大束流离子注入机用束流监测和响应系统及其应用方法与流程

    技术2025-08-06  10


    本发明主要涉及半导体装备制造,具体涉及一种大束流离子注入机用束流监测和响应系统及其应用方法。


    背景技术:

    1、随着集成电路制造技术的飞速发展,对半导体工艺技术提出了越来越高的要求。在这其中,半导体离子注入是半导体芯片生产过程中重要的一个环节,而注入束流的稳定性是决定离子注入品质的关键因素之一。

    2、影响终端束流不稳定的因素很多,首先在离子源部分,灯丝短路或断路、弧流变小和气体流量变化等因素会使离子束产生异常;二是q磁铁电源一旦发生异常,使得离子束的水平垂直方向异常,得不到所需要的离子或离子强度;其次pfg部分电源或流量控制异常会影响晶圆表面的带电性,使得晶圆性能失效;另外还有靶盘控制方面,在离子注入时,直线电机带动靶盘在垂直方向做机械扫描运动,靶盘稍微倾斜或失去控制都会对产品造成不可修正的影响;最后,高压电源打火现象会使得高压出现瞬时不稳定而影响束流的稳定,导致离子注入的不均匀性,进而影响工艺产品的质量。所以采用手段弥补以上因素产生的影响是非常必要的。

    3、目前glitch监测系统仅作用在注入状态下监测高压电源电压glitch,且只能补偿一次glitch,不足以覆盖所有glitch的情况,会存在漏检情况,若小剂量注入时出现漏检问题,将对产品质量产生更严重的影响。综上,传统的glitch监测系统有以下弊端:

    4、一是不能处理在补打过程中发生的二次glitch;

    5、二是没有考虑各个电源glitch对束流会产生不同的影响,无法区别电源类型进行glitch recovery,补打效果不佳;

    6、三是仅监测高压电源glitch,没有考虑其他影响beam或注入的因素;

    7、四是系统没有自检功能,无法得知功能是否正常;

    8、五是发生glitch需要中断束流时采用关闭引出电源方式偏移束流,耗时较长。


    技术实现思路

    1、本发明要解决的技术问题就在于:针对现有技术存在的技术问题,本发明提供一种检测全面、准确性高的大束流离子注入机用束流监测和响应系统及其应用方法。

    2、为解决上述技术问题,本发明提出的技术方案为:

    3、一种大束流离子注入机用束流监测和响应系统,包括低压电源glitch监测模块、高压电源glitch监测模块、电机使能监测模块、剂量补充模块、束流中断模块和glitchtest模块;

    4、所述低压电源glitch监测模块,用于监测低压电源是否发生glitch;

    5、所述高压电源glitch监测模块,用于监测高压电源是否发生glitch;

    6、所述电机使能监测模块,用于监测电机是否掉使能;

    7、所述剂量补充模块,用于补偿发生glitch后的产品剂量缺失;

    8、所述束流中断模块,用于发生glitch后中断束流;

    9、所述glitch test模块,用于检测glitch监测功能是否完好。

    10、优选地,所述高压电源glitch监测模块包括电源使能模块、电压设定及反馈模块、电流反馈模块、电流幅值超限判定模块、电流幅值超限时长判定模块、glitch状态输出模块;

    11、所述电源使能模块,用于控制电源是否激活使用;

    12、所述电压设定及反馈模块,用于设定电源电压预设值,同时接收电源电压反馈值;

    13、所述电流反馈模块,用于接收电源电流反馈值;

    14、所述电流幅值超限判定模块,用于将电源电流反馈值与预设电流阈值进行对比,并根据对比结果输出相应信号;

    15、所述电流幅值超限时长判定模块,用于将电流幅值超限时长与预设时长阈值进行对比,并根据对比结果输出相应信号;

    16、所述glitch状态输出模块,用于根据电流幅值超限判定模块和电流幅值超限时长判定模块的输出信号来判断束流是否输出glitch信号。

    17、优选地,所述高压电源glitch监测模块分别与引出抑制电源、d1电源和epm电源相连,用于监测各电源是否发生glitch。

    18、优选地,所述低压电源glitch监测模块与灯丝电源、偏置电源、弧压电源、q磁铁电源和pfg电源相连,用于监测各电源是否发生glitch。

    19、优选地,所述低压电源glitch监测模块包括上位机。

    20、本发明还公开了一种基于如上所述的大束流离子注入机用束流监测和响应系统的应用方法,在warm shutdown状态或调束状态或注入状态下,通过低压电源glitch监测模块、高压电源glitch监测模块和电机使能监测模块中的一种或多种来实现对glitch的监测和补充。

    21、优选地,在warm shutdown状态下,仅通过低压电源glitch监测模块实时监测低压电源是否发生glitch,若发生glitch,进行报警。

    22、优选地,在调束状态下,使用低压电源glitch监测模块和高压电源glitch监测模块;通过低压电源glitch监测模块实时监测低压电源是否发生glitch,上位机显示报警,选择退出调束或手动调束;

    23、通过高压电源glitch监测模块监测高压电源是否发生glitch;其中引出抑制电源和d1电源使用glitch监测控制器监测电流是否超限来判断是否发生glitch;若发生glitch进行报警,选择退出调束或手动调束。

    24、优选地,在注入状态下,使用低压电源glitch监测模块、高压电源glitch监测模块和电机使能监测模块;

    25、通过低压电源glitch监测模块实时监测低压电源是否发生glitch,若发生glitch,向剂量补充模块传递信息;

    26、通过高压电源glitch监测模块监测高压电源是否发生glitch;若发生glitch则向剂量补充模块发送光纤信号;电机使能监测模块监测电机是否掉使能;当剂量补充模块接收到glitch发生信号,记录此时的电机运动位置信息且通过束流中断模块关闭弧压电源,以达到glitch监测模块、剂量补充模块和束流中断模块协同工作完成对glitch的监测和补充。

    27、优选地,引出抑制电源和d1电源使用glitch监测控制器监测电流是否超限来判断是否发生glitch,基于集成在电源内部的单片机来实现epm电源监测功能。

    28、与现有技术相比,本发明的优点在于:

    29、本发明针对现有离子注入机用glitch监测及处理系统监测不全面,即无法监测且处理所有beam glitch的情况,通过低压电源glitch监测模块、高压电源glitch监测模块、靶盘控制用电机使能监测模块和剂量补充模块,通过上位机软件和glitch监测控制器将所有影响beam glitch的对象进行监测。

    30、本发明能够区别不同类型的glitch发生信号,进而实现不同的剂量补充手段;通过功能自检模块能够检查系统自身功能是否正常,以防出现系统对glitch不做处理的情况;同时具有二次或多次glitch补打功能;在需要中断束流时采用关闭弧压电源,更为快速。

    31、本发明的大束流离子注入机用束流监测和响应系统检测全面、智能化程度高、判定准确性高。


    技术特征:

    1.一种大束流离子注入机用束流监测和响应系统,其特征在于,包括低压电源glitch监测模块、高压电源glitch监测模块、电机使能监测模块、剂量补充模块、束流中断模块和glitch test模块;

    2.根据权利要求1所述的大束流离子注入机用束流监测和响应系统,其特征在于,所述高压电源glitch监测模块包括电源使能模块、电压设定及反馈模块、电流反馈模块、电流幅值超限判定模块、电流幅值超限时长判定模块、glitch状态输出模块;

    3.根据权利要求2所述的大束流离子注入机用束流监测和响应系统,其特征在于,所述高压电源glitch监测模块分别与引出抑制电源、d1电源和epm电源相连,用于监测各电源是否发生glitch。

    4.根据权利要求1-3中任意一项所述的大束流离子注入机用束流监测和响应系统,其特征在于,所述低压电源glitch监测模块与灯丝电源、偏置电源、弧压电源、q磁铁电源和pfg电源相连,用于监测各电源是否发生glitch。

    5.根据权利要求4所述的大束流离子注入机用束流监测和响应系统,其特征在于,所述低压电源glitch监测模块包括上位机。

    6.一种基于权利要求1-5中任意一项所述的大束流离子注入机用束流监测和响应系统的应用方法,其特征在于,在warm shutdown状态或调束状态或注入状态下,通过低压电源glitch监测模块、高压电源glitch监测模块和电机使能监测模块中的一种或多种来实现对glitch的监测和补充。

    7.根据权利要求6所述的应用方法,其特征在于,在warm shutdown状态下,仅通过低压电源glitch监测模块实时监测低压电源是否发生glitch,若发生glitch,进行报警。

    8.根据权利要求7所述的应用方法,其特征在于,在调束状态下,使用低压电源glitch监测模块和高压电源glitch监测模块;通过低压电源glitch监测模块实时监测低压电源是否发生glitch,上位机显示报警,选择退出调束或手动调束;

    9.根据权利要求8所述的应用方法,其特征在于,在注入状态下,使用低压电源glitch监测模块、高压电源glitch监测模块和电机使能监测模块;

    10.根据权利要求9所述的应用方法,其特征在于,引出抑制电源和d1电源使用glitch监测控制器监测电流是否超限来判断是否发生glitch,基于集成在电源内部的单片机来实现epm电源监测功能。


    技术总结
    本发明公开了一种大束流离子注入机用束流监测和响应系统及其应用方法,系统包括低压电源Glitch监测模块、高压电源Glitch监测模块、电机使能监测模块、剂量补充模块、束流中断模块和Glitch Test模块;低压电源Glitch监测模块用于监测低压电源是否发生Glitch;高压电源Glitch监测模块用于监测高压电源是否发生Glitch;电机使能监测模块用于监测电机是否掉使能;剂量补充模块用于补偿发生Glitch后的产品剂量缺失;束流中断模块用于发生Glitch后中断束流。本发明具有检测全面、智能化程度高、判定准确性高等优点。

    技术研发人员:邵佳丽,陈辉,芦永佳,林萍,李进,王龙,贾卫泽,刘永欢
    受保护的技术使用者:北京烁科中科信电子装备有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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