JPH0785409B2 - イオン注入監視制御システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、たとえば半導体装置の製造に用いられるイ
オン注入装置の監視制御を行なうイオン注入監視制御シ
ステムに関するものである。

〔従来の技術〕

LSIなどの半導体装置の製造過程において、シリコンウ
エハにボロン，燐，砒素などの不純物を注入する工程が
あるが、現在この工程は、従来の熱拡散法に比較して優
れた数多くの特長を備えたイオン注入法を用いて行なわ
れている。イオン注入法では、たとえば第７図に示すよ
うなメカニカルスキャン型のイオン注入装置１を用い
て、イオン注入動作が行なわれる。

イオン注入装置１では、次のようにイオン注入動作が行
なわれる。まず高電位部に配置され高真空下にあるイオ
ン源21において、イオンソースガス供給部22から供給さ
れるイオンソースガスの雰囲気中で、アーク放電を行な
ってイオンプラズマを発生させ、イオン源21に引出し電
源部28から引出電圧を印加してスリット状の引出し口23
からイオンビーム24を質量分析器25に引き出す。この動
作は、アーク電源部26・イオン源電源部27・引出し電源
部28の各出力に応じて行なわれる。次に分析マグネット
電源部29の出力に応じて、質量分析器25によって選択さ
れたマス値のイオンビーム24を加速管30に導き、加速電
源部31から加速管30に与えられる加速電圧によって加速
されたイオンビーム24をエンドステーション32内に配置
されたディスク33に装着した各ウエハ34に照射する。エ
ンドステーション32では、ディスク33がインダクション
モータ35およびステッピングモータ駆動部36によって制
御されるステッピングモータ37によって回転並進運動さ
れ各ウエハ34の全面にイオンビーム24が均一に照射され
る。

上述のようなイオン注入装置１は、コンピュータ化によ
って、第１図に示すような分散処理システムで監視制御
されるようになってきている。この分散処理システムで
は、第７図のイオン注入装置１のイオンソースガス供給
部22・アーク電源部26・イオン源電源部27・引出し電源
部28・分析マグネット電源部29・加速電源部31・ステッ
ピングモータ駆動部36などの各被制御部に備えられた計
測回路から出力される各表示項目（たとえば前述のアー
ク電源部26に設けられた電源計測回路から出力されるア
ーク電流など）の計測データ画像表示するCRT表示装置
とそのコントローラおよびイオン注入装置１のイオンビ
ーム立ち上げなどの制御指令の入力を行なうためのキー
ボードからなるコンソール２と、イオン注入装置１の各
部に制御信号を出力するとともにイオン注入装置１の各
データ計測部から計測データを取り入れ、その計測デー
タをコンソール２に送出するプロセスコントローラ３と
が、データ伝送路４を介して接続されている。３′は他
のイオン注入装置（図示せず）などの制御を行なうプロ
セスコントローラである。

このようなシステムでは、従来第５図および第６図に示
すフローに従ってイオン注入装置１の計測データ表示動
作が行なわれる。第５図はコンソール２の動作を示し、
第６図はプロセスコントローラ３の動作を示す。第５図
に示すようにコンソール２では、まずステップm1でCRT
表示装置が前記各表示項目の計測データを表示中か否か
を判断し、表示中でないと動作を終了し、表示中である
と次のステップm2に移り、表示更新周期待ちとなる。所
定の更新時間になると（たとえば30秒が経過すると）、
次のステップm3へ移り、プロセスコントローラ３へ表示
中の計測データを要求する指令を出す。そうするとプロ
セスコントローラ３は、第６図に示すようにステップn1
で要求のあったアーク電流などの表示項目のうち表示優
先順位の高い方の計測データをイオン注入装置１の各被
制御部から取り込み、ステップn2でデータ伝送路４を介
して計測データをコンソール２に送出する。再び第５図
に戻って、コンソール２はステップm4でプロセスコント
ローラ３から送出された計測データを入力し、次のステ
ップm5でその計測データをCRT表示装置に表示する。ス
テップm6では、CRT表示装置に表示中の全表示項目の計
測データが更新されたか否かを判断し、その全表示項目
の更新が終了していないとステップm3へ戻り、その全表
示項目の更新が終了するとステップm1へ戻る。

他方、イオン注入装置１の制御は、コンソール２から制
御指令がデータ伝送路４を介してプロセスコントローラ
３に与えられ、その制御指令に従ってプロセスコントロ
ーラ３からイオン注入装置１のイオンソースガス供給部
22・アーク電源部26・イオン源部電源27・引出し電源部
28・分析マグネット電源部29・加速電源部31・ステッピ
ングモータ駆動部36などの各被制御部にイオンソースガ
ス流量・引出し電圧・イオン電圧・加速電圧などを設定
する制御信号が出力されることによって行なわれる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来では、上述のように計測データが更新表示されるに
は、所定の更新時間になったときにコンソール２が計測
データ要求指令をプロセスコントローラ３に与え、プロ
セスコントローラ３がその指令によって表示に必要な全
計測データをイオン注入装置１から順次取り込み、コン
ソール２に送出する動作が必要である。ところが、所望
の制御指令を入力した直後では、制御状態によって一部
の計測データが短期間で大きく変動する場合がある。こ
のような場合、所定の更新周期（たとえば30秒）で計測
データの表示が更新されるのでは、オペレータが計測デ
ータの変動状態を把握するのが難しくなり、所望の制御
が困難になる不都合がある。

この発明の目的は、所望の制御指示を入力した直後の所
定期間イオン注入装置の計測データのうちその制御指令
に関連する計測データのみの表示更新速度を速くするこ
とができるイオン注入監視制御システムを提供すること
である。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明のイオン注入監視制御システムは、イオン注入
装置の監視制御に必要な表示および前記イオン注入装置
の制御指令の入力を行なうコンソールと、このコンソー
ルからデータ伝送路を介して与えられる前記制御指令に
従って前記イオン注入装置の各被制御部に制御信号を出
力するとともに前記イオン注入装置の各データ計測部か
ら計測データを取り込み前記データ伝送路を介して表示
に必要な計測データを前記コンソールに送出するプロセ
スコントローラとを備え、前記プロセスコントローラは
前記制御指令を与えられた後前記制御指令に関連する計
測データが比較的安定するまでの所定期間前記制御指令
に関連する計測データのみを前記所定期間に比べて短い
周期で前記コンソールに送出する第１計測データ送出手
段と、表示に必要な全計測データを前記第１計測データ
送出手段のデータ送出周期に比べて長い周期で送出する
第２計測データ送出手段とを有することを特徴とするも
のである。

〔作用〕

この発明の構成によれば、コンソールからデータ伝送路
を介してプロセスコントローラに制御指令が与えられる
と、第１計測データ送出手段によってプロセスコントロ
ーラは、制御指令に関連する計測データのみを、制御指
令が与えられた後制御指令に関連する計測データが比較
的安定するまでの所定期間イオン注入装置から取り込
み、所定期間に比べ短い周期でコンソールへ送出する。
したがって制御指令直後の所定期間、前記制御指令に関
連する計測データの表示変更速度を速めることができる
ので、制御指令を入力した直後にその制御指令によって
一部の計測データが急変しても、これを正確に把握する
ことができ、所望の制御を行うことができる。

〔実施例〕

第１図は、この発明の一実施例のイオン注入監視制御シ
ステムを実現することができる分散処理システムの構成
を示すブロック図である。このイオン注入監視制御シス
テムは、イオン注入装置１の監視制御に必要な表示およ
び前記イオン注入装置１の制御指令の入力を行なうコン
ソール２と、このコンソール２からデータ伝送路４を介
して与えられる前記制御指令に従って前記イオン注入装
置の各被制御部に制御信号を出力するとともに前記イオ
ン注入装置１の各データ計測部から計測データを取り込
み前記データ伝送路４を介して表示に必要な計測データ
を前記コンソールに送出するプロセスコントローラ３と
を備えている。

第１図に示すイオン注入装置１は、第７図のメカニカル
スキャン型イオン注入装置と同じであり、従来技術で述
べたようにターゲットとなる物質にイオンを注入する装
置である。このイオン注入装置１の構成およびイオン注
入動作の説明は従来例で述べたので、ここでは省略す
る。なお、この発明では、イオン注入装置１はメカニカ
ルスキャン型に限定されず、静電走査型であってもよい
し、他の構成であってもよい。

コンソール２は、オペレータが各種指令を入力するため
のキーボード、イオン注入装置１の監視制御に必要な前
記計測データなどを予め定めた態様で表示するためのCR
T表示装置、CRT表示制御コントローラなどで構成され、
データ伝送路４を介してプロセスコントローラ３に制御
指令を与えるとともに第２図に示すフローに従ってプロ
セスコントローラ３から送出される計測データをCRT表
示装置に表示する。なお、前記CRT表示装置は、すべて
の項目を一つのモードで表示してもよいし、または複数
モードに分けて（一部項目は複数のモードに重複するこ
ともある）表示するように構成してもよい。

プロセスコントローラ３は、第３図および第４図に示す
フローに従って動作する。第３図は、コンソール２から
所望の制御指令が与えられた後の所定期間の第１計測デ
ータ送出手段の動作を示す。プロセスコントローラ３
は、コンソール２からたとえば第７図に示す質量分析器
25に与えられるマグネット電流を変更する制御指令が与
えられると、ステップp1でその制御指令を示す制御信号
をイオン注入装置１の分析マグネット電源部29に出力
し、次のステップp2で制御指令が与えられた後制御指令
に関連する計測データが比較的安定するまでの所定期間
に比べて短い周期である、たとえば１秒間程制御計測周
期待ちとなる。１秒間程時間が経過すると次のステップ
p3に移り、プロセスコントローラ３は、全表示項目の計
測データのうち前記制御指令に関連する計測データ、た
とえばアーク電流，マグネット電源，マス値などの各項
目をその順位に従って（順位は予め定められる）計測デ
ータ、たとえばマグネット電流の計測データをイオン注
入装置１から取り込む。そして、ステップp4でその計測
データをデータ伝送路４を介してコンソール２に送出す
る。ステップp5では前記制御指令に関連する計測データ
が全て送出されたか否かを判断し、前記制御指令に関連
する計測データが前記順位（例えばイオンビーム電流→
マス値……）に従って全て送出されるまで、ステップp3
〜p5で繰り返される。前記制御指令に関連する計測デー
タが全て送出されると次のステップp6に移り、予め定め
られた所定期間（例えば全ての前記制御指令に関連する
計測データが比較的安定する期間）が終了したか否かが
判断され、所定期間終了でないとステップp2に戻る。こ
の動作によってプロセスコントローラ３は、前記制御指
令を与えられた後の所定期間、前記制御指令に関連する
計測データのみを１秒程度の短周期で送出する。

第４図は、イオン注入装置１の計測データが比較的安定
する期間の第２計測データ送出手段の動作を示す。ステ
ップs1では長時間であるたとえば30秒間程度の計測周期
待ちとなり、30秒程時間が経過すると次のステップs2に
移り、プロセスコントローラは、イオン注入装置１から
各項目をその順位に従がって（順位は予め定められる）
計測データを取り込む。そして次のステップs3で前記計
測データをデータ伝送路４を介してコンソール２に送出
する。ステップs4では全指定項目の計測データが送出さ
れたか否かを判断し、前記順位に従って全指定表示項目
の計測データが送出されるまでステップs2〜s4を繰り返
す。この動作によってプロセスコントローラ３は、前記
所定期間（30秒）後、全指定表示項目の計測データを30
秒程度の長周期で送出する。

なお、必要に応じて短周期中であっても長周期の所定期
間には全指定項目の計測データを順次送出するようにし
てもよいのはもちろんである。

以上のようにこの実施例では、制御指令直後の所定期
間、その制御指令に関連する計測データの表示変更速度
が速けることができるので、オペレータが前記制御指令
に関連する計測データの変動を的確に把握することがで
き、イオン注入装置１の制御が非常に容易になる。

〔発明の効果〕

このイオン注入監視制御システムによれば、第１計測デ
ータ送出手段によってプロセスコントローラが、制御指
令が与えられた後制御指令に関連する計測データが比較
的安定するまでの所定期間、制御指令に関連する計測デ
ータを所定期間に比べて短い周期でコンソールへ送出す
るようにしたことによって、制御指令を入力した直後の
所定期間、前記制御指令に関連する計測データの表示変
更速度が速められるので、制御指令を入力した直後に前
記制御指令に伴なう動作によって計測データが急変して
も、これを正確に把握することができ、所望の制御を行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を実現することができる分
散処理システムの構成を示すブロック図、第２図は発明
の一実施例のコンソールの動作を示すフローチャート、
第３図および第４図は発明の一実施例のプロセスコント
ローラの動作を示すフローチャート、第５図は従来例の
コンソールの動作を示すフローチャート、第６図は従来
例のプロセスコントローラの動作を示すフローチャー
ト、第７図はメカニカルスキャン型のイオン注入装置の
一例の要部構成を示すブロック図である。 １……イオン注入装置、２……コンソール、３……プロ
セスコントローラ、４……データ伝送路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】イオン注入装置の監視制御に必要な表示お
   よび前記イオン注入装置の制御指令の入力を行なうコン
   ソールと、このコンソールからデータ伝送路を介して与
   えられる前記制御指令に従って前記イオン注入装置の各
   被制御部に制御信号を出力するとともに前記イオン注入
   装置の各データ計測部から計測データを取り込み前記デ
   ータ伝送路を介して表示に必要な計測データを前記コン
   ソールに送出するプロセスコントローラとを備え、前記
   プロセスコントローラは前記制御指令を与えられた後前
   記制御指令に関連する計測データが比較的安定するまで
   の所定期間前記制御指令に関連する計測データのみを前
   記所定期間に比べて短い周期で前記コンソールに送出す
   る第１計測データ送出手段と、表示に必要な全計測デー
   タを前記第１計測データ送出手段のデータ送出周期に比
   べて長い周期で送出する第２計測データ送出手段とを有
   することを特徴とするイオン注入監視制御システム。