离子源及采用该离子源的离子注入的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种离子源及采用该离子源的离子注入机，所述离子源至少包括离子发生腔，所述离子发生腔由顶板、侧板及底板围成；所述顶板由一收容槽及一对可在所述收容槽中相对移动的滑板组成；所述收容槽底部具有一缝隙，所述收容槽顶部具有一开口以露出所述缝隙；所述滑板相对移动以控制露出的缝隙大小。本实用新型的离子源中用于析出离子束的缝隙宽度精确可调，采用该离子源的离子注入机能够始终保持析出的离子束的稳定性，从而满足离子注入工艺的严苛要求，提高产品良率。
【专利说明】离子源及采用该离子源的离子注入机
【技术领域】
[0001]本实用新型属于半导体制造领域，涉及一种离子源及采用该离子源的离子注入机。
【背景技术】
[0002]本征硅的晶体结构由硅的共价键形成，本征硅的导电性很差，因此需要向其中掺入少量杂质，使其结构和导电率发生改变，硅基才能成为可用之半导体，这个过程被称之为掺杂。离子注入便是最重要的掺杂方式。
[0003]离子注入已成为集成电路或平板显示制造等领域标准化技术。离子注入机在电离的过程中，会使用包括AsH3、BF3、PH等在内的多种气体。例如，VARIAN离子注入机在使用时，可根据产品结构和工艺的要求使用InCl3固体粉末，以达到产品预期工艺要求。
[0004]离子注入机包括离子源，离子源是建立离子束的一个关键要素，必须供应稳定的离子源以达到工艺要求。请参阅图1，显示为现有技术中的一种离子源，所述离子源包括离子发生腔101，位于离子源顶部，所述离子发生腔101由支撑件102支撑。请参阅图2，显示为所述离子发生腔的俯视图，如图所示，离子发生腔顶板具有一个缝隙103，离子束由该缝隙析出。通常离子束会保持稳定，但是当离子发生腔的状况劣化时，离子束将不稳定。离子束的稳定性与电弧缝隙的宽度有关，若电弧缝隙(arc slit)过宽，则离子束将不稳定，并且电弧缝隙变宽时，离子发生腔的相对密封性变差，进一步导致离子束不稳定。
[0005]现有技术中，电弧腔室由许多钥(Mo)板或石墨板组成。随着使用时间的推移，这些板将被等离子体侵蚀，厚度变薄。离子发生腔顶板上的缝隙也将变宽，如图3所示，从而导致尚子束不稳定。
[0006]因此，设计一种新的离子发生腔以解决上述问题实属必要。
实用新型内容
[0007]鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种离子源及采用该离子源的离子注入机，用于解决现有技术中离子源随着使用时间的推移，离子发生腔顶板的缝隙由于等离子体的侵蚀而变宽，导致离子束不稳定的问题。
[0008]为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种离子源，至少包括离子发生腔，所述离子发生腔由顶板、侧板及底板围成；所述顶板由一收容槽及一对可在所述收容槽中相对移动的滑板组成；所述收容槽的底部具有一缝隙，所述收容槽的顶部具有一开口以露出所述缝隙；所述滑板相对移动以控制露出的缝隙大小。
[0009]可选地，所述滑板通过一牵引机构驱动；所述牵引机构包括一对驱动臂、一对螺杆及一发动机齿轮，所述驱动臂的两端分别连接于所述滑板的外端及所述螺杆的外端，该一对螺杆平行排列并分别与所述发动机齿轮的顶部和底部嵌合接触，并在所述发动机齿轮的驱动下相对移动，从而带动一对滑板相对移动。
[0010]可选地，所述侧板与所述底板之间通过焊接、紧固件或卡固方式连接；所述侧板与所述收容槽之间通过焊接、紧固件或卡固方式连接。
[0011]可选地，所述开口将所述收容槽顶部隔断。
[0012]可选地，所述滑板为石墨板。
[0013]可选地，所述侧板、底板或收容槽的材料为金属。
[0014]可选地，所述侧板、底板或收容槽的材料为钥或钨。
[0015]本实用新型还提供一种包括上述任意一种离子源的离子注入机。
[0016]如上所述，本实用新型的离子源及采用该离子源的离子注入机，具有以下有益效果:1)本实用新型的离子源中，离子发生腔的顶板由一收容槽及一对可在所述收容槽中相对移动的滑板组成，所述滑板通过发动机齿轮驱动，可以相对向内或相对向外移动，从而精确调节露出的缝隙宽度，满足不同的离子注入要求；2)当离子源由于使用时间延长顶板中的缝隙变宽时，可以调节所述滑板相对向内移动从而减小露出的间隙宽度，从而始终保证离子束的稳定性，延长离子发生腔的使用寿命；3)所述滑板可采用价格低廉的石墨板，易于更换，并且相对于金属更耐离子侵蚀，寿命更长，从而降低成本；4)采用该离子源的离子注入机能够满足离子注入工艺的严苛要求，提高产品良率。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1显示为现有技术中离子源的结构示意图。
[0018]图2显示为现有技术中离子发生腔的俯视示意图。
[0019]图3显示为现有技术中离子发生腔顶板上的缝隙变宽的示意图。
[0020]图4显示为本实用新型的离子源中离子发生腔的剖视图。
[0021]图5显示为本实用新型中收容槽底部的俯视示意图。
[0022]图6显示为本实用新型中收容槽顶部的俯视示意图。
[0023]图7显示为本实用新型中收容槽的俯视示意图。
[0024]图8显示为图7所示结构的左视图。
[0025]图9显示为本实用新型中另一种收容槽顶部的俯视示意图。
[0026]图10显示为本实用新型中收容槽在另一实施例中的俯视结构图。
[0027]图11显示为图10所示结构的左视图。
[0028]图12显示为本实用新型中离子发生腔的分解示意图。
[0029]图13显示为本实用新型中离子发生腔的滑板相对向内移动使露出的缝隙宽度变窄的示意图。
[0030]元件标号说明
[0031]101离子发生腔
[0032]102支撑件
[0033]103, 208缝隙
[0034]201顶板
[0035]202侧板
[0036]203底板
[0037]204收容槽
[0038]205滑板
[0039]206收容槽底部
[0040]207收容槽顶部
[0041]209开口
[0042]210牵引机构
[0043]211驱动臂
[0044]212螺杆
[0045]213发动机齿轮
【具体实施方式】
[0046]以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
[0047]请参阅图4至图13。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
[0048]实施例一
[0049]本实用新型提供一种离子源，至少包括离子发生腔。请参阅图4，显示为所述离子发生腔的剖视图，如图所示，所述离子发生腔由顶板201、侧板202及底板203围成；所述顶板201由一收容槽204及一对可在所述收容槽204中相对移动的滑板205组成；图4中显示了收容槽底部206及收容槽顶部207，其中，所述收容槽底部206具有一缝隙208，用于析出所述离子发生腔产生的等离子体，形成离子束；所述收容槽顶部207具有一开口 209以露出所述缝隙208 ;所述205相对移动以控制露出的缝隙大小。
[0050]具体的，所述侧板202与所述底板203之间可通过焊接、卡固、紧固件或其它现有方式连接；所述侧板202与所述收容槽204之间可通过焊接、卡固、紧固件或其它现有方式连接。
[0051]请参阅图5，显示为所述收容槽底部206的俯视示意图，所述缝隙208可位于所述收容槽底部206的中央，为长条状。
[0052]请参阅图6,显示为所述收容槽顶部207的俯视示意图,所述开口 209的位置与所述缝隙208的位置相对应，且所述开口 209尺寸大于所述缝隙208的尺寸，以完全露出所述缝隙208。
[0053]请参阅图7,显示为所述收容槽的俯视示意图。图8显示为图7所示结构的左视图。
[0054]需要指出的是，本实施例中，所述开口 209并未将所述收容槽顶部207隔断，即所述开口 209由封闭图形围成，如图6所示。在另一实施例中，所述开口 209也可以将所述收容槽顶部207完全隔断，如图9所示。请参阅图10，显示为该情况下所述收容槽的俯视结构图。图11显示为图10所示结构的左视图。
[0055]具体的，所述滑板205通过一牵引机构210驱动；所述牵引机构210包括一对驱动臂211、一对螺杆212及一发动机齿轮213，所述驱动臂211的两端分别连接于所述滑板205的外端及所述螺杆212外端，该一对螺杆212平行排列并分别与所述发动机齿轮213的顶部和底部嵌合接触，并在所述发动机齿轮213的驱动下相对移动，从而带动一对滑板205相对移动。作为示例，如图4所示，当所述发动机齿轮213逆时针转动时,一对螺杆212相对向外移动，从而带动一对滑板205相对向外移动，使得露出的缝隙宽度变大；当所述发动机齿轮213顺时针转动时，一对螺杆212相对向内移动，从而带动一对滑板205相对向内移动，使得露出的缝隙宽度变小；通过以上过程可实现离子发生腔顶部露出的缝隙宽度的调节。通过设置于所述发动机齿轮中的计步器可以精确控制齿轮转动的个数，从而精确调节露出的缝隙宽度，满足不同的离子注入要求。并且，当离子源由于使用时间延长顶板中的缝隙变宽时，可以通过驱动所述滑板205相对向内移动从而减小露出的间隙宽度，从而始终保证离子束的稳定性，延长离子发生腔的使用寿命。
[0056]请参阅图12，显示为所述离子发生腔的分解示意图，其中箭头方向显示为一对滑板205在驱动臂211的带动下在所述收容槽204中相对移动的示意图。图13显示为滑板相对向内移动使露出的缝隙宽度变窄的示意图。
[0057]具体的，所述滑板205优选采用石墨板，石墨板价格低廉，易于更换，并且相对于金属板更耐离子侵蚀，寿命更长，从而降低成本。所述侧板、底板或收容槽的材料可采用金属，如钥或钨等。
[0058]本实用新型的离子源中，离子发生腔顶板露出的缝隙精确可调，从而有效解决了由于离子源使用时间延长导致缝隙变大，使得离子束不稳定的问题。同时由于缝隙精确可调，提高了工艺灵活性，可以根据不同的离子注入要求来调节缝隙的大小。
[0059]实施例二
[0060]本实用新型还提供一种离子注入机，所述离子注入机包括实施例一中所述的离子源。由于离子源中用于析出离子束的缝隙宽度精确可调，采用该离子源的离子注入机能够始终保持析出的离子束的稳定性，从而满足离子注入工艺的严苛要求，提高产品良率。
[0061]综上所述，本实用新型的离子源及采用该离子源的离子注入机，具有以下有益效果:1)本实用新型的离子源中，离子发生腔的顶板由一收容槽及一对可在所述收容槽中相对移动的滑板组成，所述滑板通过发动机齿轮驱动，可以相对向内或相对向外移动，从而精确调节露出的缝隙宽度，满足不同的离子注入要求；2)当离子源由于使用时间延长顶板中的缝隙变宽时，可以调节所述滑板相对向内移动从而减小露出的间隙宽度，从而始终保证离子束的稳定性，延长离子发生腔的使用寿命；3)所述滑板可采用价格低廉的石墨板，易于更换，并且相对于金属更耐离子侵蚀，寿命更长，从而降低成本；4)采用该离子源的离子注入机能够满足离子注入工艺的严苛要求，提高产品良率。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0062]上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属【技术领域】中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
【权利要求】
1.一种离子源，至少包括离子发生腔，所述离子发生腔由顶板、侧板(202)及底板围成，其特征在于:所述顶板由一收容槽及一对可在所述收容槽中相对移动的滑板组成；所述收容槽的底部具有一缝隙，所述收容槽的顶部具有一开口以露出所述缝隙；所述滑板相对移动以控制露出的缝隙大小。
2.根据权利要求1所述的离子源，其特征在于:所述滑板通过一牵引机构驱动；所述牵引机构包括一对驱动臂、一对螺杆及一发动机齿轮，所述驱动臂的两端分别连接于所述滑板的外端及所述螺杆的外端，该一对螺杆平行排列并分别与所述发动机齿轮的顶部和底部嵌合接触，并在所述发动机齿轮的驱动下相对移动，从而带动一对滑板相对移动。
3.根据权利要求1所述的离子源，其特征在于:所述侧板与所述底板之间通过焊接、紧固件或卡固方式连接；所述侧板与所述收容槽之间通过焊接、紧固件或卡固方式连接。
4.根据权利要求1所述的离子源，其特征在于:所述开口将所述收容槽顶部隔断。
5.根据权利要求1所述的离子源，其特征在于:所述滑板为石墨板。
6.根据权利要求1所述的离子源，其特征在于:所述侧板、底板或收容槽的材料为金属。
7.根据权利要求1所述的离子源，其特征在于:所述侧板、底板或收容槽的材料为钥或钨。
8.一种包括权利要求1?7任意一项所述离子源的离子注入机。
【文档编号】H01J37/317GK203983227SQ201420396795
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年7月17日 优先权日:2014年7月17日
【发明者】单易飞 申请人:中芯国际集成电路制造(北京)有限公司