KR20110114414A - 이온 주입 방법 및 이온 주입 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유리 기판 상에 조사된 복수 개의 이온빔에 의한 겹침 영역에 있어서, 각 이온빔의 빔 전류 밀도 분포를 효율적으로 조정하는 것을 과제로 한다.
이 이온 주입 방법은, 미리 정해진 순서로, 복수 개의 리본형 이온빔의 각각이 미리 결정된 전류 밀도 분포가 되도록 조정되는 빔 전류 밀도 분포 조정 공정과, 빔 전류 밀도 분포 조정 공정 사이이며, 2번째 이후의 각 이온빔에 대하여 빔 전류 밀도 분포의 조정이 이루어지기 전에, 앞서 이루어진 빔 전류 밀도 분포의 조정 결과를 이용하여, 이제부터 빔 전류 밀도 분포의 조정이 이루어지는 이온빔에 대한 조정 목표가 되는 빔 전류 밀도 분포를 수정하는 목표 수정 공정과, 복수 개의 리본형 이온빔의 긴 변 방향과 교차하는 방향으로 유리 기판을 반송시키는 유리 기판 반송 공정을 수행한다.

Description

이온 주입 방법 및 이온 주입 장치{ION IMPLANTING METHOD AND ION IMPLANTING APPARATUS}

본 발명은 복수의 리본형 이온빔에 의한 조사 영역을 서로 겹치게 하여, 유리 기판 상에 미리 결정된 주입량 분포를 형성시키는 이온 주입 방법 및 이온 주입 장치에 관한 것이다.

최근, 액정텔레비전으로 대표되는 액정 제품의 대형화가 현저하다. 반도체 제조 공정에서는, 하나의 처리 공정에서 보다 많은 액정 패널을 처리하기 위해, 유리 기판의 치수를 크게 하여, 대형 유리 기판으로부터 액정 패널을 다면(多面)취하고자 하는 시도가 이루어지고 있다. 반도체 제조 장치의 하나인 이온 주입 장치에 대해서도 이러한 대형 유리 기판에의 대응이 요구되고 있다.

이러한 요망에 대응하기 위해, 지금까지 특허문헌 1에 기재된 이온 주입 장치가 개발되어 왔다.

특허문헌 1에는, 유리 기판의 치수보다도 작은 2 개의 이온빔을 이용하여, 유리 기판의 전체면에 이온 주입 처리를 실시하는 기술이 개시되어 있다. 보다 구체적으로는, 특허문헌 1에서는, 일례로서 서로 직교하는 3 방향(X, Y, Z 방향)을, 각각 이온빔의 짧은 변 방향, 이온빔의 긴 변 방향, 이온빔의 진행 방향으로서 정의하고 있다. 그리고, 유리 기판에의 이온 주입 처리가 실시되는 처리실 내에서, 2 개의 이온빔은, X 방향에 있어서 서로 이격된 위치에, Y 방향에 있어서 유리 기판 상에서의 각 이온빔에 의한 조사 영역이 부분적으로 겹치도록 서로의 중심 위치를 변위시켜, 조사되고 있다. 이러한 이온빔을 가로지르도록 X 방향을 따라서 유리 기판을 반송시킴으로써, 유리 기판 전체면에 걸친 이온 주입 처리를 실현시키고 있다.

특허문헌 1에 기재된 기술은 유리 기판의 반송 속도가 일정하다. 그리고, 유리 기판의 전체면에 걸쳐 균일한 주입량 분포를 실현하므로, 유리 기판 상에 조사되는 이온빔의 전류 밀도 분포는, 특허문헌 1의 도 6에 도시되어 있는 것과 같이 2 개의 이온빔이 서로 겹치게 되는 영역을 포함하여, Y 방향을 따라서, 전체가 대략 균일한 전류 밀도 분포가 되도록 조정되고 있다.

특허문헌 1 : 일본 특허 공개 2009-152002호 공보(도 1, 도 3, 도 6, 단락 0077∼0088)

일반적으로 이온빔이 서로 겹치게 되는 영역에서의 빔 전류 밀도 분포의 조정은, 1 개의 이온빔의 빔 전류 밀도 분포를 조정하는 경우와 비교하여, 조정 대상이 되는 파라메터의 수가 많아 복잡하다. 조정이 복잡한 경우, 맹목적으로 조정한다면, 조정이 종료될 때까지 상당한 시간이 걸리게 되어 버린다고 하는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 빔 전류 밀도 분포의 조정에 시간이 걸려 버리면, 이온 주입 장치의 작업 처리량(처리 능력) 저하를 초래해 버린다고 하는 문제도 발생할 수 있다.

그러나, 특허문헌 1에 있어서, 이온빔이 서로 겹치게 되는 영역에서의 빔 전류 밀도 분포의 조정에 대해서는, 유리 기판 상에서 서로 겹치게 되는 이온빔 조사 영역에 있어서의 빔 전류 밀도 분포를 다른 영역(서로 겹치게 되지 않는 영역)에서의 빔 전류 밀도 분포와 거의 같아지도록 조정한다고 하는 정도의 기재밖에 되어 있지 않으며, 구체적으로 어떠한 조정을 하면 효율 좋은 조정으로 되는 것인지에 대해서는 밝혀져 있지 않다.

그래서 본 발명은, 상기 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 이온빔이 서로 겹치게 되는 영역에 있어서의 각 이온빔의 전류 밀도 분포를 효율적으로 조정할 수 있는 이온 주입 방법 및 이온 주입 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

즉 본 발명에 따른 이온 주입 방법은, 복수 개의 리본형 이온빔을 처리실 내에 공급하는 복수의 이온빔 공급 장치와, 상기 처리실 내에 배치되어, 상기 복수 개의 리본형 이온빔의 긴 변 방향에 있어서의 빔 전류 밀도 분포를 개별적으로 측정하는 빔 프로파일러와, 상기 이온빔 공급 장치마다 개별적으로 설치되어, 상기 빔 프로파일러에서 측정된 상기 빔 전류 밀도 분포를 조정하기 위한 빔 전류 밀도 분포 조정 수단을 구비한 이온 주입 장치에 있어서, 상기 복수 개의 리본형 이온빔에 대하여, 미리 정해진 순서로, 상기 빔 프로파일러에 의한 빔 전류 밀도 분포의 측정 결과에 기초하여, 이온빔마다 정해져 있는 미리 결정된 빔 전류 밀도 분포가 되도록 상기 빔 전류 밀도 분포 조정 수단을 조정하는 빔 전류 밀도 분포 조정 공정과, 상기 빔 전류 밀도 분포 조정 공정 사이에서, 또한, 2번째 이후의 이온빔에 대하여 빔 전류 밀도 분포의 조정이 이루어지기 전에, 앞서 빔 전류 밀도 분포의 조정이 이루어진 이온빔에 있어서의 빔 전류 밀도 분포의 조정 결과를 이용하여, 이제부터 빔 전류 밀도 분포의 조정이 이루어지는 이온빔에 있어서 조정 목표가 되는 상기 미리 결정된 빔 전류 밀도 분포를 수정하는 목표 수정 공정과, 상기 처리실 내에서, 상기 복수 개의 리본형 이온빔의 긴 변 방향과 교차하는 방향으로 상기 유리 기판을 반송시키는 유리 기판 반송 공정을 수행하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 이온 주입 장치는, 복수 개의 리본형 이온빔을 처리실 내에 공급하는 복수의 이온빔 공급 장치와, 상기 처리실 내에 배치되어, 상기 복수 개의 리본형 이온빔의 긴 변 방향에 있어서의 빔 전류 밀도 분포를 개별적으로 측정하는 빔 프로파일러와, 상기 이온빔 공급 장치마다 개별적으로 설치되어, 상기 빔 프로파일러에서 측정된 상기 빔 전류 밀도 분포를 조정하기 위한 빔 전류 밀도 분포 조정 수단을 구비한 이온 주입 장치로서, 상기 복수 개의 리본형 이온빔에 대하여, 미리 정해진 순서로, 상기 빔 프로파일러에 의한 빔 전류 밀도 분포의 측정 결과에 기초하여, 이온빔마다 정해져 있는 미리 결정된 빔 전류 밀도 분포가 되도록 상기 빔 전류 밀도 분포 조정 수단을 조정하는 빔 전류 밀도 분포 조정 공정과, 상기 빔 전류 밀도 분포 조정 공정 사이에서, 또한, 2번째 이후의 이온빔에 대하여 빔 전류 밀도 분포의 조정이 이루어지기 전에, 앞서 빔 전류 밀도 분포의 조정이 이루어진 이온빔에 있어서의 빔 전류 밀도 분포의 조정 결과를 이용하여, 이제부터 빔 전류 밀도 분포의 조정이 이루어지는 이온빔에 있어서 조정 목표가 되는 상기 미리 결정된 빔 전류 밀도 분포를 수정하는 목표 수정 공정과, 상기 처리실 내에서, 상기 복수 개의 리본형 이온빔의 긴 변 방향과 교차하는 방향으로 상기 유리 기판을 반송시키는 유리 기판 반송 공정을 수행하는 제어 장치를 갖고 있는 것을 특징으로 한다.

이러한 이온 주입 방법이나 이온 주입 장치라면, 이온빔이 서로 겹치게 되는 영역에 있어서의 각 이온빔의 전류 밀도 분포를 효율적으로 조정할 수 있다.

더욱이, 상기 유리 기판 반송 공정은, 상기 빔 전류 밀도 분포 조정 공정의 종료 후에 이루어지도록 해 두더라도 좋다. 이와 같이 해 놓으면, 빔 전류 밀도 분포의 조정 중에 유리 기판이 반송되는 일이 없기 때문에, 유리 기판에 잘못 주입하는 것을 방지하게 할 수 있다.

한편, 상기 복수 개의 리본형 이온빔이 조정되는 순서는 상기 유리 기판의 반송 방향과 일치하고 있으며, 개개의 리본형 이온빔에 대한 빔 전류 밀도 분포의 조정이 종료되었음을 수신하여, 그 리본형 이온빔의 긴 변 방향과 교차 방향으로 상기 유리 기판의 반송이 이루어지도록 해 두더라도 좋다. 이와 같이 해 놓으면, 모든 리본형 이온빔에 있어서의 빔 전류 밀도 분포의 조정이 끝나지 않았더라도, 이미 조정이 끝난 리본형 이온빔을 이용하여, 미리 이온 주입 처리를 해 둘 수 있기 때문에, 그 만큼 이온 주입 처리 전체에 걸리는 시간을 단축시킬 수 있다.

이와 같은 것이라면, 이온빔이 서로 겹치게 되는 영역에 있어서의 각 이온빔의 전류 밀도 분포를 효율적으로 조정할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1, 제2 실시형태에 따른 이온 주입 장치의 양태를 도시하는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 처리실 내부를 Z 방향에서 봤을 때의 평면도이다.
도 3은 이온빔의 주입량 분포와 전류 밀도 분포의 관계를 도시하는 설명도이다.
도 4는 도 3에 도시하는 이온빔의 주입 분포를 2개로 하여 서로 겹치게 한 경우에 형성되는 주입량 분포에 관한 설명도이다.
도 5는 이온빔의 주입량 분포와 전류 밀도 분포의 관계를 도시하는 설명도이다.
도 6은 도 5를 바탕으로, 조정 목표로 하는 전류 밀도 분포를 수정하는 방법에 관한 일례를 도시하는 설명도이다.
도 7은 이온빔의 주입량 분포와 전류 밀도 분포의 관계를 도시하는 설명도이다.
도 8은 도 7을 바탕으로, 조정 목표로 하는 전류 밀도 분포를 수정하는 방법에 관한 일례를 도시하는 설명도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 처리실 내부를 Z 방향에서 봤을 때의 평면도이다.
도 10은 본 발명의 제3, 제4 실시형태에 따른 이온 주입 장치의 양태를 도시하는 평면도이다.
도 11은 본 발명의 제3 실시형태에 따른 처리실 내부를 Z 방향에서 봤을 때의 평면도이다.
도 12는 본 발명의 제4 실시형태에 따른 처리실 내부를 Z 방향에서 봤을 때의 평면도이다.

<제1 실시형태>

도 1은 본 발명에 따른 이온 주입 장치(1)의 일 실시예를 도시하는 평면도 이며, 도 2는 도 1의 처리실 내부를 Z 방향에서 봤을 때의 평면도이다. 이들 도면을 바탕으로 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 주입 장치의 전체 구성을 설명한다.

본 발명에 있어서, X 방향을 기판의 반송 방향, Y 방향을 이온빔의 긴 변 방향, Z 방향을 처리실 내에서 유리 기판에 조사되는 이온빔의 진행 방향으로 하고 있다. 또한, 본 발명에 있어서, 리본형 이온빔이란, 이온빔의 진행 방향에 직교하는 평면으로 이온빔을 절단한 경우에, 그 단면이 대략 장방형인 이온빔을 가리키고 있다.

도 1에 기재된 이온 주입 장치(1)는, 주로 1점쇄선으로 둘러싸인 제1 이온빔 공급 장치(2)와 제2 이온빔 공급 장치(12)로 구성되어 있다. 제1 이온빔 공급 장치(2)와 제2 이온빔 공급 장치(12)는, 각각 제1 이온빔(6)과 제2 이온빔(16)을 처리실(11) 내에 공급하기 위한 장치이다.

개개의 이온빔 공급 장치에 관해서 설명한다. 제1 이온빔 공급 장치(2)는, 이온원(源)(3)을 갖추고 있고, 이 이온원(3)으로부터 제1 이온빔(6)이 인출된다. 이온원(3)으로부터 인출된 제1 이온빔(6)에는 여러 가지 이온이 혼재하고 있다. 이 중, 원하는 이온만을 유리 기판(10) 상에 조사하기 위하여, 질량 분석 마그넷(4)과 분석 슬릿(5)을 협동시켜, 원하는 이온과 그 밖의 이온으로 분리한다. 이 분리는, 이온마다의 질량수가 다름을 이용하여, 분석 슬릿(5)을 원하는 이온만이 통과할 수 있도록 질량 분석 마그넷(4)에서의 제1 이온빔(6)의 편향량을 조정함으로써 이루어진다.

제2 이온빔 공급 장치(12)에 대해서도 마찬가지로, 이온원(13)으로부터 인출된 제2 이온빔(16)을 질량 분석 마그넷(14)과 분석 슬릿(15)을 협동시켜, 원하는 이온만이 유리 기판(10)에 조사되도록 구성되어 있다.

제1, 제2 이온빔 공급 장치(2, 12)로부터 공급되는 제1, 제2 이온빔(6, 16)은, 처리실(11) 내에 설치된 빔 프로파일러(7, 17)에 의해서 개개의 이온빔의 긴 변 방향(Y 방향)에서의 빔 전류 밀도 분포가 측정된다. 이 빔 프로파일러의 예로서는, 공지된 패러데이 컵을 Y 방향을 따라서 복수 개 배열한 다점 패러데이 컵이나 Y 방향을 따라서 이동 가능한 단일의 패러데이 컵을 이용하는 것을 생각할 수 있다.

본 발명에 있어서, 이온빔 공급 장치(2, 12)는 동일한 기능을 갖더라도 좋고, 다른 기능을 갖고 있더라도 상관없다. 또한, 질량 분석 마그넷이나 분석 슬릿이 필요하지 않는 타입의 이온빔 공급 장치라도 좋다. 본 발명에서는, 유리 기판 상에서의 각 이온빔 공급 장치로부터 공급되는 이온빔의 조사 영역이 겹치고 있다는 것이 중요하며, 그 밖의 구성에 대해서는 여러 가지 변경이 적용된다.

제1 진공 예비실(22)의 대기 측에 위치하는 게이트 밸브(20)가 열린다. 그 후, 유리 기판(10)은 대기 측에 설치된 도시되지 않는 반송 로봇에 의해서 제1 진공 예비실(22) 내로 반입된다. 이 때, 제1 진공 예비실(22)과 처리실(11) 사이에 위치하는 게이트 밸브(18)는, 처리실(11) 측이 대기에 개방되지 않도록 닫혀져 있다.

유리 기판(10)이 제1 진공 예비실(22) 내에 반입된 후, 게이트 밸브(20)가 닫혀, 도시되지 않는 진공 펌프에 의해, 제1 진공 예비실(22) 안이 처리실(11)과 같은 정도의 진공도(압력)로 될 때까지 진공 배기된다.

제1 진공 예비실(22) 내의 진공도가 처리실(11)과 같은 정도로 된 후, 게이트 밸브(18)가 열린다. 그리고, 유리 기판(10)은, 처리실(11) 내로 반입되어, 화살표 A로 나타내어지는 방향으로 제1 이온빔(6), 제2 이온빔(16)을 가로지르도록 처리실 안에서 반송된다. 이로써 유리 기판(10)에의 이온 주입 처리가 달성된다.

그 후, 유리 기판(10)은 게이트 밸브(19)를 통과하여, 제2 진공 예비실(23) 내로 반입된다. 여기서, 게이트 밸브(19)는 처리실(11) 내에서의 유리 기판(10)에의 이온 주입 처리 중, 또는 이온 주입 처리된 후의 적당한 타이밍에 개방되는 것으로 한다.

제2 진공 예비실(23) 안으로의 유리 기판(10) 반입이 완료된 후, 게이트 밸브(19)가 닫힌다. 이 때, 제2 진공 예비실(23)의 대기 측에 위치하는 게이트 밸브(21)는 닫혀져 있다. 그리고, 제2 진공 예비실(23)을 밀폐한 다음에, 실내의 분위기가 대기압과 같은 정도가 될 때까지, 도시되지 않는 진공 펌프에 의해 제2 진공 예비실(23)의 압력 조정이 이루어진다.

제2 진공 예비실(23)의 실내가 대기압으로 된 후, 게이트 밸브(21)가 열려, 대기 측에 설치된 도시되지 않는 반송 로봇에 의해서, 유리 기판(10)이 대기 측으로 반출된다.

한편, 유리 기판(10)의 처리실 내에서의 반송 방향을 화살표 A로 나타냈지만, 이것에 한정될 필요는 없다. 예컨대, 보다 많은 이온을 유리 기판(10)에 주입시키기 위해서, 유리 기판(10)을 처리실(11) 내에서 몇 번이나 왕복 반송시키도록 하더라도 좋다. 이 경우, 유리 기판(10)은 화살표 A와 그 반대 방향으로 반송되게 된다.

또한, 제1, 제2 진공 예비실(22, 23)을 각각 복수개로 증가시키더라도 좋다. 이 경우, 게이트 밸브(18과 19)도 각각의 진공 예비실에 대응시키기 위해서 복수개 설치해 둔다. 이와 같이 하면, 복수의 제1 진공 예비실 안 또는 복수의 제2 진공 예비실 안에서의 압력 조정을 따로따로 행할 수 있게 되기 때문에, 한 쪽 진공 예비실 내의 압력 조정을 하고 있는 사이에, 압력 조정이 끝난 다른 진공 예비실을 이용하여 유리 기판의 반입ㆍ반출을 행할 수 있다. 이러한 구성을 이용하면, 유리 기판의 처리 장수를 증가시킬 수 있다.

더욱이, 제1 진공 예비실(22)과 제2 진공 예비실(23)을, 기판의 반송 방향에 있어서 쌍으로 해 두고, 이들을 Z 방향을 따라서 복수 조 설치해 놓는다. 또한, 각 진공 예비실 조를 유리 기판(10)이 개별적으로 반송되도록, 유리 기판의 반송 기구를 Z 방향을 따라서 복수개 준비해 둔다. 그런 다음에, 각각의 반송 기구를 동기시켜, Z 방향으로 이격되어 X 방향을 따라서 반송되는 복수의 유리 기판이 각 이온빔을 도중에 끊기지 않고 연속적으로 가로지르도록 반송시키는 것도 생각할 수 있다. 이와 같이 하면, 복수의 유리 기판을 연속 처리할 수 있게 되기 때문에, 유리 기판의 처리 장수를 더욱 증가시킬 수 있다. 한편, 이 경우, 유리 기판(10)의 반입ㆍ반출을 행하는 진공 예비실을, 제1 진공 예비실(22)로 할지 제2 진공 예비실(23)로 할지는, 진공 예비실의 조마다 개별적으로 설정하면 된다.

도 2는 도 1의 처리실(11) 내부를 Z 방향에서 봤을 때의 평면도이다.

유리 기판(10)의 반송 기구의 일례로서는, 도 2에 도시된 바와 같이 유리 기판(10)을 유지하는 홀더(24)의 하면에 차륜을 설치해 두고, 이 차륜이 제1, 제2 진공 예비실(22, 23), 처리실(11) 내에 배치된 도시되지 않는 레일 위를 굴러감으로써 X 방향을 따라서 홀더(24)를 이동시키는 것이 가능하게 된다. 이 경우, 모터 등의 홀더(24)를 이동시키기 위한 동력원을 별도 준비해 둔다. 유리 기판(10)의 왕복 반송을 생각한 경우, 동력원이 모터라면 정역(正逆)의 회전이 가능한 구성으로 해 두는 것이 바람직하다.

Y 방향에 있어서, 제1, 제2 이온빔(6, 16)은 유리 기판(10)보다도 긴 치수를 갖고 있다. 그 때문에, 유리 기판(10)이 도 2에 도시되는 화살표 A 방향으로, 제1 진공 예비실(22)에서 제2 진공 예비실(23)로 반송된 경우, 맨 처음에 제1 이온빔(6)에 의해 유리 기판(10)의 전체면에 걸쳐 이온빔의 조사가 이루어진다. 그 후, 제2 이온빔(16)에 의해서, 유리 기판(10)의 전체면에 걸쳐 이온빔의 조사가 이루어진다. 도 2의 예에서는, 유리 기판의 전체면에 있어서, 각 이온빔에 의한 조사 영역이 겹치게 된다. 한편, 제1, 제2 이온빔(6, 16)의 각각을 둘러싸고 있는 파선은, 각 이온빔 공급 장치에서 처리실(11) 내로 이온빔을 공급하기 위한 공급 경로(빔 라인)의 외형을 나타내고 있다.

이어서, 유리 기판에의 이온 주입 처리에 관해서 상세히 설명한다.

이온 주입 처리에 있어서, 유리 기판(10) 상에 형성되는 이온 주입량의 분포와 이온빔의 전류 밀도 분포와 유리 기판의 반송 속도는 각각이 밀접하게 관련되어 있다. 일반적으로 말하면, 이온 주입량(도우즈량이라고도 함)은, 이온빔의 전류 밀도(전류량으로 나타내는 경우도 있음)에 비례하고, 피조사 대상물(여기서는 유리 기판)이 이온빔을 가로지를 때의 속도에 반비례한다.

예컨대, 유리 기판(10)의 전체면에 걸쳐 형성되는 이온 주입량의 분포를 대략 균일한 분포로 하는 것을 목표로 한다. 유리 기판(10)의 반송 속도가 일정한 경우, 반송 방향과 직교하는 방향에 있어서의 이온빔의 빔 전류 밀도 분포를 대략 균일하게 하면, 유리 기판 전체면에 걸친 이온 주입량의 분포도 대략 균일하게 된다.

보다 구체적으로 설명하면, 유리 기판 전체면에 걸쳐 이온 주입량의 분포를 대략 균일하게 하려면, 도 2에서 유리 기판(10)이 대략 이온빔의 짧은 변 방향을 따라서 일정 속도로 이동하는 경우, 이온빔의 긴 변 방향에 있어서의 빔 전류 밀도 분포를 대략 균일하게 해 두면 된다. 이 경우, 이온빔의 짧은 변 방향에 있어서의 빔 전류 밀도 분포는 균일하지 않더라도 좋다. 유리 기판(10)의 반송 방향과 대략 일치하고 있는 이온빔의 짧은 변 방향에 있어서의 빔 전류 밀도 분포의 얼룩(불균일성)은, 유리 기판의 반송에 따라서, 적분되게 된다. 그 때문에, 가령 얼룩이 있었다고 해도 최종적으로는 어느 일정량의 주입이 이루어지게 되므로, 이온빔의 짧은 변 방향에 있어서의 빔 전류 밀도의 균일성은 고려할 필요는 없다. 또한, 유리 기판(10)을 반송시켰을 때에, 유리 기판 상에 조사되지 않는 이온빔의 양단부에 있어서의 빔 전류 밀도 분포는, 유리 기판 상에서의 주입량 분포와 관계가 없기 때문에, 어떠한 분포라도 상관없다.

전술한 바와 같은 방법으로, 유리 기판에의 이온 주입 처리가 이루어지고 있지만, 이온빔의 조사 영역을 유리 기판(10) 상에 서로 겹치게 하여, 이온 주입 처리를 하는 경우에는, 다음에 나타내는 사항을 고려해 둘 필요가 있다.

도 3에는 제1, 제2 이온빔(6, 16)에 의한 유리 기판(10) 상에서의 이온 주입량의 분포와 전류 밀도 분포의 관계가 나타내어져 있다.

설명을 간단하게 하기 위해서, 유리 기판(10)의 반송 속도는 일정하게 하고, 제1, 제2 이온빔(6, 16)에 대하여 조정된 빔 전류 밀도 분포의 결과가 동일했다고 하자. 그리고, 최종적으로는 유리 기판(10)의 전체에 걸쳐 균일한 이온 주입 처리를 하는 것을 목표로 한다.

도 3에 도시하는 그래프의 횡축은 유리 기판 상에서의 위치를 나타내고, 종축은 이온 주입량 또는 빔 전류 밀도를 나타낸다. 횡축의 원점 0과 B점 사이의 거리는, Y 방향에 있어서의 유리 기판의 치수와 일치하고 있다. 또한, 위쪽의 그래프에 있어서, 1점쇄선은 유리 기판(10)의 전체에 걸쳐 균일한 이온 주입 처리를 하기 위하여 목표가 되는 주입량 분포를 나타내고, 실선은 빔 전류 밀도 분포가 조정된 이온빔에 의한 주입량 분포를 나타낸다. 한편, 아래쪽의 그래프에 있어서, 1점쇄선은 목표가 되는 전류 밀도 분포(목표 분포)를 나타내고, 실선은 각 이온빔에 있어서 조정이 이루어진 빔 전류 밀도 분포를 나타내고 있다.

각 이온빔 공급 장치에서 목표가 되는 주입량 분포가 달성되도록 빔 전류 밀도 분포의 조정이 이루어진다. 구체적인 빔 전류 밀도 분포의 조정 방법에 대해서는 후술하지만, 빔 전류 밀도 분포를 조정하여, 틀림없이 원하는 분포를 얻는다는 것은 불가능하다. 그 때문에, 통상은 미리 정해진 허용 범위 내에 들어가도록 빔 전류 밀도 분포를 조정하고 있다. 예컨대, 이 허용 범위로서는, 목표 분포에 대하여 3%∼5%와 같은 정도의 범위이다. 한편, 여기서는 유리 기판의 반송 속도를 일정하게 하고 있기 때문에, 조정된 빔 전류 밀도 분포의 형상(도 3의 아래쪽 그래프에 나타내어진 실선)과 빔 전류 밀도 분포가 조정된 이온빔에 의한 주입량 분포의 형상(도 3의 위쪽 그래프에 나타내어진 실선)은, 매우 닮은 형태가 되고 있다.

도 4에는 최종적인 유리 기판 상에서의 주입량 분포가 나타내어져 있다. 도 4 중의 1점쇄선은 2 개의 이온빔을 합한 경우에 목표가 되는 주입량 분포를 나타내고, 실선은 빔 전류 밀도 분포가 조정된 제1 이온빔(6)과 제2 이온빔(16)에 의한 주입량 분포를 합계한 주입량 분포를 나타낸다. 제1 이온빔(6)과 제2 이온빔(16)의 전류 밀도 분포가 동일하기 때문에, 도 3에 도시되는 빔 전류 밀도 분포가 조정된 이온빔에 의한 주입량 분포에 정확히 2배가 되게 된다.

개개의 이온빔 공급 장치에서의 빔 전류 밀도 분포를 개별적으로 조정하여, 이들 이온빔에 의한 주입량 분포를 합산하면, 최종 목표로 하는 주입량 분포에서 상당한 어긋남이 생길 우려가 있으며, 경우에 따라서는 허용 범위 안을 크게 넘게 된다.

이 예에서는 2 개의 이온빔에 대하여 조정된 빔 전류 밀도 분포를 동일하게 하고 있다. 그 때문에, 각 이온빔에 있어서의 빔 전류 밀도 분포(또는 주입량 분포)가 목표 분포를 밑도는 곳이나 웃도는 곳에서는, 최종적으로는 목표 분포와의 차가 2배가 된다. 예컨대, 빔 전류 밀도가 최대가 되는 유리 기판 상의 위치(도 3, 도 4 중의 M점)에 있어서, 주입량과 그 목표 분포와의 차에 주목한다. 개개의 이온빔에 있어서 이 차가 a(도 3을 참조)이기 때문에, 최종적인 주입량 분포(도 4를 참조)에 있어서, 그 위치에 있어서의 주입량과 목표 분포와의 차는 2a가 된다.

가령 실제의 주입량과 목표 분포와의 차가 ±1.5a까지 허용 범위라고 하자. 개개의 이온빔에 주목하면 이 허용 범위 내로 수습되고 있기 때문에 문제는 없지만, 양 이온빔의 주입량 분포를 합한 경우, 도 4에 도시한 바와 같이, 유리 기판 상에서의 위치가 M점인 곳에서는 주입량이 허용 범위를 넘어 버리게 된다. 그렇게 되면, 이제는 미리 결정된 주입량 분포가 유리 기판의 전체면에 주입되고 있다고는 할 수 없다. 이러한 조정이 이루어진 이온빔을 이용하여 유리 기판에의 주입이 실시되면, 주입 불량을 야기해 버린다. 또한, 실제의 주입이 이루어지지 않는다고 해도, 각 이온빔에 있어서의 빔 전류 밀도 분포의 데이터로부터 주입량 분포를 산출하여, 이들을 합한 최종의 주입량 분포 데이터를 준비해 두고서, 최종의 주입량 분포 데이터가 미리 결정된 허용 범위 내에서 벗어나고 있는 경우에는, 최종의 주입량 분포 데이터와 목표 분포와의 편차량에 기초하여, 각 이온빔의 전류 밀도 분포를 재조정한다고 하는 방법을 생각할 수 있다. 단, 이러한 재조정을 동반하는 방법은 비효율적이다.

본 발명에서는, 전수한 바와 같은 문제점을 고려하여, 다음과 같은 식으로 각 이온빔에 있어서의 빔 전류 밀도 분포를 조정하고 있다.

빔 전류 밀도 분포의 조정에 관해서 도 1과 도 5∼도 8을 이용하여 설명한다.

각 이온빔 공급 장치에 있어서의 빔 전류 밀도 분포의 조정은, 예컨대 공지기술로서 알려져 있는 멀티필라멘트를 갖는 이온원을 이용하여, 각 필라멘트에 흘리는 전류량을 증감시킴으로써 빔 전류 밀도 분포를 조정하더라도 좋다.

구체적으로는, 도 1에 도시되는 이온빔 공급 장치(2, 12)의 이온원(3, 13)을 Y 방향을 따라서 복수의 필라멘트가 배열된 멀티필라멘트 타입의 이온원으로 해 둔다. 그런 다음, 빔 프로파일러(7, 17)에 의한 Y 방향에 있어서의 이온빔의 측정 영역과, 각 이온원에 마련된 필라멘트를 대응시켜 놓는다. 여기서의 대응이란, 예컨대, 빔 프로파일러가 15개의 패러데이 컵으로 구성되어 있다고 한 경우, 빔 프로파일러를 패러데이 컵 3개로 구성되는 5개의 영역으로 나누고, 각 영역에 대하여 필라멘트 2 개(각 이온원에 있어서, 필라멘트는 전부 Y 방향을 따라서 10 개가 있다고 하자)를 대응시켜 둔다는 것을 의미한다.

이러한 상태에서, 빔 프로파일러에 의해 빔 전류 밀도 분포를 계측한 결과, 목표 분포를 밑도는 측정 영역이 있으면, 그 영역에 대응하는 필라멘트에 흘리는 전류량을 증가시켜, 빔 전류 밀도를 짙게 하도록 조작하고, 반대로 목표 분포를 웃도는 측정 영역이 있으면, 그 영역에 대응하는 필라멘트에 흘리는 전류량을 감소시켜, 빔 전류 밀도를 옅게 한다고 하는 조작을 한다. 이러한 조작에 의해서, 빔 전류 밀도 분포가 목표 분포의 허용 범위 내에 들어가도록 조정이 이루어진다. 한편, 전류량의 증감은 1회의 조정마다 소정량 피치로 행하도록 해 두고서, 빔 전류 밀도 분포의 조정과 빔 프로파일러에서의 측정을 번갈아 반복하여 행하여, 최종적으로 목표 분포에 빔 전류 밀도 분포를 근접하게 하도록 조정하더라도 좋다. 또한, 1회의 조정마다 증감되는 전류량의 피치량은, 조정 중인 빔 전류 밀도 분포와 목표 분포와의 차가 큰 경우에는, 피치량을 크게 하고, 조정 중인 빔 전류 밀도 분포와 목표 분포와의 차가 작은 경우에는, 피치량을 작게 한다고 하는 형태로, 복수 단으로 나눠 피치량을 형성해 두더라도 좋다.

한편, 빔 전류 밀도 분포의 조정으로서, 멀티필라멘트를 이용한 방법에 관해서 설명했지만, 이것과 다른 방법을 이용하더라도 좋다.

구체적으로는, 멀티필라멘트 타입의 이온원 대신에, 이온빔을 공급하기 위한 공급 경로(빔 라인)에, Y 방향을 따라서 다른 전위 분포나 자장 분포를 형성시키는 전계렌즈나 자계렌즈를 배치해 둔다. 이 경우, 이온원은 1 개의 필라멘트를 갖는 구성으로 된다.

전계렌즈에 대해서는 이온빔을 그 짧은 변 방향에서 사이에 끼우는 식으로 하여 1조의 전극을 설치해 두고, 그것이 Y 방향을 따라서 복수 조가 존재하는 구성으로 된 것을 생각할 수 있다. 그리고, 빔 프로파일러에서의 빔 전류 밀도 분포의 측정결과에 따라서, 각 조에 인가하는 전압을 다르게 하여, 전극 조 사이에 전위차를 발생시킨다. 그렇게 하면, Y 방향으로 배치된 각 전극 조 사이를 통과하는 이온빔은 전극 조 사이의 전위차에 따라서 Y 방향을 따라서 국소적으로 이동시켜지게 되기 때문에, Y 방향에 있어서의 이온빔의 전류 밀도 분포를 미리 결정된 목표 분포에 근접하도록 조정할 수 있다.

또한, 자계렌즈는 이온빔을 그 짧은 변 방향에서 사이에 끼우는 식으로 1조의 자극을 형성해 두고, 그것이 Y 방향을 따라서 복수 조가 존재하는 구성으로 된 것을 생각할 수 있다. 그리고, 각 자극 조에 대하여 휘감긴 코일에 흘리는 전류량 및 그 방향은, 자극 조마다 독립적으로 조정할 수 있게 해 둔다. 그런 다음, 빔 프로파일러에서의 측정 결과에 따라서, 각 자극 조에 휘감긴 코일에 흘리는 전류를 독립적으로 조정한다. 그렇게 하면, 각 자극 조를 구성하는 1조의 자극 사이를 통과하는 이온빔은 각 자극 조에서 발생되는 자계의 크기 및 방향을 따라서, Y 방향을 따라서 국소적으로 이동시켜지게 되기 때문에, Y 방향에 있어서의 이온빔의 빔 전류 밀도 분포를 미리 결정된 목표 분포에 근접하도록 조정할 수 있다.

한편, 전술한 전계렌즈, 자계렌즈를 이용한 경우, 빔 프로파일러에서의 측정 결과에 따라서, 국소적으로 전계, 자계를 조정하게 되는데, 사고방식은 멀티필라멘트 타입의 이온원을 이용한 전류 밀도 분포의 조정 방법으로서 설명한 것과 같게 생각할 수 있다. 즉, 빔 프로파일러의 미리 결정된 영역(빔 프로파일러로서 복수의 패러데이 컵을 이용하는 경우에는, 패러데이 컵의 수로 소정 영역을 특정하더라도 좋음)과, 미리 결정된 수의 전극 조 또는 자극 조를 대응시켜 놓으면 된다.

다시 도 1에 기초하여 설명한다. 2개의 이온빔 공급 장치 중, 우선 제1 이온빔 공급 장치(2)에 의해서 발생되는 제1 이온빔(6)의 빔 전류 밀도 분포를 조정한다. 그 후, 제2 이온빔 공급 장치(12)에 의해서 발생되는 제2 이온빔(16)의 빔 전류 밀도 분포를 조정한다. 이 순서는 어디까지나 일례이며, 어느 쪽 이온빔부터 조정되는 것인지는 후술하는 제어 장치에서의 데이터 처리 순서와의 관계에 의해 미리 정해져 있다.

이온 주입 장치(1)에 유저 인터페이스(26)를 통해 장치의 오퍼레이터가 이온 주입 조건을 설정한다. 이 때, 설정된 이온 주입 조건은 제어 장치(25)에 송신된다. 주입 조건으로는, 이온빔의 에너지, 주입량 분포, 기판에의 이온빔의 주입 각도, 기판의 반송 속도와 같은 여러 가지 조건의 설정이 이루어지는데, 본 발명에서는 주입량 분포와 기판의 반송 속도에 주목하고 있다.

제어 장치(25)에서는, 유리 기판(10)의 반송 속도와 기판에의 주입량 분포로부터, 각 이온빔 공급 장치에서 유리 기판(10)에 대하여 어떠한 주입량 분포를 실현시킬 것인지에 관한 결정이 이루어진다. 예컨대, 유리 기판(10)의 전체면에 걸쳐 균일한 이온 주입 처리가 이루어지고, 유리 기판의 반송 속도가 일정하다고 하자. 이 때, 이온빔 공급 장치의 대수가 2대라면, 전체 주입량을 각 장치에서 반씩 나눠 분담시킨다고 하는 형태로, 각 이온빔 공급 장치에 의한 주입량 분포를 결정하더라도 좋다. 또한, 각 이온빔 공급 장치의 성능에 차이가 있는 경우에는, 성능차에 따라서 각 장치에서의 분담 비율을 변경시키도록 하더라도 좋다.

더욱이, 제어 장치(25)는 각 이온빔 공급 장치로부터의 이온빔에 의해서 실현되는 주입량 분포와 각 이온빔을 가로지를 때의 유리 기판의 반송 속도로부터, 각 이온빔의 긴 변 방향에 있어서의 전류 밀도 분포를 산출한다. 그리고, 산출된 전류 밀도 분포를 각 이온빔의 전류 밀도 분포를 조정할 때의 목표 분포로서 후술하는 제어 장치(8, 9)에 송신한다.

제어 장치(25)에서 제어 장치(8)로 제1 이온빔 공급 장치(2)에 대한 빔 전류 밀도 분포의 목표 분포의 데이터가 송신된다(S1). 제어 장치(8)는 제1 이온빔 공급 장치(2)의 빔 전류 밀도 분포를 조정하는 장치이며, 제어 장치(25)로부터 송신된 목표가 되는 전류 밀도 분포의 데이터가 축적된다.

이온원(3)의 스타트업은 빔 전류 밀도 분포의 조정 전에 미리 이루어져 있는 것으로 한다. 그 때, 이온원의 필라멘트에 흘리는 전류는 미리 적당한 값으로 설정된다. 예컨대, 이온원이 멀티필라멘트 타입의 이온원이라면, 각 필라멘트에 흘리는 전류를 동일하게 해 둔다. 이 스타트업에 관한 제어는, 예컨대 제어 장치(8)에 의해서 빔 전류 밀도 분포의 조정 전에 이루어지도록 해 두더라도 좋다. 이온원(3)으로부터 인출된 제1 이온빔(6)은 처리실(11) 내에 배치된 빔 프로파일러(7)에서 그 빔 전류 밀도 분포가 측정된다. 그 후, 빔 전류 밀도 분포의 측정 결과는 제어 장치(8)에 송신된다(S2).

제어 장치(25)로부터 목표 분포의 데이터를 수취한 후, 제어 장치(8)는 목표로 하는 빔 전류 밀도 분포에 맞추도록, 이온원(3)에 설치된 각 필라멘트(여기서는, 이온원(3)을 멀티필라멘트 타입의 이온원으로 하고 있음)에 흐르는 전류량을 증감시킨다(S3). 최종적으로는, 목표 분포의 허용 범위 내에 빔 전류 밀도 분포가 들어갈 때까지, S2와 S3의 처리가 반복해서 이루어진다.

한편, 목표 분포의 허용 범위 내에 빔 전류 밀도 분포가 들어갔는지 여부의 판단은 제어 장치(8)에 의해 이루어진다. 허용 범위에 관한 데이터는 미리 제어 장치(8) 안에 축적시켜 두더라도 좋고, 제어 장치(25)로부터 목표 분포의 데이터를 수취할 때에 함께 수신되도록 해 두더라도 좋다. 또한, 허용 범위에 관한 데이터는, 유저 인터페이스(26)에서 오퍼레이터에 의해서 설정되어, 그것이 제어 장치(25)를 통해 제어 장치(8)에 송신되는 식의 구조로 해 두더라도 좋다. 이 허용 범위에 관한 데이터의 취급에 대해서는, 후술하는 제어 장치(9)에 있어서도 마찬가지다.

조정 중인 빔 전류 밀도 분포가 목표 분포의 허용 범위 내에 들어갔음이 제어 장치(8)에서 확인된 후, 제어 장치(8)는 그 때의 빔 전류 밀도 분포의 데이터를 빔 전류 밀도 분포의 조정 결과의 데이터로서 제어 장치(25)에 송신한다(S4).

그 후, 제어 장치(25)는 제1 이온빔 공급 장치(2)에서의 전류 밀도 분포의 조정 결과 데이터를 이용하여, 제2 이온빔 공급 장치(12)에서의 빔 전류 밀도 분포의 조정에 관해서 제어 장치(9)에 본래 송신할 예정이었던 목표가 되는 전류 밀도 분포의 데이터에 관한 수정을 행한다. 이 수정에 따른 공정을 본 발명에서는 목표 수정 공정이라고 부르고 있다.

도 5∼도 6에는 이 수정에 관한 일례가 나타내어져 있다. 이 예에서도, 설명을 간단하게 하기 위하여, 유리 기판의 반송 속도는 일정하게 하고, 각 이온빔 공급 장치에 있어서 목표로 하는 주입량의 분포를 동일하게 하고 있다. 그리고, 최종적으로 유리 기판 상에 형성되는 주입량의 분포는, 각 이온빔 공급 장치에 있어서의 주입량 분포를 합한 것으로 하여, 유리 기판 전체면에 걸쳐, 균일한 주입량 분포를 달성하는 것을 목표로 하고 있다.

도 5에는 제1 이온빔 공급 장치(2)로부터 공급된 제1 이온빔(6)에 의한 주입량 분포와 그 빔 전류 밀도 분포가 나타내어져 있다. 도면의 횡축, 종축, 실선, 1점쇄선이 의미하는 바는 앞서 설명한 도 3과 같기 때문에 설명을 생략한다.

도 6에는 제2 이온빔 공급 장치(12)로부터 공급되는 제2 이온빔(16)에 의해서 실현되어야 하는 주입량 분포와 그 빔 전류 밀도 분포에 관한 목표 분포가 나타내어져 있다. 도 6의 위아래 그래프에 기재된 1점쇄선은 각각 제어 장치(25)에 의해서 당초 설정된 제2 이온빔(16)에 대한 주입량 분포와 빔 전류 밀도 분포의 목표를 나타내고 있다. 그리고, 2점쇄선은 각각 제1 이온빔(6)에 대한 빔 전류 밀도 분포의 조정이 이루어진 후, 이것을 고려하여 수정된 제2 이온빔(16)에 대한 주입량 분포와 빔 전류 밀도 분포의 목표를 나타내고 있다.

제2 이온빔 공급 장치(12)에서의 빔 전류 밀도 분포의 조정을 할 때, 제1 이온빔 공급 장치(2)에서의 빔 전류 밀도 분포의 조정 결과를 고려하지 않고서, 처음에 제어 장치(25)에서 제2 이온빔 공급 장치(12)의 목표로서 결정된 빔 전류 밀도 분포에 기초하여 조정을 한 경우, 앞의 도 4에 도시한 것과 같이, 최종적으로 목표로 하는 주입량 분포로부터 크게 틀어져 버릴 가능성이 높다. 그 때문에, 도 6에 1점쇄선으로 나타내어지는 당초의 목표 분포를 2점쇄선으로 나타내어지는 새로운 목표 분포로 수정한다.

2점쇄선으로 나타내어지는 주입량 분포는, 도 5에 도시되는 제1 이온빔(6)에 의한 주입량 분포(실선)를, 제1 이온빔(6)의 주입량 분포의 목표 분포(1점쇄선)에 대해서 반전시킨 분포가 된다. 반전시키는 이유는 다음과 같다.

최종적인 유리 기판 상에서의 주입량 분포는, 제1 이온빔(6)과 제2 이온빔(16)에 의한 주입량 분포를 합한 것으로 된다. 그 때문에, 빔 전류 밀도 분포의 조정이 이루어진 제1 이온빔(6)에 의한 주입량 분포가 제1 이온빔(6)에서 목표가 되는 주입량 분포를 웃도는 경우에 관해서는, 웃돈 만큼의 주입량만큼 제2 이온빔(16)에 의한 주입량을 줄여 놓는다. 반대로, 빔 전류 밀도 분포의 조정이 이루어진 제1 이온빔(6)에 의한 주입량 분포가 제1 이온빔(6)에서 목표가 되는 주입량 분포를 밑돈 경우에 관해서는, 밑돈 만큼의 주입량만큼 제2 이온빔(16)에 의한 주입량을 늘려 놓는다. 이와 같이 함으로써, 제1 이온빔(6)에 의한 주입량 분포와 제2 이온빔(16)에 의한 주입량 분포가 서로 상쇄되게 되어, 최종적인 유리 기판 상에서의 주입량 분포를 당초 예정하고 있었던 것과 가까운 분포로 하는 것이 가능하게 된다.

도 6에서 주입량 분포를 반전시킨 후, 이 반전시킨 주입량 분포를 바탕으로 하여, 그것을 달성하기 위한 빔 전류 밀도 분포를 산출한다. 산출된 빔 전류 밀도 분포를 당초의 목표 분포와 바꿔 놓음으로써 목표 분포를 수정하고, 수정된 목표 분포에 근접하도록 제2 이온빔(16)의 빔 전류 밀도 분포의 조정이 이루어진다.

한편, 제1 이온빔에 의한 주입량 분포를 반전시킴으로써 새로운 목표 분포를 만들어내는 것에 대해서 설명했는데, 반드시 완전히 반전시킬 필요는 없다. 예컨대, 최종적으로 주입량 분포가 허용 범위를 만족하는 것이라면, 완전히 반전시키지 않더라도, 그 허용 범위를 만족하는 정도로 반전시켜 두면 된다.

더욱이, 목표 분포의 수정에 관해서는 도 7, 도 8에 도시되는 방법을 이용하더라도 좋다.

도 7은 도 5와 마찬가지로 제1 이온빔 공급 장치(2)로부터 공급된 제1 이온빔(6)의 주입량 분포와 빔 전류 밀도 분포가 나타내어져 있다. 도 5와의 차이는, 도 7에는 조정된 빔 전류 밀도 분포의 평균치(도 7의 아래쪽 그래프의 파선)와, 빔 전류 밀도 분포가 조정된 이온빔에 의한 주입량 분포의 평균치(도 7의 위쪽 그래프의 파선)가 기재되어 있다는 점이다. 여기서 말하는 평균치란, Y 방향에 있어서, 유리 기판 상에 조사되는 이온빔에 의한 주입량 분포를 평균화시킨 값이나 유리 기판에 조사되는 이온빔의 빔 전류 밀도 분포를 평균화시킨 값을 나타낸다.

이 예에서는, 이들 평균치를 이용하여 목표 분포를 수정한다. 우선 처음에 도 7에 도시되는 빔 전류 밀도 분포의 목표 분포(도 7의 아래쪽 그래프의 1점쇄선)에 근접하도록, 제1 이온빔(6)의 전류 밀도 분포의 조정이 이루어진다. 조정 결과는, 도 7의 아래쪽 그래프에 실선으로 나타내어져 있다. 그리고, 이 전류 밀도 분포의 조정 결과에 기초하여 주입량 분포의 데이터가 산출된다. 이 산출된 데이터는 도 7의 위쪽 그래프에 실선으로 나타내어지는 것으로 된다.

이 때, 주입량 분포의 평균치에 주목하면, 주입량 분포의 목표 분포(도 7의 위쪽 그래프의 1점쇄선)에 비해서 α만큼 높은 값으로 되고 있음을 알 수 있다. 여기서는, 제2 이온빔(16)에 의한 주입량 분포의 목표 분포를, 제1 이온빔(6)에 의한 주입량 분포의 평균치가 목표 분포를 웃돈 만큼 내려준다고 하는 조작을 한다.

상세히 설명하면, 도 8에 도시되는 바와 같이, 제2 이온빔(16)에서의 주입량 분포의 목표 분포를 본래의 목표 분포보다도 α분만큼 내린 값으로 하여, 그 주입량 분포를 실현하기 위한 빔 전류 밀도 분포를 산출한다. 그리고, 산출된 빔 전류 밀도 분포를 제2 이온빔(16)의 전류 밀도 분포를 조정할 때의 목표 분포로서 이용한다. 이와 같이 하여 목표 분포를 수정하더라도 좋다. 한편, 도 8에 있어서, 도 6과 마찬가지로, 주입량 분포 및 빔 전류 밀도 분포의 당초의 목표는 1점쇄선으로 나타내어져 있고, 수정 후의 주입량 분포 및 빔 밀도 분포의 목표는 2점쇄선으로 나타내어져 있다.

또, 유리 기판(10)의 반송 속도가 일정한 경우에는, 제1 이온빔(6)으로 조정된 빔 전류 밀도 분포와 그 목표 분포와의 차가 β였기 때문에, 이것과 동일한 분만큼 제2 이온빔(16)에 대한 빔 전류 밀도 분포의 목표 분포는 내려가게 된다. 그 때문에, 이러한 경우에는, 주입량 분포의 데이터를 이용하여, 빔 전류 밀도 분포의 목표 분포를 산출한다고 하는 공정을 생략하고, 제1 이온빔(6)의 빔 전류 밀도 분포의 평균치와 목표 분포와의 차를 산출하여, 이 차에 따라서, 제2 이온빔(16)의 빔 전류 밀도 분포의 목표 분포를 결정하도록 하면, 목표 분포의 수정 공정을 재빠르게 행할 수 있다.

앞의 도 5, 도 6의 예에서는, 유리 기판 상의 전체 점에 대하여 주입량 분포의 오차를 보정하도록 목표 분포를 수정하고 있다. 그 때문에, 도 7, 도 8의 예와 비교하여, 보다 정확하게 최종 주입량 분포를 목표로 하는 주입량 분포에 가깝게 할 수 있다. 한편, 이후에 설명할 도 7, 도 8의 예에서는, 목표 분포의 수정에 평균치를 이용하고 있기 때문에, 목표 분포의 수정을 간단히 행할 수 있다. 더욱이, 수정된 목표 분포는 복잡한 형상으로 되지 않으므로, 빔 전류 밀도 분포의 조정을 간단하게 끝낼 수 있다.

제어 장치(25)는 이와 같이 하여 목표 분포를 수정하고, 수정 후의 목표 분포를 제어 장치(9)에 송신한다(S5). 제어 장치(9)는 이온빔 공급 장치(12)의 빔 전류 밀도 분포를 조정하는 장치이며, 제어 장치(25)로부터 송신된 전류 밀도 분포의 목표 분포와 그 허용 범위에 관한 데이터가 축적되어 있다.

이온원(13)의 스타트업은 이온원(3)과 같은 식으로 이루어진다. 그 때, 이온원(13)에 관한 제어는, 제어 장치(9)에 의해서 빔 전류 밀도 분포의 조정 전에 이루어지도록 해 두더라도 좋다.

이온원(13)으로부터 공급된 이온빔(16)은 처리실(11) 내에 배치된 빔 프로파일러(17)에서 그 빔 전류 밀도 분포가 측정된다. 그리고, 빔 전류 밀도 분포의 측정 결과는 제어 장치(9)에 송신된다(S6).

제어 장치(25)로부터의 수정된 목표 분포의 데이터를 수취한 후, 제어 장치(9)는 목표로 하는 빔 전류 밀도 분포에 맞추도록, 이온원(13)에 설치된 각 필라멘트(여기서는, 이온원(13)을 멀티필라멘트 타입의 이온원으로 하고 있음)에 흐르는 전류량을 증감시킨다(S7). 최종적으로, 목표 분포의 허용 범위 내에 빔 전류 밀도 분포가 들어갈 때까지, S6과 S7의 처리가 반복해서 이루어진다. 한편, 목표 분포의 허용 범위 내에 빔 전류 밀도 분포가 들어갔는지 여부의 판단은 제어 장치(9)에 의해 이루어진다.

조정 중인 빔 전류 밀도 분포가 목표 분포의 허용 범위 내에 들어갔음이 제어 장치(9)에서 판단된 후, 제어 장치(9)는 그 취지를 제어 장치(25)에 송신한다(S8). 이 때, 제어 장치(9)로부터 제어 장치(25)에 송신되는 신호는, 제2 이온빔(16)의 조정이 끝난 빔 전류 밀도 분포의 데이터라도 좋다. 한편, 이것과는 별도로, 이온빔에 대하여 빔 전류 밀도 분포의 조정 공정이 전부 종료되었음을 제어 장치(25)에 이해시키는 것과 같은 특별한 신호를 이용하더라도 좋다.

빔 전류 밀도 분포의 조정 공정이 전부 종료되었음을 수신하여, 제어 장치(25)는 유리 기판(10)을 반송한다. 구체적으로는, 유리 기판(10)을 지지하는 홀더(24)를 구동시키기 위하여, 그 동력원이 되는 모터를 회전시켜, 유리 기판(10)의 반송을 실시한다.

한편, X 방향에 있어서, 제1 이온빔(6)과 제2 이온빔(16)과의 간격이, 유리 기판(10)의 치수보다도 넓은 경우, 제1 이온빔(6)의 빔 전류 밀도 분포의 조정 종료 후(도 1 중의 S4에서 나타내어지는 처리 후), 유리 기판(10)을 제1 이온빔(6)의 긴 변 방향과 교차하는 방향으로 반송시키더라도 좋다. 이 때, 제2 이온빔(16)의 빔 전류 밀도 분포가 조정 중이면, 제1 이온빔(6)과 제2 이온빔(16) 사이에서, 유리 기판(10)의 반송을 일단 정지시켜, 유리 기판(10)을 대기시켜 놓는다. 그리고, 제2 이온빔(16)의 빔 전류 밀도 분포의 조정 종료 후(도 1 중의 S8에서 나타내어지는 처리 후), 다시 유리 기판(10)의 반송을 시작하게 하여, 제2 이온빔(16)을 횡단시킨다. 이와 같이 하여, 빔 전류 밀도 분포의 조정 공정 사이에, 유리 기판(10)의 반송을 제어 장치(25)에서 실시할 수 있도록 해 두더라도 좋다. 한편, 여기서 말하는, 이온빔의 긴 변 방향과 교차하는 방향이란, 이온빔의 긴 변 방향과 직교하는 방향뿐만 아니라, 이온빔의 긴 변 방향과 대략 직교하는 방향도 포함시킨 의미로 이용되고 있다. 이것은 대략 직교하는 방향이라도, 유리 기판 상에, 소정 분포의 허용 범위 내에서의 이온 주입 처리를 실현할 수 있기 때문이다.

이러한 구성을 이용하면, 모든 리본형 이온빔에 있어서의 빔 전류 밀도 분포의 조정이 끝나지 않았더라도, 이미 조정이 끝난 리본형 이온빔을 이용하여, 미리 이온 주입 처리를 해 둘 수 있기 때문에, 그 만큼 이온 주입 처리 전체에 걸리는 시간을 단축시킬 수 있다.

각 제어 장치 사이에서의 데이터 송신, 유저 인터페이스와 제어 장치와의 데이터 송신은, 유선의 전기통신 회선을 이용하더라도 좋고, 무선통신으로 행하도록 하더라도 좋다.

또한, 제어 장치(8, 9, 25)는 단일의 제어 장치라도 상관없다. 단일의 제어 장치로 하면, 제어 장치 사이에서의 배선을 빼낼 필요가 없어진다.

한편, 제1 실시형태에서는, 도 1을 바탕으로 설명한 S1∼S8까지의 일련의 처리를 빔 전류 밀도 분포 조정 공정이라고 부르고, 그 공정 사이에 제어 장치(25)에서 실시되는 목표 분포의 수정을 목표 수정 공정이라고 부르고 있다.

<제2 실시형태>

도 9에는 본 발명의 이온 주입 장치에 관한 제2 실시형태에 있어서의 처리실 내부의 모습이 도시되어 있다. 도 9의 이온 주입 장치에 관한 ZX 평면에서의 모습은 도 1과 동일하다. 제1 실시형태와의 차이는, 제1 이온빔(6)과 제2 이온빔(16)의 Y 방향에 있어서의 치수가 다르다는 점이다. 이것은, 본 실시형태를 나타내는 도 9와 제1 실시형태를 도시한 도 2를 비교하면 이해할 수 있다. 그리고, 이 이온빔의 치수 차이에 의해서, 빔 전류 밀도 분포의 조정 공정 및 목표 수정 공정이 조금 달라진다. 다만, 그 밖의 점은 제1 실시형태와 같기 때문에, 여기서는 제1 실시형태와의 차이를 중심으로 설명한다.

도 9의 경우, 제1 이온빔(6)과 제2 이온빔(16)에 의한 유리 기판 상에서의 조사 영역은, 일부의 영역에서만 겹치고 있다. 보다 상세하게 유리 기판 상에서의 조사 영역을 보면, 제1 이온빔(6)만이 조사되는 영역(R1)과, 제1 이온빔(6)과 제2 이온빔(16)의 양방이 서로 겹치게 되는 영역(R2)과, 제2 이온빔(16)만이 조사되는 영역(R3)의 3가지의 영역으로 나눌 수 있다. 이들 영역은, 이온빔의 긴 변 방향인 Y 방향을 따라서, 유리 기판(10) 상에 각각 R1∼R3의 치수를 가지고서 형성되고 있다.

여기서 각 영역에 있어서의 빔 전류 밀도 분포의 조정 방법에 관해서, 도 1을 바탕으로 이하에 설명한다. 도 1을 바탕으로 설명하는 이유는, 제2 실시형태는 제1 실시형태와 제어 장치 등의 구성이 같기 때문이다.

유저 인터페이스(26)에 입력된 이온 주입 조건에 따라서, 제어 장치(25)가 각 이온빔 공급 장치(2, 12)로부터 공급되는 이온빔의 빔 전류 밀도 분포의 목표 분포를 결정한다. 여기서, 각 이온빔에 대한 빔 전류 밀도 분포의 목표 분포는, 유리 기판 상의 영역에 따라서 다르다.

예컨대, 유리 기판(10)의 전체면에 걸쳐 균일한 이온 주입 처리를 하는 경우를 생각하자. 개개의 이온빔에 있어서, R1과 R3의 영역에 있어서의 이온빔의 전류 밀도 분포의 목표 분포는 동일하게 되지만, R2의 영역에 있어서의 전류 밀도 분포의 목표 분포는 R1과 R3보다도 작아진다. 이것은, R2의 목표치를 R1이나 R3과 같게 하면, 개개의 이온빔을 서로 겹쳤을 때에 R2의 영역에 있어서의 주입량이 다른 영역에 비해서 커져 버리기 때문이다. 이 점은 종래기술로서 예로 든 특허문헌 1에도 기재되어 있다.

그 때문에, 제어 장치(25)에서 제어 장치(8)로 송신되는 제1 이온빔(6)에 관한 빔 전류 밀도 분포의 목표 분포는 영역 R1과 R2에서 다른 분포로 되고 있다(S1).

그리고, 제어 장치(25)에서 결정된 빔 전류 밀도 분포의 목표 분포에 근접하도록, 제1 이온빔(6)의 전류 밀도 분포의 조정이 이루어진다(S2, S3).

빔 전류 밀도 분포의 조정이 종료되면, 그 결과는 제어 장치(8)에서 제어 장치(25)로 송신된다. 여기서 송신되는 조정 결과는, R1과 R2의 2개의 영역에서의 빔 전류 밀도 분포의 조정 결과 데이터라도 좋지만, R2 영역만의 데이터라도 상관없다. 이것은, R1의 영역에 있어서의 조정 결과 데이터를 이용하여, 제2 이온빔(16)의 빔 전류 밀도 분포의 목표 분포를 수정하지 않기 때문이다. 환언하면, 서로 겹치는 영역에 위치하는 빔 전류 밀도 분포의 조정 데이터만이 다음 이온빔에 대한 목표 수정에 이용된다. 이러한 사정에서, 송신하는 데이터량을 제한하는 것이 가능하다. 송신 데이터량을 제한하면, 데이터 전송에 걸리는 시간을 생략할 수 있고, 그 만큼 데이터 처리에 걸리는 시간을 단축하는 것이 가능하게 된다.

이어서, 제어 장치(25)에 의해서 제2 이온빔(16)의 R2의 영역에 관한 빔 전류 밀도 분포의 목표 분포를 수정한다. 수정된 R2의 영역에 관한 빔 전류 밀도 분포의 목표 분포와, 미리 준비되어 있었던 R3의 영역에 관한 빔 전류 밀도 분포의 목표 분포를 제어 장치(9)에 송신한다(S5). 여기서 미리 준비되어 있었던 R3의 영역에 관한 빔 전류 밀도 분포의 목표 분포란, 유저 인터페이스(26)로부터의 이온 주입 조건에 따라서 제어 장치(25)에 의해 결정된 목표 분포이다.

제어 장치(25)로부터의 목표 분포의 데이터를 바탕으로, 제어 장치(9)에 의해서 제2 이온빔(16)에 대한 빔 전류 밀도 분포의 조정이 이루어진다. 조정 종료 후, 제어 장치(9)로부터 제어 장치(25)에 빔 전류 밀도 분포의 조정 공정이 종료되었음을 나타내는 신호가 송신된다(S6∼S8).

그리고, 제어 장치(25)는, 제어 장치(9)로부터의 빔 전류 밀도 분포의 조정 종료 신호를 수신하여, 유리 기판(10)의 반송을 시작한다. 한편, 이 제2 실시형태에서도 제1 실시형태에서 설명한 것과 같이, 각 이온빔에서의 빔 전류 밀도 분포의 조정 종료 신호를 수신하여, 유리 기판(10)을 반송시키도록 하여, 이온 주입 처리 전체에 걸리는 시간을 단축시키는 구성으로 하여도 좋다.

제2 실시형태에서는, 도 1을 바탕으로 설명한 S1∼S8까지의 일련의 처리를 빔 전류 밀도 분포 조정 공정이라고 부르고, 그 공정 사이에 제어 장치(25)에서 실시되는 목표 분포의 수정을 목표 수정 공정이라고 부르고 있다.

<제3 실시형태>

도 10에는 본 발명의 이온 주입 장치에 따른 제3 실시형태가 나타내어져 있다. 이 실시형태에 있어서도, 제2 실시형태와 마찬가지로, 제1 실시형태와의 차이에 관해서 설명하고, 제1 실시형태와 동일한 구성에 관해서는 그 설명을 생략한다.

제1 실시형태의 이온 주입 장치는 2대의 이온빔 공급 장치를 갖추고 있었지만, 이 제3 실시형태의 이온 주입 장치는 4대의 이온빔 공급 장치를 갖추고 있다. 이 예에서는 이온빔 공급 장치의 대수가 증가한 점이 제1 실시형태와 다르다.

구체적으로는, 도 1의 이온 주입 장치(1)의 구성에 더하여, 도 10에 도시되는 제3 이온빔 공급 장치(32)와 제4 이온빔 공급 장치(42)가 추가되어 있다.

추가적으로 마련된 제3, 제4 이온빔 공급 장치(32, 42)의 구성은, 제1 실시형태에서 설명한 제1 이온빔 공급 장치(2)의 구성과 같기 때문에 설명은 생략한다. 또한, 도 11에는 도 10의 이온 주입 장치(31)의 처리실(11) 내부를 Z 방향에서 봤을 때의 모습이 나타내어져 있다.

제1 실시형태와 비교하여, 이온빔 공급 장치의 대수가 증가함에 따라서, 빔 전류 밀도 분포의 조정 공정 및 목표 수정 공정이 다르다. 이 점에 관해서 이하에 설명한다.

제1 이온빔(6), 제2 이온빔(16)에 대한 빔 전류 밀도 분포의 조정에 관해서는 제1 실시형태와 동일하다. 한편, 제2 이온빔(16)의 빔 전류 밀도 분포의 조정이 종료된 후, 제어 장치(9)로부터 제어 장치(25)에 대해서는, 제1 실시형태에서 설명한 것과 같은 모든 이온빔에 대한 빔 전류 밀도 분포의 조정이 종료되었음을 나타내는 신호의 송신은 이루어지지 않는다. 이것은 제3 실시형태에 있어서, 빔 전류 밀도 분포의 조정이 이루어지는 이온빔의 개수가 4 개이기 때문이다. 그 때문에, 여기서는 제2 이온빔(16)에 대한 빔 전류 밀도 분포의 조정이 종료된 후, 그 때의 빔 전류 밀도 분포의 조정 결과의 데이터가 제어 장치(9)로부터 제어 장치(25)에 송신된다.

제3 이온빔(36)에 대한 빔 전류 밀도 분포의 조정은, 제2 이온빔(16)에 대하여 이루어진 빔 전류 밀도 분포의 조정과 동일하다. 만약을 위해 이에 관해서 설명해 둔다.

제어 장치(25)에서 제2 이온빔(16)에 대한 빔 전류 밀도 분포의 조정 결과 데이터를 수신하여, 제3 이온빔(36)에 대한 빔 전류 밀도 분포의 목표 분포가 수정된다. 그 후, 수정된 목표 분포가 제어 장치(38)에 송신된다(S9).

제어 장치(38)는 수정된 목표 분포에 따라서, 제3 이온빔(36)의 빔 전류 밀도 분포가 목표 분포에 근접하도록, 빔 프로파일러(37)에서 제3 이온빔(36)의 빔 전류 밀도 분포를 모니터하면서, 이온원(33)(이 경우, 이온원(33)은 멀티필라멘트 타입으로 함)에 구비된 복수의 필라멘트에 흘리는 전류량을 독립적으로 증감시킨다(S10, S11).

제3 이온빔에 대한 빔 전류 밀도 분포의 조정이 종료되면, 그 때의 빔 전류 밀도 분포의 조정 데이터가 제어 장치(38)로부터 제어 장치(25)에 송신된다(S12).

제어 장치(25)는, 제어 장치(38)로부터의 조정 결과 데이터를 수신하여, 제4 이온빔(46)에 대한 빔 전류 밀도 분포의 목표 분포를 수정한다.

그 후, 수정된 목표 분포는 제어 장치(25)로부터 제어 장치(39)에 송신된다(S13). 그리고, 제어 장치(39)는 그 수정 데이터를 바탕으로 제4 이온빔(46)에 대한 빔 전류 밀도 분포를 조정하여, 조정이 종료된 단계에서, 제어 장치(39)로부터 제어 장치(25)에 모든 이온빔에 대한 빔 전류 밀도의 조정이 종료되었음을 나타내는 신호가 송신된다(S14∼S16).

그 후, 제어 장치(25)는 유리 기판(10)의 반송을 시작하게 한다.

한편, 이 제3 실시형태에서도 제1 실시형태에서 설명한 것과 같이, 각 이온빔에서의 빔 전류 밀도 분포의 조정 종료 신호를 수신하여, 유리 기판(10)을 반송시키도록 하여, 이온 주입 처리 전체에 걸리는 시간을 단축시키는 식의 구성으로 하여도 좋다.

구체적으로는, X 방향에 있어서, 각 이온빔의 간격이, 유리 기판(10)의 치수보다도 넓은 경우, 제1 이온빔(6)의 빔 전류 밀도 분포의 조정 종료 후(도 10 중의 S4에서 나타내어지는 처리 후), 유리 기판(10)을 제1 이온빔(6)의 긴 변 방향과 교차하는 방향으로 반송시키더라도 좋다. 이 때, 제2 이온빔(16)의 빔 전류 밀도 분포가 조정 중이라면, 제1 이온빔(6)과 제2 이온빔(16) 사이에서, 유리 기판(10)의 반송을 일단 정지시켜, 유리 기판(10)을 대기시켜 둔다. 그리고, 제2 이온빔(16)의 빔 전류 밀도 분포의 조정 종료 후(도 10 중의 S8에서 나타내어지는 처리 후), 다시 유리 기판(10)의 반송을 시작하게 하여, 제2 이온빔(16)을 횡단시킨다. 그 후, 같은 식으로 하여, 제3 이온빔(36)과 제4 이온빔(46)을 횡단시키도록 유리 기판(10)의 반송이 이루어진다. 이러한 유리 기판(10)의 반송을 제어 장치(25)에서 실시할 수 있도록 해 두더라도 좋다.

이러한 구성을 이용하면, 모든 리본형 이온빔에 있어서의 빔 전류 밀도 분포의 조정이 끝나지 않았더라도, 이미 조정이 끝난 리본형 이온빔을 이용하여, 미리 이온 주입 처리를 해 둘 수 있기 때문에 그 만큼 이온 주입 처리 전체에 걸리는 시간을 단축시킬 수 있다.

제3 실시형태로서 설명한 것과 같이, 제1 실시형태에 있어서의 이온빔 공급 장치의 대수가 증가한 경우라도 문제없이 본 발명을 적용할 수 있음을 이해할 수 있다. 또, 제3 실시형태에서는, 도 10을 바탕으로 설명한 S1∼S16의 일련의 처리를 빔 전류 밀도 분포 조정 공정이라고 부르고, 그 공정 사이에 제어 장치(25)에서 실시되는 목표 분포의 수정을 목표 수정 공정이라고 부르고 있다.

<제4 실시형태>

도 12에 제4 실시형태에 따른 이온 주입 장치의 처리실 내부 모습이 도시되어 있다. 이온빔 공급 장치의 대수를 제외하고, 이 실시형태는 제2 실시형태와 동일하다. 한편, 제4 실시형태에 있어서, ZX 평면에서의 이온 주입 장치의 구성은 도 10에 도시되는 것과 동일하다.

이 실시형태에서는, 이온빔 공급 장치의 대수가 증가함으로써, 제2 실시형태와 비교하여, 유리 기판 상에서의 겹치는 영역을 구성하는 이온빔의 개수가 다르다.

도 12에 기초하여 설명하면, R1의 영역에 있어서는 제1 이온빔(6)의 일부와 제3 이온빔(36)의 일부가 서로 겹치게 된다. 그리고. R2의 영역에 있어서는 제1 이온빔(6)의 일부와 제2 이온빔(16)의 일부와 제3 이온빔(36)의 일부와 제4 이온빔(46)의 일부가 각각 서로 겹치게 된다. 마지막으로, R3의 영역에 있어서 제2 이온빔의 일부와 제4 이온빔(46)의 일부가 서로 겹치게 된다.

이에 대하여 도 9에 도시된 제2 실시형태에서는, R1과 R3의 영역에 대해서는 이온빔의 겹치기가 이루어지지 않았다. 이러한 차이로부터, 빔 전류 밀도 분포의 조정 방법이 다르기 때문에, 그 점을 설명한다. 한편, 유리 기판 상에서의 이온빔의 조사 영역(R1∼R3)은, 도 9에서 설명한 것과 마찬가지로, 이온빔의 긴 변 방향인 Y 방향을 따라서, 유리 기판(10) 상에 각각 R1∼R3의 치수를 가지고서 형성되어 있다.

제어 장치 등의 구성은 도 10에 도시된 이온 주입 장치(31)의 것과 변함이 없기 때문에, 이것을 바탕으로 설명한다. 유저 인터페이스(26)에 입력된 이온 주입 조건에 따라서, 제어 장치(25)는 제1 이온빔(6)에 대한 빔 전류 밀도 분포의 조정 목표가 되는 데이터를 송신한다(S1). 이 때, R1의 영역과 R2의 영역에 대응하는 빔 전류 밀도 분포의 목표치(분포)의 데이터는 다르다. 그 이유는 실시형태 2의 부분에서 설명하고 있기 때문에, 여기서는 자세한 설명은 생략한다.

그 후, 빔 전류 밀도 분포의 목표 분포에 근접할 수 있도록, 제어 장치(8)에 의해서 제1 이온빔(6)에 대한 빔 전류 밀도 분포의 조정이 이루어진다(S2, S3). 조정 종료 후에는, 조정 결과가 제어 장치(8)에서 제어 장치(25)로 송신된다(S4). 여기서 제어 장치(25)에 송신되는 조정 결과는, R1의 영역과 R2의 영역에 대응하는 전류 밀도 분포의 조정 결과이다. 제2 실시형태에서는, R2의 영역에만 대응하는 조정 결과를 송신하더라도 좋은 것으로 했었지만, 제4 실시형태에서는, 그것만으로는 불충분하다. 제4 실시형태에서는 R1의 영역에서도 이온빔의 겹치기가 이루어지기 때문에, R1과 R2 양방에 대응한 전류 밀도 분포의 조정 결과가 송신되어야 한다.

이어서, 제2 이온빔에 관한 전류 밀도 분포의 조정이 이루어진다. 제1 이온빔(6)의 빔 전류 밀도 분포의 조정 결과를 수신하여, 제어 장치(25)에서 제2 이온빔에 관한 전류 밀도 분포의 목표 분포를 수정한다. 다만, 여기서 수정이 이루어지는 것은, R2의 영역에 대응하는 빔 전류 밀도 분포뿐이다.

R3의 영역에 대응하는 빔 전류 밀도 분포의 목표 분포는, 유저 인터페이스(26)로부터의 이온 주입 조건의 입력을 수신하고, 제어 장치(25)에 의해서 당초에 결정된 목표 분포로부터의 수정은 이루어지지 않는다. 이것은, 제1 이온빔(6)의 빔 전류 밀도 분포의 조정에 있어서, R3의 영역에 대응하는 빔 전류 밀도 분포의 조정이 이루어지고 있지 않기 때문이다. 바꿔 말하면, R3의 영역은 먼저 빔 전류 밀도 분포의 조정이 이루어진 제1 이온빔과 겹치지 않기 때문이다.

일부가 수정된 제2 이온빔에 대한 빔 전류 밀도 분포의 목표 분포를 바탕으로, 제2 이온빔(16)의 빔 전류 밀도 분포의 조정이 이루어지고, 조정 종료 후, 조정 결과의 데이터가 제어 장치(9)에서 제어 장치(25)로 송신된다(S5∼S8).

제어 장치(25)는 제3 이온빔(36)에 대한 빔 전류 밀도 분포의 목표 분포를 수정한다. 제3 이온빔(36)의 R2의 영역에 대한 빔 전류 밀도 분포의 목표 분포에 대해서는, 빔 전류 밀도 분포가 조정된 제2 이온빔(16)의 R2에 대응하는 조정 결과를 사용한다. 그리고, 제3 이온빔(36)의 R1의 영역에 대한 빔 전류 밀도 분포의 목표 분포에 대해서는, 빔 전류 밀도 분포가 조정된 제1 이온빔(6)의 R1에 대응하는 조정 결과를 사용한다.

이와 같이 하여 수정된 빔 전류 밀도 분포의 목표 분포를 이용하여, 제3 이온빔(36)의 전류 밀도 분포를 조정하고, 조정 종료 후에는, 제어 장치(38)에서 제어 장치(25)로 조정 결과를 송신한다(S9∼S12).

그 후, 제3 이온빔(36)에 대한 빔 전류 밀도 분포의 조정과 같은 식으로 하여, 제4 이온빔(46)에 관한 빔 전류 밀도 분포를 조정한다(S13∼S15). 그리고, 모든 이온빔에 대한 빔 전류 밀도 분포의 조정이 종료되었음을 제어 장치(25)에 알린다(S16).

그 후, 제어 장치(25)는 유리 기판(10)의 반송을 시작하게 한다. 한편, 이 제4 실시형태에서도 제3 실시형태에서 설명한 것과 같이, 각 이온빔에서의 빔 전류 밀도 분포의 조정 종료 신호를 수신하여, 유리 기판(10)을 반송시키도록 하여, 이온 주입 처리 전체에 걸리는 시간을 단축시키는 구성으로 하여도 좋다.

제4 실시형태로서 설명한 것과 같이, 제2 실시형태에 있어서의 이온빔 공급 장치의 대수가 증가한 경우라도 문제없이 본 발명을 적용할 수 있음을 이해할 수 있다. 한편, 제4 실시형태에서는, 도 10을 바탕으로 설명한 S1∼S16의 일련의 처리를 빔 전류 밀도 분포 조정 공정이라 부르고, 이 공정 사이에 제어 장치(25)에서 실시되는 목표 분포의 수정을 목표 수정 공정이라고 부르고 있다.

<그 밖의 변형예>

제2, 제3 실시형태에 대해서는 제1 실시형태에 대한 상이점을, 제4 실시형태에 대해서는 제2 실시형태에 대한 상이점을 중심으로 설명해 왔지만, 근본인 제1 실시형태와 공통되는 구성에 관해서는 제1 실시형태에서 설명한 여러 가지 변형예를 적용할 수 있음은 물론이다.

본 발명의 제1∼제4 실시형태에서는, 유리 기판의 전체면에 걸쳐 균일한 이온 주입량 분포를 실현하는 예에 관해서 설명해 왔지만, 예컨대 공지기술인 일본 특허 공개 2005-235682호 공보의 도 9에 기재된 바와 같이, 유리 기판의 반송 방향을 따라서 주입량의 분포를 다르게 해 놓더라도 좋다. 그와 같은 주입량 분포였다고 해도, 이온빔이 서로 겹침으로써 미리 결정된 주입량 분포를 실현하는 경우에는, 본 발명을 적용할 수 있음은 물론이다.

또한, 본 발명의 제1∼제4 실시형태에서는, 처리실(11)을 하나의 방으로 하고 있지만, 이것을 이온빔 공급 장치마다 따로따로의 방으로서 형성하더라도 좋다. 그 경우, 각 처리실 사이에 기판을 대기시키기 위한 처리실을 마련해 두더라도 좋다. 나아가서는, 각 처리실 사이 또는 처리실과 대기실 사이에 게이트 밸브를 설치해 놓고서, 각 방의 분위기를 독립적으로 조정할 수 있게 해 두더라도 좋다.

게다가, 본 발명의 제1∼제4 실시형태에서는, 유리 기판의 반송 속도를 일정하게 하여 설명해 왔지만, 이 반송 속도는 가변으로 하여도 좋다. 예컨대, 이온빔마다 유리 기판의 반송 속도를 변경하더라도 좋고, 이온빔을 유리 기판이 횡단하는 중에 그 반송 속도를 특정한 함수에 따라서 가변으로 하더라도 좋다.

또한, 공지기술로서 알려져 있는 것과 같이 멀티필라멘트에 흘리는 전류를 조정하거나, 전계렌즈의 전극에 인가하는 전압을 조정하거나, 자계렌즈의 코일에 흘리는 전류를 조정하거나 하여, 이온빔의 긴 변 방향에 있어서의 빔 전류 밀도 분포가, 임의의 불균일한 분포가 되도록 조정되고 있더라도 상관없다. 이온빔의 유리 기판 상에서의 조사 영역을 서로 겹치게 하여, 유리 기판 상에 미리 결정된 주입량 분포를 실현시킬 때의 빔 전류 밀도 분포의 조정에 따른 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서, 유리 기판의 반송 속도나 전류 밀도 분포가 어떠한 것이라도 좋음은 물론이다. 그리고, 전술한 것 이외에, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서, 각종 개량 및 변경을 행하더라도 좋음은 물론이다.

1 : 이온 주입 장치 2 : 제1 이온빔 공급 장치
6 : 제1 이온빔 8 : 제어 장치
9 : 제어 장치 10 : 유리 기판
12 : 제2 이온빔 공급 장치 16 : 제2 이온빔
25 : 제어 장치

Claims (4)

1. 복수 개의 리본형 이온빔을 처리실 내에 공급하는 복수의 이온빔 공급 장치와,
   상기 처리실 내에 배치되어, 상기 복수 개의 리본형 이온빔의 긴 변 방향에서의 빔 전류 밀도 분포를 개별적으로 측정하는 빔 프로파일러와,
   상기 이온빔 공급 장치마다 개별적으로 설치되어, 상기 빔 프로파일러에서 측정된 상기 빔 전류 밀도 분포를 조정하기 위한 빔 전류 밀도 분포 조정 수단을 구비한 이온 주입 장치에서,
   상기 복수 개의 리본형 이온빔에 대하여, 미리 정해진 순서로, 상기 빔 프로파일러에 의한 빔 전류 밀도 분포의 측정 결과에 기초하여, 이온빔마다 정해져 있는 미리 결정된 빔 전류 밀도 분포가 되도록 상기 빔 전류 밀도 분포 조정 수단을 조정하는 빔 전류 밀도 분포 조정 공정과,
   상기 빔 전류 밀도 분포 조정 공정 사이에서, 또한 2번째 이후의 이온빔에 대하여 빔 전류 밀도 분포의 조정이 이루어지기 전에, 앞서 빔 전류 밀도 분포의 조정이 이루어진 이온빔에서의 빔 전류 밀도 분포의 조정 결과를 이용하여, 이제부터 빔 전류 밀도 분포의 조정이 이루어지는 이온빔에 있어서 조정 목표가 되는 상기 미리 결정된 빔 전류 밀도 분포를 수정하는 목표 수정 공정과,
   상기 처리실 내에서, 상기 복수 개의 리본형 이온빔의 긴 변 방향과 교차하는 방향으로 유리 기판을 반송시키는 유리 기판 반송 공정을 수행하는 것을 특징으로 하는 이온 주입 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 유리 기판 반송 공정은, 상기 빔 전류 밀도 분포 조정 공정의 종료 후에 이루어지는 것을 특징으로 하는 이온 주입 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 복수 개의 리본형 이온빔이 조정되는 순서는 상기 유리 기판의 반송 방향과 일치하고 있으며, 개개의 리본형 이온빔에 대한 빔 전류 밀도 분포의 조정이 종료되었음을 수신하여, 상기 리본형 이온빔의 긴 변 방향과 교차 방향으로 상기 유리 기판의 반송이 이루어지는 것을 특징으로 하는 이온 주입 방법.
4. 복수 개의 리본형 이온빔을 처리실 내에 공급하는 복수의 이온빔 공급 장치와,
   상기 처리실 내에 배치되어, 상기 복수 개의 리본형 이온빔의 긴 변 방향에서의 빔 전류 밀도 분포를 개별적으로 측정하는 빔 프로파일러와,
   상기 이온빔 공급 장치마다 개별적으로 설치되어, 상기 빔 프로파일러에서 측정된 상기 빔 전류 밀도 분포를 조정하기 위한 빔 전류 밀도 분포 조정 수단을 구비한 이온 주입 장치로서,
   상기 복수 개의 리본형 이온빔에 대하여, 미리 정해진 순서로, 상기 빔 프로파일러에 의한 빔 전류 밀도 분포의 측정 결과에 기초하여, 이온빔마다 정해져 있는 미리 결정된 빔 전류 밀도 분포가 되도록 상기 빔 전류 밀도 분포 조정 수단을 조정하는 빔 전류 밀도 분포 조정 공정과,
   상기 빔 전류 밀도 분포 조정 공정 사이에서, 또한 2번째 이후의 이온빔에 대하여 빔 전류 밀도 분포의 조정이 이루어지기 전에, 앞서 빔 전류 밀도 분포의 조정이 이루어진 이온빔에서의 빔 전류 밀도 분포의 조정 결과를 이용하여, 이제부터 빔 전류 밀도 분포의 조정이 이루어지는 이온빔에 있어서 조정 목표가 되는 상기 미리 결정된 빔 전류 밀도 분포를 수정하는 목표 수정 공정과,
   상기 처리실 내에서, 상기 복수 개의 리본형 이온빔의 긴 변 방향과 교차하는 방향으로 유리 기판을 반송시키는 유리 기판 반송 공정을 수행하는 제어 장치를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 이온 주입 장치.

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