(57)【要約】      （修正有）【課題】互いに位置決めされた複数枚のマスクの搬送を可能にするマスクホルダーを提供する。【解決手段】マスクホルダー６は、複数枚のマスクの重ね合わせにより形成される開口部５を介して、基板へのイオン注入を実施するイオン注入装置に用いられるマスクホルダー６である。そして、マスクホルダー６は、複数枚のマスクをその内部に挿入する為のマスク挿入口８と、マスク挿入口８に連設されたマスク収納部９と、開口部の少なくとも一部をマスクホルダーの外側に露出させるマスク露出用の貫通窓７とを有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚のマスクの重ね合わせにより形成される開口部を介して、基板へのイオン注入を実施するイオン注入装置に用いられるマスクホルダーであって、
前記マスクホルダーは、前記複数枚のマスクをその内部に挿入する為のマスク挿入口と、
前記マスク挿入口に連設されたマスク収納部と、
前記開口部の少なくとも一部を前記マスクホルダーの外側に露出させるマスク露出用の貫通窓とを有していることを特徴とするマスクホルダー。
【請求項２】
前記マスク収納部には、前記マスク収納部に前記マスクが収納された時、前記マスク収納部内での前記マスクの移動を規制する段差部が設けられていることを特徴とする請求項１記載のマスクホルダー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、マスクを介して基板へのイオン注入を行うイオン注入装置において用いられるマスクホルダーに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池の製造工程において、イオン注入装置が用いられている。昨今、この様なイオン注入装置では、高価なフォトレジストの代わりに、カーボンやシリコンからなる安価なマスクを利用して基板（例えば、シリコンウェハ）へのイオン注入を実施する為の技術開発が盛んに行われている。
【０００３】
特許文献１には、このようなイオン注入装置の一例が開示されている。ここでは、２枚のマスクの相対的な位置関係を調整することで、当該マスクを介して基板に照射されるイオンビームの照射領域を小さくする技術が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、大気側から装置内部の所定位置へマスクを搬送する為の構成が開示されている。ここでは、基板を搬送するのに用いられている搬送機構を用いてマスクの搬送が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許公開公報  ＵＳ２０１０／００６２５８９Ａ１（ＦＩＧ．６、ＦＩＧ．７）
【特許文献２】特表２００８−５３３７２１号公報（図３、図５、図６、図１０）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２には、マスクを搬送する為の機構が開示されているが、対象とするマスクの枚数は１枚であり、特許文献１に開示されているような２枚のマスクをどのようにして搬送するのかが何ら開示されていない。仮に１枚ずつ搬送させるにしても、最終的には各マスクの位置関係を調整する必要がある為、各マスク間の位置調整を行う為の機構が別途必要となる。このような位置調整機構を設けた  場合、イオン注入装置の大型化や装置価格の高騰を招くことになる。
【０００７】
本発明では、上記課題を解決する為のマスクホルダーを提供することを所期の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のマスクホルダーは、複数枚のマスクの重ね合わせにより形成される開口部を介して、基板へのイオン注入を実施するイオン注入装置に用いられるマスクホルダーであって、前記マスクホルダーは、前記複数枚のマスクをその内部に挿入する為のマスク挿入口と、前記マスク挿入口に連設されたマスク収納部と、前記開口部の少なくとも一部を前記マスクホルダーの外側に露出させるマスク露出用の貫通窓とを有していることを特徴とする。
【０００９】
また、前記マスク収納部には、前記マスク収納部に前記マスクが収納された時、前記マスク収納部内での前記マスクの移動を規制する段差部が設けられていることが望ましい。
【００１０】
このような段差部を設けることで、マスクホルダーの搬送時にマスクが抜け落ちてしまうことを防止することが期待出来る。
【発明の効果】
【００１１】
このようなマスクホルダーを用いることで、複数枚のマスクを一括して搬送させることが可能となる。また、マスクホルダーへのマスクの収納によって各マスクの位置決めが行われるので、各マスク間の相対的な位置を調整する為の機構を必要としない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に適用されるイオン注入装置の一実施例を示す平面図である。
【図２】図１に記載のマスクホルダーをＸ方向から見た時の様子を表す。
【図３】本発明で使用されるマスクの一実施例を表す。
【図４】本発明で使用されるマスクホルダーの一実施例を表す。
【図５】本発明で使用されるマスクホルダーの他の実施例を表す。
【図６】図５に記載されるマスクホルダー内にマスクを収納した時の様子を表す。
【図７】基板とマスクホルダーとの外形寸法の関係を表す一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明のイオン注入装置の一例が図１に示されている。ここでは、イオン源１３より引出されたイオンビーム２がマスクホルダー６内に収納された第１のマスク３、第２のマスク４を介して基板１上に照射される様子が描かれている。
【００１４】
図１のイオンビーム２はＹＺ平面において略長方形状の断面を有している。より具体的には後述する図２に描かれているように、Ｙ方向に長辺を有し、Ｚ方向に短辺を有している。このようなイオンビーム２は一般にリボンビームと呼ばれている。そして、基板１を保持するプラテン１１が駆動装置１２によってＺ方向に沿って往復搬送され、基板１へのイオン注入処理が実施される。
【００１５】
なお、ここではイオン源１３より平行なイオンビーム２が引出される構成を例として挙げているが、本発明が適用されるイオン注入装置はこのような構成のものに限られない。例えば、従来から用いられているようにＸＹ平面で発散するイオンビームを引出すようなイオン源を用いてもいいし、そのようなイオン源より引出されたイオンビームを平行化する為の平行化器を有する構成にしても良い。さらには、基板１の全面を覆う寸法を有するイオンビームを引出せるようなイオン源を用意しておき、前述した駆動機構を用いない構成にしても良い。また、イオン源よりスポット状のイオンビームを引き出し、それを一平面内で走査することでリボンビームを生成するような構成にしても良い。
【００１６】
図１のマスクホルダー６をＸ方向から見た様子が図２に描かれている。ここではマスクホルダー６に照射されるイオンビーム２が破線で記載されているとともに、マスクホルダー６の後ろ側（Ｘ方向側）に位置している基板１（この例では、基板を円形状のウェハにしている。）が一点鎖線で記載されている。
【００１７】
マスクホルダー６は略立方体形状を成し、イオンビーム２が通過する主面（もっとも大きい面、表裏を合わせて２面あり。この例ではＹＺ平面に位置している面のことを指す。）には第１のマスク３、第２のマスク４の一部をマスクホルダー６の外側に露出させる為の貫通窓７が、Ｘ方向に沿ってマスクホルダー６の主面を貫通するように形成されている。第１のマスク３、第２のマスク４も略立方体形状を成し、イオンビーム２が通過する主面（もっとも大きい面、表裏で２面あり。この例ではＹＺ平面に位置している面のことを指す。）にはイオンビーム２を部分的に通過させる為の開口部５（図中、ハッチングされている部分）が、両マスクの開口部を組み合わせることによって形成されている。なお、図２では第１のマスク３の開口部を介して、第２のマスク４の一部を窺うことが出来る。
【００１８】
図３には、第１のマスク３と第２のマスク４の開口部を組み合わせることによってイオンビーム２を整形する為の開口部５（図中のハッチング部分）が形成される様子が描かれている。この例において、各マスクには同一形状の開口部が形成されており、Ｙ方向において各マスク端部を揃えた時、各マスクに形成される開口部の中心位置がＹ方向にずれている。このようなマスクをＹ方向における端部を揃えた状態でＸ方向に沿って並べることによって、両マスクの開口部を組み合わせることによって形成された開口部５を用いてＸ方向に沿って進行するイオンビーム２を整形することが可能となる。
【００１９】
図４には略立方体形状を成すマスクホルダー６を構成する各面の様子が描かれている。図４(Ａ)、図４(Ｂ)は本発明で言う主面に相当する面であり、両面は表裏の関係にある。そして、各々の面を貫通するように貫通窓７（斜線でハッチングがなされている箇所）が設けられている。
【００２０】
また、図４（Ａ）、図４（Ｂ）には、後述する図４（Ｃ）〜（Ｆ）で描かれる各面が図４（Ａ）、図４（Ｂ）に描かれている面との関係でそれぞれどの面に相当するのかが描かれている。一方で、図４（Ｃ）〜（Ｆ）において、矢印で（Ａ）と記載されている面は、図４（Ａ）に描かれている面のことを指している。
【００２１】
図４（Ｃ）に描かれる面には第１のマスク３、第２のマスク４を挿入する為の２つのマスク挿入口８が設けられており、ここを通してマスクホルダー６に各マスクが挿入される。各マスク挿入口８には各マスク３が個別に収納されるマスク収納部９が連設されており、マスク収納部９は図４(Ａ)、図４（Ｂ）にその外形が破線で描かれているように、その一部が貫通窓７を通してマスクホルダー６の外側へ露出している。
【００２２】
マスク収納部９のマスク挿入方向における長さは、各マスクを収納した際に、各マスクに形成される開口部の相対的な位置が決定されるように設計されている。つまり、各マスクをマスク収納部９の奥まで押し込むことで、各マスクの位置が固定され、イオンビーム２の整形がなされる開口部５が決定されることになる。
【００２３】
このようなマスクホルダー６であれば、例えば特許文献２に記載の搬送系用いてイオン注入装置の所定位置へ搬送することで、各マスクの位置を所定のものに保ちつつ、複数枚のマスクを同時に搬送するということが可能となる。
【００２４】
なお、マスク収納部９の製作にあたっては、始めにマスク挿入口８が形成される面からその反対側の面に向けて貫通孔を形成させておき、その後でマスク挿入口８が形成される反対側の面の開口を穴埋めするといった手順で製作することが考えられる。このような製作手順を用いると、マスク収納部９の製作が簡単になる。
【００２５】
また、マスクホルダー６の搬送時にマスクが抜け落ちる可能性もあるので、マスク挿入口８を塞ぐ為の蓋を用意しておくことが考えられる。
【００２６】
図５（Ａ）〜（Ｆ）には、本発明に係るマスクホルダー６の別の実施形態が開示されている。先の実施形態では、例として蓋を用いてマスクの抜け落ちを防止する構成について述べたが、ここではより簡単な構成で、追加の部材を必要とせずに、マスクの抜け落ちを防止することの出来る構成を備えたマスクホルダーについての説明を行う。
【００２７】
図５（Ａ）〜（Ｆ）は、図４（Ａ）〜（Ｆ）の構成と類似している為、ここでは図４（Ａ）〜（Ｆ）で説明した内容と重複する内容の説明は省略し、両者の相違点に絞って説明を行うことにする。
【００２８】
従来のイオン注入装置において、例えばシリコンウェハを大気側からイオン注入装置のエンドステーションに設けられた注入位置へ搬送する場合を考えると、搬送機構によってウェハは旋回、直線、回転運動させられる。旋回、直線運動は、主にウェハの主面が地面と平行な姿勢の際に行われる運動であり、回転運動は主にウェハの主面を地面と垂直な方向に向ける際に行われる運動である。
【００２９】
本発明のマスクホルダー６はウェハと同じように搬送されるので、前述したような運動がマスクホルダー６に対してなされることになる。その際、マスクホルダー６内に収納された複数のマスクには様々な力（例えば、遠心力や慣性力）が作用することになるが、この実施形態においてマスク収納部９には段差部１０が形成されているので、そのような力が生じたとしてもマスクホルダー６の搬送時にマスクの抜け落ちを防止することが出来る。
【００３０】
図６には、図５（Ｆ）を例にとり、マスクホルダー６内に第１のマスク３、第２のマスク４が保持されている様子が描かれている。この図に示される矢印Ｇの方向は重力方向である。ここでは、矢印で示される（Ａ）の面を上側にしてマスクホルダー６を搬送させている。このような構成にすることで、マスクホルダー６が直線、旋回、回転運動させられたとしてもマスク３の移動が段差部１０により規制されるので、マスクホルダー６からの各マスク３、４の抜け落ちを防止することが出来る。
【００３１】
この例では、段差部１０を図５（Ｂ）で示される面側に突出させるようにして設けているが、図５（Ａ）で示される面側に突出させるようにしても良い。さらには、図５（Ａ）及び（Ｂ）で示される両面側に突出されるように構成しても良い。
【００３２】
なお、回転運動においては、マスクホルダー６を回転させた時に、マスク挿入口８が形成されている面が上側に位置するようにすると、マスクの抜け落ち防止効果を更に高めることが可能となる。例えば、従来のイオン注入装置には、ウェハにノッチ（切り欠き）を設けておき、これを基準にしてウェハの方向を設定するアライナー機構が設けられているので、これを利用して、マスクホルダー６の向きの設定が行えるように、マスクホルダー６にウェハに設けられるノッチと同等の印を設けておくことが考えられる。
【００３３】
また、マスク挿入方向におけるマスク収納部９の壁と段差部１０との間の間隔Ｄ１と当該方向におけるマスクの幅Ｄ２との差は、予め決められた各マスクの位置が許容範囲内に収まるよう設定されている。換言すると、マスクはマスク収納部９の壁と段差部１０との間ではほとんど動くことはない。なお、マスクやマスク収納部９は、マスク挿入方向以外の方向においても長さを有しており、他の方向においても同様のことが言える。
【００３４】
マスクホルダー６の寸法と基板１の寸法との関係は、その外形が同じ形状であるか、図７に示すような関係にすることが望ましい。図７の例では、マスクホルダー６が略立体形状を成し、基板１が円形状を成すものを想定している。ここに記載されているように、基板１の外形に対してマスクホルダー６の主面が外接している関係であることが望ましい。
【００３５】
基板１の搬送を行う搬送機構に設けられたアーム部分は、基板１の保持が出来る程度の大きさに設計されている。その為、マスクホルダー６を上記したような大きさにしておくことで、基板１の搬送を行う為の機構を兼用してマスクホルダー６を搬送することが可能となる。
【００３６】
これまでに述べた実施形態では、第１のマスク３、第２のマスク４やマスクホルダー６の形状は略立方体形状を成していたが、これに代えて円柱形状のものを用いても良い。
【００３７】
また、第１のマスク３、第２のマスク４に形成される開口部の形状やこれらの組み合わせであるイオンビーム整形用の開口部５の形状も先の実施形態に記載のものに限定されない。例えば、円形や正方形を有するものであっても良い。
【００３８】
さらには、マスクの枚数は３枚以上であっても良いし、その場合にはマスクの枚数に応じてマスクホルダーのマスク収納部の数を増やすようにすれば良い。
【００３９】
また、マスクホルダー６に形成される貫通窓７は先の実施形態で述べられたように大きな１つの貫通窓によって構成されるものに限られない。例えば、小さな貫通窓７を複数設けるようにしておいても良い。
【００４０】
その上、先の実施形態で述べられた貫通窓７は、当該貫通窓７を通して各マスクにより形成された開口部５の全ての領域がマスクホルダー６の外側へ露出するような構成としていたが、開口部５の一部領域のみがマスクホルダー６の外側へ露出するような構成にしておいても良い。
【００４１】
複数枚のマスクの形状やマスクに形成される開口の形状は同一でなくてもいい。例えば、マスクの形状が異なる場合、各マスクの形状に合わせてマスク収納部９の形状を変更すればよい。
【００４２】
前述した以外に、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および変更を行っても良いのはもちろんである。
【符号の説明】
【００４３】
１．基板
２．イオンビーム
３．第１のマスク
４．第２のマスク
５．開口部
６．マスクホルダー
７．貫通窓
８．マスク挿入口
９．マスク収納部
１０．段差部
１１．プラテン
１２．駆動機構
１３．イオン源
【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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