寬帶離子束水平均勻性調(diào)節(jié)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種寬帶束離子束水平均勻性調(diào)節(jié)方法，包括下列步驟：初始化所有磁極，并采集束流水平剖面數(shù)據(jù)，調(diào)節(jié)相應(yīng)磁極到指定極距位置，并采集相應(yīng)束流水平剖面；根據(jù)采集數(shù)據(jù)辨識對應(yīng)磁極模型參數(shù)，并根據(jù)非線性回歸方法求出其余帶磁極模型參數(shù)；算法求解均勻性矯正模型輸出各磁極極距值；調(diào)節(jié)系統(tǒng)利用所求值調(diào)節(jié)束流，均勻性測量系統(tǒng)測量是否達(dá)標(biāo)，反復(fù)迭代直至達(dá)標(biāo)。離子束水平均勻由很多磁極單獨調(diào)節(jié)完成，手動存在調(diào)節(jié)速度慢，效率低，與調(diào)試者經(jīng)驗有關(guān)且不一定能調(diào)節(jié)成功等諸多問題，本發(fā)明有計算機(jī)自動調(diào)節(jié)算法可以很好的解決上述問題。本發(fā)明控制簡單，調(diào)節(jié)效率高，調(diào)節(jié)效果好，能很好滿足高性能寬帶離子注入機(jī)的束均勻性調(diào)節(jié)要求。
【專利說明】
寬帶離子束水平均勻性調(diào)節(jié)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件制造控制系統(tǒng)，尤其涉及一寬帶束離子注入機(jī)均勻性調(diào)節(jié)方法，用來自動調(diào)節(jié)離子束水平均勻性。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體工藝的發(fā)展，且隨著特質(zhì)線寬的縮小，工藝復(fù)雜程度的提高，束流的均勻性和穩(wěn)定性對于離子注入系統(tǒng)愈發(fā)重要，已成為器件成敗與否的重要關(guān)鍵。在低能寬帶離子注入機(jī)引出束流能量很低、束流很大時，由于空間電荷效應(yīng)的影響，離子束發(fā)散嚴(yán)重，導(dǎo)致束流水平均勻性調(diào)節(jié)更加困難，因此如何設(shè)計恰當(dāng)離子光學(xué)系統(tǒng)及寬帶束均勻性調(diào)節(jié)裝置，同時開發(fā)相應(yīng)的自動調(diào)節(jié)均勻性算法，以保證離子束流均勻性的調(diào)節(jié)是寬束離子注入機(jī)設(shè)備成功的關(guān)鍵。
[0003]寬帶束離子注入機(jī)水平均勻性調(diào)節(jié)系統(tǒng)涉及很多磁極的調(diào)節(jié)，一般會有20以上的磁極需要單獨調(diào)節(jié)，如果采用人工手動調(diào)節(jié)的方法，會有諸如:調(diào)節(jié)速度慢，效率低，與調(diào)試者經(jīng)驗有關(guān)且不一定能調(diào)節(jié)成功等諸多問題。無法滿足生產(chǎn)線要求，研究設(shè)計一種高效自動調(diào)節(jié)均勻性的方法是寬帶束離子注入機(jī)基本要求。
[0004]自動調(diào)節(jié)算法涉及效率，收斂速度，調(diào)節(jié)能力等問題需解決。諸如局部優(yōu)化法，其主要過程是調(diào)節(jié)以一定的步距調(diào)節(jié)磁極，找其中使得均勻性值最小的值作為最終調(diào)節(jié)值，逐個優(yōu)化磁極。該方法屬于局部優(yōu)化方法，其調(diào)節(jié)效果具有隨機(jī)性，調(diào)節(jié)能力差，調(diào)節(jié)數(shù)度慢，無法滿足生產(chǎn)要求。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法需要大量的訓(xùn)練樣本，需要大量的歷史數(shù)據(jù)，離子注入機(jī)是一個工藝適應(yīng)能力很強的系統(tǒng)，其需要滿足各種能量，各種元素的均勻性調(diào)節(jié)，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法需要采集大量的數(shù)據(jù)，并且對于突發(fā)情況無法做到很好的調(diào)節(jié)。
[0005]本發(fā)明提出的辨識模型及解方程的方法調(diào)節(jié)速度塊，收斂速度塊，調(diào)節(jié)能力強，能很好滿足生產(chǎn)線的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決寬帶束均勻性難以控制的問題，本發(fā)明旨在提供一種高效自動調(diào)節(jié)寬帶束離子注入機(jī)水平均勻性方法，初始化所有磁極，并采集束流水平剖面數(shù)據(jù)，調(diào)節(jié)相應(yīng)磁極到指定極距位置，并采集相應(yīng)束流水平剖面；根據(jù)采集數(shù)據(jù)辨識對應(yīng)磁極模型參數(shù)，并根據(jù)非線性回歸方法求出其余帶磁極模型參數(shù)；算法求解均勻性矯正模型輸出各磁極極距值；調(diào)節(jié)系統(tǒng)利用所求值調(diào)節(jié)束流，均勻性測量系統(tǒng)測量是否達(dá)標(biāo)，反復(fù)迭代直至達(dá)標(biāo)。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，該裝置所采用的技術(shù)方案是:
[0008]1.一種寬帶束離子束水平均勻性調(diào)節(jié)方法，其特征是，包括以下步驟:
[0009]步驟一:所有均勻性系統(tǒng)磁極初始化，采集待調(diào)節(jié)束流水平束流剖面數(shù)據(jù)，并求出束流平均值。
[0010]步驟二:選三對磁極，依順序分別調(diào)節(jié)相應(yīng)磁極的極距，并依次采集對應(yīng)束流水平剖面數(shù)據(jù)。調(diào)節(jié)一個磁極的極距到位后采集束流水平剖面數(shù)據(jù)，再調(diào)節(jié)另一個磁極，依次采集數(shù)據(jù)。
[0011]步驟三:計算機(jī)算法辨識步驟二中所述三個磁極對應(yīng)的模型參數(shù)。
[0012]步驟四:用非線性回歸方法求的其余所有磁極的模型參數(shù)。
[0013]步驟五:計算機(jī)算法求解相應(yīng)均勻性矯正模型，輸出所有磁極極距值。
[0014]步驟六:均勻性調(diào)節(jié)系統(tǒng)按步驟五輸出極距值調(diào)節(jié)各磁極，調(diào)節(jié)完畢后再次采集束流水平剖面數(shù)據(jù)。
[0015]步驟七:根據(jù)步驟六采集的數(shù)據(jù)，判斷均勻性指標(biāo)是否達(dá)到要求，如為達(dá)標(biāo)，重復(fù)步驟五至七直至滿足要求。
[0016]與現(xiàn)有的方法相比，本方法的有益效果是:
[0017]1、采用模型-解方程方法調(diào)節(jié)速度塊，屬于精確調(diào)節(jié)。
[0018]2、收斂速度塊，在均勻性較差的情況下，可一兩次將均勻性值調(diào)到較低的水平。
[0019]3、調(diào)節(jié)能力強，能滿足各種能能量，各種初始束流，很好滿足生產(chǎn)線的要求。
【附圖說明】
[0020]圖1是本方法的流程圖；
[0021]圖2是本方法設(shè)計均勻性系統(tǒng)；
[0022]
[0023]
[0024]1-磁極，2-多磁極控制器，3工控機(jī)。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖的具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步介紹，應(yīng)該理解，這些描述都是說明性的。
[0026]為了解決寬帶束均勻性難以控制的問題，本發(fā)明旨在提供一種高效自動調(diào)節(jié)寬帶束離子注入機(jī)水平均勻性方法。附圖1是本方法的流程圖。
[0027]步驟一:均勻性系統(tǒng)磁極初始化，采集待調(diào)節(jié)束流水平束流剖面數(shù)據(jù)，并求出束流平均值。
[0028]步驟二:選三對磁極，依順序分別調(diào)節(jié)相應(yīng)磁極的極距，并依次采集對應(yīng)束流水平剖面數(shù)據(jù)。調(diào)節(jié)一個磁極的極距到位后采集束流水平剖面數(shù)據(jù)，再調(diào)節(jié)另一個磁極，依次采集數(shù)據(jù)。
[0029]步驟三:計算機(jī)算法辨識步驟二中所述三個磁極對應(yīng)的模型參數(shù)。
[0030]步驟四:用非線性回歸方法求的其余所有磁極的模型參數(shù)。
[0031]步驟五:計算機(jī)算法求解相應(yīng)均勻性矯正模型，輸出所有磁極極距值。
[0032]步驟七:根據(jù)步驟六采集的數(shù)據(jù)，判斷均勻性指標(biāo)是否達(dá)到要求，如為達(dá)標(biāo)，重復(fù)步驟五至七直至滿足要求。
[0033]附圖2本發(fā)明所述多磁極調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖，多磁極調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是本方法依托硬件平臺的。所述多磁極調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)主要包括:磁極1，多磁極控制器2，工控機(jī)3，束流采集系統(tǒng)4。工控機(jī)3上安裝在水平均勻性自動調(diào)節(jié)算法，工控機(jī)3下發(fā)指令給多磁極控制器2，控制磁極I運動到指定位置，工控機(jī)3控制束流采集系統(tǒng)4采集束流數(shù)據(jù)，束流采集系統(tǒng)4將采集數(shù)據(jù)發(fā)送給工控機(jī)3。
[0034]以用于半導(dǎo)體生產(chǎn)領(lǐng)域?qū)捠x子注入機(jī)中的寬束離子注入機(jī)20kev能量自動均勻性調(diào)節(jié)為例介紹具體調(diào)節(jié)過程，機(jī)器引出離子束流后，步驟一:均勻性系統(tǒng)磁極初始化，采集待調(diào)節(jié)束流水平束流剖面數(shù)據(jù)，并求出束流平均值。步驟二:選三對磁極，依順序分別調(diào)節(jié)相應(yīng)磁極的極距，并依次采集對應(yīng)束流水平剖面數(shù)據(jù)。調(diào)節(jié)一個磁極的極距到位后采集束流水平剖面數(shù)據(jù)，再調(diào)節(jié)另一個磁極，依次采集數(shù)據(jù)。步驟三:計算機(jī)算法辨識步驟二中所述三個磁極對應(yīng)的模型參數(shù)。步驟四:用非線性回歸方法求的其余所有磁極的模型參數(shù)。步驟五:計算機(jī)算法求解相應(yīng)均勻性矯正模型，輸出所有磁極極距值。步驟七:根據(jù)步驟六采集的數(shù)據(jù)，判斷均勻性指標(biāo)是否達(dá)到要求，如為達(dá)標(biāo)，重復(fù)步驟五至七直至滿足要求。
[0035]以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，而是用于說明本發(fā)明。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種寬帶束離子束水平均勻性調(diào)節(jié)方法，其特征是，包括以下步驟: 步驟一:均勻性系統(tǒng)磁極初始化，采集待調(diào)節(jié)束流水平束流剖面數(shù)據(jù)，并求出束流平均值。 步驟二:選三對磁極，依順序分別調(diào)節(jié)相應(yīng)磁極的極距，并依次采集對應(yīng)束流水平剖面數(shù)據(jù)。調(diào)節(jié)一個磁極的極距到位后采集束流水平剖面數(shù)據(jù)，再調(diào)節(jié)另一個磁極，依次采集數(shù)據(jù)。 步驟三:計算機(jī)算法辨識步驟二中所述三個磁極對應(yīng)的模型參數(shù)。 步驟四:用非線性回歸方法求的其余所有磁極的模型參數(shù)。 步驟五:計算機(jī)算法求解相應(yīng)均勻性矯正模型，輸出所有磁極極距值。 步驟六:均勻性調(diào)節(jié)系統(tǒng)按步驟五輸出極距值調(diào)節(jié)各磁極，調(diào)節(jié)完畢后再次采集束流水平剖面數(shù)據(jù)。 步驟七:根據(jù)步驟六采集的數(shù)據(jù)，判斷均勻性指標(biāo)是否達(dá)到要求，如為達(dá)標(biāo)，重復(fù)步驟五至七直至滿足要求。2.如權(quán)利要求1所述的寬帶束離子束水平均勻性調(diào)節(jié)方法，其特征在于，步驟一中，所有磁極初始化至磁極的基準(zhǔn)位置，定義束流中心的離子束水平運動方向為X方向，磁極的運動方向為I方向，以垂直于xy平面的方向為z方向而建立笛卡爾坐標(biāo)系，所有磁極的基準(zhǔn)位置在xy平面內(nèi)組成對稱有8°左右夾角對稱線。3.如權(quán)利要求1所述的寬帶束離子束水平均勻性調(diào)節(jié)方法，其特征在于，該方法主要運用于寬帶束流的水平均勻性調(diào)節(jié)，但不局限于水平均勻性的調(diào)節(jié)。
【文檔編號】H01J37/317GK105895487SQ201410788974
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年12月18日
【發(fā)明人】張進(jìn)學(xué), 王孟志
【申請人】北京中科信電子裝備有限公司