CN103681191A - 一种离子注入机宽束均匀性调节装置 - Google Patents

一种离子注入机宽束均匀性调节装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种离子注入机宽束均匀性调节装置。为了解决宽束均匀性难以控制的问题，所述宽束均匀性调节装置包括多灯丝离子源、多缝引出电极板、垂直质量分析器、分析光栏、挡束光拦、基板和固定法拉第阵列；所述多缝引出电极板将等离子体引出并送入垂直质量分析器内，所述垂直质量分析器将离子体分选后送入分析光栏中，该分析光栏具有多条分析缝，在分析光栏的出口处设有挡束光拦,所述固定法拉第阵列使宽带离子束全部进入固定法拉第阵列的法拉第本内；水平往复移动的所述基板位于所述挡束光拦与固定法拉第阵列之间。本发明的光路结构相对简单，宽束均匀性调节操作简便，可靠性高的用于低温多晶硅OLED器件生产线。

Description

一种离子注入机宽束均匀性调节装置
技术领域
本发明涉及一种离子注入机宽束均匀性调节装置，特别涉及一种制造低温多晶硅OLED（有机发光二极管）器件的离子注入机中的宽束均匀性调节装置。
背景技术
现有高世代低温多晶硅OLED（有机发光二极管）器件制造技术中，都采用离子注入技术实现工艺制程中的通道注入，LDD（轻漏极掺杂）离子注入和源/漏极注入，为了满足低温多晶硅的驱动电路的高精确度，离子注入的稳定度与均匀度成为器件成败与否的重要关键。为了达到高均匀度，对于离子注入机提出了高标准要求，特别是束流均匀性，成为考量离子注入机的重要指标。
垂直、宽带离子束的传输相比较于传统的半导体用离子束传输更加困难，其离子光学系统更有特殊性。带电离子的传输跟离子本身的能量有很大关系：离子束在垂直、宽带传输时，由于空间电荷效应的影响，离子束发散严重，导致束流均匀性调节更加困难，因此，如何设计恰当的垂直、宽带离子光学系统和方便快捷的宽束均匀性调节装置以保证离子传输效率和束流品质是低温多晶硅OLED离子注入机设备成功的关键。
目前国内使用的高世代低温多晶硅OLED离子注入机全部依靠进口，还没有实现国产化，而国外对这种技术进行了技术封锁。
发明内容
为了解决宽束均匀性难以控制的问题，本发明结合开发半导体离子注入机的成功经验和技术优势，利用原有的离子光学系统，在保证整机指标功能要求前提下尽量减少光学部件，以缩短传输光路长度，减少传输距离，从而提高系统传输效率；解决宽束均匀性指标以满足大生产线的需求前提下，旨在提供一种离子注入机束流均匀性调节装置,该调节装置的光路结构相对简单，宽束均匀性调节操作简便，可靠性高的用于低温多晶硅OLED器件生产线。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种离子注入机宽束均匀性调节装置，其结构特点是，包括多灯丝离子源、多缝引出电极板、垂直质量分析器、分析光栏、挡束光拦、基板和固定法拉第阵列；所述多缝引出电极板位于多灯丝离子源与垂直质量分析器之间，该多缝引出电极板将多灯丝离子源在离子源腔体内产生的等离子体引出并送入垂直质量分析器内，所述垂直质量分析器将离子体分选后以宽带离子束的形式送入用于调节宽带离子束高度的分析光栏中，该分析光栏具有多条分析缝，在分析光栏的出口处设有调节宽带离子束均匀性的挡束光拦, 所述固定法拉第阵列位于挡束光拦的出口处，该固定法拉第阵列将测量到的宽带离子束各部分束流汇聚成束剖面，使宽带离子束全部进入固定法拉第阵列的法拉第本内；水平往复移动的所述基板位于所述挡束光拦与固定法拉第阵列之间。
所述多灯丝离子源作用是产生等离子体，可根据宽带束的尺寸要求来配置灯丝的数量。
以下为本发明的进一步改进的技术方案：
所述导电板用来分离上下束路径的电位，为了防止空间电位变化，所述垂直质量分析器内设有多条宽带离子束通道，相邻两条宽带离子束通道之间装有非磁性碳制成的导电板，该导电板电气接地。
还包括一均匀性控制器；所述均匀性控制器与调整所述分析光栏的分析缝缝宽的电机相连；所述挡束光拦包括多块挡板，相邻两块挡板之间具有间隙，所述均匀性控制器与驱动所述挡板转动的电机相连。所述分析光栏是用来调节带束的高度，分析缝缝宽可通过电机来调节。所述挡束光拦作用是调节带束的各个部位的高度，用以调节宽束的均匀性，通过一组电机带动挡板对带束的各个部分进行遮挡。所述均匀性控制器作用是根据固定法拉第阵列测得的宽带束各部分的束流大小，调节灯丝电流和挡束光拦的各个挡束块来保证带束束流均匀性。
所述垂直质量分析器为偏转角为70°~90°的磁分析器，由此，所述垂直质量分析器用来分选需要的离子，是通过分析磁场能实现宽束在水平方向上的70°~90°偏转。
所述多缝引出电极板的引出缝位置与所述多灯丝离子源对应，由此，所述多缝引出电极板作用是从多灯丝离子源腔体内引出等离子体，送入磁分析器管路，其引出缝的位置要对应灯丝来配置。
所述均匀性控制器与控制多灯丝离子源灯丝电流大小的控制部件相连。
所述固定法拉第阵列作用是测量宽带束各部分的束流大小，结果送入均匀性控制器，固定法拉第阵列能保证带束全部进入法拉第杯。
藉由上述结构，宽带离子束引出到基板后，均匀性控制器根据固定法拉第阵列测量到宽带束各部分的束流大小来判断整个垂直范围内的束流是否均匀，以宽带束流平均值作为调节参考量，通过灯丝电流和挡束光拦的配合调节来获得宽带束的束流均匀分布，配合基板的水平匀速运动来满足注入工艺的均匀性要求。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用多灯丝离子源，多缝引出电极板，垂直质量分析器，很好地实现了宽范围的宽带离子束的获取，满足了高世代低温多晶硅OLED器件生产线大尺寸基板宽束范围要求。分析光栏改善了束流品质，多灯丝离子源，挡束光拦，固定法拉第阵列，均匀性控制器形成一个闭环系统，很好地解决了宽带束束流均匀性难以控制的问题。做到了光路结构相对简单，束流均匀性控制方便快捷，满足了低温多晶硅OLED器件生产线对离子注入机的均匀性要求。
附图说明
图1是本发明一个实施例的结构原理图；
图2是本发明所述垂直质量分析器的结构示意图；
图3是本发明所述多缝引出电极板的结构示意图；
图4是本发明所述挡束光拦的结构示意图；
图5是本发明所述固定法拉第阵列的结构示意图；
图6是图2的仰视图。
在图中：
1-多灯丝离子源；2-多缝引出电极板；  3-垂直质量分析器；4-分析光栏； 5-挡束光拦；  6-固定法拉第阵列；7-均匀性控制器；8-基板； 9-导电板；  10-宽带离子束。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的实施例。需要说明的是附图序号只表示本实施例的主要零部件，其它没有一一例出。
一种，离子注入机中的宽束均匀性调节装置，主要用于低温多晶硅OLED器件中，如图1所示，由多灯丝离子源1，多缝引出电极板2，垂直质量分析器3，分析光栏4，挡束光拦5，固定法拉第阵列6，均匀性控制器7，基板8，导电板9组成。 
下面以用于低温多晶硅OLED器件生产的离子注入机中的宽束均匀性调节装置为例介绍具体调节过程，多灯丝离子源1在离子源腔体内产生等离子体，多缝引出电极板2在加载一定引出电压下，将等离子体引出，在引出开口的作用下，形成多条宽带离子束10，沿各自光路通道传输到垂直质量分析器3的入口，垂直质量分析器3采用70°磁分析器，在分析磁场作用下实现宽带离子束10在水平方向上的70°偏转，筛选出需要的离子，沿光路进入分析光拦4的各个狭缝，分析光拦4通过电机调节光拦狭缝的宽度，实现对宽带离子束10的高度的调节，达到对离子束的再次优选，从而改善束流品质。改善后的宽带离子束10沿光路经过挡束光拦5直接进入固定法拉第阵列6，固定法拉第阵列6将测量到的宽带离子束10各部分束流汇聚成束剖面，将数据传输给均匀性控制器7，均匀性控制器7根据固定法拉第阵列测得的宽带束各部分的束流大小来判断整个垂直范围内的束流是否均匀，并以宽带束流平均值作为调节参考量，通过多灯丝离子源1灯丝电流和挡束光拦5的配合调节来获得宽带离子束10的束流均匀分布，工艺时配合基板8的水平匀速运动来满足注入工艺的均匀性要求。在整个光路结构上，为防止空间电位变化，上下两条束通道中间安装非磁性碳制成并电气接地的导电板9用来分离上下束路径的电位。
以上所述仅为本发明的实施例，并非用于限定本发明的保护范围，而是用于说明本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (6)

1. 一种离子注入机宽束均匀性调节装置，其特征是，包括多灯丝离子源（1）、多缝引出电极板（2）、垂直质量分析器（3）、分析光栏（4）、挡束光拦（5）、基板（8）和固定法拉第阵列（6）；所述多缝引出电极板（2）位于多灯丝离子源（1）与垂直质量分析器（3）之间，该多缝引出电极板（2）将多灯丝离子源（1）在离子源腔体内产生的等离子体引出并送入垂直质量分析器（3）内，所述垂直质量分析器（3）将离子体分选后以宽带离子束（10）的形式送入用于调节宽带离子束（10）高度的分析光栏（4）中，该分析光栏（4）具有多条分析缝，在分析光栏（4）的出口处设有调节宽带离子束（10）均匀性的挡束光拦（5）,所述固定法拉第阵列（6）位于挡束光拦（5）的出口处，该固定法拉第阵列（6）将测量到的宽带离子束（10）各部分束流汇聚成束剖面，使宽带离子束（10）全部进入固定法拉第阵列（6）的法拉第本内；水平往复移动的所述基板（8）位于所述挡束光拦（5）与固定法拉第阵列（6）之间。
2. 根据权利要求1所述离子注入机宽束均匀性调节装置，其特征是，所述垂直质量分析器（3）内设有多条宽带离子束（10）通道，相邻两条宽带离子束（10）通道之间装有非磁性碳制成的导电板（9），该导电板（9）电气接地。
3. 根据权利要求1所述离子注入机宽束均匀性调节装置，其特征是，还包括一均匀性控制器（7）；所述均匀性控制器（7）与调整所述分析光栏（4）的分析缝缝宽的电机相连；所述挡束光拦（5）包括多块挡板，相邻两块挡板之间具有间隙，所述均匀性控制器（7）与驱动所述挡板转动的电机相连。
4. 根据权利要求1所述离子注入机宽束均匀性调节装置，其特征是，所述垂直质量分析器（3）为偏转角为70°~90°的磁分析器。
5. 根据权利要求1所述离子注入机宽束均匀性调节装置，其特征是，所述多缝引出电极板（2）的引出缝位置与所述多灯丝离子源（1）对应。
6. 根据权利要求3所述离子注入机宽束均匀性调节装置，其特征是，所述均匀性控制器（7）与控制多灯丝离子源（1）灯丝电流大小的控制部件相连。
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