专利名称：离子注入控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种离子注入控制装置。
背景技术：
现有的半导体生产的离子注入工艺中，所采用的离子注入控制装置，请参阅图1， 包括离子束发射器1和用于驱动晶圆吸盘2上下移动的驱动机构，所述驱动机构包括电机 31和滚珠丝杠螺母副，所述电机31的输出轴带动滚珠丝杠螺母副的丝杠32转动，所述丝杠 32带动滚珠丝杠螺母副的螺母33沿丝杠32移动，所述螺母33通过连接杆34与所述晶圆 吸盘2固定连接。在离子注入时，所述驱动机构带动所述晶圆吸盘向上或向下勻速移动时， 离子束发射器1射出的离子束对晶圆吸盘2上的晶圆进行左右方向的扫描(离子注入)。现有的离子注入控制装置，操作人员仅仅是通过丝杠的转速来推知螺母的速度， 从而监控螺母的速度。然而，在实际使用中发现，滚珠丝杠螺母副中的滚珠使用一段时间后 容易发生磨损。磨损的滚珠会造成螺母在移动过程中发生瞬间停顿，即造成与螺母间接固 定连接的晶圆吸盘的移动速度出现异常。此时，丝杠的转速却是不变的，因此，操作人员通 过现有控制方案无从得知晶圆在离子注入过程的速度是否发生异常。然而，由于这个停顿 的存在，晶圆上有一部分区域就会出现过注入的现象，导致晶圆报废。由于晶圆是否报废， 需要到晶圆制成产品后通过电性测试才可以得知，所以在这个较长的过程中，可能有一大 批的晶圆出现过注入现象，因此，会造成极大的经济损失。因此，如有提供一种可以获知螺母在离子注入过程中的移动速度(即晶圆在离子 注入过程中的移动速度)的离子注入控制装置是本领域亟待解决的一个技术问题。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种离子注入控制装置，可以获知晶圆在离子注入过 程中的移动速度，从而可以获知晶圆的移动速度是否出现异常，提高了晶圆离子注入工艺 的可靠性和稳定性。为了达到上述的目的，本实用新型采用如下技术方案一种离子注入控制装置，包括用于驱动晶圆吸盘上下移动的驱动机构、控制离子 束左右水平移动的离子束发射器和工作站，所述工作站分别与所述驱动机构和所述离子束 发射器连接，所述离子注入控制装置还包括一用于检测晶圆速度的测速传感器，所述测速 传感器与所述工作站连接并向该工作站发送检测信息。所述驱动机构包括电机、滚珠丝杠螺母副和连接杆，所述电机带动滚珠丝杠螺母 副的丝杠转动，所述丝杠带动滚珠丝杠螺母副的螺母沿所述丝杠移动，所述螺母通过连接 杆与所述晶圆吸盘固定连接。所述丝杠的纵向外侧至下而上依次设有最低位置限位开关、卸载传感器、装载传 感器和最高位置限位开关，所述卸载传感器和装载传感器分别与工作站连接并向该工作站 发送检测信息，所述最低位置限位开关和最高位置限位开关限制螺母运动的范围。[0010]所述测速传感器设于所述装载传感器和最高位置限位开关之间。所述测速传感器到装载传感器的距离大于所述最高位置限位开关到装载传感器 的距离的1/2。所述测速传感器为光电传感器。所述装载传感器为光电传感器。所述卸载传感器为光电传感器。所述工作站为一台电脑。所述工作站还设有一报警装置。本实用新型的有益效果如下本实用新型离子注入控制装置，在现有的离子注入控制装置的基础上增加一测速 传感器，通过工作站根据该测速传感器和其他原有传感器所采集到的信息可以计算得到螺 母在离子注入过程中的速度(即晶圆在离子注入过程中的速度)，再将螺母在离子注入过 程中的速度和设定的允许速度参数范围比较，可以获知螺母及晶圆的运动是否发生异常， 从而及早发现晶圆的离子过分注入现象和欠注入现象，进而有效提高了晶圆离子注入工艺 的稳定性和可靠性，提高了产品良率。
本实用新型的离子注入控制装置由以下的实施例及附图给出。图1是现有的离子注入控制装置的结构示意图(未包括工作站)；图2是本实用新型离子注入控制装置的结构示意图；图3是本实用新型离子注入控制装置的原理示意图；图中，1-离子束发射器、2-晶圆吸盘、3-驱动机构、31-电机、32-丝杠、33-螺母、 34-连接杆、41-最低位置限位开关、42-卸载传感器、43-装载传感器、44-测速传感器、 45-最高位置限位开关、6-工作站。
具体实施方式
以下将对本实用新型的离子注入控制装置作进一步的详细描述。下面将参照附图对本实用新型进行更详细的描述，其中表示了本实用新型的优选 实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本实用新型而仍然实现本实用新型 的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对 本实用新型的限制。为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能 和结构，因为它们会使本实用新型由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例 的开发中，必须作出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商 业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和 耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。为使本实用新型的目的、特征更明显易懂，
以下结合附图对本实用新型的具体实 施方式作进一步的说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率， 仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。[0028]请参阅图2和图3，这种离子注入控制装置，包括用于驱动晶圆吸盘2上下移动的 驱动机构3、控制离子束左右水平移动的离子束发射器1和一工作站6，所述工作站6分别 与所述驱动机构3和所述离子束发射器1电气连接。所述驱动机构3包括电机31、滚珠丝杠螺母副和连接杆34。所述电机31带动滚 珠丝杠螺母副的丝杠32转动，所述丝杠32带动滚珠丝杠螺母副的螺母33沿所述丝杠32 移动，所述螺母33通过连接杆34与所述晶圆吸盘2固定连接。所述滚珠丝杠螺母副是一 种常用饿将回转运动转换为直线运动的传动装置。它以滚珠的滚动代替丝杠螺母副中的滑 动，摩擦力小，具有良好的性能。所述滚珠丝杠螺母副的具体结构如下其包括丝杠32、螺 母33、返向器和滚珠，丝杠32上的螺纹与螺母33相适配，螺母33套装在丝杠32上；一组 滚珠设置在由丝杠32和螺母33的螺旋槽所组成的螺旋通道内，螺母33通过滚珠和返向器 在丝杠32上移动；在螺母33的外圆上设有与返向器的形状相适配的安装槽；返向器设置 在安装槽内，在返向器内部设有使滚珠作循环运动的返向通道，该返向通道的两端开口与 螺旋通道相适配并引导滚珠顺利进入返向通道内。由于滚珠丝杠螺母副是现有常规技术， 在此不在赘述。所述丝杠32的纵向外侧至下而上依次设有最低位置限位开关41、卸载传感器42、 装载传感器43和最高位置限位开关45。所述卸载传感器42和装载传感器43分别与工作 站6连接并向该工作站6发送检测信息。所述最低位置限位开关41和最高位置限位开关 45用于限制螺母33运动的范围。所述装载传感器43为光电传感器。所述卸载传感器42 也为光电传感器。所述测速传感器44设于所述装载传感器43和最高位置限位开关41之间。所述 测速传感器44与所述工作站6连接并向该工作站6发送检测信息。所述测速传感器44也 为光电传感器。所述测速传感器44用于检测螺母的速度，所述晶圆由于和所述螺母固定连 接，所以，所述晶圆的速度和所述螺母的速度相同。所述测速传感器44到装载传感器43的距离是测试螺母33速度的测试距离。测 试距离覆盖在离子注入过程中的螺母33的运动距离的范围越大，越可以更加全面地检测 离子注入时晶圆运动是否正常。因此，至少要保证所述测速传感器44到装载传感器43的 距离大于所述最高位置限位开关45到装载传感器43的距离的1/2，以期更全面地检测晶圆 运动情况。所述工作站6为一台电脑。所述工作站6还设有一报警装置。当工作站6计算出 螺母33的运动速度异常时，向外发出警报，及时通知操作人员处理。本实用新型是这样工作的(以螺母向上运动为例，请参阅图2和图3)首先，先向工作站6输入螺母33从装载传感器43移动到测速传感器44所需的位 移，并设定螺母33的可接受速度参数。该可接受速度参数可以通过多次试验总结而得。即 通过晶圆数次成功的离子注入过程中所测得的螺母33的速度而得。然后，启动电机31，电机31通过滚珠丝杠螺母副的丝杠32带动螺母33向上勻速 运动，一旦装载传感器43检测到螺母33，马上向工作站6发出信息，告知工作站6晶圆已经 进入离子注入过程以及开始进入离子注入的时间点，也就是螺母33到达装载传感器43对 应位置的时间点。接着，螺母33继续勻速向上，一旦测速传感器44检测到螺母33，也马上向工作站6发出信息，告知工作站6螺母33到达测速传感器44对应位置的时间点。接着，通过工作站6计算出螺母33从装载传感器43对应位置到达测速传感器44 对应位置的速度。具体如下，先算出螺母33从装载传感器43的对应位置到测速传感器44 的对应位置所需要的时间，然后根据“速度=距离/时间”的公式，算出螺母33从装载传感 器43的对应位置到达测速传感器44的对应位置的速度。最后，将该速度和初设的螺母33的可接受速度参数范围进行比较。如果螺母33 的速度处于可接受速度参数范围内，则螺母33运行正常；如果螺母33的速度不在可接受速 度参数范围内，则螺母33运行不正常，工作站6立即通过报警装置向操作人员报警。操作 人员接警后，立即停机，查找故障原因，尤其检查是滚珠丝杠螺母副的滚珠是否磨损。当螺母向下运动时，检查过程类似于上述过程。本实用新型离子注入控制装置，在现有的离子注入控制装置的基础上增加一用于 检测晶圆速度的测速传感器，通过工作站根据该测速传感器和其他原有传感器所采集到的 信息可以计算得到螺母在离子注入过程中的速度(即晶圆在离子注入过程中的速度)，再 将螺母在离子注入过程中的速度和设定的允许速度参数范围比较，可以获知螺母及晶圆的 运动是否发生异常，从而及早发现晶圆的离子过分注入现象和欠注入现象，进而有效提高 了晶圆离子注入工艺的稳定性和可靠性，提高产品良率。显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用 新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及 其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求一种离子注入控制装置，包括用于驱动晶圆吸盘上下移动的驱动机构、控制离子束左右水平移动的离子束发射器和工作站，所述工作站分别与所述驱动机构和所述离子束发射器连接，其特征在于，所述离子注入控制装置还包括一用于检测晶圆速度的测速传感器，所述测速传感器与所述工作站连接并向该工作站发送检测信息。
2.如权利要求1所述的离子注入控制装置，其特征在于，所述驱动机构包括电机、滚珠 丝杠螺母副和连接杆，所述电机带动滚珠丝杠螺母副的丝杠转动，所述丝杠带动滚珠丝杠 螺母副的螺母沿所述丝杠移动，所述螺母通过连接杆与所述晶圆吸盘固定连接。
3.如权利要求2所述的离子注入控制装置，其特征在于，所述丝杠的纵向外侧至下而 上依次设有最低位置限位开关、卸载传感器、装载传感器和最高位置限位开关，所述卸载传 感器和装载传感器分别与工作站连接并向该工作站发送检测信息，所述最低位置限位开关 和最高位置限位开关限制螺母运动的范围。
4.如权利要求3所述的离子注入控制装置，其特征在于，所述测速传感器设于所述装 载传感器和最高位置限位开关之间。
5.如权利要求1所述的离子注入控制装置，其特征在于，所述测速传感器到装载传感 器的距离大于所述最高位置限位开关到装载传感器的距离的1/2。
6.如权利要求1所述的离子注入控制装置，其特征在于，所述测速传感器为光电传感ο
7.如权利要求1所述的离子注入控制装置，其特征在于，所述装载传感器为光电传感ο
8.如权利要求1所述的离子注入控制装置，其特征在于，所述卸载传感器为光电传感ο
9.如权利要求1所述的离子注入控制装置，其特征在于，所述工作站为一台电脑。
10.如权利要求1所述的离子注入控制装置，其特征在于，所述工作站还设有一报警装置。
专利摘要本实用新型公开了一种离子注入控制装置，包括用于驱动晶圆吸盘上下移动的驱动机构、控制离子束左右水平移动的离子束发射器和工作站，工作站分别与驱动机构和离子束发射器连接，离子注入控制装置还包括一用于检测晶圆速度的测速传感器，测速传感器与工作站连接并向该工作站发送检测信息。工作站根据该测速传感器和其他原有传感器所采集到的信息可以计算得到螺母在离子注入过程中的速度(即晶圆在离子注入过程中的速度)，再将螺母在离子注入过程中的速度和设定的允许速度参数范围比较，可以获知螺母及晶圆运动是否发生异常，从而及早发现晶圆的离子过分注入现象和欠注入现象，进而有效提高了晶圆离子注入工艺的稳定性和可靠性，提高产品良率。
文档编号C23C14/48GK201678725SQ20102013027
公开日2010年12月22日 申请日期2010年3月12日 优先权日2010年3月12日
发明者何春雷, 叶文源, 潘升林, 王蒙, 黄柏喻 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司