JP3265969B2

JP3265969B2 - イオン注入制御装置

Info

Publication number: JP3265969B2
Application number: JP02968196A
Authority: JP
Inventors: 貴雄松本; 重夫佐藤
Original assignee: Nissin Electric Co Ltd
Current assignee: Nissin Electric Co Ltd
Priority date: 1995-07-07
Filing date: 1996-02-16
Publication date: 2002-03-18
Anticipated expiration: 2016-02-16
Also published as: JPH0982266A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、与えられた注入条
件に従ってイオン注入装置の各種パラメータを調整し、
イオン注入装置の自動立上げや自動運転を行うイオン注
入制御装置に関し、特に、各種パラメータの監視機能を
有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】イオン注入装置は、拡散したい不純物を
イオン化し、この不純物イオンを磁界を用いた質量分析
法により選択的に取り出してイオンビームとし、所望エ
ネルギーのイオンビームを被処理物に照射することで、
被処理物内に不純物を注入するものであり、半導体プロ
セスにおいてデバイスの特性を決定する不純物を任意の
量および深さに制御性良く注入できることから、現在の
集積回路の製造に重要な装置になっている。

【０００３】そして、従来より、ドーズ量、マス値、ビ
ーム電流、エネルギーといった所望の注入条件をオペレ
ータが入力するだけで、上記イオン注入装置の各種パラ
メータを調整し、イオン注入装置の自動立上げや自動運
転を行うイオン注入制御装置が用いられている。このイ
オン注入制御装置には、与えられた注入条件に対してイ
オン注入装置の各部の動作を効率良く制御するために、
予め複数の注入条件に対して適正パラメータ値（以下、
基本運転パラメータと称する）が登録されている。そし
て、イオン注入制御装置に対して注入条件が与えられた
とき、当該注入条件と同じかそれに近い注入条件を登録
されている注入条件の中から選択し、選択した注入条件
に対する基本運転パラメータに基づいて、装置の自動立
上げを行うようになっている。

【０００４】図１０に示すように、上記イオン注入制御
装置５１は、引出電源をはじめとする各種電源やガス流
量コントローラ等のイオン注入装置の各部５２…と、Ａ
／Ｄコンバータ５３およびＤ／Ａコンバータ５４を介し
て接続されており、各種パラメータを監視しながらイオ
ン注入装置の各部５２…へ制御信号を出力し、与えられ
た注入条件になるように必要に応じて基本運転パラメー
タを変更してパラメータ調整を行う。

【０００５】上記イオン注入制御装置５１には、各種パ
ラメータのそれぞれに対してインターロックをかけるた
めの判断基準となる特定の条件（インターロック値）が
予め設定登録されており、上記のパラメータ調整中にパ
ラメータのモニタ値がインターロック値を越えた場合、
イオン注入制御装置５１はイオン注入装置の動作を停止
させるようになっている。

【０００６】例えば、イオン注入装置に搭載されている
各種電源の最大定格等に基づいて定められた各種電源電
圧の上限値、イオンビーム引出部の放電回数の上限値、
引出電流量の上限値および下限値、その他の各パラメー
タの上限値や下限値が、インターロック値として設定登
録される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来で
は、ある１つのパラメータに対してはただ１つの条件の
みが、インターロック値として設定登録されている。し
たがって、どのような注入条件でイオン注入装置を運転
する場合でも、インターロックをかけるための判断基準
となるインターロック値は同一の値が使用される。

【０００８】例えば、ある注入条件に対して最適な状態
で装置を立上げた場合に、あるパラメータＰ１（例えば
アーク電流）の値が３Ａであったとする。これと同じ注
入条件になるようにイオン注入制御装置５１が各種パラ
メータを調整して自動立上げを行った結果、上記パラメ
ータＰ１の値が最適な状態で装置を立上げたときの２倍
以上の７Ａになっていても、その値がパラメータＰ１に
対するインターロック値（例えば８Ａ）を越えていない
場合には、与えられた注入条件に正常に立上がったもの
とみなされて、そのままイオン注入処理が行われる。

【０００９】上記のように、各パラメータの値がインタ
ーロック値を越えないような場合であっても、いくつか
のパラメータが最適な運転状態と比較すると大きなズレ
を生じている場合も考えられ、この場合、装置のどこか
の部分で何らかの無理が生じており、このような状態で
運転を続けてもビームの安定性に欠けるために歩留りの
低下を招来したり、場合によってはイオン注入装置の故
障を引き起こすことにもなり兼ねない。

【００１０】特に、近年では、半導体デバイスの微細
化、高性能化に伴い半導体製造工程が複雑化し、半導体
製造装置にこれまで以上の性能が要求されており、特に
製造コストに対する高い要求（歩留り向上等）に対応し
た信頼性の高いイオン注入装置が切望されている。

【００１１】本発明は上記に鑑みなされたものであり、
その目的は、不適正な運転状態でイオン注入処理が行わ
れることを回避し、イオン注入装置の信頼性を高め、生
産性の向上を図ることができるイオン注入制御装置を提
供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係るイ
オン注入制御装置は、所望の注入条件になるようにイオ
ン注入装置の各部の動作を制御するものであって、パラ
メータ異常の判断基準となるパラメータ監視情報を、複
数の注入条件毎に設定入力するための設定入力手段（例
えばマンマシンインターフェース）と、上記設定入力手
段にて設定入力された注入条件毎のパラメータ監視情報
を記憶する記憶手段（例えばハードディスク装置）と、
所望の注入条件に応じたパラメータ監視情報を上記記憶
手段から読み出し、当該パラメータ監視情報に基づい
て、少なくともイオン注入処理が行われるまでにイオン
注入装置の異常の有無を判断するパラメータ監視手段と
を備えていることを特徴としている。

【００１３】上記の構成によれば、予め複数の注入条件
に対して、各注入条件毎にパラメータ異常の判断基準と
なるパラメータ監視情報を設定入力することができ、設
定入力された注入条件毎のパラメータ監視情報は、ハー
ドディスク装置等の記憶手段に保持される。

【００１４】そして、オペレータによって所望の注入条
件が与えられたとき、当該所望の注入条件に対応する
（与えられた所望の注入条件と同じかそれに近い条件
の）パラメータ監視情報が記憶手段から読み出され、こ
れがイオン注入装置の異常を判断する判断基準として使
用される。

【００１５】このように、複数の注入条件毎にパラメー
タ監視情報を設け、与えられた所望の注入条件毎にパラ
メータ監視情報を変更することにより、注入条件に応じ
た適切なパラメータ監視が可能となる。そして、このパ
ラメータ監視は、少なくともイオン注入処理が行われる
までに行われるので、不適正な運転状態でイオン注入処
理が行われることを事前に回避でき、イオン注入装置の
信頼性を高めることができ、ひいては生産性の向上を図
ることができる。

【００１６】請求項２の発明に係るイオン注入制御装置
は、予め複数の注入条件と各注入条件に対する適正パラ
メータ値とが登録手段に登録されており、当該適正パラ
メータ値に基づいて所望の注入条件になるようにイオン
注入装置の各部の動作を制御するものであって、パラメ
ータ異常の判断基準となるパラメータ監視情報を、登録
されている注入条件毎に設定入力するための設定入力手
段（例えばマンマシンインターフェース）と、上記設定
入力手段にて設定入力された注入条件毎のパラメータ監
視情報を記憶する記憶手段（例えばハードディスク装
置）と、所望の注入条件と同じかそれに近い、登録手段
に登録された注入条件に対応するパラメータ監視情報を
上記記憶手段から読み出し、当該パラメータ監視情報に
基づいて、少なくともイオン注入処理が行われるまでに
イオン注入装置の異常の有無を判断するパラメータ監視
手段とを備えていることを特徴としている。

【００１７】上記の構成によれば、オペレータにより与
えられる所望の注入条件に対してイオン注入装置の各部
の動作を効率良く制御するために、予め複数の注入条件
に対して適正パラメータ値が登録されている。そして、
この予め登録されている注入条件毎に、イオン注入装置
の異常の判断基準となるパラメータ監視情報を、設定入
力手段により設定入力することができ、設定入力された
注入条件毎のパラメータ監視情報は、ハードディスク装
置等の記憶手段に保持される。

【００１８】そして、オペレータによって所望の注入条
件が与えられたとき、それと同じか同じものがなければ
それに近い注入条件が、予め登録手段に登録されている
注入条件の中から選択され、その注入条件に対応するパ
ラメータ監視情報が記憶手段から読み出され、これがイ
オン注入装置の異常を判断する判断基準として使用され
る。

【００１９】このように、予め登録されている注入条件
毎にパラメータ監視情報を設け、与えられた注入条件毎
にパラメータ監視情報を変更することにより、注入条件
に応じた適切なパラメータ監視が可能となる。そして、
このパラメータ監視は、少なくともイオン注入処理が行
われるまでに行われるので、不適正な運転状態でイオン
注入処理が行われることを事前に回避でき、イオン注入
装置の信頼性を高めることができ、ひいては生産性の向
上を図ることができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について図
１ないし図９に基づいて説明すれば、以下の通りであ
る。

【００２１】本実施形態に係るイオン注入制御装置１
は、図２に示すイオン注入装置の各部の動作の監視およ
び制御を行いながら、オペレータが設定した注入条件
（ドーズ量、マス値、ビーム電流、ビームエネルギー
等）になるようにイオン注入装置の各種パラメータを調
整し、当該イオン注入装置の自動立上げや自動運転を行
うものである。

【００２２】上記イオン注入装置は、プラズマチャンバ
内でプラズマを生成するイオン源２と、上記イオン源２
で生成されたプラズマ中のイオンをプラズマチャンバの
外部へ引き出してイオンビームを形成する引出電極系３
と、引き出されたイオンビームに対して質量分析を行っ
て所望質量のイオンのみを選択的に取り出す質量分析マ
グネット４と、所望イオンのビームを加速する加速部５
と、シリコンウエハ等の被処理物を所定の注入処理位置
に保持してビーム照射処理を行うためのエンドステーシ
ョン６とを備えている。尚、図示しないが、上記イオン
源２からエンドステーション６までのイオンビームの経
路中には、必要によって、Ｑレンズ等のビーム整形手
段、電界または磁界によってイオンビームを走査するビ
ーム走査手段、等が設けられる。

【００２３】イオン源には例えばフリーマンイオン源に
代表されるＰＩＧ（Penning Ionization Gauge）型や、
ＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonance）イオン源に代
表されるマイクロ波型等、様々な種類のものが存在する
が、上記イオン源２としては、どの様な種類のものでも
使用可能である。例えばフリーマンイオン源の場合は、
内部に導入された試料をプラズマ化するためのプラズマ
チャンバ、プラズマチャンバの周囲に設けられてその内
部に磁場を形成するためのソースマグネット、上記プラ
ズマチャンバ内に設けられたカソードフィラメント等を
備え、イオン源電源９（フィラメント電源、アーク電
源、ソースマグネット電源）からフィラメント加熱用電
力、アーク放電用電力、およびソースマグネット励磁用
電力が供給されるようになっている。

【００２４】また、上記イオン源２のプラズマチャンバ
には、固体試料を加熱気化する固体オーブン７および気
体試料の供給源であるガスボックス８が導入パイプ１４
を介して接続されており、固体オーブン７の温度調整や
ガスボックス８内の流量コントローラによるガス流量調
整によって、試料のプラズマチャンバへの導入量を調整
できるようになっている。

【００２５】上記引出電極系３は、イオン源２のプラズ
マチャンバのビーム引出口と対向して設けられた引出電
極３ａと、その後方に設けられた減速電極３ｂとからな
る。基準電位におかれた減速電極３ｂとプラズマチャン
バとの間には、プラズマチャンバからイオンを引き出す
ための引出電圧を印加する引出電源１０が、そして、引
出電極３ａと減速電極３ｂとの間には、引出電極３ａを
減速電極３ｂよりも負電位にするための減速電圧を印加
する減速電源１１がそれぞれ接続されている。

【００２６】また上記イオン源１の後段に設けられた質
量分析マグネット４には、分析マグネット電源１２から
励磁用電力が供給されるようになっている。また、質量
分析マグネット４の後段に設けられた加速部５には加速
電源１３から加速電圧が供給されるようになっている。

【００２７】図３に示すように、上記イオン注入装置の
動作を制御するイオン注入制御装置１は、引出電源１０
をはじめとするイオン注入装置の制御対象と、Ａ／Ｄコ
ンバータ１５およびＤ／Ａコンバータ１６を介して接続
されている。このイオン注入制御装置１は、オペレータ
が設定した注入条件になるように、Ａ／Ｄコンバータ１
５を介して入力される各種パラメータのモニタ値（電流
値・電圧値）を監視しながら、Ｄ／Ａコンバータ１６を
介して各制御対象へ制御信号を出力し、各種パラメータ
の調整を行う。

【００２８】パラメータの種類としては、アーク電流、
アーク電圧、フィラメント電流、ソースマグネット電
流、イオン源のガス流量、引出電圧、減速電圧、引出電
極３ａのプラズマチャンバからの距離（ギャップ）、引
出電極３ａの水平方向（プラズマチャンバと平行する方
向）の位置、引出電極３ａの角度、各部の真空度、各部
の温度等が挙げられる。

【００２９】上記イオン注入制御装置１は、マイクロコ
ンピュータ等によって構成されて上述の制御対象の監視
および制御を行うリアルタイムコントローラ１ａと、パ
ーソナルコンピュータ等によって構成されて各種データ
の表示や入力を行うためのマンマシンインターフェース
１ｂと、マンマシンインターフェース１ｂより入力され
た各種データを記憶するハードディスク装置等の補助記
憶装置１ｃとを備えている。そして、上記補助記憶装置
１ｃには、予め複数の注入条件と各注入条件に対する適
正パラメータ値（以下、基本運転パラメータと称する）
が記憶されている。

【００３０】上記補助記憶装置１ｃに記憶されている基
本運転パラメータは、予めオペレータが幾つかの注入条
件についてマニュアル操作でイオン注入装置を適正状態
に立上げることによって採取したパラメータであり、マ
ンマシンインターフェース１ｂからの登録指示入力によ
って補助記憶装置１ｃの所定の記憶領域に格納されてい
る。

【００３１】ここで、注入条件の登録例を図４に示す。
同図は、例えばＢ⁺等のあるイオン種についての注入条
件の登録状況をイオンビームのエネルギーとビーム電流
との関係で示したデータテーブルである。上記のような
データテーブルはイオン種（マス値）の数だけ存在す
る。

【００３２】上記データテーブルは、エネルギーの範囲
とビーム電流の範囲とから定まる複数の区分領域に分割
されている。本実施形態では、エネルギーは２０ｋｅＶ
毎に区分され、ビーム電流は0.５ｍＡ未満、１ｍＡ以上
で２ｍＡ未満、２ｍＡ以上で４ｍＡ未満、…のように区
分されている。従って、例えば、「エネルギーが６０ｋ
ｅＶ以上で８０ｋｅＶ未満」、且つ、「ビーム電流が0.
５ｍＡ以上で１ｍＡ未満」の範囲（斜線部分）が１つの
区分領域である。尚、区分領域の広さはこれに限定され
るものではなく任意に設定できる。そして、上記のよう
に分割された１つ１つの区分領域には、注入条件が複数
（少なくとも２つ）個登録されている。各区分領域に登
録することができる注入条件の数は任意であり、区分領
域の広さに応じて加減すればよい。

【００３３】基本運転パラメータの登録は、上記マンマ
シンインターフェース１ｂの表示部に基本運転パラメー
タ登録画面を表示し、当該画面上の各登録項目（注入条
件、各種パラメータ値）に対応する所定の値を入力する
ことにより行われる。マンマシンインターフェース１ｂ
は、登録された各注入条件を上記の区分領域毎に管理す
るための基本運転パラメータリストをイオン種（マス
値）毎に作成する。

【００３４】上記補助記憶装置１ｃは、上記の基本運転
パラメータリストを格納する記憶領域を有しており、基
本運転パラメータの登録の際にマンマシンインターフェ
ース１ｂより入力された注入条件は、補助記憶装置１ｃ
の所定の記憶領域に格納される。

【００３５】また、補助記憶装置１ｃは、基本運転パラ
メータリストに登録された各注入条件に対応した基本運
転パラメータを格納する記憶領域を有しており、上記の
基本運転パラメータ登録画面上で入力された各種パラメ
ータは、当該注入条件の基本運転パラメータとして補助
記憶装置１ｃの所定の記憶領域にファイル形式で格納さ
れる。基本運転パラメータの記憶領域の構成例を図７に
示す。

【００３６】尚、本実施形態では、上記マンマシンイン
ターフェース１ｂおよび補助記憶装置１ｃにより、特許
請求の範囲に記載の登録手段が構成されている。

【００３７】さらに、本実施形態では、図５に示すよう
に、上記基本運転パラメータ登録画面上にインターロッ
ク設定画面１７が設けられている。図６に示すように、
インターロック設定画面１７では、各パラメータに対し
て３つのパラメータ監視情報（警告値、インターロック
値、および故障レベル）を段階的に設定できるようにな
っており、基本運転パラメータリストに登録する各注入
条件毎にインターロック設定（パラメータ監視情報の設
定）が可能になっている。尚、警告値、インターロック
値、および故障レベルのそれぞれに対しては、最大値
（ｍａｘ）と最少値（ｍｉｎ）の設定が可能である。

【００３８】監視対象となるパラメータは、アーク電
流、アーク電圧、フィラメント電流、ソースマグネット
電流、イオン源のガス流量、引出電圧、減速電圧、引出
電極３ａのギャップ、引出電極３ａの水平位置、引出電
極３ａの角度、イオン源や質量分析部等の各部の真空
度、各部の温度、引出電流（イオン源２から引き出され
るイオンのビーム電流）、イオンビーム引出部の放電回
数、その他様々なパラメータである。尚、監視を必要と
しないパラメータに対しては、例えば“０”を設定する
ことにより監視対象から除外することもできる。

【００３９】上記補助記憶装置１ｃは、基本運転パラメ
ータリスト内に登録される各注入条件に対応した上記パ
ラメータ監視情報を格納する記憶領域を有しており、設
定入力手段としてのマンマシンインターフェース１ｂの
インターロック設定画面１７において入力されたパラメ
ータ監視情報は、注入条件毎にファイル名（パラメータ
ＩＤ）が付けられ、記憶手段としての補助記憶装置１ｃ
の所定の記憶領域にファイル形式で格納される。パラメ
ータ監視情報の記憶領域の構成例を図８に示す。

【００４０】上記の構成において、上記イオン注入制御
装置１によるイオン注入装置の自動立上げ（ビーム立上
げ）制御を、図１のフローチャートを参照しながら以下
に説明する。尚、基本運転パラメータリストへの注入条
件の登録、登録された各注入条件に対する基本運転パラ
メータの登録、および登録された各注入条件毎のパラメ
ータ監視情報の設定は、すでになされているものとす
る。

【００４１】先ず、オペレータがマンマシンインターフ
ェース１ｂに所望の注入条件（マス値、ビーム電流、エ
ネルギー等）を入力することになる（Ｓ１）。そして、
注入条件が与えられると、マンマシンインターフェース
１ｂは、与えられたマス値に対応する基本運転パラメー
タリストを検索し、与えられたビーム電流およびエネル
ギーと同じ注入条件が補助記憶装置１ｃの基本運転パラ
メータリスト内に登録されているか否かを調べる。

【００４２】与えられた注入条件が基本運転パラメータ
リスト内に存在すれば、当該注入条件に対する基本運転
パラメータを補助記憶装置１ｃから読み出し、これを立
上げパラメータとしてリアルタイムコントローラ１ａに
転送する。この際、当該注入条件に対するパラメータ監
視情報も補助記憶装置１ｃから読み出し、これをリアル
タイムコントローラ１ａに転送する（Ｓ２）。

【００４３】一方、与えられた注入条件が基本運転パラ
メータリスト内に存在しなければ、例えば次のいずれか
の方法で立上げパラメータを求める。第１の方法は、当
該注入条件が属する区分領域内に登録されている注入条
件の内の最も近い２個の注入条件の基本運転パラメータ
の値から、線形一次補間補正によって近似的に立上げパ
ラメータを算出するものである。第２の方法は、線形一
次補間を実行せず、当該近い２個の基本運転パラメータ
のより近い方のパラメータを、立上げパラメータとして
採用するものである。そして、求めた立上げパラメータ
をリアルタイムコントローラ１ａへ転送する。この際、
与えられた注入条件に最も近い注入条件を基本運転パラ
メータリスト内から選び出し、その注入条件に対するパ
ラメータ監視情報を補助記憶装置１ｃから読み出し、こ
れをリアルタイムコントローラ１ａに転送する（Ｓ
２）。

【００４４】リアルタイムコントローラ１ａは、マンマ
シンインターフェース１ｂより受け取った立上げパラメ
ータに基づいて、イオン注入装置の各部の動作を制御
（自動立上げを開始）すると共に、マンマシンインター
フェース１ｂより受け取ったパラメータ監視情報に基づ
いて、常時監視を開始する（Ｓ３）。

【００４５】尚、ここでは、注入条件が与えられたとき
にその注入条件に応じたパラメータ監視情報を取得する
マンマシンインターフェース１ｂと、そのパラメータ監
視情報に基づいてパラメータの監視を行うリアルタイム
コントローラ１ａとによって、特許請求の範囲に記載の
パラメータ監視手段が構成されている。

【００４６】上記の立上げパラメータに基づいた制御に
よって、図２のイオン源２のプラズマチャンバ内でアー
ク放電によるプラズマ点灯がなされ、プラズマチャンバ
の外部へイオンが引き出され、イオンビームが形成され
ると、次に、リアルタイムコントローラ１ａは、マンマ
シンインターフェース１ｂより与えられた注入条件のエ
ネルギーになるように、加速電圧を調整するエネルギー
調整処理を行う。次に、リアルタイムコントローラ１ａ
は、マスサーチ処理を行う。このマスサーチ処理とは、
質量分析マグネット４がイオンビームの経路内に形成す
る磁場を、与えられたマス値のイオンのみを選択的に取
り出せるような磁場にするために、質量分析マグネット
４のコイルに流す分析マグネット電流を調整する処理で
ある。その後、リアルタイムコントローラ１ａは、与え
られた注入条件のビーム電流になるように、主にイオン
源２に関するパラメータ（アーク電流等）の調整による
ビーム電流調整処理を行う。

【００４７】リアルタイムコントローラ１ａは、自動立
上げの開始後、与えられた注入条件にセットアップでき
る（Ｓ４）まで、上記のようなエネルギー調整処理、マ
スサーチ処理、ビーム電流調整処理によって各種パラメ
ータの調整を行う（Ｓ５）。そして、リアルタイムコン
トローラ１ａは、各種パラメータを調整しているこの
間、図３のＡ／Ｄコンバータ１５を介して入力される各
種パラメータのモニタ値が、パラメータ監視情報に基づ
いて許容範囲を越えていないかどうかを常時判断する
（Ｓ６およびＳ７）。

【００４８】上記Ｓ６およびＳ７において、警告値（ｍ
ａｘ）≦モニタ値＜インターロック値（ｍａｘ）または
警告値（ｍｉｎ）≧モニタ値＞インターロック値（ｍｉ
ｎ）の場合、マンマシンインターフェース１ｂの表示部
に警告表示を行う、警告ランプを点灯する、または警報
ブザーを鳴動する等の警報処理を行う（Ｓ８）。

【００４９】また、上記Ｓ６およびＳ７において、モニ
タ値≧インターロック値（ｍａｘ）またはモニタ値≦イ
ンターロック値（ｍｉｎ）の場合、リアルタイムコント
ローラ１ａはインターロック信号を発生し、イオン注入
装置の注入処理への動作を停止させる（Ｓ９）。この場
合、故障判定（すなわち、モニタ値≦故障レベル（ｍａ
ｘ）およびモニタ値≦故障レベル（ｍｉｎ）の判定）も
行い、マンマシンインターフェース１ｂの表示部に、イ
ンターロック発生の旨と共に故障判定結果も表示する。

【００５０】一方、パラメータ調整中にインターロック
動作が生じることなく与えられた注入条件にセットアッ
プできれば（Ｓ４でＹＥＳ）、装置立上げモードを完了
し、注入処理モードに移行する。

【００５１】尚、リアルタイムコントローラ１ａの監視
機能としては、上記のようなパラメータの監視による警
告、インターロック、故障判定の他に、自動立上げシー
ケンス順序チェック、一定時間内のビット変化回数（制
御対象のＯＮ／ＯＦＦ動作の回数）チェック等も含まれ
る。

【００５２】また、リアルタイムコントローラ１ａは、
自動立上げ動作中に生じたイオン注入装置の異常（警
告、インターロック等）の履歴を、例えばメモリカード
等の記録媒体に保存しており、インターロック項目毎の
発生条件、頻度を学習することにより、ＲＡＳ（Reliab
ility,Availability,Serviceability ）機能の向上を図
る。例えば、装置状態を警告頻度等から判定する。

【００５３】以上のように、本実施形態に係るイオン注
入制御装置１は、与えられた注入条件に対してイオン注
入装置の各部の動作を効率良く制御するために、予め複
数の注入条件に対して適正パラメータ値として基本運転
パラメータが登録されており、注入条件が与えられたと
きそれと同じかそれに近い注入条件を登録されている注
入条件の中から選択し、選択した注入条件に対する基本
運転パラメータに基づいてイオン注入装置の各部の動作
を制御するものであって、登録されている注入条件毎
に、イオン注入装置の異常の判断基準となるパラメータ
監視情報を、マンマシンインターフェース１ｂにより設
定入力することができ、設定入力された注入条件毎のパ
ラメータ監視情報は、補助記憶装置１ｃに保持され、オ
ペレータによって注入条件が与えられたとき、それと同
じかそれに近い注入条件が予め登録されている注入条件
の中から選択され、選択された注入条件に対応するパラ
メータ監視情報が補助記憶装置１ｃから読み出されてイ
オン注入装置の異常を判断する判断基準として使用され
るような構成である。

【００５４】これにより、注入条件に応じてパラメータ
監視情報が変更され、注入条件に応じた適切なパラメー
タ監視が可能となる。したがって、本実施形態のイオン
注入制御装置１は、どのような注入条件でイオン注入装
置を運転する場合でも同一のインターロック値が使用さ
れていた従来の構成では検出できなかったような不適正
な運転状態をも検出することができる。この結果、製品
の信頼性および歩留りの向上を図ることができ、高い信
頼性を有するイオン注入装置を提供することができる。

【００５５】注入条件に応じ適切なパラメータ監視の条
件が変わる一例として、質量分析部の真空度がある。例
えば、２価イオンの注入処理においては、２価イオンに
混入する１価イオンのコンタミネーション、いわゆるエ
ネルギーコンタミネーションが問題になる。この問題
は、２価イオンが残留ガスと衝突して１価イオンに変換
することに起因し、加速部の前段にある質量分析部の真
空度は、コンタミネーションレベルに最も影響を与え
る。したがって、２価（多価）イオン注入の条件では、
１価イオン注入よりも真空度の監視条件を厳しく設定す
べきであるが、本実施の形態ではこの設定が可能であ
る。

【００５６】また、本実施形態のイオン注入制御装置１
では、注入条件毎に設定可能なパラメータ監視情報とし
て警告値、インターロック値、故障レベルといった多段
階の設定値を設けているので、パラメータ監視機能が高
められ、さらに信頼性の高いイオン注入装置が実現でき
る。

【００５７】尚、上記の説明では、ビームの自動立上げ
最中のパラメータ常時監視について述べたが、これに限
定されるものではなく、図９に示すように、Ｓ２１〜Ｓ
２５の処理ルーチンによってビームのセットアップが完
了した後（Ｓ２４でＹＥＳの場合）であって被処理物へ
の注入処理へ移行するまでの間に、注入条件に応じた上
述のパラメータ監視情報に基づいて、監視対象の全ての
パラメータが許容範囲内にあるか否かをチェック（Ｓ２
６およびＳ２７）し、許容範囲外の場合は警告処理（Ｓ
２８）やインターロック処理（Ｓ２９）を行うようにし
てもよい。

【００５８】ビームの自動立上げ最中のパラメータ常時
監視の場合、異常が発生した時点でそれを迅速に検知す
ることができる。また、ビームセットアップ後のパラメ
ータチェックの場合、チェック処理が容易である。何れ
の場合も、注入条件に応じた適切なパラメータチェック
により、不適正な運転状態でイオン注入処理が行われる
ことを事前に回避することができる。

【００５９】また、上記の説明では、ビーム立上げ時に
オペレータがマンマシンインターフェース１ｂに所望の
注入条件（マス値、ビーム電流、エネルギー等）を入力
すれば、自動的に当該注入条件に対するパラメータ監視
情報が取得されるようになっているが、これに限定され
るものではない。例えば、オペレータがビーム立上げ時
に注入条件を入力する際、パラメータチェック用に使用
するファイル名（パラメータＩＤ）も一緒に設定入力す
るようにしてもよい。この場合、設定入力されたファイ
ル名のパラメータ監視情報が補助記憶装置１ｃから読み
出されてリアルタイムコントローラ１ａに転送され、ビ
ームの自動立上げ最中またはビームセットアップが完了
後のパラメータチェックに使用される。

【００６０】また、ビーム立上げのための注入条件と共
に、パラメータチェックの実施の有無を任意に選択でき
るようにしておいてもよい。ビーム立上げ時の設定項目
（レシピ構造）の一例を次に示す。

【００６１】１．マス値２．ビーム電流３．エネルギー４．ドーズ量５．オリフラ角度：ｎ−１．パラメータチェックＯＮ／ＯＦＦｎ．パラメータＩＤ（チェック用のファイル名）また、上記の説明では、基本運転パラメータ（適正パラ
メータ値）を登録する注入条件毎にパラメータ監視情報
を登録するようにしているが、基本運転パラメータを登
録する注入条件と、パラメータ監視情報を登録する注入
条件とを同一にする必要はない。すなわち、基本運転パ
ラメータの登録とは独立して任意に選んだ複数の注入条
件に対してパラメータ監視情報を登録し、与えられた所
望の注入条件と同じかそれに近い条件のパラメータ監視
情報を読み出して使用すればよい。但し、基本運転パラ
メータ登録とパラメータ監視情報登録の注入条件を同一
にする方がデータ管理上有利であり、立上げ処理時に基
本運転パラメータを選択すれば、同時にパラメータ監視
情報も取得することができる。

【００６２】また、上記実施形態では、イオン注入処理
前のパラメータ監視について説明したが、装置が立上が
った後のイオン注入処理中においても、装置立上げ時に
取得したパラメータ監視情報に基づいてパラメータ監視
を行うことができる。

【００６３】上記の発明の一実施形態は、あくまでも、
本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのよ
うな具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきもので
はなく、特許請求の範囲内で、いろいろと変更して実施
することができるものである。

【００６４】

【発明の効果】請求項１の発明のイオン注入制御装置
は、以上のように、パラメータ異常の判断基準となるパ
ラメータ監視情報を、複数の注入条件毎に設定入力する
ための設定入力手段と、上記設定入力手段にて設定入力
された注入条件毎のパラメータ監視情報を記憶する記憶
手段と、所望の注入条件に応じたパラメータ監視情報を
上記記憶手段から読み出し、当該パラメータ監視情報に
基づいて、少なくともイオン注入処理が行われるまでに
イオン注入装置の異常の有無を判断するパラメータ監視
手段とを備えている構成である。

【００６５】それゆえ、複数の注入条件毎に設けられた
パラメータ監視情報により、注入条件に応じた適切なパ
ラメータ監視が可能となり、従来では検出できなかった
ような不適正な運転状態を検出することができるので、
不適正な運転状態でイオン注入処理が行われることを未
然に回避することができ、イオン注入装置の信頼性を高
め、生産性の向上を図ることができるという効果を奏す
る。

【００６６】請求項２の発明のイオン注入制御装置は、
以上のように、予め複数の注入条件と各注入条件に対す
る適正パラメータ値とが登録手段に登録されており、当
該適正パラメータ値に基づいて所望の注入条件になるよ
うにイオン注入装置の各部の動作を制御するイオン注入
制御装置において、パラメータ異常の判断基準となるパ
ラメータ監視情報を、登録されている注入条件毎に設定
入力するための設定入力手段と、上記設定入力手段にて
設定入力された注入条件毎のパラメータ監視情報を記憶
する記憶手段と、所望の注入条件と同じかそれに近い、
登録手段に登録された注入条件に対応するパラメータ監
視情報を上記記憶手段から読み出し、当該パラメータ監
視情報に基づいて、少なくともイオン注入処理が行われ
るまでにイオン注入装置の異常の有無を判断するパラメ
ータ監視手段とを備えている構成である。

【００６７】それゆえ、請求項１の発明と同様に、従来
では検出できなかったような不適正な運転状態を検出し
て不適正な運転状態でイオン注入処理が行われることを
未然に回避し、イオン注入装置の信頼性を高め、生産性
の向上を図ることができるという効果を奏する。さら
に、適正パラメータ値登録とパラメータ監視情報登録の
注入条件を同一にしているので、データ管理が容易であ
るという効果を併せて奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示すものであり、イオン
注入制御装置によるイオン注入装置の自動立上げ制御の
手順を示すフローチャートである。

【図２】上記イオン注入制御装置を用いたイオン注入装
置の制御システムを示す概略構成図である。

【図３】上記イオン注入制御装置によるイオン注入装置
の各部の監視および制御の状態を示す概略のブロック図
である。

【図４】上記イオン注入制御装置に登録されている注入
条件の登録状態をイオンビームのエネルギーとビーム電
流との関係で示した説明図である。

【図５】上記イオン注入制御装置のマンマシンインター
フェースの表示部に表示される基本運転パラメータ登録
画面を示す説明図である。

【図６】上記イオン注入制御装置のマンマシンインター
フェースの表示部に表示されるインターロック設定画面
の一部分を示す説明図である。

【図７】上記イオン注入制御装置の補助記憶装置におけ
る基本運転パラメータの記憶領域の構成例を示す説明図
である。

【図８】上記イオン注入制御装置の補助記憶装置におけ
るパラメータ監視情報の記憶領域の構成例を示す説明図
である。

【図９】本発明のその他の実施形態を示すものであり、
イオン注入制御装置によるイオン注入装置の自動立上げ
制御の手順を示すフローチャートである。

【図１０】従来例を示すものであり、イオン注入制御装
置によるイオン注入装置の各部の監視および制御の状態
を示す概略のブロック図である。

【符号の説明】

１イオン注入制御装置１ａリアルタイムコントローラ（パラメータ監視手
段）１ｂマンマシンインターフェース（登録手段、設定入
力手段、パラメータ監視手段）１ｃ補助記憶装置（登録手段、記憶手段）２イオン源３引出電極系４質量分析マグネット５加速部６エンドステーション９イオン源電源１０引出電源１１減速電源１２分析マグネット電源１３加速電源１７インターロック設定画面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 37/317 H01L 21/265

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】所望の注入条件になるようにイオン注入装
置の各部の動作を制御するイオン注入制御装置におい
て、パラメータ異常の判断基準となるパラメータ監視情報
を、複数の注入条件毎に設定入力するための設定入力手
段と、上記設定入力手段にて設定入力された注入条件毎のパラ
メータ監視情報を記憶する記憶手段と、所望の注入条件に応じたパラメータ監視情報を上記記憶
手段から読み出し、当該パラメータ監視情報に基づい
て、少なくともイオン注入処理が行われるまでにイオン
注入装置の異常の有無を判断するパラメータ監視手段と
を備えていることを特徴とするイオン注入制御装置。
【請求項２】予め複数の注入条件と各注入条件に対する
適正パラメータ値とが登録手段に登録されており、当該
適正パラメータ値に基づいて所望の注入条件になるよう
にイオン注入装置の各部の動作を制御するイオン注入制
御装置において、パラメータ異常の判断基準となるパラメータ監視情報
を、登録されている注入条件毎に設定入力するための設
定入力手段と、上記設定入力手段にて設定入力された注入条件毎のパラ
メータ監視情報を記憶する記憶手段と、所望の注入条件と同じかそれに近い、登録手段に登録さ
れた注入条件に対応するパラメータ監視情報を上記記憶
手段から読み出し、当該パラメータ監視情報に基づい
て、少なくともイオン注入処理が行われるまでにイオン
注入装置の異常の有無を判断するパラメータ監視手段と
を備えていることを特徴とするイオン注入制御装置。