JPH07130324A - イオンの質量数演算表示方法 - Google Patents
イオンの質量数演算表示方法Info
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- JPH07130324A JPH07130324A JP5301096A JP30109693A JPH07130324A JP H07130324 A JPH07130324 A JP H07130324A JP 5301096 A JP5301096 A JP 5301096A JP 30109693 A JP30109693 A JP 30109693A JP H07130324 A JPH07130324 A JP H07130324A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 分析電磁石から選択的に導出するイオンの質
量数を表示するためのデータを短時間でしかも正確に収
集し、かつそのデータを用いて当該質量数を正確に求め
て表示することができる方法を提供する。 【構成】 この方法は、データ収集ステップ、データ編
集ステップ、質量数表示ステップを備えている。データ
収集ステップは、複数のイオン種ごとに、引出し電圧Ｅ
と、ターゲット１２に流れるビーム電流ＩB が最大にな
るときの分析電磁石８における磁束密度Ｂとの関係を表
すデータを自動的に収集保存する。データ編集ステップ
は、データ収集ステップで得られたデータを用いて、引
出し電圧Ｅごとに、磁束密度Ｂと当該磁束密度のときに
分析電磁石８から導出されるイオンの質量数との関係を
求め保存する。質量数表示ステップは、データ編集ステ
ップで得られたデータを用いて、引出し電圧Ｅと磁束密
度Ｂとに応じて、その条件のときに分析電磁石８から導
出されるイオンの質量数を求め表示する。
量数を表示するためのデータを短時間でしかも正確に収
集し、かつそのデータを用いて当該質量数を正確に求め
て表示することができる方法を提供する。 【構成】 この方法は、データ収集ステップ、データ編
集ステップ、質量数表示ステップを備えている。データ
収集ステップは、複数のイオン種ごとに、引出し電圧Ｅ
と、ターゲット１２に流れるビーム電流ＩB が最大にな
るときの分析電磁石８における磁束密度Ｂとの関係を表
すデータを自動的に収集保存する。データ編集ステップ
は、データ収集ステップで得られたデータを用いて、引
出し電圧Ｅごとに、磁束密度Ｂと当該磁束密度のときに
分析電磁石８から導出されるイオンの質量数との関係を
求め保存する。質量数表示ステップは、データ編集ステ
ップで得られたデータを用いて、引出し電圧Ｅと磁束密
度Ｂとに応じて、その条件のときに分析電磁石８から導
出されるイオンの質量数を求め表示する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、イオン源に供給する
引出し電圧を変化させることのできるイオン注入装置に
おいて、分析電磁石によって選択的に導出される（即ち
質量分析される）イオンの質量数を正確に求めて表示す
ることのできるイオンの質量数演算表示方法に関する。
引出し電圧を変化させることのできるイオン注入装置に
おいて、分析電磁石によって選択的に導出される（即ち
質量分析される）イオンの質量数を正確に求めて表示す
ることのできるイオンの質量数演算表示方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１０は、従来の質量数演算表示方法を
実施するイオン注入装置の一例を示す概略図である。こ
のイオン注入装置は、イオン源２から引き出したイオン
ビーム４を、分析電磁石８によって質量分析（即ち、所
望の質量のイオンのみを選択的に導出）した後に、例え
ばウェーハのようなターゲット１２に入射させて、当該
ターゲット１２にイオン注入を行うよう構成されてい
る。
実施するイオン注入装置の一例を示す概略図である。こ
のイオン注入装置は、イオン源２から引き出したイオン
ビーム４を、分析電磁石８によって質量分析（即ち、所
望の質量のイオンのみを選択的に導出）した後に、例え
ばウェーハのようなターゲット１２に入射させて、当該
ターゲット１２にイオン注入を行うよう構成されてい
る。
【０００３】イオン源２には、引出し電源６から、イオ
ンビーム４の引き出しのための引出し電圧Ｅが供給され
る。この引出し電圧Ｅの大きさは可変である。
ンビーム４の引き出しのための引出し電圧Ｅが供給され
る。この引出し電圧Ｅの大きさは可変である。
【０００４】分析電磁石８には、分析電磁石電源１０か
ら、励磁用の分析電磁石電流Ｉが供給される。
ら、励磁用の分析電磁石電流Ｉが供給される。
【０００５】ターゲット１２とアース間には、ターゲッ
ト１２にイオンビーム４が入射することにより流れるビ
ーム電流ＩB を計測するビーム電流計測器１４が接続さ
れている。
ト１２にイオンビーム４が入射することにより流れるビ
ーム電流ＩB を計測するビーム電流計測器１４が接続さ
れている。
【０００６】上記分析電磁石８からどのような質量数の
イオンを選択的に導出させるかは、イオンビーム４のエ
ネルギーと分析電磁石８における磁束密度とによって決
まる。イオンビーム４のエネルギーは、イオン源２に供
給する引出し電圧Ｅによって決まり、分析電磁石８にお
ける磁束密度はそれに供給する分析電磁石電流Ｉによっ
て決まる。
イオンを選択的に導出させるかは、イオンビーム４のエ
ネルギーと分析電磁石８における磁束密度とによって決
まる。イオンビーム４のエネルギーは、イオン源２に供
給する引出し電圧Ｅによって決まり、分析電磁石８にお
ける磁束密度はそれに供給する分析電磁石電流Ｉによっ
て決まる。
【０００７】しかし、そのような引出し電圧Ｅおよび分
析電磁石電流Ｉによって、真に所望の質量数のイオンが
引き出されているかを確認することは、誤注入防止等の
観点から重要であり、そのため従来は、マンマシンコン
トローラ１６およびレコーダ２４を設けて、これらを用
いて次のような方法によって、分析電磁石８から選択的
に導出されるイオンの質量数を表示するようにしてい
る。
析電磁石電流Ｉによって、真に所望の質量数のイオンが
引き出されているかを確認することは、誤注入防止等の
観点から重要であり、そのため従来は、マンマシンコン
トローラ１６およびレコーダ２４を設けて、これらを用
いて次のような方法によって、分析電磁石８から選択的
に導出されるイオンの質量数を表示するようにしてい
る。
【０００８】マンマシンコントローラ１６は、オペレー
タが分析電磁石電源１０等への指令、それからのデータ
のモニタ等を行うマンマシンインタフェースと、データ
収集、質量数の演算等を行うコントローラとを兼ねてお
り、ＣＰＵ１８、メモリ２０および表示器２２を備えて
いる。
タが分析電磁石電源１０等への指令、それからのデータ
のモニタ等を行うマンマシンインタフェースと、データ
収集、質量数の演算等を行うコントローラとを兼ねてお
り、ＣＰＵ１８、メモリ２０および表示器２２を備えて
いる。
【０００９】レコーダ２４は、入力される分析電磁石電
流Ｉおよびビーム電流ＩB によって、例えば図１１に示
すようなマススペクトルを描くものである。
流Ｉおよびビーム電流ＩB によって、例えば図１１に示
すようなマススペクトルを描くものである。
【００１０】データ収集に当たっては、まず、引出し電
源６から出力させる引出し電圧Ｅをある一定の値にして
おいて、分析電磁石電源１０から出力させる分析電磁石
電流Ｉを手動で上下させることにより、例えば図１１に
示すようなマススペクトルを得る。これにより、分析電
磁石８から選択的に導出されるイオンの質量数ｍおよび
そのイオンの量を最大にするときの（即ちビーム電流Ｉ
B がピークを示すときの）分析電磁石電流Ｉが得られ
る。そしてそのような操作およびデータ収集を、引出し
電圧Ｅを変化させて（例えば５ＫＶ刻みで引出し電源６
の最大電圧まで）行う。
源６から出力させる引出し電圧Ｅをある一定の値にして
おいて、分析電磁石電源１０から出力させる分析電磁石
電流Ｉを手動で上下させることにより、例えば図１１に
示すようなマススペクトルを得る。これにより、分析電
磁石８から選択的に導出されるイオンの質量数ｍおよび
そのイオンの量を最大にするときの（即ちビーム電流Ｉ
B がピークを示すときの）分析電磁石電流Ｉが得られ
る。そしてそのような操作およびデータ収集を、引出し
電圧Ｅを変化させて（例えば５ＫＶ刻みで引出し電源６
の最大電圧まで）行う。
【００１１】上記のようにして得たデータを、例えば図
１２に示すような表にする。この表において、√（ｍＥ
／ｋ）は分析電磁石８における磁束密度の代用値であ
り、ｋは定数（１．２０６×１０-4）である。
１２に示すような表にする。この表において、√（ｍＥ
／ｋ）は分析電磁石８における磁束密度の代用値であ
り、ｋは定数（１．２０６×１０-4）である。
【００１２】次に、この√（ｍＥ／ｋ）と分析電磁石電
流Ｉとの関係をグラフにする。それによって、例えば図
１３に示すようなグラフが得られる。
流Ｉとの関係をグラフにする。それによって、例えば図
１３に示すようなグラフが得られる。
【００１３】次に、上記グラフ上の複数点を通るよう
に、例えば図１４に示すように数本の直線Ｌ1 、Ｌ2 、
Ｌ3 ・・・を引く。直線の方程式を√（ｍＥ／ｋ）＝α
Ｉ＋βとすると、各直線Ｌ1 、Ｌ2 、Ｌ3 ・・・につい
てα、βを求めることができる。例えば、図１４の例で
は、直線Ｌ1 についてのα1 、β1 および直線Ｌ2 につ
いてのα2 、β2 は次のようになる。
に、例えば図１４に示すように数本の直線Ｌ1 、Ｌ2 、
Ｌ3 ・・・を引く。直線の方程式を√（ｍＥ／ｋ）＝α
Ｉ＋βとすると、各直線Ｌ1 、Ｌ2 、Ｌ3 ・・・につい
てα、βを求めることができる。例えば、図１４の例で
は、直線Ｌ1 についてのα1 、β1 および直線Ｌ2 につ
いてのα2 、β2 は次のようになる。
【００１４】
【数１】 α1＝（１４００−０）／（１１−０）＝１２７．２７ β1＝０ α2＝（５０００−１４００）／（４０−１１）＝１２
４．１４ β2＝１４００−１２４．１４×１１＝３４．４６
４．１４ β2＝１４００−１２４．１４×１１＝３４．４６
【００１５】このようにして求めたα、βを、マンマシ
ンコントローラ１６内のメモリ２０に記憶させる。そし
てこのようにして登録（記憶）したα、βと、その後の
当該イオン注入装置運転時のその時々の分析電磁石電流
Ｉおよび引出し電圧Ｅとを用いて、ＣＰＵ１８によって
次式の演算を行わせることにより、質量数ｍを求めてそ
れを表示器２２に表示させる。
ンコントローラ１６内のメモリ２０に記憶させる。そし
てこのようにして登録（記憶）したα、βと、その後の
当該イオン注入装置運転時のその時々の分析電磁石電流
Ｉおよび引出し電圧Ｅとを用いて、ＣＰＵ１８によって
次式の演算を行わせることにより、質量数ｍを求めてそ
れを表示器２２に表示させる。
【００１６】
【数２】ｍ＝ｋ（αＩ＋β）2／Ｅ
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な従来の質量数演算表示方法においては、オペレータが
手動で各データを収集し、かつ直線の方程式を求めなけ
ればならないため、質量数を表示させるまでに非常に多
くの時間がかかるという問題がある。
な従来の質量数演算表示方法においては、オペレータが
手動で各データを収集し、かつ直線の方程式を求めなけ
ればならないため、質量数を表示させるまでに非常に多
くの時間がかかるという問題がある。
【００１８】また、図１３に示すようなグラフから図１
４に示すような数本の直線を引くときに、多数点を結ぶ
曲線を、むりやり数本の直線で近似させるため、誤差が
不可避的に生じ、これが質量数表示に誤差を生じさせる
原因となっている。
４に示すような数本の直線を引くときに、多数点を結ぶ
曲線を、むりやり数本の直線で近似させるため、誤差が
不可避的に生じ、これが質量数表示に誤差を生じさせる
原因となっている。
【００１９】そこでこの発明は、引出し電圧を変化させ
ることのできるイオン注入装置において、分析電磁石か
ら選択的に導出するイオンの質量数を表示するためのデ
ータを短時間でしかも正確に収集し、かつそのデータを
用いて当該質量数を正確に求めて表示することができる
イオンの質量数演算表示方法を提供することを主たる目
的とする。
ることのできるイオン注入装置において、分析電磁石か
ら選択的に導出するイオンの質量数を表示するためのデ
ータを短時間でしかも正確に収集し、かつそのデータを
用いて当該質量数を正確に求めて表示することができる
イオンの質量数演算表示方法を提供することを主たる目
的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明のイオンの質量数演算表示方法は、質量分
析しようとする複数のイオン種ごとに、前記引出し電圧
と、ターゲットに流れるビーム電流が最大になるときの
分析電磁石における磁束密度との関係を表すデータを自
動的に収集してそれを保存するデータ収集ステップと、
このデータ収集ステップによって得られたデータを用い
て、引出し電圧ごとに、分析電磁石における磁束密度
と、当該磁束密度のときに分析電磁石から選択的に導出
されるイオンの質量数との関係を求めてそれを保存する
データ編集ステップと、このデータ編集ステップによっ
て得られたデータを用いて、引出し電圧と、分析電磁石
における磁束密度とに応じて、その条件のときに分析電
磁石から選択的に導出されるイオンの質量数を求めてそ
れを表示する質量数表示ステップとを備えており、かつ
前記データ収集ステップが、分析電磁石電流を一方向に
相対的に粗く変化させることによって、ターゲットに流
れるビーム電流が最大になるときの分析電磁石電流値を
求めてそれを保存する粗調ステップと、この粗調ステッ
プによって得られた前記分析電磁石電流値の近くから分
析電磁石電流を一方向に相対的に細かく変化させること
によって、ターゲットに流れるビーム電流が最大になる
ときの分析電磁石における磁束密度を計測してそれを保
存する微調ステップとを含むことを特徴とする。
め、この発明のイオンの質量数演算表示方法は、質量分
析しようとする複数のイオン種ごとに、前記引出し電圧
と、ターゲットに流れるビーム電流が最大になるときの
分析電磁石における磁束密度との関係を表すデータを自
動的に収集してそれを保存するデータ収集ステップと、
このデータ収集ステップによって得られたデータを用い
て、引出し電圧ごとに、分析電磁石における磁束密度
と、当該磁束密度のときに分析電磁石から選択的に導出
されるイオンの質量数との関係を求めてそれを保存する
データ編集ステップと、このデータ編集ステップによっ
て得られたデータを用いて、引出し電圧と、分析電磁石
における磁束密度とに応じて、その条件のときに分析電
磁石から選択的に導出されるイオンの質量数を求めてそ
れを表示する質量数表示ステップとを備えており、かつ
前記データ収集ステップが、分析電磁石電流を一方向に
相対的に粗く変化させることによって、ターゲットに流
れるビーム電流が最大になるときの分析電磁石電流値を
求めてそれを保存する粗調ステップと、この粗調ステッ
プによって得られた前記分析電磁石電流値の近くから分
析電磁石電流を一方向に相対的に細かく変化させること
によって、ターゲットに流れるビーム電流が最大になる
ときの分析電磁石における磁束密度を計測してそれを保
存する微調ステップとを含むことを特徴とする。
【００２１】
【実施例】図１は、この発明に係る質量数演算表示方法
を実施するイオン注入装置の一例を示す概略図である。
図１０の従来例と同一または相当する部分には同一符号
を付し、以下においては当該従来例との相違点を主に説
明する。
を実施するイオン注入装置の一例を示す概略図である。
図１０の従来例と同一または相当する部分には同一符号
を付し、以下においては当該従来例との相違点を主に説
明する。
【００２２】この例では、従来のマンマシンコントロー
ラ１６およびレコーダ２４の代わりに、インタフェース
部３０およびコントローラ３４を設けている。
ラ１６およびレコーダ２４の代わりに、インタフェース
部３０およびコントローラ３４を設けている。
【００２３】インタフェース部３０は、オペレータとコ
ントローラ３４との間にあって、オペレータがデータ収
集指令を与える、あるいは質量数表示用のデータの登録
値の確認・編集を行う、更には得られた質量数の表示を
行うマンマシンインタフェース部であり、質量数を表示
する表示器３２を有している。
ントローラ３４との間にあって、オペレータがデータ収
集指令を与える、あるいは質量数表示用のデータの登録
値の確認・編集を行う、更には得られた質量数の表示を
行うマンマシンインタフェース部であり、質量数を表示
する表示器３２を有している。
【００２４】コントローラ３４は、質量数表示用のデー
タをオペレータに代わって自動で収集し、そのデータに
基づいて質量数を求めるものであり、ＣＰＵ３６および
メモリ３８を有している。このコントローラ３４は、上
記インタフェース部３０との間で、指令、データ等のや
り取りを行う。
タをオペレータに代わって自動で収集し、そのデータに
基づいて質量数を求めるものであり、ＣＰＵ３６および
メモリ３８を有している。このコントローラ３４は、上
記インタフェース部３０との間で、指令、データ等のや
り取りを行う。
【００２５】また、このコントローラ３４は、前述した
引出し電源６に対して、それからイオン源２に供給する
引出し電圧Ｅを所定電圧（例えば１０ＫＶ）ずつ上昇さ
せる指令を出すと共に、そのときの引出し電圧Ｅがフィ
ードバックされる。更にこのコントローラ３４は、前述
した分析電磁石電源１０に対して、それから分析電磁石
８に供給する分析電磁石電流Ｉをある初期値から一方向
に変化させる（例えば上昇させる）指令を出すと共に、
そのときの分析電磁石電流Ｉがフィードバックされる。
上記初期値は、イオンの質量数ごとに、かつ引出し電圧
Ｅごとに、例えば図２に示すようなテーブルとして、メ
モリ３８内に予め格納されている。
引出し電源６に対して、それからイオン源２に供給する
引出し電圧Ｅを所定電圧（例えば１０ＫＶ）ずつ上昇さ
せる指令を出すと共に、そのときの引出し電圧Ｅがフィ
ードバックされる。更にこのコントローラ３４は、前述
した分析電磁石電源１０に対して、それから分析電磁石
８に供給する分析電磁石電流Ｉをある初期値から一方向
に変化させる（例えば上昇させる）指令を出すと共に、
そのときの分析電磁石電流Ｉがフィードバックされる。
上記初期値は、イオンの質量数ごとに、かつ引出し電圧
Ｅごとに、例えば図２に示すようなテーブルとして、メ
モリ３８内に予め格納されている。
【００２６】更にこの例では、分析電磁石８内に、その
磁束密度Ｂを計測するホール素子２６を設けており、こ
れで計測した磁束密度の信号がアンプ２８を経由してコ
ントローラ３４に与えられる。また、前述したビーム電
流計測器１４から、ターゲット１２に流れるビーム電流
ＩB がフィードバックされる。
磁束密度Ｂを計測するホール素子２６を設けており、こ
れで計測した磁束密度の信号がアンプ２８を経由してコ
ントローラ３４に与えられる。また、前述したビーム電
流計測器１４から、ターゲット１２に流れるビーム電流
ＩB がフィードバックされる。
【００２７】図３は、この発明に係る質量数演算表示方
法の全体的な流れを示すフローチャートである。この質
量数演算表示方法は、データ収集ステップ５１、データ
編集ステップ５２および質量数表示ステップ５３を備え
ている。
法の全体的な流れを示すフローチャートである。この質
量数演算表示方法は、データ収集ステップ５１、データ
編集ステップ５２および質量数表示ステップ５３を備え
ている。
【００２８】データ収集ステップ５１は、質量分析しよ
うとする複数のイオン種ごとに、前述した引出し電圧Ｅ
と、ターゲット１２に流れるビーム電流ＩB が最大にな
るときの分析電磁石８における磁束密度Ｂとの関係を表
すデータを自動的に収集してそれを保存するステップで
ある。
うとする複数のイオン種ごとに、前述した引出し電圧Ｅ
と、ターゲット１２に流れるビーム電流ＩB が最大にな
るときの分析電磁石８における磁束密度Ｂとの関係を表
すデータを自動的に収集してそれを保存するステップで
ある。
【００２９】データ編集ステップ５２は、上記データ収
集ステップ５１によって得られたデータを用いて、引出
し電圧Ｅごとに、分析電磁石８における磁束密度Ｂと、
当該磁束密度Ｂのときに分析電磁石８から選択的に導出
されるイオンの質量数との関係を求めてそれを保存する
ステップである。
集ステップ５１によって得られたデータを用いて、引出
し電圧Ｅごとに、分析電磁石８における磁束密度Ｂと、
当該磁束密度Ｂのときに分析電磁石８から選択的に導出
されるイオンの質量数との関係を求めてそれを保存する
ステップである。
【００３０】質量数表示ステップ５３は、上記データ編
集ステップ５２によって得られたデータを用いて、引出
し電圧Ｅと、分析電磁石８における磁束密度Ｂとに応じ
て、その条件のときに分析電磁石８から選択的に導出さ
れるイオンの質量数を求めてそれを表示するステップで
ある。
集ステップ５２によって得られたデータを用いて、引出
し電圧Ｅと、分析電磁石８における磁束密度Ｂとに応じ
て、その条件のときに分析電磁石８から選択的に導出さ
れるイオンの質量数を求めてそれを表示するステップで
ある。
【００３１】以下にこれらのステップ５１〜５３につい
て詳述する。
て詳述する。
【００３２】データ収集ステップ５１は、この例では、
図４に示すようなステップ６１〜７０から成る。このよ
うな処理は、使用するイオン種（質量数）ごとに行う。
図４に示すようなステップ６１〜７０から成る。このよ
うな処理は、使用するイオン種（質量数）ごとに行う。
【００３３】まず、コントローラ３４から引出し電源６
に対して、イオン源２に供給する引出し電圧Ｅを一定電
圧、例えば１０ＫＶだけ上昇させる指令を出す（ステッ
プ６１）。ステップ６２において、その引出し電圧Ｅが
引出し電源６の最大値（例えば８０ＫＶ）以下であるか
否かを判断し、最大値以下であればステップ６３に進
む。
に対して、イオン源２に供給する引出し電圧Ｅを一定電
圧、例えば１０ＫＶだけ上昇させる指令を出す（ステッ
プ６１）。ステップ６２において、その引出し電圧Ｅが
引出し電源６の最大値（例えば８０ＫＶ）以下であるか
否かを判断し、最大値以下であればステップ６３に進
む。
【００３４】ステップ６３において、分析電磁石電源１
０から分析電磁石８に供給する分析電磁石電流Ｉを、そ
のときのイオン種および引出し電圧Ｅに対する初期値に
セットする。これは、具体的には、図２に示した初期値
テーブルを用いて行われる。例えば、質量数が１１のイ
オン種で引出し電圧が１０ＫＶのときは、８．９Ａにセ
ットする。このように分析電磁石電流Ｉをそのときのイ
オン種および引出し電圧Ｅに対する初期値にセットする
のは、その条件下ではどの程度の分析電磁石電流Ｉでビ
ーム電流ＩB のピークが得られるかはおよそ分かってお
り、それより少な目の電流値を初期値としておくことに
より、分析電磁石電流Ｉをいちいち０Ａから立ち上げな
くて済み、データ収集に要する時間を短縮することがで
きるからである。
０から分析電磁石８に供給する分析電磁石電流Ｉを、そ
のときのイオン種および引出し電圧Ｅに対する初期値に
セットする。これは、具体的には、図２に示した初期値
テーブルを用いて行われる。例えば、質量数が１１のイ
オン種で引出し電圧が１０ＫＶのときは、８．９Ａにセ
ットする。このように分析電磁石電流Ｉをそのときのイ
オン種および引出し電圧Ｅに対する初期値にセットする
のは、その条件下ではどの程度の分析電磁石電流Ｉでビ
ーム電流ＩB のピークが得られるかはおよそ分かってお
り、それより少な目の電流値を初期値としておくことに
より、分析電磁石電流Ｉをいちいち０Ａから立ち上げな
くて済み、データ収集に要する時間を短縮することがで
きるからである。
【００３５】次いで、分析電磁石電流Ｉを粗く、例えば
０．０１Ａずつ上昇させながら、ターゲット１２に流れ
るビーム電流ＩB を計測する（ステップ６４）。これに
よって、例えば図５に示すようなカーブ（マススペクト
ル）が得られる。そして、ビーム電流ＩB が最大点での
分析電磁石電流Ｉの値、図５の例ではＩ1 をメモリ３８
内に格納保存する。このようにして、ビーム電流ＩB が
最大になる点での分析電磁石電流Ｉを粗く見つけること
ができる。このステップ６４および６５が粗調ステップ
である。
０．０１Ａずつ上昇させながら、ターゲット１２に流れ
るビーム電流ＩB を計測する（ステップ６４）。これに
よって、例えば図５に示すようなカーブ（マススペクト
ル）が得られる。そして、ビーム電流ＩB が最大点での
分析電磁石電流Ｉの値、図５の例ではＩ1 をメモリ３８
内に格納保存する。このようにして、ビーム電流ＩB が
最大になる点での分析電磁石電流Ｉを粗く見つけること
ができる。このステップ６４および６５が粗調ステップ
である。
【００３６】次いで、分析電磁石電流Ｉを０Ａに一定時
間（例えば３秒間程度）固定する（ステップ６６）。こ
れは、先の粗調ステップにおける分析電磁石８の鉄心の
ヒステリシスが、次の微調ステップに影響を及ぼすのを
排除するためである。
間（例えば３秒間程度）固定する（ステップ６６）。こ
れは、先の粗調ステップにおける分析電磁石８の鉄心の
ヒステリシスが、次の微調ステップに影響を及ぼすのを
排除するためである。
【００３７】次いで、分析電磁石電源１０から分析電磁
石８に供給する分析電磁石電流Ｉの値を、ステップ６５
で保存した値Ｉ1 よりも少し（例えば０．０２Ａ）小さ
い値（即ち、Ｉ1 −０．０２Ａ）にセットする（ステッ
プ６７）。これは、粗調動作でのピーク点より少し下側
から微調動作を開始するためであり、そのようにすれば
微調動作を短時間で終了させることができる。
石８に供給する分析電磁石電流Ｉの値を、ステップ６５
で保存した値Ｉ1 よりも少し（例えば０．０２Ａ）小さ
い値（即ち、Ｉ1 −０．０２Ａ）にセットする（ステッ
プ６７）。これは、粗調動作でのピーク点より少し下側
から微調動作を開始するためであり、そのようにすれば
微調動作を短時間で終了させることができる。
【００３８】次いで、分析電磁石電流Ｉを上記値から細
かく、例えば０．００１Ａずつ上昇させながら、ターゲ
ット１２に流れるビーム電流ＩB を計測する（ステップ
６８）。これによって、例えば図６に示すようなカーブ
（マススペクトル）が得られる。分析電磁石８における
磁束密度Ｂは、前述したホール素子２６によって計測さ
れているので、このビーム電流ＩB が最大になるときの
磁束密度Ｂをメモリ３８内に格納保存する（ステップ６
９）。このようにして、ビーム電流ＩB が最大になる点
での磁束密度Ｂを細かく見つけることができる。このス
テップ６８および６９が微調ステップである。
かく、例えば０．００１Ａずつ上昇させながら、ターゲ
ット１２に流れるビーム電流ＩB を計測する（ステップ
６８）。これによって、例えば図６に示すようなカーブ
（マススペクトル）が得られる。分析電磁石８における
磁束密度Ｂは、前述したホール素子２６によって計測さ
れているので、このビーム電流ＩB が最大になるときの
磁束密度Ｂをメモリ３８内に格納保存する（ステップ６
９）。このようにして、ビーム電流ＩB が最大になる点
での磁束密度Ｂを細かく見つけることができる。このス
テップ６８および６９が微調ステップである。
【００３９】なお、図５や図６のようなマススペクトル
を求めるときに、例えば10Ｂ、11Ｂというような質量数
の近接したイオンを混同しないように判別する必要があ
る。イオン源２から引き出されるイオンビーム４に含ま
れているイオン種の比率は、イオン源２にイオンビーム
生成のために供給するイオン源物質によって予め決まっ
ているので、上記混同を防止するためには、このような
比率による判断を併用しても良い。また、各イオン種に
固有のマススペクトルをテンプレートとしてコントロー
ラ３４内に持たせておき、収集されたマススペクトルと
このテンプレートとのパターンの一致を検出するテンプ
レートマッチング法等の画像処理アルゴリズムを併用し
ても良い。
を求めるときに、例えば10Ｂ、11Ｂというような質量数
の近接したイオンを混同しないように判別する必要があ
る。イオン源２から引き出されるイオンビーム４に含ま
れているイオン種の比率は、イオン源２にイオンビーム
生成のために供給するイオン源物質によって予め決まっ
ているので、上記混同を防止するためには、このような
比率による判断を併用しても良い。また、各イオン種に
固有のマススペクトルをテンプレートとしてコントロー
ラ３４内に持たせておき、収集されたマススペクトルと
このテンプレートとのパターンの一致を検出するテンプ
レートマッチング法等の画像処理アルゴリズムを併用し
ても良い。
【００４０】また、この例では、他の用途のために、上
記微調動作でのビーム電流ＩB が最大になる点での分析
電磁石電流Ｉ（図５の例ではＩ3 ）をもメモリ３８内に
格納保存するようにしているが（ステップ７０）、これ
は必須ではない。
記微調動作でのビーム電流ＩB が最大になる点での分析
電磁石電流Ｉ（図５の例ではＩ3 ）をもメモリ３８内に
格納保存するようにしているが（ステップ７０）、これ
は必須ではない。
【００４１】ステップ７０が終了したら、ステップ６１
に戻って、引出し電圧Ｅを更に１０ＫＶ上昇させて、そ
れ以降、上記と同様の処理を、引出し電圧Ｅが最大値に
なるまで続ける。引出し電圧Ｅが最大値を越えると、こ
のデータ収集ステップは終了する。
に戻って、引出し電圧Ｅを更に１０ＫＶ上昇させて、そ
れ以降、上記と同様の処理を、引出し電圧Ｅが最大値に
なるまで続ける。引出し電圧Ｅが最大値を越えると、こ
のデータ収集ステップは終了する。
【００４２】そして、上記ステップ６１〜７０の処理
を、使用するイオン種（質量数）ごとに行う。
を、使用するイオン種（質量数）ごとに行う。
【００４３】このようにして、各イオン種について、そ
れを分析電磁石８から選択的にかつ最も多く導出すると
きの磁束密度Ｂが引出し電圧Ｅごとに得られる。これ
は、表にすると例えば図９に示すようになる。Ｇはガウ
スである。これを例えばメモリ３８内に格納しておく。
れを分析電磁石８から選択的にかつ最も多く導出すると
きの磁束密度Ｂが引出し電圧Ｅごとに得られる。これ
は、表にすると例えば図９に示すようになる。Ｇはガウ
スである。これを例えばメモリ３８内に格納しておく。
【００４４】図３に戻って、上記のようなデータ収集ス
テップ５１が終了したら、処理はデータ編集ステップ５
２へと進む。ここでは、まず、データ収集ステップ５１
で得られたデータを用いて、粗い引出し電圧１０ＫＶ、
２０ＫＶ、３０ＫＶ・・・の間を補間する意味で、引出
し電圧Ｅとそのときの磁束密度Ｂとの関係を、イオンの
質量数ごとに求める。より具体的には、例えば図７に示
すような引出し電圧Ｅと磁束密度Ｂとの関係を表す傾き
Ｋ1 、Ｋ2 、Ｋ3 ・・・を、イオンの質量数ごとに求
め、それをメモリ３８内に格納する。この傾きＫ1 、Ｋ
2 、Ｋ3 ・・・を用いることにより、任意の引出し電圧
Ｅに対応する磁束密度Ｂを、イオンの質量数ごとに求め
ることができる。
テップ５１が終了したら、処理はデータ編集ステップ５
２へと進む。ここでは、まず、データ収集ステップ５１
で得られたデータを用いて、粗い引出し電圧１０ＫＶ、
２０ＫＶ、３０ＫＶ・・・の間を補間する意味で、引出
し電圧Ｅとそのときの磁束密度Ｂとの関係を、イオンの
質量数ごとに求める。より具体的には、例えば図７に示
すような引出し電圧Ｅと磁束密度Ｂとの関係を表す傾き
Ｋ1 、Ｋ2 、Ｋ3 ・・・を、イオンの質量数ごとに求
め、それをメモリ３８内に格納する。この傾きＫ1 、Ｋ
2 、Ｋ3 ・・・を用いることにより、任意の引出し電圧
Ｅに対応する磁束密度Ｂを、イオンの質量数ごとに求め
ることができる。
【００４５】次いで、粗い質量数１１、１８、４０・・
・の間を補間する意味で、磁束密度Ｂとその磁束密度Ｂ
のときに分析電磁石８から選択的に導出されるイオンの
質量数との関係を、引出し電圧Ｅごとに求める。より具
体的には、例えば図８に示すような磁束密度Ｂと質量数
との関係を表す傾きα1 、α2 、α3 ・・・を、引出し
電圧Ｅごとに求め、それをメモリ３８内に格納する。こ
の傾きα1 、α2 、α3 ・・・を用いることにより、任
意の磁束密度Ｂに対応する質量数を、引出し電圧Ｅごと
に求めることができる。
・の間を補間する意味で、磁束密度Ｂとその磁束密度Ｂ
のときに分析電磁石８から選択的に導出されるイオンの
質量数との関係を、引出し電圧Ｅごとに求める。より具
体的には、例えば図８に示すような磁束密度Ｂと質量数
との関係を表す傾きα1 、α2 、α3 ・・・を、引出し
電圧Ｅごとに求め、それをメモリ３８内に格納する。こ
の傾きα1 、α2 、α3 ・・・を用いることにより、任
意の磁束密度Ｂに対応する質量数を、引出し電圧Ｅごと
に求めることができる。
【００４６】従って、上記傾きＫ1 、Ｋ2 、Ｋ3 ・・・
および傾きα1 、α2 、α3 ・・・を用いることによ
り、任意の引出し電圧Ｅおよび任意の磁束密度Ｂのとき
に分析電磁石８から選択的に導出されるイオンの質量数
を求めることができる。これを質量数表示ステップ５３
において行う。即ち、上記傾きＫ1 、Ｋ2 、Ｋ3 ・・・
および傾きα1 、α2 、α3 ・・・を用いて、当該イオ
ン注入装置運転時のその時々の引出し電圧Ｅおよび磁束
密度Ｂに応じて、その条件下で分析電磁石８から選択的
に導出されるイオンの質量数を演算し、それを表示器３
２に表示する。例えば、引出し電圧Ｅが１０ＫＶの場合
は図８のデータを用いることができ、そのときに磁束密
度Ｂが５１２ガウスであれば、質量数は１１と求まる。
および傾きα1 、α2 、α3 ・・・を用いることによ
り、任意の引出し電圧Ｅおよび任意の磁束密度Ｂのとき
に分析電磁石８から選択的に導出されるイオンの質量数
を求めることができる。これを質量数表示ステップ５３
において行う。即ち、上記傾きＫ1 、Ｋ2 、Ｋ3 ・・・
および傾きα1 、α2 、α3 ・・・を用いて、当該イオ
ン注入装置運転時のその時々の引出し電圧Ｅおよび磁束
密度Ｂに応じて、その条件下で分析電磁石８から選択的
に導出されるイオンの質量数を演算し、それを表示器３
２に表示する。例えば、引出し電圧Ｅが１０ＫＶの場合
は図８のデータを用いることができ、そのときに磁束密
度Ｂが５１２ガウスであれば、質量数は１１と求まる。
【００４７】上記のような方法によれば、全て自動でデ
ータの収集を行うことができるので、短時間でしかも正
確に、質量数表示用のデータを収集することができる。
ータの収集を行うことができるので、短時間でしかも正
確に、質量数表示用のデータを収集することができる。
【００４８】特に、オペレータが手動操作でマススペク
トルの計測を行う場合、ビーム電流ＩB のピーク点を通
過して初めて通過点であったことを認識し、その後、分
析電磁石電流Ｉを減少させてピーク点での分析電磁石電
流Ｉを計測するという方法しか採れない。しかし、分析
電磁石電流Ｉを一旦減少させて再び上昇させると、分析
電磁石８の鉄心のヒステリシスにより、ピーク点での分
析電磁石電流Ｉは初めの値とは若干異なり、これが誤差
の原因になる。これに対して、この発明の方法では、図
５および図６に示すようなマススペクトルの計測を行う
場合、分析電磁石電流Ｉは一方向（例えば上昇方向）に
のみ変化させるので、分析電磁石８でのヒステリシスの
問題は生じない。これは、コントローラ３４において分
析電磁石電流Ｉおよびビーム電流ＩB 等のデータを収集
しているので、ビーム電流ＩB のピーク点を通過して
も、当該ピーク点での分析電磁石電流Ｉはデータとして
残っているからである。従って、この発明の方法の場合
は、分析電磁石８におけるヒステリシスに起因する誤差
は生じないので、正確なデータ収集を行うことができ
る。
トルの計測を行う場合、ビーム電流ＩB のピーク点を通
過して初めて通過点であったことを認識し、その後、分
析電磁石電流Ｉを減少させてピーク点での分析電磁石電
流Ｉを計測するという方法しか採れない。しかし、分析
電磁石電流Ｉを一旦減少させて再び上昇させると、分析
電磁石８の鉄心のヒステリシスにより、ピーク点での分
析電磁石電流Ｉは初めの値とは若干異なり、これが誤差
の原因になる。これに対して、この発明の方法では、図
５および図６に示すようなマススペクトルの計測を行う
場合、分析電磁石電流Ｉは一方向（例えば上昇方向）に
のみ変化させるので、分析電磁石８でのヒステリシスの
問題は生じない。これは、コントローラ３４において分
析電磁石電流Ｉおよびビーム電流ＩB 等のデータを収集
しているので、ビーム電流ＩB のピーク点を通過して
も、当該ピーク点での分析電磁石電流Ｉはデータとして
残っているからである。従って、この発明の方法の場合
は、分析電磁石８におけるヒステリシスに起因する誤差
は生じないので、正確なデータ収集を行うことができ
る。
【００４９】また、この発明の方法では、図７および図
８のところで説明したように、多数の傾きＫ1 、Ｋ2 ・
・・および傾きα1 、α2 ・・・を求めるようにしてお
り、これによって質量数表示に用いるデータが非常に多
く得られるため、この意味からも質量数を正確に表示す
ることができる。
８のところで説明したように、多数の傾きＫ1 、Ｋ2 ・
・・および傾きα1 、α2 ・・・を求めるようにしてお
り、これによって質量数表示に用いるデータが非常に多
く得られるため、この意味からも質量数を正確に表示す
ることができる。
【００５０】なお、以上ではインタフェース部３０とコ
ントローラ３４とを別にしている例を示したが、両者を
一つにまとめても良いのは勿論である。
ントローラ３４とを別にしている例を示したが、両者を
一つにまとめても良いのは勿論である。
【００５１】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、前述し
たようなデータ収集ステップ、データ編集ステップおよ
び質量数表示ステップを備えているので、分析電磁石か
ら選択的に導出するイオンの質量数を表示するためのデ
ータを短時間でしかも正確に収集することができる。そ
して、そのようなデータを用いて、イオンの質量数を正
確に求めて表示することができる。
たようなデータ収集ステップ、データ編集ステップおよ
び質量数表示ステップを備えているので、分析電磁石か
ら選択的に導出するイオンの質量数を表示するためのデ
ータを短時間でしかも正確に収集することができる。そ
して、そのようなデータを用いて、イオンの質量数を正
確に求めて表示することができる。
【図１】この発明に係る質量数演算表示方法を実施する
イオン注入装置の一例を示す概略図である。
イオン注入装置の一例を示す概略図である。
【図２】図１中のメモリに格納されている、分析電磁石
電流の初期値テーブルの一例を示す図である。
電流の初期値テーブルの一例を示す図である。
【図３】この発明に係る質量数演算表示方法の全体的な
流れを示すフローチャートである。
流れを示すフローチャートである。
【図４】図３中のデータ収集ステップの詳細例を示すフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図５】図４中の粗調動作によって得られるマススペク
トルの一例を示す図である。
トルの一例を示す図である。
【図６】図４中の微調動作によって得られるマススペク
トルの一例を示す図である。
トルの一例を示す図である。
【図７】引出し電圧と分析電磁石における磁束密度との
関係の一例を示す図である。
関係の一例を示す図である。
【図８】分析電磁石における磁束密度とイオンの質量数
との関係の一例を示す図である。
との関係の一例を示す図である。
【図９】イオンの質量数、引出し電圧および分析電磁石
における磁束密度との関係を表すテーブルの一例を示す
図である。
における磁束密度との関係を表すテーブルの一例を示す
図である。
【図１０】従来の質量数演算表示方法を実施するイオン
注入装置の一例を示す概略図である。
注入装置の一例を示す概略図である。
【図１１】マススペクトルの一例を示す図である。
【図１２】イオンの引出し電圧、質量数、分析電磁石電
流等の関係を表すテーブルの一例を示す図である。
流等の関係を表すテーブルの一例を示す図である。
【図１３】磁束密度の代用値と分析電磁石電流との関係
の一例を示す図である。
の一例を示す図である。
【図１４】図１３の曲線を数本の直線で表した図であ
る。
る。
２ イオン源 ４ イオンビーム ６ 引出し電源 ８ 分析電磁石 １０ 分析電磁石電源 １２ ターゲット １４ ビーム電流計測器 １６ ホール素子 ３０ インタフェース部 ３４ コントローラ ５１ データ収集ステップ ５２ データ編集ステップ ５３ 質量数表示ステップ
Claims (1)
- 【請求項１】 イオン源から引き出したイオンビームを
分析電磁石を通して質量分析した後にターゲットに入射
させてイオン注入を行うイオン注入装置であって、イオ
ン源に対してイオンビーム引き出しのために供給する引
出し電圧を変化させることのできる装置において、質量
分析しようとする複数のイオン種ごとに、前記引出し電
圧と、ターゲットに流れるビーム電流が最大になるとき
の分析電磁石における磁束密度との関係を表すデータを
自動的に収集してそれを保存するデータ収集ステップ
と、このデータ収集ステップによって得られたデータを
用いて、引出し電圧ごとに、分析電磁石における磁束密
度と、当該磁束密度のときに分析電磁石から選択的に導
出されるイオンの質量数との関係を求めてそれを保存す
るデータ編集ステップと、このデータ編集ステップによ
って得られたデータを用いて、引出し電圧と、分析電磁
石における磁束密度とに応じて、その条件のときに分析
電磁石から選択的に導出されるイオンの質量数を求めて
それを表示する質量数表示ステップとを備えており、か
つ前記データ収集ステップが、分析電磁石電流を一方向
に相対的に粗く変化させることによって、ターゲットに
流れるビーム電流が最大になるときの分析電磁石電流値
を求めてそれを保存する粗調ステップと、この粗調ステ
ップによって得られた前記分析電磁石電流値の近くから
分析電磁石電流を一方向に相対的に細かく変化させるこ
とによって、ターゲットに流れるビーム電流が最大にな
るときの分析電磁石における磁束密度を計測してそれを
保存する微調ステップとを含むことを特徴とするイオン
の質量数演算表示方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5301096A JPH07130324A (ja) | 1993-11-05 | 1993-11-05 | イオンの質量数演算表示方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5301096A JPH07130324A (ja) | 1993-11-05 | 1993-11-05 | イオンの質量数演算表示方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07130324A true JPH07130324A (ja) | 1995-05-19 |
Family
ID=17892809
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5301096A Pending JPH07130324A (ja) | 1993-11-05 | 1993-11-05 | イオンの質量数演算表示方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07130324A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002043095A (ja) * | 2000-03-27 | 2002-02-08 | Applied Materials Inc | 線形加速装置用コントローラ |
| JP2003504820A (ja) * | 1999-07-08 | 2003-02-04 | バリアン・セミコンダクター・エクイップメント・アソシエイツ・インコーポレイテッド | ビーム電流センサを使用してイオンビーム装置を位置合わせするための方法及び装置 |
| US9984851B2 (en) | 2013-08-21 | 2018-05-29 | Sumitomo Heavy Industries Ion Technology Co., Ltd. | Ion implanter, magnetic field measurement device, and ion implantation method |
-
1993
- 1993-11-05 JP JP5301096A patent/JPH07130324A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003504820A (ja) * | 1999-07-08 | 2003-02-04 | バリアン・セミコンダクター・エクイップメント・アソシエイツ・インコーポレイテッド | ビーム電流センサを使用してイオンビーム装置を位置合わせするための方法及び装置 |
| JP2002043095A (ja) * | 2000-03-27 | 2002-02-08 | Applied Materials Inc | 線形加速装置用コントローラ |
| US9984851B2 (en) | 2013-08-21 | 2018-05-29 | Sumitomo Heavy Industries Ion Technology Co., Ltd. | Ion implanter, magnetic field measurement device, and ion implantation method |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20040420 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20040615 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Effective date: 20040803 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040816 |
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