[发明专利]离子注入装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种离子注入装置。

背景技术

薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)是目前液晶显示装置(Liquid Crystal Display，LCD)和有机电致发光显示装置(Organic Light-Emitting Diode，OLED)中的主要驱动元件，直接关系到高性能平板显示装置的发展方向。TFT器件制作在器件层中，其主要结构包括：有源区、源极、漏极和栅极，在TFT器件制造过程中，需要多次使用离子注入装置进行离子注入制程，例如：离子注入形成多晶硅层，多晶硅层可用于刻蚀形成所述有源区，以及在有源区的两侧中离子注入形成源极和漏极接触区等，每个工序中离子注入的能量是不同的，而且离子注入时只需要在预定的位置进行注入，其他位置则需要用光刻胶(Photoresist，PR)进行覆盖，以防止离子的注入损伤半导体器件的功能。

如图1所示，通常离子注入装置包括：离子源系统、真空系统、引出系统、及设置有法拉第杯3和靶片的靶室，所述真空系统为所述的离子源系统、所述的引出系统及靶室提供真空条件，所述的离子源系统是用于生成欲注入至基板或晶片的离子的部分，是将气体离子化为等离子状态的部分；所述引出系统包括引出电极结构1、分析筛选结构，所述分析筛选结构包括分析筛选板2、磁场源、以及控制装置，所述引出电极结构1用于提供引出电压V，使所述离子源系统产生的离子沿着一定的方向运动而形成离子束，所述磁场源用于提供筛选磁场B’，根据法拉第电磁感应原理，由于不同离子在筛选磁场B’内所受到的作用力不同而将分别沿不同角度发生偏转，因此可在所述筛选磁场B’内被区分开，所述控制装置通过控制所述筛选磁场B’的场强，来控制所施加于所述离子束上的力的大小，进而控制离子束的运动方向，然后所需要的离子束经由分析筛选板2的筛选后引出，法拉第杯3位于穿过所述分析筛选板2的离子束的运动方向上，用于接受离子束的冲击并且检测所述离子束的属性。

在高剂量的离子注入制程中，由于需要使用大电流对涂有光刻胶的玻璃基板进行离子轰击；致使光刻胶中的水汽受到离子轰击后的热效应，会从玻璃基板中挥发出来；从而造成在离子植入过程中制程腔体的真空度会变差；使得离子束的中性化比率变大；造成离子束路径的等电位线变化，引起离子束出现轰击引出电极的状况，造成装置为了保护引出电源，互锁开关将离子束产生电源关闭的状况，生产程序由此被迫中断。

发明内容

本发明的目的在于提供一种离子注入装置，具有二次引出电极结构，能够引导离子束轰击在特定区域，同时可改善由于真空度变差而导致离子束发散的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种离子注入装置，包括离子源系统、引出系统、及设置有法拉第杯的靶室；

所述引出系统包括一次引出电极结构、分析筛选结构、及二次引出电极结构；

所述一次引出电极结构用于使所述离子源系统产生的离子沿着一定的方向运动而形成离子束，分析筛选结构包括具有引出缝的分析筛选板，离子源系统产生的离子经由所述一次引出电极结构作用而沿着一定的方向进行加速运动后，再通过分析筛选板的引出缝进行筛选后引出；

所述法拉第杯位于穿过所述分析筛选板的离子束的运动方向上，用于接受离子束的冲击并且检测所述离子束的属性；

所述二次引出电极结构包括二次引出电源、位于所述分析筛选板面向法拉第杯一侧并连接二次引出电源的第一引出电极、及位于所述法拉第杯远离分析筛选板一侧并连接二次引出电源的第二引出电极，其中，第一、第二引出电极分别连接二次引出电源的正负两电极中不同的一个，所述二次引出电极结构用于构成一个具有特定指向方向的平行电场，引导经过分析筛选结构的离子束轰击在特定区域；

所述第一引出电极包括对应位于所述引出缝两侧的两电极板，所述两电极板为并联连接，具有等电位，在使用时为平行设置，用于对穿过所述分析筛选板的离子束起到收缩作用。

所述第一引出电极还包括位于所述两电极板之间并对应位于所述引出缝两侧的两第一石墨防护板、分别连接设于所述两电极板下方的两绝缘管、分别连接设于所述两绝缘管下方的两旋转头、将两电极板与所述二次引出电源进行连接的第一电源线、及用于对所述两电极板进行冷却的冷却水管道；

所述绝缘管和旋转头共同用于使得对应的电极板在0-10度范围内旋转；

所述离子注入装置在使用时，所述冷却水管道内通入的冷却水为去离子水，该冷却水的电阻值大于16兆欧，温度在20-23℃之间。

所述电极板的材料为铝合金。