JPH0982267A - イオンドーピング装置 - Google Patents

イオンドーピング装置

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JPH0982267A
JPH0982267A JP7230965A JP23096595A JPH0982267A JP H0982267 A JPH0982267 A JP H0982267A JP 7230965 A JP7230965 A JP 7230965A JP 23096595 A JP23096595 A JP 23096595A JP H0982267 A JPH0982267 A JP H0982267A
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JP
Japan
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temperature
glass substrate
surface temperature
doping apparatus
target
Prior art date
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Application number
JP7230965A
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English (en)
Inventor
Megumi Yanai
恵 谷内
Hiromasa Morita
浩正 森田
Saburo Osaki
三郎 大崎
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Advanced Display Inc
Original Assignee
Advanced Display Inc
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Publication date
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Publication of JPH0982267A publication Critical patent/JPH0982267A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 処理中のガラス基板の表面温度を一定に保
ち、処理の安定性および再現性が得られるイオンドーピ
ング装置を得る。 【解決手段】 処理室内に設置された赤外線モニタ9に
よってガラス基板1の表面温度を複数箇所測定し、その
検出結果をターゲットの温度調整器10にフィードバッ
クする。ガラス基板1表面の温度上昇を検出した場合に
は、冷却水の熱交換器であるチラー11の設定温度を下
げる等して、ターゲット2の表面温度を抑制し、ガラス
基板1の表面温度を一定に保つ。また、ガラス基板1の
裏面温度を熱電対等の温度測定器12でモニターし、タ
ーゲット2の温度調整器10にフィードバックする

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、イオンドーピン
グ装置、特に大面積のガラス基板を処理するイオンドー
ピング装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図7は、従来のイオンドーピング装置の
処理室を示す断面図である。図において、1はガラス基
板、2はガラス基板の保持部であるターゲット、3は陰
極に帯電した電極板、4はコイル、5はRF高周波電
源、6はガラス基板に打ち込まれるプラスイオン源をそ
れぞれ示す。また、7は冷却水IN側、8は冷却水OU
T側、10はターゲット2の温度を制御している温度調
整器、11は熱交換用のチラーである。以上のように構
成された従来のイオンドーピング装置では、RF高周波
をかけられた電磁場中にガスを導入し、陰極に帯電した
電極板3によってプラスに帯電したイオン6を引き込み
加速することにより、ターゲット2上に設置されたガラ
ス基板1にイオンを打ち込む方法をとっている。装置内
の圧力は、真空ポンプで高真空を引き、調整を行ってい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来のイオンドーピン
グ装置は、以上のように構成されているので、基板の処
理を連続的に続けた場合、RF放電によりガラス基板1
またはターゲット2の表面温度が一定温度まで上昇し続
け、ガラス基板1に塗布されたレジストが変質する等の
問題があった。処理を中断するとRF放電も中断される
ため、次に処理を行うガラス基板1の表面温度は処理の
間隔によっては高いままであったり、低くなったりと、
各処理ごとのガラス基板1の表面温度を一定に保つこと
が困難であり、プロセスが安定しないという問題があっ
た。また、ターゲット2の温度調整は行っていても、実
際に処理が行われているガラス基板1の表面温度、特に
大面積のガラス基板においては面内の温度分布等が把握
できないという問題があった。
【0004】この発明は、上記ような問題点を解消する
ためになされたもので、処理中のガラス基板の表面温度
を一定に保ち、処理の安定性および再現性が得られるイ
オンドーピング装置を得ることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明に係わるイオン
ドーピング装置は、ガスの導入手段、イオンの生成手段
および加速手段を有し、内部を真空に保つ処理室内に設
置され、イオンが打ち込まれる被処理体を保持する保持
部と、被処理体の表面温度を検出する温度センサと、保
持部を加熱または冷却する手段と、温度センサの検出結
果に基づいて加熱または冷却手段を駆動し、被処理体の
表面温度を目標温度に制御するコントローラとを備えた
ものである。また、温度センサとして赤外線モニタを用
いるものである。
【0006】また、温度センサは、被処理体表面あるい
は裏面の中心部および周辺部を含む複数箇所の温度を測
定し、コントローラにフィードバックするものである。
また、被処理体表面あるいは裏面の周辺部は、周辺端よ
り7mm以内の部分である。また、ガスの導入手段、イオ
ンの生成手段および加速手段を有し、内部を真空に保つ
処理室内に設置された被処理体を保持する保持部と、保
持部の表面温度を検出する温度センサと、保持部を加熱
または冷却する手段と、温度センサの検出結果に基づい
て加熱または冷却手段を駆動し、保持部を目標温度に制
御するコントローラとを備えたものである。
【0007】また、ガスの導入手段、イオンの生成手段
および加速手段を有し、内部を真空に保つ処理室内に設
置された被処理体を保持する保持部と、イオンのビーム
パワーを検出するビームパワー測定器と、保持部を加熱
または冷却する手段と、ビームパワー測定器の検出結果
に基づいて被処理体の表面温度を換算し、加熱または冷
却手段を駆動して被処理体の表面温度を目標温度に制御
するコントローラとを備えたものである。また、被処理
体としてガラス基板を用いるものである。また、ガスの
導入手段、イオンの生成手段および加速手段を有し、内
部を真空に保つ処理室内に設置され、イオンが打ち込ま
れるガラス基板を保持する保持部と、この保持部に埋設
され、被処理体の裏面温度を検出する温度センサと、保
持部を加熱または冷却する手段と、温度センサの検出結
果に基づいて加熱または冷却手段を駆動し、被処理体の
裏面温度を目標温度に制御するコントローラとを備えた
ものである。さらに、被処理体の表面温度を0〜150
°Cの範囲で制御するものである。
【0008】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.以下、この発明の一実施の形態を図につ
いて説明する。図1は本発明の実施の形態1であるイオ
ンドーピング装置の処理室を示す断面図である。図にお
いて、1はガラス基板、2はガラス基板を保持する保持
部であるターゲット、3は陰極に帯電した電極板、4は
コイル、5はRF高周波電源、6はガラス基板1に打ち
込まれるプラスイオン源をそれぞれ示す。また、9はガ
ラス基板1の表面温度を測定する赤外線モニタ等の温度
測定器であり、その検出結果をターゲット2の温度調整
器10にフィードバックし、ターゲット2の温度制御を
行うものである。すなわち、温度調整器10は、温度測
定器9の検出結果に基づき、冷却水の循環を調整し、目
標温度に制御するコントローラである。7は冷却水IN
側、8は冷却水OUT側であり、冷却水は装置本体の外
部に設けられたチラー11にて熱交換され、循環されて
いる。また、装置内の圧力は、真空ポンプで高真空を引
き、調整を行っている。
【0009】以上のように構成されたイオンドーピング
装置では、RF高周波をかけられた電磁場中にガスを導
入し、陰極に帯電した電極板3によってプラスに帯電し
たイオン6を引き込み加速することにより、ターゲット
2上に設置されたガラス基板1にイオンを打ち込む方法
をとっている。ガラス基板1の処理が連続的に行われる
場合、従来のイオンドーピング装置ではRF放電により
基板表面温度がある程度まで上昇し続けるが、本実施の
形態のイオンドーピング装置では、赤外線モニタ9によ
ってガラス基板1の表面温度を測定し、その検出結果を
ターゲット2の温度調整器10にフィードバックしてい
るため、ガラス基板1表面の温度上昇を検出した場合に
は冷却水の熱交換器であるチラーの設定温度を下げる等
の調整を行い、ターゲット2の表面温度の上昇を抑制
し、ガラス基板1の表面温度が一定に保たれるように構
成されている。ガラス基板1の表面温度の制御範囲は、
150°Cを超えるとガラス基板に塗布されているレジ
ストが変質するため、0〜150°Cの範囲内とする。
また、赤外線モニタ9は、測定対象より発生する赤外線
を検出し、その波長によって測定対象物の表面温度を換
算するものであるが、本実施の形態では、イオンドーピ
ング装置の処理室内に設置し、プラズマ放電中に検出を
行うため、プラズマのスペクトルを考慮した検出設定を
用いる。
【0010】赤外線モニタ9による測定ポイントは、大
面積のガラス基板1の表面温度を均一に保つために複数
箇所設けることが望ましく、本実施の形態ではガラス基
板1の中央部と周辺部、特に周辺より7mm以内の位置の
2箇所に設けた。基板の端より7mmまでの基板内側の範
囲はデバイス特性の保証の必要があるため、基板の端よ
り7mm以内の保証外の部分も測定し管理する必要があ
る。また、温度の測定ポイントは上記2箇所以外でも良
く、数もさらに増やしても良い。ターゲット2の温度調
整を行う冷却水の循環経路を示すターゲット2の水平断
面図を図2に示す。大面積のガラス基板に対応するター
ゲット2を均一にしかも迅速に温度調整するために、図
2aに示されるような環状循環経路と図2bに示される
ような放射状循環経路がとられている。冷却水の循環経
路は以上の2例に限らず、他の方法をとっても良いこと
は言うまでもない。また、冷却水を用いずに、He等の
ガス冷却でも同様の効果を得ることができる。
【0011】以上のように、本実施の形態のイオンドー
ピング装置によれば、ガラス基板1の表面温度をモニタ
ーして、ターゲット2の温度調整器10にフィードバッ
クする機能を有するため、処理中のガラス基板1の表面
温度を一定に保持することができ、ガラス基板1の温度
管理を行うことが可能となる。従って、ガラス基板温度
に関するプロセスパラメータの最適化が可能となり、イ
オンドーピング装置の処理における安定性および再現性
が向上し、デバイスの歩留まりを向上することができ
る。
【0012】実施の形態2.図3は、本発明の実施の形
態2であるイオンドーピング装置のターゲット部を示す
断面模式図である。本実施の形態では、ガラス基板1の
裏面温度を熱電対等の温度測定器12でモニターし、タ
ーゲット2の温度調整器10にフィードバックするもの
である。温度測定器12は、ターゲット2に埋設されて
いる。本実施の形態では、ガラス基板1の表面温度の代
わりに裏面温度を測定する以外は実施の形態1と同様で
ある。また、測定ポイントをガラス基板1の中央および
周辺(特に周辺から7mm以内)等、複数箇所に増やすこ
とにより、大面積基板にも対応できる。実施の形態1に
示したようなガラス基板1の表面温度を実際に測定する
方法が適用できない場合、例えば赤外線モニタの設置が
物理的に難しい場合等に本実施の形態を適用すると良
い。
【0013】実施の形態3.図4は、本発明の実施の形
態3であるイオンドーピング装置のターゲット部を示す
断面模式図である。本実施の形態では、ターゲット2の
表面温度を例えば熱電対等の温度測定器12でモニター
し、ターゲット2の温度調整器10にフィードバックす
るものである。本実施の形態では、ガラス基板1の代わ
りにターゲット2の表面温度を測定する以外は実施の形
態1と同様である。従来例との相違点は、ターゲット2
表面の温度を直接測定してその結果をフィードバックす
ることにより、より正確にターゲット2の温度の制御が
行える。また、測定ポイントを複数箇所に増やすことに
より、大面積基板用のターゲット2にも対応できる。実
施の形態1に示したようなガラス基板1の表面温度を実
際に測定する方法が適用できない場合、例えば赤外線モ
ニタの設置が物理的に難しい場合等に本実施の形態を適
用すると良い。
【0014】実施の形態4.図5は、本発明の実施の形
態4であるイオンドーピング装置の処理室を示す断面図
である。図において13はビームパワー測定器である。
本実施の形態では、イオンドーピング装置の処理中のビ
ームパワーをビームパワー測定器13でモニターし、タ
ーゲット2の温度調整器10にフィードバックするもの
である。
【0015】ビームパワーとガラス基板の表面温度は図
6の一例に示すように直線的な関係がある。ビームパワ
ーをパラメータとして予めガラス基板表面温度との関係
をデータ化しておき、その係数をターゲット2の温度調
整器10に設定しておき、ビームパワー測定器13より
送られてくるモニタ信号と連結させておくことにより、
ビームパワーモニタ信号によりガラス基板1の表面温度
を換算し、ターゲット2の温度調整器10による温度制
御が可能となる。ビームパワーとガラス基板表面温度の
データは、ガラス基板1上の中央および周辺部(特に周
辺から7mm以内)を含む5箇所程度に温度測定用の耐熱
式のサーモラベルを貼り、ラベルの変化により基板の表
面温度を測定することにより得られる。
【0016】以上のように、本実施の形態によれば、イ
オンドーピング装置のビームパワーをモニターして、タ
ーゲット2の温度調整器10にフィードバックする機能
を有するため、処理中のガラス基板1の表面温度を一定
に保持することができ、ガラス基板1の温度管理を行う
ことが可能となる。従って、ガラス基板温度に関するプ
ロセスパラメータの最適化が可能となり、イオンドーピ
ング装置の処理における安定性および再現性が向上し、
デバイスの歩留まりを向上することができる。なお、上
記各実施の形態では被処理体を保持するターゲットを冷
却する場合についてのみ説明したが、本発明はターゲッ
トを加熱する場合についても同様に適用できることはい
うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の一実施の形態であるイオンドーピ
ング装置の処理室を示す断面図である。
【図2】 この発明の一実施の形態であるイオンドーピ
ング装置の冷却水の循環経路を示すターゲットの水平断
面図である。
【図3】 この発明の第2の実施の形態であるイオンド
ーピング装置のターゲット部を示す断面模式図である。
【図4】 この発明の第3の実施の形態であるイオンド
ーピング装置のターゲット部を示す断面模式図である。
【図5】 この発明の第4の実施の形態であるイオンド
ーピング装置の処理室を示す断面図である。
【図6】 ビームパワーと基板の表面温度との関係の一
例を示す図である。
【図7】 従来のイオンドーピング装置の処理室を示す
断面図である。
【符号の説明】
1 ガラス基板、2 ターゲット、3 陰極に帯電した
電極板、4 コイル、5 RF高周波電源、6 ガラス
基板に打ち込まれるプラスイオン源、7 冷却水IN
側、8 冷却水OUT側、9 温度測定器、10 温度
調整器、11 チラー、12 温度測定器、13 ビー
ムパワー測定器。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガスの導入手段、イオンの生成手段およ
    び加速手段を有し、内部を真空に保つ処理室、 上記処理室内に設置され、上記イオンが打ち込まれる被
    処理体を保持する保持部、 上記被処理体の表面温度を検出する温度センサ、 上記保持部を加熱または冷却する手段、 上記温度センサの検出結果に基づいて上記加熱または冷
    却手段を駆動し、上記被処理体の表面温度を目標温度に
    制御するコントローラを備えたことを特徴とするイオン
    ドーピング装置。
  2. 【請求項2】 温度センサは赤外線モニタであることを
    特徴とする請求項1記載のイオンドーピング装置。
  3. 【請求項3】 温度センサは、被処理体表面あるいは裏
    面の中心部および周辺部を含む複数箇所の温度を測定
    し、コントローラにフィードバックすることを特徴とす
    る請求項1または請求項2記載のイオンドーピング装
    置。
  4. 【請求項4】 被処理体表面あるいは裏面の周辺部は、
    周辺端より7mm以内の部分であることを特徴とする請求
    項3記載のイオンドーピング装置。
  5. 【請求項5】 ガスの導入手段、イオンの生成手段およ
    び加速手段を有し、内部を真空に保つ処理室、 上記処理室内に設置され、上記イオンが打ち込まれる被
    処理体を保持する保持部、 上記保持部の表面温度を検出する温度センサ、 上記保持部を加熱または冷却する手段、 上記温度センサの検出結果に基づいて上記加熱または冷
    却手段を駆動し、上記保持部を目標温度に制御するコン
    トローラを備えたことを特徴とするイオンドーピング装
    置。
  6. 【請求項6】 ガスの導入手段、イオンの生成手段およ
    び加速手段を有し、内部を真空に保つ処理室、 上記処理室内に設置され、上記イオンが打ち込まれる被
    処理体を保持する保持部、 上記イオンのビームパワーを検出するビームパワー測定
    器、 上記保持部を加熱または冷却する手段、 上記ビームパワー測定器の検出結果に基づいて上記被処
    理体の表面温度を換算し、上記加熱または冷却手段を駆
    動して上記被処理体の表面温度を目標温度に制御するコ
    ントローラを備えたことを特徴とするイオンドーピング
    装置。
  7. 【請求項7】 被処理体はガラス基板であることを特徴
    とする請求項1〜請求項6のいずれか一項記載のイオン
    ドーピング装置。
  8. 【請求項8】 ガスの導入手段、イオンの生成手段およ
    び加速手段を有し、内部を真空に保つ処理室、 上記処理室内に設置され、上記イオンが打ち込まれるガ
    ラス基板を保持する保持部、 この保持部に埋設され、上記ガラス基板の裏面温度を検
    出する温度センサ、 上記保持部を加熱または冷却する手段、 上記温度センサの検出結果に基づいて上記加熱または冷
    却手段を駆動し、上記ガラス基板の裏面温度を目標温度
    に制御するコントローラを備えたことを特徴とするイオ
    ンドーピング装置。
  9. 【請求項9】 被処理体の表面温度は0〜150°Cで
    あることを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれか一
    項記載のイオンドーピング装置。
JP7230965A 1995-09-08 1995-09-08 イオンドーピング装置 Pending JPH0982267A (ja)

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