イオンビーム照射方法とその装置
【課題】２台のイオンビーム供給装置により基板の上半分と下半分にイオン照射するインライン式のイオン照射装置において、１台のイオンビーム供給装置が停止又は処理途中で異常終了した場合であっても、基板全面に所望のドーズ量が注入できるようにする。
【解決手段】イオンビーム照射処理を１往復行った後、基板回転機構７０を制御し、基板２を１８０度回転させた後、イオンビーム照射装置１００に再投入し、イオンビーム照射処理未完了の範囲をイオンビーム照射し、基板の全面にイオンビーム照射させることを特徴としたイオンビーム照射方法。
【解決手段】イオンビーム照射処理を１往復行った後、基板回転機構７０を制御し、基板２を１８０度回転させた後、イオンビーム照射装置１００に再投入し、イオンビーム照射処理未完了の範囲をイオンビーム照射し、基板の全面にイオンビーム照射させることを特徴としたイオンビーム照射方法。
【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８−図２１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
フラットパネルディスプレイ等の生産性を高めるために、基板は大型化する傾向にある。そのため、イオン照射工程の効率化が求められている。その解決策の１つとして、２台のイオンビーム供給装置により基板の上半分と下半分にイオン照射するインライン式のイオン照射装置が提案されている。
【０００７】
しかし、イオンビーム供給装置の1台がメンテナンス中等で使用できない場合、基板全面にイオン照射ができない。又２台のイオンビーム供給装置は稼動しているが、いずれかのステップでのイオンビーム供給装置において照射途中で異常終了の場合、基板全面に所望のドーズ量が照射できるようしたいという課題がある。
【０００８】
そこでこの発明は、２台のイオンビーム供給装置により基板の上半分と下半分にイオン照射するインライン式のイオン照射装置において、１台のイオンビーム供給装置が停止している場合や２台のイオンビーム供給装置稼動していて処理開始したが、あるステップの照射途中で異常になった場合であっても、基板全面に所望のドーズ量が照射できるような方法及びその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】
基板にイオンビーム照射を行うため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２台を備えていて、それぞれの前記イオンビーム供給装置によりイオン照射するそれぞれの範囲は、前記基板の上半分と下半分であり、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前記基板全面にイオンビームを照射する装置において、前記一方のイオンビーム供給装置からイオンビーム照射できない状態の準備未完了信号をイオンビーム照射装置の制御装置が受信し、イオンビーム照射処理を１往復行った後、大気側の基板回転機構を制御し、前記基板を１８０度回転させた後、イオンビーム照射装置に再投入し、イオンビーム照射処理を１往復することにより前記基板の全面にイオンビーム照射させることを特徴としている。
【００１０】
また、基板にイオンビーム照射を行うため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２台を備えていて、それぞれの前記イオンビーム供給装置によりイオン照射するそれぞれの範囲は、前記基板の上半分と下半分であり、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前記基板全面にイオンビームを照射する装置において、前記２台のイオンビーム供給装置が準備完了信号をイオン照射装置の前記制御装置が受信し、イオン照射処理を開始後、いづれかのイオンビーム供給装置において処理途中でビーム照射ができず異常終了した場合、イオンビーム照射装置の制御装置に異常終了信号、照射異常位置情報信号及びビーム電流値の信号を送信し、イオンビーム照射処理を復路にて、未照射領域にイオン照射を行い、既照射領域ではイオンビームをストップさせ、イオン照射工程を１往復行った後、大気側の基板回転機構を制御し、前記基板を１８０度回転させた後、イオンビーム照射装置に再投入し、基板のどの範囲がイオンビーム照射処理未完であるかをイオン照射装置の制御装置は認識しており、処理未完の範囲をイオンビーム照射後、前記イオンビーム供給装置からイオンビームが照射されないようにビームをストップさせ、前記基板の全面にイオンビーム照射させることを特徴としている。
【００１１】
イオンビームをストップさせるのは、当該イオンビーム供給装置のイオン源のアーク電源、または引出電源と加速電源、またはアーク電源と引出電源と加速電源をＯＦＦする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、２台のイオンビーム供給装置により基板の上半分と下半分にイオン照射するインライン式のイオン照射装置において、一方のイオンビーム供給装置が停止中であっても、基板全面に所定のドーズ量照射処理が自動で継続できる。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、２台のイオンビーム供給装置が処理準備ＯＫで処理開始したが、いづれかのステップのイオンビーム供給装置で異常終了したとしても、未照射領域にのみイオン照射をし、基板全面に所定のドーズ量照射処理が自動で継続できる。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、所望のドーズ量の注入が完了した範囲にイオンビーム供給装置からイオンビームが照射されないようにビームをストップさせることができる。
【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に係るイオン照射装置の模式図である。
【図２】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３】この発明に係るイオン照射中の動作を示す模式図である。
【図４】この発明に係るイオンビーム供給装置のイオン源電源接続図である。
【図５】この発明に係る１台のイオンビーム供給装置５０（ｂ）が停止中の場合の基板全面にイオン照射されるフロー図である。
【図６】この発明に係る１台のイオンビーム供給装置５０（ｂ）が停止中の場合の基板全面にイオン照射される様子を表す説明図である。
【図７】この発明に係る１台のイオンビーム供給装置５０（ｂ）において処理途中で照射失敗した場合の基板全面にイオン照射されるフロー図である。
【図８】この発明に係る１台のイオンビーム供給装置５０（ｂ）において処理途中で照射失敗した場合の基板全面にイオン照射される様子を表す説明図である。
【図９】この発明に係る１台のイオンビーム供給装置５０（ｂ）において復路の処理途中で照射失敗した場合の基板全面にイオン照射されるフロー図である。
【図１０】この発明に係る１台のイオンビーム供給装置５０（ｂ）において復路の処理途中で照射失敗した場合の基板全面にイオン照射される様子を表す説明図である。
【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。
【００１７】
イオン照射装置１００は、図１に示すように真空排気される処理室１０内においてフラットパネルディスプレイ等に用いられる大型の基板２に対してイオンビームＢを照射し、イオン照射を行うためのものである。ここで、本実施形態における基板２とは、例えば、ガラス基板、配向膜付ガラス基板、半導体基板、その他のイオンビームＢが照射される基板を含むものである。また、基板２の形状は長方形状の薄板形状をなしているが、円形であってもよい。
【００１８】
前記イオン照射装置１００は、真空排気される部屋であってイオンビームＢが基板２に照射される処理室１０と、前記処理室１０に隣接する部屋であり、処理待ちの基板２が待機する待機室８と、前記待機室８と大気との間において基板２を出し入れするための真空予備室６とを備える。各部屋は概略中空直方体形状のものであり、各部屋間の接続部は真空弁Ｇ（ゲートバルブ）により仕切られている。
【００１９】
より具体的には、前記イオン照射装置１００は、前記真空予備室６、前記待機室８、前記処理室１０において基板２を２列でそれぞれ逆向きに搬送する搬送機構３と、前記搬送機構３における基板２の位置や、その位置に応じて各種制御を行う制御部と、前記搬送機構３で搬送されている基板２に前記処理室１０内において一対のイオンビームＢを照射するイオンビーム供給装置５０（ａ）及びイオンビーム供給装置５０（ｂ）と大気側で基板を回転させる基板回転機構７０とから構成してある。
【００２０】
各部について説明する。以下の説明においては水平面をＸＹ平面とし、鉛直上向きをＺ軸とする右手系の座標系も用いながら説明を行う。
【００２１】
前記搬送機構３は、互いに離間する平行な一対の軌道を有し、それら各軌道に沿って同一形状の基板２を、その面板部が前記軌道と平行になり、かつ各軌道上の基板２同士が平行となる姿勢に維持しながら、互いに逆向きに進行させるように構成してある。
【００２２】
より具体的には、前記一対の軌道は、本実施形態では未処理の基板２を水平に寝かせている状態から起立させる基板起立装置４Ａから、前記真空予備室６、前記待機室８、前記処理室１０の順の進行方向で基板２を進行させる第１軌道３１と、第１軌道３１とは逆の順で各部屋を通過させたのちに処理された基板２を起立している状態から再び水平に寝かせて格納する基板格納装置４Ｂまでの反進行方向で基板２を進行させる第２軌道３２とからなるものである。図１に示されるように、第１軌道３１上及び第２軌道３２上において各基板２は、起立した状態で面板部をＹ軸方向に向けたままＸ軸方向に搬送される。
【００２３】
さらに、前記搬送機構３は、前記処理室１０内において一方の軌道から他方の軌道へと基板２を移動させるように構成してある。具体的には、処理室１０の最奥部において、第１軌道３１から第２軌道３２へと基板２を移動させる第３軌道３３を更に備えており、処理室１０内において基板２がＵターンするように構成してある。
【００２４】
また、前記処理室１０内では前記面板部と垂直な方向であるＹ軸方向から視て、各軌道上の基板２が、所定の重合位置３４に到達したときに、略重なり合うように構成してある。具体的には、図１（ｂ）に示すように処理室１０の略中央にある重合位置３４では、第１軌道３１上の基板２の輪郭と第２軌道３２上の基板２の輪郭とが一致するようにしてある。
【００２５】
前記制御部は、いわゆるコンピュータであって、例えば各基板２の搬送速度や位置の制御、各基板２の位置に応じて各部屋間にも設けられた真空弁Ｇの開閉、基板回転機構７０、イオンビームＢのオンオフ等を制御するものである。
【００２６】
前記一対のイオンビーム供給装置５０（ａ）とイオンビーム供給装置５０（ｂ）は、リボン状のイオンビームＢを、そのビーム進行方向と平行な側面のうち大きいほうの面である主面Ｂａが、前記軌道上を進行する基板２によって横切られる位置に照射するものである。ここで、前記各イオンビーム供給装置について詳述すると、イオン源５２から射出されたイオンビームＢが、分析磁石５６を通過して、運動量分析されたあと、スリット５９を通過してリボン状のイオンビームとして射出されるようにしてある。図２に示すようにイオンビームＢのリボン状のイオンビームＢ（帯状等とも言う）は、そのビーム断面において長辺の長さＷｚが短辺の長さＷｘに比べて非常に大きいものである。
【００２７】
前記各イオンビームＢは、前記重合位置３４にある基板２を避けてその進行方向側と反進行方向側をそれぞれ通過するように構成してある。ここで、本実施形態では、前記重合位置３４の進行方向側（図面視において右側）にあるイオンビーム供給装置５０（ｂ）が第１イオンビームＢを基板２に照射し、反進行方向側（図面視において左側）にあるイオンビーム供給装置５０（ａ）が第２イオンビームＢを基板２に照射する。
【００２８】
さらに、図１（ｂ）に示すように面板部に垂直な方向であるＹ軸方向から視て各イオンビームＢが互い違いとなるように照射してあり、各イオンビームＢにより基板２の面板部全体にイオンビームＢが走査されるようにしてある。言い換えると、前記面板部と平行かつ前記軌道と平行な方向であるＸ軸方向から視て、各イオンビームＢが隣り合って略接するようにしてある。このようにイオンビームＢを基板２に照射することにより、進行方向又は反進行方向に一度基板２が搬送されるだけで、面板部の全域にイオンが注入されることになる。
【００２９】
このように構成されたイオン照射装置１００について、図３の動作図を参照しながら、イオン照射時の動作を説明する。なお、本動作説明では、処理室１０内において第１軌道３１上、第２軌道３２上を搬送されている基板２のことをそれぞれ第１基板、第２基板ともよぶ。第１軌道３１上から第２軌道３２上へと基板２が移された場合には、第１基板から第２基板へと呼称が変化するが、同じ基板２を指し示すものである。図３（ａ）〜（ｆ）は時間変化による基板位置を説明している。
【００３０】
図３（ａ）に示すように、まず、処理室１０内に搬入された第１基板が第２イオンビームＢの左側で待機しており、一度各イオンビームＢによりイオン照射をされた基板２が第１軌道３１から第２軌道３２へと移された第２基板が、第１イオンビームＢの右側に待機している。
【００３１】
次に、図３（ｂ）に示すように、第１基板は第２イオンビームＢが走査される位置へと移動し面板部の下半分の領域にイオンが照射される。同時に第２基板は第１イオンビームＢ走査される位置へと移動し、面板部の上半分の領域にイオンが照射される。
【００３２】
図３（ｃ）に示すように、各基板２がそれぞれの方向に進行して半分の領域についてのイオン照射が終了すると、第１イオンビームＢと第２イオンビームＢの間にある重合位置３４において各基板２は、Ｙ軸方向から視て略重なり合う。従って、図から明らかなように手前側にある第１基板が後ろ側にある第２基板に照射されるはずのイオンビームＢを遮ってしまう事はない。
【００３３】
次に、図３（ｄ）に示すように、今度は図３（ｂ）とは逆に第１基板は第１イオンビームＢが走査される位置へと移動し面板部の上半分の領域にイオンが照射される。同時に第２基板は第２イオンビームＢが走査される位置へと移動し、面板部の下半分の領域にイオンが照射される。
【００３４】
そして、各基板２がイオンビームＢを通過し終えると、図３（ｅ）に示すように第１基板は処理室１０の最奥部へと進行し、第２基板は処理室１０の搬出入口へと進行する。この時点で各基板２の面板部の全域にイオンが照射されていることになる。
【００３５】
最後に、図３（ｆ）に示すように真空弁Ｇが開放されて第２基板が処理室１０から待機室８へ搬出されると同時に新たな第１基板が搬入される。さらに、同じ時、処理室１０の最奥部にある第１基板は、第３軌道３３上に沿って第２軌道３２へと移動する。この後、図３（ａ）〜（ｆ）までの工程が繰り返されることになる。つまり、基板２は第１軌道３１上で進行することによって、一度、面板部全域にイオンが照射されたのち、第２軌道３２上を進行することによりもう一度、面板部全域にイオンが注入される。このため、基板２へのイオン照射量をより多くしたり、搬送速度を速くしたとしても処理室１０から出る時には所望のイオン濃度で注入が行われているようにしたりすることができる。
【００３６】
このようにイオン照射装置１００によれば、各基板２を互い逆方向に進行させ、各イオンビームＢが処理室１０内の重合位置３４で重なっている基板２を避けて、その進行方向側と反進行方向側をそれぞれ通過するように構成してあるので、イオンビームＢから視て前側にある基板２が後ろ側にある基板２を隠してしまいイオンビームＢが照射されなくなるのを防ぐことができる。さらに、重合位置３４以外では常に各基板２に２本のイオンビームＢを照射することができる。
【００３７】
従って、各イオンビームＢにおいて略常に同時に２枚の基板２にイオンを照射することができるので、従来からある１本のイオンビームＢにより１枚ずつ処理する場合に比べて、単位時間当たりの処理数を大幅に向上させることができる。さらに、本実施形態では、基板２が処理室１０内において第１軌道３１から第２軌道３２に移されて再びのべ４回イオン注入が行われるので、１枚の基板２に対するイオン照射量を大幅に多くすることができる。
【００３８】
また、２本のイオンビームＢが軌道と平行な方向から視て、各イオンビームＢが隣り合って略接するようにしてあるので、Ｚ軸方向にリボン状のイオンビームＢ２本分の領域を一度の基板２搬送でイオンを照射することができる。従って、基板２が大型のものであったとしても１本のビーム断面における長辺が非常に長いリボン状のイオンビームＢを用いなくても、基板２の面板部全域に略均一にイオンを一度に照射することができる。
【００３９】
さらに、前記真空予備室６と、前記処理室１０との間に待機室８を設けており、さらに各部屋が真空弁Ｇにより仕切られているので、前記処理室１０内の真空度を容易に保ったり、有毒ガス等が外部に漏れてしまったりすることが防ぎやすい。
【００４０】
しかして本実施形態のイオン源５２は、図４に示すように、イオン源ガスが導入されて内部でプラズマを生成するための容器であって、イオン引き出し口が形成されたプラズマ生成容器７８と、プラズマ生成容器７８の外部に設けられて当該プラズマ生成容器７８の内部にカプス磁場（より厳密に言えばマルチカスプ磁場。多極磁場とも言う。）を形成する複数の磁石と、プラズマ生成容器７８内でイオン源ガスを電子衝撃によって電離させてプラズマを生成する電離手段を構成する１以上（本実施形態では複数）のフィラメント７０と、プラズマ生成容器７８のイオン引き出し口付近に設けられていてプラズマから電界の作用でイオンビームＩＢを加速して引き出す引き出し電極系７７とを備えている。
【００４１】
なお、引出し電極系７７は、最プラズマ側から下流側に向けて配置されたプラズマ電極７７１、引出し電極７７２、抑制電極７７３および接地電極７７４を有している。また、プラズマ電極７７１とプラズマ生成容器７８との間には、両者間を電気的に絶縁する絶縁手段として絶縁物７７５が設けられている。また、各電極７７１〜７７４間は、例えば絶縁物７７６によって、互いに電気的に絶縁されている。
【００４２】
イオン源部の６種類の電源は、図４に示すように接続されている。フィラメント７０とプラズマ生成容器７８間に接続されているアーク電源７２は、プラズマを発生させるためにアークを立てる電源である。引出し電極７７２とプラズマ生成容器７８間に接続されている引出電源７４はプラズマ生成容器７８内で生成されたイオンを引出し、引出電源７４と接地電極７７４間に接続された加速電源７５は、引き出されたイオンビームを所望のエネルギーまでイオンを加速するものである。
【００４３】
上記の説明では、２台のイオンビーム供給装置５０（ａ）とイオンビーム供給装置５０（ｂ）が正常に稼動している状態でのイオンビーム照射であった。しかし、いずれかのイオンビーム供給装置が停止している場合や処理ステップ途中でイオンビーム供給装置が異常になり、途中までしかイオンビーム照射ができなかった場合であっても、基板全面に所望のドーズ量の照射を行いたいとの要求がある。
【００４４】
本発明は、このような要求を実現する方法と装置を提示するものである。
【００４５】
イオンビーム照射処理開始時に、イオンビーム供給装置５０（ｂ）が停止している場合についての実施例について説明する。
図５，図６を参照して、照射処理開始時にどちらのイオンビーム供給装置が準備未完了かの信号を受信後、基板を起立させ真空予備室６を経由し、イオンビーム供給装置５０（ａ）で基板の下側を照射する（ステップ１〜ステップ４）。イオンビーム供給装置５０（ｂ）が停止しているので、照射処理はしない（ステップ５）。基板２は、第１軌道３１から第２軌道３２へトラバースされ、イオンビーム供給装置５０（ｂ）まで搬送されるが照射処理はしない（ステップ６〜ステップ８）。次にイオンビーム供給装置５０（ａ）で基板の下側を照射し、待機室８を経由し、真空予備室６まで搬送される（ステップ９〜ステップ１１）。真空予備室６をベントし基板２を大気側に搬出した後、基板を基板回転機構７０により１８０度回転させ、真空予備室６に再投入される（ステップ１２〜ステップ１４）。イオンビーム供給装置５０（ａ）で基板の下側を２回照射する（ステップ１５〜ステップ２３）し、基板２を水平にし収納する（ステップ２４）。これらのイオンビーム照射により、イオンビーム供給装置５０（ｂ）が停止している場合であっても、基板全面に所望のドーズ量を照射することができる。
【００４６】
次に、イオンビーム照射処理開始時には、２台のイオンビーム供給装置は正常に稼動していたが、往路でのイオンビーム供給装置５０（ｂ）での照射が処理途中で異常となった場合についての実施例について説明する。
図７，図８を参照して、照射処理開始時にどちらのイオンビーム供給装置も準備ＯＫの信号を受信後、基板を起立させ真空予備室６を経由し、イオンビーム供給装置５０（ａ）で基板の下側を照射する（ステップ１〜ステップ４）。次にイオンビーム供給装置５０（ｂ）の照射処理途中で異常となった（ステップ５）。基板２は、第１軌道３１から第２軌道３２へトラバースされ、イオンビーム供給装置５０（ｂ）まで搬送されるが照射処理はしない（ステップ６〜ステップ８）。次にイオンビーム供給装置５０（ａ）で基板の下側を照射し、待機室８を経由し、真空予備室６まで搬送される（ステップ９〜ステップ１１）。真空予備室６をベントし基板２を大気側に搬出した後、基板を基板回転機構７０により１８０度回転させ、真空予備室６に再投入される（ステップ１２〜ステップ１５）。イオンビーム供給装置５０（ａ）で未照射領域にイオンビームを照射(下側)し、既照射領域ではビームをストップさせる（ステップ１６）。次にイオンビーム供給装置５０（ｂ）まで基板は搬送されるが、照射処理しない（ステップ１７）。基板２は、第１軌道３１から第２軌道３２へトラバースされ、イオンビーム供給装置５０（ｂ）まで搬送されるが照射処理はしない（ステップ１８〜ステップ２０）。基板２は、イオンビーム供給装置５０（ａ）で基板の下側に照射処理を行った（ステップ２１）後、待機室８を経て真空予備室６に搬送され、真空予備室６をベントし、大気側に搬出され、基板２を水平にし収納する（ステップ２２〜ステップ２４）。これらのイオンビーム照射により、イオンビーム供給装置５０（ｂ）のイオンビーム照射処理途中で異常となった場合であっても、基板全面に所望のドーズ量を照射することができる。
【００４７】
イオンビームをストップさせるのは、当該イオンビーム供給装置のイオン源のアーク電源７２、または引出電源７４と加速電源７５、またはアーク電源７２と引出電源７４と加速電源７５をＯＦＦする。
【００４８】
次に、イオンビーム照射処理開始時には、２台のイオンビーム供給装置は正常に稼動していたが、復路でのイオンビーム供給装置５０（ｂ）での照射が処理途中で異常となった場合についての実施例について説明する。図９，図１０を参照して、照射処理開始時にどちらのイオンビーム供給装置も準備ＯＫの信号を受信後、基板を起立させ真空予備室６を経由し、イオンビーム供給装置５０（ａ）で基板の下側を照射する（ステップ１〜ステップ４）。次にイオンビーム供給装置５０（ｂ）で基板の上側の照射する（ステップ５）。基板２は、第１軌道３１から第２軌道３２へトラバースされ、イオンビーム供給装置５０（ｂ）で基板の上側をイオンビーム照射途中異常となった（ステップ６〜ステップ８）。次にイオンビーム供給装置５０（ａ）で基板の下側を照射し、待機室８を経由し、真空予備室６まで搬送される（ステップ９〜ステップ１１）。真空予備室６をベントし基板２を大気側に搬出した後、基板を基板回転機構７０により１８０度回転させ、真空予備室６に再投入される（ステップ１２〜ステップ１５）。基板２は、イオンビーム供給装置５０（ａ）に搬送されるが、ビームをストップさせる。その後、基板２はイオンビーム供給装置５０（ｂ）まで搬送されるが、照射処理しない（ステップ１７）。基板２は、第１軌道３１から第２軌道３２へトラバースされ、イオンビーム供給装置５０（ｂ）まで搬送されるが照射処理はしない（ステップ１８〜ステップ２０）。次にイオンビーム供給装置５０（ａ）で未照射領域にイオンビームを照射(下側)し、既照射領域ではビームをストップさせる（ステップ２１）。待機室８を経て真空予備室６に搬送され、真空予備室６をベントし、大気側に搬出され、基板２を水平にし収納する（ステップ２２〜ステップ２４）。これらのイオンビーム照射により、復路でのイオンビーム供給装置５０（ｂ）での照射が処理途中で異常となった場合であっても、基板全面に所望のドーズ量を照射することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１００ イオン照射装置
２ 基板
４Ａ 基板起立装置
４Ｂ 基板格納装置
６ 真空予備室
８ 待機室
１０ 処理室
５０（ａ） イオンビーム供給装置
５０（ｂ） イオンビーム供給装置
５２ イオン源
５３ ビームライン
５７ 真空弁
５８ ビームモニタ
５９ 分析スリット
６０ 制御装置
７０ 基板回転機構
７２ アーク電源
７４ 引出電源
７５ 加速電源
【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８−図２１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
フラットパネルディスプレイ等の生産性を高めるために、基板は大型化する傾向にある。そのため、イオン照射工程の効率化が求められている。その解決策の１つとして、２台のイオンビーム供給装置により基板の上半分と下半分にイオン照射するインライン式のイオン照射装置が提案されている。
【０００７】
しかし、イオンビーム供給装置の1台がメンテナンス中等で使用できない場合、基板全面にイオン照射ができない。又２台のイオンビーム供給装置は稼動しているが、いずれかのステップでのイオンビーム供給装置において照射途中で異常終了の場合、基板全面に所望のドーズ量が照射できるようしたいという課題がある。
【０００８】
そこでこの発明は、２台のイオンビーム供給装置により基板の上半分と下半分にイオン照射するインライン式のイオン照射装置において、１台のイオンビーム供給装置が停止している場合や２台のイオンビーム供給装置稼動していて処理開始したが、あるステップの照射途中で異常になった場合であっても、基板全面に所望のドーズ量が照射できるような方法及びその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】
基板にイオンビーム照射を行うため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２台を備えていて、それぞれの前記イオンビーム供給装置によりイオン照射するそれぞれの範囲は、前記基板の上半分と下半分であり、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前記基板全面にイオンビームを照射する装置において、前記一方のイオンビーム供給装置からイオンビーム照射できない状態の準備未完了信号をイオンビーム照射装置の制御装置が受信し、イオンビーム照射処理を１往復行った後、大気側の基板回転機構を制御し、前記基板を１８０度回転させた後、イオンビーム照射装置に再投入し、イオンビーム照射処理を１往復することにより前記基板の全面にイオンビーム照射させることを特徴としている。
【００１０】
また、基板にイオンビーム照射を行うため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２台を備えていて、それぞれの前記イオンビーム供給装置によりイオン照射するそれぞれの範囲は、前記基板の上半分と下半分であり、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前記基板全面にイオンビームを照射する装置において、前記２台のイオンビーム供給装置が準備完了信号をイオン照射装置の前記制御装置が受信し、イオン照射処理を開始後、いづれかのイオンビーム供給装置において処理途中でビーム照射ができず異常終了した場合、イオンビーム照射装置の制御装置に異常終了信号、照射異常位置情報信号及びビーム電流値の信号を送信し、イオンビーム照射処理を復路にて、未照射領域にイオン照射を行い、既照射領域ではイオンビームをストップさせ、イオン照射工程を１往復行った後、大気側の基板回転機構を制御し、前記基板を１８０度回転させた後、イオンビーム照射装置に再投入し、基板のどの範囲がイオンビーム照射処理未完であるかをイオン照射装置の制御装置は認識しており、処理未完の範囲をイオンビーム照射後、前記イオンビーム供給装置からイオンビームが照射されないようにビームをストップさせ、前記基板の全面にイオンビーム照射させることを特徴としている。
【００１１】
イオンビームをストップさせるのは、当該イオンビーム供給装置のイオン源のアーク電源、または引出電源と加速電源、またはアーク電源と引出電源と加速電源をＯＦＦする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、２台のイオンビーム供給装置により基板の上半分と下半分にイオン照射するインライン式のイオン照射装置において、一方のイオンビーム供給装置が停止中であっても、基板全面に所定のドーズ量照射処理が自動で継続できる。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、２台のイオンビーム供給装置が処理準備ＯＫで処理開始したが、いづれかのステップのイオンビーム供給装置で異常終了したとしても、未照射領域にのみイオン照射をし、基板全面に所定のドーズ量照射処理が自動で継続できる。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、所望のドーズ量の注入が完了した範囲にイオンビーム供給装置からイオンビームが照射されないようにビームをストップさせることができる。
【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に係るイオン照射装置の模式図である。
【図２】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３】この発明に係るイオン照射中の動作を示す模式図である。
【図４】この発明に係るイオンビーム供給装置のイオン源電源接続図である。
【図５】この発明に係る１台のイオンビーム供給装置５０（ｂ）が停止中の場合の基板全面にイオン照射されるフロー図である。
【図６】この発明に係る１台のイオンビーム供給装置５０（ｂ）が停止中の場合の基板全面にイオン照射される様子を表す説明図である。
【図７】この発明に係る１台のイオンビーム供給装置５０（ｂ）において処理途中で照射失敗した場合の基板全面にイオン照射されるフロー図である。
【図８】この発明に係る１台のイオンビーム供給装置５０（ｂ）において処理途中で照射失敗した場合の基板全面にイオン照射される様子を表す説明図である。
【図９】この発明に係る１台のイオンビーム供給装置５０（ｂ）において復路の処理途中で照射失敗した場合の基板全面にイオン照射されるフロー図である。
【図１０】この発明に係る１台のイオンビーム供給装置５０（ｂ）において復路の処理途中で照射失敗した場合の基板全面にイオン照射される様子を表す説明図である。
【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。
【００１７】
イオン照射装置１００は、図１に示すように真空排気される処理室１０内においてフラットパネルディスプレイ等に用いられる大型の基板２に対してイオンビームＢを照射し、イオン照射を行うためのものである。ここで、本実施形態における基板２とは、例えば、ガラス基板、配向膜付ガラス基板、半導体基板、その他のイオンビームＢが照射される基板を含むものである。また、基板２の形状は長方形状の薄板形状をなしているが、円形であってもよい。
【００１８】
前記イオン照射装置１００は、真空排気される部屋であってイオンビームＢが基板２に照射される処理室１０と、前記処理室１０に隣接する部屋であり、処理待ちの基板２が待機する待機室８と、前記待機室８と大気との間において基板２を出し入れするための真空予備室６とを備える。各部屋は概略中空直方体形状のものであり、各部屋間の接続部は真空弁Ｇ（ゲートバルブ）により仕切られている。
【００１９】
より具体的には、前記イオン照射装置１００は、前記真空予備室６、前記待機室８、前記処理室１０において基板２を２列でそれぞれ逆向きに搬送する搬送機構３と、前記搬送機構３における基板２の位置や、その位置に応じて各種制御を行う制御部と、前記搬送機構３で搬送されている基板２に前記処理室１０内において一対のイオンビームＢを照射するイオンビーム供給装置５０（ａ）及びイオンビーム供給装置５０（ｂ）と大気側で基板を回転させる基板回転機構７０とから構成してある。
【００２０】
各部について説明する。以下の説明においては水平面をＸＹ平面とし、鉛直上向きをＺ軸とする右手系の座標系も用いながら説明を行う。
【００２１】
前記搬送機構３は、互いに離間する平行な一対の軌道を有し、それら各軌道に沿って同一形状の基板２を、その面板部が前記軌道と平行になり、かつ各軌道上の基板２同士が平行となる姿勢に維持しながら、互いに逆向きに進行させるように構成してある。
【００２２】
より具体的には、前記一対の軌道は、本実施形態では未処理の基板２を水平に寝かせている状態から起立させる基板起立装置４Ａから、前記真空予備室６、前記待機室８、前記処理室１０の順の進行方向で基板２を進行させる第１軌道３１と、第１軌道３１とは逆の順で各部屋を通過させたのちに処理された基板２を起立している状態から再び水平に寝かせて格納する基板格納装置４Ｂまでの反進行方向で基板２を進行させる第２軌道３２とからなるものである。図１に示されるように、第１軌道３１上及び第２軌道３２上において各基板２は、起立した状態で面板部をＹ軸方向に向けたままＸ軸方向に搬送される。
【００２３】
さらに、前記搬送機構３は、前記処理室１０内において一方の軌道から他方の軌道へと基板２を移動させるように構成してある。具体的には、処理室１０の最奥部において、第１軌道３１から第２軌道３２へと基板２を移動させる第３軌道３３を更に備えており、処理室１０内において基板２がＵターンするように構成してある。
【００２４】
また、前記処理室１０内では前記面板部と垂直な方向であるＹ軸方向から視て、各軌道上の基板２が、所定の重合位置３４に到達したときに、略重なり合うように構成してある。具体的には、図１（ｂ）に示すように処理室１０の略中央にある重合位置３４では、第１軌道３１上の基板２の輪郭と第２軌道３２上の基板２の輪郭とが一致するようにしてある。
【００２５】
前記制御部は、いわゆるコンピュータであって、例えば各基板２の搬送速度や位置の制御、各基板２の位置に応じて各部屋間にも設けられた真空弁Ｇの開閉、基板回転機構７０、イオンビームＢのオンオフ等を制御するものである。
【００２６】
前記一対のイオンビーム供給装置５０（ａ）とイオンビーム供給装置５０（ｂ）は、リボン状のイオンビームＢを、そのビーム進行方向と平行な側面のうち大きいほうの面である主面Ｂａが、前記軌道上を進行する基板２によって横切られる位置に照射するものである。ここで、前記各イオンビーム供給装置について詳述すると、イオン源５２から射出されたイオンビームＢが、分析磁石５６を通過して、運動量分析されたあと、スリット５９を通過してリボン状のイオンビームとして射出されるようにしてある。図２に示すようにイオンビームＢのリボン状のイオンビームＢ（帯状等とも言う）は、そのビーム断面において長辺の長さＷｚが短辺の長さＷｘに比べて非常に大きいものである。
【００２７】
前記各イオンビームＢは、前記重合位置３４にある基板２を避けてその進行方向側と反進行方向側をそれぞれ通過するように構成してある。ここで、本実施形態では、前記重合位置３４の進行方向側（図面視において右側）にあるイオンビーム供給装置５０（ｂ）が第１イオンビームＢを基板２に照射し、反進行方向側（図面視において左側）にあるイオンビーム供給装置５０（ａ）が第２イオンビームＢを基板２に照射する。
【００２８】
さらに、図１（ｂ）に示すように面板部に垂直な方向であるＹ軸方向から視て各イオンビームＢが互い違いとなるように照射してあり、各イオンビームＢにより基板２の面板部全体にイオンビームＢが走査されるようにしてある。言い換えると、前記面板部と平行かつ前記軌道と平行な方向であるＸ軸方向から視て、各イオンビームＢが隣り合って略接するようにしてある。このようにイオンビームＢを基板２に照射することにより、進行方向又は反進行方向に一度基板２が搬送されるだけで、面板部の全域にイオンが注入されることになる。
【００２９】
このように構成されたイオン照射装置１００について、図３の動作図を参照しながら、イオン照射時の動作を説明する。なお、本動作説明では、処理室１０内において第１軌道３１上、第２軌道３２上を搬送されている基板２のことをそれぞれ第１基板、第２基板ともよぶ。第１軌道３１上から第２軌道３２上へと基板２が移された場合には、第１基板から第２基板へと呼称が変化するが、同じ基板２を指し示すものである。図３（ａ）〜（ｆ）は時間変化による基板位置を説明している。
【００３０】
図３（ａ）に示すように、まず、処理室１０内に搬入された第１基板が第２イオンビームＢの左側で待機しており、一度各イオンビームＢによりイオン照射をされた基板２が第１軌道３１から第２軌道３２へと移された第２基板が、第１イオンビームＢの右側に待機している。
【００３１】
次に、図３（ｂ）に示すように、第１基板は第２イオンビームＢが走査される位置へと移動し面板部の下半分の領域にイオンが照射される。同時に第２基板は第１イオンビームＢ走査される位置へと移動し、面板部の上半分の領域にイオンが照射される。
【００３２】
図３（ｃ）に示すように、各基板２がそれぞれの方向に進行して半分の領域についてのイオン照射が終了すると、第１イオンビームＢと第２イオンビームＢの間にある重合位置３４において各基板２は、Ｙ軸方向から視て略重なり合う。従って、図から明らかなように手前側にある第１基板が後ろ側にある第２基板に照射されるはずのイオンビームＢを遮ってしまう事はない。
【００３３】
次に、図３（ｄ）に示すように、今度は図３（ｂ）とは逆に第１基板は第１イオンビームＢが走査される位置へと移動し面板部の上半分の領域にイオンが照射される。同時に第２基板は第２イオンビームＢが走査される位置へと移動し、面板部の下半分の領域にイオンが照射される。
【００３４】
そして、各基板２がイオンビームＢを通過し終えると、図３（ｅ）に示すように第１基板は処理室１０の最奥部へと進行し、第２基板は処理室１０の搬出入口へと進行する。この時点で各基板２の面板部の全域にイオンが照射されていることになる。
【００３５】
最後に、図３（ｆ）に示すように真空弁Ｇが開放されて第２基板が処理室１０から待機室８へ搬出されると同時に新たな第１基板が搬入される。さらに、同じ時、処理室１０の最奥部にある第１基板は、第３軌道３３上に沿って第２軌道３２へと移動する。この後、図３（ａ）〜（ｆ）までの工程が繰り返されることになる。つまり、基板２は第１軌道３１上で進行することによって、一度、面板部全域にイオンが照射されたのち、第２軌道３２上を進行することによりもう一度、面板部全域にイオンが注入される。このため、基板２へのイオン照射量をより多くしたり、搬送速度を速くしたとしても処理室１０から出る時には所望のイオン濃度で注入が行われているようにしたりすることができる。
【００３６】
このようにイオン照射装置１００によれば、各基板２を互い逆方向に進行させ、各イオンビームＢが処理室１０内の重合位置３４で重なっている基板２を避けて、その進行方向側と反進行方向側をそれぞれ通過するように構成してあるので、イオンビームＢから視て前側にある基板２が後ろ側にある基板２を隠してしまいイオンビームＢが照射されなくなるのを防ぐことができる。さらに、重合位置３４以外では常に各基板２に２本のイオンビームＢを照射することができる。
【００３７】
従って、各イオンビームＢにおいて略常に同時に２枚の基板２にイオンを照射することができるので、従来からある１本のイオンビームＢにより１枚ずつ処理する場合に比べて、単位時間当たりの処理数を大幅に向上させることができる。さらに、本実施形態では、基板２が処理室１０内において第１軌道３１から第２軌道３２に移されて再びのべ４回イオン注入が行われるので、１枚の基板２に対するイオン照射量を大幅に多くすることができる。
【００３８】
また、２本のイオンビームＢが軌道と平行な方向から視て、各イオンビームＢが隣り合って略接するようにしてあるので、Ｚ軸方向にリボン状のイオンビームＢ２本分の領域を一度の基板２搬送でイオンを照射することができる。従って、基板２が大型のものであったとしても１本のビーム断面における長辺が非常に長いリボン状のイオンビームＢを用いなくても、基板２の面板部全域に略均一にイオンを一度に照射することができる。
【００３９】
さらに、前記真空予備室６と、前記処理室１０との間に待機室８を設けており、さらに各部屋が真空弁Ｇにより仕切られているので、前記処理室１０内の真空度を容易に保ったり、有毒ガス等が外部に漏れてしまったりすることが防ぎやすい。
【００４０】
しかして本実施形態のイオン源５２は、図４に示すように、イオン源ガスが導入されて内部でプラズマを生成するための容器であって、イオン引き出し口が形成されたプラズマ生成容器７８と、プラズマ生成容器７８の外部に設けられて当該プラズマ生成容器７８の内部にカプス磁場（より厳密に言えばマルチカスプ磁場。多極磁場とも言う。）を形成する複数の磁石と、プラズマ生成容器７８内でイオン源ガスを電子衝撃によって電離させてプラズマを生成する電離手段を構成する１以上（本実施形態では複数）のフィラメント７０と、プラズマ生成容器７８のイオン引き出し口付近に設けられていてプラズマから電界の作用でイオンビームＩＢを加速して引き出す引き出し電極系７７とを備えている。
【００４１】
なお、引出し電極系７７は、最プラズマ側から下流側に向けて配置されたプラズマ電極７７１、引出し電極７７２、抑制電極７７３および接地電極７７４を有している。また、プラズマ電極７７１とプラズマ生成容器７８との間には、両者間を電気的に絶縁する絶縁手段として絶縁物７７５が設けられている。また、各電極７７１〜７７４間は、例えば絶縁物７７６によって、互いに電気的に絶縁されている。
【００４２】
イオン源部の６種類の電源は、図４に示すように接続されている。フィラメント７０とプラズマ生成容器７８間に接続されているアーク電源７２は、プラズマを発生させるためにアークを立てる電源である。引出し電極７７２とプラズマ生成容器７８間に接続されている引出電源７４はプラズマ生成容器７８内で生成されたイオンを引出し、引出電源７４と接地電極７７４間に接続された加速電源７５は、引き出されたイオンビームを所望のエネルギーまでイオンを加速するものである。
【００４３】
上記の説明では、２台のイオンビーム供給装置５０（ａ）とイオンビーム供給装置５０（ｂ）が正常に稼動している状態でのイオンビーム照射であった。しかし、いずれかのイオンビーム供給装置が停止している場合や処理ステップ途中でイオンビーム供給装置が異常になり、途中までしかイオンビーム照射ができなかった場合であっても、基板全面に所望のドーズ量の照射を行いたいとの要求がある。
【００４４】
本発明は、このような要求を実現する方法と装置を提示するものである。
【００４５】
イオンビーム照射処理開始時に、イオンビーム供給装置５０（ｂ）が停止している場合についての実施例について説明する。
図５，図６を参照して、照射処理開始時にどちらのイオンビーム供給装置が準備未完了かの信号を受信後、基板を起立させ真空予備室６を経由し、イオンビーム供給装置５０（ａ）で基板の下側を照射する（ステップ１〜ステップ４）。イオンビーム供給装置５０（ｂ）が停止しているので、照射処理はしない（ステップ５）。基板２は、第１軌道３１から第２軌道３２へトラバースされ、イオンビーム供給装置５０（ｂ）まで搬送されるが照射処理はしない（ステップ６〜ステップ８）。次にイオンビーム供給装置５０（ａ）で基板の下側を照射し、待機室８を経由し、真空予備室６まで搬送される（ステップ９〜ステップ１１）。真空予備室６をベントし基板２を大気側に搬出した後、基板を基板回転機構７０により１８０度回転させ、真空予備室６に再投入される（ステップ１２〜ステップ１４）。イオンビーム供給装置５０（ａ）で基板の下側を２回照射する（ステップ１５〜ステップ２３）し、基板２を水平にし収納する（ステップ２４）。これらのイオンビーム照射により、イオンビーム供給装置５０（ｂ）が停止している場合であっても、基板全面に所望のドーズ量を照射することができる。
【００４６】
次に、イオンビーム照射処理開始時には、２台のイオンビーム供給装置は正常に稼動していたが、往路でのイオンビーム供給装置５０（ｂ）での照射が処理途中で異常となった場合についての実施例について説明する。
図７，図８を参照して、照射処理開始時にどちらのイオンビーム供給装置も準備ＯＫの信号を受信後、基板を起立させ真空予備室６を経由し、イオンビーム供給装置５０（ａ）で基板の下側を照射する（ステップ１〜ステップ４）。次にイオンビーム供給装置５０（ｂ）の照射処理途中で異常となった（ステップ５）。基板２は、第１軌道３１から第２軌道３２へトラバースされ、イオンビーム供給装置５０（ｂ）まで搬送されるが照射処理はしない（ステップ６〜ステップ８）。次にイオンビーム供給装置５０（ａ）で基板の下側を照射し、待機室８を経由し、真空予備室６まで搬送される（ステップ９〜ステップ１１）。真空予備室６をベントし基板２を大気側に搬出した後、基板を基板回転機構７０により１８０度回転させ、真空予備室６に再投入される（ステップ１２〜ステップ１５）。イオンビーム供給装置５０（ａ）で未照射領域にイオンビームを照射(下側)し、既照射領域ではビームをストップさせる（ステップ１６）。次にイオンビーム供給装置５０（ｂ）まで基板は搬送されるが、照射処理しない（ステップ１７）。基板２は、第１軌道３１から第２軌道３２へトラバースされ、イオンビーム供給装置５０（ｂ）まで搬送されるが照射処理はしない（ステップ１８〜ステップ２０）。基板２は、イオンビーム供給装置５０（ａ）で基板の下側に照射処理を行った（ステップ２１）後、待機室８を経て真空予備室６に搬送され、真空予備室６をベントし、大気側に搬出され、基板２を水平にし収納する（ステップ２２〜ステップ２４）。これらのイオンビーム照射により、イオンビーム供給装置５０（ｂ）のイオンビーム照射処理途中で異常となった場合であっても、基板全面に所望のドーズ量を照射することができる。
【００４７】
イオンビームをストップさせるのは、当該イオンビーム供給装置のイオン源のアーク電源７２、または引出電源７４と加速電源７５、またはアーク電源７２と引出電源７４と加速電源７５をＯＦＦする。
【００４８】
次に、イオンビーム照射処理開始時には、２台のイオンビーム供給装置は正常に稼動していたが、復路でのイオンビーム供給装置５０（ｂ）での照射が処理途中で異常となった場合についての実施例について説明する。図９，図１０を参照して、照射処理開始時にどちらのイオンビーム供給装置も準備ＯＫの信号を受信後、基板を起立させ真空予備室６を経由し、イオンビーム供給装置５０（ａ）で基板の下側を照射する（ステップ１〜ステップ４）。次にイオンビーム供給装置５０（ｂ）で基板の上側の照射する（ステップ５）。基板２は、第１軌道３１から第２軌道３２へトラバースされ、イオンビーム供給装置５０（ｂ）で基板の上側をイオンビーム照射途中異常となった（ステップ６〜ステップ８）。次にイオンビーム供給装置５０（ａ）で基板の下側を照射し、待機室８を経由し、真空予備室６まで搬送される（ステップ９〜ステップ１１）。真空予備室６をベントし基板２を大気側に搬出した後、基板を基板回転機構７０により１８０度回転させ、真空予備室６に再投入される（ステップ１２〜ステップ１５）。基板２は、イオンビーム供給装置５０（ａ）に搬送されるが、ビームをストップさせる。その後、基板２はイオンビーム供給装置５０（ｂ）まで搬送されるが、照射処理しない（ステップ１７）。基板２は、第１軌道３１から第２軌道３２へトラバースされ、イオンビーム供給装置５０（ｂ）まで搬送されるが照射処理はしない（ステップ１８〜ステップ２０）。次にイオンビーム供給装置５０（ａ）で未照射領域にイオンビームを照射(下側)し、既照射領域ではビームをストップさせる（ステップ２１）。待機室８を経て真空予備室６に搬送され、真空予備室６をベントし、大気側に搬出され、基板２を水平にし収納する（ステップ２２〜ステップ２４）。これらのイオンビーム照射により、復路でのイオンビーム供給装置５０（ｂ）での照射が処理途中で異常となった場合であっても、基板全面に所望のドーズ量を照射することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１００ イオン照射装置
２ 基板
４Ａ 基板起立装置
４Ｂ 基板格納装置
６ 真空予備室
８ 待機室
１０ 処理室
５０（ａ） イオンビーム供給装置
５０（ｂ） イオンビーム供給装置
５２ イオン源
５３ ビームライン
５７ 真空弁
５８ ビームモニタ
５９ 分析スリット
６０ 制御装置
７０ 基板回転機構
７２ アーク電源
７４ 引出電源
７５ 加速電源
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板にイオンビーム照射を行うため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２台を備えていて、
それぞれの前記イオンビーム供給装置によりイオン照射するそれぞれの範囲は、前記基板の上半分と下半分であり、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前記基板全面にイオンビームを照射する装置において、前記一方のイオンビーム供給装置からイオンビーム照射できない状態の準備未完了信号をイオンビーム照射装置の制御装置が受信し、イオンビーム照射処理を１往復行った後、基板回転機構を制御し、前記基板を１８０度回転させた後、イオンビーム照射装置に再投入し、イオンビーム照射処理を１往復することにより前記基板の全面にイオンビーム照射させることを特徴としたイオンビーム照射方法。
【請求項２】
基板にイオンビーム照射を行うため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２台を備えていて、
それぞれの前記イオンビーム供給装置によりイオン照射するそれぞれの範囲は、前記基板の上半分と下半分であり、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前記基板全面にイオンビームを照射する装置において、前記２台のイオンビーム供給装置が準備完了信号をイオン照射装置の前記制御装置が受信し、イオン照射処理を開始後、いづれかのイオンビーム供給装置においてビーム照射ができず異常終了した場合、イオンビーム照射処理を１往復行った後、基板回転機構を制御し、前記基板を１８０度回転させた後、イオンビーム照射装置に再投入し、基板のどの範囲がイオンビーム照射処理未完であるかをイオン照射装置の制御装置は認識しており、処理未完の範囲をイオンビーム照射後、前記イオンビーム供給装置からイオンビームが照射されないようにビームをストップさせ、前記基板の全面にイオンビーム照射させることを特徴としたイオンビーム照射方法。
【請求項３】
前記イオンビーム供給装置イオン源のアーク電源、または引出電源と加速電源、またはアーク電源と引出電源と加速電源をＯＦＦにすることにより、前記イオンビーム供給装置からイオンビームが照射されないようにビームをストップさせる請求項２のイオンビーム照射方法。
【請求項４】
基板にイオンビーム照射を行うための処理室に前記基板に前記イオンビームを前記基板の上半分と下半分に照射する２台のそれぞれのイオンビーム供給装置と、
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前記基板全面にイオンビームを照射する装置において、前記イオンビーム供給装置からイオンビーム照射できない状態の準備未完了信号を受信するイオンビーム照射装置の制御装置と、イオンビーム照射処理を１往復行った後、大気側の基板回転機構を制御し、前記基板を１８０度回転させた後、イオンビーム照射装置に再投入し、イオンビーム照射処理を１往復することにより前記基板の全面にイオンビーム照射させることを特徴としたイオンビーム照射装置。
【請求項１】
基板にイオンビーム照射を行うため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２台を備えていて、
それぞれの前記イオンビーム供給装置によりイオン照射するそれぞれの範囲は、前記基板の上半分と下半分であり、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前記基板全面にイオンビームを照射する装置において、前記一方のイオンビーム供給装置からイオンビーム照射できない状態の準備未完了信号をイオンビーム照射装置の制御装置が受信し、イオンビーム照射処理を１往復行った後、基板回転機構を制御し、前記基板を１８０度回転させた後、イオンビーム照射装置に再投入し、イオンビーム照射処理を１往復することにより前記基板の全面にイオンビーム照射させることを特徴としたイオンビーム照射方法。
【請求項２】
基板にイオンビーム照射を行うため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２台を備えていて、
それぞれの前記イオンビーム供給装置によりイオン照射するそれぞれの範囲は、前記基板の上半分と下半分であり、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前記基板全面にイオンビームを照射する装置において、前記２台のイオンビーム供給装置が準備完了信号をイオン照射装置の前記制御装置が受信し、イオン照射処理を開始後、いづれかのイオンビーム供給装置においてビーム照射ができず異常終了した場合、イオンビーム照射処理を１往復行った後、基板回転機構を制御し、前記基板を１８０度回転させた後、イオンビーム照射装置に再投入し、基板のどの範囲がイオンビーム照射処理未完であるかをイオン照射装置の制御装置は認識しており、処理未完の範囲をイオンビーム照射後、前記イオンビーム供給装置からイオンビームが照射されないようにビームをストップさせ、前記基板の全面にイオンビーム照射させることを特徴としたイオンビーム照射方法。
【請求項３】
前記イオンビーム供給装置イオン源のアーク電源、または引出電源と加速電源、またはアーク電源と引出電源と加速電源をＯＦＦにすることにより、前記イオンビーム供給装置からイオンビームが照射されないようにビームをストップさせる請求項２のイオンビーム照射方法。
【請求項４】
基板にイオンビーム照射を行うための処理室に前記基板に前記イオンビームを前記基板の上半分と下半分に照射する２台のそれぞれのイオンビーム供給装置と、
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前記基板全面にイオンビームを照射する装置において、前記イオンビーム供給装置からイオンビーム照射できない状態の準備未完了信号を受信するイオンビーム照射装置の制御装置と、イオンビーム照射処理を１往復行った後、大気側の基板回転機構を制御し、前記基板を１８０度回転させた後、イオンビーム照射装置に再投入し、イオンビーム照射処理を１往復することにより前記基板の全面にイオンビーム照射させることを特徴としたイオンビーム照射装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１８５９５３（Ｐ２０１２−１８５９５３Ａ）
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４７０９７（Ｐ２０１１−４７０９７）
【出願日】平成２３年３月４日（２０１１．３．４）
【出願人】（３０２０５４８６６）日新イオン機器株式会社 (161)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月４日（２０１１．３．４）
【出願人】（３０２０５４８６６）日新イオン機器株式会社 (161)
【Ｆターム（参考）】
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