JPH06103955A - イオン注入制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 イオン注入制御装置は、ビーム電流検定回路
４およびディスクスキャン制御回路５によって、ビーム
電流信号によりビーム電流の異常の有無を確認しながら
Ｑパルス信号によりディスクの移動速度を制御するもの
である。そして、このイオン注入制御装置は、イオン注
入の完了後に、イオン注入時に得られたビーム電流信号
から平均ビーム電流値を求め、この平均ビーム電流値と
注入時間とを基にして実ドーズ量を算出し、この実ドー
ズ量を基にしてイオン注入の良否を判定するドーズ量判
定回路８を有している構成である。 【効果】 レンジ切替回路９は、イオン注入の完了毎に
実ドーズ量を確認してイオン注入の良否を判定する。よ
って、異常なＱパルス信号によりイオン注入が行われた
際の注入量の異常をイオン注入の完了後に検出できるた
め、異常な注入量のイオン照射対象物を良製品として後
工程に送り出すことを防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ビーム電流信号により
ビーム電流の異常の有無を確認しながらＱパルス信号に
よりディスクの移動速度を制御するイオン注入制御装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】大電流型のイオン注入装置には、複数の
イオン照射対象物を回転および往復並進移動するディス
クに保持させてイオンビームの軌道を横切らせることに
よりイオン照射対象物にイオンビームを照射させて不純
物を注入するメカニカルスキャン方式が多用されてい
る。この際、イオン照射対象物に注入される不純物は、
イオン照射対象物の全面において所定量を均一に注入で
きることが最終製品の歩留りおよび品質を向上させる上
で望まれている。従って、メカニカルスキャン方式を採
用したイオン注入装置は、イオンビームのビーム電流の
異常の有無を確認しながらディスクの移動速度を制御す
るイオン注入制御装置を有している。

【０００３】従来のイオン注入制御装置は、図２に示す
ように、ファラデー部５２によって検出されたイオンビ
ーム５１のビーム電流をビーム電流信号およびＱパルス
信号としてそれぞれ出力するＶ／Ｆテレメーター５６お
よびＶ／Ｆ変換器５７を備えたカレントアンプ５３を有
しており、このカレントアンプ５３のＶ／Ｆテレメータ
ー５６からビーム電流信号をビーム電流検定回路５４に
出力してビーム電流の異常の有無を確認させながら、Ｖ
／Ｆ変換器５７からＱパルス信号をディスクスキャン制
御回路５５に出力してディスクの移動速度を制御させる
ようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のイオン注入制御装置では、ビーム電流から形成され
るビーム電流信号およびＱパルス信号がそれぞれ独立し
てビーム電流検定回路５４およびディスクスキャン制御
回路５５に入力されるため、ビーム電流検定回路５４に
よって検出できる異常の範囲がファラデー部５２からＶ
／Ｆテレメーター５６を介してビーム電流検定回路５４
に至る信号系に限定されることになる。従って、上記の
ビーム電流検定回路５４では、Ｖ／Ｆ変換器５７からデ
ィスクスキャン制御回路５５に至る信号系の異常を検出
することができないため、例えばＶ／Ｆ変換器５７の故
障によりＱパルス信号が異常になると、この異常になっ
たＱパルス信号を用いてディスクスキャン制御回路５５
がディスクの移動速度を制御することになる。

【０００５】これにより、従来のイオン注入制御装置で
は、イオンビーム５１が正常に生成されている場合で
も、カレントアンプ５３のＶ／Ｆ変換器５７の故障によ
って、イオン照射対象物への不純物の注入量が過剰また
は過小になり、異常な注入量のイオン照射対象物を良製
品として後工程に送り出すことがあるという問題があ
る。従って、本発明においては、イオン注入の完了時
に、イオン照射対象物への不純物の注入量の良否を判定
することによって、上記の問題を解決することができる
イオン注入制御装置を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のイオン注入制御
装置は、上記課題を解決するために、イオンビームのビ
ーム電流に対応するビーム電流信号およびＱパルス信号
を形成し、上記ビーム電流信号によりビーム電流の異常
の有無を確認しながらＱパルス信号によりディスクの移
動速度を制御するものであり、下記の特徴を有してい
る。

【０００７】即ち、イオン注入制御装置は、イオン注入
の完了後に、イオン注入時に得られたビーム電流信号か
ら平均ビーム電流値を求め、この平均ビーム電流値と注
入時間とを基にして実ドーズ量を算出し、この実ドーズ
量を基にしてイオン注入の良否を判定するドーズ量判定
手段であるドーズ量判定回路を有していることを特徴と
している。

【０００８】

【作用】上記の構成によれば、イオン注入の完了毎に実
ドーズ量が確認され、イオン注入の良否が判定されるた
め、異常なＱパルス信号によってイオン注入が行われた
際の注入量の異常をイオン注入の完了後に検出できるこ
とになる。従って、イオン注入制御装置は、異常な注入
量のイオン照射対象物を良製品として後工程に送り出す
ことを確実に防止することができるようになっている。

【０００９】

【実施例】本発明の一実施例を図１および図２に基づい
て説明すれば、以下の通りである。

【００１０】本実施例に係るイオン注入制御装置は、図
１に示すように、イオンビーム１が照射されるファラデ
ー部２に接続されたカレントアンプ３を有している。フ
ァラデー部２は、イオンビーム１の照射によってビーム
電流を検出するようになっており、ビーム電流をディス
ク電流やニュートラル電流、キャッチャー電流、シャッ
ター電流として出力するようになっている。

【００１１】上記のビーム電流は、カレントアンプ３の
レンジ切替回路９に入力されるようになっている。レン
ジ切替回路９は、Ｖ／Ｆテレメーター６およびＶ／Ｆ変
換器７に接続されており、これらのＶ／Ｆテレメーター
６およびＶ／Ｆ変換器７にビーム電流を所定の増幅率で
もって変換した電圧を出力するようになっている。

【００１２】上記のＶ／Ｆ変換器７は、レンジ切替回路
９からの出力電圧に比例した周波数を有するＱパルス信
号を最大周波数が１ＫＨｚとなるように出力するように
なっている。そして、このＶ／Ｆ変換器７は、ディスク
スキャン制御回路５に接続されており、ディスクスキャ
ン制御回路５は、Ｖ／Ｆ変換器７から入力されたＱパル
ス信号を基にしてディスクの移動速度を制御するように
なっている。

【００１３】一方、Ｖ／Ｆテレメーター６は、レンジ切
替回路９からの出力電圧を最大周波数が２００ＫＨｚの
ビーム電流信号に変換するようになっている。そして、
このＶ／Ｆテレメーター６は、ドーズ量判定回路８およ
びビーム電流検定回路４に接続されており、ビーム電流
検定回路４は、入力されたビーム電流信号を基にしてビ
ーム電流の異常の有無を判定するようになっている。

【００１４】上記のドーズ量判定回路８は、ＲＯＭおよ
びＲＡＭからなる記憶部と、ＲＯＭに格納されたドーズ
量判定ルーチンを実行する演算部と、ビーム電流信号か
らデジタル値のビーム電流データを形成するデータ変換
部と、注入時間を計数する注入時間タイマーとを有して
いる。記憶部のＲＡＭには、設定ドーズ量領域およびビ
ーム電流領域が形成されており、設定ドーズ量領域に
は、イオン注入の注入条件の設定時に、目標とするドー
ズ量が設定ドーズ量として登録されるようになってい
る。また、ビーム電流信号領域には、イオン注入時に入
力されるビーム電流信号から形成されたビーム電流デー
タが格納されるようになっている。

【００１５】そして、上記のドーズ量判定ルーチンを実
行する演算部は、イオン注入時に得られるビーム電流デ
ータをビーム電流領域に格納すると共に、注入時間を計
測し、注入完了後にビーム電流データを平均化して平均
ビーム電流値を求め、この平均ビーム電流値と注入時間
とを基にして実ドーズ量Φを算出し、この実ドーズ量Φ
と設定ドーズ量とを比較することによって正常なイオン
注入が行われたか否かを判定するようになっている。

【００１６】上記の構成において、イオン注入制御装置
の動作について説明する。

【００１７】先ず、イオン注入の注入条件の設定時に、
目標とするドーズ量がキーボード等の入力手段から入力
され、ドーズ量判定回路８の記憶部に形成された設定ド
ーズ量領域に登録されることになる。この後、図示しな
いイオン源から正電荷のイオンが引出電極によって引き
出され、質量分析器で質量分析されて特定の不純物イオ
ンからなるイオンビーム１が生成されることになる。そ
して、このイオンビーム１がファラデー部２内のディス
クに保持されたイオン照射対象物に照射されることによ
って、イオン注入が開始されることになる。

【００１８】上記のイオンビーム１は、ファラデー部２
においてディスク電流、ニュートラル電流、キャッチャ
ー電流、およびシャッター電流として検出されることに
なり、これらの各電流は、ビーム電流としてカレントア
ンプ３に出力されることになる。カレントアンプ３に入
力されたビーム電流は、レンジ切替回路９に入力される
ことにより所定の増幅率でもって電圧に変換された後、
Ｖ／Ｆ変換器７に入力され、Ｖ／Ｆ変換器７により最大
周波数が１ＫＨｚのＱパルス信号に変換されることにな
る。そして、このＱパルス信号は、ディスクスキャン制
御回路５に入力されて図示しないディスクの移動速度を
制御するために用いられることになる。

【００１９】また、レンジ切替回路９の出力電圧は、Ｖ
／Ｆテレメーター６にも入力され、Ｖ／Ｆテレメーター
６により最大周波数が２００ＫＨｚのビーム電流信号に
変換されることになる。そして、このビーム電流信号
は、ビーム電流検定回路４およびドーズ量判定回路８に
入力されることになり、ビーム電流検定回路４は、ビー
ム電流信号をビーム電流の異常の有無の判定に用いるこ
とになる。

【００２０】また、ドーズ量判定回路８に入力されたビ
ーム電流信号は、ドーズ量判定回路８のデータ変換部に
よってデジタル値のビーム電流データに変換されること
になる。この際、ドーズ量判定回路８は、イオン注入の
開始に伴ってドーズ量判定ルーチンを演算部に実行させ
ており、図２に示すように、データ変換部により変換さ
れたビーム電流データを記憶部のビーム電流領域に順次
格納することになる（Ｓ１）。

【００２１】また、ドーズ量判定回路８は、イオン注入
の開始と同時に、注入時間タイマーをＯＮすることによ
って注入時間の計数を開始している（Ｓ２）。そして、
この注入時間の計数とビーム電流データの格納とが継続
されながら、イオン注入が完了したか否かが判定される
ことになる（Ｓ３）。このイオン注入の完了を判定する
Ｓ３は、イオン注入が完了したと判定されるまで繰り返
えして実行されることになる。そして、イオン注入が完
了したと判定されたときにＹＥＳとしてＳ４が実行さ
れ、注入時間タイマーがＯＦＦされることによって注入
時間の計数が停止されることになる（Ｓ４）。

【００２２】この後、記憶部のビーム電流領域に格納さ
れた全ビーム電流データが加算されて格納数で除算され
ることによって、ビーム電流データを平均化した平均ビ
ーム電流値が求められることになる（Ｓ５）。そして、
この平均ビーム電流値と注入時間タイマーによって得ら
れた注入時間とが下記の計算式（１）に代入されること
によって、実ドーズ量Φが算出されることになる。

【００２３】 実ドーズ量Φ＝Ｉ×Ｔ／（ｅ×Ｓ） … （１） 尚、Ｉは平均ビーム電流値（Ａ）、Ｔは注入時間（ｓｅ
ｃ）、Ｓは注入面積（ｃｍ² ）、ｅは1.６０２×１０
^-19 （ｃ）である（Ｓ６）。

【００２４】実ドーズ量Φが算出されると、注入条件の
設定時に登録されていた設定ドーズ量が実ドーズ量Φか
ら減算され、さらに、この減算値が設定ドーズ量で除算
されることによって、設定ドーズ量に対する実ドーズ量
Φと設定ドーズ量との差分の相対値が算出されることに
なる（Ｓ７）。そして、この差分が所定値ｘで区切られ
た許容範囲に入っているか否かが判定され（Ｓ８）、許
容範囲に入っている場合には、ＹＥＳとしてＳ９の正常
処理が実行され、正常にイオン注入を完了したことを示
すメッセージ等が表示手段に画面表示されることになる
（Ｓ９）。一方、許容範囲に入っていない場合には、Ｎ
ＯとしてＳ１０の異常処理が実行され、異常が生じてい
ることを示すメッセージ等が表示手段に画面表示される
ことになると共に、警報が発せられることになる（Ｓ１
０）。

【００２５】このように、本実施例のイオン注入制御装
置は、イオン注入の完了後に、イオン注入時に得られる
ビーム電流信号から平均ビーム電流値を求め、この平均
ビーム電流値と注入時間とを基にして実ドーズ量Φを算
出し、この実ドーズ量Φと設定ドーズ量とを比較するこ
とによってイオン注入の良否を判定するようになってい
る。従って、このイオン注入制御装置は、イオン注入の
完了毎に実ドーズ量を確認するため、Ｖ／Ｆ変換器７等
の故障による異常なＱパルス信号によってイオン注入が
行われた際の注入量の異常を検出できることになり、結
果として異常な注入量のイオン照射対象物を良製品とし
て後工程に送り出すことを確実に防止することができる
ようになっている。

【００２６】

【発明の効果】本発明のイオン注入制御装置は、以上の
ように、イオンビームのビーム電流に対応するビーム電
流信号およびＱパルス信号を形成し、上記ビーム電流信
号によりビーム電流の異常の有無を確認しながらＱパル
ス信号によりディスクの移動速度を制御するものであ
り、イオン注入の完了後に、イオン注入時に得られたビ
ーム電流信号から平均ビーム電流値を求め、この平均ビ
ーム電流値と注入時間とを基にして実ドーズ量を算出
し、この実ドーズ量を基にしてイオン注入の良否を判定
するドーズ量判定手段を有している構成である。

【００２７】これにより、イオン注入の完了毎に実ドー
ズ量が確認され、イオン注入の良否が判定されるため、
異常なＱパルス信号によってイオン注入が行われた際の
注入量の異常をイオン注入の完了後に検出できることに
なることから、異常な注入量のイオン照射対象物を良製
品として後工程に送り出すことを確実に防止することが
できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のイオン注入制御装置のブロック図であ
る。

【図２】ドーズ量判定ルーチンのフローチャートであ
る。

【図３】従来例を示すものであり、イオン注入制御装置
のブロック図である。

【符号の説明】

１ イオンビーム ２ ファラデー部 ３ カレントアンプ ４ ビーム電流検定回路 ５ ディスクスキャン制御回路 ６ Ｖ／Ｆテレメーター ７ Ｖ／Ｆ変換器 ８ ドーズ量判定回路（ドーズ量判定手段） ９ レンジ切替回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】イオンビームのビーム電流に対応するビー
   ム電流信号およびＱパルス信号を形成し、上記ビーム電
   流信号によりビーム電流の異常の有無を確認しながらＱ
   パルス信号によりディスクの移動速度を制御するイオン
   注入制御装置であって、 イオン注入の完了後に、イオン注入時に得られたビーム
   電流信号から平均ビーム電流値を求め、この平均ビーム
   電流値と注入時間とを基にして実ドーズ量を算出し、こ
   の実ドーズ量を基にしてイオン注入の良否を判定するド
   ーズ量判定手段を有していることを特徴とするイオン注
   入制御装置。