[发明专利]用于半导体处理的掩膜对准系统

说明书

技术领域

本发明一般来说涉及半导体处理系统的领域，尤其涉及用于离子注入器的掩模对准系统。

背景技术

离子注入为用于将更改导电性的杂质引入到半导体工件中的技术。在离子注入期间，在离子源室中使所要杂质材料离子化，使离子加速以形成指定能量的离子束，且将所述离子束集中并导向位于处理室中的工件的表面。所述离子束中的高能离子穿透到工件材料的主体中且嵌入到材料的晶格中以形成具有所要导电性的区域。

太阳电池制造产业的两个问题为制造产量和太阳电池效率。太阳电池效率为太阳电池能够转换为电力的太阳能的量的量度，且与制造太阳电池的精确度紧密相关。随着技术的进步，可能需要较高太阳电池效率以在太阳电池制造产业中保持竞争性。因此，极其需要在维持或提高制造产量的同时提高精确度。

离子注入已证明为用于以精确方式对太阳电池掺杂的可行方法。使用离子注入移除现有技术所需要的处理步骤(例如，扩散炉)。举例来说，如果使用离子注入来取代炉扩散，那么可移除激光边缘隔离步骤，这是因为离子注入将仅对所要表面掺杂。除了移除处理步骤之外，还使用离子注入示范较高电池效率。离子注入还提供执行太阳电池的整个表面的毯覆式注入或仅太阳电池的部分的选择性(或图案化)注入的能力。在高产量下使用离子注入的选择性注入避免用于炉扩散的昂贵且耗时的光刻或图案化步骤。选择性注入还实现新太阳电池设计。

在一些状况下，针对某些类型的太阳电池的注入，可需要微米级精确度以实现必要的几何结构和容差。举例来说，选择性发射极(selective emitter，SE)和交叉指型背侧触点(interdigitated backside contact，IBC)太阳电池具有仅分开几微米的掺杂区域。如果掩模用于在离子注入期间在工件中产生这些掺杂区域，那么所述区域的位置通过掩模的放置和掩模的尺寸和/或几何结构来表示。掩模可能因此需要多次相对于所要位置以小于约20微米到40微米的误差放置以可靠地符合制造规格。否则，因为工件的制造中所使用的所要工艺或后续工艺可能未适当地进行对准，所以工件可能不会起作用。

对制造太阳电池的精确度、可靠性和速度的任何改进对于全世界的太阳电池制造商将为有益的，且可加速将太阳电池用作替代能源。

发明内容

根据本发明，提供一种促进离子注入掩模与将被注入的工件的精确且可重复的对准的掩模对准系统。

根据本发明的掩模对准系统的示范性实施例可包含掩模框架，所述掩模框架具有松散地连接到所述掩模框架的多个离子注入掩模。掩模框架可设有形成在其中的多个框架对准空腔，且每一掩模可设有形成在其中的多个掩模对准空腔。所述系统还包含用于固持将被注入的多个工件的压板。所述压板可设有多个掩模对准销和多个框架对准销，所述多个掩模对准销和所述多个框架对准销经配置以分别啮合所述掩模对准空腔和所述框架对准空腔。所述掩模框架可降低到所述压板上，其中所述框架对准空腔移动成与所述框架对准销对齐以在所述掩模与所述工件之间提供粗略对准。所述掩模对准空腔可接着移动成与所述掩模对准销对齐，进而将每一个别掩模移位成与相应工件精确对准。

根据本发明的用于对准离子注入掩模与工件的示范性方法可包含以下步骤：将具有多个掩模的掩模框架降低到固持多个工件的压板上，其中所述掩模可移动地连接到所述掩模框架；将所述掩模框架的框架对准空腔移动成与所述压板上的对应框架对准销对齐，进而将所述掩模与所述工件粗略对准；以及将所述掩模的掩模对准空腔移动成与所述压板上的对应掩模对准销对齐，进而将每一掩模移位成与相应工件精确对准。

附图说明

图1为说明根据本发明的示范性掩模对准系统的横截面侧视图。

图2为说明本发明的掩模对准系统的示范性压板的俯视图。

图3为说明本发明的掩模对准系统的示范性掩模的部分俯视图。

图4为说明本发明的掩模对准系统的示范性掩模组装件的仰视图。

图5为说明根据本发明的示范性掩模对准系统的另一横截面侧视图。

图6为说明根据本发明的用于对准掩模的示范性方法的流程图。

图7为说明根据本发明的转移装置中的示范性掩模框架的透视图。

图8A到图8C为说明根据本发明的掩模框架转移到压板上的一系列示意图。

具体实施方式