发明名称 具有专家系统之离子布植自动监测系统
摘要 一种具有专家系统之离子布植自动监测系统。本发明至少包含一布植装置,藉由重复的扫瞄离子束至晶片,用以布植离子至半导体晶片。特征萃取装置系用以萃取离子布植系统产生之离子束分布显示图之讯息。另外,本发明还包含模糊化(fuzzification)装置,用以决定讯息之确定位准(confidencelevel),及专家(expert)装置,用以辨识异常离子束扫瞄及提供调整资讯给操作员,以调整布植装置而校正异常离子束扫瞄。另外,专家装置可以直接提供控制信号至布植机,用以自动调整离子之布植。
申请公布号 TW316994 申请公布日期 1997.10.01
申请号 TW086104338 申请日期 1997.04.03
申请人 台湾积体电路制造股份有限公司 发明人 沈里正;侯吉顺;徐保罗;杨进贤
分类号 H01L21/00 主分类号 H01L21/00
代理机构 代理人 蔡坤财 台北巿松江路一四八号十二楼之三
主权项 1.一种离子布植系统,其具有一自动监测系统以控制离子植入于一半导体晶片,该离子布植系统之离子植入制程中产生一离子束分布显示图,该离子布植系统至少包含:布植装置,藉由重复的扫描一离子束至该晶片,用以布植离子至该半导体晶片;特征萃取装置,用以萃取该离子布植系统产生之离子束分布显示图之讯息;模糊化(fuzzification)装置,用以决定该讯息之确定位准(confidencelevel);及专家(expert)装置,接收该特征萃取装置之该讯息及该模糊化装置之该确定位准,用以辨识异常离子束扫瞄及提供调整资讯以调整该布植装置而校正该异常离子束扫瞄。2.如申请专利范围第1项之离子布植系统,更包含一连接至该专家装置之显示装置,用以显示得自该专家装置之辨识讯息及该调整资讯。3.如申请专利范围第2项之离子布植系统,其中上述之布植装置更包含调整装置,用以调整该布植装置之离子布植。4.如申请专利范围第1项之离子布植系统,其中上述之专家装置直接提供该调整资讯至该布植装置,用以自动调整该布植装置之离子布植。5.如申请专利范围第1项之离子布植系统,其中上述之模糊化装置使用一双向模糊规则,以决定该特征萃取装置所萃取之该讯息之适当性(suitability)。6.如申请专利范围第1项之离子布植系统,其中上述之专家装置至少包含:一推论核心(inference engine),系连接至该特征萃取装置,用以提供一模型以辨识异常离子扫瞄之徵兆;及一规则资料库,系连接至该推论核心,用以提供一组规则以调整该布植装置而校正该异常离子束扫瞄。7.如申请专利范围第6项之离子布植系统,其中上述之特征萃取装置至少包含:一视讯转换器,用以提供和该布植装置之离子束分布显示图相关的资料;及一资料转换器,用以提供和该视讯转换器之该资料相关的统计讯息。8.如申请专利范围第6项之离子布植系统,其中上述之统计讯息至少包含:一第一値,用以代表离子扫瞄路径之平均作用比(duty);一第二値,用以代表该离子束分布显示图之中央位置的偏差(variation);一第三値,用以代表该离子束分布显示图之最外边(outmost edge)的对称性;及一第四値,用以代表该离子束分布显示图之内边轨迹(minor)的对称性。9.如申请专利范围第8项之离子布植系统,其中上述之推论核心之该模型至少包含:离子束分布显示图之宽,当上述之第一値大于一第一边界値且小于一第二边界値时,则该离子束分布显示图之宽为适当的;当该第一値小于该第一边界値时,则该离子束分布显示图之宽为太窄;当该第一値大于该第二边界値时,则该离子束分布显示图之宽为太宽;离子束分布显示图之中央位置,当该第二値为零时,则该离子束分布显示图位于中央位置;当该第二値为负値时,则该离子束分布显示图为中央偏左;当该第二値为正値时,则该离子束分布显示图为中央偏右;离子束分布显示图之对称,当该第三値小于一第三边界値时,则该离子束分布显示图为对称;当该第三値大于该第三边界値时,则该离子束分布显示图为非对称;及离子束分布显示图之内边轨迹之对称,当该第四値小于一第四边界値时,则该离子束分布显示图之内边轨迹为对称;当该第四値大于该第四边界値时,则该离子束分布显示图之内边轨迹为非对称。10.如申请专利范围第9项之离子布植系统,其中上述之规则资料库之该组规则至少包含:当该离子束分布显示图为不足扫瞄(underscanning)时,则调高水平方向之大小(horizontal-maguitude);当该离子束分布显示图为过度扫描(overscanning)时,则调低水平方向之大小;当该离子束分布显示图为中央偏左(left-uncentered)时,则将水平中央(horizontal-center)向右调;当该离子束分布显示图为中央偏右(right-uncentered)时,则将水平中央(horizontal-center)向左调;当该离子束分布显示图为Y方向不足扫瞄时,则调整垂直方向之大小(vertical-magnitude);当该离子束分布显示图为Y方向过度扫瞄时,则调整垂直方向之大小;及当该离子束分布显示图为Y方向非中央位置时,则调整垂直中央(vertical-center)。11.一种离子布植系统,其具有一自动监测系统以控制离子植入于一半导体晶片,该离子布植系统之离子植入制程中产生一离子束分布显示图,该离子束分布显示图至少包含多数个图框(frame),其中每一个该图框具有一最外边(outmost edge)及至少一内边轨迹(minor),该最外边之宽度大于该内边轨迹之宽度,该离子布植系统至少包含:布植装置,藉由重复的扫描一离子束至该晶片,用以布植离子至该半导体晶片;特征萃取装置,用以萃取该离子布植系统产生之离子束分布显示图之讯息,该特征萃取装置至少包含:(a)一视讯转换器,系连接至该布植装置,用以萃取该最外边及该内边轨迹之特征;(b)一资料转换器,系连接至该视讯转换器,用以产生该特征之平均値(mean)、偏差値(variance)及其组合;及(c)一资料检查器,系连接至该布植装置,用以分开该最外边及该内边轨迹之讯息;模糊化(fuzzification)装置,系连接至该特征萃取装置,用以决定该讯息之确定位准(confidence level);及专家(expert)装置,系连接至该模糊化装置,接收该特征萃取装置之该讯息及该模糊化装置之该确定位准,用以辨识异常离子束扫瞄及提供调整资讯以调整该布植装置而校正该异常离子扫瞄,该专家装置至少包含:(a)一推论核心(inference engine),系连接至该资料检查装置,用以提供一模型以辨识异常离子扫瞄之徵兆;及(b)一规则资料库,系连接至该推论核心,用以提供一组规则以调整该布植装置而校正该异常离子束扫瞄。12.如申请专利范围第11项之离子布植系统,其中上述之专家装置直接自动调整该布植装置之离子布植。13.如申请专利范围第11项之离子布植系统,其中上述之资料检查装置使用谢比雪夫(Chebyshev)方法以分开该最外边及该内边轨迹之该讯息。14.如申请专利范围第11项之离子布植系统,其中上述之模糊化装置使用一双向模糊规则。15.如申请专利范围第11项之离子布植系统,对于每一个该图框,其中由特征萃取装置所萃取之该讯息至少包含:一第一左区段,介于该最外边之起始点至该最外边等于一预设临界点之第一点;一第一中央区段,介于该第一点至该最外边等于该临界点之第二点;及一第一右区段,介于该第二点至该最外边的终点。16.如申请专利范围第15项之离子布植系统,其中上述由特征萃取装置所萃取之该讯息至少包含:一第二左区段,介于该内边轨迹之起始点至该最外边等于一预设临界点之第三点;一第二中央区段,介于该第三点至该内边轨迹等于该临界点之第四点;及一第二右区段,介于该第四点至该内边轨迹的终点。17.如申请专利范围第16项之离子布植系统,其中上述之资料转换器所提供之讯息至少包含:一第一値,用以代表离子扫瞄路径之平均作用比(duty);一第二値,用以代表该离子束分布显示图之中央位置的偏差(variation);一第三値,用以代表该离子束分布显示图之最外边(outmost edge)的对称性;及一第四値,用以代表该离子束分布显示图之内边轨迹(minor)的对称性。18.如申请专利范围第17项之离子布植系统,其中:该第一値系相关于该第一中央区段之平均値;该第二値系相关于该第一左区段平均値和该第一右区段平均値之差値;该第三値系相关于该第一左区段偏差値和该第一右区段偏差値之和値;及该第四値系相关于该第二左区段偏差値和该第二右区段偏差値之和値。19.如申请专利范围第18项之离子布植系统,其中上述之推论核心之该模型至少包含:离子束分布显示图之宽,当上述之第一値大于一第一边界値且小于一第二边界値时,则该离子束分布显示图之宽为适当的;当该第一値小于该第一边界値时,则该离子束分布显示图之宽为太窄;当该第一値大于该第二边界値时,则该离子束分布显示图之宽为太宽;离子束分布显示图之中央位置,当该第二値为零时,则该离子束分布显示图位于中央位置;当该第二値为负値时,则该离子束分布显示图为中央偏左;当该第二値为正値时,则该离子束分布显示图为中央偏右;离子束分布显示图之对称,当该第三値小于一第三边界値时,则该离子束分布显示图为对称;当该第三値大于该第三边界値时,则该离子束分布显示图为非对称;及离子束分布显示图之内边轨迹之对称,当该第四値小于一第四边界値时,则该离子束分布显示图之内边轨迹为对称;当该第四値大于该第四边界値时,则该离子束分布显示图之内边轨迹为非对称。20.如申请专利范围第19项之离子布植系统,其中上述之规则资料库之该组规则至少包含:当该离子束分布显示图为不足扫瞄(underscanning)时,则调高水平方向之大小(horizontal-maguitude);当该离子束分布显示图为过度扫描(overscanning)时,则调低水平方向之大小;当该离子束分布显示图为中央偏左(left-uncentered)时,则将水平中央(horizontal-center)向右调;当该离子束分布显示图为中央偏右(right-uncentered)时,则将水平中央(horizontal-center)向左调;当该离子束分布显示图为Y方向不足扫瞄时,则调整垂直方向之大小(vertical-magnitude);当该离子束分布显示图为Y方向过度扫瞄时,则调整垂直方向之大小;及当该离子束分布显示图为Y方向非中央位置时,则调整垂直中央(vertical-center)。图示简单说明:第一A图显示传统离子布植之方块图。第一B图显示传统离子束传输(beam transport)装置。第二A图为显示于人机介面之离子束分布显示图。第二B图显示传统之控制摇杆。第三A图至第三H图显示离子束分布显示图之形成过程。第四A图至第四D图显示不同的轨迹及相对应离子束路径之例子。第五图显示于该离子布植制程当中晶片被离子布植设备扫瞄之图样(pattern)。第六A图、第六C图、第六E图、第六G图第六I图及第六K图显示异常扫瞄图样。第六B图、第六D图、第六F图、第六H图第六J图及第六L图分别显示异常扫瞄图样所产生的离子束分布显示图(ion beam map)。第六M图显示Y値失败(Ymagnitude failure)之异常扫瞄图样。第七A图至第七F图显示由NV-6200 A/AV离子布植机所产生的合成离子束分布显示图。第八图为一典型之离子束分布显示图。第九A图显示即时自动监测系统之离子布植系统之方块图。第九B图显示特征萃取装置之其中一个实施例。第九C图显示特征萃取装置之信号动作时序图。第九D图显示信号Y之波形。第九E图显示信号BLK之波形。第九F图显示相对于第九D图和第九E图之离子束分布显示图。第十A图显示使用萃取特征于监测系统1000之实施例。第十B图显示计算参数的方法。第十一A图显示一正常离子束分布显示图。第十一B图以条状图形表示第十一A图之离子束分布显示图。第十二A图至第十二F图显示六个异常离子扫瞄之徵兆,并以条状图形表示相对于离子束分布显示图之指标及参数大小。第十三图显示本发明其中一实施例之具有规则资料库(rule-based)专家系统(expert system)之即时智慧型离子布植监测系统。第十四图显示传统之双向(bi-directional)模糊规则。第十五A图为一组调整摇杆之简图。第十五B图显示将本发明监测系统所得到的讯息显示于个人电脑显示终端器上的情形。
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