宽带离子束水平均匀性调节方法
【专利摘要】本发明涉及一种宽带束离子束水平均匀性调节方法，包括下列步骤：初始化所有磁极，并采集束流水平剖面数据，调节相应磁极到指定极距位置，并采集相应束流水平剖面；根据采集数据辨识对应磁极模型参数，并根据非线性回归方法求出其余带磁极模型参数；算法求解均匀性矫正模型输出各磁极极距值；调节系统利用所求值调节束流，均匀性测量系统测量是否达标，反复迭代直至达标。离子束水平均匀由很多磁极单独调节完成，手动存在调节速度慢，效率低，与调试者经验有关且不一定能调节成功等诸多问题，本发明有计算机自动调节算法可以很好的解决上述问题。本发明控制简单，调节效率高，调节效果好，能很好满足高性能宽带离子注入机的束均匀性调节要求。
【专利说明】
宽带离子束水平均匀性调节方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种半导体器件制造控制系统，尤其涉及一宽带束离子注入机均匀性调节方法，用来自动调节离子束水平均匀性。
【背景技术】
[0002]随着半导体工艺的发展，且随着特质线宽的缩小，工艺复杂程度的提高，束流的均匀性和稳定性对于离子注入系统愈发重要，已成为器件成败与否的重要关键。在低能宽带离子注入机引出束流能量很低、束流很大时，由于空间电荷效应的影响，离子束发散严重，导致束流水平均匀性调节更加困难，因此如何设计恰当离子光学系统及宽带束均匀性调节装置，同时开发相应的自动调节均匀性算法，以保证离子束流均匀性的调节是宽束离子注入机设备成功的关键。
[0003]宽带束离子注入机水平均匀性调节系统涉及很多磁极的调节，一般会有20以上的磁极需要单独调节，如果采用人工手动调节的方法，会有诸如:调节速度慢，效率低，与调试者经验有关且不一定能调节成功等诸多问题。无法满足生产线要求，研究设计一种高效自动调节均匀性的方法是宽带束离子注入机基本要求。
[0004]自动调节算法涉及效率，收敛速度，调节能力等问题需解决。诸如局部优化法，其主要过程是调节以一定的步距调节磁极，找其中使得均匀性值最小的值作为最终调节值，逐个优化磁极。该方法属于局部优化方法，其调节效果具有随机性，调节能力差，调节数度慢，无法满足生产要求。神经网络的方法需要大量的训练样本，需要大量的历史数据，离子注入机是一个工艺适应能力很强的系统，其需要满足各种能量，各种元素的均匀性调节，采用神经网络的方法需要采集大量的数据，并且对于突发情况无法做到很好的调节。
[0005]本发明提出的辨识模型及解方程的方法调节速度块，收敛速度块，调节能力强，能很好满足生产线的要求。
【发明内容】
[0006]为了解决宽带束均匀性难以控制的问题，本发明旨在提供一种高效自动调节宽带束离子注入机水平均匀性方法，初始化所有磁极，并采集束流水平剖面数据，调节相应磁极到指定极距位置，并采集相应束流水平剖面；根据采集数据辨识对应磁极模型参数，并根据非线性回归方法求出其余带磁极模型参数；算法求解均匀性矫正模型输出各磁极极距值；调节系统利用所求值调节束流，均匀性测量系统测量是否达标，反复迭代直至达标。
[0007]为了实现上述目的，该装置所采用的技术方案是:
[0008]1.一种宽带束离子束水平均匀性调节方法，其特征是，包括以下步骤:
[0009]步骤一:所有均匀性系统磁极初始化，采集待调节束流水平束流剖面数据，并求出束流平均值。
[0010]步骤二:选三对磁极，依顺序分别调节相应磁极的极距，并依次采集对应束流水平剖面数据。调节一个磁极的极距到位后采集束流水平剖面数据，再调节另一个磁极，依次采集数据。
[0011]步骤三:计算机算法辨识步骤二中所述三个磁极对应的模型参数。
[0012]步骤四:用非线性回归方法求的其余所有磁极的模型参数。
[0013]步骤五:计算机算法求解相应均匀性矫正模型，输出所有磁极极距值。
[0014]步骤六:均匀性调节系统按步骤五输出极距值调节各磁极，调节完毕后再次采集束流水平剖面数据。
[0015]步骤七:根据步骤六采集的数据，判断均匀性指标是否达到要求，如为达标，重复步骤五至七直至满足要求。
[0016]与现有的方法相比，本方法的有益效果是:
[0017]1、采用模型-解方程方法调节速度块，属于精确调节。
[0018]2、收敛速度块，在均匀性较差的情况下，可一两次将均匀性值调到较低的水平。
[0019]3、调节能力强，能满足各种能能量，各种初始束流，很好满足生产线的要求。
【附图说明】
[0020]图1是本方法的流程图；
[0021]图2是本方法设计均匀性系统；
[0022]
[0023]
[0024]1-磁极，2-多磁极控制器，3工控机。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图的具体实施例对本发明作进一步介绍，应该理解，这些描述都是说明性的。
[0026]为了解决宽带束均匀性难以控制的问题，本发明旨在提供一种高效自动调节宽带束离子注入机水平均匀性方法。附图1是本方法的流程图。
[0027]步骤一:均匀性系统磁极初始化，采集待调节束流水平束流剖面数据，并求出束流平均值。
[0028]步骤二:选三对磁极，依顺序分别调节相应磁极的极距，并依次采集对应束流水平剖面数据。调节一个磁极的极距到位后采集束流水平剖面数据，再调节另一个磁极，依次采集数据。
[0029]步骤三:计算机算法辨识步骤二中所述三个磁极对应的模型参数。
[0030]步骤四:用非线性回归方法求的其余所有磁极的模型参数。
[0031]步骤五:计算机算法求解相应均匀性矫正模型，输出所有磁极极距值。
[0032]步骤七:根据步骤六采集的数据，判断均匀性指标是否达到要求，如为达标，重复步骤五至七直至满足要求。
[0033]附图2本发明所述多磁极调节机构结构示意图，多磁极调节机构是本方法依托硬件平台的。所述多磁极调节机构主要包括:磁极1，多磁极控制器2，工控机3，束流采集系统4。工控机3上安装在水平均匀性自动调节算法，工控机3下发指令给多磁极控制器2，控制磁极I运动到指定位置，工控机3控制束流采集系统4采集束流数据，束流采集系统4将采集数据发送给工控机3。
[0034]以用于半导体生产领域宽束离子注入机中的宽束离子注入机20kev能量自动均匀性调节为例介绍具体调节过程，机器引出离子束流后，步骤一:均匀性系统磁极初始化，采集待调节束流水平束流剖面数据，并求出束流平均值。步骤二:选三对磁极，依顺序分别调节相应磁极的极距，并依次采集对应束流水平剖面数据。调节一个磁极的极距到位后采集束流水平剖面数据，再调节另一个磁极，依次采集数据。步骤三:计算机算法辨识步骤二中所述三个磁极对应的模型参数。步骤四:用非线性回归方法求的其余所有磁极的模型参数。步骤五:计算机算法求解相应均匀性矫正模型，输出所有磁极极距值。步骤七:根据步骤六采集的数据，判断均匀性指标是否达到要求，如为达标，重复步骤五至七直至满足要求。
[0035]以上所述仅为本发明的实施例，并非用于限定本发明的保护范围，而是用于说明本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种宽带束离子束水平均匀性调节方法，其特征是，包括以下步骤: 步骤一:均匀性系统磁极初始化，采集待调节束流水平束流剖面数据，并求出束流平均值。 步骤二:选三对磁极，依顺序分别调节相应磁极的极距，并依次采集对应束流水平剖面数据。调节一个磁极的极距到位后采集束流水平剖面数据，再调节另一个磁极，依次采集数据。 步骤三:计算机算法辨识步骤二中所述三个磁极对应的模型参数。 步骤四:用非线性回归方法求的其余所有磁极的模型参数。 步骤五:计算机算法求解相应均匀性矫正模型，输出所有磁极极距值。 步骤六:均匀性调节系统按步骤五输出极距值调节各磁极，调节完毕后再次采集束流水平剖面数据。 步骤七:根据步骤六采集的数据，判断均匀性指标是否达到要求，如为达标，重复步骤五至七直至满足要求。2.如权利要求1所述的宽带束离子束水平均匀性调节方法，其特征在于，步骤一中，所有磁极初始化至磁极的基准位置，定义束流中心的离子束水平运动方向为X方向，磁极的运动方向为I方向，以垂直于xy平面的方向为z方向而建立笛卡尔坐标系，所有磁极的基准位置在xy平面内组成对称有8°左右夹角对称线。3.如权利要求1所述的宽带束离子束水平均匀性调节方法，其特征在于，该方法主要运用于宽带束流的水平均匀性调节，但不局限于水平均匀性的调节。
【文档编号】H01J37/317GK105895487SQ201410788974
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2014年12月18日
【发明人】张进学, 王孟志
【申请人】北京中科信电子装备有限公司