[發明專利]一種控制離子圓形注入的二維掃描裝置

在審

• 申請號: 201610184948.6
• 申請日: 2016-03-29
• 公開（公告）號: CN106816367A
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發明（設計）人: 劉輝;童雪林;劉光燦;謝明華;熊躍軍
• 申請（專利權）人: 長沙學院
• 主分類號: H01L21/265
• 分類號: H01L21/265;H01J37/317
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種控制離子圓形注入的二維掃描裝置，涉及離子注入機，屬于半導體裝備制造領域。

背景技術

離子注入技術是近30年來在國際上蓬勃發展和廣泛應用的一種材料表面改性高新技術，已經在半導體材料摻雜，金屬、陶瓷、高分子聚合物等的表面改性上獲得了極為廣泛的應用，取得了巨大的經濟效益和社會效益。在電子工業中，離子注入成為了微電子工藝中的一種重要的摻雜技術，在當代制造大規模集成電路中，可以說是一種必不可少的手段。

離子注入目前都采用二維掃描控制裝置控制掃描輸出，掃描方式有電掃描：晶片固定，水平與垂直方向都采用電子束掃描；機械掃描：束流固定，晶片運動；混合掃描：水平方向電子束掃描，晶片垂直方向機械運動。這些掃描方式都是矩形掃描，不能實現圓形掃描和任意區域掃描。

本發明提供了一種可以實現離子注入圓形掃描和任意區域掃描的二維掃描裝置。

發明內容

本發明是針對現有技術中離子注入機無控制圓形掃描和局域掃描的二維掃描裝置這一問題而提出的一種離子圓形注入的二維掃描控制裝置，該發明應用于離子注入機，能夠精確控制掃描裝置進行圓周掃描和局域掃描。

本發明公開了一種控制離子圓形注入的二維掃描裝置，屬于半導體裝備制造領域。本發明通過以下技術方式實現：

一種控制離子圓形注入的二維掃描裝置，包括主控機、通信接口電路、DSP處理器、FPGA、鍵盤、兩路高速DAC轉換電路、兩路濾波電路、兩路緩沖放大電路和高壓放大電路。兩路高壓放大電路和兩路緩沖放大電路連接，兩路緩沖放大電路和兩路高速DAC連接，FPGA和兩路高速DAC連接，DSP處理器與FPGA連接，主控機通過通信接口電路連接DSP處理器。

上述的一種控制離子圓形注入的二維掃描裝置，其特征在于：DSP處理器與FPGA相連，DSP處理器通過接收鍵盤接口傳來的控制命令，進行高速數據處理和掃描區域的計算，控制掃描速度，控制FPGA完成波形的產生。

上述的一種控制離子圓形注入的二維掃描裝置，其特征在于：FPGA和兩路高速DAC連接，控制兩路高速DAC產生水平和垂直方向的掃描電壓，將其送入濾波電路濾掉高頻噪聲，然后送入緩沖放大電路，經過緩沖放大電路以后的輸出波形電壓幅值最高均可達到正負10伏，再經過高壓電放大電路，輸出一萬伏以上的高壓掃描電壓控制電子束的偏轉，實時改變水平和垂直方向掃描電壓的大小就可以實時改變電子束水平移動速度和垂直移動速度，實現掃描區域的控制。

上述的一種控制離子圓形注入的二維掃描裝置，其特征在于：主控機通過通信接口電路連接DSP處理器進行數據通信，啟停控制和工作狀態指示。

本發明能夠實現離子注入晶片的圓形掃描、減少掃描時間；實現區域掃描，加強局域掃描。

附圖說明

下面結合附圖對本發明作進一步說明。

圖1為本發明的結構框圖；

圖2為本發明的水平和垂直方向掃描電壓輸出波形圖。

具體實施方式

參見圖1，整個系統由主控機、通信接口電路、DSP處理器、FPGA、鍵盤、兩路高速DAC轉換電路、兩路濾波電路、兩路緩沖放大電路和高壓放大電路組成。DSP處理器和FPGA是整個系統的核心模塊，DSP采用選用ADI公司的ADSP-BF531嵌入式處理器，利用其自帶的豐富接口特性，構建LAN、USB、UART 等外設，完成與主控機的數據通信、鍵盤、網口等外部接口電路的設計。FPGA采用Cyclone III的EP3C16Q240C8N，利用內部的RAM存儲波形數據，完成波形的產生功能。

DSP處理器具有超強的數字信號處理和綜合控制能力，完成整個系統的控制，通過接收鍵盤接口傳來的控制命令，對FPGA進行操作，利用FPGA產生水平和垂直方向的掃描電壓所需要的兩路波形并經過高速D/A轉換，送入濾波電路濾掉高頻噪聲然后送入緩沖放大電路，經過緩沖放大電路以后的輸出波形電壓幅值最高均可達到正負10伏，再經過高壓電放大電路，輸出一萬伏以上的高壓掃描電壓控制電子束的偏轉，實時改變水平和垂直方向掃描電壓的大小就可以實時改變電子束水平移動速度和垂直移動速度，實現掃描區域的控制。

本發明的水平和垂直方向掃描電壓輸出波形圖如圖2所示，水平方向掃描電壓從0伏開始峰值逐步增加，掃到晶圓的中部時輸出最大掃描峰值電壓，與此同時，垂直方向掃描電壓從正值的最大輸出開始逐步減少到0伏，完成晶圓上半部分離子注入掃描。晶圓下半部分離子注入掃描時水平和垂直方向掃描電壓輸出情況剛好相反。