具有高生产率的离子注入机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有高生产率的离子注入机。
[0002]本发明的领域是离子注入机领域，其使用等离子，换句话说，离子注入机以等离子浸渍处理方式工作。
【背景技术】
[0003]因此，基材的离子注入在于，使基材浸渍在等离子中，使基材以从数十伏至数十千伏(一般低于100千伏)的负电压极化，从而形成一个能使等离子的离子向基材加速的电场。
[0004]离子的进入深度取决于其加速能量。离子的进入深度一方面取决于施加于基材的电压，另一方面取决于离子和基材的相应性质。
[0005]基材如果有多个，则放在一个基材保持架上，该基材保持架为一个板。
[0006]该板布置在一个连接于一个栗装置的封闭室中。
[0007]基材的总面积由板的总面积限定，板本身的总面积由封闭室的尺寸限定。
[0008]发明目的
[0009]因此，本发明旨在提高离子注入机的生产率，换句话说，增大该离子注入机可处理的基材总面积。
[0010]根据本发明，离子注入机具有:
[0011]-封闭室，其连接于一个栗装置；
[0012]-等离子源；
[0013]-极化电源；
[0014]-气体入口，其布置在所述封闭室上；
[0015]-基材保持架，其连接于所述极化电源的负极，且布置在所述封闭室中，
[0016]离子注入机的特征在于:
[0017]-基材保持架至少由平行的两个板组成，
[0018]-一个参比电极至少由一个极片组成，所述参比电极连接于所述极化电源的正极，
[0019]-所述极片间置在两个板之间。
[0020]由于基材保持架包括至少两个板，而不是如同现有技术中那样仅具有一个板，因此，处理的基材的面积基本上加倍。
[0021]有利地，基材保持架包括两个以上的板，这些板在基部装配在一个底座上。
[0022]根据这种布置，离子注入的基材数量大为增加。
[0023]优选地，参比电极由多个极片组成，这多个极片在基部装配在一个支承件上，所述极片每个都间置在相邻的两个板之间。
[0024]根据第一实施方式，等离子源由基材保持架和支承件组成，放电电压施加在所述基材保持架和所述支承件这两个元件之间。
[0025]根据第二实施方式，等离子源是一个射频天线，所述射频天线在基材保持架处围绕着封闭室，所述射频天线连接于一个射频发生器。
[0026]根据第三实施方式，等离子源围绕所述封闭室布置在所述气体入口与所述基材保持架之间，所述等离子源由一个发生器供给等离子。
[0027]期望的是，离子注入机包括磁性线圈，所述磁性线圈围绕基材保持架布置在封闭室的外部。
[0028]在这种情况下，等离子的起弧很容易。
[0029]可选地，离子注入机包括加热基材保持架的加热部件。
[0030]因此，可进行热注入，这有利于现场修复缺陷和/或活化添加剂。
[0031 ] 根据第一个选择方案，基材保持架接地。
[0032]根据第二个选择方案，参比电极接地
[0033]优选地，离子注入机布置成板或是水平的，或是垂直的。
【附图说明】
[0034]在以下参照附图对作为说明给出的实施例的说明中，本发明将更清楚显示出来，附图如下:
[0035]图1示出包括两个板的离子注入机的剖切示意图；
[0036]图2示出静电式基材保持架的剖切示意图；
[0037]图3示出管状离子注入机的第一种实施方式的剖切示意图；
[0038]图4示出管状离子注入机的第二种实施方式的剖切示意图；
[0039]图5示出管状离子注入机的第三种实施方式的剖切示意图；以及
[0040]图6示出该离子注入机的另一实施变型的剖切示意图。
【具体实施方式】
[0041]多个附图上示出的元件用相同的唯一的附图标记标示。
[0042]参照图1，离子注入机100围绕一个真空封闭室101组成。对于微电子应用来说，如果希望限制铁、铬、镍或钴这样的金属元素的污染，主张使用铝合金封闭室。也可使用硅覆层或碳化硅覆层。
[0043]栗装置102通过一个管道103连接于封闭室101的下部。
[0044]基材保持架104由彼此相对布置的水平平行的一个第一板105和一个第二板106构成。第一板105固定于封闭室101的顶部，在第一板的下端面上接纳第一基材107。第二板106固定于封闭室101的基部，在第二板的上端面上接纳第二基材108。两个板105、106导电，与接地的封闭室101进行电连接。
[0045]导电极片110起参比电极的作用。导电极片的几何形状实际上与板105、106的几何形状相同，并且导电极片基本上与这些板平行地布置在这些板之间。导电极片由一个支脚111延长，支脚通过一个高压线路112穿过封闭室101。该高压线路112确保密封、电绝缘和极片110的机械性能。
[0046]是极化电源的高压电源113的负极接地，其正极连接于极片110的支脚111。施加在极片110的正电势一般为数十伏至数十千伏。有利地，施加的电压是脉动电压，用于使等离子壳层的延伸部分减小到比基材保持架与参比电极之间的分开距离小的尺寸。
[0047]通常，该电源113可由一个简单的直流电压发生器组成，其负极接地。但是，不管是什么施加装置在以等离子浸渍处理方式注入的范围内对基材保持架施加负极化，不管这种极化是不变还是可变，本发明都适用。实际上，基材107、108，特别是如果其绝缘，则趋向于带正电。
[0048]等离子源115附接于封闭室101的上部。该等离子源115是一个柱状面主体，其在起始段部(图上部)与终端段部(图下部)之间延伸。一个连接突缘116可使等离子源115的终端部分固定在封闭室101上。起始部分配有一个供给等离子的气体入口 117。
[0049]优选地，等离子源用熔凝硅石或氧化铝制成，以限制污染问题。
[0050]一个开有多个通孔、优选用熔凝硅石制成的隔板118布置在该等离子源115的起始部分与终端部分之间，这用以形成载荷下降。
[0051]举例来说，对于直径约为15厘米的圆柱形主体来说，隔板118的通孔的直径约为数毫米。为便于保养操作，隔板118可拆卸。
[0052]该隔板118与起始部分界定的空间限定一个主腔室120。该主腔室120在外部由一个第一电离室围绕，第一电离室一方面包括第一射频天线121，其次，另一方面包括第一圈闭线圈122。该天线121这里由一个电导体例如一个管或一个铜片的若干线匝组成。
[0053]显然，可使用任何类型的等离子源:放电、电感耦合等离子、螺旋形极化天线、微波、电弧。
[0054]等离子源115的主体与封闭室101之间的载荷下降，可在这两个元件之间建立一个至两个数量级的压力差。
[0055]该隔板118与终端部分界定的空间限定一个辅助腔室124。
[0056]可选地，该辅助腔室124在外部也围绕以一个第二电离室，其一方面包括第二射频天线125，另一方面包括第二圈闭线圈126。
[0057]也可设置覆盖等离子源115的两个腔室120、124的仅一个圈闭线圈和仅一个天线。
[0058]基材107、108通过本领域技术人员公知的例如使用导电胶粘剂或导电滑油的任意方法，或通过机械夹持方法，保持在基材保持架104上。第二种基材108可在重力作用下同样保持在第二板106上。
[0059]或者，参照图2，可采用静电式基材保持架。相应的线路基本上具有三个部分:
[0060]-一个极化平台10，
[0061]-一个基材保持架20，以及
[0062]-一个夹具30。
[0063]以高压(直流或脉动电压)极化的平台10是一个导电板，其配有一个通到其两个端面的导管11。该导管11的作用详述于后。
[0064]绝缘基材保持架20通过一个连接件12放置在平台10上，连接件布置于该基材保持架的下端面的周边。该连接件为一个支承在其上端面上的圆柱体，该圆柱体配有一个凸伸到其基部的凸肩21。
[0065]夹具30可通过多个螺栓31，使基材保持架20夹紧在平台10上，支承在凸肩21上。
[0066]基材保持架20的上端面22在其周边具有一个环23，该上端面也具有多个分布在该环内的限位块24。环23的厚度和限位块24的厚度相同，通常为10至15微米。因此，环23和限位块24的顶部限定一个支承平面，基材40放置在该支承面上。
[0067]第一种电极用于对基材进行静电式夹持。这些电极成对分布。这些电极布置在一个与上端面22平行的平面上，所述平面非常靠近该上端面。这些电极通过现有技术人员公知的任意方法实施，例如采用所谓“厚膜”工艺。
[0068]图右部的电极对包括一个正极25或阳极以及一个负极26或阴极。原理在于形成一个双联电容器:
[0069]-一个阳极-基材电容器，
[0070]-一个基材-阴极电容器。
[0071]另外，应该确保基材40与极化平台10之间的电接触，这通