(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
独立して電流を流すことの可能な複数のフィラメントを有するイオン源と、前記イオン源から引き出されたイオンビームのビーム電流を当該イオンビームに交差する面内における複数位置において計測するものであって前記フィラメントの数より多い数のビーム電流センサと、前記各フィラメントに流すフィラメント電流を制御する制御装置とを具備したイオンビーム照射装置において、
前記制御装置が、全部又は一部のビーム電流センサで得られたビーム電流の平均値を演算して、その平均値が所定の目標範囲に入るように各フィラメント電流を制御する平均ビーム電流制御ルーチンを実行した後、各ビーム電流を均一化するためのフィラメント理論電流をそれぞれ算出し、出力する均一制御ルーチンを実行するものであり、
前記均一制御ルーチンにおいて前記制御装置は、各フィラメント電流の変化が各ビーム電流の変化に及ぼす度合いである重み係数を算出する重み係数算出ルーチンと、前記重み係数算出ルーチンで得られた重み係数に基づいて、各ビーム電流の値を所定の目標電流値に可及的に近づけるための、各フィラメントの理論電流値をそれぞれ算出するフィラメント理論電流計算ルーチンとを実行することを特徴とするイオンビーム照射装置。
【請求項２】
前記制御装置が、前記均一制御ルーチンの後、前記平均ビーム電流制御ルーチンを再度実行するものであることを特徴とする請求項１記載のイオンビーム照射装置。
【請求項３】
前記重み係数算出ルーチンにおいて前記制御装置は、前記平均ビーム電流制御ルーチンで設定された各フィラメント電流を初期値として、各フィラメントの電流を順に所定値だけ変化させ、それによって生じる各ビーム電流の変化量に基づいて、前記重み係数を算出することを特徴とする請求項１又は２記載のイオンビーム照射装置。
【請求項４】
前記均一制御ルーチンにおいて前記制御装置が、前記フィラメント理論電流計算ルーチンで得られた各フィラメントの理論電流値を補正するフィラメント理論電流補正ルーチンをさらに実行し、
このフィラメント理論電流計算ルーチンにおいて前記制御装置は、前記フィラメント理論電流からイオンビームの理論上の均一性を計算し、この理論上のビーム均一性が前記目標電流値を含む所定の範囲に入っているという条件を満たす限りにおいて、各フィラメント理論電流の値のバラつきが減少する方向に、一部のフィラメント理論電流を所定値だけ変化させる補正を行うことを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載のイオンビーム照射装置。
【請求項５】
独立して電流を流すことの可能な複数のフィラメントを有するイオン源と、前記イオン源から引き出されたイオンビームのビーム電流を当該イオンビームに交差する面内における複数位置において計測するものであって前記フィラメントの数より多い数のビーム電流センサと、前記各フィラメントに流すフィラメント電流を制御する制御装置とを具備したイオンビーム照射装置の該制御装置に搭載されるプログラムであって、
前記制御装置が、全部又は一部のビーム電流センサで得られたビーム電流の平均値を演算して、その平均値が所定の目標範囲に入るように各フィラメント電流を制御する平均ビーム電流制御ルーチンを実行した後、各ビーム電流を均一化することの可能なフィラメント理論電流をそれぞれ算出し、出力する均一制御ルーチンを実行し、
前記均一制御ルーチンにおいて前記制御装置が、前記平均ビーム電流制御ルーチンで設定された各フィラメント電流を初期値として、各フィラメントの電流を順に所定値だけ変化させ、それによって生じる各ビーム電流の変化量に基づいて、各フィラメント電流の変化が各ビーム電流の変化に及ぼす度合いである重み係数を算出する重み係数算出ルーチンと、
前記重み係数算出ルーチンで得られた重み係数に基づいて、各ビーム電流の値が所定の目標電流値に可及的に近づけるための、各フィラメントの理論電流値を算出するフィラメント理論電流計算ルーチンとを実行するように当該制御装置を機能させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオンビームをウエハ等に照射するイオンビーム照射装置等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば液晶ディスプレイや半導体装置の製造において、液晶ガラス基板や半導体基板といった被処理物にリン（Ｐ）やボロン（Ｂ）などの不純物を注入するために、イオンビーム照射装置が用いられる。
【０００３】
このようなイオンビーム照射装置に用いられるイオン源は、内部でプラズマを発生させるプラズマ生成容器と、該プラズマ生成容器の内部に設置された複数のフィラメントを有したものであり、これら各フィラメント電流を流して加熱することにより熱電子を放出させ、プラズマ生成容器内の材料ガス分子に衝突させてプラズマを発生させるとともに、該プラズマを引出し電極系により引き出してイオンビームとして加速可能に構成してある。
【０００４】
このようにして所定のエネルギーにまで加速されたイオンビームは、被処理物の表面に照射されるが、この被処理物の各部位に対するイオン注入量を均一化するために、従来のイオンビーム照射装置には、イオンビームに交差する面内における複数位置にイオンビーム電流を計測するビーム電流センサ（例えばファラデーカップ）が設けられている。そして、これらビーム電流センサによってそれぞれ計測された各ビーム電流から得られるイオンビームのビームプロファイルを見て、各フィラメントへ流す電流をオペレータが調整し、イオンビームを均一化できるようにしてある。
【０００５】
さらに近時では、特許文献１及び特許文献２に示されるように、イオン注入量を均一化すべく、各フィラメントへ流す電流を自動で制御する制御装置を設けたものも考えられている。このような制御装置においては、いずれも、ビーム電流センサがフィラメントの数にグループ分けしてあり、各フィラメントに対応する複数のビーム電流センサ（すなわちグループ）が定めてある。
【０００６】
そして、特許文献１では、グループごとのビーム電流センサの平均電流、すなわちグループ単位でビーム電流の平均を計測し、グループ単位で、その平均ビーム電流が目標電流に合致するように、対応するフィラメントの電流を制御してビーム電流の均一化を図るようにしてある。
【０００７】
特許文献２では、グループごとのビーム電流センサの平均電流を計測し、その平均電流が目標電流に合致するように、各フィラメントの電流を制御するが、その制御にあたって、各グループの平均電流に及ぼす各フィラメント電流の影響度、つまり重みを予め求めておき、その重みにしたがって各フィラメントの電流を制御してビーム電流の均一化を図るようにしてある。
【０００８】
しかしながら、上記いずれの制御装置も、グループごとのビーム電流センサの平均電流のみに基づいてフィラメント電流を制御するため、グループ内での各ビーム電流センサの計測電流、すなわちイオンビームの各位置でのビーム電流にバラつきが生じたり、それを解消するために、ビーム電流の均一化ルーチンを繰り返し行わなければならなかったりする。
【０００９】
要するに、各フィラメントから射出されるイオンビームは、理想的にガウシアン分布状をなすものであり、各ビーム電流センサにおいて本来それぞれ異なる電流値となるため、ビーム電流センサをグループ分けしその平均値だけをみて制御するという前記特許文献１や特許文献２の構成によってビーム電流を均一化するには限界がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０００−３１５４７３号公報
【特許文献１】特開２００８−２９３７２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、かかる不具合に鑑みてなされたものであって、ビーム電流の均一化を確実かつ短時間で行うことのできるイオンビーム照射装置及びこれに用いられるプログラムを提供すべく図ったものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
すなわち本発明に係るイオンビーム照射装置は、独立して電流を流すことの可能な複数のフィラメントを有するイオン源と、前記イオン源から引き出されたイオンビームのビーム電流を当該イオンビームに交差する面内における複数位置において計測するものであって前記フィラメントの数以上の数のビーム電流センサと、前記各フィラメントに流すフィラメント電流を制御する制御装置とを具備したイオンビーム照射装置である。
【００１３】
そして、前記制御装置が、全部又は一部のビーム電流センサで得られたビーム電流の平均値を演算して、その平均値が所定の目標範囲に入るように各フィラメント電流を制御する平均ビーム電流制御ルーチンを実行した後、各ビーム電流を均一化するためのフィラメント理論電流をそれぞれ算出し、出力する均一制御ルーチンを実行するものであり、
前記均一制御ルーチンにおいて前記制御装置が、各フィラメント電流の変化が各ビーム電流の変化に及ぼす度合いである重み係数を算出する重み係数算出ルーチンと、前記重み係数算出ルーチンで得られた重み係数に基づいて、各ビーム電流の値を所定の目標電流値に可及的に近づけるための各フィラメントの理論電流値をそれぞれ算出するフィラメント理論電流計算ルーチンとを実行することを特徴とする。
【００１４】
短時間でかつ有効な重み係数を求めるための具体的実施態様としては、前記重み係数算出ルーチンにおいて制御装置が、前記平均ビーム電流制御ルーチンで設定された各フィラメント電流を初期値として、各フィラメントの電流を順に所定値だけ変化させ、それによって生じる各ビーム電流の変化量に基づいて、前記重み係数を算出するように構成したものを挙げることができる。
【００１５】
フィラメント理論電流を実際にフィラメントに流すだけでは、ビーム電流の均一性は実現できても、ビーム電流全体として過不足が生じる可能性がある。これを解消するには、例えば、前記制御装置が、前記均一制御ルーチンの後、前記平均ビーム電流制御ルーチンを再度実行するようにしておけばよい。
【００１６】
ビーム電流の均一性のみを過度に追求すると、制御性が悪化したり、各フィラメント電流に不均一が生じて特定のフィラメントに負荷がかかり、製品寿命やメンテナンス期間が短くなったりする可能性がある。
【００１７】
この課題を解決するためには、均一制御ルーチンにおいて前記制御装置が、前記フィラメント理論電流計算ルーチンで得られた各フィラメントの理論電流値を補正するフィラメント理論電流補正ルーチンをさらに実行し、このフィラメント理論電流計算ルーチンにおいて前記制御装置が、前記フィラメント理論電流からイオンビームの理論上の均一性を計算し、この理論上のビーム均一性が前記目標電流値を含む所定の範囲に入っているという条件を満たす限りにおいて、各フィラメント理論電流の値のバラつきが減少する方向に、一部のフィラメント理論電流を所定値だけ変化させる補正を行うようにしておくことが望ましい。
【発明の効果】
【００１８】
このように構成した本発明によれば、従来のようなグループ分けした一群のビーム電流の平均に基づいてフィラメント電流を制御するのではなく、各計測位置におけるビーム電流の値に基づいて各フィラメント電流を制御するので、より精度の高いビーム電流の均一化を図ることができる。
【００１９】
一方、このような各ビーム電流の値に基づく制御は、多値、多パラメータとなり、フィードバック制御のみでは安定するまでに時間がかかったり、安定しないことも十分ありうるが、ここでは、各ビーム電流の均一性を実現できるフィラメント電流を、理論計算によってフィードフォワード的に求めているため、短い時間で安定性よく各ビーム電流の均一化を図ることができる。
【００２０】
また、平均ビーム電流制御ルーチンを理論計算の前に実行し、その実行結果に基づいて理論計算を行うので該理論計算の精度がより向上するとともに、フィラメント理論電流だけでは補えないフィラメント電流の過不足を回避することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態におけるイオンビーム照射装置の全体構成を示す模式図。
【図２】同実施形態の制御部の動作を示すフローチャート。
【図３】同実施形態の制御部の動作を示すフローチャート。
【図４】同実施形態の制御部の動作を示すフローチャート。
【図５】同実施形態の制御部の動作を示すフローチャート。
【図６】本発明の他の実施形態の制御部の動作を示すフローチャート。
【図７】同実施形態の制御部の動作を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
＜第１実施形態＞
【００２３】
このイオンビーム照射装置１００は、例えば非質量分離型イオン注入装置に用いられるものであり、図１に示すように、イオン源２から引出し電極機構３を介して引き出した大面積のイオンビームＢを、質量分離器を通すことなく、そのまま被照射体Ｗに照射してイオン注入できるようにしたものである。イオン注入時は、必要に応じて、被照射体ＷをイオンビームＢの照射領域内で、例えば紙面の表裏方向に、機械的に走査しても良い。被照射体Ｗは、例えばガラス基板、半導体基板等である。
【００２４】
前記イオン源２は、バケット型イオン源（または多極磁場型イオン源）とも呼ばれるものであり、イオン源ガスが収容されたプラズマ生成容器２１と、このプラズマ生成容器２１内に設けられた複数（例えば１０個）のフィラメント２２と、各フィラメント２２にそれぞれ独立に電流を供給する同数のフィラメント電源２３とを具備してなる。
【００２５】
そして、各フィラメント２２にフィラメント電源２３からフィラメント電流ＩＦを流してこれを加熱し、熱電子を発生させてプラズマ生成容器２１との間でアーク放電を生じさせ、イオン源ガスを電離させてプラズマ８を生成するとともに、前記引出し電極機構１０によって、このプラズマ８から前記イオンビームＢを引き出すことができるように構成してある。
【００２６】
さらにこのイオンビーム照射装置１００には、イオンビームＢに交差する面内における所定各位置でのビーム電流ＩＢを測定するための複数のビーム電流センサ３と、これらビーム電流センサ３によって計測されたビームプロファイルを目標値（ここでは均一な所定値）に近づけるべく、フィラメント電源２３を通じて前記各フィラメント２２に流す電流ＩＦを制御する制御装置４とが設けられている。
【００２７】
前記ビーム電流センサ３は、例えばファラデーカップ等から構成したものであり、フィラメント２２の数よりも多い複数（例えば５９個）が、イオンビームＢの照射領域内であってその断面長手方向に平行に直列配置されている。なお、このビーム電流センサ３によるイオンビームＢの計測時には、被照射体ＷはイオンビームＢを遮らない位置に退避移動させてある。また、ビーム電流センサの数とフィラメントの数とは同数であってもよい。
【００２８】
制御装置４は、図示しないＣＰＵ、メモリ、Ｉ／Ｏポート、ＡＤコンバータなどを備えたデジタル乃至アナログ電子回路からなるものであり、前記メモリに記憶させた所定のプログラムにしたがってＣＰＵやその周辺機器が共働することによって、ビーム電流センサ３から得られるビームプロファイルが所定の均一範囲となるようにフィラメント電源２３を制御する均一化ルーチンを実行するものである。
【００２９】
次に、前記均一化ルーチンの詳細を説明する。ここでの均一化ルーチンは、後述する均一制御ルーチンと平均ビーム電流制御ルーチンとを含むものである。また、この実施形態では、次々搬送されてくる各被照射体Ｗがイオン注入位置に設置される前に、都度均一化ルーチンを実行するようにしているが、被照射体ロットごとに均一化ルーチンを実行するなど、その実行タイミングは適宜変更可能である。
【００３０】
しかして、前記均一化ルーチンにおいて制御装置４は、図２に示すように、まず、各フィラメント電源２３に指令を出して予め定めた初期電流を各フィラメント２２に流し（ステップＳ１）、続いて平均ビーム電流制御ルーチンを実行する（ステップＳ２）。
【００３１】
この平均ビーム電流制御ルーチンにおいては、図３に示すように、制御装置４は、全ての各ビーム電流センサ３によってビーム電流ＩＢをそれぞれ計測し（ステップＳｂ１１）、計測した各ビーム電流ＩＢの平均値を演算する（ステップＳｂ１２）。そして、演算した平均値が設定値の許容範囲内にあるか否か判断し（ステップＳｂ１３）、許容範囲内に無い場合、平均値が許容範囲内になるまで、全てのフィラメント電流ＩＦをそれぞれほぼ同じ量だけ増減させるステップ（ステップＳｂ１４〜Ｓｂ１６）を繰り返す。
【００３２】
なお、この平均ビーム電流制御ルーチンにおいては、特許文献１に示すようにグループごとのビーム電流センサの平均電流を計測し、各グループの平均電流が目標電流にそれぞれ合致するように、対応するフィラメントの電流を制御するようにしてもよい。
また、全てのビーム電流センサのうちのいくつかを予め選定しておき、その選定したビーム電流センサで計測されたビーム電流の平均値に基づいて、フィラメントの電流を制御するようにしてもよい。
【００３３】
次に、前記平均ビーム電流制御ルーチンによって、計測した各ビーム電流ＩＢの平均値が設定値の許容範囲内になると、前述したように制御装置４は均一制御ルーチンを実行する。
この均一制御ルーチンにおいて、制御装置４は、図２に示すように、重み係数算出ルーチン（ステップＳ３）をまず実行する。
【００３４】
この重み係数算出ルーチンでは、図４に示すように、制御装置４は、各フィラメント２２の電流ＩＦｊ（ｊ＝１、２、・・・、Ｍ）を順に所定値（ここでは、例えば単位量（１Ａ））だけ変化させ、それによる各ビーム電流ＩＢｉ（ｉ＝１、２、・・・、Ｎ）の変化量をそれぞれ計測して（ステップＳｂ２１〜Ｓｂ２６）、その値をメモリの所定領域に格納する。そして、メモリに格納された前記各ビーム電流ＩＢｉの変化量に基づいて、各フィラメント電流ＩＦｊの変化が、各ビーム電流ＩＢｉの変化に及ぼす度合い、つまり重み係数ａｉｊを算出する（ステップＳｂ２７）。ここでの重み係数ａｉｊは、各フィラメント電流ＩＦｊをそれぞれ単位量だけ変化させたときの各ビーム電流ＩＢｉの変化量としている。
なお、前記重み係数算出ルーチンにおいて、重み係数を求めるために電流を変化させるフィラメント２２は、通常運転時に使用される、あるいは稼動中の全てのフィラメント２２という意味である。この種のイオン照射装置においては、使用中のフィラメントが断線、消耗した際に代替させるための予備フィラメントを有している場合があり、このような予備フィラメントは含まないという意味である。また、全てのビーム電流センサを用いる必要はなく、一部のみ（例えば１つおき）を用いて残りは推定によって重み係数を求めるなどしてもよい。
【００３５】
次に、制御装置４は、前記重み係数ａｉｊに基づいて、各ビーム電流ＩＢｉを目標電流に合致させることのできる、各フィラメントの電流値（以下、フィラメント理論電流ともいう。）を算出する（ステップＳ４、フィラメント理論電流計算ルーチン）。
その算出理論を以下に説明する。
ｉ番目のビーム電流センサ３で計測されたビーム電流ＩＢｉ（ｉ＝１、２、・・・Ｎ）は、以下の式（数１）で表すことができる。
【００３６】
【数１】
0006350234.tif 000002
ここで、ａｉｊは、ｊ番目のフィラメント電流ＩＦｊ（ｊ＝１、２、・・・、Ｍ）を単位量（１Ａ）増加させた時のｉカップ目のビーム電流の増加量［μＡ／Ａ］を表し、前記重み係数算出ルーチンでの計測結果から算出されたものである。係数Ｃｉは、ａｉｊがフィラメント電流値に対して非線形な値を持っており、その非線形性により生じる電流値のずれを補うためのオフセット係数である。
【００３７】
イオンビームＢの均一性を向上させるには、式（数１）に示される各ビーム電流ＩＢｉが目標電流(一定値)になるよう、各フィラメント電流ＩＦｊを変化させればよい。
フィラメント電流ＩＦｊをΔＩＦｊだけ変化させたとき、式（数１）は、以下の式（数２）で表される。
【数２】
0006350234.tif 000003
と表される。ここで、ΔＩＢｉはフィラメント電流の変化によるビーム電流の変化量を表す。
【００３８】
式（数２）より、各ビーム電流の変化量ΔＩＢｉは、以下の式（数３）で表される。
【数３】
0006350234.tif 000004
【００３９】
そこで、各ビーム電流の計測値を所定の目標値にするための偏差を前記ΔＩＢｉとおいた場合、均一制御には、式（数３）で表される各ΔＩＢｉ（ｉ＝１、２、・・・Ｎ）を同時に満たすΔＩＦｊ（ｊ＝１、２、・・・、Ｍ）を求める必要がある。つまり、Ｎ個の式の連立方程式の厳密解を求める必要がある。しかし、そもそも変数と式の数が一致していない場合があり、その場合は、厳密解が存在しないことも生じ得るため、ここでは厳密解ではなく、最小二乗法による近似解を求めるようにしている。
すなわち、ΔＩＢｉと式（数３）の残差の二乗和Ｓは、
【数４】
0006350234.tif 000005
で表される。
【００４０】
近似解の条件は、ΔＩＦｊ（ｊ＝１、２、・・・、Ｍ）の微小変化に対して、残差の二乗和Ｓの変化がゼロになることである。具体的には極小値を求めれば良く、その条件が下記式（数５）で表される。
【数５】
0006350234.tif 000006
【００４１】
すなわち、式（数４）と式（数５）より、下記式（数６）で表されるＭ個の式からなる連立方程式の解を求めれば良い。
【数６】
0006350234.tif 000007
【００４２】
式（数６）は、下記式（数７）と展開され、式（数７）を満たすΔＩＦｊ（ｊ＝１、２、・・・、Ｍ）を求めればよい。
【数７】
0006350234.tif 000008
【００４３】
式（数７）はＭ個の変数を持ち、同数の一次方程式で構成されるため、クラメルの公式が適用できる。クラメルの公式より式（数７）の解は、
【数８】
0006350234.tif 000009
で与えられる。ここで行列Ｘは下記式（数９）で表されるものであり、行列Ｘｊは行列Ｘの第ｊ列を式（数７）の右辺で置き換えた行列を表す。
【数９】
0006350234.tif 000010
【００４４】
以上より、ビーム電流制御に必要なフィラメント電流値の組を求めることができる。実際には、制御装置４は、フィラメント理論電流計算ルーチン（ステップＳ４）において、式（数８）またはそれと均等な式から各フィラメント２２に流すべき理論電流を計算する。
次に制御装置４は、前記フィラメント理論電流を各フィラメント２２に実際に流す（ステップＳ５）。
以上で、均一制御ルーチンを終了する。
【００４５】
次に、制御装置４は、前記ステップＳ２と同様の平均ビーム電流制御ルーチンを再度実行する（ステップＳ６）。
そして、計測した各ビーム電流ＩＢｉが、所定の目標範囲に入っているかどうか、すなわち、均一性が所定範囲内かどうかを判定する（ステップＳ７）。そして、均一性が満たされていれば、この均一化ルーチンを終了し、そうでなければステップＳ３に戻る。
【００４６】
以上の構成によれば、従来のようなグループ分けした一群のビーム電流の平均に基づいてフィラメント電流を制御するのではなく、各計測位置におけるビーム電流の値に基づいて各フィラメント電流を制御するので、より精度の高いビーム電流の均一化を図ることができる。
【００４７】
一方、このような各ビーム電流の値に基づく制御は、多値、多パラメータとなり、フィードバック制御のみでは安定するまでに時間がかかったり、安定しないことも十分ありうるが、ここでは、各ビーム電流の均一性を実現できるフィラメント電流を、例えば最小二乗法を応用した理論計算によってフィードフォワード的に求めているため、短い時間で安定性よく各ビーム電流の均一化を図ることができる。また、平均ビーム電流制御ルーチンを理論計算の前に実行し、その実行結果に基づいて理論計算を行うので該理論計算の精度（特に重み係数の精度）がより向上するとともに、理論計算の後にも平均ビーム電流制御ルーチンを実行するので、フィラメント理論電流だけでは補えないフィラメント電流の過不足を修正することもできる。
【００４８】
さらに、この実施形態では、各被照射体ごとに、あるいはロットごとに前記各ルーチンを実行するので、フレッシュなデータを使用することができ、装置のコンディション変化に対応できる。
【００４９】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態を説明する。
この第２実施形態では、図５に示すように、前記均一化ルーチンにおいて、フィラメント理論電流計算ルーチンの後に、該ルーチンで算出したフィラメント理論電流を補正するフィラメント理論電流補正ルーチン（ステップＳ４’）を実行する点が異なっている。
【００５０】
このフィラメント理論電流補正ルーチンは、均一なビーム電流を得るための最適化された理論フィラメント電流そのものを直ちに出力してしまうのではなく、ビーム電流の均一性が最適値よりやや緩めの許容範囲内にあることを条件に、各フィラメント理論電流の値を平均化される方向に補正するためのものである。
次に、このフィラメント理論電流補正ルーチンについて詳述する。
【００５１】
このフィラメント理論電流補正ルーチンにおいて、制御装置４は、図６に示すように、まずフィラメント電流理論計算ルーチンで求めたフィラメント理論電流をそのまま出力するか（すなわち、図５に示すステップＳ５に進むか）、補正のための再計算を行うかのいずれかを判断する出力／再計算判定ルーチンを実行する。
【００５２】
より具体的には、この出力／再計算判定ルーチンにおいて、制御装置は、図７に示すように、前記フィラメント理論電流からイオンビームＢ（又は各ビーム電流）の理論上の均一性を計算する（ステップＳｂ４１）。
【００５３】
そして、この理論上のビーム均一性が所定の範囲に入っているかどうかを判断し（ステップＳｂ４２）、入っていない場合、前記フィラメント理論電流をそのまま出力すると判断する（ステップＳｂ４５）。その理由は、このフィラメント理論電流補正ルーチンが、前述したように理論上のビーム均一性の最適値を緩和する方向の補正を施すものであるから、この判断時点（ステップＳｂ４２）で、理論上のビーム均一性が所定の範囲に入っていない場合は、この後のフィラメント理論電流補正ルーチンを行うことによってさらに理論上のビーム均一性が悪くなり、前記許容範囲を外れてしまうからである。
【００５４】
一方で、理論上のビーム均一性が所定の範囲に入っている場合は、さらに各フィラメントの制御前電流と各フィラメントの前記理論電流との差の絶対値の平均が所定値以下かどうかを判断する（ステップＳｂ４３）。所定値以下であれば、前記フィラメント理論電流をそのまま出力すると判断して（ステップＳｂ４５）、図５に示すステップＳ５に進む。その理由はａｉｊの非線形性の影響が小さいと判断できるからである。一方、そうでなければ、再計算要、つまり補正要と判断する（ステップＳｂ４４）。
【００５５】
しかして、この出力／再計算判定ルーチンにおいて再計算要と判断した場合、制御装置４は、制御前電流値と理論電流値との差が最も大きいフィラメントを抽出し、その抽出したフィラメント（以下、ＦＩＬｅｘｔ１ともいう。）の理論電流値を、その差を打ち消す方向に所定値だけ変える（ステップＳｂ３２）。
次に、制御装置４は、ＦＩＬｅｘｔ１を除外して前記フィラメント電流理論計算ルーチンを実行する（ステップＳｂ３３）。
【００５６】
そして、再度、出力／再計算判定ルーチンを実行し（ステップＳｂ３４）、前記フィラメント理論電流をそのまま出力すると判断した場合は、ステップＳｂ３５に進み、平均理論電流の値から最も離れた値の理論電流を有するフィラメントが前記ＦＩＬｅｘｔ１かどうかを判断する。
そして、前記ＦＩＬｅｘｔ１であった場合は、ステップＳｂ３２に戻る。
【００５７】
そうでなければ、制御装置４は、フィラメント制御前電流値とフィラメント理論電流値との差が最も大きいフィラメントを新たに抽出し、前記同様の手順を繰り返す（ステップＳｂ３６〜ステップＳｂ３１１・・・）。
【００５８】
かかる第２実施形態によれば、イオンビームの均一化を担保しつつ、制御前のフィラメント電流値、つまり平均ビーム電流制御ルーチンで設定されたフィラメント電流値とフィラメント理論電流値との差を少なくし、実際に流す各フィラメント電流の均一性を向上させることができる。
【００５９】
これは、フィラメント電流値の増加量に対する、ビームへの依存性が比例の関係にないことに着目したことによって初めてなされたものであり、これによって、取得した重み係数による理論計算と、実際の均一性との誤差を少なくすることが可能となる。ひいては、前記第１実施形態よりも制御性、制御安定性に優れるという効果を得られる。
さらに、フィラメントの均一性も良い値に保てる。これにより、特定のフィラメントだけに負荷が掛かるのを避けることができる。
その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
【符号の説明】
【００６０】
１００・・・イオンビーム照射装置
２・・・イオン源
２２・・・フィラメント
３・・・イオン電流センサ
４・・・制御装置
ＩＢ・・・ビーム電流
ＩＦ・・・フィラメント電流
【図１】
0006350234.tif 000011
【図２】
0006350234.tif 000012
【図３】
0006350234.tif 000013
【図４】
0006350234.tif 000014
【図５】
0006350234.tif 000015
【図６】
0006350234.tif 000016
【図７】
0006350234.tif 000017