JPH0636733A - Beam current control method for ecr ion source-mounted ion implanter - Google Patents
Beam current control method for ecr ion source-mounted ion implanterInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ウエファに注入するイ
オンのビーム電流を所望の大きさで安定にイオン源から
引出すことができるＥＣＲイオン源搭載イオン注入装置
のビーム電流制御方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a beam current control method for an ion implantation apparatus equipped with an ECR ion source capable of stably extracting a beam current of ions to be implanted into a wafer at a desired magnitude from an ion source.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図１は、ＥＣＲ（電子サイクロトロン共
鳴）イオン源を用いたイオン注入装置一例の基本構成図
である。ＥＣＲイオン源１における真空チャンバ２の周
囲にはソースコイル３1、３2が設けられ、それぞれコイ
ル電源４1、４2から給電される。真空チャンバ２に供給
されたイオン源ガス（蒸気）は、ソースコイルによる磁
場内でマイクロ波電源５から供給された２．４５ＧＨｚ
のマイクロ波電力により放電し、発生したプラズマから
引出し電極系６によってイオンをビームとして引出す。
引出し電極系には引出し電源７から電圧を印加してい
る。引出されたイオンビ−ムは分析電磁石電源８から給
電される質量分析電磁石９に導入され、同電磁石と分析
スリット１０によって分離抽出された所望質量のイオン
のビームが試料（ウエファ）１１に注入される。2. Description of the Related Art FIG. 1 is a basic configuration diagram of an example of an ion implantation apparatus using an ECR (electron cyclotron resonance) ion source. Source coils 3 1 and 3 2 are provided around the vacuum chamber 2 in the ECR ion source 1 and are supplied with power from coil power sources 4 1 and 4 2 , respectively. The ion source gas (vapor) supplied to the vacuum chamber 2 is 2.45 GHz supplied from the microwave power source 5 in the magnetic field generated by the source coil.
Is discharged by the microwave power, and ions are extracted as a beam from the generated plasma by the extraction electrode system 6.
A voltage is applied from the extraction power source 7 to the extraction electrode system. The extracted ion beam is introduced into the mass analysis electromagnet 9 fed from the analysis electromagnet power source 8, and the ion beam of desired mass separated and extracted by the electromagnet and the analysis slit 10 is injected into the sample (wafer) 11. .
【０００３】試料１１に注入されるビーム量をモニタす
るためにビームモニタ１２が設けられている。これは例
えば試料１１を通して流れるビーム電流を検出するもの
であり、ビーム電流値Ｉｂを示すビームモニタ１２から
のモニタ値Ｉｂはマイクロプロセッサを用いたコントロ
ーラ１３に導入される。コイル電源４1、４2、引出し電
源７はコントローラ１３によって、所定の磁場強度、引
出し電極系印加電圧を与えるように制御されており、ま
た、コントローラ１３は、ビームモニタ１２のモニタ値
Ｉｂに基づいてマイクロ波電源５を制御し、マイクロ波
出力Ｗｍを調節することにより、モニタ値Ｉｂしたがっ
てビーム電流の値が所定の値になるように制御してい
る。A beam monitor 12 is provided to monitor the amount of beam injected into the sample 11. This is for detecting the beam current flowing through the sample 11, for example, and the monitor value Ib from the beam monitor 12 indicating the beam current value Ib is introduced into the controller 13 using a microprocessor. The coil power supplies 4 1 and 4 2 and the extraction power supply 7 are controlled by the controller 13 so as to provide a predetermined magnetic field strength and extraction electrode system applied voltage, and the controller 13 is based on the monitor value Ib of the beam monitor 12. By controlling the microwave power source 5 and adjusting the microwave output Wm, the monitor value Ib and therefore the beam current value are controlled to be a predetermined value.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、マイクロ波
出力Ｗｍとビーム電流Ｉｂとの静特性の一例を示すと、
図２に示すようにビーム電流は或るマイクロ波出力値で
ピークとなる特性を示す。したがって、実際のビーム電
流Ｉｂ、ビーム電流のモニタ値Ｉｂに応じて、単にマイ
クロ波出力を増減させるだけでは、ビーム電流を所望の
値に安定に制御するのは難しい。また、マイクロ波出力
Ｗｍの制御についてみると、マイクロ波電源５をコント
ローラ１３でデジタル制御する場合には最小マイクロ波
出力変化量が存在し、同変化量に対してはビーム電流の
応答変化量が大きくなり、ビームモニタ１２によりビー
ム電流をフィードバックしてマイクロ波出力を制御する
と、制御系の動作遅れもあってビーム電流は過修正応答
ぎみとなり、設定値の上下にかなり脈動する傾向を示
す。An example of the static characteristics of the microwave output Wm and the beam current Ib will be given below.
As shown in FIG. 2, the beam current has a characteristic that it has a peak at a certain microwave output value. Therefore, it is difficult to stably control the beam current to a desired value simply by increasing or decreasing the microwave output according to the actual beam current Ib and the monitor value Ib of the beam current. Regarding the control of the microwave output Wm, when the microwave power source 5 is digitally controlled by the controller 13, there is a minimum microwave output change amount, and the response change amount of the beam current corresponds to the change amount. If the beam current is fed back by the beam monitor 12 and the microwave output is controlled by the beam monitor 12, the beam current becomes the overcorrection response limit due to the operation delay of the control system, and tends to pulsate above and below the set value.
【０００５】イオン源１の動作時、引出し電源７から引
出し電源電流Ｉｅが流れる。同電流は、イオン引出し部
にイオンが当ったとき放出される２次電子分及びビーム
輸送系で捕捉されるイオン分を含むからビームモニタ電
流より大きな値のものとなり、その静特性の一例は、図
２に示すように、マイクロ波出力Ｗｍの増加に対し、一
応比例的に増加する。このように、引出し電源電流Ｉｅ
もビーム電流Ｉｂと同様にマイクロ波出力Ｗｍの値に依
存し、その特性にはピーク点が存在しないから、電流検
出器１４から引出し電源電流のモニタ値Ｉｅをコントロ
ーラ１３にフィードバックし、同電流の値を一定に保つ
ようにマイクロ波電力Ｗｍを制御することにより、間接
的にビーム電流Ｉｂの値を調節することが考えられる。
この場合、ビーム電流Ｉｂにピークを生じさせるマイク
ロ波出力値以下の通常の動作領域において、動特性的に
は、最小マイクロ波出力変化量に対する引出し電源電流
Ｉｅの応答変化量がビーム電流のそれより小さい変化特
性を示し、行き過ぎが抑えられて引出し電源電流を安定
に一定値に保つことができる。During operation of the ion source 1, the extraction power supply current Ie flows from the extraction power supply 7. The current has a larger value than the beam monitor current because it includes the secondary electron components emitted when the ions hit the ion extraction part and the ion components captured by the beam transport system. As shown in FIG. 2, it increases in proportion to the increase in the microwave output Wm. In this way, the extraction power source current Ie
Also depends on the value of the microwave output Wm similarly to the beam current Ib, and there is no peak point in its characteristic. Therefore, the monitor value Ie of the power supply current drawn from the current detector 14 is fed back to the controller 13, It is possible to indirectly adjust the value of the beam current Ib by controlling the microwave power Wm so as to keep the value constant.
In this case, in a normal operation region of the microwave output value or less that causes a peak in the beam current Ib, the dynamic characteristic is that the response change amount of the extraction power source current Ie with respect to the minimum microwave output change amount is smaller than that of the beam current. It exhibits a small change characteristic, suppresses overshoot, and can stably maintain the extraction power supply current at a constant value.
【０００６】しかし、これによって所望の値のビーム電
流Ｉｂが得られる訳ではない。というのは、図２に示し
たマイクロ波出力Ｗｍに対する引出し電源電流Ｉｅ及び
ビーム電流Ｉｂについての各静特性は、各種パラメー
タ、例えば引出し電源電圧、ソースコイル電流、イオン
源ガス流量、イオン源真空度等によって変化し、そし
て、運転に伴うマイクロ波導入口の汚れによって変化す
る。かかる変動要因の存在に伴い、一般に、引出し電源
電流Ｉｅの値とビーム電流Ｉｂの値との対応関係にずれ
が生ずる。したがって、引出し電源電流Ｉｅに応じてマ
イクロ波出力を制御し、引出し電源電流の定値制御によ
りビーム電流を間接的に制御する場合には、ビーム電流
の値を監視し、所望のビーム電流値が得られるまで、引
出し電源電流の修正制御を行わねばならず、ビーム電流
の調節についてみると、所望の値に到達させるまでに長
い時間を要し、極めて速応性に欠けるものとならざるを
得ない。However, this does not mean that the desired value of the beam current Ib is obtained. This is because the static characteristics of the extraction power source current Ie and the beam current Ib with respect to the microwave output Wm shown in FIG. 2 are various parameters such as the extraction power source voltage, the source coil current, the ion source gas flow rate, and the ion source vacuum degree. Etc., and changes due to dirt on the microwave introduction port during operation. Due to the presence of such a variation factor, there is generally a deviation in the correspondence relationship between the value of the extraction power source current Ie and the value of the beam current Ib. Therefore, when the microwave output is controlled according to the extraction power source current Ie and the beam current is indirectly controlled by the constant value control of the extraction power source current, the beam current value is monitored to obtain the desired beam current value. Until that time, correction control of the drawing power supply current must be performed, and with regard to the adjustment of the beam current, it takes a long time to reach a desired value, and it is unavoidable that the response is extremely quick.
【０００７】本発明は、ビーム電流及び引出し電源電流
に応じてマイクロ波出力を制御することにより、試料に
注入されるイオンのビーム電流を速応性をもって安定に
設定通りに制御することができるＥＣＲイオン源搭載イ
オン注入装置におけるビーム電流制御方法の提供を目的
とするものである。According to the present invention, by controlling the microwave output according to the beam current and the extraction power source current, the beam current of the ions injected into the sample can be controlled promptly and stably as set. An object of the present invention is to provide a beam current control method in a source-mounted ion implantation apparatus.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は、マイクロ波電
源のマイクロ波出力が供給されるＥＣＲイオン源と、引
出し電源から前記イオン源のビーム引出部に流れる引出
し電源電流の検出器と、試料に注入されるイオンのビー
ム電流を検出するビームモニタとを有するＥＣＲイオン
源搭載イオン注入装置において、 １．マイクロ波出力を、ビーム電流の設定値に対応する
初期値から所定の範囲内で変化させ、前記ビームモニタ
によるビーム電流の実際値が前記設定値を超えた時点で
マイクロ波出力の変化を停止させる第１ステップと、 ２．前記ビーム電流の設定値と実際値との偏差に応じ、
制御スピードを変化させてマイクロ波出力を増減しビー
ム電流の値を前記設定値の近傍範囲内に到達させる第２
ステップと、 ３．引出し電源電流の検出器による引出し電源電流の実
際値と、前記ビーム電流の値が前記設定値の近傍範囲内
に到達した時点における引出し電源電流の値との偏差に
応じてマイクロ波出力を制御する第３ステップにより、 ビーム電流を設定値に制御することを特徴とするもので
ある。The present invention is directed to an ECR ion source to which a microwave output of a microwave power source is supplied, a detector of an extraction power source current flowing from an extraction power source to a beam extraction portion of the ion source, and a sample. An ion implantation apparatus equipped with an ECR ion source, comprising: The microwave output is changed within a predetermined range from the initial value corresponding to the set value of the beam current, and the change of the microwave output is stopped when the actual value of the beam current by the beam monitor exceeds the set value. 1. First step, According to the deviation between the set value and the actual value of the beam current,
A second method of changing the control speed to increase or decrease the microwave output to make the value of the beam current reach the vicinity of the set value
Step, and 3. The microwave output is controlled in accordance with the deviation between the actual value of the extraction power supply current detected by the extraction power supply current detector and the value of the extraction power supply current when the beam current value reaches within the vicinity of the set value. The third step is characterized in that the beam current is controlled to a set value.
【０００９】[0009]
【作用】ビーム電流を設定する場合、第１及び第２のス
テップで、マイクロ波出力を所定範囲内での変更し、そ
してビーム電流の実際値に応じて制御し、先ず、所望の
値のビーム電流が得られる正常動作状態の近傍にイオン
源の動作状態を到達させる。次いで、第３ステップの続
行により、この到達時点における引出し電源電流値が得
られるように実際の引出し電源電流のモニタ値に応じて
マイクロ波出力を制御する。引出し電源電流のフィード
バックに伴うマイクロ波出力の制御によれば、最小マイ
クロ波出力変化量に対する引出し電源電流の応答変化量
が小さいから、第１及び第２ステップの実施により到達
したイオン源の動作状態近傍において、引出し電源電流
は一定の値に安定に制御され、これに伴いビーム電流も
一定値、ほぼ所望の値に維持、制御されることになる。When setting the beam current, in the first and second steps, the microwave output is changed within a predetermined range, and the beam current is controlled according to the actual value of the beam current. The operating state of the ion source is made to reach the vicinity of the normal operating state where current is obtained. Then, by continuing the third step, the microwave output is controlled according to the actual monitor value of the pull-out power source current so that the pull-out power source current value at this reaching point can be obtained. According to the control of the microwave output accompanying the feedback of the extraction power source current, the response change amount of the extraction power source current with respect to the minimum microwave output change amount is small, so that the operating state of the ion source reached by performing the first and second steps is reached. In the vicinity, the extraction power supply current is stably controlled to a constant value, and accordingly, the beam current is also maintained and controlled to a constant value, almost a desired value.
【００１０】[0010]
【実施例】本発明の実施例について図面を参照して説明
する。図３は実施例の動作説明図であり、図４は本発明
の各ステップの流れを簡単に示すフローチャートであ
り、図５ないし図７は第１ないし第３ステップについて
のフローチャートである。図１に示したＥＣＲイオン源
搭載イオン注入装置において、ビーム電流を所望の設定
値Ｉｂｓに調整する場合、コントローラ１３は、マイク
ロ波電源５の動作状態、ビーム電流及び引出し電源電流
に応答し、図４のフローチャートに示すように順次第１
ないし第３ステップの制御を行う。Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is an operation explanatory diagram of the embodiment, FIG. 4 is a flow chart briefly showing the flow of each step of the present invention, and FIGS. 5 to 7 are flow charts of the first to third steps. In the ion implantation apparatus equipped with an ECR ion source shown in FIG. 1, when adjusting the beam current to a desired set value Ibs, the controller 13 responds to the operating state of the microwave power source 5, the beam current and the extraction power source current, and As shown in the flowchart of FIG.
Or the control of the third step is performed.
【００１１】第１ステップ マイクロ波電源５のマイクロ波出力Ｗｍを、ビーム電流
の設定値Ｉｂｓに対応する初期値Ｗｍ0から所定の範囲
内で変化させる。例えば、所定の動作パラメータのもと
でのビーム電流Ｉｂとマイクロ波出力Ｗｍについての代
表的な値をコントローラ１３のメモリに記憶させてお
き、ビーム電流の設定値Ｉｂｓに対応するマイクロ波出
力値を初期値Ｗｍ0として読み出し、図３（ａ）及び図
５のフローチャートに示すように、この初期値Ｗｍ0か
ら、その±５０％の値であるＷｍｕとＷｍｌの範囲内
で、マイクロ波出力を最小マイクロ波出力変化量より大
きい単位変化量△Ｗｍ、例えば１Ｗきざみで増減変化さ
せる。これに伴い、ビーム電流の実際値即ちモニタ値Ｉ
ｂが前記設定値Ｉｂｓを超えた時点でマイクロ波出力Ｗ
ｍの変化を停止させる。First step The microwave output Wm of the microwave power source 5 is changed within a predetermined range from an initial value Wm 0 corresponding to the set value Ibs of the beam current. For example, a typical value of the beam current Ib and the microwave output Wm under a predetermined operation parameter is stored in the memory of the controller 13, and the microwave output value corresponding to the set value Ibs of the beam current is stored. As an initial value Wm 0, as shown in the flowcharts of FIGS. 3A and 5, the microwave output is minimized within a range of ± 50% of the initial value Wm 0 , that is, Wmu and Wml. The unit change amount ΔWm, which is larger than the microwave output change amount, is increased / decreased in steps of 1 W, for example. Accordingly, the actual value of the beam current, that is, the monitor value I
When b exceeds the set value Ibs, the microwave output W
Stop the change of m.
【００１２】第２ステップ 上述のようにマイクロ波出力の変化を停止させた時点か
ら、次いで、ビームモニタによるビーム電流のモニタ値
Ｉｂと設定値Ｉｂｓとの偏差に応じて、制御スピードを
変化させてマイクロ波出力を増減しビーム電流の値をビ
ーム電流の設定値の近傍範囲内に到達させる。これに
は、ビーム電流の設定値Ｉｂｓを中心として、図３
（ｂ）に示すように、例えば±２％、±２〜１０％、±
１０〜２５％、±２５％以上の各ビーム電流値の範囲を
設定し、ビーム電流の実際値、モニタ値が何れの範囲に
あるかに応じて、設定値から離れた範囲にあるほど制御
スピードを速くし、±２％の領域に近づくほど制御スピ
ードを遅くなるように、例えば、±２５％以上の範囲に
あるときには大、±１０〜２５％にあるときには中、±
２〜１０％にあるときには小のように段階的に制御スピ
ードを変えて最小マイクロ波出力変化量を単位変化量と
してマイクロ波出力を増減させ、ビーム電流Ｉｂが設定
値Ｉｂ1の±２％の範囲に入るように制御する。Second Step From the time when the change of the microwave output is stopped as described above, the control speed is changed according to the deviation between the monitor value Ib of the beam current by the beam monitor and the set value Ibs. The microwave output is increased / decreased so that the beam current value reaches within the vicinity of the set value of the beam current. For this purpose, as shown in FIG.
As shown in (b), for example, ± 2%, ± 2 to 10%, ±
Set the range of each beam current value of 10 to 25%, ± 25% or more. Depending on which range the actual beam current value and the monitor value are, the farther away from the set value the control speed becomes. So that the control speed becomes slower as it gets closer to the range of ± 2%. For example, when it is in the range of ± 25% or more, it is large, when it is ± 10 to 25%, it is ±
When it is in the range of 2 to 10%, the control speed is gradually changed like a small value to increase or decrease the microwave output with the minimum microwave output change amount as a unit change amount, and the beam current Ib is within ± 2% of the set value Ib 1. Control to fall within the range.
【００１３】第１ステップでマイクロ波出力の変化を停
止させた時点ではビーム電流Ｉｂは設定値Ｉｂｓを超え
ている、即ちＩｂｓより大きいから、マイクロ波出力を
減少させることになる。これに伴い、第１ステップ終了
時点におけるビーム電流Ｉｂが、図２の特性図における
ピーク点の何れの側で設定値Ｉｂｓを超えているかに拘
らず、マイクロ波出力Ｗｍを減少させることにより、ピ
ーク点の左側の正常動作領域における設定値Ｉｂｓの近
傍にイオン源の動作状態を移動させることができる。こ
の間、図３（ｂ）の設定値Ｉｂｓより上のビーム電流の
変化特性の一例並びに図６の第２ステップについてのフ
ローチャートに示すように、ビーム電流の設定値Ｉｂｓ
と実際のモニタ値Ｉｂの差に応じて、マイクロ波出力Ｗ
ｍを高速ダウン（Ｆ−ＤＯＷＮ）、スローダウン（Ｓ−
ＤＯＷＮ）、超スローダウン（ＳＳ−ＤＯＷＮ）させ、
マイクロ波出力の制御スピード、ビーム電流の制御スピ
ードを変えてビーム電流Ｉｂを設定値に向けて制御し、
ビーム電流Ｉｂが±２％内に入った時点でマイクロ波出
力の変化を停止する。At the time when the change of the microwave output is stopped in the first step, the beam current Ib exceeds the set value Ibs, that is, larger than Ibs, so that the microwave output is reduced. Along with this, regardless of which side of the peak point in the characteristic diagram of FIG. 2 the beam current Ib at the end of the first step exceeds the set value Ibs, the microwave output Wm is reduced to achieve the peak value. The operating state of the ion source can be moved to the vicinity of the set value Ibs in the normal operating area on the left side of the point. During this period, as shown in the example of the change characteristic of the beam current above the set value Ibs of FIG. 3B and the flowchart of the second step of FIG. 6, the set value Ibs of the beam current is set.
And the actual monitor value Ib, the microwave output W
m down fast (F-DOWN), slow down (S-
DOWN), super slow down (SS-DOWN),
By changing the control speed of the microwave output and the control speed of the beam current, the beam current Ib is controlled toward the set value,
When the beam current Ib is within ± 2%, the change in microwave output is stopped.
【００１４】かかるマイクロ波出力Ｗｍの減少制御に伴
いビーム電流Ｉｂに行き過ぎが生じ、Ｉｂが設定値の−
２％以下に低下した場合には、図３（ｂ）の設定値Ｉｂ
ｓ以下のビーム電流Ｉｂについての変化特性の一例並び
に図６のフローチャートに示すように、設定値と実際値
の差に応じて、マイクロ波出力を高速アップ（Ｆ−Ｕ
Ｐ）、スローアップ（Ｓ−ＵＰ）、超スローアップ（Ｓ
Ｓ−ＵＰ）させることにより、その変化スピードを変え
て増加させ、ビーム電流が±２％の領域内に入るように
制御する。With the decrease control of the microwave output Wm, the beam current Ib becomes excessive, and Ib becomes a set value of −.
When it drops to 2% or less, the set value Ib in FIG.
As shown in the example of the change characteristic of the beam current Ib of s or less and the flowchart of FIG. 6, the microwave output is increased at a high speed (F−U
P), slow up (S-UP), super slow up (S
(S-UP), the changing speed is changed and increased, and the beam current is controlled so as to fall within a range of ± 2%.
【００１５】第３ステップ マイクロ波出力Ｗｍの制御を、ビーム電流Ｉｂによる制
御から引出し電源電流Ｉｅによる制御に切り換える。こ
れは、第３ステップに入った時点の引出し電源電流の値
を引出し電源電流設定値Ｉｅｓとし、この設定値とその
後の引出し電源電流Ｉｅの実際値との偏差に応じてマイ
クロ波出力を制御するものであり、かかる設定値と実際
値との大小関係、引出し電源電流についての前回のモニ
タ・サンプリング値Ｉｅｏｌｄと今回のサンプリング値
Ｉｅｎｅｗに応じて、図７のフローチャートに示すよう
に、そして以下に説明するようにマイクロ波出力Ｗｍの
制御を最小マイクロ波出力変化量を単位変化量として行
う。 Ａ．Ｉｅ＞Ｉｅｓのとき Ｉｅｎｅｗ＝Ｉｅｏｌｄ であれば、Ｗｍを超スローダ
ウン（ＳＳ−ＤＯＷＮ）させる。これは図３（ｃ）に示
した引出し電源電流の変化曲線におけるＡの部分に対応
する。 Ｉｅｎｅｗ＞Ｉｅｏｌｄ で、かつ ｜Ｉｅｎｅｗ−Ｉｅｏｌｄ｜＝大 であれば（Ｂの部
分）、Ｗｍを高速ダウン（Ｆ−ＤＯＷＮ）。 ｜Ｉｅｎｅｗ−Ｉｅｏｌｄ｜＝小 であれば、Ｗｍをス
ローダウン（Ｓ−ＤＯＷＮ）。 Ｉｅｎｅｗ＜Ｉｅｏｌｄ なら、Ｗｍの変化を停止。 Ｂ．Ｉｅ＜Ｉｅｓのとき Ｉｅｎｅｗ＝Ｉｅｏｌｄ であれば、Ｗｍを超スローア
ップ（ＳＳ−ＵＰ）させる。 Ｉｅｎｅｗ＜Ｉｅｏｌｄ で、かつ ｜Ｉｅｎｅｗ−Ｉｅｏｌｄ｜＝大 であれば、Ｗｍを高
速アップ（Ｆ−ＵＰ）。 ｜Ｉｅｎｅｗ−Ｉｅｏｌｄ｜＝小 であれば（Ｃの部
分）、Ｗｍをスローアップ（Ｓ−ＵＰ）。 Ｉｅｎｅｗ＞Ｉｅｏｌｄ なら、Ｗｍの変化を停止。Third step The control of the microwave output Wm is switched from the control by the beam current Ib to the control by the extraction power source current Ie. In this, the value of the extraction power supply current at the time of entering the third step is set as the extraction power supply current set value Ies, and the microwave output is controlled according to the deviation between this set value and the actual value of the subsequent extraction power supply current Ie. According to the magnitude relationship between the set value and the actual value, the previous monitor / sampling value Ieold and the current sampling value Inew of the drawing power supply current, as shown in the flowchart of FIG. 7, and described below. As described above, the microwave output Wm is controlled with the minimum microwave output change amount as a unit change amount. A. When Ie> Ies If Inew = Ieold, Wm is super slowed down (SS-DOWN). This corresponds to the portion A in the change curve of the drawn-out power supply current shown in FIG. If Inew> Iold, and | Inew-Iold | = large (portion B), Wm is quickly reduced (F-DOWN). If | Inew-Ieold | = small, slow down Wm (S-DOWN). If Inew <Ieold, stop changing Wm. B. When Ie <Ies If Inew = Ieold, Wm is super slowed up (SS-UP). If Inew <Iold, and | Inew-Iold | = large, Wm is speeded up (F-UP). When | Inew-Ieold | = small (portion C), Wm is slowed up (S-UP). If Inew> Ieold, stop changing Wm.
【００１６】この第３ステップによるマイクロ波出力制
御を続行し、引出し電源電流設定値Ｉｅｓに対する実際
の引出し電源電流値Ｉｅに応じてマイクロ波出力を増減
制御することにより、当初、引出し電源電流Ｉｅは図３
（ｃ）に示すように設定値を中心として脈動しても、最
小マイクロ波出力変化量に対する引出し電源電流の応答
変化量は小さいから、増減制御の進行に伴い脈動幅は減
少し、定常時には引出し電源電流Ｉｅは設定値Ｉｅｓに
一致する。そして第１及び第２ステップによって、イオ
ン源は所望の設定値Ｉｂｓのビーム電流Ｉｂを引きだす
ことができる動作状態近傍に既に到達しているから、か
かるマイクロ波出力の調節による引出し電源電流Ｉｅの
定値制御により、ビーム電流Ｉｂはその設定値Ｉｂｓと
みなせる近傍内の一定値に制御される。引出し電源電流
Ｉｅに応答する制御によればマイクロ波出力の過修正が
抑制されるから、ビーム電流の脈動を抑えることがで
き、試料（ウエファ）１１におけるビーム電流は所望の
値に安定に制御される。By continuing the microwave output control in the third step and increasing / decreasing the microwave output according to the actual extraction power source current value Ie with respect to the extraction power source current set value Ies, the extraction power source current Ie is initially set. Figure 3
As shown in (c), even if it pulsates around the set value, the response change amount of the drawn power supply current with respect to the minimum microwave output change amount is small, so the pulsation width decreases as the increase / decrease control progresses, The power supply current Ie matches the set value Ies. By the first and second steps, the ion source has already reached the vicinity of the operating state where the beam current Ib of the desired set value Ibs can be drawn out. Therefore, the constant value of the extraction power source current Ie by adjusting the microwave output is set. By the control, the beam current Ib is controlled to a constant value in the vicinity that can be regarded as the set value Ibs. According to the control responding to the drawing power source current Ie, the overcorrection of the microwave output is suppressed, so that the pulsation of the beam current can be suppressed and the beam current in the sample (wafer) 11 is stably controlled to a desired value. It
【００１７】[0017]
【発明の効果】本発明は、以上説明したように、ビーム
電流を設定する場合、その初期に、実際のビーム電流に
応じてマイクロ波出力を制御することにより、イオン源
の動作状態を素早くビーム電流の設定値が得られる近傍
に追い込むことができ、以後は引出し電源電流に応じて
マイクロ波出力を制御するから、試料（ウエファ）に注
入されるイオンのビーム電流を所望の値に速応性をもっ
て安定に制御することができる。As described above, according to the present invention, when the beam current is set, the microwave output is controlled in accordance with the actual beam current at the initial stage, so that the operating state of the ion source can be quickly changed. It is possible to drive the current to the vicinity where the set value can be obtained, and since the microwave output is controlled according to the extraction power supply current after that, the beam current of the ions injected into the sample (wafer) can be quickly adjusted to the desired value. It can be controlled stably.
【図１】ＥＣＲイオン源搭載イオン注入装置の基本構成
図である。FIG. 1 is a basic configuration diagram of an ion implantation apparatus equipped with an ECR ion source.
【図２】ＥＣＲイオン源の特性図である。FIG. 2 is a characteristic diagram of an ECR ion source.
【図３】本発明の一実施例の動作説明図である。FIG. 3 is an operation explanatory diagram of the embodiment of the present invention.
【図４】本発明における各ステップの流れを概略的に示
すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart schematically showing the flow of steps in the present invention.
【図５】本発明の一実施例における第１ステップについ
てのフローチャートである。FIG. 5 is a flow chart about a first step in one embodiment of the present invention.
【図６】本発明の一実施例における第２ステップについ
てのフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart of a second step in the embodiment of the present invention.
【図７】本発明の一実施例における第３ステップについ
てのフローチャートである。FIG. 7 is a flow chart about a third step in one embodiment of the present invention.
1 ＥＣＲイオン源 5 マイクロ波電源 7 引出し電源 11 試料（ウエファ） 12 ビームモニタ 13 コントローラ 14 引出し電源電流検出器 1 ECR ion source 5 Microwave power supply 7 Extraction power supply 11 Sample (wafer) 12 Beam monitor 13 Controller 14 Extraction power supply Current detector
Claims (1)
されるＥＣＲイオン源と、引出し電源から前記イオン源
のビーム引出部に流れる引出し電源電流の検出器と、試
料に注入されるイオンのビーム電流を検出するビームモ
ニタとを有するＥＣＲイオン源搭載イオン注入装置にお
いて、次の三つのステップによりビーム電流を設定値に
制御することを特徴とするビーム電流制御方法。 １．マイクロ波出力を、ビーム電流の設定値に対応する
初期値から所定の範囲内で変化させ、前記ビームモニタ
によるビーム電流の実際値が前記設定値を超えた時点で
マイクロ波出力の変化を停止させる第１ステップ、 ２．前記ビーム電流の設定値と実際値との偏差に応じ
て、制御スピードを変化させてマイクロ波出力を増減し
ビーム電流の値を前記設定値の近傍範囲内に到達させる
第２ステップ、 ３．引出し電源電流の検出器による引出し電源電流の実
際値と、前記ビーム電流の値が前記設定値の近傍範囲内
に到達した時点における引出し電源電流の値との偏差に
応じてマイクロ波出力を制御する第３ステップ。1. An ECR ion source to which a microwave output of a microwave power supply is supplied, a detector of an extraction power supply current flowing from an extraction power supply to a beam extraction portion of the ion source, and a beam current of ions injected into a sample. A beam current control method comprising: controlling a beam current to a set value by the following three steps in an ion implantation apparatus equipped with an ECR ion source, which has a beam monitor for detecting 1. The microwave output is changed within a predetermined range from the initial value corresponding to the set value of the beam current, and the change of the microwave output is stopped when the actual value of the beam current by the beam monitor exceeds the set value. First step, 2. 2. The second step of changing the control speed according to the deviation between the set value of the beam current and the actual value to increase or decrease the microwave output so that the value of the beam current reaches within the vicinity of the set value. The microwave output is controlled in accordance with the deviation between the actual value of the extraction power supply current detected by the extraction power supply current detector and the value of the extraction power supply current when the beam current value reaches within the vicinity of the set value. Third step.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4213188A JP2770665B2 (en) | 1992-07-20 | 1992-07-20 | Beam current control method for ion implanter equipped with ECR ion source |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4213188A JP2770665B2 (en) | 1992-07-20 | 1992-07-20 | Beam current control method for ion implanter equipped with ECR ion source |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0636733A true JPH0636733A (en) | 1994-02-10 |
| JP2770665B2 JP2770665B2 (en) | 1998-07-02 |
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ID=16634999
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|---|---|---|---|
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2770665B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111293040A (en) * | 2020-02-20 | 2020-06-16 | 全球能源互联网研究院有限公司 | A method for improving the accuracy of n-type doping ion implantation |
-
1992
- 1992-07-20 JP JP4213188A patent/JP2770665B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111293040A (en) * | 2020-02-20 | 2020-06-16 | 全球能源互联网研究院有限公司 | A method for improving the accuracy of n-type doping ion implantation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2770665B2 (en) | 1998-07-02 |
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