WO2024116746A1 - イオン注入装置およびイオン注入方法 - Google Patents

Abstract

イオン注入装置１０は、イオンを生成するイオン源２０と、イオン源２０からイオンを引き出してイオンビームを生成する引出部２２と、イオンビームを水平方向とは異なるスキャン方向に往復スキャンさせてスキャンビームＳＢを生成するよう構成されるビーム走査部２８と、被処理物Ｗ１，Ｗ２を保持可能に構成される保持装置４０，４２であって、保持装置４０，４２に保持される被処理物Ｗ１，Ｗ２をスキャンビームＳＢを横切る方向に往復移動させるよう構成される保持装置４０，４２と、を備える。

Description

イオン注入装置およびイオン注入方法

　本開示は、イオン注入装置およびイオン注入方法に関する。

　半導体デバイス製造工程では、半導体の導電性を変化させる目的、半導体の結晶構造を変化させる目的などのため、半導体ウェハにイオンを注入する工程（イオン注入工程ともいう）が標準的に実施されている。被処理物であるウェハの全面にイオンを注入するため、イオンビームを水平方向にスキャンし、ウェハを鉛直方向に往復運動させるよう構成されるイオン注入装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０２１－１８９０４号公報

　イオン注入装置を用いるイオン注入工程の生産性をさらに向上させることが好ましい。

　本開示のある態様の例示的な目的のひとつは、イオン注入工程の生産性を向上させるための技術を提供することにある。

　本開示のある態様のイオン注入装置は、イオンを生成するイオン源と、イオン源からイオンを引き出してイオンビームを生成する引出部と、イオンビームを水平方向とは異なるスキャン方向に往復スキャンさせてスキャンビームを生成するよう構成されるビーム走査部と、被処理物を保持可能に構成される保持装置であって、保持装置に保持される被処理物をスキャンビームを横切る方向に往復移動させるよう構成される保持装置と、を備える。

　本開示の別の態様は、イオン注入方法である。この方法は、イオン源を用いてイオンを生成することと、イオン源からイオンを引き出してイオンビームを生成することと、イオンビームを水平方向とは異なるスキャン方向に往復スキャンさせてスキャンビームを生成することと、スキャンビームを横切る方向に被処理物を往復移動させることと、を備える。

　なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本開示の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本開示の態様として有効である。

　本発明の限定的ではない例示的な実施の形態によれば、イオン注入工程の生産性を向上させるための技術を提供できる。

実施の形態に係るイオン注入装置の概略構成を示す上面図である。 実施の形態に係るイオン注入装置の概略構成を示す側面図である。 第１保持装置および第２保持装置の概略構成を示す正面図である。 図４（ａ），（ｂ）は、第１保持装置に保持される第１被処理物の水平方向の向きを模式的に示す上面図である。 図５（ａ）～（ｃ）は、第１保持装置に保持される第１被処理物の鉛直方向の向きを模式的に示す側面図である。 第１保持装置および第２保持装置の動作の一例を示す正面図である。 第１保持装置および第２保持装置の動作の一例を示す正面図である。 第１保持装置および第２保持装置の動作の一例を示す正面図である。 第１保持装置および第２保持装置の動作の一例を示す正面図である。 実施の形態に係るイオン注入方法の流れを示すフローチャートである。 変形例に係るイオン注入方法の流れを示すフローチャートである。

　以下、図面を参照しながら、本開示に係るイオン注入装置およびイオン注入方法を実施するための形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。また、以下に述べる構成は例示であり、本発明の範囲を何ら限定するものではない。

　図１は、実施の形態に係るイオン注入装置１０の概略構成を示す上面図である。図２は、実施の形態に係るイオン注入装置１０の概略構成を示す側面図である。イオン注入装置１０は、被処理物Ｗ１，Ｗ２の表面にイオン注入処理を施すよう構成される。被処理物Ｗ１，Ｗ２は、例えば基板であり、例えば半導体ウェハである。説明の便宜のため、本明細書において被処理物を「基板」または「ウェハ」と呼ぶことがあるが、これは注入処理の対象を特定の物体に限定することを意図しない。被処理物は、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の製造に用いられる大型基板（例えばガラス基板または樹脂基板）であってもよい。

　イオン注入装置１０は、イオンビームを所定のスキャン方向に往復走査させ、被処理物Ｗ１，Ｗ２をスキャン方向と交差する方向に往復運動させることにより、被処理物Ｗ１，Ｗ２の被処理面全体にわたってスポット状のイオンビームを照射するよう構成される。イオン注入装置１０は、ビーム生成装置１２と、注入処理室１４と、搬送装置１６と、制御装置１８とを備える。

　ビーム生成装置１２は、イオンビームを生成し、イオンビームを注入処理室１４へ輸送するよう構成される。注入処理室１４は、注入処理の対象となる被処理物Ｗ１，Ｗ２を収容する。注入処理室１４において、ビーム生成装置１２から与えられるイオンビームが被処理物Ｗ１，Ｗ２に照射される。搬送装置１６は、注入処理前の被処理物Ｗ１，Ｗ２を注入処理室１４に搬入し、注入処理後の被処理物Ｗ１，Ｗ２を注入処理室１４から搬出するよう構成される。制御装置１８は、イオン注入装置１０を構成する各種装置の動作全般を制御するよう構成される。イオン注入装置１０は、ビーム生成装置１２、注入処理室１４および搬送装置１６に所望の真空環境を提供するための真空排気系（図示せず）を備える。

　ビーム生成装置１２は、ビームラインＡの上流側から順に、イオン源２０、引出部２２、質量分析部２４、ビーム成形部２６、ビーム走査部２８、ビーム平行化部３０、加速減速部３２、エネルギー分析部３４を備える。ここで、ビームラインＡは説明の便宜上使用されるものであり、ビーム走査部２８によってイオンビームをスキャンしない場合における設計上の理想的なビーム軌道と同義である。また、ビームラインＡの上流とは、イオン源２０に近い側のことをいい、ビームラインＡの下流とは注入処理室１４（またはビームストッパ３８）に近い側のことをいう。

　ビーム生成装置１２は、ビームラインＡが途中で屈曲するように構成される。ビームラインＡの進行方向は、質量分析部２４およびエネルギー分析部３４において変化する。ビームラインＡは、鉛直方向に直交する水平面内において延びるように構成される。本書では説明の便宜上、ビームラインＡに沿って進むイオンビームの進行方向をｚ方向とし、鉛直方向をｙ方向とし、ｙ方向およびｚ方向に直交する方向をｘ方向とする。特に、イオン源２０から質量分析部２４までのビームラインＡの進行方向をｚ１方向とし、ｙ方向およびｚ１方向に直交する方向をｘ１方向とする。また、質量分析部２４からエネルギー分析部３４までのビームラインＡの進行方向をｚ２方向とし、ｙ方向とｚ２方向に直交する方向をｘ２方向とする。さらに、エネルギー分析部３４よりも下流におけるビームラインＡの進行方向をｚ３方向とし、ｙ方向とｚ３方向に直交する方向をｘ３方向とする。

　イオン源２０は、イオンビームを構成するイオンを生成するよう構成される。イオン源２０は、アークチャンバ２０ａを備える。アークチャンバ２０ａは、プラズマが生成される内部空間２０ｂを有する。アークチャンバ２０ａは、内部空間２０ｂを区画する略直方体の箱形状を有する。アークチャンバ２０ａは、内部空間２０ｂにて生成されるプラズマからイオンを引き出すためのフロントスリット２０ｃを有する。フロントスリット２０ｃは、水平方向（ｘ１方向）の開口幅が長く、鉛直方向（ｙ方向）の開口幅が短いスリット形状を有する。つまり、フロントスリット２０ｃの水平方向の開口幅は、フロントスリット２０ｃの鉛直方向の開口幅よりも大きい。

　イオン源２０は、ソース磁石装置２０ｄを備える。ソース磁石装置２０ｄは、アークチャンバ２０ａの内部空間２０ｂに水平方向（ｘ１方向）の磁場Ｂ１を印加するよう構成される。ソース磁石装置２０ｄは、磁場Ｂ１を印加することにより、アークチャンバ２０ａの内部空間２０ｂで生成されるプラズマの生成効率を高める。ソース磁石装置２０ｄによる磁場Ｂ１の印加方向は、フロントスリット２０ｃの長手方向に対応する。

　引出部２２は、イオン源２０の下流に設けられる。引出部２２は、イオン源２０からイオンを引き出してイオンビームを生成する。引出部２２は、アークチャンバ２０ａの内部空間２０ｂにて生成されるプラズマからイオンを引き出すよう構成される。引出部２２は、第１引出電極２２ａと、第２引出電極２２ｂとを備える。第１引出電極２２ａは、アークチャンバ２０ａの下流側に設けられ、第２引出電極２２ｂは、第１引出電極２２ａの下流側に設けられる。第１引出電極２２ａには、負のサプレッション電圧が印加される。第２引出電極２２ｂには、グランド電圧が印加される。なお、アークチャンバ２０ａには、正の引出電圧が印加されている。

　第１引出電極２２ａは、イオンビームが通過する第１引出開口２２ｃを有する。第１引出開口２２ｃは、フロントスリット２０ｃと同様、水平方向（ｘ１方向）の開口幅が長く、鉛直方向（ｙ方向）の開口幅が短いスリット形状を有する。つまり、第１引出開口２２ｃの水平方向の開口幅は、第１引出開口２２ｃの鉛直方向の開口幅よりも大きい。第２引出電極２２ｂは、イオンビームが通過する第２引出開口２２ｄを有する。第２引出開口２２ｄは、フロントスリット２０ｃと同様、水平方向（ｘ１方向）の開口幅が長く、鉛直方向（ｙ方向）の開口幅が短いスリット形状を有する。つまり、第２引出開口２２ｄの水平方向の開口幅は、第２引出開口２２ｄの鉛直方向の開口幅よりも大きい。

　引出部２２によって引き出されるイオンビームは、水平方向（ｘ１方向）に拡がったリボン状ビームであってもよい。フロントスリット２０ｃ、第１引出開口２２ｃおよび第２引出開口２２ｄの水平方向の開口幅を大きくすることにより、リボン状ビームの水平方向のサイズを大きくすることができる。その結果、イオン源２０から引き出されるイオンビームのビーム電流を大きくすることが容易となる。

　質量分析部２４は、引出部２２の下流に設けられる。質量分析部２４は、引出部２２によって引き出されたイオンビームから必要なイオン種を質量分析により選択するよう構成される。質量分析部２４は、質量分析磁石装置２４ａと、質量分析スリット２４ｂと、インジェクタファラデーカップ２４ｃとを備える。

　質量分析磁石装置２４ａは、イオンビームに磁場Ｂ２を印加し、イオンの質量電荷比Ｍ＝ｍ／ｑ（ｍは質量、ｑは電荷）の値に応じて異なる経路でイオンビームを偏向させる。質量分析磁石装置２４ａは、鉛直方向（－ｙ方向）の磁場Ｂ２を印加し、イオンビームを水平方向（ｘ１方向）に偏向させる。質量分析磁石装置２４ａによる磁場Ｂ２の印加強度は、所望の質量電荷比Ｍを有するイオン種が質量分析スリット２４ｂを通過するように調整される。質量分析スリット２４ｂを通過するイオンビームは、例えば、質量分析磁石装置２４ａによって９０度偏向する。

　質量分析スリット２４ｂは、質量分析磁石装置２４ａの下流に設けられる。質量分析スリット２４ｂは、水平方向（ｘ２方向）の開口幅が短く、鉛直方向（ｙ方向）の開口幅が長いスリット形状を有する。つまり、質量分析スリット２４ｂの鉛直方向の開口幅は、質量分析スリット２４ｂの水平方向の開口幅よりも大きい。

　質量分析スリット２４ｂは、質量分解能の調整のために水平方向（ｘ２方向）の開口幅（つまり、スリット幅）が可変となるように構成されてもよい。質量分析スリット２４ｂは、スリット幅方向に移動可能な二枚のビーム遮蔽体により構成され、二枚のビーム遮蔽体の間隔を変化させることによりスリット幅が調整可能となるように構成されてもよい。質量分析スリット２４ｂは、スリット幅の異なる複数のスリットのいずれか一つに切り替えることによりスリット幅が可変となるよう構成されてもよい。

　インジェクタファラデーカップ２４ｃは、質量分析スリット２４ｂの下流に設けられる。インジェクタファラデーカップ２４ｃは、質量分析スリット２４ｂを通過する質量分析されたイオンビームのビーム電流を計測する。インジェクタファラデーカップ２４ｃは、質量分析磁石装置２４ａの磁場強度を変化させながらビーム電流を測定することにより、イオンビームの質量分析スペクトラムを計測できる。計測した質量分析スペクトラムは、質量分析部２４の質量分解能の算出に用いることができる。

　インジェクタファラデーカップ２４ｃは、インジェクタ駆動部２４ｄの動作によりビームラインＡに出し入れ可能となるよう構成される。インジェクタ駆動部２４ｄは、インジェクタファラデーカップ２４ｃをビームラインＡが延びるｚ２方向と直交する方向（例えばｘ２方向）に移動させる。インジェクタファラデーカップ２４ｃは、図１の破線で示すようにビームラインＡに配置された場合、下流側に向かうイオンビームを遮断する。一方、図１の実線で示すように、インジェクタファラデーカップ２４ｃがビームラインＡから退避された場合、下流側に向かうイオンビームの遮断が解除される。

　引出部２２と質量分析部２４の間には、磁気シールド２３が設けられてもよい。磁気シールド２３は、イオン源２０に印加される磁場Ｂ１と質量分析部２４に印加される磁場Ｂ２の間の磁場干渉を抑制するよう構成される。磁気シールド２３は、電磁鋼板などの磁性材料で構成される。磁気シールド２３は、引出部２２から質量分析部２４に向かうイオンビームを通過させる通過開口２３ａを備える。通過開口２３ａは、フロントスリット２０ｃと同様、水平方向（ｘ１方向）の開口幅が長く、鉛直方向（ｙ方向）の開口幅が短いスリット形状を有してもよい。つまり、通過開口２３ａの水平方向の開口幅は、通過開口２３ａの鉛直方向の開口幅よりも大きくてもよい。

　ビーム成形部２６は、質量分析部２４の下流に設けられる。ビーム成形部２６は、質量分析部２４を通過したイオンビームを所望の断面形状および収束発散角に成形するよう構成されている。ビーム成形部２６は、イオンビームの断面形状および収束発散角の少なくとも一方を調整するレンズ装置を備える。ビーム成形部２６は、例えば、水平方向に拡がったリボン状のイオンビームを集束させ、スポット状のイオンビームに成形するよう構成される。

　ビーム成形部２６は、複数のレンズ装置を備え、例えば、三つのレンズ装置２６ａ，２６ｂ，２６ｃを備える。三つのレンズ装置２６ａ～２６ｃは、例えば、電場式の三段四重極レンズ（トリプレットＱレンズともいう）として構成される。ビーム成形部２６は、複数のレンズ装置を組み合わせて用いることにより、イオンビームの収束または発散を水平方向（ｘ２方向）および鉛直方向（ｙ方向）のそれぞれについて独立に調整できる。ビーム成形部２６は、磁場式のレンズ装置を備えてもよい。ビーム成形部２６は、電場と磁場の双方を利用してイオンビームを成形するレンズ装置を備えてもよい。

　ビーム走査部２８は、ビーム成形部２６の下流に設けられる。ビーム走査部２８は、イオンビームを所定のスキャン方向に往復スキャンさせてスキャンビームＳＢを生成するよう構成される。ビーム走査部２８は、ビーム成形部２６によって成形されたイオンビームを所定のスキャン方向に偏向させるビーム偏向装置ともいえる。ビーム走査部２８は、スキャン方向が水平方向とは異なる方向となるように構成され、例えば、スキャン方向が鉛直方向（ｙ方向）となるように構成される。

　ビーム走査部２８は、鉛直方向（ｙ方向）に対向する走査電極対２８ａ，２８ｂを備える。走査電極対２８ａ，２８ｂは可変電圧電源（図示せず）に接続される。走査電極対２８ａ，２８ｂの間に印加される電圧を周期的に変化させることにより、走査電極対２８ａ，２８ｂの間に生じる電界を変化させてイオンビームをさまざまな角度に偏向させる。その結果、イオンビームが鉛直方向（ｙ方向）の走査範囲全体にわたって走査される。図２において、矢印Ｙによりイオンビームのスキャン方向及び走査範囲を例示し、走査範囲におけるイオンビームの複数の軌跡を破線で示している。なお、ビーム走査部２８は、電場式ではなく、磁場式であってもよい。ビーム走査部２８は、イオンビームを偏向させるための磁石装置を備えてもよい。

　ビーム平行化部３０は、ビーム走査部２８の下流に設けられる。ビーム平行化部３０は、ビーム走査部２８によって往復走査されたイオンビームの進行方向をビームラインＡの方向と平行にするよう構成される。ビーム平行化部３０は、水平方向（ｘ２方向）の中央部にイオンビームの通過スリットが設けられた円弧形状の複数の平行化レンズ電極３０ａ，３０ｂを有する。平行化レンズ電極３０ａ，３０ｂは、高圧電源（図示せず）に接続されており、電圧印加により生じる電界をイオンビームに作用させて、イオンビームの進行方向を平行化する。なお、ビーム平行化部３０は、電場式ではなく、磁場式であってもよい。ビーム平行化部３０は、イオンビームを偏向させるための磁石装置を備えてもよい。

　加速減速部３２は、ビーム平行化部３０の下流に設けられる。加速減速部３２は、ビーム平行化部３０によって平行化されたスキャンビームを加速または減速させるよう構成される。加速減速部３２は、静電式の加減速装置であり、加速減速部３２の上流側に印加される第１電位と、加速減速部３２の下流側に印加される第２電位との間の電位差を利用してイオンビームを加速または減速させる。

　エネルギー分析部３４は、加速減速部３２の下流に設けられる。エネルギー分析部３４は、イオンビームのエネルギーを分析し、所望のエネルギーを有するイオンを注入処理室１４に向けて通過させるよう構成される。エネルギー分析部３４は、イオンビームを水平方向に偏向させ、その偏向角θによって所望のエネルギーを選択する角度エネルギーフィルタ（ＡＥＦ）である。偏向角θは、例えば、１０度以上２０度以下であり、１５度程度である。エネルギー分析部３４は、ＡＥＦ電極対３４ａ，３４ｂと、エネルギー分析スリット３４ｃとを備える。

　ＡＥＦ電極対３４ａ，３４ｂは、スキャン方向と直交する方向に対向するように配置される。ＡＥＦ電極対３４ａ，３４ｂは、水平方向（ｘ２方向またはｘ３方向）に対向するように配置される。ＡＥＦ電極対３４ａ，３４ｂは、高圧電源（図示せず）に接続され、イオンビームに電場を作用させて偏向させる。ＡＥＦ電極対３４ａ，３４ｂは、スキャンビームを水平方向に偏向させる偏向装置である。エネルギー分析スリット３４ｃは、ＡＥＦ電極対３４ａ，３４ｂの下流側に設けられる。

　エネルギー分析スリット３４ｃは、鉛直方向（ｙ方向）の開口幅が長く、水平方向（ｘ３方向）の開口幅が短いスリット形状を有する。つまり、エネルギー分析スリット３４ｃの鉛直方向の開口幅は、エネルギー分析スリット３４ｃの水平方向の開口幅よりも大きい。エネルギー分析スリット３４ｃは、所望のエネルギー値またはエネルギー範囲のイオンビームを被処理物Ｗ１，Ｗ２に向けて通過させ、それ以外のイオンビームを遮蔽する。

　エネルギー分析部３４は、電場式ではなく、磁場式であってもよい。エネルギー分析部３４は、磁場偏向用の磁石装置を備えてもよい。エネルギー分析部３４は、電場と磁場の双方を利用してもよく、電界偏向用のＡＥＦ電極対と磁場偏向用の磁石装置とを備えてもよい。

　このようにして、ビーム生成装置１２は、被処理物Ｗ１，Ｗ２に照射されるべきイオンビームを注入処理室１４に供給する。ビーム生成装置１２は、ビームライン装置と呼ばれてもよい。ビーム生成装置１２は、ビーム生成装置１２を構成する各種機器の動作パラメータを調整することにより、所望の注入条件を実現するためのイオンビームを生成するよう構成される。

　注入処理室１４は、プラズマシャワー装置３６と、ビームストッパ３８と、第１保持装置４０と、第２保持装置４２とを備える。

　プラズマシャワー装置３６は、エネルギー分析部３４の下流に位置する。プラズマシャワー装置３６は、イオンビームのビーム電流量に応じてイオンビームおよび被処理物Ｗ１，Ｗ２の表面（被処理面）に低エネルギー電子を供給し、イオン注入で生じる被処理面における正電荷の蓄積に起因するチャージアップを抑制する。プラズマシャワー装置３６は、例えば、イオンビームが通過するシャワーチューブ３６ａと、シャワーチューブ３６ａ内に電子を供給するプラズマ発生部３６ｂとを備える。シャワーチューブ３６ａは、鉛直方向（ｙ方向）の開口幅が長く、水平方向（ｘ３方向）の開口幅が短い形状を有する。

　ビームストッパ３８は、ビームラインＡの最下流に設けられ、例えば、注入処理室１４の側壁に取り付けられる。ビームラインＡに被処理物Ｗ１，Ｗ２が存在しない場合、イオンビームはビームストッパ３８に入射する。ビームストッパ３８には、複数のチューニングカップ３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄが設けられる。複数のチューニングカップ３８ａ～３８ｄは、ビームストッパ３８に入射するイオンビームのビーム電流を測定するよう構成されるファラデーカップである。複数のチューニングカップ３８ａ～３８ｄは、例えば、鉛直方向（ｙ方向）に間隔をあけて配置される。

　第１保持装置４０は、注入処理の対象となる第１被処理物Ｗ１を保持可能に構成される。第１保持装置４０は、第１保持装置４０に保持される第１被処理物Ｗ１をスキャンビームを横切る方向に往復移動させるよう構成される。第１保持装置４０は、第１被処理物Ｗ１を水平方向（ｘ３方向）に往復移動させるよう構成される。第１保持装置４０は、水平方向（ｘ３方向）に延びるガイドレール４４に沿って移動可能である。

　第１保持装置４０は、第１チャック機構５０と、第１ツイスト機構５２と、第１鉛直角度調整機構５４と、第１水平角度調整機構５６と、第１往復運動機構５８とを備える。

　第１チャック機構５０は、第１被処理物Ｗ１の裏面と接触して第１被処理物Ｗ１を保持するよう構成される。第１チャック機構５０は、例えば、第１被処理物Ｗ１を保持するための静電チャック等を含む。第１チャック機構５０は、第１被処理物Ｗ１を冷却または加熱するための温度調整機構を備えてもよい。第１チャック機構５０は、第１チャック機構５０から第１被処理物Ｗ１が離れるように第１被処理物Ｗ１を持ち上げるための第１リフト機構を備える。

　第１ツイスト機構５２は、第１チャック機構５０を回動可能に支持する。第１ツイスト機構５２は、第１チャック機構５０に保持される第１被処理物Ｗ１の被処理面の法線方向に延びる回転軸（ツイスト軸ともいう）まわりに第１チャック機構５０を回転させ、第１被処理物Ｗ１のツイスト角φａ１を調整する。第１ツイスト機構５２は、例えば、第１被処理物Ｗ１の外周部に設けられるアライメントマークと基準位置との間のツイスト角φａ１を調整する。ここで、第１被処理物Ｗ１のアライメントマークとは、例えば、ウェハの外周部に設けられるノッチやオリフラのことをいい、ウェハの結晶軸方向や周方向の角度位置の基準となるマークをいう。

　第１鉛直角度調整機構５４は、第１ツイスト機構５２を回動可能に支持する。第１鉛直角度調整機構５４は、水平方向に延びる回転軸（搬送チルト軸ともいう）まわりに第１ツイスト機構５２を回転させ、第１被処理物Ｗ１の鉛直方向の向きを調整する。第１被処理物Ｗ１の鉛直方向の向きは、水平方向の回転軸まわりの鉛直回動角φｂ１によって定義することができる。

　第１水平角度調整機構５６は、第１鉛直角度調整機構５４を回動可能に支持する。第１水平角度調整機構５６は、鉛直方向に延びる回転軸（注入チルト軸ともいう）まわりに第１鉛直角度調整機構５４を回転させ、第１被処理物Ｗ１の水平方向の向きを調整する。第１被処理物Ｗ１の水平方向の向きは、鉛直方向の回転軸まわりの水平回動角φｃ１によって定義することができる。

　第１往復運動機構５８は、第１水平角度調整機構５６を水平方向（ｘ３方向）に移動させるよう構成される。第１往復運動機構５８は、第１水平角度調整機構５６をガイドレール４４に沿って移動させる。第１往復運動機構５８は、例えば、ガイドレール４４に沿って水平方向（ｘ３方向）に延びる第１ボールねじ５８ａを備える。第１往復運動機構５８は、第１ボールねじ５８ａを回転させることにより、第１水平角度調整機構５６を水平方向に直線移動させる。

　第２保持装置４２は、注入処理の対象となる第２被処理物Ｗ２を保持可能に構成される。第２保持装置４２は、第２保持装置４２に保持される第２被処理物Ｗ２をスキャンビームを横切る方向に往復移動させるよう構成される。第２保持装置４２は、第２被処理物Ｗ２を水平方向（ｘ３方向）に往復移動させるよう構成される。第２保持装置４２は、水平方向（ｘ３方向）に延びるガイドレール４４に沿って移動可能である。

　第２保持装置４２は、第１保持装置４０と同様に構成されることができる。第２保持装置４２は、第１保持装置４０と同じ方向に移動可能である。第２保持装置４２は、第１保持装置４０と共通のガイドレール４４に沿って移動可能である。なお、第２保持装置４２は、第１保持装置４０とは異なるガイドレールに沿って移動可能となるよう構成されてもよい。つまり、注入処理室１４には、第１保持装置４０が移動するための第１ガイドレールと、第２保持装置４２が移動するための第２ガイドレールとが設けられてもよい。第２保持装置４２は、第１保持装置４０と同時に移動可能である。第２保持装置４２は、第１保持装置４０とは独立して移動可能である。

　第２保持装置４２は、第２チャック機構６０と、第２ツイスト機構６２と、第２鉛直角度調整機構６４と、第２水平角度調整機構６６と、第２往復運動機構６８とを備える。

　第２チャック機構６０は、第２被処理物Ｗ２の裏面と接触して第２被処理物Ｗ２を保持するよう構成される。第２チャック機構６０は、例えば、第２被処理物Ｗ２を保持するための静電チャック等を含む。第２チャック機構６０は、第２被処理物Ｗ２を冷却または加熱するための温度調整機構を備えてもよい。第２チャック機構６０は、第２チャック機構６０から第２被処理物Ｗ２が離れるように第２被処理物Ｗ２を持ち上げるための第２リフト機構を備える。

　第２ツイスト機構６２は、第２チャック機構６０を回動可能に支持する。第２ツイスト機構６２は、第２チャック機構６０に保持される第２被処理物Ｗ２の被処理面の法線方向に延びる回転軸（ツイスト軸ともいう）まわりに第２チャック機構６０を回転させ、第２被処理物Ｗ２のツイスト角φａ２を調整する。第２ツイスト機構６２は、例えば、第２被処理物Ｗ２の外周部に設けられるアライメントマークと基準位置との間のツイスト角φａ２を調整する。

　第２鉛直角度調整機構６４は、第２ツイスト機構６２を回動可能に支持する。第２鉛直角度調整機構６４は、水平方向に延びる回転軸（搬送チルト軸ともいう）まわりに第２ツイスト機構６２を回転させ、第２被処理物Ｗ２の鉛直方向の向きを調整する。第２被処理物Ｗ２の鉛直方向の向きは、水平方向の回転軸まわりの鉛直回動角φｂ２によって定義することができる。

　第２水平角度調整機構６６は、第２鉛直角度調整機構６４を回動可能に支持する。第２水平角度調整機構６６は、鉛直方向に延びる回転軸（注入チルト軸ともいう）まわりに第２鉛直角度調整機構６４を回転させ、第２被処理物Ｗ２の水平方向の向きを調整する。第２被処理物Ｗ２の水平方向の向きは、鉛直方向の回転軸まわりの水平回動角φｃ２によって定義することができる。

　第２往復運動機構６８は、第２水平角度調整機構６６を水平方向（ｘ３方向）に移動させるよう構成される。第２往復運動機構６８は、第２水平角度調整機構６６をガイドレール４４に沿って移動させる。第２往復運動機構６８は、例えば、ガイドレール４４に沿って水平方向（ｘ３方向）に延びる第２ボールねじ６８ａを備え、第２ボールねじ６８ａを回転させることにより、第２水平角度調整機構６６を水平方向に直線移動させる。

　搬送装置１６は、第１搬送装置７０と、第２搬送装置７２とを備える。第１搬送装置７０および第２搬送装置７２は、ビームラインＡから水平方向（ｘ３方向）に離れて配置される。図１の例において、第１搬送装置７０は、ビームラインＡから－ｘ３方向に離れて配置され、第２搬送装置７２は、ビームラインＡから＋ｘ３方向に離れて配置される。第１搬送装置７０および第２搬送装置７２は、例えば、第１搬送装置７０と第２搬送装置７２の間にビームストッパ３８が位置するように配置される。

　第１搬送装置７０は、注入処理前の第１被処理物Ｗ１を注入処理室１４に搬入し、注入処理後の第１被処理物Ｗ１を注入処理室１４から搬出するよう構成される。第１搬送装置７０は、第１保持装置４０に第１被処理物Ｗ１を搬入し、第１保持装置４０から第１被処理物Ｗ１を搬出する。第１搬送装置７０は、例えば、第１被処理物Ｗ１を搬送するための第１搬送ロボット（図示せず）を備える。第１搬送装置７０は、注入処理室１４の側壁に設けられる第１搬送口７４を通じて第１被処理物Ｗ１を搬送する。

　第２搬送装置７２は、注入処理前の第２被処理物Ｗ２を注入処理室１４に搬入し、注入処理後の第２被処理物Ｗ２を注入処理室１４から搬出するよう構成される。第２搬送装置７２は、第２保持装置４２に第２被処理物Ｗ２を搬入し、第２保持装置４２から第２被処理物Ｗ２を搬出する。第２搬送装置７２は、例えば、第２被処理物Ｗ２を搬送するための第２搬送ロボット（図示せず）を備える。第２搬送装置７２は、注入処理室１４の側壁に設けられる第２搬送口７６を通じて第２被処理物Ｗ２を搬送する。

　制御装置１８は、イオン注入装置１０の動作全般を制御する。制御装置１８は、ハードウェア的には、コンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子や機械装置で実現され、ソフトウェア的にはコンピュータプログラム等によって実現される。制御装置１８により提供される各種機能は、ハードウェアおよびソフトウェアの連携によって実現されうる。

　制御装置１８は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサ１８ａと、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）などのメモリ１８ｂとを備える。制御装置１８は、例えば、メモリ１８ｂに格納されたプログラムをプロセッサ１８ａが実行することにより、プログラムにしたがってイオン注入装置１０の動作全般を制御する。プロセッサ１８ａは、メモリ１８ｂとは異なる任意の記憶装置に記憶されるプログラムを実行してもよいし、読取装置により任意の記録媒体から取得されるプログラムを実行してもよいし、ネットワークを介して取得されるプログラムを実行してもよい。プログラムが格納されるメモリ１８ｂは、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの揮発性メモリであってもよいし、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）、フラッシュメモリ、磁気抵抗メモリ、抵抗変化型メモリ、強誘電体メモリなどの不揮発性メモリであってもよい。不揮発性メモリ、磁気テープおよび磁気ディスクなどの磁気記録媒体ならびに光学ディスクなどの光学記録媒体は、非一時的（non-transitory）かつ有形（tangible）なコンピュータ読み取り可能（computer readable）である記録媒体（storage medium）の一例である。

　制御装置１８が提供する各種機能は、プロセッサ１８ａおよびメモリ１８ｂを備える単一の装置によって実現されてもよいし、それぞれがプロセッサ１８ａおよびメモリ１８ｂを備える複数の装置の連携によって実現されてもよい。

　図３は、第１保持装置４０および第２保持装置４２の概略構成を示す正面図であり、注入処理室１４におけるビーム進行方向（ｚ３方向）に見たときの構成を示す。図３において、第１保持装置４０は第１搬送位置８０に配置され、第２保持装置４２は第２搬送位置８２に配置されている。第１搬送位置８０は、第１搬送口７４を通じて第１被処理物Ｗ１を第１保持装置４０に搬入または第１保持装置４０から搬出するための位置である。第１搬送位置８０は、第１搬送口７４の位置に対応する。第２搬送位置８２は、第２搬送口７６を通じて第２被処理物Ｗ２を第２保持装置４２に搬入または第２保持装置４２から搬出するための位置である。第２搬送位置８２は、第２搬送口７６の位置に対応する。第１搬送位置８０および第２搬送位置８２は、被処理物Ｗ１，Ｗ２にイオンビームを照射するための注入位置８４から水平方向（ｘ３方向）に離れている。

　注入位置８４は、水平方向（ｘ３方向）において注入処理室１４の中央部に位置する。注入位置８４は、第１搬送位置８０と第２搬送位置８２の間に位置する。注入位置８４は、注入中央位置８４Ｃと、注入左端位置８４Ｌと、注入右端位置８４Ｒとを含む。図３において、注入中央位置８４Ｃ、注入左端位置８４Ｌおよび注入右端位置８４Ｒのそれぞれに位置する被処理物ＷＣ，ＷＬ，ＷＲを二点鎖線で示している。注入中央位置８４Ｃは、ビーム生成装置１２によって生成されるスキャンビームＳＢが照射される位置に対応する。注入左端位置８４Ｌは、注入中央位置８４Ｃから左側（図３の＋ｘ３方向）にずれた位置であり、注入左端位置８４Ｌに配置される被処理物ＷＬの被処理面全体がスキャンビームＳＢと重ならないように設定される。注入右端位置８４Ｒは、注入中央位置８４Ｃから右側（図３の－ｘ３方向）にずれた位置であり、注入右端位置８４Ｒに配置される被処理物ＷＲの被処理面全体がスキャンビームＳＢと重ならないように設定される。

　スキャンビームＳＢの鉛直方向（ｙ方向）の照射範囲のサイズｈ_Ｂは、被処理物Ｗ１，Ｗ２の被処理面の鉛直方向（ｙ方向）のサイズｈ_Ｗよりも大きい。スキャンビームＳＢの鉛直方向のサイズｈ_Ｂは、例えば、被処理物Ｗ１，Ｗ２の被処理面の鉛直方向のサイズｈ_Ｗの１．１倍以上３倍以下であり、好ましくは１．２倍以上２倍以下である。

　第１保持装置４０は、注入位置８４において水平方向（ｘ３方向）に往復運動することにより、第１被処理物Ｗ１の被処理面の全体にスキャンビームＳＢを照射させる。第１保持装置４０は、注入左端位置８４Ｌから注入右端位置８４Ｒまでの移動範囲Ｃにおいて往復運動することにより、第１被処理物Ｗ１の被処理面の全体にスキャンビームＳＢを照射させる。第１保持装置４０は、第１搬送位置８０に移動することにより、第１被処理物Ｗ１を搬入可能または搬出可能にする。第１保持装置４０は、注入位置８４と第１搬送位置８０の間で移動可能である。第１保持装置４０は、第１搬送位置８０から注入左端位置８４Ｌまでの第１可動範囲Ｅ１にわたって移動可能である。第１保持装置４０は、第２搬送位置８２には移動不可である。

　第２保持装置４２は、注入位置８４において水平方向（ｘ３方向）に往復運動することにより、第２被処理物Ｗ２の被処理面の全体にスキャンビームＳＢを照射させる。第２保持装置４２は、注入左端位置８４Ｌから注入右端位置８４Ｒまでの移動範囲Ｃにおいて往復運動することにより、第２被処理物Ｗ２の被処理面の全体にスキャンビームＳＢを照射させる。第２保持装置４２は、第２搬送位置８２に移動することにより、第２被処理物Ｗ２を搬入可能または搬出可能にする。第２保持装置４２は、注入位置８４と第２搬送位置８２の間で移動可能である。第２保持装置４２は、第２搬送位置８２から注入右端位置８４Ｒまでの第２可動範囲Ｅ２にわたって移動可能である。第２保持装置４２は、第１搬送位置８０には移動不可である。

　第１保持装置４０に保持される第１被処理物Ｗ１にイオンビームを照射するための第１注入位置は、第２保持装置４２に保持される第２被処理物Ｗ２にイオンビームを照射するための第２注入位置と共通である。つまり、第１注入位置および第２注入位置は、共通の注入位置８４に一致する。また、第１注入位置にて第１保持装置４０が第１被処理物Ｗ１を往復移動させる第１移動範囲は、第２注入位置にて第２保持装置４２が第２被処理物Ｗ２を往復移動させる第２移動範囲と共通である。つまり、第１移動範囲および第２移動範囲は、共通の移動範囲Ｃに一致する。第１移動範囲および第２移動範囲は、ビーム進行方向に見て重なっている。第１注入位置にて第１保持装置４０によって保持される第１被処理物Ｗ１の鉛直方向の位置は、第２注入位置にて第２保持装置４２によって保持される第２被処理物Ｗ２の鉛直方向の位置と共通である。第１注入位置にて第１保持装置４０によって保持される第１被処理物Ｗ１のビーム進行方向の位置は、第２注入位置にて第２保持装置４２によって保持される第２被処理物Ｗ２のビーム進行方向の位置と共通である。したがって、第１保持装置４０および第２保持装置４２は、第１被処理物Ｗ１および第２被処理物Ｗ２をスキャンビームＳＢに対して同じように往復移動できるよう構成される。したがって、第１被処理物Ｗ１および第２被処理物Ｗ２は、共通する注入環境においてスキャンビームＳＢが照射される。

　図４（ａ），（ｂ）は、第１保持装置４０に保持される第１被処理物Ｗ１の水平方向の向きを模式的に示す上面図である。図４（ａ），（ｂ）は、第１水平角度調整機構５６による第１被処理物Ｗ１の水平方向の向きの変化を示す。なお、第２保持装置４２に保持される第２被処理物Ｗ２の水平方向の向きについても同様である。

　図４（ａ），（ｂ）は、第１被処理物Ｗ１にスキャンビームＳＢが照射される注入工程における第１被処理物Ｗ１の向きを示す。図４（ａ）は、第１被処理物Ｗ１の被処理面がスキャンビームＳＢの進行方向（ｚ３方向）と直交する場合を示す。図４（ｂ）は、第１被処理物Ｗ１の被処理面がスキャンビームＳＢの進行方向（ｚ３方向）と斜めに交差する場合を示す。図４（ｂ）において、第１被処理物Ｗ１の被処理面は、スキャンビームＳＢの進行方向（ｚ３方向）に対して水平チルト角α１を有する。水平チルト角α１は、第１被処理物Ｗ１の被処理面の法線に対するスキャンビームＳＢの入射方向の水平方向における傾きを示す。第１保持装置４０は、第１水平角度調整機構５６を駆動して水平回動角φｃ１を調整することにより、第１被処理物Ｗ１の水平チルト角α１を調整できる。第１保持装置４０は、イオン注入時において、例えば±３０度の範囲内、または±６０度の範囲内で水平チルト角α１を調整できるよう構成される。

　図５（ａ）～（ｃ）は、第１保持装置４０に保持される第１被処理物Ｗ１の鉛直方向の向きを模式的に示す側面図である。図５（ａ）～（ｃ）は、第１鉛直角度調整機構５４による第１被処理物Ｗ１の鉛直方向の向きの変化を示す。なお、第２保持装置４２に保持される第２被処理物Ｗ２の鉛直方向の向きについても同様である。

　図５（ａ）は、第１被処理物Ｗ１にスキャンビームＳＢが照射される注入工程における第１被処理物Ｗ１の向きの一例を示す。図５（ａ）において、第１保持装置４０は、第１被処理物Ｗ１の被処理面がスキャンビームＳＢの進行方向（ｚ３方向）と直交する向きとなるように第１被処理物Ｗ１を保持する。つまり、第１保持装置４０は、第１被処理物Ｗ１の被処理面が水平方向に沿わない向きで第１被処理物Ｗ１を保持する。図５（ａ）の例において、第１保持装置４０は、第１被処理物Ｗ１の被処理面が鉛直方向に沿う向きで第１被処理物Ｗ１を保持する。

　図５（ｂ）は、第１被処理物Ｗ１にスキャンビームＳＢが照射される注入工程における第１被処理物Ｗ１の向きの別の例を示す。図５（ｂ）において、第１保持装置４０は、第１被処理物Ｗ１の被処理面が鉛直方向に対して傾斜する向きで第１被処理物Ｗ１を保持する。図５（ｂ）において、第１保持装置４０は、第１被処理物Ｗ１の被処理面が水平方向に沿わない向きで第１被処理物Ｗ１を保持する。図５（ｂ）において、第１被処理物Ｗ１の被処理面は、スキャンビームＳＢの進行方向（ｚ３方向）に対して鉛直チルト角β１を有する。鉛直チルト角β１は、第１被処理物Ｗ１の被処理面の法線に対するスキャンビームＳＢの入射方向の鉛直方向における傾きを示す。第１保持装置４０は、第１鉛直角度調整機構５４を駆動して鉛直回動角φｂ１を調整することにより、鉛直チルト角β１を調整できる。第１保持装置４０は、イオン注入時において、例えば±３０度の範囲内、または±６０度の範囲内で鉛直チルト角β１を調整できるように構成される。

　図５（ｃ）は、第１被処理物Ｗ１を第１保持装置４０に搬入または第１保持装置４０から搬出する搬送工程における第１被処理物Ｗ１の向きを示す。図５（ｃ）において、第１保持装置４０は、第１被処理物Ｗ１の被処理面が水平方向に沿う向きで第１被処理物Ｗ１を保持する。図５（ｃ）において、第１保持装置４０は、第１被処理物Ｗ１が第１チャック機構５０から離れるように、第１リフト機構５０ａを用いて第１被処理物Ｗ１を持ち上げる。これにより、第１被処理物Ｗ１を搬入または搬出するための第１搬送ロボットのアームが第１チャック機構５０と第１被処理物Ｗ１の間の隙間５０ｂに挿入できるようにする。なお、第１搬送ロボットのアームが第１チャック機構５０と第１被処理物Ｗ１の間の隙間５０ｂに挿入されることは必須ではない。第１搬送ロボットのアームは、第１被処理物Ｗ１の裏面ではなく、第１被処理物Ｗ１の外周部を支持するように構成されてもよい。この場合、隙間５０ｂはごく僅かであってもよい。

　図６～図９は、第１保持装置４０および第２保持装置４２の動作の一例を示す正面図である。図６は、第１被処理物Ｗ１への第１注入工程が実施されている状況を示す。図６において、第１保持装置４０は、注入位置８４に配置され、第２保持装置４２は、第２搬送位置８２に配置されている。第１保持装置４０は、第１被処理物Ｗ１への注入処理のために、注入位置８４において矢印Ｘで示されるように水平方向に往復運動する。第２保持装置４２は、第２搬送口７６を通じて注入処理後の第２被処理物Ｗ２を搬出するために、第２搬送位置８２において第２リフト機構６０ａを用いて第２被処理物Ｗ２をリフトアップする。第２保持装置４２は、第２搬送口７６を通じて注入処理前の第２被処理物Ｗ２を搬入するために、第２搬送位置８２において第２リフト機構６０ａを用いて第２被処理物Ｗ２を受け取る。

　図６において、第１保持装置４０は、第１被処理物Ｗ１の被処理面にスキャンビームＳＢが照射される向きとなるように第１被処理物Ｗ１を保持する。第１保持装置４０は、例えば、図４（ａ）に示されるように、水平チルト角α１が０となる向きで第１被処理物Ｗ１を保持する。第１保持装置４０は、例えば、図５（ａ）に示されるように、鉛直チルト角β１が０となる向きで第１被処理物Ｗ１を保持する。第１保持装置４０は、図４（ｂ）に示されるように、水平チルト角α１が０ではない向きで第１被処理物Ｗ１を保持してもよい。第１保持装置４０は、図５（ｂ）に示されるように、鉛直チルト角β１が０ではない向きで第１被処理物Ｗ１を保持してもよい。第１保持装置４０は、水平チルト角α１および鉛直チルト角β１のいずれも０ではない向きで第１被処理物Ｗ１を保持してもよい。

　図６において、第２保持装置４２は、第２搬送口７６を通じた第２被処理物Ｗ２の搬入または搬出が可能となる向きとなるように第２被処理物Ｗ２を保持する。第２保持装置４２は、図５（ｃ）と同様に、第２被処理物Ｗ２の被処理面が水平方向に沿う向きで第２被処理物Ｗ２を保持する。第２保持装置４２は、第２リフト機構６０ａを用いて第２被処理物Ｗ２をリフトアップし、第２チャック機構６０と第２被処理物Ｗ２の間に隙間６０ｂを形成する。第２搬送装置７２は、第２チャック機構６０と第２被処理物Ｗ２の間の隙間６０ｂに第２搬送ロボットのアームを挿入することにより、注入処理後の第２被処理物Ｗ２を搬出する。第２保持装置４２は、第２搬送ロボットのアームによって第２リフト機構６０ａに注入処理前の第２被処理物Ｗ２が載置された場合、第２被処理物Ｗ２のリフトアップを解除し、第２チャック機構６０に第２被処理物Ｗ２を保持する。第２保持装置４２は、注入処理前の第２被処理物Ｗ２を保持した後、第２鉛直角度調整機構６４を駆動して鉛直回動角φｂ２を変化させ、第２被処理物Ｗ２の被処理面が水平方向に沿わない向きで第２被処理物Ｗ２を保持する。

　図７は、第１被処理物Ｗ１への第１注入工程から第２被処理物Ｗ２への第２注入工程に切り替える状況を示す。つまり、第１被処理物Ｗ１への第１注入工程が終了し、第２被処理物Ｗ２への第２注入工程が開始する状況を示す。図７において、第１保持装置４０は、矢印Ｆ１で示されるように注入位置８４から第１搬送位置８０に向けて移動し、第２保持装置４２は、矢印Ｆ２で示されるように、第２搬送位置８２から注入位置８４に向けて移動している。図７に示されるように、第１保持装置４０および第２保持装置４２を同時に同じ方向に移動させることにより、第１注入工程から第２注入工程への切り替えにかかる時間を短縮できる。

　図７において、第１保持装置４０に保持される第１被処理物Ｗ１と第２保持装置４２に保持される第２被処理物Ｗ２の間の相対距離ｄが維持されるように第１保持装置４０および第２保持装置４２を移動させることができる。例えば、第１保持装置４０および第２保持装置４２の移動速度を同じとすることにより相対距離ｄを一定に維持できる。なお、第１保持装置４０および第２保持装置４２の移動速度を調整することにより、相対距離ｄが所定の上限値から下限値までの範囲内に維持されるように第１保持装置４０および第２保持装置４２を移動させてもよい。この場合、第１保持装置４０の移動速度を第２保持装置４２の移動速度より速くしてもよいし、遅くしてもよい。被処理物に対して水平方向に均一なドーズ分布とするイオン注入の場合、相対距離ｄはできるだけ小さいことが好ましい。被処理物に対して水平方向に不均一なドーズ分布とするイオン注入の場合、相対距離ｄは、スキャンビームＳＢの水平方向（ｘ３方向）のサイズより大きいことが好ましい。

　図７において、注入工程が終了する第１被処理物Ｗ１を保持する第１保持装置４０の移動速度は、第１保持装置４０が取り得る最大速度であってもよい。第１保持装置４０を最大速度で移動させることにより、第１被処理物Ｗ１への第１注入工程の完了から第１被処理物Ｗ１の搬出までにかかる時間を短縮でき、生産性を向上できる。一方、注入工程が開始する第２被処理物Ｗ２を保持する第２保持装置４２の移動速度は、第２被処理物Ｗ２の注入条件に応じて定められてもよい。第２保持装置４２を注入条件に応じた移動速度で移動させることにより、第２被処理物Ｗ２が注入位置８４に移動した後にそのままの移動速度で第２被処理物Ｗ２への第２注入工程を開始できる。これにより、第２注入工程の開始を早めることができ、生産性を向上できる。

　図８は、第２被処理物Ｗ２への第２注入工程が実施されている状況を示す。図８において、第２保持装置４２は、注入位置８４に配置され、第１保持装置４０は、第１搬送位置８０に配置されている。第２保持装置４２は、第２被処理物Ｗ２への注入処理のために、注入位置８４において矢印Ｘで示されるように水平方向に往復運動する。第１保持装置４０は、第１搬送口７４を通じて注入処理後の第１被処理物Ｗ１を搬出するために、第１搬送位置８０において第１リフト機構５０ａを用いて第１被処理物Ｗ１をリフトアップする。第１保持装置４０は、第１搬送口７４を通じて注入処理前の第１被処理物Ｗ１を搬入するために、第１搬送位置８０において第１リフト機構５０ａを用いて第１被処理物Ｗ１を受け取る。

　図８において、第２保持装置４２は、第２被処理物Ｗ２の被処理面にスキャンビームＳＢが照射される向きとなるように第２被処理物Ｗ２を保持する。第２保持装置４２は、例えば、図４（ａ）と同様に、水平チルト角α２が０となる向きで第２被処理物Ｗ２を保持する。第２保持装置４２は、例えば、図５（ａ）と同様に、鉛直チルト角β２が０となる向きで第２被処理物Ｗ２を保持する。第２保持装置４２は、図４（ｂ）と同様に、水平チルト角α２が０ではない向きで第２被処理物Ｗ２を保持してもよい。第２保持装置４２は、図５（ｂ）と同様に、鉛直チルト角β２が０ではない向きで第２被処理物Ｗ２を保持してもよい。第２保持装置４２は、水平チルト角α２および鉛直チルト角β２のいずれも０ではない向きで第２被処理物Ｗ２を保持してもよい。

　図８において、第１保持装置４０は、第１搬送口７４を通じた第１被処理物Ｗ１の搬入または搬出が可能となる向きとなるように第１被処理物Ｗ１を保持する。第１保持装置４０は、図５（ｃ）に示されるように、第１被処理物Ｗ１の被処理面が水平方向に沿う向きとなるように第１被処理物Ｗ１を保持する。第１保持装置４０は、第１リフト機構５０ａを用いて第１被処理物Ｗ１をリフトアップし、第１チャック機構５０と第１被処理物Ｗ１の間に隙間５０ｂを形成する。第１搬送装置７０は、第１チャック機構５０と第１被処理物Ｗ１の間の隙間５０ｂに第１搬送ロボットのアームを挿入することにより、注入処理後の第１被処理物Ｗ１を搬出する。第１保持装置４０は、第１搬送ロボットのアームによって第１リフト機構５０ａに注入処理前の第１被処理物Ｗ１が載置された場合、第１被処理物Ｗ１のリフトアップを解除し、第１チャック機構５０に第１被処理物Ｗ１を保持する。第１保持装置４０は、注入処理前の第１被処理物Ｗ１を保持した後、第１鉛直角度調整機構５４を駆動して鉛直回動角φｂ１を変化させ、第１被処理物Ｗ１の被処理面が水平方向に沿わない向きで第１被処理物Ｗ１を保持する。

　図９は、第２被処理物Ｗ２への第２注入工程から第１被処理物Ｗ１への第１注入工程に切り替える状況を示す。つまり、第２被処理物Ｗ２への第２注入工程が終了し、第１被処理物Ｗ１への第１注入工程が開始する状況を示す。図９において、第１保持装置４０は、矢印Ｆ３で示されるように第１搬送位置８０から注入位置８４に向けて移動し、第２保持装置４２は、矢印Ｆ４で示されるように、注入位置８４から第２搬送位置８２に向けて移動している。図９に示されるように、第１保持装置４０および第２保持装置４２を同時に同じ方向に移動させることにより、第２注入工程から第１注入工程への切り替えにかかる時間を短縮できる。

　図９において、第１保持装置４０に保持される第１被処理物Ｗ１と第２保持装置４２に保持される第２被処理物Ｗ２の間の相対距離ｄが維持されるように第１保持装置４０および第２保持装置４２を移動させることができる。例えば、第１保持装置４０および第２保持装置４２の移動速度を同じとすることにより相対距離ｄを一定に維持できる。なお、第１保持装置４０および第２保持装置４２の移動速度を調整することにより、相対距離ｄが所定の上限値から下限値までの範囲内に維持されるように第１保持装置４０および第２保持装置４２を移動させてもよい。この場合、第１保持装置４０の移動速度を第２保持装置４２の移動速度より速くしてもよいし、遅くしてもよい。相対距離ｄは、スキャンビームＳＢの水平方向（ｘ３方向）のサイズより大きいことが好ましい。

　図９において、注入工程が終了する第２被処理物Ｗ２を保持する第２保持装置４２の移動速度は、第２保持装置４２が取り得る最大速度であってもよい。第２保持装置４２を最大速度で移動させることにより、第２被処理物Ｗ２への第２注入工程の完了から第２被処理物Ｗ２の搬出までにかかる時間を短縮でき、生産性を向上できる。一方、注入工程が開始する第１被処理物Ｗ１を保持する第１保持装置４０の移動速度は、第１被処理物Ｗ１の注入条件に応じて定められてもよい。第１保持装置４０を注入条件に応じた移動速度で移動させることにより、第１被処理物Ｗ１が注入位置８４に移動した後にそのままの移動速度で第１被処理物Ｗ１への第１注入工程を開始できる。これにより、第１注入工程の開始を早めることができ、生産性を向上できる。

　図１０は、実施の形態に係るイオン注入方法の流れを示すフローチャートである。まず、第１保持装置４０に注入処理前の第１被処理物Ｗ１を搬入する（Ｓ１０）。Ｓ１０において、第１保持装置４０に保持される注入処理済の第１被処理物Ｗ１を搬出した後に、第１保持装置４０に注入処理前の第１被処理物Ｗ１を搬入してもよい。次に、第２保持装置４２を第２搬送位置８２に移動させ（Ｓ１２）、第１保持装置４０を第１注入位置（例えば注入位置８４）に移動させる（Ｓ１４）。Ｓ１２とＳ１４は、同時に実行することができ、Ｓ１２およびＳ１４のそれぞれの実行期間が少なくとも部分的に重なるように実行できる。つづいて、第１注入位置にて第１保持装置４０を往復移動させることにより、往復移動する第１被処理物Ｗ１にイオンビームを照射する（Ｓ１６）。

　Ｓ１６の実行前、実行中または実行後において、第２保持装置４２に注入処理前の第２被処理物Ｗ２を搬入する（Ｓ１８）。Ｓ１８において、第２保持装置４２に保持される注入処理済の第２被処理物Ｗ２を搬出した後に、第２保持装置４２に注入処理前の第２被処理物Ｗ２を搬入してもよい。次に、第１保持装置４０を第１搬送位置８０に移動させ（Ｓ２０）、第２保持装置４２を第２注入位置（例えば注入位置８４）に移動させる（Ｓ２２）。Ｓ２０とＳ２２は、同時に実行することができ、Ｓ２０およびＳ２２のそれぞれの実行期間が少なくとも部分的に重なるように実行できる。つづいて、第２注入位置にて第２保持装置４２を往復移動させることにより、往復移動する第２被処理物Ｗ２にイオンビームを照射する（Ｓ２４）。

　図１０に示すフローは、繰り返し実行することができる。例えば、繰り返し後のＳ１０の処理は、Ｓ２４の実行前、実行中または実行後において実行することができる。Ｓ２４の実行前、実行中または実行後において、第１保持装置４０に保持される注入処理済の第１被処理物Ｗ１を搬出し、第１保持装置４０に注入処理前の第１被処理物Ｗ１を搬入することができる。図１０に示すフローを繰り返すことにより、第１保持装置４０に保持される第１被処理物Ｗ１への第１注入工程と、第２保持装置４２に保持される第２被処理物Ｗ２への第２注入工程とを交互に繰り返し実行できる。図１０に示すフローは、連続的に処理すべき複数の被処理物に対する注入工程が完了するまで、繰り返し実行できる。

　本実施の形態によれば、注入処理室１４に複数の保持装置を設けることにより、被処理物の注入工程と搬送工程を並行して実行できる。例えば、第１保持装置４０に保持される第１被処理物Ｗ１への第１注入工程と同時に、第２保持装置４２にて第２被処理物Ｗ２の搬送工程を実行できる。また、第２保持装置４２に保持される第２被処理物Ｗ２への第２注入工程と同時に、第１保持装置４０にて第１被処理物Ｗ１の搬送工程を実行できる。その結果、単一の保持装置を用いて注入工程と搬送工程を交互に実行する場合に比べて、複数の被処理物の連続処理にかかる時間を短縮でき、生産性を向上できる。

　本実施の形態によれば、複数の保持装置を水平方向に往復移動させる構成とすることにより、複数の保持装置を鉛直方向に往復移動させる構成に比べて、注入処理室１４および搬送装置１６の構成の複雑化を抑制できる。また、複数の保持装置を水平方向に往復移動させる構成とすることにより、注入処理室１４および搬送装置１６の鉛直方向のサイズを抑制できる。その結果、一般的な半導体プロセス工場のフロアにおける高さ制限の範囲内となる外形サイズを有するイオン注入装置１０を提供できる。

　本実施の形態によれば、複数の保持装置が共通のガイドレール４４に沿って移動する構成とすることにより、注入位置における複数の保持装置のそれぞれの往復移動を共通化できる。その結果、複数の保持装置を用いることによって注入環境に差異が生じることを防ぐことができる。その結果、複数の被処理物に対する注入処理のばらつきを抑制しつつ、複数の被処理物に対する注入処理の生産性を向上できる。

　本実施の形態によれば、イオンビームを鉛直方向に往復走査し、被処理物を水平方向に往復移動させることにより、被処理物の被処理面全体にスキャンビームを効率的に照射できる。また、質量分析部２４およびエネルギー分析部３４においてイオンビームを水平方向に偏向させることにより、水平面内に沿って進行するビームラインＡを構成することができ、ビーム生成装置１２の鉛直方向のサイズを抑制できる。

　本実施の形態によれば、イオン源２０のフロントスリット２０ｃを水平方向に長いスリット形状とすることにより、引出部２２を通じて水平方向に拡がったイオンビームを生成できる。その結果、イオン源２０からスポット状のイオンビームを引き出す場合に比べて、ビーム電流のより大きなイオンビームの生成が容易となる。また、イオン源２０から引き出されるイオンビームの鉛直方向のサイズが小さいため、イオンビームが通過するための質量分析磁石装置２４ａの対向磁極間の間隔を小さくできる。その結果、質量分析磁石装置２４ａのサイズを抑制できる。例えば、イオン源のフロントスリットを水平方向に狭くし、鉛直方向に長いスリット形状とする比較例に比べて、質量分析磁石装置２４ａのサイズを抑制しつつ、ビーム電流のより大きなイオンビームを生成できる。

　本実施の形態によれば、水平方向に拡がったイオンビームをビーム成形部２６にてスポット状に成形することにより、ビーム走査部２８による鉛直方向のビームスキャンに適したスポットビームを形成できる。ビーム走査部２８によってスポットビームを鉛直方向にスキャンすることにより、鉛直方向のサイズが大きな被処理物へのイオン注入が可能となる。本実施の形態によれば、鉛直方向のサイズが大きな被処理物に対してビーム電流のより大きなスキャンビームを照射できるため、注入処理の生産性を向上できる。

　本実施の形態では、イオン源２０における磁場Ｂ１の印加方向と質量分析部２４における磁場Ｂ２の印加方向が直交するため、両者が干渉することによってビーム品質や磁場制御に悪影響を与える可能性が高くなる。一方、イオン源における磁場の印加方向が鉛直方向となる比較例の場合、イオン源における磁場の印加方向と質量分析部における磁場の印加方向が平行であるため、両者の磁場が多少干渉しても大きな問題とはならない。本実施の形態によれば、引出部２２と質量分析部２４の間に磁気シールド２３を設けることにより、イオン源２０に印加される水平方向の磁場Ｂ１と質量分析部２４に印加される鉛直方向の磁場Ｂ２の間の磁場干渉を抑制できる。これにより、イオン源２０におけるプラズマ生成効率と質量分析部２４の質量分析精度を両立させることができる。

　本実施の形態は、鉛直方向のサイズが大きな被処理物へのイオン注入処理に適用できる。鉛直方向のサイズが大きな被処理物の一例は、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の製造に用いられる大型基板である。このような大型基板の鉛直方向および水平方向のサイズは、例えば１ｍ×２ｍ以上である。このような大型の被処理物を鉛直方向に往復移動させることは現実的ではない。本実施の形態によれば、被処理物を水平方向に往復移動させるため、被処理物を鉛直方向に往復移動させる場合に比べて、大型基板の往復移動が容易である。水平方向に往復移動する大型基板に対し、鉛直方向にスキャンされるスキャンビームを照射することにより、大型基板に対するイオン注入処理を実行できる。

　イオン注入装置１０は、被処理物がＦＰＤ用の大型基板の場合、ビーム平行化部３０、加速減速部３２およびエネルギー分析部３４の少なくとも一つを備えなくてもよい。注入処理室１４は、被処理物がＦＰＤ用の大型基板の場合、被処理物を水平方向に移動させることにより、被処理物を注入処理室１４に搬入し、被処理物を注入処理室１４から搬出してもよい。例えば、注入処理前の大型基板を注入処理室１４の右側（または左側）から搬入し、大型基板を注入処理室１４にて左方向（または右方向）に移動させてイオン注入処理を実行し、注入処理後の大型基板を注入処理室１４の左側（または右側）から搬出してもよい。これにより、イオン注入装置１０は、大型基板をインラインで連続的に処理してもよい。

　図１１は、変形例に係るイオン注入方法の流れを示すフローチャートである。図１１のフローでは、第１被処理物Ｗ１に対する第１注入工程と第２被処理物Ｗ２に対する第２注入工程を並行して実行する。

　まず、第１保持装置４０に注入処理前の第１被処理物Ｗ１を搬入する（Ｓ３０）。Ｓ３０において、第１保持装置４０に保持される注入処理済の第１被処理物Ｗ１を搬出した後に、第１保持装置４０に注入処理前の第１被処理物Ｗ１を搬入してもよい。また、第２保持装置４２に注入処理前の第２被処理物Ｗ２を搬入する（Ｓ３２）。Ｓ３２において、第２保持装置４２に保持される注入処理済の第２被処理物Ｗ２を搬出した後に、第２保持装置４２に注入処理前の第２被処理物Ｗ２を搬入してもよい。Ｓ３０とＳ３２の工程の順序は問わず、Ｓ３０の開始後にＳ３２を開始してもよいし、Ｓ３２の開始後にＳ３０を開始してもよい。Ｓ３０およびＳ３２の工程は同時に実行されてもよい。

　つづいて、第１保持装置４０を第１注入位置（例えば注入位置８４）に移動させる（Ｓ３４）。第１注入位置にて第１保持装置４０を往復移動させることにより、往復移動する第１被処理物Ｗ１にイオンビームを照射する（Ｓ３６）。Ｓ３６における第１被処理物Ｗ１の往復移動の回数は特に限られないが、例えば、１往復のみでもよい。その後、第１保持装置４０を第１注入位置から退避させ（Ｓ３８）、第２保持装置４２を第２注入位置（例えば注入位置８４）に移動させる（Ｓ４０）。第１保持装置４０を退避させる第１退避位置は、例えば、第１搬送位置８０と第１注入位置の間に位置する。第１保持装置４０を退避させる第１退避位置は、第１搬送位置８０と同じであってもよい。

　つづいて、第２注入位置にて第２保持装置４２を往復移動させることにより、往復移動する第２被処理物Ｗ２にイオンビームを照射する（Ｓ４２）。Ｓ４２における第２被処理物Ｗ２の往復移動の回数は特に限られないが、例えば、１往復のみでもよい。その後、第２保持装置４２を第２注入位置から退避させる（Ｓ４４）。第２保持装置４２を退避させる第２退避位置は、例えば、第２搬送位置８２と第２注入位置の間に位置する。第２保持装置４２を退避させる第２退避位置は、第２搬送位置８２と同じであってもよい。

　第１被処理物Ｗ１および第２被処理物Ｗ２に対する注入処理が完了していなければ（Ｓ４６のＮ）、注入処理が完了するまで、Ｓ３４～Ｓ４４の工程を繰り返す。例えば、第１被処理物Ｗ１および第２被処理物Ｗ２の注入処理の完了に必要な往復移動の回数が３回（つまり、３往復）であれば、Ｓ３４～Ｓ４４の工程が３回繰り返される。この場合、第１被処理物Ｗ１が１往復してイオンビームが照射される工程と、第２被処理物Ｗ２が１往復してイオンビームが照射される工程とが交互に３回ずつ実行される。この場合、第１被処理物Ｗ１と第２被処理物Ｗ２の間の相対距離ｄをできるだけ小さくしてＳ３８とＳ４０を同時に実行することができ、また、第１被処理物Ｗ１と第２被処理物Ｗ２の間の相対距離ｄをできるだけ小さくしてＳ４４とＳ３４を同時に実行できる。つまり、第１被処理物Ｗ１と第２被処理物Ｗ２の間の相対距離ｄをできるだけ小さくした状態を維持して、第１被処理物Ｗ１および第２被処理物Ｗ２を同一方向に同期させて往復移動させることができる。これにより、イオンビームの利用効率を向上させることができる。

　Ｓ４６にて注入処理が完了していれば（Ｓ４６のＹ）、第１保持装置４０を第１搬送位置８０に移動させ（Ｓ４８）、第２保持装置４２を第２搬送位置８２に移動させる（Ｓ５０）。Ｓ４８とＳ５０の工程の順序は問わず、Ｓ４８の開始後にＳ５０を開始してもよいし、Ｓ５０の開始後にＳ４８を開始してもよい。Ｓ４８およびＳ５０の工程は同時に実行されてもよい。また、第１退避位置が第１搬送位置８０である場合、Ｓ３８の工程において第１保持装置４０が第１搬送位置８０にすでに配置されているため、Ｓ４８の工程が省略されてもよい。同様に、第２退避位置が第２搬送位置８２である場合、Ｓ４４の工程において第２保持装置４２が第２搬送位置８２にすでに配置されているため、Ｓ５０の工程が省略されてもよい。

　図１１に示すフローは、連続的に処理すべき複数の被処理物に対する注入工程が完了するまで、繰り返し実行できる。図１１のフローによれば、第１保持装置４０にて第１被処理物Ｗ１を搬入および搬出する第１搬送工程と、第２保持装置４２にて第２被処理物Ｗ２を搬入および搬出する第２搬送工程とを同時に実行できるため、生産性を向上できる。図１１に示すフローは、被処理物の搬出および搬入にかかる搬送時間に比べて、被処理物にイオンビームが照射される注入時間が十分に短い（例えば半分以下である）場合に適用されることが好ましい。また、図１１に示すフローは、被処理物の搬出および搬入にかかる搬送時間に比べて、被処理物にイオンビームが照射される注入時間が十分に長い（例えば２倍以上である）場合に適用されることも好ましい。図１１に示すフローは、被処理物にイオンビームが照射される注入時間が被処理物の搬出および搬入にかかる搬送時間と同程度の場合にも適用できるが、この場合、図１０に示すフローの方が生産性が高いかもしれない。

　上述の実施の形態では、ビーム走査部２８およびビーム平行化部３０を用いて、ビーム生成装置１２がスキャンビームを生成する場合について示した。別の実施の形態では、ビーム生成装置がリボンビームを生成してもよい。ビーム生成装置は、ビーム走査部２８の代わりにリボンビーム生成部を備えてもよい。リボンビーム生成部は、スポット状のイオンビームを鉛直方向に発散させることによってリボンビームを生成する。リボンビーム生成部は、電場式または磁場式のビーム発散装置によって構成されてもよい。

　上述の実施の形態では、イオン源２０から引き出されるイオンビームが水平方向に拡がったリボン状ビームである場合について示した。別の実施の形態では、イオン源から引き出されるイオンビームが鉛直方向に拡がったリボンビームであってもよい。この場合、イオン源のフロントスリットは、鉛直方向の開口幅が長く、水平方向の開口幅が短いスリット形状を有する。同様に、引出部の引出電極は、鉛直方向の開口幅が長く、水平方向の開口幅が短いスリット形状を有する。この場合、質量分析部は、鉛直方向に拡がったリボンビームを水平方向に偏向させるよう構成される。この場合、ビーム生成装置は、ビーム走査部２８およびビーム平行化部３０を備えなくてもよい。この場合、イオン源および引出部は、鉛直方向に拡がったリボンビームを生成するためのリボンビーム生成部ということができる。

　上述の別の実施の形態において、鉛直方向に拡がったリボンビームの鉛直方向における照射範囲のサイズは、被処理物の鉛直方向のサイズよりも大きい。したがって、リボンビームを生成するビーム生成装置は、鉛直方向における照射範囲のサイズが被処理物の被処理面のサイズよりも大きい照射範囲にわたってイオンビームを照射するよう構成される。なお、上述の実施の形態において、スキャンビームを生成するビーム生成装置１２は、鉛直方向における照射範囲のサイズが被処理物の被処理面のサイズよりも大きい照射範囲にわたってイオンビームを照射するよう構成される。

　上述の実施の形態では、注入処理室１４に複数の保持装置４０，４２を設ける場合について示した。別の実施の形態では、注入処理室１４に単一の保持装置のみが設けられてもよい。単一の保持装置は、上述の第１保持装置４０または第２保持装置４２のいずれかと同様に構成されてもよい。

　上述の実施の形態では、スキャンビームＳＢのスキャン方向が鉛直方向である場合について示した。別の実施の形態では、スキャンビームＳＢのスキャン方向が鉛直方向に対して傾斜するように構成されてもよい。この場合、ビーム走査部２８、ビーム平行化部３０、加速減速部３２およびエネルギー分析部３４は、（例えば、質量分析部２４より下流であってビーム走査部２８より上流の位置において）ｚ２方向に延びるビームラインＡを回転軸として回転させた位置に（つまり、傾斜した向きで）配置される。なお、ビーム走査部２８およびビーム平行化部３０のみを回転させ、加速減速部３２およびエネルギー分析部３４の少なくとも一方については回転させない配置としてもよい。この場合、スキャンビームＳＢのスキャン方向は、鉛直方向から４５度以内であることが好ましい。

　上述の実施の形態では、第１保持装置４０および第２保持装置４２が水平方向に移動する場合について示した。別の実施の形態では、第１保持装置４０および第２保持装置４２の移動方向が水平方向でなくてもよく、水平方向に対して傾斜してもよい。第１保持装置４０および第２保持装置４２の移動方向は、水平方向とは異なる方向であって、スキャンビームを横切る任意の方向であってもよい。

　本開示のある態様は以下の通りである。
（項１）イオンを生成するイオン源と、
　前記イオン源から前記イオンを引き出してイオンビームを生成する引出部と、
　前記イオンビームを水平方向とは異なるスキャン方向に往復スキャンさせてスキャンビームを生成するよう構成されるビーム走査部と、
　被処理物を保持可能に構成される保持装置であって、前記保持装置に保持される前記被処理物を前記スキャンビームを横切る方向に往復移動させるよう構成される保持装置と、を備えるイオン注入装置。
（項２）前記保持装置は、前記保持装置に保持される前記被処理物を前記水平方向に往復移動させるよう構成される、項１に記載のイオン注入装置。
（項３）前記スキャン方向は、鉛直方向から４５度以内となる方向である、項１または項２に記載のイオン注入装置。
（項４）前記スキャン方向は、鉛直方向である、項１または項２に記載のイオン注入装置。
（項５）前記イオン源は、前記引出部によって引き出される前記イオンが通過するフロントスリットを備え、
　前記フロントスリットの前記水平方向の開口幅は、前記フロントスリットの鉛直方向の開口幅よりも大きい、項１から項４のいずれか一つに記載のイオン注入装置。
（項６）前記イオン源は、
　内部空間を有し、前記内部空間にて生成されるプラズマから前記イオンを引き出すための前記フロントスリットを有するアークチャンバと、
　前記内部空間に前記水平方向の磁場を印加する磁石装置と、を備える項５に記載のイオン注入装置。
（項７）前記引出部は、前記イオンビームが通過する引出開口を有する引出電極を備え、
　前記引出開口の前記水平方向の開口幅は、前記引出開口の前記鉛直方向の開口幅よりも大きい、項５または項６に記載のイオン注入装置。
（項８）前記引出部と前記ビーム走査部の間に設けられ、前記イオンビームを前記水平方向に偏向させる質量分析部をさらに備える、項１から項７のいずれか一つに記載のイオン注入装置。
（項９）前記質量分析部は、前記イオンビームに鉛直方向の磁場を印加する磁石装置を備える、項８に記載のイオン注入装置。
（項１０）前記引出部と前記質量分析部の間に設けられ、前記イオンビームが通過する通過開口を有する磁気シールドをさらに備える、項８または項９に記載のイオン注入装置。
（項１１）前記質量分析部と前記ビーム走査部の間に設けられ、前記イオンビームの断面形状および収束発散角の少なくとも一方を調整するための少なくとも一つのレンズ装置を備えるビーム成形部をさらに備える、項８から項１０のいずれか一つに記載のイオン注入装置。
（項１２）前記ビーム走査部の下流側に設けられ、前記スキャンビームを平行化するビーム平行化部をさらに備える、項１から項１１のいずれか一つに記載のイオン注入装置。
（項１３）前記スキャンビームを前記水平方向に偏向させる偏向装置と、前記偏向装置の下流側に設けられるエネルギー分析スリットとを備えるエネルギー分析部をさらに備える、項１から項１２のいずれか一つに記載のイオン注入装置。
（項１４）前記偏向装置は、前記スキャンビームを挟んで対向する電極対と、前記電極対に直流電圧を印加する電源とを備える、項１３に記載のイオン注入装置。
（項１５）前記偏向装置の前記電極対は、前記水平方向に対向するように配置される、項１４に記載のイオン注入装置。
（項１６）前記偏向装置の前記電極対は、前記スキャン方向と直交する方向に対向するように配置される、項１４に記載のイオン注入装置。
（項１７）イオン源を用いてイオンを生成することと、
　前記イオン源から前記イオンを引き出してイオンビームを生成することと、
　前記イオンビームを水平方向とは異なるスキャン方向に往復スキャンさせてスキャンビームを生成することと、
　前記スキャンビームを横切る方向に被処理物を往復移動させることと、を備えるイオン注入方法。

　本開示のある態様は以下の通りである。
（項１８）被処理物に照射されるイオンビームを生成し、鉛直方向における照射範囲のサイズが前記被処理物の被処理面のサイズよりも大きい前記照射範囲にわたって前記イオンビームを照射するよう構成されるビーム生成装置と、
　第１被処理物を保持可能に構成される第１保持装置であって、前記第１保持装置に保持される前記第１被処理物が前記照射範囲を横切るように前記第１被処理物を水平方向に往復移動させるよう構成される第１保持装置と、
　第２被処理物を保持可能に構成される第２保持装置であって、前記第２保持装置に保持される前記第２被処理物が前記照射範囲を横切るように前記第２被処理物を前記水平方向に往復移動させるよう構成される第２保持装置と、を備えるイオン注入装置。
（項１９）前記第１保持装置は、前記第１被処理物に前記イオンビームを照射するための第１注入位置と、前記第１被処理物を前記第１保持装置に搬入または前記第１保持装置から搬出するための第１搬送位置との間で移動可能となるよう構成され、
　前記第２保持装置は、前記第２被処理物に前記イオンビームを照射するための第２注入位置と、前記第２被処理物を前記第２保持装置に搬入または前記第２保持装置から搬出するための第２搬送位置との間で移動可能となるよう構成される、項１８に記載のイオン注入装置。
（項２０）前記第１注入位置および前記第２注入位置は、前記第１搬送位置と前記第２搬送位置の間に位置する、項１９に記載のイオン注入装置。
（項２１）前記第１注入位置にて前記第１保持装置が前記第１被処理物を往復移動させる第１移動範囲は、前記第２注入位置にて前記第２保持装置が前記第２被処理物を往復移動させる第２移動範囲とビーム進行方向に見て重なる、項１９または項２０に記載のイオン注入装置。
（項２２）前記第１移動範囲は、前記第２移動範囲と共通である、項２１に記載のイオン注入装置。
（項２３）前記第１注入位置にて前記第１保持装置によって保持される前記第１被処理物の前記鉛直方向の位置は、前記第２注入位置にて前記第２保持装置によって保持される前記第２被処理物の前記鉛直方向の位置と共通である、項１９から項２２のいずれか一つに記載のイオン注入装置。
（項２４）前記第１注入位置にて前記第１保持装置によって保持される前記第１被処理物のビーム進行方向の位置は、前記第２注入位置にて前記第２保持装置によって保持される前記第２被処理物の前記ビーム進行方向の位置と共通である、項１９から項２３のいずれか一つに記載のイオン注入装置。
（項２５）前記第１保持装置は、前記第２搬送位置に移動不可となるよう構成され、
　前記第２保持装置は、前記第１搬送位置に移動不可となるよう構成される、項１９から項２４のいずれか一つに記載のイオン注入装置。
（項２６）前記第１保持装置および前記第２保持装置は、同じ方向に移動可能である、項１８から項２５のいずれか一つに記載のイオン注入装置。
（項２７）前記第１保持装置および前記第２保持装置は、前記第１保持装置によって保持される前記第１被処理物と前記第２保持装置によって保持される前記第２被処理物の間の相対距離を維持したまま、同じ方向に同時に移動可能である、項１８から項２６のいずれか一つに記載のイオン注入装置。
（項２８）前記第１保持装置および前記第２保持装置は、共通のガイドレールに沿って移動可能である、項１８から項２７のいずれか一つに記載のイオン注入装置。
（項２９）前記第１保持装置は、前記第１被処理物の前記鉛直方向の向きを調整する第１鉛直角度調整機構と、前記第１被処理物の前記水平方向の向きを調整する第１水平角度調整機構とを備え、
　前記第２保持装置は、前記第２被処理物の前記鉛直方向の向きを調整する第２鉛直角度調整機構と、前記第２被処理物の前記水平方向の向きを調整する第２水平角度調整機構とを備える、項１８から項２８のいずれか一つに記載のイオン注入装置。
（項３０）前記第１保持装置は、前記水平方向の回転軸まわりに回動して前記第１被処理物の向きを調整する第１鉛直角度調整機構と、前記鉛直方向の回転軸まわりに回動して前記第１被処理物の向きを調整する第１水平角度調整機構とを備え、
　前記第２保持装置は、前記水平方向の回転軸まわりに回動して前記第２被処理物の向きを調整する第２鉛直角度調整機構と、前記鉛直方向の回転軸まわりに回動して前記第２被処理物の向きを調整する第２水平角度調整機構とを備える、項１８から項２８のいずれか一つに記載のイオン注入装置。
（項３１）前記第１保持装置は、前記第１被処理物の向きを調整する第１鉛直角度調整機構を備え、前記第１鉛直角度調整機構は、前記第１被処理物の搬入または搬出時に前記第１被処理物の被処理面が前記水平方向に沿う向きに調整し、前記第１被処理物への前記イオンビームの照射時に前記第１被処理物の前記被処理面が前記水平方向に沿わない向きに調整するように構成され、
　前記第２保持装置は、前記第２被処理物の向きを調整する第２鉛直角度調整機構を備え、前記第２鉛直角度調整機構は、前記第２被処理物の搬入または搬出時に前記第２被処理物の被処理面が前記水平方向に沿う向きに調整し、前記第２被処理物への前記イオンビームの照射時に前記第２被処理物の前記被処理面が前記水平方向に沿わない向きに調整するように構成される、項１８から項２８のいずれか一つに記載のイオン注入装置。
（項３２）前記第１保持装置は、前記第１被処理物の前記水平方向の向きを調整する第１水平角度調整機構と、前記第１被処理物のツイスト角度を調整する第１ツイスト機構とを備え、
　前記第２保持装置は、前記第２被処理物の前記水平方向の向きを調整する第２水平角度調整機構と、前記第２被処理物のツイスト角度を調整する第２ツイスト機構とを備える、項１８から項３１のいずれか一つに記載のイオン注入装置。
（項３３）前記ビーム生成装置は、前記照射範囲にわたって前記イオンビームを往復スキャンさせるビーム走査部を備える、項１８から項３２のいずれか一つに記載のイオン注入装置。
（項３４）前記ビーム生成装置は、前記照射範囲のサイズに対応したビームサイズを有するリボンビームを生成するリボンビーム生成部を備える、項１８から項３２のいずれか一つに記載のイオン注入装置。
（項３５）被処理物に照射されるイオンビームを生成することと、
　鉛直方向における照射範囲のサイズが前記被処理物の被処理面のサイズよりも大きい前記照射範囲にわたって前記イオンビームを照射することと、
　第１被処理物を第１保持装置に保持させることと、
　前記第１保持装置を用いて、前記第１被処理物が前記照射範囲を横切るように前記第１被処理物を水平方向に往復移動させることと、
　第２被処理物を第２保持装置に保持させることと、
　前記第２保持装置を用いて、前記第２被処理物が前記照射範囲を横切るように前記第２被処理物を前記水平方向に往復移動させることと、を備えるイオン注入方法。

　以上、本開示を上述の各実施の形態を参照して説明したが、本開示は上述の各実施の形態に限定されるものではなく、各実施の形態の構成を適宜組み合わせてもよいし、置換してもよい。また、当業者の知識に基づいて各実施の形態における組み合わせや処理の順番を適宜組み替えることや各種の設計変更等の変形を実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような組み替えや変形が加えられた実施の形態も本開示に係るイオン注入装置およびイオン注入方法の範囲に含まれ得る。

　本開示に係る実施の形態は、本開示に係る方法を記述するコンピュータ読み取り可能な一以上のシーケンスを含むコンピュータプログラムの形態を取ってもよいし、このようなコンピュータプログラムが格納される非一時的かつ有形な記録媒体（例えば、不揮発性メモリ、磁気テープ、磁気ディスクまたは光学ディスク）の形態を取ってもよい。プロセッサは、このようなコンピュータプログラムを実行することにより、本開示に係る方法を実現してもよい。

　本発明の限定的ではない例示的な実施の形態によれば、イオン注入工程の生産性を向上させるための技術を提供できる。

　１０…イオン注入装置、１２…ビーム生成装置、１４…注入処理室、１６…搬送装置、１８…制御装置、２０…イオン源、２０ａ…アークチャンバ、２０ｂ…内部空間、２０ｃ…フロントスリット、２２…引出部、２２ａ…第１引出電極、２２ｂ…第２引出電極、２２ｃ…第１引出開口、２２ｄ…第２引出開口、２３…磁気シールド、２４…質量分析部、２４ａ…質量分析磁石装置、２４ｂ…質量分析スリット、２６…ビーム成形部、２６ａ…レンズ装置、２８…ビーム走査部、２８ａ，２８ｂ…走査電極対、３０…ビーム平行化部、３０ａ，３０ｂ…平行化レンズ電極、３４…エネルギー分析部、３４ａ，３４ｂ…ＡＥＦ電極対、３４ｃ…エネルギー分析スリット、４０…第１保持装置、４２…第２保持装置、４４…ガイドレール、５０…第１チャック機構、５０ａ…第１リフト機構、５２…第１ツイスト機構、５４…第１鉛直角度調整機構、５６…第１水平角度調整機構、５８…第１往復運動機構、６０…第２チャック機構、６０ａ…第２リフト機構、６２…第２ツイスト機構、６４…第２鉛直角度調整機構、６６…第２水平角度調整機構、６８…第２往復運動機構、７０…第１搬送装置、７２…第２搬送装置、７４…第１搬送口、７６…第２搬送口、８０…第１搬送位置、８２…第２搬送位置、８４…注入位置、Ａ…ビームライン、ＳＢ…スキャンビーム、Ｗ１…第１被処理物、Ｗ２…第２被処理物、Ｃ…移動範囲、Ｅ１…第１可動範囲、Ｅ２…第２可動範囲。

Claims (17)

1. 　イオンを生成するイオン源と、
   　前記イオン源から前記イオンを引き出してイオンビームを生成する引出部と、
   　前記イオンビームを水平方向とは異なるスキャン方向に往復スキャンさせてスキャンビームを生成するよう構成されるビーム走査部と、
   　被処理物を保持可能に構成される保持装置であって、前記保持装置に保持される前記被処理物を前記スキャンビームを横切る方向に往復移動させるよう構成される保持装置と、を備えるイオン注入装置。
2. 　前記保持装置は、前記保持装置に保持される前記被処理物を前記水平方向に往復移動させるよう構成される、請求項１に記載のイオン注入装置。
3. 　前記スキャン方向は、鉛直方向から４５度以内となる方向である、請求項１に記載のイオン注入装置。
4. 　前記スキャン方向は、鉛直方向である、請求項１に記載のイオン注入装置。
5. 　前記イオン源は、前記引出部によって引き出される前記イオンが通過するフロントスリットを備え、
   　前記フロントスリットの前記水平方向の開口幅は、前記フロントスリットの鉛直方向の開口幅よりも大きい、請求項１に記載のイオン注入装置。
6. 　前記イオン源は、
   　内部空間を有し、前記内部空間にて生成されるプラズマから前記イオンを引き出すための前記フロントスリットを有するアークチャンバと、
   　前記内部空間に前記水平方向の磁場を印加する磁石装置と、を備える請求項５に記載のイオン注入装置。
7. 　前記引出部は、前記イオンビームが通過する引出開口を有する引出電極を備え、
   　前記引出開口の前記水平方向の開口幅は、前記引出開口の前記鉛直方向の開口幅よりも大きい、請求項５または６に記載のイオン注入装置。
8. 　前記引出部と前記ビーム走査部の間に設けられ、前記イオンビームを前記水平方向に偏向させる質量分析部をさらに備える、請求項１に記載のイオン注入装置。
9. 　前記質量分析部は、前記イオンビームに鉛直方向の磁場を印加する磁石装置を備える、請求項８に記載のイオン注入装置。
10. 　前記引出部と前記質量分析部の間に設けられ、前記イオンビームが通過する通過開口を有する磁気シールドをさらに備える、請求項８または９に記載のイオン注入装置。
11. 　前記質量分析部と前記ビーム走査部の間に設けられ、前記イオンビームの断面形状および収束発散角の少なくとも一方を調整するための少なくとも一つのレンズ装置を備えるビーム成形部をさらに備える、請求項８または９に記載のイオン注入装置。
12. 　前記ビーム走査部の下流側に設けられ、前記スキャンビームを平行化するビーム平行化部をさらに備える、請求項１に記載のイオン注入装置。
13. 　前記スキャンビームを前記水平方向に偏向させる偏向装置と、前記偏向装置の下流側に設けられるエネルギー分析スリットとを備えるエネルギー分析部をさらに備える、請求項１に記載のイオン注入装置。
14. 　前記偏向装置は、前記スキャンビームを挟んで対向する電極対と、前記電極対に直流電圧を印加する電源とを備える、請求項１３に記載のイオン注入装置。
15. 　前記偏向装置の前記電極対は、前記水平方向に対向するように配置される、請求項１４に記載のイオン注入装置。
16. 　前記偏向装置の前記電極対は、前記スキャン方向と直交する方向に対向するように配置される、請求項１４に記載のイオン注入装置。
17. 　イオン源を用いてイオンを生成することと、
    　前記イオン源から前記イオンを引き出してイオンビームを生成することと、
    　前記イオンビームを水平方向とは異なるスキャン方向に往復スキャンさせてスキャンビームを生成することと、
    　前記スキャンビームを横切る方向に被処理物を往復移動させることと、を備えるイオン注入方法。

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