JP5811256B2 - エネルギー線照射システム - Google Patents

Description

本発明は、イオン注入システムや電子線照射システムなどのようにエネルギー線を対象物であるワークに照射するエネルギー線照射システム及びこれに用いられるワーク搬送機構に関するものである。

従来のこの種のイオン注入システムでは、イオンビームの照射領域にウェハを搬送するプラテンとロードロック室との間でウェハを受け渡すための中間搬送機構が設けられている。例えば特許文献１の中間搬送機構は、左右の搬送アームが同時に動いて１枚のプラテン上に一挙に２列にウェハを配置できるようにしており、装置の処理能力、すなわちスループットの向上を図っている。

特許４７６６１５６号公報

しかしながら、上述した構成では、あるウェハに対してイオンビームの照射（注入）が終わった後、ウェハにイオンビームを照射するまでに、かなりの無駄時間が生じ、スループットをさらに改善させようとしたときに、この無駄時間がそのボトルネックとなる。

具体的に説明すると、ウェハに対するイオンビームの照射（イオン注入）が終わってから、イオン未注入の次のウェハがイオンビームに照射されるまでには、イオン注入済みのウェハをロードロック室を介して外部に搬送し、次のウェハを外部からロードロック室を介してプラテンに搭載し、イオンビームの照射領域に搬送する工程が必要となり、前記無駄時間がかなり長くなってスループットに悪影響を及ぼすとともに、その間イオンビームが無駄に消費されることとなる。
このような問題点は、イオン注入装置のみならず、ワークにエネルギー線を照射するエネルギー線照射装置全般に共通することである。

本発明はかかる問題を鑑みてなされたものであって、この種のエネルギー線照射システムにおいて、スループットを飛躍的に改善するとともに、エネルギー線の効率的な利用に資するべく図ったものである。

すなわち本発明に係るエネルギー線照射システムは、エネルギー線を所定の照射領域に向かって射出するエネルギー線射出機構と、前記エネルギー線が照射される対象物であるワークを所定のワーク授受領域と前記照射領域との間で搬送するワークホルダとを具備したものであって、前記ワーク授受領域が、前記エネルギー線の照射領域を通り、イオンビームＩＢの進行方向と平行な仮想直線を挟んで相対する２箇所に設けてあるとともに、前記ワークホルダとして、一方のワーク授受領域（以下、第１ワーク授受領域とも言う。）と前記照射領域との間でワークを搬送する第１ワークホルダと、他方のワーク授受領域（以下、第２ワーク授受領域とも言う。）と前記照射領域との間でワークを搬送する第２ワークホルダとが設けてあり、前記第１ワークホルダと前記第２ワークホルダは、それぞれ複数のワークを保持できることを特徴とするものである。

このようなものであれば、一方のワークホルダによって照射領域に搬送されたワークにエネルギー線を照射している間に、他方のワークホルダによって、エネルギー線照射済みワークを未照射ワークに交換して保持させておくことができるので、エネルギー線照射が終わったワークを一方のワークホルダによって退避させた後、速やかに、エネルギー線未照射の次のワークを他方のワークホルダによって照射領域に搬送し、エネルギー線の照射を開始することができる。

つまり、本発明によれば、一のワークに対するエネルギー線照射が終わってから次のワークにエネルギー線を照射するまでの時間を大幅に短縮できるので、スループットを飛躍的に改善できるとともに、エネルギー線をより効率的に利用することができる。

異なる寸法のワークを取り扱えるようにして、システムの汎用性を高めるには前記第各ワークホルダが、互いに大きさの異なるワークを搬送可能なものであることが望ましい。より詳細には、ワークホルダ各々が、それぞれ異なる寸法のワークを混在させて搬送可能であっても良いし、１つのワークホルダ内においては同一寸法のワークを搬送するが、一のワークホルダと他のワークホルダとで搬送可能なワーク寸法が異なるものでも良い。

エネルギー線射出機構やワークホルダが所定の真空度に保たれたエネルギー線照射室内に配備されている場合、外部から搬入されたエネルギー線未照射のワークや外部に搬出されるエネルギー線照射済みのワークを中間的に載置するワーク載置部がロードロック室内に設けられることがある。

このような場合に本発明を適用し、スループットを担保するには、前記ワーク載置部を前記仮想直線を挟んで相対する２箇所に設けるとともに、前記第１授受領域及び前記第１ワーク載置部の間でワークを搬送する第１搬送部材と、前記第２授受領域及び前記第２ワーク載置部の間でワークを搬送する第２搬送部材とを設けておけばよい。

スループットを可及的に向上させる具体的な態様としては、前記第１ワーク載置部と第２ワーク載置部との間に設けられた中間ワーク載置部と、前記第１授受領域と中間ワーク載置部との間でワークを搬送する第３搬送部材と、前記第２授受領域と中間ワーク載置部との間でワークを搬送する第４搬送部材とをさらに具備したものが好ましい。
上記構成においても異なる寸法のワークを取り扱えるようにするには、前記各搬送部材が互いに大きさの異なるワークを搬送可能なものであることが望ましい。

搬送部材の構造簡略化を図るには、前記ワークホルダが、前記ワーク授受領域において前記搬送部材からワークを受け取った後、所定距離移動して、当該搬送部材から別のワークを受け取ることで、前記移動方向に複数列のワークを搭載可能に構成してあるものが好ましい。
本発明の効果が特に顕著に奏される実施態様としては、前記エネルギー線がイオンビームであり、ワークにイオンを注入するものを挙げることができる。

このように構成した本発明によれば、最初のワークに対するエネルギー線の照射が終わった後、すぐに次のワークへのエネルギー線照射を始められるので、スループットを飛躍的に向上させられるとともに、エネルギー線を無駄に消費する時間が短いので、エネルギー線を効率よく利用することが可能になる。

本発明の第１実施形態におけるイオン注入装置を示す模式的全体平面図。 同実施形態におけるウェハ移送機構を示す部分斜視図。 同実施形態におけるウェハの搬送工程例を示す工程図。 同実施形態におけるウェハの搬送工程例を示す工程図。 同実施形態におけるイオン注入とウェハ搬送とのタイミングを示すタイミングチャート。 同実施形態におけるイオン注入とウェハ搬送とのタイミングを示すタイミングチャート。 本発明の第２実施形態におけるイオン注入装置を示す模式的全体平面図。 同実施形態におけるウェハの搬送工程例を示す工程図。 同実施形態におけるウェハの搬送工程例を示す工程図。

＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態に係るエネルギー線照射システムたるイオン注入システム１００につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明や図面において、同種の部材や構造が複数存在し、これらを区別する必要があるときは、符号の末尾に（１）、（２）などを付すとともに、部材や構造名に第１、第２などを冠することとする。

このイオン注入システム１００は、図１に示すように、真空に設定したイオン注入室１０においてイオンビームＩＢを射出するイオンビーム射出装置（図示しない）と、前記イオンビームＩＢが照射される照射領域ＡＲにワーク（ここではウェハ）Ｗを搬送し、イオンビームＩＢが、該ワークＷに照射されるようにするワーク搬送装置２０とを具備したものである。

イオンビーム射出装置は、例えばリボン状のイオンビームＩＢを前記照射領域ＡＲに向かって射出するものである。なお、イオンビームＩＢの形状は、リボン状に限られず、例えば正方形状でも構わない。また、図１中の符号９は、イオンビームＩＢの強度分布特性等を監視するためのビームプロファイラであり、それ以上のビームＩＢの進行を遮蔽するものでもある。

ワーク搬送装置２０は、イオン注入室１０の内外間でワークＷを出し入れするワーク出入機構１と、イオンを注入すべくワークＷをビームの照射領域ＡＲに送り込むワーク移送機構２と、前記ワーク出入機構１及びワーク移送機構２の間に介在してワークＷの受け渡しを行う中間移送機構３とを具備したものである。
このワーク搬送装置２０の各部を説明する。

前記ワーク出入機構１は、イオン注入室１０に隣接して設けられたロードロック室とも称される真空予備室１１と、ワーク載置部たるワーク載置台１２と、ワーク載置台１２を上下動させる図示しない上下アクチュエータとを具備したものである。詳細には前記特許文献１に記載されているからここでは簡単に説明しておくと、真空予備室１１は、開閉可能な上蓋と所定の上位置にある前記ワーク載置台１２との間に形成されるものである。ワーク載置台１２は、複数のワークＷを１列に戴置可能なものであって、前記上位置にあるときは真空予備室１１とイオン注入室１０とを気密に遮る隔壁としても機能する一方、所定の下位置にあるときはイオン注入室１０内に位置して後述する中間移送機構３との間でワークＷを受け渡し可能な状態となる。

しかしてこの実施形態では、前記照射領域ＡＲを通る仮想直線Ｃを挟んで平面視対称な位置に、一対のワーク出入機構１を設けている。なお、ここでの仮想直線Ｃは、イオンビームＩＢの軸線と一致しているが、それらが必ずしも一致している必要はない。

前記ワーク移送機構２は、例えば、ワークホルダたるプラテン２１と、このプラテン２１を支持する基台２２と、この基台２２を直線状に進退移動させる直線進退機構２３とを具備し、後述する中間移送機構３によって搬送されてきたワークＷを所定のワーク授受領域で受け取って前記照射領域ＡＲに搬送したり、前記照射領域ＡＲからワークＷをワーク授受領域に搬送して中間移送機構３に受け渡したりするものである。

プラテン２１は、例えば扁平円形状の吸着板（図示しない）を具備し、静電チャックによってその一方の表面で複数列（ここでは２列）のワークＷを吸着支持することができるものである。この実施形態では、前記一対のワーク出入機構１に対応させて一対のプラテン２１を設けている。

基台２２は、プラテン２１毎に設けられたブロック状をなすものであって、前記各プラテン２１の面板部が前記進退移動方向と平行となる状態で、プラテン２１の基端部を、前記進退移動方向と平行な回転軸によって枢支するものである。この基台２２の内部には、モータ等の図示しない起倒アクチュエータが設けられていて、プラテン２１の面板部が水平状態となる受け渡し姿勢と、鉛直状態となるビーム照射姿勢との間で起倒回転させることができるように構成してある。

直線進退機構２３は、例えば、イオンビームＩＢの軸線と直角をなすように水平直線状に敷設されて前記各基台２２がスライド可能に嵌合する共通の１本のレール部材２３１と、基台２２をレール部材２３１に沿って互いに独立して進退駆動する図示しないスライドアクチュエータとを具備したものである。前記スライドアクチュエータは、例えば、レール部材２３１内に設けられた図示しないベルト及び該ベルトを周回させるモータからなるもので、このベルトに牽引されて、基台２２がレール部材２３１上を進退移動するように構成してある。なお、直線進退機構２３はかかる構造のみならず、例えばネジ送り機構を利用したものでも構わない。また、以下では、前記直線進退方向をｘ方向と定義する。

中間移送機構３は、水平旋回可能なように基端部を枢支された搬送部材たる搬送アーム３１と、この搬送アーム３１を正逆旋回させるモータ等の図示しない旋回アクチュエータとを具備し、前記ワーク載置台１２と前記授受領域との間でワークＷを搬送するものである。

搬送アーム３１は、長尺板状をなすものであり、該搬送アーム３１の下側に設けられた図示しない把持爪によってワークＷの下面周縁部における対向箇所を引っかけることにより、ワークＷを搬送アーム３１の下側において保持するものである。この例では搬送アーム３１はその延伸方向に沿って複数のワークＷを１列に保持することができるように構成してある。

しかしてこの実施形態では、図１に示すように、前記中間移送機構３を前記仮想直線Ｃを中心として対称な位置に一対設け、それぞれを各ワーク出入機構１に対応させている。なお、以下では、この仮想直線方向をｙ方向と定義するとともに、ｘ方向とｙ方向との双方に垂直な方向をｚ方向と定義する。

上記構成に加えて本イオン注入システム１００は、イオン注入室１０の外側に配置された複数の外部収納容器４と、該外部収納容器４及び前記真空予備室１１の間でワークＷを搬送する外部搬送機構５とをさらに具備している。

具体的に説明すると、外部収納容器４は、複数のワークＷを複数段にして収納するものであり、内部は所定のクリーン度に保たれている。ここでは複数の外部収納容器４がｘ方向に沿って並び設けられている。

外部搬送機構５は、ｘ方向に延びるレール５１とこのレール５１に沿って進退移動する搬送機本体５２とを具備している。この搬送機本体５２は、ワークＷを吸着するアーム５２１を具備しており、搬送機本体５２がレール５１に沿って移動するとともにこのアーム５２１がワークＷを吸着して回転することによって、外部収納容器４と真空予備室１１との間でワークＷを搬送する。なお、ある外部収納容器４から取り出されてイオン注入されたワークＷ群は、同じ外部収納容器４に戻される。
しかしてこの実施形態では、前記外部搬送機構５を前記仮想直線Ｃを中心として相対する位置に一対設け、それぞれを各ワーク出入機構１に対応させている。

次に、このように構成したイオン注入システム１００の動作について、図３、図４を参照して説明する。
説明の都合上、図３（i）に示す状態から説明する。
図３（i）の状態においては、第２プラテン２１（２）は、２列の大径ワークＷ（２）を保持しながら鉛直姿勢（前記ビーム照射姿勢）にあるとともに、前記照射領域ＡＲに位置しており、該ワークＷ（２）にはイオンビームＩＢが照射されている。

一方、第１プラテン２１は、第１ワーク授受領域にあって前記受け渡し姿勢（水平姿勢）で待機しており、そこに、第１ワーク載置台１２（１）に載置された１列の小径ワークＷ（１）を把持した第１搬送アーム３１（１）が、旋回移動してきた状態にある。

なお、この位置、すなわち、第１搬送アーム３１（１）がレール部材２３１に向かってｘ軸と直交する角度まで旋回した位置が、この実施形態における第１ワーク授受領域である。

そして、この図３（i）の状態、すなわち、第１プラテン２１（１）上に、ワークＷ（１）を把持した第１搬送アーム３１（１）が旋回して位置づけられると、第１プラテン２１（１）は下方から例えば図示しない昇降ピンを上昇させてワークＷ（１）をわずかに上昇させ、第１搬送アーム３１（１）の把持爪によるワークＷ（１）の支持を解除する。その後、第１搬送アーム３１（１）は、ワーク授受領域から退避して、再度、第１ワーク載置台１２（１）に向かって旋回する。

昇降ピンに支持されたワークＷ（１）は、前記昇降ピンが下降することによって第１プラテン２１（１）上の１列目の位置に載置され、静電チャックによって吸着支持される。

一方、ワークＷ（１）を取り去られた第１ワーク載置台１２（１）は、第１ワーク出入機構１（１）の機能によって、再度真空予備室１１に入り、第１外部搬送機構５（１）から新たにワークＷ（１）を受け取った後、イオン注入室１０に戻って待機する。

第１プラテン２１（１）上から戻ってきた第１搬送アーム３１（１）は、第１ワーク載置台１２（１）に載置された、イオン未注入の新たなワークＷ（１）を把持し、再度、第１ワーク授受領域に向かって旋回する。
この間に第１プラテン２１（１）は、直線進退機構２３によってｘ方向におおよそワークＷ（１）の保持列間の距離分だけ移動し、待機する。

そこに図３（ii）に示すように、第１搬送アーム３１（１）が旋回して到達し、前述と同様の動作によって、ワークＷ（１）が第１プラテン２１（１）上の２列目の位置に載置され、静電チャックによって吸着支持される。この状態を図３（iii）に示す。
このようにして２列のワークＷ（１）を保持した第１プラテン２１（１）は、図３（iv）に示すように、鉛直なビーム照射姿勢となって待機する。

この後、第２プラテン２１（２）に支持されているワークＷ（２）のイオン注入が終わると、第２プラテン２１は、仮想直線Ｃよりも第２ワーク載置台側へスライド移動して照射領域ＡＲから第２ワーク授受領域にまで退避するとともに、その退避とほぼ同時に、ワークＷ（１）を保持した第１プラテン２１がそれに代わって照射領域ＡＲに移動し、ワークＷ（１）にイオンビームＩＢが照射され始める。

退避した第２プラテン２１は、ビーム照射姿勢から受け渡し姿勢となって第２ワーク授受領域において待機する。第２ワーク授受領域は、第２搬送アーム３１がｘ軸と直交する角度まで旋回した位置のことであり、前記第１ワーク授受領域とは仮想直線Ｃを挟んで相対する位置に設定されている。

そこに、第２搬送アーム３１が旋回してきて一列目のワークＷ（２）を第２プラテン２１から受け取り、図３（v）に示すように、第２ワーク載置台１２（２）上に搬送して載置する。なお、第２搬送アーム３１（２）が第２プラテン２１（２）からワークＷ（２）を受け取る手順は、前述した搬送アーム３１からプラテン２１にワークＷを渡す手順の逆なので、詳細な説明は省略する。

第２ワーク載置台１２（２）に載置されたイオン注入済みのワークＷ（２）は、第２ワーク出入機構１（２）及び第２外部搬送機構５（２）を介して、元々収納されていた外部収納容器４に搬送される。
この間に、第２プラテン２１（２）は、直線進退機構２３によってｘ方向におおよそワークＷ（２）の保持列間の距離分だけ移動し、待機する。

その後、図３（vi）に示すように、空の第２搬送アーム３１（２）が再度旋回してきて、２列目のワークＷ（２）を受け取り、第２ワーク載置台１２（２）に該ワークＷ（２）を載置する。このワークＷ（２）も第２ワーク出入機構１（２）及び第２外部搬送機構５（２）を介して、元々収納されていた外部収納容器４に搬送される。

次に、第２外部搬送機構５（２）及び第２ワーク出入機構１（２）を介して第２ワーク載置台１２（２）にイオン未注入のワークＷ（２）が新たに載置される。このワークＷ（２）を、前記第１搬送アーム３１（１）がワークＷ（１）を第１プラテン２１（１）に搬送したと同様の手順で、第２プラテン２１（２）に搬送する（図４（vii）〜（ix）参照）。
その後、図４（x）に示すように、２列のワークＷ（２）を保持した第２プラテン２１（２）は、鉛直なビーム照射姿勢となり待機する。

そして、第１プラテン２１（１）に支持されているワークＷ（１）のイオン注入が終わると、この第１プラテン２１（１）は、仮想直線Ｃよりも第１ワーク載置台１２（１）側へスライド移動して照射領域ＡＲから第１ワーク授受領域にまで退避するとともに、その退避とほぼ同時に、ワークＷ（２）を保持した第２プラテン２１（２）がそれに代わって照射領域ＡＲに移動し、ワークＷ（２）にイオンビームＩＢが照射され始める。

退避した第１プラテン２１（１）は、第１ワーク授受領域においてビーム照射姿勢から受け渡し姿勢となる。そして、そこに保持されたイオン注入済みのワークＷ（１）は、第２プラテン２１（２）においてイオン注入済みのワークＷ（２）が搬送されたと同様の手順で、第１搬送アーム３１（１）、第１ワーク出入機構１（１）、第１外部搬送機構５を（１）介して、元々収納されていた外部収納容器に戻される（図４（xi）、（xii）参照）。
そして、図３（i）に戻って、同様の工程が繰り返される。

以上のような構成によれば、図５のタイミングチャートに示すように、第１プラテン２１（１）に支持されたワークＷ（１）にイオン注入がなされている間に、第２プラテン２１（２）のワークＷ（２）がイオン注入済みのものからイオン未注入のものに交換され、照射領域ＡＲの近傍でイオン注入待状態となるので、ワークＷ（１）のイオン注入が終われば直ちにワークＷ（２）のイオン注入を始めることができる。

したがってイオン注入をほぼ途切れることなく連続的に行えるので、スループットを飛躍的に改善できるとともに、イオンビームを極めて効率的に利用することができる。

なお、ワーク交換時間よりもイオン注入時間の方が短い場合もあり得るが、この場合においても、その工程タイミングチャートを図６に例示するように、第１プラテン２１（１）、第１搬送アーム３１（１）等と、第２プラテン２１（２）、第２搬送アーム３１（２）等とが、互いに干渉することなく独立して動作可能なので、それらの同時動作期間が生じ、これによってワークＷ（１）にイオン注入がされている期間とワークＷ（２）にイオン注入との間の無駄時間を可及的に小さくすることができる。

＜第２実施形態＞
この第２実施形態のイオン注入システムは、図７に示すように、中間移送機構３として、前記第１搬送アーム３１（１）及び第２搬送アーム３１（２）に加え、第３搬送アーム３１（３）及び第４搬送アーム３１（４）が設けられている。
また、ワーク出入機構１として、前記第１ワーク出入機構１（１）と第２ワーク出入機構１（２）との中間に、第３ワーク出入機構１（３）が設けられている。

各部を詳述すると、第３搬送アーム３１（３）は、第１搬送アーム３１（１）と対をなし、平面視（ｚ方向から視て）第１搬送アーム３１（３）と対称に旋回可能なものである。その回転軸は、第１プラテン２１（１）に保持される２列のワークＷ（１）の中心間距離だけ、第１搬送アーム３１（１）の回転軸から離間させてある。

第４搬送アーム３１（４）は、第２搬送アーム３１（２）と対をなし、平面視（ｚ方向から視て）第２搬送アーム３１（２）と対称に旋回可能なものである。その回転軸は、第２プラテン２１（２）に保持される２列のワークＷ（２）の中心間距離だけ、第２搬送アーム３１（２）の回転軸から離間させてある。

次に、このように構成したイオン注入システム１００の動作について、図８、図９を参照して説明する。
説明の都合上、図８（i）に示す状態から説明する。

この状態において、第２プラテン２１（２）は、２列の大径ワークＷ（２）を保持しながら鉛直姿勢（前記ビーム照射姿勢）にあるとともに、前記照射領域ＡＲに位置しており、該ワークＷ（２）にはイオンビームＩＢが照射されている。
一方、第１プラテン２１（１）は、第１ワーク授受領域において前記受け渡し姿勢（水平姿勢）で待機している。

また、第１搬送アーム３１（１）は、第１ワーク載置台１２（１）に載置された１列の小径ワークＷ（１）を把持した後、ｘ軸と直交する角度まで旋回して第１プラテン２１（１）の上方に位置するとともに、第３搬送アーム３１（３）もまた、第３ワーク載置台１２（３）に載置された１列の小径ワークＷ（１）を把持した後、ｘ軸と直交する角度まで旋回し、第１搬送アーム３１（１）と平行な状態で、第１プラテン２１（１）の上方に位置している。

この状態で第１プラテン２１（１）は、動くことなく、第１搬送アーム３１（１）及び第３搬送アーム３１（３）からほぼ同時にワークＷ（１）を受け取る。
ワークＷ（１）を渡した第１搬送アーム３１（１）及び第３搬送アーム３１（３）は、図８（ii）に示すように第１ワーク授受領域から退避旋回する。
次に、２列のワークＷ（１）を保持した第１プラテン２１（１）は、図８（iii）に示すように、鉛直なビーム照射姿勢となって待機する。

この後、第２プラテン２１（２）に支持されているワークＷ（２）のイオン注入が終わると、第２プラテン２１（２）は、仮想直線Ｃよりも第２ワーク載置台１２（２）側へスライド移動して照射領域ＡＲから退避するとともに、その退避とほぼ同時に、ワークＷ（１）を保持した第１プラテン２１（１）がそれに代わって照射領域ＡＲに移動し、ワークＷ（１）にイオンビームＩＢが照射され始める。
退避した第２プラテン２１（２）は、ビーム照射姿勢から受け渡し姿勢となって前記第２ワーク授受領域において待機する。

そこに、図８（iv）に示すように、第２搬送アーム３１（２）及び第４搬送アーム３１（４）が旋回してきて、第２搬送アーム３１（２）は一列目のワークＷ（２）を、第４搬送アーム３１（４）は２列目のワークＷ（２）をそれぞれ第２プラテン２１（２）からほぼ同時に受け取る。そして、第２搬送アーム３１（２）は一列目のワークＷ（２）を第２ワーク載置台１２（２）に、第４搬送アーム３１（４）は２列目のワークＷ（２）を第３ワーク載置台１２（３）にそれぞれ搬送する。

第２ワーク載置台１２（２）及び第３ワーク載置台１２（３）に載置された各ワークＷ（２）は、第２ワーク出入機構１（２）、第２外部搬送機構５（２）、及び、第３ワーク出入機構１（３）を介して、元々収納されていた外部収納容器４に搬送される。

次に、イオン未注入の新たなワークＷ（２）が外部収納容器４から第２外部搬送機構５（２）、第２ワーク出入機構１（２）、及び、第３ワーク出入機構１（３）を介して搬送され、第２ワーク載置台１２（２）及び第３ワーク載置台１２（３）に載置される。

これらワークＷ（２）を、図９（v）に示すように、第２搬送アーム３１（２）及び第４搬送アーム３１（４）が把持して旋回し、第２ワーク授受領域において受け渡し姿勢で待機している第２プラテン２１（２）に渡す。その後、第２搬送アーム３１（２）及び第４搬送アーム３１（４）は、図９（vi）に示すように、第２ワーク授受領域から退避旋回する。
一方、２列のワークＷ（２）を保持した第２プラテン２１（２）は、図９（vii）に示すように、鉛直なビーム照射姿勢となり待機する。

そして、第１プラテン２１（１）に支持されているワークＷ（１）のイオン注入が終わると、この第１プラテン２１（１）は、仮想直線Ｃよりも第１ワーク載置台１２（１）側へスライド移動して照射領域ＡＲから退避するとともに、その退避とほぼ同時に、ワークＷ（２）を保持した第２プラテン２１（２）がそれに代わって照射領域ＡＲに移動し、ワークＷ（２）にイオンビームＩＢが照射され始める。

退避した第１プラテン２１（１）は、ビーム照射姿勢から受け渡し姿勢となり、第１ワーク授受領域で待機する。そして、図９（viii）に示すように、そこに保持されたイオン注入済みのワークＷ（１）が、第２プラテン２１（２）においてイオン注入済みのワークＷ（２）が搬送されたと同様の手順で、第１搬送アーム３１（１）及び第３搬送アーム３１（３）、第１、第３ワーク出入機構１（１）、１（３）及び第１外部搬送機構５（１）を介して、元々収納されていた外部収納容器４に戻される。

このように構成した本実施形態のイオン注入システム１００によれば、第１実施形態のものに比べ、ワークＷの交換時間がさらに短縮され、スループットがより向上する。その大きな要因は、２つの搬送アーム３１によって、プラテン２１を動かすことなく、２列のワークＷを一挙に授受できる点にある。１つの搬送アーム３１でワークＷを２列載置する場合、その間に搬送アーム３１を往復動させなければならないうえに、１列のワークＷを保持しているプラテン２１を２列目のワークの授受のためにスライド移動させなければならない。この移動にあたっては、静電チャックによってワークＷを固定保持できるまで待たなければならないところ、その時間を短縮できる本実施形態によれば、ワーク交換時間の大幅な短縮を見込める。

しかも、第３ワーク載置台１２をワークＷ（１）とワークＷ（２）とで共用しているので、第１実施形態のイオン注入システムと比して、ほとんどフットプリントが変わらないという効果をも奏する。
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。

例えば搬送アームを１軸に対して上下複数段設けてよい。上下２段にした場合、第１実施形態であれば合計４本の搬送アームが設けられ、第２実施形態であれば合計８本の搬送アームが設けられることとなる。

このようにすれば、例えば、上下いずれか一方の搬送アームで処理済ワークをプラテンから受け取ってワーク載置台に運ぶ動作と、他方の搬送アームで未処理ワークをワーク載置台から受け取ってプラテンに運ぶ動作とを同時に行うことができ、処理速度を上げることができる。

具体的に説明すると、第１実施形態の場合であれば、図３（v）及び図４（viii）の動作図４（xi）及び図３（ii）の動作、図３（vi）及び図４（vii）の動作、図４（xii）及び図３（i）の動作をそれぞれ同時にできる。また第２実施形態の場合であれば、図８（iv）及び図９（v）の動作、図９（viii）及び図８（i）の動作をそれぞれ同時にできる。
ワークホルダに保持させるワークの列数は１列でも良いし、３列以上でも良い。

列数と同数の搬送アーム（この場合は軸が異なる搬送アームの数）にすれば、第２実施形態のように、スループットの大幅な向上を見込める。３列以上の場合は、搬送アームの高さを変えて独立旋回可能にすればよい。
ワークの搬送シーケンスも前記実施形態に限られず、種々考えられる。

プラテン上でのワークの配置は千鳥状でもよい。このことにより、装置のｘ方向寸法の小型化を図れる。プラテンの移動方向はビーム照射方向と直交している必要はない。
ワークのツイスト角調整用のツイスト機構を設けてもよいし、ワークのツイスト調整を真空予備室に入る前あるいは後に行ってもよい。

イオンビーム射出機構側の構成には特に限定はない。例えば、イオン源からのビームを質量分析する質量分析マグネットが設けられているようなものであってもよい。

ワーク出入機構、ワーク移送機構、中間移送機構等の構成は、前記実施形態に限られない。例えばコンベア方式のものや、多軸多関節アームのような構造を用いてもよい。また、対をなすこれらが、仮想直線を中心に対称に配置されている必要はなく、仮想直線で分かれる一方の領域に一方の部材が位置し、他方の領域に他方の部材が位置していればよい。つまり、特許請求の範囲で言う「相対する」とは、もちろん対称も含むが、前述した広い概念である。

中間移送機構は必ずしも必要ない。つまり、ワークホルダが室内に搬送されたワークを載置部から直接照射領域に搬送するものであってよい。この場合は、載置部がワーク授受領域となる。
ワークはウェハに限られず、金属基板や所定素材のブロック体などでも構わないし、その形状も円形に限られず、矩形状のものでもよい。

照射されるエネルギー線もイオンビームに限られず電子線や陽子線、電磁波などでもよい。例えば、電子線照射装置、スパッタリング装置、プラズマドーピング装置などに本発明を適用可能である。
その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

１００・・・エネルギー線照射システム（イオン注入装置）
Ｗ・・・ワーク
２１・・・プラテン（ワークホルダ）
ＡＲ・・・照射領域
１２・・・ワーク載置台（ワーク載置部）
３１・・・搬送アーム
Ｃ・・・仮想直線

Claims (3)

1. エネルギー線を所定の照射領域に向かって射出するエネルギー線射出機構と、
   前記エネルギー線が照射される対象物であるワークを所定のワーク授受領域と前記照射領域との間で搬送するワークホルダとを具備したものであって、
   前記ワーク授受領域が、前記エネルギー線の照射領域を通り、イオンビームＩＢの進行方向と平行な仮想直線を挟んで相対する２箇所に設けてあるとともに、
   前記ワークホルダとして、一方のワーク授受領域（以下、第１ワーク授受領域とも言う。）と前記照射領域との間でワークを搬送する第１ワークホルダと、他方のワーク授受領域（以下、第２ワーク授受領域とも言う。）と前記照射領域との間でワークを搬送する第２ワークホルダとが設けてあり、
   前記第１ワークホルダと前記第２ワークホルダは、それぞれ複数のワークを保持でき、
   前記仮想直線を挟んで相対する２箇所に設けられた第１ワーク載置部及び第２ワーク載置部と、
   前記第１ワーク載置部と第２ワーク載置部との間に設けられた第３ワーク載置部と、
   前記第１ワーク授受領域と前記第１ワーク載置部との間でワークを搬送する第１搬送部材と、
   前記第２ワーク授受領域と前記第２ワーク載置部との間でワークを搬送する第２搬送部材と、
   前記第１ワーク授受領域と前記第３ワーク載置部との間でワークを搬送する第３搬送部材と、
   前記第２ワーク授受領域と前記第３ワーク載置部との間でワークを搬送する第４搬送部材とを具備していることを特徴とするエネルギー線照射システム。
2. 前記各搬送部材が互いに大きさの異なるワークを搬送可能なものである請求項１記載のエネルギー線照射システム。
3. 前記エネルギー線がイオンビームであり、ワークにイオンを注入するものである請求項１又は２記載のエネルギー線照射システム。