JP6166026B2 - Ion irradiation equipment - Google Patents

Description

本発明は、イオン照射装置の技術分野にかかり、特に、マスクを用いて基板にイオンを照射するイオン照射装置に関する。   The present invention relates to the technical field of an ion irradiation apparatus, and more particularly to an ion irradiation apparatus that irradiates a substrate with ions using a mask.

基板表面にイオンを照射する装置は、イオンを基板内に注入するイオン注入や、イオンの衝撃によって基板表面をスパッタリングするエッチングをすることができ、半導体の不純物の含有量の制御や、微細な加工に用いられている。   The device that irradiates ions to the substrate surface can perform ion implantation to inject ions into the substrate, and etching to sputter the substrate surface by ion bombardment, control the impurity content of semiconductors, and perform fine processing It is used for.

近年では、基板の表面にマスクを配置し、マスクに形成された貫通孔のパターンを通過したイオンを基板表面に照射させる選択的イオン照射が注目されており、マスクのパターンを、基板表面の所望位置に対向して配置させるアラインメント技術の開発が求められている。
一般的なイオン注入の文献を下記に示す。 In recent years, attention has been paid to selective ion irradiation in which a mask is arranged on the surface of a substrate and ions that have passed through a pattern of through holes formed in the mask are irradiated on the surface of the substrate. There is a need for the development of alignment technology that is placed opposite the position.
The literature of general ion implantation is shown below.

特開平５−２２６２２４号公報JP-A-5-226224 特開平１１−２８８６８０号公報JP-A-11-288680 特開２００１−１５５６７６号公報JP 2001-155676 A

イオン照射を真空雰囲気中で行うことができるため、真空雰囲気中で、マスクと基板とをアラインメントする必要があり、アラインメント装置の配置方法が問題になる。
本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的は、真空雰囲気内でマスクと基板とをアラインメントできるイオン照射装置を提供することにある。
また、照射されるイオンの入射角度を変更できるイオン照射装置を提供することにある。 Since ion irradiation can be performed in a vacuum atmosphere, it is necessary to align the mask and the substrate in a vacuum atmosphere, and the arrangement method of the alignment apparatus becomes a problem.
The present invention was created to solve the above-described disadvantages of the prior art, and an object thereof is to provide an ion irradiation apparatus capable of aligning a mask and a substrate in a vacuum atmosphere.
Moreover, it is providing the ion irradiation apparatus which can change the incident angle of the ion irradiated.

上記課題を解決するために本発明は、本体真空槽と、前記本体真空槽に取り付けられ、イオン用ガスのイオンを生成するイオン生成装置と、前記本体真空槽のイオン照射部の内部に配置された保持装置と、を有し、前記保持装置は、マスクが配置されるマスクホルダと、基板が前記マスクと平行に配置される基板ホルダとを有し、前記マスクホルダに配置されたマスクに前記イオンが照射され、前記マスクに形成されたマスクパターンを通過したイオンが、前記基板ホルダに配置された基板に照射されるように構成されたイオン照射装置であって、前記保持装置は揺動台を有し、前記保持装置には、前記揺動台に対して静止された昇降軸線と、前記昇降軸線と垂直な第一軸線と、前記昇降軸線と垂直で前記第一軸線と交叉する第二軸線と、前記昇降軸線と平行な回転軸線とが設定され、前記マスクホルダと前記基板ホルダとの間の距離は変更できるようにされ、前記保持装置には、前記基板ホルダを、前記第一軸線と平行な移動と前記第二軸線と平行な移動とを合成した移動と、前記回転軸線を中心とした前記第一、第二軸線が位置する移動平面と平行な平面内の回転移動とをさせる移動装置が設けられ、前記基板と前記マスクとが前記基板ホルダと前記マスクホルダとにそれぞれ水平に配置される位置と、前記基板と前記マスクとが前記イオンを照射される位置との間を揺動移動するように、前記保持装置を、前記本体真空槽のイオン照射部に対して揺動移動させる揺動装置と、前記マスク表面の離間した二箇所の第一の場所に位置するマスクアラインメントマークと、前記基板の離間した二箇所の第二の場所に形成された基板アラインメントマークとを撮影する撮影装置と、前記撮影装置の撮影結果から、前記移動装置を動作させるアラインメント制御装置と、光を反射する反射装置と、を有し、前記保持装置は、前記揺動装置によって、前記反射装置に写された二箇所の前記第一の場所と二箇所の前記第二の場所とが前記撮影装置によって撮影可能なアラインメント状態にされ、前記反射装置は前記アラインメント状態において、前記基板と前記イオン生成装置の間に位置し、前記反射装置は前記イオンが通過するイオン通過口を有するイオン照射装置である。
本発明はイオン照射装置であって、前記保持装置は、前記マスクホルダを前記揺動台に対し、前記昇降軸線と平行な方向に移動させる昇降装置を有し、前記イオンが照射される位置では前記基板の前記イオンが照射される部分は前記イオンのビームに対して略垂直であるイオン照射装置である。
本発明はイオン照射装置であって、前記マスクホルダに配置された前記マスクに前記イオンが照射され、前記マスクに形成された前記マスクパターンを通過した前記イオンが、前記基板ホルダに配置された前記基板に照射されるときの、前記本体真空槽に対する前記保持装置の傾きは、前記アラインメント状態のときの、前記保持装置の前記本体真空槽に対する傾きに等しくなるように構成されたイオン照射装置である。
本発明はイオン照射装置であって、前記移動装置は、前記基板ホルダを前記第一軸線と平行に移動させる第一軸線方向移動装置と、前記基板ホルダを前記第二軸線と平行に移動させる第二軸線方向移動装置とを有するイオン照射装置である。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is arranged inside a main body vacuum chamber, an ion generator attached to the main body vacuum chamber and generating ions of ion gas, and an ion irradiation unit of the main body vacuum chamber. A holding device, and the holding device has a mask holder in which a mask is disposed, and a substrate holder in which a substrate is disposed in parallel with the mask, and the mask disposed in the mask holder An ion irradiation apparatus configured to irradiate ions that have passed through a mask pattern formed on the mask to a substrate disposed on the substrate holder, wherein the holding device is a swing base The holding device includes a lifting / lowering axis stationary with respect to the swing table, a first axis perpendicular to the lifting / lowering axis, and a second crossing the first axis perpendicular to the lifting / lowering axis. Axis and front A vertical axis and a rotation axis parallel to the vertical axis are set, the distance between the mask holder and the substrate holder can be changed, and the holding device moves the substrate holder in parallel to the first axis. And a movement device that combines movement parallel to the second axis and rotational movement in a plane parallel to the movement plane on which the first and second axes are located around the rotation axis. The substrate and the mask swing and move between a position where the substrate and the mask are horizontally arranged on the substrate holder and the mask holder, respectively, and a position where the substrate and the mask are irradiated with the ions. in, the holding device, a swing device for swinging movement with respect to the ion irradiation unit of the main body vacuum chamber, the mask alignment marks located in the first location of the spaced two points of said mask surface, the substrate An imaging device that images the substrate alignment marks formed at two spaced apart second locations, an alignment control device that operates the moving device from the imaging results of the imaging device, and a reflecting device that reflects light The holding device is an alignment in which the two places of the first place and the two places of the second place taken by the reflecting device can be photographed by the photographing device by the swinging device. In the alignment state, the reflection device is positioned between the substrate and the ion generation device, and the reflection device is an ion irradiation device having an ion passage opening through which the ions pass .
The present invention is an ion irradiation apparatus, wherein the holding device includes an elevating device that moves the mask holder in a direction parallel to the elevating axis with respect to the oscillating base, and at a position where the ions are irradiated. said portion of ions is irradiated the substrate is an ion irradiation apparatus is substantially perpendicular to the beam of the ions.
This invention is an ion irradiation apparatus, Comprising: The said ion which irradiated the said mask arrange | positioned at the said mask holder and passed through the said mask pattern formed in the said mask is arranged in the said substrate holder The ion irradiation apparatus is configured such that an inclination of the holding device with respect to the main body vacuum chamber when irradiated on a substrate is equal to an inclination of the holding device with respect to the main body vacuum chamber in the alignment state. .
The present invention is an ion irradiation apparatus, wherein the moving device includes a first axial direction moving device that moves the substrate holder parallel to the first axis, and a first axial direction moving device that moves the substrate holder parallel to the second axis. An ion irradiation apparatus having a biaxial movement device.

基板やマスクを搬入して、基板ホルダやマスクホルダに配置するときには、保持装置の本体真空槽に対する傾きを揺動装置によって変更してアラインメントすることができるので、撮影装置を移動させる必要が無く、真空雰囲気中でも簡単にアラインメントすることができる。
また、イオンを照射するときの保持装置の本体真空槽に対する傾きを揺動装置によって変更することができる。 When the substrate or mask is carried in and placed on the substrate holder or mask holder, the tilt of the holding device relative to the main body vacuum chamber can be changed and aligned by the swing device, so there is no need to move the imaging device, Alignment is easy even in a vacuum atmosphere.
Moreover, the inclination with respect to the main body vacuum chamber of the holding | maintenance apparatus when irradiating ion can be changed with a rocking | swiveling apparatus.

昇降装置によって、基板ホルダに配置された基板の表面とマスクホルダに配置されたマスクの裏面との間の距離(ギャップ)を調整することができるので、イオンを照射する際のギャップを、イオンの種類や基板の種類に応じて最適な値にすることができる。   The elevating device can adjust the distance (gap) between the front surface of the substrate disposed on the substrate holder and the back surface of the mask disposed on the mask holder. The optimum value can be set according to the type and the type of the substrate.

本発明のイオン照射装置の全体図Overall view of the ion irradiation apparatus of the present invention 本発明に用いる保持装置を説明するための図The figure for demonstrating the holding | maintenance apparatus used for this invention その保持装置の斜視図Perspective view of the holding device 各軸線を説明するための図Diagram for explaining each axis マスクが配置された保持装置を説明するための図The figure for demonstrating the holding | maintenance apparatus by which the mask is arrange | positioned 基板とマスクを配置する保持装置を示す図The figure which shows the holding | maintenance apparatus which arrange | positions a board | substrate and a mask 基板とマスクが配置された保持装置を示す図The figure which shows the holding | maintenance apparatus with which the board | substrate and the mask are arrange | positioned アラインメントを行う状態の保持装置を示す図The figure which shows the holding | maintenance apparatus of the state which performs alignment アラインメント後、基板とマスクとの間を接触又は小距離にした状態の保持装置を示す図The figure which shows the holding | maintenance apparatus of the state which made the contact or small distance between a board | substrate and a mask after alignment イオンを照射する状態の保持装置を示す図The figure which shows the holding | maintenance apparatus of the state which irradiates ion その斜視図Perspective view 反射装置の機能部を説明するための図The figure for demonstrating the function part of a reflecting device

図１の符号１０は、本発明のイオン照射装置を示しており、このイオン照射装置１０は、本体真空槽１１を有している。
本体真空槽１１の一端部は、引出部１１ａにされ、他端部はイオン照射部１１ｄにされており、引出部１１ａには、イオン生成装置６０が設けられている。本体真空槽１１とイオン生成装置６０には、真空排気装置７２、７１がそれぞれ接続されており、本体真空槽１１の内部や、イオン生成装置６０の内部は真空排気されている。以下、本体真空槽１１とイオン生成装置６０は、継続して真空排気されて真空雰囲気に置かれているものとして説明する。 Reference numeral 10 in FIG. 1 shows an ion irradiation apparatus of the present invention, and this ion irradiation apparatus 10 has a main body vacuum chamber 11.
One end of the main body vacuum chamber 11 is a drawer 11a, the other end is an ion irradiator 11d, and an ion generator 60 is provided in the drawer 11a. Vacuum exhaust devices 72 and 71 are connected to the main body vacuum chamber 11 and the ion generator 60, respectively, and the inside of the main body vacuum chamber 11 and the inside of the ion generator 60 are evacuated. Hereinafter, the main body vacuum chamber 11 and the ion generator 60 will be described as being continuously evacuated and placed in a vacuum atmosphere.

イオン生成装置６０には、ガス供給装置６１が接続されており、ガス供給装置６１からイオン生成装置６０にイオン用ガスが供給されるようになっている。供給されたイオン用ガスは、イオン生成装置６０の内部でイオン化される。   A gas supply device 61 is connected to the ion generation device 60, and an ion gas is supplied from the gas supply device 61 to the ion generation device 60. The supplied ion gas is ionized inside the ion generator 60.

本体真空槽１１のうちの引出部１１ａの内部には、引出電極６５が配置されており、イオン生成装置６０の内部で生成されたイオンは、引出電極６５によって、イオン生成装置６０の内部から引出部１１ａの内部に引き出され、引出電極６５が配置された位置を通過して本体真空槽１１の内部を走行する。   An extraction electrode 65 is arranged inside the extraction portion 11 a of the main body vacuum chamber 11, and ions generated inside the ion generation device 60 are extracted from the inside of the ion generation device 60 by the extraction electrode 65. It is pulled out to the inside of the part 11a, passes through the position where the extraction electrode 65 is disposed, and travels inside the main body vacuum chamber 11.

引き出されたイオンの引出部１１ａよりも進行方向前方の本体真空槽１１の部分は質量分析部１１ｂにされており、その内部には、電磁界形成装置６６が配置されている。
電磁界形成装置６６よりもイオン進行方向前方には、スリット６７が設けられており、電磁界形成装置６６とスリット６７とによって、引き出されたイオンの中から、所望の電荷質量比のイオンが選択され、選択されたイオンがスリット６７を通過し、スリット６７よりも前方に進行する。他のイオンはスリット６７によって遮蔽される。 A portion of the main body vacuum chamber 11 ahead of the extracted ion extraction portion 11a in the traveling direction is a mass analysis portion 11b, and an electromagnetic field forming device 66 is disposed therein.
A slit 67 is provided in front of the electromagnetic field forming device 66 in the ion traveling direction, and ions having a desired charge mass ratio are selected from ions extracted by the electromagnetic field forming device 66 and the slit 67. Then, the selected ions pass through the slit 67 and travel forward from the slit 67. Other ions are shielded by the slit 67.

選択されたイオンの進行方向前方の本体真空槽１１は、加速部１１ｃにされており、イオンは加速部１１ｃ内に配置された加速電極６８によって、加速部１１ｃ内に入射したイオンが加速される。
本体真空槽１１のイオン照射部１１ｄは、加速されたイオンの進行方向前方に位置しており、イオン照射部１１ｄの内部には、保持装置１２が配置されている。イオン照射部１１ｄの内部に入射したイオンは、保持装置１２に向かって進行する。 The main body vacuum chamber 11 in front of the selected ions in the traveling direction is an acceleration unit 11c, and ions that are incident on the acceleration unit 11c are accelerated by an acceleration electrode 68 disposed in the acceleration unit 11c. .
The ion irradiation part 11d of the main body vacuum chamber 11 is located in front of the accelerated ion traveling direction, and the holding device 12 is arranged inside the ion irradiation part 11d. The ions incident on the inside of the ion irradiation unit 11d travel toward the holding device 12.

なお、図１の符号６２は主制御装置を示している。本体真空槽１１やイオン生成装置６０の壁面は接地電位に接続され、主制御装置６２が、発生用電源７３と、引出用電源７４と、質量分析用電源７５と、加速用電源７６を介して、イオン生成装置６０内の電極(不図示)と、引出電極６５と、電磁界形成装置６６と、加速電極６８に印加される電圧を制御し、イオンの発生量や、分析して抽出するイオンの種類や、イオンの速度等を制御している。   In addition, the code | symbol 62 of FIG. 1 has shown the main controller. The wall surfaces of the main body vacuum chamber 11 and the ion generator 60 are connected to the ground potential, and the main controller 62 is connected to the power source 73 for generation, the power source 74 for extraction, the power source 75 for mass analysis, and the power source 76 for acceleration. The voltage applied to the electrode (not shown), the extraction electrode 65, the electromagnetic field forming device 66, and the accelerating electrode 68 in the ion generating device 60 is controlled, and the amount of generated ions and the ions extracted by analysis are extracted. Type, ion velocity, etc. are controlled.

次に、保持装置１２を説明する。図２に示すように、保持装置１２は、板状の揺動台(台座)２０と、マスクホルダ２１と、基板ホルダ２２と、反射装置２５とを有している。
揺動台２０には、取付穴が形成されており、取付穴には、揺動軸が挿通されている。図２の符号２４は、取付穴に挿通された揺動軸の一端であり、図２では、揺動軸２４の手前に位置するマスクホルダ２１によって、揺動軸２４の一端の下半分が隠されている。 Next, the holding device 12 will be described. As shown in FIG. 2, the holding device 12 includes a plate-shaped swing base (pedestal) 20, a mask holder 21, a substrate holder 22, and a reflection device 25.
A mounting hole is formed in the swing base 20, and a swing shaft is inserted through the mounting hole. Reference numeral 24 in FIG. 2 is one end of the swing shaft inserted into the mounting hole. In FIG. 2, the lower half of one end of the swing shaft 24 is hidden by the mask holder 21 positioned in front of the swing shaft 24. Has been.

本体真空槽１１の外部には、モータ等の揺動装置(不図示)が配置されている。揺動軸２４は、本体真空槽１１の外部に気密に導出されており、外部に導出された揺動軸２４の先端は、揺動装置に接続されている。
本体真空槽１１の外部には、アラインメント制御装置６３が配置されている。 A swinging device (not shown) such as a motor is disposed outside the main body vacuum chamber 11. The swing shaft 24 is led out of the main body vacuum chamber 11 in an airtight manner, and the tip of the swing shaft 24 led out to the outside is connected to the swing device.
An alignment control device 63 is disposed outside the main body vacuum chamber 11.

揺動装置は、アラインメント制御装置６３に接続されており、アラインメント制御装置６３によって揺動装置が動作すると、揺動軸２４は、揺動軸２４の中心軸線である揺動軸線を中心に、予め設定された所定の角度の範囲内で所望角度回転できるようになっている。揺動軸線は、本体真空槽１１の揺動軸２４が取り付けられた壁面に対して静止されており、その壁面に対して直角にされている。揺動台２０は、揺動軸線を中心に、揺動軸２４と共に同じ角度回転する。この保持装置１２では、揺動台２０は３６０ｄｅｇ未満の角度で回転でき、揺動台２０のその回転移動は揺動と呼ばれている。
ここでは、揺動台２０は、イオン照射部１１ｄの壁面のうち、揺動軸２４は、側面を構成する一壁面と垂直であり、その一壁面と揺動台２０の表面は平行である。
マスクホルダ２１は、昇降板３０と、昇降板３０に固定されたマスク保持腕３１と、マスク保持腕３１に設けられた一乃至複数個のマスク載置部材３２ａ〜３２ｃを有している。 The oscillating device is connected to the alignment control device 63. When the oscillating device is operated by the alignment control device 63, the oscillating shaft 24 is centered on the oscillating axis that is the central axis of the oscillating shaft 24 in advance. A desired angle can be rotated within a set range of a predetermined angle. The swing axis is stationary with respect to the wall surface to which the swing shaft 24 of the main body vacuum chamber 11 is attached, and is perpendicular to the wall surface. The oscillating table 20 rotates with the oscillating shaft 24 at the same angle around the oscillating axis. In this holding device 12, the swing base 20 can rotate at an angle of less than 360 deg, and the rotational movement of the swing base 20 is called swing.
Here, in the oscillating table 20, the oscillating shaft 24 is perpendicular to one wall surface constituting the side surface of the wall surface of the ion irradiation unit 11d, and the one wall surface and the surface of the oscillating table 20 are parallel.
The mask holder 21 includes an elevating plate 30, a mask holding arm 31 fixed to the elevating plate 30, and one or more mask placing members 32 a to 32 c provided on the mask holding arm 31.

図３は、基板ホルダ２２と、後述する移動装置とが省略された保持装置１２の斜視図である。
図３から分かるように、マスク保持腕３１は、後述するマスクを取り囲めるように枠状にされており、マスク載置部材３２ａ〜３２ｃは、枠状のマスク保持腕３１の内側に突出するように取り付けられている。マスク載置部材３２ａ〜３２ｃは、マスクを取り囲んでマスク保持腕３１で支持できるように、マスク保持腕３１を水平にしたときに、その底面で突出されるように、マスク保持腕３１に取り付けられている。 FIG. 3 is a perspective view of the holding device 12 from which the substrate holder 22 and a moving device to be described later are omitted.
As can be seen from FIG. 3, the mask holding arm 31 is formed in a frame shape so as to surround a mask, which will be described later, and the mask placement members 32 a to 32 c protrude inside the frame-shaped mask holding arm 31. Is attached. The mask mounting members 32a to 32c are attached to the mask holding arm 31 so as to protrude from the bottom surface when the mask holding arm 31 is leveled so as to surround the mask and be supported by the mask holding arm 31. ing.

ここでは、マスクは円形であり、従って、マスク保持腕３１は、円形に湾曲され、一部が切り欠かれた枠状にされている。マスク保持腕３１の内径は、マスクの外径に等しいか、僅かに大きくなるように形成されている。   Here, the mask is circular, and therefore, the mask holding arm 31 has a frame shape that is curved in a circular shape and partly cut out. The inner diameter of the mask holding arm 31 is formed to be equal to or slightly larger than the outer diameter of the mask.

図５には、マスク１８が配置された状態の保持装置１２が示されている。
図１、２の符号２３は移動装置を示しており、符号２９は、揺動台２０に固定された補助座を示している。 FIG. 5 shows the holding device 12 in a state where the mask 18 is arranged.
Reference numeral 23 in FIGS. 1 and 2 denotes a moving device, and reference numeral 29 denotes an auxiliary seat fixed to the swing base 20.

移動装置２３の内部は省略されているが、移動装置２３は、保持装置１２に設けられており、第一軸線方向移動装置、第二軸線方向移動装置、回転装置を有している。第一軸線方向移動装置、第二軸線方向移動装置は、補助座２９上に設けられている。   Although the inside of the moving device 23 is omitted, the moving device 23 is provided in the holding device 12 and includes a first axial movement device, a second axial movement device, and a rotation device. The first axial direction moving device and the second axial direction moving device are provided on the auxiliary seat 29.

移動装置２３と昇降装置とは、アラインメント制御装置６３に接続されており、第一軸線方向移動装置と、第二軸線方向移動装置と、回転装置と、昇降装置とはアラインメント制御装置６３によって制御されている。   The moving device 23 and the lifting device are connected to the alignment control device 63, and the first axial movement device, the second axial movement device, the rotating device, and the lifting device are controlled by the alignment control device 63. ing.

マスクホルダ２１と基板ホルダ２２とは、互いに平行な平面内にそれぞれ位置しており、マスクホルダ２１と基板ホルダ２２とが、揺動装置によって水平にされたときに、鉛直となる昇降軸線が、揺動台２０に対して設定されているものとすると、揺動台２０が回転したときには、昇降軸線は、揺動台２０が回転した角度と同方向同角度回転することになる。   The mask holder 21 and the substrate holder 22 are respectively located in planes parallel to each other, and when the mask holder 21 and the substrate holder 22 are leveled by the swing device, the vertical axis is vertical. Assuming that the swing table 20 is set, when the swing table 20 rotates, the lifting axis rotates in the same direction and the same angle as the swing table 20 rotates.

マスク保持腕３１は、昇降板３０に取り付けられており、昇降板３０は、昇降装置を有しており、昇降板３０は、昇降装置によって、昇降軸線に対して平行に、往動、復動の直線移動をするように構成されている。マスクホルダ２１は、昇降板３０と共に、昇降板３０に対して静止した状態で、昇降軸線に平行に往復移動する。マスク保持腕３１に配置されたマスクも一緒に移動する。
昇降装置は、昇降板３０に取り付けられていてもよいし、補助座２９に設けられていてもよい。 The mask holding arm 31 is attached to an elevating plate 30, and the elevating plate 30 has an elevating device. The elevating plate 30 is moved forward and backward by the elevating device in parallel with the elevating axis. It is comprised so that a linear movement may be carried out. The mask holder 21 reciprocates in parallel with the lift axis along with the lift plate 30 while being stationary with respect to the lift plate 30. The mask arranged on the mask holding arm 31 also moves together.
The lifting device may be attached to the lifting plate 30 or may be provided on the auxiliary seat 29.

次に、基板ホルダ２２は、図２に示されるように、支持板４０と、一乃至複数個の基板載置部材４１ａ〜４１ｄとを有している。
この保持装置１２には、揺動台２０に対して静止された第一軸線と、揺動台２０に対して静止され、第一軸線と交叉した第二軸線とが設定されている。 Next, as shown in FIG. 2, the substrate holder 22 includes a support plate 40 and one or more substrate placement members 41 a to 41 d.
The holding device 12 is set with a first axis that is stationary with respect to the oscillating table 20 and a second axis that is stationary with respect to the oscillating table 20 and intersects the first axis.

第一軸線方向移動装置は、支持板４０を、揺動台２０に対して第一軸線と平行な方向に移動させ、また、第二軸線方向移動装置は、支持板４０を、揺動台２０に対して第二軸線と平行な方向に移動させるように構成されている。
従って、第一、第二軸線方向移動装置が一緒に動作すると、支持板４０は、第一軸線に平行な方向の移動と、第二軸線に平行な方向の移動とを合成した方向に移動する。 The first axial movement device moves the support plate 40 in a direction parallel to the first axis with respect to the rocking table 20, and the second axial movement device moves the support plate 40 to the rocking table 20. Is configured to move in a direction parallel to the second axis.
Therefore, when the first and second axial direction moving devices operate together, the support plate 40 moves in a direction that combines movement in a direction parallel to the first axis and movement in a direction parallel to the second axis. .

図４は、昇降軸線と、第一、第二軸線の関係を示す図であり、第一軸線は、符号“ｘ”、第二軸線は符号“ｙ”、昇降軸線は符号“ｚ”で示されている。この保持装置１２では、第一軸線ｘと、第二軸線ｙと、昇降軸線ｚの三個の軸線とは、原点Ｏで交わっている。
図４では、取付面の所定位置が原点Ｏにされているが、原点Ｏは、揺動台２０に対して静止された位置であればよい。 FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the lifting axis and the first and second axes, where the first axis is indicated by “x”, the second axis is indicated by “y”, and the lifting axis is indicated by “z”. Has been. In the holding device 12, the three axes of the first axis x, the second axis y, and the lifting / lowering axis z intersect at the origin O.
In FIG. 4, the predetermined position of the mounting surface is the origin O, but the origin O may be a position that is stationary with respect to the rocking table 20.

昇降軸線ｚと第一軸線ｘとは直角に交叉しており、昇降軸線ｚと第二軸線ｙとも直角に交叉している。従って、第一軸線ｘと第二軸線ｙとが位置する平面を移動平面とすると、昇降軸線ｚは移動平面の法線であり、移動平面と垂直に交叉する。第一軸線ｘと、第二軸線ｙと、昇降軸線ｚは、揺動台２０に対して静止されているから、揺動装置によって揺動台２０が回転されると、揺動軸線を中心に、揺動台２０と一緒に回転する。   The elevation axis z and the first axis x intersect at right angles, and the elevation axis z and the second axis y intersect at right angles. Therefore, if the plane in which the first axis x and the second axis y are located is the moving plane, the lifting axis z is the normal of the moving plane and intersects the moving plane perpendicularly. Since the first axis x, the second axis y, and the elevating axis z are stationary with respect to the swing table 20, when the swing table 20 is rotated by the swing device, the swing axis 20 is centered. , Rotate together with the rocking table 20.

この例では、第一軸線ｘと第二軸線ｙとは、９０°の角度で交差しており、第一軸線ｘは、揺動台２０の支持板４０に対面する取付面に対して平行であり、第二軸線ｙは、揺動台２０の取付面に対して垂直である。   In this example, the first axis line x and the second axis line y intersect at an angle of 90 °, and the first axis line x is parallel to the mounting surface facing the support plate 40 of the rocking base 20. Yes, the second axis y is perpendicular to the mounting surface of the rocking base 20.

支持板４０の表面には、基板載置部材４１ａ〜４１ｄが取り付けられている。
基板載置部材４１ａ〜４１ｄは、互いに間隔を開けて配置されており、また、基板載置部材４１ａ〜４１ｄを支持板４０の上方に向けたときに、基板載置部材４１ａ〜４１ｄの上端が、支持板４０の表面から突き出されるようにされており、基板載置部材４１ａ〜４１ｄの上端とマスクホルダ２１との間には、隙間が形成されている。 Substrate placement members 41 a to 41 d are attached to the surface of the support plate 40.
The substrate placement members 41a to 41d are arranged at a distance from each other, and when the substrate placement members 41a to 41d are directed above the support plate 40, the upper ends of the substrate placement members 41a to 41d are The support plate 40 protrudes from the surface, and a gap is formed between the upper ends of the substrate mounting members 41 a to 41 d and the mask holder 21.

基板載置部材４１ａ〜４１ｄの上部は、基板を配置することができるように構成されており、移動平面を水平にすると、支持板４０は水平になり、この状態で基板載置部材４１ａ〜４１ｄ上に基板を配置すると、基板も水平になるようにされている。
基板ホルダ２２に配置された基板と、マスクホルダ２１に配置されたマスクとは平行になるようにされており、従って、マスクホルダ２１に配置されたマスクも水平である。 The upper portions of the substrate placement members 41a to 41d are configured so that the substrate can be arranged. When the moving plane is leveled, the support plate 40 becomes horizontal, and in this state the substrate placement members 41a to 41d. When the substrate is arranged on the top, the substrate is also horizontal.
The substrate disposed on the substrate holder 22 and the mask disposed on the mask holder 21 are parallel to each other, and therefore the mask disposed on the mask holder 21 is also horizontal.

揺動台２０が揺動し、また、支持板４０が第一、第二軸線方向移動装置によって移動しても、基板とマスクとの平行な状態は維持される。
なお、昇降装置が動作すると、基板とマスクは平行な状態を維持しながら、基板とマスクの間の距離が伸縮される。 Even when the oscillating base 20 is oscillated and the support plate 40 is moved by the first and second axial movement devices, the parallel state of the substrate and the mask is maintained.
When the lifting device operates, the distance between the substrate and the mask is expanded and contracted while the substrate and the mask are maintained in a parallel state.

次に、この保持装置１２には、昇降軸線と平行な回転軸線が、複数の基板載置部材４１ａ〜４１ｄの中央位置を通るように設定されている。
回転装置はアラインメント制御装置６３によって、支持板４０を、回転軸線を中心に所定角度の範囲内で回転させるように構成されている。その回転は、移動平面と平行な平面内の回転であり、時計回りの方向と、反時計回りの方向とに回転できるようにされている。基板載置部材４１ａ〜４１ｄや、その上に配置された基板１７は、支持板４０と共に回転軸線を中心として一緒に回転する。
回転軸線回りの回転移動が可能な角度範囲は、角度範囲の中央をゼロｄｅｇとすると、±数ｄｅｇの大きさにされており、その範囲内で回転できるようにされている。 Next, the holding device 12 is set such that a rotation axis parallel to the lifting axis passes through the center positions of the plurality of substrate placement members 41a to 41d.
The rotation device is configured to rotate the support plate 40 within a range of a predetermined angle around the rotation axis by the alignment control device 63. The rotation is in a plane parallel to the moving plane, and can be rotated in a clockwise direction and a counterclockwise direction. The substrate placement members 41 a to 41 d and the substrate 17 disposed thereon rotate together with the support plate 40 around the rotation axis.
The angle range in which the rotational movement around the rotation axis is possible is set to a size of ± several deg, where the center of the angle range is zero deg, and can be rotated within the range.

なお、この保持装置１２は、支持台４２を有しており、支持板４０は、支持台４２の上に固定されている。
第一軸線方向移動装置と、第二軸線方向移動装置と、回転装置は、支持台４２を第一、第二軸線方向に移動させ、また、回転軸線回りに回転させることで、支持板４０を第一、第二軸線方向に移動させ、また、回転軸線回りに回転させるようにされている。 The holding device 12 has a support base 42, and the support plate 40 is fixed on the support base 42.
The first axial direction moving device, the second axial direction moving device, and the rotating device move the support base 42 in the first and second axial directions, and rotate the supporting plate 40 around the rotational axis, thereby causing the support plate 40 to move. It is moved in the first and second axis directions and rotated around the rotation axis.

基板載置部材４１ａ〜４１ｄ上の基板の回転により、基板と、マスク保持腕３１上のマスクとの相対的な向きは、互いに平行な状態を維持しながら、変更される。
従って、この保持装置１２では、マスクホルダ２１を静止させた状態で、回転移動を含め、基板をマスクに対して移動させることができる。 The relative orientation of the substrate and the mask on the mask holding arm 31 is changed while maintaining the state parallel to each other by the rotation of the substrate on the substrate mounting members 41a to 41d.
Therefore, in this holding device 12, the substrate can be moved relative to the mask, including rotational movement, while the mask holder 21 is stationary.

図４の符号ｔは、回転軸線を示しており、移動平面との交点Ｐを中心として、回転移動する。図４では、その回転移動の方向は符号Ｒで示されている。
基板載置部材４１ａ〜４１ｄは、第一、第二軸線方向移動装置によって、揺動台２０に対して移動するから、基板載置部材４１ａ〜４１ｄの中央位置を通る回転軸線も揺動台２０に対して移動するが、この保持装置１２では、回転装置は支持台４２又は支持板４０に取り付けられており、基板ホルダ２２と一緒に移動するので、回転軸線と回転装置との間の相対的な位置関係は変化しない。また、回転軸線と基板ホルダ２２との間の相対的な位置関係も変化しない。 A symbol t in FIG. 4 indicates a rotational axis, and the rotational axis moves around the intersection P with the moving plane. In FIG. 4, the direction of the rotational movement is indicated by R.
Since the substrate mounting members 41a to 41d are moved with respect to the swing table 20 by the first and second axial direction moving devices, the rotation axis passing through the center position of the substrate mounting members 41a to 41d is also the swing table 20. However, in this holding device 12, the rotation device is attached to the support base 42 or the support plate 40 and moves together with the substrate holder 22, so that the relative relationship between the rotation axis and the rotation device is large. The relative positional relationship does not change. Further, the relative positional relationship between the rotation axis and the substrate holder 22 does not change.

回転装置と、昇降装置と、第一軸線方向移動装置と、第二軸線方向移動装置は支持板４０の表面と、マスク載置部材３２ａ〜３２ｃ上に配置されたマスクの裏面との間には位置しておらず、支持板４０とマスク載置部材３２ａ〜３２ｃ上のマスクとの間には、上述したように、隙間が形成されている。
なお、図３、４の符号２８は、揺動台２０に設けられた取付穴である。 The rotation device, the lifting device, the first axial movement device, and the second axial movement device are arranged between the front surface of the support plate 40 and the back surface of the mask disposed on the mask placement members 32a to 32c. As described above, a gap is formed between the support plate 40 and the masks on the mask placement members 32a to 32c.
3 and 4 is a mounting hole provided in the rocking table 20.

図６は、移動平面が水平にされた状態である。保持装置１２には、マスクと基板とは配置されていない状態である。
本体真空槽１１のイオン照射部１１ｄの部分のうち、揺動台２０の、マスクホルダ２１や基板ホルダ２２が設けられた面と対面する壁面には、搬出入口が設けられている。搬出入口には、搬送室が接続されており、搬送室の内部には、動作が主制御装置６２によって制御される搬送ロボットが配置されている。 FIG. 6 shows a state in which the moving plane is leveled. In the holding device 12, the mask and the substrate are not arranged.
Of the portion of the ion irradiation section 11d of the main body vacuum chamber 11, a carry-in / out entrance is provided on the wall surface of the oscillating base 20 facing the surface on which the mask holder 21 and the substrate holder 22 are provided. A transfer chamber is connected to the carry-in / out port, and a transfer robot whose operation is controlled by the main controller 62 is disposed inside the transfer chamber.

本体真空槽１１以外の真空槽内で、搬送ロボットのハンド上にマスクが配置されており、搬出入口を開け、ハンドを搬出入口からイオン照射部１１ｄの内部に搬入し、マスク保持腕３１上で静止させる。
搬出入口に接続された搬送室の内部は真空雰囲気にされているので、搬出入口を開けても、本体真空槽１１の内部の真空雰囲気は維持される。 In a vacuum chamber other than the main body vacuum chamber 11, a mask is disposed on the hand of the transfer robot. The carry-in / out opening is opened, the hand is carried into the ion irradiation unit 11 d from the carry-in / out entrance, and on the mask holding arm 31. Keep it stationary.
Since the inside of the transfer chamber connected to the carry-in / out port is in a vacuum atmosphere, the vacuum atmosphere inside the main body vacuum chamber 11 is maintained even when the carry-in / out port is opened.

マスク保持腕３１には切り欠きが設けられており、ハンドは、切り欠きとの空間と、マスク保持腕３１で取り囲まれた空間とを通って、マスク保持腕３１よりも上方の位置と、マスク保持腕３１よりも下方の位置との間を移動することができる。   The mask holding arm 31 is provided with a notch, and the hand passes through the space with the notch and the space surrounded by the mask holding arm 31, a position above the mask holding arm 31, and the mask. It is possible to move between positions below the holding arm 31.

ここでは、マスクが乗せられたハンドはマスク保持腕３１よりも上方位置で静止されており、その位置からマスク載置部材３２ａ〜３２ｃよりも下方の位置まで移動させると、その移動の間に、マスクはマスク載置部材３２ａ〜３２ｃ上に乗り、マスクはハンド上からマスク載置部材３２ａ〜３２ｃ上に移載される。   Here, the hand on which the mask is placed is stationary at a position above the mask holding arm 31, and when the hand is moved from the position to a position below the mask placement members 32a to 32c, during the movement, The mask is placed on the mask placement members 32a to 32c, and the mask is transferred onto the mask placement members 32a to 32c from the hand.

マスクホルダ２１に、マスク載置部材３２ａ〜３２ｃ上のマスクをマスクホルダ２１に固定するマスク押さえ機構を設け、後述するアラインメントを行う前に、マスクをマスクホルダ２１に固定するようにしてもよい。
マスクの移載後は、ハンドはマスクと離間しており、ハンドを、マスクの下方位置から抜去し、搬出入口に接続された搬送室内に移動させる。 The mask holder 21 may be provided with a mask pressing mechanism for fixing the masks on the mask placement members 32 a to 32 c to the mask holder 21, and the mask may be fixed to the mask holder 21 before alignment described later.
After the transfer of the mask, the hand is separated from the mask, and the hand is removed from the lower position of the mask and moved into the transfer chamber connected to the carry-in / out port.

図６の状態では、マスクホルダ２１と基板ホルダ２２の間には、隙間が形成されており、本体真空槽１１以外の真空槽内で、搬送ロボットのハンドに基板を載置し、その状態のハンドを搬出入口からイオン照射部１１ｄ内に搬入し、マスクホルダ２１と基板ホルダ２２の間の隙間内に挿入し、基板ホルダ２２上で静止させる。   In the state of FIG. 6, a gap is formed between the mask holder 21 and the substrate holder 22, and the substrate is placed on the hand of the transfer robot in a vacuum chamber other than the main body vacuum chamber 11. The hand is carried into the ion irradiation unit 11 d from the carry-in / out entrance, inserted into the gap between the mask holder 21 and the substrate holder 22, and stopped on the substrate holder 22.

次に、基板載置部材４１ａ〜４１ｄの上端よりも下方の位置までハンドを降下させると基板は基板載置部材４１ａ〜４１ｄ上に乗り、基板がハンド上から基板載置部材４１ａ〜４１ｄ上に移載される。   Next, when the hand is lowered to a position below the upper ends of the substrate placement members 41a to 41d, the substrate rides on the substrate placement members 41a to 41d, and the substrate is placed on the substrate placement members 41a to 41d from the hand. Reprinted.

基板ホルダ２２に、基板載置部材４１ａ〜４１ｄ上の基板を基板ホルダ２２に固定する基板押さえ機構を設け、後述するアラインメントを行う前に、基板を基板ホルダ２２に固定するようにしてもよい。   The substrate holder 22 may be provided with a substrate pressing mechanism for fixing the substrates on the substrate mounting members 41 a to 41 d to the substrate holder 22, and the substrate may be fixed to the substrate holder 22 before alignment described later.

ハンドは、基板載置部材４１ａ〜４１ｄ上の基板と離間した状態で、基板よりも下方に位置しており、基板が移載されたハンドを基板の下方の位置から抜去し、搬出入口から、搬出入口に接続された搬送室の内部に移動させた後、搬出入口を閉じる。   The hand is positioned below the substrate in a state of being separated from the substrate on the substrate mounting members 41a to 41d, and the hand on which the substrate is transferred is removed from the position below the substrate, and from the carry-in / out port, After moving to the inside of the transfer chamber connected to the carry-in / out port, the carry-in / out port is closed.

図７の符号１７は基板載置部材４１ａ〜４１ｄ上に載置された基板であり、符号１８はマスク載置部材３２ａ〜３２ｃ上に配置されたマスクである。
マスク１８には、基板１７に形成する基板パターンに対応したマスクパターンが形成されており、また、マスク１８と、基板１７とには、マスクアラインメントマークと、基板アラインメントマークとがそれぞれ設けられている。 Reference numeral 17 in FIG. 7 denotes a substrate placed on the substrate placement members 41a to 41d, and reference numeral 18 denotes a mask placed on the mask placement members 32a to 32c.
A mask pattern corresponding to the substrate pattern formed on the substrate 17 is formed on the mask 18, and a mask alignment mark and a substrate alignment mark are provided on the mask 18 and the substrate 17, respectively. .

マスク１８は、シリコン基板や金属基板等の硬質材料の基板であり、マスクパターンや、アラインメントマークは、貫通孔や貫通溝の表面と裏面とが貫通されたパターンによって構成されている。
マスク１８と、基板１７とが、マスク載置部材３２ａ〜３２ｃと、基板載置部材４１ａ〜４１ｄとに、それぞれ載置された状態では、マスク１８と基板１７との相対的な位置関係は、所定の位置関係になっていない。 The mask 18 is a substrate made of a hard material such as a silicon substrate or a metal substrate, and the mask pattern and the alignment mark are configured by a pattern in which the front and back surfaces of through holes and through grooves are penetrated.
In a state where the mask 18 and the substrate 17 are placed on the mask placement members 32a to 32c and the substrate placement members 41a to 41d, respectively, the relative positional relationship between the mask 18 and the substrate 17 is It is not in a predetermined positional relationship.

イオン照射部１１ｄの外部には、マスクパターンとアラインメントパターンを撮影する撮影装置１３が配置されている。
撮影装置１３と保持装置１２との間に位置する部分のイオン照射部１１ｄの槽壁には、透明なガラス等から成る窓部１６が嵌め込まれており、撮影装置１３の位置からは、窓部１６を介して、イオン照射部１１ｄの内部が撮影できるようにされている。撮影装置１３は、イオン照射部１１ｄの内部を、窓部１６を介して撮影し、撮影結果である画像は、アラインメント制御装置６３に送信される。
昇降軸線が鉛直にされ、マスクホルダ２１が基板ホルダ２２の真上に位置するときに、揺動台２０の上部となる部分には、反射装置２５が固定されている。 An imaging device 13 for imaging a mask pattern and an alignment pattern is arranged outside the ion irradiation unit 11d.
A window portion 16 made of transparent glass or the like is fitted in the tank wall of the ion irradiation portion 11d located between the imaging device 13 and the holding device 12, and from the position of the imaging device 13, the window portion 16, the inside of the ion irradiation unit 11 d can be photographed. The imaging device 13 images the inside of the ion irradiation unit 11 d through the window 16, and an image that is the imaging result is transmitted to the alignment control device 63.
A reflection device 25 is fixed to the upper portion of the swing table 20 when the vertical axis is vertical and the mask holder 21 is positioned directly above the substrate holder 22.

図１２は、後述する第一、第二の反射面５４₁、５４₂が見える方向から見た反射装置２５を表す図面である。
反射装置２５のうち、機能する部分を機能部５０とすると、反射装置２５は、筺体５５と、機能部５０とを有している。筺体５５は四角柱状であり、機能部５０は板状であり、筺体５５の先端に固定されている。 FIG. 12 is a drawing showing the reflection device 25 viewed from a direction in which first and second reflection surfaces 54 ₁ and 54 ₂ described later can be seen.
If the functioning portion of the reflection device 25 is a function unit 50, the reflection device 25 includes a housing 55 and a function unit 50. The housing 55 has a quadrangular prism shape, and the functional unit 50 has a plate shape, and is fixed to the tip of the housing 55.

筺体５５は、その中心軸線が昇降軸線に対して垂直にされ、一端が揺動台２０に固定され、他端がマスク載置部材３２ａ〜３２ｃに配置されたマスク１８上に位置しており、昇降軸線が鉛直にされたときには、機能部５０は、マスク１８のマスクパターンが形成された照射領域と、照射部の両側に配置されたマスクアラインメントマークとの両方の上方に位置するようにされている。筺体５５の中心軸線は、昇降軸線が鉛直な状態では、水平になっている。   The housing 55 has a central axis perpendicular to the elevation axis, one end fixed to the swing base 20, and the other end positioned on the mask 18 disposed on the mask mounting members 32a to 32c. When the vertical axis is made vertical, the function unit 50 is positioned above both the irradiation region where the mask pattern of the mask 18 is formed and the mask alignment marks arranged on both sides of the irradiation unit. Yes. The central axis of the housing 55 is horizontal when the vertical axis is vertical.

機能部５０は、マスク載置部材３２ａ〜３２ｃに配置されたマスク１８に対して傾けられており、マスク載置部材３２ａ〜３２ｃに配置されたマスク１８に面する側の表面は、光を反射して像が形成される鏡面にされている。   The functional unit 50 is inclined with respect to the mask 18 disposed on the mask placement members 32a to 32c, and the surface on the side facing the mask 18 disposed on the mask placement members 32a to 32c reflects light. Thus, a mirror surface on which an image is formed is formed.

機能部５０には、貫通孔であるイオン通過口５１が形成されている。イオン通過口５１よりも筺体５５から遠い位置と近い位置には、鏡面が残されており、筺体５５に遠い方を第一の反射面５４₁とし、近い方を第二の反射面５４₂とすると、加速部１１ｃからイオン照射部１１ｄ内に入射したイオンは機能部５０に向かって進行し、機能部５０に入射すると、機能部５０に入射したイオンのうち、機能部５０と衝突せず、イオン通過口５１を通過したイオンは、イオン進行方向の前方に向かって飛行する。第一、第二の反射面５４₁、５４₂は同一平面状に位置している。 The functional part 50 is formed with an ion passage port 51 which is a through hole. The position and the closer position farther from the housing 55 than the ion passage holes 51, the mirror has been left, the farther to the housing 55 as _one first reflecting surface 54, towards the the second reflecting surface ₅₄₂ near Then, the ions incident on the ion irradiation unit 11d from the acceleration unit 11c travel toward the functional unit 50, and when entering the functional unit 50, the ions incident on the functional unit 50 do not collide with the functional unit 50, Ions that have passed through the ion passage 51 fly forward in the ion traveling direction. The first and second reflecting surfaces 54 ₁ and 54 ₂ are located on the same plane.

マスク載置部材３２ａ〜３２ｃに配置されたマスク１８側から機能部５０に光が入射した場合は、入射光の一部はイオン通過口５１を通過するが、他の一部は、第一、第二の反射面５４₁、５４₂に入射し、入射角と反射角とが等しい法則の下で反射されて反射光となって、機能部５０から射出される。 When light enters the functional unit 50 from the mask 18 side disposed on the mask placement members 32a to 32c, a part of the incident light passes through the ion passage port 51, but the other part is the first, The light is incident on the second reflecting surfaces 54 ₁ and 54 ₂ , is reflected under the law where the incident angle and the reflection angle are equal, becomes reflected light, and is emitted from the functional unit 50.

撮影装置１３は、図５に示すように、第一、第二のカメラ１３ａ、１３ｂを有している。
昇降軸線が鉛直にされた状態では、反射装置２５は揺動軸線の上方に位置しており、マスク１８の表面が、加速部１１ｃに向く方向に、保持装置１２が所定の角度回転すると、機能部５０も揺動軸線を中心に、同角度回転する。
揺動軸線が鉛直な状態から保持装置１２が回転した回転角度は、鉛直方向と揺動軸線とが成す揺動角度に等しい。 As shown in FIG. 5, the photographing device 13 has first and second cameras 13a and 13b.
In a state where the lifting / lowering axis is vertical, the reflecting device 25 is positioned above the swinging axis, and when the holding device 12 rotates a predetermined angle in a direction in which the surface of the mask 18 faces the acceleration unit 11c, the function is increased. The part 50 also rotates at the same angle around the swing axis.
The rotation angle at which the holding device 12 rotates from the state where the swing axis is vertical is equal to the swing angle formed by the vertical direction and the swing axis.

第一、第二のカメラ１３ａ、１３ｂに設けられたレンズの光軸は互いに平行にされており、保持装置１２が回転する際には、第一、第二の反射面５４₁、５４₂が第一、第二のカメラ１３ａ、１３ｂと、マスク１８とに向いて、第一、第二のカメラ１３ａ、１３ｂの光軸が第一、第二の反射面５４₁、５４₂と交叉する揺動角度が存在する。この揺動角度のとき、第一、第二のカメラ１３ａ、１３ｂの撮影範囲内に機能部５０が位置しており、第一、第二のカメラ１３ａ、１３ｂによって、第一、第二の反射面５４₁、５４₂に写ったマスク１８の表面を撮影することができる。
保持装置１２が回転するとき、第一、第二の反射面５４₁、５４₂は、保持装置１２の揺動角度と同じ角度回転するのに対し、第一、第二のカメラ１３ａ、１３ｂは回転しない。 The optical axes of the lenses provided in the first and second cameras 13a and 13b are parallel to each other. When the holding device 12 rotates, the first and second reflecting surfaces 54 ₁ and 54 ₂ Shaking the optical axes of the first and second cameras 13a and 13b crossing the first and second reflecting surfaces 54 ₁ and 54 ₂ toward the first and second cameras 13a and 13b and the mask 18. There is a moving angle. At this swing angle, the function unit 50 is located within the imaging range of the first and second cameras 13a and 13b, and the first and second cameras 13a and 13b reflect the first and second reflections. The surface of the mask 18 reflected on the surfaces 54 ₁ and 54 ₂ can be photographed.
When the holding device 12 rotates, the first and second reflecting surfaces 54 ₁ and 54 ₂ rotate at the same angle as the swing angle of the holding device 12, whereas the first and second cameras 13a and 13b Does not rotate.

マスク１８の表面から、マスク１８の法線と平行に射出された光が、第一、第二の反射面５４₁、５４₂で反射されて反射光となるとき、反射光と、第一、第二のカメラ１３ａ、１３ｂの光軸との角度は、保持装置１２の揺動によって変化する。 When the light emitted from the surface of the mask 18 in parallel with the normal line of the mask 18 is reflected by the first and second reflecting surfaces 54 ₁ and 54 ₂ to become reflected light, the reflected light, The angles with the optical axes of the second cameras 13a and 13b change as the holding device 12 swings.

マスク１８の表面から、マスク１８の法線と平行に射出された光の第一、第二の反射面５４₁、５４₂での反射光が、第一、第二のカメラ１３ａ、１３ｂの光軸と平行になって第一、第二のカメラ１３ａ、１３ｂに入射するとき、光学上、第一、第二のカメラ１３ａ、１３ｂは、マスク１８や基板１７に正対することになり、マスク１８や基板１７の表面を正確に撮影することができる。 The light reflected from the first and second reflecting surfaces 54 ₁ and 54 ₂ of the light emitted from the surface of the mask 18 in parallel with the normal line of the mask 18 is the light of the first and second cameras 13a and 13b. When entering the first and second cameras 13a and 13b in parallel with the axis, the first and second cameras 13a and 13b are optically opposed to the mask 18 and the substrate 17, so that the mask 18 In addition, the surface of the substrate 17 can be accurately photographed.

第一、第二のカメラ１３ａ、１３ｂは、第一、第二の反射面５４₁、５４₂間の距離程度離間して配置され、第一、第二のカメラ１３ａ、１３ｂによって、マスク１８上の異なる二箇所の場所が撮影されるようになっており、光学上正対した状態では、基板１７とマスク１８とをアラインメントすることが可能であり、その状態をアラインメント状態とすると、アラインメント状態では、第一、第二のカメラ１３ａ、１３ｂの撮影範囲にマスクアラインメントマークがそれぞれ含まれるようになっており、第一、第二のカメラ１３ａ、１３ｂによって、異なるマスクアラインメントマークが撮影される。 The first and second cameras 13a and 13b are arranged at a distance of about the distance between the first and second reflecting surfaces 54 ₁ and 54 _2, and are placed on the mask 18 by the first and second cameras 13a and 13b. The two places are differently photographed, and the substrate 17 and the mask 18 can be aligned in an optically facing state. When the state is an alignment state, the alignment state is as follows. The mask alignment marks are included in the imaging ranges of the first and second cameras 13a and 13b, respectively, and different mask alignment marks are imaged by the first and second cameras 13a and 13b.

また、マスクアラインメントマークは貫通孔であり、第一、第二のカメラ１３ａ、１３ｂによって、マスクアラインメントマークを介して、基板１７表面を撮影することができる。従って、第一、第二の反射面５４₁、５４₂での反射光により、異なるマスクアライントマークを介して、基板１７の異なる場所を撮影することができる。 The mask alignment mark is a through hole, and the surface of the substrate 17 can be photographed by the first and second cameras 13a and 13b via the mask alignment mark. Therefore, different places on the substrate 17 can be photographed through different mask alignment marks by the reflected light from the first and second reflecting surfaces 54 ₁ and 54 ₂ .

マスク保持腕３１と基板載置部材４１ａ〜４１ｄとには、位置決め装置が設けられており、マスク１８がマスク保持腕３１に配置されるときに、位置決め装置により、マスク１８は、マスク保持腕３１に対して予め設定された方向で、設定された位置に配置され、また、基板１７が基板載置部材４１ａ〜４１ｄ上に配置されるときにも、位置決め装置により、基板１７は、予め設定された向きで、設定された位置に配置される。   The mask holding arm 31 and the substrate mounting members 41 a to 41 d are provided with positioning devices. When the mask 18 is placed on the mask holding arm 31, the mask 18 is moved from the mask holding arm 31 by the positioning device. The substrate 17 is set in advance by the positioning device even when the substrate 17 is placed on the substrate placement members 41a to 41d in the direction set in advance. Placed at the set position.

従って、マスクホルダ２１に配置されたマスク１８と、基板ホルダ２２に配置された基板１７とは、予め粗いアラインメントがされた状態であり、揺動によって保持装置１２がアラインメント状態にされたときには、第一、第二のカメラ１３ａ、１３ｂによって基板１７を撮影できる範囲に、基板アラインメントマークがそれぞれ位置するようにされており、略アラインメントされたアラインメント状態では、第一、第二のカメラ１３ａ、１３ｂによって、マスクアラインメントマークと基板アラインメントマーク両方のマークがそれぞれ撮影される。基板１７上の基板アラインメントマークは、マスクアライントマークを介して、第一、第二のカメラ１３ａ、１３ｂによって撮影される。
但し、この状態では、マスク１８と基板１７との間は、正確にアラインメントがされた状態ではない。 Accordingly, the mask 18 arranged on the mask holder 21 and the substrate 17 arranged on the substrate holder 22 are in a state of rough alignment in advance, and when the holding device 12 is brought into the alignment state by swinging, the first Substrate alignment marks are positioned within the range in which the substrate 17 can be photographed by the first and second cameras 13a, 13b. In the substantially aligned state, the first and second cameras 13a, 13b Both the mask alignment mark and the substrate alignment mark are photographed. The substrate alignment mark on the substrate 17 is photographed by the first and second cameras 13a and 13b via the mask aligned mark.
However, in this state, the mask 18 and the substrate 17 are not accurately aligned.

第一、第二のカメラ１３ａ、１３ｂは、アラインメント制御装置６３に接続されており、第一、第二のカメラ１３ａ、１３ｂが撮影した撮影結果(画像)はアラインメント制御装置６３に入力される。なお、イオン照射部１１ｄの内部は照明されており、撮影がし易いようにされている。   The first and second cameras 13 a and 13 b are connected to the alignment control device 63, and the photographing results (images) photographed by the first and second cameras 13 a and 13 b are input to the alignment control device 63. The interior of the ion irradiation unit 11d is illuminated so that it can be easily photographed.

昇降軸線が鉛直な状態から、揺動装置によって保持装置１２を揺動移動させ、アラインメント状態にする。図８は、保持装置１２の揺動中の状態を示しており、揺動移動のとき、移動装置２３内の昇降装置、第一軸線方向移動装置、第二軸線方向移動装置、回転装置も保持装置１２と一緒に移動する。   The holding device 12 is oscillated and moved by the oscillating device from the vertical state of the ascending / descending axis to be in the alignment state. FIG. 8 shows a state in which the holding device 12 is oscillating. When the oscillating movement is performed, the elevating device, the first axial direction moving device, the second axial direction moving device, and the rotating device in the moving device 23 are also held. Move with the device 12.

図９はアラインメント状態になったところを示しており、揺動移動のときと、アラインメント状態のときと、アラインメントするときとでは、基板１７とマスク１８とは、基板ホルダ２２とマスクホルダ２１とから、脱落しないようにされている。   FIG. 9 shows the alignment state. The substrate 17 and the mask 18 are separated from the substrate holder 22 and the mask holder 21 during the swinging movement, the alignment state, and the alignment. , Not to fall out.

アラインメント状態になったときには、マスクアラインメントマークと、マスクアラインメントマークを介して観察される基板アラインメントマークとの位置関係は、アラインメントされたときの位置関係とは異なっている。   When the alignment state is reached, the positional relationship between the mask alignment mark and the substrate alignment mark observed through the mask alignment mark is different from the positional relationship at the time of alignment.

アラインメント制御装置６３には、基板１７とマスク１８との位置合わせが終了したときの位置関係が記憶されており、アラインメント制御装置６３は、画像解析して現在の位置関係と、記憶された位置関係の相違から、第一軸線ｘに沿った誤差距離Δｘと、第二軸線ｙに沿った誤差距離Δｙと、回転軸線回りの誤差角度Δθとを算出する。   The alignment control device 63 stores the positional relationship when the alignment between the substrate 17 and the mask 18 is completed. The alignment control device 63 performs image analysis to determine the current positional relationship and the stored positional relationship. From the difference, an error distance Δx along the first axis x, an error distance Δy along the second axis y, and an error angle Δθ around the rotation axis are calculated.

アラインメント上トランジスタ外では、マスクホルダ２１と基板ホルダ２２との間には隙間が設けられており、基板ホルダ２２又はマスクホルダ２１を移動させることができる。ここでは、上述したように基板ホルダ２２がマスクホルダ２１に対して移動できるようになっている。   Outside the transistors on the alignment, a gap is provided between the mask holder 21 and the substrate holder 22, and the substrate holder 22 or the mask holder 21 can be moved. Here, as described above, the substrate holder 22 can move with respect to the mask holder 21.

第一、第二のカメラ１３ａ、１３ｂによる撮影と、撮影結果のアラインメント制御装置６３への入力と、誤差距離Δｘ、Δｙ及び誤差角度Δθの算出とは、短い時間間隔で繰り返し連続的に行われており、アラインメント制御装置６３は、算出した誤差距離Δｘ、Δｙ及び誤差角度Δθの絶対値を小さくするように、第一、第二軸線方向移動装置と回転装置を動作させて基板１７を移動させ、次いで、誤差距離Δｘ、Δｙ及び誤差角度Δθの算出とを算出し、算出した誤差距離Δｘ、Δｙ及び誤差角度Δθの絶対値を小さくするように、第一、第二軸線方向移動装置と回転装置を動作させる。
移動は、第一軸線ｘに沿った方向と、第二軸線ｙに沿った方向とに直線移動させ、また、回転軸線ｔを中心にして回転させることである。 The shooting by the first and second cameras 13a and 13b, the input of the shooting results to the alignment control device 63, and the calculation of the error distances Δx, Δy and the error angle Δθ are repeatedly and continuously performed at short time intervals. The alignment control device 63 moves the substrate 17 by operating the first and second axial direction moving devices and the rotating device so as to reduce the absolute values of the calculated error distances Δx, Δy and error angle Δθ. Then, the error distances Δx and Δy and the error angle Δθ are calculated, and the first and second axial movement devices and the rotation are rotated so as to reduce the absolute values of the calculated error distances Δx and Δy and the error angle Δθ. Operate the device.
The movement is to linearly move in the direction along the first axis x and the direction along the second axis y, and to rotate around the rotation axis t.

このように、誤差距離Δｘ、Δｙ及び誤差角度Δθの算出と、基板１７の移動とを繰り返し行い、誤差距離Δｘ、Δｙの絶対値と誤差角度Δθの絶対値が所定の基準値よりも小さくなったところで、アラインメント制御装置６３は、基板１７とマスク１８との相対的な位置関係が記憶された位置関係になったものと判断し、誤差距離Δｘ、Δｙ及び誤差角度Δθの算出と基板１７の移動を停止する。この状態を基板１７とマスク１８とがアラインメントされたものとする。   As described above, the calculation of the error distances Δx and Δy and the error angle Δθ and the movement of the substrate 17 are repeated, and the absolute values of the error distances Δx and Δy and the absolute value of the error angle Δθ become smaller than a predetermined reference value. The alignment control device 63 determines that the relative positional relationship between the substrate 17 and the mask 18 has been stored, calculates the error distances Δx and Δy, and the error angle Δθ, and determines the substrate 17 Stop moving. In this state, it is assumed that the substrate 17 and the mask 18 are aligned.

次いで、昇降装置を動作させ、マスク保持腕３１と共に、マスク１８を降下させ、マスク１８と基板１７とを接触させ、又は小さい距離だけ離間させた状態で、マスク１８と基板１７とを相対的に静止させる。   Next, the lifting device is operated to move the mask 18 together with the mask holding arm 31 so that the mask 18 and the substrate 17 are brought into contact with each other or separated by a small distance. Keep it stationary.

この例では、保持装置１２がアラインメント状態にあるときの揺動角度は、基板１７とマスク１８とにイオンを照射できる角度であり、マスク１８と基板１７との間が接触し、又は小距離離間した状態で、反射装置２５の第一、第二の反射面５４₁、５４₂が加速部１１ｃの内部に向けられている。 In this example, the swing angle when the holding device 12 is in an aligned state is an angle at which ions can be applied to the substrate 17 and the mask 18, and the mask 18 and the substrate 17 are in contact with each other, or are separated by a short distance. In this state, the first and second reflecting surfaces 54 ₁ and 54 ₂ of the reflecting device 25 are directed to the inside of the accelerating portion 11c.

この場合は、アラインメントが終了した後、基板１７とマスク１８とは、基板１７とマスク１８間の相対的な位置関係を維持しながら近接するだけで、イオン照射が可能であり、アラインメントの操作後は揺動移動しないで済むから、基板１７とマスク１８間の相対的な位置関係は、アラインメント作業を終了したときの状態が維持される。   In this case, after the alignment is completed, the substrate 17 and the mask 18 can be irradiated with ions only by being close to each other while maintaining the relative positional relationship between the substrate 17 and the mask 18. Therefore, the relative positional relationship between the substrate 17 and the mask 18 is maintained when the alignment operation is finished.

その状態で、イオン生成装置６０を動作させ、イオン用ガスのイオンを生成し、引出部１１ａと、質量分析部１１ｂと、加速部１１ｃとを通過させて、イオン照射部１１ｄの内部に入射させる。
予めイオン生成装置６０内でイオンの生成を開始しておき、マスク１８と基板１７とがイオン照射可能の状態に成ったところで、入射させるようにしてもよい。 In this state, the ion generating device 60 is operated to generate ions of the ion gas, pass through the extraction unit 11a, the mass analysis unit 11b, and the acceleration unit 11c, and enter the ion irradiation unit 11d. .
The generation of ions may be started in the ion generation device 60 in advance, and the ions may be incident when the mask 18 and the substrate 17 are ready for ion irradiation.

イオン通過口５１が、イオン照射部１１ｄ内に入射したイオンの飛行方向と交叉する位置に配置されており、イオン照射部１１ｄの内部に入射したイオンのうち、イオン通過口５１を通過したイオンは、マスク１８の照射領域に照射される。   The ion passage opening 51 is arranged at a position crossing the flight direction of the ions incident on the ion irradiation section 11d, and among the ions incident on the inside of the ion irradiation section 11d, the ions that have passed through the ion passage opening 51 are The irradiation region of the mask 18 is irradiated.

図１０の符号２７は、イオン照射部１１ｄの内部に入射したイオンから成るイオンビームを示している。このイオンビーム２７がイオン通過口５１を通過し、マスク１８に照射される。
図１１は、イオンが照射されるときのマスクと機能部５０との位置関係を示す斜視図であり、ここでは、昇降軸線が鉛直な状態からの保持装置１２の揺動角度は９０°未満であり、マスク１８は、揺動軸線が水平の状態から小さい値の傾き角度だけ傾けられており、イオンビーム２７は垂直にマスク１８と基板１７とに入射する。 The code | symbol 27 of FIG. 10 has shown the ion beam which consists of the ion which injected into the inside of the ion irradiation part 11d. The ion beam 27 passes through the ion passage 51 and is irradiated onto the mask 18.
FIG. 11 is a perspective view showing a positional relationship between the mask and the functional unit 50 when ions are irradiated. Here, the swinging angle of the holding device 12 from a state where the vertical axis is vertical is less than 90 °. The mask 18 is tilted by a small inclination angle from the horizontal state of the swing axis, and the ion beam 27 is incident on the mask 18 and the substrate 17 vertically.

イオンビーム２７のうち、マスクパターンに照射された部分は、マスクパターンを通過し、基板１７に照射される。基板１７上では、イオンは、マスクパターンと同じ形状の範囲に照射される。
ここでは、基板１７はガラス基板であり、イオンは基板１７内に注入されず、基板１７のイオンが照射された部分の基板１７表面をスパッタし、マスクパターンと同一平面形状の溝の基板パターンが形成される。
なお、基板１７が半導体の場合には、イオンに半導体に対する不純物を用いてイオンを基板内部に注入することもできる。 Of the ion beam 27, the portion irradiated with the mask pattern passes through the mask pattern and is irradiated onto the substrate 17. On the substrate 17, the ions are irradiated in a range having the same shape as the mask pattern.
Here, the substrate 17 is a glass substrate, ions are not implanted into the substrate 17, the surface of the substrate 17 where the ions are irradiated is sputtered, and a substrate pattern of grooves having the same planar shape as the mask pattern is formed. It is formed.
When the substrate 17 is a semiconductor, ions can be implanted into the substrate by using impurities for the semiconductor as ions.

所定深さの基板パターンが形成され、又は、所定量のイオンが注入されたところで、マスク１８及び基板１７へのイオンの照射を終了させ、保持装置１２を揺動軸線を中心に回転させ、昇降軸線を鉛直にして静止させる。   When a substrate pattern having a predetermined depth is formed or a predetermined amount of ions is implanted, the irradiation of the ions to the mask 18 and the substrate 17 is terminated, and the holding device 12 is rotated around the swing axis to move up and down. Keep the axis line vertical.

次に、マスク保持腕３１を上方に上昇させ、マスク１８と基板１７との間を一定距離離間させ、搬出入口を開け、搬送ロボットの空のハンドを、搬出入口からイオン照射部１１ｄの内部に挿入し、基板１７の下で静止させる。   Next, the mask holding arm 31 is raised upward, the mask 18 and the substrate 17 are separated from each other by a certain distance, the carry-in / out opening is opened, and the empty hand of the transfer robot is moved from the carry-in / out entrance into the ion irradiation unit 11d. Insert and rest under substrate 17.

次いで、ハンドを上昇させ、ハンドによって、基板１７を基板載置部材４１ａ〜４１ｄ上から持ち上げて、ハンド上に移載した後、処理された基板１７を乗せた状態で、ハンドを搬出入口からイオン照射部１１ｄの外部である搬送室に搬出する。マスク１８は、マスクホルダ２１に乗せられている。   Next, the hand is lifted, the substrate 17 is lifted from the substrate mounting members 41a to 41d by the hand, transferred onto the hand, and then the hand is ionized from the carry-in / out entrance with the processed substrate 17 placed thereon. It is carried out to a transfer chamber that is outside the irradiation unit 11d. The mask 18 is placed on the mask holder 21.

次いで、未処理の基板が乗せられたハンドを搬出入口からイオン照射部１１ｄの内部に搬入し、基板載置部材４１ａ〜４１ｄ上に乗せ、上記と同じ手順によって、その基板にマスク１８を介してイオンを照射する。   Next, the hand on which the unprocessed substrate is placed is carried into the ion irradiation unit 11d from the carry-in / out entrance, placed on the substrate placement members 41a to 41d, and the substrate is placed on the substrate through the mask 18 by the same procedure as described above. Irradiate with ions.

なお、上記実施例では、マスクホルダ２１を静止させて、基板ホルダ２２を移動させることができたが、基板ホルダを静止させた状態で、マスクホルダ２１を、第一、第二軸線方向と平行な方向への移動と、回転軸線を中心とした回転移動ができるように構成してもよい。   In the above embodiment, the mask holder 21 can be stationary and the substrate holder 22 can be moved. However, with the substrate holder stationary, the mask holder 21 is parallel to the first and second axial directions. It may be configured such that it can move in any direction and rotate around the rotation axis.

上記例では、不図示の揺動装置は本体真空槽１１の外部に設けたが、本体真空槽１１の内部の、撮影装置１３による撮影の邪魔にならない位置に設けて、保持装置１２を本体真空槽１１に対して揺動するように構成してもよい。   In the above example, the oscillating device (not shown) is provided outside the main body vacuum chamber 11. However, the holding device 12 is provided inside the main body vacuum chamber 11 at a position that does not interfere with the photographing by the photographing device 13. You may comprise so that it may rock | fluctuate with respect to the tank 11. FIG.

なお、上記実施例の保持装置１２では、アラインメント状態のときの揺動角度と、イオン照射可能なときの揺動角度とが等しかったが、異なる角度にした場合でも、上記保持装置１２を用いることは可能であり、例えば、アラインメント状態の揺動角度にしてアラインメント操作を終了した後、基板１７とマスク１８とを相対的な位置関係を維持した状態で近接させ、接触又は小距離離間した状態で相対的に固定して、揺動装置により、イオン照射できる揺動角度にすることもできる。
上記実施例の保持装置１２では、イオンビームはマスク１８、基板１７に対して垂直に入射したが、入射角度は垂直でなくてもよい。 In the holding device 12 of the above embodiment, the swing angle in the alignment state is the same as the swing angle when ion irradiation is possible, but the holding device 12 is used even when the angles are different. For example, after completing the alignment operation with the swing angle of the alignment state, the substrate 17 and the mask 18 are brought close to each other while maintaining a relative positional relationship, and in a state where they are in contact or separated by a small distance. The rocking angle can be set so that the ions can be irradiated by the rocking device.
In the holding device 12 of the above embodiment, the ion beam is incident on the mask 18 and the substrate 17 perpendicularly, but the incident angle may not be perpendicular.

マスクホルダ２１上のマスク１８と、基板ホルダ２２上の基板１７との平行度は、マスク載置部材３２ａ〜３２ｃの表面と、基板載置装置４１ａ〜４１ｄの表面との製作精度によって決まるが、保持装置１２に、２個乃至４個のギャップセンサを設け、マスクホルダ２１上のマスク１８と、基板ホルダ２２上の基板１７との平行度を測定できるようにしてもよい。   The parallelism between the mask 18 on the mask holder 21 and the substrate 17 on the substrate holder 22 is determined by the manufacturing accuracy of the surfaces of the mask mounting members 32a to 32c and the surfaces of the substrate mounting devices 41a to 41d. The holding device 12 may be provided with two to four gap sensors so that the parallelism between the mask 18 on the mask holder 21 and the substrate 17 on the substrate holder 22 can be measured.

そして、マスクホルダ２１上のマスク１８と、基板ホルダ２２上の基板１７との相対的な傾きを変えられる傾斜調整装置を設け、傾斜調整装置を制御装置６２によって制御して、マスクホルダ２１上のマスク１８と、基板ホルダ２２上の基板１７との間の傾きを解消させると、平行度を向上させることができる。   Then, an inclination adjusting device capable of changing the relative inclination between the mask 18 on the mask holder 21 and the substrate 17 on the substrate holder 22 is provided, and the inclination adjusting device is controlled by the control device 62 so as to be on the mask holder 21. If the inclination between the mask 18 and the substrate 17 on the substrate holder 22 is eliminated, the parallelism can be improved.

なお、第一又は第二の反射面５４₁、５４₂の一方又は両方をプリズムで構成し、第一、第二の反射面５４₁、５４₂に入射する光をプリズムの内部で二回以上反射させて、入射角と反射角とが等しい角度で射出光を反射するようにしてもよい。 One or both of the first or second reflecting surfaces 54 ₁ , 54 ₂ are constituted by a prism, and light incident on the first and second reflecting surfaces 54 ₁ , 54 ₂ is transmitted twice or more inside the prism. The reflected light may be reflected so that the incident light and the reflection angle are reflected at the same angle.

１０……イオン照射装置
１１……本体真空槽
１１ｄ……イオン照射部
１２……保持装置
１３……撮影装置
１７……基板
１８……マスク
２０……揺動台
２１……マスクホルダ
２２……基板ホルダ
２３……移動装置
２５……反射装置
６３……アラインメント制御装置
ｔ……回転軸線
ｘ……第一軸線
ｙ……第二軸線
ｚ……昇降軸線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Ion irradiation apparatus 11 ... Main body vacuum chamber 11d ... Ion irradiation part 12 ... Holding apparatus 13 ... Imaging device 17 ... Board | substrate 18 ... Mask 20 ... Swing stand 21 ... Mask holder 22 ... Substrate holder 23 …… Moving device 25 …… Reflection device 63 …… Alignment control device t …… Rotation axis x …… First axis y …… Second axis z …… Elevation axis

Claims (4)

本体真空槽と、
前記本体真空槽に取り付けられ、イオン用ガスのイオンを生成するイオン生成装置と、
前記本体真空槽のイオン照射部の内部に配置された保持装置と、
を有し、
前記保持装置は、
マスクが配置されるマスクホルダと、
基板が前記マスクと平行に配置される基板ホルダとを有し、
前記マスクホルダに配置されたマスクに前記イオンが照射され、
前記マスクに形成されたマスクパターンを通過したイオンが、前記基板ホルダに配置された基板に照射されるように構成されたイオン照射装置であって、
前記保持装置は揺動台を有し、
前記保持装置には、前記揺動台に対して静止された昇降軸線と、前記昇降軸線と垂直な第一軸線と、前記昇降軸線と垂直で前記第一軸線と交叉する第二軸線と、前記昇降軸線と平行な回転軸線とが設定され、
前記マスクホルダと前記基板ホルダとの間の距離は変更できるようにされ、
前記保持装置には、前記基板ホルダを、前記第一軸線と平行な移動と前記第二軸線と平行な移動とを合成した移動と、前記回転軸線を中心とした前記第一、第二軸線が位置する移動平面と平行な平面内の回転移動とをさせる移動装置が設けられ、
前記基板と前記マスクとが前記基板ホルダと前記マスクホルダとにそれぞれ水平に配置される位置と、前記基板と前記マスクとが前記イオンを照射される位置との間を揺動移動するように、前記保持装置を、前記本体真空槽のイオン照射部に対して揺動移動させる揺動装置と、
前記マスク表面の離間した二箇所の第一の場所に位置するマスクアラインメントマークと、
前記基板の離間した二箇所の第二の場所に形成された基板アラインメントマークとを撮影する撮影装置と、
前記撮影装置の撮影結果から、前記移動装置を動作させるアラインメント制御装置と、
光を反射する反射装置と、
を有し、
前記保持装置は、前記揺動装置によって、前記反射装置に写された二箇所の前記第一の場所と二箇所の前記第二の場所とが前記撮影装置によって撮影可能なアラインメント状態にされ、
前記反射装置は前記アラインメント状態において、前記基板と前記イオン生成装置の間に位置し、
前記反射装置は前記イオンが通過するイオン通過口を有するイオン照射装置。 A main body vacuum chamber;
An ion generator attached to the main body vacuum chamber and generating ions of ion gas;
A holding device disposed inside the ion irradiation section of the main body vacuum chamber;
Have
The holding device is
A mask holder in which the mask is placed;
A substrate holder disposed parallel to the mask,
The ions are irradiated to a mask disposed on the mask holder,
An ion irradiation apparatus configured to irradiate a substrate disposed on the substrate holder with ions that have passed through a mask pattern formed on the mask,
The holding device has a swing base;
The holding device includes a lifting / lowering axis stationary with respect to the swing table, a first axis perpendicular to the lifting / lowering axis, a second axis perpendicular to the lifting / lowering axis and intersecting the first axis, A rotation axis parallel to the lifting axis is set,
The distance between the mask holder and the substrate holder can be changed,
The holding device includes a movement of the substrate holder combined with a movement parallel to the first axis and a movement parallel to the second axis, and the first and second axes about the rotation axis. A moving device is provided for rotational movement in a plane parallel to the moving plane located;
The substrate and the mask swing and move between a position where the substrate and the mask holder are respectively disposed horizontally and a position where the substrate and the mask are irradiated with the ions. A swinging device for swinging and moving the holding device with respect to the ion irradiation part of the main body vacuum chamber ;
A mask alignment mark located at two first spaced locations on the mask surface;
An imaging device for imaging a substrate alignment mark formed at two spaced second locations of the substrate;
From an imaging result of the imaging device, an alignment control device that operates the moving device;
A reflection device that reflects light;
Have
The holding device is brought into an alignment state in which the two first locations and the two second locations imaged on the reflecting device can be photographed by the photographing device by the swing device,
The reflection device is located between the substrate and the ion generation device in the alignment state,
The reflection device is an ion irradiation device having an ion passage through which the ions pass . 前記保持装置は、前記マスクホルダを前記揺動台に対し、前記昇降軸線と平行な方向に移動させる昇降装置を有し、
前記イオンが照射される位置では前記基板の前記イオンが照射される部分は前記イオンのビームに対して略垂直である請求項１記載のイオン照射装置。 The holding device has a lifting device that moves the mask holder in a direction parallel to the lifting axis with respect to the swing table,
The ion irradiation apparatus according to claim 1, wherein a portion of the substrate irradiated with the ions is substantially perpendicular to the ion beam at a position where the ions are irradiated . 前記マスクホルダに配置された前記マスクに前記イオンが照射され、前記マスクに形成された前記マスクパターンを通過した前記イオンが、前記基板ホルダに配置された前記基板に照射されるときの、前記本体真空槽に対する前記保持装置の傾きは、前記アラインメント状態のときの、前記保持装置の前記本体真空槽に対する傾きに等しくなるように構成された請求項１記載のイオン照射装置。 The main body when the ions arranged on the mask holder are irradiated with the ions and the ions arranged through the mask pattern formed on the mask are irradiated on the substrate arranged on the substrate holder. inclination of the holding device relative to the vacuum chamber, the time alignment state, the ion irradiation apparatus according to claim 1, wherein configured to be equal to the inclination relative to the body the vacuum chamber of the holding device. 前記移動装置は、
前記基板ホルダを前記第一軸線と平行に移動させる第一軸線方向移動装置と、
前記基板ホルダを前記第二軸線と平行に移動させる第二軸線方向移動装置とを有する請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載のイオン照射装置。 The mobile device is
A first axial movement device for moving the substrate holder in parallel with the first axis;
Ion irradiation device according to any one of claims 1 to 3 and a second axial movement device for moving the substrate holder parallel to said second axis.

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