离子注入装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及使质量分离了的离子束对基板照射进行离子注入的质量分离型离子注入装置。在具备接收来自质量分离电磁铁（１７）的离子束（１）、分选所希望的离子并使其通过的分离狭缝（２０）的离子注入装置（１０）中，分离狭缝（２０）以使离子束（１）通过的缝隙形状是可变的方式构成。此外，离子注入装置（１０）具备可变狭缝（３０），其配置在引出电极系统（１５）和质量分离电磁铁（１７）之间，形成离子束（１）通过的缝隙，该可变狭缝（３０）以遮蔽从离子源（１２）引出的离子束（１）的一部分的方式可变地构成缝隙形状。该离子注入装置（１０）具备分离狭缝（２０）可变狭缝（３０）的双方也可，具备任一方也可。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种质量分离型的离子注入装置，其使包含从离子源引 出的所希望离子种的离子束在磁场中通过从而质量分离，将质量分离了 的离子束对基板照射从而进行离子注入。
技术介绍
在半导体基板或液晶面板用玻璃基板上形成薄膜晶体管(TFT)的 工序中，为了对硅或硅薄膜进行注入杂质的离子注入，使用离子注入装 置。对基板注入的离子种有磷(P)和硼(B)等，将包含这些的原料气 体对离子源进行供给并等离子化，将从等离子体中引出并加速了的剖面 长方形状的带状离子束对基板照射进行离子注入。由于上述原料气体使用以氢稀释磷化氢(PH3)或乙硼烷(B2H6)等而成的原料，所以当将从离子源引出的离子束原样地注入基板时，除了应 该注入的P离子种(PHx)或B离子种(B2Hx)之外，氬离子等不需要的离 子种也被注入。为了去除像这样不需要的离子种，已知有一种质量分离 型的离子注入装置，其通过对从离子源引出的离子束进行质量分离从而 分选所希望的离子种并向基板照射(例如，参照下述专利文献l、 2)。这种质量分离型离子注入装置，具备使从离子源引出的离子束通 过的质量分离电磁铁；和接收通过了该电磁铁的离子束的狭缝。例如， 在专利文献l中公开的狭缝，如图1A所示，是在狭缝板62上形成了孔穴 63的狭缝。在专利文献2中公开的狭缝，如图1B所示，是在离子束的厚 度方向(离子束剖面的横向方向)的两侧相向配置的能够调整其间隔的 一对狭缝板64、 64。因为离子在同样的磁场中移动时，在依赖于其电荷和质量的曲率半 径上进行旋转运动，所以使离子束通过质量分离电磁铁，利用在预测的 所希望的离子种在通过后到达的轨道上配置狭缝，从而能够进行离子种 的质量分离。专利文献l:日本专利申请公开平11-339711号公报专利文献2:日本专利申请公开2005-327713号公才艮从以前开始制造了很多质量分离型离子注入装置用于半导体制造， 而不是液晶面板制造。在半导体制造用途中，由于基板大小最多就是 300mm左右，所以只要是不扫描基板而一次注入的话，离子束的大小也 是同等程度即可。但是，在需要离子注入工序的液晶面板制造用的玻璃 基板中，现在有最大是730mmx920mm的基板。在这样大小的基板的情 况下，即使在基板的纵向方向上扫描也要求离子束的宽度方向(离子束 剖面的纵向方向)的尺寸是800mm左右。由于进行质量分离的质量分离 电磁铁的磁极在离子束的宽度方向的两侧相向配置，所以在对具有上述 那样的束宽度为800mm左右的尺寸的离子束进行质量分离的情况下，也 需要质量分离电磁铁的磁极间隔为800mm以上。考虑到迄今为止，半导体制造用途或加速器用途所使用的电磁铁的 磁极间隔最大也只有数百m m左右，需要离子注入工序的液晶面板制造 用途的质量分离电；兹铁的磁极间隔非常大。在这样大的磁极间隔内形成 磁场的情况下，在离子束通过的全区域中形成同样的磁场是非常困难 的。因此，在使离子束通过扩大了磁极间隔的电磁铁内时，由于其^f兹场 均匀性的不完美，离子束依赖于通过的位置，离子在磁极间隔内所受到 的磁场的强度和方向发生不同。在使剖面长方形状的离子束通过磁场均匀性不完美的区域中时，存 在输出的离子束的电流密度分布产生不均匀、离子束剖面形状由长方形 变形为扭曲形状的倾向。例如，因为在f兹极间形成的,兹场在靠近i兹才及的 位置具有强倾斜度，所以如图2所示，有离子束剖面形状从长方形扭曲 为" < "字形的倾向。这是因为通过强磁场部分的离子所承受的洛伦兹力 比通过弱磁场部分的离子所承受的洛伦兹力强。再有，离子束的扭曲形 状根据所使用的电磁铁的形态、规格、磁场的施加方式等是各种各样的， 并不一定变形为"〈"字形，也有时变形为逆"〈"字形或其他形状。由于离子束形状像这样扭曲，所以如图1A所示，当使上述那样的 " < "字形的离子束通过作为狭缝在狭缝板上形成的孔穴时，溢出狭缝的 部分^皮遮蔽而不能通过，产生电流损失的问题。此外，当使用如图1B所示那样的能够调整间隔的一对狭缝板，为了 降低电流损失(换句话说时为了增加离子束电流量)而增大狭缝间隔时， 有离子的质量分离分辨能力下降的问题。此外，作为形成消除电流密度分布的不均匀或消除离子束形状的扭 曲的比较相同的磁场的方法，也可以考虑使电磁铁的磁极作为可动型的 多极磁极来最优化磁极形状的方法。但是，由于通常磁极以纯铁或低碳素钢制作，重量从数100kg到接近lton，所以当对这样的磁极附加调整机 构时有成本增大的问题。
技术实现思路
本专利技术正是鉴于上述问题而做成的，其目的是提供一种在离子的质 量分离时能够维持高质量分离分辨能力并且还能够降低电流损失的离 子注入装置。此外，其目的在于提供一种能够降低离子束的电流密度分 布的不均匀而谋求均匀化的离子注入装置。为了解决上述课题，本专利技术的离子注入装置采用以下单元。 (1 )本专利技术的离子注入装置，具备离子源，使包含应注入基板 的所希望离子种的等离子体发生；引出电极系统，从该离子源的等离子 体中引出包含上述所希望的离子种的剖面长方形状的离子束；质量分离 电磁铁，使引出的上述离子束向其厚度方向一侧弯曲并质量分离，导出 包含所希望的离子种的离子束；以及分离狭缝，接收来自该质量分离电 磁铁的离子束，分选上述所希望的离子并使其通过，使通过了上述分离 狭缝的离子束照射基板进行离子注入，该离子注入装置其特征在于，上 述分离狭缝以使离子束通过的缝隙形状是可变的方式构成。这样，因为分离狭缝以使离子束通过的缝隙形状是可变的方式构 成，所以配合通过了质量分离电磁铁的离子束的扭曲的离子束形状，能 够使其缝隙形状变化。例如，相对于上述的"〈"字形的离子束能够成为 同样的"〈"字形的缝隙形状。因此，能够在维持高质量分解分辨能力的 同时降低电流损失。 ，(2)本专利技术的离子注入装置，具备离子源，使包含应注入基板 的所希望离子种的等离子体发生；引出电极系统，从该离子源的等离子 体中引出包含上述所希望的离子种的剖面长方形状的离子束；质量分离 电磁铁，使引出的上述离子束向其厚度方向一侧弯曲并质量分离，导出 包含所希望的离子种的离子束；以及分离狭缝，接收来自该质量分离电 磁铁的离子束，分选上述所希望的离子并使其通过，使通过了上述分离 狭缝的离子束照射基板进行离子注入，该离子注入装置其特征在于，具备可变狭缝，配置在上述引出电极系统和上述质量分离电磁铁之间， 形成上述离子束通过的缝隙，该可变狭缝以遮蔽从上述离子源引出的离 子束的一部分的方式可变地构成上述缝隙形状。这样，因为具备可变狭缝，以遮蔽从上述离子源引出的离子束的一 部分的方式可变地构成上述狭缝形状，所以能够遮蔽预测为在通过质量 分离电磁铁后电流密度相对变高的部分，通过预先将其除去能够降低通 过质量分离电磁铁后的离子束的电流密度分布的不均匀从而谋求均匀 化。(3) 本专利技术的离子注入装置，具备离子源，使包含应注入基板 的所希望离子种的等离子体发生；引出电极系统，从该离子源的等离子 体中引出包含上述所希望的离子种的剖面长方形状的离子束；质量分离 电磁铁，使引出的上述离子束向其厚度方向一侧弯曲并质量分离，导出 包含所希望的离子种的离子束；以及分离狭缝，接收来自该质量分离电 磁铁的离子束，分选上述所本文档来自技高网...

【技术保护点】
本专利技术的离子注入装置，具备：离子源，使包含应注入基板的所希望离子种的等离子体发生；引出电极系统，从该离子源的等离子体中引出包含上述所希望的离子种的剖面长方形状的离子束；质量分离电磁铁，使引出的上述离子束向其厚度方向一侧弯曲并质量分离，导出包含所希望的离子种的离子束；以及分离狭缝，接收来自该质量分离电磁铁的离子束，分选上述所希望的离子并使其通过，其中，使通过了上述分离狭缝的离子束照射基板进行离子注入，该离子注入装置其特征在于，　上述分离狭缝以使离子束通过的缝隙形状是可变的方式构成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：中本一朗，宝来宽，袖子田龙也，吉田昌弘，
申请(专利权)人：株式会社IHI，
类型：发明
国别省市：JP[日本]