CN1934674A - 离子束照射装置和离子束照射方法 - Google Patents

离子束照射装置和离子束照射方法 Download PDF

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Abstract

一种离子束照射装置，具有真空室(10)、离子源(2)、衬底驱动机构(30)、旋转轴(14)、臂(12)以及电机。离子源(2)被布置在真空室(10)的内部，并且发射宽度比衬底(6)大的离子束(4)到衬底(6)。衬底驱动机构(30)往复驱动真空室(10)中的衬底(6)。旋转轴(14)的中心轴(14a)位于朝向衬底的与离子源(2)分离的位置，并且基本上与衬底的表面平行。臂(12)被布置在真空室(10)的内部，并且通过旋转轴(14)来支撑离子源(2)。电机被布置在真空室(10)的外部，并且往复地旋转旋转轴(14)。

Description

离子束照射装置和离子束照射方法
技术领域
[0001]
本发明涉及使用离子束照射要处理的衬底从而处理该衬底的离子束照射装置和离子束照射方法，在液晶显示器等类产品中，该装置和方法用于在液晶显示器的衬底表面上形成的配向膜上进行配向处理，或在液晶显示器的衬底表面上形成配向膜并且在配向膜上进行配向处理。
背景技术
[0002]
JP-A-9-218408(0011和0012栏，以及图1)(下文中称之为专利文献1)中公开了一种技术，该技术能够使离子束以预定入射角度进入在液晶显示器的衬底表面上形成的配向膜，从而对配向膜进行配向处理(即在预定方向上配向液晶分子的处理)。
[0003]
此外，JP-A-2002-62532(0018和0019栏，以及图2和图4)(下文中称之为专利文献2)中公开了一种技术，其能够在相对于衬底以预定角度放置的离子源在平行于衬底表面的方向上往复运动衬底的情况下，使用离子束来照射衬底表面，从而在衬底表面上形成液晶显示器的配向膜，并且对配向膜进行配向处理。
专利文献1：JP-A-9-218408
专利文献2：JP-A-2002-62532
发明内容
本发明要解决的问题
[0004]
在诸如配向处理等通过离子束等进行的离子束照射中，离子束的照射条件经常发生改变，以便能够处理许多种情况。另外，离子束到衬底表面的入射角是照射条件之一。
[0005]
在如专利文献1中所公开的技术那样经由凸缘将离子源附加在真空室外部的情况下，通过改变离子源的角度来改变离子束的入射角不是不可能，但是很难，因为当要改变入射角时，必须改变凸缘部分的结构，所以角度的可改变范围很窄，而且必须打开真空室。
[0006]
在专利文献2中没有讲述用于改变离子束的入射角的具体结构。
[0007]
一种构思是将离子源固定到位于真空室内部的支撑部件上。另外在这种情况下，当要改变入射角时，必须改变支撑部件部分的结构，并且必须打开真空室。因此，不容易改变入射角。
[0008]
还有另一种构思是如图7的例子所示，在真空室中放置一个离子源2，其具有在离子源2的侧部的旋转轴8，该旋转轴8按照箭头A所示往复旋转离子源2。不过，当要改变从离子源2发射到衬底6上的离子束4的入射角θ时，必须打开真空室。因此，不容易改变离子束4到衬底6的入射角θ。
[0009]
在图7的装置中，同时参考图8，比矩形衬底6的Y方向上的宽度W2更宽的离子束4从离子源2发射到衬底6。衬底6在基本上垂直于Y方向的X方向上被往复驱动。
[0010]
此外，在图7的例子的情况下，离子源2的旋转中心，即旋转轴8的中心轴8a位于离子源2的内部。因此，当通过旋转离子源2来改变入射角θ时，离子束4到衬底6的照射位置根据入射角θ的不同而有很大的不同，如图7所示。结果，随着入射角θ变小，离子束4到衬底的照射位置就会更远。因此，必须增大装置的尺寸。而且，如图8的例子所示，离子束4到衬底6的照射区域S1、S2、…的尺寸也根据入射角θ而有很大变化。也就是说，随着入射角θ变小，照射区域就变大。结果，为了使用离子束4照射到衬底6的整个表面，在衬底6的X方向上的驱动距离(扫描宽度)必须随着离子束4的照射区域变大而变长。因此，增加了装置的尺寸，并且延长了衬底处理时间，以至降低了装置的生产能力。
[0011]
本发明的主要目的是提出一种可以容易地改变离子的束入射角，并且甚至当入射角变小时，可以将照射位置的偏移和照射区域的扩展抑制到很小程度的离子束照射装置，以及使用该装置的离子束照射方法。
解决问题的手段
[0012]
本发明的离子束照射装置包括：真空室，其被抽成真空；离子源，其被布置在真空室内部，并且使用宽度比衬底大的离子束来照射要处理的衬底；衬底驱动机构，其在基本上与从离子源发射的离子束的宽度方向垂直的方向上驱动真空室中的衬底；旋转轴，其穿过真空室，并且其中心轴位于朝向衬底的与离子源分离的位置，并且基本上与衬底的表面平行；臂，其被布置在真空室内部，并且通过旋转轴来支撑离子源；以及电机，其被布置在真空室外部，并且往复地旋转旋转轴，并且被支撑的离子源围绕旋转轴的中心轴是可旋转的。
[0013]
根据该离子束照射装置，通过用电机来旋转旋转轴，在不打开真空室的情况下，从真空室的外部来旋转离子源，并且离子源围绕旋转轴的中心轴旋转，从而能够改变离子束到衬底的入射角。因此，这种改变容易进行。
[0014]
此外，旋转轴的中心轴位于朝向衬底的与离子源分离的位置，并且离子源围绕中心轴旋转。因此，与中心轴位于离子源内部的情况相比，甚至在小入射角的情况下，也可以将离子束到衬底的照射位置的偏移和离子束到衬底的照射区域的扩展抑制到较小的程度。
[0015]
旋转轴的中心轴和衬底的表面之间的距离可以等于或小于旋转方向一侧的离子源的宽度或离子源的出口一侧的宽度的大约一半(下限为0)。
[0016]
可以用中空的磁性部件来构造旋转轴和臂以便具有磁屏蔽功能，并且将其设置为地电位，并且导体可以穿过旋转轴和臂，电功率通过该导体从真空室的外部提供给离子源。
[0017]
可以在真空室内部的并且相对于用于衬底的通道与离子源相对的位置处布置用于测量在从离子源发射的离子束的宽度方向上的电流密度分布的射束测量仪，其中离子源位于相对于衬底的预定角度。
[0018]
可以在与位于基本上与衬底垂直的角度的离子源相对的位置处布置射束测量仪。
[0019]
本发明的离子束照射方法是使用了该离子束照射装置的离子束照射方法，在所述装置中布置了射束测量仪，其中该方法包括如下步骤：以离子源与射束测量仪相对的角度来放置离子源，并且通过使用射束测量仪来测量从离子源发射的离子束的电流密度分布；然后确定测量的电流密度分布是否在预定的可允许范围内，如果在可允许范围内，则进行到下一步骤，如果不在可允许范围内，则将电流密度分布调整到可允许范围内；然后以处理衬底所需的预定角度来放置离子源；并且然后在用衬底驱动机构来驱动衬底的同时，通过使用来自离子源的离子束照射衬底来对衬底进行处理。
[0020]
根据离子束照射方法，从真空室外部可以容易地将离子源的角度调整到期望值。例如，根据诸如每一个衬底或每批衬底的需要，将离子源移动到测量位置，对离子束的电流密度分布进行测量和估计，并且进行必要的调整，并且之后可以将离子源移动到对衬底进行处理的处理位置。结果，可以容易地执行稳定的处理。
本发明的效果
[0021]
根据本发明，通过用电机来旋转旋转轴，在不打开真空室的情况下，从真空室的外部旋转离子源，并且其围绕旋转轴的中心轴旋转，从而能够容易地改变离子束到衬底的入射角。
[0022]
此外，旋转轴的中心轴位于朝向衬底的与离子源分离的位置，并且离子源围绕中心轴旋转。因此，甚至在小入射角的情况下，也可以将离子束到衬底的照射位置的偏移和离子束到衬底的照射区域的扩展抑制到较小的程度。结果，能够实现装置的小型化，并且能够抑制装置的生产能力的下降。
[0023]
而且，可以通过控制电机来对入射角的调整进行电气控制。因此，可以以期望的入射角来容易和有效地处理衬底。
[0024]
根据本发明，可以得到下述进一步的效果。也就是说，旋转轴的中心轴如上所述位于衬底的表面附近的位置。因此，甚至在小入射角的情况下，也可以将离子束到衬底的照射位置的偏移和离子束到衬底的照射区域的扩展抑制到较小的程度。结果，能够实现装置的进一步小型化，并且可以将当入射角较小时衬底表面中的离子束的电流密度分布的下降抑制到较小的程度。
[0025]
根据本发明，可以得到下述进一步的效果。也就是说，甚至当由于例如离子源被装在真空室中并且真空室内的空间受限等而必须将用于向离子源提供电功率的导体放置在离子源附近时，导体穿过具有磁屏蔽功能的旋转轴和臂，从而可以抑制因电流流经导体而产生的磁场泄漏，以防止磁场对从离子源发射的离子束产生不利影响。例如，可以防止从离子源发射的离子束的电流密度分布受到干扰。
[0026]
离子源的周围是真空环境，并且有起到放电的触发器的作用的许多离子和电子。因此，在导体暴露时不穿过旋转轴和臂而是穿过真空室的情况下，当对导体施加高电压时，容易发生由于具有不同电位的相邻部分而产生放电以及来自离子源的离子束的发射不稳定的现象。不过，在本发明中，导体穿过处于地电位的旋转轴和臂，并且与真空中的环境之间被电气屏蔽。因此，可以抑制当对导体施加高电压时由于真空室中具有不同电位的部分而产生放电，以及来自离子源的离子束的发射变得不稳定的现象的发生。
[0027]
根据本发明，可以通过射束测量仪来测量在从位于相对于衬底的预定角度的离子源发射的离子束的宽度方向上的电流密度分布。因此，可以获得可以在离子束的特性估计和离子源的调整中使用测量结果等进一步的效果。
[0028]
根据本发明，射束测量仪可以被布置在与以基本上与衬底垂直的角度放置的离子源相对的位置处。因此，射束测量仪可以位于离子源的附近，并且容易使离子束基本上垂直地进入射束测量仪。因此，可以提高射束测量仪的测量的准确度等进一步的效果。
[0029]
根据本发明，从真空室外部可以容易地将离子源的角度调整到期望值。例如，根据诸如每个衬底或每批衬底的需要，将离子源移动到测量位置，对离子束的电流密度分布进行测量和估计，并且进行必要的调整，并且之后可以将离子源移动到对衬底进行处理的处理位置。结果，可以容易地进行稳定的处理。
附图说明
[0030]
图1为纵向截面图，示出了本发明的离子束照射装置的实施例。
图2为纵向截面图，示出了从右方所看到的图1的装置。
图3为纵向截面图，示出了图1和图2中的射束测量仪的进一步具体的例子。
图4(a)为侧视图，简单示出了在用于旋转离子源的旋转轴的中心轴远离衬底表面的情况下，离子束到衬底表面的入射状态的例子。
图4(b)为侧视图，简单示出了在用于旋转离子源的旋转轴的中心轴靠近衬底表面的情况下，离子束到衬底表面的入射状态的例子。
图5为侧视图，示出了位于离子源的出口一侧的宽度和用于旋转离子源的旋转轴的中心轴的位置之间的关系。
图6为侧视图，示出了离子源的中心轴从臂的中心轴偏离的例子。
图7为侧视图，示出了离子源的旋转中心位于离子源中的例子。
图8为平面图，示出了衬底和照射到衬底表面的离子束之间关系的例子。
标号描述
[0031]
2      离子源
4      离子束
6      衬底
10     真空室
12     臂
14     旋转轴
14a    中心轴
22     电机
30     衬底驱动机构
46     射束测量仪
具体实施方式
[0032]
图1为纵向截面图，示出了本发明的离子束照射装置的实施例。图2为纵向截面图，示出了从右方所看到的图1的装置。与图7和图8所示例子的各部分相同或等价的部分用相同的标号来表示，并且下面主要讲述与该例子的差别。
[0033]
离子束照射装置包括被抽成真空的真空室10，以及位于真空室内部的离子源2。
[0034]
离子源2发射出比要处理的衬底6宽的离子束4到衬底6上。衬底6的形状并不限于特定形状。在衬底6的平面形状为如图8所示在X方向上长而在Y方向上短的矩形的情况下，离子源2发射比短边的宽度W2(即在Y方向上)宽的离子束4。因此，在该例子中，离子源2具有在Y方向上被延长并且类似于矩形平行管的形状。例如，离子源2发射具有如图8所示的X方向短而Y方向长的矩形截面形状的离子束4。在描述中，离子束4的宽度是指Y方向上的宽度。
[0035]
例如，衬底6是液晶显示器的扁平衬底。在这种情况下，可以在由离子束4进行配向处理之前事先在衬底6的表面上形成配向膜，或者可以通过照射离子束4来在衬底6的表面上形成配向膜并在配向膜上进行配向处理。
[0036]
离子束照射装置进一步包括衬底驱动机构30，在基本上与从离子源2发射的离子束4的宽度方向(即Y方向)相垂直的X方向上线性地驱动真空室10中的衬底6。通过衬底驱动机构30驱动衬底6可以在一个方向上进行。不过，由于诸如离子束4照射到衬底6的照射量增加等原因，优选情况下进行往复的驱动。在该实施例中，执行往复的驱动。当离子束4入射到衬底6上时衬底6的驱动速度保持不变。
[0037]
在该例子中，衬底驱动机构30包括：平板状衬底支撑部件32，其支撑衬底6；多个辊子34，其排列成两排；以及电机36。排列成两排的多个辊子34支撑着衬底支撑部件32在Y方向上的两个端部。电机36位于真空室10的外部，并且经由旋转轴38，按照箭头D(参见图2)所示，往复旋转辊子34中的预定一个。与旋转轴38相耦合的辊子34和其他辊子34通过例如铰链或皮带彼此相连，以便以连锁的方式进行旋转。具有真空密封功能的轴承40位于旋转轴38穿过真空室10的部分中。当电机36往复旋转时，衬底支撑部件32和其上的衬底6可以在辊子34上在来自离子源2的离子束4的照射区域内的X方向上往复且线性地运动。
[0038]
不过，衬底驱动机构30并不限于例子所示的结构。例如，可以不使用衬底支撑部件32，并且可以通过辊子34来直接支撑衬底6以便其在辊子34上滑动从而进行往复运动。可替代情况下，可以使用托盘状部件来作为衬底支撑部件32。可以放置用于往复和线性移动平板状或托盘状衬底支撑部件32的线性驱动装置(例如，气缸)来代替辊子34、电机36及其他。
[0039]
离子束照射装置进一步包括旋转轴14、臂12和电机22。旋转轴14穿过真空室10，并且轴的中心轴14a位于朝向衬底6的与离子源2相分离的位置，并且基本上与衬底6的表面6a以及Y方向相平行。臂12位于真空室10的内部，并且通过旋转轴14来支撑离子源2(换句话说，臂将旋转轴14与真空室10中的离子源2相连)。电机22位于真空室10的外部，并且按照箭头B所示往复地旋转旋转轴14。根据该结构，离子源2被支撑在真空室10内部，使其绕旋转轴14的中心轴14a是可旋转的，如箭头B所示。
[0040]
在该例子中，旋转轴14和臂12位于离子源2的Y方向上的两侧。根据该结构，可以从两侧稳定地支撑离子源2。不过，本发明并不限于该结构。例如，旋转轴14和臂12可以只位于离子源2的一侧。在旋转轴14穿透真空室10的部分中，分别放置有具有真空密封功能的轴承16。
[0041]
在该例子中，臂12具有L形状。臂12支撑基本上与旋转轴14的中心轴14a相平行的离子源2，使其出口(离子束4的发射端口)朝向衬底6。
[0042]
电机22按照箭头C(参见图2)所示往复地旋转。该例子被构造成通过如下部件将旋转力传送到旋转轴14之一：滑轮26，其被附加在电机22的旋转轴24上；滑轮18，其被附加在旋转轴14上；以及皮带20，其环绕滑轮18和26。不过，用于传送电机22的旋转力的机构也可以具有该例子之外的结构。例如，该机构可以使用牙轮皮带(timingbelt)、齿轮等。可选情况下，可以使用较低旋转速度的电机22，并且该电机可以被直接耦合到旋转轴14。
[0043]
旋转轴14和臂12可以是实心的，或者像在实施例中那样是中空的。这在后面要讲述。
[0044]
根据该离子束照射装置，通过使用电机22来旋转旋转轴14，在不打开真空室10的情况下，从真空室10的外部绕旋转轴14的中心轴14a旋转离子源2。因此，可以容易地改变离子束4到衬底6的入射角θ(参见图4、5和7)。
[0045]
此外，旋转轴14的中心轴14a位于朝向衬底6的与离子源2相分离的位置，并且离子源2绕中心轴14a旋转。因此，与图7所示的例子中中心轴8a位于离子源2内部的情况相比，甚至在入射角θ较小的情况下，也可以将离子束4到衬底6的照射位置的偏移和离子束4到衬底6的照射区域的扩展抑制到较小的程度。结果，能够实现装置的小型化，并且能够抑制装置的生产能力的下降。
[0046]
下面对其进行进一步讲述。当入射角θ小于90度时离子束4照射到衬底6上的照射区域的位置和尺寸根据离子源2的旋转中心即旋转轴14的中心轴14a的位置的不同而有很大不同。图4A示出了中心轴14a位于离子源2的出口附近的例子，并且图4B示出了中心轴14a位于衬底6a附近的例子。
[0047]
在这两个例子中，随着使离子源2的入射角θ从θ1(＝90度)到θ2或θ3变小，离子束4到衬底表面6a的照射位置与入射角θ1的位置偏差变大(距离是L3)。不过，在实现具有相同值的入射角θ2和θ3时，在图4B的例子中的偏差距离L3可以比图4A的例子中的更小。因此，可以相应地小型化离子束照射装置。
[0048]
由于从离子源发射的离子束4会因空间电荷效应等而具有发散的趋势，因此距离L3越长则离子束4到衬底6a的照射区域越宽。因此，在图4B的例子中，可以将照射区域的扩展抑制到更小的程度。结果，可以防止使用离子束4来照射衬底6的整个表面所需的衬底6的X方向上的驱动距离(扫描宽度)的大大增加。因此，从这一点来说，也可以使该装置小型化。此外，防止了衬底处理时间的延长，从而能够抑制装置的生产能力的下降。
[0049]
如上所述，优选情况下将旋转轴14的中心轴14a放置在衬底表面6a附近。不过，参考图5，当中心轴14a位于衬底表面6a附近时，存在如下可能，即当入射角θ很小时，离子源2的下部与衬底表面6a相接触。为了防止这种情况发生，需要延长臂12，以增加离子源2和中心轴14a之间的距离。
[0050]
为了能够在离子源2和中心轴14a之间的实际距离内实现小的入射角θ，优选情况下，从离子源2的尺寸(具体地说，旋转方向侧的离子源2的宽度W1，或离子源2的出口侧的宽度)来考虑，可以将旋转轴14的中心轴14a和衬底表面6a之间的距离L1设置在0或更大且约W1/2或更少的范围内。
[0051]
在旋转轴14的中心轴14a即离子源2的旋转中心位于该范围内，并且在衬底6a附近的位置处的情况下，甚至当入射角θ较小时，也可以将离子束到衬底6的照射位置的偏移和离子束到衬底6的照射区域的扩展抑制到较小的程度。结果，能够对装置进行进一步的小型化，并且能够进一步抑制装置的生产能力的下降。
[0052]
在图1的例子中，臂12的中心轴12a与离子源2的中心轴2a相重合(对于这两个轴，参见图6)。不过，本发明并不限于这种结构。在如图6所示的例子中，离子源2的中心轴2a可以在朝向与衬底6相对的一侧偏离臂12的中心轴12a的情况下进行耦合。根据该结构，当使用小的入射角时，离子源2的下部几乎接触不到衬底6a。因此，甚至当使用相同宽度W1的离子源时，可以进一步缩短距离L1，或者可以进一步减小离子源2和中心轴14a之间的距离。结果，在任何情况下，由于上述原因可以使该装置进一步小型化。
[0053]
如上所述，旋转轴14和臂12可以是中空的。在该实施例中，使用了这种结构。具体地说，旋转轴14是圆柱形的，臂12的形状为管状(duct-like)，并且部件14、12的内部相互连通。臂12在离子源一侧的端部连接到离子源2。执行真空密封的真空密封部件44位于旋转轴14的内部(例如，真空室10附近的内部)。此外，使用诸如铁或碳钢等磁性材料来构成旋转轴14和臂12。此外，旋转轴14和臂12被电气接地。另外，真空室10被电气接地。
[0054]
将电功率从真空室10的外部提供给离子源2的导体42穿过旋转轴14和臂12被引导到离子源2。为了简化该结构，在图2中，在左侧和右侧的每一个中只示出了一个导体42。不过，导体不限于在每一侧只有一个导体，而是可以通过所需要数目的导体。在旋转轴14和臂12被布置在离子源2的两侧的情况下，导体42可以在一侧穿过臂12等，也可以在两侧穿过臂12等。例如，导体42包括：用于提供灯丝(filament)功率以加热离子源2的灯丝的导体；用于提供电弧功率以向离子源2进行电弧放电的导体；以及用于提供高电压给离子源2的离子束发射电极系统的导体。在这些导体42穿过真空室10的部分中，分别放置了具有真空密封功能的电流导入端子(图中未示出)。这些导体42被放置在旋转轴14和臂12的适当位置的绝缘间隔物(图中未示出)绝缘地支撑。
[0055]
在离子源2放置在真空室10的内部的情况下，与将离子源2放置在真空室10的外部的情况相比，由于例如真空室10的内部空间的限制，需要在离子源2附近放置这种导体，通过它将电功率提供给离子源2。特别是在这种情况下，有时会发生这样一种情况，即离子束4受到由流经导体的电流产生磁场的不利影响。例如，有时候会发生组成离子束4的离子的行进方向被改变和离子束4的电流密度分布受到干扰等情况。特别是当离子源2是使用热灯丝来生成等离子的DC放电类型时，灯丝电流较大(例如，大约60A)，并且因此在外围有时候会由于电流而生成强磁场。
[0056]
相比之下，在该实施例中，导体42穿过具有磁屏蔽功能的旋转轴14和臂12。因此，可以抑制由流经导体42的电流产生的磁场的泄漏，从而防止磁场对离子束4施加诸如如上所述的不利影响。
[0057]
为了避免从覆盖材料中生成杂质和气体，通常使用裸露导体来作为穿过真空室10的导体。在这种情况下，当导体在真空室10中处于暴露状态时，当对导体施加高电压(例如，大约几百伏特到几千伏特)时，就会发生在导体和具有不同电位的相邻部分之间产生放电的现象，并且由于离子源2的周围是真空环境，且存在起到放电的触发器作用的许多离子和电子，因此从离子源2发射离子束4就会不稳定。
[0058]
相比之下，在该实施例中，导体42穿过处于地电位的旋转轴14和臂12，并且与真空室10中的大气电气屏蔽。因此，可以抑制当对导体42施加高电压时在真空室10中具有不同电位的部分产生放电，以及从离子源2发射的离子束4变得不稳定的现象。
[0059]
在该实施例中，射束测量仪46被布置在真空室10的内部的并且相对于用于衬底6的通道与离子源2相对的位置，其中射束测量仪46用于测量在从离子源2发射的离子束4的宽度方向上的电流密度分布。离子源2位于相对于衬底6的预定角度。
[0060]
更为具体地说，在该实施例中，射束测量仪46被布置在与离子源2相对的位置，其中离子源2位于与衬底6基本上垂直的角度。不过，本发明并不限于此。
[0061]
用于测量在离子束4的宽度方向上的电流密度分布的射束测量仪46可以是如在该实施例中那样在离子束4的宽度方向上并排放置的多个(许多)射束测量仪46，或者是在离子束4的宽度方向上被机械地扫描(驱动)的单个射束测量仪46。不过，前者是优选的，因为多个射束测量仪可以一次测量离子束4的电流密度分布，并且可以缩短测量时间。特别是在衬底6的尺寸较大并且离子源2的尺寸也较大的情况下，前者是优选的。
[0062]
射束测量仪46的一个较为具体的例子如图3所示。射束测量仪46包括：法拉第杯48；负抑制电极50，其位于法拉第杯48的上游侧；正抑制电极52，其位于负抑制电极50的上游侧；接地电极54，其位于正抑制电极52的上游侧；以及导体容器56。法拉第杯48接收离子束4，并且测量射束电流密度。负抑制电极50抑制当离子束4入射到法拉第杯48上时从法拉第杯48释放的二次电子的外部泄漏，并且负电压被施加到该电极上。正抑制电极52抑制在上游的大气中产生的离子流入到法拉第杯48，并且正电压被施加到该电极上。接地电极54起到定义了进入法拉第杯48的离子束4的尺寸的掩蔽物的作用，对下游侧上的电极等与上游侧之间进行电气屏蔽，并且被电气接地。导体容器56连接到接地电极54，与接地电极54一起电气屏蔽法拉第杯48和位于容器内的电极50、52，并且被电气接地。
[0063]
当布置了上述射束测量仪46时，可以利用射束测量仪46来测量在从位于相对于衬底6的预定角度的离子源2发射的离子束4的宽度方向上的电流密度分布。因此，可以将测量结果用在离子束4的特性估计、离子源2的调整等方面。
[0064]
除了对离子束4的电流密度分布的测量以外，在所需位置处使用射束测量仪46还可以测量该位置处的离子束4的电流密度。根据离子束4的电流密度分布的测量结果，还可以获得电流密度分布的均匀性。射束测量仪46也可以用于这种测量。
[0065]
在这种情况下，如在该实施例中那样，当射束测量仪46被布置在与以基本上垂直于衬底6的角度放置的离子源2相对的位置处时，射束测量仪46可以位于离子源2的附近，并且容易使离子束4基本上垂直地进入射束测量仪46。因此，可以提高射束测量仪46的测量准确度。
[0066]
接下来，将要描述使用离子束照射装置来处理衬底6的方法(离子束照射方法)的例子。
[0067]
(a)第一步
根据需要对旋转轴14进行旋转，并且离子源2位于使离子源与射束测量仪46相对的角度。当在手动或事先设定的条件下从离子源2产生离子束4时，通过使用射束测量仪46来测量从离子源2发射的离子束4的电流密度分布。此时，可以根据需要来测量需要位置处的离子束4的电流密度，以及离子束4的电流密度分布的均匀性。
[0068]
(b)第二步
接下来，确定测量的电流密度分布是否在预定可允许的范围内。如果该分布在可允许的范围内，则处理进行到下一步，并且如果该分布不在可允许的范围内，则手动或自动地执行使电流密度分布在可允许的范围内的调整。此时，可以根据需要来估计需要位置处的离子束4的电流密度，以及离子束4的电流密度分布的均匀性。如果必要，可以手动或自动地执行它们的调整。然后，检查是否满足了必要的离子束条件。
[0069]
(c)第三步
接下来，旋转旋转轴14，并且离子源2位于用于处理衬底6所需的预定角度。
[0070]
(d)第四步
接下来，当如上所述通过衬底驱动机构30来驱动衬底6时，使用来自离子源2的离子束来照射衬底6，以便对衬底6进行处理。例如，对用于液晶显示器的衬底6的表面进行诸如上述的配向处理。
[0071]
根据离子束照射方法，从真空室10的外部可以容易地将离子源2的角度调整到期望值。例如，根据诸如每个衬底或每批衬底的需要，将离子源移动到测量位置，测量并估计离子束的电流密度分布，并且进行必要的调整，并且之后可以将离子源移动到处理位置，以便对衬底施加处理。结果，可以容易地执行稳定的处理。
[0072]
在对衬底6施加配向处理的情况下，离子束照射装置可以称作离子束配向装置或离子束配向处理装置等，并且离子束照射方法可以称作离子束配向方法或离子束配向处理方法等。尽管已经参考具体实施例对本发明进行了详细讲述，但是对本领域的技术人员显然，可以对其进行各种更改和修订，而不偏离本发明的范围和主旨。
本申请是基于2004年9月2日提交的日本专利申请(第2004-255648号)，并且其公开内容引进于此作为参考。

Claims (6)

1.一种离子束照射装置，包括：
真空室，其被抽成真空；
离子源，其被布置在所述真空室内部，并且使用宽度比衬底大的离子束来照射要处理的衬底；
衬底驱动机构，其在基本上与从所述离子源发射的离子束的宽度方向相垂直的方向上驱动所述真空室中的衬底；
旋转轴，其穿过所述真空室，并且其中心轴位于朝向衬底的与所述离子源相分离的位置，并且基本上与衬底的表面平行；
臂，其被布置在所述真空室内部，并且通过所述旋转轴来支撑所述离子源；以及
电机，其被布置在所述真空室外部，并且往复地旋转所述旋转轴，
被支撑的所述离子源围绕所述旋转轴的所述中心轴是可旋转的。
2.如权利要求1所述的离子束照射装置，其中所述旋转轴的所述中心轴和衬底的表面之间的距离等于或小于旋转方向一侧的所述离子源的宽度或所述离子源的出口一侧的宽度的大约一半。
3.如权利要求1或2所述的离子束照射装置，其中通过中空的磁性部件来构造所述旋转轴和所述臂以便具有磁屏蔽功能，并且将其设置为地电位，并且下述导体穿过所述旋转轴和所述臂，所述导体将电功率从所述真空室的外部提供给所述离子源。
4.如权利要求1、2或3所述的离子束照射装置，其中在所述真空室内部的并且相对于用于衬底的通道与所述离子源相对的位置处，布置用于测量在从所述离子源发射的离子束的宽度方向上的电流密度分布的射束测量仪，其中所述离子源位于相对于衬底的预定角度。
5.如权利要求4所述的离子束照射装置，其中在与位于基本上垂直于衬底的角度的所述离子源相对的位置处布置所述射束测量仪。
6.一种使用如权利要求4或5所述的离子束照射装置的离子束照射方法，其中所述方法包括如下步骤：
以所述离子源与所述射束测量仪相对的角度来放置所述离子源，并且通过使用所述射束测量仪来测量从所述离子源发射的离子束的电流密度分布；
然后确定测量的电流密度分布是否在预定的可允许范围内，如果在该可允许范围内，则进行到下一步骤，并且如果不在该可允许范围内，则将电流密度分布调整到该可允许范围内；
然后以处理衬底所需的预定角度来放置所述离子源；并且
然后在由所述衬底驱动机构来驱动衬底的同时，通过使用来自所述离子源的离子束照射衬底来对衬底进行处理。
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