KR20150138687A - Multiple pattern mask of ion implantation and method of ion implantation using the same - Google Patents

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박상진
서경진
박영상
홍준기
임흥균
이두열
박성찬
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인텔렉츄얼 키스톤 테크놀로지 엘엘씨
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Abstract

The present invention relates to a multi-pattern mask for ion implantation, prepared on a substrate and controlling ion penetration into the substrate. The multi-pattern mask includes: a base part preventing the ion; and a pattern part exposing at least a part of the substrate so as to allow the ion to penetrate the substrate. Two or more pattern parts are prepared in different sizes or shapes.

Description

이온주입용 멀티패턴마스크 및 이를 이용한 이온주입방법 {Multiple pattern mask of ion implantation and method of ion implantation using the same}[0001] The present invention relates to a multi-pattern mask for ion implantation and an ion implantation method using the same.

본 발명은 이온주입용 멀티패턴마스크 및 이를 이용한 이온주입방법에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-pattern mask for ion implantation and an ion implantation method using the same.

태양전지는 태양광을 직접 전기로 변환시키는 태양광 발전의 핵심소자로서, 기본적으로 p-n 접합으로 이루어진 다이오드(diode)라 할 수 있다. 태양광이 태양전지에 의해 전기로 변환되는 과정을 살펴보면, 태양전지의 p-n 접합부에 태양광이 입사되면 전자-정공 쌍이 생성되고, 전기장에 의해 전자는 n층으로, 정공은 p층으로 이동하게 되어 p-n 접합부 사이에 광기전력이 발생되며, 태양전지의 양단에 부하나 시스템을 연결하면 전류가 흐르게 되어 전력을 생산할 수 있게 된다. A solar cell is a core element of solar power generation that converts sunlight directly into electricity. Basically, it is a diode made of p-n junction. When the solar light is converted into electricity by the solar cell, when sunlight is incident on the pn junction of the solar cell, an electron-hole pair is generated, and the electric field moves the electrons to the n layer and the holes to the p layer Photovoltaic power is generated between the pn junctions, and when both ends of the solar cell are connected to each other, a current flows and the power can be produced.

한편, 전술한 바와 같이 태양전지는 p-n 접합으로 이루어진 다이오드라 할 수 있는데, 이는 p형 반도체층과 n형 반도체층의 접합 구조로 이루어진다. 통상, p형 기판에 p형 불순물 이온을 주입하여 p형 반도체층을 형성하여(또는 그 반대) p-n 접합을 구현한다. 이와 같이, 태양전지의 p-n 접합을 구성하기 위해서는 필연적으로 불순물 이온이 주입된 반도체층이 요구된다. 이때, 상기 이온 주입은 패터닝된 마스크를 이용하여 이온이 주입된 영역을 제어할 수 있는데, 상기 마스크를 이용한 이온주입을 효과적으로 수행하기 위하여 다양한 연구가 진행되고 있다.On the other hand, as described above, the solar cell can be a diode formed of a p-n junction, which has a junction structure of a p-type semiconductor layer and an n-type semiconductor layer. Typically, p-type impurity ions are implanted into a p-type substrate to form a p-type semiconductor layer (or vice versa) to realize a p-n junction. As described above, in order to form the p-n junction of the solar cell, a semiconductor layer implanted with impurity ions is inevitably required. At this time, the ion implantation can control an ion implantation region using a patterned mask. Various studies have been conducted to effectively perform ion implantation using the mask.

상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은 신규한 이온주입용 멀티패턴마스크를 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention, which has been devised to solve the above problems, is to provide a novel multi-pattern mask for ion implantation.

또한, 본 발명의 다른 목적은 단일의 멀티패턴마스크를 이용하여 다양한 형태 및 크기의 이온주입영역을 형성하는 이온주입방법을 제공하기 위함이다.It is another object of the present invention to provide an ion implantation method for forming ion implantation regions of various shapes and sizes using a single multi-pattern mask.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 이온주입공정을 간소화하고 비용을 절감할 수 있는 멀티패턴마스크 및 이온주입방법을 제공하기 위함이다.It is still another object of the present invention to provide a multi-pattern mask and an ion implantation method that can simplify the ion implantation process and reduce the cost.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 기판 상에 구비되어, 상기 기판으로 이온의 투과를 제어하는 것으로, 상기 이온을 차단하는 베이스부; 및 상기 이온이 투과하도록 상기 기판의 적어도 일부를 노출시키는 패턴부;를 포함하고, 상기 패턴부는 두개 이상의 서로 다른 크기 또는 형태로 구비되는 이온주입용 멀티패턴마스크를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a plasma processing apparatus comprising: a base unit disposed on a substrate and configured to control transmission of ions to the substrate; And a pattern portion for exposing at least a part of the substrate so that the ions are transmitted therethrough, wherein the pattern portion is provided in at least two different sizes or shapes.

상기 패턴부는 복수개의 제1 패턴과, 상기 제1 패턴보다 작은 크기로 구비되는 복수개의 제2 패턴을 포함할 수 있다.The pattern unit may include a plurality of first patterns and a plurality of second patterns having a size smaller than the first patterns.

상기 베이스부는 상기 베이스부의 중심을 기준으로 2분할되어 제1 영역과 제2 영역으로 구분되고, 상기 제1 패턴은 상기 제1 영역에 구비되고 상기 제2 패턴은 상기 제2 영역에 구비될 수 있다.The base portion may be divided into two regions based on the center of the base portion and divided into a first region and a second region, the first pattern may be provided in the first region, and the second pattern may be provided in the second region .

상기 베이스부는 상기 베이스부의 중심을 기준으로 4분할되어 시계방향으로 구비되는 제1 내지 제4 영역으로 구분되고, 상기 제1 패턴은 상기 제1 영역에 구비되고 상기 제2 패턴은 제3 영역에 구비될 수 있다.The base portion is divided into first to fourth regions that are divided into four portions in the clockwise direction with respect to the center of the base portion, the first pattern is provided in the first region, and the second pattern is provided in the third region .

상기 베이스부는 상기 베이스부의 면적을 이등분하는 중심선을 포함하고, 상기 제1 패턴 및 상기 제2 패턴은 상기 중심선을 기준으로 서로 대응하는 위치에 구비될 수 있다.The base portion may include a center line bisecting the area of the base portion, and the first pattern and the second pattern may be provided at positions corresponding to each other with respect to the center line.

상기 베이스부는 상기 베이스부의 면적을 이등분하는 중심선을 포함하고, 상기 제1 패턴 및 상기 제2 패턴은 각각의 중심점을 서로 공유하도록 구비될 수 있다.The base portion includes a center line bisecting the area of the base portion, and the first pattern and the second pattern may be provided to share respective center points.

상기 멀티패턴마스크의 크기는 상기 기판의 크기보다 크게 구비될 수 있다.The size of the multi-pattern mask may be larger than the size of the substrate.

상기 기판은 이온이 투과하여 구비되는 이온주입영역을 포함하고, 상기 멀티패턴마스크 또는 기판은 회전하여 상기 기판 내에서 이온이 투과되는 영역이 변경될 수 있다.The substrate includes an ion implantation region through which ions are transmitted, and the region through which the ions are transmitted in the substrate is changed by rotating the multi-pattern mask or the substrate.

상기 패턴부는 복수개의 제1 패턴과, 상기 제1 패턴보다 작은 크기로 구비되는 복수개의 제2 패턴을 포함하고, 상기 이온주입영역은 상기 제1 패턴 및 제2 패턴에 대응하도록 구비될 수 있다.The pattern unit may include a plurality of first patterns and a plurality of second patterns having a size smaller than the first pattern, and the ion implantation region may be provided to correspond to the first pattern and the second pattern.

상기 이온주입영역은 복수개의 서로 다른 이온농도를 갖는 영역으로 이루어지고, 상기 이온주입영역의 내부의 이온 농도는 주변부보다 높은 이온농도로 구비될 수 있다.The ion implantation region may have a plurality of regions having different ion concentrations, and the ion concentration in the ion implantation region may be higher than the peripheral portion.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명은 제1항 또는 제2항에 기재된 멀티패턴마스크를 이용하여 기판으로 이온을 주입하는 방법으로, 상기 기판 상에 멀티패턴마스크를 구비시키는 단계; 상기 기판에 제1 도펀트를 포함하는 이온을 주입하는 단계; 상기 멀티패턴마스크 또는 상기 기판을 회전하는 단계; 상기 제1 도펀트 또는 제2 도펀트를 포함하는 이온을 상기 기판 상에 주입하는 단계;를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of implanting ions into a substrate using the multi-pattern mask according to the first or second aspect, comprising: providing a multi-pattern mask on the substrate; Implanting ions including a first dopant into the substrate; Rotating the multi-pattern mask or the substrate; And injecting ions including the first dopant or the second dopant onto the substrate.

상기 이온주입방법은 상기 멀티패턴마스크 또는 기판을 회전하는 단계; 및 상기 제1 또는 제2 도펀트를 포함하는 이온을 상기 기판 상에 주입하는 단계;를 복수회 수행할 수 있다.The ion implantation method comprising: rotating the multi-pattern mask or substrate; And implanting ions including the first or second dopant on the substrate.

상기 멀티패턴마스크 또는 상기 기판은 90도 또는 180도 회전할 수 있다.The multi-pattern mask or the substrate may be rotated 90 degrees or 180 degrees.

상기 제1 도펀트는 B (boron)을 포함하고, 상기 제2 도펀트는 P (phosphorus)를 포함할 수 있다.The first dopant may include B (boron), and the second dopant may include P (phosphorus).

상기 기판은 웨이퍼 또는 글라스로 이루어지고, 상기 기판 상에 멀티패턴마스크를 구비시키는 단계 이전에, 상기 기판에 제1 도펀트로 블랭킷 (blanket) 이온주입을 더 포함할 수 있다.The substrate may be a wafer or a glass, and may further include blanket ion implantation with a first dopant in the substrate prior to providing the multi-pattern mask on the substrate.

상기 블랭킷 (blanket) 이온주입은 퍼니스 확산, 이온빔 이온주입, 및 플라즈마 이온주입 중 어느 하나 이상으로 수행될 수 있다.The blanket ion implantation may be performed by at least one of furnace diffusion, ion beam implantation, and plasma ion implantation.

이상 살펴본 바와 같은 본 발명에 따르면, 신규한 이온주입용 멀티패턴마스크를 제공할 수 있다.According to the present invention as described above, a novel multi-pattern mask for ion implantation can be provided.

또한, 본 발명에 따르면 단일의 멀티패턴마스크를 이용하여 다양한 형태 및 크기의 이온주입영역을 형성하는 이온주입방법을 제공할 수 있다. In addition, according to the present invention, it is possible to provide an ion implantation method for forming ion implantation regions of various shapes and sizes using a single multi-pattern mask.

또한, 본 발명에 따르면 이온주입공정을 간소화하고 비용을 절감할 수 있는 멀티패턴마스크 및 이온주입방법을 제공할 수 있다.Also, according to the present invention, a multi-pattern mask and an ion implantation method that can simplify the ion implantation process and reduce the cost can be provided.

도 1a은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티패턴마스크를 이용한 이온주입방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1a의 A 부분의 단면도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티패턴마스크의 사시도이다.
도 2b는 도 2a의 멀티패턴마스크를 중심선에서 절곡한 모습을 나타낸 도면이다.
도 3a는 기판 및 상기 기판 상에 구비된 멀티패턴마스크를 도시한 도면이다.
도 3b는 도 3a에 따라 이온을 주입하여 이온주입영역이 형성된 기판을 도시한 도면이다.
도 4a는 도 3b의 기판 및 멀티패턴마스크를 도시한 도면이다.
도 4b는 도 4a에 따라 이온을 주입하여 이온주입영역이 형성된 기판을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티패턴마스크의 사시도이다.
도 6은 도 5의 멀티패턴마스크를 이용하여 이온주입영역이 형성된 기판을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 멀티패턴마스크의 사시도이다.
도 8a 내지 도 8d는 도 7의 멀티패턴마스크를 이용하여 이온주입영역이 형성된 기판을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 그 외의 실시예에 따른 이온주입방법의 흐름도이다.1A is a schematic view illustrating an ion implantation method using a multi-pattern mask according to an embodiment of the present invention.
FIG. 1B is a cross-sectional view of portion A of FIG. 1A according to one embodiment of the present invention.
2A is a perspective view of a multi-pattern mask according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2B is a view showing a state in which the multi-pattern mask of FIG.
3A is a view showing a substrate and a multi-pattern mask provided on the substrate.
FIG. 3B is a view illustrating a substrate on which an ion implantation region is formed by implanting ions according to FIG. 3A.
4A is a view showing the substrate and the multi-pattern mask of FIG. 3B.
4B is a view showing a substrate on which an ion implantation region is formed by implanting ions according to FIG. 4A.
5 is a perspective view of a multi-pattern mask according to another embodiment of the present invention.
6 is a view showing a substrate on which an ion implantation region is formed using the multi-pattern mask of FIG.
7 is a perspective view of a multi-pattern mask according to another embodiment of the present invention.
8A to 8D are views showing a substrate on which an ion implantation region is formed using the multi-pattern mask of FIG.
9 is a flowchart of an ion implantation method according to another embodiment of the present invention.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.The details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 도면에서 본 발명과 관계없는 부분은 본 발명의 설명을 명확하게 하기 위하여 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be embodied in various forms. In the following description, it is assumed that a part is connected to another part, But also includes a case in which other elements are electrically connected to each other in the middle thereof. In the drawings, parts not relating to the present invention are omitted for clarity of description, and like parts are denoted by the same reference numerals throughout the specification.

이하, 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1a은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티패턴마스크를 이용한 이온주입방법을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1a의 A 부분의 단면도이다. 도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티패턴마스크의 사시도이고, 도 2b는 도 2a의 멀티패턴마스크를 중심선에서 절곡한 모습을 나타낸 도면이다.FIG. 1A is a schematic view illustrating an ion implantation method using a multi-pattern mask according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view of part A of FIG. 1A according to an embodiment of the present invention. FIG. 2A is a perspective view of a multi-pattern mask according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2B is a view illustrating a multi-pattern mask of FIG. 2A bent at a center line.

본 발명의 일 실시예에 따른 이온주입용 멀티패턴마스크 (100)는 기판 (10) 상에 구비되어, 상기 기판 (10)으로 이온 (I)의 투과를 제어하는 것으로, 상기 이온 (I)을 차단하는 베이스부 (110); 및 상기 이온 (I)이 투과하도록 상기 기판 (10)의 적어도 일부를 노출시키는 패턴부 (120);를 포함하고, 상기 패턴부 (120)는 두개 이상의 서로 다른 크기 또는 형태로 구비된다. The multi-pattern mask 100 for ion implantation according to an embodiment of the present invention is provided on a substrate 10 to control the permeation of ions (I) to the substrate 10, A base portion 110 for blocking off; And a pattern part 120 exposing at least a part of the substrate 10 such that the ions I are transmitted through the pattern part 120. The pattern part 120 is provided in at least two different sizes or shapes.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 이온 (I)은 이온주입기 (20)에서 기판 (10)을 향하도록 제공되는데, 이때 상기 이온 (I)은 멀티패턴마스크 (100)를 거쳐 상기 기판 (10)으로 주입될 수 있다. 이때, 상기 이온주입기 (20)에서 제공되는 이온 (I)은 일부는 멀티패턴마스크 (100)에 의하여 차단되고, 이온 (I)의 다른 일부는 멀티패턴마스크 (100)를 통과하여 기판 (10) 내에 이온주입영역 (15)을 형성시킬 수 있다. 또한, 상기 멀티패턴마스크 (100)의 크기는 상기 기판 (10)의 크기보다 크게 구비될 수 있다. 상기 멀티패턴마스크 (100)가 상기 기판 (10)과 같거나 작게 구비되는 경우에는, 이온 (I)의 일부가 상기 기판 (10)의 외주부에 주입되어 기판 (10) 내에 목적하지 않은 부분에 이온이 주입될 수 있으므로, 상기 멀티패턴마스크 (100)의 크기는 상기 기판 (10)의 크기보다 크게 구비되는 것이 바람직하다.1A and 1B, ions I are provided to the substrate 10 from an ion implanter 20, wherein the ions I are applied to the substrate 10 via a multi-pattern mask 100, Lt; / RTI > At this time, a part of the ions (I) provided in the ion implanter 20 is blocked by the multi-pattern mask 100, and the other part of the ions I passes through the multi-pattern mask 100, The ion implantation region 15 can be formed. In addition, the size of the multi-pattern mask 100 may be larger than the size of the substrate 10. A portion of the ions I is injected into the outer peripheral portion of the substrate 10 to form ions in the non-target portion of the substrate 10, It is preferable that the size of the multi-pattern mask 100 is larger than that of the substrate 10.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 실시예에 따른 멀티패턴마스크 (100)는 이온주입용으로 사용될 수 있으며, 기판 (10) 내의 이온주입영역 (15)을 제어할 수 있다. 또한, 상기 멀티패턴마스크 (100)는 이온 (I)을 차단하는 베이스부 (110)와, 두개 이상의 서로 다른 크기 또는 형태로 구비되는 패턴부 (120)로 이루어질 수 있다. Referring to FIGS. 2A and 2B, the multi-pattern mask 100 according to the present embodiment can be used for ion implantation, and can control the ion implantation region 15 in the substrate 10. In addition, the multi-pattern mask 100 may include a base portion 110 for blocking ions I and a pattern portion 120 having two or more different sizes or shapes.

패턴부 (120)는 복수개의 제1 패턴 (121)과, 상기 제1 패턴 (121)보다 작은 크기로 구비되는 복수개의 제2 패턴 (122)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 베이스부 (110)는 상기 베이스부 (110)의 중심을 기준으로 2분할되어 제1 영역 (111)과 제2 영역 (112)으로 구분될 수 있는데, 상기 제1 패턴 (121)은 상기 제1 영역 (111)에 구비되고 상기 제2 패턴 (122)은 상기 제2 영역 (112)에 구비될 수 있다. 즉, 서로 다른 형태인 제1 및 제2 패턴 (121, 122)은 상기 베이스부 (110) 내에 구비되되 서로 혼재되어 구비되지 않고, 상기 베이스부 (110)의 제1 영역 (111) 및 제2 영역 (112)에서 별도의 영역을 차지하도록 구비될 수 있다. The pattern unit 120 may include a plurality of first patterns 121 and a plurality of second patterns 122 having a smaller size than the first patterns 121. [ The base 110 may be divided into a first region 111 and a second region 112 by dividing the center of the base 110 into two portions. The second region 112 may be provided in the first region 111 and the second pattern 122 may be provided in the second region 112. That is, the first and second patterns 121 and 122, which are different from each other, are provided in the base unit 110 but not in the mixed state. The first and second patterns 121 and 122 of the base unit 110, And may occupy a separate area in the area 112.

예컨대, 상기 베이스부 (110)는 상기 베이스부 (110)의 면적을 이등분하는 중심선 (L)을 포함하고, 상기 제1 패턴 (121) 및 상기 제2 패턴 (122)은 상기 중심선 (L)을 기준으로 서로 대응하는 위치에 구비될 수 있다. 예컨대, 베이스부 (110)를 상기 중심선 (L)을 기준으로 접은 경우에, 상기 제1 패턴 (121) 및 상기 제2 패턴 (122)은 각각의 중심점 (C110, C120)을 서로 공유하도록 구비될 수 있다. 즉, 상기 제1 영역 (111)에 구비되는 제1 패턴 (121)의 중심점 (C110)과 상기 제2 영역 (112)에 구비되는 제2 패턴 (122)의 중심점 (C120)은 상기 베이스부 (110)를 2분할하는 중심선 (L)을 기준으로 대응하는 위치에 구비될 수 있다.For example, the base portion 110 includes a center line L bisecting the area of the base portion 110, and the first pattern 121 and the second pattern 122 include the center line L May be provided at positions corresponding to each other as a reference. For example, when the base 110 is folded on the basis of the center line L, the first pattern 121 and the second pattern 122 share respective center points C 110 and C 120 . That is, the center point C 110 of the first pattern 121 provided in the first region 111 and the center point C 120 of the second pattern 122 provided in the second region 112 are formed in the base And may be provided at a corresponding position with respect to the center line L dividing the part 110 into two.

도 3a는 기판 및 상기 기판 상에 구비된 멀티패턴마스크를 도시한 도면이고, 도 3b는 도 3a에 따라 이온을 주입하여 이온주입영역이 형성된 기판을 도시한 도면이다. 도 4a는 도 3b의 기판 및 멀티패턴마스크를 도시한 도면이고, 도 4b는 도 4a에 따라 이온을 주입하여 이온주입영역이 형성된 기판을 도시한 도면이다.FIG. 3A shows a substrate and a multi-pattern mask provided on the substrate, and FIG. 3B shows a substrate on which an ion implantation region is formed by implanting ions according to FIG. 3A. FIG. 4A is a view showing the substrate and the multi-pattern mask of FIG. 3B, and FIG. 4B is a view illustrating a substrate on which an ion implantation region is formed by implanting ions according to FIG. 4A.

도 3a 내지 도 4b는 하나의 멀티패턴마스크 (100)와 하나의 기판 (10)을 이용하여 이온을 주입한 것으로, 도 3a 및 도 3b는 기판 (10) 상기 멀티패턴마스크 (100)를 구비하여 1차 이온주입을 수행한 것을 나타내고, 도 4a 및 도 4b는 상기 도 3a 및 도 3b에서의 기판 (10) 및 멀티패턴마스크 (100)를 이용하여 2차 이온주입을 수행한 것을 나타내었다. 또한, 상기 1차 이온주입 이후, 멀티패턴마스크 (100) 또는 기판 (10)을 회전하여 상기 기판 (10) 내로 이온이 투과되는 영역이 변경될 수 있다. 예컨대, 상기 기판 (10)에는 이온이 투과하여 구비되는 이온주입영역 (15)이 구비되는데, 상기 이온주입영역 (15)은 상기 멀티패턴마스크 (100) 또는 기판 (10)의 회전에 의하여 크기 또는 형태, 위치 등이 변경될 수 있다.3A and FIG. 4B show an embodiment in which ions are implanted using one multi-pattern mask 100 and one substrate 10, and FIGS. 3A and 3B illustrate a case where the substrate 10 is provided with the multi-pattern mask 100 FIGS. 4A and 4B show that the secondary ion implantation is performed using the substrate 10 and the multi-pattern mask 100 in FIGS. 3A and 3B. FIG. In addition, after the primary ion implantation, the region through which ions are transmitted into the substrate 10 by rotating the multi-pattern mask 100 or the substrate 10 may be changed. For example, the substrate 10 is provided with an ion-implanted region 15 through which ions are transmitted. The ion-implanted region 15 is sized or rotated by the rotation of the multi-pattern mask 100 or the substrate 10. Shape, position, and the like may be changed.

도 3a 및 도 3b를 참조하면, 1차 이온주입을 실시하기 전에 기판 (10) 상에 패턴부 (120) 및 베이스부 (110)로 이루어지는 멀티패턴마스크 (100)를 구비시키고, 상기 멀티패턴마스크 (100)를 향하여 1차 이온주입을 실시할 수 있다. 이온은 상기 멀티패턴마스크 (100)를 거쳐서 기판 (10)으로 주입되는데, 상기 이온은 멀티패턴마스크 (100)의 패턴부 (120)를 투과하여 기판 (10) 내에 주입되되, 상기 베이스부 (110)에 의하여 차단되므로, 상기 기판 (10)의 이온주입영역 (15)은 상기 패턴부 (120)에 의하여 결정될 수 있다. 예컨대, 상기 패턴부 (120)는 복수개의 제1 패턴 (121)과, 상기 제1 패턴 (121)보다 작은 크기로 구비되는 복수개의 제2 패턴 (122)을 포함하고, 상기 이온주입영역 (15)은 상기 제1 패턴 (121) 및 제2 패턴 (122)에 대응하도록 구비될 수 있다.3A and 3B, a multi-pattern mask 100 including a pattern unit 120 and a base unit 110 is provided on a substrate 10 before primary ion implantation, The first ion implantation can be performed toward the semiconductor substrate 100. Ions are injected into the substrate 10 through the multi-pattern mask 100. The ions are injected into the substrate 10 through the pattern unit 120 of the multi-pattern mask 100, The ion implantation region 15 of the substrate 10 may be determined by the pattern unit 120. [ For example, the pattern unit 120 includes a plurality of first patterns 121 and a plurality of second patterns 122 having a smaller size than the first patterns 121, and the ion implantation regions 15 May correspond to the first pattern 121 and the second pattern 122.

기판 (10) 내에 구비되는 이온주입영역 (15)은 제1 패턴 (121)에 대응하는 제1 이온영역 (11)과 제2 패턴 (122)에 대응하는 제2 이온영역 (12)으로 이루어질 수 있으며, 상기 제1 이온영역 (11)과 제2 이온영역 (12)은 서로 다른 크기로 구비될 수 있다. 1차 이온주입 후, 기판 (10)에는 제1 이온영역 (11)과 제2 이온영역 (12)가 서로 다른 영역으로 존재할 수 있다. The ion implantation region 15 provided in the substrate 10 may include a first ion region 11 corresponding to the first pattern 121 and a second ion region 12 corresponding to the second pattern 122 And the first ion region 11 and the second ion region 12 may have different sizes. After the first ion implantation, the first ion region 11 and the second ion region 12 may exist in different regions on the substrate 10.

도 4a 및 도 4b를 참조하면, 기판 (10)의 위치는 그대로 유지하되 멀티패턴마스크 (100)를 180도 회전시켰고, 기판 (10)은 도 3b의 1차 이온주입이 수행된 기판 (10)을 이용하여 2차 이온주입을 수행하였다. 상기 멀티패턴마스크 (100)에서 제2 패턴 (122)이 상부에 구비되고 제1 패턴 (121)은 하부에 구비될 수 있고, 상기 기판 (10)은 1차 이온주입에 의하여 제1 패턴 (121)에 대응하는 제1 이온영역 (11)이 상부에 형성되어 있고, 제2 패턴 (122)에 대응하는 제2 이온영역 (12)에 하부에 형성되어 있다. 이와 같이, 멀티패턴마스크 (100) 및 기판 (10)이 구비된 상태에서 2차 이온주입을 하는 경우, 상기 기판 (10)에서 상부 및 하부 모두 제1 패턴 (121)에 의한 제1 이온영역 (11)과 제2 패턴 (122)에 의한 제2 이온영역 (12)에 중첩되도록 구비될 수 있다. 따라서, 상기 제1 이온영역 (11) 및 제2 이온영역 (12)에 중첩된 부분은 1차 이온주입 및 2차 이온주입에 의하여 이온이 주입된 부분으로, 이온주입영역 (15)에서 상대적으로 높은 이온농도로 구비될 수 있다. 본 실시예에서는 멀티패턴마스크 (100)를 180도 회전시키는 것으로 설명하였으나, 상기 회전각도 등은 다양하게 제어할 수 있고, 또한 이온주입도 2차 이온주입보다 더 많은 이온주입이 가능하므로, 이에 제한되는 것은 아니다.4A and 4B, the multi-pattern mask 100 is rotated 180 degrees while maintaining the position of the substrate 10, and the substrate 10 is a substrate 10 on which the primary ion implantation of FIG. 3B has been performed, The secondary ion implantation was performed. In the multi-pattern mask 100, the second pattern 122 may be provided on the upper portion and the first pattern 121 may be provided on the lower portion. The substrate 10 may be patterned by a first pattern 121 The first ion region 11 corresponding to the second pattern 122 is formed on the upper portion and the second ion region 12 corresponding to the second pattern 122 is formed on the lower portion. When the secondary ion implantation is performed in the state where the multi-pattern mask 100 and the substrate 10 are provided as described above, the first ion region (first ion region) 11) and the second ion region 12 formed by the second pattern 122. The second ion region Therefore, the portion overlapping the first ion region 11 and the second ion region 12 is a portion into which the ions are implanted by the primary ion implantation and the secondary ion implantation, And can be provided with a high ion concentration. In the present embodiment, the multi-pattern mask 100 is rotated 180 degrees. However, since the rotation angle and the like can be controlled in various ways, and the ion implantation can be performed more than the secondary ion implantation, It is not.

예컨대, 상기 제1 이온영역 (11) 및 제2 이온영역 (12)은 서로 중첩되되, 상기 제1 이온영역 (11)이 제2 이온영역 (12)에 비하여 상대적으로 크게 구비되므로, 상기 제2 이온영역 (12) 면적만큼은 중복 이온주입되므로 상대적으로 높은 이온농도로 구비되고, 상기 제1 이온영역 (11) 면적에서 상기 제2 이온영역 (12)이 중첩되지 않은 부분은 상대적으로 낮은 이온농도로 구비될 수 있다. 예컨대, 태양전지에서 높은 이온농도로 주입된 이온주입영역은 메탈 (metal)과의 접촉 저항을 낮추기 위하여 적용되고, 상대적으로 낮은 이온농도로 주입된 이온주입영역은 P-N 접합에서 누설전류를 억제하고, 선트 (shunt) 저항을 확보하기 위하여 적용될 수 있다. 즉, 기판 (10)에서 상기 이온주입영역 (15)은 복수개의 서로 다른 이온농도를 갖는 영역으로 이루어지고, 상기 이온주입영역 (15)에서 제1 이온영역 (12)에 대응하는 부분인 내부의 이온 농도는 주변부보다 높은 이온농도로 구비될 수 있다.For example, since the first ion region 11 and the second ion region 12 overlap each other and the first ion region 11 is relatively larger than the second ion region 12, A portion of the first ion region 11 in which the second ion region 12 is not overlapped is provided at a relatively low ion concentration . For example, an ion implantation region injected at a high ion concentration in a solar cell is applied to lower the contact resistance with a metal, and an ion implantation region injected at a relatively low ion concentration suppresses leakage current at a PN junction, It can be applied to secure shunt resistance. That is, in the substrate 10, the ion implantation region 15 has a plurality of regions having different ion concentrations, and a portion of the ion implantation region 15 corresponding to the first ion region 12 The ion concentration can be provided at a higher ion concentration than the peripheral portion.

통상, 웨이퍼 또는 글라스 등의 기판에 이온을 주입하는 방법은 하나의 기판에 하나의 이온주입조건으로 수행되며, 이때 상기 기판 내로 이온의 투과를 제어하는 섀도우마스크 (shadow mask) 등과 같은 마스크가 사용될 수 있다. 상기 마스크는 하나의 형상으로 이루어지는 단일패턴으로 구비된다. 따라서, 상기 기판 내로 이온이 주입되는 영역을 제어하기 위해서는 이온공정을 중단시킨 후 마스크를 교환하는 등에 의하여 작업효율을 저하시키고, 또한 교환한 후에도 기판 또는 마스크의 위치가 미세하게 변경되므로, 상기 기판 내에 이온주입영역을 미세하게 제어하는 데 어려움이 있었다. Generally, a method of implanting ions into a substrate such as a wafer or a glass is performed under one ion implantation condition on one substrate, and a mask such as a shadow mask for controlling the transmission of ions into the substrate may be used have. The mask is provided in a single pattern of a single shape. Therefore, in order to control the region into which ions are implanted into the substrate, the operation efficiency is lowered by, for example, changing the mask after the ion process is stopped, and the position of the substrate or the mask is finely changed even after the replacement, It has been difficult to finely control the ion implantation region.

본 실시예는 신규한 멀티패턴마스크를 이용하되, 상기 멀티패턴마스크는 복수개의 서로 다른 크기 또는 형상으로 구비되는 패턴부를 포함하도록 구비될 수 있다. 따라서, 마스크를 교환하는 등의 작업이 없이도, 상기 멀티패턴마스크는 단일의 마스크로 기판 내에 다양한 크기 및 형상의 이온주입영역을 구비시킬 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 멀티패턴마스크를 이용한 이온주입시, 상기 멀티패턴마스크 또는 기판을 회전시켜 기판 내에 구비되는 이온주입영역의 농도를 다양하게 제어할 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 멀티패턴마스크를 이용하여 이온을 주입하는 경우에는, 마스크를 교환하는 등의 별도의 작업을 생략할 수 있으므로 작업효율이 향상되고, 멀티패턴마스크 및 기판의 위치가 최초의 위치에서 고정되도록 하여 복수회 이온주입을 수행할 수 있으므로, 상기 이온주입영역의 위치를 미세하게 제어할 수 있다.
In this embodiment, a novel multi-pattern mask is used, and the multi-pattern mask may include a pattern unit having a plurality of different sizes or shapes. Therefore, even without an operation such as exchanging a mask, the multi-pattern mask can be provided with ion implantation regions of various sizes and shapes in the substrate with a single mask. In the ion implantation using the multi-pattern mask according to the present embodiment, the concentration of the ion implantation region provided in the substrate can be controlled variously by rotating the multi-pattern mask or the substrate. In addition, in the case of implanting ions using the multi-pattern mask according to the present embodiment, since it is possible to omit a separate operation such as replacement of a mask, work efficiency is improved and the position of the multi- So that the position of the ion implantation region can be finely controlled.

이하에서, 도 5 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 대하여 설명한다. 후술할 내용을 제외하고는, 도 1a 내지 도 4b에서 설명한 실시예에 기재된 내용과 유사하므로 이에 대한 자세한 내용은 생략한다.
Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described with reference to Figs. 5 to 9. Fig. Except for the contents to be described later, the contents are similar to those described in the embodiments described in Figs. 1A to 4B, and therefore, detailed description thereof will be omitted.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티패턴마스크의 사시도이고, 도 6은 도 5의 멀티패턴마스크를 이용하여 이온주입영역이 형성된 기판을 도시한 도면이다.FIG. 5 is a perspective view of a multi-pattern mask according to another embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a view illustrating a substrate on which an ion-implanted region is formed using the multi-pattern mask of FIG.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 멀티패턴마스크 (200)는 기판 (10a)으로 이온의 투과를 제어하는 것으로, 이온의 투과를 차단하는 베이스부 (210)와, 상기 기판 (10a)의 일부를 노출시켜 이온이 투과하는 패턴부 (220)로 이루어질 수 있다. 상기 베이스부 (210)는 상기 베이스부 (210)의 중심선 (L)을 기준으로 제1 영역 (211) 및 제2 영역 (212)으로 구분될 수 있으며, 상기 패턴부 (220)는 상기 제1 영역 (211)에 구비되는 제1 패턴 (221)과, 상기 제2 영역 (212)에 구비되는 제2 패턴 (222)을 포함할 수 있다. 상기 제1 패턴 (221)과 상기 제2 패턴 (222)은 서로 다른 형태로 이루어질 수 있으며, 예컨대 상기 제1 패턴 (221)은 대략 사각형의 형태로 구비되고, 상기 제2 패턴 (222)은 라운드되는 원형으로 구비될 수 있다.Referring to FIGS. 5 and 6, the multi-pattern mask 200 according to the present embodiment controls the transmission of ions to the substrate 10a, and includes a base 210 for blocking the transmission of ions, 10a through a pattern portion 220 through which ions are transmitted. The base 210 may be divided into a first region 211 and a second region 212 with respect to a center line L of the base 210. The pattern portion 220 may be divided into a first region 211 and a second region 212, A first pattern 221 provided in the region 211 and a second pattern 222 provided in the second region 212 may be included. The first pattern 221 and the second pattern 222 may have different shapes. For example, the first pattern 221 may have a substantially rectangular shape, and the second pattern 222 may have a round shape. As shown in FIG.

도 6은 1차 및 2차 이온주입을 수행한 후에 이온주입영역 (15a)이 구비된 기판 (10a)의 나타낸 것으로, 상기 이온주입영역 (15a)은 제1 패턴 (221)에 대응하는 형태로 구비되는 제1 이온영역 (11a)과 제2 패턴 (222)에 대응하는 형태로 구비되는 제2 이온영역 (12a)이 중첩되는 형태로 구비될 수 있다. 기판 (10a) 상에 멀티패턴마스크 (200)를 구비시킨 후 1차 이온주입을 수행하며, 상기 기판 (10a)에는 상기 멀티패턴마스크 (200)의 제1 및 제2 패턴 (221, 222)에 대응하는 형태의 제1 및 제2 이온영역 (11a, 12a)이 구비될 수 있다. 이때, 상기 제1 및 제2 이온영역 (11a, 12a)은 서로 별개로 존재하는데, 이어서 상기 멀티패턴마스크 (200) 또는 기판 (10a)을 180도 회전시킨 후 2차 이온주입을 수행하는 경우에는, 상기 제1 및 제2 이온영역 (11a, 12a)은 중첩되는 형태로 구비되어 공존하게 된다. 이때, 상기 제1 및 제2 이온영역 (11a, 12a)이 서로 중첩되는 부분은, (상기 제1 및 제2 이온영역 (11a, 12a)이 중첩되지 않은) 주변부에 비하여 높은 농도로 구비될 수 있다. 본 실시예에 따른 멀티패턴마스크 (200)는 상기 제1 및 제2 패턴 (221, 222)의 크기뿐 아니라 형태도 다양하게 변화시킬 수 있으므로, 기판 (10a) 내의 이온주입영역 (15a)을 다양하게 할 수 있다.
6 shows a substrate 10a provided with an ion implantation region 15a after performing primary and secondary ion implantation and the ion implantation region 15a is formed in a shape corresponding to the first pattern 221 The first ion region 11a and the second ion region 12a, which are provided in a shape corresponding to the second pattern 222, may overlap with each other. Pattern mask 200 is provided on the substrate 10a and then primary ion implantation is performed so that the first and second patterns 221 and 222 of the multi- The corresponding first and second ion regions 11a and 12a may be provided. At this time, the first and second ion regions 11a and 12a exist separately from each other. When the multi-pattern mask 200 or the substrate 10a is rotated 180 degrees and then secondary ion implantation is performed , The first and second ion regions 11a and 12a are provided in an overlapping manner and coexist. At this time, the portions where the first and second ion regions 11a and 12a are overlapped with each other may be provided at a higher concentration than the peripheral portion (the first and second ion regions 11a and 12a are not overlapped) have. Since the multi-pattern mask 200 according to the present embodiment can change not only the sizes of the first and second patterns 221 and 222 but also the morphology thereof, the ion implantation region 15a in the substrate 10a can be varied .

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 멀티패턴마스크의 사시도이고, 도 8a 내지 도 8d는 도 7의 멀티패턴마스크를 이용하여 이온주입영역이 형성된 기판을 도시한 도면이다.FIG. 7 is a perspective view of a multi-pattern mask according to another embodiment of the present invention, and FIGS. 8A to 8D are views showing a substrate on which an ion implantation region is formed using the multi-pattern mask of FIG.

도 7 내지 도 8d를 참조하면, 본 실시예에 따른 멀티패턴마스크 (300)는 기판 (10b)으로 이온의 투과를 차단하는 베이스부 (310)와, 상기 기판 (10b)의 일부를 노출시켜 이온이 투과하는 패턴부 (320)로 이루어질 수 있다. 상기 패턴부 (320)는 서로 다른 크기로 구비되는 제1 및 제2 패턴 (321, 322)로 이루어질 수 있고, 상기 베이스부 (310)는 상기 베이스부의 중심을 기준으로 4분할되어 시계방향으로 구비되는 제1 내지 제4 영역 (311, 312, 313, 314)으로 구분될 수 있다. 예컨대, 상기 제1 패턴 (321)은 상기 제1 영역 (311)에 구비되고 상기 제2 패턴 (322)은 제3 영역 (313)에 구비될 수 있다. 본 실시예에서, 상기 제2 및 제4 영역 (312, 314)에는 패턴부 (320)가 구비되지 않은 것으로 도시되어 있으나, 이에 제한되지 않고 상기 제2 및 제4 영역 (312, 314)에도 패턴부 (320)가 구비될 수 있으며, 이때 상기 제1 및 제2 패턴 (321, 322)과 같거나 또는 상이한 형상으로 구비될 수 있다.Referring to FIGS. 7 to 8D, the multi-pattern mask 300 according to the present embodiment includes a base portion 310 for blocking the transmission of ions to the substrate 10b, And the pattern portion 320 may be formed of a transparent material. The pattern unit 320 may include first and second patterns 321 and 322 having different sizes and the base unit 310 may be divided into four parts in the clockwise direction with respect to the center of the base part. The first to fourth regions 311, 312, 313, and 314, respectively. For example, the first pattern 321 may be provided in the first region 311 and the second pattern 322 may be provided in the third region 313. The second and fourth regions 312 and 314 are not provided with the pattern portion 320. However, the second and fourth regions 312 and 314 are not limited to the pattern portion 320, The first and second patterns 321 and 322 may be formed to have the same or different shape as the first and second patterns 321 and 322.

상기 베이스부 (310)는 상기 베이스부 (310)의 면적을 이등분하는 중심선 (L)을 포함할 수 있는데, 상기 제1 패턴 (321) 및 상기 제2 패턴 (322)은 상기 중심선을 기준으로 서로 대응하는 위치에 구비될 수 있고, 상기 베이스부 (310)를 상기 중심선 (L)을 기준으로 접는 경우에는, 상기 제1 패턴 (321) 및 제2 패턴 (322)은 각각의 중심점을 서로 공유하도록 구비될 수 있다.The base portion 310 may include a center line L bisecting the area of the base portion 310. The first pattern 321 and the second pattern 322 may include a center line L The first pattern 321 and the second pattern 322 may be provided at positions corresponding to the center line L. When the base unit 310 is folded on the basis of the center line L, .

도 8a 내지 도 8d는 기판 (10b) 상에 본 실시예에 따른 멀티패턴마스크 (300)를 이용하여 이온주입을 수행한 것으로, 상기 멀티패턴마스크 (300) 또는 기판 (10b)을 90도로 회전하여 1차 이온주입에서 4차 이온주입을 수행할 때, 각각의 이온주입 차수에 따른 기판 (10b)을 도시한 도면이다. 8A to 8D show ion implantation using the multi-pattern mask 300 according to the present embodiment on the substrate 10b. The multi-pattern mask 300 or the substrate 10b is rotated by 90 degrees And the substrate 10b according to the respective ion implantation orders when performing the fourth ion implantation in the first ion implantation.

도 8a의 기판 (10b)은 1차 이온주입을 수행한 직후의 도시한 것으로, 상기 기판 (10b)에는 제1 및 제2 이온영역 (11b, 12b)이 별개로 구비되는 이온주입영역 (15b)이 구비될 수 있다. 예컨대, 상기 기판 (10b)에는 상기 멀티패턴마스크 (300)의 제1 영역 (311)에 대응하는 위치에 상기 제1 패턴 (321)에 대응하도록 제1 이온영역 (11b)가 구비되고, 상기 멀티패턴마스크 (300)의 제2 영역 (312)에 대응하는 위치에, 상기 제2 패턴 (322)에 대응하도록 제2 이온영역 (12b)가 구비될 수 있다. 도 8b는 상기 멀티패턴마스크 (300) 또는 기판 (10b)을 90도 회전한 후에 2차 이온주입을 수행한 것으로, 상기 기판 (10b)에는 제1 및 제2 이온영역 (11b, 12b)이 서로 중첩되지 않고 별도로 구비될 수 있다. 이어서, 도 8c는 도 8b에서 멀티패턴마스크 (300) 또는 기판 (10b)을 90도 회전한 후 3차 이온주입을 수행한 것으로, 상기 기판 (10b)의 일부는 제1 및 제2 이온영역 (11b, 12b)이 별도로 구비되는 영역과, 상기 제1 및 제2 이온영역 (11b, 12b)이 중첩되어 구비되는 영역이 공존할 수 있다. 상기 제1 및 제2 이온영역 (11b, 12b)이 별도로 구비되는 영역에서는 이온농도가 일정하나, 상기 제1 및 제2 이온영역 (11b, 12b)이 중첩되는 부분에서 이온농도는 상이하게 구비될 수 있다. 도 8d는 도 8c의 기판 (10b)을 이용하여 4차 이온주입을 수행하되, 상기 도 8c에서 멀티패턴마스크 (300) 또는 기판을 90도 회전한 후에 수행한 후의 기판 (10b)을 도시하였다. 상기 기판 (10b) 내에는 제1 및 제2 이온영역 (11b, 12b)이 중첩되도록 구비될 수 있고, 상기 제1 및 제2 이온영역 (11b, 12b)의 내측의 이온농도가 주변부보다 높은 농도로 구비될 수 있다. The substrate 10b of FIG. 8A is shown immediately after the first ion implantation is performed. The substrate 10b is provided with an ion implantation region 15b in which first and second ion regions 11b and 12b are separately provided. . For example, the substrate 10b may be provided with a first ion region 11b corresponding to the first pattern 321 at a position corresponding to the first region 311 of the multi-pattern mask 300, A second ion region 12b may be provided at a position corresponding to the second region 312 of the pattern mask 300 so as to correspond to the second pattern 322. [ 8B shows a state in which the multi-pattern mask 300 or the substrate 10b is rotated 90 degrees and then secondary ion implantation is performed. In the substrate 10b, first and second ion regions 11b and 12b They may be provided separately without being overlapped. 8C shows a state in which the multi-pattern mask 300 or the substrate 10b is rotated 90 degrees and then subjected to a third ion implantation. Part of the substrate 10b is divided into first and second ion regions 11b, and 12b and the region where the first and second ion regions 11b and 12b are overlapped with each other can coexist. The ion concentration is constant in the region where the first and second ion regions 11b and 12b are separately provided and the ion concentration is different in the region where the first and second ion regions 11b and 12b are overlapped with each other . FIG. 8D shows a substrate 10b after performing the fourth ion implantation using the substrate 10b of FIG. 8C, and after the multi-pattern mask 300 or the substrate is rotated 90 degrees in FIG. 8C. The first and second ion regions 11b and 12b may be disposed in the substrate 10b such that the ion concentration inside the first and second ion regions 11b and 12b is higher than the concentration As shown in FIG.

상기 1차 내지 4차 이온주입을 수행하면서, 각각의 차수에서의 이온주입 농도를 다르게 할 수 있고, 상기 멀티패턴마스크 (300) 또는 기판 (10b)의 회전각도를 다양하게 제어하여, 하나의 멀티패턴마스크 (300)를 이용하여 설비를 멈추는 등의 단계없이 연속공정으로 이온주입을 수행할 수 있으며, 기판 (10b) 내에 다양한 농도 및 형태의 이온주입영역 (15b)을 구비시킬 수 있다.
The ion implantation concentration in each order can be made different while the first to fourth ion implantation is performed and the rotation angle of the multi-pattern mask 300 or the substrate 10b can be variously controlled, The ion implantation can be performed in a continuous process without the step of stopping the facility using the pattern mask 300 and the ion implantation region 15b having various concentrations and shapes can be provided in the substrate 10b.

도 9는 본 발명의 그 외의 실시예에 따른 이온주입방법의 흐름도이다.9 is a flowchart of an ion implantation method according to another embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 측면에 따른 이온주입방법은 전술한 멀티패턴마스크를 이용하여 기판으로 이온을 주입하는 방법으로, 상기 기판 상에 멀티패턴마스크를 구비시키는 단계 (S1); 상기 기판에 제1 도펀트를 포함하는 이온을 주입하는 단계 (S2); 상기 멀티패턴마스크 또는 상기 기판을 회전하는 단계 (S3); 상기 제1 도펀트 또는 제2 도펀트를 포함하는 이온을 상기 기판 상에 주입하는 단계 (S4);를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 9, an ion implantation method according to another aspect of the present invention includes the steps of: (S1) implanting ions into a substrate using the multi-pattern mask, the method comprising: providing a multi-pattern mask on the substrate; (S2) implanting ions containing a first dopant into the substrate; Rotating the multi-pattern mask or the substrate (S3); And injecting ions including the first dopant or the second dopant onto the substrate (S4).

이때, 상기 이온주입방법은 상기 멀티패턴마스크 또는 기판을 회전하는 단계 (S3); 및 상기 제1 또는 제2 도펀트를 포함하는 이온을 상기 기판 상에 주입하는 단계 (S4);를 복수회 수행할 수 있다. 또한, 1차로 이온을 상기 기판 상에 주입하는 단계 (S2)에서 상기 이온이 제1 도펀트를 포함하는 경우, 상기 멀티패턴마스크 또는 기판을 회전하고 (S3), 이어서 2차로 이온을 주입하는 경우에 (S4), 2차로 주입되는 이온은 상기 1차로 주입되는 이온과 동일한 제1 도펀트를 포함하거나 또는 상기 제1 도펀트와는 상이한 제2 도펀트를 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 제1 도펀트는 B (boron)을 포함하고, 상기 제2 도펀트는 P (phosphorus)를 포함할 수 있다.In this case, the ion implantation method may include: (S3) rotating the multi-pattern mask or the substrate; And injecting ions including the first or second dopant onto the substrate (S4). Also, in the case where the ions include a first dopant in the step (S2) of injecting the primary ions onto the substrate, the multi-pattern mask or the substrate is rotated (S3), and then the secondary ions are injected (S4), the secondarily injected ions may include a first dopant identical to the first injected ions or a second dopant different from the first dopant. For example, the first dopant may include B (boron), and the second dopant may include P (phosphorus).

상기 멀티패턴마스크 또는 기판을 회전하는 단계 (S3)에서, 상기 멀티패턴마스크 또는 상기 기판은 90도 또는 180도 회전할 수 있는데, 상기 멀티패턴마스크의 교환 또는 공정의 중단 없이도, 멀티패턴마스크 또는 기판을 회전시킴으로써 기판 내에는 다양한 형태 또는 크기, 다양한 이온농도의 이온주입영역이 형성될 수 있다. 즉, 단일의 멀티패턴마스크로 기판 내에 다양한 이온주입영역을 형성할 수 있고, 또한 공정을 추가하거나 중단할 필요가 없으므로 생산단가를 절감하고, 공정효율을 향상시킬 수 있다. In the step (S3) of rotating the multi-pattern mask or the substrate, the multi-pattern mask or the substrate may be rotated 90 degrees or 180 degrees, An ion implantation region having various ion concentrations can be formed in the substrate in various shapes or sizes. That is, it is possible to form various ion implantation regions in the substrate with a single multi-pattern mask, and there is no need to add or interrupt the process, so that the production cost can be reduced and the process efficiency can be improved.

예컨대, 상기 기판은 웨이퍼 또는 글라스로 이루어지고, 상기 기판 상에 멀티패턴마스크를 구비시키는 단계 (S1) 이전에, 상기 기판에 제1 도펀트로 블랭킷 (blanket) 이온주입을 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 블랭킷 (blanket) 이온주입은 퍼니스 확산, 이온빔 이온주입, 및 플라즈마 이온주입 중 어느 하나 이상으로 수행될 수 있다. 예컨대, 상기 퍼니스 확산은 가스 또는 페이스트를 이용하여 퍼니스 내에서 확산시켜 수행될 수 있으며, 이온빔 또는 플라즈마 이온주입은 이온주입기를 이용하여 이온빔 또는 플라즈마의 형태로 기판 내에 이온을 주입할 수 있다. 상기 블랭킷 이온주입은 멀티패턴마스크 등의 마스크 없이 수행되는 것으로, 상기 기판에서 전체적으로 대략 일정한 농도로 이온을 주입할 수 있으며, 상기 기판 표면에서 이온의 식별이 불가능하도록 적용될 수 있다.For example, the substrate may be a wafer or a glass, and may further include a blanket ion implantation with a first dopant in the substrate prior to step (S1) of providing a multi-pattern mask on the substrate. At this time, the blanket ion implantation may be performed by at least one of furnace diffusion, ion beam ion implantation, and plasma ion implantation. For example, the furnace diffusion can be performed by diffusing in a furnace using gas or paste, and ion beam or plasma ion implantation can implant ions into the substrate in the form of an ion beam or plasma using an ion implanter. The blanket ion implantation is performed without a mask such as a multi-pattern mask. The ions can be injected into the substrate as a whole at a substantially constant concentration, and ions can not be identified on the substrate surface.

이와 같이, 제1 도펀트로 블랭킷 이온주입을 수행한 후, 기판 상에 멀티패턴마스크를 구비하여 (S1) 제1 도펀트를 포함한 이온으로 이온을 주입하는 경우 (S2), 상기 기판에서는 상기 멀티패턴마스크의 패턴부에 대응하는 부분은 제1 도펀트가 중복되어 이온주입된 부분으로, 멀티패턴마스크의 베이스부에 대응하는 부분에 비하여 상대적으로 높은 농도의 제1 도펀트를 구비한 이온주입영역이 형성될 수 있다. 또한, 상기 멀티패턴마스크 또는 기판을 회전한 후, 제2 도펀트를 포함한 이온을 주입하는 경우 (S3)에는, 상기 기판 상에는 제1 도펀트를 구비한 영역과 제2 도펀트를 구비한 영역이 하나의 면상에 공전하여 카운터 도핑 (counter doping)를 형성할 수 있다. 이때, 상기 기판은 블랭킷 이온주입에 의하여 전면적으로 낮은 농도의 제1 도펀트에 의한 이온주입영역 (P+)이 형성될 수 있고, 1차 이온주입에 의하여 (상기 제1 도펀트가 중복 주입되어) 높은 농도의 제1 도펀트에 의한 이온주입영역 (P++)과, 2차 이온주입에 의한 제2 도펀트에 의한 이온주입영역 (N+)이 형성될 수 있다. In this manner, after the blanket ion implantation is performed with the first dopant, a multi-pattern mask is provided on the substrate (S1), and ions are implanted into the substrate with the ions containing the first dopant (S2) A portion corresponding to the pattern portion of the multi-pattern mask may be an ion-implanted portion in which the first dopant is overlapped, and an ion-implanted region having a relatively higher concentration of the first dopant than the portion corresponding to the base portion of the multi- have. In addition, in the case (S3) of injecting ions containing the second dopant after rotating the multi-pattern mask or the substrate, a region provided with the first dopant and a region provided with the second dopant are formed on one substrate So that counter doping can be formed. At this time, the substrate can be formed with an ion implantation region (P +) by the first dopant having a low concentration by the blanket ion implantation, and the ion implantation region (P +) can be formed by the first ion implantation An ion implantation region P + + by the first dopant of the first dopant and an ion implantation region N + by the second dopant by the second ion implantation can be formed.

예컨대, 태양전지에서 캐리어 (carrier) 수집을 위한 p-n 접합 (junction) 형성에 적용될 수 있으며, 상기 낮은 농도의 제1 도펀트에 의한 이온주입영역 (P+)은 에미터 (emitter) 영역으로 구비되고, 높은 농도의 제1 도펀트에 의한 이온주입영역 (P++)은 에미터 및 (P+) 금속 접합영역일 수 있으며, 상기 제2 도펀트에 의한 이온주입영역 (N+)은 BSF 및 (N+) 금속 접합영역일 수 있다. 상기 (P+) 및 (N+) 금속 접합영역은 금속과의 접촉을 위해 고농도 영역을 형성할 수 있으며, 상기 (P+) 및 (N+) 금속 접합영역 위에는 메탈전극이 더 형성될 수 있다. For example, it can be applied to formation of a pn junction for carrier collection in a solar cell, and the ion implantation region P + by the first dopant having a low concentration is provided as an emitter region, (P +) metal junction region by the first dopant and the ion implantation region (N +) by the second dopant may be a BSF and (N +) metal junction region have. The (P +) and (N +) metal junction regions may form a high concentration region for contacting with the metal, and metal electrodes may be further formed on the (P +) and (N +) metal junction regions.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the foregoing detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and the equivalents thereof are included in the scope of the present invention Should be interpreted.

10, 10a, 10b : 기판 15, 15a, 15b : 이온주입영역
100, 200, 300 : 멀티패턴마스크 110, 210, 310 : 베이스부
120, 220, 320 : 패턴부10, 10a, 10b: substrate 15, 15a, 15b: ion implantation region
100, 200, 300: multi-pattern mask 110, 210, 310:
120, 220, and 320:

Claims (16)

기판 상에 구비되어, 상기 기판으로 이온의 투과를 제어하는 것으로,
상기 이온을 차단하는 베이스부; 및
상기 이온이 투과하도록 상기 기판의 적어도 일부를 노출시키는 패턴부;를 포함하고,
상기 패턴부는 두개 이상의 서로 다른 크기 또는 형태로 구비되는 이온주입용 멀티패턴마스크.A method of controlling the transmission of ions to a substrate, the method comprising:
A base for blocking the ions; And
And a pattern portion for exposing at least a part of the substrate so that the ions are transmitted therethrough,
Wherein the pattern portion is provided in at least two different sizes or shapes. 제1항에 있어서,
상기 패턴부는 복수개의 제1 패턴과, 상기 제1 패턴보다 작은 크기로 구비되는 복수개의 제2 패턴을 포함하는 이온주입용 멀티패턴마스크.The method according to claim 1,
Wherein the pattern portion comprises a plurality of first patterns and a plurality of second patterns having a smaller size than the first pattern. 제2항에 있어서,
상기 베이스부는 상기 베이스부의 중심을 기준으로 2분할되어 제1 영역과 제2 영역으로 구분되고, 상기 제1 패턴은 상기 제1 영역에 구비되고 상기 제2 패턴은 상기 제2 영역에 구비되는 이온주입용 멀티패턴마스크.3. The method of claim 2,
Wherein the base portion is divided into a first region and a second region by being divided into two portions with respect to a center of the base portion, the first pattern is provided in the first region and the second pattern is provided in the second region, Multi - pattern mask for. 제2항에 있어서,
상기 베이스부는 상기 베이스부의 중심을 기준으로 4분할되어 시계방향으로 구비되는 제1 내지 제4 영역으로 구분되고, 상기 제1 패턴은 상기 제1 영역에 구비되고 상기 제2 패턴은 제3 영역에 구비되는 이온주입용 멀티패턴마스크.3. The method of claim 2,
The base portion is divided into first to fourth regions that are divided into four portions in the clockwise direction with respect to the center of the base portion, the first pattern is provided in the first region, and the second pattern is provided in the third region Pattern mask for ion implantation. 제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 베이스부는 상기 베이스부의 면적을 이등분하는 중심선을 포함하고, 상기 제1 패턴 및 상기 제2 패턴은 상기 중심선을 기준으로 서로 대응하는 위치에 구비되는 이온주입용 멀티패턴마스크.The method according to claim 3 or 4,
Wherein the base portion includes a center line bisecting the area of the base portion and the first pattern and the second pattern are provided at positions corresponding to each other with reference to the center line. 제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 베이스부는 상기 베이스부의 면적을 이등분하는 중심선을 포함하고, 상기 제1 패턴 및 상기 제2 패턴은 각각의 중심점을 서로 공유하도록 구비되는 이온주입용 멀티패턴마스크.The method according to claim 3 or 4,
Wherein the base portion includes a center line bisecting the area of the base portion, and the first pattern and the second pattern share respective center points. 제1항에 있어서,
상기 멀티패턴마스크의 크기는 상기 기판의 크기보다 크게 구비되는 이온주입용 멀티패턴마스크.The method according to claim 1,
Wherein the size of the multi-pattern mask is larger than the size of the substrate. 제1항에 있어서,
상기 기판은 이온이 투과하여 구비되는 이온주입영역을 포함하고, 상기 멀티패턴마스크 또는 기판은 회전하여 상기 기판 내에서 이온이 투과되는 영역이 변경되는 이온주입용 멀티패턴마스크.The method according to claim 1,
Wherein the substrate includes an ion implantation region through which ions are permeated, and the multi-pattern mask or the substrate rotates to change a region through which ions are transmitted in the substrate. 제8항에 있어서,
상기 패턴부는 복수개의 제1 패턴과, 상기 제1 패턴보다 작은 크기로 구비되는 복수개의 제2 패턴을 포함하고, 상기 이온주입영역은 상기 제1 패턴 및 제2 패턴에 대응하도록 구비되는 이온주입용 멀티패턴마스크.9. The method of claim 8,
Wherein the pattern portion includes a plurality of first patterns and a plurality of second patterns having a size smaller than the first pattern, and the ion implantation region is provided for the ion implantation Multi-pattern mask. 제8항에 있어서,
상기 이온주입영역은 복수개의 서로 다른 이온농도를 갖는 영역으로 이루어지고, 상기 이온주입영역의 내부의 이온 농도는 주변부보다 높은 이온농도로 구비되는 이온주입용 멀티패턴마스크.9. The method of claim 8,
Wherein the ion implantation region comprises a plurality of regions having different ion concentrations and the ion concentration inside the ion implantation region is higher than that of the peripheral portion. 제1항 또는 제2항에 기재된 멀티패턴마스크를 이용하여 기판으로 이온을 주입하는 방법으로,
상기 기판 상에 멀티패턴마스크를 구비시키는 단계;
상기 기판에 제1 도펀트를 포함하는 이온을 주입하는 단계;
상기 멀티패턴마스크 또는 상기 기판을 회전하는 단계;
상기 제1 도펀트 또는 제2 도펀트를 포함하는 이온을 상기 기판 상에 주입하는 단계;를 포함하는 멀티패턴마스크를 이용한 이온주입방법.A method for implanting ions into a substrate using the multi-pattern mask according to claim 1 or 2,
Providing a multi-pattern mask on the substrate;
Implanting ions including a first dopant into the substrate;
Rotating the multi-pattern mask or the substrate;
And implanting ions including the first dopant or the second dopant on the substrate. 제11항에 있어서,
상기 이온주입방법은 상기 멀티패턴마스크 또는 기판을 회전하는 단계; 및 상기 제1 또는 제2 도펀트를 포함하는 이온을 상기 기판 상에 주입하는 단계;를 복수회 수행하는 멀티패턴마스크를 이용한 이온주입방법.12. The method of claim 11,
The ion implantation method comprising: rotating the multi-pattern mask or substrate; And implanting ions including the first or second dopant on the substrate. 제11항에 있어서,
상기 멀티패턴마스크 또는 상기 기판은 90도 또는 180도 회전하는 멀티패턴마스크를 이용한 이온주입방법.12. The method of claim 11,
Wherein the multi-pattern mask or the substrate is rotated by 90 degrees or 180 degrees. 제11항에 있어서,
상기 제1 도펀트는 B (boron)을 포함하고, 상기 제2 도펀트는 P (phosphorus)를 포함하는 멀티패턴마스크를 이용한 이온주입방법.12. The method of claim 11,
Wherein the first dopant comprises B (boron), and the second dopant comprises P (phosphorus). 제11항에 있어서,
상기 기판은 웨이퍼 또는 글라스로 이루어지고, 상기 기판 상에 멀티패턴마스크를 구비시키는 단계 이전에, 상기 기판에 제1 도펀트로 블랭킷 (blanket) 이온주입을 더 포함하는 멀티패턴마스크를 이용한 이온주입방법.12. The method of claim 11,
Wherein the substrate is made of a wafer or a glass and further comprises blanket ion implantation with a first dopant to the substrate prior to providing the multi-pattern mask on the substrate. 제15항에 있어서,
상기 블랭킷 (blanket) 이온주입은 퍼니스 확산, 이온빔 이온주입, 및 플라즈마 이온주입 중 어느 하나 이상으로 수행되는 멀티패턴마스크를 이용한 이온주입방법.16. The method of claim 15,
Wherein the blanket ion implantation is performed by at least one of furnace diffusion, ion beam implantation, and plasma ion implantation.
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