專利名稱：數(shù)控掃描波形發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開了一種數(shù)控掃描發(fā)生器，用于半導(dǎo)體制造中的離子注入機(jī)，特別涉及
半導(dǎo)體制造離子注入工藝中所用的大傾角離子注入機(jī)，更具體的說涉及采用靜電偏轉(zhuǎn)和掃
描的8"、 12"大圓片離子注入機(jī)，屬于半導(dǎo)體器件制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
軍用微電子技術(shù)對(duì)整個(gè)軍事高技術(shù)的發(fā)展起著巨大的推動(dòng)作用，其發(fā)展速度和規(guī) 模已成為衡量一個(gè)國家軍事技術(shù)進(jìn)步和武器裝備水平的重要標(biāo)志。 離子注入機(jī)是軍用微電子器件最關(guān)鍵的制造設(shè)備之一。離子注入機(jī)制造的硅集成 電路、砷化鎵超高速集成電路、砷化鎵微波/毫米波集成電路被廣泛應(yīng)用于微波雷達(dá)、數(shù)字 微波通信、衛(wèi)星通信等領(lǐng)域，是各類通信機(jī)、電臺(tái)、雷達(dá)系統(tǒng)、電視發(fā)射差轉(zhuǎn)及車載移動(dòng)通信 設(shè)備的關(guān)鍵核心器材，也是國防建設(shè)中微波波束武器和微波雷達(dá)的重要組成部分，同時(shí)也 是國外對(duì)我國封鎖的技術(shù)之一 。 隨著半導(dǎo)體器件制造的集成度向片上系統(tǒng)(S0C)級(jí)芯片規(guī)模發(fā)展，用于器件制造 的晶圓片朝著300mm以上尺寸擴(kuò)展，而單元器件尺寸則朝納米細(xì)線條減縮，特別是軍用砷 化鎵超高速集成電路、砷化鎵微波/毫米波集成電路上晶體管尺寸的減縮，對(duì)離子束注入 摻雜技術(shù)提出了很明顯的挑戰(zhàn)。隨著IC集成度的不斷提高，注入工藝越來越復(fù)雜。工藝特 征線寬的縮小，結(jié)深變淺，要求注入的摻雜濃度逐步增大，對(duì)溝道注入要求高摻雜精確度； 在HAL0注入中，必須3(T -50°傾斜角注入，并且離子投射角很小的變化會(huì)引起該區(qū)域摻 雜分布很大的變化，這種變化對(duì)漏電流影響特別大。這都要求對(duì)注入位置和濃度等進(jìn)行精 確控制，所以要求對(duì)摻雜濃度即注入劑量的均勻性與重復(fù)性實(shí)施精確的閉環(huán)控制和進(jìn)行全 自動(dòng)調(diào)整，而要做到這些，就對(duì)水平方向采用靜電偏轉(zhuǎn)掃描的注入機(jī)提出了更高的要求，要 求設(shè)計(jì)出更加穩(wěn)定可靠的掃描發(fā)生器，用以產(chǎn)生穩(wěn)定可靠的水平掃描波形，并且在程序的 控制下能夠?qū)呙璨ㄐ芜M(jìn)行校正，通過它對(duì)掃描電源的精確控制，使水平方向的束流均勻 分布，從而保證水平方向的摻雜濃度均勻分布，掃描發(fā)生器是離子注入摻雜核心技術(shù)之一， 它的性能指標(biāo)直接影響離子注入機(jī)注入束流的均勻性和重復(fù)性。

發(fā)明內(nèi)容
該數(shù)控掃描波形發(fā)生器是針對(duì)水平方向采用靜電掃描，垂直方向采用機(jī)械掃描的 單圓片注入而進(jìn)行設(shè)計(jì)的。 數(shù)控掃描波形發(fā)生器的功能就是使離子束作水平方向掃描運(yùn)動(dòng)。離子束從離子源 引出，經(jīng)束線傳輸系統(tǒng)到達(dá)晶圓片靶臺(tái)時(shí)，只是一個(gè)小束斑，該束斑直徑遠(yuǎn)小于晶圓片的直 徑，不能實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)晶圓片的注入。數(shù)控掃描波形發(fā)生器使離子束沿水平方向掃描開，覆蓋 整個(gè)晶圓片直徑范圍，在水平方向上實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)晶圓片范圍的注入。 該數(shù)控掃描波形發(fā)生器與傳統(tǒng)的離子注入機(jī)掃描波形發(fā)生器相比，其特點(diǎn)為掃描 周期為固定常數(shù)，但在一個(gè)掃描周期內(nèi)，實(shí)際進(jìn)行掃描的時(shí)間可通過軟件進(jìn)行精確調(diào)節(jié)，即掃描的占空比可精確調(diào)節(jié)。另外，在不需要對(duì)束流進(jìn)行掃描的調(diào)束階段，它可對(duì)束流行使偏轉(zhuǎn)的作用，節(jié)省了 一個(gè)束偏轉(zhuǎn)控制器。 如圖(1)所示，本發(fā)明由DAC1(數(shù)模轉(zhuǎn)換器)，DAC2，系統(tǒng)控制器3，比較器4，積分器5，放大器6，電阻7，電容8，掃描速度控制9，位置脈沖IO，掃描波形11組成。
所述的DAC1 :用于對(duì)波形數(shù)據(jù)的斜率信號(hào)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換；
所述的DAC2 :用于對(duì)波形數(shù)據(jù)的位置信號(hào)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換； 所述的系統(tǒng)控制器3 :用于對(duì)定義波形的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和精確的輸出控制，并負(fù)責(zé)與主控計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊聯(lián)系和數(shù)據(jù)傳送； 所述的比較器4 :用于掃描波形每個(gè)位置點(diǎn)的比較輸出； 所述的積分器5 :用于對(duì)掃描波形的斜率信號(hào)進(jìn)行積分； 所述的放大器6 :用于對(duì)積分器的輸出進(jìn)行放大輸出，形成掃描波形； 所述的電阻7 :與電容8 —起形成積分定時(shí)電路； 所述的電容8 :與電阻7 —起形成積分定時(shí)電路； 所述的掃描速度控制9 :在固定的掃描周期下負(fù)責(zé)掃描波形占空比的控制；
所述的位置脈沖10 :當(dāng)掃描波形的一個(gè)位置點(diǎn)到達(dá)時(shí)，觸發(fā)系統(tǒng)控制器3輸出下一個(gè)位置信號(hào)數(shù)據(jù)； 所述的掃描波形11 :控制離子束進(jìn)行有效的掃描；
本發(fā)明具有如下顯著優(yōu)點(diǎn) 1.集合了偏轉(zhuǎn)和掃描的控制功能，有效的節(jié)約了控制成本； 2.采用程序控制，在固定的掃描周期下能夠根據(jù)實(shí)際需求隨時(shí)改變掃描波形的占空比，對(duì)最終的輸出波形進(jìn)行修正； 3.斜率和位置信號(hào)輸出選用了一批精度非常高的高精密電阻，很好的滿足了機(jī)器的水平掃描精度要求； 4.采用單片機(jī)進(jìn)行微處理控制，采用的控制器和控制程序簡(jiǎn)單可靠；
5.所有1/0信號(hào)采用光電隔離，有效地隔離了電位的干擾；


圖1數(shù)控掃描波形發(fā)生器原理圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步介紹，但不作為對(duì)本發(fā)明新型的限定。 如圖1示的即數(shù)控掃描波形發(fā)生器實(shí)現(xiàn)掃描波形輸出的大致原理圖，系統(tǒng)控制器3控制離子束掃描，掃描波形可以是每段用斜率和位置終點(diǎn)定義的分段線性的曲線。定義波形的數(shù)據(jù)被儲(chǔ)存在系統(tǒng)控制器3中的波形存儲(chǔ)器中，系統(tǒng)控制器3把斜率和位置終點(diǎn)信號(hào)的數(shù)據(jù)分別裝載到DAC1和DAC2兩個(gè)D/A轉(zhuǎn)換器中。DAC1的輸出驅(qū)動(dòng)積分器5，積分器5的輸出和DAC2的輸出供應(yīng)給比較器4的輸入端，當(dāng)積分器5達(dá)到規(guī)定的位置終點(diǎn)的時(shí)候，比較器4把信號(hào)提供給系統(tǒng)控制器3，然后，位置脈沖10觸發(fā)系統(tǒng)控制器3輸出用于下一段波形的新的斜率和終點(diǎn)位置數(shù)據(jù)。積分器5的輸出通過放大器6形成掃描波形11。掃描過
4程中，通過程序?qū)呙杷俣瓤刂?的控制，在固定的掃描周期下對(duì)掃描波形的占空比進(jìn)行精確控制達(dá)到對(duì)掃描波形11的校正輸出。 本發(fā)明專利的特定實(shí)施例己對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容做了詳盡說明。對(duì)本領(lǐng)域一般技術(shù)人員而言，在不背離本發(fā)明專利精神的前提下對(duì)它所做的任何顯而易見的改動(dòng)，都構(gòu)成對(duì)發(fā)明專利的侵犯，將承擔(dān)相應(yīng)的法律責(zé)任。
權(quán)利要求
一種數(shù)控掃描波形發(fā)生器包括兩個(gè)DAC(數(shù)模轉(zhuǎn)換器)，一系統(tǒng)控制器，一比較器，一積分器，一放大器，一電阻，一電容，一掃描速度控制信號(hào)，一位置脈沖信號(hào)，一掃描波形，其特征在于(1)掃描周期為固定常數(shù)；(2)在一個(gè)掃描周期內(nèi)，掃描的占空比可精確調(diào)節(jié)；(3)集合了偏轉(zhuǎn)和掃描的控制功能；(4)采用單片機(jī)進(jìn)行微處理控制。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種數(shù)控掃描波形發(fā)生器，該數(shù)控掃描波形發(fā)生器包括以下部分DAC1(數(shù)模轉(zhuǎn)換器)，DAC2，系統(tǒng)控制器，比較器，積分器，放大器，電阻，電容，掃描速度控制，位置脈沖，掃描波形組成。本發(fā)明與傳統(tǒng)的離子注入機(jī)掃描波形發(fā)生器相比，其特點(diǎn)為掃描周期為固定常數(shù)，但在一個(gè)掃描周期內(nèi)，實(shí)際進(jìn)行掃描的時(shí)間可通過軟件進(jìn)行精確調(diào)節(jié)，即掃描的占空比可精確調(diào)節(jié)。另外，在不需要對(duì)束流進(jìn)行掃描的調(diào)束階段，它可對(duì)束流行使偏轉(zhuǎn)的作用，節(jié)省了一個(gè)束偏轉(zhuǎn)控制器。
文檔編號(hào)H01L21/265GK101764032SQ20081023890
公開日2010年6月30日 申請(qǐng)日期2008年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月4日
發(fā)明者孫勇, 王迪平, 胡東京 申請(qǐng)人:北京中科信電子裝備有限公司