專利名稱：晶片缺口定位控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種晶片缺口定位控制系統(tǒng)，尤其涉及一種半導體制造中離子注入所用的晶片缺口定位控制裝置，屬于半導體器件制造控制領域。
背景技術：
現有半導體集成電路制造技術中，隨著半導體集成電路技術的發(fā)展，集成度越來越高，電路規(guī)模越來越大，電路中單元器件尺寸越來越小，對各半導體工藝設備提出了更高的要求，而控制技術是其中至關重要的技術難點之一。離子注入機作為半導體離子摻雜工藝線的關鍵設備之一，也提出了很高的要求，要求離子注入機具有整機可靠性好、生產效率高、多種電荷態(tài)離子寬能量范圍注入、精確控制束注入能量精度、精確控制束純度、低塵粒污染、整機全自動控制、注片均勻性和重復性好等多種功能和特征。這一切都與直接受控制技術的影響，所以說控制系統(tǒng)在離子注入機中起著至關重要的作用。而其中的晶片定位控制技術，是靶室控制過程中一個關鍵的環(huán)節(jié)，對提高整機的生產效率、全自動控制等性能密切相關。
晶片定位控制是離子注入機控制系統(tǒng)中精度要求比較高，并且難以掌握的控制技術之一，定位旋轉的速度直接影響到注片的效率，定位精度則直接關系到晶片的注入角度的精確性，關系到硅片的注入品質和離子注入機的注片效率。因此，晶片定位的工作效率也是決定整機控制效率的一個重要指標。
由于國內在對離子注入機實現全自動控制起步比較晚，國內產的離子注入機還剛剛采用機械手送片的模式，對晶片定位的控制方式也還是在不斷摸索和嘗試階段，雖然有也采用了電機控制和對射式的光電傳感器檢測相結合的方法，但因其對結構的精度要求相當高，不容易實現；并且晶片定位精度不高，運行效率低，嚴重影響了整機的生產效率。

發(fā)明內容
為了解決上述存在的問題，本實用新型的目的是提供一種采用全自動控制方式進行晶片定位，采用了電機控制板和驅動電路，使用單片機電路直接控制編碼電機，用編碼電機帶動晶片旋轉，通過精度較高的光電傳感器檢測晶片邊緣的波形變化，并且通過一塊波形過濾板處理采集的波形數據，再通過主控軟件的處理，實現整個晶片定位的全自動過程的晶片缺口定位控制系統(tǒng)。
本實用新型的技術方案是這樣實現的，一種晶片缺口定位控制系統(tǒng)，包括，主控制器、電機控制電路板、電機驅動電路板、編碼電機、高精度光電傳感器和波形過濾電路板，主控制器將命令信號通過輸出信號參數發(fā)送到電機控制電路板，電機控制電路板通過放大并且濾波得到足以驅動編碼電機的電壓信號，電機控制電路板與電機驅動電路板互傳信號，電機驅動電路板與編碼電機相連，編碼電機又將編碼返回到電機控制電路板，電機控制電路板與波形過濾電路板連接，波形過濾電路板與光電傳感器相連。
所述的主控制器為工控機，主要用途是通過軟件進行數據處理，并且可以通過它進行界面操作。
所述的電機控制電路板是晶片定位控制的核心，其主要由單片機電路、電機控制控制電路、模擬信號采集電路組成，單片機電路與主控制器進行通訊，接收主控制器的命令信號，通過輸出信號參數到電機控制電路，控制編碼電機的運行模式及其啟停，并且通過檢測編碼反饋決定電機旋轉角度；模擬信號采集電路主要用來采集波形數據，通過單片機返回給主控制器處理，最終檢測到晶片的缺口位置。
所述的電機控制電路板的單片機電路的芯片采用8751H、電機控制控制電路的芯片采用HCTL-1100、模擬信號采集電路的芯片采用AD7582。
所述的高精度光電傳感器采用光幕傳感器，它由一個發(fā)光管和一個接收器組成。使用光幕傳感器的原因是可以通過它彌補結構上的同心圓誤差，當晶片并不是以絕對同心圓旋轉的時候，可以通過光幕傳感器產生的波形變化率來判別晶片的缺口位置，而在同等條件下，使用單束光的對射式傳感器不能達到要求。
所述的電機驅動電路板用于處理電機控制芯片的輸出信號，通過放大并且濾波得到足以驅動當前電機的電壓信號。
所述的編碼電機采用的光電編碼器每轉輸出500個脈沖，四線制，其編碼的誤差范圍在1/1000以內，通過編碼來控制電機的運行角度，就可以保證晶片在旋轉過程中運動的精度。
所述的波形過濾電路板用來過濾采集到的波形信號，只有光幕傳感器檢測晶片缺口時的波形才可以通過該電路板，這樣，就可以減少大量的數據處理，提高整機的運行效率。
本實用新型具有如下顯著優(yōu)點1.設計了電機控制電路，采用電機控制芯片，通過單片機電路實現電機控制，節(jié)約了大量成本；2.采用編碼電機控制晶片旋轉，運動控制精度很高；3.采用光幕傳感器檢測晶片缺口，可以彌補晶片旋轉時不絕對同心的結構誤差。
4.用波形過濾電路過濾了大量波形數據，減少了數據處理的時間，提高了軟件效率。


圖1為本實用新型的晶片缺口定位控制系統(tǒng)的結構框圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步介紹，但不作為對本發(fā)明新型的限定。
如圖1所示晶片缺口定位控制系統(tǒng)，包括主控制器1、電機控制電路板2、電機驅動電路板3、編碼電機6、光電傳感器5和波形過濾電路板4，主控制器1將命令信號通過輸出信號參數發(fā)送到電機控制電路板2，電機控制電路板2通過放大并且濾波得到足以驅動編碼電機6的電壓信號，電機控制電路板2與電機驅動電路板3互傳信號，電機驅動電路板3與編碼電機6相連，編碼電機6又將編碼返回到電機控制電路板2，電機控制電路板2與波形過濾電路板4連接，波形過濾電路板4與光電傳感器5相連。
如圖2所示，電機控制電路板2主要由單片機電路8751H、電機控制電路HCTL-1100、模擬信號采集電路AD7582組成，單片機電路7的芯片與主控制器1進行通訊，接收主控制器1的命令信號，通過輸出信號參數到電機控制電路8，控制編碼電機6的運行模式及其啟停，并且通過檢測編碼反饋決定電機旋轉角度；模擬信號采集芯片主要用來采集波形數據，通過單片機返回給主控制器1處理，最終檢測到晶片的缺口位置。
技術原理當注入的晶片流程運行到晶片定位時，主控制器1就開始執(zhí)行晶片定位程序。軟件中設置好編碼電機6運行所需的各項參數，通過光纖發(fā)送給晶片缺口定位控制系統(tǒng)，當單片機8751H接收到主控命令時，就會轉到相應的子程序中去執(zhí)行，并且通過電路發(fā)送給電機控制芯片HCTL-1100；HCTL-1100是一個高性能通用電機控制芯片，只要預先輸入模式參數及運動曲線參數，就可以自行輸出信號控制電機的運行模式及速度，因為采用的是編碼電機，通過編碼直接反饋到該芯片，可以任意控制電機的運行方向和距離。
光幕傳感器的使用原理是，通過發(fā)光管對晶片的邊緣照射，接收器在晶片的另一端檢測光信號的變化，當晶片到達晶片臺時，由于結構上的設計誤差導致晶片的圓心可能并不在定位臺圓心上，這種情況下，對射式傳感器是不能滿足要求的。而采用了光幕傳感器之后，當定位臺旋轉時，由晶片擋住光線所產生的波形并是一個振蕩的相對平穩(wěn)的波形，但當晶片旋轉過缺口時，接收器就會感應到光的突變，產生一個高峰值的波形，這樣，通過波形過濾電路板后，單片機得到的僅僅是缺口處波形，從而確定晶片缺口的編碼位置，因此可以控制晶片旋轉到任意角度注入。
權利要求1.晶片缺口定位控制系統(tǒng)，其特征在于包括主控制器、電機控制電路板、電機驅動電路板、編碼電機、高精度光電傳感器和波形過濾電路板，主控制器將命令信號通過輸出信號參數發(fā)送到電機控制電路板，電機控制電路板通過放大并且濾波得到足以驅動編碼電機的電壓信號，電機控制電路板與電機驅動電路板互傳信號，電機驅動電路板與編碼電機相連，編碼電機又將編碼返回到電機控制電路板，電機控制電路板與波形過濾電路板連接，波形過濾電路板與光電傳感器相連。
2.根據權利要求1所述的晶片缺口定位控制系統(tǒng)，其特征在于主控制器為工控機。
3.根據權利要求1所述的晶片缺口定位控制系統(tǒng)，其特征在于所述的電機控制電路板主要由單片機電路、電機控制電路、模擬信號采集電路組成，其中單片機電路與主控制器進行通訊，接收主控制器的命令信號，通過輸出信號參數到電機控制電路，控制編碼電機的運行模式及其啟停，并且通過檢測編碼反饋決定電機旋轉角度；模擬信號采集電路主要用來采集波形數據，通過單片機返回給主控制器處理，最終檢測到晶片的缺口位置。
4.根據權利要求3所述的晶片缺口定位控制系統(tǒng)，其特征在于所述的電機控制電路板的單片機電路的芯片采用8751H、電機控制控制電路的芯片采用HCTL-1100、模擬信號采集電路的芯片采用AD7582。
5.根據權利要求1所述的晶片缺口定位控制系統(tǒng)，其特征在于所述的高精度光電傳感器采用光幕傳感器，它由一個發(fā)光管和一個接收器組成。
專利摘要本實用新型公開了一種晶片缺口定位控制系統(tǒng)，包括主控制器、電機控制電路板、電機驅動電路板、編碼電機、高精度光電傳感器和波形過濾電路板，主控制器將命令信號通過輸出信號參數發(fā)送到電機控制電路板，電機控制電路板通過放大并且濾波得到足以驅動編碼電機的電壓信號，電機控制電路板與電機驅動電路板互傳信號，電機驅動電路板與編碼電機相連，編碼電機又將編碼返回到電機控制電路板，電機控制電路板與波形過濾電路板連接，波形過濾電路板與光電傳感器相連。本實用新型采用電機控制芯片，通過單片機電路實現電機控制，節(jié)約了大量成本；采用編碼電機控制晶片旋轉，運動控制精度很高。
文檔編號H01L21/68GK2890082SQ20062000818
公開日2007年4月18日 申請日期2006年3月17日 優(yōu)先權日2006年3月17日
發(fā)明者王迪平, 孫勇, 劉仁杰, 伍三忠 申請人:北京中科信電子裝備有限公司