JP6007004B2 - Substrate holding device, substrate processing device - Google Patents
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Description
本発明は、二枚の基板を保持する基板保持装置、基板処理装置に関する。 The present invention relates to a substrate holding apparatus and a substrate processing apparatus that hold two substrates.
二枚の基板を保持する従来の基板保持装置(デュアル・ステージ装置)を備えるイオン注入装置では、基板保持装置により、二枚の基板は水平方向に離間して配置されており、イオンビームが水平方向に振り分けられることで、二枚の基板に順番にイオンビームの照射が行われていた。 In an ion implantation apparatus equipped with a conventional substrate holding device (dual stage device) that holds two substrates, the two substrates are horizontally spaced apart by the substrate holding device, and the ion beam is horizontal. By allocating in the direction, the two substrates were sequentially irradiated with the ion beam.
そのため、一方の基板に入射するイオンビームの入射角と、他方の基板に入射するイオンビームの入射角とは異なる値になり、基板の表面に対して垂直に入射するパラレルビームで両方の基板に注入処理を行うことはできなかった。 For this reason, the incident angle of the ion beam incident on one substrate is different from the incident angle of the ion beam incident on the other substrate, and the parallel beam incident perpendicularly to the surface of the substrate is applied to both substrates. The injection process could not be performed.
また、イオンビームを水平方向に振り分けるためには、イオンビーム発生装置から基板の表面までの通過経路長を長くせねばならず、装置が大型化してしまうという問題があった。 Further, in order to distribute the ion beam in the horizontal direction, it is necessary to increase the length of the passage path from the ion beam generator to the surface of the substrate, which causes a problem that the apparatus becomes large.
本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的の一つは、二枚の基板を、異なる時刻に同じ基準位置に配置し、同じ基準方向に向けることができる基板保持装置を提供することにある。
また、本発明の目的の一つは、照射線の照射位置を静止させた状態で、二枚の基板に順番に照射線を照射できる基板処理装置を提供することにある。
The present invention was created to solve the above-mentioned disadvantages of the prior art, and one of its purposes is to place two substrates at the same reference position at different times and to face the same reference direction. An object of the present invention is to provide a substrate holding device that can be used.
Another object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus capable of sequentially irradiating two substrates with irradiation rays while the irradiation position of the irradiation rays is stationary.
上記課題を解決するために本発明は、第一、第二の基板をそれぞれ保持する第一、第二のハンドと、前記第一、第二のハンドを、鉛直方向への上下移動と、水平面内での旋回移動と、水平面内での直線移動とをさせる第一、第二のハンド移動装置と、前記第一、第二のハンドの向きを変更し、前記第一、第二のハンドにそれぞれ保持された前記第一、第二の基板の表面を、上方向又は横方向にそれぞれ向けさせる第一、第二の向き変更装置と、前記第一、第二のハンド移動装置を制御して、前記第一、第二のハンドを移動させ、前記第一、第二の向き変更装置を制御して、第一、第二のハンドの向きを変更させる制御装置と、を有する基板保持装置であって、前記制御装置には、基準位置と基準方向が設定され、前記第一、第二のハンドに保持された前記第一、第二の基板は、前記第一、第二のハンドにより、異なる時刻に同じ前記基準位置に位置し、同じ前記基準方向に向けられるように構成され、前記第一、第二のハンド移動装置は、前記旋回移動の中心を含む中心軸線を中心に回転し、前記第一、第二のハンドを前記旋回移動させる第一、第二の回転軸と、水平面内で延設され、前記延設された方向に沿って、前記第一、第二のハンドに前記直線移動をさせる第一、第二の直線移動装置と、鉛直に立設され、立設された上下方向に沿って、前記第一、第二のハンドに前記上下移動をさせる第一、第二の上下移動装置とを有し、前記第一、第二の回転軸の中心軸線は水平面に対して静止され、前記第一、第二の回転軸が回転すると、前記第一、第二の直線移動装置は水平面内で旋回移動される基板保持装置である。
本発明は基板保持装置であって、前記第一、第二の直線移動装置の延設された方向と平行な向きに伸ばされ、一端に前記第一、第二のハンドが取り付けられた第一、第二の腕部材を有し、前記基準位置から前記第一、第二のハンド移動装置を見たときに、前記第一のハンド移動装置は左側に位置し、前記第二のハンド移動装置は右側に位置し、前記第一のハンドが前記基準位置に配置された状態では、前記第一の直線移動装置の延設された方向は左右方向と平行に向けられ、前記第一のハンドは前記第一の腕部材の右側の端部に位置し、前記第二のハンドが前記基準位置に配置された状態では、前記第二の直線移動装置の延設された方向は前記左右方向と平行に向けられ、前記第二のハンドは前記第二の腕部材の左側の端部に位置する基板保持装置である。
本発明は基板保持装置であって、前記第一の直線移動装置の延設された方向に平行で前記第一のハンドの中心を通る直線と、前記第一の回転軸の中心軸線との間の間隔と、前記第二の直線移動装置の延設された方向に平行で前記第二のハンドの中心を通る直線と、前記第二の回転軸の中心軸線との間の間隔とは、それぞれ、前記第一の回転軸の中心軸線と前記第二の回転軸の中心軸線との間の間隔の半分の長さである基板保持装置である。
本発明は、前記基板保持装置と、真空槽と、前記真空槽内に照射線を射出する照射装置と、を有し、前記第一、第二のハンドは前記真空槽内に配置され、前記基準位置は、前記照射線の照射位置である基板処理装置である。
本発明は基板処理装置であって、前記基準位置から前記第一、第二のハンド移動装置を見たときに、前記第一、第二のハンド移動装置の後方には補助真空槽が配置された基板処理装置である。
本発明は基板処理装置であって、前記補助真空槽を複数個有し、各前記補助真空槽は前記上下方向に並んで配置された基板処理装置である。
本発明は基板処理装置であって、前記制御装置は、前記照射位置を基準面に対して静止させた状態で、前記第一の基板が前記照射位置に位置する場合には、前記第一の基板を移動させることで、前記照射位置を、前記第一の基板上に設定された渦巻上を渦巻に沿って移動させ、前記第二の基板が前記照射位置に位置する場合には、前記第二の基板を移動させることで、前記照射位置を、前記第二の基板上に設定された渦巻上を渦巻に沿って移動させるように構成された基板処理装置である。
また本発明は、基板保持装置と、真空槽と、前記真空槽内に照射線を射出する照射装置と、を有し、前記基板保持装置は、第一、第二の基板をそれぞれ保持する第一、第二のハンドと、前記第一、第二のハンドを、鉛直方向への上下移動と、水平面内での旋回移動と、水平面内での直線移動とをさせる第一、第二のハンド移動装置と、前記第一、第二のハンドの向きを変更し、前記第一、第二のハンドにそれぞれ保持された前記第一、第二の基板の表面を、上方向又は横方向にそれぞれ向けさせる第一、第二の向き変更装置と、前記第一、第二のハンド移動装置を制御して、前記第一、第二のハンドを移動させ、前記第一、第二の向き変更装置を制御して、第一、第二のハンドの向きを変更させる制御装置と、を有し、前記制御装置には、基準位置と基準方向が設定され、前記第一、第二のハンドに保持された前記第一、第二の基板は、前記第一、第二のハンドにより、異なる時刻に同じ前記基準位置に位置し、同じ前記基準方向に向けられるように構成され、前記第一、第二のハンドは前記真空槽内に配置され、前記基準位置は、前記照射線の照射位置である基板処理装置であって、前記制御装置は、前記照射位置を基準面に対して静止させた状態で、前記第一の基板が前記照射位置に位置する場合には、前記第一の基板を移動させることで、前記照射位置を、前記第一の基板上に設定された渦巻上を渦巻に沿って移動させ、前記第二の基板が前記照射位置に位置する場合には、前記第二の基板を移動させることで、前記照射位置を、前記第二の基板上に設定された渦巻上を渦巻に沿って移動させるように構成された基板処理装置である。
本発明は基板処理装置であって、前記第一、第二のハンド移動装置は、前記旋回移動の中心を含む中心軸線を中心に回転し、前記第一、第二のハンドを前記旋回移動させる第一、第二の回転軸と、水平面内で延設され、前記延設された方向に沿って、前記第一、第二のハンドに前記直線移動をさせる第一、第二の直線移動装置と、鉛直に立設され、立設された上下方向に沿って、前記第一、第二のハンドに前記上下移動をさせる第一、第二の上下移動装置とを有する基板処理装置である。
本発明は基板処理装置であって、前記基準位置から前記第一、第二のハンド移動装置を見たときに、前記第一、第二のハンド移動装置の後方には補助真空槽が配置された基板処理装置である。
本発明は基板処理装置であって、前記補助真空槽を複数個有し、各前記補助真空槽は前記上下方向に並んで配置された基板処理装置である。
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a first hand and a second hand that respectively hold the first and second substrates, the vertical movement of the first and second hands, and a horizontal plane. Change the direction of the first and second hands, and the first and second hands. Controlling the first and second orientation changing devices for respectively directing the surfaces of the first and second substrates held respectively upward or laterally and the first and second hand moving devices; And a control device that moves the first and second hands, controls the first and second orientation changing devices, and changes the orientations of the first and second hands. Therefore, a reference position and a reference direction are set in the control device, and are stored in the first and second hands. Has been the first, second substrate by said first, second hand, located at the same the reference position at different times, is configured to be oriented in the same the reference direction, the first, second The second hand moving device rotates around a central axis including the center of the swivel movement, and extends in a horizontal plane with the first and second rotation shafts for turning the first and second hands. And first and second linear movement devices that cause the first and second hands to move linearly along the extended direction, and vertically and vertically Along the first and second vertical movement devices that cause the first and second hands to move up and down, and the central axes of the first and second rotating shafts are stationary with respect to a horizontal plane. When the first and second rotating shafts rotate, the first and second linear movement devices are in a horizontal plane. A substrate holding apparatus are moved times.
The present invention is a substrate holding device, which is extended in a direction parallel to the extending direction of the first and second linear movement devices, and the first and second hands are attached to one end. The first hand moving device is located on the left side and the second hand moving device is located on the right side when the first and second hand moving devices are viewed from the reference position. In the state where the first hand is disposed at the reference position, the extending direction of the first linear moving device is directed parallel to the left-right direction, and the first hand is When the second hand is located at the right end of one arm member and the second hand is disposed at the reference position, the extending direction of the second linear moving device is parallel to the left-right direction. The second hand is a substrate holding member located at the left end of the second arm member. It is a device.
The present invention is a substrate holding device between a straight line passing through the center of the first hand parallel to the extending direction of the first linear movement device and a central axis of the first rotation shaft And the distance between the straight line passing through the center of the second hand parallel to the extending direction of the second linear movement device and the central axis of the second rotating shaft, respectively. The substrate holding device has a length that is half the distance between the central axis of the first rotary shaft and the central axis of the second rotary shaft.
The present invention includes the substrate holding device, a vacuum chamber, and an irradiation device that emits irradiation rays into the vacuum chamber, wherein the first and second hands are disposed in the vacuum chamber, The reference position is a substrate processing apparatus that is the irradiation position of the irradiation line.
The present invention is a substrate processing apparatus, and when the first and second hand moving devices are viewed from the reference position, an auxiliary vacuum chamber is disposed behind the first and second hand moving devices. Substrate processing apparatus.
The present invention is a substrate processing apparatus, comprising a plurality of the auxiliary vacuum chambers, wherein each of the auxiliary vacuum chambers is arranged in the vertical direction.
The present invention is a substrate processing apparatus, wherein the control device is configured such that the first substrate is positioned at the irradiation position when the irradiation position is stationary with respect to a reference plane. When the substrate is moved, the irradiation position is moved along the spiral on the spiral set on the first substrate, and when the second substrate is positioned at the irradiation position, The substrate processing apparatus is configured to move the irradiation position along a spiral on the spiral set on the second substrate by moving a second substrate.
The present invention further includes a substrate holding device, a vacuum chamber, and an irradiation device that emits an irradiation beam into the vacuum chamber, wherein the substrate holding device holds the first and second substrates, respectively. First and second hands that cause the first and second hands and the first and second hands to move vertically in the vertical direction, swivel movement in a horizontal plane, and linear movement in a horizontal plane. The direction of the moving device and the first and second hands is changed, and the surfaces of the first and second substrates respectively held by the first and second hands are respectively upward or lateral. Controlling the first and second orientation changing devices and the first and second hand moving devices to move the first and second hands, and the first and second orientation changing devices. And a control device that changes the orientations of the first and second hands. A position and a reference direction are set, and the first and second substrates held by the first and second hands are positioned at the same reference position at different times by the first and second hands. The substrate processing apparatus is configured to be directed in the same reference direction, the first and second hands are disposed in the vacuum chamber, and the reference position is an irradiation position of the irradiation line, The control device moves the first substrate when the first substrate is located at the irradiation position in a state where the irradiation position is stationary with respect to a reference plane, thereby moving the irradiation position. Is moved along the spiral set on the first substrate, and when the second substrate is located at the irradiation position, the second substrate is moved, Vortex the swirl on the swirl set on the second substrate. Is the substrate processing apparatus having the structure as to move along.
The present invention is a substrate processing apparatus, wherein the first and second hand moving devices rotate around a central axis including the center of the swivel movement, and cause the first and second hands to swivel. First and second rotating shafts and first and second linear moving devices that extend in a horizontal plane and cause the first and second hands to move along the extending direction. And a first and second vertical movement device for vertically moving the first and second hands along the vertical direction.
The present invention is a substrate processing apparatus, and when the first and second hand moving devices are viewed from the reference position, an auxiliary vacuum chamber is disposed behind the first and second hand moving devices. Substrate processing apparatus.
The present invention is a substrate processing apparatus, comprising a plurality of the auxiliary vacuum chambers, wherein each of the auxiliary vacuum chambers is arranged in the vertical direction.
<原理>
一定面積の照射領域の中心に、渦巻上を渦巻に沿って移動させる基本原理を説明する。
<Principle>
The basic principle of moving on the spiral along the spiral at the center of the irradiation area of a certain area will be described.
ここでは、渦巻状の線間ピッチが一定である、いわゆるアルキメデス・スパイラル経路上を、速度v(t)で通過する点座標を定義する。
アルキメデス・スパイラルの一般式は、下記数式(1)で示される。
Here, a point coordinate is defined that passes at a velocity v (t) on a so-called Archimedes spiral path in which the spiral line-to-line pitch is constant.
The general formula of Archimedes spiral is shown by the following formula (1).
これを展開すると、半径方向速度は下記数式(2)、角速度は下記数式(3)で示される。 When developed, the radial velocity is expressed by the following mathematical formula (2), and the angular velocity is expressed by the following mathematical formula (3).
ここで、半径距離R(t)は、下記数式(4)より、下記数式(5)として算出すればよい。 Here, the radial distance R (t) may be calculated as the following formula (5) from the following formula (4).
また、移動角度θ(t)も同様に、下記数式(6)より、下記数式(7)として算出すればよい。 Similarly, the movement angle θ (t) may be calculated as the following formula (7) from the following formula (6).
なお、各々の初期値は任意に定めることができる。 Each initial value can be arbitrarily determined.
以上によって算出された極座標系軌道を直交座標系に展開すれば、2直動軸で駆動することができる。例えば、下記数式(8)、(9)として各直動軸に分配する。 If the polar coordinate system trajectory calculated as described above is developed into an orthogonal coordinate system, it can be driven with two linear motion axes. For example, the following mathematical formulas (8) and (9) are distributed to the respective linear motion axes.
2直動軸で駆動する駆動機構の負荷の大きさを検討する。
渦巻経路上を等速(vsp)で移動させる場合を、一方軸について検討する。なお、直交軸はπ/2だけ位相が異なるのみである。
2. Consider the magnitude of the load on the drive mechanism driven by the linear motion shaft.
When moving at a constant speed (v sp ) on the spiral path, consider one axis. The orthogonal axis only differs in phase by π / 2.
移動装置によって照射対象物が一定値の半径R0の回転運動をすることで、照射領域が照射対象物上を半径R0の回転運動をしているものとすると、渦巻経路の小径部分における回転運動の水平方向成分は下記数式(10)で示される。 Assuming that the irradiation object is rotating with a radius R 0 on the irradiation object by rotating the irradiation object with a constant radius R 0 by the moving device, the rotation of the spiral path in the small-diameter portion is performed. The horizontal component of the motion is expressed by the following formula (10).
ここでωは小径部分での角速度であり、下記数式(11)で示される。 Here, ω is an angular velocity at the small diameter portion, and is represented by the following mathematical formula (11).
上記数式(10)、(11)より、小径部分における水平方向速度、水平方向加速度はそれぞれ下記数式(12)、(13)で示すことができる。 From the above formulas (10) and (11), the horizontal speed and the horizontal acceleration at the small diameter portion can be expressed by the following formulas (12) and (13), respectively.
よって、最大速度はvspで与えられ、最大加速度はvsp 2/R0で与えられる。 Thus, the maximum speed is given by v sp and the maximum acceleration is given by v sp 2 / R 0 .
第一、第二の基板を、異なる時刻に同じ基準位置に位置させ、同じ基準方向に向けることができるので、第一、第二の基板に照射線を照射する場合には、照射線の照射位置を基準面に対して静止させた状態で、第一、第二の基板に順に照射線を照射することが可能となり、第一、第二の基板に同一の入射角度で照射線を照射することが可能となる。従って、照射線がイオンビームの場合には、第一、第二の基板に注入するイオンの注入深さを等しく揃えることができる。
照射線がイオンビームや電子線などの荷電粒子線の場合には、荷電粒子線を曲げるために経路長を長くする必要がなくなり、装置を小型化できる。
Since the first and second substrates can be positioned at the same reference position at different times and directed in the same reference direction, when irradiating irradiation rays to the first and second substrates, irradiation of irradiation rays With the position being stationary with respect to the reference plane, it becomes possible to irradiate the first and second substrates in order, and irradiate the first and second substrates with the same incident angle. It becomes possible. Therefore, when the irradiation beam is an ion beam, the implantation depths of ions implanted into the first and second substrates can be made equal.
When the irradiation beam is a charged particle beam such as an ion beam or an electron beam, it is not necessary to increase the path length in order to bend the charged particle beam, and the apparatus can be miniaturized.
本発明の基板保持装置10(図2)を備える基板処理装置50の構造を説明する。
図1は、基板処理装置50の内部構成図である。
The structure of the
FIG. 1 is an internal configuration diagram of the
基板処理装置50は、真空槽56と、照射装置40と、基板保持装置10とを有している。
照射装置40は、荷電粒子や電磁波を真空槽56内に射出する照射装置であり、ここでは、照射装置40は、荷電粒子線(イオンビーム)を照射線として射出するイオン照射装置であり、照射装置40は、イオンを発生するイオン源41と、イオン源41からイオンを引き出す引出電極47と、引出電極47で引き出されたイオンの中から所望の種類のイオンを取り出す質量分析部42と、質量分析部42で取り出されたイオンをビーム状に整形するレンズ部46とを有している。
The
The
質量分析部42は、互いに対向して配置された第一、第二の電磁石42a、42bと、第一の電磁石42aと第二の電磁石42bとの間に配置された真空配管42cとを有してる。
The mass spectrometer 42 includes first and
真空配管42cの中心軸線は第一、第二の電磁石42a、42bの表面と平行な一の平面内で弓なりに曲げられており、一端と他端には第一、第二の補助真空配管43、45がそれぞれ接続されている。
The central axis of the vacuum pipe 42c is bent like a bow in one plane parallel to the surfaces of the first and
第一の補助真空配管43はイオン源41に接続され、引出電極47は第一の補助真空配管43の内側に配置されている。レンズ部46は第二の補助真空配管45の内側に配置されている。
The first
イオン源41にはガス導入部38が接続されている。真空槽56内と照射装置40内とが真空排気され、ガス導入部38からイオン源41内に原料ガスが導入され、電源37aからイオン源41内に電力が供給されると、導入された原料ガスは電離されてプラズマが生成される。
A
電源37bから引出電極47に電圧が印加され、イオン源41と引出電極47との間に電界が形成されると、プラズマ中のイオンはイオン源41から引出電極47に向かって加速されて、第一の補助真空配管43内に引き出され、引出電極47を通過して、質量分析部42に入射する。
When a voltage is applied to the
電源37cから質量分析部42の第一、第二の電磁石42a、42bに電流が流されると、第一の電磁石42aと第二の電磁石42bとの間に磁界が形成され、真空配管42c内を飛行するイオンはローレンツ力を受けて軌道が曲げられる。第一、第二の電磁石42a、42bに流す電流量を調整すると、磁界の大きさが調整され、所望のイオンだけが真空配管42cを通過して、第二の補助真空配管45内に放出される。
When a current flows from the
レンズ部46は四重極電磁石であり、電源37dからレンズ部46に電流が流されると、レンズ部46の内側に磁界が形成され、質量分析部42から放出されたイオンはレンズ部46が形成する磁界により集束され、ビーム状に整形され、第二の補助真空配管45の端部である放出口48から外側に放出される。
The
放出口48は真空槽56に接続されており、真空槽56には真空排気部55が接続されている。真空排気部55は動作されており、真空槽56内は真空排気され、真空雰囲気が形成されている。
放出口48から放出された照射線(イオンビーム)は、真空排気された真空槽56内を、ここでは集束されながら直進する。符号49は照射線の中心軸線であるビーム軸を示している。
The
The irradiation line (ion beam) emitted from the
例えば基板処理装置50が配置された建築物の床面等、基準となる平面を基準面51とすると、照射装置40と真空槽56とは、基準面51に対して静止されている。照射位置59は、真空槽56内の決められた位置であり、基準面51に対して静止されている。照射線は、そのビーム軸49が照射位置59を通るように、照射位置59に向けて進行する。
For example, when a
本発明の基板保持装置10は真空槽56内に配置され、基板保持装置10の一部は基準面51に対して静止され、他の部分は、基準面51に対して移動するように構成されている。
The
図2は基板保持装置10の概略立体図、図3は同概略平面図、図4は同概略正面図である。
2 is a schematic three-dimensional view of the
基板保持装置10は、第一、第二の基板28a、28bをそれぞれ保持する第一、第二のハンド18a、18bと、第一、第二のハンド18a、18bを、鉛直方向への上下移動と、水平面内での旋回移動と、水平面内での直線移動とをさせる第一、第二のハンド移動装置17a、17bと、第一、第二のハンド18a、18bの向きを変更し、第一、第二のハンド18a、18bにそれぞれ保持された第一、第二の基板28a、28bの表面を、上方向又は横方向にそれぞれ向けさせる第一、第二の向き変更装置14a、14bと、第一、第二のハンド移動装置17a、17bを制御して前記第一、第二のハンド18a、18bを移動させ、第一、第二の向き変更装置14a、14bを制御して、第一、第二のハンド18a、18bの向きを変更させる制御装置19とを有している。
The
本実施形態では、第一、第二のハンド移動装置17a、17bは、旋回移動の中心を含む中心軸線を中心に回転し、第一、第二のハンド18a、18bを旋回移動させる第一、第二の回転軸11a、11bと、水平面内で延設され、延設された方向に沿って、第一、第二のハンド18a、18bに直線移動をさせる第一、第二の直線移動装置12a、12bと、鉛直に立設され、立設された上下方向63に沿って、第一、第二のハンド18a、18bに上下移動をさせる第一、第二の上下移動装置13a、13bとを有している。
In the present embodiment, the first and second
第一、第二の回転軸11a、11bは、水平方向に離間して配置され、基準面51に対して静止されており、第一、第二の回転軸11a、11bの中心軸線は鉛直方向と平行に向けられている。
The first and
第一、第二の回転軸11a、11bの上端には、第一、第二の回転部材15a、15bが固定されており、下端には、真空槽56の外部に配置されたモーター35a、35bがそれぞれが接続されている。モーター35a、35bを動作させると、第一、第二の回転軸11a、11bは、第一、第二の回転部材15a、15bと一緒に、第一、第二の回転軸11a、11bの中心軸線を中心に回転する。
First and second
第一、第二の直線移動装置12a、12bは細長形状であり、長手方向を水平面と平行に向けられて、第一、第二の回転部材15a、15b上に配置され、第一、第二の回転部材15a、15bに固定されている。
第一、第二の直線移動装置12a、12bはここではリニアモータであり、長手方向に沿って複数の不図示の電磁石が並んで設けられている。第一、第二の直線移動装置12a、12b上には、第一、第二の直線移動部材22a、22bがそれぞれ配置されており、第一、第二の直線移動部材22a、22bには不図示の固定磁石が設けられている。
The first and second
Here, the first and second
第一、第二の直線移動装置12a、12bに設けられた電磁石の磁極を、長手方向に沿って交互に変化させると、電磁石と固定磁石との間に発生する磁力により、第一、第二の直線移動部材22a、22bは、第一、第二の直線移動装置12a、12b上を延設された方向に沿って直線移動する。
When the magnetic poles of the electromagnets provided in the first and second linear moving
なお、第一、第二の直線移動装置12a、12bは、第一、第二の直線移動装置12a、12b上に配置された第一、第二の直線移動部材22a、22bを、延設された方向に沿って直線移動できるならば、上述のリニアモータに限定されず、例えばラック・アンド・ピニオン、又はボールネジであってもよい。
The first and second linear moving
第一、第二の上下移動装置13a、13bは細長形状であり、長手方向を鉛直方向と平行に向けられて、第一、第二の直線移動部材22a、22b上に配置され、第一、第二の直線移動部材22a、22bにそれぞれ固定されている。
第一、第二の上下移動装置13a、13b上には第一、第二の上下移動部材23a、23bがそれぞれ配置されている。
The first and second up-and-down moving
First and second
第一、第二の上下移動部材23a、23bはここでは細長形状であり、長手方向を第一、第二の直線移動装置12a、12bの延設された方向に対して直角な水平方向に向けられている。
第一、第二の上下移動装置13a、13bと第一、第二の上下移動部材23a、23bの構造は、第一、第二の直線移動装置12a、12bと第一、第二の直線移動部材22a、22bの構造と同じであり、説明を省略する。
Here, the first and second vertically moving
The structures of the first and second
第一、第二の上下移動装置13a、13bを動作させると、第一、第二の上下移動部材23a、23bは、第一、第二の上下移動装置13a、13b上を立設された方向、すなわち上下方向63に沿って直線移動する。
When the first and second
本実施形態では、基板保持装置10は、第一、第二の直線移動装置12a、12bの延設された方向と平行な向きに伸ばされた第一、第二の腕部材16a、16bを有している。
第一、第二の腕部材16a、16bの一端は、第一、第二の上下移動部材23a、23bの先端に取り付けられ、他端には第一、第二のハンド18a、18bが取り付けられている。
In the present embodiment, the
One end of the first and
第一の回転軸11aの中心軸線と第二の回転軸11bの中心軸線とを含む平面を回転軸平面とし、回転軸平面の両面のうち、放出口48側の表面と対向する位置から第一、第二の回転軸11a、11bを見たときに、第一の回転軸11aは左側に位置し、第二の回転軸11bは右側に位置しており、第一の上下移動部材23aの先端が回転軸平面の表面と同じ向き(すなわち前向き)に向けられた状態では、第一のハンド18aは第一の腕部材16aの右側の端部に位置し、第二の上下移動部材23bの先端が前向きに向けられた状態では、第二のハンド18bは第二の腕部材16bの左側の端部に位置している。
A plane including the central axis of the first
図5を参照し、第一の上下移動部材23aの先端が回転軸平面の表面と同じ向き(すなわち前向き)に向けられ、第二の上下移動部材23bの先端が左向きに向けられた第一の状態、又は図2を参照し、第一の上下移動部材23aの先端が右向きに向けられ、第二の上下移動部材23bの先端が前向きに向けられた第二の状態では、第一、第二のハンド18a、18bは水平方向に離間して配置されており、第一、第二の上下移動装置13a、13bを動作させると、第一、第二のハンド18a、18bは互いに衝突しないで上下方向63に直線移動する。
Referring to FIG. 5, the first
また、図3を参照し、第一、第二のハンド18a、18bが上下方向63に対して互いに異なる高さに配置された状態では、第一、第二の回転軸11a、11bを回転させると、第一、第二のハンド18a、18bは互いに衝突しないで第一、第二の回転軸11a、11bの中心軸線を中心に旋回移動して、第一、第二の上下移動部材23a、23bの先端の向きは第一の状態と第二の状態との間で変化される。
In addition, referring to FIG. 3, when the first and
なお、第一、第二の回転軸11a、11bと、第一、第二の直線移動装置12a、12bと、第一、第二の上下移動装置13a、13bとは、この順序で積み上げられた構成に限定されず、例えば、第一、第二の上下移動装置13a、13b上に第一、第二の回転軸11a、11bが配置され、第一、第二の回転軸11a、11b上に第一、第二の直線移動装置12a、12bが配置されており、又は、第一、第二の回転軸11a、11b上に第一、第二の上下移動装置13a、13bが配置され、第一、第二の上下移動装置13a、13b上に第一、第二の直線移動装置12a、12bが配置されており、第一、第二の腕部材16a、16bは第一、第二の直線移動部材22a、22bに取り付けられていてもよい。
The first and
第一、第二の向き変更装置14a、14bは、第一、第二の腕部材16a、16bと第一、第二の上下移動部材23a、23bとの接続部分に配置されている。
第一、第二の向き変更装置14a、14bはモーターを備えており、モーターを動作させると、第一、第二の腕部材16a、16bは、それぞれ中心軸線を中心に回転する。
The first and second
The first and second
第一、第二のハンド18a、18bは円板形状であり、表面を第一、第二の腕部材16a、16bの中心軸線と平行に向けられている。
第一、第二のハンド18a、18bはここでは静電チャックであり、内部に不図示の吸着用電極が埋設されている。吸着用電極に電圧が印加されると、第一、第二のハンド18a、18bの表面に電場が形成され、第一、第二のハンド18a、18bの表面に配置された第一、第二の基板28a、28bは、第一、第二のハンド18a、18bの表面に静電吸着される。
The first and
Here, the first and
そして、第一、第二の向き変更装置14a、14bを動作させると、第一、第二のハンド18a、18bは第一、第二の腕部材16a、16bと一緒に、第一、第二の腕部材16a、16bの中心軸線を中心に回転され、第一、第二のハンド18a、18bの向きが変更され、第一、第二のハンド18a、18bに静電吸着された第一、第二の基板28a、28bの表面は上方向又は横方向にそれぞれ向けられる。
When the first and second
制御装置19には、基準位置と基準方向が設定されており、第一、第二のハンド18a、18bに保持された第一、第二の基板28a、28bは、第一、第二のハンド18a、18bにより、異なる時刻に同じ基準位置に位置し、同じ基準方向に向けられるように構成されている。
A reference position and a reference direction are set in the
ここでは第一の基板28aの表面が横方向に向けられたときの、第一の基板28aが位置する平面と第一の回転軸11aの中心軸線との間の距離は、第二の基板28bの表面が横方向に向けられたときの、第二の基板28bが位置する平面と第二の回転軸11bの中心軸線との間の距離と等しくされている。
Here, when the surface of the
そのため、第一、第二の上下移動部材23a、23bの先端の向きが第一の状態(図5参照)で、第一の基板28aの表面が横方向に向けられたときの、第一の基板28aの表面と、第一、第二の上下移動部材23a、23bの先端の向きが第二の状態(図2参照)で、第二の基板28bの表面が横方向に向けられたときの、第二の基板28bの表面とは、同一の移動平面内に配置される。
Therefore, the first and second
基準位置は、移動平面内の決められた位置であり、基準方向は、移動平面に対して直角で鉛直な一の平面と平行な決められた方向である。
基準位置から第一、第二のハンド移動装置17a、17bを見たときに、第一のハンド移動装置17aは左側に位置し、第二のハンド移動装置17bは右側に位置している。
The reference position is a determined position in the moving plane, and the reference direction is a determined direction that is perpendicular to the moving plane and parallel to one vertical plane.
When the first and second
本実施形態では、照射位置59が基準位置として設定され、ビーム軸49と平行な方向が基準方向として設定されている。
第一、第二の基板28a、28bが、異なる時刻に同じ照射位置59に位置し、同じビーム軸49と平行な方向に向けられる動作を説明する。
In the present embodiment, the
An operation in which the first and
図5を参照し、第一、第二の上下移動部材23a、23bの先端の向きが第一の状態では、第一、第二のハンド18a、18bは移動平面に対して垂直な前後方向62に離間して配置されており、第一の基板28aの表面を横方向に向けると、第一の基板28aの表面は移動平面内に配置され、ビーム軸49と平行な方向に向けられる。
Referring to FIG. 5, in the first state, the first and
そして、第一の直線移動装置12aと第一の上下移動装置13aとを動作させると、第一のハンド18aは第二のハンド18bと衝突せずに左右方向61及び上下方向63に直線移動され、第一の基板28aの表面は移動平面内を移動して、照射位置59は第一の基板28aの表面上に配置される。
When the first
次いで、第一、第二の上下移動装置13a、13bを動作させて第一、第二のハンド18a、18bを互いに異なる高さに配置した後、第一、第二の回転軸11a、11bを回転させると、図2を参照し、第一、第二のハンド18a、18bは互いに衝突せずに旋回移動して、第一、第二の上下移動部材23a、23bの先端の向きは第一の状態から第二の状態に変更される。
Next, after the first and second
第一、第二の上下移動部材23a、23bの先端の向きが第二の状態では、第一、第二のハンド18a、18bは前後方向62に離間して配置されており、第二の基板28bの表面を横方向に向けると、第二の基板28bの表面は移動平面内に配置され、ビーム軸49と平行な方向に向けられる。
In the second state where the tip ends of the first and second vertically moving
そして、第二の直線移動装置12bと第二の上下移動装置13bとを動作させると、第二のハンド18bは第一のハンド18aと衝突せずに左右方向61及び上下方向63に直線移動され、第二の基板28bの表面は移動平面内を移動して、照射位置59は第二の基板28bの表面上に配置される。
When the second
第一、第二のハンド18a、18bにより、異なる時刻に同じ照射位置59が第一、第二の基板28a、28bの表面上に位置され、第一、第二の基板28a、28bの表面が同じビーム軸49と平行な方向に向けられることにより、照射装置40から照射線が射出されると、第一、第二の基板28a、28bの表面には異なる時刻に順番に照射線が照射される。そのため、照射線を曲げるために照射線の経路長を長く延ばすことが不要となり、基板処理装置50が小型化される。
The
第一、第二の基板28a、28bの表面への照射線の照射について説明する。
照射位置59が第一のハンド18a上の第一の基板28aの表面に配置された状態での第一のハンド移動装置17aの動作と、照射位置59が第二のハンド18b上の第二の基板28bの表面に配置された状態での第二のハンド移動装置17bの動作は同じであり、以下では第一のハンド移動装置17aの動作で代表して説明する。
The irradiation of the irradiation rays on the surfaces of the first and
The operation of the first
照射位置59が配置される第一の基板28aの表面を照射面とし、照射位置59が照射面に位置する状態で、照射装置40から照射線が照射されると、照射線は、照射面に照射され、照射位置59が照射領域の中心になる。
When an irradiation line is irradiated from the
ここでは、照射線は広がった状態から集束され、その焦点は、照射範囲以下の面積の点状の照射点であり、照射面上の照射位置59を含む照射領域内で結ばれるようにされている。照射位置59は、照射面に位置しているから、照射点は照射面に位置する。
Here, the irradiation line is focused from a spread state, and the focal point is a point-like irradiation point having an area less than or equal to the irradiation range, and is connected within the irradiation region including the
ここで、照射点が基準面51に対して静止している場合は、照射点の大きさと照射領域の大きさは等しいが、レンズ部46が、磁界を振動させることで、照射点の位置を微少な一定振幅で振動させるように構成されているときは、照射点が振動する範囲の照射面の領域が照射領域となる。この照射領域は基準面51に対して静止している。
Here, when the irradiation point is stationary with respect to the
照射点が振動する場合、後述する第一の基板28aの移動速度よりも速い速度で振動されており、照射点の直径に振動の振幅が加算された範囲に照射線がほぼ同時に照射されるので、照射領域は、幅が照射点の直径であり、長さが、照射点の直径に照射点の中心の振動の振幅が加算された大きさになり、照射点よりも広い面積になる。
When the irradiation point vibrates, it is vibrated at a speed faster than the moving speed of the
なお、振動の方向は回転させることができ、照射位置を中心として、例えば、第一の基板28aの移動方向と垂直方向に照射点を振動させることで、渦巻と直角方向に振動させることができる。
The direction of vibration can be rotated. For example, by vibrating the irradiation point in the direction perpendicular to the moving direction of the
照射点が振動する場合と照射点が基準面51に対して静止する場合のどちらでも、照射領域は、照射面上で照射位置59を中心とした一定面積の範囲内に形成されており、第一のハンド移動装置17aは、基準面51や照射位置59に対して第一の基板28aを移動させることで、照射領域と照射面とを相対的に移動させる。本実施例では、第一のハンド移動装置17aにより、照射領域が、照射面の一定範囲(有効領域)内を隈無く移動するようにされている。
Whether the irradiation point vibrates or the irradiation point is stationary with respect to the
本実施形態では、制御装置19には、記憶装置が設けられており、記憶装置内には、表面に照射位置59が配置された第一のハンド18aの移動方向、移動速度及び、照射線に対する傾きが記憶されている。この傾きは、後述する入射角度φに等しい。
In the present embodiment, the
制御装置19は、記憶内容に基づいて、第一のハンド移動装置17aに制御信号を出力し、第一のハンド移動装置17aを制御して、第一の直線移動装置12aと、第一の上下移動装置13aに、図6を参照し、照射領域71の中心が、第一の基板28aの照射面77上で、記憶された渦巻72に沿って移動させる。この移動中も、照射位置59は照射面77に位置するようになっている。
Based on the stored contents, the
渦巻72の中心と渦巻き72上の点との間の結ぶ線分73の長さを、半径距離Rとすると、半径距離Rは、渦巻72の中心を通る基準線と線分73との間の角度である移動角度θに比例し、R=aθ(aはゼロ以外の定数)の式で示される関係にある。
本発明で「基準線」とは、渦巻72の中心における接線のうち、渦巻72の中心を始点する半直線であり、移動角度θが360°のときに渦巻72と交差する半直線である。
When the length of the
In the present invention, the “reference line” is a half line starting from the center of the spiral 72 among the tangent lines at the center of the spiral 72 and intersecting the spiral 72 when the movement angle θ is 360 °.
渦巻72には、左回りと右回り、又は、時計回りと反時計回りがあり、一方を0≦θ、他方をθ≦0とする。どちらの場合も、移動角度θの絶対値が増加すると、半径距離Rは増加し、移動角度θの絶対値が減少すると、半径距離Rは減少する。渦巻72上の二点間を、照射領域71の中心が相対的に移動するとき、半径距離Rの変化量が移動角度θの変化量に比例するとき、照射領域71の中心が移動する渦巻72の形状は、線間ピッチが一定なアルキメデス・スパイラルになる。「線間ピッチ」とは、渦巻72の中心を始点として放射方向に延びる半直線と渦巻72とが交差する交点のうち、半直線上で隣り合う二つの交点の間の距離をいう。
The spiral 72 may be counterclockwise and clockwise, or clockwise and counterclockwise, with one being 0 ≦ θ and the other being θ ≦ 0. In either case, when the absolute value of the movement angle θ increases, the radial distance R increases, and when the absolute value of the movement angle θ decreases, the radial distance R decreases. When the center of the
照射領域71の直径を渦巻72の線間ピッチと同じ長さ、又は線間ピッチより長くすると、照射領域71の中心が渦巻72上を、渦巻72に沿って移動することにより、照射面77内に隙間無く一様に照射線が照射される。
照射領域71の中心に、渦巻72上を渦巻72に沿って移動させることにより、照射線を照射面77の外側にはみ出させることが不要になり、タクトタイムが短縮される。
When the diameter of the
By moving on the
なお、制御装置19は、照射領域71の中心を渦巻72に沿って移動させる構成に限定されず、照射領域71の中心を水平方向に移動させる水平移動と、照射領域71の直径と同じ長さだけ上下方向に移動させる上下移動とを交互に繰り返して、照射面77内に隙間無く一様に照射線を照射させるように構成してもよい(ラスタースキャン方式)。
The
ただし、照射領域71の中心を渦巻72上を渦巻72に沿って移動させる構成の方が、ラスタースキャン方式に比べて、第一の基板28aの水平方向及び上下方向に沿った最大加速度が低減され、第一の直線移動装置12aと第一の上下移動装置13aにかかる負荷が低減するので好ましい。
However, in the configuration in which the center of the
本実施形態では、制御装置19は、記憶内容に基づいて、第一のハンド移動装置17aに制御信号を送信し、照射領域71の中心が、記憶された渦巻72に沿って等速で移動させるように構成されている。ここでは照射線はイオンビームであるから、第一の基板28aに対する照射線の照射合計量は、第一の基板28aに流れた電流の合計量によって検出することができ、単位時間当たりの電流の合計量(以下、電流量とする)を一定に維持すると、照射領域71が渦巻72に沿って等速で移動することにより、照射面77内でのイオン注入密度のムラが低減する。
In the present embodiment, the
この例では、照射線の照射による電流量を一定値にし、照射領域71を照射面77上で等速度で移動させ、密度が均一になるようにしたが、制御装置19は、第一の基板28aの移動速度を変化させ、照射領域71の照射面77上での移動速度を変更するように構成されているので、制御装置19が照射線の電流量を測定し、測定値に応じて照射領域71の移動速度を変化させて照射面77内で照射線の単位面積当たりの合計照射量(照射密度)が均一になるようにしてもよい。
In this example, the current amount by irradiation of the irradiation line is set to a constant value, and the
例えば、照射線の電流量が増加すると、増加量に応じた増加速度を照射領域71の移動速度に加算し、照射線の電流量が減少すると、減少量に応じた減少速度を照射領域71の移動速度から減じればよい。
For example, when the current amount of the irradiation line increases, an increase speed corresponding to the increase amount is added to the moving speed of the
次に、照射線の中心軸線(光であれば光軸)と、照射面77への入射角について説明する。
図7(a)、(b)を参照し、第一の向き変更装置14aにより第一のハンド18aの向きを変更させると、第一の基板28aの照射面77の法線のうち、照射領域71の中心を通る法線79と照射線の中心軸線であるビーム軸49とが成す入射角度φが変更される。本実施例では、照射線はイオンビームであり、イオンビーム中のイオンが照射面77から第一の基板28a内に注入される場合は、入射角度φを変更すると、イオンの注入深さが変更される。
Next, the center axis of the irradiation line (the optical axis if light) and the incident angle to the
With reference to FIGS. 7A and 7B, when the direction of the
仮にビーム軸49に対して垂直で照射領域71の中心を含む平面を移動平面とし、第一の基板28aが移動平面内で移動するものとすると、入射角度φがゼロでは無い場合には、照射領域の基準面51に対する位置は、ビーム軸49に沿って移動する。
Assuming that a plane perpendicular to the
第一の基板28aの移動量は、移動平面内で、上下方向63の移動成分と、左右方向61の移動成分とに分解することができ、照射領域71は、第一の基板28aの移動に伴って、基準面51及び照射位置59に対してビーム軸49と平行な方向、すなわち前後方向62に移動する。その移動は、上下方向63の移動成分の量×tanθの大きさである。
The movement amount of the
それでは、第一の基板28aの移動前には照射位置59が照射面77に位置していても、第一の基板28aが移動すると照射位置59は照射面77から離間し、焦点位置に照射面77が位置しないことになってしまう。
Then, even if the
ここでは、第一のハンド移動装置17aには、第一のハンド18aをビーム軸49と平行な前後方向62に移動(往動と復動)させる補助移動装置が設けられており、第一のハンド18aを基準面51に対して、ビーム軸49と平行な前後方向62に往動、復動させるように構成されており、制御装置19は、第一のハンド18aを傾ける際に、傾き方向や入射角度φを求め、第一のハンド18aの上下方向63の移動量を求め、その値にtanφを乗算し、照射位置59が照射面77に位置するように、第一のハンド18aを、ビーム軸49に沿って前後方向62に移動させるようになっている。
Here, the first
補助移動装置は、第一のハンド18aを、上下方向63の移動量Δにtanφを乗算した移動量を打ち消すように移動させれば、照射位置59が照射面77に位置した状態は維持される。
If the auxiliary moving device moves the
照射位置59を照射面77に位置させた状態で、第一のハンド18aを上下方向63と左右方向61に移動させながら、第一のハンド18aをビーム軸49と平行な前後方向62にtanφの割合で移動させると、照射線の焦点は照射面77上に維持され、イオンの注入効率の低下や、注入分布の不均一を防ぐことができる。
With the
なお、照射線の径が一定であり、照射位置59が照射面77から離間しても、照射領域の面積が変化しない場合は、補助移動装置を動作させなくてもよい。
本実施形態では、図2を参照し、基準位置(照射位置59)から見たときに、第一、第二のハンド移動装置17a、17bの後方には補助真空槽31、32が配置されている。
In addition, even if the diameter of the irradiation line is constant and the area of the irradiation region does not change even if the
In the present embodiment, referring to FIG. 2,
本実施形態では、第一の直線移動装置12aの延設された方向に平行で第一のハンド18aの中心を通る第一の直線と、第一の回転軸11aの中心軸線との間の間隔と、第二の直線移動装置12bの延設された方向に平行で第二のハンド18bの中心を通る第二の直線と、第二の回転軸11bの中心軸線との間の間隔とは、それぞれ、第一の回転軸11aの中心軸線と第二の回転軸11bの中心軸線との間の間隔の半分の長さにされている。
In the present embodiment, the distance between the first straight line passing through the center of the
従って、第一、第二の上下移動部材23a、23bの先端の向きが第一の状態(図5参照)での第一の直線と、第二の状態(図2参照)での第二の直線との間の左右方向61の間隔はゼロであり、ここでは補助真空槽31、32の中心は、第一の直線と第二の直線とを含む鉛直な一の平面内に配置されている。
補助真空槽31、32の数はここでは2個であるが、1個又は3個以上でもよい。各補助真空槽31、32は上下方向63に並んで配置されている。
Therefore, the direction of the tip of the first and second vertically moving
The number of
図1を参照し、各補助真空槽31、32は、真空槽56の外側に配置され、各補助真空槽31、32と真空槽56との間は不図示の真空バルブで接続されている。各補助真空槽31、32には真空排気部36a、36bがそれぞれ接続されている。真空排気部36a、36bは動作されており、各補助真空槽31、32内は真空排気され、真空雰囲気が形成されている。
Referring to FIG. 1, each
ここでは、符号31の補助真空槽は処理済みの基板が外部に搬出される搬出室であり、符号32の補助真空槽は未処理の基板が外部から搬入される搬入室である。以下では、符号31、32の補助真空槽をそれぞれ搬出室、搬入室と呼ぶ。
Here, the
上述の基板処理装置50を用いた基板処理方法を説明する。
図1を参照し、真空槽56と搬出室31と搬入室32の内側をそれぞれ真空排気して真空雰囲気を形成する。以後、真空排気を継続して真空雰囲気を維持する。
照射装置40からの照射線の射出を停止しておく。
A substrate processing method using the above-described
Referring to FIG. 1, the insides of the
The emission of irradiation rays from the
図2を参照し、第一、第二の回転軸11a、11bを回転させて、第一、第二の上下移動部材23a、23bの先端の向きを第二の状態にする。第一の直線移動装置12aの延設された方向は移動平面に対して垂直な前後方向62と平行に向けられる。第一の向き変更装置14aにより、第一のハンド18aの表面を上向きに向けておく。
Referring to FIG. 2, the first and
第一の上下移動装置13aを動作させ、第一のハンド18aを搬入室32と同じ高さに配置した後、図9を参照し、第一の直線移動装置12aにより、第一のハンド18aを前後方向62に直線移動させると、第一のハンド18aは搬入室32内に挿入される。
After the first
搬入室32内には未処理の第一の基板28aが予め搬入されており、搬入室32内に挿入された第一のハンド18aの表面に第一の基板28aを載せて静電吸着させる。次いで、第一の直線移動装置12aにより、第一のハンド18aを第一の基板28aと一緒に前後方向62に直線移動させ、搬入室32から搬出する。
An unprocessed
第一、第二の上下移動装置13a、13bを動作させ、第一のハンド18aと第二のハンド18bとを互いに異なる高さに配置した後、第一、第二の回転軸11a、11bを回転させて、第一、第二のハンド18a、18bを旋回移動させ、図5を参照し、第一、第二の上下移動部材23a、23bの先端の向きを第一の状態にする。第二の直線移動装置12bの延設された方向は前後方向62と平行に向けられる。第二の向き変更装置14bにより、第二のハンド18bの表面を上向きに向けておく。
After the first and second
第一の向き変更装置14aにより、第一の基板28aの表面を横向きに向けると、第一の基板28aの表面は移動平面内に配置される。第一の直線移動装置12aと第一の上下移動装置13aとを動作させて、照射位置59を第一の基板28aの表面上に配置する。
照射装置40から照射線を射出させると、照射線は第一の基板28aの表面のうち照射位置59と重なる部分に照射される。
When the surface of the
When an irradiation beam is emitted from the
第一の直線移動装置12aと第一の上下移動装置13aとを動作させて、照射位置59を基準面51に対して静止させながら、第一のハンド18aを左右方向61及び上下方向63に移動させ、第一の基板28aの表面に照射線を隈無く照射させる。
The
第一の基板28aの表面に照射線を照射しながら、第二の上下移動装置13bを動作させ、第二のハンド18bを搬入室32と同じ高さに配置した後、第二の直線移動装置12bにより、第二のハンド18bを前後方向62に直線移動させると、第二のハンド18bは搬入室32内に挿入される。
The second
搬入室32内には未処理の第二の基板28bが予め搬入されており、搬入室32内に挿入された第二のハンド18bの表面に第二の基板28bを載せて静電吸着させる。次いで、第二の直線移動装置12bにより、第二のハンド18bを第二の基板28bと一緒に前後方向62に直線移動させ、搬入室32から搬出する。
第一の基板28aの表面に照射線を隈無く照射した後、照射装置40からの照射線の射出を停止する。
An unprocessed
After irradiating the surface of the
第一、第二の上下移動装置13a、13bを動作させ、第一のハンド18aと第二のハンド18bとを互いに異なる高さに配置した後、第一、第二の回転軸11a、11bを回転させて、第一、第二のハンド18a、18bを旋回移動させ、図2を参照し、第一、第二の上下移動部材23a、23bの先端の向きを第二の状態にする。第一の向き変更装置14aにより、第一のハンド18aの表面を上向きに向けておく。
After the first and second
第二の向き変更装置14bにより、第二の基板28bの表面を横向きに向けると、第二の基板28bの表面は移動平面内に配置される。第二の直線移動装置12bと第二の上下移動装置13bとを動作させて、照射位置59を第二の基板28bの表面上に配置する。
When the surface of the
照射装置40から照射線を射出させると、照射線は第二の基板28bの表面のうち照射位置59と重なる部分に照射される。
第二の直線移動装置12bと第二の上下移動装置13bとを動作させて、照射位置59を基準面51に対して静止させながら、第二のハンド18bを左右方向61及び上下方向63に移動させ、第二の基板28bの表面に照射線を隈無く照射させる。
When the irradiation beam is emitted from the
The second
第二の基板28bの表面に照射線を照射しながら、第一の上下移動装置13aを動作させ、第一のハンド18aを搬出室31と同じ高さに配置した後、図8を参照し、第一の直線移動装置12aにより、第一のハンド18aを前後方向62に直線移動させると、第一のハンド18aは搬出室31内に挿入される。
The first
搬出室31内では第一のハンド18aと第一の基板28aとの間の静電吸着を解消させ、処理済みの第一の基板28aを第一のハンド18aの表面から離間させる。次いで、第一の直線移動装置12aにより、第一のハンド18aを前後方向62に直線移動させ、搬出室31から搬出する。
In the carry-out
上述の工程を順に繰り返して、複数枚の基板を一枚ずつ、異なる時刻に順番に基準位置59に配置して表面処理を行う。
第一、第二のハンド18a、18bのうち、一方に保持された基板の表面に照射位置59を配置して照射線を照射しながら、他方を搬出室31内と搬入室32内に出し入れして基板の交換を行うことにより、基板処理のタクトタイムが短縮される。
The above-described steps are repeated in order, and a plurality of substrates are placed one by one at different times and sequentially at the
Of the first and
なお、上述の説明では、照射線はイオンビームであったが、荷電粒子線であればイオンビームに限定されず、電子線であってもよい。
更に、照射線は荷電粒子線に限定されず、例えばレーザー光線、紫外線、X線であってもよい。荷電粒子線の場合には、基板処理装置50から偏向マグネットを省略することが可能となり、装置ボリュウムを小型化できるという利点がある。
In the above description, the irradiation beam is an ion beam. However, the irradiation beam is not limited to an ion beam as long as it is a charged particle beam, and may be an electron beam.
Further, the irradiation beam is not limited to a charged particle beam, and may be, for example, a laser beam, an ultraviolet ray, or an X-ray. In the case of a charged particle beam, the deflection magnet can be omitted from the
また、上述の第一、第二の直線移動装置12a、12bと第一、第二の上下移動装置13a、13bとは、リニアモータであったが、第一、第二の直線移動装置12a、12bと第一、第二の上下移動装置13a、13bに、真空槽56の外部に配置されたモータを設け、このモータの駆動力によって、第一、第二の直線移動部材22a、22bを第一、第二の直線移動装置12a、12bに沿って往復移動させ、第一、第二の上下移動部材23a、23bを第一、第二の上下移動装置13a、13bに沿って往復移動させるように構成してもよい。
The first and second linear moving
また、上記例では、制御装置19は、渦巻72の式を記憶し、照射領域の中心が渦巻72上を移動するように第一、第二のハンド移動装置17a、17bを制御していたが、渦巻72の各点の位置の座標と移動順序とを記憶し、照射領域の中心が座標間を移動することで、渦巻72上を移動するようにしてもよい。
In the above example, the
また、上述の説明では、第一、第二の回転軸11a、11bの中心軸線は水平面に対して静止され、第一、第二の回転軸11a、11bが回転すると、第一、第二の直線移動装置12a、12bは水平面内で旋回移動されるように構成されていたが、図10、11を参照し、第一、第二の直線移動装置12a、12bは水平面に対して静止され、第一、第二の回転軸11a、11bは第一、第二の直線移動装置12a、12bの延設された方向に沿って直線移動されるように構成されていてもよい。
In the above description, the central axes of the first and second
なお、図10、11の図面上では、第一、第二の回転軸11a、11bは第一、第二の直線移動部材22a、22b上に固定されていたが、第一、第二の上下移動装置13a、13bが第一、第二の直線移動部材22a、22b上に固定され、第一、第二の回転軸11a、11bは第一、第二の上下移動部材23a、23b上に固定されていてもよい。
10 and 11, the first and
図10、11を参照し、第一、第二の直線移動装置12a、12bは移動平面と平行な向き(左右方向61と平行な向き)に向けられており、第一の直線移動装置12aの左側と第二の直線移動装置12bの右側には第一、第二の搬入出室33a、33bがそれぞれ配置されている。第一、第二の基板28a、28bの表面に照射位置59が位置する状態で、第一、第二の直線移動装置12a、12bと第一、第二の上下移動装置13a、13bとを動作させると、第一、第二のハンド18a、18bは左右方向61及び上下方向63に移動され、第一、第二の基板28a、28bの表面に照射線が隈無く照射される。
10 and 11, the first and second
また、第一、第二の基板28a、28bの表面に照射位置59が位置する状態で、第一、第二のハンド18a、18bを第一、第二の回転軸11a、11bを中心軸線を中心に180°旋回移動させた後、第一、第二の直線移動装置12a、12bの延設された方向に沿って直線移動させると、第一、第二のハンド18a、18bは第一、第二の搬入出室33a、33b内にそれぞれ出し入れされ、第一、第二の搬入出室33a、33b内では第一、第二の基板の28a、28bの交換が行われる。
Further, in a state where the
10……基板保持装置
11a、11b……第一、第二の回転軸
12a、12b……第一、第二の直線移動装置
13a、13b……第一、第二の上下移動装置
14a、14b……第一、第二の向き変更装置
16a、16b……第一、第二の腕部材
17a、17b……第一、第二のハンド移動装置
18a、18b……第一、第二のハンド
19……制御装置
28a、28b……第一、第二の基板
31、32……補助真空槽
40……照射装置
56……真空槽
59……照射位置(基準位置)
72……渦巻
DESCRIPTION OF
72 …… Swirl
Claims (11)
前記第一、第二のハンドを、鉛直方向への上下移動と、水平面内での旋回移動と、水平面内での直線移動とをさせる第一、第二のハンド移動装置と、
前記第一、第二のハンドの向きを変更し、前記第一、第二のハンドにそれぞれ保持された前記第一、第二の基板の表面を、上方向又は横方向にそれぞれ向けさせる第一、第二の向き変更装置と、
前記第一、第二のハンド移動装置を制御して、前記第一、第二のハンドを移動させ、前記第一、第二の向き変更装置を制御して、第一、第二のハンドの向きを変更させる制御装置と、
を有する基板保持装置であって、
前記制御装置には、基準位置と基準方向が設定され、
前記第一、第二のハンドに保持された前記第一、第二の基板は、前記第一、第二のハンドにより、異なる時刻に同じ前記基準位置に位置し、同じ前記基準方向に向けられるように構成され、
前記第一、第二のハンド移動装置は、
前記旋回移動の中心を含む中心軸線を中心に回転し、前記第一、第二のハンドを前記旋回移動させる第一、第二の回転軸と、
水平面内で延設され、前記延設された方向に沿って、前記第一、第二のハンドに前記直線移動をさせる第一、第二の直線移動装置と、
鉛直に立設され、立設された上下方向に沿って、前記第一、第二のハンドに前記上下移動をさせる第一、第二の上下移動装置とを有し、
前記第一、第二の回転軸の中心軸線は水平面に対して静止され、
前記第一、第二の回転軸が回転すると、前記第一、第二の直線移動装置は水平面内で旋回移動される基板保持装置。 First and second hands for holding the first and second substrates, respectively;
First and second hand moving devices that cause the first and second hands to move up and down in the vertical direction, swivel movement in a horizontal plane, and linear movement in a horizontal plane,
The first and second hands are changed in direction so that the surfaces of the first and second substrates respectively held in the first and second hands are directed upward or laterally, respectively. A second orientation change device;
Controlling the first and second hand moving devices, moving the first and second hands, controlling the first and second direction changing devices, A control device for changing the orientation;
A substrate holding device comprising:
In the control device, a reference position and a reference direction are set,
The first and second substrates held by the first and second hands are located at the same reference position at different times and directed in the same reference direction by the first and second hands. is configured to,
The first and second hand moving devices are:
First and second rotating shafts that rotate around a central axis that includes the center of the swivel movement, and that swivel the first and second hands,
A first and second linear movement device extending in a horizontal plane and causing the first and second hands to perform the linear movement along the extended direction;
The first and second up-and-down movement devices that are vertically installed and cause the first and second hands to move up and down along the up-and-down direction.
The central axes of the first and second rotation axes are stationary with respect to a horizontal plane,
When the first and second rotating shafts are rotated, the first and second linear moving devices are pivoted in a horizontal plane.
前記基準位置から前記第一、第二のハンド移動装置を見たときに、前記第一のハンド移動装置は左側に位置し、前記第二のハンド移動装置は右側に位置し、
前記第一のハンドが前記基準位置に配置された状態では、前記第一の直線移動装置の延設された方向は左右方向と平行に向けられ、前記第一のハンドは前記第一の腕部材の右側の端部に位置し、
前記第二のハンドが前記基準位置に配置された状態では、前記第二の直線移動装置の延設された方向は前記左右方向と平行に向けられ、前記第二のハンドは前記第二の腕部材の左側の端部に位置する請求項1記載の基板保持装置。 The first and second arm members are extended in a direction parallel to the extending direction of the first and second linear movement devices, and the first and second arm members are attached to the first and second hands at one end,
When viewing the first and second hand moving devices from the reference position, the first hand moving device is located on the left side, the second hand moving device is located on the right side,
In the state where the first hand is disposed at the reference position, the extending direction of the first linear moving device is directed parallel to the left-right direction, and the first hand is the first arm member. Located at the right end of
In the state where the second hand is arranged at the reference position, the extending direction of the second linear movement device is directed parallel to the left-right direction, and the second hand is the second arm member. The substrate holding device according to claim 1 , wherein the substrate holding device is located at a left end.
前記第二の直線移動装置の延設された方向に平行で前記第二のハンドの中心を通る直線と、前記第二の回転軸の中心軸線との間の間隔とは、
それぞれ、前記第一の回転軸の中心軸線と前記第二の回転軸の中心軸線との間の間隔の半分の長さである請求項2記載の基板保持装置。 An interval between a straight line passing through the center of the first hand parallel to the extending direction of the first linear movement device, and the central axis of the first rotation axis;
The distance between the straight line passing through the center of the second hand parallel to the extending direction of the second linear movement device and the central axis of the second rotating shaft is:
3. The substrate holding apparatus according to claim 2 , wherein each of the lengths is half of a distance between a central axis of the first rotary shaft and a central axis of the second rotary shaft.
真空槽と、
前記真空槽内に照射線を射出する照射装置と、
を有し、
前記第一、第二のハンドは前記真空槽内に配置され、
前記基準位置は、前記照射線の照射位置である基板処理装置。 A substrate holding device according to any one of claims 1 to 3 ,
A vacuum chamber;
An irradiation device for emitting an irradiation beam into the vacuum chamber;
Have
The first and second hands are disposed in the vacuum chamber,
The substrate processing apparatus, wherein the reference position is an irradiation position of the irradiation line.
各前記補助真空槽は前記上下方向に並んで配置された請求項5記載の基板処理装置。 A plurality of auxiliary vacuum chambers;
The substrate processing apparatus according to claim 5, wherein the auxiliary vacuum chambers are arranged side by side in the vertical direction.
真空槽と、
前記真空槽内に照射線を射出する照射装置と、
を有し、
前記基板保持装置は、
第一、第二の基板をそれぞれ保持する第一、第二のハンドと、
前記第一、第二のハンドを、鉛直方向への上下移動と、水平面内での旋回移動と、水平面内での直線移動とをさせる第一、第二のハンド移動装置と、
前記第一、第二のハンドの向きを変更し、前記第一、第二のハンドにそれぞれ保持された前記第一、第二の基板の表面を、上方向又は横方向にそれぞれ向けさせる第一、第二の向き変更装置と、
前記第一、第二のハンド移動装置を制御して、前記第一、第二のハンドを移動させ、前記第一、第二の向き変更装置を制御して、第一、第二のハンドの向きを変更させる制御装置と、
を有し、
前記制御装置には、基準位置と基準方向が設定され、
前記第一、第二のハンドに保持された前記第一、第二の基板は、前記第一、第二のハンドにより、異なる時刻に同じ前記基準位置に位置し、同じ前記基準方向に向けられるように構成され、
前記第一、第二のハンドは前記真空槽内に配置され、
前記基準位置は、前記照射線の照射位置である基板処理装置であって、
前記制御装置は、前記照射位置を基準面に対して静止させた状態で、前記第一の基板が前記照射位置に位置する場合には、前記第一の基板を移動させることで、前記照射位置を、前記第一の基板上に設定された渦巻上を渦巻に沿って移動させ、前記第二の基板が前記照射位置に位置する場合には、前記第二の基板を移動させることで、前記照射位置を、前記第二の基板上に設定された渦巻上を渦巻に沿って移動させるように構成された基板処理装置。 A board holding device,
A vacuum chamber ;
An irradiation device for emitting an irradiation beam into the vacuum chamber;
Have
The substrate holding device is
First and second hands for holding the first and second substrates, respectively;
First and second hand moving devices that cause the first and second hands to move up and down in the vertical direction, swivel movement in a horizontal plane, and linear movement in a horizontal plane,
The first and second hands are changed in direction so that the surfaces of the first and second substrates respectively held in the first and second hands are directed upward or laterally, respectively. A second orientation change device;
Controlling the first and second hand moving devices, moving the first and second hands, controlling the first and second direction changing devices, A control device for changing the orientation;
Have
In the control device, a reference position and a reference direction are set,
The first and second substrates held by the first and second hands are located at the same reference position at different times and directed in the same reference direction by the first and second hands. Configured as
The first and second hands are disposed in the vacuum chamber,
The reference position is a substrate processing apparatus that is an irradiation position of the irradiation line,
The control device moves the first substrate when the first substrate is located at the irradiation position in a state where the irradiation position is stationary with respect to a reference plane, thereby moving the irradiation position. Is moved along the spiral set on the first substrate, and when the second substrate is located at the irradiation position, the second substrate is moved, irradiation position, the second configured board processor to move the set spiral upward on the substrate along the spiral.
前記旋回移動の中心を含む中心軸線を中心に回転し、前記第一、第二のハンドを前記旋回移動させる第一、第二の回転軸と、
水平面内で延設され、前記延設された方向に沿って、前記第一、第二のハンドに前記直線移動をさせる第一、第二の直線移動装置と、
鉛直に立設され、立設された上下方向に沿って、前記第一、第二のハンドに前記上下移動をさせる第一、第二の上下移動装置とを有する請求項8記載の基板処理装置。 The first and second hand moving devices are:
First and second rotating shafts that rotate around a central axis that includes the center of the swivel movement, and that swivel the first and second hands,
A first and second linear movement device extending in a horizontal plane and causing the first and second hands to perform the linear movement along the extended direction;
The substrate processing apparatus according to claim 8 , further comprising: a first and a second vertical movement device that are vertically arranged and cause the first and second hands to move up and down along the vertical direction. .
各前記補助真空槽は前記上下方向に並んで配置された請求項10記載の基板処理装置。 A plurality of auxiliary vacuum chambers;
The substrate processing apparatus according to claim 10, wherein the auxiliary vacuum chambers are arranged side by side in the vertical direction.
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