注入掩膜及对齐制造技术

在荫罩下面对齐基板的系统和方法。基板保持器具有对齐机构，例如辊子，辊子被制成紧靠对齐直边的辊子。基板随后相对直边被对齐并且被卡紧至基板保持器。基板保持器随后被输送进入真空加工室，其中基板保持器被制成紧靠荫罩被附接并对齐至的掩膜直边。由于基板被对齐至对齐直边，并且掩膜被对齐至被精密地对齐至对齐直边的掩膜直边，基板完美地被对齐至掩膜。

Injection mask and alignment

System and method for aligning substrates below a shadow mask. The substrate holder has a aligning mechanism, such as a roller, that is made into a roller that is aligned against a straight edge. The substrate is then aligned relative to the straight edge and is secured to the substrate holder. The substrate holder is then fed into the vacuum processing chamber in which the substrate holder is made to be directly attached to the mask and aligned to the straight edge of the mask. The substrate is perfectly aligned to the mask because the substrate is aligned to the straight edge and the mask is aligned to the straight edge of the mask that is aligned precisely to the aligned straight edge.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】注入掩膜及对齐相关申请本申请要求来自于2014年8月5日提交的62/033,104号美国临时申请的优先权，其全部公开内容通过引用结合在此。
本专利技术涉及半导体器件的制造，尤其是在制造工艺中掩膜的使用，例如掩膜的离子注入工艺。
技术介绍
典型的注入图案对装置的精度具有严格的要求，例如注入作业线的位置和间隔。作业线可以是，例如，用于提升被用于从太阳能电池吸引电流的金属触头的下面的电导率的注入。这些作业线可以是非常细并且非常密集的(即，窄间距)，其需要注入的高精度。在同一个基板上需要不止一次的注入图案。在这种情况下，高水平的精度不仅需要在单个注入步骤中被保持，也需要在多个注入步骤之间(有时跨越若干加工工具)被保持。为实现此，基板和图案掩膜之间高精度的对齐是必需的。一般的方法是在真空中将掩膜和基板精密对齐在一起，并随后穿过掩膜注入。但这种方法具有一些挑战，包括以下：光学地或通过其它方法在真空环境中精密对齐是困难和非常昂贵的。对于多个注入，精密对齐需要被重复多次以适应用于不同图案的每个掩膜变化。在真空环境中更换掩膜增加了对齐的不精确性、花费和复杂度。因此，本领域存在对用于基板与掩膜对齐的更简单系统的需求。一般地，任何能够在大气环境中被执行的步骤减少系统的复杂度和花费。此外，消除在基板保持器穿过系统的输送期间对精密定向的要求将进一步较少系统的复杂度和花费。
技术实现思路
下列
技术实现思路
旨在提供对于本专利技术的某些方面和特征的基本了解。该
技术实现思路
并非是对本专利技术的广泛概述，并且同样其并不旨在具体识别本专利技术的重要的或关键的元素或描绘本专利技术的范围。其唯一目的是以简化的形式呈现本专利技术的某些概念以作为下文中呈现的更为详细描述的序言。所公开的实施例使得能使用全部精密地被对齐至基板的一个或多个掩膜加工基板。这使得能在基板上产生全部相互对齐的多个图案。初始的对齐步骤可以在基板被导入真空前在大气环境中被执行，并且初始的对齐步骤可以在真空中的加工期间被保持。此外，基板保持器无需在其运输穿过系统期间被精密地定向。而是，使得保持器的精密定向的对齐机构能被设置在每个工位内，使得基板被精密地对齐至掩膜。应当理解，在上下文中提及的“掩膜”是有时被称为荫罩的由薄片制成的掩膜，例如，薄金属片。根据所公开的实施例，基板在大气中被精密对齐(光学地或通过其它方法)至基准边，并且随后当基板在每个掩膜下面行进时，基板通过内装(built-in)的引导条自对齐至多个掩膜。这种方法提供多种优势。例如，精密对齐能够在具有更多的选择和成本较低的解决方案的环境中被完成。掩膜能够被固定并且无需从真空中移除以用于对齐每个后续的掩膜。而且，由于掩膜能够在其各自的工位中保持静止，掩膜能够达到热平衡使得由于热效应的尺寸变化能够被最小化。由于掩膜保持在真空中，其不受到热循环，因此剥落被最小化。而且，由于掩膜是静止的，存在更少的机械处理。由于掩膜通常是脆弱的并且能够在机械处理下破裂，这是有益的。而且，能够穿过无需用于每个掩膜改变的精密对齐的不同掩膜实现多个注入。根据本专利技术的方面，提供一种用于将基板对齐至加工掩膜的系统，包括：基板保持器、系统引导器、掩膜对齐机构、和导轨，基板保持器具有保持器对齐机构，系统引导器被构造成被保持器对齐机构接合从而将基板保持器定向至系统引导器，掩膜对齐机构被附接至加工室并且被对齐至系统引导器，掩膜对齐机构具有用于将加工掩膜以精密对齐附接至掩膜对齐机构的掩膜附接机构，导轨被定位在加工掩膜下方并且被构造成当保持器对齐机构接合掩膜对齐机构时能使基板保持器将基板置于掩膜下方。掩膜对齐机构可以包括至少两个辊子。系统引导器可以包括被构造成被辊子接合的直边。掩膜对齐机构可以包括被构造成被辊子接合的直条。系统可以进一步包括被构造成用于在导轨上行进和支承基板保持器的装载器。基板保持器能够被构造成在装载器上以两个自由度自由地移动。装载器可以包括底座，基板保持器可以包括延伸部，延伸部被构造成延伸进入底座并具有充分余隙使得基板保持器能以两个自由度行进。装载器能够被构造成同时地保持多个基板保持器。装载器可以被构造成保持1×n个基板保持器的线性阵列，其中n是等于或大于2的自然数。掩膜对齐机构可以包括多个直条，每个直条被构造成接合基板保持器中的一个并且每个直条具有被附接至所述每个直条的一个掩膜。辊子能够被磁化，直边和直条是由顺磁材料或者铁磁材料制成的。可替代地，或者额外地，反射式引导器(reflexiveguide)可以被设置迫使基板保持器紧靠直条。根据本专利技术的进一步的方面，提供一种离子注入系统，包括，大气对齐室、真空离子注入室、和基板保持器。大气对齐室包括导轨和保持器对齐机构。真空离子注入室被联接至大气对齐室并包括：离子源、导轨、掩膜对齐机构、和掩膜，掩膜对齐机构被对齐至保持器对齐机构，掩膜被附接至掩膜对齐机构。基板保持器被构造成用于卡紧(chuck)基板，并且基板保持器具有接合机构，当接合机构接合保持器对齐机构时和当接合机构接合掩膜对齐机构时定向基板保持器。保持器对齐机构可以包括直边，掩膜对齐机构可以包括在平行定向上被对齐至保持器对齐机构的直边。接合机构可以包括被构造成用于接合保持器对齐机构和掩膜对齐机构的多个轮子，并且接合机构可以进一步包括被构造成用于迫使基板保持器紧靠直边的弹性引导器。轮子或直边中的至少一个可以被磁化。系统可以进一步包括装载器，装载器被构造成用于跨骑在导轨上并支承基板保持器。装载器能够被构造成使得基板保持器能以两个自由度自由地移动。根据本专利技术的进一步的方面，提供一种用于将基板对齐至荫罩的方法，包括：将基板放置在基板保持器的顶部上；将基板保持器紧靠对齐直边并且将基板定向至期望的定向；当基板保持器被紧靠对齐直边时，将基板以期望的定向卡紧至基板保持器；将基板保持器移动进入具有附接至掩膜直边的荫罩的真空室；在将基板置于荫罩下面的位置将基板保持器紧靠掩膜直边；穿过掩膜在基板上执行加工步骤；和，将基板保持器移出真空室。将基板紧靠对齐直边可以包括将附接至基板保持器的辊子压迫紧靠对齐直边。将基板定向至期望的定向可以包括根据对齐直边上的基准标记定向基板。附图说明被并入本说明书并且构成本说明书的一部分的附图对本专利技术的实施例进行例示，并与本说明书一起用来解释和展示本专利技术的原理。附图旨在以图形方式示出示例性实施例的主要特征。附图并不是用来显示实际实施例的每个特征，也不是用来描绘所描绘元件的相对尺寸，而且并未按比例绘制。图1示出了根据一个实施例的在基板保持器上的基板，其中基板保持器被对齐至外部精密边。图2示出了根据一个实施例的在基板保持器上的基板，其中基板保持器具有对齐辊子以对齐至外部精密边。图3示出了根据一个实施例的附接至掩膜保持器的掩膜，其中掩膜被对齐并联接至作为引导条的精密边。图4示出了根据一个实施例的在基板保持器上的基板的俯视图，其中基板保持器被定位在装载器的顶部上。图5示出了根据一个实施例的在基板保持器上的基板的仰视图，其中基板保持器被对齐至支承掩膜的精密引导条。图6示出了根据一个实施例的被定位在装载器上的基板保持器和被设置成用于遮掩基板的一部分的掩蔽机构(obscuringmechanism)。图7示出了根据一个实施例的在对应的基板装载器上的一个基板的特写，其中基板保持器被本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将基板对齐至加工掩膜的系统，包括：基板保持器，所述基板保持器具有保持器对齐机构；系统引导器，所述系统引导器被构造成通过所述保持器对齐机构被接合从而将所述基板保持器定向至所述系统引导器；掩膜对齐机构，所述掩膜对齐机构被附接至加工室并且被对齐至所述系统引导器，所述掩膜对齐机构具有掩膜附接机构，所述掩膜附接机构用于将加工掩膜以精密对齐附接至所述掩膜对齐机构；导轨，所述导轨被定为在所述加工掩膜下方并且被构造成当所述保持器对齐机构接合所述掩膜对齐机构时能使所述基板保持器将基板置于掩膜下方。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.05 US 62/033,1041.一种用于将基板对齐至加工掩膜的系统，包括：基板保持器，所述基板保持器具有保持器对齐机构；系统引导器，所述系统引导器被构造成通过所述保持器对齐机构被接合从而将所述基板保持器定向至所述系统引导器；掩膜对齐机构，所述掩膜对齐机构被附接至加工室并且被对齐至所述系统引导器，所述掩膜对齐机构具有掩膜附接机构，所述掩膜附接机构用于将加工掩膜以精密对齐附接至所述掩膜对齐机构；导轨，所述导轨被定为在所述加工掩膜下方并且被构造成当所述保持器对齐机构接合所述掩膜对齐机构时能使所述基板保持器将基板置于掩膜下方。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述保持器对齐机构包括至少两个辊子。3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述系统引导器包括直边，所述直边被构造成被所述辊子接合。4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述掩膜对齐机构包括直条，所述直条被构造成被所述辊子接合。5.根据权利要求4所述的系统，进一步包括被构造成用于在所述导轨上行进并且支承所述基板保持器的装载器。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述基板保持器被构造成以两个自由度在所述装载器上移动。7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述装载器包括底座，所述基板保持器包括延伸部，所述延伸部被构造成延伸进入所述底座并具有充分余隙使得所述基板保持器能以两个自由度移动。8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述装载器被构造成同时地保持多个基板保持器。9.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述装载器被构造成保持1×n个基板保持器的线性阵列，n是等于或大于2的自然数。10.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述掩膜对齐机构包括多个直条，每个所述直条被构造成接合所述基板保持器中的一个，并且每个所述直条具有被附接至所述直条上的一个掩膜。11.根据权利要求4所述的系...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·阿迪博，V·普拉巴卡，T·布卢克，
申请(专利权)人：因特瓦克公司，
类型：发明
国别省市：美国,US