JPH0636733A - Ｅｃｒイオン源搭載イオン注入装置のビーム電流制御方法 - Google Patents
Ｅｃｒイオン源搭載イオン注入装置のビーム電流制御方法Info
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- JPH0636733A JPH0636733A JP4213188A JP21318892A JPH0636733A JP H0636733 A JPH0636733 A JP H0636733A JP 4213188 A JP4213188 A JP 4213188A JP 21318892 A JP21318892 A JP 21318892A JP H0636733 A JPH0636733 A JP H0636733A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 所望設定値のビーム電流を安定に引出すこ
と。 【構成】 ビーム電流Ｉｂを新しい値に設定する場合、
第１ステップで、マイクロ波電源５の出力Ｗｍを現在の
運転値から所定の範囲内で変化させ、ビームモニタ１２
によるビーム電流の実際値が設定値を超えた時点でマイ
クロ波出力の変化を停止する。次いで、第２ステップ
で、ビームモニタ電流の設定値と実際値との偏差に応じ
て制御スピードを変えてマイクロ波出力を増減し、ビー
ムモニタ電流を設定値近傍に到達させる。その後は、こ
の到達時点における引出し電源電流Ｉｅの値を同電流の
設定値とし、実際の引出し電源電流の値が設定値に一致
するようにマイクロ波出力を制御する第３ステップを実
行する。これに伴いビーム電流は所望の値に安定に保た
れる。
と。 【構成】 ビーム電流Ｉｂを新しい値に設定する場合、
第１ステップで、マイクロ波電源５の出力Ｗｍを現在の
運転値から所定の範囲内で変化させ、ビームモニタ１２
によるビーム電流の実際値が設定値を超えた時点でマイ
クロ波出力の変化を停止する。次いで、第２ステップ
で、ビームモニタ電流の設定値と実際値との偏差に応じ
て制御スピードを変えてマイクロ波出力を増減し、ビー
ムモニタ電流を設定値近傍に到達させる。その後は、こ
の到達時点における引出し電源電流Ｉｅの値を同電流の
設定値とし、実際の引出し電源電流の値が設定値に一致
するようにマイクロ波出力を制御する第３ステップを実
行する。これに伴いビーム電流は所望の値に安定に保た
れる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ウエファに注入するイ
オンのビーム電流を所望の大きさで安定にイオン源から
引出すことができるＥＣＲイオン源搭載イオン注入装置
のビーム電流制御方法に関する。
オンのビーム電流を所望の大きさで安定にイオン源から
引出すことができるＥＣＲイオン源搭載イオン注入装置
のビーム電流制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１は、ＥＣＲ（電子サイクロトロン共
鳴）イオン源を用いたイオン注入装置一例の基本構成図
である。ＥＣＲイオン源１における真空チャンバ２の周
囲にはソースコイル３1、３2が設けられ、それぞれコイ
ル電源４1、４2から給電される。真空チャンバ２に供給
されたイオン源ガス（蒸気）は、ソースコイルによる磁
場内でマイクロ波電源５から供給された２．４５ＧＨｚ
のマイクロ波電力により放電し、発生したプラズマから
引出し電極系６によってイオンをビームとして引出す。
引出し電極系には引出し電源７から電圧を印加してい
る。引出されたイオンビ−ムは分析電磁石電源８から給
電される質量分析電磁石９に導入され、同電磁石と分析
スリット１０によって分離抽出された所望質量のイオン
のビームが試料（ウエファ）１１に注入される。
鳴）イオン源を用いたイオン注入装置一例の基本構成図
である。ＥＣＲイオン源１における真空チャンバ２の周
囲にはソースコイル３1、３2が設けられ、それぞれコイ
ル電源４1、４2から給電される。真空チャンバ２に供給
されたイオン源ガス（蒸気）は、ソースコイルによる磁
場内でマイクロ波電源５から供給された２．４５ＧＨｚ
のマイクロ波電力により放電し、発生したプラズマから
引出し電極系６によってイオンをビームとして引出す。
引出し電極系には引出し電源７から電圧を印加してい
る。引出されたイオンビ−ムは分析電磁石電源８から給
電される質量分析電磁石９に導入され、同電磁石と分析
スリット１０によって分離抽出された所望質量のイオン
のビームが試料（ウエファ）１１に注入される。
【０００３】試料１１に注入されるビーム量をモニタす
るためにビームモニタ１２が設けられている。これは例
えば試料１１を通して流れるビーム電流を検出するもの
であり、ビーム電流値Ｉｂを示すビームモニタ１２から
のモニタ値Ｉｂはマイクロプロセッサを用いたコントロ
ーラ１３に導入される。コイル電源４1、４2、引出し電
源７はコントローラ１３によって、所定の磁場強度、引
出し電極系印加電圧を与えるように制御されており、ま
た、コントローラ１３は、ビームモニタ１２のモニタ値
Ｉｂに基づいてマイクロ波電源５を制御し、マイクロ波
出力Ｗｍを調節することにより、モニタ値Ｉｂしたがっ
てビーム電流の値が所定の値になるように制御してい
る。
るためにビームモニタ１２が設けられている。これは例
えば試料１１を通して流れるビーム電流を検出するもの
であり、ビーム電流値Ｉｂを示すビームモニタ１２から
のモニタ値Ｉｂはマイクロプロセッサを用いたコントロ
ーラ１３に導入される。コイル電源４1、４2、引出し電
源７はコントローラ１３によって、所定の磁場強度、引
出し電極系印加電圧を与えるように制御されており、ま
た、コントローラ１３は、ビームモニタ１２のモニタ値
Ｉｂに基づいてマイクロ波電源５を制御し、マイクロ波
出力Ｗｍを調節することにより、モニタ値Ｉｂしたがっ
てビーム電流の値が所定の値になるように制御してい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、マイクロ波
出力Ｗｍとビーム電流Ｉｂとの静特性の一例を示すと、
図２に示すようにビーム電流は或るマイクロ波出力値で
ピークとなる特性を示す。したがって、実際のビーム電
流Ｉｂ、ビーム電流のモニタ値Ｉｂに応じて、単にマイ
クロ波出力を増減させるだけでは、ビーム電流を所望の
値に安定に制御するのは難しい。また、マイクロ波出力
Ｗｍの制御についてみると、マイクロ波電源５をコント
ローラ１３でデジタル制御する場合には最小マイクロ波
出力変化量が存在し、同変化量に対してはビーム電流の
応答変化量が大きくなり、ビームモニタ１２によりビー
ム電流をフィードバックしてマイクロ波出力を制御する
と、制御系の動作遅れもあってビーム電流は過修正応答
ぎみとなり、設定値の上下にかなり脈動する傾向を示
す。
出力Ｗｍとビーム電流Ｉｂとの静特性の一例を示すと、
図２に示すようにビーム電流は或るマイクロ波出力値で
ピークとなる特性を示す。したがって、実際のビーム電
流Ｉｂ、ビーム電流のモニタ値Ｉｂに応じて、単にマイ
クロ波出力を増減させるだけでは、ビーム電流を所望の
値に安定に制御するのは難しい。また、マイクロ波出力
Ｗｍの制御についてみると、マイクロ波電源５をコント
ローラ１３でデジタル制御する場合には最小マイクロ波
出力変化量が存在し、同変化量に対してはビーム電流の
応答変化量が大きくなり、ビームモニタ１２によりビー
ム電流をフィードバックしてマイクロ波出力を制御する
と、制御系の動作遅れもあってビーム電流は過修正応答
ぎみとなり、設定値の上下にかなり脈動する傾向を示
す。
【０００５】イオン源１の動作時、引出し電源７から引
出し電源電流Ｉｅが流れる。同電流は、イオン引出し部
にイオンが当ったとき放出される２次電子分及びビーム
輸送系で捕捉されるイオン分を含むからビームモニタ電
流より大きな値のものとなり、その静特性の一例は、図
２に示すように、マイクロ波出力Ｗｍの増加に対し、一
応比例的に増加する。このように、引出し電源電流Ｉｅ
もビーム電流Ｉｂと同様にマイクロ波出力Ｗｍの値に依
存し、その特性にはピーク点が存在しないから、電流検
出器１４から引出し電源電流のモニタ値Ｉｅをコントロ
ーラ１３にフィードバックし、同電流の値を一定に保つ
ようにマイクロ波電力Ｗｍを制御することにより、間接
的にビーム電流Ｉｂの値を調節することが考えられる。
この場合、ビーム電流Ｉｂにピークを生じさせるマイク
ロ波出力値以下の通常の動作領域において、動特性的に
は、最小マイクロ波出力変化量に対する引出し電源電流
Ｉｅの応答変化量がビーム電流のそれより小さい変化特
性を示し、行き過ぎが抑えられて引出し電源電流を安定
に一定値に保つことができる。
出し電源電流Ｉｅが流れる。同電流は、イオン引出し部
にイオンが当ったとき放出される２次電子分及びビーム
輸送系で捕捉されるイオン分を含むからビームモニタ電
流より大きな値のものとなり、その静特性の一例は、図
２に示すように、マイクロ波出力Ｗｍの増加に対し、一
応比例的に増加する。このように、引出し電源電流Ｉｅ
もビーム電流Ｉｂと同様にマイクロ波出力Ｗｍの値に依
存し、その特性にはピーク点が存在しないから、電流検
出器１４から引出し電源電流のモニタ値Ｉｅをコントロ
ーラ１３にフィードバックし、同電流の値を一定に保つ
ようにマイクロ波電力Ｗｍを制御することにより、間接
的にビーム電流Ｉｂの値を調節することが考えられる。
この場合、ビーム電流Ｉｂにピークを生じさせるマイク
ロ波出力値以下の通常の動作領域において、動特性的に
は、最小マイクロ波出力変化量に対する引出し電源電流
Ｉｅの応答変化量がビーム電流のそれより小さい変化特
性を示し、行き過ぎが抑えられて引出し電源電流を安定
に一定値に保つことができる。
【０００６】しかし、これによって所望の値のビーム電
流Ｉｂが得られる訳ではない。というのは、図２に示し
たマイクロ波出力Ｗｍに対する引出し電源電流Ｉｅ及び
ビーム電流Ｉｂについての各静特性は、各種パラメー
タ、例えば引出し電源電圧、ソースコイル電流、イオン
源ガス流量、イオン源真空度等によって変化し、そし
て、運転に伴うマイクロ波導入口の汚れによって変化す
る。かかる変動要因の存在に伴い、一般に、引出し電源
電流Ｉｅの値とビーム電流Ｉｂの値との対応関係にずれ
が生ずる。したがって、引出し電源電流Ｉｅに応じてマ
イクロ波出力を制御し、引出し電源電流の定値制御によ
りビーム電流を間接的に制御する場合には、ビーム電流
の値を監視し、所望のビーム電流値が得られるまで、引
出し電源電流の修正制御を行わねばならず、ビーム電流
の調節についてみると、所望の値に到達させるまでに長
い時間を要し、極めて速応性に欠けるものとならざるを
得ない。
流Ｉｂが得られる訳ではない。というのは、図２に示し
たマイクロ波出力Ｗｍに対する引出し電源電流Ｉｅ及び
ビーム電流Ｉｂについての各静特性は、各種パラメー
タ、例えば引出し電源電圧、ソースコイル電流、イオン
源ガス流量、イオン源真空度等によって変化し、そし
て、運転に伴うマイクロ波導入口の汚れによって変化す
る。かかる変動要因の存在に伴い、一般に、引出し電源
電流Ｉｅの値とビーム電流Ｉｂの値との対応関係にずれ
が生ずる。したがって、引出し電源電流Ｉｅに応じてマ
イクロ波出力を制御し、引出し電源電流の定値制御によ
りビーム電流を間接的に制御する場合には、ビーム電流
の値を監視し、所望のビーム電流値が得られるまで、引
出し電源電流の修正制御を行わねばならず、ビーム電流
の調節についてみると、所望の値に到達させるまでに長
い時間を要し、極めて速応性に欠けるものとならざるを
得ない。
【０００７】本発明は、ビーム電流及び引出し電源電流
に応じてマイクロ波出力を制御することにより、試料に
注入されるイオンのビーム電流を速応性をもって安定に
設定通りに制御することができるＥＣＲイオン源搭載イ
オン注入装置におけるビーム電流制御方法の提供を目的
とするものである。
に応じてマイクロ波出力を制御することにより、試料に
注入されるイオンのビーム電流を速応性をもって安定に
設定通りに制御することができるＥＣＲイオン源搭載イ
オン注入装置におけるビーム電流制御方法の提供を目的
とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、マイクロ波電
源のマイクロ波出力が供給されるＥＣＲイオン源と、引
出し電源から前記イオン源のビーム引出部に流れる引出
し電源電流の検出器と、試料に注入されるイオンのビー
ム電流を検出するビームモニタとを有するＥＣＲイオン
源搭載イオン注入装置において、 １．マイクロ波出力を、ビーム電流の設定値に対応する
初期値から所定の範囲内で変化させ、前記ビームモニタ
によるビーム電流の実際値が前記設定値を超えた時点で
マイクロ波出力の変化を停止させる第１ステップと、 ２．前記ビーム電流の設定値と実際値との偏差に応じ、
制御スピードを変化させてマイクロ波出力を増減しビー
ム電流の値を前記設定値の近傍範囲内に到達させる第２
ステップと、 ３．引出し電源電流の検出器による引出し電源電流の実
際値と、前記ビーム電流の値が前記設定値の近傍範囲内
に到達した時点における引出し電源電流の値との偏差に
応じてマイクロ波出力を制御する第３ステップにより、 ビーム電流を設定値に制御することを特徴とするもので
ある。
源のマイクロ波出力が供給されるＥＣＲイオン源と、引
出し電源から前記イオン源のビーム引出部に流れる引出
し電源電流の検出器と、試料に注入されるイオンのビー
ム電流を検出するビームモニタとを有するＥＣＲイオン
源搭載イオン注入装置において、 １．マイクロ波出力を、ビーム電流の設定値に対応する
初期値から所定の範囲内で変化させ、前記ビームモニタ
によるビーム電流の実際値が前記設定値を超えた時点で
マイクロ波出力の変化を停止させる第１ステップと、 ２．前記ビーム電流の設定値と実際値との偏差に応じ、
制御スピードを変化させてマイクロ波出力を増減しビー
ム電流の値を前記設定値の近傍範囲内に到達させる第２
ステップと、 ３．引出し電源電流の検出器による引出し電源電流の実
際値と、前記ビーム電流の値が前記設定値の近傍範囲内
に到達した時点における引出し電源電流の値との偏差に
応じてマイクロ波出力を制御する第３ステップにより、 ビーム電流を設定値に制御することを特徴とするもので
ある。
【０００９】
【作用】ビーム電流を設定する場合、第１及び第２のス
テップで、マイクロ波出力を所定範囲内での変更し、そ
してビーム電流の実際値に応じて制御し、先ず、所望の
値のビーム電流が得られる正常動作状態の近傍にイオン
源の動作状態を到達させる。次いで、第３ステップの続
行により、この到達時点における引出し電源電流値が得
られるように実際の引出し電源電流のモニタ値に応じて
マイクロ波出力を制御する。引出し電源電流のフィード
バックに伴うマイクロ波出力の制御によれば、最小マイ
クロ波出力変化量に対する引出し電源電流の応答変化量
が小さいから、第１及び第２ステップの実施により到達
したイオン源の動作状態近傍において、引出し電源電流
は一定の値に安定に制御され、これに伴いビーム電流も
一定値、ほぼ所望の値に維持、制御されることになる。
テップで、マイクロ波出力を所定範囲内での変更し、そ
してビーム電流の実際値に応じて制御し、先ず、所望の
値のビーム電流が得られる正常動作状態の近傍にイオン
源の動作状態を到達させる。次いで、第３ステップの続
行により、この到達時点における引出し電源電流値が得
られるように実際の引出し電源電流のモニタ値に応じて
マイクロ波出力を制御する。引出し電源電流のフィード
バックに伴うマイクロ波出力の制御によれば、最小マイ
クロ波出力変化量に対する引出し電源電流の応答変化量
が小さいから、第１及び第２ステップの実施により到達
したイオン源の動作状態近傍において、引出し電源電流
は一定の値に安定に制御され、これに伴いビーム電流も
一定値、ほぼ所望の値に維持、制御されることになる。
【００１０】
【実施例】本発明の実施例について図面を参照して説明
する。図３は実施例の動作説明図であり、図４は本発明
の各ステップの流れを簡単に示すフローチャートであ
り、図５ないし図７は第１ないし第３ステップについて
のフローチャートである。図１に示したＥＣＲイオン源
搭載イオン注入装置において、ビーム電流を所望の設定
値Ｉｂｓに調整する場合、コントローラ１３は、マイク
ロ波電源５の動作状態、ビーム電流及び引出し電源電流
に応答し、図４のフローチャートに示すように順次第１
ないし第３ステップの制御を行う。
する。図３は実施例の動作説明図であり、図４は本発明
の各ステップの流れを簡単に示すフローチャートであ
り、図５ないし図７は第１ないし第３ステップについて
のフローチャートである。図１に示したＥＣＲイオン源
搭載イオン注入装置において、ビーム電流を所望の設定
値Ｉｂｓに調整する場合、コントローラ１３は、マイク
ロ波電源５の動作状態、ビーム電流及び引出し電源電流
に応答し、図４のフローチャートに示すように順次第１
ないし第３ステップの制御を行う。
【００１１】第１ステップ マイクロ波電源５のマイクロ波出力Ｗｍを、ビーム電流
の設定値Ｉｂｓに対応する初期値Ｗｍ0から所定の範囲
内で変化させる。例えば、所定の動作パラメータのもと
でのビーム電流Ｉｂとマイクロ波出力Ｗｍについての代
表的な値をコントローラ１３のメモリに記憶させてお
き、ビーム電流の設定値Ｉｂｓに対応するマイクロ波出
力値を初期値Ｗｍ0として読み出し、図３（ａ）及び図
５のフローチャートに示すように、この初期値Ｗｍ0か
ら、その±５０％の値であるＷｍｕとＷｍｌの範囲内
で、マイクロ波出力を最小マイクロ波出力変化量より大
きい単位変化量△Ｗｍ、例えば１Ｗきざみで増減変化さ
せる。これに伴い、ビーム電流の実際値即ちモニタ値Ｉ
ｂが前記設定値Ｉｂｓを超えた時点でマイクロ波出力Ｗ
ｍの変化を停止させる。
の設定値Ｉｂｓに対応する初期値Ｗｍ0から所定の範囲
内で変化させる。例えば、所定の動作パラメータのもと
でのビーム電流Ｉｂとマイクロ波出力Ｗｍについての代
表的な値をコントローラ１３のメモリに記憶させてお
き、ビーム電流の設定値Ｉｂｓに対応するマイクロ波出
力値を初期値Ｗｍ0として読み出し、図３（ａ）及び図
５のフローチャートに示すように、この初期値Ｗｍ0か
ら、その±５０％の値であるＷｍｕとＷｍｌの範囲内
で、マイクロ波出力を最小マイクロ波出力変化量より大
きい単位変化量△Ｗｍ、例えば１Ｗきざみで増減変化さ
せる。これに伴い、ビーム電流の実際値即ちモニタ値Ｉ
ｂが前記設定値Ｉｂｓを超えた時点でマイクロ波出力Ｗ
ｍの変化を停止させる。
【００１２】第２ステップ 上述のようにマイクロ波出力の変化を停止させた時点か
ら、次いで、ビームモニタによるビーム電流のモニタ値
Ｉｂと設定値Ｉｂｓとの偏差に応じて、制御スピードを
変化させてマイクロ波出力を増減しビーム電流の値をビ
ーム電流の設定値の近傍範囲内に到達させる。これに
は、ビーム電流の設定値Ｉｂｓを中心として、図３
（ｂ）に示すように、例えば±２％、±２〜１０％、±
１０〜２５％、±２５％以上の各ビーム電流値の範囲を
設定し、ビーム電流の実際値、モニタ値が何れの範囲に
あるかに応じて、設定値から離れた範囲にあるほど制御
スピードを速くし、±２％の領域に近づくほど制御スピ
ードを遅くなるように、例えば、±２５％以上の範囲に
あるときには大、±１０〜２５％にあるときには中、±
２〜１０％にあるときには小のように段階的に制御スピ
ードを変えて最小マイクロ波出力変化量を単位変化量と
してマイクロ波出力を増減させ、ビーム電流Ｉｂが設定
値Ｉｂ1の±２％の範囲に入るように制御する。
ら、次いで、ビームモニタによるビーム電流のモニタ値
Ｉｂと設定値Ｉｂｓとの偏差に応じて、制御スピードを
変化させてマイクロ波出力を増減しビーム電流の値をビ
ーム電流の設定値の近傍範囲内に到達させる。これに
は、ビーム電流の設定値Ｉｂｓを中心として、図３
（ｂ）に示すように、例えば±２％、±２〜１０％、±
１０〜２５％、±２５％以上の各ビーム電流値の範囲を
設定し、ビーム電流の実際値、モニタ値が何れの範囲に
あるかに応じて、設定値から離れた範囲にあるほど制御
スピードを速くし、±２％の領域に近づくほど制御スピ
ードを遅くなるように、例えば、±２５％以上の範囲に
あるときには大、±１０〜２５％にあるときには中、±
２〜１０％にあるときには小のように段階的に制御スピ
ードを変えて最小マイクロ波出力変化量を単位変化量と
してマイクロ波出力を増減させ、ビーム電流Ｉｂが設定
値Ｉｂ1の±２％の範囲に入るように制御する。
【００１３】第１ステップでマイクロ波出力の変化を停
止させた時点ではビーム電流Ｉｂは設定値Ｉｂｓを超え
ている、即ちＩｂｓより大きいから、マイクロ波出力を
減少させることになる。これに伴い、第１ステップ終了
時点におけるビーム電流Ｉｂが、図２の特性図における
ピーク点の何れの側で設定値Ｉｂｓを超えているかに拘
らず、マイクロ波出力Ｗｍを減少させることにより、ピ
ーク点の左側の正常動作領域における設定値Ｉｂｓの近
傍にイオン源の動作状態を移動させることができる。こ
の間、図３（ｂ）の設定値Ｉｂｓより上のビーム電流の
変化特性の一例並びに図６の第２ステップについてのフ
ローチャートに示すように、ビーム電流の設定値Ｉｂｓ
と実際のモニタ値Ｉｂの差に応じて、マイクロ波出力Ｗ
ｍを高速ダウン（Ｆ−ＤＯＷＮ）、スローダウン（Ｓ−
ＤＯＷＮ）、超スローダウン（ＳＳ−ＤＯＷＮ）させ、
マイクロ波出力の制御スピード、ビーム電流の制御スピ
ードを変えてビーム電流Ｉｂを設定値に向けて制御し、
ビーム電流Ｉｂが±２％内に入った時点でマイクロ波出
力の変化を停止する。
止させた時点ではビーム電流Ｉｂは設定値Ｉｂｓを超え
ている、即ちＩｂｓより大きいから、マイクロ波出力を
減少させることになる。これに伴い、第１ステップ終了
時点におけるビーム電流Ｉｂが、図２の特性図における
ピーク点の何れの側で設定値Ｉｂｓを超えているかに拘
らず、マイクロ波出力Ｗｍを減少させることにより、ピ
ーク点の左側の正常動作領域における設定値Ｉｂｓの近
傍にイオン源の動作状態を移動させることができる。こ
の間、図３（ｂ）の設定値Ｉｂｓより上のビーム電流の
変化特性の一例並びに図６の第２ステップについてのフ
ローチャートに示すように、ビーム電流の設定値Ｉｂｓ
と実際のモニタ値Ｉｂの差に応じて、マイクロ波出力Ｗ
ｍを高速ダウン（Ｆ−ＤＯＷＮ）、スローダウン（Ｓ−
ＤＯＷＮ）、超スローダウン（ＳＳ−ＤＯＷＮ）させ、
マイクロ波出力の制御スピード、ビーム電流の制御スピ
ードを変えてビーム電流Ｉｂを設定値に向けて制御し、
ビーム電流Ｉｂが±２％内に入った時点でマイクロ波出
力の変化を停止する。
【００１４】かかるマイクロ波出力Ｗｍの減少制御に伴
いビーム電流Ｉｂに行き過ぎが生じ、Ｉｂが設定値の−
２％以下に低下した場合には、図３（ｂ）の設定値Ｉｂ
ｓ以下のビーム電流Ｉｂについての変化特性の一例並び
に図６のフローチャートに示すように、設定値と実際値
の差に応じて、マイクロ波出力を高速アップ（Ｆ−Ｕ
Ｐ）、スローアップ（Ｓ−ＵＰ）、超スローアップ（Ｓ
Ｓ−ＵＰ）させることにより、その変化スピードを変え
て増加させ、ビーム電流が±２％の領域内に入るように
制御する。
いビーム電流Ｉｂに行き過ぎが生じ、Ｉｂが設定値の−
２％以下に低下した場合には、図３（ｂ）の設定値Ｉｂ
ｓ以下のビーム電流Ｉｂについての変化特性の一例並び
に図６のフローチャートに示すように、設定値と実際値
の差に応じて、マイクロ波出力を高速アップ（Ｆ−Ｕ
Ｐ）、スローアップ（Ｓ−ＵＰ）、超スローアップ（Ｓ
Ｓ−ＵＰ）させることにより、その変化スピードを変え
て増加させ、ビーム電流が±２％の領域内に入るように
制御する。
【００１５】第３ステップ マイクロ波出力Ｗｍの制御を、ビーム電流Ｉｂによる制
御から引出し電源電流Ｉｅによる制御に切り換える。こ
れは、第３ステップに入った時点の引出し電源電流の値
を引出し電源電流設定値Ｉｅｓとし、この設定値とその
後の引出し電源電流Ｉｅの実際値との偏差に応じてマイ
クロ波出力を制御するものであり、かかる設定値と実際
値との大小関係、引出し電源電流についての前回のモニ
タ・サンプリング値Ｉｅｏｌｄと今回のサンプリング値
Ｉｅｎｅｗに応じて、図７のフローチャートに示すよう
に、そして以下に説明するようにマイクロ波出力Ｗｍの
制御を最小マイクロ波出力変化量を単位変化量として行
う。 Ａ．Ｉｅ＞Ｉｅｓのとき Ｉｅｎｅｗ＝Ｉｅｏｌｄ であれば、Ｗｍを超スローダ
ウン（ＳＳ−ＤＯＷＮ）させる。これは図３（ｃ）に示
した引出し電源電流の変化曲線におけるＡの部分に対応
する。 Ｉｅｎｅｗ＞Ｉｅｏｌｄ で、かつ ｜Ｉｅｎｅｗ−Ｉｅｏｌｄ｜＝大 であれば（Ｂの部
分）、Ｗｍを高速ダウン（Ｆ−ＤＯＷＮ）。 ｜Ｉｅｎｅｗ−Ｉｅｏｌｄ｜＝小 であれば、Ｗｍをス
ローダウン（Ｓ−ＤＯＷＮ）。 Ｉｅｎｅｗ＜Ｉｅｏｌｄ なら、Ｗｍの変化を停止。 Ｂ．Ｉｅ＜Ｉｅｓのとき Ｉｅｎｅｗ＝Ｉｅｏｌｄ であれば、Ｗｍを超スローア
ップ（ＳＳ−ＵＰ）させる。 Ｉｅｎｅｗ＜Ｉｅｏｌｄ で、かつ ｜Ｉｅｎｅｗ−Ｉｅｏｌｄ｜＝大 であれば、Ｗｍを高
速アップ（Ｆ−ＵＰ）。 ｜Ｉｅｎｅｗ−Ｉｅｏｌｄ｜＝小 であれば（Ｃの部
分）、Ｗｍをスローアップ（Ｓ−ＵＰ）。 Ｉｅｎｅｗ＞Ｉｅｏｌｄ なら、Ｗｍの変化を停止。
御から引出し電源電流Ｉｅによる制御に切り換える。こ
れは、第３ステップに入った時点の引出し電源電流の値
を引出し電源電流設定値Ｉｅｓとし、この設定値とその
後の引出し電源電流Ｉｅの実際値との偏差に応じてマイ
クロ波出力を制御するものであり、かかる設定値と実際
値との大小関係、引出し電源電流についての前回のモニ
タ・サンプリング値Ｉｅｏｌｄと今回のサンプリング値
Ｉｅｎｅｗに応じて、図７のフローチャートに示すよう
に、そして以下に説明するようにマイクロ波出力Ｗｍの
制御を最小マイクロ波出力変化量を単位変化量として行
う。 Ａ．Ｉｅ＞Ｉｅｓのとき Ｉｅｎｅｗ＝Ｉｅｏｌｄ であれば、Ｗｍを超スローダ
ウン（ＳＳ−ＤＯＷＮ）させる。これは図３（ｃ）に示
した引出し電源電流の変化曲線におけるＡの部分に対応
する。 Ｉｅｎｅｗ＞Ｉｅｏｌｄ で、かつ ｜Ｉｅｎｅｗ−Ｉｅｏｌｄ｜＝大 であれば（Ｂの部
分）、Ｗｍを高速ダウン（Ｆ−ＤＯＷＮ）。 ｜Ｉｅｎｅｗ−Ｉｅｏｌｄ｜＝小 であれば、Ｗｍをス
ローダウン（Ｓ−ＤＯＷＮ）。 Ｉｅｎｅｗ＜Ｉｅｏｌｄ なら、Ｗｍの変化を停止。 Ｂ．Ｉｅ＜Ｉｅｓのとき Ｉｅｎｅｗ＝Ｉｅｏｌｄ であれば、Ｗｍを超スローア
ップ（ＳＳ−ＵＰ）させる。 Ｉｅｎｅｗ＜Ｉｅｏｌｄ で、かつ ｜Ｉｅｎｅｗ−Ｉｅｏｌｄ｜＝大 であれば、Ｗｍを高
速アップ（Ｆ−ＵＰ）。 ｜Ｉｅｎｅｗ−Ｉｅｏｌｄ｜＝小 であれば（Ｃの部
分）、Ｗｍをスローアップ（Ｓ−ＵＰ）。 Ｉｅｎｅｗ＞Ｉｅｏｌｄ なら、Ｗｍの変化を停止。
【００１６】この第３ステップによるマイクロ波出力制
御を続行し、引出し電源電流設定値Ｉｅｓに対する実際
の引出し電源電流値Ｉｅに応じてマイクロ波出力を増減
制御することにより、当初、引出し電源電流Ｉｅは図３
（ｃ）に示すように設定値を中心として脈動しても、最
小マイクロ波出力変化量に対する引出し電源電流の応答
変化量は小さいから、増減制御の進行に伴い脈動幅は減
少し、定常時には引出し電源電流Ｉｅは設定値Ｉｅｓに
一致する。そして第１及び第２ステップによって、イオ
ン源は所望の設定値Ｉｂｓのビーム電流Ｉｂを引きだす
ことができる動作状態近傍に既に到達しているから、か
かるマイクロ波出力の調節による引出し電源電流Ｉｅの
定値制御により、ビーム電流Ｉｂはその設定値Ｉｂｓと
みなせる近傍内の一定値に制御される。引出し電源電流
Ｉｅに応答する制御によればマイクロ波出力の過修正が
抑制されるから、ビーム電流の脈動を抑えることがで
き、試料（ウエファ）１１におけるビーム電流は所望の
値に安定に制御される。
御を続行し、引出し電源電流設定値Ｉｅｓに対する実際
の引出し電源電流値Ｉｅに応じてマイクロ波出力を増減
制御することにより、当初、引出し電源電流Ｉｅは図３
（ｃ）に示すように設定値を中心として脈動しても、最
小マイクロ波出力変化量に対する引出し電源電流の応答
変化量は小さいから、増減制御の進行に伴い脈動幅は減
少し、定常時には引出し電源電流Ｉｅは設定値Ｉｅｓに
一致する。そして第１及び第２ステップによって、イオ
ン源は所望の設定値Ｉｂｓのビーム電流Ｉｂを引きだす
ことができる動作状態近傍に既に到達しているから、か
かるマイクロ波出力の調節による引出し電源電流Ｉｅの
定値制御により、ビーム電流Ｉｂはその設定値Ｉｂｓと
みなせる近傍内の一定値に制御される。引出し電源電流
Ｉｅに応答する制御によればマイクロ波出力の過修正が
抑制されるから、ビーム電流の脈動を抑えることがで
き、試料（ウエファ）１１におけるビーム電流は所望の
値に安定に制御される。
【００１７】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように、ビーム
電流を設定する場合、その初期に、実際のビーム電流に
応じてマイクロ波出力を制御することにより、イオン源
の動作状態を素早くビーム電流の設定値が得られる近傍
に追い込むことができ、以後は引出し電源電流に応じて
マイクロ波出力を制御するから、試料（ウエファ）に注
入されるイオンのビーム電流を所望の値に速応性をもっ
て安定に制御することができる。
電流を設定する場合、その初期に、実際のビーム電流に
応じてマイクロ波出力を制御することにより、イオン源
の動作状態を素早くビーム電流の設定値が得られる近傍
に追い込むことができ、以後は引出し電源電流に応じて
マイクロ波出力を制御するから、試料（ウエファ）に注
入されるイオンのビーム電流を所望の値に速応性をもっ
て安定に制御することができる。
【図１】ＥＣＲイオン源搭載イオン注入装置の基本構成
図である。
図である。
【図２】ＥＣＲイオン源の特性図である。
【図３】本発明の一実施例の動作説明図である。
【図４】本発明における各ステップの流れを概略的に示
すフローチャートである。
すフローチャートである。
【図５】本発明の一実施例における第１ステップについ
てのフローチャートである。
てのフローチャートである。
【図６】本発明の一実施例における第２ステップについ
てのフローチャートである。
てのフローチャートである。
【図７】本発明の一実施例における第３ステップについ
てのフローチャートである。
てのフローチャートである。
1 ＥＣＲイオン源 5 マイクロ波電源 7 引出し電源 11 試料（ウエファ） 12 ビームモニタ 13 コントローラ 14 引出し電源電流検出器
Claims (1)
- 【請求項１】 マイクロ波電源のマイクロ波出力が供給
されるＥＣＲイオン源と、引出し電源から前記イオン源
のビーム引出部に流れる引出し電源電流の検出器と、試
料に注入されるイオンのビーム電流を検出するビームモ
ニタとを有するＥＣＲイオン源搭載イオン注入装置にお
いて、次の三つのステップによりビーム電流を設定値に
制御することを特徴とするビーム電流制御方法。 １．マイクロ波出力を、ビーム電流の設定値に対応する
初期値から所定の範囲内で変化させ、前記ビームモニタ
によるビーム電流の実際値が前記設定値を超えた時点で
マイクロ波出力の変化を停止させる第１ステップ、 ２．前記ビーム電流の設定値と実際値との偏差に応じ
て、制御スピードを変化させてマイクロ波出力を増減し
ビーム電流の値を前記設定値の近傍範囲内に到達させる
第２ステップ、 ３．引出し電源電流の検出器による引出し電源電流の実
際値と、前記ビーム電流の値が前記設定値の近傍範囲内
に到達した時点における引出し電源電流の値との偏差に
応じてマイクロ波出力を制御する第３ステップ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4213188A JP2770665B2 (ja) | 1992-07-20 | 1992-07-20 | Ｅｃｒイオン源搭載イオン注入装置のビーム電流制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4213188A JP2770665B2 (ja) | 1992-07-20 | 1992-07-20 | Ｅｃｒイオン源搭載イオン注入装置のビーム電流制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0636733A true JPH0636733A (ja) | 1994-02-10 |
| JP2770665B2 JP2770665B2 (ja) | 1998-07-02 |
Family
ID=16634999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4213188A Expired - Fee Related JP2770665B2 (ja) | 1992-07-20 | 1992-07-20 | Ｅｃｒイオン源搭載イオン注入装置のビーム電流制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2770665B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111293040A (zh) * | 2020-02-20 | 2020-06-16 | 全球能源互联网研究院有限公司 | 一种n型掺杂离子注入准确度的提升方法 |
-
1992
- 1992-07-20 JP JP4213188A patent/JP2770665B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111293040A (zh) * | 2020-02-20 | 2020-06-16 | 全球能源互联网研究院有限公司 | 一种n型掺杂离子注入准确度的提升方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2770665B2 (ja) | 1998-07-02 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |