[发明专利]离子注入机

说明书

技术领域

本发明涉及等离子注入技术领域，特别涉及一种离子注入机。

背景技术

目前应用在IC制造领域的离子注入机一般由离子源系统、离子引出及加速系统、质量分析系统、离子束聚焦和扫描系统、靶室系统和真空系统。此类离子注入机有注入离子纯度高，注入剂量控制精准等优点，但是也存在一些不足之处：1、原理与结构均比较复杂，购置及维护价格昂贵；2、基片尺寸偏小，无法进行大面积注入；3、注入后进行活化所需温度较高。与IC制造相比较，虽然在工艺过程上有相似之处，但是新发展除的大面积注入工艺给注入机提出了更新的要求：1、基板的面积较大；2、衬底的材料不同使得工艺温度不宜过高；3、注入深度较低，离子能量需求有所下降；4、注入粒子的纯度与均匀性要求降低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单可用于大面积注入离子的离子注入机。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种离子注入机包括电源系统、反应腔室、预抽腔室、真空控制系统、送片系统及送气系统；所述真空控制系统分别与所述反应腔室、所述预抽腔室连接；所述反应腔室与所述预抽腔室连接；所述送片系统用于将硅片从所述预抽腔室运输至所述反应腔室，并将硅片运输至所述反应腔室内的离子反应位置；所述送气系统用于向所述反应腔室通入反应与吹扫气体。

进一步地，所述真空控制系统包括分子泵、第一机械泵、第二机械泵、分支泵、真空计、连接在所述预抽腔室和反应腔室之间的门阀、电磁阀、摆阀以及气体管路中的各级气动阀；所述第一机械泵的一支路通过电磁阀与所述反应腔室连接，另一支路依次通过电磁阀、分子泵以及摆阀与所述反应腔室连接；所述第二机械泵通过所述电磁阀与所述预抽腔室连接；所述真空计分别与所述预抽腔室和反应腔室连接。

进一步地，所述送片系统包括真空机械手及带有弹性的多点支撑式的持片结构的下电极；所述真空机械手将硅片从所述预抽腔室运输至所述反应腔室；所述下电极将所述硅片固定于所述反应腔室上方。

进一步地，所述送气系统包括气源、质量流量控制器和电磁阀；所述气源依次通过所述质量流量控制器、电磁阀与所述反应腔室连接。

进一步地，所述电源系统包括射频电源、射频电源匹配器及脉冲电源；所述脉冲电源与所述反应腔室连接；所述射频电源通过所述射频电源匹配器与所述反应腔室连接。

本发明舍弃了原有离子注入机的注入方式，去除了质量分析、离子束聚焦与扫描系统等复杂的结构，提供了一种结构简单可用于大面积注入的离子注入机。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种离子注入机的结构示意图。

具体实施方式

参见图1，本发明实施例提供的一种离子注入机，其包括真空系统、送片系统、送气系统以及电源系统。

其中，射频电源系统包括射频电源1、射频电源匹配器2以及脉冲电源3。射频电源1为反应提供等离子所需的能量。脉冲电源3为反应提供等离子注入环境。

真空系统包括预抽腔室24、反应腔室25。反应腔室25与预抽腔室24之间由门阀连接。其中，预抽腔室24是用于放置与运输硅片的空间，其压力在在大气压与低真空之间变换，可通过机械泵获得真空。反应腔室25需要更高的真空环境，始终保持在低真空度(例如，10Pa之内)，并在硅片送入后，使用分子泵5获取高真空。

真空控制系统包括分子泵5、机械泵6、真空计7、机械泵8、电磁阀20、电磁阀21、电磁阀22、摆阀23、腔室间的门阀与气体管路中的各级气动阀等硬件组成。其中，机械泵6的通过电磁阀22后的一支路依次通过分子泵5以及摆阀23与反应腔室25连接，另一支路通过电磁阀21与反应腔室25连接。机械泵8通过电磁阀20与预抽腔室24连接。真空控制系统中分子泵5中使用的蝶阀使用电流信号控制，其他电磁阀都由数字端口附加输出外部扩展电路控制。机械泵由继电器控制，分子泵由串口通信进行控制。真空计7检测预抽腔室24、反应腔室25的压力。