KR100923516B1

KR100923516B1 - 이온빔 조사 방법 및 이온빔 조사 장치

Info

Publication number: KR100923516B1
Application number: KR1020080087319A
Authority: KR
Inventors: 야수히로 오쿠테
Original assignee: 닛신 이온기기 가부시기가이샤
Priority date: 2007-11-29
Filing date: 2008-09-04
Publication date: 2009-10-27
Also published as: JP4530032B2; TW200924032A; JP2009134923A; TWI389182B; KR20090056799A

Abstract

본 발명은, 한 장의 기판을 분할 처리하여도 기판 내의 요구되는 처리 영역의 처리에 악영향이 미치는 것을 방지할 수 있고, 이것에 의해 빔 폭보다 폭이 큰 기판을 처리 가능하게 하는 것을 목적으로 한다.

면 내에 행 형성 분할대(22) 및 열 형성 분할대(分割帶)를 사이에 두고 m행 n열(m은 3 이상, n은 2 이상인 정수)로 배열된 복수의 셀(20)이 형성되어 있는 기판(10)에 대하여, Y 방향의 양단부가 p행(p는 1≤p≤(m-2)인 정수)의 셀(20)을 사이에 두는 2개의 행 형성 분할대(22)에 각각 위치하는 빔 폭의 이온빔(4)을 이용하고, 기판(10)을 X 방향으로 이동시키면서 이온빔(4)을 조사하여 빔 조사 영역(30)을 형성하는 빔 조사 공정을 복수 회 실시하며, 빔 조사 공정의 여유 시간에 기판(10)의 위치를 바꿔 이온빔(4)을 조사하는 셀(20)의 행을 변경하는 기판 위치 변경 공정을 실시하고, 복수의 빔 조사 영역(30)을 연결하여 모든 셀(20)에 이온빔(4)을 조사한다. 또한, 복수의 빔 조사 영역(30)의 연결부(32)를 행 형성 분할대(22)에 위치시키고, 이온빔(4)의 Y 방향의 양단부를 마스크에서 X 방향으로 실질적으로 평행하게 정형(整形)한다.

Description

이온빔 조사 방법 및 이온빔 조사 장치{ION BEAM IRRADIATION METHOD AND ION BEAM IRRADIATION APPARATUS}

본 발명은 기판에 이온빔을 조사하고, 기판에 예컨대 이온 주입, 이온빔 배향 처리 등의 처리를 실시하며, 예컨대 플랫 패널 디스프레이(액정 디스프레이, 유기 EL 디스플레이 등)를 제조하는 것 등에 이용되는 이온빔 조사 방법 및 이온빔 조사 장치에 관한 것이다.

플랫 패널 디스플레이의 생산성 등을 높이기 위해, 기판은 대형화되는 경향이 있다.

기판이 대형화되면, 그에 따라서, 기판에 이온빔을 조사하여 처리를 실시하기 위해 빔 폭이 큰 이온빔이 필요하게 되고, 이에 응하기 위해서는 이온원 등의 이온빔 발생 장치가 대형화된다. 질량 분리 마그넷을 갖고 있는 경우는, 질량 분리 마그넷도 대형화되다. 이들이 대형화되면, 그 제작, 수송, 비용, 수납 건물 등에 관한 여러 가지 문제를 야기한다.

이러한 이온원 등의 대형화를 억제하는 기술의 하나로서, 특허문헌 1에는 한 장의 기판을 복수의 영역으로 분할하여 처리한다고 하는 분할 처리를 행하는 기술 이 기재되어 있다. 구체적으로는 기판면 내의 박막 트랜지스터 형성 영역을 이온빔의 길이 방향으로 분할한 분할 영역을, 각 영역마다 순차 위치를 바꾸면서 이온빔으로 조사하는 방법으로서, 이온빔이 길이 방향 양측 부분에 단면적 감소 부분을 갖고 있어, 인접하는 분할 영역에 각각 이온빔 조사할 때에, 단면적 감소 부분의 한쪽으로 조사된 조사 감소 영역을, 다음의 단면적 감소 부분의 다른쪽을 이용하여 반복하여 조사하는 기술(방법 및 장치)이 기재되어 있다.

이 기술에 의하면, 조사 감소 영역은 2회의 이온빔 조사에 의한 이온량이 합성된 형태가 되고, 다른 영역과 대략 동등한 이온 주입량이 되기 때문에, 기판의 폭보다 작은 빔 폭의 이온빔을 이용하여 한 장의 기판을 분할 처리하여도, 기판의 전체면에 걸쳐 이온 주입량이 대략 균일한 이온 주입을 행할 수 있는 것으로 되어 있다.

[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2007-163640호 공보(단락 0008, 0022, 0025, 도 2 내지 도 5)

상기 특허문헌 1에 기재된 기술에서는, 마스크의 길이 방향 양단의 비스듬해진 개구량 감소 부분의 형상을 정교히 조정하고, 그 부분을 통과하는 이온빔 량을 목표량으로 감소시키며, 이 개구량 감소 부분을 통과한 이온빔의 조사를 2회 반복하였을 때에, 다른 부분을 1회 통과한 이온빔의 조사량과 대략 동등해지도록 제어해야 한다.

그러나, 이를 위해서는, 마스크의 개구량 감소 부분의 형상의 조정이 어렵고, 2회째의 이온빔 조사시에 빔 량이나 감소량이 변동하는 경우가 있기 때문에, 이온빔 조사를 2회 반복했을 때에, 반복한 부분에서 이온빔 조사량이 다른 부분의 조사량보다 많아지거나 적어지거나 하여 조사량이 불균일해지고, 이것이 기판 내의 요구되는 처리 영역(특허문헌 1의 경우는 박막 트랜지스터 형성 영역)의 처리에 악영향을 미친다고 하는 과제가 있다.

따라서, 본 발명은, 한 장의 기판을 분할 처리하는 것으로서, 분할 처리하여도 기판 내의 요구되는 처리 영역의 처리에 악영향이 미치는 것을 방지할 수 있고, 이것에 의해 빔 보다 폭이 큰 기판의 처리를 가능하게 한 이온빔 조사 방법 및 장치를 제공하는 것을 주된 목적으로 하고 있다.

기판에는, 한 장의 기판(이것은 마더 기판으로 불리는 경우가 있음)을 복수의 작은 기판으로 분단하는 다중 절단 등을 행하기 위해, 기판의 면 내에 후속 공정으로 기판을 분단하기 위한 간극인 행 형성 분할대 및 열 형성 분할대를 사이에 두고 매트릭스 형상으로 배열된 복수의 셀(즉, 소정의 처리 패턴의 반복의 단위)이 형성되어 있는 기판이 있다. 상기 행 형성 분할대에는 이온빔을 조사하지 않아도 좋다. 본 발명은, 이와 같은 기판에 착안하여, 행 형성 분할대를 유리하게 이용하는 것이다.

즉, 본 발명에 따른 이온빔 조사 방법의 하나는, 서로 직교하는 2 방향을 X 방향 및 Y 방향으로 할 때에, 면 내에 X 방향으로 연장되어 있는 행 형성 분할대 및 Y 방향으로 연장되어 있는 열 형성 분할대를 사이에 두고 m행 n열(m은 3 이상, n은 2 이상인 정수)의 매트릭스 형상으로 배열된 복수의 셀이 형성되어 있는 기판에, X 방향의 치수보다 Y 방향의 치수가 큰 이온빔을 조사하는 이온빔 조사 방법으로서, Y 방향의 영단부가 p행(p는 1≤p≤(m-2)인 정수)의 상기 셀을 사이에 두는 2개의 행 형성 분할대에 각각 위치하는 빔 폭의 이온빔을 이용하고, 상기 기판을 X 방향으로 이동시키면서 이 기판에 상기 이온빔을 조사하여, 상기 기판상에 빔 조사 영역을 형성하는 빔 조사 공정을 복수 회 실시하며, 상기 빔 조사 공정의 사이의 시간으로서 상기 이온빔이 상기 기판에 닿지 않는 동안에, 상기 기판의 위치를 바꿔, 상기 이온빔을 조사하는 상기 셀의 행을 변경하는 기판 위치 변경 공정을 실시하고, 복수의 상기 빔 조사 영역을 연결하여, 모든 상기 셀에 상기 이온빔을 조사하는 방법이며, 상기 복수의 빔 조사 영역을 연결하는 연결부를 상기 행 형성 분할대에 위치시키고, 상기 이온빔의 Y 방향의 양단부를, 마스크에서 X 방향으로 실질적으로 평행하게 정형(整形)하는 것을 특징으로 하고 있다.

이 이온빔 조사 방법에 의하면, 복수의 빔 조사 영역을 연결하고, 모든 셀에 이온빔을 조사할 수 있다. 또한, 복수의 빔 조사 영역을 연결하는 연결부를 행 형성 분할대에 위치시키기 때문에, 연결부의 존재가 셀에 대한 균일한 이온빔 조사에 악영향을 미치는 것을 방지할 수 있다. 또한, 이온빔의 Y 방향의 양단부를 마스크에서 X 방향으로 실질적 평행하게 정형하기 때문에, 이와 같이 정형하지 않는 경우에 비해, 연결부의 폭을 작게 하는 것이 가능해지고, 따라서 행 형성 분할대의 폭이 작은 경우에도, 연결부를 행 형성 분할대에 위치시키는 것이 용이해진다.

그 결과, 1개의 기판을 분할 처리하여도, 기판 내의 요구되는 처리 영역인 셀의 처리에 악영향을 미치는 것을 방지할 수 있고, 이것에 의해 빔 폭보다 폭이 큰 기판의 처리가 가능해진다.

본 발명에 따른 이온빔 조사 방법의 다른 것은, 서로 직교하는 2 방향을 X 방향 및 Y 방향으로 할 때에, 면 내에 X 방향으로 연장되어 있는 행 형성 분할대 및 Y 방향으로 연장되어 있는 열 형성 분할대를 사이에 두고 m행 n열(m, n은 모두 2 이상인 정수)의 매트릭스 형상으로 배열된 복수의 셀이 형성되어 있는 기판에, X 방향의 치수보다 Y 방향의 치수가 큰 이온빔을 조사하는 이온빔 조사 방법으로서, Y 방향의 빔 폭이 상기 m행의 반수(半數) 이상의 행의 상기 셀을 포함하는 치수의 이온빔을 이용하고, 상기 기판을 X 방향으로 이동시키면서 이 기판에 상기 이온빔을 조사하여, 상기 기판상에 빔 조사 영역을 형성하는 빔 조사 공정을 2회 실시하며, 상기 빔 조사 공정의 사이의 시간으로서 상기 이온빔이 상기 기판에 닿지 않는 동안에, 상기 기판의 위치를 바꿔, 상기 이온빔을 조사하는 상기 셀의 행을 변경하는 기판 위치 변경 공정을 실시하고, 2개의 상기 빔 조사 영역을 연결하여, 모든 상기 셀에 상기 이온빔을 조사하는 방법이며, 상기 2개의 빔 조사 영역을 연결하는 연결부를 상기 행 형성 분할대에 위치시키고, 상기 이온빔의 Y 방향의 2개의 단부 중 적어도 상기 연결부측에 위치하는 단부를, 마스크에서 X 방향으로 실질적으로 평행하게 정형하는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명에 따른 이온빔 조사 방법의 또 다른 것은, 서로 직교하는 2 방향을 X 방향 및 Y 방향으로 할 때에, 면 내에 X 방향으로 연장되어 있는 행 형성 분할대 및 Y 방향으로 연장되어 있는 열 형성 분할대를 사이에 두고 m행 n열(m, n은 모두 2 이상인 정수)의 매트릭스 형상으로 배열된 복수의 셀이 형성되어 있는 기판으로서 그 Y 방향의 중앙부에 상기 행 형성 분할대 중 어느 하나를 갖는 기판에, X 방향의 치수보다 Y 방향의 치수가 큰 이온빔을 조사하는 이온빔 조사 방법으로서, Y 방향의 빔 폭이 상기 m행의 반수 이상의 행의 상기 셀을 포함하는 치수의 이온빔을 이용하고, 상기 기판을 X 방향으로 이동시키면서 이 기판에 상기 이온빔을 조사하여, 상기 기판상에 빔 조사 영역을 형성하는 빔 조사 공정을 2회 실시하며, 상기 빔 조사 공정의 사이의 시간으로서 상기 이온빔이 상기 기판에 닿지 않는 동안에, 상기 기판을 그 중심부를 중심으로 하여 기판면 내에서 180˚ 회전시켜, 상기 이온빔을 조사하는 상기 셀의 행을 변경하는 기판 회전 공정을 실시하며, 2개의 상기 빔 조사 영역을 연결하여, 모든 상기 셀에 상기 이온빔을 조사하는 방법이고, 상기 2개의 빔 조사 영역을 연결하는 연결부를 상기 기판 중앙부의 행 형성 분할대에 위치시키며, 상기 이온빔의 Y 방향의 2개의 단부 중 적어도 상기 연결부측에 위치하는 단부를, 마스크에서 X 방향으로 실질적으로 평행하게 정형하는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명에 따른 이온빔 조사 장치의 하나는, 서로 직교하는 2 방향을 X 방향 및 Y 방향으로 할 때에, 면 내에 X 방향으로 연장되어 있는 행 형성 분할대 및 Y 방향으로 연장되어 있는 열 형성 분할대를 사이에 두고 m행 n열(m은 3 이상, n은 2 이상인 정수)의 매트릭스 형상으로 배열된 복수의 셀이 형성되어 있는 기판에, X 방향의 치수보다 Y 방향의 치수가 큰 이온빔을 조사하는 이온빔 조사 장치로서, Y 방향의 빔 폭이 q행(q는 1≤q≤m인 정수)의 상기 셀을 포함하는 치수의 이온빔을 발생시키는 이온빔 발생 장치와, 상기 이온빔 발생 장치로부터의 이온빔을 그 Y 방향의 양단부가 X 방향으로 실질적으로 평행하게 되도록 정형하고, 이 이온빔의 Y 방향의 영단부가 p행(p는 1≤p≤q 그리고, p≤(m-2)인 정수)의 상기 셀을 사이에 두는 2개의 행 형성 분할대에 각각 위치하는 빔 폭으로 정형하여 통과시키는 마스크와, 상기 기판을 X 방향 및 Y 방향으로 이동시키는 기능을 갖는 기판 구동 장치와, 상기 기판의 Y 방향의 위치를 나타내는 정보, 상기 기판상의 상기 행 형성 분할대의 Y 방향의 위치를 나타내는 정보 및 상기 마스크를 통과한 이온빔의 Y 방향 양단부의 위치를 나타내는 정보가 부여되며 이들의 정보를 이용하여 상기 기판 구동 장치를 제어하며, 상기 기판을 X 방향으로 이동시키면서 이 기판에 상기 마스크를 통과한 이온빔을 조사하여 상기 기판상에 빔 조사 영역을 형성하는 빔 조사 공정을 복수 회 실시하고, 이 빔 조사 공정의 사이의 시간으로서 상기 이온빔이 상기 기판에 닿지 않는 동안에, 상기 기판을 Y 방향으로 이동시켜 상기 이온빔을 조사하는 상기 셀의 행을 변경하는 기판 위치 변경 공정을 실시하며, 복수의 상기 빔 조사 영역을 연결하여, 모든 상기 셀에 상기 이온빔을 조사하는 제어를 행하는 기능과, 상기 복수의 빔 조사 영역을 연결하는 연결부를 상기 행 형성 분할대에 위치시키는 제어를 행하는 기능을 갖고 있는 제어 장치를 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명에 따른 이온빔 조사 장치의 다른 것은, 서로 직교하는 2 방향을 X 방향 및 Y 방향으로 할 때에, 면 내에 X 방향으로 연장되어 있는 행 형성 분할대 및 Y 방향으로 연장되어 있는 열 형성 분할대를 사이에 두고 m행 n열(m, n은 모두 2 이상인 정수)의 매트릭스 형상으로 배열된 복수의 셀이 형성되어 있는 기판에, X 방향의 치수보다 Y 방향의 치수가 큰 이온빔을 조사하는 이온빔 조사 장치로서, Y 방향의 빔 폭이 상기 m행의 반수 이상의 행의 상기 셀을 포함하는 치수의 이온빔을 발생시키는 이온빔 발생 장치와, 상기 이온빔 발생 장치부터의 이온빔을 그 Y 방향의 2개의 단부 중 적어도 후술하는 연결부측의 단부가 X 방향으로 실질적으로 평행하게 되도록 정형하고, 이 이온빔의 Y 방향의 빔 폭을 상기 m행의 반수 이상의 행의 상기 셀을 포함하는 빔 폭으로 유지하여 통과시키는 마스크와, 상기 기판을 X 방향 및 Y 방향으로 이동시키는 기능 및 기판면 내에서 회전시키는 기능을 갖는 기판 구동 장치와, 상기 기판의 Y 방향의 위치를 나타내는 정보, 상기 기판상의 상기 행 형성 분할대의 Y 방향의 위치를 나타내는 정보 및 상기 마스크를 통과한 이온빔의 후술하는 연결부측의 단부의 위치를 나타내는 정보가 주어져 이들의 정보를 이용하여 상기 기판 구동 장치를 제어하고, 상기 기판을 X 방향으로 이동시키면서 이 기판에 상기 마스크를 통과한 이온빔을 조사하여 상기 기판상에 빔 조사 영역을 형성하는 빔 조사 공정을 2회 실시하며, 이 빔 조사 공정의 사이의 시간으로서 상기 이온빔이 상기 기판에 닿지 않는 동안에, 상기 기판을 180˚ 회전시키고 Y 방향으로 이동시켜 상기 이온빔을 조사하는 상기 셀의 행을 변경하는 기판 위치 변경 공정을 실시하고, 2개의 상기 빔 조사 영역을 연결하여, 모든 상기 셀에 상기 이온빔을 조사하는 제어를 행하는 기능과, 상기 2개의 빔 조사 영역을 연결하는 연결부를 상기 행 형성 분할대에 위치시키는 제어를 행하는 기능을 갖고 있는 제어 장치를 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명에 따른 이온빔 조사 장치의 또 다른 것은, 서로 직교하는 2 방향을 X 방향 및 Y 방향으로 할 때에, 면 내에 X 방향으로 연장되어 있는 행 형성 분할대 및 Y 방향으로 연장되어 있는 열 형성 분할대를 사이에 두고 m행 n열(m, n은 모두 2 이상인 정수)의 매트릭스 형상으로 배열된 복수의 셀이 형성되어 있는 기판에, X 방향의 치수보다 Y 방향의 치수가 큰 이온빔을 조사하는 이온빔 조사 장치로서, Y 방향의 빔 폭이 상기 m행의 반수 이상의 행의 상기 셀을 포함하는 치수의 이온빔을 발생시키는 이온빔 발생 장치와, 상기 이온빔 발생 장치부터의 이온빔을 그 Y 방향의 양단부가 X 방향으로 실질적으로 평행하게 되도록 정형하고, 상기 이온빔의 Y 방향의 빔 폭을 상기 m행의 반수 이상의 행의 상기 셀을 포함하는 빔 폭으로 유지하여 통과시키는 마스크와, 상기 기판을 X 방향 및 Y 방향으로 이동시키는 기능을 갖는 기판 구동 장치와, 상기 기판의 Y 방향의 위치를 나타내는 정보, 이 기판상의 상기 행 형성 분할대의 Y 방향의 위치를 나타내는 정보 및 상기 마스크를 통과한 이온빔의 후술하는 연결부측의 단부의 위치를 나타내는 정보가 주어져 이들의 정보를 이용하여 상기 기판 구동 장치를 제어하고, 상기 기판을 X 방향으로 이동시키면서 이 기판에 상기 마스크를 통과한 이온빔을 조사하여 상기 기판상에 빔 조사 영역을 형성하는 빔 조사 공정을 2회 실시하며, 이 빔 조사 공정의 사이의 시간으로서 상기 이온빔이 상기 기판에 닿지 않는 동안에, 상기 기판을 Y 방향으로 이동시켜 상기 이온빔을 조사하는 상기 셀의 행을 변경하는 기판 위치 변경 공정을 실시하여 2개의 상기 빔 조사 영역을 연결하고, 모든 상기 셀에 상기 이온빔을 조사하 는 제어를 행하는 기능과, 상기 2개의 빔 조사 영역을 연결하는 연결부를 상기 행 형성 분할대에 위치시키는 제어를 행하는 기능을 갖고 있는 제어 장치를 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명에 따른 이온빔 조사 장치의 또 다른 것은, 서로 직교하는 2 방향을 X 방향 및 Y 방향으로 할 때에, 면 내에 X 방향으로 연장되어 있는 행 형성 분할대 및 Y 방향으로 연장되어 있는 열 형성 분할대를 사이에 두고 m행 n열(m, n은 모두 2 이상인 정수)의 매트릭스 형상으로 배열된 복수의 셀이 형성되어 있는 기판으로서 그 Y 방향의 중앙부에 상기 행 형성 분할대 중 어느 하나를 갖는 기판에, X 방향의 치수보다 Y 방향의 치수가 큰 이온빔을 조사하는 이온빔 조사 장치로서, Y 방향의 빔 폭이 상기 m행의 반수 이상의 행의 상기 셀을 포함하는 치수의 이온빔을 발생시키는 이온빔 발생 장치와, 상기 이온빔 발생 장치로부터의 이온빔을 그 Y 방향의 2개의 단부 중 적어도 후술하는 연결부측의 단부가 X 방향으로 실질적으로 평행하게 되도록 정형하고 이 연결부측의 단부를 상기 기판 중앙부의 행 형성 분할대에 위치시키며, 이 이온빔의 Y 방향의 빔 폭을 상기 m행의 반수 이상의 행의 상기 셀을 포함하는 빔 폭으로 유지하여 통과시키는 마스크와, 상기 기판을 X 방향으로 이동시키는 기능 및 상기 기판을 그 중심부를 중심으로 하여 기판면 내에서 회전시키는 기능을 갖는 기판 구동 장치와, 상기 기판 구동 장치를 제어하고, 상기 기판을 X 방향으로 이동시키면서 이 기판에 상기 마스크를 통과한 이온빔을 조사하여 상기 기판상에 빔 조사 영역을 형성하는 빔 조사 공정을 2회 실시하며, 이 빔 조사 공정의 사이의 시간으로서 상기 이온빔이 상기 기판에 닿지 않는 동안에, 상기 기 판을 그 중심부를 중심으로 하여 180˚ 회전시켜 상기 이온빔을 조사하는 상기 셀의 행을 변경하는 기판 회전 공정을 실시하고, 2개의 상기 빔 조사 영역을 연결하여, 모든 상기 셀에 상기 이온빔을 조사하는 제어를 행하는 기능과, 상기 2개의 빔 조사 영역을 연결하는 연결부를 상기 기판 중앙부의 행 형성 분할대에 위치시키는 제어를 행하는 기능을 갖고 있는 제어 장치를 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.

청구항 1, 2, 7에 기재한 발명에 의하면, 복수의 빔 조사 영역을 연결하고, 모든 셀에 이온빔을 조사할 수 있다. 또한, 복수의 빔 조사 영역을 연결하는 연결부를 행 형성 분할대에 위치시키기 때문에, 연결부의 존재가, 셀에 대한 균일한 이온빔 조사에 악영향을 미치는 것을 방지할 수 있다. 또한, 이온빔의 Y 방향의 양단부를 마스크에서 X 방향으로 실질적으로 평행하게 정형하기 때문에, 이와 같이 정형하지 않는 경우에 비해, 연결부의 폭을 작게 하는 것이 가능해지고, 따라서 행 형성 분할대의 폭이 작은 경우에도, 연결부를 행 형성 분할대에 위치시키는 것이 용이해진다.

그 결과, 한 장의 기판을 분할 처리하여도, 기판 내의 요구되는 처리 영역인 셀의 처리에 악영향을 미치는 것을 방지할 수 있고, 이것에 의해 빔 폭보다 폭이 큰 기판의 처리가 가능해진다. 더 나아가서는, 이온원 등의 이온빔 발생 장치, 질량 분리 마그넷 등의 대형화를 억제하는 것이 가능해진다.

청구항 3∼6, 8∼10에 기재한 발명에 의하면, 2개의 빔 조사 영역을 연결하고, 모든 셀에 이온빔을 조사할 수 있다. 또한, 2개의 빔 조사 영역을 연결하는 연결부를 행 형성 분할대에 위치시키기 때문에, 연결부의 존재가 셀에 대한 균일한 이온빔 조사에 악영향을 미치는 것을 방지할 수 있다. 또한, 이온빔의 Y 방향의 2개의 단부 중 적어도 연결부측에 위치하는 단부를 마스크에서 X 방향으로 실질적으로 평행하게 정형하기 때문에, 이와 같이 정형하지 않는 경우에 비해, 연결부의 폭을 작게 하는 것이 가능하게 되고, 따라서 행 형성 분할대의 폭이 작은 경우에도, 연결부를 행 형성 분할대에 위치시키는 것이 용이해진다.

도 1은, 본 발명에 따른 이온빔 조사 방법을 실시하는 이온빔 조사 장치의 일례가 도시된 개략도이다. 또한, 도 1 내지 도 3과, 도 4 이하에서는 도시 방향이 90˚ 상이하다(도면의 X, Y 참조).

(1) 제1 실시형태의 이온빔 조사 방법 및 장치

제1 실시형태의 이온빔 조사 방법 및 이온빔 조사 장치는, 간단히 말하면, Y 방향의 양단부가 1행 이상의 셀을 포함하는 2개의 행 형성 분할대에 각각 위치하는 빔 폭의 이온빔을 이용하여, 빔 조사 공정을 복수 회 행하는 것이다.

또한, 이 제1 실시형태 및 후술하는 제2, 제3 실시형태는 대략적으로 구분하는 방법으로, 자세히 보면 각 실시형태 중에 몇 개의 실시형태가 포함되어 있는 경 우가 있다.

이 실시형태의 이온빔 조사 방법 및 이온빔 조사 장치는, 서로 직교하는 2 방향을 X 방향 및 Y 방향으로 할 때에, 도 5에 도시된 예와 같이, 면 내에, X 방향으로 연장되어 있는 행 형성 분할대(22) 및 Y 방향으로 연장되어 있는 열 형성 분할대(24)를 사이에 두고 m행 n열(m은 3 이상, n은 2 이상인 정수)의 매트릭스 형상으로 배열된 복수의 셀(20)이 형성되어 있는 기판(10)에, 도 2, 도 6 등에 도시된 예와 같이 X 방향의 치수보다 Y 방향의 치수가 큰 이온빔(4)을 조사하는 것이다.

또한, 행렬을 취하는 방법은, 반드시 도시예와 같이 도면의 좌우 방향이 행, 상하 방향이 열일 필요는 없고, 본 명세서에서는 이온빔(4)의 길이 방향(Y 방향)을 따르는 방향을 열, 그 직각 방향을 행으로 하고 있다.

도 5를 참조하면, 기판(10)은, 예컨대 사각형(예컨대 직사각형)의 유리 기판이고, 그 표면에, 예컨대 플랫 패널 디스프레이 형성용의 복수의 셀(20)이 형성되어 있다. 각 행 형성 분할대(22) 및 각 열 형성 분할대(24)는, 더욱 구체적으로는 직선형으로 연장되어 있다. 각 셀(20)은 각각 사각형으로 되어 있고 실질적으로 동일 치수이다. 셀 형성 영역 외측에는, 통상적으로, 나머지부(26, 28) 등의 나머지부(여백)가 있다.

도 5에 도시된 기판(10)의 일부분을 확대하여 이온빔(4)과 함께 도 6에 도시된다. 각 요소의 치수를 예시하면, 기판(10)의 Y 방향의 치수(W₃)는 에컨대 1000 mm∼2000 mm 정도, 각 셀(20)의 대각 치수는 예컨대 50 mm∼500 mm 정도, 각 행 형 성 분할대(22)의 Y 방향의 폭은 예컨대 4 mm∼20 mm 정도, 후술하는 마스크(6)를 통과한 이온빔(4)의 Y 방향의 빔 폭(W₂)은 예컨대 500 mm∼800 mm 정도이다.

셀(20)의 행렬수는 도 5에 도시된 예에서는 5행 6열(즉 m=5, n=6)이지만, 이것에 한정되지 않는다. 예컨대, 도 18의 예(4행 6열) 참조. 이것보다도 훨씬 많은 행렬수라도 좋다.

예컨대, X 방향은 실질적으로 수평 방향, Y 방향은 실질적으로 수직 방향, 또는, 반대로 X 방향은 실질적으로 수직 방향, Y 방향은 실질적으로 수평 방향, 즉 XY 평면은 실질적으로 수직면이지만, 이에 한정되는 것은 아니다. XY 평면은 실질적으로 수평면이어도 좋고, 수평면과 수직면 사이에서 기울어진 면이어도 좋다.

도 1에 도시된 이온빔 조사 장치는, 이 실시형태에서는 Y 방향의 빔 폭(W₁)이 이하에서 진술하는 소정 치수의 이온빔(4)을 발생시키는 이온빔 발생 장치의 일례로서, 이온원(2)을 포함하고 있다(후술하는 다른 실시형태에서도 같음). 도 1에 도시된 이온빔 조사 장치는, 또한, 마스크(6), 마스크 구동 장치(8), 홀더(12), 기판 구동 장치(14), 빔 모니터(16) 및 제어 장치(18)를 포함하고 있다.

이온원(2)은, X 방향의 치수보다 Y 방향의 치수가 크고, Y 방향의 빔 폭(W₁)이 q행(q는 1≤q≤m인 정수)인 상기 셀(20)을 포함하는 치수의 이온빔(4)을 발생시키는 것이다. 1≤q로 하는 것은, 그렇지 않으면 적어도 1행분의 셀(20)을 처리할 수 없기 때문이다.

이 이온원(2)으로부터 발생시키는 이온빔(4) 및 마스크(6)에서 정형되어 기 판(10)에 조사되는 이온빔(4)의 단면 형상은, Y 방향으로 가늘고 긴 직사각형상 또는 대략 직사각형상을 하고 있다. 이와 같은 이온빔(4)은 리본형의 이온빔(4)으로 불리는 경우도 있다.

마스크(6)는, 이 실시형태에서는, 도 2도 참조하면, 이온원(2)으로부터의 이온빔(4)을, 그 Y 방향의 양단부를 X 방향으로 실질적으로 평행하게 커트하여 이 양단부가 X 방향으로 실질적으로 평행이 되도록 정형하고, 이 이온빔(4)의 Y 방향의 양단부가 p행(p는 1≤p≤q 그리고, p≤(m-2)인 정수)의 상기 셀(20)을 사이에 두는 2개의 행 형성 분할대(22)에 각각 위치하는 빔 폭(W₂)으로 정형하여 통과시키는 것이다. 이 때문에, 마스크(6)의 내측단(6a)을 X 방향으로 실질적으로 평행하게 하고 있다.

1≤p로 하는 것은, 그렇지 않으면 적어도 1행분의 셀(20)을 처리할 수 없기 때문이다. 이온빔(4)을 마스크(6)에서 커트하기 때문에, p의 최대는 q, 즉 p≤q가 된다. p≤(m-2)로 하는 것은, m이 최소(즉 m=3)일 때에도, 셀(20)을 사이에 두는 2개의 행 형성 분할대(22)가 존재하는 조건을 만족시키기 위해서이다. m=3일 때는 p=1이 된다.

마스크(6)는 이 실시형태에서는 이온빔(4)의 Y 방향의 양측에 설치되어 있다. 그리고, 양 마스크(6)는, 이 실시형태에서는 각각 화살표 F, G로 도시된 바와 같이 Y 방향으로 가동하는 것(가동식)이고, 마스크 구동 장치(8)에 의해 각각 왕복 직선 구동된다.

각 마스크 구동 장치(8)는 제어 장치(18)에 의해 제어된다. 각 마스크 구동 장치(8) 내에 인코더 등의 위치 검출기를 설치해 두고, 각 마스크 구동 장치(8)로부터 제어 장치(18)에, 양 마스크(6)의 Y 방향 내측단(6a)의 위치 정보를 각각 공급하여도 좋으며, 이 실시형태에서는 이와 같이 하고 있다.

마스크(6)는, 어느 결정된 셀(20)의 배열을 갖는 기판(10)을 처리하는 등의 경우는 고정식인 것이어도 좋지만, 이 실시형태와 같이 가동식으로 해두면, 여러 가지 셀(20)의 배열을 갖는 복수 종류의 기판(10)에도 유연하게 대응할 수 있다.

다만, 아래에서 도 14 내지 도 21을 참조하여 설명하는 제2 및 제3 실시형태와 같이, 이온빔(4)의 Y 방향의 2개의 단부 중 연결부(32)측에 위치하는 단부를 마스크(6)에서 X 방향으로 실질적으로 정형하는 경우는, 이 정형하는 측에만 마스크(6)를 설치해 두어도 좋다.

마스크(6)를 양측, 한 쪽 중 어디에 설치하든, 마스크(6)를 통과시켜 셀(20)에 조사하는 데 이용하는 이온빔(4)은, 도 3에 도시된 예와 같이, 빔 전류 밀도 분포가 균일한 범위(AR)로 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 각 셀(20)에 균일성이 좋은 이온빔 조사 처리(예컨대 이온 주입)를 실시할 수 있다.

마스크(6)는, 이온원(2)과 홀더(12)상의 기판(10) 사이에 배치해 두면 상기 빔 정형의 작용을 나타낼 수 있지만, 가능한 한 기판(10)에 근접하여 배치하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 이온빔(4)의 공간 전하 효과에 의한 발산의 영향을 매우 작게 하여, 날카로운 이온빔(4)을 기판(10)에 조사할 수 있다.

홀더(12)는 기판(10)을 유지하는 것이다. 홀더(12)의 형상, 구조는 반드시 도시된 예와 같은 평판형일 필요는 없고, 특정한 것에 한정되지 않는다.

기판 구동 장치(14)는, 홀더(12)와 함께 기판(10)을 X 방향 및 Y 방향으로 왕복 직선 이동시키는 기능을 갖는다. 이에 추가하여, 홀더(12)와 함께 기판(10)을, 기판(10)의 중심부(10a)(예컨대 도 4 참조)를 중심으로 하여 회전시키는 기능을 갖고 있어도 좋다.

기판 구동 장치(14)의 구조의 일례는 도 4에 도시된다. 이 기판 구동 장치(14)는, 홀더(12)와 함께 기판(10)을, X 방향으로 왕복 직선 이동시키는 X 방향 직진 기구(40), Y 방향으로 왕복 직선 이동시키는 Y 방향 직진 기구(46) 및 기판(10)의 중심부(10a)를 중심으로 하여 회전시키는 회전 장치(52)를 포함하고 있다. X 방향 직진 기구(40)는 가이드(42)와 구동부(44)를 갖고 있다. Y 방향 직진 기구(46)는 가이드(48)와 구동부(50)를 갖고 있다. 회전 장치(52)는 기판(10)을 180˚ 회전시키는 실시형태에 이용하는 것이며, 예컨대 화살표(R) 방향(또는 그 반대 방향)으로 한 방향으로 회전시키는 것이어도 좋고, 가역 회전식인 것이어도 좋다. 후술하는, 빔 조사 공정, 기판 위치 변경 공정, 기판 회전 공정에서의 기판(10)의 이동, 회전에는 이 기판 구동 장치(14)를 이용한다.

기판 구동 장치(14)는 제어 장치(18)에 의해 제어된다. 기판 구동 장치(14)는 이 실시형태에서는 인코더 등의 위치 검출기를 갖고 있고, 이 기판 구동 장치(14)로부터 제어 장치(18)에, 기판(10)의 X 방향 및 Y 방향의 위치 정보가 공급된다. 기판(10)을 회전시키는 경우는 기판(10)의 회전 방향의 위치 정보도 공급된다.

빔 모니터(16)는 마스크(6)를 통과한 이온빔(4)의 Y 방향의 양단부의 위치를 측정하는 기능을 갖고 있다. 다만, 전술한 바와 같이, 마스크(6)에서 이온빔(4)의 한쪽 단부를 정형하는 실시형태의 경우에는 이 단부의 위치를 측정하는 기능을 갖고 있으면 좋다. 이 빔 모니터(16)는 기판(10)에 근접하여 배치되어 기판(10)에 가까운 위치에서 이온빔(4)을 측정하는 것이 바람직하다.

빔 모니터(16)는, 예컨대 Y 방향으로 병설된 복수의 빔 검출기(예컨대 패러데이컵)를 갖고 있는 다점 모니터라도 좋고, 1개의 빔 검출기가 Y 방향으로 이동하는 구조의 것이어도 좋다. 또는, 복수의 빔전류 검출 전극 등이어도 좋다. 빔 모니터(16)로 이온빔(4)을 측정할 때에는, 그 측정이 방해되지 않는 위치에 홀더(12) 및 기판(10)을 이동(후퇴)시켜 두면 좋다.

전술한 바와 같이 마스크(6)를 기판(10)에 근접하여 배치하는 경우는, 마스크(6)의 Y 방향 내측단(6a)의 위치와, 마스크(6)를 통과한 이온빔(4)의 Y 방향 단부의 위치와는 실질적으로 동일하다고 생각해도 좋기 때문에, 마스크(6)의 Y 방향 내측단(6a)의 위치 정보를, 이온빔(4)의 Y 방향 단부의 위치를 나타내는 정보로서 이용하여도 좋다.

빔 모니터(16)는, 또한, 마스크(6)를 통과한 이온빔(4)의 Y 방향에서의 빔 전류 밀도 분포를 측정하는 기능을 갖고 있어도 좋다. 이와 같은 기능을 갖는 빔 모니터(16)와, Y 방향으로 복수의 필라멘트를 갖는 이온원(2)을 이용하여, 예컨대 일본 특허 제3736196호 공보에 기재된 기술에 따라, 빔 모니터(16)로 측정한 빔 전류 밀도 분포에 의해 각 필라멘트에 흘리는 필라멘트 전류를 피드백 제어함으로써, 이온원(2)으로부터 발생시키는 이온빔(4)의 Y 방향에서의 빔 전류 밀도 분포를 균일화하는 제어를 행하여도 좋다. 이와 같이 하면, 빔 전류 밀도 분포가 균일한 범위(AR)(도 3 참조)가 보다 길고, 그 균일성이 보다 높은 이온빔(4)을 이온원(2)으로부터 발생시킬 수 있다. 상기 균일화 제어 기능을 상기 제어 장치(18)가 갖고 있어도 좋고, 이 기능을 갖는 다른 제어 장치를 설치해 두어도 좋다.

또한, 이온원(2)과 기판(10) 사이에, 보다 구체적으로는 이온원(2)과 마스크(6) 사이에, 이온빔(4)의 질량을 분리하는 질량 분리 마그넷이 설치되어도 좋다.

이하에서, 상기와 같은 이온빔 조사 장치를 이용한 이온빔 조사 방법의 제1 실시형태를 설명한다.

이 실시형태의 이온빔 조사 방법에서는, 도 6, 도 7도 참조하여, 상술한 바와 같은 Y 방향의 양단이 마스크(6)에서 X 방향으로 실질적으로 평행하게 정형된, Y 방향의 양단부(4a, 4b)가 p행(p는 1≤p≤(m-2)인 정수)의 셀(20)을 사이에 두는 2개의 행 형성 분할대(22)에 각각 위치하는 빔 폭(W₂)의 이온빔(4)을 이용한다. 도 6은 p=3인 예이고, 도 7은 p=2인 예이지만, 이들에 한정되는 것이 아니다.

그리고, 도 7 내지 도 10을 참조하면, 기판(10)을 X 방향으로 이동시키면서 기판(10)에 이온빔(4)을 조사하여 기판(10)상에 빔 조사 영역(30)을 형성하는 빔 조사 공정을 복수 회 실시하고, 빔 조사 공정의 사이의 시간으로서 이온빔(4)이 기판(10)에 닿지 않은 동안에, 기판(10)의 위치를 바꿔 이온빔(4)을 조사하는 셀(20)의 행을 변경하는 기판 위치 변경 공정을 실시하며, 복수의 빔 조사 영역(30)을 연 결하여, 모든 셀(20)에 이온빔(4)을 조사한다. 또한, 복수의 빔 조사 영역(30)을 연결하는 연결부(32)를 행 형성 분할대(22)에 위치시킨다.

또한, 빔 조사 영역(30)은 도면에서 해칭으로 도시되고 있다. 이 해칭은 단면을 나타내는 것이 아니다. 또한, 도 7 내지 도 9에서, 이온빔(4)의 위치가 변해 있는 것 같이 보일지도 모르지만, 그렇지 않고, 이온빔(4)의 위치는 고정되어 있으며, 기판(10)의 X 방향 및 Y 방향의 위치가 변해 있는 것이다. 후술하는 도 14 내지 도 16에서도 같다. 도 18 내지 도 20에서도, 기판(10)의 X 방향의 위치가 변해 있는 것이다.

도 7 내지 도 10에 도시되는 이온빔 조사 방법을 더욱 자세히 설명하면, 우선, 도 7에 도시된 바와 같이, 필요에 따라서 기판(10)을 Y 방향으로 이동시켜 이온빔(4)의 한쪽 단부(4b)를 원하는 행 형성 분할대(22)에 위치시킨 상태로(이 때, 이온빔(4)의 Y 방향의 다른쪽 단부(4a)는 예컨대 나머지부(26)에 위치하고 있음), 기판(10)을 화살표 A로 도시된 바와 같이 X 방향으로 이동시키면서 기판(10)에 이온빔(4)을 조사하여 기판(10)상에 도 8에 도시되는 빔 조사 영역(30)을 형성하는 빔 조사 공정을 실시한다.

다음으로, 도 8에서 화살표 B로 도시된 바와 같이, 기판(10)을 Y 방향으로 이온빔(4)의 빔 폭(W₂)과 동등하거나 또는 대략 동등한 거리를 이동시켜, 이온빔(4)을 조사하는 셀(20)의 행을 변경하는 기판 위치 변경 공정을 실시한다. 이 때, 이온빔(4)의 한쪽 단부(4a)를, 앞의 빔 조사 공정에서 형성한 빔 조사 영역(30)의 Y 방향의 단부가 위치하는 행 형성 분할대(22)에 위치시킨다. 이와 같이 하면 기판(4)의 다른쪽 단부(4b)는, 이온빔의 빔 폭(W₂)이 상술한 것이기 때문에, p행의 행 형성 분할대(22)를 사이에 둔 행 형성 분할대(22)에 위치하게 된다.

또한, 기판(4)에 대한 이온빔(10)의 상술한, 또는 후술하는 바와 같은 정렬은, 예컨대 사람이 행해도 좋고, 후술하는 제어 장치(18)를 이용하여 행하여도 좋다. 후술하는 다른 실시형태에서도 마찬가지이다.

다음으로, 도 8에서 화살표 C로 도시된 바와 같이, 기판(10)을 X 방향(단 도 7과는 반대 방향)으로 이동시키면서 기판(10)에 이온빔(4)을 조사하여 기판(10)상에 도 9에 도시된 2개째의 빔 조사 영역(30)을 형성하는 2회째의 빔 조사 공정을 실시한다. 이것에 의해, 2개의 빔 조사 영역(30)을 연결할 수 있다. 또한, 그 연결부(32)를 행 형성 분할대(22)에 위치시킬 수 있다.

다음으로, 도 9에서 화살표 D로 도시된 바와 같이, 기판(10)을 Y 방향으로 이온빔(4)의 빔 폭(W₂)과 동등하거나 또는 대략 동등한 거리를 이동시켜, 이온빔(4)을 조사하는 셀(20)의 행을 변경하는 기판 위치 변경 공정을 실시한다. 이 때, 이온빔(4)의 한쪽 단부(4a)를, 직전의 빔 조사 공정에서 형성한 빔 조사 영역(30)의 Y 방향의 단부가 위치하는 행 형성 분할대(22)에 위치시킨다. 이와 같이 하면 기판(4)의 다른쪽 단부(4b)는 이온빔(4)의 빔 폭(W₂)이 상술한 것이기 때문에, 기판(10)의 Y 방향의 폭이 크면 p행의 행 형성 분할대(22)를 사이에 둔 행 형성 분할대(22)에 위치하게 된다. 기판(10)의 Y 방향의 폭이 작아지면, 도 9에 도시된 바 와 같이, 기판(10) 외에 위치하게 된다.

다음으로, 도 9에서 화살표 E로 도시된 바와 같이, 기판(10)을 X 방향(단지 도 8과는 반대 방향)으로 이동시키면서 기판(10)에 이온빔(4)을 조사하여 기판(10)상에 도 9에 도시된 3개째의 빔 조사 영역(30)을 형성하는 3회째의 빔 조사 공정을 실시한다. 이것에 의해, 도 10에 도시된 바와 같이 3개의 빔 조사 영역(30)을 연결할 수 있다. 또한, 그 각 연결부(32)를 행 형성 분할대(22)에 각각 위치시킬 수 있다. 이것에 의해 이 실시형태의 경우는 기판(10)상의 모든 셀(20)에 이온빔을 조사할 수 있었기 때문에, 이온빔 조사가 완료된 것이 된다.

기판(10)의 Y 방향의 폭이 크고 이온빔 조사가 종료되지 않은 셀(20)의 행이 아직 있는 경우는, 상술한 바와 같은 동작을 더 반복하면 좋다.

상기 각 연결부(32)에서, 인접하는 2개의 빔 조사 영역(30)은, (a) 도 9, 도 10에 도시된 예와 같이 간극 없이 맞붙여져 있어도 좋고, (b) 도 11에 도시된 예와 같이 간극이 있어도 좋으며, (c) 도 12에 도시된 예와 같이 다소 중첩되어 있어도 좋다. 단, 어느 경우라도, 연결부(32)는 행 형성 분할대(22)에 위치시킨다. 이 경우, 연결부(32)는 행 형성 분할대(22)의 Y 방향의 중앙 부근에 위치시키는 것이 바람직하다. 이렇게 하는 편이 셀(20)에의 영향을 방지할 수 있기 때문이다. 이상의 것은 후술하는 다른 실시형태에서도 마찬가지이다.

본 명세서에서는 상기 (a)∼(c)의 3 상태를 포함하는 의미로, "연결한다", "연결부"라고 하는 표현을 사용하고 있지만, 상기 3 상태를 포함하는 의미 하에서, "맞붙인다", "잇는다", "조인트", "이음매", "접합부" 등으로 바꿔도 좋다.

상기 (a)의 경우의 연결부(32) 부근의 빔 전류 밀도 분포의 개략예는 도 13에 도시된다. 연결부(32)가 행 형성 분할대(22)에 위치하고 있기 때문에, 그 양측의 셀(20)에서 빔 전류 밀도에 흐트러짐이 생기는 것을 방지할 수 있는 것을 알 수 있다.

또한, 상기 각 빔 조사 공정에서는, 상기 실시형태와 같이 기판(10)을 X 방향으로 1회 이동시키는 것 대신에, 필요로 하는 이온빔 조사량(예컨대 이온 주입량) 등을 얻기 위해 왕복을 포함해서 복수 회 이동시켜도 좋다. 후술하는 다른 실시형태에서도 마찬가지이다.

이 이온빔 조사 방법에 의하면, 복수의 빔 조사 영역(30)을 연결하여, 모든 셀(20)에 이온빔(4)을 조사하여 이온 주입 등을 처리할 수 있다. 또한, 복수의 빔 조사 영역(30)을 연결하는 연결부(32)를 행 형성 분할대(22)에 위치시키기 때문에, 연결부(32)의 존재가, 셀(20)에 대한 균일한 이온빔 조사에 악영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.

또한, 이온빔(4)의 Y 방향의 양단부(4a, 4b)를 마스크(6)에서 X 방향으로 실질적으로 평행하게 정형하기 때문에, 이와 같이 정형하지 않는 경우에 비해, 연결부(32)의 폭을 작게 하는 것이 가능해지고, 따라서, 행 형성 분할대(22)의 폭이 작은 경우에도, 연결부(32)를 행 형성 분할대(22)에 위치시키는 것이 용이해진다.

그 결과, 한 장의 기판(10)을 분할 처리하여도, 기판(10) 내의 요구되는 처리 영역인 셀(20)의 처리에 악영향이 미치는 것을 방지할 수 있고, 이것에 의해 빔 폭보다 폭이 큰 기판(10)의 처리가 가능해진다.

더 나아가서는, 이온원(2) 등의 대형화를 억제하는 것이 가능해진다. 이온빔 발생 장치가 후술하는 구성인 것인 경우에는, 이것의 대형화를 억제하는 것이 가능해진다(후술하는 다른 실시형태에서도 같음). 질량 분리 마그넷을 갖고 있는 경우는, 이것의 대형화를 억제하는 것도 가능해진다.

또한, 상기 기판 위치 변경 공정에서, 기판(10)을 Y 방향으로 이동시키는 것에 의해, 연결부(32)를 행 형성 분할대(22)에 위치시킬 수 있기 때문에 통상은 그 것으로 충분하지만, 필요에 따라서, 기판(10)을 그 면 내에서 180˚ 회전시키는 것과 기판(10)을 Y 방향으로 이동시키는 것을 행하여, 연결부(32)를 행 형성 분할대(22)에 위치시켜도 좋다.

또한, 상기 빔 조사 공정의 사이의 시간으로서 이온빔(4)이 기판(10)에 닿지 않은 동안에, 필요에 따라서, 빔 모니터(16)를 이용하여 이온빔(4)의 Y 방향에서의 빔 전류 밀도 분포를 측정하여 그 균일성을 확인하고, 균일성이 허용 범위 내가 아니면, 이온원(2)으로부터 발생시키는 이온빔(4)의 Y 방향에서의 빔 전류 밀도 분포를 균일화하는 전술한 균일화를 제어하여도 좋다. 이와 같이 하면, 기판(10)상의 모든 셀(20)에 의해 균일한 이온빔 조사를 행할 수 있다. 후술하는 다른 실시형태에서도 마찬가지이다.

제1 실시형태의 이온빔 조사 장치를 구성하는 경우의 상기 제어 장치(18)는, 기판(10)의 Y 방향의 위치를 나타내는 정보, 기판(10)상의 행 형성 분할대(22)의 Y 방향의 위치를 나타내는 정보 및 마스크(6)를 통과한 이온빔(4)의 Y 방향 양단부(4a, 4b)의 위치를 나타내는 정보가 주어져 이들 정보를 이용하여 기판 구동 장 치(14)를 제어하고, 상기 빔 조사 공정을 복수회 실시하며, 상기 기판 위치 변경 공정을 실시하고, 복수의 빔 조사 영역(30)을 연결하여 모든 셀(20)에 이온빔(4)을 조사하는 제어를 행하는 기능과, 상기 연결부(32)를 행 형성 분할대(22)에 위치시키는 제어를 행하는 기능을 갖고 있다.

제어 장치(18)에 주어지는 정보의 보다 구체적을, 도 1, 도 6을 참조하여 설명한다.

기판(10)의 Y 방향의 위치를 나타내는 정보는, 기판 구동 장치(14)로부터 주어진다. 예컨대, 기판(10)의 Y 방향 일단의 Y 좌표(y₁)가 주어진다.

마스크(6)를 통과한 이온빔(4)의 Y 방향 양단부(4a, 4b)의 위치를 나타내는 정보는 빔 모니터(16)로부터 주어진다. 예컨대, 이 양단부(4a, 4b)의 Y 좌표(Y₁, Y₂)가 주어진다. 또한, 전술한 바와 같이, 마스크(6)의 내측단(6a)의 Y 좌표로 대용하여도 좋다.

기판(10)상의 행 형성 분할대(22)의 Y 방향의 위치를 나타내는 정보는, 기판 정보의 일부로서 제어 장치(18)에 주어진다. 이것에는, 예컨대 다음의 2개가 있다. 다음의 (a), (b) 중 어느 정보도 기판(10)상의 행 형성 분할대(22)의 Y 방향의 위치를 나타내는 정보라고 할 수 있다.

(a) 기판(10)상에서의 각 행의 셀(20)의 Y 방향 양단의 Y 좌표(y₂, y₃, y₄, y₅, y₆ …)가 주어진다.

이 Y 좌표(y₃, y₄, y₅, y₆, …)는, 각 행 형성 분할대(22)의 Y 방향 양단의 Y 좌표도 나타내고 있기 때문에, 이들로 각 행 형성 분할대(22)의 Y 방향의 위치를 알 수 있다. 각 행 형성 분할대(22) 중앙의 Y 좌표(e₁, e₂, …)가 필요하면, 제어 장치(18) 내에서 예컨대 다음식을 연산하여 구해도 좋다.

[수학식 1]

e₁=(y₃-y₄)/2

e₂=(y₅-y₆)/2

…

(b) 기판(10)상의 행 형성 분할대(22)의 행 수 m, 각 셀(20)의 Y 방향의 폭(b), 각 행 형성 분할대(22)의 Y 방향의 폭(a), Y 방향의 나머지부(26)의 폭(c)이 주어진다. 상기 Y 좌표(y₁)와는 반대측의 나머지부(28)의 폭(d)은 반드시 필요하지 않다.

이들 정보와 상기 기판(10)의 Y 방향 일단의 Y 좌표(y₁)로부터, 기판(10)상에서의 각 행의 셀(20)의 Y 방향 양단의 상기 Y 좌표(y₂, y₃, y₄, y₅, y₆, …)를, 예컨대 다음 식에 따라서 산출할 수 있기 때문에, 그 연산을 제어 장치(18) 내에서 행하도록 하여도 좋다. 그 외는 상기 (a)의 경우와 같다.

[수학식 2]

y₂=y₁-c

y₃=y₂-b=y₁-c-b

y₄=y₃-a=y₁-c-b-a

…

상기 (a) 또는 (b)의 정보는, 예컨대 제어 장치(18)에 수치 정보로 입력하여도 좋고, 상기 정보를 갖는 바코드 등을 기판(10) 또는 기판 수납 카세트 등에 붙여 두고 그 정보를 리더로 판독하여 제어 장치(18)에 부여하여도 좋다. 또한, 필요한 행 형성 분할대(22)의 위치를 카메라로 판독하여 그 위치 정보를 제어 장치(18)에 부여하여도 좋다.

또한, 제어 장치(18)에는 반드시 기판(10)상의 모든 행 형성 분할대(22)의 Y 방향의 위치를 나타내는 정보가 주어질 필요는 없고, 적어도 상기 연결부(32)가 위치하는 행 형성 분할대(22)의 위치를 나타내는 정보가 주어지면 좋다. 후술하는 다른 실시형태에서도 같다.

상기와 같은 이온원(2), 마스크(6), 기판 구동 장치(14), 제어 장치(18) 등을 구비하고 있는 제1 실시형태의 이온빔 조사 장치에 의하면, 상기 제1 실시형태의 이온빔 조사 방법이 나타내는 상기 효과와 동일한 효과를 나타낸다.

(2) 제2 실시형태의 이온빔 조사 방법 및 장치

제2 실시형태의 이온빔 조사 방법 및 이온빔 조사 장치는, 간단히 말하면 Y 방향의 빔 폭이 반수 이상의 행의 셀을 포함하는 치수의 이온빔을 이용하여, 빔 조사 공정을 2회 행하는 것이다.

도 14 내지 도 17은, 제2 실시형태의 이온빔 조사 방법 및 이온빔 조사 장치를 설명하기 위한 도면이다. 이하에서는, 상기 제1 실시형태와 동일 또는 상당하는 부분에는 동일 부호를 붙이고, 상기 제1 실시형태와의 상위점을 주체로 설명한다.

이 실시형태에서는, 상기 제1 실시형태와 상위하게, m이 최소일 때라도 셀(20)을 사이에 두는 2개의 행 형성 분할대(22)가 존재한다고 하는 조건을 만족시킬 필요는 없기 때문에, m, n은 모두 2 이상인 정수가 좋다. 후술하는 제3 실시형태에서도 마찬가지이다.

이 실시형태에서는, 예컨대 도 14에 도시된 예와 같이, Y 방향의 빔 폭(W₂)이, 상기 m행의 반수 이상의 행의 셀(20)을 포함하는 치수의 이온빔(4)을 이용한다. 도 14는 m=5, 빔 폭(W₂)이 3행인 셀(20)을 포함하는 경우의 예지만, 이것에 한정되는 것이 아니다.

그리고, 기판(10)을 X 방향으로 이동시키면서 기판(10)에 이온빔(4)을 조사하여 기판(10)상에 빔 조사 영역(30)을 형성하는 빔 조사 공정을 2회 실시하고, 빔 조사 공정의 사이의 시간으로서 이온빔(4)이 기판(10)에 닿지 않은 동안에, 기판(10)의 위치를 바꿔 이온빔(4)을 조사하는 셀(20)의 행을 변경하는 기판 위치 변경 공정을 실시하며, 2개의 빔 조사 영역(30)을 연결하고, 모든 셀(20)에 이온빔(4)을 조사한다. 또한, 2개의 빔 조사 영역(30)을 연결하는 연결부(32)를 행 형성 분할대(22)에 위치시키고, 이온빔(4)의 Y 방향의 2개의 단부(4a, 4b) 중 적어도 연결부(32)측에 위치하는 단부(4b)를, 상기 마스크(6)(도 1, 도 2 참조)에서 X 방향으로 실질적으로 평행하게 정형한다.

이 경우, 이온빔(4)의 상기 단부(4b)와 반대측 단부(4a)는, 마스크(6)에서 정형하여도 좋고, 정형하지 않아도 좋다. 연결부(32)측에 위치하지 않기 때문이다. 또한, 이 단부(4a)의 Y 방향의 위치는, 상기 빔폭(W₂)의 조건을 만족시키기만 하면, 특정한 위치에 한정되지 않는다. 예컨대, 도 14에 도시된 예와 같이 기판(10) 외에 위치하여도 좋고, 기판(10)의 단부에 위치하여도 좋으며, 나머지부(26)에 위치하여도 좋다. 단부(4a)의 위치 정보를 제어 장치(18)에 부여할 필요도 없다. 후술하는 제3 실시형태에서도 같다.

도 14 내지 도 17에 도시된 이온빔 조사 방법을 더욱 자세히 설명하면, 우선, 도 14에 도시된 바와 같이, 필요에 따라서 기판(10)을 Y 방향으로 이동시켜 이온빔(4)의 상기 단부(4b)를 원하는 행 형성 분할대(22)에 위치시킨 상태로, 기판(10)을 화살표 A로 도시된 바와 같이 X 방향으로 이동시키면서 기판(10)에 이온빔(4)을 조사하여 기판(10)상에 도 14에 도시된 빔 조사 영역(30)을 형성하는 빔 조사 공정을 실시한다.

다음으로, 도 15에서 화살표 R로 도시된 바와 같이(또는 그 반대 방향으로), 기판(10)을 예컨대 그 중심부(10a)를 중심으로 하여 기판면 내에서 180˚ 회전시키고, 계속해서 도 16에서 화살표 B로 도시된 바와 같이 기판(10)을 Y 방향으로 이동시키는 것에 의해, 이온빔(4)을 조사하는 셀(20)의 행을 변경하는 기판 위치 변경 공정을 실시한다. 이 때, 이온빔(4)의 상기 단부(4b)를, 앞의 빔 조사 공정에서 형성한 빔 조사 영역(30)의 Y 방향의 단부가 위치하는 행 형성 분할대(22)에 위치시킨다. 이 경우, 기판(10)을 화살표 R로 도시된 바와 같이 회전시키는 것과 화살표(B)로 도시된 바와 같이 이동시키는 것은, 동시에 행하여도 좋다.

다음으로, 도 16에서 화살표 C로 도시된 바와 같이, 기판(10)을 X 방향(단 도 14와는 반대 방향)으로 이동시키면서 기판(10)에 이온빔(4)을 조사하여 기판(10)상에 도 17에 도시된 2번째의 빔 조사 영역(30)을 형성하는 2회째의 빔 조사 공정을 실시한다. 이것에 의해서, 2개의 빔 조사 영역(30)을 연결할 수 있다. 또한, 그 연결부(32)를 행 형성 분할대(22)에 위치시킬 수 있다. 이것에 의해 이 실시형태의 경우는, 기판(10)상의 모든 셀(20)에 이온빔을 조사할 수 있었기 때문에, 이온빔 조사가 완료한 것이 된다.

이 이온빔 조사 방법에 의하면, 2개의 빔 조사 영역(30)을 연결하여, 모든 셀(20)에 이온빔을 조사하여 이온 주입 등을 처리할 수 있다. 또한, 2개의 빔 조사 영역(30)을 연결하는 연결부(32)를 행 형성 분할대(22)에 위치시키기 때문에, 연결부(32)의 존재가, 셀(20)에 대한 균일한 이온빔 조사에 악영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.

또한, 이온빔(4)의 Y 방향의 2개의 단부 중 적어도 연결부(32)측에 위치하는 단부(4b)를 마스크(6)에서 X 방향으로 실질적으로 평행하게 정형하기 때문에, 이와 같이 정형하지 않는 경우에 비해, 연결부(32)의 폭을 작게 하는 것이 가능해지고, 따라서 행 형성 분할대(22)의 폭이 작은 경우에도, 연결부(32)를 행 형성 분할 대(22)에 위치시키는 것이 용이해진다.

더 나아가서는, 이온원(2) 등의 대형화를 억제하는 것이 가능해진다. 질량 분리 마그넷을 갖고 있는 경우는, 그 대형화를 억제하는 것도 가능해진다.

또한, 상기 제1 실시형태에 비하면, 마스크(6)(및 마스크 구동 장치(8)를 설치하고 있는 경우는 마스크 구동 장치도)가, 한쪽 측에서도 좋다고 하는 이점이 있다.

제2 실시형태의 이온빔 조사 장치에서는, 상기 이온원(2)은, 상기 m행의 반수 이상의 행의 상기 셀을 포함하는 빔 폭(W₁)의 이온빔을 발생시키는 것으로 한다.

상기 마스크(6)는, 이온원(2)으로부터의 이온빔(4)을, 그 Y 방향의 2개의 단부 중 적어도 상기 연결부(32)측의 단부가 X 방향으로 실질적으로 평행해지도록 정형하고, 이 이온빔(4)의 Y 방향의 빔 폭을 상기 m행의 반수 이상의 행의 셀(20)을 포함하는 빔 폭(W₂)으로 유지하여 통과시키는 것으로 한다. 따라서 마스크(6)는(마스크 구동 장치(8)를 설치하고 있는 경우는 마스크 구동 장치도), 한 쪽에만 설치해 두어도 좋다.

상기 기판 구동 장치(14)는, 이 실시형태의 경우는, 기판(10)을, X 방향 및 Y 방향으로 이동시키는 기능 및 기판면 내에서 회전시키는 기능을 갖는 것으로 한 다.

상기 제어 장치(18)는, 기판(10)의 Y 방향의 위치를 나타내는 정보, 이 기판(10)상의 행 형성 분할대(22)의 Y 방향의 위치를 나타내는 정보 및 마스크(6)를 통과한 이온빔(4)의 연결부(32)측의 단부(4b)의 위치를 나타내는 정보가 주어져 이들의 정보를 이용하여 기판 구동 장치(14)를 제어하고, 상기 빔 조사 공정을 2회 실시하며, 상기 기판 위치 변경 공정을 실시하여 2개의 빔 조사 영역(30)을 연결하여 모든 셀(20)에 이온빔(4)을 조사하는 제어를 행하는 기능과, 상기 연결부(32)를 행 형성 분할대(22)에 위치시키는 제어를 행하는 기능을 갖고 있다. 이 제어 장치(18)에 주어지는 정보의 보다 구체예는, 제1 실시형태에서 설명한 것과 대략 같기 때문에, 여기서는 중복되는 설명을 생략한다.

상기와 같은 이온원(2), 마스크(6), 기판 구동 장치(14), 제어 장치(18) 등을 구비하고 있는 제2 실시형태의 이온빔 조사 장치에 의하면, 상기 제2 실시형태의 이온빔 조사 방법이 나타내는 상술한 효과와 동일한 효과를 나타낸다.

또한, 이온빔(4)의 Y 방향의 양단부(4a, 4b)를, 마스크(6)에서 X 방향으로 실질적으로 평행하게 정형하여도 좋다. 이 경우는, 상기 기판 위치 변경 공정에서, 기판(10)을 회전시키지 않고, 기판(10)을 Y 방향으로 이동시키는 것에 의해, 연결부(32)가 행 형성 분할대(22)에 위치하도록 기판(10)의 위치를 바꿔도 좋다. 이것은 기판(10)의 Y 방향의 양단부(4a, 4b)를 정형하고 있기 때문에, 상기 제1 실시형태의 경우와 마찬가지로, 기판(10)을 회전시키지 않아도, 이온빔(4)의 양단부(4a, 4b)를 이용하여 2개의 빔 조사 영역(30)을 연결할 수 있기 때문이다. 이 경우는 기판 구동 장치(14)에서, 기판(10)을 회전시키는 기능(예컨대 회전 장치(52))을 생략하는 것이 가능해진다.

(3) 제3 실시형태의 이온빔 조사 방법 및 장치

제3 실시형태의 이온빔 조사 방법 및 이온빔 조사 장치는, 간단히 말하면, 기판이 Y 방향의 중앙부에 행 형성 분할대 중 어느 하나를 갖고 있고, Y 방향의 빔 폭이 반수 이상의 행의 셀을 포함하는 치수의 이온빔을 이용하며, 빔 조사 공정을 2회 행하는 것이다.

도 18 내지 도 21은, 제3 실시형태의 이온빔 조사 방법 및 이온빔 조사 장치를 설명하기 위한 도면이다. 제3 실시형태는 제2 실시형태에 비슷하기 때문에, 이하에서는, 상기 제2 실시형태와의 상위점을 주체로 설명한다.

이 실시형태는, 예컨대 도 18에 도시된 예와 같이, Y 방향의 중앙부에 행 형성 분할대(22) 중 하나를 갖는 기판(10)에 이온빔(4)을 조사하는 것이다.

이온빔(4)으로서는, 제2 실시형태의 경우와 마찬가지로, Y 방향의 빔 폭(W₂)이, 상기 m행의 반수 이상의 행의 셀(20)을 포함하는 치수의 이온빔(4)을 이용한다. 도 18은 m=4, 빔 폭(W₂)이 2행인 셀(20)을 포함하는 경우의 예이지만, 이것에 한정되는 것이 아니다.

그리고, 기판(10)을 X 방향으로 이동시키면서 기판(10)에 이온빔(4)을 조사하여 기판(10)상에 빔 조사 영역(30)을 형성하는 빔 조사 공정을 2회 실시하고, 빔 조사 공정의 사이의 시간으로서 이온빔(4)이 기판(10)에 닿지 않는 동안에, 기 판(10)을 그 중심부(10a)를 중심으로 하여 기판면 내에서 180˚ 회전시켜, 이온빔을 조사하는 셀(20)의 행을 변경하는 기판 회전 공정을 실시하고, 2개의 빔 조사 영역(30)을 연결하여, 모든 셀(20)에 이온빔(4)을 조사한다. 또한, 2개의 빔 조사 영역(30)을 연결하는 연결부(32)를 기판 중앙부의 행 형성 분할대(22)에 위치시키고, 또한, 이온빔(4)의 Y 방향의 2개의 단부(4a, 4b) 중 적어도 연결부(32)측에 위치하는 단부(4b)를, 상기 마스크(6)(도 1, 도 2 참조)에서 X 방향으로 실질적으로 평행하게 정형한다.

도 18 내지 도 21에 도시된 이온빔 조사 방법을 더욱 자세히 설명하면, 우선, 도 18에 도시된 바와 같이, 이온빔(4)의 상기 단부(4b)를 기판 중앙의 행 형성 분할대(22)에 위치시킨 상태로, 기판(10)을 화살표 A로 도시된 바와 같이 X 방향으로 이동시키면서 기판(10)에 이온빔(4)을 조사하여 기판(10)상에 도 19에 도시된 빔 조사 영역(30)을 형성하는 빔 조사 공정을 실시한다. 이온빔(4)의 단부(4b)를 기판 중앙의 행 형성 분할대(22)에 위치시키는 것은, 예컨대 상기 마스크(6)의 위치 조정에 의해 행할 수 있다. 기판(10)을 Y 방향으로 이동시키는 것에 의해 행할 수도 있지만, 이 경우에는 기판(10)의 Y 방향 이동 수단이 필요해지기 때문에, 마스크(6)에 의해 행하는 편이 간단하다.

다음으로, 도 19에서 화살표 R로 도시된 바와 같이(또는 그 반대 방향으로), 기판(10)을 그 중심부(10a)를 중심으로 하여 기판면 내에서 180˚ 회전시키는 것에 의해, 이온빔(4)을 조사하는 셀(20)의 행을 변경하는 기판 회전 공정을 실시한다. 이것에 의해 다음 빔 조사 공정에서 조사하는 이온빔(4)의 상기 단부(4b)는, 앞의 빔 조사 공정에서 형성한 빔 조사 영역(30)의 Y 방향의 단부가 위치하는 행 형성 분할대(22)에 위치하게 된다.

다음으로, 도 20에서 화살표 C로 도시된 바와 같이, 기판(10)을 X 방향(단 도 18과는 반대 방향)으로 이동시키면서 기판(10)에 이온빔(4)을 조사하여 기판(10)상에 도 21에 도시된 2개째의 빔 조사 영역(30)을 형성하는 2회째의 빔 조사 공정을 실시한다. 이것에 의해 2개의 빔 조사 영역(30)을 연결할 수 있다. 또한, 그 연결부(32)를 중앙의 행 형성 분할대(22)에 위치시킬 수 있다. 이것에 의해, 이 실시형태의 경우는, 기판(10)상의 모든 셀(20)에 이온빔을 조사할 수 있었기 때문에, 이온빔 조사가 완료된 것이 된다.

이 이온빔 조사 방법에 의하면, 상기 제2 실시형태의 이온빔 조사 방법이 나타내는 효과와 같은 효과를 나타낸다. 또한, 상기 제2 실시형태에 비하면, 기판(10)을 Y 방향으로 이동시키지 않아도 된다고 하는 이점이 있다. 따라서, 상기 기판 구동 장치(14)에서, 기판(10)을 Y 방향으로 이동시키는 기능(예컨대 Y 방향 직진 기구(46))을 생략하는 것이 가능하게 된다.

제3 실시형태의 이온빔 조사 장치에서는, 상기 마스크(6)는, 이온원(2)으로부터의 이온빔(4)을, 그 Y 방향의 2개의 단부 중 적어도 상기 연결부(32)측의 단부가 X 방향으로 실질적으로 평행해지도록 정형하고 이 연결부(32)측의 단부를 기판 중앙부의 행 형성 분할대(22)에 위치시키며, 이 이온빔(4)의 Y 방향의 빔 폭을 상기 m행의 반수 이상의 행의 셀(20)을 포함하는 빔 폭(W₂)으로 유지하여 통과시키는 것으로 한다.

상기 기판 구동 장치(14)는, 기판(10)을 Y 방향으로 이동시키는 기능(예컨대 Y 방향 직진 기구(46))은 갖지 않아도 좋고, 기판(10)을 X 방향으로 이동시키는 기능 및 기판(10)을 그 중심부(10a)를 중심으로 하여 기판면 내에서 회전시키는 기능을 갖고 있으면 좋다.

상기 제어 장치(18)는, 이 실시형태의 경우는 기판 구동 장치(14)를 제어하고, 상기 빔 조사 공정을 2회 실시하며, 상기 기판 회전 공정을 실시하고, 2개의 빔 조사 영역(30)을 연결하여 모든 셀(20)에 이온빔(4)을 조사하는 제어를 행하는 기능과, 상기 연결부(32)를 기판 중앙부의 행 형성 분할대(22)에 위치시키는 제어를 행하는 기능을 갖고 있으면 좋다.

이 제어 장치(18)는 기판(10)의 Y 방향 이동을 제어하지 않아도 되기 때문에, Y 방향 위치 제어에 필요한 정보, 예컨대 전술한 기판(10)의 Y 방향의 위치를 나타내는 정보, 기판(10)상의 행 형성 분할대(22)의 Y 방향의 위치를 나타내는 정보 및 마스크(6)를 통과한 이온빔(4)의 단부의 위치를 나타내는 정보는 주어지지 않아도 좋다.

상기와 같은 이온원(2), 마스크(6), 기판 구동 장치(14), 제어 장치(18) 등을 구비하고 있는 제3 실시형태의 이온빔 조사 장치에 의하면, 상기 제3 실시형태의 이온빔 조사 방법이 나타내는 상기 효과와 동일한 효과를 나타낸다.

(4) 이온빔 발생 장치의 예

Y 방향의 빔 폭(W₁)이 전술한 바와 같은 소정 치수의 이온빔을 발생시키는 이온빔 발생 장치는, 예컨대 (a) 상기 각 실시형태의 이온원(2)과 같이, 그 출구로부터 이미 소정의 빔 폭(W₁)의 이온빔(4)을 발생시키는 이온원이어도 좋고, (b) 예컨대 일본 특허 공개 제2006-139996호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 부채형(구체적으로는 Y 방향을 따라 부채형)으로 넓어지는 이온빔을 발생시키는 이온원과, 이 이온원으로부터의 이온빔을 전계 또는 자계에 의해 편향시키는 것에 의해 이 이온빔의 확대를 억제하고, 상기 빔 폭(W₁)의 이온빔을 도출하는 빔 편향 수단을 구비하는 구성의 것이어도 좋으며, (c) 예컨대 일본 특허 제3358336호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 이온빔을 발생시키는 이온원과, 이 이온원으로부터의 이온빔을 전계 또는 자계에 의해 주사(구체적으로는 Y 방향을 따라 주사)하여, 상기 빔 폭(W₁)의 이온빔을 도출하는 빔 주사 수단을 구비하는 구성의 것이어도 좋다.

상기 (b)의 경우, 상기 빔 편향 수단은, 이온빔을 평행빔화하는 기능을 더 구비하고 있는 것이 바람직하다. 또는, 상기 빔 편향 수단과는 따로, 그 하류측에, 이온빔을 평행빔화하는 빔 평행화 수단을 더 구비하고 있어도 좋다. 상기 (c)의 경우, 상기 빔 주사 수단의 하류측에, 이온빔을 평행빔화하는 빔 평행화 수단을 더 구비하고 있는 것이 바람직하다. 모두 이온빔을 평행빔화하는 편이, 상기 복수의 빔 조사 영역(30)을 연결하는 것이나, 그 연결부(32)를 행 형성 분할대(22)에 위치시키는 것이 용이하게 되기 때문이다.

이온빔 발생 장치가 상기 (b), (c)인 경우도, 본 발명에 의하면, 상기 (a)의 이온원의 경우와 같은 이유에 의해, 그 대형화를 억제하는 것이 가능해진다.

도 1은 본 발명에 따른 이온빔 조사 방법을 실시하는 이온빔 조사 장치의 예가 도시된 개략도.

도 2는 도 1 중 마스크 및 이온빔을 화살표 P 방향으로 보고 도시된 평면도.

도 3은 이온빔의 Y 방향의 빔 전류 밀도 분포의 일례가 도시된 도면.

도 4는 기판 구동 장치의 일례가 도시된 평면도.

도 5는 면 내에 매트릭스 형상으로 배열된 셀이 형성되어 있는 기판의 일례가 도시된 평면도.

도 6은 기판, 셀, 이온빔 등의 위치 관계의 일례가 도시된 도면.

도 7은 제1 실시형태의 이온빔 조사 방법 및 장치를 설명하기 위한 도면.

도 8은 제1 실시형태의 이온빔 조사 방법 및 장치를 설명하기위한 도면.

도 9는 제1 실시형태의 이온빔 조사 방법 및 장치를 설명하기 위한 도면.

도 10은 제1 실시형태의 이온빔 조사 방법 및 장치를 설명하기 위한 도면이고, 이온빔 조사가 완료된 상태를 도시함.

도 11은 인접하는 이온빔 조사 영역의 연결부의 다른 예가 도시된 도면.

도 12는 인접하는 이온빔 조사 영역의 연결부의 또 다른 예가 도시된 도면.

도 13은 연결부 부근의 빔 전류 밀도 분포의 개략예가 도시된 도면.

도 14는 제2 실시형태의 이온빔 조사 방법 및 장치를 설명하기 위한 도면.

도 15는 제2 실시형태의 이온빔 조사 방법 및 장치를 설명하기 위한 도면.

도 16은 제2 실시형태의 이온빔 조사 방법 및 장치를 설명하기 위한 도면.

도 17은 제2 실시형태의 이온빔 조사 방법 및 장치를 설명하기 위한 도면이고, 이온빔 조사가 완료된 상태를 도시함.

도 18은 제3 실시형태의 이온빔 조사 방법 및 장치를 설명하기 위한 도면.

도 19는 제3 실시형태의 이온빔 조사 방법 및 장치를 설명하기 위한 도면.

도 20은 제3 실시형태의 이온빔 조사 방법 및 장치를 설명하기 위한 도면.

도 21은 제3 실시형태의 이온빔 조사 방법 및 장치를 설명하기 위한 도면이고, 이온빔 조사가 완료된 상태를 도시함.

<부호의 설명>

2: 이온원 4: 이온빔

4a, 4b: 단부 6: 마스크

8: 마스크 구동 장치 10: 기판

10a: 중심부 12: 홀더

14: 기판 구동 장치 16: 빔 모니터

18; 제어 장치 20: 셀

22: 행 형성 분할대 24: 열 형성 분할대

30: 빔 조사 영역 32: 연결부

Claims

서로 직교하는 2 방향을 X 방향 및 Y 방향으로 할 때에, 면 내에 X 방향으로 연장되어 있는 행 형성 분할대 및 Y 방향으로 연장되어 있는 열 형성 분할대를 사이에 두고 m행 n열(m은 3 이상, n은 2 이상인 정수)의 매트릭스 형상으로 배열된 복수의 셀이 형성되어 있는 기판에, X 방향의 치수보다 Y 방향의 치수가 큰 이온빔을 조사하는 이온빔 조사 방법으로서,

Y 방향의 영단부가 p행(p는 1≤p≤(m-2)인 정수)의 상기 셀을 사이에 두는 2개의 행 형성 분할대에 각각 위치하는 빔 폭의 이온빔을 이용하고,

상기 기판을 X 방향으로 이동시키면서 상기 기판에 상기 이온빔을 조사하여, 상기 기판상에 빔 조사 영역을 형성하는 빔 조사 공정을 복수 회 실시하고,

상기 빔 조사 공정의 사이의 시간으로서 상기 이온빔이 상기 기판에 닿지 않는 동안에, 상기 기판의 위치를 바꿔, 상기 이온빔을 조사하는 상기 셀의 행을 변경하는 기판 위치 변경 공정을 실시하며,

복수의 상기 빔 조사 영역을 연결하여, 모든 상기 셀에 상기 이온빔을 조사하는 방법이며,

상기 복수의 빔 조사 영역을 연결하는 연결부를 상기 행 형성 분할대에 위치시키고,

상기 이온빔의 Y 방향의 양단부를, 마스크에서 X 방향으로 평행하게 정형(整形)하는 것을 특징으로 하는 이온빔 조사 방법.
제1항에 있어서, 상기 기판 위치 변경 공정에서, 상기 기판을 Y 방향으로 이동시켜, 상기 연결부가 상기 행 형성 분할대에 위치하도록 상기 기판의 위치를 바꾸는 것인 이온빔 조사 방법.
서로 직교하는 2 방향을 X 방향 및 Y 방향으로 할 때에, 면 내에 X 방향으로 연장되어 있는 행 형성 분할대 및 Y 방향으로 연장되어 있는 열 형성 분할대를 사이에 두고 m행 n열(m, n은 모두 2 이상인 정수)의 매트릭스 형상으로 배열된 복수의 셀이 형성되어 있는 기판에, X 방향의 치수보다 Y 방향의 치수가 큰 이온빔을 조사하는 이온빔 조사 방법으로서,

Y 방향의 빔 폭이 상기 m행의 반수(半數) 이상의 행의 상기 셀을 포함하는 치수의 이온빔을 이용하고,

상기 기판을 X 방향으로 이동시키면서 상기 기판에 상기 이온빔을 조사하여, 상기 기판상에 빔 조사 영역을 형성하는 빔 조사 공정을 2회 실시하고,

상기 빔 조사 공정의 사이의 시간으로서 상기 이온빔이 상기 기판에 닿지 않는 동안에, 상기 기판의 위치를 바꿔, 상기 이온빔을 조사하는 상기 셀의 행을 변경하는 기판 위치 변경 공정을 실시하며,

2개의 상기 빔 조사 영역을 연결하여, 모든 상기 셀에 상기 이온빔을 조사하는 방법이며,

상기 2개의 빔 조사 영역을 연결하는 연결부를 상기 행 형성 분할대에 위치 시키고,

상기 이온빔의 Y 방향의 2개의 단부 중 적어도 상기 연결부측에 위치하는 단부를, 마스크에서 X 방향으로 평행하게 정형하는 것을 특징으로 하는 이온빔 조사 방법.
제3항에 있어서, 상기 기판 위치 변경 공정에서, 상기 기판을 그 면 내에서 180˚ 회전시키는 것과 상기 기판을 Y 방향으로 이동시키는 것을 행하여, 상기 연결부가 상기 행 형성 분할대에 위치하도록 상기 기판의 위치를 바꾸는 것인 이온빔 조사 방법.
제3항에 있어서, 상기 이온빔의 Y 방향의 양단부를, 마스크에서 X 방향으로 평행하게 정형하고,

상기 기판 위치 변경 공정에서, 상기 기판을 Y 방향으로 이동시켜, 상기 연결부가 상기 행 형성 분할대에 위치하도록 상기 기판의 위치를 바꾸는 것인 이온빔 조사 방법.
서로 직교하는 2 방향을 X 방향 및 Y 방향으로 할 때에, 면 내에 X 방향으로 연장되어 있는 행 형성 분할대 및 Y 방향으로 연장되어 있는 열 형성 분할대를 사이에 두고 m행 n열(m, n은 모두 2 이상인 정수)의 매트릭스 형상으로 배열된 복수의 셀이 형성되어 있는 기판으로서 그 Y 방향의 중앙부에 상기 행 형성 분할대 중 어느 하나를 갖는 기판에, X 방향의 치수보다 Y 방향의 치수가 큰 이온빔을 조사하는 이온빔 조사 방법으로서,

Y 방향의 빔 폭이 상기 m행의 반수 이상의 행의 상기 셀을 포함하는 치수의 이온빔을 이용하고,

상기 기판을 X 방향으로 이동시키면서 상기 기판에 상기 이온빔을 조사하여, 상기 기판상에 빔 조사 영역을 형성하는 빔 조사 공정을 2회 실시하고,

상기 빔 조사 공정의 사이의 시간으로서 상기 이온빔이 상기 기판에 닿지 않는 동안에, 상기 기판을 그 중심부를 중심으로 하여 기판면 내에서 180˚ 회전시켜, 상기 이온빔을 조사하는 상기 셀의 행을 변경하는 기판 회전 공정을 실시하며,

2개의 상기 빔 조사 영역을 연결하여, 모든 상기 셀에 상기 이온빔을 조사하는 방법이며,

상기 2개의 빔 조사 영역을 연결하는 연결부를 상기 기판 중앙부의 행 형성 분할대에 위치시키며,

상기 이온빔의 Y 방향의 2개의 단부 중 적어도 상기 연결부측에 위치하는 단부를, 마스크에서 X 방향으로 평행하게 정형하는 것을 특징으로 하는 이온빔 조사 방법.
서로 직교하는 2 방향을 X 방향 및 Y 방향으로 할 때에, 면 내에 X 방향으로 연장되어 있는 행 형성 분할대 및 Y 방향으로 연장되어 있는 열 형성 분할대를 사이에 두고 m행 n열(m은 3 이상, n은 2 이상인 정수)의 매트릭스 형상으로 배열된 복수의 셀이 형성되어 있는 기판에, X 방향의 치수보다 Y 방향의 치수가 큰 이온빔을 조사하는 이온빔 조사 장치로서,

Y 방향의 빔 폭이 q행(q는 1≤q≤m인 정수)의 상기 셀을 포함하는 치수의 이온빔을 발생시키는 이온빔 발생 장치와,

상기 이온빔 발생 장치로부터의 이온빔을 그 Y 방향의 양단부가 X 방향으로 실질적으로 평행하게 되도록 정형하고, 상기 이온빔의 Y 방향의 영단부가 p행(p는 1≤p≤q 그리고, p≤(m-2)인 정수)의 상기 셀을 사이에 두는 2개의 행 형성 분할대에 각각 위치하는 빔 폭으로 정형하여 통과시키는 마스크와,

상기 기판을 X 방향 및 Y 방향으로 이동시키는 기능을 갖는 기판 구동 장치와,

상기 기판의 Y 방향의 위치를 나타내는 정보, 상기 기판상의 상기 행 형성 분할대의 Y 방향의 위치를 나타내는 정보 및 상기 마스크를 통과한 이온빔의 Y 방향 양단부의 위치를 나타내는 정보가 주어져 이들의 정보를 이용하여 상기 기판 구동 장치를 제어하며, 상기 기판을 X 방향으로 이동시키면서 상기 기판에 상기 마스크를 통과한 이온빔을 조사하여 상기 기판상에 빔 조사 영역을 형성하는 빔 조사 공정을 복수 회 실시하고, 상기 빔 조사 공정의 사이의 시간으로서 상기 이온빔이 상기 기판에 닿지 않는 동안에, 상기 기판을 Y 방향으로 이동시켜 상기 이온빔을 조사하는 상기 셀의 행을 변경하는 기판 위치 변경 공정을 실시하며, 복수의 상기 빔 조사 영역을 연결하여, 모든 상기 셀에 상기 이온빔을 조사하는 제어를 행하는 기능과, 상기 복수의 빔 조사 영역을 연결하는 연결부를 상기 행 형성 분할대에 위 치시키는 제어를 행하는 기능을 갖고 있는 제어 장치

를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온빔 조사 장치.
서로 직교하는 2 방향을 X 방향 및 Y 방향으로 할 때에, 면 내에 X 방향으로 연장되어 있는 행 형성 분할대 및 Y 방향으로 연장되어 있는 열 형성 분할대를 사이에 두고 m행 n열(m, n은 모두 2 이상인 정수)의 매트릭스 형상으로 배열된 복수의 셀이 형성되어 있는 기판에, X 방향의 치수보다 Y 방향의 치수가 큰 이온빔을 조사하는 이온빔 조사 장치로서,

Y 방향의 빔 폭이 상기 m행의 반수 이상의 행의 상기 셀을 포함하는 치수의 이온빔을 발생시키는 이온빔 발생 장치와,

상기 이온빔 발생 장치부터의 이온빔을 그 Y 방향의 2개의 단부 중 적어도 후술하는 연결부측의 단부가 X 방향으로 평행하게 되도록 정형하고, 상기 이온빔의 Y 방향의 빔 폭을 상기 m행의 반수 이상의 행의 상기 셀을 포함하는 빔 폭으로 유지하여 통과시키는 마스크와,

상기 기판을 X 방향 및 Y 방향으로 이동시키는 기능 및 기판면 내에서 회전시키는 기능을 갖는 기판 구동 장치와,

상기 기판의 Y 방향의 위치를 나타내는 정보, 상기 기판상의 상기 행 형성 분할대에의 Y 방향의 위치를 나타내는 정보 및 상기 마스크를 통과한 이온빔의 후술하는 연결부측의 단부의 위치를 나타내는 정보가 주어져 이들의 정보를 이용하여 상기 기판 구동 장치를 제어하고, 상기 기판을 X 방향으로 이동시키면서 상기 기판 에 상기 마스크를 통과한 이온빔을 조사하여 상기 기판상에 빔 조사 영역을 형성하는 빔 조사 공정을 2회 실시하며, 상기 빔 조사 공정의 사이의 시간으로서 상기 이온빔이 상기 기판에 닿지 않는 동안에, 상기 기판을 180˚ 회전시키고 Y 방향으로 이동시켜 상기 이온빔을 조사하는 상기 셀의 행을 변경하는 기판 위치 변경 공정을 실시하고, 2개의 상기 빔 조사 영역을 연결하여, 모든 상기 셀에 상기 이온빔을 조사하는 제어를 행하는 기능과, 상기 2개의 빔 조사 영역을 연결하는 연결부를 상기 행 형성 분할대에 위치시키는 제어를 행하는 기능을 갖고 있는 제어 장치

를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온빔 조사 장치.
서로 직교하는 2 방향을 X 방향 및 Y 방향으로 할 때에, 면 내에 X 방향으로 연장되어 있는 행 형성 분할대에 및 Y 방향으로 연장되어 있는 열 형성 분할대를 사이에 두고 m행 n열(m, n은 모두 2 이상인 정수)의 매트릭스 형상으로 배열된 복수의 셀이 형성되어 있는 기판에, X 방향의 치수보다 Y 방향의 치수가 큰 이온빔을 조사하는 이온빔 조사 장치로서,

Y 방향의 빔 폭이 상기 m행의 반수 이상의 행의 상기 셀을 포함하는 치수의 이온빔을 발생시키는 이온빔 발생 장치와,

상기 이온빔 발생 장치부터의 이온빔을 그 Y 방향의 양단부가 X 방향으로 실질적으로 평행하게 되도록 정형하고, 상기 이온빔의 Y 방향의 빔 폭을 상기 m행의 반수 이상의 행의 상기 셀을 포함하는 빔 폭으로 유지하여 통과시키는 마스크와,

상기 기판을 X 방향 및 Y 방향으로 이동시키는 기능을 갖는 기판 구동 장치 와,

상기 기판의 Y 방향의 위치를 나타내는 정보, 상기 기판상의 상기 행 형성 분할대의 Y 방향의 위치를 나타내는 정보 및 상기 마스크를 통과한 이온빔의 후술하는 연결부측의 단부의 위치를 나타내는 정보가 주어져 이들의 정보를 이용하여 상기 기판 구동 장치를 제어하고, 상기 기판을 X 방향으로 이동시키면서 상기 기판에 상기 마스크를 통과한 이온빔을 조사하여 상기 기판상에 빔 조사 영역을 형성하는 빔 조사 공정을 2회 실시하며, 상기 빔 조사 공정의 사이의 시간으로서 상기 이온빔이 상기 기판에 닿지 않는 동안에, 상기 기판을 Y 방향으로 이동시켜 상기 이온빔을 조사하는 상기 셀의 행을 변경하는 기판 위치 변경 공정을 실시하여 2개의 상기 빔 조사 영역을 연결하고, 모든 상기 셀에 상기 이온빔을 조사하는 제어를 행하는 기능과, 상기 2개의 빔 조사 영역을 연결하는 연결부를 상기 행 형성 분할대에 위치시키는 제어를 행하는 기능을 갖고 있는 제어 장치

를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온빔 조사 장치.
서로 직교하는 2 방향을 X 방향 및 Y 방향으로 할 때에, 면 내에 X 방향으로 연장되어 있는 행 형성 분할대 및 Y 방향으로 연장되어 있는 열 형성 분할대를 사이에 두고 m행 n열(m, n은 모두 2 이상인 정수)의 매트릭스 형상으로 배열된 복수의 셀이 형성되어 있는 기판으로서 그 Y 방향의 중앙부에 상기 행 형성 분할대 중 어느 하나를 갖는 기판에, X 방향의 치수보다 Y 방향의 치수가 큰 이온빔을 조사하는 이온빔 조사 장치로서,

Y 방향의 빔 폭이 상기 m행의 반수 이상의 행의 상기 셀을 포함하는 치수의 이온빔을 발생시키는 이온빔 발생 장치와,

상기 이온빔 발생 장치로부터의 이온빔을 그 Y 방향의 2개의 단부 중 적어도 후술하는 연결부측의 단부가 X 방향으로 평행하게 되도록 정형하고, 상기 연결부측의 단부를 상기 기판 중앙부의 행 형성 분할대에 위치시키며, 상기 이온빔의 Y 방향의 빔 폭을 상기 m행의 반수 이상의 행의 상기 셀을 포함하는 빔 폭으로 유지하여 통과시키는 마스크와,

상기 기판을 X 방향으로 이동시키는 기능 및 상기 기판을 그 중심부를 중심으로 하여 기판면 내에서 회전시키는 기능을 갖는 기판 구동 장치와,

상기 기판 구동 장치를 제어하고, 상기 기판을 X 방향으로 이동시키면서 상기 기판에 상기 마스크를 통과한 이온빔을 조사하여 상기 기판상에 빔 조사 영역을 형성하는 빔 조사 공정을 2회 실시하며, 상기 빔 조사 공정의 사이의 시간으로서 상기 이온빔이 상기 기판에 닿지 않는 동안에, 상기 기판을 그 중심부를 중심으로 하여 180˚ 회전시켜 상기 이온빔을 조사하는 상기 셀의 행을 변경하는 기판 회전 공정을 실시하고, 2개의 상기 빔 조사 영역을 연결하여, 모든 상기 셀에 상기 이온빔을 조사하는 제어를 행하는 기능과, 상기 2개의 빔 조사 영역을 연결하는 연결부를 상기 기판 중앙부의 행 형성 분할대에 위치시키는 제어를 행하는 기능을 갖고 있는 제어 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온빔 조사 장치.