用于半導(dǎo)體處理的掩膜對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般來說涉及半導(dǎo)體處理系統(tǒng)的領(lǐng)域，尤其涉及用于離子注入器的掩模對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]離子注入為用于將更改導(dǎo)電性的雜質(zhì)引入到半導(dǎo)體工件中的技術(shù)。在離子注入期間，在離子源室中使所要雜質(zhì)材料離子化，使離子加速以形成指定能量的離子束，且將所述離子束集中并導(dǎo)向位于處理室中的工件的表面。所述離子束中的高能離子穿透到工件材料的主體中且嵌入到材料的晶格中以形成具有所要導(dǎo)電性的區(qū)域。
[0003]太陽電池制造產(chǎn)業(yè)的兩個(gè)問題為制造產(chǎn)量和太陽電池效率。太陽電池效率為太陽電池能夠轉(zhuǎn)換為電力的太陽能的量的量度，且與制造太陽電池的精確度緊密相關(guān)。隨著技術(shù)的進(jìn)步，可能需要較高太陽電池效率以在太陽電池制造產(chǎn)業(yè)中保持競爭性。因此，極其需要在維持或提高制造產(chǎn)量的同時(shí)提高精確度。
[0004]離子注入已證明為用于以精確方式對(duì)太陽電池?fù)诫s的可行方法。使用離子注入移除現(xiàn)有技術(shù)所需要的處理步驟(例如，擴(kuò)散爐)。舉例來說，如果使用離子注入來取代爐擴(kuò)散，那么可移除激光邊緣隔離步驟，這是因?yàn)殡x子注入將僅對(duì)所要表面摻雜。除了移除處理步驟之外，還使用離子注入示范較高電池效率。離子注入還提供執(zhí)行太陽電池的整個(gè)表面的毯覆式注入或僅太陽電池的部分的選擇性(或圖案化)注入的能力。在高產(chǎn)量下使用離子注入的選擇性注入避免用于爐擴(kuò)散的昂貴且耗時(shí)的光刻或圖案化步驟。選擇性注入還實(shí)現(xiàn)新太陽電池設(shè)計(jì)。
[0005]在一些狀況下，針對(duì)某些類型的太陽電池的注入，可需要微米級(jí)精確度以實(shí)現(xiàn)必要的幾何結(jié)構(gòu)和容差。舉例來說，選擇性發(fā)射極(selective emitter, SE)和交叉指型背側(cè)觸點(diǎn)(interdigitated backside contact，IBC)太陽電池具有僅分開幾微米的摻雜區(qū)域。如果掩模用于在離子注入期間在工件中產(chǎn)生這些摻雜區(qū)域，那么所述區(qū)域的位置通過掩模的放置和掩模的尺寸和/或幾何結(jié)構(gòu)來表示。掩模可能因此需要多次相對(duì)于所要位置以小于約20微米到40微米的誤差放置以可靠地符合制造規(guī)格。否則，因?yàn)楣ぜ闹圃熘兴褂玫乃に嚮蚝罄m(xù)工藝可能未適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行對(duì)準(zhǔn)，所以工件可能不會(huì)起作用。
[0006]對(duì)制造太陽電池的精確度、可靠性和速度的任何改進(jìn)對(duì)于全世界的太陽電池制造商將為有益的，且可加速將太陽電池用作替代能源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]根據(jù)本發(fā)明，提供一種促進(jìn)離子注入掩模與將被注入的工件的精確且可重復(fù)的對(duì)準(zhǔn)的掩模對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的掩模對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的示范性實(shí)施例可包含掩?？蚣?，所述掩?？蚣芫哂兴缮⒌剡B接到所述掩?？蚣艿亩鄠€(gè)離子注入掩模。掩?？蚣芸稍O(shè)有形成在其中的多個(gè)框架對(duì)準(zhǔn)空腔，且每一掩模可設(shè)有形成在其中的多個(gè)掩模對(duì)準(zhǔn)空腔。所述系統(tǒng)還包含用于固持將被注入的多個(gè)工件的壓板。所述壓板可設(shè)有多個(gè)掩模對(duì)準(zhǔn)銷和多個(gè)框架對(duì)準(zhǔn)銷，所述多個(gè)掩模對(duì)準(zhǔn)銷和所述多個(gè)框架對(duì)準(zhǔn)銷經(jīng)配置以分別嚙合所述掩模對(duì)準(zhǔn)空腔和所述框架對(duì)準(zhǔn)空腔。所述掩模框架可降低到所述壓板上，其中所述框架對(duì)準(zhǔn)空腔移動(dòng)成與所述框架對(duì)準(zhǔn)銷對(duì)齊以在所述掩模與所述工件之間提供粗略對(duì)準(zhǔn)。所述掩模對(duì)準(zhǔn)空腔可接著移動(dòng)成與所述掩模對(duì)準(zhǔn)銷對(duì)齊，進(jìn)而將每一個(gè)別掩模移位成與相應(yīng)工件精確對(duì)準(zhǔn)。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的用于對(duì)準(zhǔn)離子注入掩模與工件的示范性方法可包含以下步驟:將具有多個(gè)掩模的掩?？蚣芙档偷焦坛侄鄠€(gè)工件的壓板上，其中所述掩?？梢苿?dòng)地連接到所述掩?？蚣?；將所述掩?？蚣艿目蚣軐?duì)準(zhǔn)空腔移動(dòng)成與所述壓板上的對(duì)應(yīng)框架對(duì)準(zhǔn)銷對(duì)齊，進(jìn)而將所述掩模與所述工件粗略對(duì)準(zhǔn)；以及將所述掩模的掩模對(duì)準(zhǔn)空腔移動(dòng)成與所述壓板上的對(duì)應(yīng)掩模對(duì)準(zhǔn)銷對(duì)齊，進(jìn)而將每一掩模移位成與相應(yīng)工件精確對(duì)準(zhǔn)。
【附圖說明】
[0010]圖1為說明根據(jù)本發(fā)明的示范性掩模對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的橫截面?zhèn)纫晥D。
[0011]圖2為說明本發(fā)明的掩模對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的示范性壓板的俯視圖。
[0012]圖3為說明本發(fā)明的掩模對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的示范性掩模的部分俯視圖。
[0013]圖4為說明本發(fā)明的掩模對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的示范性掩模組裝件的仰視圖。
[0014]圖5為說明根據(jù)本發(fā)明的示范性掩模對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的另一橫截面?zhèn)纫晥D。
[0015]圖6為說明根據(jù)本發(fā)明的用于對(duì)準(zhǔn)掩模的示范性方法的流程圖。
[0016]圖7為說明根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)移裝置中的示范性掩?？蚣艿耐敢晥D。
[0017]圖8A到圖SC為說明根據(jù)本發(fā)明的掩?？蚣苻D(zhuǎn)移到壓板上的一系列示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]現(xiàn)將在下文中參看附圖來更全面地描述根據(jù)本發(fā)明的掩模對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)和方法，附圖中示出了所述系統(tǒng)和方法的優(yōu)選實(shí)施例。然而，所述系統(tǒng)和方法可按許多不同形式體現(xiàn)且不應(yīng)視為限于本文中闡述的實(shí)施例。而是，提供這些實(shí)施例以使得本發(fā)明將為詳盡且完整的，且將向所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員全面地傳達(dá)所述系統(tǒng)和方法的范圍。在附圖中，相似參考數(shù)字始終指相似元件。
[0019]雖然在本文中結(jié)合離子注入器和相關(guān)聯(lián)的離子注入工藝而描述本發(fā)明的掩模對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，但預(yù)期掩模對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)可類似地實(shí)施在各種其它系統(tǒng)和工藝(例如，太陽電池或半導(dǎo)體的制造中可涉及的系統(tǒng)和工藝)中。另外，當(dāng)結(jié)合太陽電池的注入而描述本文中所揭示的示范性離子注入器時(shí)，應(yīng)理解，提供此揭示僅是用于說明性目的，且離子注入器可類似地實(shí)施以用于其它類型的工件的注入，所述工件包含(但不限于)半導(dǎo)體晶片、發(fā)光二極管(light emitting d1de，LED)、絕緣體上娃(silicon-on-1nsulator，SOI)晶片和其它此類組件。
[0020]圖1說明根據(jù)本發(fā)明的掩模對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)100的示范性實(shí)施例(下文中，稱為“系統(tǒng)100”)的部分橫截面?zhèn)纫晥D。系統(tǒng)100可包含:壓板102，用于支撐一個(gè)或多于一個(gè)工件104 (例如，太陽電池、晶片等)；承載器106，可至少部分將工件104緊固和/或?qū)?zhǔn)在壓板102上；以及掩模組裝件108，用于促進(jìn)工件104的選擇性離子注入。掩模組裝件108可包含從掩?？蚣?12懸垂的一個(gè)或多于一個(gè)掩模110，如下文進(jìn)一步描述。
[0021]圖2說明系統(tǒng)100的壓板102的俯視圖。壓板102可包含多個(gè)卡盤114，卡盤114中的每一個(gè)可經(jīng)配置以在工件104的離子注入期間緊固地夾持或固持個(gè)別工件104。在一個(gè)非限制性示范性實(shí)施例中，卡盤114可為靜電卡盤。壓板102可包含16個(gè)卡盤114的正方形4X4矩陣，如圖2所示。然而，預(yù)期卡盤114的數(shù)量和配置可變化，而不偏離本發(fā)明。
[0022]壓板102可還包含圍繞卡盤114而定位的多個(gè)掩模對(duì)準(zhǔn)銷116。掩模對(duì)準(zhǔn)銷116可經(jīng)設(shè)置以促進(jìn)掩模組裝件108的每一掩模110與壓板102上的相應(yīng)卡盤114和工件104的精確對(duì)準(zhǔn)，如下文將進(jìn)一步描述。在所說明的實(shí)施例中，每一卡盤114由三個(gè)掩模對(duì)準(zhǔn)銷116圍繞，其中兩個(gè)掩模對(duì)準(zhǔn)銷116設(shè)置為鄰近于每一卡盤114的第一條邊，且一個(gè)掩模對(duì)準(zhǔn)銷116設(shè)置為鄰近于每一卡盤114的第二條邊。應(yīng)了解，掩模對(duì)準(zhǔn)銷116的數(shù)量和位置可與所說明的實(shí)施例中所展示的數(shù)量和位置不同，而不偏離本發(fā)明。舉例來說，掩模對(duì)準(zhǔn)銷116可由碳化硅或任一其它足夠耐久且耐熱的材料形成。
[0023]壓板102可還包含設(shè)置為鄰近于壓板102的周邊的若干框架對(duì)準(zhǔn)銷118?？蚣軐?duì)準(zhǔn)銷118可促進(jìn)掩?？蚣?12與壓板102的初始對(duì)準(zhǔn)，如下文將進(jìn)一步描述。在所說明的實(shí)施例中，壓板102包含三個(gè)框架對(duì)準(zhǔn)銷118，其中一個(gè)框架對(duì)準(zhǔn)銷118設(shè)置為鄰近于壓板102的三條邊中的一邊。然而，應(yīng)了解，壓板102上的框架對(duì)準(zhǔn)銷118的數(shù)量和位置可不同，而不偏離本發(fā)明。
[0024]圖3為說明掩模組裝件108的掩?？蚣?12的一部分和掩模110中的一個(gè)的部分俯視圖。應(yīng)理解，圖3所示的掩模110代表掩模組裝件108的