一种离子植入机，其中离子电流测量装置配置于罩幕的后方且与靶材基板的表面共平面，有如该靶材基板位于平台上。离子电流测量装置平移而跨越离子束。经由罩幕的多个孔径而引导的离子束的电流利用离子电流测量装置予以测量。以此方式，可根据离子电流测量装置所测量的离子电流轮廓来测定罩幕相对于离子束的位置以及罩幕的情况。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及元件制造领域，尤其涉及经由罩幕(mask)的离子植入(ion implantation)与一种在离子植入期间所使用的罩幕的状态监控装置及系统。
技术介绍
离子植入是一种将变动导电率的杂质(conductivity-altering impurities)导入至基板(substrates)的标准技术。基板中精确的掺杂浓度(doping profile)及相关的薄膜结构(thin film structure)对于适当的元件效能有关键影响。通常，在离子源中离子化想要的杂质材料，将离子加速以形成具有指定能量的离子束(ion beam)，并且将离子束指向基板的表面。离子束中具有能量的离子穿入基板材料的本体且嵌入基板材料的晶格 (crystalline lattice)以形成具有想要的导电率的区域。此种离子植入机(ion implanter)可用以将想要的掺质(dopants)植入硅基板以形成太阳能电池(solar cells)。这些太阳能电池利用再生的自然资源提供无污染、公平使用(equal-access)的能量。由于环境品质考量及渐增的能量成本，太阳能电池在全球都变得更为重要。高效能太阳能电池的任何制造成本降低或产量增加或者高效能太阳能电池的任何效率改善将对于举世普遍采用太阳能电池具有正面影响。这将使得这种洁净能源科技具备更广泛的效益。太阳能电池可能需要掺杂以改善效率。图1是一种选择性射极(selective emitter)太阳能电池的截面图。此电池可更有效地掺杂射极200且在触点(contacts) 202 的下方提供额外的掺质给区域201。在区域201掺杂得较浓改善了导电率，而在触点202之间掺杂得较淡则改善了电荷收集(charge collection)。触点202只可相隔大约2_3毫米 (mm)。区域201只可宽大约100-300微米(μ m)。图2是一种指叉背接触(interdigitated back contact, IBC)太阳能电池的横截面图。在指叉背接触(IBC)太阳能电池中，接面(junction)位于太阳能电池的背面。在此特定的实施例中，掺杂图案是交替的P型及η型掺质区域。可掺杂ρ+射极203及η+背面电场(back surface field) 204。这掺杂可使指叉背接触(IBC)太阳能电池的接面得以运作或增进效率。在过去，已经利用含掺质的玻璃来掺杂太阳能电池或加热浆料(paste)以使掺质扩散至太阳能电池。这样无法精确地掺杂太阳能电池的各区域，而且若出现空洞(voids)、 气泡或污染物，则可能发生不均勻的掺杂。因为离子植入能精确地掺杂太阳能电池，所以太阳能电池可受惠于离子植入。然而，太阳能电池的离子植入可能需要某种掺质图案或离子只植入至太阳能电池基板的某些区域。在此之前，已经利用光阻剂(photo-resist)及离子植入来达成只植入基板的某些区域。然而，因为包含额外的制程步骤，所以使用光阻剂对于太阳能电池生产将增添额外的成本。其他像太阳能电池表面上的硬罩幕(hard masks)同样昂贵且需要额外的步骤。因此，所属
需要经由罩幕的植入的改良方法，特别是需要离子植入时所使用的罩幕的状态监控。
技术实现思路
本专利技术是有关于一种在离子植入机中测定罩幕的对准(alignment)的装置及方法。本专利技术提供一种方法，此方法经由罩幕的多个孔径(apertures)来引导离子束朝向用以支撑靶材基板(target substrate)的平台(platen)。离子电流测量装置(ion current measurement device)配置于罩幕的后方且与靶材基板处于实质上共平面(co-planar)的关系，有如基板位于该平台上。离子电流测量装置平移而跨越离子束。当离子电流测量装置平移而跨越离子束时记录其位置。在记录位置利用离子电流测量装置来测量经由罩幕的多个孔径所引导的离子束的电流。产生电流讯号以响应于在每一个记录位置离子电流测量装置所测量的离子束电流。传送电流讯号到控制器(controller)，然后控制器产生控制讯号且根据控制讯号来定位离子束或罩幕的至少一个，使得平均离子束角度(mean ion beam angle)集中于罩幕的多个孔径的位于中央的一个孔径。本专利技术提供一种离子植入机系统，包括离子源、束线组件(beam line assembly), 罩幕、离子电流测量装置以及控制器。束线组件被组态成用以由离子源取出离子以形成离子束且引导离子束朝向· 平台。罩幕配置在平台的前面。罩幕具有多个孔径使离子束的个别分束得以经由罩幕而朝向该平台。离子电流测量装置配置成与靶材基板的表面实质上共平面，有如靶材基板位于平台上。离子电流测量装置用以与靶材基板的表面共平面地平移而跨越离子束。当离子电流测量装置平移而跨越离子束时，离子电流测量装置也用以产生与经由孔径接收的离子电流成正比的讯号。控制器用以从离子电流测量装置接收讯号， 并且测定罩幕相对于靶材基板的方位使经由罩幕的多个孔径的一个或多个的离子束的角度得以对准。附图说明图1是一种选择性射极太阳能电池的横截面图。图2是一种指叉背接触太阳能电池的横截面图。图3A是依照本专利技术的一实施例的一种代表性离子植入机的方块图。图;3B是依照本专利技术的一实施例的一种经由罩幕的植入的横截面图。图4是依照本专利技术的一实施例的一种利用法拉第探针经由罩幕的植入的前视图。图5A是依照本专利技术的一实施例的一种利用法拉第探针经由罩幕的植入的透视图。图5B是依照本专利技术的一实施例的一种利用法拉第探针经由罩幕的植入的俯视横截面图。图6是依照本专利技术的一实施例的一种罩幕-离子束角度对准的第一俯视横截面图。图7是依照本专利技术的一实施例的一种罩幕-离子束角度对准的第二俯视横截面图。图8是依照本专利技术的一实施例的一种罩幕-基板对准的第一俯视横截面图。图9是依照本专利技术的一实施例的一种罩幕-基板对准的第二俯视横截面图。图9A绘示一种与罩幕与基板或平台的间的大缝隙有关的特征轮廓。图9B绘示一种覆盖在具有非磨损孔径的罩幕的讯号轮廓上的具有磨损孔径的罩幕的讯号轮廓。图10是依照本专利技术的一实施例的一种测试罩幕侵蚀的法拉第探针实施例的前视透视图。图11至图13是图10的测试罩幕侵蚀的法拉第探针实施例在法拉第探针的平移期间的前视透视图。具体实施例方式以下将参考附图更完整地说明本专利技术，图中绘示本专利技术的较佳实施例。然而，本专利技术能以许多不同的形式来实施，因此不应视为局限于此处所述的实施例。更确切地说，提供这些实施例将使本专利技术的揭示更齐全，且将更完整地传达本专利技术的观念给任何所属
中具有通常知识者。在图中，相同的参考数字皆表示相同的元件。图3A是包含离子源室(ion source chamber) 120的离子植入机115的方块图。 电源供应器(power supply) 121供应所需的能量给离子源室120，用以产生特定种类的离子。所产生的离子经由一连串的电极(electrodesUH而从离子源取出，并且形成通过质量分析器磁铁(mass analyzer magnet) 116的离子束103。为了达成经由质量解析狭缝 (mass resolving slit) 117的最大传输，质量分析器将本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：班杰明·B·里欧登，尼可拉斯·P·T·贝特曼，威廉·T·维弗，罗素·J·洛，
申请(专利权)人：瓦里安半导体设备公司，
类型：发明
国别省市：
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