[发明专利]用于基板处理的图案化卡盘

说明书

一种用于晶片处理的卡盘，该卡盘抵消晶片的热膨胀的有害影响。而且，尽管晶片的热膨胀，卡盘和阴影掩模布置的组合仍维持掩模中的开口与晶片之间的相对对准。一种用于通过离子注入制造太阳能电池，同时在晶片的热膨胀期间维持注入的特征的相对对准的方法。

相关申请

本申请要求2016年1月19日提交的美国临时申请No.62/280,638的优先权，其全部公开通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及用于在处理期间支撑基板的卡盘，例如用于半导体基板的静电卡盘。本发明对于太阳能电池的制造是特别有利的，该制造是使用相对薄的硅晶片完成的。

背景技术

静电卡盘(ESC)在半导体工业中是众所周知的。大多数卡盘具有平坦且光滑的顶表面(即与晶片接触的表面)。相反，一些卡盘在顶表面上具有凸台。例如参见美国专利5903428，其公开了由高电阻电介质的薄膜沉积形成的凸台。薄的高电阻薄膜防止过量的DC待机电流并且降低静电卡盘性能对晶片背侧形态和成分的依赖性。另一个示例是美国专利7869184，其公开了一种通过对卡盘的绝缘层的凸台构造的高度的调节或初始制造来改变静电卡盘的电容分布的方法。图1和2示出了具有凸台的现有技术卡盘。在现有技术中，凸台106通常是圆化的“岛”，其用于将晶片108保持在距卡盘100的顶表面110的预定高度114处。电极104在凸台106下施加吸引力。在这种构造中，晶片的背表面仅接触凸台而不接触卡盘的顶表面。将晶片保持在距卡盘的顶表面一定距离处的主要原因之一是降低夹持功率，使得在处理之后更容易移除晶片。因此，凸台的高度和夹持功率被设计成将晶片保持在凸台的顶部、远离卡盘的顶表面。

在一些处理步骤期间，晶片的温度可能增加。这例如在等离子处理期间或在离子注入期间发生。大多数处理步骤在晶片的整个表面上执行，使得晶片的热膨胀不会影响处理。然而，一些处理被执行使得仅晶片表面的一部分暴露于处理。例如，当使用所谓的阴影掩模执行离子注入时，仅有穿过掩模中的开口的离子到达晶片，使得所得到的注入物根据阴影掩模中的开口被图案化。除非掩模开口必须以高精度对准晶片的某些区域，否则晶片的热膨胀可能不会造成问题。在这种情况下，热膨胀可能造成问题，因为掩模可能在一个温度下与晶片对准，但是随后由于该晶片的热膨胀该对准可能失效。因此，本领域中存在确保处理期间晶片的热膨胀不会在处理期间造成晶片的未对准的需求。

发明内容

包括本公开的以下概述是为了提供对本发明的一些方面和特征的基本理解。该概述不是对本发明的广泛综述并且因此其并不旨在具体地标识本发明的关键或重要元素或者描绘本发明的范围。其唯一目的是以简化的形式呈现本发明的一些概念作为下面呈现的更详细描述的序言。

所公开的实施例提供了一种用于晶片处理的卡盘，该卡盘抵消了晶片的热膨胀的有害影响。所公开的各方面还包括卡盘和阴影掩模布置的组合，尽管晶片的热膨胀该组合仍维持掩模中的开口与晶片之间的相对对准。

所公开的发明的各方面提供了一种通过离子注入制造太阳能电池的方法，同时在晶片的热膨胀期间维持注入的特征的相对对准。

另外的方面包括提供锚固系统的卡盘装置，该锚固系统机械地约束运动以便在卡盘和晶片的热膨胀期间维持对准。

所公开的各方面提供了一种用于半导体晶片的卡盘，该卡盘包括：具有绝缘顶表面的本体；多个细长弯曲装置，每个弯曲装置被构造成在热膨胀时造成晶片的弯曲使得晶片呈现波纹形状，并且其中所有细长弯曲装置彼此平行地定位；以及嵌入本体内的电极。所述电极可以包括多个细长电极板，其中每个电极板位于两个细长弯曲装置之间，或者电极可以包括设置在卡盘的整个区域上的一个单个板。每个细长弯曲装置可以穿过绝缘顶表面的整个长度延伸或者可以穿过绝缘顶表面的一部分延伸，使得锚固区域被限定在其中没有细长弯曲装置的顶表面上。每个细长弯曲装置可以包括：线性凸台、沿着单行布置的多个线性凸台、穿过绝缘顶表面的整个长度或者穿过长度的一部分延伸的线性沟槽。卡盘还可以包括锚固件，该锚固件机械地约束卡盘在一侧的运动并且允许卡盘在相反侧上的热膨胀。