离子植入机(100)的一实施例包括：离子源(101)及处理腔室(102)。此处理腔室连接至离子源并藉由多个提取电极(114)与离子源分离。载具(201)固持多个工件(202)。屏蔽装载器(205)位于处理腔室中且使屏蔽(203)与载具连接。传送腔室(104)及加载锁(105、106)可与处理腔室连接。此离子植入机装配成对工件进行毯覆式或选择性植入。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】离子植入机与离子植入法
本专利技术涉及离子植入法，且更特别是涉及离子植入机架构(ionimplanterarchitecture)。
技术介绍
离子植入法是一种用于将改变导电性的杂质(conductivity-alteringimpurities)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(manufacturingthroughput)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(furnacediffusion)，则可免除雷射边缘隔离(laseredgeisolation)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。
技术实现思路
根据本专利技术的第一态样，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(extractionelectrode)与离子源分离。载具(carrier)被装配成固持多个工件。屏蔽装载器(maskloader)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。根据本专利技术的第二态样，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(loadlock)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。根据本专利技术的第三态样，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(scanningthecarrierthroughanionbeamtoimplantanentiretyofasurfaceofeachofthepluralityofworkpieces)。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。具体实施方式本文所描述的离子植入机与太阳能电池有关。然而，此离子植入机可用于其他工件，例如半导体晶圆、发光二极管(lightemittingdiode，LED)、绝缘层上有硅(silicon-on-insulator，SOI)的晶圆或其他装置。因此，本专利技术不限于以下描述的特定实施例。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。离子植入机100具有离子源101。在一实施例中，此离子源101为在不进行质量分析状态下操作的RF电浆源。RF电浆源使用天线自气体产生电浆。亦可使用诸如间接加热阴极(indirectlyheatedcathode，IHC)的其他离子源或所属
中具有通常知识的人已知的其他设计。离子源101可在壳体(enclosure)中并可与气体箱(gasbox)(未显示)连接。使用提取电极114自离子源101将离子束110提取至处理腔室102中。在一实例中，处理腔室102中的工件直接位在提取电极114的下游。在一特定实施例中，以直线方式将离子束110自离子源101向处理腔室102中的工件投射(project)。可将离子源101与处理腔室102之间的提取孔隙定位在提取电极114之间或邻近提取电极114处。如图1所示，邻近提取电极114的壁(wall)直接位在离子源101与处理腔室102之间。处理腔室102可包含扫描机械手臂或其他工件输送系统。可将屏蔽装载器定位在处理腔室102中，使得屏蔽可置放在离子束110的路径中。举例来说，屏蔽可置放在含有工件的载具上。此屏蔽可具有足够大的尺寸以覆盖多个工件，并可具有定义区域的孔隙，所述区域为每个工件中待进行植入的区域。因此，此屏蔽至少部分覆盖一个工件或多个工件，并可进行小于每个工件的整个表面的植入。在一可选实施例中，将屏蔽固定在离子束110的路径中，而不是置放在载具上。在另一可选实施例中，可移动屏蔽使其进出离子束110，而不是将其置放在载具上。虽然屏蔽中的孔隙允许部分离子束穿过，以于一个工件或多个工件的特定区域处进行植入，但屏蔽的尺寸可使屏蔽能够覆盖等于或小于100％的离子束110。因此，这些区域中的一个可为小于工件的整个表面。若屏蔽覆盖少于100％的离子束110，则随后可对工件进行毯覆式及选择性植入两者。在此实例中，可分别进行毯覆式及选择性植入或可至少部分地同步进行上述两者。在一特定实施例中，屏蔽具有足够大的尺寸以覆盖多个工件，其中所述多个工件可以数组方式排列(arrangedinanarray)。此屏蔽可具有多组孔隙，每组孔隙对应于多个工件中的一个。度量系统(metrologysystem)103亦配置在离子束110的路径中。尽管可有其他配置，但可将度量系统103定位在对工件进行植入的位置后方，且可仅在未对工件进行植入时才测量离子束110。处理腔室102与含有至少一个传送机械手臂115的传送腔室104连接。在一特定实施例中，在传送腔室104中使用两个传送机械手臂。举例来说，每个传送机械手臂可为单臂的机械本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种离子植入机，包括：离子源；处理腔室，连接至所述离子源并藉由多个提取电极与所述离子源分离；载具，装配成固持多个工件；以及屏蔽装载器，位于所述处理腔室中，其中所述屏蔽装载器装配成使屏蔽与所述载具连接。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.11.02 US 61/554,720;2012.10.26 US 13/662,1101.一种离子植入机，包括：离子源；处理腔室，连接至所述离子源并藉由多个提取电极与所述离子源分离；载具，装配成固持多个工件；扫描机械手臂，所述载具可移除地附接至所述扫描机械手臂，所述扫描机械手臂装配成输送所述载具穿过自所述离子源引导出的离子束；以及屏蔽装载器，位于所述处理腔室中，其中所述屏蔽装载器装配成当所述载具附接至所述扫描机械手臂时使屏蔽与所述载具连接，其中所述屏蔽具有足够大的尺寸以覆盖所述多个工件。2.根据权利要求1所述的离子植入机，其中所述离子源包括RF离子源。3.根据权利要求1所述的离子植入机，其中所述屏蔽与所述载具磁性紧固。4.根据权利要求1所述的离子植入机，其中所述屏蔽与所述载具机械紧固。5.根据权利要求1所述的离子植入机，其中所述扫描机械手臂具有彼此垂直的水平装载位置及垂直植入位置，且所述扫描机械手臂装配成将所述载具自所述水平装载位置旋转至所述垂直植入位置，使所述多个工件在所述离子束的路径中。6.根据权利要求1所述的离子植入机，其中所述多个工件直接位在所述提取电极的下游。7.根据权利要求1所述的离子植入机，其中离子束以直线方式自所述离子源向所述多个工件投射。8.一种离子植入机，包括：离子源；处理腔室，连接至所述离子源并藉由多个提取电极与所述离子源分离；载具，装配成固持多个工件；扫描机械手臂，所述载具可移除地附接至所述扫描机械手臂，所述扫描机械手臂装配成输送所述载具穿过自所述离子源引导出的离子束；屏蔽装载器，位于所述处理腔室中，其中所述屏蔽装载器装配成当所述载具附接至所述扫描机械手臂时使屏蔽与所述载具连接；传送腔室，与所述处理腔室连接；加载锁，与所述传送腔室连接；传送机械手臂，位于所述传送腔室中，装配成在所述载具装载上所述工件，且在所述加载锁及所述处理腔室之间输送所述多个工件；以及工件输送系统，与所述加载锁连接且装配成从所述加载锁装载及卸除所述多个工件，其中所述屏蔽具有足够大的尺寸以覆盖所述多个工件。9.根据权利要求8所述的离子植入机，其中所述离子源包括RF离子源。10.根据权利要求8所述的离子植入机，其中所述屏蔽与所述载...
【专利技术属性】
技术研发人员：威廉·T·维弗，查理斯·T·卡尔森，约瑟·C·欧尔森，詹姆士·布诺德诺，保罗·沙利文，
申请(专利权)人：瓦里安半导体设备公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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