CN110383495A - 用于制造具有纹理的晶圆的方法和粗糙化喷雾处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于制造具有纹理的晶圆的方法以及一种能够用于这种方法的用于硅晶圆的粗糙化喷雾处理的装置。根据本发明的方法用于制造具有纹理的硅晶圆,其中,提供各晶圆坯件,并且在连续过程中在使用水平输送系统的情况下使得经线锯锯切的硅晶圆坯件经过多个相继的处理过程。在所述处理过程中的一个处理过程中使得所述晶圆坯件经过粗糙化喷雾过程,其中,为晶圆坯件的顶侧和/或底侧施加具有水基磨蚀粒子悬浮液的喷雾。例如应用于制造用于太阳能电池的具有纹理的硅晶圆。
Description
技术领域
本发明涉及一种制造具有纹理的硅晶圆的方法以及一种能够用于这种方法的用于硅晶圆的粗糙化喷雾处理的装置。
背景技术
为了产生纹理,通常对多晶硅晶圆进行各向异性酸性纹理化湿式蚀刻。迄今为止,通常利用所谓的浆料锯切从铸块中、即从晶圆块中分离多晶晶圆。替代地,也能够借助于金刚石线锯分离多晶晶圆。这种方案明显更有利,因为它更快速并且浪费的硅更少。然而,金刚石线留下比较平滑并且不能够直接纹理化的表面。迄今为止已知的方法或是非常复杂和/或对环境有害,或是无法满足所需的质量要求。
已知各种用于在连续过程中对扁平基板进行喷雾处理的方法和装置。公开文件US2007/0221329 A1公开了一种用于在连续式过程中对扁平基板(例如柔性印刷电路板和类似物)进行喷雾处理的方法和装置,其具有基本上水平的辊式输送系统,该辊式输送系统具有形式为底侧托辊和顶侧下压辊的输送辊,所述基板能够借由其底侧铺放到所述底侧托辊上,所述顶侧下压辊抵靠到所述基板的顶侧处。借助于喷嘴将处理液体(例如蚀刻液)喷射到所述基板的顶侧和/或底侧上。为了不阻碍这个喷射,所述辊式输送系统在相应的喷雾入射位置上分别具有间隙,即在那里无输送辊,从而使得来自所述喷嘴的喷雾能够直接入射到位于那里的基板上。
公开文件US 2014/004369 A2公开了一种用于制造具有纹理的硅晶圆的方法,其中,为了提供对应的晶圆坯件,直接以小于1000 µm的厚度浇注聚晶硅晶圆。在化学蚀刻过程前,在独立的喷砂处理装置中使晶圆坯件经过磨蚀式喷砂过程,在该磨蚀式喷砂过程中对晶圆坯件进行干式或湿式喷砂。水基磨蚀粒子悬浮液能够用于湿式喷砂,其中,磨蚀粒子通常包含玻璃状的氧化硅、硅、碳化硅、氧化铝、石英或者上述物质的组合。为了改善流动性、为了防止黏结或者为了便于回收利用,能够给悬浮液加入添加剂,例如冷却剂、表面活性剂、pH缓冲剂、酸、碱和螯合剂。磨蚀粒子具有在1 µm与200 µm之间的平均粒度(即平均粒径)。
公开文件DE 10 2014 013 591 A1公开了一种用于在含氢氟酸的酸性蚀刻介质中对多晶硅晶圆进行纹理化的方法,所述多晶硅晶圆在配合乙二醇-碳化硅悬浮液使用金刚石锯或者钢丝锯的情况下从晶圆块锯下。
公开文件WO 2009/026648 A1公开了一种用于在连续过程中在使用水平辊式输送系统的情况下对基板表面进行纹理化的方法,其中,在原本的蚀刻步骤前执行磨蚀处理,用以在基板表面中产生微裂缝。所述基板尤其能够是用于薄层光致发热体模块的硼硅玻璃基板。所述磨蚀处理能够包含干式喷砂、利用悬浮液磨削、砂纸磨削或者湿式喷砂。例如由碳化硅、氧化铝、刚玉、氮化硼、碳化硼或者玻璃组成的这样的粒子能够用作磨蚀粒子。
公开文件US 2013/0306148 A1公开了一种用于制造具有纹理的硅晶圆的方法,其中,借助于线锯将晶圆块分割成各晶圆坯件,并且使晶圆坯件经过单侧喷砂过程,在该单侧喷砂过程中,在使用氢氟酸和/或硝酸对晶圆坯件进行两侧湿式化学蚀刻前,对晶圆坯件的一侧进行磨蚀式喷砂处理。
公开文件WO 2012/118960 A2公开了一种用于在连续过程中在使用水平输送带的情况下对经直接浇注或者拉伸的硅晶圆进行粗糙化处理的方法和装置,其中,对铺放到所述输送带上的硅晶圆的顶侧进行干式或者湿式喷砂。由此对这样的与经锯切的晶圆相比具有比较平滑的表面的硅晶圆进行粗糙化或者纹理化。在此,使得晶圆厚度、晶圆材料、砂粒子的类型、期望的表面粗糙度、晶圆温度和晶圆尺寸适当地相互匹配,从而防止硅晶圆断裂。在这个粗糙化处理后也能够根据需要实施湿式化学型酸性纹理蚀刻。
公开文件EP 0 107 357 A2公开了一种用于在连续过程中在使用水平输送系统的情况下利用非晶半导体材料在连续式导电基板上制造某种类型的光致电压构件的方法和装置,其中,主要设置有喷砂处理过程,用以提供漫反射式表面。
发明内容
本发明所基于的技术问题在于提供一种花费比较低的用于制造具有纹理的硅晶圆的方法和一种能够在这种方法的框架下使用的用于硅晶圆的粗糙化喷雾处理的装置。
本发明通过提供具有权利要求1特征的制造方法以及具有权利要求5特征的装置来解决这个问题。
在根据本发明的制造方法中,提供各晶圆坯件,其例如为经传统方式拉伸的或者直接从熔液中沉积的晶圆坯件,或者借助于线锯锯切过程(例如金刚石线锯锯切过程)以本身传统方式将晶圆块分割成各晶圆坯件。在使用水平输送系统(例如辊式输送系统或者带式输送系统)的情况下,在连续过程中使得所述晶圆坯件经过多个相继的处理过程。
在这种情况下,在所述处理过程中的一个处理过程中使得所述晶圆坯件经过粗糙化喷雾过程,在所述粗糙化喷雾过程中,为晶圆坯件的顶侧和/或底侧施加包含水基磨蚀粒子悬浮液的喷雾。事实表明,通过这种特定的制造步骤组合能够以比较低的花费制造具有纹理的硅晶圆。这个粗糙化处理过程能够无障碍地集成到传统的模块式构造的湿式处理设备中,无需额外花费地集成到现有生产中。这个处理方法在最低的运行成本下实现均匀的表面。利用随后的HF/HNO3标准纹理实现小于23%的反射值。这是一种成本低廉的用于对例如经金刚石线锯锯切的多晶硅晶圆进行纹理化的方法,该方法能够基于单列式湿式过程,并且在无显著材料移除的情况下将晶圆的比较平滑的表面粗糙化,从而使得随后能够例如利用标准纹理HF/HNO3加工该表面。与直接使用经浆料锯切的晶圆的方案相比,通过使用粗糙化喷雾过程能够实现更加均匀的表面。
在一种扩展方案中,将刚玉粒子、金刚石粒子和/或碳酸硅粒子用作所述磨蚀粒子悬浮液中的磨蚀粒子。替代地或者附加地,将具有在5 µm与150 µm之间、尤其是在40 µm与80 µm之间的平均粒度的刚玉粒子、金刚石粒子和/或碳酸硅粒子用作所述磨蚀粒子悬浮液中的磨蚀粒子。进一步替代地或者附加地,使用具有在10 %(重量)与60 %(重量)之间、尤其是在25 %(重量)与35 %(重量)之间的粒子浓度的磨蚀粒子悬浮液中的磨蚀粒子。事实表明,所提到的措施在单独实施或者以任意方式组合的情况下都对该粗糙化喷雾过程具有有利影响。
在本发明的一种扩展方案中,在所述磨蚀粒子悬浮液中使用提高黏度的添加剂,所述添加剂含有由聚乙二醇、羟乙基纤维素、羟甲基纤维素与黄原胶构成的组中的物质中的一个或者多个物质。这是一种用于为磨蚀粒子悬浮液设置适当的黏度的有利措施。
在本发明的一种扩展方案中,为所述喷雾设置在0.5 bar与3 bar之间、尤其是在0.8 bar与1.2 bar之间的喷射压力。当在对应的应用中将用于喷雾的喷射压力保持在这个范围内时,上述方案对粗糙化喷雾过程有利。
根据本发明的粗糙化喷雾处理装置包含水平输送系统、喷射流体储槽以及喷嘴单元,经线锯锯切的硅晶圆能够借由其底侧铺放到所述水平输送系统上,所述喷射流体储槽用于储存用作粗糙化喷射流体的水基磨蚀粒子悬浮液,所述喷嘴单元具有一个或者多个喷嘴或者喷管,所述喷嘴或者喷管用于分别产生存储在所述喷射流体储槽中的磨蚀粒子悬浮液的朝向硅晶圆的顶侧和/或底侧的粗糙化喷雾。这个装置允许以比较低的花费在连续工艺中对硅晶圆进行有利的粗糙化喷雾处理。所述输送系统尤其能够是辊式输送系统,其包含至少一个底侧托辊,所述硅晶圆能够铺放到所述底侧托辊上。替代地,例如能够使用带式输送系统。
在本发明的一种扩展方案中,所述辊式输送系统在与喷雾入射位置对置的位置上具有用于被连续式输送的硅晶圆的支撑增强部。由此抵消因入射的喷雾造成的硅晶圆的过度负荷,这预防晶圆的意外变形或者弯曲。替代地,在对晶圆进行两侧处理时,能够布置对置的喷嘴或者喷管,所述喷嘴或者喷管对晶圆造成的压力负荷相互抵消。
在本发明的一种扩展方案中,至少一个喷嘴是喷射角在40°与60°之间、尤其是在55°与65°之间的扁平射流喷嘴。使用这种喷嘴特别有利于在对应的应用中对硅晶圆进行粗糙化喷雾处理。例如,能够以横向于硅晶圆的输送方向相继和/或沿硅晶圆的输送方向相继的方式布置多个这样的扁平射流喷嘴。特别是,不仅能够横向于晶圆输送方向、还能够沿晶圆输送方向分别相继地这样布置多个扁平射流喷嘴,使得沿晶圆输送方向相邻的扁平射流喷嘴相对彼此横向于晶圆输送方向错位布置。这有助于在硅晶圆的整个经处理的表面的范围内对硅晶圆进行均匀的喷雾处理。所述扁平射流喷嘴例如能够由陶瓷材料制成或者涂覆有这样的陶瓷材料,这减小易磨损性。
在本发明的构型方案中,所述喷射单元具有一个或者多个横向于所述晶圆输送方向伸展的喷管,其中,至少一个喷管具有多个沿所述喷管的纵向相继布置的喷嘴。由此能够通过这个喷管共同地对各喷管的喷嘴进行馈送。为此,能够例如在两个管端部区域处将所述粗糙化喷射流体输送至所述喷管,这有助于为所述喷嘴均匀地供应粗糙化喷射流体,或者替代地,在喷管的仅一个端部区域处或者在喷管的中心区段处进行输送。
在本发明的一种扩展方案中,所述粗糙化喷雾处理装置具有用于清洁所述粗糙化喷射流体的流体旋风器。在此,该流体旋风器的下游与所述喷射流体储槽连接,而该流体旋风器的上游与所述喷嘴单元的沿晶圆输送方向位于最后的喷嘴/喷管连接。这能够使得将硅晶圆的污染或者将磨蚀粒子向后续设备模块的转移最小化。
附图说明
本发明的有利的实施方式在附图中示出并且在下文中进行描述。在这种情况下示出:
图1用于制造具有纹理的硅晶圆或者类似的扁平基板的方法的流程图,
图2用于制造具有纹理的硅晶圆或者类似的扁平基板的装置的局部侧视图,
图3能够应用在图2所示装置中的粗糙化喷雾处理装置的局部侧视图,
图4图3所示处理装置的采用顶侧喷射处理的变型方案的局部侧视示意图,
图5能够应用在图4所示装置中的辊式输送系统的局部俯视示意图,
图6图4所示装置的采用底侧喷射处理的实施变型方案的视图,
图7图4所示装置的采用两侧喷射处理的实施变型方案的视图,
图8能够应用在图3所示装置中的喷嘴单元的透视图,
图9图8所示喷嘴单元的局部侧视图,
图10图2所示制造装置的一部分的示意性方框图示,该制造装置具有采用具有冲洗系统的实施变型方案的根据图7的处理装置,和
图11图10所示装置的采用具有粒子回收系统的实施变型方案的示意图。
具体实施方式
在图1中仅借由在此涉及的制造步骤绘示的方法用于制造具有纹理的硅晶圆或者其他类似的刚性或者柔性扁平基板。为此,首先在步骤10中借助于线锯锯切过程将晶圆块分割成各晶圆坯件。能够以已知方式制造对应的晶圆块和实施线锯锯切过程,在此无需详细说明。该线锯锯切过程例如能够使用金刚石线锯实现。替代地,也能够以传统方式使用经单独拉伸或者直接从熔液中沉积的晶圆坯件。
在连续过程中在使用水平输送系统的情况下使得经线锯锯切的晶圆坯件经过多个相继的处理过程,并且为此首先在方法步骤11中将晶圆坯件送到配属的连续式制造设备(简称连续式设备)中。
在所述处理过程中的一个处理过程使得所述晶圆坯件经过粗糙化喷雾过程,参见方法步骤12。在这种情况下,将水基磨蚀粒子悬浮液喷射到晶圆坯件的顶侧和/或底侧上。由此将相关表面粗糙化,而且如图所示不发生显著的材料移除。因此,利用后续的HF/HNO3标准纹理能够例如将表面的反射系数降低为低于23 %的值。
在最后的通常为多阶段的方法步骤13中,在粗糙化喷雾处理后对所述晶圆坯件进行进一步处理,从而由所述晶圆坯件形成期望的具有纹理的硅晶圆并且由此形成最终产品(例如太阳能电池构件)。为此所需的过程也采用传统方式来实施,在此无需进一步说明。紧随该粗糙化喷雾处理,例如能够进行补充的纹理蚀刻处理、尤其是例如借助于含HF/HNO3的标准纹理蚀刻溶液进行的传统的酸性湿式化学蚀刻处理,以及能够进行晶圆清洁处理。
图2以局部示意图示出连续式设备的在此涉及的部分,利用该连续式设备能够执行根据图1的方法。该连续式设备例如能够具有多个平行的连续式轨道,例如五个针对常见尺寸硅晶圆的轨道,所述轨道具有156 mm*l56 mm尺寸。该连续式设备通常包括一个或者多个处理容器20,所述处理容器具有可选的喷射系统21以及水平辊式输送系统22。处理容器20根据需要配备具有大坡度的底部,用以避免粒子沉积。紧随沿晶圆的连续处理方向或者输送方向T相继布置的处理容器20,能够如图2所示可选地设有具有粒子回收系统的预冲洗模组23、级联冲洗模块24和用于对在连续式设备中经处理的扁平基板(例如用于制造太阳能电池的晶圆)进行清洁及干燥的干燥模块25。
图3示意性示出能够应用在图2所示连续式设备中的粗糙化喷雾处理装置,其具有处理模块26,该处理模块具有适用于该水平辊式输送系统的侧向套管27。用户28能够通过可选的处理控制单元29控制该粗糙化喷雾处理装置。该处理装置还包括优选独立于处理模块26设立的喷射流体储槽30,其具有配属的用于将储存在储槽30中的磨蚀式喷射流体进行循环的泵31。视需要和应用情况而定,例如在使用附加的具有注射器喷嘴的泵或者搅拌装置的情况下,喷射流体储槽30能够配备有倾斜底部和/或混合系统,用以使在磨蚀式喷射流体中包含在悬浮液中的磨蚀粒子在流体中保持悬浮。
将水基磨蚀粒子悬浮液用作粗糙化喷射流体,在该悬浮液中,在充当运载液体的水中包含有形式为悬浮物的磨蚀粒子。优选将刚玉粒子或者金刚石粒子或者碳酸硅粒子或者上述粒子的任意混合物用作磨蚀粒子。优选为该磨蚀粒子选择在5 µm与150 µm之间、尤其是在40 µm与80 µm之间的平均粒径。所述磨蚀粒子优选被包含在具有以下粒子浓度的磨蚀粒子悬浮液中:优选在10 %(重量)与60 %(重量)之间、尤其是在25 %(重量)与35 %(重量)之间。
该磨蚀粒子悬浮液优选添加有提高黏度的添加剂。该添加剂使得 粒子良好地保持悬浮并且不沉降或者凝聚。在此适合用作添加剂的例如为聚乙二醇(尤其是聚乙二醇200-10000)或者羟乙基纤维素或者羟甲基纤维素或者三仙胶或者这些物质中的多个物质的任意混合物。
利用根据图3的粗糙化喷雾处理装置尤其能够执行根据图1的方法步骤12的粗糙化喷雾处理。对于利用喷射到晶圆坯件的顶侧和/或底侧上的水基磨蚀粒子悬浮液的喷射过程而言,优选设置在0.5 bar与3 bar之间、尤其是在0.8 bar与1.2 bar之间的喷射压力。
图4至图7示出该粗糙化喷雾处理装置的不同实施变型方案,以便有针对性地仅对晶圆坯件的顶侧或者仅对晶圆坯件的底侧或者在两侧对晶圆坯件的顶侧及底侧施加粗糙化喷雾。
图4和图5专门示出用于对硅晶圆的顶侧进行单侧喷雾处理的 实施变型方案。如图4和图5所示,该水平辊式输送系统具有形式为底侧托辊32和顶侧下压辊33的输送辊。待处理的硅晶圆34能够借由其底侧铺放到托辊32上。下压辊33用于将硅晶圆34下压向托辊32。
根据图4和图5的处理装置包含喷嘴单元36,该喷嘴单元具有优选多个喷嘴或者喷管,其用于分别产生储存在根据图3的喷射流体储槽30中的磨蚀粒子悬浮液的基本上竖直朝下指向硅晶圆34的顶侧的粗糙化喷雾35,其中,在图4中示例性及代表性地示出喷管36a。在底侧与喷雾入射位置37对置的位置上,该辊式输送系统具有用于被连续式输送的硅晶圆34的支撑增强部38。在所示示例中实现支撑增强部38的方式为:位于该处的托辊32a具有较宽的小辊轮38a,其以抗扭的方式设置在输送轴40上。而就其他托辊32而言,较窄的小辊轮39设置在输送轴40上。
由图4和图5还能够看出,托辊32、32a沿输送方向T以比较小的间距这样布置,使得相应的托辊32、32a的小辊轮38a、39分别啮合到相邻的托辊32、32a的小辊轮38a、39之间的中间腔中,为此,小辊轮38a、39以适当的相互间距布置在相应的输送轴40上。这尤其为敏感易碎的基板、例如厚度比较小的硅晶圆实现妥善的输送。较宽的小辊轮38a以抵御喷雾35的压力或者脉冲的方式可靠地支撑硅晶圆34,由此预防硅晶圆34的可能的断裂。
图4专门示出,该辊式输送系统分别在喷嘴或者喷管36a下方的区域内具有间隙,因此喷雾35从喷嘴或者喷管36a直接入射到经水平输送的硅晶圆34的待处理的侧或者表面上,而不会因输送辊(在此特别是因顶侧下压辊33)而受到阻碍。
在图6所示实施变型方案中,仅对硅晶圆34的底侧进行磨蚀式喷雾处理。为此,喷嘴单元36借由其一个或者多个喷嘴或者喷管36a布置在硅晶圆34的输送平面下方,喷雾35在这种情况下基本上竖直朝上。为此,底侧托辊32的布局具有间隙,喷雾35能够穿过该间隙从喷嘴单元36直接到达硅晶圆34的底侧上。类似地,在顶侧与喷雾入射位置37对置的下压辊33a具有形式为加宽的小辊轮38a的支撑增强部38,用以以抵御喷雾35的脉冲的方式支撑硅晶圆34。
在图7所示实施变型方案中,同时在两侧(即在硅晶圆的顶侧及底侧)对硅晶圆34进行粗糙化喷雾处理。为此,喷嘴单元36在基板输送平面的上方和下方分别包含一个或者多个喷嘴或者喷管36a,从而既使得粗糙化喷雾35从上方指向晶圆顶侧,又使得粗糙化喷雾35从下方指向晶圆底侧,其中,每两个喷嘴或者喷管36a以及对应地每两个粗糙化喷雾35优选相对晶圆输送方向T设置在相同高度上。后一方案的优点在于,在同时为硅晶圆34施加顶侧的喷雾35以及底侧的喷雾35的情况下,两个喷雾35对经处理的硅晶圆34造成的压力负荷或者压力脉冲能够相互抵消。借由此方案,即便在硅晶圆34极薄并且敏感的情况下也预防发生变形或者弯曲以及断裂,而无需为此采用通过辊式输送系统实现的支撑措施。在底侧托辊32以及顶侧下压辊33的布局中,该辊式输送系统也具有位于相应的喷雾35的位置处的间隙,从而使得喷雾35直接入射到待处理的晶圆顶侧或者晶圆底侧上。
图8和图9示出用于喷嘴单元36的一种有利的实现方案,能够将根据该实现方案的喷嘴单元应用在图3所示的例如采用根据图4至7的变型方案中的一种变型方案的喷雾处理装置中。在这个实施变型方案中,喷嘴单元36包含由多个喷管36a(例如在五个与十五个之间的喷管36a)的布局构成的相应的喷射模块,所述喷管相互平行并且沿晶圆输送方向T接连布置,即喷管36a的管纵向轴线横向于晶圆输送方向T水平延伸。
在所示示例中,在两侧对所述喷管进行端部供给。为此,在该喷管布局的两个侧向端部区域处分别设置有喷射流体进入接头41a、41b以及端部两侧闭合的分配管42a、42b。进入接头41a、41b分别汇入到配属的分配管42a、42b的中心区域中,并且喷管36a在端部分别在两个分配管42a、42b中的一个分配管的管侧面处汇入到该分配管中。因此,在各喷管36a中极均匀地为喷管36a供应待喷射的磨蚀粒子浓度不变的磨蚀粒子悬浮液。在替代的实施方案中,只通过喷管36a一个端部区域,或者在各喷管36a的中心区域中例如通过布置在该处的分配管来为喷管36a供应磨蚀粒子悬浮液。
每个喷管36a沿其长度配设有多个相互间隔开的喷嘴43。喷嘴43优选由陶瓷材料制成或者配设有陶瓷涂层。此外,喷嘴43优选实施为传统类型的(因此在此不再详细说明)具有在40°与60°之间、尤其是在55°与65°之间的喷射角α的扁平射流喷嘴。
每两个沿晶圆输送方向T相继的喷管36a的喷嘴优选以相互错位的方式布置,即沿喷管36a的纵向来看,沿晶圆输送方向T的下一个喷管36a的喷嘴43分别位于前方的喷管36a的两个喷嘴43之间。该错位例如能够是中心式的,即后一喷管36a的每个喷嘴43都居中地位于前一喷管36a的两个喷嘴43之间。这种喷嘴布局有助于横向于晶圆输送方向T为所有经处理的基板或者硅晶圆实现均匀的喷射处理结果。在此,如此选择喷管36a以及喷嘴43与待喷射的硅晶圆、即与晶圆输送平面的距离,使得从每个喷管36a的喷嘴43以喷射角α发射的各扁平射流35横向于晶圆输送方向T相互重合或者重叠。此外,通过每两个相继的喷管36a的喷嘴43的沿喷管36a纵向错开的布局,促进磨蚀粒子悬浮液的喷射的均匀性。
总体而言,通过喷嘴单元36非常均匀地将磨蚀粒子悬浮液喷覆到晶圆顶侧和/或晶圆底侧上。当然,视仅需在晶圆顶侧或者仅需在晶圆底侧或者需要在晶圆两侧进行喷射处理而定,能够如通过水平辊式输送系统22所定义的那般,在晶圆输送平面上方和/或下方布置一个或者多个如图8和图9所示类型的用于喷嘴单元36的喷射模块。
图10示意性示出具有如图7所示类型的对硅晶圆34作两侧粗糙化喷雾处理的系统的处理装置,该处理装置附加地具有冲洗系统。泵45通过馈送管线44将粗糙化喷射流体从储槽30输送至喷嘴单元36。通过分枝管线46将该粗糙化喷射流体的分流导向至流体旋风器47。在流体旋风器47的下游中堆积的浓缩物被通过回输管线48送回到储槽中。在流体旋风器47中经清洁的液体从流体旋风器47的上游通过冲洗馈送管线49输送至在该粗糙化喷射处理装置的沿晶圆输送方向T的后端部区域处的喷管50。
经输入的形式为喷雾51的液体从喷管50逸出,该喷雾逆着待处理硅晶圆34的由输送方向T给定的运行方向与在竖直方向成比较小的锐角倾斜。喷管50位于在图10中未示出的辊式输送系统22的晶圆输送平面的上方,其中,喷雾51指向先前经粗糙化喷雾处理的硅晶圆34的顶侧。由此将可能残留在经处理的晶圆34的顶侧上的磨蚀粒子52从晶圆表面处冲洗掉,并使其留在粗糙化喷雾处理装置中。这防止数量可观的磨蚀粒子52转移到后续处理单元中,例如转移到紧随的配备有对应的清洁管/冲洗管54的喷射处理模块53中。
图11示出连续式设备的具有粒子回收系统的实施变型方案。在此,紧随用于借助于喷嘴单元36对硅晶圆34进行两侧粗糙化喷雾处理的粗糙化喷雾处理装置连接有预冲洗模块55。也通过输入管线44和输送泵/循环泵45将储存在储槽30中的粗糙化喷射流体输送至喷嘴单元36。预冲洗模块55具有预冲洗喷嘴或者预冲洗管56,其能够对先前经粗糙化喷雾处理的硅晶圆34进行两侧预冲洗操作,其中,通过配属的输送泵58为所述预冲洗喷嘴或者预冲洗管56输送来自预冲洗储槽57的对应的预冲洗流体。
预冲洗流体或者冲洗水从预冲洗模块55中通过回输管线59被引导到回流储槽60中。通过输送泵61将收集在该回流储槽中的冲洗水连续地输送至类型与图10所示实施变型方案中的流体旋风器47相同的流体旋风器47‘。从流体旋风器47‘的下游将配属的浓缩物通过回输管线62引导到具有粗糙化喷射流体的储槽30中。为防止储槽30溢出并且为了保持流体回路的整个系统的平衡,在储槽30的表面上利用配属的输送泵63将多余的水重新引导回到回流储槽60中。经清洁的液体从流体旋风器47‘的上游引导到预冲洗储槽57中。
通过这个粒子回收系统,能够始终利用经预清洁的预冲洗流体或者冲洗水来冲洗硅晶圆34,从而避免或者减少磨蚀粒子例如转移到后续的级联模块中的状况。另一优点在于,能够借助于预冲洗模55将可能从粗糙化喷射过程中转移的粒子完全或者相应地绝大部分地重新回收和导回。
Claims (9)
1. 用于制造具有纹理的硅晶圆的方法,其中,
- 提供各晶圆坯件(34),并且
- 在连续过程中在使用水平输送系统(22)的情况下使得所述晶圆坯件经过多个相继的处理过程,
- 其中,在所述处理过程中的一个处理过程中使得所述晶圆坯件经过粗糙化喷雾过程,在所述粗糙化喷雾过程中,为晶圆坯件的顶侧和/或底侧施加包含水基磨蚀粒子悬浮液的喷雾(35)。
2. 根据权利要求1所述的方法,其特征还在于,
- 将刚玉粒子和/或金刚石粒子和/或碳酸硅粒子用作所述磨蚀粒子悬浮液中的磨蚀粒子,和/或
- 将具有在5 µm与150 µm之间、尤其是在40 µm与80 µm之间的平均粒度的刚玉粒子和/或金刚石粒子和/或碳酸硅粒子用作所述磨蚀粒子悬浮液中的磨蚀粒子,和/或
- 使用具有在10 %(重量)与60 %(重量)之间、尤其是在25 %(重量)与35 %(重量)之间的粒子浓度的磨蚀粒子悬浮液中的磨蚀粒子。
3.根据权利要求1或者2所述的方法,其特征还在于,在所述磨蚀粒子悬浮液中使用提高黏度的添加剂,所述添加剂含有由聚乙二醇、羟乙基纤维素、羟甲基纤维素与黄原胶构成的组中的物质中的一个或者多个物质。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征还在于,为所述喷雾设置在0.5bar与3 bar之间、尤其是在0.8 bar与1.2 bar之间的喷射压力。
5.用于在连续过程中对经线锯锯切的硅晶圆进行粗糙化喷雾处理的装置,其具有:
- 水平输送系统(22),所述硅晶圆能够借由其底侧铺放到所述水平输送系统上,
- 喷射流体储槽(30),其用于储存用作粗糙化喷射流体的水基磨蚀粒子悬浮液,和
- 喷嘴单元(36),其具有一个或者多个喷嘴和/或喷管(36a),所述喷嘴和/或喷管用于分别产生存储在所述喷射流体储槽中的磨蚀粒子悬浮液的朝向硅晶圆的顶侧和/或底侧的粗糙化喷雾(35)。
6.根据权利要求5所述的装置,其特征还在于,所述输送系统在与喷雾入射位置(37)对置的位置上具有用于被连续式输送的硅晶圆的支撑增强部(38)。
7.根据权利要求5或者6所述的装置,其特征还在于,至少一个喷嘴(43)是喷射角在40°与60°之间、尤其是在55°与65°之间的扁平射流喷嘴。
8.根据权利要求6或者7所述的装置,其特征还在于,所述喷嘴单元具有一个或者多个横向于所述晶圆输送方向伸展的喷管(36a),其中,至少一个喷管具有多个沿所述喷管的纵向相继布置的喷嘴。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的装置,其特征还在于用于清洁所述粗糙化喷射流体的流体旋风器(47、47‘),其中,所述流体旋风器的下游与所述喷射流体储槽连接,并且所述流体旋风器的上游与所述喷嘴单元的沿晶圆输送方向位于最后的喷嘴/喷管(50)连接或者与位于所述喷嘴单元下游的冲洗喷嘴模块(55)连接。
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PB01 | Publication | ||
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