专利名称：一种离子注入剂量控制系统及控制方法
技术领域：
本发明专利涉及一种离子注入剂量控制系统及控制方法，特别地涉及离子注入
机，属于半导体器件制造领域。
背景技术：
随着半导体集成电路技术的发展，集成度越来越高，电路规模越来越大，电路中单 元器件尺寸越来越小，对各半导体工艺设备提出了更高的要求。离子注入机作为半导体离 子掺杂工艺线的关键设备之一，也提出了很高的要求，要求离子注入机具有整机可靠性 好、生产效率高、多种电荷态离子宽能量范围注入、精确控制束注入能量精度、精确控制束 纯度、低尘粒污染、整机全自动控制、注片均匀性和重复性好等多种功能和特征。所以需要 能够精确控制晶圆片注入掺杂剂量控制器，它是离子注入掺杂核心技术之一。
发明内容
本发明针对传统的离子注入剂量控制系统的缺点，提出了一种新的离子注入剂量 控制系统与方法。此系统有可靠的实时性、良好的可扩展性，能极大地提高离子注入剂量的 精确性和注入分布的均匀性、断点的自恢复功能。 离子注入剂量控制系统由剂量积分器、扫描发生器、NI运动控制器和NI实时测量 与控制器组成(参考图1)。其中剂量积分器用于实时采集离子束流并将其对时间的积分， 然后将此积分值调制成一个P丽信号(参考图1、2)输出；扫描发生器的作用是根水平校准 所获得的波形数据和NI实时测量与控制器送来的控制值产生扫描波形输出；NI运动控制 器控制直线电机上、下运动完成垂直扫描并向NI实时测量与控制器提供一个同步信号，使 得水平扫描与垂直扫描协调控制；NI实时测量与控制器是整个系统协调与指挥中心，完成 整个系统的实时同步与控制算法，系统实时控制时序参考图3，控制流程参考图4。
图1为一种离子注入剂量控制系统结构框图；
图2图1中两P丽信号示意图；
图3系统实时控制时序示意图；
图4系统控制流程图。
具体实施例方式
离子注入机剂量控制系统是一个实时性要求非常高的(ns级精度)、功能较 为复杂的、专用控制系统，为了满足此要求，选用了美国国家仪器(NI)实时测量与控 制器PXI-8106RT以及NI运动控制器PXI-7352和NI FPGA PXI-7842R两种模块。NI FPGAPXI-7842R是一块现场可编程门阵列卡，它能提供最高精度为25ns时钟脉冲，由它来 完成所有同步触发信号的产生和响应及两个P丽信号的采集与产生参考图2，图3。 NI实时测量与控制器PXI-8106RT运行着实时操系统，能保证系统控制程序能够严格按规定的时
序工作。NI运动控制器PXI-7352是一个高精度运动控制系统，它与LabVIEW-RT相结合，实
现高精密实时运动控制，并且由它提供一个精确的同步脉冲，使得离子注入剂量控制系统
的水平向扫描与垂直扫描同步下进行，从而才能保证整个注入均匀性。 本发明的特定实施例已对本发明的内容做了详尽说明。对本领域一般技术人员而
言，在不背离本发明精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都构成对本发明专利
的侵犯，将承担相应的法律责任。
权利要求
一种离子注入剂量控制系统，包括剂量积分器、扫描发生器、NI实时测量与控制器、NI运动控制器，其特征在于所述的剂量积分器输出与NI实时测量与控制器的连接；所述的扫描发生器与NI实时测量与控制器的连接；所述的NI运动控制器与NI实时测量与控制器的连接。
2. 如权利要求1所述的一种离子注入剂量控制系统，其特征在于实现系统严格的实 时性能要求的方法；垂直扫描与水平扫描的同步方法。
全文摘要
本发明公开了一种离子注入剂量控制系统及控制方法，涉及离子注入机，属于半导体制造领域。该系统包括剂量积分器、扫描发生器、NI运动控制器和NI实时测量与控制器。本发明的优点是能够显著地提高离子注入剂量值和均匀性的精度以及自恢复功能。
文档编号H01J37/317GK101764030SQ200810238899
公开日2010年6月30日 申请日期2008年12月4日 优先权日2008年12月4日
发明者伍三忠, 邱小莎, 钟新华 申请人:北京中科信电子装备有限公司