JPS60254546A - イオン注入装置用制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の分野） この発明は、イオン注入装置用制御装置に関する。

（先行技術の説明） 第１図は、従来のいわゆる大電流型イオン注入装置用の
制御装置を示すブロック図である。大電流型イオン注入
装置においては、イオン電流が数ｍＡ〜１０ｍＡ程度で
あり、エンドステーション１における「りＴハディスク
２が、イオンビーム３１をターゲットのつ］−ハ４に均
一に注入するために回転・並進運動を行う。

制御装置中のエンドステーションコントローラ６、シス
テムコントローラ８、ンシンーコントローラ１０、イン
フッ１−ス」ニット１２、注入コントローラ１／Ｉ、加
速コントロニラ１６およびマスコント［１−ラ１８は、
それぞれ、ＣＰｊＪ（中央処理装置、以下同じ）を備え
る。

マシンコントローラ１０は、キーボード、ＣＲ１゛Ｊ３
よびフロッピィディスク等を備えており、これらにより
種々のデータ設定を行い、また、各」ントローラからの
モニタ信号をインタフェースユニット１２を通し′Ｃ読
み込み、状態表示を行う。

システムコントローラ８は、真空系の制御および装置の
状態監視を行う。注入コントローラ１４は、これにドー
ズ吊、ウェハサイズ等の注入条件を与えることにより、
つ１ハデイスク２の並進運動をステッピングモータドラ
イバ２０を経由して制御する。加速二１ントローラ１６
は、設定された電圧に加速電圧を調整する。マスコント
ローラ１８は、設定されたマスナンバーのイオンビーム
を得ることかできるように分析マグネット２２に与える
電流の調整を行う。イオン源コントローラ２４は、イオ
ン源３０におＣブるプラズマ発生の手動操作パネルであ
る。ガスセレクト２６は、イオン源３０にお（プるプラ
ズマ発生のためのガス試料選択のためのコントロー）′
Ｃ：ある。ビームコント［１−ラ２８は、マスコントロ
ーラ１８の表示パネルであり、ビーム引出電圧の設定を
行う。エントスデージョンコントローラ６は、ウェハハ
ンドリングを制御づる。テレメータ３２は、大地側と高
電圧部３とのデータの送受信を行うユニットである。

イオン源コントローラ２４によりイオン源３０にプラズ
マを発生させ、ビーｌ＼コントローラ２８により引出電
圧の印加を制御し、イオン源３０からイオンビーム３１
を引出す。加速コントローラ１６により、加速管５にお
【プる加速電圧を設定し、注入エネルギーを決定する。

イオンビーム吊に比例した信号を注入＝１ントローラ１
４が受けて、つ１ハ４への′１１人制御を行う。尚、イ
オン注入前にはウェハ４をウェハディスク２に装填し、
注入路７’　１１つ」ハ４をディスク２から取り出１゜
第２図は、従来のいわゆる中電流型イオン注入装置用の
制御装置を示すブロク゛り図である。中電流型イオン注
入装置においては、イオン電流が１ｍＡ程度であり、Ｑ
レンズ３４によりビームを集束させ走査電極３６により
ビームを走査することにより注入室４７内のウェハ４８
の全面にビームを照射する。

制御装置中のエントスデージョンコントローラ３８、真
空コントローラ４０、加速コントローラ４２およびマス
コントローラ４４は、それぞれ、ＣＰ　Ｕを備える。

マシンコントローラ４６は、キーボード、ＣＲＦおよび
フロッピィディスク等を備えでおり、これらにより注入
条件の設定等を行い、装置の状態を監視する。加速コン
ト［１−ラ４２およびマスコントローラ４４は、それぞ
れ、前述した大電流型のものと同様の機能を右する。高
電圧セットアツプ５０では、イオン源５２の操作等を行
う。ガスセレクト５１は、前述した大電流型のものと同
様の機能を右づる。真空コントローラ４０は、装置の真
空系の制御を行う。エンドステーションコン１〜ローラ
３８は、ウェハ４８のハンドリング制御を行う。モード
ファラデー５４は、注入モードを選択し、スキ１７ンビ
ームを使用するかスポットビームを使用するかを決める
。低電圧ゼットアップ５６Ｔ：は、ビーム収束用のＱレ
ンズ電極３４に印加する電圧の調整およびビーム走査用
の走査電極３６に印加する電圧の調整を行う１．）ルメ
ータ５８は、前述した大電流型のものと同様の機能を有
する。

高電圧セットアツプ５　’０によりイオン源５２の立ち
上げを行い、イオンｌｌｊ；ｉ５２からイオンビーム５
３を引き出ず。加速コントローラ４２により注入１ネル
ギーを設定する。ビーム集束用のＱレンズ３４およびビ
ーム走査幅を調整−りることにより、注入室４７内のつ
］ニハ４８の全面にビームを照射する。尚、ウェハ４８
は、エンドステージフンコントローラ３８により注入室
４７にまで移動させられ、イオンＨ人後取り出される。

しかしながら、第１図あるいは第２図に示した従来の制
御装置においては、各コントローラからの信号がインタ
フェースユニット１２あるいはマシンコントローラ４６
に並列に入っており、更にコン１〜コ］−ラ間での信号
の受渡しもあるため、それらの間を接続するケーブル数
が膨大になるという問題に加えて、制御機能を拡張した
り修正したりする場合、一つのコントローラたりではな
く色々なコントローラのソフトウェアやハードウェアを
修正づる必要があり、システムの拡張や修正が容易でな
いという問題もある。

（発明の目的） この発明は、ケーブル数を低減することができ、しかも
システムの拡張や修正が容易なイオン注入装置用制御装
置を提供することを目的とする。

（実施例の説明） この発明は、イオン注入のための複数群の制御をそれぞ
れ局部的に分散して行う複数の制御手段と、前記制御手
段の各々にそれぞれ接続されていて、情報の送信および
受信を制御する複数の伝送手段と、前記伝送手緩をルー
プ状に接続する伝送路とを備えることを特徴とするイオ
ン注入装置用制御装置である。以下、この発明を実施例
に基づいて説明する。

第３図は、この発明の一実施例を示すブロック図である
。この実施例に係る制御装Ｖは、イオン注入のための複
数群の制御をそれぞれ局部的に分散して行う複数のコン
トローラ６１〜６７と、このコントローラ６１〜６７の
各々にそれぞれ接続されていて、情報の送信および受信
を制御する複数の伝送部７１〜７７と、この伝送部７１
へ・７７をループ状に接続する１本の伝送路８０とを備
える。各コントローラ間の情報の転送は各々の伝送部を
経由して行われる。ホストコントローラ６１、マシンコ
ント［１−ラ６２およびマンマシンインタフェースコン
１ヘローラ６３でオペレータコンソール８１を構成して
おり、この制御装置は、オペレータコンソール８１、メ
インコント１］−ラ６４、ハンドリング−１ント〔１−
ラ６５、マシンインタフェースコントローラ６６および
注入コントローラ６７を中心とする五つのサブシステム
に分けで考えることがＣきる。

メインコン１〜〇−ラ６４には、真空計や各種リミッ１
〜スイッチな・どの測定器８２や、バルブ８４、引出系
やビームラインのための真空ポンプ８６等が接続されて
いる。このメインコントローラ６４により、イオン注入
装置の真空ポンプやバルブのシーケンス制御および電源
や一各種用役の状態監視を行う。本制御装置は、自動ど
手動のモードを備えており、自動時には、このコント［
１−ラ６４のみでシーケンス制御を行うことができ、手
動時には、オペレータコンソール８１からこのコントロ
ーラ６４を経由して装置を制御することができる。。

装置の状態は、適当なタイミングで伝送路８０上に乗せ
られ、他のコントローラがこれを読み込む。

これの詳細は、第４図および第５図を用いて後で説明す
る。

ハンドリングコントローラ６５には、ウェハハンドリン
グのための光センサ８８、真空ポンプ９０１バルブ９２
およびモータ９４等が接続されている。このハンドリン
グコントローラ６５によりウェハのハンドリングを制御
する。自動時には、このコントローラ６５のみで制御を
行うことができる。この場合、メインコントローラ６４
からの情報によりタイミングを決定する。手動時には、
オペレータコンソール８１からこのコントローラ６５を
経由してウェハのハンドリングを制御することができる
。イオン注入装置の状態（例えば、ウェハの処理状況等
）は、適当なタイミングで伝送路８０上に乗ら仕れ、伯
のコントローラ（主とし゛Ｃオペレータコンソール８１
）がこれを読み込む。

マシンインタフェースコントローラ６６には、テレメー
タ９６や真空削客の測定器１００等が接続されている。

テレメータ９６には、イオン源電源、引出電源、分析マ
グネット電源、加速電源等の各種の電？１Ｐｉ９８が接
続されている。尚、中電流型イオン注入装置に対しては
、電［９８にはＱレンズ電源および走査電源が含まれて
いる。このマシンインタフェースコントローラ６６によ
り、測定器のデータの読込み、電源のパフメータの読込
み、電源のパラメータ制御を行う信号の出力等が行われ
る。読み込まれたデータは、伝送路８０に乗せられてオ
ペレータ」ンソール８１に渡される。

また、パラメータ制御信号はオペレータ」ンソール８１
から送られて来る。

オペレータコンソー・ル８１中のホストコントローラ６
１は、ホストコンピュータとの通信を制御する。マシン
−」ント［１−ラ６２は、各種のスイッチや表示器を備
えており、イオン注入条件のマニュアル設定等を行う。

マンマシンインタフェース」ン１〜ローラ６３は、キー
ボード、ＣＲＴ、フロッピィディスク等を備えており、
イオン注入条件の設定等を行う。このようなコント［Ｊ
−ラを備えたオペレータコンソール８１は、イオン注入
装置運転時の操作車であり、ＣＲＴ画面上に操作のガイ
ダンスを表示し、ファンクシコンキーとテンし−とによ
り操作を行う。また、イオン注入装置の状態は他のコン
トローラから送られてくるデータを元にしてＧ　Ｒ’１
一画面トに表示される。自動時には、イオン源の立ち上
げ、ビーム引出し、ビーム集束等の調整制御のための制
御信号を伝送路８０上に￥ｌｊ　Ｖ’？：’各コントロ
ーラ、に与える。例えば、マシンインタフニー・スニＪ
ントローラ６６は、その制御信号に基づき各電源等に制
御信号を与える。更にオペレータコンソール８１は、ホ
ストコンピュータとの通信を行い、外部からの条件設定
の読込み、イオン注入装置の処理情報の送信等を行う。

これはユーザー側のＦＤＰのためのものＣある。

注入コント［Ｊ−ラ６７を中心とするサブシステム１０
８は、大電流型イオン注入装置のためのものであり、中
電流型には必要はない。注入コントローラ６７には、ウ
ェハディスク駆動機４１１ｉ１０４のためのステッピン
グモータを駆動するステッピングモータドライバ１０２
やビーム電流をＡＩＤ変換する変換器１０６が接続され
ている。この注入コントローラ６７により、ビーム電流
に基づいてウェハの装填されたディスクの並進速度の制
御が行われる。

次に、前述した各コントローラおよび伝送部につき更に
説明する。第４図は、コントローラおよび伝送部を示す
ブロック図である。コントローラ６０は前述したコント
ローラ６１〜６７を一般的に示したものであり、伝送部
７０は前述した伝送部７１〜７７を一般的に示したしの
ｒある。コントローラ６０は、互いに接続されたＣＰＵ
６０１、メモリ６０２およびＩ１０インタフ１−・ス６
０３を備える。Ｉ１０インタフェース６０３には、前述
した各種の周辺機器が接続される。伝送部７０ば、互い
に接続された受信部７０１、送信部７０２およびインタ
フェース部７０３を備える。インタフェース部７０３に
は、前述した伝送路８０が接続されている。

伝送路８０に接続されていて、各々が伝送部、コントロ
ーラおよび周辺機器から成るザブシステムを局と呼ぶこ
とができるが、この制御装置においては、親局−子局（
または１次局−２次局、またはマスター局−スレープ局
）という考えは無く全局が平等である。

受信部７０１は、伝送路８０から情報が送られてぎたら
これを取り込み、他局情報（他局が伝送路８０に出力し
た情報）であればこれを送信部７０２へ送ると共に、選
別を行い自局にとって必要であれば選別情報を処理情報
に変遷してコントローラ６０に送る。一方送化部７０２
は、常に受信部７０１から送られてくる他局情報および
コント［１−ラ６０からの送信情報を読み取りこれを内
部のメモリにバッフ７リングしておき、送信タイミング
になるたびにバッファリングされている送信情報を伝送
路８０へ送信する。尚、この実施例に４３いでは、＝１
ン１〜ローラ６０からの送信情報は、送信元アドレス（
局番号）を付加することにより伝送路８０を一巡（ある
いは数回巡回）して送信元に戻った時に消滅させるよう
にしている。また、この実施例にｊ３いては、インタフ
ェース部７０３は、伝送路８０をバイパスするリレーを
備えており、これにより自局をバイパスさせることがで
きこの制御装置にＪ３ける情報フレームの伝送形態とし
では、各局間の各伝送部のそれぞれに情報フレー・ムを
乗けるマルチフレーム伝送方式を採用しでいる３、これ
を第４図および第５図を用いて説明りる。第５図は、第
４図の伝送部７０に入力される情報Ｄ・および伝送部７
０から出力される情報Ｄｏを示す概略図である。伝送部
７０は、所定の伝送遅れで、人力情報Ｄ・を出力情報り
。とじて伝送する。この場合、例えば情報ａを伝送中に
コントロー９６０より伝送情報Ａが発生した場合を考え
てみると、情報Ａを即座に送信することはできない。ど
ころか、入力情報ｏｉ中に伝送ずべき情報が無いとぎは
、空きスロットとしてＦｌ−１ΔＧを送っており（例え
ば、第５図中のスロットＳＬ参照〉、送信部７０２はこ
の空ぎスロットを見付けて情報Ａを送信するようにして
いる。

前述したような制御装置においては、各コントローラ間
を接続する伝送ケーブルが１本で済む。

これにより、従来の制御装置に比べてケーブル費ｆｆｌ
謄上ｒｖｔｒ−プノし倉ぬ、泌誌曽田ル÷緑Ｌ−Ｊ口■
ることができる。また、イオン注入装置においては、高
電圧部−１特にイオン源からのザージ対策が重要な課題
であるが、各コントローラ間を接続するケーブル数が最
少になることにより、ザージ対策も非常にやり易くなる
。

更に、前述のような制御装置においては、各コントロー
ラ間が伝送部により結合されているため、システムの機
能拡張が他のコン１ヘローラを修正することなく容易に
行える。また、機能拡張性が優れでいることｔま、削除
性°ｂ優れていることを意味している。即ち、機能をオ
プション設定できるので、コーーザは最適のシステムを
最小のコストで入手できることになる。上記機能拡張の
例としては、［１ボツト制御の導入がある。即ち、イオ
ン注入装置は雰囲気中のほこりを嫌うため、これにロボ
ット機能を追加して無人化を図ることも考えられる。

更に、この制御装置においては、サブシステムの故障が
全システムに波及することはない。また、インタフェー
ス部に備えであるバイパスリレーによってサブシステム
をバイパスすることもできる。

らちるん、故障したサブシステムの修理、取替えも容易
である。また、自局で送った情報が正しくループして自
局に戻ってき−Ｃいるか否かを常にチェックすることも
でき、誤動作を防止することもできる。更に保守面にお
いては、ソフトウェアによる自己診断機能を豊富に盛り
込むことにより、トラブルシューティングの時間短縮が
可能となる。

例えば、オペレータコンソールから各コント１コーシの
状態をチェックし、コントロー・う内のどのプリント基
板が異常であるかを判断することもできる。

（発明の効果） 以」ニ説明したように、この発明によれば、ケーブル数
を従来のものに比べて大幅に低減Ｊることができる。ま
た、システムの拡張や修正が容易になる。更に、ザブシ
ステムの故障が全システムに波及することもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のいわゆる大電流型オン注入製路用の制
御装置を示すブロック図である。第２図は、従来のいわ
ゆる中電流型イオン注入装置用の制御装置を示づブロッ
ク図である。第３図は、この発明の−・実施例を示タブ
ロック図である。第４図は、」ントローラおよび伝送部
を水ずブロック図ぐある。第５〕図は、第４図の伝送部
に入力される情報Ｊ３　Ｊ：び伝送部から出力される情
報を示す概略図Ｃある。 ６０・−６７・・・コントローラ、７０〜７７・・・伝
送部、８０・・・伝送路 代理人　弁理士　山本恵二 弁理士　古田茂明 弁理士　有田貴弘

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　イオン注入のための複数群の制御をそれぞれ局
   部的に分散して行う複数の制御手段と、前記制御手段の
   各々にそれぞれ接続されＣいて情報の送信および受信を
   制御覆る複数の伝送手段と、 前記伝送手段をループ状に接続する伝送路とを備える、
   イオン注入装置用制御装置。