JP7126916B2 - ION GUN CONTROL DEVICE AND ION GUN CONTROL METHOD - Google Patents

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本発明は、イオン銃の制御装置、および、イオン銃の制御方法に関する。 The present invention relates to an ion gun control device and an ion gun control method.

基板の表面を処理するためにイオンビームを照射するイオン銃が知られている(例えば、特許文献1参照)。イオン銃は、陰極と陽極とを備える。陰極は、隙間を空けて位置する一対の磁極部材を備えて、一対の磁極部材が形成する隙間に磁界を形成する。陽極は、一対の磁極部材が対向する方向と直交する方向に電場が形成されるように位置する。そして、イオン銃は、陰極が形成する隙間にガスを流しつつ電極間に電圧を印加することで、マグネトロン放電を生じさせて、対象物に向けてイオンビームを照射する。 An ion gun that irradiates an ion beam to treat the surface of a substrate is known (see, for example, Patent Document 1). The ion gun has a cathode and an anode. The cathode includes a pair of magnetic pole members spaced apart to form a magnetic field in the gap formed by the pair of magnetic pole members. The anode is positioned so that an electric field is formed in a direction perpendicular to the direction in which the pair of magnetic pole members face each other. The ion gun applies a voltage between the electrodes while flowing gas through the gap formed by the cathode, thereby generating a magnetron discharge and irradiating the target with an ion beam.

特開2012-164677号公報JP 2012-164677 A

しかしながら、上記隙間で生成されたイオンは、陰極を構成する各磁極部材をスパッタして、イオンビームの照射量を低下させてしまう。
本発明は、照射量の低下を抑制可能にしたイオン銃の制御装置、および、イオン銃の制御方法を提供することを目的とする。
However, the ions generated in the gap sputter each magnetic pole member that constitutes the cathode, thereby reducing the irradiation amount of the ion beam.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an ion gun control device and an ion gun control method capable of suppressing a decrease in the dose.

上記課題を解決するためのイオン銃の制御装置は、相反する磁性を有して隙間を空けて位置する一対の磁極部材から構成された第1電極と、当該第1電極と対向する第2電極とを備えたイオン銃を用い、前記第1電極と前記第2電極との間に所定電圧を印加する定電圧期間に、前記電極間から前記磁極部材間に向けてガスを供給して前記ガスをイオン化するように前記イオン銃の駆動を制御するイオン銃の制御装置であって、前記第1電極と前記第2電極との間を流れる電流の検出値が目標値になるようにガス流量の増加で前記検出値の低下を補う制御を繰り返し、前記定電圧期間内において、前記定電圧期間の開始時でのガス流量に対し前記定電圧期間の終了時でのガス流量を増加させるガス制御部を備える。 A control device for an ion gun for solving the above-mentioned problems includes a first electrode composed of a pair of magnetic pole members having opposite magnetism and positioned with a gap therebetween, and a second electrode facing the first electrode. and supplying a gas from between the electrodes to between the magnetic pole members during a constant voltage period in which a predetermined voltage is applied between the first electrode and the second electrode. The ion gun control device for controlling the driving of the ion gun so as to ionize the gas flow rate so that the detected value of the current flowing between the first electrode and the second electrode becomes a target value A gas control unit that repeats control to compensate for the decrease in the detected value by increasing the gas flow rate at the end of the constant voltage period relative to the gas flow rate at the start of the constant voltage period within the constant voltage period. Prepare.

上記課題を解決するためのイオン銃の制御方法は、相反する磁性を有して隙間を空けて位置する一対の磁極部材から構成された第1電極と、当該第1電極と対向する第2電極とを備えたイオン銃を用い、前記第1電極と前記第2電極との間に所定電圧を印加する定電圧期間に、前記電極間から前記磁極部材間に向けてガスを供給して前記ガスをイオン化するように前記イオン銃の駆動を制御するイオン銃の制御方法であって、前記第1電極と前記第2電極との間を流れる電流の検出値が目標値になるようにガス流量の増加で前記検出値の低下を補う制御を繰り返し、前記定電圧期間内において、前記定電圧期間の開始時でのガス流量に対し前記定電圧期間の終了時でのガス流量を増加させることを含む。 A control method for an ion gun for solving the above-mentioned problems includes a first electrode composed of a pair of magnetic pole members having opposite magnetism and positioned with a gap therebetween, and a second electrode facing the first electrode. and supplying a gas from between the electrodes to between the magnetic pole members during a constant voltage period in which a predetermined voltage is applied between the first electrode and the second electrode. In the ion gun control method for controlling the driving of the ion gun so as to ionize the gas flow rate so that the detected value of the current flowing between the first electrode and the second electrode becomes a target value repeating control to compensate for the decrease in the detected value by increasing the gas flow rate at the end of the constant voltage period relative to the gas flow rate at the start of the constant voltage period within the constant voltage period. .

定電圧期間の経過が進むと、第1電極を構成する磁極部材での隙間が広がる。磁極部材での隙間の拡大は、磁極部材間でのイオン密度の低下、すなわち、イオンビームの照射量の低下を招く。この点、上記各構成によれば、検出値が目標値になるようにガス流量の増加で検出値の低下を補い、定電圧期間内において、定電圧期間の開始時でのガス流量に対し定電圧期間の終了時でのガス流量が増加する。そのため、電流値の低下がガス流量の増加によって抑えられ、それによって、間隔の幅が拡大することによる照射量の低下が抑制可能となる。 As the constant voltage period progresses, the gap between the magnetic pole members forming the first electrode widens. The expansion of the gap between the magnetic pole members causes a decrease in ion density between the magnetic pole members, that is, a decrease in the dose of the ion beam. In this regard, according to the above configurations, the decrease in the detected value is compensated for by increasing the gas flow rate so that the detected value reaches the target value, and the gas flow rate is constant within the constant voltage period with respect to the gas flow rate at the start of the constant voltage period. The gas flow rate at the end of the voltage period increases. Therefore, the decrease in the current value is suppressed by the increase in the gas flow rate, thereby suppressing the decrease in the irradiation dose due to the widening of the interval.

上記イオン銃の制御装置において、前記第1電極と前記第2電極との間に印加する電圧を今回の定電圧期間の終了直後に上昇させて次回の定電圧期間を開始させる電圧制御部をさらに備え、前記電圧制御部は、今回の定電圧期間を終了する条件に、前記隙間の幅が期間基準値以上であると推定することを備えてもよい。 The ion gun control device further includes a voltage control unit for increasing the voltage applied between the first electrode and the second electrode immediately after the current constant voltage period ends to start the next constant voltage period. The voltage control unit may include, as a condition for ending the current constant voltage period, estimating that the width of the gap is equal to or greater than a period reference value.

磁極部材での隙間の幅の拡大は、磁極部材間でのイオン密度を低下させ、かつ、イオンビームが有する幅を広げる。この点、上記構成によれば、隙間の幅が期間基準値以上であると推定されたときに、電極間に印加される電圧が上昇する。すなわち、隙間の幅が期間基準値以上であると推定されたときに、イオンの速度が高められる。結果として、隙間の幅が期間基準値以上であることに起因してイオンビームの有する幅が照射の対象で拡大することが抑制可能ともなる。 Increasing the width of the gap in the pole members reduces the ion density between the pole members and increases the width that the ion beam has. In this respect, according to the above configuration, the voltage applied between the electrodes increases when the width of the gap is estimated to be equal to or greater than the period reference value. That is, the ion velocity is increased when the width of the gap is estimated to be equal to or greater than the period reference value. As a result, it is possible to suppress the expansion of the width of the ion beam in the irradiation target due to the width of the gap being equal to or greater than the period reference value.

上記イオン銃の制御装置において、前記電圧制御部は、前記第1電極と前記第2電極との間に印加する電圧と、前記検出値と、前記イオン銃の使用時間とから算出される消費電力量が閾値以上になるとき、前記隙間の幅が前記期間基準値以上であると推定してもよい。このイオン銃の制御装置によれば、隙間の幅が期間基準値以上であるか否かを容易に推定することが可能ともなる。 In the above-described ion gun control device, the voltage control unit includes power consumption calculated from the voltage applied between the first electrode and the second electrode, the detected value, and the usage time of the ion gun. The width of the gap may be estimated to be greater than or equal to the period reference value when the amount is greater than or equal to a threshold. According to this ion gun control device, it is also possible to easily estimate whether or not the width of the gap is equal to or greater than the period reference value.

上記イオン銃の制御装置において、前記電圧制御部は、相互に異なる複数の閾値と、各閾値に対応づけられた電圧の設定値とを記憶する記憶部を備え、前記隙間の幅が前記期間基準値以上であるか否かの推定では、前回の定電圧期間よりも大きい閾値を今回の定電圧期間で用い、今回の定電圧期間で用いられた閾値に対応づけられた設定値を次回の定電圧期間に用いてもよい。このイオン銃の制御装置によれば、消費電力量の閾値が昇順に用いられるため、定電圧期間が3回以上にわたって連続する場合であっても、各定電圧期間において上記効果を得ることが可能ともなる。 In the ion gun control device described above, the voltage control unit includes a storage unit that stores a plurality of mutually different threshold values and voltage setting values associated with the respective threshold values, and the width of the gap is the period reference. In estimating whether or not it is greater than or equal to the value, a threshold value that is greater than the previous constant voltage period is used in the current constant voltage period, and the set value associated with the threshold value used in the current constant voltage period is used in the next constant voltage period. It may be used for the voltage period. According to this ion gun control device, since the power consumption thresholds are used in ascending order, even if the constant voltage period continues for three or more times, it is possible to obtain the above effect in each constant voltage period. It also becomes.

上記イオン銃の制御装置において、前記ガス制御部は、前記目標値と前記ガス流量との関係を各設定値に対して別々に記憶する記憶部を備え、前記電圧制御部が今回の定電圧期間に用いる設定値に対応づけられた前記関係に基づいてガス流量の制御を行ってもよい。 In the ion gun control device described above, the gas control unit includes a storage unit that separately stores the relationship between the target value and the gas flow rate for each set value, and the voltage control unit stores The gas flow rate may be controlled based on the relationship associated with the set values used in .

第1電極と第2電極との間を流れる電流は、電圧の上昇に伴って上昇する。この点、この構成によれば、電圧の上昇に伴う電流の上昇が、記憶部に記憶された関係に基づくガス流量の供給で補正される。結果として、前回の定電圧期間と今回の定電圧期間との間での電圧の切り替わりに際して、電圧の上昇に起因した照射量のずれが抑制可能ともなる。 The current flowing between the first electrode and the second electrode increases as the voltage increases. In this regard, according to this configuration, the increase in current accompanying the increase in voltage is corrected by supplying the gas flow rate based on the relationship stored in the storage unit. As a result, when the voltage is switched between the previous constant voltage period and the current constant voltage period, it is possible to suppress the deviation of the irradiation amount caused by the voltage increase.

イオン銃の制御装置の一実施形態の構成をイオン銃と共に示す構成図。FIG. 1 is a configuration diagram showing the configuration of an embodiment of an ion gun control device together with an ion gun. イオン銃の制御装置が備える電気的な構成を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of an ion gun control device; 電圧設定データにおける閾値と設定値との関係を示す図。FIG. 5 is a diagram showing the relationship between thresholds and set values in voltage setting data; ガス流量設定データにおけるガス流量と電力量との関係を示すグラフ。4 is a graph showing the relationship between gas flow rate and power consumption in gas flow rate setting data; イオン銃の制御方法に含まれる電圧制御の処理手順を示すフローチャート。4 is a flow chart showing a procedure of voltage control included in the ion gun control method.

イオン銃の制御装置、および、イオン銃の制御方法の一実施形態を以下に説明する。
[イオン銃]
図1が示すように、イオン銃10は、第1電極20、第2電極30、磁石40、および、ガスユニット60を備える。
An embodiment of an ion gun control device and an ion gun control method will be described below.
[ion gun]
As shown in FIG. 1, the ion gun 10 comprises a first electrode 20, a second electrode 30, a magnet 40 and a gas unit 60. As shown in FIG.

第1電極20は、隙間23を空けて位置する一対の磁極部材から構成される。一対の磁極部材は、第1磁極部材21、および、第2磁極部材22から構成される。第1磁極部材21は、紙面と直交する方向に延在して上方に向けて開口したレール状を有する。第2磁極部材22は、紙面と直交する方向に延在して開口の一部を埋める板状を有する。 The first electrode 20 is composed of a pair of magnetic pole members positioned with a gap 23 therebetween. A pair of magnetic pole members is composed of a first magnetic pole member 21 and a second magnetic pole member 22 . The first magnetic pole member 21 has a rail shape that extends in a direction perpendicular to the plane of the drawing and opens upward. The second magnetic pole member 22 has a plate-like shape that extends in a direction perpendicular to the plane of the drawing and partially fills the opening.

磁石40は、第2磁極部材22の延在方向に沿って延在する柱状を有する。磁石40は、第1磁極部材21、および、第2磁極部材22と磁気的に接続されている。磁石40は、相反する極性を別々の磁極部材21,22に付与し、第1磁極部材21と第2磁極部材22との隙間23に磁界を生じさせる。 The magnet 40 has a columnar shape extending along the extending direction of the second magnetic pole member 22 . Magnet 40 is magnetically connected to first magnetic pole member 21 and second magnetic pole member 22 . The magnets 40 impart opposite polarities to the separate pole members 21 , 22 and produce a magnetic field in the gap 23 between the first and second pole members 21 , 22 .

第1電極20と磁石40は、第1磁極部材21の内部に、放電空間24を区画する。第2電極30は、放電空間24内に位置する。第1電極20と第2電極30との間は、絶縁材31によって電気的に絶縁されている。第2電極30は、電源ユニット50と電気的に接続されている。電源ユニット50、および、第1電極20は、接地電位に接続されている。 The first electrode 20 and the magnet 40 define a discharge space 24 inside the first magnetic pole member 21 . A second electrode 30 is positioned within the discharge space 24 . An insulating material 31 electrically insulates between the first electrode 20 and the second electrode 30 . The second electrode 30 is electrically connected to the power supply unit 50 . The power supply unit 50 and the first electrode 20 are connected to ground potential.

ガスユニット60は、ガス流路61を通じて、放電空間24に連通している。ガスユニット60、および、電源ユニット50は、イオン銃の制御装置70(以下、制御装置70とも言う)と電気的に接続されている。 The gas unit 60 communicates with the discharge space 24 through the gas flow path 61 . The gas unit 60 and the power supply unit 50 are electrically connected to an ion gun control device 70 (hereinafter also referred to as the control device 70).

[イオン銃の制御装置]
図2が示すように、電源ユニット50は、電源51、および、電流モニタ52を備える。ガスユニット60は、ガス供給源61S、および、マスフローコントローラ(MFC62)を備える。
[Ion gun controller]
As shown in FIG. 2 , the power supply unit 50 includes a power supply 51 and a current monitor 52 . The gas unit 60 includes a gas supply source 61S and a mass flow controller (MFC62).

電源51は、第1電極20と第2電極30との間に直流の所定電圧を印加する。第2電極30は、正電位が印加される陽極である。第1電極20は、接地電位に接続された陰極である。電源51が一定電圧を印加する期間が、単一の定電圧期間である。電源51は、制御装置70の指令に応じて、電圧を段階的に変更する。制御装置70は、今回の定電圧期間で印加された電圧とは異なる所定電圧を電源ユニット50に出力させ、それによって、次の定電圧期間を開始させる。 The power supply 51 applies a predetermined DC voltage between the first electrode 20 and the second electrode 30 . The second electrode 30 is an anode to which a positive potential is applied. The first electrode 20 is a cathode connected to ground potential. A period during which the power supply 51 applies a constant voltage is a single constant voltage period. The power supply 51 changes the voltage step by step according to the command from the control device 70 . The control device 70 causes the power supply unit 50 to output a predetermined voltage different from the voltage applied during the current constant voltage period, thereby starting the next constant voltage period.

電流モニタ52は、電源51が出力する電流を検出する。電流モニタ52は、電極20,30間に電圧を印加する電源回路に接続され、電源回路に流れる電流を電極20,30間に流れる電流として検出する。 A current monitor 52 detects the current output by the power supply 51 . The current monitor 52 is connected to a power supply circuit that applies a voltage between the electrodes 20 and 30 and detects current flowing through the power supply circuit as current flowing between the electrodes 20 and 30 .

ガスユニット60は、ガス流路61を通じて放電空間24にガスを導入する。導入されたガスは、第1電極20と第2電極30との間に生じた電場、および、磁極部材21,22の間に生じた磁場によって、マグネトロン放電を起こす。マグネトロン放電によって生じたガスイオンは、第1電極20と第2電極30との間に印加された電場によって加速されて、隙間23からイオンビームとして照射される。 The gas unit 60 introduces gas into the discharge space 24 through the gas flow path 61 . The introduced gas causes magnetron discharge due to the electric field generated between the first electrode 20 and the second electrode 30 and the magnetic field generated between the magnetic pole members 21 and 22 . The gas ions generated by the magnetron discharge are accelerated by the electric field applied between the first electrode 20 and the second electrode 30 and irradiated as an ion beam from the gap 23 .

制御装置70は、ガス制御部71、および、電圧制御部72を備える。電流モニタ52は、電流モニタ52の検出値Iaを、ガス制御部71、および、電圧制御部72に出力する。電流モニタ52は、ガス制御部71が処理に用いる検出値Iaと、電圧制御部72が処理に用いる検出値Iaとを相互に一致させる。 The control device 70 includes a gas control section 71 and a voltage control section 72 . The current monitor 52 outputs the detected value Ia of the current monitor 52 to the gas control section 71 and the voltage control section 72 . The current monitor 52 matches the detection value Ia used by the gas control unit 71 for processing with the detection value Ia used by the voltage control unit 72 for processing.

電圧制御部72は、電圧制御プロセッサ72P、および、記憶部の一例である電圧制御メモリ72Mを備える。
電圧制御プロセッサ72Pは、各種の処理を全てソフトウェアで処理するものに限らない。例えば、電圧制御プロセッサ72Pは、各種の処理のうちの少なくとも一部の処理を実行する専用のハードウェア(特定用途向け集積回路:ASIC)を備えてもよい。電圧制御プロセッサ72Pは、ASICなどの1つ以上の専用のハードウェア回路、コンピュータプログラム(ソフトウェア)に従って動作する1つ以上のプロセッサ(マイクロコンピュータ)、あるいは、これらの組み合わせ、を含む回路として構成される。
The voltage control unit 72 includes a voltage control processor 72P and a voltage control memory 72M, which is an example of a storage unit.
The voltage control processor 72P is not limited to processing all of the various processes by software. For example, the voltage control processor 72P may include dedicated hardware (application specific integrated circuit: ASIC) that performs at least some of the various types of processing. The voltage control processor 72P is configured as a circuit including one or more dedicated hardware circuits such as ASICs, one or more processors (microcomputers) that operate according to computer programs (software), or combinations thereof. .

電圧制御メモリ72Mは、設定値Vsetの初期値、現在までの消費電力量Pa、および、電圧設定データD1を記憶する。設定値Vsetの初期値は、イオン銃10が未使用品であるときに用いられる。現在までの消費電力量Paは、今回使用されるイオン銃10が現在までに消費した電力量である。現在までの消費電力量Paは、一度使用されたイオン銃10が継続して使用されるときに用いられる。 The voltage control memory 72M stores the initial value of the set value Vset, the power consumption Pa up to the present, and the voltage setting data D1. The initial value of the set value Vset is used when the ion gun 10 is unused. The power consumption Pa up to the present is the power consumed up to the present by the ion gun 10 used this time. The power consumption Pa up to now is used when the ion gun 10 that has been used once is used continuously.

図3が示すように、電圧設定データD1は、消費電力量Paの各閾値Pthに設定値Vsetを対応付ける。電圧設定データD1が備える閾値Pthは、相互に異なる複数の閾値P0,P1,P2,P3,P4である。電圧設定データD1が備える設定値Vsetは、相互に異なる複数の設定値V1,V2,V3,V4,V5である。各設定値Vsetは、第1電極20と第2電極30との間に印加される電圧の値である。各設定値Vsetは、設定値Vsetに対応する閾値Pthが大きいほど大きい。 As shown in FIG. 3, the voltage setting data D1 associates each threshold Pth of the power consumption Pa with the set value Vset. The threshold Pth included in the voltage setting data D1 is a plurality of mutually different thresholds P0, P1, P2, P3, and P4. The set value Vset included in the voltage setting data D1 is a plurality of mutually different set values V1, V2, V3, V4, and V5. Each set value Vset is the value of the voltage applied between the first electrode 20 and the second electrode 30 . Each set value Vset increases as the threshold value Pth corresponding to the set value Vset increases.

例えば、閾値P0は、イオン銃10の使用開始時に用いられる閾値Pthの初期値である。閾値P0に対応付けられた設定値V1は、次回の定電圧期間に用いられる設定値Vsetである。閾値P1は、閾値P0よりも大きい。閾値P1に対応付けられた設定値V2は、設定値V1よりも大きい。閾値P2は、閾値P1よりも大きい。閾値P2に対応付けられた設定値V3は、設定値V2よりも大きい。 For example, the threshold value P0 is the initial value of the threshold value Pth used when the ion gun 10 is started to be used. The set value V1 associated with the threshold value P0 is the set value Vset used in the next constant voltage period. Threshold P1 is greater than threshold P0. A set value V2 associated with the threshold value P1 is greater than the set value V1. Threshold P2 is greater than threshold P1. The set value V3 associated with the threshold P2 is greater than the set value V2.

電圧制御プロセッサ72Pは、今回のビーム照射処理の開始に先駆けて、処理開始時の設定値Vsetを特定する。例えば、電圧制御プロセッサ72Pは、イオン銃10が未使用品であるときに、設定値Vsetの初期値を読み出し、読み出された初期値を処理開始時の設定値Vsetとして特定する。また、電圧制御プロセッサ72Pは、一度使用されたイオン銃10が継続して使用されるときに、消費電力量Paを読み出す。電圧制御プロセッサ72Pは、電圧設定データD1を参照し、読み出された消費電力量Paよりも小さい閾値Pthのなかから最大値を抽出し、最大値に対応付けられた設定値Vsetを、電圧設定データD1から読み出す。すなわち、電圧制御プロセッサ72Pは、前回の定電圧期間で設定されていた設定値Vsetを、今回の処理開始時のVsetとして特定する。 Prior to starting the current beam irradiation process, the voltage control processor 72P specifies the set value Vset at the start of the process. For example, the voltage control processor 72P reads the initial value of the set value Vset when the ion gun 10 is unused, and specifies the read initial value as the set value Vset at the start of processing. Also, the voltage control processor 72P reads the power consumption Pa when the ion gun 10 that has been used once is used continuously. The voltage control processor 72P refers to the voltage setting data D1, extracts the maximum value from among the thresholds Pth smaller than the read power consumption Pa, and converts the set value Vset associated with the maximum value to the voltage setting data D1. Read from data D1. That is, the voltage control processor 72P identifies the set value Vset that was set in the previous constant voltage period as the Vset at the start of the current process.

図2に戻り、ガス制御部71は、ガス制御プロセッサ71Pと、記憶部の一例であるガス制御メモリ71Mとを備える。
ガス制御プロセッサ71Pは、各種の処理を全てソフトウェアで処理するものに限らない。例えば、ガス制御プロセッサ71Pは、各種の処理のうちの少なくとも一部の処理を実行する専用のハードウェア(特定用途向け集積回路:ASIC)を備えてもよい。ガス制御プロセッサ71Pは、ASICなどの1つ以上の専用のハードウェア回路、コンピュータプログラム(ソフトウェア)に従って動作する1つ以上のプロセッサ(マイクロコンピュータ)、あるいは、これらの組み合わせ、を含む回路として構成される。
Returning to FIG. 2, the gas control unit 71 includes a gas control processor 71P and a gas control memory 71M, which is an example of a storage unit.
The gas control processor 71P is not limited to processing all of the various processes by software. For example, the gas control processor 71P may include dedicated hardware (application specific integrated circuit: ASIC) that performs at least part of the various types of processing. The gas control processor 71P is configured as a circuit including one or more dedicated hardware circuits such as ASICs, one or more processors (microcomputers) that operate according to computer programs (software), or combinations thereof. .

ガス制御メモリ71Mは、目標値Ip、および、ガス流量設定データD2を記憶する。目標値Ipは、今回のビーム照射処理において目標とされる電流値Iである。目標値Ipは、今回のビーム照射処理に先駆けて、外部から制御装置70に入力される。ガス流量設定データD2は、ガス流量のPID制御に用いられる制御ゲインDPを備える。ガス流量設定データD2は、電極20,30間に流れる電流の値(電流値I)と流量初期値Qとの関係を示す。流量初期値Qは、定電圧期間の開始時に用いられるガス流量である。 The gas control memory 71M stores the target value Ip and the gas flow rate setting data D2. The target value Ip is the target current value I in the current beam irradiation process. The target value Ip is externally input to the controller 70 prior to the current beam irradiation process. The gas flow rate setting data D2 includes a control gain DP used for PID control of the gas flow rate. The gas flow rate setting data D2 indicates the relationship between the value of the current flowing between the electrodes 20 and 30 (current value I) and the initial value Q of the flow rate. The initial flow rate value Q is the gas flow rate used at the start of the constant voltage period.

図4が示すように、ガス流量設定データD2が示す関係は、流量初期値Qが高いほど電流値Iが大きい。ガス流量設定データD2は、電流値Iと流量初期値Qとの関係を、各設定値Vsetに1つずつ記憶する。ガス流量設定データD2は、各設定値Vsetに対し、電流値Iと流量初期値Qとの関係を別々に記憶する。 As shown in FIG. 4, the relationship indicated by the gas flow rate setting data D2 is such that the current value I increases as the flow rate initial value Q increases. The gas flow rate setting data D2 stores the relationship between the current value I and the flow rate initial value Q for each set value Vset. The gas flow rate setting data D2 separately stores the relationship between the current value I and the flow rate initial value Q for each set value Vset.

例えば、ガス流量設定データD2は、設定値V1に対し、流量初期値Qが高いほど電流値Iが大きい関係を示す。ガス流量設定データD2は、設定値V2に対し、流量初期値Qが高いほど電流値Iが大きい関係を示し、かつ、設定値V1での関係よりも大きい勾配を与える。また、ガス流量設定データD2は、設定値V3に対し、流量初期値Qが高いほど電流値Iが大きい関係を示し、かつ、設定値V2での関係よりも大きい勾配を与える。 For example, the gas flow rate setting data D2 shows the relationship that the higher the flow rate initial value Q, the larger the current value I with respect to the set value V1. The gas flow rate setting data D2 indicates that the higher the flow rate initial value Q, the larger the current value I with respect to the set value V2, and gives a larger gradient than the relationship at the set value V1. Further, the gas flow rate setting data D2 shows the relationship that the higher the flow rate initial value Q, the larger the current value I with respect to the setting value V3, and gives a larger gradient than the relationship at the setting value V2.

ガス制御プロセッサ71Pは、今回の定電圧期間の開始に先駆けて、今回の定電圧期間での設定値Vsetを参照し、今回の設定値Vsetに対応付けられたガス流量設定データD2を読み出す。ガス制御プロセッサ71Pは、今回の定電圧期間で目標値Ipが得られるように、読み出されたガス流量設定データD2に基づいて、目標値Ipに相当する電流値Iに対応付けられた流量初期値Qを特定する。 Prior to the start of the current constant voltage period, the gas control processor 71P refers to the set value Vset in the current constant voltage period, and reads the gas flow rate setting data D2 associated with the current set value Vset. The gas control processor 71P sets the initial flow rate associated with the current value I corresponding to the target value Ip based on the read gas flow rate setting data D2 so that the target value Ip is obtained in the current constant voltage period. Identify the value Q.

ガス制御プロセッサ71Pは、今回の定電圧期間の全体にわたり、所定の制御周期で、ガス流量の調整を繰り返す。ガス流量の調整では、ガス制御プロセッサ71Pは、検出値Iaが目標値Ipに向けて上昇して収束するように、今回の制御周期でのガス流量と、今回の制御周期での検出値Iaとに基づいて、次回の制御周期におけるガス流量を算出する。ガス制御プロセッサ71Pは、算出されたガス流量が供給されるように、MFC62の駆動を制御する。ガス制御プロセッサ71Pは、ガス流量の増加で検出値Iaの低下を補う。 The gas control processor 71P repeats the adjustment of the gas flow rate at a predetermined control cycle throughout the current constant voltage period. In adjusting the gas flow rate, the gas control processor 71P adjusts the gas flow rate in the current control cycle and the detected value Ia in the current control cycle so that the detected value Ia rises toward the target value Ip and converges. , the gas flow rate in the next control cycle is calculated. The gas control processor 71P controls driving of the MFC 62 so that the calculated gas flow rate is supplied. The gas control processor 71P compensates for the decrease in the detected value Ia by increasing the gas flow rate.

電圧制御プロセッサ72Pは、消費電力量Paの更新処理を行う。更新処理では、今回の定電圧期間での検出値Iaと、今回の定電圧期間での電圧の設定値Vsetと、今回の定電圧期間でイオン銃を使用した時間とから、今回の定電圧期間でのイオン銃の消費電力量Paが算出される。電圧制御プロセッサ72Pは、消費電力量Paの更新処理を上記制御周期で行う。 The voltage control processor 72P updates the power consumption Pa. In the update process, from the detected value Ia in the current constant voltage period, the voltage set value Vset in the current constant voltage period, and the time the ion gun was used in the current constant voltage period, the current constant voltage period The power consumption Pa of the ion gun at is calculated. The voltage control processor 72P updates the power consumption Pa at the above control cycle.

電圧制御プロセッサ72Pは、更新された消費電力量Paが今回の閾値Pth未満であることを監視する。消費電力量Paの監視は、隙間23の幅が期間基準値以上であるか否かの推定である。電圧制御プロセッサ72Pは、消費電力量Paが今回の閾値Pth以上であると判断すると、電圧設定データD1に基づき、今回の閾値Pthに対応づけられた電圧の設定値Vsetを読み取る。電圧制御プロセッサ72Pは、読み取られた設定値Vsetに相当する電圧が出力されるように電源51の駆動を制御し、それによって、次回の定電圧期間を開始させる。 The voltage control processor 72P monitors whether the updated power consumption Pa is less than the current threshold Pth. Monitoring of the power consumption Pa is estimation of whether or not the width of the gap 23 is equal to or greater than the period reference value. When the voltage control processor 72P determines that the power consumption Pa is equal to or greater than the current threshold Pth, it reads the voltage setting value Vset associated with the current threshold Pth based on the voltage setting data D1. The voltage control processor 72P controls driving of the power supply 51 so that a voltage corresponding to the read set value Vset is output, thereby starting the next constant voltage period.

[作用]
以下、上記制御装置70が行うイオン銃10の制御方法について説明する。
電圧制御部72は、ビーム照射処理の開始に先立ち、例えば、現在の消費電力量Paに対応した設定値Vsetを特定する。ガス制御部71は、電圧制御部72が特定した設定値Vsetに対応するガス流量設定データD2を読み出す。ガス制御部71は、読み出されたガス流量設定データD2に基づいて、今回の目標値Ipに対応する流量初期値Qを特定する。ガス制御部71は、MFC62の駆動を制御して、特定された流量初期値Qでのガス供給を開始させる。電圧制御部72は、電源51の駆動を制御して、特定された設定値Vsetでの電圧印加を開始させる。イオン銃10は、各磁極部材21,22の隙間23でイオンを生成し、イオンビームを対象に照射しはじめる。
[Action]
A method of controlling the ion gun 10 by the controller 70 will be described below.
The voltage control unit 72 specifies, for example, the set value Vset corresponding to the current power consumption Pa prior to starting the beam irradiation process. The gas control unit 71 reads gas flow rate setting data D2 corresponding to the setting value Vset specified by the voltage control unit 72 . The gas control unit 71 specifies the flow rate initial value Q corresponding to the current target value Ip based on the read gas flow rate setting data D2. The gas control unit 71 controls driving of the MFC 62 to start gas supply at the specified flow rate initial value Q. FIG. The voltage control unit 72 controls driving of the power supply 51 to start applying voltage at the specified set value Vset. The ion gun 10 generates ions in the gap 23 between the magnetic pole members 21 and 22 and starts irradiating the target with the ion beam.

イオンビームの照射の継続は、各磁極部材21,22を放電によってスパッタリングさせて隙間23の幅を広げる。隙間23の幅が広がると、隙間23におけるイオン密度が低下し、それによって、電極20,30の間を流れる電流が低下し、結果として、イオンビームに含まれるイオン量が低下してしまう。 Continuation of the ion beam irradiation causes the magnetic pole members 21 and 22 to be sputtered by the discharge to widen the width of the gap 23 . As the width of the gap 23 widens, the ion density in the gap 23 decreases, which reduces the current flowing between the electrodes 20 and 30, resulting in a decrease in the amount of ions contained in the ion beam.

この点、上記制御装置70は、検出値Iaが目標値Ipになるように、ガス流量の増加で検出値Iaの低下を補う制御が繰り返される。そして、定電圧期間内では、定電圧期間の開始時でのガス流量に対し定電圧期間の終了時でのガス流量が増加する。すなわち、上記制御装置70は、ガスの流量を増やし、それによって、検出値Iaが低下することを抑える制御を行う。 In this regard, the control device 70 repeats control to compensate for the decrease in the detected value Ia by increasing the gas flow rate so that the detected value Ia becomes the target value Ip. Then, within the constant voltage period, the gas flow rate at the end of the constant voltage period increases with respect to the gas flow rate at the start of the constant voltage period. That is, the control device 70 increases the flow rate of the gas, thereby performing control to suppress the decrease in the detected value Ia.

例えば、ガス制御プロセッサ71Pは、検出値Iaと目標値Ipとの差分を制御周期ごとに算出する。ガス制御プロセッサ71Pは、差分がより小さくなるように、次回の制御周期でのガス流量を算出して、算出されたガス流量が供給されるように、MFC62の駆動を制御する。なお、検出値Iaが目標値Ipになるようなガス流量の制御では、ガスの流量が制御周期ごとに増加と減少とを繰り返し得る。ただし、制御周期よりも十分に大きい定電圧期間では、定電圧期間の開始時でのガス流量に対し定電圧期間の終了時でのガス流量は増加する。 For example, the gas control processor 71P calculates the difference between the detected value Ia and the target value Ip for each control cycle. The gas control processor 71P calculates the gas flow rate in the next control cycle so that the difference becomes smaller, and controls the driving of the MFC 62 so that the calculated gas flow rate is supplied. In the control of the gas flow rate such that the detected value Ia becomes the target value Ip, the gas flow rate may repeat an increase and a decrease in each control cycle. However, in the constant voltage period sufficiently longer than the control cycle, the gas flow rate at the end of the constant voltage period increases with respect to the gas flow rate at the start of the constant voltage period.

イオンビームのさらなる継続は、隙間23の幅を広げて、イオンビームが有する幅を広げる。照射される幅が拡大したイオンビームは、対象に到着するイオン量の密度を低下させる。 Further continuation of the ion beam widens the gap 23 and widens the width that the ion beam has. The ion beam with an expanded width reduces the density of the amount of ions reaching the target.

この点、上記制御装置70は、消費電力量Paの増加を隙間23の幅の拡大とみなし、消費電力量Paが閾値Pth以上になることに応じて、設定値Vsetを高め、それによって、照射方向へのイオンの速度を上げる制御を行う。 In this regard, the control device 70 regards an increase in the power consumption Pa as an increase in the width of the gap 23, and increases the set value Vset in response to the power consumption Pa becoming equal to or greater than the threshold value Pth, thereby Control to increase the velocity of the ions in the direction.

詳述すると、図5に示すように、電圧制御プロセッサ72Pは、ビーム照射処理の開始時に、電圧の設定値Vsetを設定値V1に設定し、設定値V1に対応付けられた閾値P0を閾値Pthとして設定する(ステップS11)。電圧制御プロセッサ72Pは、今回の制御周期における設定値Vset、今回の制御周期における検出値Ia、および、制御周期の長さを用い、イオン銃の使用開始時から現在までの消費電力量Paを制御周期ごとに更新する(ステップS12)。 Specifically, as shown in FIG. 5, the voltage control processor 72P sets the voltage setting value Vset to the setting value V1 at the start of the beam irradiation process, and sets the threshold value P0 associated with the setting value V1 to the threshold value Pth. (step S11). The voltage control processor 72P uses the set value Vset in the current control cycle, the detected value Ia in the current control cycle, and the length of the control cycle to control the power consumption Pa from the start of use of the ion gun to the present. It is updated for each cycle (step S12).

電圧制御プロセッサ72Pは、更新された消費電力量Paが今回の定電圧期間での閾値Pth以上であるか否かを判断する(ステップS13)。電圧制御プロセッサ72Pは、更新された消費電力量Paが今回の定電圧期間での閾値Pth以上になるまで、消費電力量Paの更新と、更新された消費電力量Paと現在の閾値Pthとの比較を行う(ステップS13でNo)。 The voltage control processor 72P determines whether or not the updated power consumption Pa is greater than or equal to the threshold value Pth in the current constant voltage period (step S13). The voltage control processor 72P updates the power consumption Pa and controls the relationship between the updated power consumption Pa and the current threshold Pth until the updated power consumption Pa becomes equal to or greater than the threshold Pth in the current constant voltage period. A comparison is made (No in step S13).

電圧制御プロセッサ72Pは、更新された消費電力量Paが今回の定電圧期間での閾値Pth以上になると(ステップS13でYes)、電圧設定データD1を参照し、設定値Vsetを、今回の定電圧期間での閾値Pthに対応付けられた設定値Vsetに変更する。すなわち、電圧制御プロセッサ72Pは、次回の定電圧期間を開始する。また、電圧制御プロセッサ72Pは、今回の定電圧期間での閾値Pthよりも1段階だけ高い閾値P1を新たな閾値Pthとして更新し、再び、ステップS12、および、ステップS13の処理を繰り返す(ステップS14)。 When the updated power consumption Pa becomes equal to or greater than the threshold value Pth in the current constant voltage period (Yes in step S13), the voltage control processor 72P refers to the voltage setting data D1 and sets the set value Vset to the current constant voltage period. The set value Vset associated with the threshold value Pth in the period is changed. That is, the voltage control processor 72P starts the next constant voltage period. In addition, the voltage control processor 72P updates the threshold value P1, which is one step higher than the threshold value Pth in the current constant voltage period, as a new threshold value Pth, and repeats the processing of steps S12 and S13 again (step S14). ).

ここで、放電に用いられる各電極20,30は、イオンビームの加速に用いる電極を兼ねる。イオンビームを加速させるために行った電圧の上昇は、電源回路を流れる電流を増大させる。 Here, the electrodes 20 and 30 used for discharge also serve as electrodes used for accelerating the ion beam. The voltage increase performed to accelerate the ion beam increases the current flowing through the power supply circuit.

この点、ガス制御プロセッサ71Pは、今回の定電圧期間での設定値Vsetから次回の定電圧期間での設定値Vsetへ電圧を上昇させるとき、次回の定電圧期間での設定値Vsetに対応するガス流量設定データD2を読み出す。そして、ガス制御プロセッサ71Pは、次回の定電圧期間で目標値Ipが得られるように、読み出されたガス流量設定データD2に基づいて、目標値Ipに対応する流量初期値Qを算出する。そして、ガス制御プロセッサ71Pは、次回の定電圧期間の開始時に、流量初期値Qを一旦引き下げる。 In this regard, the gas control processor 71P, when increasing the voltage from the set value Vset in the current constant voltage period to the set value Vset in the next constant voltage period, corresponds to the set value Vset in the next constant voltage period. Read the gas flow setting data D2. Then, the gas control processor 71P calculates the initial flow rate value Q corresponding to the target value Ip based on the read gas flow rate setting data D2 so that the target value Ip can be obtained in the next constant voltage period. Then, the gas control processor 71P once lowers the flow rate initial value Q at the start of the next constant voltage period.

以上、上記実施形態によれば、以下に列挙する効果が得られる。
(1)検出値Iaが目標値Ipになるように、ガス流量の増加で検出値Iaの低下が補われる。そして、定電圧期間内では、定電圧期間の開始時でのガス流量に対し定電圧期間の終了時でのガス流量が増加される。結果として、検出値Iaが目標値Ipに近づくようにガス流量が引き上げられるため、イオンビームの照射量が低下することが抑制可能となる。
As described above, according to the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) A decrease in the detected value Ia is compensated for by increasing the gas flow rate so that the detected value Ia becomes the target value Ip. Within the constant voltage period, the gas flow rate at the end of the constant voltage period is increased relative to the gas flow rate at the start of the constant voltage period. As a result, the gas flow rate is increased so that the detected value Ia approaches the target value Ip, so that it is possible to suppress a decrease in the ion beam dose.

(2)隙間23の幅が期間基準値以上であると推定されたときに、電極20,30間に印加される電圧が高められて、イオンの速度が高められる。結果として、隙間23の幅が期間基準値以上であることに起因してイオンビームの有する幅が照射の対象で拡大することが抑制可能ともなる。
(3)隙間23の幅が消費電力量Paから推定されるため、隙間23の幅が期間基準値以上であるか否かを容易に推定可能である。
(2) When the width of the gap 23 is estimated to be equal to or greater than the period reference value, the voltage applied between the electrodes 20 and 30 is increased to increase the velocity of the ions. As a result, it is possible to suppress the expansion of the width of the ion beam in the irradiation target due to the width of the gap 23 being equal to or greater than the period reference value.
(3) Since the width of the gap 23 is estimated from the power consumption Pa, it can be easily estimated whether the width of the gap 23 is equal to or greater than the period reference value.

(4)消費電力量Paの閾値Pthが昇順に用いられるため、定電圧期間が3回以上にわたって連続する場合であっても、各定電圧期間において上記(1)から(3)に準じた効果が得られる。 (4) Since the threshold value Pth of the power consumption Pa is used in ascending order, even when the constant voltage period continues for three or more times, the same effects as (1) to (3) are obtained in each constant voltage period. is obtained.

(5)次回の定電圧期間が開始されるとき、電圧の上昇に伴う電流の上昇は、ガス流量の供給で補正される。結果として、前回の定電圧期間と今回の定電圧期間との間での電圧の切り替わりに際して、電圧の上昇に起因した照射量のずれが抑制可能ともなる。 (5) When the next constant voltage period starts, the increase in current due to the increase in voltage is corrected by supplying gas flow rate. As a result, when the voltage is switched between the previous constant voltage period and the current constant voltage period, it is possible to suppress the deviation of the irradiation amount caused by the voltage increase.

なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・ガス流量設定データD2は、各設定値Vsetに1つずつ流量初期値Qを対応付ける構成に変更可能である。各設定値Vsetに1つずつの流量初期値Qであっても、目標値Ipが一定である使用の形態であれば、上記(1)から(4)に準じた効果を得ることは可能である。なお、上記実施形態に記載のように、ガス流量設定データD2が、電流値Iと流量初期値Qとの関係を各設定値Vsetに1つずつ備える構成であれば、目標値Ipが相互に異なる2種類以上のビーム照射処理に対し適切な流量初期値Qを得ることが可能である。
It should be noted that the above embodiment can also be implemented with the following changes.
- The gas flow rate setting data D2 can be changed to a configuration in which each set value Vset is associated with the flow rate initial value Q one by one. Even if there is one flow initial value Q for each set value Vset, it is possible to obtain the effects according to the above (1) to (4) as long as the target value Ip is constant. be. As described in the above embodiment, if the gas flow rate setting data D2 includes one relationship between the current value I and the flow rate initial value Q for each set value Vset, the target value Ip is mutually It is possible to obtain an appropriate flow rate initial value Q for two or more different types of beam irradiation processing.

・電圧制御メモリ72Mは、ガス流量と検出値Iaとが隙間23の幅に対応付けられたマップを各設定値Vsetに1つずつ記憶してもよい。そして、電圧制御プロセッサ72Pは、今回の定電圧期間の設定値Vsetに対応するマップを読み出し、読み出されたマップに、今回の制御周期におけるガス流量と検出値Iaとを適用して、隙間23の幅を推定してもよい。すなわち、隙間23の幅が期間基準値以上であるか否かの推定は、ガス流量、設定値Vset、および、検出値Iaに基づいて実行可能である。 The voltage control memory 72M may store a map in which the gas flow rate and the detected value Ia are associated with the width of the gap 23 for each set value Vset. Then, the voltage control processor 72P reads the map corresponding to the set value Vset of the current constant voltage period, applies the gas flow rate and the detected value Ia in the current control cycle to the read map, and can be estimated. That is, the estimation of whether the width of the gap 23 is equal to or greater than the period reference value can be performed based on the gas flow rate, the set value Vset, and the detected value Ia.

・隙間23の幅が期間基準値以上であるか否かの推定は、各種のパラメータを用いた推定に限らず、隙間23を撮像するカメラの撮像結果を用いた画像処理に基づく推定であってもよい。 The estimation of whether or not the width of the gap 23 is equal to or greater than the period reference value is not limited to the estimation using various parameters, but is an estimation based on image processing using the imaging results of the camera that captures the gap 23. good too.

Ia…検出値、Ip…目標値、Pa…消費電力量、Pth,P0,P1,P2,P3,P4…閾値、Vset,V1,V2,V3,V4,V5…設定値、10…イオン銃、20…第1電極、21…第1磁極部材、22…第2磁極部材、23…隙間、30…第2電極、40…磁石、50…電源ユニット、60…ガスユニット、70…制御装置、71…ガス制御部、72…電圧制御部。 Ia... detected value, Ip... target value, Pa... power consumption, Pth, P0, P1, P2, P3, P4... threshold value, Vset, V1, V2, V3, V4, V5... set value, 10... ion gun, Reference Signs List 20 First electrode 21 First magnetic pole member 22 Second magnetic pole member 23 Gap 30 Second electrode 40 Magnet 50 Power supply unit 60 Gas unit 70 Control device 71 ... gas control section, 72 ... voltage control section.

Claims (5)

相反する磁性を有して隙間を空けて位置する一対の磁極部材から構成された第1電極と、当該第1電極と対向する第2電極とを備えたイオン銃を用い、前記第1電極と前記第2電極との間に所定電圧を印加する定電圧期間に、前記電極間から前記磁極部材間に向けてガスを供給して前記ガスをイオン化するように前記イオン銃の駆動を制御するイオン銃の制御装置であって、
前記第1電極と前記第2電極との間を流れる電流の検出値が目標値になるようにガス流量の増加で前記検出値の低下を補う制御を繰り返し、前記定電圧期間内において、前記定電圧期間の開始時でのガス流量に対し前記定電圧期間の終了時でのガス流量を増加させるガス制御部を備え
前記第1電極と前記第2電極との間に印加する電圧を今回の定電圧期間の終了直後に上昇させて次回の定電圧期間を開始させる電圧制御部をさらに備え、
前記電圧制御部は、今回の定電圧期間を終了する条件に、前記隙間の幅が期間基準値以上であると推定することを備える
イオン銃の制御装置。
Using an ion gun comprising a first electrode composed of a pair of magnetic pole members having opposite magnetism and positioned with a gap therebetween, and a second electrode facing the first electrode, the first electrode and Ions for controlling driving of the ion gun so as to ionize the gas by supplying gas from between the electrodes to between the magnetic pole members during a constant voltage period in which a predetermined voltage is applied between the second electrode and the second electrode. A control device for a gun,
Repeating control for compensating for a decrease in the detected value by increasing the gas flow rate so that the detected value of the current flowing between the first electrode and the second electrode reaches a target value; A gas control unit that increases the gas flow rate at the end of the constant voltage period relative to the gas flow rate at the start of the voltage period ,
further comprising a voltage control unit that increases the voltage applied between the first electrode and the second electrode immediately after the end of the current constant voltage period to start the next constant voltage period,
The voltage control unit includes, as a condition for ending the current constant voltage period, estimating that the width of the gap is equal to or greater than a period reference value.
Ion gun controller.
前記電圧制御部は、前記第1電極と前記第2電極との間に印加する電圧と、前記検出値と、前記イオン銃の使用時間とから算出される消費電力量が閾値以上になるとき、前記隙間の幅が前記期間基準値以上であると推定する
請求項に記載のイオン銃の制御装置。
When the power consumption calculated from the voltage applied between the first electrode and the second electrode, the detected value, and the usage time of the ion gun reaches a threshold value or more, The ion gun control device according to claim 1 , wherein the width of the gap is estimated to be equal to or greater than the period reference value.
前記電圧制御部は、相互に異なる複数の閾値と、各閾値に対応づけられた電圧の設定値とを記憶する記憶部を備え、前記隙間の幅が前記期間基準値以上であるか否かの推定では、前回の定電圧期間よりも大きい閾値を今回の定電圧期間で用い、今回の定電圧期間で用いられた閾値に対応づけられた設定値を次回の定電圧期間に用いる
請求項に記載のイオン銃の制御装置。
The voltage control unit includes a storage unit that stores a plurality of mutually different threshold values and voltage setting values associated with the respective threshold values, and determines whether or not the width of the gap is equal to or greater than the period reference value. In the estimation, a threshold larger than the previous constant voltage period is used in the current constant voltage period, and a set value associated with the threshold used in the current constant voltage period is used in the next constant voltage period. A controller for the described ion gun.
前記ガス制御部は、前記目標値と前記ガス流量との関係を各設定値に対して別々に記憶する記憶部を備え、前記電圧制御部が今回の定電圧期間に用いる設定値に対応づけられた前記関係に基づいてガス流量の制御を行う
請求項3に記載のイオン銃の制御装置。
The gas control unit includes a storage unit that stores the relationship between the target value and the gas flow rate separately for each set value, and is associated with the set value used by the voltage control unit for the current constant voltage period. 4. The ion gun control device according to claim 3, wherein gas flow rate is controlled based on said relationship.
相反する磁性を有して隙間を空けて位置する一対の磁極部材から構成された第1電極と、当該第1電極と対向する第2電極とを備えたイオン銃を用い、前記第1電極と前記第2電極との間に所定電圧を印加する定電圧期間に、前記電極間から前記磁極部材間に向けてガスを供給して前記ガスをイオン化するように前記イオン銃の駆動を制御するイオン銃の制御方法であって、
前記第1電極と前記第2電極との間を流れる電流の検出値が目標値になるようにガス流量の増加で前記検出値の低下を補う制御を繰り返し、前記定電圧期間内において、前記定電圧期間の開始時でのガス流量に対し前記定電圧期間の終了時でのガス流量を増加させることを含み、
前記第1電極と前記第2電極との間に印加する電圧を今回の定電圧期間の終了直後に上昇させて次回の定電圧期間を開始させることをさらに含み、今回の定電圧期間を終了する条件に、前記隙間の幅が期間基準値以上であると推定することを含む
イオン銃の制御方法。
Using an ion gun comprising a first electrode composed of a pair of magnetic pole members having opposite magnetism and positioned with a gap therebetween, and a second electrode facing the first electrode, the first electrode and Ions for controlling driving of the ion gun so as to ionize the gas by supplying gas from between the electrodes to between the magnetic pole members during a constant voltage period in which a predetermined voltage is applied between the second electrode and the second electrode. A method of controlling a gun, comprising:
Repeating control for compensating for a decrease in the detected value by increasing the gas flow rate so that the detected value of the current flowing between the first electrode and the second electrode reaches a target value; increasing the gas flow rate at the end of the constant voltage period relative to the gas flow rate at the beginning of the voltage period ;
further comprising increasing the voltage applied between the first electrode and the second electrode immediately after the end of the current constant voltage period to start the next constant voltage period, and ending the current constant voltage period. The condition includes estimating that the width of the gap is greater than or equal to the period reference value
Ion gun control method.
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