[发明专利]离子植入机与离子植入法

说明书

技术领域

本发明涉及离子植入法，且更特别是涉及离子植入机架构(ion implanter architecture)。

背景技术

离子植入法是一种用于将改变导电性的杂质(conductivity-altering impurities)引入工件(workpiece)中的标准技术。在离子源中将所需的杂质材料离子化，使离子加速以形成具规定能量的离子束，且将离子束引导至工件的表面处。离子束中的高能离子穿入工件材料主体中，且嵌进工件材料的晶格中以形成具有所需导电性的区域。

太阳能电池制造业的两大关注点为生产量(manufacturing throughput)和电池效率。电池效率量测被转换成电能的能量的量。为了保持竞争力，较高的电池效率可为必要的。然而，不能以牺牲掉生产量作为得到增加的电池效率的代价。

离子植入法已被证实为掺杂太阳能电池的可行方法。使用离子植入法可以免除现有技术中所需的处理步骤(例如扩散炉管)，因此可增加产量及降低成本。举例来说，因为离子植入法仅会掺杂所需表面，因此若使用离子植入法代替炉扩散法(furnace diffusion)，则可免除雷射边缘隔离(laser edge isolation)步骤。除了免除处理步骤以外，亦已被证实使用离子植入法能获得较高的电池效率。离子植入法亦能对太阳能电池的整个表面进行毯覆式(blanket)植入或仅对太阳能电池的一部分进行选择性(或图案化)植入。使用离子植入法进行高产量的选择性植入，可免于用于炉扩散法中昂贵且耗时的微影或图案化步骤。对离子植入机的生产量或其可靠度的任何改进对于全球太阳能电池制造商而言是有利的。此可加快采用太阳能电池作为替代能源的速度。

发明内容

根据本发明的第一态样，提供一种离子植入机。此离子植入机包括离子源及连接至离子源的处理腔室，此处理腔室藉由多个提取电极(extraction electrode)与离子源分离。载具(carrier)被装配成固持多个工件。屏蔽装载器(mask loader)位于处理腔室中。此屏蔽装载器被装配成使屏蔽与载具连接。

根据本发明的第二态样，提供一种离子植入机。此离子植入机包括离子源及连接至离子源的处理腔室，此处理腔室藉由多个提取电极与离子源分离。载具被装配成固持多个工件。屏蔽装载器位于处理腔室中。此屏蔽装载器被装配成使屏蔽与载具连接。传送腔室与处理腔室连接，以及加载锁(load lock)与传送腔室连接。于传送腔室中的传送机械手臂(robot)被装配成在加载锁与处理腔室之间输送多个工件。工件输送系统与加载锁连接且被装配成从加载锁装载及卸除多个工件。

根据本发明的第三态样，提供一种离子植入法。此方法包括将多个工件以矩阵方式装载在载具上。进行毯覆式植入，其包括穿过离子束扫描载具，以对多个工件中的每一个的整个表面进行植入(scanning the carrier through an ion beam to implant an entirety of a surface of each of the plurality of workpieces)。使屏蔽与载具连接。此屏蔽定义多个孔隙(aperture)且此屏蔽至少部分覆盖多个工件中的每一个。在与屏蔽连接后进行选择性植入，其包括穿过离子束扫描载具，以经由屏蔽对多个工件中的每一个的表面的区域进行植入。

附图说明

参照附图以更清楚理解本揭示，所述附图以引用的方式并入本文且其中：

图1是离子植入机架构的第一实施例的顶部透视的方块图。

图2是离子植入机架构的第二实施例的顶部透视的方块图。

图3至图4是离子植入法的第一实施例的透视图，其中所述离子植入法是使用本文揭示的植入机架构的实施例来进行。

图5A是进行图3至图4中所示的离子植入法的第一实施例的侧视图,图5B是进行图3至图4中所示的离子植入法的第一实施例的顶视图。

图6至图7是离子植入法的第二实施例的透视图，其中所述离子植入法是使用本文揭示的植入机架构的实施例来进行。

图8至图10是载具的实施例的透视图。

图11是离子植入机架构的第三实施例的顶部透视的方块图。

图12是离子植入机架构的第四实施例的顶部透视的方块图。

图13是离子植入机架构的第五实施例的顶部透视的方块图。

图14是离子植入机架构的第六实施例的顶部透视的方块图。