一种离子注入机中通用可编程的束流骤变监测及响应系统技术方案

技术编号:24098318 阅读:58 留言:0更新日期:2020-05-09 11:34
本发明专利技术公开了一种离子注入机中通用可编程的离子束流骤变监测及响应系统,涉及半导体装备制造领域,尤其涉及离子注入机中对离子束流瞬态变化(Glitch)的监测与响应。此系统通过可编程的硬件架构,可快速准确地捕捉Glitch的发生,还可与离子注入机中的剂量控制系统协同作业,实现对Glitch做出微秒级别响应,以解决离子注入机中由于Glitch发生引起的工艺产品失效。

A general programmable system for monitoring and responding to beam burst in ion implanter

【技术实现步骤摘要】
一种离子注入机中通用可编程的束流骤变监测及响应系统
本专利技术涉及半导体器装备制造领域,尤其涉及离子注入机中对离子束流瞬态变化的监测与后续响应。
技术介绍
在半导体离子注入领域,随着工艺制程中集成度与低能浅结掺杂等技术要求的提高,对离子注入机工艺注入的稳定性提出更高的要求。注入工艺的稳定性与很多因素相关,其中一项最主要的因素是注入束流的稳定性。束流的稳定性表现在两个方面,一是束流长时间大小的变化,一般要求流强在1小时内浮动量为10%,此种方式由于束流波动是缓慢的,可以通过剂量控制系统控制;另一种是由于某种原因导致束流瞬间的大幅度变化,即束流发生了骤变,称之为Glitch,这种Glitch会导致离子注入瞬间的不连续性,导致部分工艺产品性能失效。这种Glitch持续时间非常短,在毫秒甚至微秒范围内。在离子注入机中,离子束流的操纵是通过电场及磁场来实现。而Glitch的发生时,基本会引起电场的波动,电场是通过高压电源提供,所以通过对高压电源及离子束流的合理监测即可完全判定Glitch的发生。综上,对离子注入机中Glitch快速监测及响应的系统就至关重要。传统的Glitch监测系统功能简单,只实现指定Glitch的计数功能,极不灵活,且不能实现与剂量控制系统协同作业,完成对Glitch的补偿。因此,引入一种离子注入机中通用可编程的束流骤变监测及响应系统具有重要意义。此系统还需具备与剂量控制系统协同作业的能力,达到对异常Glitch的补偿,从而消除由Glitch引起的产品良率问题。
技术实现思路
本专利技术是针对现有注入机中Glitch监测系统功能单一,不能实现对多个监测点的同步监控且无响应能力,而开发出的一种离子注入机中通用可编程的束流骤变监测及响应系统。如图1所示,本专利技术通过以下技术方案实现:1.一种离子注入机中通用可编程的束流骤变监测及响应系统,包括:主控芯片(1)、外部参考电压(2)、AD转换电路(3)、使能信号(4)、被监测电压(5)、电压采集通道&信调(6)、被监测电流(7)、I/V转换通道&信调(8)、Gllich状态信号(9)、Glitch状态输出模块TX1(10)、Glitch状态输出(11)、Glitch状态输入模块RX1(12)、Glitch状态输入(13)、复位信号(14)、快速关断执行模块(15)、电源控制信号1(16)、电源控制信号2(17)、外部输入光纤模块RX2(18)、外部电源关断信号(19)、光纤模块TX2(20)。其特征在于,能够自动捕捉离子注入机中Glitch的发生并快速做出响应,并且可以自定义Glitch的触发条件及响应方式。2.如权利要求1所述的一种离子注入机中通用可编程的束流骤变监测及响应系统,其特征在于:其监测机制为系统通过电压采集通道&信调(6)或I/V转换通道&信调(8)实时采集被监测信号,并将采集到的监测信号传入主控芯片(1)中,主控芯片(1)中设有Glitch发生判定条件,实时进行逻辑判定。主控芯片(1)中的Glitch发生逻辑判断,通过可编程的方式指定算法。Glitch发生的逻辑判定,与被监测信号的比较阈值来源有两种方式,方式一是通过主控芯片(1)内部程序可编程形式实现,方式二是通过外部参考电压(2)从外部引入。3.如权利要求1所述的一种离子注入机中通用可编程的束流骤变监测及响应系统,其特征在于:其被监测的Glitch信号可根据被监测信号的类型,通过Glitch监测系统(100)的硬件设定为被监测电压(5)或被监测电流(7)。被监测电压(5)通过电压采集通道&信调(6)进入主控芯片进行逻辑判定。被监测电流(7)通过I/V转换通道&信调(8)进入主控芯片进行逻辑判定。4.如权利要求1所述的一种离子注入机中通用可编程的束流骤变监测及响应系统,其特征在于:未发生Glitch判定时,电源控制信号2(17)为外部控制器给出的电源控制信号,通过系统内部高速继电器与电源控制信号1(16)短接,由电源控制信号1(16)与被控电源端相连接,进而控制电源。当系统判定Glitch发生时,其响应机制为主控芯片(1)控制快速关断执行模块(15)将电源控制信号1(16)进行接地处理,将电源控制信号置零,进而关断束流,避免由于Glitch的发生引起的束流变化影响离子注入机注入的精确性及均匀性。5.如权利要求1所述的一种离子注入机中通用可编程的束流骤变监测及响应系统,其特征在于:使能信号(4)控制整个系统是否激活使用。通过复位信号(14)复位快速关断执行模块(15),恢复电源正常运行。6.如权利要求1所述的一种离子注入机中通用可编程的束流骤变监测及响应系统,其特征在于:可通过主控芯片(1)将Glitch状态信号(9)以通讯方式传给上位机,并使用可视化状态灯显示出来。7.如权利要求1所述的一种离子注入机中通用可编程的束流骤变监测及响应系统,其特征在于:Glitch状态输出模块TX1(10)、Glitch状态输入模块RX1(11)、外部输入光纤模块RX2(18)、光纤模块TX2(20)等通讯系统使用光纤(105)进行通讯,此种方式实现电气隔离,可以支持多个Glitch监测系统(100)在不同电位之间的互连应用,可以满足离子注入机具有不同电位区域的需求。8.如权利要求1所述的一种离子注入机中通用可编程的束流骤变监测及响应系统,其特征在于:Glitch监测系统可通过“串联”方式实现多监测点监测,以及多监测点同时控制,即实现多个点同时关断,可通过Glitch监测系统中的硬件设定本身的关断被监测对象的功能是否激活。9.如权利要求8所述的多监测点监测,其特征在于:Glitch监测系统(101)可通过光纤(102)通过串连方式对多个采集点进行监测,监测点之间实现“或”逻辑。也可通过光纤(103)通过串连方式对多个监控对象进行控制,实现控制多个对象的“或”逻辑。此种方式实现主控制系统(105)中有限的采集及控制端口对多个被测对象的监控。10.如权利要求1所述的一种离子注入机中通用可编程的束流骤变监测及响应系统,其特征在于:Glitch状态输出(11)信号由Glitch状态输出模块TX1(10)以光信号形式输出。其触发条件来源于两处,一是Glitch监控系统(101)对自身监控对象的Glitch发生的判定输出,二是由外部其他Glitch监测系统(100)发出的Glitch信号以Glitch状态输入(13)输入到Glitch监测系统(101)中,并在此系统中做信号中转,并以同样以Glitch状态输出(11)信号输出,此种方式实现不同Glitch监控系统之间的“串连”监控。本专利技术具有如下显著优点:1.本专利技术能够实现对离子注入机中Glitch的自定义监测,功能完善,配置灵活,可根据需要不同需要任意配置监测定义。2.本专利技术可以与离子注入机种剂量控制系统协同作业对Glitch的发生做出微秒级别响,完成束流的快速关断。3.本专利技术的Glitch监测及响应系统可拓展性强,充分体现模块化设计,本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种离子注入机中通用可编程的束流骤变监测及响应系统,包括:主控芯片(1)、外部参考电压(2)、AD转换电路(3)、使能信号(4)、被监测电压(5)、电压采集通道&信调(6)、被监测电流(7)、I/V转换通道&信调(8)、Glitch状态信号(9)、Glitch状态输出模块TX1(10)、Glitch状态输出(11)、Glitch状态输入模块RX1(12)、Glitch状态输入(13)、复位信号(14)、快速关断执行模块(15)、电源控制信号1(16)、电源控制信号2(17)、外部输入光纤模块RX2(18)、外部电源关断信号(19)、光纤模块TX2(20)。其特征在于,能够自动捕捉离子注入机中Glitch的发生并快速做出响应,并且可以自定义Glitch的触发条件及响应方式。/n

【技术特征摘要】
1.一种离子注入机中通用可编程的束流骤变监测及响应系统,包括:主控芯片(1)、外部参考电压(2)、AD转换电路(3)、使能信号(4)、被监测电压(5)、电压采集通道&信调(6)、被监测电流(7)、I/V转换通道&信调(8)、Glitch状态信号(9)、Glitch状态输出模块TX1(10)、Glitch状态输出(11)、Glitch状态输入模块RX1(12)、Glitch状态输入(13)、复位信号(14)、快速关断执行模块(15)、电源控制信号1(16)、电源控制信号2(17)、外部输入光纤模块RX2(18)、外部电源关断信号(19)、光纤模块TX2(20)。其特征在于,能够自动捕捉离子注入机中Glitch的发生并快速做出响应,并且可以自定义Glitch的触发条件及响应方式。


2.如权利要求1所述的一种离子注入机中通用可编程的束流骤变监测及响应系统,其特征在于:其监测机制为系统通过电压采集通道&信调(6)或I/V转换通道&信调(8)实时采集被监测信号,并将采集到的监测信号传入主控芯片(1)中,主控芯片(1)中设有Glitch发生判定条件,实时进行逻辑判定。主控芯片(1)中的Glitch发生逻辑判断,通过可编程的方式指定算法。Glitch发生的逻辑判定,与被监测信号的比较阈值来源有两种方式,方式一是通过主控芯片(1)内部程序可编程形式实现,方式二是通过外部参考电压(2)从外部引入。


3.如权利要求1所述的一种离子注入机中通用可编程的束流骤变监测及响应系统,其特征在于:其被监测的Glitch信号可根据被监测信号的类型,通过Glitch监测系统(100)的硬件设定为被监测电压(5)或被监测电流(7)。被监测电压(5)通过电压采集通道&信调(6)进入主控芯片进行逻辑判定。被监测电流(7)通过I/V转换通道&信调(8)进入主控芯片进行逻辑判定。


4.如权利要求1所述的一种离子注入机中通用可编程的束流骤变监测及响应系统,其特征在于:未发生Glitch判定时,电源控制信号2(17)为外部控制器给出的电源控制信号,通过系统内部高速继电器与电源控制信号1(16)短接,由电源控制信号1(16)与被控电源端相连接,进而控制电源。当系统判定Glitch发生时,其响应机制为主控芯片(1)控制快速关断执行模块(15)将电源控制信号1(16)进行接地处理,将电源控制信号置零,进而关断束流,避...

【专利技术属性】
技术研发人员:田龙袁志敏郭世卿
申请(专利权)人:北京中科信电子装备有限公司
类型:发明
国别省市:北京;11

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