JP2020161470A - Ion beam irradiation device and program therefor - Google Patents

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Abstract

To allow automatic determination of an appropriate initial value for a basic operating parameter.SOLUTION: An ion beam irradiation device 100 that generates an ion beam that satisfies a processing condition by a plurality of modules M and irradiates an object W to be processed with the ion beam includes a machine learning unit 92 that generates a learning algorithm using at least the processing conditions at the time of new processing and a monitor value indicating the state of at least one module M in the processing immediately before the new processing as explanatory variables, and a basic operation parameter output unit 94 that outputs the initial value of a basic operation parameter that controls the operation of the module M using a learning algorithm.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、イオンビーム照射装置及びイオンビーム照射装置用プログラムに関するものである。 The present invention relates to an ion beam irradiator and a program for an ion beam irradiator.

イオン注入装置は、特許文献1に示すように、イオン源や質量分離マグネット等といったイオンビームを生成するための複数のモジュールを備えており、これらのモジュールが、予め設定された種々の基本運転パラメータに基づいて動作するように構成されている。 As shown in Patent Document 1, the ion implanter includes a plurality of modules for generating an ion beam such as an ion source and a mass separation magnet, and these modules have various preset basic operating parameters. It is configured to work based on.

具体的には、各モジュールを制御する制御装置が、レシピと呼ばれる処理条件を受け取ると、まずは各モジュールに基本運転パラメータの初期値を入力する。そして、制御装置が、生成されるイオンビームに関する種々の情報を検出しながら、レシピ通りのイオンビームが生成されるように、基本運転パラメータの初期値を調整することで、各モジュールをセットアップする。 Specifically, when the control device that controls each module receives a processing condition called a recipe, first, the initial value of the basic operation parameter is input to each module. Then, the control device sets up each module by adjusting the initial values of the basic operation parameters so that the ion beam according to the recipe is generated while detecting various information about the generated ion beam.

この基本運転パラメータの初期値としては、従来、レシピに応じて予め記憶されている値や、同じレシピの過去の処理時に用いられた値が入力されている。 As the initial value of this basic operation parameter, a value stored in advance according to the recipe or a value used in the past processing of the same recipe is input as the initial value.

しかしながら、新たな処理時とそれ以前の処理時とで各モジュールの状態(消耗状態やメンテナンス状態)が異なれば、レシピが同じであり、初期値として同じ値を入力したとしても、調整値を得るまでにかかるセットアップ時間が長くなったり、ビーム電流量やビーム角度やビーム電流密度等といったイオンビームの質が変わったりすることがある。 However, if the state (consumed state or maintenance state) of each module is different between the new processing time and the previous processing time, the recipe is the same, and even if the same value is input as the initial value, the adjustment value is obtained. It may take a long time to set up, and the quality of the ion beam such as the beam current amount, beam angle, and beam current density may change.

特開2007−35370号公報JP-A-2007-35370

そこで本発明は、上述した問題を解決すべくなされたものであり、例えばセットアップ時間が短くなる初期値や、所望のイオンビームを生成することのできる初期値など、現状のモジュールの状態に合った基本運転パラメータの初期値を適切に決定できるようにすることをその主たる課題とするものである。 Therefore, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and is suitable for the current state of the module, for example, an initial value that shortens the setup time and an initial value that can generate a desired ion beam. Its main task is to be able to appropriately determine the initial values of basic operating parameters.

すなわち本発明に係るイオンビーム照射装置は、処理条件を満たすイオンビームを複数のモジュールにより生成して被処理物に照射するイオンビーム照射装置であって、新たな処理時の処理条件と、当該新たな処理の1つ前の処理における少なくとも1つの前記モジュールの状態を示すモニタ値とを少なくとも説明変数とした学習アルゴリズムを生成する機械学習部と、前記学習アルゴリズムを用いて、前記モジュールの動作を制御する基本運転パラメータの初期値を出力する基本運転パラメータ出力部とを備えることを特徴とするものである。 That is, the ion beam irradiating device according to the present invention is an ion beam irradiating device that generates an ion beam satisfying the processing conditions by a plurality of modules and irradiates the object to be processed with new processing conditions at the time of processing and the new processing conditions. The operation of the module is controlled by using the machine learning unit that generates a learning algorithm using at least one monitor value indicating the state of the module in the process immediately before the previous process as an explanatory variable and the learning algorithm. It is characterized by including a basic operation parameter output unit that outputs initial values of basic operation parameters to be performed.

このように構成されたイオンビーム照射装置であれば、各処理の1つ前の処理(以下、前処理ともいう)におけるモジュールの状態を示すモニタ値を説明変数とした学習アルゴリズムを生成するので、この学習アルゴリズムを用いて出力された基本運転パラメータの初期値は、新たな処理に入る前のモジュールの状態を考慮されたものとなる。従って、この学習アルゴリズムを用いることで、例えばセットアップ時間が短くなる初期値や、所望のイオンビームを生成することのできる初期値など、現状のモジュールの状態に合った基本運転パラメータの初期値を適切に決定できるようになる。 With the ion beam irradiation device configured in this way, a learning algorithm is generated using a monitor value indicating the state of the module in the process immediately before each process (hereinafter, also referred to as preprocess) as an explanatory variable. The initial value of the basic operation parameter output by using this learning algorithm takes into consideration the state of the module before starting a new process. Therefore, by using this learning algorithm, the initial values of the basic operation parameters that match the current module state, such as the initial values that shorten the setup time and the initial values that can generate the desired ion beam, are appropriate. You will be able to decide.

より具体的な実施態様としては、前記複数のモジュールに前記初期値が入力され、その初期値を調整して得られた調整値に基づいて前記各モジュールが動作する装置構成において、過去の複数の処理から得られた学習データであって、各処理の処理条件と、各処理の前記初期値又は前記調整値の少なくとも一方と、各処理の1つ前の処理における少なくとも1つの前記モジュールの前記モニタ値と、各処理における所定の目的変数の実績値とが関連付けられたデータセットを複数組含む学習データを格納する学習データ格納部をさらに備え、前記機械学習部が、前記学習データを用いた機械学習により、前記学習アルゴリズムを生成する構成が挙げられる。 As a more specific embodiment, in a device configuration in which the initial value is input to the plurality of modules and each module operates based on the adjustment value obtained by adjusting the initial value, a plurality of past values are used. Learning data obtained from the processing, the processing conditions of each processing, at least one of the initial value or the adjustment value of each processing, and the monitor of at least one of the modules in the processing immediately before each processing. A machine learning unit that stores training data including a plurality of sets of data sets in which values and actual values of predetermined objective variables in each process are associated with each other is further provided, and the machine learning unit is a machine that uses the training data. Examples thereof include a configuration in which the learning algorithm is generated by learning.

前記目的変数としては、前記調整値が得られるまでのセットアップ時間、前記調整値が得られたか否かを示す指標値、前記イオンビームのビーム電流量、前記イオンビームのビーム角度、又は前記イオンビームのビーム電流密度が挙げられる。 The objective variables include the setup time until the adjustment value is obtained, an index value indicating whether or not the adjustment value is obtained, the beam current amount of the ion beam, the beam angle of the ion beam, or the ion beam. The beam current density of.

複数のモジュールのうち、引出電極系モジュールやビームライン電磁場系モジュールに比べてイオン源系モジュールの方が、寿命の短いものが多く、イオン源系モジュールの方が、引出電極系モジュールやビームライン電磁場系モジュールよりもメンテナンスや交換の頻度が高い。
この点に鑑みれば、前記学習データには、少なくともイオン源系モジュールの前記モニタ値が含まれていることが好ましい。
これならば、複数のモジュールの中でも状態が変化しやすいイオン源系モジュールの前処理時の状態を考慮して機械学習を行うことができるので、新たな処理時における初期値をより適切に決定することができる。
Of the multiple modules, many of the ion source modules have a shorter life than the extraction electrode modules and beamline electromagnetic field modules, and the ion source modules have shorter lifespans than the extraction electrode modules and beamline electromagnetic fields. More frequent maintenance and replacement than system modules.
In view of this point, it is preferable that the training data includes at least the monitor value of the ion source system module.
In this case, machine learning can be performed in consideration of the preprocessing state of the ion source module whose state is likely to change among a plurality of modules, so that the initial value at the time of new processing can be determined more appropriately. be able to.

イオン源で生成されるプラズマは、モデリングが難しく制御が困難であり、このプラズマの生成効率に支配的なパラメータとしては、プラズマチャンバに供給されるガス流量や、プラズマチャンバ内に磁場を生じさせるソースマグネットへの供給電流が挙げられる。
そこで、前記基本運転パラメータとして、前記イオン源を構成するプラズマチャンバに供給されるガス流量、又は、前記プラズマチャンバ内に磁場を生じさせるソースマグネットへの供給電流の少なくとも何れかが用いられていることが好ましい。
これならば、プラズマを効率良く生成できるように、ガス流量やソースマグネットへの供給電流の初期値を適切に決定することができる。
The plasma generated by the ion source is difficult to model and control, and the dominant parameters for the plasma generation efficiency are the gas flow rate supplied to the plasma chamber and the source that generates a magnetic field in the plasma chamber. The supply current to the magnet can be mentioned.
Therefore, at least one of the gas flow rate supplied to the plasma chamber constituting the ion source or the supply current to the source magnet that generates a magnetic field in the plasma chamber is used as the basic operating parameter. Is preferable.
In this case, the initial values of the gas flow rate and the supply current to the source magnet can be appropriately determined so that the plasma can be efficiently generated.

前記処理条件及び所定のセットアップシーケンスに基づき前記基本運転パラメータの初期値を選択して前記モジュールに入力し、その初期値を調整することで前記モジュールをセットアップする制御装置を備えた構成において、前記制御装置による前記モジュールのセットアップが完了しなかった場合に、そのことを示す異常信号を取得するリカバリ部をさらに備え、前記リカバリ部が前記異常信号を取得した場合に、前記基本運転パラメータ出力部から出力された前記基本運転パラメータの初期値が前記モジュールに入力されることが好ましい。
このような構成であれば、モジュールのセットアップシーケンスをこれまでのものから大きく変更することなく、学習アルゴリズムにより得られた初期値をも用いることができ、セットアップ時間のさらなる短縮化やセットアップ成功率のさらなる向上を図れる。
In a configuration including a control device for setting up the module by selecting an initial value of the basic operation parameter based on the processing conditions and a predetermined setup sequence, inputting the initial value to the module, and adjusting the initial value, the control When the setup of the module by the apparatus is not completed, a recovery unit for acquiring an abnormal signal indicating that is further provided, and when the recovery unit acquires the abnormal signal, it is output from the basic operation parameter output unit. It is preferable that the initial value of the basic operation parameter is input to the module.
With such a configuration, the initial values obtained by the learning algorithm can be used without significantly changing the module setup sequence from the previous ones, further shortening the setup time and improving the setup success rate. Further improvement can be achieved.

また、別の実施態様としては、前記処理条件及び所定のセットアップシーケンスに基づき前記基本運転パラメータの初期値を選択して前記モジュールに入力し、その初期値を調整することで前記モジュールをセットアップする制御装置を備えた構成において、前記処理条件及び前記セットアップシーケンスに基づき選択された初期値を用いた場合に、前記モジュールのセットアップが完了するか否かを予測する事前予知部をさらに備え、事前予知部により前記モジュールのセットアップが完了しないと予測された場合に、前記基本運転パラメータ出力部から出力された前記基本運転パラメータの初期値が前記モジュールに入力される態様を挙げることができる。 Further, as another embodiment, a control for setting up the module by selecting an initial value of the basic operation parameter based on the processing conditions and a predetermined setup sequence, inputting the initial value to the module, and adjusting the initial value. In a configuration including an apparatus, a pre-prediction unit for predicting whether or not the setup of the module is completed when the initial values selected based on the processing conditions and the setup sequence are used is further provided. When it is predicted that the setup of the module will not be completed, the initial value of the basic operation parameter output from the basic operation parameter output unit can be input to the module.

また、本発明に係るイオンビーム照射装置用プログラムは、処理条件を満たすイオンビームを複数のモジュールにより生成して被処理物に照射するイオンビーム照射装置に用いられるプログラムであって、新たな処理時の処理条件と、当該新たな処理の1つ前の処理における少なくとも1つの前記モジュールの状態を示すモニタ値とを少なくとも説明変数とした学習アルゴリズムを生成する機械学習部と、前記学習アルゴリズムを用いて、前記モジュールの動作を制御する基本運転パラメータの初期値を出力する基本運転パラメータ出力部としての機能をコンピュータに発揮させることを特徴とするものである。
このように構成されたイオンビーム照射装置用プログラムであれば、上述したイオンビーム照射装置と同様の作用効果を発揮させることができる。
Further, the program for an ion beam irradiator according to the present invention is a program used for an ion beam irradiator that generates an ion beam satisfying a processing condition by a plurality of modules and irradiates an object to be processed, and is used at the time of new processing. Using the machine learning unit that generates a learning algorithm using at least the processing conditions of the above and the monitor value indicating the state of at least one module in the processing immediately before the new processing as explanatory variables, and the learning algorithm. The computer is characterized in that it functions as a basic operation parameter output unit that outputs initial values of basic operation parameters that control the operation of the module.
The program for an ion beam irradiator configured in this way can exert the same action and effect as the above-mentioned ion beam irradiator.

このように構成した本発明によれば、モジュールの前処理時の状態を考慮した機械学習を行うことができ、新たな処理時における基本運転パラメータの初期値を、目的変数に応じて適切に決定することができる。 According to the present invention configured in this way, machine learning can be performed in consideration of the state at the time of preprocessing of the module, and the initial value of the basic operation parameter at the time of new processing is appropriately determined according to the objective variable. can do.

本実施形態に係るイオンビーム照射装置の全体構成を示す模式図。The schematic diagram which shows the whole structure of the ion beam irradiation apparatus which concerns on this embodiment. 同実施形態の制御装置及び機械学習装置の機能を示す機能ブロック図。The functional block diagram which shows the function of the control device and the machine learning device of the same embodiment. 同実施形態の制御装置及び学習装置の動作を示すフローチャート図。The flowchart which shows the operation of the control device and learning device of the same embodiment. 同実施形態の学習モデルの内容を説明するための図。The figure for demonstrating the content of the learning model of the same embodiment. その他の実施形態の制御装置及び機械学習装置の機能を示す機能ブロック図。The functional block diagram which shows the function of the control device and the machine learning device of another embodiment.

<第1実施形態>
以下に本発明に係るイオンビーム照射装置の第1実施形態について図面を参照して説明する。
<First Embodiment>
The first embodiment of the ion beam irradiation device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

本実施形態のイオンビーム照射装置100は、図1に示すように、ターゲットWにイオンビームIBを照射してイオン注入するためのイオン注入装置であり、イオンビームIBを生成するための複数のモジュール2〜7と、これらのモジュール2〜7の動作を制御する制御装置8とを備えている。なお、イオンビーム照射装置100は、イオン注入装置に限定されず、例えばイオンビームエッチング装置等であっても良い。 As shown in FIG. 1, the ion beam irradiation device 100 of the present embodiment is an ion implantation device for irradiating the target W with an ion beam IB and implanting ions, and a plurality of modules for generating the ion beam IB. 2 to 7 and a control device 8 for controlling the operation of these modules 2 to 7 are provided. The ion beam irradiation device 100 is not limited to the ion implantation device, and may be, for example, an ion beam etching device or the like.

具体的にこのイオンビーム照射装置100は、イオンビームIBが引き出されるイオン源2と、このイオン源2の下流側に設けられて、イオン源2から引き出されたイオンビームIBから質量数及び価数で特定される所望のドーパントイオンを選別して導出する質量分離器たる質量分離マグネット3とを少なくとも備えており、さらにこの実施形態では、質量分離マグネット3の下流側に設けられて、質量分離マグネット3から導出されたイオンビームIBを加速又は減速する加速管4と、この加速管4の下流側に設けられて、加速管4から導出されたイオンビームIBから特定のエネルギーのイオンを選別して導出するエネルギー分離器たるエネルギー分離マグネット5と、このエネルギー分離マグネット5の下流側に設けられて、エネルギー分離マグネット5から導出されたイオンビームIBを磁気的に一次元で(図1では紙面に沿った方向)走査する走査マグネット6と、この走査マグネット6の下流側に設けられて、走査マグネット6から導出されたイオンビームIBを基準軸に対して平行になるように曲げ戻して走査マグネット6と協働してイオンビームIBの平行走査を行うビーム平行化マグネット7とを備えている。これらの構成要素それぞれを、ここでは上述したようにモジュールと呼ぶ(以下、モジュールMと記す)。
なお、上述したモジュールMは必ずしも全て備えている必要はなく、例えばイオンビーム照射装置100が、ターゲットWの機械的な走査方向と直交する方向において、ターゲットWの寸法よりも大きい寸法のリボンビームを照射するように構成されている場合、走査マグネット6は不要であるし、その他の加速管4、エネルギー分離マグネット5、平行化マグネット7などのモジュールMも適宜取捨選択して構わない。
Specifically, the ion beam irradiation device 100 is provided on the ion source 2 from which the ion beam IB is drawn and on the downstream side of the ion source 2, and has a mass number and a valence from the ion beam IB drawn from the ion source 2. It is provided with at least a mass separation magnet 3 which is a mass separator for selecting and deriving a desired dopant ion specified in 1. In this embodiment, a mass separation magnet 3 is provided on the downstream side of the mass separation magnet 3. An acceleration tube 4 for accelerating or decelerating the ion beam IB derived from 3 and an ion beam IB provided on the downstream side of the acceleration tube 4 and having a specific energy are selected from the ion beam IB derived from the acceleration tube 4. The energy separation magnet 5 which is the derivation energy separator and the ion beam IB which is provided on the downstream side of the energy separation magnet 5 and is derived from the energy separation magnet 5 are magnetically one-dimensionally (in FIG. 1 along the paper surface). The scanning magnet 6 for scanning and the ion beam IB provided on the downstream side of the scanning magnet 6 and being derived from the scanning magnet 6 are bent back so as to be parallel to the reference axis to form the scanning magnet 6. It is provided with a beam parallelizing magnet 7 that collaborates to perform parallel scanning of the ion beam IB. Each of these components is referred to as a module here as described above (hereinafter referred to as module M).
The above-mentioned module M does not necessarily have to be provided. For example, the ion beam irradiation device 100 provides a ribbon beam having a size larger than the size of the target W in a direction orthogonal to the mechanical scanning direction of the target W. When it is configured to irradiate, the scanning magnet 6 is unnecessary, and other modules M such as the acceleration tube 4, the energy separation magnet 5, and the parallelizing magnet 7 may be appropriately selected.

制御装置8は、CPU、メモリ、ディスプレイ、入力手段などを有するコンピュータであり、前記メモリに記憶されたプログラムに従ってCPU及びその周辺機器を協働させることにより、図2に示すように、レシピ受付部81、基本運転パラメータ入力部82(以下、基パラ入力部82という)、及び基本運転パラメータチューニング部83(以下、基パラチューニング部83という)としての機能を少なくとも発揮するものである。 The control device 8 is a computer having a CPU, a memory, a display, an input means, and the like, and by coordinating the CPU and its peripheral devices according to a program stored in the memory, as shown in FIG. 2, a recipe receiving unit It at least exhibits the functions of 81, the basic operation parameter input unit 82 (hereinafter referred to as the basic para-input unit 82), and the basic operation parameter tuning unit 83 (hereinafter referred to as the basic para-tuning unit 83).

レシピ受付部81は、被処理物に対する処理条件(以下、レシピという)を受け付けるものである。
レシピは、例えば図示しないホストコンピュータ等から送信されてくるデータであり、イオンビームIBに含まれるドーパントイオンのイオン種、イオンビームIBのビームエネルギー、イオンビームIBのビーム電流等といったイオンビームIBの質を示す種々の情報を含むデータである。
The recipe reception unit 81 receives processing conditions (hereinafter referred to as recipes) for the object to be processed.
The recipe is data transmitted from, for example, a host computer (not shown), and is the quality of the ion beam IB such as the ion species of the dopant ions contained in the ion beam IB, the beam energy of the ion beam IB, and the beam current of the ion beam IB. It is data including various information indicating.

基パラ入力部82は、各モジュールMの動作を制御するための基本運転パラメータ(以下、基パラという)の初期値を、各モジュールMに入力するものである。なお、基パラは、モジュールMの動作を制御するために必要な設定項目であり、各モジュールMそれぞれに対して予め設定されている。1つのモジュールMに対して1種類の基パラが設定されていても良いし、複数種類の基パラが設定されていても良い。 The base para input unit 82 inputs the initial values of the basic operation parameters (hereinafter, referred to as base para) for controlling the operation of each module M to each module M. The basic para is a setting item necessary for controlling the operation of the module M, and is preset for each module M. One type of base para may be set for one module M, or a plurality of types of base para may be set.

ここで、イオンビーム照射装置100を構成するモジュールMは、プラズマ生成するためのイオン源系モジュール、イオン源2からイオンビームIBを引き出すための引出電極系モジュール、引き出されたイオンビームIBを制御するためのビームライン電磁場系モジュールに大別することができる。 Here, the module M constituting the ion beam irradiation device 100 controls the ion source system module for generating plasma, the extraction electrode system module for extracting the ion beam IB from the ion source 2, and the extracted ion beam IB. It can be roughly divided into beamline electromagnetic field system modules for.

例えば、イオン源系モジュールとしては、イオン源2を構成するプラズマチャンバ、プラズマチャンバにプラズマ生成用ガスを供給するガス供給機構(流量制御装置など)、プラズマチャンバ内に磁場を生じさせるソースマグネット、プラズマチャンバに電子を放出するフィラメント等を挙げることができる。
また、イオン源系モジュールに設定されている基パラとしては、プラズマチャンバに供給するガス流量や、ソースマグネットに供給する供給電流や、アーク電流等を挙げることができる。
For example, the ion source system module includes a plasma chamber constituting the ion source 2, a gas supply mechanism (flow control device, etc.) that supplies plasma generation gas to the plasma chamber, a source magnet that generates a magnetic field in the plasma chamber, and plasma. Examples include filaments that emit electrons into the chamber.
Further, examples of the basic paradox set in the ion source system module include a gas flow rate supplied to the plasma chamber, a supply current supplied to the source magnet, an arc current, and the like.

引出電極系モジュールとしては、イオン源2からイオンビームIBを引き出す引出電極系を構成する抑制電極及び接地電極や、これらの電極の位置や離間距離等を調整する調整機構等をあげることができる。
また、引出電極系モジュールに設定されている基パラとしては、例えばプラズマチャンバ及び各電極の間の引出方向に沿った距離、各電極の位置、各電極の傾き等を挙げることができる。
Examples of the extraction electrode system module include a suppression electrode and a ground electrode constituting an extraction electrode system for extracting an ion beam IB from the ion source 2, and an adjustment mechanism for adjusting the position and separation distance of these electrodes.
Further, examples of the basic paradox set in the extraction electrode system module include the distance between the plasma chamber and each electrode along the extraction direction, the position of each electrode, the inclination of each electrode, and the like.

ビームライン電磁場系モジュールとしては、質量分離マグネット3、加速管4、エネルギー分離マグネット5、走査マグネット6、ビーム平行化マグネット7等を挙げることができる。
また、ビームライン電磁場系モジュールに設定されている基パラとしては、例えば質量分離マグネット3の磁束密度、加速管4に印加する電圧、エネルギー分離マグネット5の磁束密度、平行化マグネット7の磁束密度等を挙げることができる。
Examples of the beamline electromagnetic field system module include a mass separation magnet 3, an acceleration tube 4, an energy separation magnet 5, a scanning magnet 6, a beam parallelizing magnet 7, and the like.
The basic parameters set in the beamline electromagnetic field system module include, for example, the magnetic flux density of the mass separation magnet 3, the voltage applied to the acceleration tube 4, the magnetic flux density of the energy separation magnet 5, the magnetic flux density of the parallelizing magnet 7, and the like. Can be mentioned.

なお、上記に列挙した基パラは、必ずしも全て必要なわけではなく、イオンビーム照射装置100の構成等に応じて適宜取捨選択して構わない。 It should be noted that not all of the basic paras listed above are necessarily required, and they may be appropriately selected according to the configuration of the ion beam irradiation device 100 and the like.

基パラチューニング部83は、基パラ入力部82により入力された基パラの初期値を調整するものであり、具体的には、生成されたイオンビームIBが処理条件を満たすように、すなわちレシピ通りのイオンビームIBが生成されるように、必要に応じて1又は複数種類の基パラの初期値を調整しながら各モジュールMをセットアップする。 The base para tuning unit 83 adjusts the initial value of the base para input by the base para input unit 82, and specifically, so that the generated ion beam IB satisfies the processing conditions, that is, according to the recipe. Each module M is set up while adjusting the initial values of one or a plurality of types of basic paras as necessary so that the ion beam IB of the above is generated.

より具体的に説明すると、基パラチューニング部83は、予め定められたセットアップシーケンスに沿って基パラを調整するように構成されており、このセットアップシーケンスによって最終的に得られた基パラの調整値に基づいて、各モジュールMが動作することになる。なお、ここでいう調整値は、初期値を調整して得られた値と、調整がなされなかった初期値とを含む。 More specifically, the basic para tuning unit 83 is configured to adjust the basic para according to a predetermined setup sequence, and the adjustment value of the basic para finally obtained by this setup sequence. Based on the above, each module M will operate. The adjustment value referred to here includes a value obtained by adjusting the initial value and an initial value that has not been adjusted.

なお、セットアップシーケンスは、例えばプラズマチャンバ内にプラズマを生成するプラズマ生成工程、引出電極系によるイオンビームIBの引き出し工程、イオンビームIBの加減速や軌道調整などを行うビーム調整工程、イオンビームIBのビーム電流量、ビーム角度、又はビーム電流密度などを計測するビーム計測工程等、複数の工程が含まれている。基パラチューニング部83は、図2に示すように、各工程において例えばビーム検出器(例えば、ファラデーカップ)等の種々の検出器Xにより検出された検出値が所定の目標値に近づくように、基パラの値をフィードバック制御等する。 The setup sequence includes, for example, a plasma generation step of generating plasma in a plasma chamber, an ion beam IB extraction step using an extraction electrode system, a beam adjustment step of accelerating / decelerating the ion beam IB, orbit adjustment, and an ion beam IB. It includes a plurality of steps such as a beam measuring step for measuring a beam current amount, a beam angle, a beam current density, and the like. As shown in FIG. 2, the basic paratuning unit 83 makes the detection values detected by various detectors X such as a beam detector (for example, a Faraday cup) approach a predetermined target value in each step. Feedback control etc. is performed on the value of the base para.

ここで、本実施形態のイオンビーム照射装置100は、図2に示すように、少なくとも1つのモジュールMの状態を示す状態パラメータの値(以下、モニタ値という)を記憶するモニタ値記憶部84をさらに備えている。 Here, as shown in FIG. 2, the ion beam irradiation device 100 of the present embodiment has a monitor value storage unit 84 that stores a state parameter value (hereinafter, referred to as a monitor value) indicating the state of at least one module M. I have more.

ここで、レシピが同じであり、基パラの初期値として同じ値を入力したとしても、上述した基パラチューニング部83により得られる調整値は、その時のモジュールMの状態により変動する。そこで、本実施形態の状態パラメータには、基パラの全部又は一部が含まれており、モニタ値としては、基パラの調整値の全部又は一部が含まれている。具体的には、上述した基パラチューニング部83により得られた調整値の全部又は一部が、モニタ値としてモニタ値記憶部84に記憶されている。 Here, even if the recipe is the same and the same value is input as the initial value of the basic para, the adjustment value obtained by the basic para tuning unit 83 described above varies depending on the state of the module M at that time. Therefore, the state parameter of the present embodiment includes all or a part of the base para, and the monitor value includes all or a part of the adjustment value of the base para. Specifically, all or part of the adjustment values obtained by the basic paratuning unit 83 described above are stored in the monitor value storage unit 84 as monitor values.

また、基パラ以外の状態パラメータとしては、処理の最中に変動するパラメータ、すなわち1又は複数回の処理の前後で差が生じるパラメータが含まれていても良い。このような状態パラメータとしては、フィラメント電流やフィラメント電圧が挙げられる。これらの状態パラメータは、基パラのように初期値が入力されるものではなく、処理の最中にフィラメントの状態の経時変化(例えば、フィラメント径の減少など)に起因して変動する変動値である。このような変動値は、図2に示すように、モニタ部Zによりモニタされており、それらの変動値がモニタ値としてモニタ値記憶部84に記憶されている。 Further, the state parameters other than the basic parameters may include parameters that fluctuate during the processing, that is, parameters that cause a difference before and after one or a plurality of processings. Examples of such a state parameter include filament current and filament voltage. Unlike the basic parameters, these state parameters are not input with initial values, but are variable values that fluctuate due to changes in the filament state over time (for example, a decrease in filament diameter) during processing. is there. As shown in FIG. 2, such fluctuation values are monitored by the monitor unit Z, and these fluctuation values are stored in the monitor value storage unit 84 as monitor values.

然して、本実施形態のイオンビーム照射装置100は、図1に示すように、上述した基パラ入力部82により入力される基パラの初期値を自動的に且つ適切に決定するための機械学習装置9をさらに備えている。 Therefore, as shown in FIG. 1, the ion beam irradiation device 100 of the present embodiment is a machine learning device for automatically and appropriately determining the initial value of the base para input by the above-mentioned base para input unit 82. 9 is further provided.

この機械学習装置9は、CPU、メモリ、ディスプレイ、入力手段、人工知能などを有するコンピュータであって、ここでは上述した制御装置8とは別体であり、前記メモリに記憶されたイオンビーム照射装置用プログラムに従ってCPU及びその他の周辺機器を協働させることにより、図2に示すように、学習データ格納部91、機械学習部92、アルゴリズム格納部93、及び基本運転パラメータ出力部94(以下、基パラ出力部94という)としての機能を発揮するものである。
以下、各部91〜94の機能の説明を兼ねて、この機械学習装置9を用いた各モジュールMのセットアップについて、図3のフローチャートを参照しながら説明する。
The machine learning device 9 is a computer having a CPU, a memory, a display, an input means, artificial intelligence, and the like, and is separate from the control device 8 described above, and is an ion beam irradiation device stored in the memory. By making the CPU and other peripheral devices cooperate according to the program, as shown in FIG. 2, the learning data storage unit 91, the machine learning unit 92, the algorithm storage unit 93, and the basic operation parameter output unit 94 (hereinafter, the basis). It exerts a function as a para output unit 94).
Hereinafter, the setup of each module M using the machine learning device 9 will be described with reference to the flowchart of FIG. 3, in addition to explaining the functions of the respective parts 91 to 94.

まず、機械学習に用いる学習データを学習データ格納部91に格納する(S1)。
学習データは、例えば過去の複数の処理から得られるデータであり、過去の複数の処理における種々の実績値を含むものである。具体的にこの学習データは、図4に示すように、過去の各処理のレシピ、各処理において基パラ入力部82が各モジュールMに入力した基パラの初期値、各処理において基パラチューニング部83が調整して得られた基パラの調整値、各処理の終了時におけるモジュールMの状態パラメータのモニタ値、及び各処理における所定の目的変数の実績値が関連付けられたデータセットを複数組含むものである。なお、ここでのモニタ値には、上述したように、基パラの調整値の一部又は全部が含まれており、その他にもモニタ部Zによりモニタされた変動値も含まれている。ただし、モニタ値としては、基パラの調整値又は変動値の少なくとも一方が含まれていれば良い。
First, the learning data used for machine learning is stored in the learning data storage unit 91 (S1).
The training data is, for example, data obtained from a plurality of past processes, and includes various actual values in the plurality of past processes. Specifically, as shown in FIG. 4, this learning data includes the recipe of each past process, the initial value of the basic para input by the basic para input unit 82 in each process in each process, and the basic para tuning unit in each process. Includes a plurality of sets of data sets associated with the adjustment value of the base parameter obtained by adjusting 83, the monitor value of the state parameter of the module M at the end of each process, and the actual value of the predetermined objective variable in each process. It's a module. As described above, the monitor values here include a part or all of the adjustment values of the basic parameters, and also include fluctuation values monitored by the monitor unit Z. However, the monitor value may include at least one of the adjustment value and the fluctuation value of the base para.

そして、これらのデータのうち、過去の各処理の処理条件、各処理における基パラの初期値又は調整値の少なくとも一方、各処理の1つ前の処理(以下、前処理ともいう)における少なくとも1つのモジュールMのモニタ値、及び各処理における所定の目的変数の実績値が、一組のデータセットとして関連付けられている。なお、ここでのデータセットには、基パラの初期値及び調整値の両方が含まれている。また、ここでのデータセットには、必要に応じて各処理におけるビームラインの真空度なども関連付けられており、このデータセットの複数組が学習データに含まれている。 Then, among these data, at least one of the processing conditions of each past processing, the initial value or the adjustment value of the basic parameter in each processing, and at least one in the processing immediately before each processing (hereinafter, also referred to as preprocessing). The monitor value of one module M and the actual value of a predetermined objective variable in each process are associated as a set of data sets. The data set here includes both the initial value and the adjustment value of the base para. Further, the data set here is associated with the degree of vacuum of the beam line in each process as needed, and a plurality of sets of this data set are included in the training data.

目的変数は、後述する基パラ出力部94が新たな処理における基パラの初期値を出力するための基準であり、ここではセットアップ時間、すなわち処理を開始するまでに要する時間であり、少なくとも基パラチューニング部83が基パラの初期値を調整し始めてから調整値を得るまでに要するチューニング時間が含まれる。 The objective variable is a reference for the base para output unit 94, which will be described later, to output the initial value of the base para in a new process, and here is the setup time, that is, the time required to start the process, and at least the base para. The tuning time required from when the tuning unit 83 starts adjusting the initial value of the base parameter to when the adjustment value is obtained is included.

次に、機械学習部92が、学習データ格納部91に格納された学習データを用いて、新たな処理時に受け付けたレシピと、当該新たな処理の前処理における少なくとも1つのモジュールMのモニタ値とを少なくとも説明変数とした学習アルゴリズムを生成する(S2)。
この機械学習部92は、上述した人工知能により発揮される機能であり、教師あり学習、教師なし学習、強化学習、深層学習など適宜選択された機械学習を用いて上述した学習アルゴリズムを生成するように構成されている。
Next, the machine learning unit 92 uses the learning data stored in the learning data storage unit 91 to obtain a recipe received at the time of a new process and a monitor value of at least one module M in the preprocessing of the new process. Is generated as an explanatory variable (S2).
The machine learning unit 92 is a function exerted by the above-mentioned artificial intelligence, and generates the above-mentioned learning algorithm by using appropriately selected machine learning such as supervised learning, unsupervised learning, reinforcement learning, and deep learning. It is configured in.

機械学習部92は、生成した学習アルゴリズムを、前記メモリの所定領域に設定されたアルゴリズム格納部93に格納する。なお、アルゴリズム格納部93は、外部メモリやクラウドサーバ等に設けられていても良い。 The machine learning unit 92 stores the generated learning algorithm in the algorithm storage unit 93 set in a predetermined area of the memory. The algorithm storage unit 93 may be provided in an external memory, a cloud server, or the like.

そして、上述したレシピ受付部81が新たな処理時のレシピを受け付けると、基パラ出力部94が、機械学習部92により生成された学習アルゴリズムを用いて、目的変数が所望の条件を満たすように、新たな処理時における基パラの初期値を出力する(S3)。
具体的に基パラ出力部94は、レシピ受付部81が受け付けた新たな処理時のレシピと、モニタ値記憶部84に記憶されている少なくとも1つのモジュールMの前処理時のモニタ値とを取得して、新たな処理におけるセットアップ時間を推測する。より具体的には、過去の複数回の処理時(例えば新たな処理時とレシピが同じ処理時や、前処理時とモニタ値が等しい或いは所定の範囲内に収まる処理時)における基パラの調整値を取得して、それぞれの調整値を新たな処理時の初期値として入力した場合のセットアップ時間をクラシフィケーション(格付け)或いは算出し、その結果を出力する。なお、過去の複数回の処理時における基パラの初期値を新たな処理時の初期値として入力した場合のセットアップ時間をクラシフィケーション(格付け)或いは算出し、その結果を出力しても良い。
Then, when the recipe receiving unit 81 described above receives a recipe at the time of new processing, the basic para output unit 94 uses the learning algorithm generated by the machine learning unit 92 so that the objective variable satisfies a desired condition. , The initial value of the base parameter at the time of new processing is output (S3).
Specifically, the basic para output unit 94 acquires the recipe at the time of new processing received by the recipe reception unit 81 and the monitor value at the time of preprocessing of at least one module M stored in the monitor value storage unit 84. Then, estimate the setup time for the new process. More specifically, the adjustment of the basic parameters at the time of multiple past processes (for example, when the recipe is the same as the new process, or when the monitor value is the same as the preprocess or falls within a predetermined range). The setup time when the value is acquired and each adjustment value is input as the initial value at the time of new processing is classified (rating) or calculated, and the result is output. It should be noted that the setup time when the initial value of the base para in the past a plurality of times of processing is input as the initial value in the new processing may be classified or calculated, and the result may be output.

ここでの基パラ出力部94は、前処理の終了時におけるイオン源系モジュールの状態パラメータのモニタ値、具体的にはイオン源系モジュールの前処理時における基パラの調整値や、フィラメントの状態パラメータであるフィラメント電圧やフィラメント電流など取得し、これらのモニタ値を用いて基パラの初期値を決定している。ただし、基パラ出力部94は、フィラメント以外のイオン源系モジュールや、引出電極系モジュールや、ビームライン電磁場系モジュールの状態パラメータのモニタ値を取得して、これらのモニタ値を用いて基パラの初期値を決定しても良い。 The base para output unit 94 here is a monitor value of the state parameter of the ion source system module at the end of the pretreatment, specifically, an adjustment value of the base para at the time of pretreatment of the ion source system module, and a filament state. The filament voltage and filament current, which are parameters, are acquired, and the initial values of the basic parameters are determined using these monitor values. However, the base para output unit 94 acquires the monitor values of the state parameters of the ion source system module other than the filament, the extraction electrode system module, and the beamline electromagnetic field system module, and uses these monitor values to obtain the monitor values of the base para. The initial value may be determined.

このようにして基パラ出力部94により出力された基パラの初期値の中から、例えばセットアップ時間が最短となるものなど、所定の判断条件に基づき最適と判断された初期値が、基パラ入力部82により各モジュールMに入力される(S4)。なお、この判断は、ここでは基パラ出力部94により行われているが、機械学習装置9とは別のコンピュータ(例えば、制御装置8)により行われても良いし、オペレータにより行われても良い。 From the initial values of the basic paras output by the basic para output unit 94 in this way, the initial values determined to be optimal based on predetermined judgment conditions, such as the one with the shortest setup time, are input to the basic paras. It is input to each module M by the unit 82 (S4). Although this determination is made by the basic para-output unit 94 here, it may be made by a computer (for example, a control device 8) different from the machine learning device 9, or by an operator. good.

その後、上述したように基パラチューニング部83による基パラの調整が行われて(S5)、各モジュールMのセットアップが完了する。 After that, as described above, the basic para tuning unit 83 adjusts the basic para (S5), and the setup of each module M is completed.

このように構成されたイオンビーム照射装置100によれば、学習データとして、前処理におけるモジュールMの状態パラメータのモニタ値が含まれているので、前処理時のモジュールMの状態を考慮した機械学習を行うことができる。
その結果、この機械学習により生成された学習モデルを用いることで、新たな処理時において、例えばセットアップ時間が最短となるような基パラの初期値を決定することができる。
According to the ion beam irradiation device 100 configured in this way, since the monitor value of the state parameter of the module M in the preprocessing is included as the learning data, machine learning in consideration of the state of the module M in the preprocessing. It can be performed.
As a result, by using the learning model generated by this machine learning, it is possible to determine the initial value of the basic para that minimizes the setup time, for example, at the time of new processing.

具体的に、本実施形態の機械学習装置9が出力した基パラの初期値を用いた各モジュールMに入力した場合と、従来の既存の基パラの初期値を各モジュールMに入力した場合とでセットアップ時間を比較した結果、前者の方が後者に比べて約半分のセットアップ時間であり、セットアップ時間の短縮化が図れることが確認された。 Specifically, there are cases where the initial values of the basic paras output by the machine learning device 9 of the present embodiment are input to each module M, and cases where the initial values of the conventional existing basic paras are input to each module M. As a result of comparing the setup time in, it was confirmed that the former is about half the setup time compared to the latter, and the setup time can be shortened.

ここで、複数のモジュールMのうち、引出電極系モジュールやビームライン電磁場系モジュールに比べて、イオン源系モジュールの方が、寿命が短いものが多くメンテナンスや交換の頻度が高い。
これに対して、本実施形態の学習データには、少なくともイオン源系モジュールの状態パラメータのモニタ値が含まれているので、モジュールMの中でも状態が変化しやすいイオン源の前処理時の状態を考慮して機械学習を行うことができ、新たな処理時における初期値をより適切に決定することができる。
Here, among the plurality of modules M, the ion source system modules often have a shorter life than the extraction electrode system modules and the beamline electromagnetic field system modules, and the frequency of maintenance and replacement is high.
On the other hand, since the learning data of the present embodiment includes at least the monitor values of the state parameters of the ion source system module, the state at the time of preprocessing of the ion source whose state is likely to change even in the module M can be obtained. Machine learning can be performed in consideration, and the initial value at the time of new processing can be determined more appropriately.

さらに、イオン源系モジュールの基パラとして、プラズマチャンバに供給されるガス流量や、ソースマグネットへの供給電流が含まれており、これらの基パラがプラズマの生成効率に支配的であることから、モデリングが困難なプラズマを効率良く生成することができるように、ガス流量やソースマグネットへの供給電流の初期値を適切に決定することができる。 Furthermore, the gas flow rate supplied to the plasma chamber and the supply current to the source magnet are included as the basic parameters of the ion source system module, and these basic parameters dominate the plasma generation efficiency. The initial values of the gas flow rate and the supply current to the source magnet can be appropriately determined so that plasma that is difficult to model can be efficiently generated.

<第2実施形態>
次に、本発明に係るイオンビーム照射装置の第2実施形態について説明する。
<Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the ion beam irradiation device according to the present invention will be described.

第2実施形態のイオンビーム照射装置100は、前記第1実施形態と同様、学習アルゴリズムに基づき得られた基パラの初期値を各モジュールMに入力して調整する動作(以下、AI基パラモードという)と、このAI基パラモードに頼ることなく、制御装置8(ビームコントローラ)が選択した基パラの初期値を各モジュールMに入力して調整する動作(以下、BC基パラモードという)とが切り替わる点において、前記第1実施形態とは異なる。 Similar to the first embodiment, the ion beam irradiation device 100 of the second embodiment is an operation of inputting and adjusting the initial value of the base para obtained based on the learning algorithm into each module M (hereinafter referred to as AI group para mode). ) And the operation of inputting the initial value of the basic para selected by the controller 8 (beam controller) into each module M and adjusting it (hereinafter referred to as BC basic para mode) without relying on this AI basic para mode. Is different from the first embodiment.

まず、AI基パラモードによる動作については、前記第1実施形態で述べた通りであるので、以下ではBC基パラモードについて簡単に説明する。
BC基パラモードとしては、例えば制御装置8の従来のセットアップシーケンスを挙げることができる。具体的には、レシピ受付部81がレシピを受け付けると、基パラ入力部82が、基パラの初期値として、例えばレシピに応じて予め記憶されている初期値や、受け付けたレシピと同じレシピの過去の処理時に用いられた初期値を選択して、その選択した初期値を各モジュールMに入力する。その後、基パラチューニング部83が、レシピ通りのイオンビームIBが生成されるように、入力された基パラの初期値を調整して、各モジュールMをセットアップする。
First, since the operation by the AI group paramode is as described in the first embodiment, the BC group paramode will be briefly described below.
As the BC group paramode, for example, a conventional setup sequence of the control device 8 can be mentioned. Specifically, when the recipe reception unit 81 accepts a recipe, the base para input unit 82 sets the initial value of the base para, for example, an initial value stored in advance according to the recipe, or the same recipe as the received recipe. The initial value used in the past processing is selected, and the selected initial value is input to each module M. After that, the base para tuning unit 83 adjusts the initial value of the input base para so that the ion beam IB according to the recipe is generated, and sets up each module M.

然して、本実施形態の制御装置8は、図5に示すように、リカバリ部85及び事前予知部86の一方又は両方の機能をさらに備えている。 Therefore, as shown in FIG. 5, the control device 8 of the present embodiment further includes one or both functions of the recovery unit 85 and the advance prediction unit 86.

リカバリ部85は、BC基パラモードによる各モジュールMのセットアップが完了せず、異常終了した場合に、そのことを示す異常信号を取得するとともに、各モジュールMのセットアップシーケンスをBC基パラモードからAI基パラモードに切り替えるものである。 When the setup of each module M by the BC group paramode is not completed and the recovery unit 85 terminates abnormally, the recovery unit 85 acquires an abnormal signal indicating that, and changes the setup sequence of each module M from the BC group paramode to the AI group paramode. It switches to.

具体的にリカバリ部85は、異常信号を取得すると、基パラ入力部82の動作をBC基パラモードからAI基パラモードに切り替えて、再び各モジュールMに基パラの初期値を入力させる。すなわち、基パラ入力部82は、前記実施形態で述べたように、基パラ出力部94が学習アルゴリズムを用いて決定し出力した基パラの初期値を取得し、その初期値を各モジュールMに入力する。 Specifically, when the recovery unit 85 acquires an abnormal signal, the operation of the base para input unit 82 is switched from the BC group para mode to the AI group para mode, and each module M is made to input the initial value of the base para again. That is, as described in the above-described embodiment, the base para input unit 82 acquires the initial value of the base para determined and output by the base para output unit 94 using the learning algorithm, and sets the initial value in each module M. input.

リカバリ部85としては、基パラ入力部82の動作をBC基パラモードからAI基パラモードに切り替えてもなお異常信号を検出した場合、再度AI基パラモードで基パラ入力部82を動作させても良い。この場合、基パラ出力部94としては、基パラの初期値として、例えば複数のモジュールの中でも状態が変化しやすいイオン源系モジュールの初期値を変更したものをすることが好ましい。 When the operation of the base para input unit 82 is switched from the BC base para mode to the AI base para mode and an abnormal signal is still detected, the recovery unit 85 may operate the base para input unit 82 again in the AI base para mode. In this case, it is preferable that the base para output unit 94 changes the initial value of the ion source system module whose state is likely to change among a plurality of modules as the initial value of the base para.

事前予知部86は、BC基パラモードによる動作の開始前に、レシピ受付部81が受け付けたレシピに基づいて、BC基パラモードによる各モジュールMのセットアップが完了するか否かを予測するものである。 The advance prediction unit 86 predicts whether or not the setup of each module M in the BC group paramode is completed based on the recipe received by the recipe reception unit 81 before the start of the operation in the BC group paramode.

より具体的に説明すると、事前予知部86は、例えば以下の事象のうちの1又は複数が生じているか否かを判断し、1又は複数の事象が生じている場合に、BC基パラモードによるセットアップが完了しない蓋然性が高いと判断する。 More specifically, the advance prediction unit 86 determines whether or not one or more of the following events have occurred, and if one or more of the following events have occurred, the setup by the BC group paramode is performed. Judges that there is a high probability that will not be completed.

・受け付けたレシピと同じレシピが、過去所定期間(例えば1ヶ月間)に亘って受け付けられていない場合。
・受け付けたレシピと同じレシピの1又は複数回前の処理において、所定の実績値(例えば、イオンビームIBのビーム電流量、イオンビームIBのビーム角度、イオンビームIBのビーム電流密度など)が所定の数値範囲を超えている場合。
・受け付けたレシピと同じレシピの1又は複数回前の処理において、BC基パラモードによるセットアップが完了していない場合。
・受け付けたレシピと同じレシピの1又は複数回前の処理が、大気開放してから最初或いは所定の処理回数までに行われている場合。
-When the same recipe as the accepted recipe has not been accepted over the past predetermined period (for example, one month).
-In the process one or more times before the same recipe as the received recipe, the predetermined actual values (for example, the beam current amount of the ion beam IB, the beam angle of the ion beam IB, the beam current density of the ion beam IB, etc.) are predetermined. When the numerical range of is exceeded.
-When the setup by BC group paramode is not completed in the processing one or more times before the same recipe as the received recipe.
-When the processing of the same recipe as the received recipe one or more times before is performed by the first or a predetermined number of processing after opening to the atmosphere.

そして、事前予知部86は、BC基パラモードにより各モジュールMのセットアップが完了すると予測した場合は、基パラ入力部82をBC基パラモードにより動作させる。
一方、事前予知部86は、BC基パラモードにより各モジュールMのセットアップが完了しないと予測した場合は、基パラ入力部82をAI基パラモードにより動作させる。
Then, when the advance prediction unit 86 predicts that the setup of each module M will be completed in the BC group paramode, the advance prediction unit 86 operates the group para input unit 82 in the BC group paramode.
On the other hand, when the advance prediction unit 86 predicts that the setup of each module M will not be completed by the BC group paramode, the advance prediction unit 86 operates the group para input unit 82 in the AI group paramode.

このような構成であれば、例えば過去の実績から短時間でセットアップを完了することのできているレシピに関してはBC基パラモードを用いつつ、セットアップが完了しない或いは完了までに時間のかかるレシピに関してはAI基パラモードを用いることができる。
これにより、セットアップシーケンスをこれまでのものから大きく変更することなく、AI基パラモードによるセットアップ動作を導入することができ、従来に比べてセットアップ時間のさらなる短縮化やセットアップ成功率のさらなる向上を図れる。
With such a configuration, for example, BC-based paramode is used for recipes that can complete the setup in a short time based on past achievements, while AI for recipes that do not complete or take a long time to complete. Basic paramode can be used.
As a result, the setup operation in the AI-based paramode can be introduced without significantly changing the setup sequence from the conventional one, and the setup time can be further shortened and the setup success rate can be further improved as compared with the conventional case.

<その他の実施形態>
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
<Other Embodiments>
The present invention is not limited to the above embodiment.

例えば、前記実施形態では、目的変数をセットアップ時間として説明していたが、調整値が得られたか否かを示す指標値、言い換えればセットアップが完了したか否かを示す指標値、イオンビームIBのビーム電流量、イオンビームIBのビーム角度、又はイオンビームIBのビーム電流密度等としても良い。 For example, in the above-described embodiment, the objective variable has been described as the setup time, but the index value indicating whether or not the adjustment value has been obtained, in other words, the index value indicating whether or not the setup has been completed, the ion beam IB. It may be the amount of beam current, the beam angle of the ion beam IB, the beam current density of the ion beam IB, or the like.

また、基パラ出力部94としては、例えば、セットアップ時間が所定の時間内に収まり、且つ、イオンビームIBのビーム電流量、イオンビームIBのビーム角度、又はイオンビームIBのビーム電流密度等のイオンビームIBの質が所定の条件を満たすように、基パラの初期値を出力するように構成されていても良い。 Further, as the base para output unit 94, for example, the setup time is within a predetermined time, and ions such as the beam current amount of the ion beam IB, the beam angle of the ion beam IB, or the beam current density of the ion beam IB are formed. The initial value of the base para may be output so that the quality of the beam IB satisfies a predetermined condition.

さらに、機械学習装置9としては、学習データを用いて生成した学習アルゴリズムに基づき、新たな処理における目的変数(例えば、セットアップ時間)を予測する目的変数予測部としての機能を備えていても良い。 Further, the machine learning device 9 may have a function as an objective variable prediction unit that predicts an objective variable (for example, setup time) in a new process based on a learning algorithm generated using the learning data.

加えて、前記実施形態では、説明変数として、前処理の終了時における状態パラメータのモニタ値を用いていたが、前処理の最中の状態パラメータのモニタ値を用いても良い。 In addition, in the above-described embodiment, the monitor value of the state parameter at the end of the preprocessing is used as the explanatory variable, but the monitor value of the state parameter during the preprocessing may be used.

加えて、前記実施形態の機械学習装置9が備える機能の一部又は全部は、制御装置8が備えていても良い。 In addition, the control device 8 may include some or all of the functions included in the machine learning device 9 of the embodiment.

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。 In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

100・・・イオンビーム照射装置
8 ・・・制御装置
81 ・・・レシピ受付部
82 ・・・基パラ入力部
83 ・・・基パラチューニング部
9 ・・・機械学習装置
91 ・・・学習データ格納部
92 ・・・機械学習部
93 ・・・アルゴリズム格納部
94 ・・・基パラ出力部
100 ・ ・ ・ Ion beam irradiation device 8 ・ ・ ・ Control device 81 ・ ・ ・ Recipe reception unit 82 ・ ・ ・ Basic para input unit 83 ・ ・ ・ Basic para tuning unit 9 ・ ・ ・ Machine learning device 91 ・ ・ ・ Learning data Storage unit 92 ・ ・ ・ Machine learning unit 93 ・ ・ ・ Algorithm storage unit 94 ・ ・ ・ Basic para output unit

Claims (8)

処理条件を満たすイオンビームを複数のモジュールにより生成して被処理物に照射するイオンビーム照射装置であって、
新たな処理時の処理条件と、当該新たな処理の1つ前の処理における少なくとも1つの前記モジュールの状態を示すモニタ値とを少なくとも説明変数とした学習アルゴリズムを生成する機械学習部と、
前記学習アルゴリズムを用いて、前記モジュールの動作を制御する基本運転パラメータの初期値を出力する基本運転パラメータ出力部とを備える、イオンビーム照射装置。
An ion beam irradiation device that generates an ion beam that satisfies the processing conditions by a plurality of modules and irradiates the object to be processed.
A machine learning unit that generates a learning algorithm using at least a processing condition at the time of a new process and a monitor value indicating the state of at least one module in the process immediately before the new process as explanatory variables.
An ion beam irradiation device including a basic operation parameter output unit that outputs initial values of basic operation parameters that control the operation of the module by using the learning algorithm.
前記複数のモジュールに前記初期値が入力され、その初期値を調整して得られた調整値に基づいて前記各モジュールが動作する装置構成において、
過去の複数の処理から得られた学習データであって、各処理の処理条件と、各処理の前記初期値又は前記調整値の少なくとも一方と、各処理の1つ前の処理における少なくとも1つの前記モジュールの前記モニタ値と、各処理における所定の目的変数の実績値とが関連付けられたデータセットを複数組含む学習データを格納する学習データ格納部をさらに備え、
前記機械学習部が、前記学習データを用いた機械学習により、前記学習アルゴリズムを生成する、請求項1記載のイオンビーム照射装置。
In an apparatus configuration in which the initial values are input to the plurality of modules and each module operates based on the adjustment values obtained by adjusting the initial values.
Learning data obtained from a plurality of past processes, that is, the processing conditions of each processing, at least one of the initial value or the adjustment value of each processing, and at least one of the above in the processing immediately before each processing. Further, a training data storage unit for storing training data including a plurality of data sets in which the monitor value of the module and the actual value of a predetermined objective variable in each process are associated with each other is provided.
The ion beam irradiation device according to claim 1, wherein the machine learning unit generates the learning algorithm by machine learning using the learning data.
前記目的変数が、前記調整値が得られるまでのセットアップ時間、前記調整値が得られたか否かを示す指標値、前記イオンビームのビーム電流量、前記イオンビームのビーム角度、又は前記イオンビームのビーム電流密度である、請求項2記載のイオンビーム照射装置。 The objective variable is the setup time until the adjustment value is obtained, an index value indicating whether or not the adjustment value is obtained, the beam current amount of the ion beam, the beam angle of the ion beam, or the ion beam. The ion beam irradiation device according to claim 2, which is a beam current density. 前記学習データには、少なくともイオン源系モジュールの前記モニタ値が含まれている、請求項2又は3記載のイオンビーム照射装置。 The ion beam irradiation device according to claim 2 or 3, wherein the training data includes at least the monitor value of the ion source system module. 前記基本運転パラメータとして、前記イオン源を構成するプラズマチャンバに供給されるガス流量、又は、前記プラズマチャンバ内に磁場を生じさせるソースマグネットへの供給電流の少なくとも何れかが用いられている請求項4記載のイオンビーム照射装置。 4. Claim 4 in which at least one of the gas flow rate supplied to the plasma chamber constituting the ion source and the supply current to the source magnet that generates a magnetic field in the plasma chamber is used as the basic operating parameter. The ion beam irradiation device according to the above. 前記処理条件及び所定のセットアップシーケンスに基づき前記基本運転パラメータの初期値を選択して前記モジュールに入力し、その初期値を調整することで前記モジュールをセットアップする制御装置を備えた構成において、
前記制御装置による前記モジュールのセットアップが完了しなかった場合に、そのことを示す異常信号を取得するリカバリ部をさらに備え、
前記リカバリ部が前記異常信号を取得した場合に、前記基本運転パラメータ出力部から出力された前記基本運転パラメータの初期値が前記モジュールに入力される請求項1乃至5のうち何れか一項に記載のイオンビーム照射装置。
In a configuration including a control device that sets up the module by selecting an initial value of the basic operation parameter based on the processing conditions and a predetermined setup sequence, inputting the initial value to the module, and adjusting the initial value.
Further, a recovery unit for acquiring an abnormal signal indicating that the setup of the module by the control device is not completed is provided.
The item according to any one of claims 1 to 5, wherein the initial value of the basic operation parameter output from the basic operation parameter output unit is input to the module when the recovery unit acquires the abnormal signal. Ion beam irradiation device.
前記処理条件及び所定のセットアップシーケンスに基づき前記基本運転パラメータの初期値を選択して前記モジュールに入力し、その初期値を調整することで前記モジュールをセットアップする制御装置を備えた構成において、
前記処理条件及び前記セットアップシーケンスに基づき選択された初期値を用いた場合に、前記モジュールのセットアップが完了するか否かを予測する事前予知部をさらに備え、
事前予知部により前記モジュールのセットアップが完了しないと予測された場合に、前記基本運転パラメータ出力部から出力された前記基本運転パラメータの初期値が前記モジュールに入力される請求項1乃至5のうち何れか一項に記載のイオンビーム照射装置。
In a configuration including a control device that sets up the module by selecting an initial value of the basic operation parameter based on the processing conditions and a predetermined setup sequence, inputting the initial value to the module, and adjusting the initial value.
Further provided with a pre-prediction unit that predicts whether or not the setup of the module will be completed when the initial values selected based on the processing conditions and the setup sequence are used.
Any of claims 1 to 5 in which the initial value of the basic operation parameter output from the basic operation parameter output unit is input to the module when the advance prediction unit predicts that the setup of the module will not be completed. The ion beam irradiation device according to item 1.
処理条件を満たすイオンビームを複数のモジュールにより生成して被処理物に照射するイオンビーム照射装置に用いられるプログラムであって、
新たな処理時の処理条件と、当該新たな処理の1つ前の処理における少なくとも1つの前記モジュールの状態を示すモニタ値とを少なくとも説明変数とした学習アルゴリズムを生成する機械学習部と、
前記学習アルゴリズムを用いて、前記モジュールの動作を制御する基本運転パラメータの初期値を出力する基本運転パラメータ出力部としての機能をコンピュータに発揮させる、イオンビーム照射装置用プログラム。
A program used in an ion beam irradiator that generates an ion beam that satisfies the processing conditions by a plurality of modules and irradiates the object to be processed.
A machine learning unit that generates a learning algorithm using at least a processing condition at the time of a new process and a monitor value indicating the state of at least one module in the process immediately before the new process as explanatory variables.
A program for an ion beam irradiator that uses the learning algorithm to cause a computer to function as a basic operation parameter output unit that outputs initial values of basic operation parameters that control the operation of the module.
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