[發明專利]用于多植入的對位基板的裝置與方法

有效

• 申請號: 201380022385.5
• 申請日: 2013-04-12
• 公開（公告）號: CN104272428B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發明（設計）人: 約翰·W·奎夫;班杰明·B·里歐登;尼可拉斯·P·T·貝特曼
• 申請（專利權）人: 瓦里安半導體設備公司
• 主分類號: H01J37/317
• 分類號: H01J37/317;H01L21/266;H01L31/0224
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司11205
• 代理人: 張洋

技術領域

本發明的實施例涉及一種基板處理的領域。更明確地說，本發明涉及一種用于對基板進行對位以進行連續植入操作(例如離子植入操作)的改善方法及裝置。

背景技術

離子植入(ion?implantation)是一種用于將改變導電性的雜質引入工件(例如晶圓或其他基板)中的標準技術。在離子源中將所需的雜質材料離子化，使離子加速以形成特定能量的離子束，且將離子束引導到工件的表面上。離子束中的高能離子穿透到工件材料的主體中，并嵌入工件材料的晶格(crystalline?lattice)中，從而形成具有所需導電性的區域。

太陽能電池(Solar?cells)是使用硅工件的元件的一個實例。任何針對高性能太陽能電池的制造或生產成本的降低，或任何針對高性能太陽能電池的效率的改善，都會對太陽能電池的實施產生正面的影響。換言之，此舉將使得這種干凈能源技術能得到更廣泛地使用。

太陽能電池通常是使用與用于其他半導體元件相同的制程來制造，并且其通常使用硅作為基板材料。半導體太陽能電池是具有內建電場的簡易元件，所述內建電場將經由半導體材料中的光子吸收而產生的電荷載子(carrier)分離。此電場通常通過p-n接面(二極管)的形成產生，所述p-n接面是藉由摻雜不同的半導體材料而產生。在半導體基板的一部分摻雜極性相反的雜質而形成p-n接面，其可用作將光轉換成電的光伏元件(photovoltaic?device)。

通常需要圖案化摻雜步驟來形成太陽能電池。此等圖案化結構通常會使用傳統式光刻(lithography)(或硬掩模(hard?mask))及熱擴散(thermal?diffusion)來制作。另一方式則使用植入結合傳統光刻掩模，其能夠在摻雜物活化前輕易地被移除掉。另一方式則在離子植入器中利用遮蔽掩模(shadow?mask)或模板掩模(stencil?mask)去定義用來作為接觸點(contact)的高摻雜區。這些技術全部都利用固定的掩模層，非直接在基板上或在射束線中定位(position)。

這些技術都有明顯的缺陷。舉例而言，其皆會受到太陽能晶圓的特殊處理下的限制，例如，光掩模與基板對位以及在離子植入期間從掩模分散而來的材料所造成的交叉污染(cross?contamination)。

因此，需要一些努力來降低成本及將圖案摻雜到基板上。然而，當這些在降低成本及制程時間上的努力成功了，這些造價上的節省通常伴隨而來的是圖案化準確度下降。然而，在基板圖案化處理中，由于后續處理步驟有賴于此準確度(accuracy)，因此光掩模是必須準確地對位。

因此，當要維持適當的準確度以便使掩模在后續處理步驟期間能夠正確地定位時，在太陽能電池生產上就會有可靠的、成本下降的技術的需求(圖案化處理步驟的數量以及復雜度減少)。雖然主要是針對太陽能電池的生產，此等技術亦能應用于其他摻雜的應用。

發明內容

本發明內容是提供一種以簡單的方式介紹的概念的選擇，以下實施方式更進一步描述所述概念的選擇。本發明內容并非用以定義所申請的標的的關鍵特征或重要特征，亦非決定申請的標的的范疇。

揭示一種用于處理基板的改善系統及方法，例如用于建立太陽能電池。在基板上建立摻雜區。可相鄰于至少其中之一的摻雜區建立基準標記。可隨后使用基準標記的視覺辨識，以辨認植入的確切區域。可接著在后續處理步驟中使用此信息，以維持或得到對位。后續處理步驟的實例可包括額外的植入步驟、網版印刷步驟、金屬化步驟、激光處理步驟或其他類似處理。關于對位位置的信息可反向回饋(例如，至植入器)或正向回饋(例如，至其他處理工具)，以修正一個或多個處理參數。這些技術亦可用于其他離子植入器應用。

本發明系統及方法的摻雜圖案的對位可用于使用離子植入來制造的太陽能電池。可能因材料組成及結構的改變，而使離子植入特征可見于之后的植入中。然而，在使用熱退火處理以活化植入摻雜物種并且修復晶體缺陷(crystal?damage)之后，植入特征可能不再為可見的。因此，在后續處理步驟期間，可將基準標記定位于基板上，以促進處理設備的對位，從而確保后續處理步驟定向(direct)至在如先前植入時在基板上相同位置。

揭示一種用于處理基板的方法。所述方法可包括將離子植入于基板，以建立植入特征；判定植入特征的位置；調整掩模的位置，以與基準對位，藉此使掩模與植入特征對位；以及通過掩模將離子植入于基板。