(57)【要約】【課題】  基板上の分割帯を利用する装置であって、基板駆動に大掛かりな装置を必要とせず、しかもスループットを向上させる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処理室１０ａ、１０ｂと、１枚以上の基板２をその分割帯８２に平行なｘ方向に沿って搬送する基板搬送装置と、各処理室１０ａ、１０ｂに、ｙ方向に長いリボン状のイオンビーム５４ａ、５４ｂをそれぞれ供給してそれらを各基板２のｙ方向の端部から分割帯８２にかけての領域に照射するイオンビーム供給装置５０ａ、５０ｂとを備えている。更に、イオンビーム５４ａの、分割帯８２に位置する端部を整形するビーム整形機構７０ａと、イオンビーム５４ｂの、分割帯８２に位置する端部を整形するビーム整形機構７０ｂとを備えている。【選択図】  図１
2011192582.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板であって、その表面に平行な平面内で互いに直交する２方向をｘ方向およびｙ方向とすると、ｘ方向に平行な分割帯を有しており、かつ所定の処理パターンの繰り返しの単位であるセルが、当該基板のｙ方向の一端と前記分割帯との間および前記分割帯と当該基板のｙ方向の他端との間に形成されている基板に、イオンビームを照射するイオンビーム照射装置であって、
前記基板にイオンビーム照射を行うための部屋であって互いに直列に接続された第１および第２の処理室と、
１枚以上の前記基板を、少なくとも前記第１の処理室から前記第２の処理室にかけて、前記ｘ方向に沿って搬送する基板搬送装置と、
前記第１の処理室に、前記ｙ方向に沿って長手方向の寸法を有するリボン状の第１のイオンビームを供給して当該第１のイオンビームを、前記各基板の前記ｙ方向の一端から前記分割帯にかけての領域に照射する第１のイオンビーム供給装置と、
前記第２の処理室に、前記ｙ方向に沿って長手方向の寸法を有するリボン状の第２のイオンビームを供給して当該第２のイオンビームを、前記各基板の前記ｙ方向の他端から前記分割帯にかけての領域に照射する第２のイオンビーム供給装置と、
前記第１のイオンビームの、前記各基板の前記分割帯に位置する端部を整形する第１のビーム整形手段と、
前記第２のイオンビームの、前記各基板の前記分割帯に位置する端部を整形する第２のビーム整形手段と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】
前記第１のイオンビーム供給装置から供給する前記第１のイオンビームの長手方向におけるビーム電流密度分布を前記第１の処理室において測定する第１のビームモニタと、
前記第２のイオンビーム供給装置から供給する前記第２のイオンビームの長手方向におけるビーム電流密度分布を前記第２の処理室において測定する第２のビームモニタと、
前記第１および第２のビームモニタで測定した前記第１および第２のイオンビームのビーム電流密度分布を合成して一つのビーム電流密度分布として表示する機能を有している制御装置とを更に備えている請求項１記載のイオンビーム照射装置。
【請求項３】
前記第１および第２の処理室、前記第１および第２のイオンビーム供給装置ならびに前記第１および第２のビーム整形手段を有するイオンビーム照射ユニットを複数備えており、
前記複数のイオンビーム照射ユニットを構成する複数の処理室は互いに直列に接続されており、
前記基板搬送装置は、前記基板を、少なくとも前記直列に接続された複数の処理室の一端から他端にかけて搬送するものである請求項１記載のイオンビーム照射装置。
【請求項４】
前記第１および第２の処理室、前記第１および第２のイオンビーム供給装置、前記第１および第２のビーム整形手段、前記第１および第２のビームモニタならびに前記制御装置を有するイオンビーム照射ユニットを複数備えており、
前記複数のイオンビーム照射ユニットを構成する複数の処理室は互いに直列に接続されており、
前記基板搬送装置は、前記基板を、少なくとも前記直列に接続された複数の処理室の一端から他端にかけて搬送するものである請求項２記載のイオンビーム照射装置。
【請求項５】
一つの制御装置を、前記複数のイオンビーム照射ユニットにおける前記制御装置として共用している請求項４記載のイオンビーム照射装置。
【請求項６】
前記基板搬送装置は、前記基板を立てた状態で搬送するものである請求項１ないし５のいずれか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、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】
フラットパネルディスプレイ等の生産性を高める等のために、基板は大型化する傾向にある。
【０００３】
基板が大型化すると、それに応じて、当該基板にイオンビームを照射して処理を施すためにビーム幅の大きいイオンビームが必要になり、それに応えるためには、イオン源等のイオンビーム供給装置が大型化する。分析電磁石を有している場合は、それも大型化する。これらが大型化すると、その製作、輸送、コスト、収納建物等に関して様々な問題を惹き起こす。
【０００４】
このようなイオン源等の大型化を抑制する技術の一つとして、特許文献１には、長手方向の寸法が基板の対応する辺の寸法よりも小さいリボン状のイオンビームを用いて、かつ基板をイオンビームの主面と交差する方向に移動させることに加えて、イオンビーム照射の合間に基板の位置を上下方向に変えることおよび基板を１８０度回転させることの少なくとも一方を用いて、基板に複数回イオンビーム照射を行い、それによって複数のビーム照射領域を連ねて、基板の全面にイオンビーム照射を行うイオンビーム照射装置が記載されている。このイオンビーム照射装置で扱う基板の面内には、所定の処理パターンの繰り返しの単位である複数のセルが分割帯を挟んで形成されており、この分割帯に、上記複数のビーム照射領域を連ねる部分を位置させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１３４９２３号公報（図７−図２１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来のイオンビーム照射装置においては、基板をイオンビームの主面と交差する方向に移動させること以外に、基板の位置を上下方向に変えることおよび基板を１８０度回転させることの少なくとも一方を行う必要があり基板駆動の次元が多いので、そのぶん基板駆動装置が大掛かりになるという課題がある。
【０００７】
また、イオンビーム照射の合間に、基板の位置を上下方向に変えることおよび基板を１８０度回転させることの少なくとも一方を行う必要があり、その動作の間は、基板にイオンビーム照射処理を施すことができずロス時間となるので、そのぶんスループットが低下するいう課題もある。
【０００８】
そこでこの発明は、基板上の上記のような分割帯を利用する装置であって、基板駆動に大掛かりな装置を必要とせず、しかもスループットを向上させることができるイオンビーム照射装置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】
【０００９】
基板には、１枚の基板（これはマザー基板と呼ばれることがある）を複数の小基板に分断する多面取りを行う等のために、基板の面内に、後工程で基板を分断する等のための隙間である分割帯を挟んで複数のセル（即ち、所定の処理パターンの繰り返しの単位）が形成されている基板がある。この分割帯にはイオンビームを照射しなくても良い。この発明は、前記従来技術と同様に、そのような基板に着目して分割帯をうまく利用するものである。
【００１０】
即ち、この発明に係るイオンビーム照射装置は、基板であって、その表面に平行な平面内で互いに直交する２方向をｘ方向およびｙ方向とすると、ｘ方向に平行な分割帯を有しており、かつ所定の処理パターンの繰り返しの単位であるセルが、当該基板のｙ方向の一端と前記分割帯との間および前記分割帯と当該基板のｙ方向の他端との間に形成されている基板に、イオンビームを照射するイオンビーム照射装置であって、前記基板にイオンビーム照射を行うための部屋であって互いに直列に接続された第１および第２の処理室と、１枚以上の前記基板を、少なくとも前記第１の処理室から前記第２の処理室にかけて、前記ｘ方向に沿って搬送する基板搬送装置と、前記第１の処理室に、前記ｙ方向に沿って長手方向の寸法を有するリボン状の第１のイオンビームを供給して当該第１のイオンビームを、前記各基板の前記ｙ方向の一端から前記分割帯にかけての領域に照射する第１のイオンビーム供給装置と、前記第２の処理室に、前記ｙ方向に沿って長手方向の寸法を有するリボン状の第２のイオンビームを供給して当該第２のイオンビームを、前記各基板の前記ｙ方向の他端から前記分割帯にかけての領域に照射する第２のイオンビーム供給装置と、前記第１のイオンビームの、前記各基板の前記分割帯に位置する端部を整形する第１のビーム整形手段と、前記第２のイオンビームの、前記各基板の前記分割帯に位置する端部を整形する第２のビーム整形手段とを備えていることを特徴としている。
【００１１】
このイオンビーム照射装置によれば、基板上に、第１のイオンビームの照射による第１のビーム照射領域と、第２のイオンビームの照射による第２のビーム照射領域とを形成して、しかも両ビーム照射領域を連ねる連ね部を基板上の分割帯に位置させて、基板の全面にイオンビームを照射することができる。従って、各イオンビームよりもｙ方向寸法の大きい基板の全面にイオンビームを照射することができる。しかも、上記連ね部を分割帯に位置させることができるので、連ね部の存在が、セルに対する均一なイオンビーム照射に悪影響を及ぼすのを避けることができる。
【００１２】
更に、基板搬送装置は、前記従来のイオンビーム照射装置の場合と違って、基板をｘ方向に沿って１次元で搬送するだけで良いので、基板駆動に大掛かりな装置を必要としない。しかも、基板をｘ方向に沿って１次元で搬送するだけで良く、従来のイオンビーム照射装置のようにイオンビーム照射の合間に基板を上下方向に移動させたり回転させたりする必要がないので、基板にイオンビーム照射処理を施すことができないロス時間を減らすことができ、従ってスループットを向上させることができる。
【００１３】
前記第１のイオンビーム供給装置から供給する前記第１のイオンビームの長手方向におけるビーム電流密度分布を前記第１の処理室において測定する第１のビームモニタと、前記第２のイオンビーム供給装置から供給する前記第２のイオンビームの長手方向におけるビーム電流密度分布を前記第２の処理室において測定する第２のビームモニタと、前記第１および第２のビームモニタで測定した前記第１および第２のイオンビームのビーム電流密度分布を合成して一つのビーム電流密度分布として表示する機能を有している制御装置とを更に備えていても良い。
【００１４】
前記第１および第２の処理室、前記第１および第２のイオンビーム供給装置ならびに前記第１および第２のビーム整形手段等を有するイオンビーム照射ユニットを複数備えていても良い。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、基板搬送装置は、前記従来のイオンビーム照射装置の場合と違って、基板をｘ方向に沿って１次元で搬送するだけで良いので、基板駆動に大掛かりな装置を必要としない。しかも、基板をｘ方向に沿って１次元で搬送するだけで良く、従来のイオンビーム照射装置のようにイオンビーム照射の合間に基板を上下方向に移動させたり回転させたりする必要がないので、基板にイオンビーム照射処理を施すことができないロス時間を減らすことができ、従ってスループットを向上させることができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば次の更なる効果を奏する。即ち、当該請求項に記載のようなビームモニタおよび制御装置を備えていて、第１および第２のイオンビームのビーム電流密度分布を合成したビーム電流密度分布を表示することができるので、基板に照射されるイオンビーム全体のビーム電流密度分布を確認することができる。従って例えばそれを、基板に所望の処理を施すことに活用することができる。
【００１７】
請求項３、４に記載の発明によれば次の更なる効果を奏する。即ち、当該請求項に記載のようなイオンビーム照射ユニットを複数備えているので、イオンビーム照射を行った基板に対して更にイオンビーム照射を行うことができる。従って、より多様なイオンビーム照射特性を実現することができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明によれば次の更なる効果を奏する。即ち、一つの制御装置を複数のイオンビーム照射ユニットにおける制御装置として共用しているので、制御装置の数を減らすことができる。また、各イオンビーム照射ユニットの前記合成したビーム電流密度分布を確認したりそれらを比較すること等がより容易になる。
【００１９】
請求項６に記載の発明によれば次の更なる効果を奏する。即ち、基板搬送装置は基板を立てた状態で搬送するものであるので、基板の処理面にパーティクルが付着するのを抑えることができる。また、各部屋のフットプリント（占有床面積）を小さくすることができ、ひいてはイオンビーム照射装置全体のフットプリントを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【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】基板搬送装置の一例を部分的に示す概略図である。
【図６】図５に示す基板搬送装置の側面を拡大して示す概略図である。
【図７】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。
【図８】第１の処理室において基板にイオンビームを照射する前の状態の一例を拡大して示す図であり、ビーム整形機構および基板をイオンビームの進行方向に見て示している。
【図９】第２の処理室において基板にイオンビームを照射する前の状態の一例を拡大して示す図であり、ビーム整形機構および基板をイオンビームの進行方向に見て示している。
【図１０】第２の処理室においてイオンビームを照射した後の基板の一例を拡大して示す図である。
【図１１】第１および第２のイオンビームの合成のビーム電流密度分布の一例を示す概略図である。
【図１２】基板の他の例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１〜図４に、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。これらの図においては、各室の壁面の断面を太線で表している。
【００２２】
またこの明細書では、基板２の分割帯の配置を基準にして説明する方が分かりやすいため、基板２の表面に平行な平面内で互いに直交する２方向をｘ方向およびｙ方向とし、それらに直交する方向をｚ方向としている。そしてこれらの３方向ｘ、ｙ、ｚを、以下の図においては一例として、垂直に立てた状態にある基板２を基準にして図示している。従って以下の例では、ｘ方向およびｚ方向は水平方向であり、ｙ方向は垂直方向である。
【００２３】
このイオンビーム照射装置は、次のような基板２の各々にイオンビーム５４ａおよび５４ｂを照射して、各基板２にイオン注入、イオンビーム配向処理等の処理を施すものである。
【００２４】
各基板２は、前述したような分割帯であってｘ方向に平行な分割帯８２を有しており、かつ所定の処理パターンの繰り返しの単位であるセル８０が、当該基板２のｙ方向の一端と分割帯８２との間および分割帯８２と当該基板２のｙ方向の他端との間に形成されているものである。ここでは一例として、基板２のｙ方向の中央に分割帯８２が一つある場合を示しているが、その他の例は後述する。
【００２５】
図１〜図４では各基板２を簡略化して図示しているが、図８〜図１０に示す例のように、各基板２の、セル８０を形成している領域の外側には、通常は幾らかの余白（即ちセル８０を形成していない部分）がある。但しこの余白があることは、この発明に必須の事項ではない。
【００２６】
各基板２は、例えば、四角形（例えば長方形）のガラス基板であり、その表面に、例えばフラットパネルディスプレイ形成用等の複数のセル８０が形成されている。
【００２７】
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第１の処理室１０ａおよび第２の処理室１０ｂ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、２２を介して接続されていても良い。
【００２８】
第１の処理室１０ａに、基板２を大気中から当該処理室１０ａ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。
【００２９】
第２の処理室１０ｂに、基板２を当該処理室１０ｂ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。
【００３０】
更にこの例では、入口側真空予備室６とそれに隣り合う処理室１０ａとの間、各処理室１０ａ、１０ｂ間、および、出口側真空予備室１２とそれに隣り合う処理室１０ｂ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。
【００３１】
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。
【００３２】
各入口側真空予備室６と大気中間、各部屋６、８、１０ａ、１０ｂ、１２間および各出口側真空予備室１２と大気中間には、真空弁１６〜２７がそれぞれ設けられている。即ち各部屋は、真空弁を介して接続されている。もっとも、処理室１０ａ、１０ｂ間を仕切る真空弁（例えば真空弁２１、２２）は設けなくても構わないが、それを設けておくと、処理室１０ａ、１０ｂにおける処理の影響（例えばイオンビーム照射に伴うアウトガスによる真空度低下等）が他方へ及ぶのを防止することができる。
【００３３】
このイオンビーム照射装置は更に、１枚以上の基板２を、矢印Ｂで示すようにｘ方向に沿って、少なくとも処理室１０ａから処理室１０ｂにかけて搬送する基板搬送装置を備えている。より具体的にはこの例では、１枚以上の基板２を、大気中から入口側真空予備室６、各待機室８、各処理室１０ａ、１０ｂおよび出口側真空予備室１２を経て大気中へと搬送する基板搬送装置３０（図５、図６参照）を備えている。各基板２は、この例では、ホルダ（これはトレイとも呼ばれる）３４（図５、図６参照）にそれぞれ保持されて、立てた状態で入口側真空予備室６から出口側真空予備室１２まで搬送される。
【００３４】
より具体的には、この例では基板搬送装置３０は、複数枚の基板２を、互いに独立して、大気中から入口側真空予備室６、各待機室８、各処理室１０ａ、１０ｂおよび出口側真空予備室１２を経て大気中へと搬送するものである。「互いに独立して」というのは、複数枚の基板２が常に一斉に同じように搬送されるのではなく、必要に応じて、所望の基板２を個別に搬送したり、複数枚の基板２を互いに連動して搬送したりすることができる、という意味である。
【００３５】
基板搬送装置３０は上記のように各基板２を立てた状態で搬送するものであるので、各基板２の処理面にパーティクルが付着するのを抑えることができる。また、各部屋のフットプリント（占有床面積）を小さくすることができ、ひいてはこのイオンビーム照射装置全体のフットプリントを小さくすることができる。
【００３６】
基板搬送装置３０の構造の一例を図５、図６を参照して説明する。なお、図５は一例として、一つの待機室８およびそれを挟む入口側真空予備室６、処理室１０ａの部分を示しているが、他の部分においても基本的にはこれと同じ構造をしている。
【００３７】
この基板搬送装置３０は、ローラコンベヤの一種であり、移動台３２、フリーローラ３６〜３８、駆動ローラ３９、モータ４０等を有している。
【００３８】
移動台３２は、基板２を保持したホルダ３４を、立てた状態で保持して、ｘ方向に、即ち上記矢印Ｂ方向（または必要に応じてその逆方向）に移動させるものである。
【００３９】
各入口側真空予備室６、各待機室８、各処理室１０ａ、１０ｂおよび各出口側真空予備室１２内の底面近くには、上記フリーローラ３６がｘ方向に多数並べられている。より具体的には、図５に示す例のように、各部屋内の底面４６近くに、各部屋の一端付近から他端付近にかけて、多数のフリーローラ３６がｘ方向に並べられている。このフリーローラ３６の上を、基板２が取り付けられたホルダ３４を保持した移動台３２が、ｘ方向に自由に移動する。フリーローラ３７、３８は、移動台３２の上記移動をガイドするものである。
【００４０】
移動台３２の上記移動は、例えば、底面４６の外側に設けられたモータ４０によって、回転軸４２およびその軸受部４４を経由して、駆動ローラ３９を回転させることによって行われる。駆動ローラ３９は、各部屋６、８、１０ａ、１０ｂ、１２に、移動台３２のｘ方向の長さに応じた間隔で、ｘ方向に通常は複数個設けられている。その場合、複数の駆動ローラ３９を一つのモータ４０で連動させて駆動しても良い。また、各駆動ローラ３９に対向するフリーローラ３８を駆動ローラにして、駆動ローラ３９と同期させて駆動しても良い。
【００４１】
基板２をｘ方向における一方向にのみ搬送する場合は、モータ４０を一方向に回転させて移動台３２を一方向に移動させれば良い。例えば、入口側真空予備室６、待機室８および出口側真空予備室１２においてはそのようにすれば良い。基板２をｘ方向において往復方向に搬送する場合は、モータ４０を往復回転させて移動台３２を往復方向に移動させれば良い。例えば各処理室１０ａ、１０ｂにおいては、必要とするイオンビーム照射量（例えばイオン注入の場合はドーズ量）に応じて、基板２をｘ方向に奇数回（例えば１回、３回、５回等）搬送しても良い。そのような搬送にも対応することができるように、この例では、各処理室１０ａ、１０ｂのｘ方向の長さを、他の部屋の２倍程度に長くしている。
【００４２】
なお、入口側真空予備室６および出口側真空予備室１２をこの例のように二つずつ設けている場合は、それらに隣接する待機室８内で、基板２を、ｚ方向にも若干移動させて、ｘ方向搬送のためのセンター合せを行う機構が、例えば基板搬送装置３０の一部として設けられている。
【００４３】
但し、基板搬送装置３０の上記構造はあくまでも一例であり、他の公知の構造を採用しても良い。
【００４４】
各入口側真空予備室６の入口の外側に、基板２を実質的に水平状態（基板２ａ参照）から垂直等の起立状態（基板２ｂ参照）に立てる基板起立装置４がそれぞれ設けられている。この基板起立装置４も、この例では一例として、基板２を上記ホルダ３４に保持した状態で扱う。そして起立状態の基板２を（具体的には基板２を保持したホルダ３４を）、順次、大気中から対応する入口側真空予備室６へ搬入することができる。入口側真空予備室６が一つの場合は、基板起立装置４も一つで良い。
【００４５】
なお、各基板起立装置４は、基板２を起立させる機能と、その基板２を入口側真空予備室６に渡す機能とを有する多関節ロボットのようなものでも良い。次に述べる各基板転倒装置１４についても同様である。
【００４６】
各出口側真空予備室１２の出口の外側に、基板２を起立状態（基板２ｂ参照）から実質的に水平状態（基板２ａ参照）に倒す基板転倒装置１４がそれぞれ設けられている。この基板転倒装置１４も、この例では一例として、基板２を上記ホルダ３４に保持した状態で扱う。そして起立状態の基板２を（具体的には基板２を保持したホルダ３４を）、順次、対応する出口側真空予備室１２から大気中へ搬出することができる。出口側真空予備室１２が一つの場合は、基板転倒装置１４も一つで良い。
【００４７】
上記のような基板起立装置４および基板転倒装置１４によれば、真空予備室６、１２の外側で基板２を立てたり倒したりすることができるので、その動作を真空予備室内で行う場合に比べて、各真空予備室６、１２を小さくすることができる。しかも、上記動作を行う機構を真空予備室６、１２内に設けなくて済むので、真空予備室６、１２内でパーティクルが発生するのを抑えることができる。
【００４８】
図７〜図１０も参照して、このイオンビーム照射装置は更に、第１の処理室１０ａに、ｙ方向に沿って長手方向の寸法Ｗy1を有するリボン状の第１のイオンビーム５４ａを供給して当該イオンビーム５４ａを、各基板２のｙ方向の一端３ａから分割帯８２にかけての領域に照射する第１のイオンビーム供給装置５０ａと、第２の処理室１０ｂに、ｙ方向に沿って長手方向の寸法Ｗy2を有するリボン状の第２のイオンビーム５４ｂを供給して当該イオンビーム５４ｂを、各基板２のｙ方向の他端３ｂから分割帯８２にかけての領域に照射する第２のイオンビーム供給装置５０ｂとを備えている。
【００４９】
イオンビーム５４ａ、５４ｂの概略を、図７に拡大して示す。このイオンビーム５４ａ、５４ｂは、リボン状と言ってもｘ方向の寸法Ｗx1、Ｗx2が紙や布のように薄いという意味ではない。例えば、各イオンビーム５４ａ、５４ｂのｘ方向の寸法Ｗx1、Ｗx2はそれぞれ３０ｍｍ〜８０ｍｍ程度である。各イオンビーム５４ａ、５４ｂのｙ方向の寸法Ｗy1、Ｗy2は、各基板２のｙ方向の寸法に依る。この例では、各基板２のｙ方向の寸法の１／２より幾分大きくしている。一例を示せば、それぞれ４０ｃｍ〜８０ｃｍ程度である。このイオンビーム５４ａ、５４ｂの大きい方の面、即ちｙｚ面に沿う面が主面５５ａ、５５ｂである。各基板２は、上記基板搬送装置３０によって、この主面５５ａ、５５ｂと交差する方向に搬送される。
【００５０】
第１のイオンビーム供給装置５０ａは、この例では一例として、イオン源５２ａから、上記のようなリボン状のイオンビーム５４ａを引き出し、そのイオンビーム５４ａを分析電磁石５６ａ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５２から引き出されたイオンビーム５４ａの長手方向の寸法は、後述するビーム整形機構７０ａに達するまでは、ビーム軌道上でほぼ保存される。
【００５１】
第２のイオンビーム供給装置５０ｂも、この例では上記イオンビーム供給装置５０ａと同じ構成をしている。即ち、イオンビーム供給装置５０ａを構成しているのと同様のイオン源５２ｂおよび分析電磁石５６ｂを有している。
【００５２】
但し、両イオンビーム供給装置５０ａ、５０ｂ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）。イオンビームの質量分離を行う必要がなければ、分析電磁石を設ける必要はない。
【００５３】
このイオンビーム照射装置は更に、各イオンビーム５４ａ、５４ｂの、基板２の分割帯８２に位置する端部をそれぞれ整形する第１および第２のビーム整形手段として、第１のビーム整形機構７０ａおよび第２のビーム整形機構７０ｂを備えている。各ビーム整形機構７０ａ、７０ｂは、この例では一例として、図１、図２に示すように、処理室１０ａ、１０ｂの入口付近にそれぞれ設けられているが、その位置に限られるものではない。但し、できるだけ基板２に近づけて配置するのが好ましい。そのようにすれば、ビーム整形機構７０ａ、７０ｂによる整形後のシャープなイオンビーム５４ａ、５４ｂを基板２に照射することができる。
【００５４】
主に図８を参照して、第１のビーム整形機構７０ａは、この例では、第１のイオンビーム５４ａの、基板２の分割帯８２に位置する端部５３ａを遮って整形する可動式の第１のマスク７２ａと、このマスク７２ａを矢印Ｆで示すようにｙ方向に往復駆動する第１のマスク駆動装置７４ａとを備えている。マスク７２ａの分割帯８２側の端部７３ａは、この例ではｘ方向に平行なものにしており、かつ分割帯８２に対応する位置に（例えば分割帯８２のｙ方向の中心位置ｙ0 付近に）位置させている。従って、図８に示すように、分割帯８２に対応する位置でカットされたビーム電流密度分布のイオンビーム５４ａを各基板２に照射することができる。また、マスク７２ａのｙ方向の位置によって、分割帯８２付近のイオンビーム５４ａのビーム電流密度分布を調整することができる。
【００５５】
主に図９を参照して、第２のビーム整形機構７０ｂは、この例では、第２のイオンビーム５４ｂの、基板２の分割帯８２に位置する端部５３ｂを遮って整形する可動式の第２のマスク７２ｂと、このマスク７２ｂを矢印Ｇで示すようにｙ方向に往復駆動する第２のマスク駆動装置７４ｂとを備えている。マスク７２ｂの分割帯８２側の端部７３ｂも、この例ではｘ方向に平行なものにしており、かつ分割帯８２に対応する位置に（例えば分割帯８２のｙ方向の中心位置ｙ0 付近に）位置させている。従って、図９に示すように、分割帯８２に対応する位置でカットされたビーム電流密度分布のイオンビーム５４ｂを各基板２に照射することができる。また、マスク７２ｂのｙ方向の位置によって、分割帯８２付近のイオンビーム５４ｂのビーム電流密度分布を調整することができる。
【００５６】
上記両マスク７２ａ、７２ｂは、固定のものでも良いけれども、この例のように可動式のものが好ましい。上記調整を行うことができるからである。
【００５７】
なお、基板２の全面に均一な処理を施す場合は、イオンビーム５４ａ、５４ｂのｙ方向のビーム電流密度分布は、それぞれ、図８、図９に示すビーム電流密度分布Ｊ1 、Ｊ2 のように、基板２の面内に位置する部分はできるだけ均一なものが好ましい。基板２の面外に位置する部分のビーム電流密度分布はあまり大事ではない。基板２の処理に利用しないからである。
【００５８】
このイオンビーム照射装置においては、上記基板搬送装置３０によって各基板２を上記のように搬送しながら、処理室１０ａ、１０ｂにおいて各基板２にイオンビーム５４ａ、５４ｂをそれぞれ照射することによって、各基板２の全面にイオンビームを照射することができる。
【００５９】
即ち、第１の処理室１０ａにおいては、図８、図９に示すように、各基板２をｘ方向に搬送しながら各基板２にイオンビーム５４ａを照射することによって、各基板２上に第１のビーム照射領域９１を形成することができる。このビーム照射領域９１は、図中にハッチングを付して示している。このハッチングは断面を表すものではない。次に述べるビーム照射領域９２も同様である。第２の処理室１０ｂにおいては、図９、図１０に示すように、処理室１０ａで処理後の各基板２をｘ方向に搬送しながら各基板２にイオンビーム５４ｂを照射することによって、各基板２上に第２のビーム照射領域９２を形成することができる。しかも両ビーム照射領域９１、９２を連ねる連ね部９３を、各基板２上の分割帯８２に位置させることができる。
【００６０】
各基板２上におけるイオンビーム照射量分布Ｄ3 の一例を図１０中に示している。下半分のイオンビーム照射量分布Ｄ1 は、図８に示すビーム電流密度分布Ｊ1 のイオンビーム５４ａの照射によって得られたものであり、上半分のイオンビーム照射量分布Ｄ2 は、図９に示すビーム電流密度分布Ｊ2 のイオンビーム５４ｂの照射によって得られたものであり、イオンビーム照射量分布Ｄ3 は両イオンビーム照射量分布Ｄ1 、Ｄ2 を合成したものである。少なくとも分割帯８２の両側のセル８０において、均一なイオンビーム照射量分布が得られている。イオンビーム照射量分布は、前述したようにイオン注入の場合はドーズ量分布である。
【００６１】
なお、イオンビーム５４ａ、５４ｂをマスク７２ａ、７２ｂで上記のように遮って整形しても、ビーム電流密度分布が幾分斜めになって低下する場合も起こり得るけれども、その部分が分割帯８２に位置していれば特に支障はない。また、上記連ね部９３において、隣り合う二つのビーム照射領域９１、９２は、（ａ）図１０に示す例のように隙間なく継ぎ合わされていても良いし、（ｂ）幾分隙間があっても良いし、（ｃ）幾分重なっていても良い。但しいずれの場合も、連ね部９３は分割帯８２に位置させる。前述したように、分割帯８２は後工程で基板２を分断する等のための隙間であるので、分割帯８２でのビーム電流密度分布やイオンビーム照射量分布は問題にならず、このことを利用するためである。
【００６２】
この明細書では、上記（ａ）〜（ｃ）の３状態を包含する意味で、「連ねる」、「連ね部」という表現を使用しているが、上記３状態を含む意味の下で、「継ぎ合わせる」、「つなぐ」、「継目」、「つなぎ目」、「合わせ目」等と言い換えても良い。
【００６３】
このイオンビーム照射装置においては、上記のようにして、各基板２の全面にイオンビームを照射することができる。従って、各イオンビーム５４ａ、５４ｂよりもｙ方向寸法の大きい基板２の全面にイオンビームを照射することができる。しかも、上記連ね部９３を分割帯８２に位置させることができるので、連ね部９３の存在が、各セル８０に対する均一なイオンビーム照射に悪影響を及ぼすのを避けることができる。
【００６４】
更に、基板搬送装置３０は、前記従来のイオンビーム照射装置の場合と違って、基板２をｘ方向に沿って１次元で搬送するだけで良いので、基板駆動に大掛かりな装置を必要としない。しかも、基板２をｘ方向に沿って１次元で搬送するだけで良く、従来のイオンビーム照射装置のようにイオンビーム照射の合間に基板を上下方向に移動させたり回転させたりする必要がないので、基板２にイオンビーム照射処理を施すことができないロス時間を減らすことができ、従ってスループットを向上させることができる。
【００６５】
更にこの実施形態のイオンビーム照射装置では、二つの処理室１０ａ、１０ｂ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、二つ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１０ａ、１０ｂ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。
【００６６】
更に、二つの処理室１０ａ、１０ｂ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。
【００６７】
なお、基板２は、例えば図１２に示す例のように、ｘ方向に平行な分割帯８２を複数有していても良い。その場合は、その内の一つの分割帯８２（例えばｙ方向における中央の分割帯８２）に着目して、それを前述した分割帯８２として扱えば良い。また、ｙ方向に平行な分割帯については、そのような分割帯８４を１以上有していても良いし、有していなくても良い。
【００６８】
上記両処理室１０ａ、１０ｂにおける処理内容は、各基板２の全面に一様な処理を施す場合は互いに実質的に同じ処理内容にすれば良いけれども、互いに異なる処理内容にしても良い。各処理室１０ａ、１０ｂにおける処理内容は、例えば、イオンビーム５４ａ、５４ｂの特性（例えばイオン種、エネルギー、ビーム電流）、および、処理室１０ａ、１０ｂにおける基板２の搬送速度、搬送回数等によって決まる。従って例えば、両処理室１０ａ、１０ｂにおける処理内容を互いに実質的に同じにする場合は、これらを互いに実質的に同じにすれば良い。
【００６９】
この実施形態のイオンビーム照射装置は更に、第１のイオンビーム供給装置５０ａから供給する第１のイオンビーム５４ａの長手方向ｙにおけるビーム電流密度分布を第１の処理室１０ａにおいて測定する第１のビームモニタ５８ａと、第２のイオンビーム供給装置５０ｂから供給する第２のイオンビーム５４ｂの長手方向ｙにおけるビーム電流密度分布を第２の処理室１０ｂにおいて測定する第２のビームモニタ５８ｂと、両ビームモニタ５８ａおよび５８ｂで測定した第１および第２のイオンビーム５４ａ、５４ｂのビーム電流密度分布を合成して一つのビーム電流密度分布として表示する機能を有している制御装置６０とを備えている。各ビームモニタ５８ａ、５８ｂで測定したデータは、制御装置６０に供給される。制御装置６０は、上記表示を行う表示部６２を有している。
【００７０】
各ビームモニタ５８ａ、５８ｂは、基板２に近づけて配置して、基板２に近い位置でイオンビーム４を測定するのが好ましい。各ビームモニタ５８ａ、５８ｂは、この例ではｙ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ｙ方向に移動する構造のもの等でも良い。
【００７１】
例えば、イオンビーム５４ａ、５４ｂのビーム電流密度分布がそれぞれ図８、図９に示すビーム電流密度分布Ｊ1 、Ｊ2 の場合、制御装置６０は両ビーム電流密度分布Ｊ1 、Ｊ2 を加算することによって、図１１に示すような合成のビーム電流密度分布Ｊ3 を求めて、それを表示部６２に表示する。
【００７２】
上記のようなビームモニタ５８ａ、５８ｂおよび制御装置６０を備えていると、基板２に照射されるイオンビーム全体のビーム電流密度分布を制御装置６０において確認することができる。従って例えばそれを、基板２に所望の処理を施すことに活用することができる。
【００７３】
ビームモニタ５８ａ、５８ｂは、イオンビーム５４ａ、５４ｂの上記端部５３ａ、５３ｂ付近の測定用のビーム検出器を他よりも密に配置したり、可動のビーム検出器を用いる場合はそれを上記端部５３ａ、５３ｂ付近でより細かく動かすこと等によって、上記端部５３ａ、５３ｂ付近の測定の分解能を他よりも高くしておいても良い。そのようにすると、上記二つのビーム電流密度分布Ｊ1 、Ｊ2 がつながる部分付近の測定をよりきめ細かく行うことができる。
【００７４】
上記第１および第２の処理室１０ａ、１０ｂ、第１および第２のイオンビーム供給装置５０ａ、５０ｂならびに第１および第２のビーム整形機構７０ａ、７０ｂを有するイオンビーム照射ユニットを複数備えていても良い。
【００７５】
上記ビームモニタ５８ａ、５８ｂおよび制御装置６０を設ける場合は、上記に加えて、これらをも有するイオンビーム照射ユニットを複数備えていても良い。いずれの場合も、複数のイオンビーム照射ユニットを構成する複数の処理室１０ａ、１０ｂは互いに直列に接続しておく。かつ、上記基板搬送装置３０は、基板２を、少なくとも直列に接続された複数の処理室１０ａ、１０ｂの一端から他端にかけて搬送するものにする。
【００７６】
例えば、図１、図２等に示す処理室１０ａおよびそれ用のイオンビーム供給装置５０ａから、処理室１０ｂおよびそれ用のイオンビーム供給装置５０ｂにかけての要素で構成されるイオンビーム照射ユニットを、図２等に示す出口側真空予備室１２とその上手に隣接する待機室８との間に、所要数だけ挿入すれば良い。
【００７７】
上記のようなイオンビーム照射ユニットを複数備えていると、イオンビーム照射を行った基板２に対して更にイオンビーム照射を行うことができる。従って、より多様なイオンビーム照射特性を実現することができる。例えば、（ａ）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したり、（ｂ）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量を実現したり、（ｃ）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、最終的に必要な注入深さ分布を実現したり、（ｄ）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、ｙ方向におけるイオンビーム照射量分布を均一化したりすることができる。
【００７８】
イオンビーム照射ユニットを複数設ける場合、上記制御装置６０を各ユニットにそれぞれ設けても良いし、一つの制御装置６０を、複数のイオンビーム照射ユニットにおける制御装置として共用しても良い。
【００７９】
後者のように共用すると、制御装置６０の数を減らすことができる。また、各イオンビーム照射ユニットの前記合成したビーム電流密度分布を確認したりそれらを比較すること等がより容易になる。当該ビーム電流密度分布を、一つの制御装置６０において表示することができるからである。
【００８０】
イオンビーム５４ａ、５４ｂの、基板２の分割帯８２に位置する端部を整形するビーム整形手段として、上記ビーム整形機構７０ａ、７０ｂの代わりに、またはそれと併用して、例えば特開２００５−３２７７１３号公報に記載されているような公知のビーム電流密度分布調整手段を用いても良い。即ち、各ビーム整形手段は、（ａ）イオン源５２ａ、５２ｂを、ｙ方向に複数のフィラメントを有するマルチフィラメント型のイオン源として、その各フィラメントに流すフィラメント電流を制御するという手段でも良いし、（ｂ）イオンビーム５４ａ、５４ｂの経路に、イオンビーム５４ａ、５４ｂの長手方向ｙにおけるビーム電流密度分布を制御する電界レンズや磁界レンズ等のレンズ手段を設けておいてそれを制御するという手段でも良い。あるいは、（ｃ）イオンビーム５４ａ、５４ｂの経路に、特開２００７−１７２９２７号公報に記載されているような、イオンビーム５４ａ、５４ｂを遮るための複数の可動遮蔽板を設けておいてそれを制御するという手段でも良い。このようなビーム整形手段も、例えば上記制御装置６０によって制御される。
【００８１】
基板２を搬送する搬送ラインは、図１、図２等に示す例のように直線でも良いし、搬送ラインを途中で折り返して、その折り返しの前後に複数の処理室１０ａ、１０ｂを分散して配置しておいても良い。そのようにすると、イオンビーム照射装置の全長を小さく抑えることができる。この効果は、上記イオンビーム照射ユニットを複数設ける場合により顕著になる。
【符号の説明】
【００８２】
２  基板
１０ａ  第１の処理室
１０ｂ  第２の処理室
３０  基板搬送装置
５０ａ  第１のイオンビーム供給装置
５０ｂ  第２のイオンビーム供給装置
５４ａ  第１のイオンビーム
５４ｂ  第２のイオンビーム
５８ａ  第１のビームモニタ
５８ｂ  第２のビームモニタ
６０  制御装置
７０ａ  第１のビーム整形機構（ビーム整形手段）
７０ｂ  第２のビーム整形機構（ビーム整形手段）
８０  セル
８２  分割帯
９１  第１のビーム照射領域
９２  第２のビーム照射領域
９３  連ね部
【図１】
2011192582.tif 000003
【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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【図１２】
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