[发明专利]一种控制离子圆形注入的二维扫描装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种控制离子圆形注入的二维扫描装置，涉及离子注入机，属于半导体装备制造领域。

背景技术

离子注入技术是近30年来在国际上蓬勃发展和广泛应用的一种材料表面改性高新技术，已经在半导体材料掺杂，金属、陶瓷、高分子聚合物等的表面改性上获得了极为广泛的应用，取得了巨大的经济效益和社会效益。在电子工业中，离子注入成为了微电子工艺中的一种重要的掺杂技术，在当代制造大规模集成电路中，可以说是一种必不可少的手段。

离子注入目前都采用二维扫描控制装置控制扫描输出，扫描方式有电扫描：晶片固定，水平与垂直方向都采用电子束扫描；机械扫描：束流固定，晶片运动；混合扫描：水平方向电子束扫描，晶片垂直方向机械运动。这些扫描方式都是矩形扫描，不能实现圆形扫描和任意区域扫描。

本发明提供了一种可以实现离子注入圆形扫描和任意区域扫描的二维扫描装置。

发明内容

本发明是针对现有技术中离子注入机无控制圆形扫描和局域扫描的二维扫描装置这一问题而提出的一种离子圆形注入的二维扫描控制装置，该发明应用于离子注入机，能够精确控制扫描装置进行圆周扫描和局域扫描。

本发明公开了一种控制离子圆形注入的二维扫描装置，属于半导体装备制造领域。本发明通过以下技术方式实现：

一种控制离子圆形注入的二维扫描装置，包括主控机、通信接口电路、DSP处理器、FPGA、键盘、两路高速DAC转换电路、两路滤波电路、两路缓冲放大电路和高压放大电路。两路高压放大电路和两路缓冲放大电路连接，两路缓冲放大电路和两路高速DAC连接，FPGA和两路高速DAC连接，DSP处理器与FPGA连接，主控机通过通信接口电路连接DSP处理器。

上述的一种控制离子圆形注入的二维扫描装置，其特征在于：DSP处理器与FPGA相连，DSP处理器通过接收键盘接口传来的控制命令，进行高速数据处理和扫描区域的计算，控制扫描速度，控制FPGA完成波形的产生。

上述的一种控制离子圆形注入的二维扫描装置，其特征在于：FPGA和两路高速DAC连接，控制两路高速DAC产生水平和垂直方向的扫描电压，将其送入滤波电路滤掉高频噪声，然后送入缓冲放大电路，经过缓冲放大电路以后的输出波形电压幅值最高均可达到正负10伏，再经过高压电放大电路，输出一万伏以上的高压扫描电压控制电子束的偏转，实时改变水平和垂直方向扫描电压的大小就可以实时改变电子束水平移动速度和垂直移动速度，实现扫描区域的控制。

上述的一种控制离子圆形注入的二维扫描装置，其特征在于：主控机通过通信接口电路连接DSP处理器进行数据通信，启停控制和工作状态指示。

本发明能够实现离子注入晶片的圆形扫描、减少扫描时间；实现区域扫描，加强局域扫描。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1为本发明的结构框图；

图2为本发明的水平和垂直方向扫描电压输出波形图。

具体实施方式

参见图1，整个系统由主控机、通信接口电路、DSP处理器、FPGA、键盘、两路高速DAC转换电路、两路滤波电路、两路缓冲放大电路和高压放大电路组成。DSP处理器和FPGA是整个系统的核心模块，DSP采用选用ADI公司的ADSP-BF531嵌入式处理器，利用其自带的丰富接口特性，构建LAN、USB、UART 等外设，完成与主控机的数据通信、键盘、网口等外部接口电路的设计。FPGA采用Cyclone III的EP3C16Q240C8N，利用内部的RAM存储波形数据，完成波形的产生功能。

DSP处理器具有超强的数字信号处理和综合控制能力，完成整个系统的控制，通过接收键盘接口传来的控制命令，对FPGA进行操作，利用FPGA产生水平和垂直方向的扫描电压所需要的两路波形并经过高速D/A转换，送入滤波电路滤掉高频噪声然后送入缓冲放大电路，经过缓冲放大电路以后的输出波形电压幅值最高均可达到正负10伏，再经过高压电放大电路，输出一万伏以上的高压扫描电压控制电子束的偏转，实时改变水平和垂直方向扫描电压的大小就可以实时改变电子束水平移动速度和垂直移动速度，实现扫描区域的控制。

本发明的水平和垂直方向扫描电压输出波形图如图2所示，水平方向扫描电压从0伏开始峰值逐步增加，扫到晶圆的中部时输出最大扫描峰值电压，与此同时，垂直方向扫描电压从正值的最大输出开始逐步减少到0伏，完成晶圆上半部分离子注入扫描。晶圆下半部分离子注入扫描时水平和垂直方向扫描电压输出情况刚好相反。