一种多离子源协同的离子注入系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种多离子源协同的离子注入系统，属于半导体器件制造技术领域，其包括有依次相连的离子源组合单元、离子束质量和电荷比值分析磁场单元、拓展磁铁组合单元和准直磁铁组合单元；离子源组合单元中包括有并排设置的若干个离子源装置；拓展磁铁组合单元中包括有若干组拓展磁铁，每组拓展磁铁的位置均分别与一个离子源装置产生的离子束的两侧相对应；在拓展磁铁朝向离子束行进方向下游的一侧延伸设置有拓展挡板；准直磁铁组合单元位于若干条离子束的交汇处。本方案得到了所需的极高有效高度的平行带状离子束，同时通过设置拓展挡板进一步对离子束形状进行限制调整，保证输出的离子束的宽度符合要求，有助于提高离子注入工艺的均匀性。注入工艺的均匀性。注入工艺的均匀性。

【技术实现步骤摘要】
一种多离子源协同的离子注入系统


[0001]本技术属于半导体器件制造
，具体涉及一种多离子源协同的离子注入系统。

技术介绍

[0002]离子注入是指当真空中有一束离子束射向一块固体材料(靶片)后，受到固体材料的抵抗而速度慢慢减低下来，并最终停留在固体材料中的工艺过程。例如对于液晶显示屏中采用的薄膜晶体管阵列基板，其需要将平板玻璃作为靶片，在其上进行离子注入。
[0003]目前液晶显示屏中采用的平板玻璃所需的离子注入剂量大，例如为10
15
/cm2，靶片的面积也较大，例如宽2200mm、长2500mm的长方形。目前的离子注入机只能做到有效高度为1500mm的符合要求离子束，大面积平板玻璃的离子注入已成为阻碍平板显示等半导体电子行业技术发展、困扰国内外企业的重要技术难题。
[0004]此外，离子注入系统对离子注入工艺的效果起着决定性的作用，其中用于形成离子束的部分尤为重要且设计难度较大，需要保证离子束直立性较佳、离子束宽度较小，因此同时需要对设备整体进行优化改良，形成与工艺相适配的新型设备结构方案。

技术实现思路

[0005]基于现有技术中存在的问题，本技术提供一种多离子源协同的离子注入系统，解决对大面积平板玻璃进行离子注入工艺的难题，同时改善带状离子束宽度不理想的情况，提高离子束的品质，从而提高工艺效果。
[0006]依据本技术的技术方案，本技术提供一种多离子源协同的离子注入系统，包括有依次相连接的离子源组合单元、离子束质量和电荷比值分析磁场单元、拓展磁铁组合单元和准直磁铁组合单元；离子源组合单元中包括有并排设置的若干个离子源装置；拓展磁铁组合单元中包括有若干组拓展磁铁，每组拓展磁铁的位置均分别与一个离子源装置产生的离子束的两侧相对应；在拓展磁铁朝向离子束行进方向下游的一侧延伸设置有拓展挡板，拓展挡板与对应的拓展磁铁位于同一平面；每组拓展磁铁的两个拓展挡板在末端的间隙宽度等于所需离子束的宽度；准直磁铁组合单元位于若干个离子源装置产生的若干条离子束经离子束质量和电荷比值分析磁场单元偏转后的交汇处。
[0007]优选地，相邻两组拓展磁铁的拓展挡板之间所成的角度为3度至5度。
[0008]优选地，离子源组合单元的腔体长度方向和拓展磁铁组合单元的腔体长度方向之间所成的角度为10度至30度。
[0009]进一步地，在离子源装置的输出侧设置有离子引出电极组，离子引出电极组上设有电极平移机构及控制器，用于调整离子引出电极组与离子源装置的输出端之间的距离。
[0010]进一步地，在离子束质量和电荷比值分析磁场单元与拓展磁铁组合单元之间设有离子源门阀；离子源门阀包括有门阀腔，门阀腔的形状为沿离子束行进方向截面高度逐渐增加；门阀腔的上方密封连接有用于容纳阀板的阀板腔；阀板腔上方设置有气缸，气缸的活
塞杆末端朝下、穿过阀板腔顶壁后与阀板相连接。
[0011]优选地，阀板在朝向离子束质量和电荷比值分析磁场单元的一侧面上设置有离子接收板。
[0012]优选地，准直磁铁组合单元的腔体内部空间呈两端较宽、中间较窄的沙漏形，且为两端向中间逐渐缩小；准直磁铁组合单元的腔体中间较窄处设置有准直磁铁组件；准直磁铁组合单元的腔体沿离子束传输方向的下游侧设置有等离子体流枪以及束流检测装置。
[0013]在一实施例中，离子源装置为并排设置的三个。
[0014]优选地，在拓展磁铁组合单元以及准直磁铁组合单元的腔体外部侧面设置有台阶，台阶为钢结构支架，台阶下方具有容纳空间；台阶上方设置有梯子，梯子延伸至离子注入系统腔体的顶部；离子注入系统腔体的顶部还设置有可开启和密封关闭的检修窗，并在检修窗的周围区域铺设有防滑踏板。
[0015]进一步地，还包括依次相连接的注入模块、加载互锁模块和大气传输模块，准直磁铁组合单元的输出端与注入模块的输入端相连接；注入模块用于对平板玻璃进行扫描移动以完成离子注入；加载互锁模块用于上载或下载平板玻璃；大气传输模块用于在大气环境中传输平板玻璃。
[0016]与现有技术相比较，本技术的多离子源协同的离子注入系统的有益技术效果如下：
[0017]1、本技术的多离子源协同的离子注入系统将多个离子源装置进行组合，通过偏转、筛选、扩展和准直等作用，得到了所需的极高的有效高度(例如2200mm以上)的平行带状离子束，能够实现对大面积平板玻璃进行高剂量且均匀的离子注入，同时通过设置拓展挡板进一步对离子束形状进行限制调整，保证输出的离子束的宽度符合要求，从而有助于提高离子注入工艺的均匀性。
[0018]2、本技术的多离子源协同的离子注入系统中，拓展挡板之间夹角设为较小的3
‑
5度，多条离子束接近平行，从而在较远处交汇后，位于两侧边缘的两条离子束之间的夹角也控制在较小范围内，保证离子束直立性较佳、束流宽度较小、离子密度较大。
[0019]3、本技术的多离子源协同的离子注入系统优选采用三个离子源装置，在满足目前工艺离子束的离子剂量要求的情况下，保证经济性，以及离子注入系统的占地面积较小，实用价值较高。
附图说明
[0020]图1是本技术一实施例的局部结构示意图。
[0021]图2是图1所示结构的立体剖视示意图。
[0022]图3是本技术一实施例的离子源组合单元及离子束质量和电荷比值分析磁场单元部分的剖视示意图。
[0023]图4是图1所结构的立体示意图。
[0024]图5是图4所示结构另一角度的立体示意图。
[0025]图6是本技术一实施例离子注入系统的整体结构示意图。
[0026]图中附图标记说明如下：
[0027]1、离子束形成模块；11、离子源组合单元；111、离子源装置；112、离子引出电极；
113、供能供料装置；114、电极平移机构；115、电极固定架；12、离子束质量和电荷比值分析磁场单元；13、拓展磁铁组合单元；131、拓展磁铁；132、拓展挡板；14、准直磁铁组合单元；141、准直磁铁组；142、等离子体流枪；143、束流检测装置；15、离子源门阀；151、门阀腔；152、阀板；153、气缸；154、阀板腔；155、离子接收板；161、台阶；162、梯子；163、围栏；164、检修窗；165、防滑踏板；
[0028]2、注入模块；
[0029]3、加载互锁模块；
[0030]4、大气传输模块；
[0031]5、平板玻璃盒。
具体实施方式
[0032]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术方案的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术方案的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。另外，不应当将本技术的保护范围仅仅限制至下述具体结构或部件或具体参数。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多离子源协同的离子注入系统，其特征在于，包括有依次相连接的离子源组合单元、离子束质量和电荷比值分析磁场单元、拓展磁铁组合单元和准直磁铁组合单元；离子源组合单元中包括有并排设置的若干个离子源装置；拓展磁铁组合单元中包括有若干组拓展磁铁，每组拓展磁铁的位置均分别与一个离子源装置产生的离子束的两侧相对应；在拓展磁铁朝向离子束行进方向下游的一侧延伸设置有拓展挡板，拓展挡板与对应的拓展磁铁位于同一平面；每组拓展磁铁的两个拓展挡板在末端的间隙宽度等于所需离子束的宽度；准直磁铁组合单元位于若干个离子源装置产生的若干条离子束经离子束质量和电荷比值分析磁场单元偏转后的交汇处。2.如权利要求1所述的多离子源协同的离子注入系统，其特征在于，相邻两组拓展磁铁的拓展挡板之间所成的角度为3度至5度。3.如权利要求1所述的多离子源协同的离子注入系统，其特征在于，离子源组合单元的腔体长度方向和拓展磁铁组合单元的腔体长度方向之间所成的角度为10度至30度。4.如权利要求1所述的多离子源协同的离子注入系统，其特征在于，在离子源装置的输出侧设置有离子引出电极组，离子引出电极组上设有电极平移机构及控制器，用于调整离子引出电极组与离子源装置的输出端之间的距离。5.如权利要求1所述的多离子源协同的离子注入系统，其特征在于，在离子束质量和电荷比值分析磁场单元与拓展磁铁组合单元之间设有离子源门阀；离子源门阀包括有门阀腔，门阀腔的形状为沿离子束行进方向截面高度逐渐增加；门阀腔的上方密封连接有用于容纳阀板的阀板腔；阀板腔上方设置有...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈维，蔡春强，
申请(专利权)人：浙江鑫钰新材料有限公司，
类型：新型
国别省市：