离子注入设备和离子注入方法与流程

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(lowtemperaturepolycrystallinesiliconthinfilmtransistor,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。

技术实现要素：

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glassrobot)14、第二传送装置(又称maskrobot)15、制程腔室(processchamber)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-coupleddevice，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。