一种大面积靶片用离子注入设备制造技术

本实用新型专利技术提供一种大面积靶片用离子注入设备，包括有依次相连接的束流发生装置、离子注入机构、真空锁和设备前端传输模组；束流发生装置包括沿离子束传输方向依次相连接的离子源腔体、前拓展腔体、后拓展腔体、中间段腔体和准直腔体；离子源腔体中沿离子束传输方向依次设置有离子源、引出电极和分析磁场组件；前拓展腔体中设置有拓展磁铁组件；准直腔体中设置有准直磁铁组件；离子源腔体、前拓展腔体、后拓展腔体、中间段腔体和准直腔体的高度呈增大的趋势、宽度呈减小的趋势。本方案能够得到所需的极高有效高度的离子束，同时设备整体结构设计合理，有助于提高工艺品质、提高工艺效率、降低工艺成本。降低工艺成本。降低工艺成本。

【技术实现步骤摘要】
一种大面积靶片用离子注入设备


[0001]本技术属于半导体器件制造
，具体涉及一种大面积靶片用离子注入设备。

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。在目前的电子工业中，离子注入已成为半导体工艺及微电子工艺中的一项重要的掺杂技术。例如对于液晶显示屏中采用的薄膜晶体管(Thinfilmtransistors)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靶片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，大面积靶片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，离子注入设备对离子注入工艺的品质及效率起着决定性的作用，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、工作及维护效率均较高且成本相对较低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，本技术提供一种大面积靶片用离子注入设备，解决目前无法获得有效高度较高同时密度较大且均匀的带状离子束的难题，以及尚未有企业设计出高效、低成本的具体设备结构的情况，填补现有技术的空缺。
[0006]依据本技术的技术方案，本技术提供一种大面积靶片用离子注入设备，包括有依次相连接的束流发生装置、离子注入机构、真空锁和设备前端传输模组；束流发生装置包括沿离子束传输方向依次相连接的离子源腔体、前拓展腔体、后拓展腔体、中间段腔体和准直腔体，准直腔体末端与离子注入机构相连接；离子源腔体中沿离子束传输方向依次设置有离子源、引出电极和分析磁场组件；前拓展腔体中设置有拓展磁铁组件；准直腔体中设置有准直磁铁组件；在沿离子束传输方向上，离子源腔体、前拓展腔体、后拓展腔体、中间段腔体和准直腔体的高度呈增大的趋势、宽度呈减小的趋势。
[0007]进一步地，离子源腔体、前拓展腔体、后拓展腔体、中间段腔体和准直腔体的高度沿其中心线呈上下对称设置，后拓展腔体、中间段腔体和准直腔体的宽度沿其中心线呈左右对称设置；离子源腔体、前拓展腔体、后拓展腔体、中间段腔体和准直腔体均在下方设置有台架从而分别架设在对应的高度位置。
[0008]优选地，离子源腔体和前拓展腔体的长度方向之间形成有10度至30度的夹角。
[0009]优选地，准直腔体的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，准直磁铁组件设置于准直腔体中间较窄处。
[0010]进一步地，在准直腔体沿离子束传输方向的下游侧设置有淹没式等离子体枪以及第一离子束检测器，第一离子束检测器连接有控制其是否阻挡离子束的移动机构和/或转动机构。
[0011]优选地，离子注入机构的工艺腔体呈扁长方体形，且该扁长方体面积较大的平面与离子束传输方向之间形成60度至120度的夹角。
[0012]优选地，真空锁呈扁长方体形，且宽度与离子注入机构的工艺腔体一致。
[0013]进一步地，在离子源腔体和前拓展腔体之间设有第一门阀；第一门阀的形状为沿从离子源腔体至前拓展腔体的方向上截面高度逐渐增加。
[0014]进一步地，离子源为并排设置的多个；拓展磁铁组件中具有多组拓展磁铁，拓展磁铁的组数与离子源的个数相同，每组拓展磁铁的位置均分别与一个离子源产生的离子束的两侧相对应；准直磁铁组件位于多个离子源产生的多条离子束经分析磁场组件偏转后的交汇处。
[0015]进一步地，真空锁包括并排设置的两个，两个真空锁用于交替地上载或下载靶片；设备前端传输模组内部具有前端大气机械手，设备前端传输模组外侧放置有靶片盒，设备前端传输模组用于在大气环境中在真空锁和靶片盒之间传输靶片。
[0016]与现有技术相比较，本技术的大面积靶片用离子注入设备的有益技术效果如下：
[0017]1、本技术的大面积靶片用离子注入设备将多个离子源进行组合，通过偏转、筛选、扩展和准直等过程，得到了所需的极高的有效高度的平行带状离子束，且离子束的束流宽度较小、离子密度较高且均匀度较好，实现了对大面积靶片进行高剂量且均匀的离子注入的需要；同时设备整体结构设计巧妙合理，内部真空腔室体积较小且与离子束传输情况相匹配，能够较佳地实现此工艺过程，并且便于抽真空、破真空、检修维护等等操作的进行，有助于提高工艺品质、提高工艺效率、降低工艺成本，极大提升了离子注入产品的成品率。
[0018]2、本技术的大面积靶片用离子注入设备采用多段腔体相连接的结构，基于各功能部件的作用、位置、体积等进行整体统筹优化设计，从而实现了高效的工艺及维护过程，能够确保关键位置的气密性，并且腔体部件便于加工和运输。
[0019]3、本技术的大面积靶片用离子注入设备的准直腔体的内部空间呈沙漏状，与离子束的路径相匹配，有助于进一步减小真空腔室体积以及缩小所得到的带状离子束的宽度。
附图说明
[0020]图1是本技术一实施例的离子注入设备整体结构示意图。
[0021]图2是本技术一实施例的束流发生装置的立体结构示意图。
[0022]图3是图2所示束流发生装置部分结构的主视图。
[0023]图4是图3中A
‑
A面的剖视图。
[0024]图5是图2所示结构中离子源腔体及第一门阀处的纵截面剖视示意图。
[0025]图6是本技术又一实施例中的离子注入机构及真空锁部分的结构示意图。
[0026]图7是第一扫描机械手的结构示意图。
[0027]图中附图标记说明如下：
[0028]1、束流发生装置；11、离子源腔体；111、离子源；112、引出电极；113、分析磁场组件；114、电极平移机构；115、电极固定架；116、离子源供能供料装置；12、前拓展腔体；121、拓展磁铁组件；13、后拓展腔体；131、拓展挡板；14、中间段腔体；15、准直腔体；151、准直磁铁组件；152、淹没式等离子体枪；153、第一离子束检测器；16、第一门阀；17、第二门阀；18、台架；19、检修窗；
[0029]2、离子注入机构；21、第一扫描机械手；211、扫描机械手连接部；212、扫描扫描静电吸附臂；22、第二扫描机械手；23、第二离子束检测器；24、第一线轨；25、第二线轨；26、第三离子束检测器；
[0030]3、真空锁；31、第一真空锁；32、第二真空锁；311、内侧门阀；312、外侧门阀；
[0031]4、设备前端传输模组；41、前端大气机械手；
[0032]5、靶片盒；
[0033]T、靶片。
具体实施方式
[0034]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、完本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大面积靶片用离子注入设备，其特征在于，包括有依次相连接的束流发生装置、离子注入机构、真空锁和设备前端传输模组；束流发生装置包括沿离子束传输方向依次相连接的离子源腔体、前拓展腔体、后拓展腔体、中间段腔体和准直腔体，准直腔体末端与离子注入机构相连接；离子源腔体中沿离子束传输方向依次设置有离子源、引出电极和分析磁场组件；前拓展腔体中设置有拓展磁铁组件；准直腔体中设置有准直磁铁组件；在沿离子束传输方向上，离子源腔体、前拓展腔体、后拓展腔体、中间段腔体和准直腔体的高度呈增大的趋势、宽度呈减小的趋势。2.如权利要求1所述的大面积靶片用离子注入设备，其特征在于，离子源腔体、前拓展腔体、后拓展腔体、中间段腔体和准直腔体的高度沿其中心线呈上下对称设置，后拓展腔体、中间段腔体和准直腔体的宽度沿其中心线呈左右对称设置；离子源腔体、前拓展腔体、后拓展腔体、中间段腔体和准直腔体均在下方设置有台架从而分别架设在对应的高度位置。3.如权利要求1所述的大面积靶片用离子注入设备，其特征在于，离子源腔体和前拓展腔体的长度方向之间形成有10度至30度的夹角。4.如权利要求1所述的大面积靶片用离子注入设备，其特征在于，准直腔体的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，准直磁铁组件设置于准直腔体中间较窄处。5.如权利要求4所述的大面积靶片用离子注入设备，其特征在于，在准直腔体沿离子束传输方向的下游侧设...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈维，宋开轮，
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：