特許 7325723 イオン源移動装置およびイオン注入装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-08-04

(45)【発行日】2023-08-15

(54)【発明の名称】イオン源移動装置およびイオン注入装置

(51)【国際特許分類】

   H01J 3/38 20060101AFI20230807BHJP

   H01J 37/317 20060101ALI20230807BHJP

   H01J 37/08 20060101ALI20230807BHJP

   H01J 27/02 20060101ALI20230807BHJP

【ＦＩ】

H01J3/38

H01J37/317 Z

H01J37/08

H01J27/02

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021160666

(22)【出願日】2021-09-30

(65)【公開番号】P2023050522

(43)【公開日】2023-04-11

【審査請求日】2022-03-22

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】302054866

【氏名又は名称】日新イオン機器株式会社

(72)【発明者】

【氏名】西村 一平

(72)【発明者】

【氏名】小野田 正敏

(72)【発明者】

【氏名】丹羽 雄一

【審査官】大門 清

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０５７３８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１１０８２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－１９５１８５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｊ ３７／００－３７／３６

Ｈ０１Ｊ ２７／０２

Ｈ０１Ｊ ３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

イオン注入装置の装置本体に第一の水平方向で対向するように固定されるチャンバーを有するイオン源を、前記イオン源の重心が昇降しつつ前記装置本体に対する傾きが変化するように移動させ得るイオン源移動装置であって、
前記チャンバーの水平方向で対向する一対の側壁にそれぞれ固定された一対の第一の被支持部材をそれぞれ支持し得る一対の支持部材と、
前記一対の支持部材がそれぞれ連結された可動部材と、
前記可動部材が所定の第二の方向と交差する方向へ移動することを規制しつつ、前記可動部材を前記第二の方向に沿って昇降移動させ得る昇降機構と、
を備え、
前記昇降機構が、前記装置本体から離れた位置に配置された支柱と、前記可動部材を支持しつつ前記支柱に沿って前記第二の方向に昇降し得るガイド部材と、を備えており、
前記ガイド部材が前記第二の方向に昇降するのに伴って、前記可動部材が、前記一対の支持部材が各前記第一の被支持部材をそれぞれ支持した状態で前記第二方向に沿って移動し得るように構成されているイオン源移動装置。

【請求項2】

前記第二の方向は鉛直方向であり、
前記イオン源が前記装置本体に固定された状態の側面視において、前記イオン源の重心と前記第一の被支持部材とが鉛直方向に沿って同一直線上にあるように構成されている請求項１に記載のイオン源移動装置。

【請求項3】

前記可動部材を上面視で前記第一の水平方向に沿って移動させる移送機構をさらに備える請求項1または２に記載のイオン源移動装置。

【請求項4】

イオン注入装置の装置本体に第一の水平方向で対向するように固定されるチャンバーを有するイオン源を、前記イオン源の重心が昇降しつつ前記装置本体に対する傾きが変化するように移動させ得るイオン源移動装置であって、
前記チャンバーの外側に固定された第一の被支持部材を支持し得る支持部材と、
前記支持部材に連結された可動部材と、
前記可動部材が所定の第二の方向と交差する方向へ移動することを規制しつつ、前記可動部材を前記第二の方向に沿って昇降移動させ得る昇降機構と、
前記可動部材を上面視で前記第一の水平方向に沿って移動させる移送機構と、を備え、
前記チャンバーが、内部でプラズマが生成されるプラズマ生成部側チャンバー部材と、
前記プラズマ生成部側チャンバー部材に着脱可能に構成され、前記プラズマからイオンビームを取り出すための電極を収容する電極側チャンバー部材と、を有し、
前記プラズマ生成部側チャンバー部材には、前記支持部材に支持され得る第二の被支持部材が固定されており、
前記電極側チャンバー部材が前記装置本体に固定され、前記第二の被支持部材が前記支持部材に支持された状態で、前記可動部材を前記第一の水平方向および前記第二の方向に移動させることで、前記プラズマ生成部側チャンバー部材を前記電極側チャンバー部材から離脱させ得るよう構成されているイオン源移動装置。

【請求項5】

装置本体と、
前記装置本体に第一の水平方向で対向するように固定されるチャンバーを有するイオン源と、
前記イオン源を、前記イオン源の重心が昇降しつつ前記装置本体に対する傾きが変化するように移動させ得るイオン源移動装置と、
を備えるイオン注入装置であって、
前記イオン源移動装置が、
前記チャンバーの水平方向で対向する一対の側壁にそれぞれ固定された一対の第一の被支持部材をそれぞれ支持し得る一対の支持部材と、
前記一対の支持部材がそれぞれ連結された可動部材と、
前記可動部材が所定の第二の方向と交差する方向へ移動することを規制しつつ、前記可動部材を前記第二の方向に沿って昇降移動させ得る昇降機構と、
を備え、
前記昇降機構が、前記装置本体から離れた位置に配置された支柱と、前記可動部材を支持しつつ前記支柱に沿って前記第二の方向に昇降し得るガイド部材と、を備えており、
前記ガイド部材が前記第二の方向に昇降するのに伴って、前記可動部材が、前記一対の支持部材が各前記第一の被支持部材をそれぞれ支持した状態で前記第二方向に沿って移動し得るように構成されている、イオン注入装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、イオン源を装置本体に対して着脱する作業で使用し得るイオン源移動装置、および、当該イオン源移動装置を備えるイオン注入装置に関する。

【背景技術】

【0002】

フラットパネルディスプレイ製造工程や半導体製造工程において使用されるイオン注入装置は、イオンビームを生成するイオン源を装置本体に固定するようにして組み立てられる。また、イオン源の内部に配置された部品の交換作業を行う場合やイオン源内部の清掃作業等を行う場合には、イオン源を装置本体から取り外して当該作業を行った後、再びイオン源を装置本体に取り付ける必要がある。イオン源を装置本体に取り付ける作業時に、または、イオン源を装置本体から取り外す作業時に、イオン源を移動させる移動機構として特許文献１に開示された移動機構が知られている。

【0003】

特許文献１に開示された移動機構は、チェーンブロックを使用し、チェーンに吊り下げられたイオン源を鉛直方向および水平方向に移動させることができる吊下機構を備えている。この移動機構は、イオン源の一部にチェーンを掛けた後、チェーンブロックを駆動させてイオン源を徐々に吊り上げていくことで、イオン源を倒伏姿勢から起立姿勢に変えることができるよう構成されている。また、チェーンでイオン源を吊り下げた状態でチェーンを徐々に下ろしていくことで、イオン源を起立姿勢から倒伏姿勢に変えられるよう構成されている。

【0004】

この移動機構は、イオン源が安定して姿勢を変えられるようにイオン源を支持するイオン源支持台をさらに備えている。イオン源を装置本体に取り付ける場合には、作業者は、チェーンブロックを使用し、イオン源の一部に掛けられたチェーンを巻き上げていく。このとき、イオン源は、イオン源支持台に支持された状態で倒伏状態から起立状態に姿勢を変えた後、イオン源支持台から離れ、装置本体に近接する位置まで鉛直方向に吊り上げられる。その後、作業者がチェーンブロックを操作する等して、イオン源を水平方向に移動させて装置本体と接触させた状態とし、ボルト等の固定具によってイオン源を装置本体に固定する。また、イオン源を装置本体から取り外す場合には、作業者はまずイオン源の一部にチェーンを掛け、イオン源がチェーンブロックで吊り下げられた状態とする。そして、イオン源を装置本体に固定している固定具を取り外し、チェーンブロックを駆動させてイオン源をイオン源支持台に向けて下ろしていく。その後、イオン源がイオン源支持台に起立姿勢で支持された後、イオン源の下方側をイオン源支持台上で一方向に引き込むことでイオン源は徐々に倒れていき、最終的に倒伏姿勢となった状態でイオン源支持台に載置された状態となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１９－５７３８５

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に開示された移動機構においては、イオン源の装置本体に対する着脱作業を行う間、イオン源がイオン源支持台に支持されていない状態で、イオン源を昇降させる期間がある。この間、チェーンブロックの動作に伴ってイオン源に掛けられたチェーンが振動または揺動することから、イオン源を安定して昇降させるために、作業者がイオン源を支えながら作業を行う必要があった。また、イオン注入の対象となる基板が大型化すると、イオン源自体も大型化するとともに重量も増加することから、作業者が支えながらイオン源を昇降させることは困難となる。そこで、イオン源を安定して昇降させることができ、イオン源を装置本体に対して着脱する作業の作業性を向上させる装置が求められていた。

【0007】

本発明は、上記課題を解決するものであり、イオン源を安定して昇降させることができ、イオン源を装置本体に対して着脱する作業の作業性を向上させることができるイオン源移動装置およびイオン注入装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明のイオン源移動装置は、
イオン注入装置の装置本体に第一の水平方向で対向するように固定されるチャンバーを有するイオン源を、前記イオン源の重心が昇降しつつ前記装置本体に対する傾きが変化するように移動させ得るイオン源移動装置であって、
前記チャンバーの外側に固定された第一の被支持部材を支持し得る支持部材と、
前記支持部材に連結された可動部材と、
前記可動部材が所定の第二の方向と交差する方向へ移動することを規制しつつ、前記可動部材を前記第二の方向に沿って昇降移動させ得る昇降機構と、
を備える。

【0009】

この構成によれば、第一の被支持部材が支持部材に支持された状態で可動部材を所定の第二の方向に沿って昇降移動させることで、イオン源を第二の方向へ昇降移動させることができる。このとき、可動部材は第二の方向と交差する方向への移動が規制されていることから、可動部材が揺動することが抑制される。したがって、可動部材に連結された支持部材が揺動することが抑制されるため、支持部材に支持されるイオン源が揺動することも抑制されることになる。その結果、作業者がイオン源を支えながらイオン源を昇降させることが容易となる。または、作業者がイオン源を支えることなくイオン源を昇降させることができる。すなわち、本発明のイオン源移動装置によれば、イオン源を安定して昇降させることができ、イオン源を装置本体に対して着脱する作業の作業性を向上させることができる。

【0010】

また、本発明のイオン源移動装置は、一対の前記第一の被支持部材が、前記チャンバーの水平方向で対向する一対の側壁にそれぞれ固定されており、前記可動部材が、前記支持部材が各前記第一の被支持部材をともに支持した状態で前記第二の方向に沿って移動し得るよう構成されていてもよい、

【0011】

この構成によれば、支持部材がチャンバーの水平方向で対向する一対の側壁にそれぞれ固定された一対の被支持部材を支持した状態で可動部材は昇降移動することになる。したがって、支持部材がチャンバーを挟む少なくとも二か所でチャンバーを支持することになることから、イオン源の揺動がさらに抑制され、より安定した状態でイオン源を昇降させることができる。

【0012】

また、本発明のイオン源移動装置は、前記第二の方向は鉛直方向であり、前記イオン源が前記装置本体に固定された状態の側面視において、前記イオン源の重心と前記第一の被支持部材とが鉛直方向に沿って同一直線上にあるように構成されていてもよい。

【0013】

この構成によれば、イオン源を傾けることなく鉛直方向に昇降させることができる。したがって、イオン源の揺動がさらに抑制され、より安定した状態でイオン源を昇降させることができる。

【0014】

また、本発明のイオン源移動装置は、前記可動部材を上面視で前記第一の水平方向に沿って移動させる移送機構をさらに備える構成とされていてもよい。

【0015】

また、本発明のイオン源移動装置は、
前記チャンバーが、内部でプラズマが生成されるプラズマ生成部側チャンバー部材と、前記プラズマ生成部側チャンバー部材に着脱可能に構成され、前記プラズマからイオンビームを取り出すための電極を収容する電極側チャンバー部材と、を有し、
前記プラズマ生成部側チャンバー部材には、前記支持部材に支持され得る第二の被支持部材が固定されており、
前記電極側チャンバー部材が前記装置本体に固定され、前記第二の被支持部材が前記支持部材に支持された状態で、前記可動部材を前記第一の水平方向および前記第二の方向に移動させることで、前記プラズマ生成部側チャンバー部材を前記電極側チャンバー部材から離脱させ得るよう構成されていてもよい。

【0016】

この構成によれば、イオン源移動装置を使用して、イオン源を装置本体に固定させた状態で、プラズマ生成部側チャンバー部材を電極側チャンバー部材から離脱させることができる。したがって、装置本体から電極側チャンバー部材を離脱させて、電極側チャンバー部材内に配置された部品を交換する作業や電極側チャンバー部材内の清掃等を行うことができる。つまり、装置本体からイオン源全体を取り外すことなく、電極側チャンバー部材内に対する作業を行うことができる。

【0017】

また、本発明のイオン注入装置は、
装置本体と、
前記装置本体に第一の水平方向で対向するように固定されるチャンバーを有するイオン源と、
前記イオン源を、前記イオン源の重心が昇降しつつ前記装置本体に対する傾きが変化するように移動させ得るイオン源移動装置と、
を備えるイオン注入装置であって、
前記イオン源移動装置が、
前記チャンバーの外側に固定された第一の被支持部材を支持し得る支持部材と、
前記支持部材に連結された可動部材と、
前記可動部材が所定の第二の方向と交差する方向へ移動することを規制しつつ、前記可動部材を前記第二の方向に沿って昇降移動させ得る昇降機構と、
を備える。

【0018】

この構成によれば、第一の被支持部材が支持部材に支持された状態で可動部材を所定の第二の方向に沿って昇降移動させることで、イオン源を昇降移動させることができる。このとき、可動部材は第二の方向と交差する方向への移動が規制されていることから、可動部材が揺動することが抑制される。したがって、可動部材に連結された支持部材が揺動することが抑制されるため、支持部材に支持されるイオン源が揺動することも抑制されることになる。その結果、作業者がイオン源を支えながらイオン源を昇降させることが容易となる。または、作業者がイオン源を支えることなくイオン源を昇降させることができる。すなわち、本発明のイオン源移動装置によれば、イオン源を安定して昇降させることができ、イオン源を装置本体に対して着脱する作業の作業性を向上させることができる。また、イオン源を装置本体に対して着脱する作業の作業性が向上することにより、当該作業に要する時間が短縮される。したがって、部品交換や清掃等のメンテナンス作業を行うためにイオン注入装置の運転を停止させる期間を短縮させることができる。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、イオン源を安定して昇降させることができ、イオン源を装置本体に対して着脱する作業の作業性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の一実施形態におけるイオン源移動装置およびイオン注入装置を示す模式的平面図。

【図2】同実施形態におけるイオン源移動装置を示す斜視図。

【図3】同実施形態におけるイオン源が装置本体に固定された状態を示すイオン源の斜視図。

【図4】同実施形態におけるプラズマ生成部側チャンバー部材が電極側チャンバー部材から離脱された状態を示すイオン源の斜視図。

【図5A】同実施形態におけるイオン源が第一の位置にある状態を示すイオン源およびイオン源移動装置の側面図。

【図5B】同実施形態におけるイオン源が第一の位置から第二の位置の間に位置する状態を示すイオン源およびイオン源移動装置の側面図。

【図5C】同実施形態におけるイオン源が第二の位置にある状態を示すイオン源およびイオン源移動装置の側面図。

【図5D】同実施形態におけるイオン源が第三の位置にある状態を示すイオン源およびイオン源移動装置の側面図。

【図6A】同実施形態におけるイオン源が固定位置にある状態を示すイオン源およびイオン源移動装置の側面図。

【図6B】同実施形態におけるプラズマ生成部側チャンバー部材が電極側チャンバー部材から離脱された状態を示すイオン源およびイオン源移動装置の側面図。

【発明を実施するための形態】

【0021】

本発明の一実施形態におけるイオン源移動装置１０、およびイオン源移動装置１０を備えるイオン注入装置１００の構成について説明する。図１～図６Ｂは本発明が理解されることを目的として作成されており、各図間における各構成要素の長さ寸法の比や縮尺の比率は必ずしも一致しているものではない。また、本実施形態においては、後述する第一の水平方向Ｄ１は各図に示されたＸ軸と平行であり、第二の方向Ｄ２はＺ軸に平行である。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は直交しており、Ｘ軸は水平方向と一致し、Ｚ軸は鉛直方向と一致している。

【0022】

図１に示すように、イオン注入装置１００は、基板ＳにイオンビームＩＢを照射することで基板Ｓにイオン注入処理を施す装置である。イオン注入装置１００は、イオンビームＩＢを生成するイオン源２０と、イオン源２０で生成されたイオンビームＩＢを基板Ｓに到達させるように輸送する装置本体３０と、を備えている。また、イオン注入装置１００は、イオン源２０を装置本体３０に着脱する場合に使用されるイオン源移動装置１０をさらに備えている。

【0023】

まず、本実施形態におけるイオン源２０について説明する。
イオン源２０は、内部空間を有するチャンバー２１を有する。また、イオン源２０は、チャンバー２１の内部において外部から供給される原料からプラズマを生成し、当該プラズマからイオンビームＩＢを引き出し得るように構成されている。

【0024】

装置本体３０は、イオン源２０から引き出されたイオンビームＩＢを基板Ｓに到達させるように輸送する輸送部３１と、内部が高真空状態とされており、基板Ｓが配置される処理室３２を備えている。輸送部３１は、イオンビームＩＢに含まれるイオンを質量分離して所望のイオンを処理室３２に輸送するための質量分析磁石３１ａを備えている。処理室３２の内部では、基板ＳにイオンビームＩＢが照射される。基板ＳにイオンビームＩＢが照射されることによって、基板Ｓにイオン注入処理が施されることになる。本実施のイオン注入装置１００はフラットパネルディスプレイ製造工程で使用されるものであり、基板Ｓは全体矩形状のガラス基板である。尚、基板Ｓはガラス基板に限定されず、基板Ｓの形状も特定の形状に限定されるものではない。また、イオン注入装置１００はフラットパネルディスプレイ製造工程で使用されることに限らず、例えば、半導体製造固定で使用されるものであってもよい。

【0025】

図２に示すように、装置本体３０は、イオン源２０が固定される取付面３０ａを有する。イオン源２０は、装置本体３０と第一の水平方向Ｄ１について対向するように、取付面３０ａにおいて装置本体３０に固定されている。より詳細には、イオン源２０と装置本体３０は、互いの接触面が第一の水平方向Ｄ１と直交するように、換言すれば、互いの接触面が鉛直方向と平行となるように、不図示のボルト等の固定具により固定されている。尚、イオン源２０と装置本体３０とが第一の水平方向Ｄ１について対向することは、イオン源２０と装置本体３０の互いの接触面が鉛直方向と平行であることに限定されるものではない。例えば、イオン源２０と装置本体３０の互いの接触面が鉛直方向から水平方向に傾いた状態で、イオン源２０が装置本体に３０に固定されていてもよい。すなわち、第一の水平方向Ｄ１は、イオン源２０と装置本体３０とが互いに対向する方向の水平成分であると捉えてよい。

【0026】

図３に示すように、イオン源２０のチャンバー２１は、装置本体３０の取付面３０ａに取り付けられる第一チャンバー部材２１ａと、第一チャンバー部材２１ａに着脱可能に固定されている第二チャンバー部材２１ｂとにより構成されている。第一チャンバー部材２１ａは、装置本体３０に固定される第一フランジ部２２ａを有する。第一チャンバー部材２１ａは、第一フランジ部２２ａを取付面３０ａに接触させた状態でボルト等の固定部材（不図示）を使用して装置本体３０に固定される。

【0027】

本実施形態においては、イオン源２０と装置本体３０とは、第一チャンバー部材２１ａと取付面３０ａが第一の水平方向Ｄ１で対向した状態で固定されている。より詳細には、イオン源２０と装置本体３０とは、第一フランジ部２２ａと取付面３０ａとが互いに接触する接触面が鉛直方向と平行な状態で互いに固定されている。

【0028】

第二チャンバー部材２１ｂは、第一チャンバー部材２１ａに固定される第二フランジ部２２ｂを有する。第二チャンバー部材２１ｂは、第二フランジ部２２ｂを第一チャンバー部材２１ａの表面に接触させた状態で、ボルト等の固定部材（不図示）を使用して第一チャンバー部材２１ａに固定される。

【0029】

また、図３および図４に示すように、イオン源２０は、第一チャンバー部材２１ａと第二チャンバー部材２１ｂとを連結するヒンジ部材２３を備えている。ヒンジ部材２３は、イオン源２０が装置本体３０に固定された状態について、第一チャンバー部材２１ａの下方側端部と第二チャンバー部材２１ｂの下方側端部を連結している。ヒンジ部材２３は、第一チャンバー部材２１ａが装置本体３０に固定された状態で、第二チャンバー部材２１ｂを第一チャンバー部材２１ａに対して回転軸Ａ１を中心に回転動作させる。

【0030】

イオン源２０においては、第二チャンバー部材２１ｂの内部で外部から供給された原料からプラズマが生成される。図４に示すように、第二チャンバー部材２１ｂの内部には、原料からプラズマを生成させるための熱電子を供給するフィラメントやフィラメントを支持する部品等の部品２４ｂが配置されている。つまり、本実施形態における第二チャンバー部材２１ｂは、本発明のプラズマ生成部側チャンバー部材に相当する。尚、図４に示された第二チャンバー部材２１ｂ内に配置される部品２４ｂを模式的に表したものであり、部品２４ｂは特定の部品に限定されるものではない。

【0031】

図１に示すように、第一チャンバー部材２１ａは、第一チャンバー部材２１ａ内で生成したプラズマからイオンビームＩＢを取り出すための引出電極等の電極２４ａを収容している。すなわち、本実施形態における第一チャンバー部材２１ａは、本発明の電極側チャンバー部材に相当する。

【0032】

第一チャンバー部材２１ａが装置本体３０に固定された状態で、第一チャンバー部材２１ａと第二チャンバー部材２１ｂの固定が解除されると、第二チャンバー部材２１ｂがヒンジ部材２３を介して回転軸Ａ１を中心に回転移動できるようになる。これにより、図４に示すように、第二チャンバー部材２１ｂの内部空間を露出させることができ、作業者が第二チャンバー部材２１ｂ内に配置された部品２４ｂの交換作業や、第二チャンバー部材２１ｂ内の清掃作業等を行うことが可能となる。つまり、イオン源２０は、イオン源２０全体を装置本体３０から取り外すことなく、第二チャンバー部材２１ｂを第一チャンバー部材２１ａから離脱させて各種作業を行えるように構成されている。

【0033】

本実施形態におけるイオン源２０においては、電極２４ａの交換作業や第一チャンバー部材２１ａ内の清掃作業などを行う場合には、第一チャンバー部材２１ａを装置本体３０から離脱させ、イオン源２０全体を装置本体３０から取り外す必要がある。
しかしながら、一般に、フィラメント等の消耗部品が配置される第二チャンバー部材２１ｂ内部のメンテナンス作業を行う頻度は、第一チャンバー部材２１ａの内部のメンテナンス作業を行う頻度よりも高い。したがって、イオン源２０においては、より頻度の高い第二チャンバー部材２１ｂ内のメンテナンス作業を、イオン源２０全体を装置本体３０から離脱させることなく行うことができる。イオン源２０全体を装置本体３０から離脱させるのに比較して、第二チャンバー部材２１ｂのみを離脱させることは作業が容易である。したがって、イオン源２０全体を装置本体３０から離脱させる場合と比較して、第二チャンバー部材２１ｂ内に配置された部品２４ｂ等の交換を行う作業や、第二チャンバー部材２１ｂ内の清掃作業を短時間で行うことができる。

【0034】

図３に示すように、第一チャンバー部材２１ａの水平方向で対向する一対の側壁２５ａ、２５ａの外側には、後述するイオン源移動装置１０の備える可動部材１２に支持される一対の第一シャフト部材２６ａ、２６ａが固定されている。第一シャフト部材２６ａは、本発明の第一の被支持部材に相当する。尚、本発明の第一被支持部材の構成は、本実施形態における第一シャフト部材２６ａに限定されるものでない。本発明の第一被支持部材の構成は、特定の構成に限定されるものではない。

【0035】

また、一対の側壁２５ａ、２５ａには、後述するイオン源移動装置１０の備えるガイドレール部材１８、１８上を転動し得る一対の上側ローラー２７ａ、２７ａ、および、一対の下側ローラー２７ｂ、２７ｂが配置されている。上側ローラー２７ａおよび下側ローラー２７ｂの「上側」および「下側」は、イオン源２０が装置本体３０に取り付けた状態での相対的な位置関係を単に表したものである。

【0036】

また、第二チャンバー部材２１ｂの水平方向で対向する一対の側壁２５ｂ、２５ｂの外側には、可動部材１２に支持される一対の第二シャフト部材２６ｂ、２６ｂが固定されている。第二シャフト部材２６ｂは、本発明の第二の被支持部材に相当する。尚、本実施形態においては、一対の第二シャフト部材２６ｂ、２６ｂは第二フランジ部２２ｂ上に配置されているが、この構成に限定されるものではない。また、本発明の第二被支持部材の構成は、本実施形態における第二シャフト部材２６ｂに限定されるものでない。本発明の第二被支持部材の構成は、特定の構成に限定されるものではない。

【0037】

図６Ａに示すように、イオン源２０は、イオン源２０の側面視において、第一シャフト部材２６ａとイオン源２０の重心Ｇ１は直線Ｌ１上に位置するように配置されている。イオン源２０が装置本体３０に固定された状態では、直線Ｌ１は鉛直方向に平行である。すなわち、イオン源２０が装置本体３０に固定された状態におけるイオン源２０の側面視で、第一シャフト部材２６ａとイオン源２０の重心Ｇ１は鉛直方向に沿って同一直線上にある。

【0038】

次に、本実施形態におけるイオン源移動装置１０について説明する。
図２に示すように、イオン源移動装置１０は、一対の第一シャフト部材２６ａ、２６ａをそれぞれ支持し得る一対の支持部材１１、１１を備えている。また、イオン源移動装置１０は、支持部材１１、１１に連結された可動部材１２を備えている。支持部材１１は、イオン源２０の第一シャフト部材２６ａに引っ掛けられて第一シャフト部材２６ａを支持するフック１１ａと、フック１１ａと可動部材１２とを連結するチェーン１１ｂとにより構成される。尚、支持部材１１の構成はこれに限定されるものではない。例えば、チェーン１１ｂの代わりにワイヤーが用いられていても良い。また、支持部材１１と可動部材１２とが剛体により連結されていてもよく、支持部材１１と可動部材１２とが予め一体に成形されていてもよい。

【0039】

イオン源移動装置１０は、可動部材１２を所定の第二の方向Ｄ２に沿って昇降移動させる昇降機構１３をさらに備えている。また、可動部材１２が昇降機構１３によって昇降移動される間、可動部材１２は第二の方向Ｄ２と交差する方向へ移動すること、つまり、第二の方向Ｄ２とは異なる方向へ移動することが規制されている。本実施形態における第二の方向Ｄ２は鉛直方向である。尚、昇降機構１３は可動部材１２を上下に昇降させられるものであればよく、第二の方向Ｄ２は鉛直方向であることに限定されない。

【0040】

本実施形態における昇降機構１３は、第一の水平方向Ｄ１に所定間隔離間して配置された一対の一側支柱１３ａ、１３ａを備えている。また、昇降機構１３は、第一の水平方向Ｄ１に所定間隔離間して配置された一対の他側支柱１３ｂ、１３ｂを備えている。各一側支柱１３ａと各他側支柱１３ｂとは互いにＹ方向について対向するように配置されている。イオン源移動装置１０は、一側支柱１３ａ、１３ａと他側支柱１３ｂ、１３ｂの間の領域でイオン源２０を移動させる。

【0041】

図２に示すように、昇降機構１３は、一対の一側支柱１３ａ、１３ａに沿って第二の方向Ｄ２に昇降する一側ガイド部材１４ａと、他側支柱１３ｂ、１３ｂに沿って第二の方向Ｄ２に昇降する他側ガイド部材１４ｂを備えている。

【0042】

図２に破線で示すように、一方の他側支柱１３ｂの内部には、第二の方向Ｄ２に平行に配置されているレール１５ａと、レール１５ａ上を移動するブロック１５ｂと、ブロック１５ｂを駆動させるモーター１５ｃを備える。そして、ブロック１５ｂは他側ガイド部材１４ｂに連結されている。図示はされていないが、他方の他側支柱１３ｂの内部においても同様にレール１５ａ、ブロック１５ｂ、モーター１５ｃが収容されている。一対の他側支柱１３ｂ、１３ｂ内に配置された各モーター１５ｃが動作すると、各ブロック１５ｂが各レール１５ａ上を移動し、他側ガイド部材１４ｂが第二の方向Ｄ２に沿って移動することになる。

【0043】

また、図５Ａにおいて破線で示すように、一側支柱１３ａ、１３ａの内部にも、他側支柱１３ｂ、１３ｂと同様にレール１５ａ、ブロック１５ｂ、モーター１５ｃが収容されている。つまり、一対の一側支柱１３ａ、１３ａ内に配置された各モーター１５ｃが動作すると、各ブロック１５ｂが各レール１５ａ上を移動し、一側ガイド部材１４ａが第二の方向Ｄ２に沿って移動することになる。

【0044】

一側ガイド部材１４ａおよび他側ガイド部材１４ｂは、一側支柱１３ａ、１３ａ、および他側支柱１３ｂ、１３ｂの内部に配置された四つのモーター１５ｃが駆動することで、第二の方向Ｄ２に沿って昇降移動する。四つのモーター１５ｃは、不図示のセンサーによって一側ガイド部材１４ａおよび他側ガイド部材１４の位置を検出した結果に基づいて制御されており、一側ガイド部材１４ａおよび他側ガイド部材１４ｂが常に高さ方向で同位置にあるように昇降移動する。

【0045】

可動部材１２は、一側ガイド部材１４ａおよび他側ガイド部材１４ｂに支持されている。したがって、可動部材１２は、一側ガイド部材１４ａおよび他側ガイド部材１４ｂが第二の方向Ｄ２に沿って昇降移動するのに伴って、第二の方向Ｄ２に沿って昇降移動する。また、図６Ａに示すように、可動部材１２は、一側ガイド部材１４ａおよび他側ガイド部材１４ｂの内部にそれぞれ配置されたブロック１６ｂに固定されている。

【0046】

後述するように、ブロック１６ｂは、モーター１６ｃによって駆動され、レール１６ａ上を移動する。ブロック１６ｂは、モーター１６ｃによって駆動されない間は、レール１６ａ上で停止した状態を維持するように構成されており、レール１６ａ上で移動することがない。これによって、可動部材１２は、第二の方向Ｄ２と交差する方向、すなわち第二の方向Ｄ２に沿う方向と異なる方向への移動が規制され得る構成とされている。尚、後述するように、ブロック１６ｂは、モーター１６ｃの駆動によって第一の水平方向Ｄ１に沿って移動できるように構成されていることから、可動部材１２も第一の水平方向Ｄ１に沿って移動可能である。

【0047】

可動部材１２は、第二の方向Ｄ２と交差する方向、すなわち第二の方向Ｄ２に沿う方向と異なる方向への移動が規制され得る構成となっているが、可動部材１２は常に第二の方向Ｄ２に沿う方向と異なる方向への移動が規制されているものではない。つまり、可動部材１２は、イオン源２０を装置本体３０に対して着脱させる作業に伴って第二の方向Ｄ２に沿って昇降移動する間に、第二の方向Ｄ２に沿う方向と異なる方向への移動が規制され得るものであればよい。また、昇降機構１３は、可動部材１２を、第二の方向Ｄ２と交差する方向への移動を規制しつつ、第二の方向Ｄ２に沿って昇降させられるものであればどのような構成であってもよく、本実施形態の構成に限定されるものではない。

【0048】

図５Ａに示すように、本実施形態におけるイオン源移動装置１０は、可動部材１２を第一の水平方向Ｄ１に沿って移動させる移送機構１６を備えている。移送機構１６は、可動部材１２を上面視で第一の水平方向Ｄ１に沿って移動させられるものであればよく、チェーンブロック等を使用するものであってもよい。本実施形態においては、移送機構１６は、一側ガイド部材１４ａおよび他側ガイド部材１４ｂの内部に収容されるように配置されている。

【0049】

図１に示すように、移送機構１６は、一側ガイド部材１４ａおよび他側ガイド部材１４ｂの内部にそれぞれ配置されたレール１６ａ、レール１６ａ上を移動するブロック１６ｂ、およびブロック１６ｂを駆動させるモーター１６ｃを備えている。可動部材１２は、一側ガイド部材１４ａおよび他側ガイド部材１４ｂの内部に配置された一対のブロック１６ｂに連結されている。したがって、モーター１４ｃがブロック１６ｂを駆動させると、ブロック１６ｂがレール１６ａに沿って移動するのに伴い、可動部材１２が移動する。つまり、移送機構１６が駆動すると可動部材１２は、一側ガイド部材１４ａおよび他側ガイド部材１４ｂ上を第一の水平方向Ｄ１に沿って移動することになる。尚、移送機構１６は本実施形態の構成に限定されるものではない。例えば、移送機構１６はボールねじによって構成されていてもよい。この場合、レール１６ａとブロック１６ｂを、それぞれ、ねじ軸とねじ軸上を移動するボールナットに置き換え、可動部材１２が当該ボールナットに固定される構成とすればよい。

【0050】

図２に示すように、イオン源移動装置１０は、イオン源２０を支持しつつ、イオン源２０が第一の水平方向Ｄ１に沿って移動するようにチャンバー２１をガイドする一対のガイドレール部材１８、１８をさらに備えている。各ガイドレール部材１８は、第一の水平方向Ｄ１に平行なガイド溝１８ａを備えている。イオン源２０は、イオン源２０の有する上側ローラー２７ａおよび下側ローラー２７ｂがガイド溝１８ａに嵌められるようにしてガイドレール部材１８、１８に支持される。そして、作業者が人力または不図示のウィンチなどの機械等を使用してイオン源２０に外力を加えると、イオン源２０は上側ローラー２７ａおよび下側ローラー２７ｂがガイド溝１８ａ上を転がり、イオン源２０は第一の水平方向Ｄ１に沿ってガイドレール部材１８、１８上を移動する。つまり、イオン源２０は、ガイドレール部材１８、１８によって支持されつつ第一の水平方向Ｄ１に沿って移動するようにガイドされる。

【0051】

また、イオン源移動装置１０は、イオン源２０を搬送するための台車１９を備えている。台車１９は、イオン源２０の上側ローラー２７ａおよび下側ローラー２７ｂを受け入れる一対の台車側ガイド溝１９ａ、１９ａと、台車１９を移動させるための四つの車輪１９ｂを備えている。イオン源２０は、台車側ガイド溝１９ａ、１９ａに、上側ローラー２７ａおよび下側ローラー２７ｂが嵌められた状態で台車１９に支持される。そして、イオン注入装置１００の組立時やイオン源２０の交換時等においては、イオン源２０は、台車１９に載置された状態で、外部とイオン注入装置１００との間を搬送される。

【0052】

また、台車１９は、台車側ガイド溝１９ａ、１９ａの底面とガイド溝１８ａ、１８ａとそれぞれ底面の高さが一致するように構成されている。したがって、作業者が、イオン源２０が載置された台車１９をガイドレール部材１８，１８に接触させ、人力または不図示の機械等でイオン源２０を装置本体３０に近づけるように移動させることによって、イオン源２０は台車１９上からガイドレール部材１８、１８上に移動させることができる。

【0053】

次に、イオン源移動装置１０の動作について説明する。
図５Ａ～図５Ｄ、および図６Ａ、図６Ｂは、イオン源移動装置１０のＹ方向から見た側面図であり、理解を容易にするために他側ガイド部材１４ｂより内側の一部の構成のみを示している。図５Ａおよび図５Ｂにおいては、一点鎖線によってガイド溝１８ａの底面が示されている。

【0054】

図５Ａに破線で示すように、イオン源２０を装置本体３０に取り付ける場合には、まず、イオン源２０が、第一フランジ部２２ａを下方に向けた倒伏姿勢で台車１９に載置された状態で外部から搬送されてくる。そして、台車１９が、台車側ガイド溝１９ａとガイド溝１８ａとが第一の水平方向Ｄ１に沿って同一直線上にあるように位置付けられる。その後、イオン源２０が、第一の水平方向Ｄ１に移動させられることで、ガイドレール部材１８に載置され、位置Ｐ１に位置付けられる。続いて、イオン源２０の第一シャフト部材２６ａにフック１１ａが掛けられる。

【0055】

その後、昇降機構１３が駆動し、一側ガイド部材１４ａと他側ガイド部材１４ｂが第二の方向Ｄ２に沿って上方に移動することで、可動部材１２が第二の方向Ｄ２に沿って上方に移動する。すると、図５Ｂに示すように、下側ローラー２７ｂがガイド溝１８ａ上を転動しつつ、イオン源２０が第一シャフト部材２６ａを介して持ち上げられる。これに伴い、イオン源２０は、重心Ｇ１が曲線軌道を描きながら上方に移動するように起き上がり、イオン源２０の姿勢が変化する。

【0056】

その後、図５Ｃに示すように、イオン源２０がガイド溝１８ａから離れた後は、第一シャフト部材２６ａと重心Ｇ１が鉛直方向に沿って同一直線上にあることから、イオン源２０は、姿勢を変えずに装置本体３０と対向する第二の位置Ｐ２まで移動する。そして、移送機構１６を駆動させて可動部材１２を第一の水平方向Ｄ１に沿って移動させることで、イオン源２０を装置本体３０に近づける。このとき、図５Ｄに示すように、移送機構１６は、イオン源２０を、装置本体３０に対する取り付け作業が行われる位置である第三の位置Ｐ３まで移動させる。その後、作用者によって、イオン源２０が装置本体３０に固定される。
イオン源２０を装置本体３０から離脱させる動作は先ほどの工程と単に反対の工程を経て行われるのみであるから、その説明を省略する。

【0057】

本実施形態におけるイオン源移動装置１０においては、第一の被支持部材である第一シャフト部材２６ａが支持部材１１に支持された状態で可動部材１２を所定の第二の方向Ｄ２に沿って昇降移動させることで、イオン源２０を昇降移動させることができる。このとき、可動部材１２は第二の方向Ｄ２と交差する方向への移動が規制されていることから、可動部材１２が揺動することが抑制される。したがって、可動部材１２に連結された支持部材１１が揺動することが抑制されるため、支持部材１１に支持されるイオン源２０が揺動することも抑制されることになる。その結果、作業者がイオン源２０を支えながらイオン源２０を昇降させることが容易となる。または、作業者がイオン源２０を支えることなくイオン源２０を昇降させることができる。すなわち、イオン源２０を安定して昇降移動させることができ、イオン源２０を装置本体３０に対して着脱する作業の作業性に加え、作業の安全性も向上させることができる。

【0058】

また、イオン源移動装置１０においては、一対の第一の被支持部材である第一シャフト部材２６ａ、２６ａが、チャンバー２１の水平方向で対向する一対の側壁２５ａ、２５ａにそれぞれ固定されており、可動部材１２が、支持部材１１が各第一シャフト部材２６ａ、２６ａをともに支持した状態で第二の方向Ｄ２に沿って移動する。したがって、支持部材１１がチャンバー２１を挟む二か所でチャンバーを支持することになることから、イオン源２０の揺動がさらに抑制され、より安定した状態でイオン源２０を昇降させることができるようになっている。

【0059】

さらに、イオン源２０の重心Ｇ１と第一の被支持部材である第一シャフト部材２６ａとが鉛直方向に沿って同一直線上にある。したがって、イオン源２０を傾けることなく鉛直方向に昇降させることができ、イオン源の揺動がさらに抑制され、より安定した状態でイオン源２０を昇降させることができるようになっている。

【0060】

また、イオン源移動装置１０は、昇降機構１３に加え、可動部材１２を第一の水平方向Ｄ１に沿って移動させる移送機構１６をさらに備えている。したがって、昇降機構１３を使用して、イオン源２０を起立姿勢で装置本体３０に対向する第二の位置Ｐ２に位置づけた後、移送機構１５を使用して、イオン源２０を取付作業位置となる第三の位置Ｐ３まで移動させることができる。

【0061】

次に、第二チャンバー部材２１ｂを第一チャンバー部材２１ａから離脱される動作について説明する。
図６Ａに示すように、まず、昇降機構１３および移送機構１６を駆動させて可動部材１２を第二シャフト部材２６ｂの上方に移動させ、フック１１ａを第二シャフト部材２６ｂに掛ける。その後、昇降機構１３を駆動させて一側ガイド部材１４ａおよび他側ガイド部材１４ｂを下降させつつ、移送機構１６を駆動させて可動部材１２を一側ガイド部材１４ａおよび他側ガイド部材１４ｂに対して第一の水平方向Ｄ１に沿って装置本体３０から離れる方向に移動させる。すると、図６Ｂにおいて破線で示すように、第二チャンバー部材２１ｂが、ヒンジ部材２３を介して回転移動するようにして第一チャンバー部材２１ａから離脱する。

【0062】

本実施形態においては、第二チャンバー部材２１ｂは、第二チャンバー部材２１ｂの重心Ｇ２が、第一の水平方向Ｄ１について第二シャフト部材２６ｂより第一チャンバー部材２１ａとは反対側に位置するよう構成されている。したがって、第二シャフト部材２６ｂは自重によりヒンジ部材２３を介して回転軸Ａ１まわりに回転動作する。つまり、このとき、作業者は、支持部材１１が、第二シャフト部材２６ｂを支えながら第二シャフト部材２６ｂが徐々に回転動作するよう昇降機構１３および移送機構１６を動作させている。

【0063】

このように、第一チャンバー部材２１ａが第二チャンバー部材２１ｂに対して回転軸Ａを中心に回転移動することで、第一チャンバー部材２１ａが第二チャンバー部材２１ｂから離脱する。その後、最終的に、図６Ｂにおいて一点鎖線で示された支持台１７に第一チャンバー部材２１ａが支持された状態となる。すると、第一チャンバー部材２１ａの内部空間が露出し、作業者は第二チャンバー部材２１ｂ内の部品交換や清掃作業等のメンテナンス作業を行えるようになる。尚、支持台１７は、第二チャンバー部材２１ａを支持できるものであればどのような構成であってもよい。支持台１７は、ガイドレール部材１８の一部として構成されていてもよく、作業時に外部から持ち運ばれてくるものであってもよい。

【0064】

第二チャンバー部材２１ｂ内のメンテナンス作業が完了した後は、第二チャンバー部材２１ｂを第一チャンバー部材２１ａに固定する必要があるが、この工程は単に先ほどとは反対の工程となるのみであるため、説明は省略する。

【0065】

また、本発明は前記実施形態および前記変形例に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。

【符号の説明】

【0066】

１００ イオン注入装置
１０ イオン源移動装置
１１ 支持部材
１２ 可動部材
１３ 昇降機構
１４ａ 一側ガイド部材
１４ｂ 他側ガイド部材
１６ 移送機構
１９ 台車
２０ イオン源
２１ チャンバー
２１ａ 第一チャンバー部材（電極側チャンバー部材）
２１ｂ 第二チャンバー部材（プラズマ生成部側チャンバー部材）
２３ ヒンジ部材
２６ａ 第一シャフト部材（第一の被支持部材）
２６ｂ 第二シャフト部材（第一の被支持部材）
３０ 装置本体
Ｓ 基板
ＩＢ イオンビーム
Ｄ１ 第一の水平方向
Ｄ２ 第二の方向
Ｇ１ イオン源の重心
Ｇ２ 第二チャンバー部材（プラズマ生成部側チャンバー部材）の重心

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図5D】

【図6A】

【図6B】