專利名稱：掃描發生裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種掃描發生裝置，尤其涉及一種離子注入機中的掃描發生裝置。
背景技術：
隨著半導體集成電路技術的發展，集成度越來越高，電路規模越來越大，電路中單元器件尺寸越來越小，因此對各半導體工藝設備提出了更高的要求；離子注入機作為半導體離子摻雜工藝線的關鍵設備之一，也提出了很高的要求，要求離子注入機具有整機可靠性好、生產效率高、多種電荷態離子寬能量范圍注入、精確控制束注入能量精度、精確控制束純度、低塵粒污染、整機全自動控制、注片均勻性和重復性好、束平行大角度注入等多種功能和特征，其中高生產效率、精確控制束純度、注片劑量均勻性和重復性好、束平行大角度注入等性能取決于離子注入機的掃描發生系統。
對于目前離子注入機上的電掃描加機械掃描發生裝置，其中的電掃描裝置只能輸出單一掃描頻率的三角波形，不能改變掃描頻率，對于機械掃描發生裝置，只單一的將離子束在兩個方向掃開，并沒有對掃開的束進行均勻性檢測和均勻性校正，使束流在晶片上的分布不很均勻。
發明內容
為了解決上述存在的問題，本實用新型提供了一種掃描發生裝置，使掃開的離子束流均勻分布在晶片上，從而得到很高的均勻性。
為了達到上述目的本實用新型提供了一種掃描發生裝置，該掃描發生裝置由一對掃描偏轉板、掃描發生器、掃描偏轉電源、氣浮軸承、直線電機、均勻性控制器、直線電機驅動器、移動法拉第、靶盤、主控制器和加速計組成；其中靶盤上裝載晶圓，均勻性控制器中采用具有高速運算能力的并行16位FORTH處理器；直線電機與氣浮軸承相連，氣浮軸承連接靶盤。
主控制器發送掃描波形到掃描發生器，均勻性控制器發送斜率觸發信號觸發掃描發生器產生三角形波形，發送給掃描偏轉電源，通過掃描偏轉電源的放大，產生符合要求的掃描電壓加載到呈喇叭形狀的掃描偏轉板上面，使束流水平方向掃開，平行透鏡使掃開的束流平行的注入到靶盤上的晶片上，均勻性控制器產生控制直線電機的正弦波信號和加速度信號，送給直線電機驅動器驅動直線電機運動，并帶動氣浮軸承和靶盤及吸附在靶盤上的晶片作垂直掃描運動；移動法拉第接收主控制器的信號，移動檢測晶片上束流的均勻性，并將所獲得的信息轉送給主控制器。
圖1為本發明的掃描發生裝置結構圖；圖2為束掃描校準的流程圖；圖3為整個算法過程中用移動法拉第測得的束流圖；圖4為移動法拉第水平束流均勻性取樣的示意圖；圖5為移動法拉第在垂直掃描期間靜止取樣的示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細描述，如圖1所示，一種掃描發生裝置由掃描發生器1、掃描偏轉電源2、一對掃描偏轉板3、主控制器4、均勻性控制器5、、直線電機驅動器6、平行束透鏡電源7、平行透鏡8、移動法拉第9、靶盤11、氣浮軸承12、直線電機13和加速計14組成；其中靶盤11上裝載晶圓，均勻性控制器5中采用具有高速運算能力的并行16位FORTH處理器。
所述掃描發生器1產生一定的偏轉電壓和建立在該偏轉電壓基礎上的水平方向的電掃描波形；所述掃描偏轉電源2將掃描發生器1產生的偏轉電壓和掃描波形進行放大，將它加到掃描偏轉板3上，從而將束進行一定的偏轉或在水平方向掃開；所述的氣浮軸承12、直線電機13和裝載晶圓的靶盤11組成垂直方向的機械掃描系統，使晶圓在垂直方向進行掃描運動；所述的移動法拉第9通過水平移動來進行均勻性檢測；所述的均勻性控制器5進行均勻性檢測和校正并且產生控制信號通過直線電機驅動器6來控制直線電機13帶動氣浮軸承12和裝載晶圓的靶盤11上下運動；所述的主控制器4主要控制和協調整個掃描系統的掃描動作。
掃描發生裝置工作原理如圖1所示，主控制器4發送組成掃描波形(每段用斜率和終點位置定義的分段線性的曲線)的斜率和位置數據到掃描發生器1里的RAM，然后通過均勻性控制器5發送斜率觸發信號，觸發掃描發生器1產生三角波形發送給掃描偏轉電源2，通過掃描偏轉電源2的放大，產生符合要求(在一定的偏轉電壓下)的掃描電壓加載到一對呈半喇叭形狀的掃描偏轉板3上面，使束流在水平方向掃開，通過平行透鏡8的作用使掃開的束流平行的注入到靶盤11上的晶片上。均勻性控制器5產生控制直線電機13的正弦波信號和加速度信號，送給直線電機驅動器6驅動直線電機13動作，直線電機13在加速度計14的位置反饋作用下帶動氣浮軸承12和與之連接的靶臺11及吸附在靶盤11上的晶片做垂直掃描運動，這樣就完成了二維掃描運動。
在晶片摻雜注入前要進行掃描波形校準，具體流程如圖2所示，先加載一定偏轉電壓Vc，使移動法拉第9接收到最大的束流值，然后移動法拉第9測量束流，繪制出束剖面曲線(即流程圖中U(X))并且用束剖面算法即選擇移動法拉第9接收束流，主控制器4發命令驅動移動法拉第9水平運動，到第一個指定的位置開始讀取束流，連續讀取數百個點的束流，水平方向為位置坐標(分49垂直格)，垂直方向為束流大小(分20條水平格)，所獲得的數百個點的束流值中的最大值對應最頂上一格繪制束流剖面圖形。
計算從束流剖面圖形所獲得的束流積分值，標于圖形旁。
I積＝∫Isds/w (Is為各點束流值，W為移動法拉第縫寬)計算出到靶電流積分值。
在偏轉電壓范圍內取三點，假設第一個點的偏轉電壓為V1，測得其束斑中心的位置為X1；第二個點的偏轉電壓為V2，測得其束斑中心的位置為X2；第三個點的偏轉電壓為V3，測得其束斑中心為X3，得到三個點(X1，V1)，(X2，V2)，(X3，V3)，利用最小二乘法擬合出表示位置和電壓關系的直線，其計算方法如下假設計算結果為v＝ax+b，則a=Σn=13VnXn-13(Σn=13Vn)(Σn=13Xn)Σn=13Xn2-13(Σn=13Xn)2,]]>b=Σn=13Vn-aΣn=13Xn3]]>將a，b的計算結果代入v＝ax+b，計算出束線掃過整個晶片對應的偏轉電壓值作為線性掃描時的掃描電壓(即可求出圖3中W0(X))。執行線性掃描，移動法拉第杯9測量出各處的束流值，用束均勻性算法束水平掃開后，選擇移動法拉第杯9接收束流，主控制器4發命令驅動移動法拉第9如圖4水平運動到第一個指定的位置開始讀取束流，連續讀取數百個點的束流值。那么束流值的標準偏差為σλ=Σn=1N[ij(n)-I1‾]2N-1,]]>而相對標準偏差σXI1‾×100%]]>即為行內均勻性，其中I1‾=Σn=1Ni(n)N,]]>i(n)為移動法拉第杯9測到的各點束流值。繪制出束流值曲線(如圖3中的S0(X))，并且計算出其標準偏差和峰峰值。
針對線性掃描出現的束流不均勻分布讀取最新的修正波形數據，將其載入掃描發生器1，執行校正掃描。再次繪制出束流值曲線(如圖3中的Sc(X))并計算束流的相對標準偏差和峰峰值指標是否已經達到設定要求，如果達到，則開始注片過程，否則繼續進行校正。
如果用校正掃描波形掃描后測到的均勻性和束流峰峰值達不到設定要求，則需要采用束掃描波形校準算法將首先得到的線性掃描時的掃描電壓從最小到最大等分成幾百段，針對每一段進行束流校準，得出均勻一致的束流分布，對掃描波形進行再次修正，其校準算法如下s1(n)=s0(n)×i1(n)I0,]]>其中i1(n)為上次校準時測到的各個點的束流值，I0為校準掃描時的束流平均值，s0(n)為上次校準用到的斜率值數組，s1(n)為新的斜率值數組(如圖3中的Wc(X))。
利用更新后的掃描電壓波形進行校正掃描，直至束流的均勻性和束流峰峰值達到設定要求，才能進行注片。
本實用新型不限于上述實施例，對于本技術領域的專業人員來說，對本實用新型實施例所做出的任何改進或變更都不會超出本實用新型的精神和所附權利要求的保護范圍。
權利要求1.一種掃描發生裝置，其特征在于該掃描發生裝置由一對掃描偏轉板、掃描發生器、掃描偏轉電源、氣浮軸承、直線電機、均勻性控制器、直線電機驅動器、移動法拉第杯、靶盤、主控制器和加速計組成；其中靶盤上裝載晶圓，均勻性控制器中采用具有高速運算能力的并行16位FORTH處理器；主控制器發送掃描波形到掃描發生器，均勻性控制器發送斜率觸發信號觸發掃描發生器產生三角形波形，發送給掃描偏轉電源，通過掃描偏轉電源的放大，產生符合要求的掃描電壓加載到掃描偏轉板上面，使束流水平方向掃開，平行透鏡使掃開的束流平行的注入到靶盤上的晶片上，均勻性控制器產生控制直線電機的正弦波信號和加速度信號，送給直線電機驅動器驅動直線電機運動，并帶動氣浮軸承和靶盤及吸附在靶盤上的晶片作垂直掃描運動；移動法拉第接收主控制器的信號，移動檢測晶片上束流的均勻性，并將信息傳遞給掃描發生器。
專利摘要本實用新型公開了一種掃描發生裝置，該掃描發生裝置由一對掃描偏轉板、掃描發生器、掃描偏轉電源、氣浮軸承、直線電機、均勻性控制器、直線電機驅動器、移動法拉第杯、靶盤、主控制器和加速計組成；其中靶盤上裝載晶圓，均勻性控制器中采用具有高速運算能力的并行16位FORTH處理器；本實用新型適用面廣，實用性強，對束流進行均勻性檢測和均勻性校正，使束流均勻注入，保證注片劑量的均勻性，重復性好。
文檔編號H01L21/02GK2796083SQ20052001709
公開日2006年7月12日 申請日期2005年4月22日 優先權日2005年4月22日
發明者王迪平, 唐景庭, 伍三忠, 孫勇, 郭建輝, 劉仁杰, 龍會躍 申請人:北京中科信電子裝備有限公司