CN107346724A - 离子注入设备和离子注入方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种离子注入设备和离子注入方法。本发明设计离子注入设备包括掩膜板，掩膜板设置有开口区，在离子掺杂工艺中，掩膜板设置于承载待掺杂基板的预定工位的上方，掩膜板的开口区与待掺杂基板的掺杂区对齐，使得离子通过开口区注入掺杂区。基于此，本发明能够简化离子掺杂工序，提高生产效率低下，且降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及离子掺杂技术领域，具体涉及一种离子注入设备和离子注入方法。
背景技术
低温多晶硅薄膜晶体管(Low Temperature Polycrystalline Silicon ThinFilm Transistor,LTPS-TFT)具有高载流子迁移率与高输出电流等特性，常用于高分辨率显示器上。在LTPS-TFT的制程工艺中，有源层需要进行离子掺杂以形成掺杂区域。由于离子运动具有多向性，因此需要借助光刻胶工艺遮挡非掺杂区，才能将离子精确的注入到预定的掺杂区。但是，光刻胶工艺需要涂布光阻、曝光、光阻刻蚀以及显影等多道制程，工序复杂，导致生产效率低下，且生产成本较高。
发明内容
鉴于此，本发明提供一种离子注入设备和离子注入方法，能够简化离子掺杂工序，提高生产效率低下，且降低生产成本。
本发明一实施例的离子注入设备，包括掩膜板、第一传送装置以及相连接的离子产生机构和制程腔室，所述离子产生机构用于产生离子，所述制程腔室中设置有预定工位，第一传送装置用于将待掺杂基板传送至预定工位，掩膜板设置于预定工位的上方，掩膜板设置有开口区，开口区用于与待掺杂基板的掺杂区对齐，使得离子通过开口区注入掺杂区。
本发明一实施例的离子注入方法，包括：
第一传送装置将待掺杂基板传送至制程腔室中的预定工位；
提供一掩膜板并将所述掩膜板设置于预定工位的上方，其中掩膜板的开口区与待掺杂基板的掺杂区对齐；
离子产生机构产生离子，使得离子通过掩膜板的开口区注入待掺杂基板的掺杂区。
有益效果：本发明设计在待掺杂基板上方设置掩膜板，将掩膜板的开口区与待掺杂基板的掺杂区对齐，即可将离子通过开口区精确注入掺杂区，无需光刻胶工艺的多道制程，从而能够简化离子掺杂工序，提高生产效率低，并且掩膜板相比较于光刻胶工艺的成本更低，因此能够降低生产成本。
附图说明
图1是本发明一实施例的离子注入设备的结构示意图；
图2是图1所示的汇聚磁场机构调整离子运动方向的示意图；
图3是本发明一实施例的离子注入方法的流程示意图；
图4是本发明一实施例的对位机构的结构示意图；
图5是本发明另一实施例的离子注入方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明所提供的各个示例性的实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。在不冲突的情况下，下述各个实施例及其技术特征可以相互组合。并且，本发明下文各个实施例所采用的方向性术语，例如“上”、“下”等，均是为了更好的描述各个实施例，并非用于限制本发明的保护范围。
请参阅图1，为本发明一实施例的离子注入设备。所述离子注入设备10包括离子产生机构11、质量分析磁场12、汇聚磁场机构13、第一传送装置(又称Glass Robot)14、第二传送装置(又称Mask Robot)15、制程腔室(Process Chamber)16及掩膜板(mask)17。
离子产生机构11用于产生离子。具体地，离子产生机构11可以利用高压电弧放电产生离子，或者利用高能量粒子轰击杂质原子或分子，使得被掺杂的元素原子或分子电离，从而产生离子(离子束)。所述离子产生机构11离子还可以设置有平行电极板，用于对离子进行加速。
质量分析磁场12与离子产生机构11导通，用于分析选取单一杂质离子，从而提高用于掺杂离子的纯度。
汇聚磁场机构13与质量分析磁场12导通，用于调整离子的运动方向，提高离子束的汇聚性，使得离子沿同一方向运动。参阅图2，经过质量分析磁场12选取的离子具有运动多向性，汇聚磁场机构13可以产生呈透镜形状的等磁位线131，基于磁透镜原理，等磁位线131可以使得离子沿同一方向运动。应理解，所谓离子沿同一方向运动并不是指所有离子沿同一直线运动，而是各个平行的离子束沿同一方向运动。
制程腔室16与汇聚磁场机构13导通，该制程腔室16中设置有用于承载待掺杂基板141的预定工位。
第一传送装置14和第二传送装置15包括但不限于为电动马达，两者可以在中央控制器的控制下沿滑轨30运动。
下面介绍离子注入设备10进行离子掺杂工艺的原理及过程。请参阅图3，本实施例的离子注入方法包括步骤S31～S33。
S31：第一传送装置将待掺杂基板传送至制程腔室中的预定工位，第二传送装置将掩膜板传送至预定工位的上方。
本实施例可以通过同步机构，例如在第一传送装置14和第二传送装置15上分别设置电磁铁，来控制第一传送装置14和第二传送装置15同步运动，于此，当第一传送装置14将待掺杂基板141传送至制程腔室16中的预定工位时，第二传送装置15将掩膜板17同步传送至预定工位的上方。其中，掩膜板17与预定工位之间的距离可以小于5厘米，以保证对待掺杂基板141进行精确掺杂。
S32：提供一掩膜板并将所述掩膜板设置于预定工位的上方，其中掩膜板的开口区与待掺杂基板的掺杂区对齐。
本实施例可以通过对位机构监测掩膜板17的开口区是否与待掺杂基板141的掺杂区对齐。如图4所示，该对位机构可以包括设置于第二传送装置15上的至少一个CCD(Charge-coupled Device，电荷耦合元件或图像控制器)摄像机191和多个光学传感器192，多个光学传感器192围设于掩膜板17所在区域四周，待掺杂基板141上设置有与CCD摄像机191数量相等的多个标记142，通过CCD摄像机191与标记142一一对准，以及通过多个光学传感器192检测所述待掺杂基板141位于多个光学传感器192所限定区域之内，本实施例即可判定掩膜板17的开口区与待掺杂基板141的掺杂区对齐。
S33：离子产生机构产生离子，汇聚磁场机构调整离子使其沿同一方向运动，使得离子通过掩膜板的开口区注入待掺杂基板的掺杂区。
离子产生机构11产生的离子，经过质量分析磁场12和汇聚磁场机构13之后，通过掩膜板17的开口区注入待掺杂基板141的掺杂区。
相比较于现有技术，本实施例设计在待掺杂基板141上方设置掩膜板17，将掩膜板17的开口区与待掺杂基板141的掺杂区对齐，即可将离子通过开口区精确注入掺杂区，无需光刻胶工艺的多道制程，从而能够简化离子掺杂工序，提高生产效率低，并且掩膜板17相比较于光刻胶工艺的成本更低，因此能够降低生产成本。另外，本实施例无需在待掺杂基板141上涂布光阻，因此不会出现因离子冲击光阻而产生的水汽，能够避免因水汽逸散产生的放电等现象，提高离子注入设备10工作环境的安全性。
应理解，在本发明中，离子注入设备10还可以具有其他结构设计。例如，参阅图1，制程腔室16中还可以设置有离子束检测器161，用于检测离子的运动方向。又例如，离子注入设备10可以不设备汇聚磁场机构13，此时，质量分析磁场12直接与制程腔室16导通，离子仍然可以通过掩膜板17的开口区注入待掺杂基板141的掺杂区，具体地，请参阅图5，本实施例的离子注入方法可以包括步骤S51～S53。
S51：第一传送装置将待掺杂基板传送至制程腔室中的预定工位。
S52：提供一掩膜板并将所述掩膜板设置于预定工位的上方，其中掩膜板的开口区与待掺杂基板的掺杂区对齐。
S53：离子产生机构产生离子，使得离子通过掩膜板的开口区注入待掺杂基板的掺杂区。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，例如各实施例之间技术特征的相互结合，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种离子注入设备，其特征在于，所述离子注入设备包括掩膜板、第一传送装置以及相导通的离子产生机构和制程腔室，所述离子产生机构用于产生离子，所述制程腔室中设置有预定工位，所述第一传送装置用于将待掺杂基板传送至所述预定工位，所述掩膜板设置于所述预定工位的上方，所述掩膜板设置有开口区，所述开口区用于与所述待掺杂基板的掺杂区对齐，使得所述离子通过所述开口区注入所述掺杂区。
2.根据权利要求1所述的离子注入设备，其特征在于，所述离子注入设备还包括设置于所述离子产生机构和制程腔室之间的汇聚磁场机构，所述汇聚磁场机构用于调整所述离子使其沿同一方向运动。
3.根据权利要求1所述的离子注入设备，其特征在于，所述离子注入设备还包括设置于所述制程腔室中的对位机构，所述对位机构用于监测所述掩膜板的开口区是否与所述待掺杂基板的掺杂区对齐。
4.根据权利要求1所述的离子注入设备，其特征在于，所述离子注入设备进一步包括第二传送装置，所述第二传送装置用于将所述掩膜板传送至所述预定工位的上方。
5.根据权利要求4所述的离子注入设备，其特征在于，所述离子注入设备还包括同步机构，所述同步机构与所述第一传送装置和第二传送装置连接，用于控制所述第一传送装置和第二传送装置同步运动。
6.一种离子注入方法，其特征在于，所述离子注入方法包括：
第一传送装置将待掺杂基板传送至制程腔室中的预定工位；
提供一掩膜板并将所述掩膜板设置于所述预定工位的上方，其中所述掩膜板的开口区与所述待掺杂基板的掺杂区对齐；
离子产生机构产生离子，使得所述离子通过所述掩膜板的开口区注入所述待掺杂基板的掺杂区。
7.根据权利要求6所述的离子注入方法，其特征在于，所述离子产生机构产生离子之后，所述离子注入方法还包括：
汇聚磁场机构调整所述离子使其沿同一方向运动。
8.根据权利要求6所述的离子注入方法，其特征在于，将所述掩膜板设置于所述预定工位的上方之后，所述离子注入方法还包括：
对位机构监测所述开口区是否与所述待掺杂基板的掺杂区对齐；
在所述对位机构监测到所述开口区与所述掺杂区对齐时，所述离子产生机构产生离子。
9.根据权利要求6所述的离子注入方法，其特征在于，通过第二传送装置将所述掩膜板传送至所述预定工位的上方。
10.根据权利要求9所述的离子注入方法，其特征在于，通过同步机构控制所述第一传送装置和第二传送装置同步运动。
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