CN102428542B - 处理基板的技术 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示一种用于处理基板的改良技术。在一特定例示性实施例中，所述技术可使用用于处理基板的遮罩而达成。所述遮罩可并入至诸如离子植入系统的基板处理系统中。所述遮罩可包括：一或多个第一孔，其安置于第一列中；以及一或多个第二孔，其安置于第二列中，每一列沿所述遮罩的宽度方向延伸，其中所述一或多个第一孔及所述一或多个第二孔为非一致的。

Description

处理基板的技术
技术领域
本揭示案是关于一种用于处理基板的技术，更特定而言，是关于一种用于将掺杂剂(dopant)或杂质(impurity)引入基板中的技术。
背景技术
在制造电子设备的制程中，将掺杂剂或杂质引入基板中以更改基板的原始的机械、光学或电性质。在制造存储器设备中，可将硼离子引入硅基板中。由于在晶格(crystal lattice)中硼离子及硅原子具有不同的电性质，因此引入足够量的硼离子可更改硅基板的电性质。
可使用离子植入(ion implantation)技术来引入掺杂剂。在此技术中，将含有所需物种(species)的馈入材料(feed material)离子化。随后，将馈入材料的离子以具有所需能量的离子束(ion beam)的形式朝向基板引导，且随后植入。若离子是来自不同物种，则离子可更改基板的性质。
诸如太阳能电池(solar cell)的另一以硅为主基板的设备，亦可藉由将离子或掺杂剂引入硅基板中来制造。在过去，已经由扩散制程(diffusion process)引入掺杂剂，其中将含有玻璃或糊状物(paste)的掺杂剂安置于硅基板上。随后，对基板进行加热，且玻璃或膏状物中的掺杂剂经由热扩散扩散至基板中。
虽然扩散制程可能较经济，但所述制程具有许多缺点。在一些太阳能电池中，期望执行选择性掺杂以将掺杂剂仅引入至基板的选定区中。然而，扩散制程难以控制，且经由扩散的选择性掺杂可能难以达成。所述制程可导致不精确的掺杂或不一致的掺杂区的形成。另外，空隙(void)或气泡(air bubble)或其他污染物可能在扩散制程期间与掺杂剂一起被引入基板中。
为解决此些缺点，已提出经由离子植入制程进行掺杂。在所提出的制程中，将用光阻层(photo-resist layer)涂覆基板，且执行微影制程 (lithographic process)以曝露基板的若干部分。随后，执行离子植入，且将掺杂剂植入曝露部分中。所述制程虽然达成精确的选择性掺杂，但并不便宜。需要额外的步骤及时间来涂覆、图案化及移除光阻，其每一者均增加制造制程的成本。若待曝露的区极小，则所述步骤可能更复杂。
在制造太阳能电池中的任何增加的成本均将降低太阳能电池的产生低成本能量的能力。同时，在制造具有高效率的高效能太阳能电池中的任何减少的成本均将对太阳能电池在全世界的实施具有积极影响。此将达成清洁能量技术的较广可用性及接受度。
因此，需要一种新技术。
发明内容
揭示一种用于处理基板的改良技术。在一特定例示性实施例中，所述技术可以用于处理基板的遮罩而实现，所述遮罩包括：一或多个第一孔，其安置于第一列中；以及一或多个第二孔，其安置于第二列中，每一列沿所述遮罩的宽度方向延伸，其中所述一或多个第一孔及所述一或多个第二孔为非一致的。
根据此特定例示性实施例的其他态样，所述一或多个第一孔及所述一或多个第二孔可具有不同尺寸。
根据此特定例示性实施例的额外态样，所述一或多个第一孔及所述一或多个第二孔可沿所述遮罩的高度方向具有不一致的对准。
根据此特定例示性实施例的其他态样，所述一或多个第一孔及所述一或多个第二孔可沿所述高度方向不具有重叠区。
根据此特定例示性实施例的其他态样，所述一或多个第一孔及所述一或多个第二孔可沿所述高度方向重叠以界定重叠区。
根据此特定例示性实施例的额外态样，所述遮罩可包括所述第一列中的两个或两个以上第一孔以及所述第二列中的两个或两个以上第二孔，其中所述第一列中的所述两个或两个以上第一孔沿所述遮罩的宽度方向彼此对准。
根据此特定例示性实施例的其他态样，所述第二列中的所述两个或两个以上第二孔可沿所述遮罩的宽度方向彼此对准。
根据此特定例示性实施例的额外态样，所述两个或两个以上第一孔中的每一者及所述两个或两个以上第二孔中的每一者沿所述高度方向彼此成未对准的关系。
根据此特定例示性实施例的其他态样，所述遮罩可还包括一或多个第三孔，其安置于第三列中，其中所述一或多个第二孔及所述一或多个第三孔沿所述遮罩的高度方向彼此成未对准的关系。
根据另一例示性实施例，所述技术可以用于处理基板的装置而实现，所述装置可包括：离子源，其用于产生包括所需物种的多个离子的离子束，所述离子束被引导朝向所述基板；遮罩，其安置于所述离子源与所述基板之间，所述遮罩包括：一或多个第一孔，其安置于第一列中；以及一或多个第二孔，其安置于第二列中，每一列沿所述遮罩的宽度方向延伸，其中所述一或多个第一孔及所述一或多个第二孔为非一致的。
根据此特定例示性实施例的其他态样，所述一或多个第一孔及所述一或多个第二孔可具有不同尺寸。
根据此特定例示性实施例的额外态样，所述一或多个第一孔及所述一或多个第二孔可沿所述遮罩的高度方向具有不一致的对准。
根据此特定例示性实施例的其他态样，所述一或多个第一孔及所述一或多个第二孔可沿所述高度方向重叠以界定重叠区。
根据此特定例示性实施例的其他态样，所述一或多个第一孔及所述一或多个第二孔可沿所述高度方向不具有重叠区。
根据此特定例示性实施例的其他态样，所述遮罩可还包括：一或多个第三孔，其安置于第三列中，其中所述一或多个第二孔及所述一或多个第三孔沿所述遮罩的高度方向彼此成未对准的关系。
根据另一特定例示性实施例，所述技术可以用于处理基板的方法而实现。所述方法可包括：在离子源与所述基板之间安置遮罩，所述遮罩包括安置于第一列中的一或多个第一孔、安置于第二列中的一或多个第二孔以及安置于第三列中的一或多个第三孔，每一列沿所述遮罩的宽度方向延伸；朝向所述遮罩的上部部分引导离子束，以便使所述离子束的第一部分与所述一或多个第一孔的至少一部分及所述一或多个第二孔的至少一部分重叠；以及使所述遮罩及所述基板中的至少一者相对于所 述遮罩及所述基板中的另一者平移。
根据此特定例示性实施例的额外态样，所述方法可还包括：将所述离子束固定地定位至所述遮罩。
根据此特定例示性实施例的额外态样，所述方法可还包括：朝向所述遮罩的下部部分引导所述离子束，以便使所述离子束与所述一或多个第二孔的至少一部分及所述一或多个第三孔的至少一部分重叠。
根据此特定例示性实施例的其他态样，所述一或多个第一孔及所述一或多个第二孔可沿所述遮罩的高度方向具有不一致的对准。
根据此特定例示性实施例的额外态样，所述一或多个第一孔及所述一或多个第二孔可沿所述高度方向重叠以界定重叠区。
现将如附图中所示参考本揭示案的例示性实施例更详细地描述本揭示案。虽然下文参考例示性实施例描述本揭示案，但应了解，本揭示案不限于此。已获得本文教示的熟习此项技术者将认识到额外的实施方案、修改及实施例以及其他使用领域，其处于如本文描述的本揭示案的范畴内且本揭示案相对于其可具有显著实用性。
附图说明
现将如随附图式所示参考本揭露案之例示性实施例更详细地描述本揭露案。虽然下文参考例示性实施例描述本揭露案，但应了解，本揭露案不限于此。熟习此项技术者将认识到额外的实施方案、修改及实施例以及其它使用领域，其处于如本文描述之本揭露案之范畴内且本揭露案相对于其可具有显著实用性。
图1说明可使用本揭示案中描述的技术达成的基板。
图2说明根据本揭示案的一实施例的用于处理基板的例示性射束线离子植入系统。
图3说明根据本揭示案的一实施例的用于处理基板的例示性遮罩。
图4说明根据本揭示案的另一实施例的用于处理基板的另一例示性遮罩。
图5a及图5b说明根据本揭示案的一实施例的用于处理基板的例示性技术。
图6说明根据本揭示案的一实施例的用于处理基板的另一例示性技术。
图7说明根据本揭示案的另一实施例的用于处理基板的另一例示性遮罩。
图8a及图8b说明根据本揭示案的另一实施例的用于处理基板的另一例示性技术。
图9说明根据本揭示案的另一实施例的用于处理基板的另一例示性遮罩。
图10说明根据本揭示案的另一实施例的用于处理基板的另一例示性遮罩。
图11说明根据本揭示案的另一实施例的用于处理基板的另一例示性技术。
图12说明根据本揭示案的另一实施例的用于处理基板的另一遮罩。
具体实施方式
本文介绍用于处理基板的技术的若干实施例。为清楚及简单的目的，实施例可着重于用于将掺杂剂或杂质引入基板中的技术。举例而言，本文描述的技术可用以形成含有不同剂量或程度的杂质的区和/或含有不同类型杂质或掺杂剂的区。虽然本揭示案着重于特定技术，但揭示内容不限于此。
在本揭示案中，是以带状射束(ribbon beam)的射束线离子植入系统(beam-line ion implantation system)来描述实施例。虽然未详细论述，但不排除其他类型的离子植入系统，包含使用点(spot)或聚焦的离子束的扫描射束离子植入系统。另外，可同等适用于其他类型的基板处理系统，包含例如电浆辅助掺杂(plasma assisted doping，PLAD)或电浆浸没离子植入(plasma immersion ion implantation，PIII)系统。
实施例中揭示的基板可为用于制造太阳能电池的以硅为主的基板。虽然主要论述以硅为主的基板，但本揭示案可同等适用于含有其他材料的基板。举例而言，含有碲化镉(CdTe)、铜铟镓硒(CIGS)或其他材 料的基板亦可适用。另外，其他非太阳能电池基板亦可适用于本揭示案。用于制造其他机械、电子(例如，存储器设备)或光学(例如，发光二极管(light emitting diode))设备或其他设备的金属基板、其他半导电基板(semiconducting substrate)以及绝缘基板可同等适用。
参见图1，显示使用本揭示案的技术制造的例示性基板100。在本实施例中，显示太阳能电池基板100。在一侧，基板100可包含一或多个触点区(contact region)102，在其中每一者上可形成金属触点(未图示)。触点区102可藉由将预定剂量的所需掺杂剂引入区102中而形成。若基板100包含两个或两个以上触点区102，则触点区102可被一间隔区(spacer region)104彼此间隔开。在一些实施例中，基板100亦可包括一或多个间隔区104，且每一间隔区104亦可引入掺杂剂或杂质。在本实施例中，引入触点区102及间隔区104中的掺杂剂物种可相同。然而，触点区102可具有比间隔区104高的掺杂剂剂量。若基板为太阳能电池，则在基板100的前侧上包含重度掺杂触点区102及轻度掺杂间隔区104的此图案可称为选择性发射极(selective emitter)设计。重度掺杂触点区102可达成触点区101与金属触点之间的较佳介接(interface)。另外，较高掺杂剂剂量可达成触点区102中的较高导电性。虽然非较佳，但触点区102及间隔区104在其他实施例中可引入不同的掺杂剂物种。举例而言，触点区102及间隔区104中的一者可引入p型掺杂剂，而触点区102及间隔区104中的另一者被引入n型掺杂剂。在另一实例中，触点区102及间隔区104可引入相同类型掺杂剂，但此相同类型掺杂剂是不同的物种。另外，触点区102中的掺杂剂的剂量亦可大于间隔区104中的掺杂剂的剂量。或者，触点区102中的剂量可等于或小于间隔区104中的剂量。
参见图2，显示根据本揭示案的一实施例的用于处理基板的例示性系统200。在本实施例中，系统200可用以制造具有图1所示的选择性发射极设计的太阳能电池基板。如图2说明，系统200可为射束线离子植入系统，其中可将呈离子形式的掺杂剂引入基板100中。
本实施例的离子植入系统200可包含离子源202，其耦接至含有所需掺杂剂物种的馈入气体(feed gas)的气体匣(gas box)230。来自气 体匣230的馈入气体被供应至离子源202，且随后经离子化。此馈入气体可含有具有来自第I族及第3A族至第8A族的一种或多种元素的掺杂剂物种。举例而言，馈入气体可含有氢(H)、氦(He)或其他稀有气体、氧(O)、氮(N)、砷(As)、硼(B)、磷(P)、锑、镓(Ga)、铟(In)或其他气体。另外，馈入气体可含有碳硼烷C2B10H12或另一分子化合物。在馈入气体被离子化之后，藉由萃取电极(extraction electrode)201萃取离子源202中的离子20，所述萃取电极201包含抑制电极(suppression electrode)201a及接地电极(ground electrode)201b。电源(未图示)可耦接至萃取电极201，且可提供可调整电压。
离子植入系统200亦可包括可选的射束线组件。射束线组件可为可选的，因为系统在其他实施例中可能省略射束线组件。若包含，则可选的射束线组件可包含质谱分析器(mass analyzer)203、角度校正器磁体(angle corrector magnet)207以及第一及第二加速/减速级205及209中的至少一者。
质谱分析器203可根据离子质量而使离子偏转。具有所需质量的离子可经充分偏转以穿过质谱分析器203的退出孔口(exit aperture)，且进一步行进至系统200的下游。同时，具有非所需质量的离子可经不充分或过度偏转，且所述离子可经引导至质谱分析器203的壁。角度校正器磁体207同时可将在发散路径(diverging path)中行进的离子20校准于一实质上平行的路径。在本实施例中，发散的离子束20可被校准为一实质上平行的带状离子束20。若包含，则第一及第二加速/减速级205及207可加速或减速沿离子束路径行进的离子束20中的离子。
沿离子束路径行进的离子束20可朝末端台(end station)206引导。在末端台206中，一或多个基板100可定位于离子束路径中，使得离子束20中的离子可植入基板100中。为控制植入过程，末端台206可含有各种组件。举例而言，末端台206可含有压板(platen)214，其可支撑所述一或多个基板100。压板214除支撑基板100以外亦可控制(例如)基板100的温度以提供热或冷的离子植入。为提供冷的离子植入，压板214可在小于室温的温度(较佳小于273°K)下维持基板100。为提供热的离子植入，压板214可在高于室温的温度(较佳大于293° K)下维持基板100。除压板214外，本揭示案的离子植入系统200可含有冷却和/或加热台(未图示)，其中可在离子植入之前或离子植入之后冷却或加热基板100。
末端台206亦可含有扫描器(未图示)，例如片座(roplat)，其可将基板100定位于离子束20的路径中。扫描器亦可相对于离子束20将基板100平移/旋转至所需位置及定向。在一实施例中，基板100可定向成实质上垂直于离子束路径，使得离子以实质上0°入射角或植入角植入。在另一实施例中，基板可不垂直于离子束20以提供非零入射角或植入角。在一实施例中，植入角可在整个植入过程中保持恒定。在另一实施例中，植入角可在植入过程期间变化。在本揭示案中，基板100亦可以所需速率平移，以便控制所植入的离子的剂量。为确保适当剂量，末端台306亦可包含剂量量测系统。
在离子源202与基板100之间，可定位一或多个遮罩(mask)250。在本揭示案中，遮罩250可包含一或多个指状物(finger)以阻挡离子20到达基板100。遮罩250亦可包含一或多个孔，离子20可穿过所述孔且植入基板100中。遮罩250可由系统200的各种组件支撑，该些组件包含末端台206的壁。可由支撑遮罩250的各种组件提供遮罩250相对于离子束20和/或基板100的适当定向或位置。举例而言，致动器(未图示)可耦接至遮罩250以相对于基板100和/或离子束20平移、旋转或倾斜遮罩250。为防止遮罩250的温度过度上升，亦可提供对遮罩250的冷却。
参见图3，显示根据本揭示案的一实施例的例示性遮罩350。在本实施例中，遮罩350可包括至少一指状物352。遮罩350可选地含有基座(base)354，且指状物352可由基座354支撑。若遮罩350不含有基座354，则遮罩350可为支撑和/或固持在一起的一或多个指状物352。若遮罩350包括两个或两个以上指状物352，则指状物352可彼此间隔开以界定间隙或孔356。在一实施例中，遮罩350可具有多个指状物352以界定一或多个间隙或孔，且指状物352可具有一致的形状及尺寸。另外，指状物352可经组态以使得间隙或孔356具有一致的形状及尺寸。在另一实施例中，遮罩350可具有61个指状物352，且指状物352经组态以形成60个一致且矩形的孔356。然而，熟习此项技术者将认识到，遮罩350可具有任一数目的指状物352及孔356。另外，孔356可具有一致或不一致的各种形状及尺寸。
遮罩350可由各种材料制成。较佳地，遮罩由能够承受离子植入的反应性条件的惰性材料(inert material)制成。遮罩350中含有的材料的实例可包含石英、石墨、蓝宝石、硅(Si)、SiC及SiN。材料的其他实例亦可包含于遮罩350中。其他材料的实例可包含含有掺杂剂物种的材料。
参见图4，显示根据本揭示案的另一实施例的另一例示性遮罩450。在本实施例中，遮罩450可包括至少一指状物452。遮罩450亦可包括安置于遮罩450的相对侧处且用以支撑指状物452的第一基座454a及第二基座454b。若需要，则遮罩450亦可包含位于遮罩450的相对侧处且靠近指状物而安置的第三基座454c及第四基座454d。或者，可用额外的指状物452代替第三基座454c及第四基座454d。若遮罩450包括两个或两个以上指状物452，则指状物452可彼此间隔开以界定一或多个间隙或孔456。在一实施例中，遮罩450可具有多个指状物452，且指状物452可具有一致的形状及尺寸。另外，指状物452可经组态以使得孔456具有一致的形状及尺寸。然而，熟习此项技术者将认识到，遮罩450可具有任一数目的指状物452及孔456。另外，孔456可具有一致或不一致的各种形状及尺寸。
类似于图3所示的先前实施例的遮罩350，遮罩450可包含各种材料。为清楚及简单的目的，将省略所述材料的描述。
参见图5a及图5b，显示根据本揭示案的一实施例的用于处理基板的例示性技术。所述图不一定按比例绘制。为清楚及简单的目的，使用图2所示的射束线离子植入系统200及图3所示的遮罩350描述所述技术。然而，可使用其他系统，包含使用点或聚焦的离子束的扫描射束离子植入系统。另外，亦可使用其他遮罩，包含图4所示的遮罩450。为清楚及简单的目的可以射束高度来描述本技术。熟习此项技术者将认识到，在带状射束离子植入器中，射束高度可指代带状射束的实际高度。相对于使用点或聚焦的射束的扫描射束离子植入器，所述术语可指经点 射束扫描以达成与带状射束离子植入器的效果类似的效果的区域的高度。
在本实施例中，基板500及遮罩350可安置于离子植入系统200中。如图5a及图5b说明，遮罩350的指状物352可经尺寸设定或定位，使得其不沿着箭头510所示的高度方向延伸而穿过基板500的整个高度。指状物352亦可经尺寸设定或定位，使得其不延伸穿过离子束20的整个高度。在本实施例中，遮罩350的指状物352可延伸穿过离子束20的高度的约50％。在指状物352延伸穿过少于整个高度的情况下，离子束20在朝向基板500被引导时可被划分为多个部分。举例而言，离子束20可包括第一部分20a，其自离子束20的第一边缘20i延伸至假想参考线20iii。离子束20亦可包括第二部分20b，其自离子束20的第二边缘20ii延伸至参考线20iii。参考线20iii可由指状物的一端352i界定。
若指状物352延伸穿过离子束20的高度的约50％，则离子束20的第一部分20a及第二部分20b的高度可实质上相等。离子束的第一部分20a中的离子可直接植入基板500中以执行毯覆式离子植入(blanket ion implantation)。同时，第二部分20b中的离子的一部分经由孔356植入基板500中以执行选择性离子植入。
离子束20、遮罩350及基板500中的每一者可具有独立的旋转及平移自由度(freedom)，且离子束20、遮罩350及基板500可联合地或独立地倾斜、旋转和/或平移。在本实施例中，遮罩350可相对于离子束20固定地定位。同时，基板500可沿箭头510所示的高度方向相对于离子束20和/或遮罩350平移。虽然未详细论述，但基板500在另一实施例中亦可沿箭头512所示的方向相对于离子束20和/或遮罩350平移。在基板500沿高度方向510平移时，可形成含有掺杂剂的第一区502及第二区504。第一区502可为高度掺杂区，因为来自离子束的第一部分20a及第二部分20b的掺杂剂被植入。同时，第二区504可为轻度掺杂区，因为来自离子束的第一部分20a的掺杂剂或离子被植入。将本实施例的基板500与图1所示的基板100相比，高度掺杂的第一区502可对应于触点区102，而轻度掺杂的第二区504可对应于间隔区104。在触点区102的掺杂剂剂量比间隔区104少的其他实施例中，高度掺杂的第 一区502可对应于间隔区104，而轻度掺杂的第二区504可对应于触点区102。
可根据指状物352及离子束20的高度调整第一区502及第二区504中的掺杂剂剂量或程度。在本实施例中，指状物352的高度可为离子束20的高度的约50％。因此，自指状物352所得的离子束的第一部分20a及第二部分20b可具有相等高度。若离子束20中的离子的量沿高度方向510实质上一致，且若基板500平移的速率恒定，则第一区502中的掺杂剂剂量可为第二区504中的掺杂剂剂量的约两倍。举例而言，第一区502中的掺杂剂剂量可为约2E15/cm2，而第二区504中的掺杂剂剂量具有lE15/cm2掺杂剂剂量。在另一实施例中，指状物352的高度可为离子束20的高度的约33％(三分之一)。在所述实施例中，离子束的第一部分20a的高度可比第二部分20b的高度大约50％。在离子植入之后，第一区502中的掺杂剂的量可比第二区504中的掺杂剂的量大约50％。由此，第一区502及第二区504中的掺杂剂剂量的比率可为约3∶2。
另外，为控制掺杂剂剂量，可调整指状物352的高度以提供离子束一致性调谐。举例而言，可调整遮罩350的指状物352的长度以达成两倍(2x)一致植入。
藉由使用本揭示案的技术，可制造带有两个具有不同掺杂剂剂量的区的基板。不同于现有技术，本揭示案的技术在使用时可以一个离子束或离子束的一次通过达成毯覆式且选择性的植入，以同时或实质上同时地产生两个区。另外，所述技术不需要两个不同遮罩。此外，可避免放置不同遮罩、以不同遮罩进行处理以及移除遮罩的额外步骤。本揭示案中描述的技术更简单且更有效。
参见图6，显示根据本揭示案的一实施例的用于处理基板的另一例示性技术。图不一定按比例绘制。熟习此项技术者将认识到，本实施例含有与先前实施例中描述的特征类似的许多特征。为清楚及简单的目的，可不重复类似特征的描述。所述特征不一定按比例绘制。
在本实施例中，遮罩650可包括至少一指状物652，指状物652可彼此间隔开以界定一或多个间隙或孔656。举例而言，离子束30可包括第一部分30a，其自离子束30的第一边缘延伸至假想参考线30iii。离子 束30亦可包括第二部分30b，其自离子束30的第二边缘延伸至参考线30iii。参考线30iii可由指状物的一端652i界定。在本实施例中，基板500及遮罩650可安置于离子植入系统中。随后，可朝向基板400引导离子束30。在本实施例中，沿箭头510所示的方向的离子束30的高度可充分大，使得基板400相对于离子束30的平移可为不必要的。换言之，离子束30的高度充分大，使得基板500中待植入的区可由离子束30的高度涵盖，且基板500或离子束30无需相对于彼此平移。
本实施例的遮罩650同时可类似于遮罩350。类似于先前实施例，本实施例的离子束30、遮罩650以及基板500中的每一者可具有独立的旋转及平移自由度。然而，基板500及离子束30可相对于彼此固定地定位，使得其可联合地倾斜、旋转和/或平移。同时，遮罩650可相对于离子束30及基板500平移。在遮罩650沿高度方向平移时，可形成高度掺杂的第一区502及轻度掺杂的第二区504。为防止掺杂剂进入第一区502及第二区504中的额外植入，本实施例的遮罩650可选地包含具有较大高度的基座654。藉由执行本实施例的技术，可藉由相对于离子束30平移遮罩650而达成高度掺杂的第一区502及轻度掺杂的第二区504。
参见图7，显示根据本揭示案的另一实施例的另一例示性遮罩750。在本实施例中，遮罩750可包括安置于遮罩750的相对侧处的上部及下部部分702及704。熟习此项技术者将认识到，上部及下部部分702及704中的每一者类似于图3所说明的先前实施例的遮罩350。在上部及下部部分702及704中的每一者中，遮罩750可包括一或多个第一指状物752a及一或多个第二指状物752b。遮罩750亦可包括可选的第一及第二基座754a及754b，其支撑第一及第二指状物752a及752b。另外，遮罩750亦可包含位于相对侧的靠近指状物而安置的可选的第三及第四基座754c及754d。
若遮罩750的上部及下部部分702及704中的每一者包括两个或两个以上第一及第二指状物752a及752b，则指状物752a及752b可沿宽度方向712彼此间隔开以界定一或多个第一孔756a。遮罩750亦可包括藉由上部及下部部分702及704沿高度方向710彼此间隔开而界定的第 二孔756b。
类似于先前实施例的遮罩350及450，本实施例的遮罩750可包含各种材料。
参见图8a及图8b，显示根据本揭示案的另一实施例的用于处理基板的另一例示性技术。图不一定按比例绘制。为清楚及简单的目的，将以图7所说明的遮罩750描述本实施例的技术。熟习此项技术者将认识到，可以其他遮罩执行本技术。另外，为清楚及简单的目的，未显示第三及第四可选基座754c及754d。
本实施例的技术可为多部分技术，其中第一部分可类似于图5a及图5b所描述的技术。由此，应参照图5a及图5b所描述的先前实施例的技术来解读本实施例的技术。
在本实施例中，遮罩750可安置于离子源(未图示)与基板500之间。随后，离子束20可沿离子束路径被引导至基板500。在技术的第一部分期间，离子束20可被引导至遮罩750的上部部分702，且遮罩750的上部部分702可安置于离子束路径中。如图8a所说明，第一指状物752a可经尺寸设定或定位，使得第一指状物752a不延伸穿过离子束20的整个高度。在过程中，离子束20可被划分为第一部分20a及第二部分20b。离子束20的第一部分20a中的离子可经由第二孔756b直接植入基板中，以便执行毯覆式离子植入。同时，来自离子束20的第二部分20b的离子的一部分可穿过一或多个第一孔756a以执行选择性离子植入。类似于图5a及图5b中揭示的技术，基板500可沿高度方向710平移。同时，遮罩750的上部部分702可关于离子束20固定地定位。因此，高度掺杂区(未图示)及轻度掺杂区(未图示)可形成于基板500上。
在可在第一部分之后或之前发生的技术的第二部分期间，离子束20可被引导至遮罩750的下部部分704。类似于技术的第一部分，第二指状物752b可经尺寸设定或定位，使得第二指状物752b不延伸穿过离子束20的整个高度。在过程中，离子束20可被划分为第一部分20a及第二部分20b。不同于技术的第一部分，离子束的第一部分20a可用以经由遮罩750中的下部部分704中的第一孔756a执行选择性离子植入。同时，可以离子束20的第二部分20b执行毯覆式离子植入。
本实施例的技术提供若干优点。其中，所述技术可用以解决离子束20沿高度方向710的不一致性。在许多离子植入器中，诸如离子剂量变化的不一致性可沿高度方向存在。所述变化可尤其由空间电荷效应(space-charge effect)引起。藉由使用离子束的第一及第二部分两者来产生高度掺杂及轻度掺杂区，可减轻不一致性。
另外，可确定遮罩750相对于基板的位置。举例而言，遮罩750可安置于基板500的上游，而无需校准第一及第二指状物752a及752b相对于基板500及离子束20的相对位置。可朝向遮罩750引导离子束20，且根据由于指状物752a及752b带来的离子束电流的损失，可产生“晶圆图(wafer map)”。另外，可调整离子束或基板沿高度方向710扫描的速率以补偿任何不对称性。举例而言，当基板500不处于进行离子植入的状态时，遮罩750可在基板500回转的同时相对于离子束移动。此可允许在基板的毯覆式植入部分中消除离子束中的不一致性。遮罩750无需在每次基板回转时移动，但可以使遮罩750以与离子束波动的重叠达最小化的间隔来进行移动。举例而言，此可避免50Hz及60Hz的谐波(harmonic)。
参见图9，显示根据本揭示案的另一实施例的另一例示性遮罩950。为清楚及简单的目的，对遮罩950的孔来进行描述。遮罩950可包括沿高度方向910的孔956a-956c的多个列955a-955c。在本实施例中，遮罩950可包括三个列955a-955c。在每一列955a-955c上，可安置一或多个孔956a-956c。在本实施例中，孔956a-956c可为矩形形状。如图9所说明，本实施例的每一孔956a-956c可包括沿高度方向910延伸一距离l的第一及第二侧967a及967b以及沿宽度方向912延伸一距离w的第一及第二宽度969a及969b。在其他实施例中，孔956a-956c可具有其他形状。
在本实施例中，邻近列955a-955c中的孔956a-956c可为不一致的。在本实施例中，不一致性可与孔956a-956c的位置或对准有关。举例而言，第一列955a中的第一孔956a以及第二列955b中的第二孔956b在高度方向910上未对准。在过程中，孔956a及956b的中心可沿高度方向910移位一距离x且不对准。
而且，邻近列955a-955c中的孔956a-956c可经定位以使得一个列955a-955c中的孔956a-956c的第一侧967a可相对于邻近列955a-955c中的孔956a-956c的第一侧967a移位且不对准。在本实施例中，邻近列中的孔956a-956c经移位以使得第一孔956a的第一侧967a与第二孔956b的第二侧967b对准。在其他实施例中，第一孔956a的第一侧967a可与第二孔956b的第二侧967b之间移位一距离d(未图示)且不对准。在本揭示案中，第一孔956a可与第三列955c中的第三孔956c对准或不对准。
类似于先前实施例的遮罩，本实施例的遮罩950可包含各种材料。
参见图10，显示根据本揭示案的另一实施例的另一例示性遮罩1050。在本实施例中，遮罩1050类似于图9所示的遮罩950。然而，邻近列955a-955c中的孔956a-956c可在高度方向910上重叠有一距离y。
参见图11，显示根据本揭示案的另一实施例的用于处理基板的另一例示性技术。图不一定按比例绘制。为清楚及简单的目的，将以图9说明的遮罩950描述本实施例的技术。熟习此项技术者将认识到，可以其他遮罩执行本技术。
本实施例的技术可为多部分技术，其中第一部分可类似于图5a、图5b、图8a及图8b描述的技术。由此，应参照图5a、图5b、图8a及图8b描述的先前实施例的技术来解读本实施例的技术。
在本实施例中，遮罩950可安置于离子源(未图示)与基板(未图示)之间。随后，可沿离子束路径朝向基板引导离子束20。在技术的第一部分期间，离子束20可被引导至遮罩950的上部部分。举例而言，离子束20及遮罩950可经定位以使得离子束的第一部分20a与第二列955b中的第二孔956b的至少一部分重叠。同时，离子束的第二部分20b可与第一列955a中的第一孔956a的至少一部分重叠。当基板沿高度方向910平移时，可形成植入区。
若第一孔966a的第一侧967a沿高度方向910与第二孔966b的第二侧967b对准，则可形成具有等于第一及第二孔956a及956b的宽度的宽度的植入区。若第一孔966a的第一侧967a与第二孔966b的第二侧967b之间移位一距离d，则具有宽度d的非植入区可形成于两个间隔开的植 入区之间。
在可在第一部分之前或之后发生的技术的第二部分期间，离子束20可相对于遮罩950移动，使得朝向遮罩950的下部部分引导离子束20。举例而言，离子束20及遮罩950可经定位以使得离子束的第一部分20a与第三列955c中的第三孔956c的至少一部分重叠。同时，离子束的第二部分20b可与第二孔956b的至少一部分重叠。在基板平移时，可减轻沿高度方向910的离子束的不一致性。
若使用图10所示的遮罩1050，则第一及第二孔956a及956b的重叠或第二及第三孔956b及956c的重叠可使得能够在轻度掺杂区之间形成具有宽度y的高度掺杂区。可藉由穿过重叠区的离子形成重度掺杂区，而可藉由穿过非重叠区的离子形成轻度掺杂区。此外，若所述技术为多部分过程，则可减轻沿射束(未图示)的高度方向的不一致性。
参见图12，显示根据本揭示案的另一实施例的另一例示性遮罩。遮罩1250可包括多个列，每一列含有一或多个孔。在本实施例中，遮罩1250可包括沿着高度方向1210的5个列1255a-1255e。在每一列1255a-1255e中，一或多个孔1256a-1256e可沿着宽度方向1212安置。如图12说明，邻近列中的孔1256a-1256e为不一致的。举例而言，邻近列中的孔1256a-1256c可在尺寸及位置方面不同。
类似于先前实施例的遮罩，本实施例的遮罩1050可包含各种材料。
本揭示案的范畴不受本文所描述的特定实施例限制。实际上，熟习此项技术者自前文描述以及附图将明白除本文所述的实施例之外的本揭示案的其他各种实施例及修改。因此，希望此些其他实施例及修改属于本揭示案的范畴内。另外，尽管本文已出于特定目的在特定环境中的特定实施方案的上下文中描述了本揭示案，但熟习此项技术者将认识到，本揭示案的有用性不限于此，且可出于任何数目的目的在任何数目的环境下有益地实施本揭示案。因此，应鉴于本文所述的本揭示案的全部广度及精神而解释下文所陈述的权利要求。

Claims (10)

1.一种用于处理基板的装置，所述装置包括：
离子源，其用于产生包括所需物种的多个离子的离子束，所述离子束被引导朝向基板；
遮罩，其安置于所述离子源与所述基板之间，所述遮罩包括：
一或多个第一孔，其安置于第一列中；
一或多个第二孔，其安置于第二列中；以及
一或多个第三孔，其安置于第三列中，每一列沿所述遮罩的宽度方向延伸，所述第二列与所述第一列及所述第三列邻近且所述第二列位于所述第一列及所述第三列之间，其中所述一或多个第一孔及所述一或多个第二孔沿所述遮罩的高度方向成未对准的关系，所述一或多个第一孔及所述一或多个第三孔沿所述遮罩的所述高度方向对准，
以及其中所述离子束被引导至所述遮罩的上部部分，使得所述离子束的第一部分与所述一或多个第一孔的至少一部分重叠，所述离子束的第二部分与所述一或多个第二孔的至少一部分重叠，同时所述基板与所述遮罩相对于彼此移动。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述一或多个第一孔及所述一或多个第二孔具有不同尺寸。
3.根据权利要求1所述的装置，其中所述一或多个第一孔及所述一或多个第二孔沿所述高度方向重叠以界定重叠区。
4.根据权利要求1所述的装置，其中所述一或多个第一孔及所述一或多个第二孔沿所述高度方向不具有重叠区。
5.一种用于处理基板的方法，所述方法包括：
在离子源与基板之间安置遮罩，所述遮罩包括安置于第一列中的一或多个第一孔、安置于第二列中的一或多个第二孔以及安置于第三列中的一或多个第三孔，每一列沿所述遮罩的宽度方向延伸，其中所述第二列与所述第一列及所述第三列邻近且所述第二列位于所述第一列及所述第三列之间，所述一或多个第一孔及所述一或多个第二孔沿所述遮罩的高度方向成未对准的关系，所述一或多个第一孔及所述一或多个第三孔沿所述遮罩的所述高度方向对准；
引导离子束至所述遮罩的上部部分，使得所述离子束的第一部分与所述一或多个第一孔的至少一部分重叠，所述离子束的第二部分与所述一或多个第二孔的至少一部分重叠；以及
使所述遮罩及所述基板中的至少一者相对于所述遮罩及所述基板中的另一者平移，同时所述离子束被引导至所述遮罩的上部部分。
6.根据权利要求5所述的方法，还包括：
将所述离子束固定地定位至所述遮罩。
7.根据权利要求6所述的方法，还包括：
朝向所述遮罩的下部部分引导所述离子束，以便使所述离子束与所述一或多个第二孔的至少一部分及所述一或多个第三孔的至少一部分重叠。
8.根据权利要求5所述的方法，其中所述一或多个第一孔及所述一或多个第二孔沿所述高度方向重叠以界定重叠区。
9.根据权利要求7所述的方法，其中所述离子束位置相对于所述遮罩自所述遮罩的上部部分至所述遮罩的所述下部部分的改变在离子植入期间发生。
10.根据权利要求5所述的方法，其中安置于所述第一列中的所述一或多个第一孔及安置于所述第二列中的所述一或多个第二孔不具有重叠区。
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