
昇した基板２の冷却（主として放射冷却）を行うことができる。それによって、基板２や
基板表面の膜等の変形、変質、劣化等を抑えることが容易になる。また、待機室８に基板
２を待機させておくことによって、基板２を滞りなく速やかに次の工程へ搬送することが
できるので、スループットをより向上させることができる。
【００２４】
各入口側真空予備室６と大気中の間および各出口側真空予備室１２と大気中の間に真空
弁１６，１７，２６，２７が設けられており、待機室８と各入口側真空予備室６および待
機室８と各出口側真空予備室１２間に真空弁１８，１９，２４，２５が設けられており、
各待機室８と各処理室１０間に複数の真空弁２０，２１，２２，２３が設けられている。
さらに、各処理室１０と各イオンビーム供給装置５０（ａ），５０（ｂ）の各ビームライ
ン５３との間に真空弁５７が設けられている。
【００２５】
図１４も参照して、このイオンビーム照射装置は、更に、各処理室１０に、基板２が搬
送される方向Ｘと交差する方向Ｚにおいて基板２を横断する長手方向の寸法ＷZ を有する
リボン状のイオンビーム５４を、当該イオンビームの主面５５が各処理室１０における基
板２の搬送方向Ｘと交差する向きにそれぞれ供給して、基板２の搬送と協働して、各基板
２の全面にイオンビーム５４をそれぞれ照射する複数のイオンビーム供給装置５０（ａ）
，５０（ｂ）を備えている。
【００２６】
各イオンビーム５４をより具体例を示すと、この実施形態のように四角形の基板２をそ
の辺に平行に搬送する場合は、各イオンビーム５４は、その長手方向の寸法ＷZ が当該基
板２の対応する辺よりも長い（図３、図４参照）リボン状のイオンビームである。
【００２７】
各イオンビーム供給装置５０（ａ），５０（ｂ）は、この例では一例として、イオン源
５２から、短手方向の寸法ＷX よりも長手方向の寸法ＷZ が大きいリボン状のイオンビー
ム５４を引き出し、そのイオンビーム５４を長ギャップ長の分析電磁石５６を通して運動
量分析（例えば質量分離）を行った後に基板２に照射する構成のものである。イオン源５
２から引き出されたイオンビーム５４の長手方向の寸法ＷZ は、ビーム軌道上でほぼ保存
される。
【００２８】
上記イオンビーム５４の概略を、図１４に拡大して示す。このイオンビーム５４は、リ
ボン状と言ってもＸ方向の寸法ＷX が紙や布のように薄いという意味ではない。例えば、
イオンビーム５４のＸ方向の寸法ＷX は３０ｍｍ〜８０ｍｍ程度、Ｚ方向の寸法ＷZ は、
４０ｃｍ〜８０ｃｍ程度である。このイオンビーム５４の大きい方の面、即ちＹＺ面に沿
う面が主面５５である。
【００２９】
但し、各イオンビーム供給装置５０（ａ），５０（ｂ）は、上記構成のものに限られる
ものではなく、他の構成のものでも良い。例えば、比較的小さなイオン源から扇状に広が
る（発散する）イオンビームを引き出し、そのイオンビームを発散途中で分析電磁石を通
して質量分離を行った後に、ビーム平行化器（例えば４重極子デバイス、ビーム平行化マ
グネット等）によって平行ビーム化してリボン状のイオンビームにした後に基板２に照射
する構成のものでも良い（例えば特開２００６−１３９９９６号公報参照）。
【００３０】
このイオンビーム照射装置は、上記のような構成によって、各基板２の全面に対して、
複数のイオンビーム供給装置５０（ａ），５０（ｂ）による複数のイオンビーム照射をそ
れぞれ行うことができる。それによって、各基板２の全面に対して、イオン注入、イオン
ビーム配向処理等の処理を施すことができる。
【００３１】
このイオンビーム照射装置においては、１枚以上の基板２を基板搬送装置によって、大
気中、入口側真空予備室６、複数の処理室１０および出口側真空予備室１２を経て大気中
へと搬送することができ、その間に、複数の処理室１０において、複数のイオンビーム供
給装置５０を用いて、各基板２の全面に対して複数のイオンビーム照射を行うことができ
るので、多様なイオンビーム照射特性を実現することができる。
【００３２】
しかも、複数の処理室１０に共通の入口側真空予備室６および出口側真空予備室１２を
設けているので、複数の処理室に入口側真空予備室および出口側真空予備室をそれぞれ設
けている場合に比べて、イオンビーム照射装置の大型化を抑えることができると共に、ス
ループットの低下を抑えることができる。スループットの低下を抑えることができるのは
、各処理室１０へ基板２を搬出入する際に、真空排気とベントを行うために多くの時間を
要する真空予備室を毎回通さずに済むからである。
【００３３】
更に、複数の処理室１０間を搬送する際に基板２は大気中を通らないので、基板２への
パーティクル付着を抑えることができる。
【００３４】
このイオンビーム照射装置は、更に、少なくとも上記複数のイオンビーム供給装置５０
（ａ），５０（ｂ）を制御して、当該複数のイオンビーム供給装置５０（ａ），５０（ｂ
）による複数のイオンビーム照射の合計によって、各基板２に対して、最終的に必要なイ
オンビーム照射特性を実現する制御を行う機能を有している制御装置６０を備えている。
このような制御装置６０を備えていると、省力化して、最終的に必要なイオンビーム照射
特性を容易に実現することができる。
【００３５】
再び図１〜図４を参照して、このイオンビーム照射装置は、更に、各イオンビーム供給
装置５０（ａ），５０（ｂ）から供給するイオンビーム５４の長手方向Ｚにおけるビーム
電流密度分布を各処理室１０においてそれぞれ測定する複数のビームモニタ５８を備えて
いる。
【００３６】
各ビームモニタ５８は、この例ではＺ方向に並設された複数のビーム検出器（例えばフ
ァラデーカップ）を有している多点ビームモニタであるが、それに限られるものではなく
、例えば１個のビーム検出器がＺ方向に移動する構造のもの等でも良い。
【００３７】
上記制御装置６０は、上記各ビームモニタ５８からの測定情報に基づいて、各イオンビ
ーム供給装置５０（ａ），５０（ｂ）から供給するイオンビーム５４の長手方向Ｚにおけ
るビーム電流密度分布を制御して、複数のイオンビーム照射の合計によって、各基板２に
対して、イオンビームの長手方向Ｚにおけるイオンビーム照射量分布を均一化する制御を
行う機能を有していても良い。例えば、基板搬送の上流側のビームモニタ５８で測定した
ビーム電流密度分布が不均一な場合、その不均一を打ち消すようなビーム電流密度分布に
なるように、下流側のイオンビーム供給装置５０（ｂ）でのビーム電流密度分布を制御す
る。
【００３８】
上記のような制御装置６０およびビームモニタ５８を用いることによって、複数のイオ
ンビーム照射の合計によって、各基板２に対して、イオンビームの長手方向Ｚにおけるイ
オンビーム照射量分布（例えばイオン注入の場合はドーズ量分布）を均一化することがで
きる。
【００３９】
例えば、イオンビーム供給装置５０（ａ）をメンテナンスする場合、イオンビーム供給
装置５０(ａ)のビームライン５３の真空弁５７を閉状態にし、イオンビーム供給装置５０
（ａ）を真空からベント（大気圧状態）しても、処理室１０は真空状態を保持することが
できる。イオンビーム供給装置５０（ｂ）は、イオンビームを照射することが可能である
ので、ライン全体を停止することもなく、装置の稼働効率を向上させることができる。
【００４０】
その他の実施形態について説明する。
【００４１】
図５、図６は、待機室８がない場合のイオンビーム照射装置の実施例である。
この実施例でも、例えばイオンビーム供給装置５０（ａ）をメンテナンスする場合、イ
オンビーム供給装置５０（ａ）のビームライン５３の真空弁５７を閉状態にし、イオンビ
ーム供給装置５０（ａ）を真空からベント（大気圧状態）しても、処理室１０は真空状態
を保持することができる。イオンビーム供給装置５０（ｂ）は、イオンビームを照射する
ことが可能であるので、ライン全体を停止することもなく、装置の稼働効率を向上させる
ことができる。
【００４２】
図７〜図１０は、１つの処理室に複数のイオンビーム供給装置５０（ａ），５０（ｂ）
と５０（ｃ），５０（ｄ）があり、この例では、イオンビーム５４の長手方向の寸法ＷZ 
が当該基板２の対応する辺よりも短い場合の実施例である。
イオンビーム供給装置を背中合わせに配置しているため、処理室を小さくすることがで
き、また基板の搬送距離が短く、スループットが向上する。
この実施例でも、例えばイオンビーム供給装置５０（ａ）をメンテナンスする場合、イ
オンビーム供給装置５０(ａ)のビームライン５３の真空弁５７を閉状態にし、イオンビー
ム供給装置５０（ａ）を真空からベント（大気圧状態）しても、処理室１０は真空状態を
保持することができる。イオンビーム供給装置５０（ｃ）は、イオンビームを照射するこ
とが可能であるので、ライン全体を停止することもなく、装置の稼働効率を向上させるこ
とができる。
【００４３】
図１１、図１２は、１つの処理室に複数のイオンビーム供給装置５０（ａ），５０（ｂ
）があり、この例では、イオンビーム５４の長手方向の寸法ＷZ が当該基板２の対応する
辺よりも長い場合の実施例である。
この実施例でも、例えばイオンビーム供給装置５０（ａ）をメンテナンスする場合、イ
オンビーム供給装置５０(ａ)のビームライン５３の真空弁５７を閉状態にし、イオンビー
ム供給装置５０（ａ）を真空からベント（大気圧状態）しても、処理室１０は真空状態を
保持することができる。イオンビーム供給装置５０（ｂ）は、イオンビームを照射するこ
とが可能であるので、ライン全体を停止することもなく、装置の稼働効率を向上させるこ
とができる。
【００４４】
図１３においては、複数の真空弁５７をビームライン５３の分析スリット５９の直後に
設置した場合、ビームは絞られているため、当該真空弁５７は小形の物で良い。そのため
、真空弁の設置のためのスペースも小さくでき、真空弁も安価である。
【００４５】
前記複数の真空弁５７に開閉状態を検知するセンサー６１を設け、その開閉状態信号（
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）を制御装置６０に取り込み、イオンビーム発生をしても良いか
の判定を行うこともできる。このようにすれば、真空弁５７にビームが照射され、真空弁
の弁体が破損するのを防止することができる。
【００４６】
その他、本発明の趣旨に反しない限りにおいて、様々な変形が可能である。
【符号の説明】
【００４７】
２  基板
４  基板起立装置
６  入口側真空予備室
８  待機室
１０  処理室
１２  出口側真空予備室
１４  基板転倒装置
５０（ａ）  イオンビーム供給装置
５０（ｂ）  イオンビーム供給装置
５０（ｃ）  イオンビーム供給装置
５０（ｄ）  イオンビーム供給装置
５３  ビームライン
５４  イオンビーム
５７  真空弁
５８  ビームモニタ
５９  分析スリット
６０  制御装置
６１  真空弁開閉センサー
【図１】
2011181433.tif 000003
【図２】
2011181433.tif 000004
【図３】
2011181433.tif 000005
【図４】
2011181433.tif 000006
【図５】
2011181433.tif 000007
【図６】
2011181433.tif 000008
【図７】
2011181433.tif 000009
【図８】
2011181433.tif 000010
【図９】
2011181433.tif 000011
【図１０】
2011181433.tif 000012
【図１１】
2011181433.tif 000013
【図１２】
2011181433.tif 000014
【図１３】
2011181433.tif 000015
【図１４】
2011181433.tif 000016