TW201403682A - 離子植入用基板載置構件及離子植入方法 - Google Patents

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Yoshinobu Murakami
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Sumitomo Heavy Industries
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Abstract

本發明提供一種離子植入用基板載置構件及離子植入方法，其能夠防止離子被植入到基板的側面。依本發明的離子植入用基板載置構件(3)，藉由在植入離子之方向之上流側開口之凹部(20)內配置基板(4)，離子被植入到基板(4)的上表面(4a)亦即上流側的表面。並且，從植入離子之方向觀察，由周壁部(22)覆蓋基板(4)的側面(4c)之凹部(20)具有與基板(4)相同的形狀。亦即，基板(4)的側面(4c)遍及整周而被周壁部(22)覆蓋。藉由以上，能夠防止離子被植入到基板(4)的側面(4c)。

Description

離子植入用基板載置構件及離子植入方法
本發明係有關一種用於載置被植入離子之基板之離子植入用基板載置構件及離子植入方法。
以往，作為植入離子之方法已知有專利文獻1。專利文獻1中，將晶圓(基板)載置於圓盤(離子植入用基板載置構件)上，藉由對晶圓的上表面照射離子束來植入離子。藉此，離子被植入到晶圓的上表面。並且，在晶圓上表面，於電極的位置設置有遮罩，且離子不植入到以遮罩所覆蓋的電極上。
(先前技術文獻)
(專利文獻)
專利文獻1：日本特開2002-25932號公報
在此，例如在應用於太陽能電池之基板中要求基板側面絕緣。其原因在於，當為太陽能電池時，側面的絕緣被 破壞會導致發電效率下降。然而，若採用習知之離子植入方法，則不僅基板的上表面，側面亦會被植入離子。藉此，產生了導致基板側面的絕緣被破壞之問題。
本發明係為了解決這種問題而完成者，其目的為提供一種能夠防止離子被植入到基板的側面之離子植入用基板載置構件及離子植入方法。
有關本發明之離子植入用基板載置構件，係用以載置被植入離子之基板的離子植入用基板載置構件，其特徵為：具有在植入離子之方向之上流側開口之凹部；凹部從植入離子之方向觀察具有與基板相同的形狀，凹部的周壁部覆蓋基板的側面。
藉由該離子植入用基板載置構件，能夠藉由在植入離子之方向之上流側開口之凹部內配置基板，將離子植入到基板的上流側的表面。並且，從植入離子之方向觀察，藉由周壁部覆蓋著基板的側面之凹部，具有與基板相同的形狀。亦即，基板的側面遍及整周而以周壁部覆蓋。藉由以上，能夠防止離子被植入到基板的側面。
並且，在離子植入用基板載置構件中，周壁部的高度在基板的厚度以上為較佳。藉此，離子變得更難以進入周壁部與基板的側面之間的分界部分，即使周壁部與基板的側面之間存在微小的間隙，亦能夠防止離子被植入到基板的側面。
並且，在離子植入用基板載置構件中，在凹部的底面沿著周壁部形成有溝槽部為較佳。在凹部的底面載置基板的下流側的表面，周壁部的內表面與基板的側面對置。因此，由於在凹部的底面與周壁部的內表面之間的內角部配置有基板的下流側的表面與側面之間的外角部，因此藉由凹部的加工精確度，內角部有可能干擾基板的外角部。然而，在凹部的內角部沿著周壁部形成有溝槽部。因此，由於能夠將基板的下流側的表面與側面之間的外角部放入溝槽部，因此無需過於提高底面與周壁部的內表面之間的內角部的加工精確度。
並且，在離子植入用基板載置構件中，兼用作輸送基板之輸送托盤為較佳。藉此，離子植入用基板載置構件成為同時具有載置基板之功能與輸送基板之功能之結構。
並且，在離子植入用基板載置構件中，在凹部的底面形成有能夠插穿用於推出基板之構件的孔部為較佳。從植入離子之方向觀察，由於凹部具有與基板相同的形狀，因此成為很難從凹部取出基板之狀態，但能夠使構件插穿孔部來推出基板，藉此在離子植入後輕鬆地從凹部取出基板。
並且，有關本發明之離子植入方法，係在基板上植入離子之離子植入方法，其特徵為：具備：由預定物體覆蓋基板的側面之製程；及在以物體覆蓋側面之基板上植入前述離子之製程。
藉由該離子植入方法，由於具有由預定物體覆蓋基板 的側面之製程，因此在執行植入離子之製程時，相對於植入離子之方向，基板呈上流側的表面露出且側面被物體覆蓋之狀態。藉此，離子只被植入到基板的上流側的表面。藉由以上，能夠防止離子被植入到基板的側面。
並且，在離子植入方法中，物體具有大於基板的厚度的高度為較佳。藉此，離子變得更難以進入物體與基板的側面之間的分界部份，即使在物體與基板的側面之間存在微小的間隙，亦能夠防止離子被植入到基板的側面。
並且，在離子植入方法中，物體與載置基板之離子植入用基板載置構件分體為較佳。藉此，即使不將離子植入用基板載置構件加工成特別的形狀，亦能夠防止離子被植入到基板的側面。
藉由本發明，能夠防止離子被植入到基板的側面。
1‧‧‧離子植入裝置
2‧‧‧輸送托盤
3、100、200‧‧‧離子植入用基板載置構件
4‧‧‧基板
20‧‧‧凹部
21a‧‧‧底面
22‧‧‧周壁部(預定物體)
23‧‧‧溝槽部
24‧‧‧孔部
210‧‧‧預定物體
第1圖係用於本發明的實施形態之離子植入裝置的概要結構圖。
第2圖係第1圖中示出之離子植入裝置的輸送托盤的放大圖。
第3圖係表示本發明的實施形態之離子植入用基板載置構件之圖。
第4圖係表示變形例之離子植入用基板載置構件之 圖。
第5圖係表示習知之離子植入用基板載置構件之圖。
第6圖係表示變形例之離子植入方法的步驟之圖。
以下，參閱附圖對本發明的實施形態進行說明。另外，在附圖說明中對相同要件賦予相同符號並省略重複說明。
第1圖係離子植入裝置1的概要結構圖。第2圖係離子植入裝置1的輸送托盤2的放大圖。另外，第2圖(b)係沿著第2圖(a)中示出之Ⅱb-Ⅱb線之剖面圖。如第1圖及第2圖所示，離子植入裝置1，係藉由對複數個基板4照射離子束17來對各基板4植入離子之裝置。離子植入裝置1，具備縱橫排列配置有複數個正方形板狀的基板4之離子植入用基板載置構件3、載置有離子植入用基板載置構件3之長方形板狀的輸送托盤2、及用於在軌道上輸送輸送托盤2、離子植入用基板載置構件3及基板4之輸送裝置(未圖示)。另外，基板4不限於正方形，亦可為其他形狀(例如，長方形、圓形等)。離子植入裝置1係如下所謂直線式離子植入裝置：在軌道上連續地或斷續地輸送複數個輸送托盤2及離子植入用基板載置構件3，並在配置於各離子植入用基板載置構件3上之複數個基板4依次進行離子植入。另外，在輸送托盤2上配置有複數個基板4，但未限定數量，亦可為一個。
離子植入裝置1具備：處理室6，內部為真空；裝載鎖定腔室7，配置於處理室6的前段而使其內部從大氣壓變為真空；及卸載鎖定腔室8，配置於處理室6的後段而使其內部從真空變為大氣壓。另外，每個腔室不限於下述的容積(例如，裝載鎖定腔室7及卸載鎖定腔室8亦可容納複數個輸送托盤2)。裝載鎖定腔室7及卸載鎖定腔室8係用於將處理室6內部從大氣壓環境下隔離，並使其內部維持在真空狀態者。處理室6具有在內部容納複數個輸送托盤2之容積。裝載鎖定腔室7及卸載鎖定腔室8分別具有在內部容納1個輸送托盤2之容積。在裝載鎖定腔室7的入口側及出口側設置有第1閘閥10A及第2閘閥10B。在卸載鎖定腔室8的入口側及出口側設置有第3閘閥10C及第4閘閥10D。
離子植入裝置1具備離子束產生裝置16，其產生添加到基板4之摻雜劑的離子束。在處理室6內形成有被離子束17照射之離子束照射區域。
接著，參閱第3圖對本實施形態之離子植入用基板載置構件3的詳細結構進行說明。另外，第3圖中示出在輸送托盤2只載置了相對1個基板4之離子植入用基板載置構件3之情況，但亦可如第2圖所示設為能夠配置複數個基板4。另外，當配置複數個基板4時，可在輸送托盤2上配置複數個具有1個凹部20(後述詳細結構)且能夠載置1個基板4之離子植入用基板載置構件3，亦可在輸送托盤2上配置1個具有複數個凹部20且能夠載置複數 個基板4之離子植入用基板載置構件3，還可在輸送托盤2上配置複數個具有複數個凹部20且能夠載置複數個基板4之離子植入用基板載置構件3。
本實施形態中作為被植入離子之基板4，例如可舉出應用於太陽能電池之基板4。對應用於該太陽能電池之基板4的上表面4a植入被離子化之雜質。應用於太陽能電池之基板4的材質為Si(矽)或化合物半導體(準確而言，離子植入到玻璃基板上的Si膜等)。對應用於太陽能電池之基板4植入之雜質，例如為B(硼)或P(磷)。此外，基板4亦可為半導體基板等。在本實施形態中，基板4呈大致矩形板狀，其具有：上表面4a，被植入離子；下表面4b，與離子植入用基板載置構件3接觸；及側面4c，沿著上下方向延伸且連結上表面4a與下表面4b。另外，基板4的4個角部呈進行了倒角之形狀。但是，亦可不進行倒角。基板4的每一邊的長度設定為156mm左右，基板4的厚度設定為0.2mm左右。
第3圖(b)係沿著第3圖(a)的Ⅲb-Ⅲb線之剖面圖。如第3圖(b)所示，為了配置基板4，離子植入用基板載置構件3具有在植入離子之方向之上流側(本實施形態中為上方)開口之凹部20。藉由具有該凹部20，在離子植入用基板載置構件3中形成用於載置基板4之底壁部21、及從該底壁部21垂直上升且包圍基板4的側面4c之周壁部22。底壁部21的上表面形成有用於載置基板4之凹部20的底面21a。底壁部21的下表面21b載置於輸 送托盤2的上表面2a。從離子的植入方向觀察(亦即從上側觀察)，凹部20(凹部20的開口)具有與基板4相同的形狀。從離子的植入方向觀察，周壁部22的內表面22a所呈現之形狀與基板4的外形呈相同的形狀。亦即，凹部20的周壁部22以覆蓋基板4的四側的所有側面4c(及倒角部之側面4c)之方式設置於四側(及與基板的倒角部對應之位置)。另外，只要能夠覆蓋基板4的側面4c，則不特別限定周壁部22的寬度(亦即周壁部22的上表面的寬度)。並且，“相同的形狀”不限於形狀嚴格一致之情況，亦包括如後述在能夠防止離子被植入到側面4c之範圍內，凹部20(周壁部22的內表面22a所呈現的形狀)與基板4(基板4的外形)存在差異之情況。
基板4的側面4c與周壁部22的內表面22a對置，且其間隙為0~0.1mm左右。但是，基板4的側面4c與周壁部22的內表面22a之間的間隙容許能夠防止離子被植入到側面4c之範圍內的間隙，並依周壁部22的高度而不同。
周壁部22的高度亦即凹部20的底面21a與周壁部22的上端之間的距離大於基板4的厚度為較佳。但是，周壁部22的高度可與基板4的厚度相同，亦即周壁部22的上端可與基板4的上表面4a一致。例如周壁部22的高度比基板4的厚度大0~10mm左右為較佳。
在凹部20的底面21a沿著周壁部22形成有溝槽部23。該溝槽部23由底面23a、周壁部22的內表面22a及 夾著底面23a而與該內表面22a對置之側面23b構成。如第3圖(a)所示，溝槽部23的側面23b以恒定的寬度與周壁部22的內表面22a平行地分離，從離子的植入方向觀察，呈現出與內表面22a所呈現之形狀(亦即基板4的側面4c所呈現之形狀)相似的形狀。溝槽部23的寬度，亦即側面23b與周壁部22的內表面22a之間的距離設定為0~10mm左右為較佳。並且，溝槽部23的深度，亦即凹部20的底面21a與溝槽部23的底面23a之間的距離設定為1~2mm左右為較佳。另外，溝槽部23無需遍及周壁部22的整周而設置，亦可存在未設置的部份。並且，亦可省略溝槽部23(亦即，周壁部22的內表面22a與凹部20的底面21a垂直地連結)。
在底壁部21形成有從下表面21b向上表面(凹部20的底面21a)垂直貫穿之孔部24。孔部24係用於在基板4配置於凹部20內並在上表面4a完成離子植入後，將基板4從凹部20取出之孔。孔部24能夠插穿用於推出基板4之棒狀構件(未圖示)。從下表面21b插穿孔部24之該棒狀構件的上端與基板4的下表面4b抵接，藉由推出，基板4向上方被抬起，並能夠從凹部20取出。如第3圖(a)所示，孔部24在各角部附近形成有4個。藉此，由於能夠由棒狀構件推出基板4的下表面4b的四角附近，因此能夠穩定地抬起基板4。但是，不特別限定孔部24的位置或個數。在輸送托盤2上以與離子植入用基板載置構件3的孔部24連通的方式設置能夠插穿棒狀構 件的孔部26。藉此，在離子植入後，能夠藉由從輸送托盤2的下方將棒狀構件插入孔部24、26來從凹部20取出基板4。或者，亦可在離子植入後從輸送托盤2取出離子植入用基板載置構件3，並將棒狀構件從離子植入用基板載置構件3的下方插入孔部24。另外，此時不需要輸送托盤2的孔部26。
接著，對本實施形態之離子植入用基板載置構件3的作用及效果進行說明。
首先，參閱第5圖對利用習知之離子植入用基板載置構件P之離子植入方法進行說明。如第5圖所示，離子植入用基板載置構件P的上表面呈平面，在該平面上載置基板4，並在此狀態下植入離子。藉此，離子相對於基板4的上表面4a被植入，另一方面基板的側面4c亦相對於離子束17露出，因此該側面亦被植入了離子。藉此，產生了側面4c的絕緣被破壞之類的問題。例如存在因太陽能電池的基板4中側面4c的絕緣被破壞而導致發電效率下降之類的問題。
另一方面，依本實施形態之離子植入用基板載置構件3，藉由在植入離子之方向之上流側開口之凹部20內配置基板4，離子被植入到基板4的上表面4a(上流側的表面)。並且，從植入離子之方向觀察，由周壁部22覆蓋基板4的側面4c之凹部20具有與基板4相同的形狀。亦即，基板4的側面4c遍及整周而被周壁部22覆蓋。藉由以上，能夠防止離子被植入到基板4的側面4c。
並且，在離子植入用基板載置構件3中，周壁部22的高度大於基板4的厚度。藉此，離子變得更難以進入周壁部22與基板4的側面4c之間的分界部份。即使在周壁部22與基板4的側面4c之間存在微小的間隙，亦能夠防止離子被植入到基板4的側面4c。但是，亦可使周壁部22的高度小於基板4的厚度。
並且，在離子植入用基板載置構件3中，在凹部20的底面21a沿著周壁部22形成有溝槽部23。在凹部20的底面21a載置有基板4的下表面4b(下流側的表面)，周壁部22的內表面22a與基板4的側面4c對置。因此，基板4的下表面4b(下流側的表面)與側面4c之間的外角部配置於底面21a與周壁部22的內表面22a之間的內角部。例如，當不具有溝槽部23時，還存在如下情況：亦即，因凹部20的內角部的加工精確度的影響(例如，R較大的情況等)，導致內角部干擾基板4的外角部，從而基板4成為從底面21a浮起之狀態。然而，在該內角部沿著周壁部22形成有溝槽部23。因此，由於能夠將基板4的下表面4b與側面4c之間的外角部放入溝槽部23，從而無需過於提高底面21a與周壁部22的內表面22a之間的內角部的加工精確度。更具體而言，當周壁部22的高度與基板4的厚度相同時，若基板4浮起，則基板4的側面4c從周壁部22的內表面22a凸出。若對如此凸出之部份照射離子，則絕緣被破壞。因此，能夠藉由設置溝槽部23來抑制這種絕緣破壞。
並且，在離子植入用基板載置構件3中，在凹部20的底面21a形成有能夠插穿用於推出基板4之棒狀構件的孔部24。從植入離子之方向觀察，凹部20具有與基板4相同的形狀，而藉由使棒狀構件插穿孔部24來推出基板4，能夠在離子植入後輕鬆地從凹部20取出基板4。
並且，本實施形態之離子植入方法具備：藉由在離子植入用基板載置構件3的凹部20內配置基板4來由周壁部22覆蓋基板4的側面4c之製程；及在由周壁部22覆蓋了側面4c之基板4上植入離子之製程。
依該離子植入方法，由於具有由周壁部22覆蓋基板4的側面4c之製程，因此在執行植入離子之製程時，呈基板4的上表面4a露出且側面4c被周壁部22覆蓋之狀態。藉此，離子只被植入到基板4的上表面4a。藉由以上，能夠防止離子被植入到基板4的側面4c。
本發明不限定於上述的實施形態。
例如，如第4圖所示，離子植入用基板載置構件100亦可兼用作輸送基板4之輸送托盤。作為輸送托盤發揮作用之離子植入用基板載置構件100具有：基板載置部30，具有與第3圖所示之離子植入用基板載置構件3對應之形狀；及托盤部40，具有與第3圖所示之輸送托盤2對應之形狀。離子植入用基板載置構件100以基板載置部30從托盤部40的上表面2a突出之方式形成，且托盤部40與基板載置部30一體地形成。亦即，呈第3圖中之離子植入用基板載置構件3的底壁部21的下表面21b與輸 送托盤2的上表面2a被固定之結構。或者，亦可藉由相對於托盤部40的上表面2a形成與凹部20及溝槽部23對應之形狀的凹部來構成基板載置部30。或者，只有周壁部22從托盤部40的上表面2a突出亦可。此時，與基板載置部30的底壁部21相應之部份包含於托盤部40。另外，第4圖中示出在還作為輸送托盤發揮作用之離子植入用基板載置構件100上只形成有相對1個基板4之基板載置部30之例子。但是，亦可設為能夠載置複數個基板4。
並且，如第6圖所示，亦可由物體210覆蓋基板4的側面4c，該物體210與載置基板4之離子植入用基板載置構件200是分體的。藉此，無需將離子植入用基板載置構件200加工成特別的形狀，就能夠防止離子被植入到基板4的側面4c。
作為覆蓋基板4的側面4c之物體210，可採用黏附於基板4的側面4c之遮罩帶或卡普頓膠帶(kapton tape)。並且，作為物體210亦可採用塗佈於基板4的側面4c之光致抗蝕劑(感光性樹脂)。或者，亦可採用在外周側覆蓋基板4之框狀構件。
將離子植入的步驟示於第6圖。首先，如第6圖(a)所示，以物體210覆蓋基板4的側面4c。接著，如第6圖(b)所示，在離子植入用基板載置構件200上載置側面4c被物體210覆蓋之狀態的基板4。並且，如第6圖(c)所示，對基板4的上表面4a照射離子束17來植 入離子。
並且，當作為物體210而採用框狀構件時，物體210具有大於基板4的厚度的高度為較佳。藉此，離子變得更難以進入物體210與基板4的側面4c之間的分界部份，即使在物體210與基板4的側面4c之間存在微小的間隙，亦能夠防止離子被植入到基板4的側面4c。
2‧‧‧輸送托盤
2a‧‧‧輸送托盤2的上表面
3‧‧‧離子植入用基板載置構件
4‧‧‧基板
4a‧‧‧上表面
4b‧‧‧下表面
4c‧‧‧側面
17‧‧‧離子束
20‧‧‧凹部
21‧‧‧底壁部
21a‧‧‧底面
21b‧‧‧下表面
22‧‧‧周壁部(預定物體)
22a‧‧‧內表面
23‧‧‧溝槽部
23a‧‧‧底面
23b‧‧‧側面
24‧‧‧孔部
26‧‧‧孔部

Claims (8)

  1. 一種離子植入用基板載置構件，用以載置被植入離子之基板；其特徵為：具有在植入前述離子之方向之上流側開口之凹部；從植入前述離子之方向觀察，前述凹部具有與前述基板相同的形狀，前述凹部的周壁部覆蓋前述基板的側面。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之離子植入用基板載置構件，其中，前述周壁部的高度在前述基板的厚度以上。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之離子植入用基板載置構件，其中，在前述凹部的底面沿著前述周壁部形成有溝槽部。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之離子植入用基板載置構件，其中，該離子植入用基板載置構件能夠兼用作輸送前述基板之輸送托盤。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之離子植入用基板載置構件，其中，在前述凹部的底面形成有能夠插穿用以推出前述基板的構件的孔部。
  6. 一種離子植入方法，在基板上植入離子；其特徵為具備：由預定物體覆蓋前述基板的側面之製程；及 在由前述物體覆蓋前述側面之前述基板上植入前述離子之製程。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之離子植入方法，其中，前述物體具有大於前述基板的厚度的高度。
  8. 如申請專利範圍第6或7項所述之離子植入方法，其中，前述物體與載置前述基板之離子植入用基板載置構件是獨立個體的。
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