專利名稱：離子注入裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及向基板(例如半導(dǎo)體基板)照射離子束進(jìn)行離子注入的離子注入裝置。
背景技術(shù)：
以往提出了所謂的分批式(batch type)離子注入裝置(例如參照日本專利公開 公報(bào)特開平9-129571號(0020段，圖3))，即，通過把多個(gè)基板保持在轉(zhuǎn)盤上，邊使該轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn) 動，邊把經(jīng)過掃描寬度擴(kuò)展的離子束向轉(zhuǎn)盤上的一個(gè)部位照射，對轉(zhuǎn)盤上的多個(gè)基板統(tǒng)一 進(jìn)行離子注入。在所述以往的離子注入裝置中存在有在基板面內(nèi)的注入量分布均勻性不好的問題。參照圖17對此進(jìn)行說明。轉(zhuǎn)盤92是所述轉(zhuǎn)盤，基板94是所述基板，離子束90是 所述離子束。轉(zhuǎn)盤92以轉(zhuǎn)動中心93為中心，以一定的角速度(0向箭頭U方向轉(zhuǎn)動。關(guān)注轉(zhuǎn)盤92上的各基板94，各基板94面內(nèi)的內(nèi)側(cè)和外側(cè)(靠近轉(zhuǎn)盤92的轉(zhuǎn)動中 心93的為內(nèi)側(cè)，其相反一側(cè)為外側(cè))相對于離子束90的速度v不同，并與半徑r成正比。 具體地說，該速度v用v = r 表示。由于離子束90的束電流密度分布大體是均勻的，所以對各基板94的離子注入量 與所述速度v成反比。因此，在各基板94中，靠近內(nèi)側(cè)的區(qū)域RIN的注入量比靠近外側(cè)的區(qū) 域的注入量多，導(dǎo)致注入量分布不均勻。而且由于該不均勻的注入量分布是因轉(zhuǎn)盤92 的轉(zhuǎn)動造成的，所以該不均勻的注入量分布呈以轉(zhuǎn)動中心93為中心的圓弧形。用等高線96 表示該不均勻的注入量分布的代表例。雖然也可以考慮例如通過調(diào)整離子束90的束電流密度分布對所述的不均勻的注 入量分布進(jìn)行修正使其均勻分布，但是對所述那樣復(fù)雜的注入量分布進(jìn)行修正是不容易 的。如果在基板面內(nèi)的注入量分布的均勻性不好，則進(jìn)行了離子注入的基板能夠有效 使用的部分就減少，所以成品率降低。如果舉出更具體的例子，則是在用離子注入作為在半 導(dǎo)體基板94面內(nèi)形成多個(gè)半導(dǎo)體器件的工序之一的情況下，若注入量分布的均勻性不好， 則半導(dǎo)體器件特性的波動變大，導(dǎo)致制造半導(dǎo)體器件的成品率降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種離子注入裝置，該離子注入裝置可以向多個(gè)基板統(tǒng) 一進(jìn)行離子注入，而且可以使在各基板面內(nèi)的注入量分布均勻。本發(fā)明提供一種離子注入裝置，其特征在于，包括注入室，排氣成真空，被導(dǎo)入離 子束；托架，設(shè)置在所述注入室內(nèi)，把照射所述離子束進(jìn)行離子注入的基板沿X方向保持在 第一列和第二列兩列上；托架驅(qū)動裝置，能夠使所述托架處于水平狀態(tài)，并位于基板交換位 置；還能夠使所述托架處于立起狀態(tài)，并在所述離子束的照射區(qū)域沿所述X方向往復(fù)直線驅(qū)動所述托架；第一加載互鎖機(jī)構(gòu)和第二加載互鎖機(jī)構(gòu)，用于使所述基板在大氣一側(cè)與所 述注入室內(nèi)之間進(jìn)出；第一基板輸送裝置，具有第一臂和第二臂，兩個(gè)臂相互位于上下位 置、并能夠以相同的中心線為中心相互獨(dú)立往復(fù)旋轉(zhuǎn)，其中，第一臂把基板從所述第一加載 互鎖機(jī)構(gòu)輸送到位于所述基板交換位置的所述托架的第一列上；第二臂把基板從位于所述 基板交換位置的所述托架的第一列輸送到所述第一加載互鎖機(jī)構(gòu)；以及第二基板輸送裝 置，具有第三臂和第四臂，兩個(gè)臂相互位于上下位置、并能夠以相同的中心線為中心相互獨(dú) 立往復(fù)旋轉(zhuǎn)，其中，第三臂把基板從所述第二加載互鎖機(jī)構(gòu)輸送到位于所述基板交換位置 的所述托架的第二列上；第四臂把基板從位于所述基板交換位置的所述托架的第二列輸送 到所述第二加載互鎖機(jī)構(gòu)。按照該離子注入裝置，通過利用托架驅(qū)動裝置在離子束的照射區(qū)域往復(fù)直線驅(qū)動 把基板保持成兩列的托架，可以統(tǒng)一對多個(gè)基板進(jìn)行離子注入。而且由于往復(fù)直線驅(qū)動托架和基板，所以與使用轉(zhuǎn)盤的情況不同，在各基板面內(nèi)， 基板與離子束的相對速度均勻(相同)。因此可以使各基板面內(nèi)的離子注入量分布的均勻 性好。本發(fā)明還提供一種離子注入裝置，其特征在于，包括注入室，排氣成真空，被導(dǎo)入 離子束；托架，設(shè)置在所述注入室內(nèi)，把照射所述離子束進(jìn)行離子注入的基板沿X方向保持 在第一列和第二列兩列上；托架驅(qū)動裝置，能夠使所述托架處于水平狀態(tài)，并位于基板交換 位置；還能夠使所述托架處于立起狀態(tài)，并在所述離子束的照射區(qū)域沿與所述X方向交叉 的方向往復(fù)直線驅(qū)動所述托架；第一加載互鎖機(jī)構(gòu)和第二加載互鎖機(jī)構(gòu)，用于使所述基板 在大氣一側(cè)與所述注入室內(nèi)之間進(jìn)出；第一基板輸送裝置，具有第一臂和第二臂，兩個(gè)臂相 互位于上下位置、并能夠以相同的中心線為中心相互獨(dú)立往復(fù)旋轉(zhuǎn)，其中，第一臂把基板從 所述第一加載互鎖機(jī)構(gòu)輸送到位于所述基板交換位置的所述托架的第一列上；第二臂把基 板從位于所述基板交換位置的所述托架的第一列輸送到所述第一加載互鎖機(jī)構(gòu)；以及第二 基板輸送裝置，具有第三臂和第四臂，兩個(gè)臂相互位于上下位置、并能夠以相同的中心線為 中心相互獨(dú)立往復(fù)旋轉(zhuǎn)的臂，其中，第三臂把基板從所述第二加載互鎖機(jī)構(gòu)輸送到位于所 述基板交換位置的所述托架的第二列上；第四臂把基板從位于所述基板交換位置的所述托 架的第二列輸送到所述第二加載互鎖機(jī)構(gòu)，照射所述基板時(shí)的所述離子束經(jīng)過掃描或不經(jīng) 過掃描的尺寸都能夠覆蓋保持在所述托架上的兩列基板。在該離子注入裝置中，通過利用托架驅(qū)動裝置在離子束的照射區(qū)域往復(fù)直線驅(qū)動 把基板保持成兩列的托架，也可以統(tǒng)一對多個(gè)基板進(jìn)行離子注入。而且由于往復(fù)直線驅(qū)動托架和基板，所以與使用轉(zhuǎn)盤的情況不同，在各基板面內(nèi)， 基板與離子束的相對速度均勻(相同)。因此可以使各基板面內(nèi)的離子注入量分布的均勻 性好。所述托架可以在所述第一列和第二列內(nèi)分別把多個(gè)基板保持在多行上，而且與此 相對應(yīng)構(gòu)成所述第一基板輸送裝置和所述第二基板輸送裝置以及所述第一加載互鎖機(jī)構(gòu) 和所述第二加載互鎖機(jī)構(gòu)。所述離子注入裝置還具有中介裝置，所述中介裝置對在位于所述基板交換位置的 托架與所述第一臂至所述第四臂之間交接基板起到中介作用。所述基板可以是方形基板，也可以是圓形基板。
所述托架可以具有多個(gè)靜電卡盤，所述多個(gè)靜電卡盤利用靜電分別吸附并保持各 基板，所述靜電卡盤的平面形狀為方形，朝向與各基板的扭轉(zhuǎn)角對應(yīng)的方向被固定。按照技術(shù)方案1 18所述的發(fā)明，由于利用托架驅(qū)動裝置在離子束的照射區(qū)域往 復(fù)直線驅(qū)動把基板保持成兩列的托架，所以可以統(tǒng)一對多個(gè)基板進(jìn)行離子注入。而且由于往復(fù)直線驅(qū)動托架和基板，所以與使用轉(zhuǎn)盤的情況不同，在各基板面內(nèi)， 基板與離子束的相對速度均勻。因此可以使各基板面內(nèi)的離子注入量分布的均勻性好。此外，由于裝備有第一加載互鎖機(jī)構(gòu)和第二加載互鎖機(jī)構(gòu)以及分別具有兩個(gè)臂的 第一基板輸送裝置和第二基板輸送裝置，所以可以使基板在大氣一側(cè)與注入室內(nèi)之間的進(jìn) 出順利地進(jìn)行，并順利地在各加載互鎖機(jī)構(gòu)與托架之間輸送基板。因此能夠提高生產(chǎn)率。按照技術(shù)方案2、11所述的發(fā)明，由于所述托架在所述第一列和第二列內(nèi)可以分 別把多個(gè)基板保持在多行上，而且與此相對應(yīng)構(gòu)成所述第一基板輸送裝置和所述第二基板 輸送裝置以及所述第一加載互鎖機(jī)構(gòu)和所述第二加載互鎖機(jī)構(gòu)，所以可以統(tǒng)一向更多的基 板進(jìn)行離子注入，并且在第一基板輸送裝置和第二基板輸送裝置以及第一加載互鎖機(jī)構(gòu)和 第二加載互鎖機(jī)構(gòu)中，可以統(tǒng)一對與所述多行對應(yīng)的多個(gè)基板進(jìn)行操作，所以能夠提高生 產(chǎn)率。按照技術(shù)方案12所述的發(fā)明，由于所述離子注入裝置還包括中介裝置，該中介裝 置對在位于所述基板交換位置的托架與所述第一臂至所述第四臂之間交接基板起到中介 作用，所以可以更順利地使基板在托架與第一臂至第四臂之間進(jìn)行交接。因此能夠進(jìn)一步 提高生產(chǎn)率。按照技術(shù)方案17所述的發(fā)明，由于所述離子注入裝置還包括中介裝置，該中介裝 置對在位于所述基板交換位置的托架與所述第一臂至所述第四臂之間交接基板起到中介 作用，并統(tǒng)一使保持在托架上的各基板的扭轉(zhuǎn)角成為規(guī)定的角度，所以可以使基板在托架 與第一臂至第四臂之間的交接更順利地進(jìn)行。因此能夠進(jìn)一步提高生產(chǎn)率。此外，可以統(tǒng) 一使保持在托架上的方形的各基板的扭轉(zhuǎn)角與規(guī)定的角度一致。按照技術(shù)方案18所述的發(fā)明，由于所述托架具有多個(gè)靜電卡盤，所述靜電卡盤的 平面形狀為方形，且朝向與各所述基板的扭轉(zhuǎn)角對應(yīng)的方向被固定，所以在利用各靜電卡 盤保持具有扭轉(zhuǎn)角的各基板進(jìn)行離子注入的情況下，可以防止出現(xiàn)離子束碰到靜電卡盤而 損傷靜電卡盤的情況。而且可以增加靜電卡盤和基板的接觸面積，所以能夠增加對基板的 吸附力，并且能夠增加在基板和靜電卡盤之間的傳熱面積，從而有效地冷卻基板。


圖1是簡要表示本發(fā)明離子注入裝置的一個(gè)實(shí)施方式的俯視圖。圖2是放大表示圖1的離子注入裝置的注入室周圍的俯視圖。圖3是放大表示從箭頭P方向看圖2中的托架驅(qū)動裝置的側(cè)視圖。圖4是表示從離子束前進(jìn)方向Z看保持基板并處于立起狀態(tài)的托架的例子的正視 圖。圖5是表示從基板輸送裝置一側(cè)看處于水平狀態(tài)的托架和中介裝置的例子的俯 視圖。圖6是沿圖2中的線D-D的放大剖視圖。
圖7是沿圖2中的線E-E的放大剖視圖。圖8是簡要表示升降銷升降裝置的一個(gè)例子的側(cè)視圖。圖9是簡要表示扭轉(zhuǎn)導(dǎo)向件轉(zhuǎn)動裝置和扭轉(zhuǎn)導(dǎo)向件升降裝置的一個(gè)例子的側(cè)視 圖。圖10是簡要表示從基板輸送裝置一側(cè)看的基板收納容器的一個(gè)例子的正視圖。圖11是用于說明本發(fā)明離子注入裝置的整體動作的例子的簡圖，省略了在說明 中不太必要的部分。圖12是用于說明本發(fā)明離子注入裝置的整體動作的例子的簡圖，省略了在說明 中不太必要的部分。圖13是用于說明本發(fā)明離子注入裝置的整體動作的例子的簡圖，省略了在說明 中不太必要的部分。圖14是用于說明本發(fā)明離子注入裝置的整體動作的例子的簡圖，省略了在說明 中不太必要的部分。圖15是表示靜電卡盤和基板關(guān)系的其他例子的圖。圖16是簡要表示離子束與基板在托架上的排列等的關(guān)系的其他例子的正視圖。圖17是表示以往離子注入裝置的轉(zhuǎn)盤的一部分的圖。附圖標(biāo)記說明4離子束；8注入室；10基板；12托架；14靜電卡盤；16托架驅(qū)動裝置；20a、20b加 載互鎖機(jī)構(gòu)(load lock mechanism) ；30a、30b基板輸送裝置(第一基板輸送裝置、第二基 板輸送裝置)；32a 32d臂；40中介裝置；42升降銷；44扭轉(zhuǎn)導(dǎo)向件；48基板交換位置； 50a、50b基板輸送裝置(第三基板輸送裝置、第四基板輸送裝置)；52a 52d臂；60基板收 納容器；66待機(jī)裝置；70升降銷升降裝置；78扭轉(zhuǎn)導(dǎo)向件轉(zhuǎn)動裝置；88扭轉(zhuǎn)導(dǎo)向件升降裝 置A第一列;C2第二列；O扭轉(zhuǎn)角
具體實(shí)施例方式圖1是簡要表示本發(fā)明離子注入裝置的一個(gè)實(shí)施方式的俯視圖。圖2是放大表示 圖1的離子注入裝置的注入室周圍的俯視圖。該離子注入裝置把從離子源2引出的離子束4利用分析電磁鐵6進(jìn)行動量分析 (例如質(zhì)量分離)后，導(dǎo)入注入室8內(nèi)。從離子源2到注入室8的離子束4的路徑保持為真
空氛圍。當(dāng)然，該離子注入裝置也可以不設(shè)置分析電磁鐵6，對從離子源2引出的離子束4 不進(jìn)行質(zhì)量分離，而導(dǎo)入注入室8內(nèi)。把這種情況的離子注入裝置也稱為非質(zhì)量分離型的 離子注入裝置。如果設(shè)離子束4的前進(jìn)方向?yàn)閆方向，并在實(shí)際與該Z方向垂直的面內(nèi)，設(shè)實(shí)際上 相互垂直的兩個(gè)方向?yàn)閄方向(例如水平方向)和Y方向(例如垂直方向)，則在本實(shí)施方 式中，從離子源2引出形狀為Y方向的尺寸WY比X方向的尺寸Wx大(參照圖3)(也把它稱 為帶形)的離子束4，把不經(jīng)過掃描的上述形狀的離子束4導(dǎo)入注入室8內(nèi)。當(dāng)然也可以是從離子源2引出尺寸比導(dǎo)入注入室8時(shí)的尺寸小的離子束4，利用設(shè) 置在中途的掃描器，使該離子束例如在Y方向上掃描后，導(dǎo)入注入室8內(nèi)。
參照圖2，利用圖中沒有表示的真空排氣裝置把注入室8排氣到規(guī)定的真空度。再 導(dǎo)入所述離子束4。在注入室8內(nèi)設(shè)置有托架12。該托架12把要照射離子束4進(jìn)行離子注入的基板 10在規(guī)定方向上保持在第一列q和第二列C2兩列上，具體說在本實(shí)施方式中把基板10在 X方向上保持在第一列Ci和第二列c2兩列上。在圖2、圖11 圖14、圖16等中簡要表示了托架12。在圖4、圖5中表示了托架 12更具體的構(gòu)造示例。如圖4、圖5所示，在本實(shí)施方式中，托架12做成方的框架形。這樣容易避免該托 架12與后述的升降銷42、扭轉(zhuǎn)導(dǎo)向件44的干擾。此外可以減輕托架12的重量。托架12可以在所述第一列Q和第二列C2內(nèi)把基板10保持在一行上，也可以如本 實(shí)施方式所示(例如參照圖4、圖5)，在所述第一列q和第二列C2內(nèi)，分別能把多個(gè)基板10 保持在多行禮 R3上。在本實(shí)施方式中多行為三行，但不限于此。各基板10例如是半導(dǎo)體基板，但不限于此。此外，各基板10的平面形狀可以是方 形，也可以是圓形等。下面以方形的情況為例進(jìn)行說明。在附圖中也如此。照射基板10時(shí)的離子束4無論是不經(jīng)過掃描的情況還是經(jīng)過掃描的情況，都具有 覆蓋保持在托架12上行數(shù)(一個(gè)行或多個(gè)行)的基板10的Y方向尺寸WY(例如參照圖3、 圖4)。參照圖2、圖3，該離子注入裝置具有驅(qū)動所述托架12的托架驅(qū)動裝置16。托架驅(qū) 動裝置16具有的功能為使托架12如用箭頭B所示那樣轉(zhuǎn)動，并使托架12處于水平狀態(tài) (包括實(shí)際上為水平狀態(tài)。參照圖3中的雙點(diǎn)劃線)，位于注入室8內(nèi)規(guī)定的基板交換位置 48;以及使托架12處于立起狀態(tài)(例如參照圖3中的實(shí)線。但是不限于成垂直狀態(tài)。)，如 箭頭A所示，沿X方向進(jìn)行往復(fù)直線驅(qū)動，在離子束4的照射區(qū)域在X方向上往復(fù)直線驅(qū)動 托架12和保持在托架12上的基板10。在本實(shí)施方式中，在所述基板交換位置48設(shè)置有中 介裝置40，對此將在后面敘述。利用所述往復(fù)直線驅(qū)動以及離子束4具有上述的Y方向尺寸WY，可以統(tǒng)一向保持 在托架12上的多個(gè)基板10進(jìn)行離子注入。在本實(shí)施方式中，托架驅(qū)動裝置16的構(gòu)成要素的大部分設(shè)置在注入室8內(nèi)。托架 驅(qū)動裝置16的所述往復(fù)直線運(yùn)動由設(shè)置在注入室8底面9內(nèi)的導(dǎo)軌18引導(dǎo)。該離子注入裝置具有第一加載互鎖機(jī)構(gòu)20a和第二加載互鎖機(jī)構(gòu)20b，用于使基 板10在注入室8內(nèi)和注入室8外的大氣一側(cè)之間進(jìn)出。在本實(shí)施方式中，兩個(gè)加載互鎖機(jī) 構(gòu)20a、20b配置成在X方向上相互分開。更具體地說，配置在所述基板交換位置48的X方 向上的中心線大體左右對稱的位置上。各加載互鎖機(jī)構(gòu)20a、20b (更具體地說，構(gòu)成它們的后述的加載互鎖室21)相互獨(dú) 立，利用圖中沒有表示的真空排氣裝置排氣到規(guī)定的真空度。此外，導(dǎo)入潔凈空氣、氮?dú)獾?換氣氣體，能返回到大氣壓狀態(tài)(把此稱為換氣(vent))。在后面參照圖6對兩個(gè)加載互鎖機(jī)構(gòu)20a、20b的構(gòu)造的更具體的例子進(jìn)行說明。該離子注入裝置具有第一基板輸送裝置30a和第二基板輸送裝置30b。第一基板輸送裝置30a是相互位于上下位置、能以相同的中心線34a為中心如箭 頭FpF2所示那樣相互獨(dú)立地往復(fù)旋轉(zhuǎn)的兩個(gè)臂，第一基板輸送裝置30a具有第一臂32a，所述第一臂32a把基板10從第一加載互鎖機(jī)構(gòu)20a輸送到位于所述基板交換位置48的托 架12的第一列Q ；以及第二臂32b，所述第二臂32b把基板10從位于所述基板交換位置48 的托架12的第一列C1輸送到第一加載互鎖機(jī)構(gòu)20a。第二基板輸送裝置30b是相互位于上下位置、能以相同的中心線34b為中心如箭 頭F3、F4所示那樣相互獨(dú)立地往復(fù)旋轉(zhuǎn)的兩個(gè)臂，第二基板輸送裝置30b具有第三臂32c， 所述第三臂32c把基板10從第二加載互鎖機(jī)構(gòu)20b輸送到位于所述基板交換位置48的托 架12的第二列C2，以及第四臂32d，所述第四臂32d把基板10從位于所述基板交換位置48 的托架12的第二列C2輸送到第二加載互鎖機(jī)構(gòu)20b。在本實(shí)施方式中，各臂32a 32d做成筆直的棒形。在本實(shí)施方式中，所述中心線34a在Y方向上通過把兩個(gè)加載互鎖機(jī)構(gòu)20a、20b 的中心在X方向上連接的線29與位于所述基板交換位置48的托架12的第一列Q的中心 線連接的交點(diǎn)。在本實(shí)施方式中，所述中心線34b在Y方向上通過把所述線29與位于所述 基板交換位置48的托架12的第二列C2的中心線連接的交點(diǎn)。所述基板輸送裝置30a、30b分別具有驅(qū)動裝置36a、36b，它們?nèi)缢瞿菢臃謩e使 臂32a 32d旋轉(zhuǎn)。在本實(shí)施方式中，兩個(gè)驅(qū)動裝置36a、36b的構(gòu)成要素的大部分設(shè)置在 注入室8的底面外。在本實(shí)施方式中，第一基板輸送裝置30a的兩個(gè)臂32a、32b分別位于與托架12的 第一列q的多行對應(yīng)的位置上，可以保持多個(gè)(在該實(shí)施方式中為三個(gè))基板進(jìn)行輸送。 同樣，第二基板輸送裝置30b的兩個(gè)臂32c、32d分別位于與托架12的第二列C2的多行對 應(yīng)的位置上，可以保持多個(gè)(在該實(shí)施方式中為三個(gè))基板進(jìn)行輸送。當(dāng)然，在托架12只 保持一行基板10的情況下，各臂32a 32d也可以保持一個(gè)基板10。如圖2、圖7所示的例子那樣，各臂32a 32d分別具有支承構(gòu)件38，該支承構(gòu)件 38在各臂32a 32d的下部支承各基板10。支承構(gòu)件38從下面支承基板10的端部。由于第一加載互鎖機(jī)構(gòu)20a和第二加載互鎖機(jī)構(gòu)20b具有相同的構(gòu)造，所以在此 以第一加載互鎖機(jī)構(gòu)20a為例對其構(gòu)造等進(jìn)行說明。下面的說明也可以適用于第二加載互 鎖機(jī)構(gòu)20b。如圖6所示的例子那樣，第一加載互鎖機(jī)構(gòu)20a具有加載互鎖室(把它又稱為預(yù) 真空室)21?？梢哉f鄰接注入室8的上部設(shè)置該加載互鎖室21。在加載互鎖室21和大氣一 側(cè)之間設(shè)置有進(jìn)出口 26，放置了基板10的后述的大氣一側(cè)的基板輸送裝置50a的臂52a、 52b可以從該進(jìn)出口 26進(jìn)出，通過用箭頭J所示那樣開關(guān)的真空閥(例如蝶形閥(flap valve)) 28，打開或關(guān)閉該進(jìn)出口 26。利用升降裝置24通過真空密封部25如箭頭H所示那樣使閥體22升降，利用閥體 22把加載互鎖室21和注入室8隔開。也就是說，該閥體22起到真空閥的作用，并且起到 支承基板10的作用。在閥體22的上部設(shè)置有支承構(gòu)件23，該支承構(gòu)件23把基板10支承 成稍稍抬起。支承構(gòu)件23從下面支承基板10的端部。因此，可以在閥體22上升后的位置 (參照圖6中的實(shí)線)利用大氣一側(cè)的基板輸送裝置50a的臂52a、52b，并且在閥體22降 下的位置(參照圖6中的雙點(diǎn)劃線)利用真空一側(cè)的基板輸送裝置30a的臂32a、32b，分別 對基板10進(jìn)行交接。也就是說，通過使閥體22上升到用實(shí)線表示的位置，可以利用閥體22把加載互鎖室21與注入室8之間隔開。在該狀態(tài)下，利用圖中沒有表示的真空排氣裝置對加載互鎖室 21內(nèi)進(jìn)行真空排氣，或者返回到大氣壓狀態(tài)(即換氣)。在大氣壓狀態(tài)下打開真空閥28，利 用大氣一側(cè)的基板輸送裝置50a的臂52a、52b，可以使基板10在閥體22上與大氣一側(cè)之間 進(jìn)行輸送(進(jìn)出)。通過把閥體22降到用雙點(diǎn)劃線表示的位置，可以利用真空一側(cè)的基板 輸送裝置30a的臂32a、32b，使基板10在閥體22上與注入室8內(nèi)之間進(jìn)行輸送。參照圖2，在本實(shí)施方式中，第一加載互鎖機(jī)構(gòu)20a可以在與保持在第一基板輸送 裝置30a的第一臂32a或第二臂32b上的多個(gè)基板10對應(yīng)的位置，保持多個(gè)(在本實(shí)施方 式中為三個(gè))基板10。同樣，第二加載互鎖機(jī)構(gòu)20b可以在與保持在第二基板輸送裝置30b 的第三臂32c或第四臂32d上的多個(gè)基板10對應(yīng)的位置，保持多個(gè)(在本實(shí)施方式中為三 個(gè))基板10。當(dāng)然，在托架12只保持一行基板10，各臂32a 32d也保持一個(gè)基板10的 情況下，兩個(gè)加載互鎖機(jī)構(gòu)20a、20b也可以分別能夠保持一個(gè)基板10。位于所述基板交換位置48的托架12與所述各臂32a 32d進(jìn)行的基板10的所 述交接，可以不利用下述的中介裝置40進(jìn)行中介而直接進(jìn)行，也可以如本實(shí)施方式那樣通 過中介裝置40進(jìn)行。通過中介裝置40可以使在托架12與第一臂32a至第四臂32d之間 交接基板10更順利地進(jìn)行。因此能夠進(jìn)一步提高生產(chǎn)率。在本實(shí)施方式中，還裝備有中介裝置40，該中介裝置40設(shè)置在所述基板交換位置 48，所述中介裝置40具有支承構(gòu)件，支承各基板10，所述支承構(gòu)件相對于每一個(gè)基板10 具有多個(gè)；以及升降裝置，統(tǒng)一使該支承構(gòu)件升降，所述中介裝置40具有在位于所述基板 交換位置48的托架12與所述第一臂32a至所述第四臂32d之間交接基板10起到中介作 用的功能。在下述的更具體的例子中，升降銷42和/或扭轉(zhuǎn)導(dǎo)向件44相當(dāng)于該支承構(gòu)件， 升降銷升降裝置70和/或扭轉(zhuǎn)導(dǎo)向件升降裝置88相當(dāng)于升降裝置。如果對所述中介裝置40的更具體的例子進(jìn)行說明，則在本實(shí)施方式中，在圖2、圖 5等中所示的中介裝置40用于方形的基板10，構(gòu)造如下。也就是說，中介裝置40具有(a)升降銷42，支承各基板10，所述升降銷42相對 于每一個(gè)基板10具有多個(gè)，(b)升降銷升降裝置70，統(tǒng)一使該升降銷42升降(參照圖8)， (c)扭轉(zhuǎn)導(dǎo)向件44，支承各基板10的角部，所述扭轉(zhuǎn)導(dǎo)向件44相對于每一個(gè)基板10具有 多個(gè)，(d)扭轉(zhuǎn)導(dǎo)向件轉(zhuǎn)動裝置78 (參照圖9)，統(tǒng)一使各基板10用的扭轉(zhuǎn)導(dǎo)向件44如箭頭 G所示那樣環(huán)繞各基板10的中心11僅轉(zhuǎn)動規(guī)定的角度，(e)扭轉(zhuǎn)導(dǎo)向件升降裝置88 (參照 圖9)，統(tǒng)一使所述扭轉(zhuǎn)導(dǎo)向件44升降。而且，該中介裝置40具有對在位于所述基板交換位 置48的托架12與所述第一臂32a至所述第四臂32d之間交接基板10起到中介作用的功 能，以及具有統(tǒng)一使保持在托架12上的各基板10的扭轉(zhuǎn)角①(也參照圖4)成為規(guī)定角度 的功能。每一個(gè)基板10的升降銷42的個(gè)數(shù)例如是三個(gè)，但不限于此。每一個(gè)基板10的扭 轉(zhuǎn)導(dǎo)向件44在圖2、圖5等中簡化圖示了兩個(gè)，但不限于此，例如也可以是3 4個(gè)。在托架12上安裝有多個(gè)靜電卡盤14，該靜電卡盤14利用靜電分別吸附并保持各 基板10。而且在本實(shí)施方式中，各靜電卡盤14的平面形狀做成與基板10對應(yīng)的方形，朝向 與方形基板10的扭轉(zhuǎn)角①對應(yīng)的方向固定各靜電卡盤14。在本實(shí)施方式中，在各靜電卡盤14上分別設(shè)置有各基板10用的升降銷42貫通的 孔，各升降銷42貫通處于水平狀態(tài)的托架12上的靜電卡盤14的所述孔進(jìn)行升降。
基板10的扭轉(zhuǎn)角①是表示在離子注入裝置中基板10的配置(方向)的參數(shù)之 一，它表示基板10相對于離子束4的方向。在圖4、圖5所示的例子中，把矩形基板10的長 邊與所述X方向所成的角度作為扭轉(zhuǎn)角①，它與基板10的長軸與X方向所成的角度相同。 但也可以把除此以外的角度定為扭轉(zhuǎn)角。所述扭轉(zhuǎn)角①例如為23度，但不限于此。下面對所述升降銷升降裝置70、扭轉(zhuǎn)導(dǎo)向件轉(zhuǎn)動裝置78和扭轉(zhuǎn)導(dǎo)向件升降裝置 88的具體例子說明如下。如圖8所示，升降銷升降裝置70利用設(shè)在注入室8底面9外的驅(qū)動源72，通過真 空密封部74統(tǒng)一使注入室8內(nèi)的所述多個(gè)升降銷42如箭頭K所示那樣升降。如圖9所示，扭轉(zhuǎn)導(dǎo)向件轉(zhuǎn)動裝置78利用設(shè)在注入室8底面9外的轉(zhuǎn)動驅(qū)動源 82，通過真空密封部84使設(shè)在注入室8內(nèi)的聯(lián)桿機(jī)構(gòu)(linkmechanism) 86如箭頭M所示那 樣往復(fù)轉(zhuǎn)動，從而使與聯(lián)桿機(jī)構(gòu)86連接的各基板10用的扭轉(zhuǎn)導(dǎo)向件44如箭頭G所示那樣 分別往復(fù)轉(zhuǎn)動。如圖9所示，扭轉(zhuǎn)導(dǎo)向件升降裝置88利用設(shè)在注入室8底面9外的驅(qū)動源80，通 過真空密封部84統(tǒng)一使注入室8內(nèi)的所述多個(gè)扭轉(zhuǎn)導(dǎo)向件44如箭頭N所示那樣升降。所 述聯(lián)桿機(jī)構(gòu)86等可以與該升降動作對應(yīng)。把所述升降銷42、扭轉(zhuǎn)導(dǎo)向件44、升降銷升降裝置70、扭轉(zhuǎn)導(dǎo)向件轉(zhuǎn)動裝置78和 扭轉(zhuǎn)導(dǎo)向件升降裝置88配置成相互不妨礙各自的所述動作。參照圖2，注入室8內(nèi)設(shè)置有束監(jiān)測器68，該束監(jiān)測器68接受離子束4，并測量在 Y方向上的束電流密度分布。在本實(shí)施方式中，該束監(jiān)測器68在Y方向上沿比離子束4的 Y方向尺寸WY寬的區(qū)域并排設(shè)置有多個(gè)束測量器(例如法拉第杯，以下相同)。但束監(jiān)測 器68也可以使一個(gè)束測量器在Y方向上移動。在本實(shí)施方式中，在注入室8外側(cè)的大氣一側(cè)設(shè)置有以下裝置。也就是說，在面對第一加載互鎖機(jī)構(gòu)20a的位置設(shè)置有兩個(gè)基板收納容器60，在 第一加載互鎖機(jī)構(gòu)20a、基板收納容器60之間設(shè)置有第三基板輸送裝置50a。在面對第二 加載互鎖機(jī)構(gòu)20b的位置上也設(shè)置有兩個(gè)基板收納容器60，在第二加載互鎖機(jī)構(gòu)20b、基板 收納容器60之間設(shè)置有第四基板輸送裝置50b。在兩個(gè)基板輸送裝置50a、50b之間設(shè)置有 待機(jī)裝置66。各基板收納容器60也稱為環(huán)箍(hoop)，如圖10所示，可以在上下方向(Y方向) 上的多層收納基板10，并可以利用對應(yīng)該基板10的基板輸送裝置50a或50b (具體說用它 們的臂52a 52d)使基板10進(jìn)出。把收納各基板10的部分稱為插槽(slot)62。待機(jī)裝置66是臨時(shí)存放基板10的裝置，把它做成與所述基板收納容器60相似的 構(gòu)造，可以把基板10收納在上下方向(Y方向)的多層中。該待機(jī)裝置66朝向兩個(gè)基板輸 送裝置50a、50b的面打開，可以利用兩個(gè)基板輸送裝置50a、50b使基板10進(jìn)出。由于兩個(gè)基板輸送裝置50a、50b是相同的構(gòu)造，所以下面主要以第三基板輸送裝 置50a為例，對其更具體的例子進(jìn)行說明。參照圖2，基板輸送裝置50a具有前端部分(手部)相互位于上下位置的兩個(gè)臂 52a、52b，可以把基板10保持在各手部并進(jìn)行輸送。在本實(shí)施方式中，在各手部上設(shè)置有真 空卡盤54，該真空卡盤54利用真空來吸附并保持基板10?；遢斔脱b置50a可以使各臂52a、52b相互獨(dú)立進(jìn)行伸縮，而且可以使兩個(gè)臂52a、52b統(tǒng)一進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和升降。此外如箭頭S所示，該基板輸送裝置50a可以沿X方向往復(fù) 移動?；遢斔脱b置50a利用所述構(gòu)造可以進(jìn)行使基板10相對于位于其身前的兩個(gè)基 板收納容器60進(jìn)出、使基板10相對于第一加載互鎖機(jī)構(gòu)20a進(jìn)出以及使基板10相對于待 機(jī)裝置66進(jìn)出。第四基板輸送裝置50b也具有兩個(gè)臂52c、52d，如上所述，做成與基板輸送裝置 50a相同的構(gòu)造，可以進(jìn)行使基板10相對于位于其身前的兩個(gè)基板收納容器60進(jìn)出、使基 板10相對于第二加載互鎖機(jī)構(gòu)20b進(jìn)出以及使基板10相對于待機(jī)裝置66進(jìn)出。參照圖2、圖11 圖14等對本實(shí)施方式的離子注入裝置整體動作的例子進(jìn)行說 明。圖11 圖14與圖2對應(yīng)。此外，圖11 圖14是簡圖，圖中省略了在說明中不太必要 的部分。省略的部分參照圖1 圖10。此外，由于前面已經(jīng)對托架12、中介裝置40、第一加 載互鎖機(jī)構(gòu)20a、第二加載互鎖機(jī)構(gòu)20b、基板輸送裝置30a、30b、50a、50b等的詳細(xì)動作進(jìn) 行了說明，所以它們的動作參照上述內(nèi)容。下面以該離子注入裝置整體動作的例子為主進(jìn) 行說明。此外，省略或簡化了對本發(fā)明的本質(zhì)沒有太大影響的細(xì)小動作的說明。其中作為一個(gè)例子，從圖2所示的狀態(tài)開始說明。首先說明其主要狀態(tài)。把所述 離子束4導(dǎo)入注入室8內(nèi)。托架12處于立起狀態(tài)，在該托架12上保持有六個(gè)未注入的基 板10。兩個(gè)加載互鎖機(jī)構(gòu)20a、20b位于大氣壓狀態(tài)，真空閥28打開著，而且每個(gè)保持有三 個(gè)已經(jīng)注入后的基板10。在每個(gè)基板收納容器60分別各收納有多個(gè)沒有注入的基板10。 在待機(jī)裝置66中也收納有從左側(cè)的基板收納容器60取出的多個(gè)基板10。利用托架驅(qū)動裝置16在離子束4的照射區(qū)域沿X方向往復(fù)直線驅(qū)動托架12。往 復(fù)次數(shù)根據(jù)需要的劑量(離子注入量)等而定。這樣可以對六個(gè)基板10統(tǒng)一進(jìn)行離子注 入。而且，由于往復(fù)直線驅(qū)動托架12和基板10，所以與前面敘述的以往技術(shù)那樣使用 轉(zhuǎn)盤的情況不同，在各基板10面內(nèi)，基板10與離子束4的相對速度均勻(相同)。因此，可 以使各基板10面內(nèi)的注入量分布的均勻性好。在所述離子注入期間，利用基板輸送裝置50a進(jìn)行下述動作，S卩，把位于第一加載 互鎖機(jī)構(gòu)20a內(nèi)的已注入離子后的基板10順序輸送(回收)到原來的基板收納容器60 內(nèi)，更具體地說，在本實(shí)施方式中，順序輸送(回收)到原來的基板收納容器60內(nèi)的原來的 插槽62中。與該回收動作同時(shí)進(jìn)行下述動作，即，利用相同的基板輸送裝置50a，從對應(yīng)的 基板收納容器60把沒有注入離子的基板10 —個(gè)個(gè)取出，并把它們送到第一加載互鎖機(jī)構(gòu) 20a。由于基板輸送裝置50a有兩個(gè)臂52a、52b，所以可以這樣做。與上述動作同時(shí)進(jìn)行下述動作，即，利用基板輸送裝置50b把位于第二加載互鎖 機(jī)構(gòu)20b內(nèi)的已注入離子后的基板10臨時(shí)順序輸送到待機(jī)裝置66內(nèi)。與此同時(shí)進(jìn)行下述 動作，即，利用相同的基板輸送裝置50b把前面利用基板輸送裝置50a收納在待機(jī)裝置66 內(nèi)的沒有注入離子的基板10 —個(gè)個(gè)取出，把它們送到第二加載互鎖機(jī)構(gòu)20b。由于基板輸 送裝置50b具有兩個(gè)臂52c、52d，所以可以這樣做。如果相對于第一加載互鎖機(jī)構(gòu)20a、第二加載互鎖機(jī)構(gòu)20b完成了已注入離子后 的基板10與未注入離子的基板10的交換，則分別關(guān)閉各真空閥28，對兩個(gè)加載互鎖機(jī)構(gòu) 20a、20b進(jìn)行真空排氣。
此外，接著已注入離子后的基板10與未注入離子的基板10相對第一加載互鎖機(jī) 構(gòu)20a的交換，基板輸送裝置50a繼續(xù)進(jìn)行下述動作，即，把在待機(jī)裝置66內(nèi)的已注入離子 后的基板10回收到原來的基板收納容器60的原來的插槽62中。如果對托架12上的基板10進(jìn)行規(guī)定劑量的離子注入結(jié)束，則使托架12返回到所 述基板交換位置48，具體地說返回到所述中介裝置40上，使托架12處于水平狀態(tài)。圖11 表示處于水平狀態(tài)的中途狀態(tài)。但是，為了在圖11中容易說明清楚，在圖中使托架12從中 介裝置40稍稍向右偏離進(jìn)行表示，實(shí)際上托架12在中介裝置40上為水平狀態(tài)(參照圖 12)。其間利用基板輸送裝置50a、50b對基板10進(jìn)行的所述輸送動作同時(shí)持續(xù)進(jìn)行。然后如圖12所示，使扭轉(zhuǎn)導(dǎo)向件44統(tǒng)一上升，利用扭轉(zhuǎn)導(dǎo)向件44從托架12 (更 具體地說，從托架12的靜電卡盤14，以下相同)接收基板10。此外，在圖12中為了對圖進(jìn) 行簡化，用0度表示各基板10的所述扭轉(zhuǎn)角Φ，但也可以用0度以外的度數(shù)表示各基板10 的所述扭轉(zhuǎn)角Φ。在使扭轉(zhuǎn)導(dǎo)向件44上升之前，使各扭轉(zhuǎn)導(dǎo)向件44轉(zhuǎn)動到與各基板10的 所述扭轉(zhuǎn)角Φ對應(yīng)的位置。這是為了接收具有扭轉(zhuǎn)角Φ的基板10。然后，使各扭轉(zhuǎn)導(dǎo)向件44轉(zhuǎn)動，在使其上保持的各基板10的扭轉(zhuǎn)角Φ返回到0 度的狀態(tài)下，使升降銷42統(tǒng)一上升，并利用升降銷42承接各基板10。使各基板10的扭轉(zhuǎn) 角Φ返回到0度是因?yàn)樵谠摖顟B(tài)下把各基板10交給臂32b、32d。并且在所述狀態(tài)下如圖 13所示，使第二臂32b、第四臂32d位于托架12上，使扭轉(zhuǎn)導(dǎo)向件44統(tǒng)一下降，進(jìn)而使升降 銷42統(tǒng)一下降，把已注入離子后的基板10交給第二臂32b、第四臂32d。與上述動作同時(shí) 進(jìn)行下述動作，即，使第一臂32a、第三臂32c分別位于第一加載互鎖機(jī)構(gòu)20a、第二加載互 鎖機(jī)構(gòu)20b，接收未注入離子的基板10。然后如圖14所示，交換第一臂32a和第二臂32b的位置，并且交換第三臂32c和 第四臂32d的位置，使升降銷42統(tǒng)一上升，利用升降銷42從臂32a、32c接收各基板10。此 時(shí)，在與0度的扭轉(zhuǎn)角Φ對應(yīng)的位置使扭轉(zhuǎn)導(dǎo)向件44也上升。上升到對臂32a、32c的位 置不干擾的高度。與上述動作同時(shí)進(jìn)行下述動作，即，把已注入離子后的基板10從臂32b、 32d送到第一加載互鎖機(jī)構(gòu)20a、第二加載互鎖機(jī)構(gòu)20b。然后，使空的臂32a 32d返回到中介裝置40與第一加載互鎖機(jī)構(gòu)20a、第二加載 互鎖機(jī)構(gòu)20b的中間位置(與圖2相同的狀態(tài))。接著，在中介裝置40中，使升降銷42統(tǒng) 一下降，把各基板10放在扭轉(zhuǎn)導(dǎo)向件44上，使扭轉(zhuǎn)導(dǎo)向件44如所述那樣轉(zhuǎn)動，統(tǒng)一使各基 板10的扭轉(zhuǎn)角Φ成為規(guī)定的角度，再使扭轉(zhuǎn)導(dǎo)向件44統(tǒng)一下降，把未注入的各基板10保 持在托架12上。具體地說，把各基板10放在各靜電卡盤14上，由各靜電卡盤14吸附并保 持。到此時(shí)為止，完成了通過上次批處理已注入離子后的基板10利用基板輸送裝置50a、 50b進(jìn)行的所述回收動作。然后，使保持未注入離子的基板10的托架12成為立起狀態(tài)。與此同時(shí)進(jìn)行下述 動作，即，在對加載互鎖機(jī)構(gòu)20a、20b進(jìn)行換氣返回到大氣壓狀態(tài)后，打開真空閥28。此后 返回到圖2所示的狀態(tài)，并反復(fù)進(jìn)行與上述動作相同的動作。上述的例子是對從位于第三基板輸送裝置50a —側(cè)的基板收納容器60取出來的 未注入離子的基板10，對每六個(gè)統(tǒng)一實(shí)施離子注入后，回收到原來的基板收納容器60中， 但對于從位于第四基板輸送裝置50b—側(cè)的基板收納容器60取出的基板10，也可以利用與 上述動作相同的動作，對每六個(gè)統(tǒng)一實(shí)施離子注入后，回收到原來的基板收納容器60中。
如上所述，按照本實(shí)施方式的離子注入裝置，由于裝備有第一加載互鎖機(jī)構(gòu)20a 和第二加載互鎖機(jī)構(gòu)20b以及分別具有兩個(gè)臂的第一基板輸送裝置30a和第二基板輸送裝 置30b，所以可以順利地使基板10在大氣一側(cè)和注入室8內(nèi)之間進(jìn)出，以及把基板10在各 加載互鎖機(jī)構(gòu)20a、20b和托架12之間輸送。因此提高了生產(chǎn)率。此外，由于使托架12在所述第一列C1和第二列C2內(nèi)分別能夠把多個(gè)基板10保持 在多行上，而且與此相對應(yīng)構(gòu)成第一基板輸送裝置30a和第二基板輸送裝置30b以及第一 加載互鎖機(jī)構(gòu)20a和第二加載互鎖機(jī)構(gòu)20b，所以可以對更多的基板10統(tǒng)一進(jìn)行離子注入， 并且由于在第一基板輸送裝置30a和第二基板輸送裝置30b以及第一加載互鎖機(jī)構(gòu)20a和 第二加載互鎖機(jī)構(gòu)20b中，可以對與所述多行對應(yīng)的多個(gè)基板10統(tǒng)一進(jìn)行操作，所以提高 了生產(chǎn)率。此外，由于裝備有中介裝置40，該中介裝置40具有在位于基板交換位置48的托架 12與所述第一臂32a至第四臂32d之間交接基板10起到中介作用的功能，以及具有統(tǒng)一 使保持在托架12上的各基板10的扭轉(zhuǎn)角Φ成為規(guī)定角度的功能，所以可以使基板10在 托架12與第一臂32a至第四臂32d之間的交接更順利地進(jìn)行。因此進(jìn)一步提高了生產(chǎn)率。 而且，可以統(tǒng)一使保持在托架12上的方形各基板10的扭轉(zhuǎn)角Φ與規(guī)定的角度一致。此外如前面參照圖4、圖5說明的那樣，由于托架12裝備有多個(gè)靜電卡盤14，該靜 電卡盤14的平面形狀做成方形，朝向與各基板10的扭轉(zhuǎn)角Φ對應(yīng)的方向固定靜電卡盤 14，所以在利用各靜電卡盤14保持帶有扭轉(zhuǎn)角Φ的各基板10進(jìn)行離子注入的情況下，可 以防止離子束14碰到靜電卡盤14而損傷靜電卡盤14。而且由于可以增加靜電卡盤14和 基板10的接觸面積，所以增加了對基板10的吸附力，并且增加了基板10和靜電卡盤14之 間的傳熱面積，可以有效地冷卻基板10。假設(shè)如圖15所示使靜電卡盤14不與基板10的扭轉(zhuǎn)角Φ對應(yīng)而固定在托架12 上，則出現(xiàn)了沒有被基板10覆蓋的靜電卡盤14的表面，在離子注入時(shí)離子束4 (例如參照 圖4)碰到該表面，由于濺射等可能使靜電卡盤14受到損傷。為了避免這種情況，如果把靜 電卡盤14做成小的方形或圓形，被基板10完全覆蓋，則靜電卡盤14與基板10的接觸面積 變小，導(dǎo)致由靜電卡盤14形成的吸附力降低，并且在基板10和靜電卡盤14之間的傳熱面 積變小，基板10的冷卻效率降低。圖16表示離子束4與托架12上基板10的排列等的關(guān)系的其他例子。該圖與圖4 對應(yīng)，但是對圖進(jìn)行了簡化。與圖2 圖5等所示的例子對應(yīng)的部分采用相同的附圖標(biāo)記， 下面圍繞與所述例子的不同點(diǎn)進(jìn)行說明。簡單地說，圖16所示的例子與圖2 圖5等所示例子的差別是托架12的驅(qū)動方 向和離子束4的長邊方向與圖2 圖5等所示例子的托架12的驅(qū)動方向和離子束4的長 邊方向相差90度。也就是說，圖16所示例子的情況是設(shè)置有托架驅(qū)動裝置，該托架驅(qū)動裝 置具有使托架12成水平狀態(tài)位于所述基板交換位置48上的功能；以及具有使托架12成立 起狀態(tài)后在離子束4照射區(qū)域如箭頭V所示在與所述X方向交叉的方向(例如Y方向)上 往復(fù)直線驅(qū)動該托架12的功能。使照射到基板10上時(shí)的離子束4經(jīng)過掃描或不經(jīng)過掃描的尺寸都是Wx，該尺寸Wx 覆蓋保持在托架12的兩列Cp C2上的基板10。由于除了上述的托架12的驅(qū)動方向和離子束4的尺寸以外，圖16所示例子與圖2 圖5等所示例子的情況相同，所以中介裝置40、基板輸送裝置30a、30b、第一加載互鎖機(jī) 構(gòu)20a、第二加載互鎖機(jī)構(gòu)20b等可以與圖2 圖5等所示例子的情況相同。圖16所示例子的結(jié)構(gòu)也是利用托架驅(qū)動裝置，在離子束4的照射區(qū)域往復(fù)直線驅(qū) 動把基板10保持在其兩列CpC2上的托架12，所以可以對多個(gè)基板10統(tǒng)一進(jìn)行離子注入。而且由于往復(fù)直線驅(qū)動托架12和基板10，所以與用轉(zhuǎn)盤的情況不同，在各基板10 面內(nèi)，基板10與離子束4的相對速度均勻。因此，可以使各基板10面內(nèi)的注入量分布的均 勻性好。除此以外，圖16所示例子也具有與圖2 圖5等所示例子的上述效果相同的效^ ο作為所述離子源2，也可以是在從該離子源2引出的離子束4的長邊方向(在圖 1 圖5所示例子的情況下為Y方向，以下相同)上設(shè)置具有多個(gè)燈絲的大的離子源。使用 設(shè)在注入室8內(nèi)的所述束監(jiān)測器68，測量離子束4在長邊方向上的束電流密度分布，并根據(jù) 從該束監(jiān)測器68得到的測量信息，利用控制裝置控制所述離子源2的各燈絲電流，使得對 托架12上的基板10照射的離子束4在長邊方向上的束電流密度分布均勻。由此可以得到在長邊方向上的尺寸更大、而且在長邊方向上的束電流密度分布的 均勻性更好的離子束4，所以可以對更多個(gè)基板10統(tǒng)一進(jìn)行均勻性好的離子注入。其結(jié)果， 可以進(jìn)一步增加進(jìn)行批處理的基板10的個(gè)數(shù)，所以能夠進(jìn)一步提高生產(chǎn)率。在上述說明中以各基板10是方形的情況為例進(jìn)行了說明，但各基板10也可以是 圓形的。在各基板10是圓形的情況下，使所述各靜電卡盤14的平面形狀也是圓形就可以。此外，在各基板10是圓形的情況下，也可以設(shè)置對準(zhǔn)器(aligner)(角度對準(zhǔn)裝 置)來替代所述扭轉(zhuǎn)導(dǎo)向件轉(zhuǎn)動裝置78和扭轉(zhuǎn)導(dǎo)向件升降裝置88，對準(zhǔn)器根據(jù)各基板10 具有的定向平面(orientation flat)或刻痕(notch)，使保持在托架12上的各基板10的 扭轉(zhuǎn)角與所希望的角度一致。例如可以使圖2所示的待機(jī)裝置66具有對準(zhǔn)器的功能?；?者也可以設(shè)置對準(zhǔn)器來替代待機(jī)裝置66。無論哪種情況下，只要對準(zhǔn)器(或該對準(zhǔn)功能) 能夠使一個(gè)基板10的角度與所希望的角度一致即可，但優(yōu)選的是能夠使在Y方向上多階配 置的多個(gè)基板10的角度與所希望的角度一致，因?yàn)檫@樣可以提高生產(chǎn)率。
權(quán)利要求
一種離子注入裝置，其特征在于，包括注入室，排氣成真空，被導(dǎo)入離子束；托架，設(shè)置在所述注入室內(nèi)，把照射所述離子束進(jìn)行離子注入的基板沿X方向保持在第一列和第二列兩列上；托架驅(qū)動裝置，能夠使所述托架處于水平狀態(tài)，并位于基板交換位置；還能夠使所述托架處于立起狀態(tài)，并在所述離子束的照射區(qū)域沿所述X方向往復(fù)直線驅(qū)動所述托架；第一加載互鎖機(jī)構(gòu)和第二加載互鎖機(jī)構(gòu)，用于使所述基板在大氣一側(cè)與所述注入室內(nèi)之間進(jìn)出；第一基板輸送裝置，具有第一臂和第二臂，兩個(gè)臂相互位于上下位置、并能夠以相同的中心線為中心相互獨(dú)立往復(fù)旋轉(zhuǎn)，其中，第一臂把基板從所述第一加載互鎖機(jī)構(gòu)輸送到位于所述基板交換位置的所述托架的第一列上；第二臂把基板從位于所述基板交換位置的所述托架的第一列輸送到所述第一加載互鎖機(jī)構(gòu)；以及第二基板輸送裝置，具有第三臂和第四臂，兩個(gè)臂相互位于上下位置、并能夠以相同的中心線為中心相互獨(dú)立往復(fù)旋轉(zhuǎn)，其中，第三臂把基板從所述第二加載互鎖機(jī)構(gòu)輸送到位于所述基板交換位置的所述托架的第二列上；第四臂把基板從位于所述基板交換位置的所述托架的第二列輸送到所述第二加載互鎖機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子注入裝置，其特征在于，所述托架在所述第一列和所述第二列內(nèi)能夠分別把多個(gè)基板保持在多行上， 照射所述基板時(shí)的所述離子束經(jīng)過掃描或不經(jīng)過掃描的尺寸都能夠覆蓋保持在所述 托架的多行上的基板，所述第一基板輸送裝置的所述第一臂和所述第二臂能夠分別在與所述托架的第一列 的多行對應(yīng)的位置上保持多個(gè)基板進(jìn)行輸送，所述第二基板輸送裝置的所述第三臂和所述第四臂能夠分別在與所述托架的第二列 的多行對應(yīng)的位置上保持多個(gè)基板進(jìn)行輸送，所述第一加載互鎖機(jī)構(gòu)能夠在與保持在所述第一基板輸送裝置的所述第一臂或第二 臂上的多個(gè)基板對應(yīng)的位置保持多個(gè)基板，所述第二加載互鎖機(jī)構(gòu)能夠在與保持在所述第二基板輸送裝置的所述第三臂或第四 臂上的多個(gè)基板對應(yīng)的位置保持多個(gè)基板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的離子注入裝置，其特征在于，所述離子注入裝置還包括 中介裝置，所述中介裝置設(shè)置在所述基板交換位置，并具有支承構(gòu)件，支承各所述基板，所 述支承構(gòu)件相對于每一個(gè)基板具有多個(gè)；以及升降裝置，統(tǒng)一使所述支承構(gòu)件升降，所述中 介裝置對在位于所述基板交換位置的所述托架與所述第一臂至所述第四臂之間交接基板 起到中介作用。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的離子注入裝置，其特征在于，所述基板是方形的基板。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的離子注入裝置，其特征在于，所述基板是圓形的基板。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的離子注入裝置，其特征在于，所述基板是方形的基板。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的離子注入裝置，其特征在于，所述基板是圓形的基板。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的離子注入裝置，其特征在于， 所述基板是方形的基板，所述離子注入裝置還包括中介裝置，所述中介裝置設(shè)置在所述基板交換位置，并具有 (a)升降銷，支承各所述基板，所述升降銷相對于每一個(gè)基板具有多個(gè)；(b)升降銷升降裝 置，統(tǒng)一使所述升降銷升降；(c)扭轉(zhuǎn)導(dǎo)向件，支承各所述基板的角部，所述扭轉(zhuǎn)導(dǎo)向件相 對于每一個(gè)基板具有多個(gè)；(d)扭轉(zhuǎn)導(dǎo)向件轉(zhuǎn)動裝置，統(tǒng)一使各基板用的所述扭轉(zhuǎn)導(dǎo)向件 繞各基板中心僅轉(zhuǎn)動規(guī)定的角度；以及(e)扭轉(zhuǎn)導(dǎo)向件升降裝置，統(tǒng)一使所述扭轉(zhuǎn)導(dǎo)向件 升降，所述中介裝置對在位于所述基板交換位置的所述托架與所述第一臂至所述第四臂之 間交接所述基板起到中介作用，并統(tǒng)一使保持在所述托架上的各基板的扭轉(zhuǎn)角成為規(guī)定角 度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的離子注入裝置，其特征在于，所述托架包括多個(gè)靜電卡盤，所 述多個(gè)靜電卡盤利用靜電分別吸附并保持各所述基板，所述靜電卡盤的平面形狀為方形， 朝向與各所述基板的扭轉(zhuǎn)角對應(yīng)的方向被固定。
10.一種離子注入裝置，其特征在于，包括 注入室，排氣成真空，被導(dǎo)入離子束；托架，設(shè)置在所述注入室內(nèi)，把照射所述離子束進(jìn)行離子注入的基板沿X方向保持在 第一列和第二列兩列上；托架驅(qū)動裝置，能夠使所述托架處于水平狀態(tài)，并位于基板交換位置；還能夠使所述托 架處于立起狀態(tài)，并在所述離子束的照射區(qū)域沿與所述X方向交叉的方向往復(fù)直線驅(qū)動所 述托架；第一加載互鎖機(jī)構(gòu)和第二加載互鎖機(jī)構(gòu)，用于使所述基板在大氣一側(cè)與所述注入室內(nèi) 之間進(jìn)出；第一基板輸送裝置，具有第一臂和第二臂，兩個(gè)臂相互位于上下位置、并能夠以相同的 中心線為中心相互獨(dú)立往復(fù)旋轉(zhuǎn)，其中，第一臂把基板從所述第一加載互鎖機(jī)構(gòu)輸送到位 于所述基板交換位置的所述托架的第一列上；第二臂把基板從位于所述基板交換位置的所 述托架的第一列輸送到所述第一加載互鎖機(jī)構(gòu)；以及第二基板輸送裝置，具有第三臂和第四臂，兩個(gè)臂相互位于上下位置、并能夠以相同的 中心線為中心相互獨(dú)立往復(fù)旋轉(zhuǎn)的臂，其中，第三臂把基板從所述第二加載互鎖機(jī)構(gòu)輸送 到位于所述基板交換位置的所述托架的第二列上；第四臂把基板從位于所述基板交換位置 的所述托架的第二列輸送到所述第二加載互鎖機(jī)構(gòu)，照射所述基板時(shí)的所述離子束經(jīng)過掃描或不經(jīng)過掃描的尺寸都能夠覆蓋保持在所述 托架上的兩列基板。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的離子注入裝置，其特征在于，所述托架在所述第一列和所述第二列內(nèi)能夠分別把多個(gè)基板保持在多行上， 所述第一基板輸送裝置的所述第一臂和所述第二臂能夠分別在與所述托架第一列的 多行對應(yīng)的位置上保持多個(gè)基板進(jìn)行輸送，所述第二基板輸送裝置的所述第三臂和所述第四臂能夠分別在與所述托架第二列的 多行對應(yīng)的位置上保持多個(gè)基板進(jìn)行輸送，所述第一加載互鎖機(jī)構(gòu)能夠在與保持在所述第一基板輸送裝置的所述第一臂或第二 臂上的多個(gè)基板對應(yīng)的位置保持多個(gè)基板，所述第二加載互鎖機(jī)構(gòu)能夠在與保持在所述第二基板輸送裝置的所述第三臂或第四臂上的多個(gè)基板對應(yīng)的位置保持多個(gè)基板。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或者11所述的離子注入裝置，其特征在于，所述離子注入裝置還 包括中介裝置，所述中介裝置設(shè)置在所述基板交換位置，并具有支承構(gòu)件，支承各所述基 板，所述支承構(gòu)件相對于每一個(gè)基板具有多個(gè)；以及升降裝置，統(tǒng)一使所述支承構(gòu)件升降， 所述中介裝置對在位于所述基板交換位置的所述托架與所述第一臂至所述第四臂之間交 接基板起到中介作用。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的離子注入裝置，其特征在于，所述基板是方形的基板。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的離子注入裝置，其特征在于，所述基板是圓形的基板。
15.根據(jù)權(quán)利要求10或者11所述的離子注入裝置，其特征在于，所述基板是方形的基板。
16.根據(jù)權(quán)利要求10或者11所述的離子注入裝置，其特征在于，所述基板是圓形的基板。
17.根據(jù)權(quán)利要求10或者11所述的離子注入裝置，其特征在于， 所述基板是方形的基板，所述離子注入裝置還包括中介裝置，所述中介裝置設(shè)置在所述基板交換位置，并具有 (a)升降銷，支承各所述基板，所述升降銷相對于每一個(gè)基板具有多個(gè)；(b)升降銷升降裝 置，統(tǒng)一使所述升降銷升降；(c)扭轉(zhuǎn)導(dǎo)向件，支承各所述基板的角部，所述扭轉(zhuǎn)導(dǎo)向件相 對于每一個(gè)基板具有多個(gè)；(d)扭轉(zhuǎn)導(dǎo)向件轉(zhuǎn)動裝置，統(tǒng)一使各基板用的所述扭轉(zhuǎn)導(dǎo)向件 繞各基板中心僅轉(zhuǎn)動規(guī)定的角度；以及(e)扭轉(zhuǎn)導(dǎo)向件升降裝置，統(tǒng)一使所述扭轉(zhuǎn)導(dǎo)向件 升降，所述中介裝置對在位于所述基板交換位置的所述托架與所述第一臂至所述第四臂之 間交接所述基板起到中介作用，并統(tǒng)一使保持在所述托架上的各基板的扭轉(zhuǎn)角成為規(guī)定角 度。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的離子注入裝置，其特征在于，所述托架包括多個(gè)靜電卡盤， 所述多個(gè)靜電卡盤利用靜電分別吸附并保持各所述基板，所述靜電卡盤的平面形狀為方 形，朝向與各所述基板的扭轉(zhuǎn)角對應(yīng)的方向被固定。
全文摘要
本發(fā)明提供一種離子注入裝置，能統(tǒng)一對多個(gè)基板進(jìn)行離子注入，且使各基板面內(nèi)的離子注入量分布均勻。該離子注入裝置包括注入室(8)，被導(dǎo)入離子束(4)；托架(12)，把基板(10)沿X方向保持在第一列和第二列兩列上；托架驅(qū)動裝置(16)，能使托架(12)成水平狀態(tài)且位于基板交換位置(48)，還能使托架(12)成立起狀態(tài)，在離子束(4)的照射區(qū)域沿X方向往復(fù)直線驅(qū)動托架(12)。還具有兩個(gè)加載互鎖機(jī)構(gòu)(20a，20b)、以及兩個(gè)基板輸送裝置(30a，30b)，基板輸送裝置(30a，30b)各具有兩個(gè)在各加載互鎖機(jī)構(gòu)(20a，20b)與基板交換位置(48)之間輸送基板(10)的臂(32a～32d)。
文檔編號C23C14/48GK101921990SQ20091026162
公開日2010年12月22日 申請日期2009年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月11日
發(fā)明者小野田正敏, 立道潤一, 織平浩一 申請人:日新離子機(jī)器株式會社