JP2023118398A - イオン注入装置、イオン注入方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被処理物の交換時間を短縮できるイオン注入装置等を提供する。【解決手段】イオン注入方法は、（ａ）ウェハに照射可能な照射可能方向に向かうイオンビームによる第１ウェハの照射後に、電界および磁界の少なくとも一方によって当該イオンビームをウェハに照射不能な照射不能方向に偏向させるステップと、（ｂ）ステップ（ａ）に続いて、第１ウェハをイオン注入位置から移動させるステップと、（ｅ）ステップ（ｂ）に続いて、第１ウェハとは異なる第２ウェハをイオン注入位置に配置させるステップと、（ｆ）ステップ（ｅ）に続いて、イオンビームを照射不能方向から照射可能方向に戻すステップと、を備える。【選択図】図１６

Description

本発明は、イオン注入装置およびイオン注入方法に関する。

特許文献１には、ウェハに照射される前のイオンビームを遮断可能なビーム遮断機構を備えるイオン注入装置が開示されている。このビーム遮断機構はモータによって開閉駆動される一対のシャッタ板を備え、その開口幅に応じてイオンビームを物理的に遮断する閉状態およびイオンビームを通過させる開状態の間で切り替え可能である。ビーム遮断機構は、ウェハをイオン注入位置に配置させる際には閉状態とされ、当該ウェハへのイオン注入の際には開状態に切り替えられ、当該ウェハをイオン注入位置から移動させる際には再び閉状態に切り替えられる。

特開２０００－２９４１８７号公報

特許文献１のイオン注入装置では、イオン注入対象のウェハを交換する度にビーム遮断機構が閉状態と開状態の間で切り替えられる。しかし、モータによって物理的に開閉駆動されるビーム遮断機構では、一対のシャッタ板の開閉動作に時間を要するため、ウェハの交換時間が長くなってしまう。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その例示的な目的の一つは、被処理物の交換時間を短縮できるイオン注入装置等を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様のイオン注入装置は、電界および磁界の少なくとも一方によってイオンビームを偏向させるビーム偏向装置であって、当該イオンビームが被処理物に照射可能な照射可能方向に向かう照射可能状態、および、当該イオンビームが被処理物に照射不能な照射不能方向に向かう照射不能状態の間で切り替え可能なビーム偏向装置と、イオンビームが照射される被処理物を保持する保持装置と、保持装置との間で被処理物を搬送する搬送装置と、ビーム偏向装置、保持装置、搬送装置を制御するプロセッサと、プログラムが格納されたメモリと、を備える。プロセッサは、プログラムに基づいて、（ａ）保持装置によって保持された第１被処理物へのイオンビームの照射後に、ビーム偏向装置を照射不能状態に切り替えるステップと、（ｂ）ステップ（ａ）に続いて、保持装置による第１被処理物の保持を解除するステップと、（ｃ）ステップ（ｂ）に続いて、搬送装置によって第１被処理物を保持装置から搬出するステップと、（ｄ）ステップ（ｃ）に続いて、搬送装置によって第１被処理物とは異なる第２被処理物を保持装置に搬入するステップと、（ｅ）ステップ（ｄ）に続いて、保持装置によって第２被処理物を保持するステップと、（ｆ）ステップ（ｅ）に続いて、ビーム偏向装置を照射可能状態に切り替えるステップと、を実行する。

この態様では、電界および磁界の少なくとも一方によってイオンビームを偏向させるビーム偏向装置によって、ステップ（ｂ）～（ｅ）における被処理物の交換の際の照射不能状態と、被処理物へのイオンビームの照射の際の照射可能状態を迅速に切り替えることができるため、被処理物の交換時間を短縮できる。

本発明の別の態様は、イオン注入方法である。この方法は、（ａ）被処理物に照射可能な照射可能方向に向かうイオンビームによる第１被処理物の照射後に、電界および磁界の少なくとも一方によって当該イオンビームを被処理物に照射不能な照射不能方向に偏向させるステップと、（ｂ）ステップ（ａ）に続いて、第１被処理物をイオン注入位置から移動させるステップと、（ｃ）ステップ（ｂ）に続いて、第１被処理物とは異なる第２被処理物をイオン注入位置に配置させるステップと、（ｄ）ステップ（ｃ）に続いて、イオンビームを照射不能方向から照射可能方向に戻すステップと、を備える。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラム等の間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明のある態様によれば、イオン注入の被処理物の交換時間を短縮できる。

イオン注入装置の概略構成を示す上面図である。 イオン注入装置の概略構成を示す側面図である。 電界によって照射可能方向から照射不能方向に偏向されたイオンビームを模式的に示す。 磁界によって照射可能方向から照射不能方向に偏向されたイオンビームを模式的に示す。 ビーム遮断機構の変形例を示す。 ビーム遮断機構の変形例を示す。 ビーム遮断機構の変形例を示す。 ビーム遮断機構の変形例を示す。 ビーム遮断機構の変形例を示す。 ウェハ搬送装置の概略構成を示す上面図である。 中間搬送機構によるスワップ動作を模式的に示す。 中間搬送機構によるスワップ動作を模式的に示す。 中間搬送機構によるスワップ動作を模式的に示す。 中間搬送機構によるスワップ動作を模式的に示す。 イオン注入装置の機能ブロック図である。 イオン注入装置の基本動作を模式的に示すタイミングチャートである。 イオン注入装置の基本動作のフローチャートである。 ビーム走査機能とビーム偏向機能を一つのビーム走査装置で実現する例を模式的に示す。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。説明または図面において同一または同等の構成要素、部材、処理には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図示される各部の縮尺や形状は、説明を容易にするために便宜的に設定されており、特に言及がない限りは限定的に解釈されるものではない。実施形態は例示であり、本発明の範囲を何ら限定するものではない。実施形態に記載される全ての特徴やそれらの組合せは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

図１は本発明の実施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り、図２は当該イオン注入装置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Ｗの表面にイオン注入処理を施す装置である。被処理物Ｗは、例えば半導体ウェハやディスプレイデバイス等の基板である。本明細書では被処理物Ｗを便宜的にウェハＷともいうが、イオン注入処理の対象を半導体ウェハ等の特定の物体や物質に限定する意図ではない。

イオン注入装置１０は、イオンビームを一方向（以下では走査方向、ビーム走査方向、ビーム移動方向ともいう）に往復走査させ、ウェハＷを走査方向と直交する方向（以下では往復運動方向、往復移動方向、ウェハ移動方向ともいう）に往復運動させることで、ウェハＷの被処理面全体に亘ってイオンビームを照射できる。本明細書では、設計上のビームラインＡに沿って進むイオンビームの進行方向（以下ではビーム進行方向ともいう）をｚ方向とし、ｚ方向に垂直な面をｘｙ平面とする。イオンビームを被処理物Ｗに対して走査する場合のイオンビームの走査方向（ビーム移動方向）をｘ方向とし、ｚ方向およびｘ方向に垂直なｙ方向をウェハ移動方向とする。このように、イオンビームの往復走査はｘ方向に行われ、ウェハＷの往復運動はｙ方向に行われる。

イオン注入装置１０は、イオン生成装置１２と、ビームライン装置１４と、注入処理室１６と、ウェハ搬送装置１８を備える。イオン生成装置１２は、イオンビームをビームライン装置１４に供給する。ビームライン装置１４は、イオン生成装置１２から供給されたイオンビームを注入処理室１６まで輸送する。注入処理室１６にはイオン注入対象であるウェハＷが収容され、ビームライン装置１４から供給されるイオンビームをウェハＷに照射するイオン注入処理が施される。搬送装置としてのウェハ搬送装置１８は、イオン注入処理前の未処理ウェハを注入処理室１６に搬入し、イオン注入処理後の処理済ウェハを注入処理室１６から搬出する。なお、図示は省略するが、イオン生成装置１２、ビームライン装置１４、注入処理室１６、ウェハ搬送装置１８に所望の真空環境を提供するための真空排気系がイオン注入装置１０に設けられる。

ビームライン装置１４は、ビームラインＡの上流側から順に、質量分析部２０、ビームパーク装置２４、ビーム整形部３０、ビーム走査装置３２、ビーム平行化部３４、角度エネルギーフィルタ（ＡＥＦ：Angular Energy Filter）３６を備える。なお、ビームラインＡの上流（側）とはイオン生成装置１２に近い側であり、ビームラインＡの下流（側）とは注入処理室１６（またはビームストッパ４６）に近い側である。

イオン生成装置１２の下流に設けられる質量分析部２０は、イオン注入処理に使用される所望のイオン種を、イオン生成装置１２が生成したイオンビームから質量分析を通じて選択または抽出する。質量分析部２０は、質量分析磁石２１と、質量分析レンズ２２と、質量分析スリット２３を備える。

質量分析磁石２１は、イオン生成装置１２から引き出されたイオンビームに磁界を印加して、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軌道にイオンビームを偏向させる。質量分析磁石２１は、例えばイオンビームに－ｙ方向の磁界を印加してイオンビームをｘ方向に偏向させる。質量分析磁石２１の磁界強度は、所望の質量電荷比Ｍを有するイオン種が下流の質量分析スリット２３を通過できるように調整される。

質量分析レンズ２２は、質量分析磁石２１の下流（かつ質量分析スリット２３の上流）に設けられ、イオンビームに対する収束力／発散力（またはイオンビームの収束度／発散度）を調整する。質量分析レンズ２２は、質量分析スリット２３を通過するイオンビームのビーム進行方向（ｚ方向）における収束位置を調整し、質量分析部２０の質量分解能Ｍ／ｄＭを調整する。なお、質量分析レンズ２２は、質量分析部２０に設けられなくてもよい。

質量分析スリット２３は、質量分析レンズ２２から離れた下流の位置に設けられる。質量分析スリット２３は、ｘ方向の幅が相対的に短くｙ方向の高さが相対的に長い矩形状の開口２３ａを有する。開口２３ａの幅方向（ｘ方向）が質量分析磁石２１によるビーム偏向方向（ｘ方向）と一致するため、質量分析スリット２３において質量電荷比Ｍに応じた所望のイオン種の選別に主に寄与するのは開口２３ａの幅（ｘ方向の寸法）である。

質量分析スリット２３は、質量分解能の調整のためにスリット幅（開口２３ａの幅）を可変としてもよい。例えば、スリット幅方向（ｘ方向）に相対移動可能な二枚の遮蔽体で質量分析スリット２３を構成し、当該二枚の遮蔽体のスリット幅方向の間隔を変化させることでスリット幅を調整してもよい。また、質量分析スリット２３は、スリット幅の異なる複数のスリットを切り替えることで、スリット幅を変更してもよい。

ビームパーク装置２４は、電界および磁界の少なくとも一方によってイオンビームを偏向させるビーム偏向装置を構成する。具体的には、ビームパーク装置２４は、イオンビームがウェハＷに照射可能な照射可能方向に向かう照射可能状態、および、イオンビームがウェハＷに照射不能な照射不能方向に向かう照射不能状態の間で切り替え可能である。図２の例では、質量分析スリット２３の開口２３ａ内に向かう矢印が照射可能方向を表し、質量分析スリット２３の開口２３ａ外のビームダンプ２６に向かう矢印が照射不能方向を表す。ここで、質量分析スリット２３は、照射可能方向に向かうイオンビームの少なくとも一部を通過させるスリットであり、ビーム偏向装置としてのビームパーク装置２４と、後述する保持装置としてのウェハ保持装置５２（図２）の間に設けられる。

照射不能状態にあるビームパーク装置２４は、ビームラインＡからイオンビームを一時的に退避し、下流の注入処理室１６（またはウェハＷ）に向かうイオンビームをビームダンプ２６によって遮蔽する。すなわち、照射不能方向に向かうイオンビームは、質量分析スリット２３外のビームダンプ２６に衝突して遮断される。ビームパーク装置２４は、ビームラインＡ上の任意の位置に配置できるが、図示の例では質量分析レンズ２２と質量分析スリット２３の間に配置されている。前述のように質量分析レンズ２２と質量分析スリット２３の間には一定以上の距離が必要であるため、その間にビームパーク装置２４を配置することで効率的にスペースを利用できる。この結果、他の場所にビームパーク装置２４を配置する場合に比べて、ビームラインＡを短くしてイオン注入装置１０全体を小型化できる。

図１および図２に示されるビームパーク装置２４は、電界によってイオンビームを偏向させるタイプのビーム偏向装置を構成する。このビームパーク装置２４は、一対のパーク電極２５（２５ａ、２５ｂ）とビームダンプ２６を備える。一対のパーク電極２５ａ、２５ｂは、ビームラインＡを挟んでｙ方向に対向する。ビームパーク装置２４は、一対のパーク電極２５ａ、２５ｂに印加する電圧の変更によるｙ方向の電界変化に応じて、イオンビームを照射可能方向と照射不能方向の間で切り替える。

図２の例では、一対のパーク電極２５ａ、２５ｂに電圧が印加されていない時（すなわち電圧が略零の時）に、イオン注入処理に使用される所望のイオン種のビームが偏向されずに、照射可能方向に直進して質量分析スリット２３の開口２３ａ内を通過する照射可能状態となっている。一方、一対のパーク電極２５ａ、２５ｂに電圧が印加されている時（すなわち電圧が有意な非零の値の時）に、イオン注入処理に使用される所望のイオン種のビームが－ｙ方向に偏向されて、照射不能方向に進んで質量分析スリット２３の開口２３ａ外のビームダンプ２６に衝突して遮蔽される照射不能状態となっている。

以上の例では、一対のパーク電極２５ａ、２５ｂに電圧が印加されていないイオンビームの非偏向時に当該イオンビームが照射可能方向に進み、一対のパーク電極２５ａ、２５ｂに電圧が印加されているイオンビームの偏向時に当該イオンビームが照射不能方向に進むが、非偏向時のイオンビームが照射不能方向に進み、偏向時のイオンビームが照射可能方向に進むようにしてもよい。この場合、例えば、図２における質量分析スリット２３の開口２３ａの位置にビームダンプ２６を設け、図２におけるビームダンプ２６の位置に質量分析スリット２３の開口２３ａを設ければよい。この場合、開口２３ａより下流の構成も、当該開口２３ａを通過する（偏向された）イオンビームのビームラインＡ上に設けられる。

また、照射可能方向に進むイオンビームおよび照射不能方向に進むイオンビームが、一対のパーク電極２５ａ、２５ｂに印加される異なる電圧によって偏向されたものでもよい。例えば、照射可能方向（質量分析スリット２３の開口２３ａが位置している方向）がビームパーク装置２４へのイオンビームの入射方向に対して第１偏向角度Θ１をなし、照射不能方向（ビームダンプ２６が位置している方向）がビームパーク装置２４へのイオンビームの入射方向に対して第１偏向角度Θ１と有意に異なる第２偏向角度Θ２をなす場合、一対のパーク電極２５ａ、２５ｂに印加する電圧を、第１偏向角度Θ１を実現する第１電圧Ｖ１と第２偏向角度Θ２を実現する第２電圧Ｖ２（≠Ｖ１）の間で切り替えることによって、所望のイオン種のビームの進む方向を照射可能方向と照射不能方向の間で切り替えられる。

以上のように一対のパーク電極２５ａ、２５ｂの対向方向はｙ方向であり、質量分析磁石２１のビーム偏向方向（ｘ方向）と直交する。このため、一対のパーク電極２５ａ、２５ｂに印加されるｙ方向の偏向電圧は、質量分析磁石２１がｘ方向に沿って行う質量電荷比Ｍに応じた所望のイオン種の選別を阻害しない。

図２の例では、第１パーク電極２５ａがビームラインＡより重力方向（第１パーク電極２５ａおよび第２パーク電極２５ｂの対向方向）上側に配置され、第２パーク電極２５ｂがビームラインＡより重力方向下側に配置される。第１パーク電極２５ａおよび第２パーク電極２５ｂの下流に設けられるビームダンプ２６は、ビームラインＡより重力方向下側であって、質量分析スリット２３の開口２３ａより重力方向下側に配置される。ビームダンプ２６は、例えば、質量分析スリット２３の開口２３ａが形成されていない壁状部分である。なお、ビームダンプ２６を質量分析スリット２３と別体に構成してもよい。

図３は、一対のパーク電極２５ａ、２５ｂに印加された電圧によって、照射可能方向Ｄ１（またはビームラインＡ）から照射不能方向Ｄ２に偏向されたイオンビームＩＢを模式的に示す。図示されるイオンビームＩＢの偏向角度θは、照射可能方向Ｄ１と照射不能方向Ｄ２のなす角度である。ここで、イオンビームＩＢは一対のパーク電極２５ａ、２５ｂ間の電界が作用する電極間およびその近傍の領域では曲がりながら進むが、イオンビームＩＢの偏向角度θは、イオンビームＩＢが曲がる前に直進していた照射可能方向Ｄ１の直線と、イオンビームＩＢが曲がった後に直進する照射不能方向Ｄ２の直線がなす角度と定義される。偏向角度θが小さすぎるとイオンビームＩＢの一部が質量分析スリット２３の開口２３ａ内に入り込んでしまう恐れがあり、偏向角度θが大きすぎるとビームダンプ２６を構成する質量分析スリット２３が大型化してしまう。本発明者の検討の結果、照射可能方向Ｄ１と照射不能方向Ｄ２のなす偏向角度θは2度と60度の間とするのが好ましい。また、偏向角度θは3度と45度の間とするのがより好ましく、5度と30度の間とするのが更に好ましい。

図４は、一対の磁極２５ｃ、２５ｄ間に印加された磁界によって、照射可能方向Ｄ１（またはビームラインＡ）から照射不能方向Ｄ２に偏向されたイオンビームＩＢを模式的に示す。図１～図３に示されたビームパーク装置２４が電界によってイオンビームを偏向させるタイプのビーム偏向装置を構成していたのに対し、図４の変形例に係るビームパーク装置２４は磁界によってイオンビームを偏向させるタイプのビーム偏向装置を構成する。

このビームパーク装置２４は、イオンビームＩＢを挟んでｘ方向に対向する一対の磁極２５ｃ、２５ｄを備える。各磁極２５ｃ、２５ｄは鉄等の磁性材料の芯であり、その外周にコイル２５ｅ、２５ｆが巻き付けられている。各磁極２５ｃ、２５ｄおよび各コイル２５ｅ、２５ｆは、当該各コイル２５ｅ、２５ｆに印加される電流の変更によってｘ方向の磁界変化をもたらす電磁石を構成する。各磁極２５ｃ、２５ｄ間のｘ方向の磁界によって、ｚ方向に進行するイオンビームＩＢは－ｙ方向のローレンツ力を受けるため、図３と同様にイオンビームＩＢを照射可能方向Ｄ１と照射不能方向Ｄ２の間で切り替えられる。なお、各磁極２５ｃ、２５ｄに巻き付けられる各コイル２５ｅ、２５ｆに代えてまたは加えて、当該一対の磁極２５ｃ、２５ｄを磁気的に接続する不図示のヨークにコイルを巻き付けてもよい。

図４の例では、一対の磁極２５ｃ、２５ｄ間にｘ方向の磁界が印加されていない時に、イオン注入処理に使用される所望のイオン種のビームが偏向されずに、照射可能方向に直進して質量分析スリット２３の開口２３ａ内を通過する照射可能状態となっている。一方、一対の磁極２５ｃ、２５ｄ間にｘ方向の磁界が印加されている時に、イオン注入処理に使用される所望のイオン種のビームが－ｙ方向に偏向されて、照射不能方向に進んで質量分析スリット２３の開口２３ａ外のビームダンプ２６に衝突して遮蔽される照射不能状態となっている。

以上の例では、一対の磁極２５ｃ、２５ｄ間に磁界が印加されていないイオンビームの非偏向時に当該イオンビームが照射可能方向に進み、一対の磁極２５ｃ、２５ｄ間に磁界が印加されているイオンビームの偏向時に当該イオンビームが照射不能方向に進むが、非偏向時のイオンビームが照射不能方向に進み、偏向時のイオンビームが照射可能方向に進むようにしてもよい。また、照射可能方向に進むイオンビームおよび照射不能方向に進むイオンビームが、一対の磁極２５ｃ、２５ｄ間に印加される異なる磁界によって偏向されたものでもよい。

なお、図１～３の実施形態や図４の変形例に係るビームパーク装置２４に代えてまたは加えて、質量分析部２０における質量分析磁石２１を、磁界によってイオンビームを照射可能方向と照射不能方向の間で偏向させるビーム偏向装置として利用してもよい。前述のように、質量分析磁石２１は－ｙ方向の磁界を印加してイオンビームをｘ方向に偏向させ、照射可能状態で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２３の開口２３ａを通過する。一方、照射不能状態では質量分析磁石２１のｙ方向の磁界を変化させて、所望のイオン種を含むイオンビームを質量分析スリット２３の開口２３ａから外れたｘ方向の位置に偏向させる。この場合、図２の例では開口２３ａからｙ方向に外れた位置に設けられたビームダンプ２６が、開口２３ａからｘ方向に外れた位置に設けられることになる。また、図１～３の実施形態のような電界偏向タイプのビームパーク装置２４と、図４の変形例のような磁界偏向タイプのビームパーク装置２４を併用して、イオンビームを照射可能方向と照射不能方向の間で偏向させてもよい。

以下では、前述のような各種のビームパーク装置２４およびビーム偏向装置として機能する質量分析部２０における質量分析磁石２１等を、ビーム偏向装置２４と総称する。

図１および図２において、質量分析スリット２３の下流にはビーム遮断機構としても機能するインジェクタファラデーカップ２８が設けられる。インジェクタファラデーカップ２８は、インジェクタ駆動部２９の動作によってビームラインＡに出し入れ可能である。インジェクタ駆動部２９は、インジェクタファラデーカップ２８をビームラインＡの延びる方向（ｚ方向）と直交する方向（例えばｙ方向）に移動させる。図２の破線で示すように、インジェクタファラデーカップ２８がビームラインＡ上に配置された場合、下流側に向かうイオンビームが物理的に遮断される遮断状態となる。一方、図２の実線で示すように、インジェクタファラデーカップ２８がビームラインＡ上から外された場合、下流側に向かうイオンビームが物理的に遮断されずに通過する非遮断状態となる。このように、インジェクタファラデーカップ２８およびインジェクタ駆動部２９は、イオンビームを物理的に遮断する遮断状態、および、イオンビームを通過させる非遮断状態の間で切り替え可能なビーム遮断機構として機能する。

インジェクタファラデーカップ２８は、質量分析部２０によって質量分析されたイオンビームのビーム電流を計測する。質量分析磁石２１の磁界強度を変化させながらビーム電流を測定することで、インジェクタファラデーカップ２８はイオンビームの質量分析スペクトラムを取得できる。この質量分析スペクトラムは、例えば質量分析部２０の質量分解能の算出に利用される。

図５～図９は、ビーム遮断機構の変形例を示す。各図のＡ（図５Ａ等）は、ビーム遮断機構がイオンビームＩＢを物理的に遮断する遮断状態を示し、各図のＢ（図５Ｂ等）は、ビーム遮断機構がイオンビームＩＢを通過させる非遮断状態を示す。

図５のビーム遮断機構は円形等の板状の遮蔽板２８ａである。図５Ａの遮断状態では、遮蔽板２８ａがビームラインＡ上に配置されており、イオンビームＩＢを物理的に遮断する。図５Ｂの非遮断状態では、遮断状態から図示の矢印のようにビームラインＡの延びる方向（ｚ方向）と直交する方向（例えばｘ方向）の回転軸の周りに回転された遮蔽板２８ａがビームラインＡから外れるため、イオンビームＩＢが通過できる。

図６のビーム遮断機構は円形等の板状の遮蔽板２８ｂである。図６Ａの遮断状態では、遮蔽板２８ｂがビームラインＡ上に配置されており、イオンビームＩＢを物理的に遮断する。図６Ｂの非遮断状態では、遮断状態から図示の矢印のようにビームラインＡの延びる方向（ｚ方向）と直交する方向（例えばｙ方向）に移動された遮蔽板２８ｂがビームラインＡから外れるため、イオンビームＩＢが通過できる。

図７のビーム遮断機構は円板状の遮蔽板２８ｃであり、その外周の少なくとも一箇所にイオンビームＩＢが通過可能な窓２８ｄまたは孔が形成されている。図７Ａの遮断状態では、窓２８ｄがビームラインＡから外れているため、遮蔽板２８ｃの窓２８ｄ以外の部分がイオンビームＩＢを物理的に遮断する。図７Ｂの非遮断状態では、遮断状態から図示の矢印のようにビームラインＡの延びる方向（ｚ方向）と平行な方向の回転軸の周りに回転された遮蔽板２８ｃの窓２８ｄがビームラインＡ上に配置されるため、イオンビームＩＢが窓２８ｄを通過できる。

図８のビーム遮断機構は、ビームラインＡの延びる方向（ｚ方向）と直交する方向（例えばｘ方向）の回転軸２８ｆの周りに回転可能な板状の遮蔽板２８ｅである。図８Ａの遮断状態では、遮蔽板２８ｅがビームラインＡ上に配置されており、イオンビームＩＢを物理的に遮断する。図８Ｂの非遮断状態では、遮断状態から図示の矢印のように回転軸２８ｆの周りに回転された遮蔽板２８ｅがビームラインＡから外れるため、イオンビームＩＢが通過できる。

図９のビーム遮断機構は、イオンビームＩＢが通過可能な通路２８ｈが形成され、ビームラインＡの延びる方向（ｚ方向）と直交する方向（例えばｘ方向）の回転軸の周りに回転可能なブロック状の遮蔽体２８ｇである。図９Ａの遮断状態では、通路２８ｈがビームラインＡと交差または直交しているため、遮蔽体２８ｇの通路２８ｈ以外の部分がイオンビームＩＢを物理的に遮断する。図９Ｂの非遮断状態では、遮断状態から図示の矢印のように回転された遮蔽体２８ｇの通路２８ｈがビームラインＡ上に略平行に配置されるため、イオンビームＩＢが通路２８ｈを通過できる。

以下では、図５～図９のビーム遮断機構および図１および図２のインジェクタファラデーカップ２８を、ビーム遮断機構２８と総称する。

図１および図２において、ビーム整形部３０は収束／発散四重極レンズ（Ｑレンズ）等の収束／発散装置を備え、質量分析部２０を通過したイオンビームを所望の断面形状に整形する。例えば電界式の三段四重極レンズ（トリプレットＱレンズともいう）で構成されるビーム整形部３０は、三つの四重極レンズ３０ａ、３０ｂ、３０ｃを有する。三つのレンズ装置３０ａ～３０ｃを用いることで、ビーム整形部３０はイオンビームの収束または発散をｘ方向およびｙ方向について独立に調整できる。ビーム整形部３０は、磁界式のレンズ装置を含んでもよいし、電界と磁界の両方を利用してイオンビームを整形するレンズ装置を含んでもよい。

ビーム走査装置３２は、電界および磁界の少なくとも一方によってウェハＷに照射されるイオンビーム（ビーム整形部３０が整形したもの）でｘ方向の所定の走査角度範囲を往復走査する。後述するように、ビーム走査装置３２は、ビームパーク装置２４に代えてまたは加えて、イオンビームを照射可能方向と照射不能方向の間で偏向させるビーム偏向装置としても利用できる。ビーム走査装置３２は、ビーム走査方向（ｘ方向）に対向する走査電極対を備える。走査電極対は可変電圧電源（不図示）に接続されており、走査電極対の間に印加される電圧を周期的に変化させることで、電極間の電界を変化させてイオンビームをｚｘ平面内の様々な角度に偏向させる。この結果、イオンビームがｘ方向の走査範囲全体に亘って走査される。図１において、矢印Ｘによってイオンビームの走査方向および走査範囲が例示され、当該走査範囲におけるイオンビームの複数の軌道が一点鎖線で例示されている。

ビーム平行化部３４は、ビーム走査装置３２によって走査されたイオンビームの進行方向を設計上のビームラインＡの軌道と略平行に整える。ビーム平行化部３４は、ｙ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状の複数の平行化レンズ電極を備える。平行化レンズ電極は、高圧電源（不図示）に接続されており、印加された電圧によ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ビームラインＡと略平行に揃える。なお、ビーム平行化部３４は他のタイプのビーム平行化装置、例えば磁界を利用する磁石装置で置換してもよい。また、ビーム平行化部３４の下流には、イオンビームを加速または減速させるためのＡＤ（Accel/Decel）コラム（不図示）を設けてもよい。

角度エネルギーフィルタ（ＡＥＦ）３６はイオンビームのエネルギーを分析し、必要なエネルギーのイオンを下方（－ｙ方向）に偏向して注入処理室１６に導く。角度エネルギーフィルタ３６は、高圧電源（不図示）に接続された電界偏向用のＡＥＦ電極対を備える。図２において、上側（＋ｙ側）のＡＥＦ電極に正電圧を印加し、下側（－ｙ側）のＡＥＦ電極に負電圧を印加することで、正電荷のイオンビームを下方に偏向させる（負電荷のイオンビームの場合は、上側のＡＥＦ電極に負電圧を印加し、下側のＡＥＦ電極に正電圧を印加する）。なお、角度エネルギーフィルタ３６は、磁界偏向用の磁石装置で構成されてもよいし、電界偏向用のＡＥＦ電極対と磁界偏向用の磁石装置の組合せで構成されてもよい。

以上のように、ビームライン装置１４は、被処理物としてのウェハＷに照射されるべきイオンビームを注入処理室１６に供給する。注入処理室１６は、ビームラインＡの上流側から順に、エネルギースリット３８、プラズマシャワー装置４０、サイドカップ４２（４２Ｒ、４２Ｌ）、プロファイラカップ４４、ビームストッパ４６を備える。図２に示されるように、注入処理室１６は、一枚または複数枚のウェハＷを保持するプラテン駆動装置５０を備える。

エネルギースリット３８は、角度エネルギーフィルタ３６の下流側に設けられ、角度エネルギーフィルタ３６と共にウェハＷに入射するイオンビームのエネルギーを分析する。エネルギースリット３８は、ビーム走査方向（ｘ方向）に横長のスリットであるエネルギー制限スリット（ＥＤＳ：Energy Defining Slit）である。エネルギースリット３８は、エネルギーが所望の値または所望の範囲内のイオンビームをウェハＷに向けて通過させ、それ以外のイオンビームを遮蔽する。

プラズマシャワー装置４０は、エネルギースリット３８の下流側に配置される。プラズマシャワー装置４０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／またはウェハＷの表面（ウェハ被処理面）に低エネルギー電子を供給し、イオン注入で生じるウェハ被処理面上の正電荷の蓄積（いわゆるチャージアップ）を抑制する。プラズマシャワー装置４０は、例えば、イオンビームが通過するシャワーチューブと、当該シャワーチューブ内に電子を供給するプラズマ発生装置を含む。

サイドカップ４２（４２Ｒ、４２Ｌ）は、ウェハＷへのイオン注入処理中にイオンビームのビーム電流を測定する。図１に示されるように、サイドカップ４２Ｒ、４２Ｌは、ビームラインＡ上に配置されるウェハＷから左右（ｘ方向）にずれて配置されており、イオン注入時にウェハＷに向かうイオンビームを遮らない位置に配置される。イオンビームは、ウェハＷが位置する範囲を超えてｘ方向に走査されるため、イオン注入時においても走査されるビームの一部がサイドカップ４２Ｒ、４２Ｌに入射する。このように、イオン注入処理中のビーム電流量がサイドカップ４２Ｒ、４２Ｌによって計測される。イオン注入時にサイドカップ４２Ｒ、４２Ｌに入射するイオンビームは被処理物としてのウェハＷに照射されないため、サイドカップ４２Ｒ、４２ＬはウェハＷに照射不能な照射不能方向に向かうイオンビームのビーム電流を測定する第２ビーム電流測定器（第１ビーム電流測定器については後述する）を構成する。なお、照射不能方向に向かうイオンビームが衝突するビームダンプ２６上にファラデーカップ等のビーム電流測定器を設けて第２ビーム電流測定器としてもよい。

プロファイラカップ４４は、ウェハ被処理面におけるビーム電流を測定する。プロファイラカップ４４は、駆動部４５の動作によってｘ方向に移動可能であり、イオン注入時にウェハＷが位置する注入領域から待避され、ウェハＷが注入領域にない時に当該注入領域に挿入される。ｘ方向に駆動されるプロファイラカップ４４は、ｘ方向のビーム走査範囲の全体に亘ってビーム電流を測定できる。プロファイラカップ４４は、ビーム走査方向（ｘ方向）の複数の位置におけるビーム電流を同時に計測できるように、ｘ方向に配列された複数のファラデーカップを備えてもよい。プロファイラカップ４４に入射するイオンビームはイオン注入時に被処理物としてのウェハＷが位置する注入領域に入射するため、プロファイラカップ４４はウェハＷに照射可能な照射可能方向に向かうイオンビームのビーム電流を測定する第１ビーム電流測定器を構成する。なお、照射可能方向に向かうイオンビームが衝突するビームストッパ４６上にファラデーカップ等のビーム電流測定器を設けて第１ビーム電流測定器としてもよい。

サイドカップ４２およびプロファイラカップ４４の少なくとも一つは、ビーム電流量を測定するための単一のファラデーカップを備えてもよいし、イオンビームの角度情報を測定するための角度計測器を備えてもよい。角度計測器は、例えば、スリットと、当該スリットからビーム進行方向（ｚ方向）に離れて設けられる複数の電流検出部を備える。この角度計測器は、スリットを通過したイオンビームをスリット幅方向に並ぶ複数の電流検出部で計測することで、スリット幅方向のビームの角度成分または角度分布を測定できる。サイドカップ４２およびプロファイラカップ４４の少なくとも一つは、ｘ方向の角度情報を測定可能な第１角度測定器および／またはｙ方向の角度情報を測定可能な第２角度測定器を備えてもよい。

プラテン駆動装置５０は、ウェハ保持装置５２と、往復運動機構５４と、ツイスト角度調整機構５６と、チルト角度調整機構５８を備える。

イオンビームが照射されるウェハＷを保持するためのウェハ保持装置５２はウェハＷを支持する支持機構を構成し、支持されたウェハＷを静電引力によって保持する静電保持機構としての静電チャックを備える。ウェハ保持装置５２は、イオン注入されるウェハＷを加熱または冷却するための温度調整装置を備えてもよい。温度調整装置は、ウェハＷを室温より20℃以上、50℃以上、100℃以上高い温度に加熱する加熱装置であってもよいし、ウェハＷを室温より20℃以上、50℃以上、100℃以上低い温度に冷却する冷却装置であってもよい。ウェハＷの温度は、ウェハＷに注入されるイオンの濃度分布（注入プロファイル）やイオン注入によってウェハＷに形成される結晶欠陥（注入ダメージ）に影響を及ぼす。室温より高温のウェハＷにイオンビームを照射する処理は高温注入とも呼ばれる。また、室温より低温のウェハＷにイオンビームを照射する処理は低温注入とも呼ばれる。

往復運動機構５４は、支持機構を含むウェハ保持装置５２をイオンビームと交差する方向に往復移動させる駆動機構である。往復運動機構５４は、ビーム走査方向（ｘ方向）と直交する往復運動方向（ｙ方向）に支持機構を含むウェハ保持装置５２を往復運動させることで、ウェハ保持装置５２で保持されたウェハＷをｙ方向に往復運動させる。図２において、矢印ＹによってウェハＷの往復運動の方向および範囲が例示されている。

注入角度調整機構を構成するツイスト角度調整機構５６はウェハＷの回転角を調整する機構であり、ウェハ被処理面の中央において当該ウェハ被処理面に対して直交する法線を回転軸としてウェハＷを回転させることで、ウェハＷの外周部に設けられるアライメントマークと基準位置の間のツイスト角度を調整する。ここで、ウェハＷのアライメントマークは、例えばウェハＷの外周部に設けられるノッチやオリフラであり、ウェハＷの結晶方向やウェハＷの周方向の角度位置の基準となる。ツイスト角度調整機構５６は、ウェハ保持装置５２と往復運動機構５４の間に設けられ、ウェハ保持装置５２と共に往復運動機構５４によって往復運動される。

注入角度調整機構を構成するチルト角度調整機構５８はウェハＷの傾きを調整する機構であり、ウェハ被処理面に向かうイオンビームの進行方向とウェハ被処理面の法線の間のチルト角度を調整する。図２の例では、ウェハＷの傾斜角のうちｘ方向の軸を回転の中心軸とする回転角がチルト角度としてチルト角度調整機構５８によって調整される。チルト角度調整機構５８は、往復運動機構５４と注入処理室１６の内壁の間に設けられており、往復運動機構５４を含むプラテン駆動装置５０全体をＲ方向（図２）に回転させることでウェハＷのチルト角度を調整する。

プラテン駆動装置５０は、イオンビームがウェハＷに照射されるイオン注入位置と、ウェハ搬送装置１８との間でウェハＷが搬入または搬出される搬送位置との間でウェハＷが移動可能となるようにウェハＷを保持する。すなわち、プラテン駆動装置５０は、ウェハ保持装置５２で支持されたウェハＷにイオンビームが照射されるイオン注入位置と、ウェハ搬送装置１８がウェハ保持装置５２との間でウェハＷを搬送可能な搬送位置の間で、ウェハ保持装置５２を移動させる移動装置を構成する。図２は、ウェハＷおよびウェハ保持装置５２がイオン注入位置にある状態を示しており、ウェハ保持装置５２はビームラインＡと交差するようにウェハＷを保持する。ウェハＷの搬送位置は、ウェハ搬送装置１８に設けられる搬送機構または搬送ロボットが搬送口４８を通じてウェハＷを搬入または搬出する際のウェハ保持装置５２の位置に対応する。

ビームストッパ４６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１６の内壁に取り付けられる。ビームラインＡ上にウェハＷおよびプロファイラカップ４４が存在しない場合のイオンビームがビームストッパ４６に入射する。ビームストッパ４６は、注入処理室１６とウェハ搬送装置１８の間を接続する搬送口４８の近くに配置され、図２の例では搬送口４８より鉛直下方（－ｙ方向）の位置に設けられる。

イオン注入装置１０は、その動作全般を制御する制御装置６０を更に備える。制御装置６０は、コンピュータの中央演算処理装置、メモリ、入力装置、出力装置、コンピュータに接続される周辺機器等のハードウェア資源と、それらを用いて実行されるソフトウェアの協働により実現される。コンピュータの種類や設置場所は問わず、制御装置６０の各機能は、単一のコンピュータのハードウェア資源で実現してもよいし、複数のコンピュータに分散したハードウェア資源を組み合わせて実現してもよい。制御装置６０の詳細については後述する。

図１０は、ウェハ保持装置５２との間でウェハＷを搬送（搬入および搬出）する搬送装置としてのウェハ搬送装置１８の概略構成を示す上面図である。ウェハ搬送装置１８は、ロードポート６２と、大気搬送部６４と、第１ロードロック室６６ａと、第２ロードロック室６６ｂと、中間搬送室６８と、バッファ室７０を備える。

ロードポート６２は、複数のウェハ容器７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄ（以下ではウェハ容器７２と総称する）を受け入れ可能である。ウェハ搬送装置１８は、ウェハ容器７２の未処理ウェハＷａを注入処理室１６に搬入し、注入処理室１６においてイオン注入処理が施された処理済ウェハＷｂをウェハ容器７２に搬出する。

図示の状態では、処理済ウェハＷｂが注入処理室１６内にあり、図２の搬送口４８に対応する処理室ゲートバルブ８６（後述）の正面において、ウェハ保持装置５２によって支持されている。この状態で、後述する中間搬送室６８の中間搬送機構８４によって、処理済ウェハＷｂがウェハ保持装置５２から、ウェハ搬送装置１８の中間搬送室６８内に搬送される。このように図１０は、処理済ウェハＷｂを支持するウェハ保持装置５２が、ウェハ搬送装置１８との間でウェハを搬送可能な搬送位置にある状態を示している。一方、注入処理室１６内でウェハに対するイオン注入処理を施す際は、プラテン駆動装置５０が処理対象のウェハをウェハ保持装置５２ごと、図１０の搬送位置から図２のイオン注入位置まで移動させる。

大気搬送部６４は、第１大気搬送機構７４ａと、第２大気搬送機構７４ｂと、アライメント装置７６を備える。第１大気搬送機構７４ａは、ロードポート６２と第１ロードロック室６６ａの間に設けられる。第１大気搬送機構７４ａは、例えばウェハを搬送するための二つのロボットアームを備える。第１大気搬送機構７４ａは、イオン注入処理前のウェハを第１ウェハ容器７２ａおよび第２ウェハ容器７２ｂから大気搬送部６４内に搬入し、イオン注入処理済のウェハを大気搬送部６４外の第１ウェハ容器７２ａおよび第２ウェハ容器７２ｂに搬出する。第１大気搬送機構７４ａは、アライメント装置７６にアライメント前の未処理ウェハを搬入し、アライメント装置７６からアライメント済の未処理ウェハを搬出する。第１大気搬送機構７４ａは、第１ロードロック室６６ａにアライメント済の未処理ウェハを搬入し、第１ロードロック室６６ａからイオン注入処理済のウェハを搬出する。

第２大気搬送機構７４ｂは、ロードポート６２と第２ロードロック室６６ｂの間に設けられる。第２大気搬送機構７４ｂは、例えばウェハを搬送するための二つのロボットアームを備える。第２大気搬送機構７４ｂは、イオン注入処理前のウェハを第３ウェハ容器７２ｃおよび第４ウェハ容器７２ｄから大気搬送部６４内に搬入し、イオン注入処理済のウェハを大気搬送部６４外の第３ウェハ容器７２ｃおよび第４ウェハ容器７２ｄに搬出する。第２大気搬送機構７４ｂは、アライメント装置７６にアライメント前の未処理ウェハを搬入し、アライメント装置７６からアライメント済の未処理ウェハを搬出する。第２大気搬送機構７４ｂは、第２ロードロック室６６ｂにアライメント済の未処理ウェハを搬入し、第２ロードロック室６６ｂからイオン注入処理済のウェハを搬出する。

アライメント装置７６は、ウェハの中心位置や回転位置（回転角度）を調整するための装置である。アライメント装置７６は、ウェハに設けられるノッチ等のアライメントマークを検出し、それを基準としてウェハの中心位置や回転位置を所望の位置に調整する。ウェハ容器７２から大気搬送部６４内に搬入される未処理ウェハは、中心位置や回転位置が必ずしも揃っていないため、ロードロック室６６ａ、６６ｂに搬入される前にアライメント装置７６によって位置決め（アライメント）が行われる。アライメント装置７６は、第１大気搬送機構７４ａと第２大気搬送機構７４ｂの間の位置に設けられる。アライメント装置７６は、例えばバッファ室７０の鉛直下側（－ｙ側）の位置に設けられる。

第１ロードロック室６６ａおよび第２ロードロック室６６ｂは、それぞれ大気搬送部６４と中間搬送室６８の間に設けられる。第１ロードロック室６６ａおよび第２ロードロック室６６ｂは、例えば、大気搬送部６４とｚ方向に隣接し、中間搬送室６８とｘ方向に隣接する。中間搬送室６８は、注入処理室１６と例えばｚ方向に隣接して設けられる。バッファ室７０は、中間搬送室６８と例えばｚ方向に隣接して設けられる。

中間搬送室６８は、定常状態において10^-1 Pa程度の中真空状態に保たれる。中間搬送室６８にはターボ分子ポンプ等で構成される真空排気装置（不図示）が接続される。一方、大気搬送部６４は大気圧下に設けられており、大気雰囲気においてウェハを搬送する。第１ロードロック室６６ａおよび第２ロードロック室６６ｂは、中真空状態に保たれる中間搬送室６８と大気圧下の大気搬送部６４の間でのウェハ搬送を実現するために区画された部屋または空間である。第１ロードロック室６６ａおよび第２ロードロック室６６ｂは、それぞれウェハ搬送の際に真空排気および大気開放が可能である。第１ロードロック室６６ａおよび第２ロードロック室６６ｂの真空排気のために、油回転真空ポンプやドライ真空ポンプ等の粗引きポンプが接続される。

第１ロードロック室６６ａは、大気搬送部６４との間に設けられる第１大気側ゲートバルブ７８ａと、中間搬送室６８との間に設けられる第１中間ゲートバルブ８０ａと、第１温度調整装置８２ａを備える。同様に、第２ロードロック室６６ｂは、大気搬送部６４との間に設けられる第２大気側ゲートバルブ７８ｂと、中間搬送室６８との間に設けられる第２中間ゲートバルブ８０ｂと、第２温度調整装置８２ｂを備える。

第１ロードロック室６６ａを真空排気または大気開放する場合、第１大気側ゲートバルブ７８ａおよび第１中間ゲートバルブ８０ａが閉鎖される。大気搬送部６４と第１ロードロック室６６ａの間でウェハを搬送する場合、第１中間ゲートバルブ８０ａが閉鎖された状態で第１大気側ゲートバルブ７８ａが開放される。中間搬送室６８と第１ロードロック室６６ａの間でウェハを搬送する場合、第１大気側ゲートバルブ７８ａが閉鎖された状態で第１中間ゲートバルブ８０ａが開放される。

同様に、第２ロードロック室６６ｂを真空排気または大気開放する場合、第２大気側ゲートバルブ７８ｂおよび第２中間ゲートバルブ８０ｂが閉鎖される。大気搬送部６４と第２ロードロック室６６ｂの間でウェハを搬送する場合、第２中間ゲートバルブ８０ｂが閉鎖された状態で第２大気側ゲートバルブ７８ｂが開放される。中間搬送室６８と第２ロードロック室６６ｂの間でウェハを搬送する場合、第２大気側ゲートバルブ７８ｂが閉鎖された状態で第２中間ゲートバルブ８０ｂが開放される。

第１温度調整装置８２ａは、第１ロードロック室６６ａに搬入されたウェハを加熱または冷却してウェハ温度を調整する。第１温度調整装置８２ａは、イオン注入処理前のウェハを加熱または冷却し、イオン注入処理に適したウェハ温度に調整してもよい。第１温度調整装置８２ａは、イオン注入処理済のウェハを冷却または加熱し、室温または室温に近い温度に調整してもよい。

第２温度調整装置８２ｂは、第２ロードロック室６６ｂに搬入されたウェハを加熱または冷却してウェハ温度を調整する。第２温度調整装置８２ｂは、イオン注入処理前のウェハを加熱または冷却し、イオン注入処理に適したウェハ温度に調整してもよい。第２温度調整装置８２ｂは、イオン注入処理済のウェハを冷却または加熱し、室温または室温に近い温度に調整してもよい。

中間搬送室６８は中間搬送機構８４を備える。中間搬送機構８４は、例えばウェハを搬送するための二つのロボットアームを備える。中間搬送機構８４は、中間搬送室６８と、それに隣接する部屋の間でウェハを搬送する。中間搬送機構８４は、第１ロードロック室６６ａからイオン注入処理前のウェハを搬入し、第１ロードロック室６６ａにイオン注入処理済のウェハを搬出する。中間搬送機構８４は、第２ロードロック室６６ｂからイオン注入処理前のウェハを搬入し、第２ロードロック室６６ｂにイオン注入処理済のウェハを搬出する。中間搬送機構８４は、注入処理室１６にイオン注入処理前のウェハを搬入し、注入処理室１６からイオン注入処理済のウェハを搬出する。中間搬送機構８４は、イオン注入処理前またはイオン注入処理済のウェハをバッファ室７０に搬入し、イオン注入処理前またはイオン注入処理済のウェハをバッファ室７０から搬出する。

注入処理室１６と中間搬送室６８の間には処理室ゲートバルブ８６が設けられる。処理室ゲートバルブ８６は、注入処理室１６と中間搬送室６８の間でウェハを搬送する場合に開放される。処理室ゲートバルブ８６は、注入処理室１６においてウェハへのイオン注入処理が施される場合に閉鎖される。

バッファ室７０は、中間搬送室６８に搬入されたウェハを一時的に保管する部屋である。バッファ室７０は、バッファ室ゲートバルブ８８と、第３温度調整装置９０を備える。中間搬送室６８とバッファ室７０の間に設けられるバッファ室ゲートバルブ８８は、中間搬送室６８とバッファ室７０の間でウェハを搬送する場合に開放され、バッファ室７０において第３温度調整装置９０がウェハ温度を調整する場合に閉鎖される。

第３温度調整装置９０は、バッファ室７０に搬入されたウェハを加熱または冷却してウェハの温度を調整する。第３温度調整装置９０は、イオン注入処理前のウェハを加熱または冷却し、イオン注入処理に適したウェハ温度に調整してもよい。第３温度調整装置９０は、イオン注入処理済のウェハを冷却または加熱し、室温または室温に近い温度に調整してもよい。

図１０にはウェハ搬送装置１８の一例を示したが、本発明は他の任意のタイプの搬送装置に適用できる。例えば、特開２００６－１５６７６２号公報に示されるような回転アームを備えるウェハ搬送装置にも本発明は適用できる。

図１１～図１４は、中間搬送機構８４によるスワップ動作を模式的に示す図である。図１１は、中間搬送機構８４によるウェハ交換前の状態を示す。プラテン駆動装置５０の移動装置５０ａが、点線で示されるイオン注入位置から実線で示される搬送位置に、回転軸５１の周りに矢印Ｒの方向に回転することで、注入処理室１６にてイオン注入処理が施された第１ウェハＷ１が搬出可能な状態となる。注入処理室１６と中間搬送室６８の間の中間搬送室－注入処理室連通機構６９には、注入処理室１６と中間搬送室６８を繋ぐ連通口９５と、連通口９５を塞ぐ処理室ゲートバルブ８６が設けられる。イオン注入処理前の第２ウェハＷ２は、中間搬送室６８において中間搬送機構８４の上側アーム９２に保持されている。

図１２は、中間搬送機構８４によって第１ウェハＷ１が保持される様子を示す。処理室ゲートバルブ８６が開放されて注入処理室１６と中間搬送室６８が連通すると、中間搬送機構８４の下側アーム９３が注入処理室１６に向かって伸び、下側アーム９３の先端の保持部によって第１ウェハＷ１が保持される。

図１３は、中間搬送機構８４によって第１ウェハＷ１と第２ウェハＷ２がスワップされる様子を示す。中間搬送機構８４は、下側アーム９３を中間搬送室６８側に縮めることで第１ウェハＷ１を注入処理室１６から中間搬送室６８に搬出すると共に、上側アーム９２を注入処理室１６側に伸ばすことで第２ウェハＷ２を中間搬送室６８から注入処理室１６に搬入する。この時、第２ウェハＷ２が上側かつ第１ウェハＷ１が下側となる位置関係で、第１ウェハＷ１と第２ウェハＷ２がすれ違うスワップ動作が実現される。

図１４は、中間搬送機構８４によって移動装置５０ａのウェハ保持装置５２に第２ウェハＷ２を載置する様子を示す。中間搬送機構８４は、下側アーム９３を縮めて第１ウェハＷ１を中間搬送室６８に収容すると共に、第２ウェハＷ２の載置位置（搬送位置）まで上側アーム９２を伸ばした後、中間搬送本体部９１を降下させて上側アーム９２および下側アーム９３の位置を下げる。第２ウェハＷ２をウェハ保持装置５２に載置した後、上側アーム９２を縮めて処理室ゲートバルブ８６を閉鎖することで第１ウェハＷ１と第２ウェハＷ２の交換が完了する。その後、移動装置５０ａが搬送位置からイオン注入開始位置に回転軸５１の周りに回転し、第２ウェハＷ２に対するイオン注入が開始される。

図１５は、イオン注入装置１０の機能ブロック図である。イオン注入装置１０の制御装置６０は、プロセッサ６１およびメモリ６３を備える。プロセッサ６１は、ビーム偏向装置２４（ビームパーク装置２４等）、ビーム遮断機構２８（インジェクタファラデーカップ２８等）、ビーム走査装置３２、第１ビーム電流測定器４６（ビーム電流測定器として構成されるビームストッパ４６等）、第２ビーム電流測定器４２（サイドカップ４２等）、ウェハ搬送装置１８、プラテン駆動装置５０（静電チャックを備えるウェハ保持装置５２と、ウェハ保持装置５２を移動させることが可能な移動装置５０ａを含む）等のイオン注入装置１０の各部を制御する。メモリ６３は、プロセッサ６１によって実行されるプログラムを格納する。プロセッサ６１は、メモリ６３に格納されたプログラムに基づいてイオン注入装置１０の各部を制御し、以下の一連のステップを実行する。

図１６は、プロセッサ６１がメモリ６３に格納されたプログラムに基づいて実行するイオン注入装置１０の基本動作を模式的に示すタイミングチャートである。図１６における各行は、イオン注入装置１０の被処理物としての第１ウェハおよび第２ウェハと、イオン注入装置１０の基本動作に直接的に関与する各部、具体的には、静電チャック（ウェハ保持装置５２）、ウェハ搬送装置１８、ビーム偏向装置２４を示す。また、図１６における各列は、イオン注入装置１０の基本動作を構成する一連のステップを経時的に示す。

図１６の１行目の「第１ウェハ」における「有」および「無」は、ウェハ保持装置５２上における第１ウェハの有無を示す。図１６の２行目の「第２ウェハ」における「有」および「無」は、ウェハ保持装置５２上における第２ウェハの有無を示す。図１６の３行目の「静電チャック」における「ON」および「OFF」は、ウェハ保持装置５２の静電チャックの稼働状態を示し、「ON」の時は静電チャックがウェハ保持装置５２に支持されたウェハを静電引力によって保持し、静電チャックが稼働していない「OFF」の時はウェハ保持装置５２とウェハ搬送装置１８の間でウェハを搬送（搬入または搬出）可能である。

図１６の４行目の「ウェハ搬送装置」における「ON」および「OFF」は、ウェハ搬送装置１８の稼働状態を示し、「ON」の時はウェハ搬送装置１８がウェハ保持装置５２との間でウェハを搬送（搬入または搬出）し、「OFF」の時はウェハ搬送装置１８がウェハ保持装置５２との間でウェハを搬送しない。但し、ウェハ搬送装置１８が「OFF」の場合であっても、ウェハ搬送装置１８全体が停止する訳ではなく、図１０に関して説明したウェハ搬送装置１８内部での搬送等の処理や、ロードポート６２におけるイオン注入装置１０外部との間のウェハの搬送は行われる。

図１６の５行目の「ビーム偏向装置」における「ON」および「OFF」は、ビーム偏向装置２４の稼働状態を示し、「ON」の時はビーム偏向装置２４がイオンビームを照射不能方向に偏向し、ビーム偏向装置２４が稼働していない「OFF」の時はイオンビームが照射可能方向に進む。

図１６の１列目の「第１ウェハイオン注入」のステップでは、注入処理室１６内でイオン注入位置（図２）にある第１ウェハに対するイオン注入処理が実行される。この時、１行目の「第１ウェハ」が「有」となっており第１ウェハがウェハ保持装置５２上にあり、かつ、３行目の「静電チャック」が「ON」となっており第１ウェハが静電チャックによって保持されている。そして、５行目の「ビーム偏向装置」が「OFF」となっており、照射可能方向に進むイオンビームが静電チャックに保持された第１ウェハに照射される。

図１６の２列目の「ビーム偏向」のステップ（ａ）では、静電チャック（ウェハ保持装置５２）によって保持された第１被処理物としての第１ウェハへのイオンビームの照射（「第１ウェハイオン注入」のステップ）後に、ビーム偏向装置２４が照射不能状態に切り替えられる。この時、５行目の「ビーム偏向装置」が「OFF」から「ON」に切り替わり、ビーム偏向装置２４によって照射不能方向に偏向されたイオンビームは、図２におけるビームダンプ２６等に衝突して遮蔽される。この結果、イオンビームが静電チャックに保持された第１ウェハに照射されない照射不能状態となる。

図１６の３列目の「デチャック」のステップ（ｂ）では、ステップ（ａ）に続いて、静電チャックによる第１ウェハの保持が解除される。このため、３行目の「静電チャック」の状態が「ON」から「OFF」に切り替わる。ステップ（ａ）においてイオンビームが第１ウェハに照射されない状態になっているため、静電チャックによる第１ウェハの保持を迅速に解除できる。なお、ステップ（ｂ）では、移動装置５０ａ（プラテン駆動装置５０）が、第１ウェハを支持しているウェハ保持装置５２をイオン注入位置（図２）から搬送位置（図１０）まで移動させた後に、静電チャックが第１ウェハの保持を解除する。ウェハ保持装置５２が移動装置５０ａによってイオン注入位置から搬送位置まで移動される間は、第１ウェハが静電チャックによって保持されるため、移動中の第１ウェハが注入処理室１６内で脱落することを防止できる。

図１６の４列目の「第１ウェハ搬出／第２ウェハ搬入」のステップでは、ウェハ搬送装置１８によって処理済の第１ウェハがウェハ保持装置５２から搬出された後、ウェハ搬送装置１８によって第１ウェハとは異なる未処理の第２ウェハ（第２被処理物）がウェハ保持装置５２に搬入される。具体的には、「第１ウェハ搬出」のステップ（ｃ）では、ステップ（ｂ）に続いて、静電チャックによる保持が解除されて搬送位置にある第１ウェハが、ウェハ搬送装置１８（中間搬送機構８４）によってウェハ保持装置５２から搬出される。このため、１行目の「第１ウェハ」の状態が「有」から「無」に切り替わる。また、「第２ウェハ搬入」のステップ（ｄ）では、ステップ（ｃ）に続いて、ウェハ搬送装置１８（中間搬送機構８４）によって未処理の第２ウェハが搬送位置にあるウェハ保持装置５２に搬入される。このため、２行目の「第２ウェハ」の状態が「無」から「有」に切り替わる。

図１６の５列目の「チャック」のステップ（ｅ）では、ステップ（ｄ）に続いて、ウェハ保持装置５２の静電チャックが第２ウェハを保持する。このため、３行目の「静電チャック」の状態が「OFF」から「ON」に切り替わる。なお、ステップ（ｅ）では、ウェハ保持装置５２の静電チャックが第２ウェハを搬送位置において保持した後に、移動装置５０ａ（プラテン駆動装置５０）が第２ウェハをウェハ保持装置５２ごと搬送位置（図１０）からイオン注入位置（図２）まで移動させる。ウェハ保持装置５２が移動装置５０ａによって搬送位置からイオン注入位置まで移動される前に、第２ウェハが静電チャックによって既に保持されているため、移動中の第２ウェハが注入処理室１６内で脱落することを防止できる。なお、図１６のステップ（ｅ）において、「静電チャック」の「OFF」から「ON」への切り替わりと、「ウェハ搬送装置」の「ON」から「OFF」への切り替わりが同時に示されているが、これらの切り替わりのタイミングは異なっていてもよい。

図１６の６列目の「ビーム偏向解除」のステップ（ｆ）では、ステップ（ｅ）に続いて、ビーム偏向装置２４が照射可能状態に切り替えられる。この時、５行目の「ビーム偏向装置」が「ON」から「OFF」に切り替わり、イオンビームがビーム偏向装置２４によって偏向されずに照射可能方向に進み、質量分析スリット２３の開口２３ａを通過した後に、イオン注入位置にある第２ウェハに照射される照射可能状態となる。図１６の７列目の「第２ウェハイオン注入」のステップでは、ステップ（ｆ）に続いて、注入処理室１６内でイオン注入位置にある第２ウェハに対するイオン注入処理が実行される。ステップ（ｆ）において５行目の「ビーム偏向装置」が「OFF」に切り替えられたため、照射可能方向に進むイオンビームがステップ（ｅ）で静電チャックに保持された第２ウェハに照射される。

図１７は、プロセッサ６１がメモリ６３に格納されたプログラムに基づいて実行するイオン注入装置１０の基本動作のフローチャートである。フローチャートにおける「Ｓ」はステップまたは処理を意味する。Ｓ１では、イオン生成装置１２が生成してビームライン装置１４が整形した所定のビーム軌道（ビームラインＡ）のイオンビームが、プロセスチャンバ（注入処理室１６）まで移送される。この時点では、注入処理室１６内に処理対象のウェハＷが未だ搬入されていない。図１６のステップ（ａ）に対応するＳ２では、ビーム偏向装置２４がイオンビームを照射不能方向に偏向する。この結果、イオンビームは図２におけるビームダンプ２６等に衝突して遮蔽され、注入処理室１６内に照射されない状態となる。

図１６のステップ（ｄ）に対応するＳ３では、イオン注入前の半導体ウェハが、ウェハ搬送装置１８によって搬送位置（図１４）にあるウェハ保持装置５２の支持機構の所定位置に搬入される。図１６のステップ（ｅ）に対応するＳ４では、ウェハ保持装置５２の静電チャックの静電吸着用電極に第１所定電圧が印加されて、Ｓ３で搬入された半導体ウェハが搬送位置で保持される。同じく図１６のステップ（ｅ）に対応するＳ４に続くＳ５では、移動装置５０ａ（プラテン駆動装置５０）が半導体ウェハをウェハ保持装置５２ごと搬送位置（図１４）からイオン注入開始位置まで移動させる。

図１６のステップ（ｆ）および「第２ウェハイオン注入」に対応するＳ６では、ビーム偏向装置２４の停止によって照射可能方向に進むイオンビームが、質量分析スリット２３の開口２３ａを通過した後に、イオン注入位置にある半導体ウェハに照射される。Ｓ７では、イオン注入処理を施すべき次の半導体ウェハの有無が判定される。Ｓ７でＹｅｓと判定された場合はＳ２に戻る。なお、図示は省略するが、Ｓ２でビーム偏向装置２４が照射不能状態に切り替えられた後かつＳ３の前に、図１６の「デチャック」ステップ（ｂ）によって直前のＳ６でイオン注入処理が施された半導体ウェハの静電チャックによる保持が解除され、図１６の「第１ウェハ搬出」ステップ（ｃ）によって当該半導体ウェハがウェハ搬送装置１８によってウェハ保持装置５２から搬出される。

続いて、前述のイオン注入装置１０の基本動作の変形例を説明する。

第１の変形例では、ビーム遮断機構２８が利用される。プロセッサ６１は、図１６の「ビーム偏向」ステップ（ａ）より後にビーム遮断機構２８を遮断状態に切り替え、図１６の「ビーム偏向解除」ステップ（ｆ）より前にビーム遮断機構２８を非遮断状態に切り替える。「ビーム偏向」ステップ（ａ）においてイオンビームが照射不能方向に偏向されているため、「ビーム偏向解除」ステップ（ｆ）までは基本的にイオンビームが注入処理室１６内に照射されることはないものの、ビーム偏向装置２４に不具合が発生する可能性もあるため、ビーム遮断機構２８を遮断状態とすることでイオンビームを物理的に確実に遮断できる。

第２の変形例では、ビーム遮断機構２８に加えて、第１ビーム電流測定器４６および／または第２ビーム電流測定器４２が利用される。プロセッサ６１は、照射可能方向に向かうイオンビームのビーム電流を測定する第１ビーム電流測定器４６（ビーム電流測定器として構成されるビームストッパ４６等）によって第１所定値以上のビーム電流が測定されない場合、照射不能状態にあるものと判断してビーム遮断機構２８を遮断状態に切り替えてもよい。すなわち、第１ビーム電流測定器４６で測定されたビーム電流が第１所定値未満の場合は、注入処理室１６におけるイオン注入処理に使用されるイオンビームの強度が不足している恐れがあるため、ビーム遮断機構２８を遮断状態に切り替えた上でイオン注入処理を中断または中止する。なお、第１ビーム電流測定器４６に加えてまたは代えて、第２ビーム電流測定器４２（サイドカップ４２等）によって第１所定値またはそれに相当する所定値以上のビーム電流が測定されない場合、照射不能状態にあるものと判断してビーム遮断機構２８を遮断状態に切り替えてもよい。

プロセッサ６１は、照射不能方向に向かうイオンビームのビーム電流を測定する第２ビーム電流測定器４２（サイドカップ４２等）によって第２所定値以上のビーム電流が測定される場合、照射不能状態にあるものと判断してビーム遮断機構２８を遮断状態に切り替えてもよい。すなわち、第２ビーム電流測定器４２で測定されたビーム電流が第２所定値以上の場合は、注入処理室１６におけるイオン注入処理に使用されないイオンビームの強度が過剰である恐れがあるため、ビーム遮断機構２８を遮断状態に切り替えた上でイオン注入処理を中断または中止する。なお、第２所定値は、そこから換算されるビーム電流密度が第１所定値から換算されるビーム電流密度より大きくなるように設定するのが好ましい。

第３の変形例では、ビーム走査装置３２がビーム偏向装置２４としても利用される。例えば、図１および図２においてビーム偏向装置２４として機能していたビームパーク装置２４に代えてまたは加えて、ビーム走査装置３２によってビーム偏向装置２４の機能を実現する。この場合、ビーム偏向装置２４およびビーム走査装置３２は同じ装置である。図１８は、ビーム走査装置３２としてのビーム走査機能とビーム偏向装置２４としてのビーム偏向機能を、一つのビーム走査装置３２で実現する例を模式的に示す。

ビーム走査装置３２は、本来のビーム走査機能を実現する場合は、ウェハＷに照射されるイオンビームでｘ方向の所定の走査角度範囲を往復走査する。ここで、走査角度範囲は照射可能方向（ウェハに到達可能なビームラインＡの方向）を含む角度範囲であり、図示されるθ２は走査角度範囲の最外角度が基準軌道方向（ビーム走査装置３２の走査電極対の間に印加される電圧が略零の非走査状態におけるビームラインＡの方向）となす最大走査角度である。換言すれば、ビーム走査装置３２の走査角度範囲は、基準軌道方向に対して±θ２の範囲である。

一方、ビーム走査装置３２がビーム偏向装置２４として機能する場合は、イオンビームを走査角度範囲外の照射不能方向に偏向させる。ここで、イオンビームの偏向角度θ１は、照射不能方向が基準軌道方向となす角度であり、最大走査角度θ２より大きい（θ１＞θ２）。偏向角度θ１で偏向されたイオンビームの進路上にはウェハＷが配置されないため、偏向角度θ１はイオンビームがウェハＷに照射不能な照射不能方向となる。なお、ビーム偏向装置２４として機能するビーム走査装置３２は、イオンビームを－θ１の偏向角度に偏向させてもよい。また、偏向角度θ１（または－θ１）で偏向されたイオンビームの進路上に、イオンビームが衝突して遮蔽されるビームダンプ等を設けてもよい。

図１６の基本動作における「第１ウェハイオン注入」および「第２ウェハイオン注入」のステップでは、ビーム走査装置３２は本来のビーム走査機能を実現し、ウェハＷに照射されるイオンビームで走査角度範囲（－θ２～＋θ２）を往復走査する。また、図１６の基本動作における「ビーム偏向」～「チャック」のステップ（ａ）～（ｅ）では、ビーム走査装置３２はビーム偏向装置２４として機能し、イオンビームを走査角度範囲外の照射不能方向（θ１または－θ１）に偏向させる。

以上の実施形態および／または変形例によれば、電界および磁界の少なくとも一方によってイオンビームを偏向させるビーム偏向装置２４によって、図１６のステップ（ａ）～（ｅ）におけるウェハの交換の際の照射不能状態と、図１６の「第１ウェハイオン注入」および「第２ウェハイオン注入」におけるウェハへのイオンビームの照射の際の照射可能状態を迅速に切り替えることができるため、ウェハの交換時間を短縮できる。

以上、本発明を実施形態に基づいて説明した。実施形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

なお、実施形態で説明した各装置の機能構成はハードウェア資源またはソフトウェア資源により、あるいはハードウェア資源とソフトウェア資源の協働により実現できる。ハードウェア資源としてプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、その他のＬＳＩを利用できる。ソフトウェア資源としてオペレーティングシステム、アプリケーション等のプログラムを利用できる。

１０ イオン注入装置、１２ イオン生成装置、１４ ビームライン装置、１６ 注入処理室、１８ ウェハ搬送装置、２０ 質量分析部、２３ 質量分析スリット、２３ａ 開口、２４ ビーム偏向装置、２６ ビームダンプ、２８ ビーム遮断機構、３２ ビーム走査装置、４２ 第２ビーム電流測定器、４６ 第１ビーム電流測定器、５０ プラテン駆動装置、５０ａ 移動装置、５２ ウェハ保持装置、６０ 制御装置、６１ プロセッサ、６３ メモリ。

Claims (22)

1. 電界および磁界の少なくとも一方によってイオンビームを偏向させるビーム偏向装置であって、当該イオンビームが被処理物に照射可能な照射可能方向に向かう照射可能状態、および、当該イオンビームが被処理物に照射不能な照射不能方向に向かう照射不能状態の間で切り替え可能なビーム偏向装置と、
   イオンビームが照射される被処理物を保持する保持装置と、
   前記保持装置との間で被処理物を搬送する搬送装置と、
   前記ビーム偏向装置、前記保持装置、前記搬送装置を制御するプロセッサと、
   プログラムが格納されたメモリと、
   を備え、
   前記プロセッサは、前記プログラムに基づいて、
   （ａ）前記保持装置によって保持された第１被処理物へのイオンビームの照射後に、前記ビーム偏向装置を前記照射不能状態に切り替えるステップと、
   （ｂ）前記ステップ（ａ）に続いて、前記保持装置による前記第１被処理物の保持を解除するステップと、
   （ｃ）前記ステップ（ｂ）に続いて、前記搬送装置によって前記第１被処理物を前記保持装置から搬出するステップと、
   （ｄ）前記ステップ（ｃ）に続いて、前記搬送装置によって前記第１被処理物とは異なる第２被処理物を前記保持装置に搬入するステップと、
   （ｅ）前記ステップ（ｄ）に続いて、前記保持装置によって前記第２被処理物を保持するステップと、
   （ｆ）前記ステップ（ｅ）に続いて、前記ビーム偏向装置を前記照射可能状態に切り替えるステップと、
   を実行するイオン注入装置。
2. 前記ビーム偏向装置はイオンビームを挟んで対向する一対の電極を備え、当該一対の電極に印加する電圧の変更による電界変化に応じて前記照射可能状態および前記照射不能状態の間で切り替え可能である、請求項１に記載のイオン注入装置。
3. 前記ビーム偏向装置はイオンビームを挟んで対向する一対の磁極、当該一対の磁極を磁気的に接続するヨーク、前記磁極および前記ヨークの少なくとも一方に巻き付けられるコイルを備え、当該コイルに印加する電流の変更による磁界変化に応じて前記照射可能状態および前記照射不能状態の間で切り替え可能である、請求項１に記載のイオン注入装置。
4. 前記照射可能方向に向かうイオンビームの少なくとも一部を通過させるスリットが、前記ビーム偏向装置と前記保持装置の間に設けられ、
   前記照射不能方向に向かうイオンビームは、前記スリット外に衝突して遮断される、
   請求項１から３のいずれかに記載のイオン注入装置。
5. 前記照射可能方向と前記照射不能方向のなす偏向角度は2度と60度の間である、請求項１から４のいずれかに記載のイオン注入装置。
6. 前記照射可能方向と前記照射不能方向のなす偏向角度は3度と45度の間である、請求項５に記載のイオン注入装置。
7. 前記照射可能方向と前記照射不能方向のなす偏向角度は5度と30度の間である、請求項６に記載のイオン注入装置。
8. 前記保持装置は、被処理物を支持する支持機構を備え、
   前記支持機構は、当該支持機構で支持された被処理物を静電引力によって保持する静電保持機構を含み、
   前記支持機構で支持された被処理物にイオンビームが照射されるイオン注入位置と、前記搬送装置が前記支持機構との間で被処理物を搬送可能な搬送位置の間で、前記支持機構を移動させる移動装置と、
   を備える請求項１から７のいずれかに記載のイオン注入装置。
9. 前記プロセッサは、前記ステップ（ｂ）および（ｃ）において、前記移動装置によって前記第１被処理物を支持している前記支持機構を前記イオン注入位置から前記搬送位置まで移動させた後に前記静電保持機構による前記第１被処理物の保持を解除し、当該第１被処理物を前記支持機構から前記搬送装置によって搬出する、請求項８に記載のイオン注入装置。
10. 前記プロセッサは、前記ステップ（ｄ）および（ｅ）において、前記移動装置によって前記搬送位置まで搬送された前記支持機構に前記第２被処理物を前記搬送装置によって搬入し、当該第２被処理物を前記静電保持機構によって保持した後に当該支持機構を前記移動装置によって前記搬送位置から前記イオン注入位置まで移動させる、請求項８または９に記載のイオン注入装置。
11. 電界および磁界の少なくとも一方によって被処理物に照射されるイオンビームで所定の走査角度範囲を走査するビーム走査装置を備える、請求項１から１０のいずれかに記載のイオン注入装置。
12. 前記ビーム偏向装置および前記ビーム走査装置は同じ装置であり、
    前記走査角度範囲は前記照射可能方向を含む角度範囲であり、
    前記走査角度範囲の最外角度が前記イオンビームが走査されない状態における基準軌道方向となす最大走査角度は、前記照射不能方向が前記基準軌道方向となす偏向角度より小さい、
    請求項１１に記載のイオン注入装置。
13. イオンビームを物理的に遮断する遮断状態、および、イオンビームを通過させる非遮断状態の間で切り替え可能なビーム遮断機構を備える、請求項１から１２のいずれかに記載のイオン注入装置。
14. 前記プロセッサは、前記ステップ（ａ）より後に前記ビーム遮断機構を前記遮断状態に切り替え、前記ステップ（ｆ）より前に前記ビーム遮断機構を前記非遮断状態に切り替える、請求項１３に記載のイオン注入装置。
15. 前記照射可能方向に向かうイオンビームのビーム電流を測定する第１ビーム電流測定器を備え、
    前記プロセッサは、前記第１ビーム電流測定器によって第１所定値以上のビーム電流が測定されない場合、照射不能状態にあるものと判断して前記ビーム遮断機構を前記遮断状態に切り替える、
    請求項１３または１４に記載のイオン注入装置。
16. 前記照射不能方向に向かうイオンビームのビーム電流を測定する第２ビーム電流測定器を備え、
    前記プロセッサは、前記第２ビーム電流測定器によって第２所定値以上のビーム電流が測定される場合、照射不能状態にあるものと判断して前記ビーム遮断機構を前記遮断状態に切り替える、
    請求項１３から１５のいずれかに記載のイオン注入装置。
17. （ａ）被処理物に照射可能な照射可能方向に向かうイオンビームによる第１被処理物の照射後に、電界および磁界の少なくとも一方によって当該イオンビームを被処理物に照射不能な照射不能方向に偏向させるステップと、
    （ｂ）前記ステップ（ａ）に続いて、前記第１被処理物をイオン注入位置から移動させるステップと、
    （ｃ）前記ステップ（ｂ）に続いて、前記第１被処理物とは異なる第２被処理物を前記イオン注入位置に配置させるステップと、
    （ｄ）前記ステップ（ｃ）に続いて、イオンビームを前記照射不能方向から前記照射可能方向に戻すステップと、
    を備えるイオン注入方法。
18. 前記ステップ（ａ）は、イオンビームを挟んで対向する一対の電極に印加する電圧による電界によって当該イオンビームを前記照射不能方向に偏向させる、請求項１７に記載のイオン注入方法。
19. 前記ステップ（ａ）は、イオンビームを挟んで対向する一対の磁極の間に印加する磁界によって当該イオンビームを前記照射不能方向に偏向させる、請求項１７に記載のイオン注入方法。
20. 前記照射可能方向と前記照射不能方向のなす偏向角度は2度と60度の間である、請求項１７から１９のいずれかに記載のイオン注入方法。
21. 前記照射可能方向と前記照射不能方向のなす偏向角度は3度と45度の間である、請求項２０に記載のイオン注入方法。
22. 前記照射可能方向と前記照射不能方向のなす偏向角度は5度と30度の間である、請求項２１に記載のイオン注入方法。

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