專利名稱：離子注入控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種離子注入控制裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的半導(dǎo)體生產(chǎn)的離子注入工藝中，所采用的離子注入控制裝置，請(qǐng)參閱圖1， 包括離子束發(fā)射器1和用于驅(qū)動(dòng)晶圓吸盤2上下移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電機(jī) 31和滾珠絲杠螺母副，所述電機(jī)31的輸出軸帶動(dòng)滾珠絲杠螺母副的絲杠32轉(zhuǎn)動(dòng)，所述絲杠 32帶動(dòng)滾珠絲杠螺母副的螺母33沿絲杠32移動(dòng)，所述螺母33通過(guò)連接桿34與所述晶圓 吸盤2固定連接。在離子注入時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)所述晶圓吸盤向上或向下勻速移動(dòng)時(shí)， 離子束發(fā)射器1射出的離子束對(duì)晶圓吸盤2上的晶圓進(jìn)行左右方向的掃描(離子注入)。現(xiàn)有的離子注入控制裝置，操作人員僅僅是通過(guò)絲杠的轉(zhuǎn)速來(lái)推知螺母的速度， 從而監(jiān)控螺母的速度。然而，在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)，滾珠絲杠螺母副中的滾珠使用一段時(shí)間后 容易發(fā)生磨損。磨損的滾珠會(huì)造成螺母在移動(dòng)過(guò)程中發(fā)生瞬間停頓，即造成與螺母間接固 定連接的晶圓吸盤的移動(dòng)速度出現(xiàn)異常。此時(shí)，絲杠的轉(zhuǎn)速卻是不變的，因此，操作人員通 過(guò)現(xiàn)有控制方案無(wú)從得知晶圓在離子注入過(guò)程的速度是否發(fā)生異常。然而，由于這個(gè)停頓 的存在，晶圓上有一部分區(qū)域就會(huì)出現(xiàn)過(guò)注入的現(xiàn)象，導(dǎo)致晶圓報(bào)廢。由于晶圓是否報(bào)廢， 需要到晶圓制成產(chǎn)品后通過(guò)電性測(cè)試才可以得知，所以在這個(gè)較長(zhǎng)的過(guò)程中，可能有一大 批的晶圓出現(xiàn)過(guò)注入現(xiàn)象，因此，會(huì)造成極大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，如有提供一種可以獲知螺母在離子注入過(guò)程中的移動(dòng)速度(即晶圓在離子 注入過(guò)程中的移動(dòng)速度)的離子注入控制裝置是本領(lǐng)域亟待解決的一個(gè)技術(shù)問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種離子注入控制裝置，可以獲知晶圓在離子注入過(guò) 程中的移動(dòng)速度，從而可以獲知晶圓的移動(dòng)速度是否出現(xiàn)異常，提高了晶圓離子注入工藝 的可靠性和穩(wěn)定性。為了達(dá)到上述的目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種離子注入控制裝置，包括用于驅(qū)動(dòng)晶圓吸盤上下移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、控制離子 束左右水平移動(dòng)的離子束發(fā)射器和工作站，所述工作站分別與所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和所述離子束 發(fā)射器連接，所述離子注入控制裝置還包括一用于檢測(cè)晶圓速度的測(cè)速傳感器，所述測(cè)速 傳感器與所述工作站連接并向該工作站發(fā)送檢測(cè)信息。所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、滾珠絲杠螺母副和連接桿，所述電機(jī)帶動(dòng)滾珠絲杠螺母 副的絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，所述絲杠帶動(dòng)滾珠絲杠螺母副的螺母沿所述絲杠移動(dòng)，所述螺母通過(guò)連接 桿與所述晶圓吸盤固定連接。所述絲杠的縱向外側(cè)至下而上依次設(shè)有最低位置限位開關(guān)、卸載傳感器、裝載傳 感器和最高位置限位開關(guān)，所述卸載傳感器和裝載傳感器分別與工作站連接并向該工作站 發(fā)送檢測(cè)信息，所述最低位置限位開關(guān)和最高位置限位開關(guān)限制螺母運(yùn)動(dòng)的范圍。[0010]所述測(cè)速傳感器設(shè)于所述裝載傳感器和最高位置限位開關(guān)之間。所述測(cè)速傳感器到裝載傳感器的距離大于所述最高位置限位開關(guān)到裝載傳感器 的距離的1/2。所述測(cè)速傳感器為光電傳感器。所述裝載傳感器為光電傳感器。所述卸載傳感器為光電傳感器。所述工作站為一臺(tái)電腦。所述工作站還設(shè)有一報(bào)警裝置。本實(shí)用新型的有益效果如下本實(shí)用新型離子注入控制裝置，在現(xiàn)有的離子注入控制裝置的基礎(chǔ)上增加一測(cè)速 傳感器，通過(guò)工作站根據(jù)該測(cè)速傳感器和其他原有傳感器所采集到的信息可以計(jì)算得到螺 母在離子注入過(guò)程中的速度(即晶圓在離子注入過(guò)程中的速度)，再將螺母在離子注入過(guò) 程中的速度和設(shè)定的允許速度參數(shù)范圍比較，可以獲知螺母及晶圓的運(yùn)動(dòng)是否發(fā)生異常， 從而及早發(fā)現(xiàn)晶圓的離子過(guò)分注入現(xiàn)象和欠注入現(xiàn)象，進(jìn)而有效提高了晶圓離子注入工藝 的穩(wěn)定性和可靠性，提高了產(chǎn)品良率。

本實(shí)用新型的離子注入控制裝置由以下的實(shí)施例及附圖給出。圖1是現(xiàn)有的離子注入控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖(未包括工作站)；圖2是本實(shí)用新型離子注入控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型離子注入控制裝置的原理示意圖；圖中，1-離子束發(fā)射器、2-晶圓吸盤、3-驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、31-電機(jī)、32-絲杠、33-螺母、 34-連接桿、41-最低位置限位開關(guān)、42-卸載傳感器、43-裝載傳感器、44-測(cè)速傳感器、 45-最高位置限位開關(guān)、6-工作站。
具體實(shí)施方式
以下將對(duì)本實(shí)用新型的離子注入控制裝置作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。下面將參照附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行更詳細(xì)的描述，其中表示了本實(shí)用新型的優(yōu)選 實(shí)施例，應(yīng)該理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可以修改在此描述的本實(shí)用新型而仍然實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型 的有利效果。因此，下列描述應(yīng)當(dāng)被理解為對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員的廣泛知道，而并不作為對(duì) 本實(shí)用新型的限制。為了清楚，不描述實(shí)際實(shí)施例的全部特征。在下列描述中，不詳細(xì)描述公知的功能 和結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗鼈儠?huì)使本實(shí)用新型由于不必要的細(xì)節(jié)而混亂。應(yīng)當(dāng)認(rèn)為在任何實(shí)際實(shí)施例 的開發(fā)中，必須作出大量實(shí)施細(xì)節(jié)以實(shí)現(xiàn)開發(fā)者的特定目標(biāo)，例如按照有關(guān)系統(tǒng)或有關(guān)商 業(yè)的限制，由一個(gè)實(shí)施例改變?yōu)榱硪粋€(gè)實(shí)施例。另外，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種開發(fā)工作可能是復(fù)雜和 耗費(fèi)時(shí)間的，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)僅僅是常規(guī)工作。為使本實(shí)用新型的目的、特征更明顯易懂，
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí) 施方式作進(jìn)一步的說(shuō)明。需說(shuō)明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比率， 僅用以方便、明晰地輔助說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例的目的。[0028]請(qǐng)參閱圖2和圖3，這種離子注入控制裝置，包括用于驅(qū)動(dòng)晶圓吸盤2上下移動(dòng)的 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3、控制離子束左右水平移動(dòng)的離子束發(fā)射器1和一工作站6，所述工作站6分別 與所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3和所述離子束發(fā)射器1電氣連接。所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3包括電機(jī)31、滾珠絲杠螺母副和連接桿34。所述電機(jī)31帶動(dòng)滾 珠絲杠螺母副的絲杠32轉(zhuǎn)動(dòng)，所述絲杠32帶動(dòng)滾珠絲杠螺母副的螺母33沿所述絲杠32 移動(dòng)，所述螺母33通過(guò)連接桿34與所述晶圓吸盤2固定連接。所述滾珠絲杠螺母副是一 種常用餓將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)裝置。它以滾珠的滾動(dòng)代替絲杠螺母副中的滑 動(dòng)，摩擦力小，具有良好的性能。所述滾珠絲杠螺母副的具體結(jié)構(gòu)如下其包括絲杠32、螺 母33、返向器和滾珠，絲杠32上的螺紋與螺母33相適配，螺母33套裝在絲杠32上；一組 滾珠設(shè)置在由絲杠32和螺母33的螺旋槽所組成的螺旋通道內(nèi)，螺母33通過(guò)滾珠和返向器 在絲杠32上移動(dòng)；在螺母33的外圓上設(shè)有與返向器的形狀相適配的安裝槽；返向器設(shè)置 在安裝槽內(nèi)，在返向器內(nèi)部設(shè)有使?jié)L珠作循環(huán)運(yùn)動(dòng)的返向通道，該返向通道的兩端開口與 螺旋通道相適配并引導(dǎo)滾珠順利進(jìn)入返向通道內(nèi)。由于滾珠絲杠螺母副是現(xiàn)有常規(guī)技術(shù)， 在此不在贅述。所述絲杠32的縱向外側(cè)至下而上依次設(shè)有最低位置限位開關(guān)41、卸載傳感器42、 裝載傳感器43和最高位置限位開關(guān)45。所述卸載傳感器42和裝載傳感器43分別與工作 站6連接并向該工作站6發(fā)送檢測(cè)信息。所述最低位置限位開關(guān)41和最高位置限位開關(guān) 45用于限制螺母33運(yùn)動(dòng)的范圍。所述裝載傳感器43為光電傳感器。所述卸載傳感器42 也為光電傳感器。所述測(cè)速傳感器44設(shè)于所述裝載傳感器43和最高位置限位開關(guān)41之間。所述 測(cè)速傳感器44與所述工作站6連接并向該工作站6發(fā)送檢測(cè)信息。所述測(cè)速傳感器44也 為光電傳感器。所述測(cè)速傳感器44用于檢測(cè)螺母的速度，所述晶圓由于和所述螺母固定連 接，所以，所述晶圓的速度和所述螺母的速度相同。所述測(cè)速傳感器44到裝載傳感器43的距離是測(cè)試螺母33速度的測(cè)試距離。測(cè) 試距離覆蓋在離子注入過(guò)程中的螺母33的運(yùn)動(dòng)距離的范圍越大，越可以更加全面地檢測(cè) 離子注入時(shí)晶圓運(yùn)動(dòng)是否正常。因此，至少要保證所述測(cè)速傳感器44到裝載傳感器43的 距離大于所述最高位置限位開關(guān)45到裝載傳感器43的距離的1/2，以期更全面地檢測(cè)晶圓 運(yùn)動(dòng)情況。所述工作站6為一臺(tái)電腦。所述工作站6還設(shè)有一報(bào)警裝置。當(dāng)工作站6計(jì)算出 螺母33的運(yùn)動(dòng)速度異常時(shí)，向外發(fā)出警報(bào)，及時(shí)通知操作人員處理。本實(shí)用新型是這樣工作的(以螺母向上運(yùn)動(dòng)為例，請(qǐng)參閱圖2和圖3)首先，先向工作站6輸入螺母33從裝載傳感器43移動(dòng)到測(cè)速傳感器44所需的位 移，并設(shè)定螺母33的可接受速度參數(shù)。該可接受速度參數(shù)可以通過(guò)多次試驗(yàn)總結(jié)而得。即 通過(guò)晶圓數(shù)次成功的離子注入過(guò)程中所測(cè)得的螺母33的速度而得。然后，啟動(dòng)電機(jī)31，電機(jī)31通過(guò)滾珠絲杠螺母副的絲杠32帶動(dòng)螺母33向上勻速 運(yùn)動(dòng)，一旦裝載傳感器43檢測(cè)到螺母33，馬上向工作站6發(fā)出信息，告知工作站6晶圓已經(jīng) 進(jìn)入離子注入過(guò)程以及開始進(jìn)入離子注入的時(shí)間點(diǎn)，也就是螺母33到達(dá)裝載傳感器43對(duì) 應(yīng)位置的時(shí)間點(diǎn)。接著，螺母33繼續(xù)勻速向上，一旦測(cè)速傳感器44檢測(cè)到螺母33，也馬上向工作站6發(fā)出信息，告知工作站6螺母33到達(dá)測(cè)速傳感器44對(duì)應(yīng)位置的時(shí)間點(diǎn)。接著，通過(guò)工作站6計(jì)算出螺母33從裝載傳感器43對(duì)應(yīng)位置到達(dá)測(cè)速傳感器44 對(duì)應(yīng)位置的速度。具體如下，先算出螺母33從裝載傳感器43的對(duì)應(yīng)位置到測(cè)速傳感器44 的對(duì)應(yīng)位置所需要的時(shí)間，然后根據(jù)“速度=距離/時(shí)間”的公式，算出螺母33從裝載傳感 器43的對(duì)應(yīng)位置到達(dá)測(cè)速傳感器44的對(duì)應(yīng)位置的速度。最后，將該速度和初設(shè)的螺母33的可接受速度參數(shù)范圍進(jìn)行比較。如果螺母33 的速度處于可接受速度參數(shù)范圍內(nèi)，則螺母33運(yùn)行正常；如果螺母33的速度不在可接受速 度參數(shù)范圍內(nèi)，則螺母33運(yùn)行不正常，工作站6立即通過(guò)報(bào)警裝置向操作人員報(bào)警。操作 人員接警后，立即停機(jī)，查找故障原因，尤其檢查是滾珠絲杠螺母副的滾珠是否磨損。當(dāng)螺母向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，檢查過(guò)程類似于上述過(guò)程。本實(shí)用新型離子注入控制裝置，在現(xiàn)有的離子注入控制裝置的基礎(chǔ)上增加一用于 檢測(cè)晶圓速度的測(cè)速傳感器，通過(guò)工作站根據(jù)該測(cè)速傳感器和其他原有傳感器所采集到的 信息可以計(jì)算得到螺母在離子注入過(guò)程中的速度(即晶圓在離子注入過(guò)程中的速度)，再 將螺母在離子注入過(guò)程中的速度和設(shè)定的允許速度參數(shù)范圍比較，可以獲知螺母及晶圓的 運(yùn)動(dòng)是否發(fā)生異常，從而及早發(fā)現(xiàn)晶圓的離子過(guò)分注入現(xiàn)象和欠注入現(xiàn)象，進(jìn)而有效提高 了晶圓離子注入工藝的穩(wěn)定性和可靠性，提高產(chǎn)品良率。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本實(shí)用 新型的精神和范圍。這樣，倘若本實(shí)用新型的這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及 其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求一種離子注入控制裝置，包括用于驅(qū)動(dòng)晶圓吸盤上下移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、控制離子束左右水平移動(dòng)的離子束發(fā)射器和工作站，所述工作站分別與所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和所述離子束發(fā)射器連接，其特征在于，所述離子注入控制裝置還包括一用于檢測(cè)晶圓速度的測(cè)速傳感器，所述測(cè)速傳感器與所述工作站連接并向該工作站發(fā)送檢測(cè)信息。
2.如權(quán)利要求1所述的離子注入控制裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、滾珠 絲杠螺母副和連接桿，所述電機(jī)帶動(dòng)滾珠絲杠螺母副的絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，所述絲杠帶動(dòng)滾珠絲杠 螺母副的螺母沿所述絲杠移動(dòng)，所述螺母通過(guò)連接桿與所述晶圓吸盤固定連接。
3.如權(quán)利要求2所述的離子注入控制裝置，其特征在于，所述絲杠的縱向外側(cè)至下而 上依次設(shè)有最低位置限位開關(guān)、卸載傳感器、裝載傳感器和最高位置限位開關(guān)，所述卸載傳 感器和裝載傳感器分別與工作站連接并向該工作站發(fā)送檢測(cè)信息，所述最低位置限位開關(guān) 和最高位置限位開關(guān)限制螺母運(yùn)動(dòng)的范圍。
4.如權(quán)利要求3所述的離子注入控制裝置，其特征在于，所述測(cè)速傳感器設(shè)于所述裝 載傳感器和最高位置限位開關(guān)之間。
5.如權(quán)利要求1所述的離子注入控制裝置，其特征在于，所述測(cè)速傳感器到裝載傳感 器的距離大于所述最高位置限位開關(guān)到裝載傳感器的距離的1/2。
6.如權(quán)利要求1所述的離子注入控制裝置，其特征在于，所述測(cè)速傳感器為光電傳感ο
7.如權(quán)利要求1所述的離子注入控制裝置，其特征在于，所述裝載傳感器為光電傳感ο
8.如權(quán)利要求1所述的離子注入控制裝置，其特征在于，所述卸載傳感器為光電傳感ο
9.如權(quán)利要求1所述的離子注入控制裝置，其特征在于，所述工作站為一臺(tái)電腦。
10.如權(quán)利要求1所述的離子注入控制裝置，其特征在于，所述工作站還設(shè)有一報(bào)警裝置。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種離子注入控制裝置，包括用于驅(qū)動(dòng)晶圓吸盤上下移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、控制離子束左右水平移動(dòng)的離子束發(fā)射器和工作站，工作站分別與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和離子束發(fā)射器連接，離子注入控制裝置還包括一用于檢測(cè)晶圓速度的測(cè)速傳感器，測(cè)速傳感器與工作站連接并向該工作站發(fā)送檢測(cè)信息。工作站根據(jù)該測(cè)速傳感器和其他原有傳感器所采集到的信息可以計(jì)算得到螺母在離子注入過(guò)程中的速度(即晶圓在離子注入過(guò)程中的速度)，再將螺母在離子注入過(guò)程中的速度和設(shè)定的允許速度參數(shù)范圍比較，可以獲知螺母及晶圓運(yùn)動(dòng)是否發(fā)生異常，從而及早發(fā)現(xiàn)晶圓的離子過(guò)分注入現(xiàn)象和欠注入現(xiàn)象，進(jìn)而有效提高了晶圓離子注入工藝的穩(wěn)定性和可靠性，提高產(chǎn)品良率。
文檔編號(hào)C23C14/48GK201678725SQ20102013027
公開日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2010年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月12日
發(fā)明者何春雷, 葉文源, 潘升林, 王蒙, 黃柏喻 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司