JPH0740480B2 - Ion implantation system - Google Patents
Ion implantation systemInfo
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- JPH0740480B2 JPH0740480B2 JP60258357A JP25835785A JPH0740480B2 JP H0740480 B2 JPH0740480 B2 JP H0740480B2 JP 60258357 A JP60258357 A JP 60258357A JP 25835785 A JP25835785 A JP 25835785A JP H0740480 B2 JPH0740480 B2 JP H0740480B2
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、イオン注入システムに関し、特に、立上げ
時の精度を向上し、立上げ時間を短縮できるような自動
立上げの機能を有するイオン注入システムに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ion implantation system, and more particularly, to an ion having an automatic start-up function capable of improving the start-up accuracy and shortening the start-up time. Regarding infusion system.
[従来の技術] イオンソースで発生する不純物イオンを高電界で加速し
て半導体基板内に打ち込むイオン打ち込み装置として、
例えばフリーマン形で代表される熱陰極形のイオンソー
スを有するイオン注入装置がある。これは、イオンが安
定な状態で発生すること、メンテナンスが容易であるこ
となどから半導体製造装置用のイオン注入装置として広
く用いられている。[Prior Art] As an ion implanting device for accelerating impurity ions generated in an ion source in a high electric field to implant them in a semiconductor substrate,
For example, there is an ion implanter having a hot cathode type ion source represented by the Freeman type. This is widely used as an ion implantation apparatus for a semiconductor manufacturing apparatus because ions are generated in a stable state and maintenance is easy.
第5図(a)は、このような従来のフリーマン形のイオ
ン注入装置は一例を示すものであり、第5図(b)は、
そのイオンソースの説明図である。FIG. 5 (a) shows an example of such a conventional Freeman type ion implanter, and FIG. 5 (b) shows
It is explanatory drawing of the ion source.
1は、イオンソースであり、イオンソース1から正イオ
ンが一定のエネルギーでイオン引出し前段加速部として
の引き出し電極2により引き出され、質量分析部として
の質量分析器3により質量分析される。そしてスリット
4で完全に分離した所望のイオンが加速管5で最終エネ
ルギーまで加速される。Reference numeral 1 denotes an ion source, and positive ions are extracted from the ion source 1 with a constant energy by an extraction electrode 2 serving as a pre-accelerating portion for ion extraction, and subjected to mass analysis by a mass analyzer 3 serving as a mass analysis portion. Then, the desired ions completely separated by the slit 4 are accelerated to the final energy by the accelerating tube 5.
次に、イオンビームは、レンズ系としての4極レンズ6
により基板面12に収束点を持つよう収束されて、ビーム
偏向部としての走査電極及び偏向電極のうちの走査電極
7,8により基板に一様に打ち込み量が分布するように制
御され、偏向電極9により曲げられて,ターゲット部と
してのマスク10,ファラデーカップ11を経て基板12に至
る。Next, the ion beam is quadrupole lens 6 as a lens system.
Are converged by the substrate surface 12 so as to have a converging point, and the scanning electrode as the beam deflector and the scanning electrode of the deflection electrodes
The implantation amount is controlled so as to be uniformly distributed on the substrate by 7, 8 and is bent by the deflection electrode 9 to reach the substrate 12 through the mask 10 as the target portion and the Faraday cup 11.
ここで、ファラデーカップ11は、イオンビームの制御が
目標通りに行われているかを検出するために設けられて
いるものであって、コーナファラデーカップ,固定ファ
ラデーカップ,可変ファラデーカップ等からなり、ファ
ラデーカップ11で一次イオンがカップのエンドプレート
と壁に衝突すると二次電子と二次正イオンが生成される
ので、これを測定することでビーム電流が測定される。
なお、この精度を上げるためにファラデーカップ11の前
面にマスク10を設けて、一次イオンの入射角を一定値に
制限している。そしてこれらが検出器として作用し、こ
れら検出器から検出されたイオンビーム電流は、オシロ
スコープ上に表示され、オペレータが調整を行う際の基
準データとして使用される。Here, the Faraday cup 11 is provided to detect whether the ion beam is being controlled as intended, and includes a corner Faraday cup, a fixed Faraday cup, a variable Faraday cup, and the like. When the primary ions collide with the end plate and the wall of the cup 11 in the cup 11, secondary electrons and secondary positive ions are generated. By measuring these, the beam current is measured.
In order to improve the accuracy, a mask 10 is provided on the front surface of the Faraday cup 11 to limit the incident angle of primary ions to a fixed value. These act as detectors, and the ion beam currents detected by these detectors are displayed on an oscilloscope and used as reference data when the operator makes adjustments.
そして、オシロスコープに表示されるビーム電流波形
は、通常、ファラデーカップの構造上(第5図の構造は
簡略化されている)からX方向またはY方向にスキャン
させたときに中央部分に谷を持つ特性の電流値を発生す
る双山の形状になる。The beam current waveform displayed on the oscilloscope usually has a trough in the central portion when it is scanned in the X or Y direction from the structure of the Faraday cup (the structure of FIG. 5 is simplified). It has a double mountain shape that generates a characteristic current value.
ところで、ドーピング濃度を制御するドーズ量は、次の
ように定義される。By the way, the dose amount for controlling the doping concentration is defined as follows.
ここで、Iはビーム電流[μA],tは時間[s],Aは走
査面積[cm2]である。 Here, I is the beam current [μA], t is the time [s], and A is the scanning area [cm 2 ].
一方、イオンは、第5図(b)に見るように、真空引き
されて1×10-7torr程度の真空度となったイオンソース
チャンバ22内でイオン化されて、そこに配置された棒状
フィラメント21と直角方向にイオンビームとして引き出
される。On the other hand, as shown in FIG. 5 (b), the ions are ionized in the ion source chamber 22 which has been evacuated to a vacuum degree of about 1 × 10 −7 torr, and the rod-shaped filaments arranged there. It is extracted as an ion beam in the direction perpendicular to 21.
なお、20はイオンソースハウジングであり、23,23は電
磁石、24は接地電極、25はスリット、26はガス導入口、
27はイオンビームである。In addition, 20 is an ion source housing, 23 and 23 are electromagnets, 24 is a ground electrode, 25 is a slit, 26 is a gas inlet,
27 is an ion beam.
さて、このようなイオン注入装置の日常の立上げ及び設
定値の変更としては、オペレータがオシロスコープの波
形を観察して適正値になるように調整を行っているが、
これは、まず、X,Y方向のスキャンを止めてビーム電流
の最小値を求め、この値を記憶しておき、実稼働時にそ
のデータに近似させることにより行なわれる。Now, in order to start up such an ion implanter on a daily basis and change the set value, the operator observes the waveform of the oscilloscope and adjusts it so that it becomes an appropriate value.
This is done by first stopping the scanning in the X and Y directions to find the minimum value of the beam current, storing this value, and approximating it to that data during actual operation.
[解決しようとする問題点] 一般に、前記ビーム電流の最小値としては、ビームを少
しずつ移動して二次曲線を求めておいてから、その最小
点となる値を求めることにより行われる。しかしこのよ
うな方式では、実稼働時においてビームスキャンした時
と等価性となる保証がなく、充分な精度が確保できない
という問題点がある。[Problems to be Solved] Generally, the minimum value of the beam current is obtained by moving the beam little by little to obtain a quadratic curve and then obtaining the value of the minimum point. However, in such a method, there is no guarantee that the beam scanning will be equivalent in actual operation and sufficient accuracy cannot be ensured.
また、このようなビーム電極の最小値を求める近似操作
は、熟練したオペレータの操作が必要であり、この操作
は、いわゆるオープンループの制御であることから装置
になんらかの条件変更があったときには、それを判別で
きず、最適値に設定されているかどうかの保証がなく、
問題である。Further, such an approximate operation for obtaining the minimum value of the beam electrode requires the operation of a skilled operator, and since this operation is so-called open-loop control, if there is any condition change in the device, Can not be determined, there is no guarantee that it is set to the optimum value,
It's a problem.
また、イオン注入装置の日常の立上げ及び設定値の変更
のたびにオペレータがオシロコープの波形を観察して適
正値になるように調整を行わなければならず、その時間
は、約10分間程度を要し、ばらつき、精度の管理が難し
いというのが現状である。In addition, the operator must observe the oscilloscope waveform every time the ion implanter is started up and changes the setting value, and make adjustments so that the value is appropriate. In reality, it is difficult to control variations and accuracy.
[発明の目的] この発明は、前記従来技術の問題点を解決するととも
に、従来人手により調整されていたイオン注入装置の自
動立上げを行い、その調整工数の削減及び立上げのばら
つきを低減し、その精度の向上を図ることができるイオ
ン注入システムを提供することを目的とする。[Object of the Invention] The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, and automatically starts an ion implantation apparatus that has been conventionally adjusted manually, thereby reducing the number of adjustment steps and variation in startup. An object of the present invention is to provide an ion implantation system capable of improving its accuracy.
[問題点を解決するための手段] このような目的を達成するためのこの発明のイオン注入
システムの特徴は、ファラデーカップがビーム電流をX
方向またはY方向にスキャンさせたときに中央部分に谷
を持つ特性の電流値を発生する構造のものであり、演算
処理装置が、自己の制御により、ビーム電流をX方向ま
たはY方向にスキャンさせて得られる測定手段からの電
流値の、走査方向に対応する測定波形についてその最初
の立上がり部分の第1の積分値と、中央部の立下がりそ
の後立ち上がる部分の第2の積分値と、そして最後の立
下がり部分の第3の積分値とを算出する積分値算出手段
を有していて、 記憶装置に記憶された各種制御値は、第1、第2および
第3の積分値が最小値になるようにイオン注入装置を制
御したときに得られる各種制御値であって、この各種制
御値に対応して最小値の第1、第2および第3の積分値
が記憶されていて、 イオン注入装置を立ち上げるときに、演算処理装置が、
記憶装置に記憶された各種制御値を目標値としてイオン
注入装置に各種制御値を与えて制御し、イオン注入装置
の現在の各種装置値が目標値に対して許容範囲に入った
か否かを判定してイオン注入装置に与えている現在の各
種制御値を許容範囲内に設定し、 演算処理装置が、記憶装置に記憶された各種制御値に対
応して記憶されている第1、第2および第3の各積分値
を目標判定値として積分値算出手段により算出される現
在の第1、第2および第3の各積分値についてこれらが
最小値になるようにイオン注入装置に与えている現在の
各種制御値を制御して最適な制御値に設定し、かつ、 演算処理装置が、得られた最適な現在の各種制御値と現
在の第1、第2および第3の各積分値とをもって記憶装
置にすでに記憶されている各種制御値と第1、第2およ
び第3の積分値を換えて更新するものである。[Means for Solving Problems] The feature of the ion implantation system of the present invention for achieving such an object is that the Faraday cup reduces the beam current by X.
It has a structure in which a current value having a characteristic of having a valley in the central portion is generated when the beam current is scanned in the Y direction or the Y direction. The first integral value of the first rising portion of the measured waveform corresponding to the scanning direction of the current value obtained from the measuring means, the second integral value of the falling portion of the central portion and the rising portion thereof, and finally The integrated value calculating means for calculating the third integrated value of the trailing edge of the, and various control values stored in the storage device are set so that the first, second and third integrated values become the minimum values. The various control values obtained when the ion implantation apparatus is controlled so that the first, second and third integral values of the minimum values are stored corresponding to these various control values. When starting up the device Arithmetic processing unit,
The control values stored in the memory device are used as target values, and various control values are given to the ion implanter for control to determine whether the current various device values of the ion implanter are within the allowable range with respect to the target value. Then, the current various control values given to the ion implantation apparatus are set within an allowable range, and the arithmetic processing device stores the first, second, and third values stored in association with the various control values stored in the storage device. The current values are given to the ion implantation apparatus so that the respective first, second and third integral values calculated by the integral value calculating means by using the third respective integral values as the target judgment values are minimum values. The control unit sets the optimum control values by controlling the various control values of, and the arithmetic processing unit has the obtained optimum present control values and the present first, second and third integral values. With various control values already stored in the storage device 1, is to update instead of the second and third integrated value.
[作用] 通常、各種制御値を目標値に自動的に設定すれば、最適
値に設定されるのが、通常の製造装置一般的であるが、
ビーム電流のフォーカシングを伴うイオン注入装置で
は、装置の動作環境に応じてこれが変化するので固定的
な目標値で設定することはできない。[Operation] Normally, if various control values are automatically set to target values, the optimum value is set to a general manufacturing apparatus.
In the ion implantation apparatus with the focusing of the beam current, it changes depending on the operating environment of the apparatus, and therefore it cannot be set with a fixed target value.
しかも、ビーム電流の形態は、可変設定可能な制御値の
いずれを変えても変化し、相互に影響し合うので手作業
で最適値に調整するのは、非常に時間がかかる。Moreover, the form of the beam current changes even if any of the variably set control values is changed, and influences each other, so that it takes a very long time to manually adjust it to the optimum value.
そこで、前記のように過去の最適設定値を利用してそれ
を目標値として目標値の近傍に設定しておけば、許容範
囲があるので、動作環境に応じて変化する程度の範囲ま
で絞り込みができる。Therefore, as described above, if the past optimum set value is used and set as a target value in the vicinity of the target value, there is an allowable range, so it is possible to narrow down to a range that changes according to the operating environment. it can.
この絞り込みの後において、ビーム電流の測定波形にお
いて、最初の立上がり部分、中央部の立下がりその後立
ち上がる部分、そして最後の立下がり部分の各積分値を
パラメータとしてビーム電流のフォーカシングを主体と
する最適調整に入る。After this narrowing down, in the measured waveform of the beam current, the optimum adjustment mainly based on the focusing of the beam current is made with the integrated values of the first rising part, the central falling part and the rising part and the last falling part as parameters. to go into.
このように制御を2段階に分けて最適値を求めることに
より、最適値に微調整することが容易となり、短時間に
最適値で稼働することが可能である。大幅に判定機能が
向上する。さらに、ドーズ量の不均一性を解消でき、歩
留りの向上を図ることができる。By thus dividing the control into two stages to obtain the optimum value, it becomes easy to finely adjust to the optimum value, and it is possible to operate at the optimum value in a short time. The judgment function is greatly improved. Furthermore, the non-uniformity of the dose amount can be eliminated, and the yield can be improved.
その結果、作業効率を向上させることができる。As a result, working efficiency can be improved.
[実施例] 以下、この発明の一実施例について図面を用いて詳細に
説明する。[Embodiment] An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
第1図は、この発明を適用したイオン注入システムのブ
ロック図であり、第2図は、その立上げ処理の流れ図、
第3図は、その処理に必要な検索テーブルの説明図、そ
して第4図は、観測波形の説明図である。FIG. 1 is a block diagram of an ion implantation system to which the present invention is applied, and FIG. 2 is a flow chart of its startup processing,
FIG. 3 is an explanatory diagram of a search table necessary for the processing, and FIG. 4 is an explanatory diagram of observed waveforms.
第1図に見るように、このイオン注入システム100は、
イオン注入装置30と自動立上げ制御装置31と、制御デー
タ測定回路32と入出力制御回路33とからなり、イオン注
入装置30は、第5図(a)に対応する装置であって、第
1図では、その内部の構成をブロックとして示してい
る。As shown in FIG. 1, this ion implantation system 100
An ion implanter 30 and an automatic start-up controller 31, a control data measuring circuit 32, and an input / output control circuit 33 are provided. The ion implanter 30 is a device corresponding to FIG. In the figure, the internal structure is shown as a block.
ここで、イオン注入装置30は、イオンソース(イオン
源)41と、イオン引出し前段加速部42、これらイオンソ
ース41とイオン引出し前段加速部42を制御するイオンソ
ース制御部43とを有していて、指定されたガスの選択,
ガス流量制御,ファラメント電流,ソースマグネット電
流,アーク電流等がイオンソース制御部43により、選択
又は制御され、所望のイオンビームが質量分析部44へと
送られる。そしてこのイオンビームがアナライザマグネ
ット制御部45の制御の下で制御されて、必要なイオンの
み90゜偏向されて取り出される。Here, the ion implanter 30 has an ion source (ion source) 41, an ion extraction pre-stage acceleration unit 42, and an ion source control unit 43 that controls the ion source 41 and the ion extraction pre-stage acceleration unit 42. , Selection of specified gas,
A gas flow rate control, a filament current, a source magnet current, an arc current, etc. are selected or controlled by the ion source control unit 43, and a desired ion beam is sent to the mass analysis unit 44. Then, this ion beam is controlled under the control of the analyzer magnet controller 45, and only the necessary ions are deflected by 90 ° and extracted.
次に、イオンビームのうち選別されたイオンは、後段加
速部46に送られて、ビームエネルギー制御部47の制御の
下に、例えば10kV〜200kV程度で加速制御され、レンズ
系48においてレンズ制御部49の制御により焦点制御さ
れ、ビーム偏向部50に入る。そしてビーム偏向部50で
は、X−Yスキャンオフセット制御部51によりX方向及
びY方向にビームが走査され、かつ中性化したビームを
除くためにDCオフセット電圧が与えられる。Next, the ions selected from the ion beam are sent to the post-stage acceleration unit 46, and under the control of the beam energy control unit 47, acceleration control is performed at, for example, about 10 kV to 200 kV, and the lens control unit in the lens system 48. The focus is controlled by the control of 49 and enters the beam deflecting unit 50. In the beam deflection unit 50, the XY scan offset control unit 51 scans the beam in the X and Y directions, and a DC offset voltage is applied to remove the neutralized beam.
ところで、ビームのX−Y走査と中性化したビームの取
除きは、イオン種,ビームエネルギー,ビーム電流値等
の影響を受けることから、その設定値を適正なものに選
択して、ターゲット上のウエハに対してセンタリングを
する。また、過度のオーバスキャンとならないようにX,
Yスキャン電圧を調整する。By the way, since the XY scanning of the beam and the removal of the neutralized beam are affected by the ion species, the beam energy, the beam current value, etc., the set value should be selected as an appropriate value on the target. The wafer is centered. Also, to avoid excessive overscan, X,
Adjust the Y scan voltage.
このようにして制御されたイオンビームは、ターゲット
部52に照射されることになるが、ターゲット部52を制御
するターゲット制御部53では、メインファラデーで測定
される電流値をX又はYスキャン走査を行なって自動立
上げ制御装置31の演算処理装置35を介してそのディスプ
レイ36により第4図のようなオシロスコープ観測波形を
表示する。The target part 52 is irradiated with the ion beam controlled in this way, but the target control part 53 controlling the target part 52 scans the current value measured in the main Faraday with an X or Y scan. Then, the display 36 displays the oscilloscope observation waveform as shown in FIG. 4 through the arithmetic processing unit 35 of the automatic start-up control unit 31.
なお、ターゲット制御部53は、メインファラデー制御部
53a及び試料であるウエハの切り替えを行うエンドステ
ーションを制御するエンドステーション制御部53bから
なる。The target control unit 53 is the main Faraday control unit.
53a and an end station control section 53b for controlling an end station for switching a sample wafer.
また、ドーズプロセッサ54は、ウエハ上に当たるイオン
ビーム電流を計測し、あらかじめ設定されたドーズ量に
なるまでイオン注入を継続(通常は、約10秒程度で終了
する値)し、イオンビーム電流の積分値が目的とするド
ーズ量に達するとエンドステーション制御部53bを介し
てウエハ切り替えを行なう。In addition, the dose processor 54 measures the ion beam current hitting the wafer, continues ion implantation until a preset dose amount is reached (usually, a value that ends in about 10 seconds), and integrates the ion beam current. When the value reaches a target dose amount, wafer switching is performed via the end station control unit 53b.
制御データ測定回路32は、イオンソース制御部43、アナ
ライザマグネット制御部45、ビームエネルギー制御部4
7、レンズ制御部49、X−Yスキャンオフセット制御部5
1、メインファラデー制御部53a、そしてエンドステーシ
ョン制御部53bに現在の制御値をそれぞれ検出又は測定
して、各検出値又は測定値を入出力制御回路31を介して
自動立上げ制御装置31の演算処理装置35に送出する。The control data measurement circuit 32 includes an ion source control unit 43, an analyzer magnet control unit 45, a beam energy control unit 4
7, lens control unit 49, XY scan offset control unit 5
1, the main Faraday control unit 53a, and the end station control unit 53b to detect or measure the current control value, respectively, each detected value or measured value is calculated by the automatic start-up control device 31 via the input-output control circuit 31 It is sent to the processing device 35.
ここに、検出値又は測定値としては、第3図に見る制御
データテーブル60の欄62に見るようにフィラメント電流
値,アーク電流値,ソースマグネット電流値,アナライ
ザ電流値,レンズ調整値,XYスキャン電圧値,オフセッ
ト値(OFFSET値),ビーム電流値(最大値),観測波形
に対する判定時A,B,C等である。Here, as the detected value or the measured value, as shown in the column 62 of the control data table 60 shown in FIG. 3, the filament current value, arc current value, source magnet current value, analyzer current value, lens adjustment value, XY scan It is the voltage value, offset value (OFFSET value), beam current value (maximum value), judgment A, B, C, etc. for the observed waveform.
自動立上げ制御装置31は、入出力制御回路33がバス34を
介して演算処理装置35に接続されていて、この演算処理
装置35は、イオンソース制御部43、アナライザマグネッ
ト制御部45、ビームエネルギー制御部47、レンズ制御部
49、X−Yスキャンオフセット制御部51、メインファラ
デー制御部53a、そしてエンドステーション制御部53bに
現在の稼働状態に対応する各制御値を制御データ測定回
路32を介して入出力制御回路33から得る。また、演算処
理装置35は、イオン注入装置30の真空値とか、密閉状態
を確認するために各開閉ドア等の開閉状態信号,その他
イオン注入装置30に関する各種状態情報を入出力制御回
路33を介してイオン注入装置30から得る。そして最適制
御値を入出力制御回路33を介してイオン注入装置30の前
記の各制御部に対してそれぞれ送出する。The automatic start-up control device 31 has an input / output control circuit 33 connected to an arithmetic processing unit 35 via a bus 34. The arithmetic processing unit 35 includes an ion source control unit 43, an analyzer magnet control unit 45, and a beam energy. Control unit 47, lens control unit
49, the XY scan offset control unit 51, the main Faraday control unit 53a, and the end station control unit 53b obtain respective control values corresponding to the current operating state from the input / output control circuit 33 via the control data measuring circuit 32. . In addition, the arithmetic processing unit 35 outputs, via the input / output control circuit 33, a vacuum value of the ion implantation apparatus 30, an open / closed state signal of each opening / closing door or the like for confirming the sealed state, and other various state information regarding the ion implantation apparatus 30. From the ion implanter 30. Then, the optimum control value is sent to each of the control units of the ion implantation apparatus 30 via the input / output control circuit 33.
入出力制御回路33は、D/A変換・リレー切り替え制御回
路等を備えていて、A/D変換回路は、各制御部から得ら
れる電圧値や電流値等の制御アナログデータをデジタル
値に変換して演算処理装置35へと転送する。同様に、そ
のD/A変換回路は、演算処理装置35側から送出されたデ
ジタル値の制御値をアナログ値に変換して各制御部に送
出するものである。The input / output control circuit 33 includes a D / A conversion / relay switching control circuit and the like, and the A / D conversion circuit converts control analog data such as voltage value and current value obtained from each control unit into a digital value. And transfers it to the arithmetic processing unit 35. Similarly, the D / A conversion circuit converts the control value of the digital value sent from the arithmetic processing unit 35 side into an analog value and sends it to each control unit.
また、リレー切り替え回路は、演算処理装置35からの指
令に基づいてイオン種の選択切り替えするための制御信
号をイオンソース制御部43に対し送出するためのもので
ある。Further, the relay switching circuit is for sending to the ion source control unit 43 a control signal for selectively switching ion species based on a command from the arithmetic processing unit 35.
さて、自動立上げ制御装置31の演算処理装置35は、マイ
クロプロセッサとメモリとを備えていて、メモリに格納
された各プログラムにより実現されて次のような手段か
ら構成されている。すなわち、演算処理装置35は、制御
値判定手段35aと、制御値出力手段35bと、制御データ検
索手段35cと、観測データ発生手段35dと、動作状態監視
手段35eと、試行最適制御データ記憶手段35fと、作業条
件演算判定手段35gと、最適波形制御手段35h,ビーム電
流積分値演算手段35iとを備えている。The arithmetic processing unit 35 of the automatic start-up control device 31 includes a microprocessor and a memory, is realized by each program stored in the memory, and is configured by the following means. That is, the arithmetic processing unit 35, the control value determination means 35a, the control value output means 35b, the control data search means 35c, the observation data generation means 35d, the operating state monitoring means 35e, the trial optimum control data storage means 35f. And a work condition calculation determination means 35g, an optimum waveform control means 35h, and a beam current integral value calculation means 35i.
そして、ターゲット制御部53から得た検出データに基づ
き観測データ発生手段35dが観測表示データを合成し、
ディスプレイ36に送出して第4図に見る点線で示す観測
波形nを図形表示する制御をするとともに、キーボード
37から入力された作業名に応じて制御データ検索手段35
cが外部記憶装置であるディスク(ハードDK)38を検索
してその制御データテーブル60(第4図参照)の欄61の
レシピ名(作業名)を検索してその一致を見る。そして
同一作業名があるときには、それが以前に試行されたか
否かを欄62のフラグ等により判定して、以前に試行され
たものであれば、その作業名からその作業名に対応する
制御データテーブル60を取り出して、演算処理装置35の
メモリに読込む。Then, the observation data generation means 35d synthesizes the observation display data based on the detection data obtained from the target control unit 53,
The keyboard is controlled while sending it to the display 36 to graphically display the observed waveform n shown by the dotted line in FIG.
Control data search means 35 according to the work name input from 37
The disk (hard DK) 38 in which c is an external storage device is searched, and the recipe name (work name) in the column 61 of the control data table 60 (see FIG. 4) is searched to see the match. When there is the same work name, it is determined by the flag in the column 62 whether it has been tried before, and if it is the one tried before, the control data corresponding to the work name is changed from the work name. The table 60 is taken out and read into the memory of the arithmetic processing unit 35.
次に、その欄63の作業条件と欄64の各種制御値を得て、
イオンソース制御部43、アナライザマグネット制御部4
5、ビームエネルギー制御部47、レンズ制御部49、X−
Yスキャンオフセット制御部51、メインファラデー制御
部53a、そしてエンドステーション制御部53bに対する各
制御値を所定の順序で読出して、制御値判定手段35aに
送出する。Next, obtain the working conditions in column 63 and the various control values in column 64,
Ion source controller 43, analyzer magnet controller 4
5, beam energy control unit 47, lens control unit 49, X-
The control values for the Y scan offset control unit 51, the main Faraday control unit 53a, and the end station control unit 53b are read out in a predetermined order and sent to the control value determination means 35a.
ここに、作業条件としては、第3図に見るように、制御
データテーブル60のレシピ名の対応の欄63に見るよう
に、打ち込みエネルギ[kV],ビーム電極[μA],ド
ーズ値[イオン数/cm2],イオン種[B,P,As等]であ
る。Here, as the working conditions, as shown in FIG. 3, as shown in the corresponding column 63 of the recipe name in the control data table 60, the implantation energy [kV], the beam electrode [μA], the dose value [the number of ions] / cm 2 ], ion species [B, P, As, etc.].
また、イオン注入装置30に対する制御パラメータとして
の各種制御値としては、制御データテーブル60の欄62に
見るようにフィラメント電流値,アーク電流値,ソース
マグネット電流値,アナライザ電流値,レンズ調整値,X
Yスキャン電圧値,オフセット値(OFFSET値),ビーム
電流値(最大値),観測波形に対する判定値A,B,C等で
ある。なお、前記Aは、第4図に見る観測波形の最初の
立上がり部分のビーム電流の積分値であり、Bは、中央
部の立下がり部分+次の波形の立上がり部分のビーム電
流の積分値であり、Cは、次の波形の後ろ側の立下がり
部分のビーム電流の積分値である。ここにこれらの各値
は、観測データ発生手段35dからのデータに基づきビー
ム電流積分演算手段35iにより算出される。Further, as various control values as the control parameters for the ion implantation device 30, as shown in the column 62 of the control data table 60, the filament current value, arc current value, source magnet current value, analyzer current value, lens adjustment value, X
Y scan voltage value, offset value (OFFSET value), beam current value (maximum value), judgment values A, B, C for the observed waveform. Note that A is the integrated value of the beam current in the first rising portion of the observed waveform shown in FIG. 4, and B is the integrated value of the beam current in the central falling portion + the rising portion of the next waveform. Yes, C is the integrated value of the beam current at the trailing trailing edge of the next waveform. Here, each of these values is calculated by the beam current integral calculation means 35i based on the data from the observation data generation means 35d.
なお、第4図の観測波形は、横軸にXまたはY方向の走
査に対応するスキャン電圧を採り、縦軸にメインファラ
デー53で測定される測定ビーム電流値を採ったものであ
る。例えば、X方向の走査(走査時間)に対応してビー
ム電流値を測定した場合に、符号aは、マスク10から外
れたオーバスキャン領域に当たり、最初の符号bは、ビ
ーム電流がマスク10からメインファラデー53へと走査す
るまでの領域に当たり、これが立上がり領域に対応して
いる。この領域の電流積分値が積分値Aになる。符号c
は、ビーム電流がメインファラデー53を走査する領域に
当たる。符号dは、メインファラデーの中心の穴の部分
を走査する領域に当たる。そこで、これがX方向の走査
に対応して立下がりそして再び立ち上がる領域に対応し
ている。この領域の電流積分値が積分値Bになる。最後
の符号bは、ビーム電流がメインファラデー53からマス
ク10へと走査するまでの領域に当たり、これが立下がり
領域に対応している。この領域の電流積分値が積分値C
になる。In the observed waveform of FIG. 4, the horizontal axis shows the scan voltage corresponding to the scanning in the X or Y direction, and the vertical axis shows the measured beam current value measured by the main Faraday 53. For example, when the beam current value is measured corresponding to the scanning (scanning time) in the X direction, the code a corresponds to the overscan area deviated from the mask 10, and the first code b is the beam current from the mask 10 to the main. This corresponds to the area until the Faraday 53 is scanned, and this corresponds to the rising area. The integrated current value in this region is the integrated value A. Code c
Corresponds to the area where the beam current scans the main Faraday 53. Reference numeral d corresponds to a region for scanning the hole portion at the center of the main Faraday. Therefore, this corresponds to a region that falls and rises again in response to scanning in the X direction. The integrated current value in this region is the integrated value B. The last code b corresponds to the area from the main Faraday 53 to the mask 10 where the beam current scans, and this corresponds to the falling area. The integrated current value in this region is the integrated value C
become.
一方、制御値測定手段35aは、各制御部に対応するこれ
ら制御値(ただし、判定値A,B,Cを除く)を制御データ
検索手段35cから順次得て、これらを目標値とし、入出
力制御回路33から得られる各制御部からの測定制御デー
タと前記目標値とを比較し、その差値に対応する制御デ
ータを順次各制御値として制御値出力手段35bに送出す
る。On the other hand, the control value measuring means 35a sequentially obtains these control values (excluding the judgment values A, B, and C) corresponding to each control unit from the control data searching means 35c, sets these as target values, and inputs / outputs them. The measured control data from each control unit obtained from the control circuit 33 is compared with the target value, and the control data corresponding to the difference value is sequentially sent to the control value output means 35b as each control value.
制御値出力手段35bは、制御値判定手段35a及び後述の最
適波形制御手段35hから送出される制御データを入出力
制御回路33へと送り、順次イオンソース制御部43、アナ
ライザマグネット制御部45、ビームエネルギー制御部4
7、レンズ制御部49、X−Yスキャンオフセット制御部5
1、メインファラデー制御部53a、そしてエンドステーシ
ョン制御部53bに送出して、作業名で示される制御値に
なるように制御して行く。The control value output means 35b sends the control data sent from the control value determination means 35a and the optimum waveform control means 35h described later to the input / output control circuit 33, and the ion source control unit 43, the analyzer magnet control unit 45, the beam sequentially. Energy control unit 4
7, lens control unit 49, XY scan offset control unit 5
1, the data is sent to the main Faraday control unit 53a and the end station control unit 53b, and control is performed so that the control value indicated by the work name is obtained.
また、作業条件演算判定手段35gは、イオン注入装置30
の各制御部から測定されるデータを入出力制御回路33か
ら得て、これらから作業条件である打ち込みエネルギ
[kV],ビーム電流[μA],ドーズ量[イオン数/c
m2]を演算して、これらの各演算値が制御データ検索手
段35cから得た第3図の制御データテーブル60の欄63に
おける打ち込みエネルギ[kV],ビーム電流[μA],
ドーズ量[イオン数/cm2]の各値に対して所定の制御範
囲又はこれらに一致するか否かを判定して、これら目標
値に対して許容範囲に入ったときに最適制御となった信
号を発生し、これを試行最適制御データ記憶手段35fに
送出する。Further, the work condition calculation determining means 35g is the ion implanter 30.
The data measured from the respective control units of the above are obtained from the input / output control circuit 33, and from these, the working energy which is the working condition [kV], the beam current [μA], the dose amount [the number of ions / c
m 2 ] and these calculated values are obtained from the control data retrieving means 35c. The implantation energy [kV], the beam current [μA] in the column 63 of the control data table 60 of FIG.
Dose determine whether or not to match the predetermined control range or these for each value of [the number of ions / cm 2], becomes optimal control when entering the allowable range with respect to these target values A signal is generated and sent to the trial optimum control data storage means 35f.
試行最適制御データ記憶手段35fでは、前記最適制御信
号と後述する最適波形制御手段35hからの最適制御信号
とのAND条件により、特定の作業名で入力された作業条
件(対象制御値)に対応して、制御データテーブル60に
最適調整されたときの各制御値(フィラメント電流値,
アーク電流値,ソースマグネット電流値,アナライザ電
流値,レンズ調整値,XYスキャン電圧値,オフセット値
(OFFSET値),ビーム電流値(最大値)を入出力制御回
路33から得、さらにビーム電流積分値演算手段35iから
観測波形に対する判定値(A,B,C等)をそれぞれ得て、
その作業名に対応した制御データテーブル60の欄64に記
憶する。In the trial optimum control data storage means 35f, the AND condition of the optimum control signal and the optimum control signal from the optimum waveform control means 35h described later corresponds to the work condition (target control value) input with a specific work name. Then, each control value (filament current value,
The arc current value, source magnet current value, analyzer current value, lens adjustment value, XY scan voltage value, offset value (OFFSET value), beam current value (maximum value) are obtained from the input / output control circuit 33, and the beam current integrated value is also obtained. Obtain the judgment values (A, B, C, etc.) for the observed waveform from the computing means 35i,
It is stored in the column 64 of the control data table 60 corresponding to the work name.
また、最適波形制御手段35hは、制御信号を制御値出力
手段35bに送出して、フィラメント電流値とアーク電流
値,ソースマグネット電流値,アナライザ電流値とを微
調整制御し、入出力制御回路33を介して制御データ測定
回路32から得たビーム電流測定値からそのピーク値を検
出し、かつビーム電流積分値演算手段35iから現在の判
定値A,B,Cを得て、これと制御データ検索手段35cから得
た制御データテーブル60の判定値A,B,Cとを比較して一
致するか(又は所定の許容範囲に入るか否か)を判定す
る。そしてこの判定の結果、これら判定値の差に応じた
制御信号を微調整制御のために制御値出力手段35bに送
出する。また、この判定の結果一致した(又は許容範囲
に入った)ときには、最適制御信号を試行最適制御デー
タ記憶手段35fに送出する。Further, the optimum waveform control means 35h sends a control signal to the control value output means 35b to finely control the filament current value, the arc current value, the source magnet current value, and the analyzer current value, and the input / output control circuit 33. The peak value is detected from the beam current measurement value obtained from the control data measurement circuit 32 via the control data measurement circuit 35i and the current judgment values A, B, C are obtained from the beam current integral value calculation means 35i, and this and the control data retrieval are performed. The judgment values A, B, C of the control data table 60 obtained from the means 35c are compared and it is judged whether they match (or fall within a predetermined allowable range). Then, as a result of this determination, a control signal corresponding to the difference between these determination values is sent to the control value output means 35b for fine adjustment control. If the result of this determination is that they match (or within the allowable range), the optimum control signal is sent to the trial optimum control data storage means 35f.
さらに、最適波形制御手段35hは、前記のビーム電流値
及び目標判定値A,B,Cに対応する波形m(第4図参照)
をディスプレイ36に送出して図形の形でディスプレイ36
に表示するとともに、ピーク値又は最大値を作業条件演
算判定手段35gに送出して、それが制御データテーブル6
0に記憶された値と一致しているか否か(又は所定の制
御範囲に入るか否か)を判定させる。Further, the optimum waveform control means 35h has a waveform m corresponding to the beam current value and the target judgment values A, B, C (see FIG. 4).
To the display 36 and display it in the form of a graphic.
Is displayed on the control data table 6 and the peak value or the maximum value is sent to the work condition calculation determination means 35g.
It is determined whether or not it matches the value stored in 0 (or whether or not it falls within a predetermined control range).
ところで、この実施例では、2段階の制御により制度を
向上させかつ立上げ時間を短縮するものであって、その
第1段階は、前記最適波形制御手段35hにより、X,Yの片
方のみ交互にスキャンして、波形のシャープな部分(第
4図の積分領域A,B,C)で最適値を求めて制御する。そ
してその第2段階では、試行最適制御データ記憶手段35
fにより、実行後の調整値をレシピ名単位に保管し、次
回の立上がりデータとするものである。By the way, in this embodiment, the accuracy is improved and the start-up time is shortened by the two-step control. In the first step, only one of X and Y is alternately changed by the optimum waveform control means 35h. By scanning, the optimum value is obtained and controlled in the sharp portion of the waveform (integral areas A, B, C in FIG. 4). Then, in the second stage, the trial optimum control data storage means 35
By f, the adjusted value after execution is stored for each recipe name and used as the next rising data.
次に、このような自動立上げ制御の全体的な処理につい
て第2図に従って説明する。Next, the overall processing of such automatic startup control will be described with reference to FIG.
ステップでイオン注入装置30及び自動立上げ制御装置
31の電源を投入し、ステップでレシピ名(作業名)を
キーボード37から入力して演算処理装置35が入力された
レシピ名に従ってディスク38から対応するレシピ名の第
3図に見る制御データテーブル60をメモリに転送する。Ion implanter 30 and automatic startup controller in steps
The control data table 60 shown in FIG. 3 of the recipe name corresponding to the recipe name is input from the disk 38 in accordance with the entered recipe name by inputting the recipe name (work name) from the keyboard 37 in step 31 by turning on the power supply of 31. To memory.
次のステップでは、イオン注入装置30の各制御部の現
在制御値を制御データ測定回路32を介して得、さらに真
空値,ドアの開閉状態等に状態信号を入出力制御回路33
から得て、その動作モードの確認し、装置を立上げるた
めの固定値のセットをする。In the next step, the current control value of each control unit of the ion implantation apparatus 30 is obtained via the control data measuring circuit 32, and a status signal such as a vacuum value and a door open / close state is input / output control circuit 33.
Then, confirm the operation mode and set a fixed value for starting up the device.
この場合の固定値としては、制御イオン種の選択、ガス
流量のセット、ビームを立上げるためのビームエネルギ
ー,レンズ制御部に対する制御値,オフセット制御部に
対する制御値等のあらかじめ定められたものである。In this case, the fixed values are predetermined values such as selection of control ion species, setting of gas flow rate, beam energy for raising the beam, control value for lens control unit, control value for offset control unit, and the like. .
そして、次のステップでビームを立上げて、ステップ
で過去の試行制御データがあるか否かを判定する。こ
の判定は、制御データテーブル60の試行データ有無の欄
62のフラグを参照して判定する。この判定の結果、試行
データ有りのフラグが立っていれば、ステップで、作
業条件対応の制御データテーブル60に示されたデータに
従って、目標制御値としての制御イオン種の選択、ガス
流量のセットを再び行い、イオンビームを立上げるため
のビームエネルギー,レンズ制御部49,オフセット制御
部51に各対応する制御値を再び順次セットし、さらに制
御データテーブル60に示された制御データに従って、フ
ィラメント電流値とアーク電流値,ソースマグネット電
流値,アナライザ電流値とを監視しながらゆっくりと上
昇させて行き、これらの各制御値を前記制御データテー
ブル60の欄64に示されたデータに一致させ、又はそれを
目標値として所定の制御範囲入るように制御して行く。
そしてビーム電流のピーク値を検出する。なお、この検
出は、イオン種によりあらかじめ求められた値であり、
最初はこれより小さい値にセットされるように制御され
て、上昇させながらビームが最大値を採るように各制御
値が調整される。Then, in the next step, the beam is activated, and in the step, it is determined whether or not there is past trial control data. This judgment is made in the column of the presence / absence of trial data in the control data table 60.
It judges by referring to the flag of 62. As a result of this determination, if the flag indicating that trial data exists is set, in step, according to the data shown in the control data table 60 corresponding to the working conditions, the control ion species is selected as the target control value, and the gas flow rate is set. Again, the beam energy for starting the ion beam, the corresponding control values in the lens control unit 49 and the offset control unit 51 are sequentially set again, and the filament current value is set in accordance with the control data shown in the control data table 60. And the arc current value, the source magnet current value, and the analyzer current value are slowly increased while monitoring the control current values, and the respective control values are matched with the data shown in the column 64 of the control data table 60, or The target value is set as a target value, and control is performed so as to be within a predetermined control range.
Then, the peak value of the beam current is detected. In addition, this detection is a value previously obtained by the ion species,
Initially, it is controlled so that it is set to a smaller value, and each control value is adjusted so that the beam takes the maximum value while rising.
次に、ステップにて、微調整及びチェックが行われ
る。Next, in step, fine adjustment and check are performed.
微調整の内容としては、 Iオフセット微調整 一般にX方向のみ行い、第4図の観測波形でl1≒l2とな
る値にオフセットLOWアジャスト,オフHIGHアジャスト
を調整する。The contents of the fine adjustment are: I offset fine adjustment Generally, only the X direction is adjusted, and the offset LOW adjust and the OFF HIGH adjust are adjusted to a value of l 1 ≈l 2 in the observed waveform of FIG.
IIレンズ微調整 X,Yの片方のみ交互にスキャンして、波形のシャープな
部分(第4図の積分領域A,B,C)で最適値を求めて制御
するものであって、Xスキャン,Yスキャン両方に対して
レンズTRIM(レンズトリマ),レンズバランス,レンズ
LOWアジャスト,レンズHIGHアジャストを調整し、第4
図の波形のA,B,C部分のビーム電流積分値が最小となる
値にする。II Lens fine adjustment Alternately scans only one of X and Y to obtain the optimum value in the sharp part of the waveform (integral areas A, B and C in Fig. 4) and control it. Lens TRIM (lens trimmer), lens balance, lens for both Y scans
Adjust the LOW adjust and lens HIGH adjust to the 4th
Set the values that minimize the integrated beam current values in the A, B, and C parts of the waveform in the figure.
IIIオーバスキャン微調整 Xスキャン,Yスキャン両方に対してX,Yスキャンを調整
し、第4図の波形スキャン範囲全体に対して15%になる
値に調整する。III Overscan fine adjustment Adjust the X and Y scans for both X and Y scans, and adjust the value to be 15% for the entire waveform scan range in Fig. 4.
IVチェック 前回試行されたデータ内にある判定値データA,B,Cを基
準にして、レンズ調整値(A,B,C)minの判定及びl1≒
l2,a部が全体の20%以内に入るか否かの判定を行う。IV check Judgment of lens adjustment value (A, B, C) min based on the judgment value data A, B, C in the data that was tried last time and l 1 ≒
l 2, a unit performs a determination of whether or not to enter within 20% of the total.
そして、次のステップでは、試行データが記憶装置に
記憶される。Then, in the next step, the trial data is stored in the storage device.
この記憶は、試行最適制御データ記憶手段35fにより行
われ、前記ステップで微調整された結果のデータを入
力されたレシピ名テーブルとして第3図に見る制御テー
ブル60の形態で記憶する。なお、すでに記憶された制御
データがあることきには、それを更新して最新の制御デ
ータが記憶される。This storage is performed by the trial optimum control data storage means 35f, and the data of the result finely adjusted in the above step is stored as the input recipe name table in the form of the control table 60 shown in FIG. When there is already stored control data, it is updated and the latest control data is stored.
ここで、記憶される制御データは、次のようなものであ
る。The control data stored here is as follows.
a)フィラメント電流値,b)アーク電流値,c)ソースマ
グネット電流値,d)アナライザマグネット電流値,e)レ
ンズ調整値(レンズTRIM,レンズバランス,レンズLOWア
ジャスト,レンズHIGHアジャスト),f)オフセット調整
値(オフセットLOWアジャスト,オフHIGHアジャスト),
g)X−Yスキャン電圧値,h)ビーム電流値,i)判定値
(A,B,C)。なお、A,B,Cは、それぞれ最小値(min)で
ある。a) Filament current value, b) Arc current value, c) Source magnet current value, d) Analyzer magnet current value, e) Lens adjustment value (lens TRIM, lens balance, lens LOW adjust, lens HIGH adjust), f) offset Adjustment value (offset LOW adjust, OFF HIGH adjust),
g) XY scan voltage value, h) beam current value, i) judgment value (A, B, C). Note that A, B, and C are the minimum values (min), respectively.
このようにして実行後の調整値をレシピ名単位に保管
し、次回の立上がりデータとする。そしてこのような制
御データが記憶されると、次のステップにてドーズプ
ロセッサ54に起動をかけてウエハへイオン注入を開始さ
れる。In this way, the adjusted values after execution are stored for each recipe name and used as the next rising data. When such control data is stored, the dose processor 54 is activated in the next step to start ion implantation into the wafer.
一方、先のステップの判定で試行データがない場合に
あっては、ステップaで加速電圧を制御してビームエ
ネルギーが指定された[keV]値になるようにする。こ
の時の監視データは、加速電圧が設定値通りになったか
どうかを判断するだけである。このようにしてビームエ
ネルギーの設定する。On the other hand, if there is no trial data in the determination in the previous step, the acceleration voltage is controlled in step a so that the beam energy becomes the specified [keV] value. The monitoring data at this time only determines whether or not the acceleration voltage has reached the set value. In this way, the beam energy is set.
次に、ステップaであらかじめイオン種及び加速電圧
に応じた値を求めておき、オフセットLOWアジャスト
値,オフHIGHアジャスト値のセットをする。そしてX,Y
共にスキャンを止めて、メインファラデーに流れる電流
が最小になる値にオフセットLOWアジャスト,オフHIGH
アジャストを調整してオフセット調整を行う。Next, in step a, a value corresponding to the ion species and the acceleration voltage is obtained in advance, and the offset LOW adjust value and the OFF HIGH adjust value are set. And X, Y
Both stop scanning and offset to a value that minimizes the current flowing through the main Faraday LOW Adjust, OFF HIGH
Adjust the offset to adjust the offset.
次のステップaであらかじめイオン種及び加速電圧に
応じた値を求めておき、レンズTRIM,レンズバランス,
レンズLOWアジャスト,レンズHIGHアジャストの各値を
セットする。そしてX,Y共にスキャンを止めてメインフ
ァラデーに流れる電流が最小になる値にレンズバランス
を調整してレンズ系の調整を行う。In the next step a, the values corresponding to the ion species and the acceleration voltage are obtained in advance, and the lens TRIM, lens balance,
Set each value of lens LOW adjust and lens HIGH adjust. Then, scanning is stopped for both X and Y, and the lens system is adjusted by adjusting the lens balance to a value that minimizes the current flowing through the main Faraday.
次のステップaでは、X,Yのスキャンを止めてオーバ
スキャンを行う際の目標電流値を計算する。In the next step a, the target current value when the X and Y scans are stopped and the overscan is performed is calculated.
目標値=ビーム値×(1−R)2 ただし、ビーム値はスキャンさせない状態での測定値で
あり、Rは、オーバスキャン比である。そして目標ビー
ム値になるようにX,Yスキャンを調整してオーバスキャ
ナ調整を行う。Target value = beam value × (1−R) 2 However, the beam value is a measured value without scanning, and R is an overscan ratio. Then, the X and Y scans are adjusted so that the target beam value is obtained, and overscanner adjustment is performed.
次のステップaでは、ドーズプロセッサ54へドーズ量
をセットするドーズレベル設定を行い、ステップaで
ビーム電流が指定値になるようにアーク電流を制御して
ビーム電流設定を行い、ステップ以降の最適制御値を
求める処理に入る。なお、ステップa,ステップa
は、作業名を変更する場合の処理ルーチンであり、ステ
ップへと入る。In the next step a, the dose level is set to set the dose amount in the dose processor 54, and in step a, the arc current is controlled so that the beam current becomes a specified value and the beam current is set. Enter the process of obtaining the value. In addition, step a, step a
Is a processing routine for changing the work name, and enters a step.
ところで、従来人手によりオシロスコープのビーム電流
波形を観測する際に第4図に示すような観測波形n(点
線により表示)のなまりは判定不可能であった。したが
ってウエハ65の円縁部66においてドーズ量が不均一とな
る部分が発生していた。なお、67は、ウエハ外周部であ
り、68は、ウエハ設置台(サセプタ)である。By the way, conventionally, when observing the beam current waveform of an oscilloscope manually, it was not possible to determine the rounding of the observed waveform n (shown by a dotted line) as shown in FIG. Therefore, in the circular edge portion 66 of the wafer 65, there was a portion where the dose amount was non-uniform. In addition, 67 is a wafer outer peripheral part, 68 is a wafer installation stand (susceptor).
しかし、この発明のようにA,B,Cの積分値を算出して目
標値(目標波形m:実線表示)になるように立上げること
により、観測波形nのようになまっても、判定値A−
A′,B−B,C−C′に見るようにビーム電流の微小な変
化分は積分値では増幅されて現れることから人が波形を
判別するよりもかなり大幅に判定機能が向上する。However, as in the present invention, by calculating the integrated value of A, B, and C and starting it up to the target value (target waveform m: solid line display), even if it becomes the observed waveform n, the judgment value A-
As can be seen from A ', B-B, and C-C', minute changes in the beam current appear as amplified in the integrated value, so the judgment function is considerably improved compared to the case where a person discriminates the waveform.
したがって前記のように微調整をすることにより、精度
を向上させることができ、しかも各制御値があらかじめ
適正値で設定できるので、適正立上げまでの時間を短縮
できる。Therefore, by performing the fine adjustment as described above, the accuracy can be improved, and since each control value can be set to an appropriate value in advance, it is possible to shorten the time until the appropriate startup.
さらに、ドーズ量の不均一性を解消でき、歩留りの向上
を図ることができる。Furthermore, the non-uniformity of the dose amount can be eliminated, and the yield can be improved.
以上説明してきたが、実施例では、制御データテーブル
に示されたデータに従って可変設定値として、フィラメ
ント電流値,アーク電流値,ソースマグネット電流値,
アナライザ電流値,レンズ調整値,XYスキャン電圧値,
オフセット値でレンズ調整値等を挙げているが、制御値
は、これらすべてに適用しなくてもよく、また、作業条
件である打ち込みエネルギ,ビーム電流値,ドーズ量,
そしてイオン種等のうちのいくつかを制御値に含ませて
もよい。As described above, in the embodiment, the filament current value, the arc current value, the source magnet current value, and the variable current value are set as variable setting values according to the data shown in the control data table.
Analyzer current value, lens adjustment value, XY scan voltage value,
Although the lens adjustment value and the like are mentioned as the offset value, the control value does not have to be applied to all of them, and the implantation energy, the beam current value, the dose amount, which are the working conditions,
Then, some of the ion species and the like may be included in the control value.
[発明の効果] 以上の説明から理解できるように、この発明にあって
は、記憶装置と、ターゲット部のビーム電流を測定する
測定手段と、演算処理装置と、イオン注入装置とを備え
ていて、演算処理装置は、測定手段から得られるビーム
電流値に基づき、ウエハに対応するビーム電流波形の最
初の立上がり部分の第1の積分値と中央部の立下がり部
分及び次の波形の立上がり部分の第2の積分値と後ろ側
の立下がり部分の第3の積分値を算出する積分値手段を
有していて、イオン注入装置を稼働した場合の最適制御
状態における第1,第2及び第3の積分値をそのときの作
業条件に対応して前記記憶装置に記憶し、イオン注入装
置を立上げる際に、立上げる際の作業条件に対してこれ
と同様な作業条件における最適制御状態における第1,第
2及び第3の積分値を記憶装置から読出して積分値算出
手段により算出される現在の第1,第2及び第3の積分値
が前記最適制御状態における第1,第2及び第3の積分値
に近づくか又はそれになるように目標制御して前記ビー
ム電流の波形が最適となるように立上げるようにしてい
るので、最適値に微調整することが容易となり、短時間
に最適値で稼働することが可能である。大幅に判定機能
が向上する。さらに、ドーズ量の不均一性を解消でき、
歩留りの向上を図ることができる。[Effects of the Invention] As can be understood from the above description, the present invention is provided with the memory device, the measuring means for measuring the beam current of the target portion, the arithmetic processing device, and the ion implantation device. The arithmetic processing unit determines, based on the beam current value obtained from the measuring means, the first integral value of the first rising portion of the beam current waveform corresponding to the wafer, the falling portion of the central portion, and the rising portion of the next waveform. It has an integral value means for calculating the second integral value and the third integral value of the trailing trailing edge portion, and the first, second and third portions in the optimum control state when the ion implantation apparatus is operated. The integrated value of is stored in the storage device in correspondence with the working condition at that time, and when the ion implantation apparatus is started up, the work condition at the time of starting up the ion implanter 1, second and The present first, second and third integrated values calculated by the integrated value calculating means by reading the third integrated value from the storage device become the first, second and third integrated values in the optimum control state. Since the target control is performed so that the beam current approaches or becomes close to that, the beam current waveform is started up so as to be optimum, so it becomes easy to finely adjust to the optimum value, and operate at the optimum value in a short time. Is possible. The judgment function is greatly improved. Furthermore, it is possible to eliminate non-uniformity of the dose amount,
The yield can be improved.
その結果、作業効率を向上させることができる。As a result, working efficiency can be improved.
第1図は、この発明を適用したイオン注入システムのブ
ロック図であり、第2図は、その立上げ処理の流れ図、
第3図は、その処理に必要な検索テーブルの説明図、第
4図は、観測波形の説明図、第5図(a)は、従来のイ
オン注入装置のブロック図、第5図(b)は、そのイオ
ンソースの説明図である。 30……イオン注入装置、31……自動立上げ制御装置,32
……制御データ測定回路,33……入出力制御回路,34……
バス、35……演算処理装置、35a……制御値判定手段、3
5b……制御値出力手段、35c……稼働データ検索手段、3
5d……観測データ発生手段、35e……動作状態監視手
段、35f……試行最適制御データ記憶手段、35g……作業
条件演算判定手段、35h……最適波形制御手段、35i……
ビーム電流積分値演算手段、36……ディスプレイ、37…
…キーボード、38……ディスク、41……イオンソース、
42……イオン引出し前段加速部、43……イオンソース制
御部、44……質量分析部、45……アナライザマグネット
制御部、46……後段加速部、47……ビームエネルギー制
御部、48……レンズ系、49……レンズ制御部、50……ビ
ーム偏向部、100……イオン注入システム。FIG. 1 is a block diagram of an ion implantation system to which the present invention is applied, and FIG. 2 is a flow chart of its startup processing,
FIG. 3 is an explanatory diagram of a search table necessary for the processing, FIG. 4 is an explanatory diagram of observed waveforms, FIG. 5 (a) is a block diagram of a conventional ion implantation apparatus, and FIG. 5 (b). FIG. 4 is an explanatory diagram of the ion source. 30 …… Ion implanter, 31 …… Automatic start-up controller, 32
...... Control data measurement circuit, 33 ...... Input / output control circuit, 34 ......
Bus, 35 ... Arithmetic processing unit, 35a ... Control value determination means, 3
5b: control value output means, 35c: operating data search means, 3
5d ... Observation data generating means, 35e ... Operating state monitoring means, 35f ... Trial optimal control data storage means, 35g ... Working condition calculation determining means, 35h ... Optimal waveform control means, 35i ...
Beam current integral value calculation means, 36 ... Display, 37 ...
... keyboard, 38 ... disk, 41 ... ion source,
42 …… Ion extraction front-stage acceleration section, 43 …… Ion source control section, 44 …… Mass analysis section, 45 …… Analyzer magnet control section, 46 …… Post-stage acceleration section, 47 …… Beam energy control section, 48 …… Lens system, 49 ... Lens control unit, 50 ... Beam deflection unit, 100 ... Ion implantation system.
Claims (1)
置における可変設定値に対応する各種制御値を作業条件
に対応して記憶する記憶装置と、前記各種制御値及びタ
ーゲット部のファラディカップを介してビーム電流を測
定する測定手段と、演算処理装置と、イオン注入装置と
を備え、 前記ファラディカップは、前記イオンビームをX方向ま
たはY方向にスキャンさせたときに中央部分に谷を持つ
特性の電流値を発生する構造のものであり、 前記演算処理装置は、前記演算処理装置の制御により、
前記ビーム電流をX方向またはY方向にスキャンさせて
得られる前記測定手段からの電流値の、前記走査方向に
対応する測定波形についてその最初の立上がり部分の第
1の積分値と、中央部の立下がりその後立ち上がる部分
の第2の積分値と、そして最後の立下がり部分の第3の
積分値とを算出する積分値算出手段を有していて、 前記記憶装置に記憶された各種制御値は、前記第1、第
2および第3の積分値が最小値になるように前記イオン
注入装置を制御したときに得られる各種制御値であっ
て、この各種制御値に対応して最小値の前記第1、第2
および第3の積分値が記憶されていて、 前記演算処理装置は、前記イオン注入装置を立ち上げる
ときに、前記記憶装置に記憶された前記各種制御値を目
標値として前記イオン注入装置に各種制御値を与えて制
御し、前記イオン注入装置の現在の前記各種制御値が前
記目標値に対して許容範囲に入ったか否かを判定して前
記イオン注入装置に与えている前記現在の各種制御値を
前記許容範囲内に設定し、 前記記憶装置に記憶された各種制御値に対応して記憶さ
れている前記第1、第2および第3の各積分値を目標判
定値として前記積分値算出手段により算出される現在の
第1、第2および第3の各積分値についてこれらが最小
値になるように前記イオン注入装置に与えている前記現
在の各種制御値を制御して最適な制御値に設定し、か
つ、 得られた最適な前記現在の各種制御値と前記現在の第
1、第2および第3の各積分値とをもって前記記憶装置
にすでに記憶されている前記各種制御値と前記第1、第
2および第3の積分値を書換えて更新することを特徴と
するイオン注入システム。1. A storage device for storing various control values corresponding to variable set values in an ion implantation device relating to control of an ion beam in correspondence with working conditions, and a beam via the various control values and a Faraday cup of a target unit. The Faraday cup includes a measuring unit for measuring a current, an arithmetic processing unit, and an ion implantation unit, and the Faraday cup has a characteristic current value having a valley in a central portion when the ion beam is scanned in the X direction or the Y direction. Is a structure for generating, the arithmetic processing device, by the control of the arithmetic processing device,
The first integral value of the first rising part of the current value from the measuring means obtained by scanning the beam current in the X direction or the Y direction with respect to the measurement waveform corresponding to the scanning direction, and the rising of the central part. It has an integral value calculating means for calculating the second integral value of the falling portion and the rising portion and the third integral value of the last falling portion, and the various control values stored in the storage device are: Various control values obtained when the ion implantation apparatus is controlled so that the first, second, and third integrated values become minimum values, and the minimum control values corresponding to the various control values. 1st and 2nd
And a third integrated value are stored, and the arithmetic processing unit performs various controls on the ion implantation apparatus with the various control values stored in the storage device as target values when the ion implantation apparatus is started up. The current various control values given to the ion implanter by determining whether or not the various current control values of the ion implanter are within an allowable range with respect to the target value Is set within the permissible range, and the first, second, and third integral values stored corresponding to the various control values stored in the storage device are set as target determination values, and the integral value calculating means is set. For each of the present first, second and third integrated values calculated by the above, the present various control values given to the ion implantation apparatus are controlled so as to be minimum values, and the optimum control values are obtained. Set and get The various control values already stored in the storage device and the first, second, and third optimum control values and the current first, second, and third integral values that have been optimized. An ion implantation system characterized by rewriting and updating the integral value of 3.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60258357A JPH0740480B2 (en) | 1985-11-18 | 1985-11-18 | Ion implantation system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60258357A JPH0740480B2 (en) | 1985-11-18 | 1985-11-18 | Ion implantation system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62117248A JPS62117248A (en) | 1987-05-28 |
| JPH0740480B2 true JPH0740480B2 (en) | 1995-05-01 |
Family
ID=17319107
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60258357A Expired - Lifetime JPH0740480B2 (en) | 1985-11-18 | 1985-11-18 | Ion implantation system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0740480B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2530398Y2 (en) * | 1988-10-20 | 1997-03-26 | 日新電機株式会社 | Control device for ion implanter |
| JP6509089B2 (en) | 2015-09-30 | 2019-05-08 | 住友重機械イオンテクノロジー株式会社 | Ion implantation system |
-
1985
- 1985-11-18 JP JP60258357A patent/JPH0740480B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62117248A (en) | 1987-05-28 |
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