[发明专利]用于多植入的对位基板的装置与方法

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及一种基板处理的领域。更明确地说，本发明涉及一种用于对基板进行对位以进行连续植入操作(例如离子植入操作)的改善方法及装置。

背景技术

离子植入(ion implantation)是一种用于将改变导电性的杂质引入工件(例如晶圆或其他基板)中的标准技术。在离子源中将所需的杂质材料离子化，使离子加速以形成特定能量的离子束，且将离子束引导到工件的表面上。离子束中的高能离子穿透到工件材料的主体中，并嵌入工件材料的晶格(crystalline lattice)中，从而形成具有所需导电性的区域。

太阳能电池(Solar cells)是使用硅工件的元件的一个实例。任何针对高性能太阳能电池的制造或生产成本的降低，或任何针对高性能太阳能电池的效率的改善，都会对太阳能电池的实施产生正面的影响。换言之，此举将使得这种干净能源技术能得到更广泛地使用。

太阳能电池通常是使用与用于其他半导体元件相同的制程来制造，并且其通常使用硅作为基板材料。半导体太阳能电池是具有内建电场的简易元件，所述内建电场将经由半导体材料中的光子吸收而产生的电荷载子(carrier)分离。此电场通常通过p-n接面(二极管)的形成产生，所述p-n接面是藉由掺杂不同的半导体材料而产生。在半导体基板的一部分掺杂极性相反的杂质而形成p-n接面，其可用作将光转换成电的光伏元件(photovoltaic device)。

通常需要图案化掺杂步骤来形成太阳能电池。此等图案化结构通常会使用传统式光刻(lithography)(或硬掩模(hard mask))及热扩散(thermal diffusion)来制作。另一方式则使用植入结合传统光刻掩模，其能够在掺杂物活化前轻易地被移除掉。另一方式则在离子植入器中利用遮蔽掩模(shadow mask)或模板掩模(stencil mask)去定义用来作为接触点(contact)的高掺杂区。这些技术全部都利用固定的掩模层，非直接在基板上或在射束线中定位(position)。

这些技术都有明显的缺陷。举例而言，其皆会受到太阳能晶圆的特殊处理下的限制，例如，光掩模与基板对位以及在离子植入期间从掩模分散而来的材料所造成的交叉污染(cross contamination)。

因此，需要一些努力来降低成本及将图案掺杂到基板上。然而，当这些在降低成本及制程时间上的努力成功了，这些造价上的节省通常伴随而来的是图案化准确度下降。然而，在基板图案化处理中，由于后续处理步骤有赖于此准确度(accuracy)，因此光掩模是必须准确地对位。

因此，当要维持适当的准确度以便使掩模在后续处理步骤期间能够正确地定位时，在太阳能电池生产上就会有可靠的、成本下降的技术的需求(图案化处理步骤的数量以及复杂度减少)。虽然主要是针对太阳能电池的生产，此等技术亦能应用于其他掺杂的应用。

发明内容

本发明内容是提供一种以简单的方式介绍的概念的选择，以下实施方式更进一步描述所述概念的选择。本发明内容并非用以定义所申请的标的的关键特征或重要特征，亦非决定申请的标的的范畴。

揭示一种用于处理基板的改善系统及方法，例如用于建立太阳能电池。在基板上建立掺杂区。可相邻于至少其中之一的掺杂区建立基准标记。可随后使用基准标记的视觉辨识，以辨认植入的确切区域。可接着在后续处理步骤中使用此信息，以维持或得到对位。后续处理步骤的实例可包括额外的植入步骤、网版印刷步骤、金属化步骤、激光处理步骤或其他类似处理。关于对位位置的信息可反向回馈(例如，至植入器)或正向回馈(例如，至其他处理工具)，以修正一个或多个处理参数。这些技术亦可用于其他离子植入器应用。

本发明系统及方法的掺杂图案的对位可用于使用离子植入来制造的太阳能电池。可能因材料组成及结构的改变，而使离子植入特征可见于之后的植入中。然而，在使用热退火处理以活化植入掺杂物种并且修复晶体缺陷(crystal damage)之后，植入特征可能不再为可见的。因此，在后续处理步骤期间，可将基准标记定位于基板上，以促进处理设备的对位，从而确保后续处理步骤定向(direct)至在如先前植入时在基板上相同位置。

揭示一种用于处理基板的方法。所述方法可包括将离子植入于基板，以建立植入特征；判定植入特征的位置；调整掩模的位置，以与基准对位，藉此使掩模与植入特征对位；以及通过掩模将离子植入于基板。