用於對襯底進行化學處理的方法

2023-04-24 11:06:21 2

專利名稱：用於對襯底進行化學處理的方法
技術領域：
本發明涉及一種用於通過使起化學作用的液態加工介質(Prozessmedium)與襯底的至少下側面接觸來對具有下側面、上側面和側面的優選為片狀或板狀的襯底進行化學處理的方法，其中在形成襯底、襯底介質與包圍襯底和襯底介質的氣氛(Atmosph&e)之間的三重線的同時襯底相對於加工介質運動。
背景技術：
根據現有技術公知有大量用於對板狀構件進行化學處理的連續處理方法，其中通過加工介質產生與構件的表面的化學反應。在半導體工業中，這尤其是用於對尤其是光伏應用領域中的半導體材料進行化學清洗和結構化的蝕刻方法、對大面積和薄的矽片的化學處理。半導體工業的方法主要給片材表面施加氣態加工介質和/或液態加工介質。公知有如下方法在所述方法中，給片材表面施加氣態加工介質，使得襯底的整個表面與氣態介質發生化學反應。對此的示例是置於含有氫氟酸蒸汽的氣氛中，其中存在於襯底表面上的氧化層被侵蝕掉。對襯底的前側和/或後側和/或稜邊的選擇性處理利用該方法——如果可能的話——僅能不充分地進行。可以通過將襯底放置到平面底座上來部分地實現對防止襯底側被加工介質浸潤(Benetzimg)的不完全保護，其方式是可以在支承面的範圍內部分地抑制對氣態介質的施加。此外，存在對每兩個片狀襯底進行面對面定位的可能性，使得可以部分地排除兩個襯底彼此之間的接觸面被氣態加工介質浸潤。還公知有通過與表面發生化學反應的液態介質對片材表面進行處理 (W0-A-2007/073886, W0-A-2007/073887)，其中通過滾動將液態介質輸送到片材表面並且有針對性地僅僅使朝向液體的片材側被浸潤。另外公知有如下方法在所述方法中，使片材在細的輸送輥上運動，其中在形成從片材的稜邊朝向液體體積的向下定向的液體彎月面的情況下通過在液體表面上浸潤來產生液態介質與位於下面的片材表面的接觸。在相應的方法中，片材稜邊被排除在化學反應之外並且最大程度地不受控制並且在此被不可再現地處理。如果例如晶片的薄襯底具有側面中的損傷或缺陷，則可以在進一步的處理中確定襯底從側面出發被損傷或者有區域破裂。 從DE-A-103 13 127中可以得知一種用於在矽片的情況下防止形成短路的方法。 為了加工，片材的下側以及必要時片材的稜邊被沉降到蝕刻池中。根據W0-A-2005/093788，矽片的下側面以及側面在連續處理方法中被連貫地加工，所通過的方式是矽片在輸送輥上被運送穿過液體池。DE-A-44 23 326涉及一種用於對晶片結構進行背側蝕刻的方法。為此，襯底被固定在保持裝置中，以便然後給一側施加蝕刻介質並且給另一側施加氮氣。

發明內容
本發明所基於的任務是，將之前所述類型的方法改進為使得以化學方式除去尤其是存在於側面中的缺陷，從而在進一步處理中提供破裂減低。在此，該化學處理將在連貫的連續加工中執行，以便根據本方法經濟地工作。根據本發明，該任務基本上通過如下方式來解決在避免加工介質與襯底的上側面接觸的情況下執行相對運動；相對於襯底與加工介質之間的相對運動以所期望的高度在背向加工介質流動側的側面處形成三重線；和/或在存在於加工介質中的成分的分壓方面將氣氛調節為使得上側面保留疏水性特性或者在上側面中形成疏水性特性；和/或襯底優選地在與加工介質相對運動期間被以這樣的程度旋轉，即使得三重線在化學處理期間從上側面與側面之間的每個稜邊或者在側面的範圍中出發。尤其是規定在襯底的上側面與側面之間的背向加工介質流動側的稜邊處形成三重線。根據本發明提供一種用於對薄板狀或片狀襯底進行化學處理、尤其是對用於製造太陽能電池的襯底進行處理的方法，其中在連貫的連續處理方法中減小破裂敏感度。通過方法典型的處理，在連貫的連續處理方法中將襯底的下側面以及側面同時處理為使得通過用起化學作用的加工介質浸潤來在一個工作步驟中僅僅進行與襯底的下側面和側面的化學反應，而不將上側面包括到化學反應中。與現有技術相比所得出的優點是，片狀或板狀襯底、即薄襯底的下側面以及側面在連貫的連續處理方法中在唯一的方法步驟中針對其進一步處理被化學處理，但是其中避免或抑制了上側面在化學處理期間被汙染。有針對性地產生襯底與加工介質之間的相對運動，使得在襯底、加工介質與氣氛之間在加工介質上方以相對於流動方向而言所期望的背側面的高度、尤其是在背側面的後上方稜邊處產生三重線，使得除了下側面以外還有側面相應地與加工介質發生化學反應，從而實現表面處理並且由此侵蝕除去材料損傷(例如裂縫、微裂縫或者表面粗糙性和紋理)、氧化物、或者針對進一步的加工步驟所不期望的其它區域。由此尤其是在製造太陽能電池時在降低破裂敏感度的同時提供在進一步的加工步驟的執行方面的優化。基於根據本發明的教導尤其存在的可能性是，在摻雜的半導體襯底的情況下在加工介質中進行處理期間以這樣的程度對下側面和側面進行侵蝕，即使得尤其是在指定用於太陽能電池的半導體襯底中的摻雜層、pn結或np結被侵蝕，而不腐蝕存在於上側面範圍中的這些pn結或np結。在此尤其是規定為了避免前側面被加工介質汙染，將在反應室中圍繞上側面的氣氛調節為使得存在於該氣氛中的從加工介質中發出的成分具有如下的分壓所述分壓在上側面中形成疏水性特性或保留相應的特性。為此尤其是規定交換具有存在於反應室中的酸蒸氣的氣氛，使得對襯底具有侵蝕作用的酸成分的蒸氣壓力超過顯示出氧化性特性的酸的加工介質的成分的份額。如果加工介質包含氫氟酸和硝酸，則成分的分壓應當相同，使得HF分子的份額超過HNO3分子的份額。為此進行上側面的侵蝕，從而侵蝕所存在的氧化層並且因此得出疏水性特性。因此，薄板狀或片狀襯底同時僅在下側面和側面處在連貫的動態加工中被起化學作用的液體浸潤，使得在起化學作用的液體成分的所存在的分壓的同時在襯底上方的氣氛中、即在執行連續處理方法的反應室中產生浸潤面處的化學侵蝕反應，以便實現用於實現疏水化的另外的化學反應。在此， 在不偏離本發明的情況下所存在的可能性是，在下側面以及側面被加工介質浸潤以前就實現上側面的疏水化。因此必要時可以規定預處理步驟，以便利用合適的化學物質至少對上側面、必要時襯底的整個面處理為使得產生疏水性特性。由此在連貫的連續處理方法中在背向運動方向的側面處增強液體提高，使得在襯底的下面的側面處、尤其是上稜邊處產生所期望的三重線以用於從化學侵蝕開始時起就將化學侵蝕限制在側面。在三重線中，襯底表面、液態加工介質和氣態環境氣氛相遇。由於在襯底的上稜邊處存在三重線，將襯底的最大浸潤面限制在襯底的下側面、 包括側面。為了優選地以所需的程度對每個側面進行化學處理，襯底在連續加工期間以所需程度繞與由襯底撐開的平面垂直的軸旋轉。在矩形襯底的情況下，三次分別旋轉90°C，以便處理整個側面。如果涉及在俯視圖中為圓形的襯底，則該襯底以這樣的程度旋轉，即使得整個包圍的側面以所期望的程度被處理。在這種意義上也可以將側面理解為之前闡述類型的包圍側面。當襯底在處理側面以後被從加工介質中取出、旋轉並且然後重新被引導穿過該加工介質或其它加工介質，則襯底的旋轉也可以被實現並且以這種意義來理解。根據本發明，在襯底與加工介質之間的相對運動進行為使得形成尾波，該尾波在側面應當完全被化學處理的情況下存在於相對於運動方向為背側的側面的稜邊處。如果優選地規定襯底是半導體襯底、尤其是矽半導體襯底，則根據本發明的教導不限於此。更確切而言，通過化學反應實現表面侵蝕的所有材料都是合適的。與此無關地，襯底應當在俯視圖中具有正方形、偽正方形、矩形或圓形的幾何形狀，其中襯底厚度尤其是處於50 μ m至500 μ m之間、但是優選100 μ π!至200 μ m之間的範圍中。如果加工在俯視圖中具有角形幾何形狀的襯底，則至少一個稜邊、優選每個稜邊應當具有IOOmm至350mm之間、優選125mm至156mm之間範圍中的長度。因此根據本發明的方法尤其是適用於指定用於太陽能電池製造的晶片。如果存在讓加工介質流向襯底的可能性，則優選將襯底引導穿過加工介質。當然還存在的可能性是，一方面讓加工介質流動，並且另一方面讓襯底與加工介質的流動反向相反地運動。作為加工介質使用這樣的加工介質該加工介質包含至少一種對襯底具有氧化作用的含水酸以及至少一種對襯底的氧化物具有絡合作用的含水酸作為成分。加工介質尤其是應當包含由H2O、HF、HNO3、HC1、氧化劑構成的組中的成分，所述氧化劑例如吐02力02、氟化銨、醋酸、硫酸、磷酸。在加工包含矽或由矽構成的襯底的情況下，力口工介質優選地含有含水氫氟酸和含水硝酸。與此無關地，酸組分應當具有體積的0. 1至體積的70%之間的份額，其中加工介質的全部成分之和為體積的100%。關於作為成分的HF和HNO3規定分別同樣地相對於全部成分的重量的100%而言， HF的份額為重量的0. 1%至重量的20%之間，HNO3的份額為重量的20%至重量的70%之間。
當HF與HNO3的重量份額表現為1:8 ( HFiHNO3 ( 1:3時，可以實現特別好的結果。由此在加工時在加工介質上方、即在反應室的範圍中存在襯底的未被浸潤的上側面位於其中的氣氛，該氣氛引起對上側面的侵蝕，從而去除氧化層並且因此提供疏水性特性。但是還存在的可能性是，使用這樣的襯底該襯底至少在上側面方面被結構化為使得得出蓮花效應、即所期望的疏水性特性。在這種情況下，蝕刻作用的氣氛保證疏水性特性保留下來。與此無關地，該處理應當在加工介質的溫度T時執行，其中5°C彡T彡45°C、優選 KTC彡T彡25°C。但是特別優選的是給定低於室溫、即處於5°C彡T彡Tk範圍中的溫度範圍。如果襯底被預處理以便產生所期望的疏水性特性，則應當在矽襯底的情況下使用氫氟酸的含水溶液，該溶液具有重量的0. 1%至重量的40%之間、優選重量的1%至重量的 10%之間的濃度。在此，加工溫度應當處於5°C至65°C之間、優選20°C至45°C之間、尤其是 20°C至40°C之間。作為優選的預處理時間指定1秒至10分鐘之間、尤其是5秒至60秒之間的時間 段。在連貫的連續加工中，襯底與加工介質之間的相對速度V為0. lm/min至lOm/min 之間、優選0. 5m/min至5m/min之間。沒有可能的預處理的總加工時間應當為5秒至10分鐘之間、尤其是15秒至5分鐘之間。在加工襯底下側面以及側面期間，通過添加不反應或反應的氣體成分將氣氛改變為使得得出作用於上側面的氣氛的蝕刻作用。


本發明的另外的細節、優點和特徵不僅從權利要求書、可以從權利要求書中得知的以其本身和/或以組合形式的特徵中得出，而且還可以從下面對從附圖中得知的優選實施例的描述中得出。圖1以片段和截面示出用於對襯底進行化學處理的反應室的原理圖； 圖2示出襯底在其處理以前的片段；
圖3示出在起化學作用的液態加工介質中襯底相對運動期間的該襯底； 圖4示出在對外表面已經部分侵蝕之後的化學處理期間的襯底； 圖5示出在經過化學處理的襯底與在化學處理之前的襯底之間的比較； 圖6示出經過化學處理的襯底的片段。
具體實施例方式根據給基本相同的元素配備有相同附圖標記的附圖，根據本發明的用於對襯底進行化學處理的方法將被詳細闡述，該襯底——在不限制本發明的情況下——在實施例中為由矽構成的襯底10是在俯視圖中為矩形晶片的形式，該晶片被指定用於製造太陽能電池。 即使僅能有針對性地對下面的部分區域進行化學處理，下面仍然闡述在側面的整個面上對側面的加工。襯底10可以在其下面要闡述的化學處理之前在整個反面都被摻雜，以便在襯底10為P型導通的情況下在與原始外表面相距一定間距地形成pn結。如果襯底為η型導通的，則通過摻雜形成np結。該摻雜優選地以常規方式利用含磷或含硼的摻雜材料進行。為了按照根據本發明的教導以可再現的方式對襯底10僅僅在其下側面12及其側面14、16、18、20中、而不在其上側面22中進行加工——即化學處理，以便例如通過蝕刻除去氧化層、材料損傷——例如裂縫、微裂縫或者表面粗糙性和紋理、尤其是在側面區域中或者在側面14、16、18、20以及下側面12的區域中延伸的pn結或np結，襯底10在被殼體24 (亦稱加工腔)包圍的反應室或加工室21中被暴露於液態加工介質26，該加工介質26在由矽構成的襯底10的實施例中至少作為成分可以包含氫氟酸和硝酸以及除了 H2O以外的另外的成分，例如氧化劑或者氟化銨、醋酸、硫酸、磷酸或其它酸。但是重要的是，除了起氧化作用的酸、如HNO3以外在加工介質26中還包含起絡合作用的酸、如HF。 襯底10在穿過反應室21的連貫動態加工中在避免浸潤上側面22、同時浸潤下側面12以及以下面描述的方式浸潤側面14、16、18、20的情況下在輸送帶28或者相同作用的輸送裝置上被輸送穿過反應室21、即穿過殼體24。在此，加工介質26在加工期間優選地被循環並且在環境中被交換，使得存在引起化學反應的組分的所期望的濃度。在此，尤其是規定酸組分處於體積的0. 1%與體積的70%之間的範圍內，其中HF的酸濃度可以處於重量的 0. 1%與重量的20%之間的範圍內並且HNO3的酸濃度可以處於重量的20%與重量的70%之間的範圍內。在存在HF和HNO3的情況下，它們的比例應當處於1 :8與1 :3之間。在加工介質26作用於襯底10期間，首先應將溫度調節到室溫Tk以下，例如在 5°C彡T <TK的範圍內。在將襯底10置入到加工腔24中以前，具有板狀長方體幾何形狀的襯底10可以被預處理為使得產生疏水性表面特性。該表面特性是所期望的，以便在加工腔24中與加工介質26相互作用期間保證上側面22不被加工介質26浸潤。該預處理優選地在加工腔24之外進行並且可以通過浸漬、噴濺、霧化或其它浸潤方法來進行，其中優選浸漬方法。作為導致襯底10的表面或者面的疏水性特性的加工介質，優選地使用氫氟酸或作用相似的酸。可替代地，也可以使用由氫氟酸和硝酸構成的混合物，由此可以在襯底10上形成顯示出蓮花效應的無氧化物的細孔表面層。除了預處理、即本實施例中的浸漬以外，優選地規定擦去或吹去粘附在襯底10表面上的剩餘加工介質，以便避免或減少該加工介質的殘留。在預處理的情況下，表面意味著至少下側面以及側面被擦去或吹去。在需要時可以規定以H2O的噴濺加工以及以空氣流的乾燥加工，其中在這種情況下襯底10的整個面都被處理。在使用空氣室的情況下，該空氣室可以具有室溫至100°C之間的溫度，其中優選溫度範圍應當處於30°C至50°C之間。在必要時進行預處理以後，襯底10通過經由輥30、32或其它合適的系統引導或轉向的輸送帶28或其它合適的輸送媒介被引入加工腔24中，其中由輸送帶28預先給定的輸送平面與液面34根據襯底10的厚度被調節為使得整個下側面12以及局部的側面14、16、 18,20與加工介質26接觸，而加工介質26不浸潤上側面22或者沿著上側面22流動。在箭頭36的方向上被輸送穿過加工腔24的襯底10的輸送速度根據液體表面34 (即液面)與上側面22的間距在被輸送穿過加工介質26的襯底10的情況下被調節為使得在側面14處形成加工介質26沿著上稜邊38——該上稜邊38在襯底10的背側面14與上側面22之間延伸——的尾波40並且因此產生沿著稜邊38的三重線42，在該三重線中加工介質26、襯底10和氣氛彼此過渡。
通過使加工介質26作用於側面14、16、18、20以及下側面12進行蝕刻侵蝕，該蝕刻侵蝕在限制下側面12的稜邊處表現為對該稜邊48的侵蝕，這通過圖4中的圓角50純粹原理性地示出。 由於三重線42原則上僅僅出現在背向輸送方向36的側面的上稜邊處——必要時以所期望的高度出現在該側面上，但是根據本發明應當以所期望的程度在表面上侵蝕每個側面14、16、18、20，因此襯底10在輸送穿過加工腔24期間被相應地旋轉、即在長方體襯底的情況下總共三次分別旋轉90°C。尤其是規定襯底10在一時長內與加工介質26相互作用，該時長引起下側面12 以及側面14、16、18、20處的0. 5 μ m至3 μ m之間、尤其是1 μ m範圍內的蝕刻侵蝕。該蝕刻侵蝕用於消除氧化層、材料損傷——例如裂縫、微裂縫或表面粗糙性和紋理，並且尤其是用於前面所述的摻雜劑的施加，該摻雜劑在存在例如針對太陽能電池的應用典型的進一步處理的摻雜層的情況下用於形成Pn結或np結。因此，在下側面12以及側面14、16、18、20的區域中在其相應整個延伸部分上的相應的pn結或np結的去除可以看成是本發明在加工指定用於製造太陽能電池的摻雜晶片形式的襯底的情況下的方法典型的特徵。本發明不限於相應的應用情況。相同的道理適用於蝕刻侵蝕的範圍。因此容易提供的可能性是，在下側面12和側面14、16,18,20上進行5 μ m M 60 μ m之間、尤其是20 μ m 範圍內的蝕刻侵蝕。在這種情況下，蝕刻侵蝕尤其是用於消除表面粗糙性，這在應用典型的進一步處理中用於製造太陽能電池上的僅前側存在的表面紋理。下側面以及側面上的表面紋理的取消同樣可以看成是本發明的方法典型的特徵。此外在不偏離不發明的情況下所存在的可能性是，矽片在根據本發明的進一步加工以前經歷根據現有技術的單側蝕刻加工，該單側蝕刻加工導致僅僅在所蝕刻表面上的表面粗糙性或紋理。為了消除矽片在之前未被蝕刻的表面和側面14、16、18、20上的仍然剩餘的表面損傷，在片材的下側12和側面14、16、18、20上產生1 μ m至100 μ m之間的蝕刻侵蝕、特別是5 μ m至20 μ m之間的蝕刻侵蝕，該蝕刻侵蝕導致光滑的表面。由此在實現光滑側面14、 16、18、20的情況下實現表面損傷的所期望的清除並且由此實現改善的機械負荷能力，而且通過有針對性地選擇的和由此節約性的蝕刻實現對之後從中製造出的太陽能電池有利的片材表面形態(單側表面紋理)。通過侵蝕下側面12或側面14、16、18、20中的粗糙性以及由此消除材料損傷和裂縫，襯底10尤其是在處理薄矽片的情況下經歷堅固性的改善。研究表明，在156mm χ 156mm 大並且180 μ m厚的矽片的情況下可以實現抗破裂能力50%以上的改善。1 μ m至100 μ m之間範圍內、尤其是5 μ m至20 μ m之間範圍內的蝕刻侵蝕導致消除襯底10的由於例如鋸、銑、磨的機械加工或者其它如雷射方法的典型切割方法造成的表面損傷。通過清除下側面12以及側面14、16、18、20上的表面損傷實現在尤其是由於在加工之後進行的處理所產生的機械負荷下，襯底10的抗破裂能力明顯提高。由於根據本發明規定僅僅在下側面12以及側面14、16、18、20上進行襯底10的相互作用以及由此進行蝕刻，因此通過上側面22為疏水性的來避免上側面22被浸潤。
疏水性特性可以通過——如之前所述的那樣——對襯底10進行預處理和/或在加工腔24中使襯底10與加工介質26的氣體相互作用而產生。因此，可以在對襯底下側12 以及側面14、16、18、20進行化學蝕刻期間在加工介質26上方並且由此在襯底上側面22之上產生氣氛，所述氣氛除了空氣以外還含有含HF、N0X和HNO3的氣體組分以及水蒸汽，其中所述成分的分壓被調節為使得在襯底10的上側面22上形成細孔的多孔層。同時，侵蝕可能的氧化層。由此通過所實現的蓮花效應實現增強的疏水性表面，以便由此出於該原因避免被加工介質26浸潤。在此，優選地利用在蝕刻襯底下側面12以及側面14、16、18、20時產生的亞硝氣體。另外，通過在蝕刻時釋放的反應熱結合放出的NOX反應氣體可以將HF、HN03 和水釋放到氣體氣氛中。通過對蝕刻池組成和溫度進行合適的參數選擇所產生的HF、HN03、 NO2的分壓結合水蒸汽以及通過氣體和具有所期望組成的氣體的混合來對反應室21中的存在的氣體混合物進行補充性的動態交換，可以生成具有疏水性特性的上側面22。氣體例如通過開口 51被排出，並且具有所期望組成的氣體通過殼體24的開口 52被輸送。在此，所輸送的氣體可以包含反應組分或惰性組分，以便在襯底上方存在具有如下組成的氣氛該組成產生或保留上側面22上的所期望的疏水性特性。如果三重線優選地——如之前所述的那樣——在背向運動方向的背側面(在該實施例中為側面14)與上側面22之間的稜邊38處產生，則當三重線以所期望的高度在相應背側面14、16、18、20處產生時當然不偏離根據本發明的教導——如之前提到的那樣。還存在的可能性是，有針對性地以所期望的程度加工僅僅一個或所選擇的側面 14、16、18、20，即在這些側面上或在其上稜邊處產生三重線，更具體而言根據在根據本發明的化學處理以後要執行的進一步的方法步驟來產生三重線。還可以將側面14、16、18、20中的表面層以不同的厚度來侵蝕。相應地必須將相應的側面定向為在時間上或長或短地背向運動方向。根據圖5將說明，基於根據本發明的教導，側面14、16、18、20和下側面12被侵蝕。 因此通過虛線表示來示出襯底10在其處理以前的外圍幾何形狀。實線表示純粹原理性地說明襯底10在其根據本發明的處理以後的幾何形狀。 此外圖6介紹，通過加工介質26中的化學處理，襯底的稜邊38、48被不同地形成圓角。因此，在尾波40從上稜邊38出發的情況下，即過渡區域中的三重線在上側面22與側面14之間延伸的情況下，上稜邊38具有比被侵蝕的下稜邊48範圍中、即側面14與下側面12之間的過渡區域中(半徑R2)小的半徑R1。通過如下方式得出不同的半徑Rl、R2 在三重線的範圍中，蝕刻侵蝕比在襯底10 的下側範圍中小。因此，在矽作為襯底材料的情況下，該比例為大約〉1:10，尤其是1 :20。
權利要求
1.一種用於通過使起化學作用的液態加工介質(26)與襯底的至少下側面的接觸來對具有下側面(12)、上側面(22)和側面(14，16，18，20)的優選為片狀或板狀的襯底(10)進行化學處理的方法，其中該襯底在形成襯底、襯底介質與包圍襯底和襯底介質的氣氛之間的三重線的同時相對於加工介質運動，其特徵在於，在避免加工介質與襯底(10)的上側面(22)接觸的情況下執行相對運動；相對於襯底與加工介質(36)之間的相對運動以所期望的高度在背向加工介質流動側的側面(14，16， 18，20)上形成三重線(42);和/或在存在於加工介質中的成分的分壓方面將所述氣氛調節為使得上側面(22)保留疏水性特性或者在上側面中形成疏水性特性；以及襯底優選地在與加工介質相對運動期間被以這樣的程度旋轉，即使得三重線在化學處理期間從在上側面與側面之間延伸的每個稜邊(38)或者在側面的範圍中出發。
2.根據權利要求1所述的方法， 其特徵在於，在襯底的上側面(22)與側面(14，16，18，20)之間的背向加工介質流動側的稜邊(38) 處形成三重線(42)。
3.根據權利要求1所述的方法， 其特徵在於，襯底(10 )在形成從襯底發出的由加工介質構成的尾波40的同時相對於加工介質(26 ) 運動，該尾波從稜邊(38)或者從由稜邊(38)限制的側面(14，16，18，20)發出。
4.根據前述權利要求至少之一所述的方法， 其特徵在於，作為襯底(10)使用半導體襯底、尤其是矽半導體襯底。
5.根據前述權利要求至少之一所述的方法， 其特徵在於，該化學處理以這樣的程度進行，即使得襯底(10)在處理以後具有光滑的下側面和側面 (12，14，16，18，20)。
6.根據前述權利要求至少之一所述的方法， 其特徵在於，通過化學處理侵蝕1 μ m至100 μ m之間的層厚度。
7.根據前述權利要求至少之一所述的方法， 其特徵在於，作為襯底(10)使用至少在下側面(12)和/或至少在側面(12，14，16，18，20)被摻雜的半導體襯底，例如具有pn結的矽襯底，並且摻雜的區域通過化學處理被除去。
8.根據前述權利要求至少之一所述的方法， 其特徵在於，作為襯底(10)使用這樣的襯底所述襯底在俯視圖中具有正方形、偽正方形、矩形或圓形的幾何形狀。
9.根據前述權利要求至少之一所述的方法， 其特徵在於，作為襯底(10)使用這樣的襯底所述襯底具有厚底d，其中50μπι< d < 500 μ m、尤其 i 100 μ m < d < 200 μ m。
10.根據前述權利要求至少之一所述的方法， 其特徵在於，使用具有在俯視圖中為角形幾何形狀的具有稜邊(38)的襯底(10)，所述稜邊(38)的至少之一、優選每個稜邊具有長度L，其中IOOmmSLS 350mm、尤其是125mm< 156mm。
11.根據前述權利要求至少之一所述的方法， 其特徵在於，襯底(10)在側面(14，16，18，20)至少局部浸潤的情況下穿過加工介質(26)相對於該加工介質運動。
12.根據前述權利要求至少之一所述的方法， 其特徵在於，作為加工介質(26)使用這樣的加工介質所述加工介質包含至少一種對襯底(10)具有氧化作用的含水酸以及至少一種對襯底材料的氧化物具有絡合作用的含水酸作為成分。
13.根據前述權利要求至少之一所述的方法， 其特徵在於，作為加工介質(26)使用這樣的加工介質所述加工介質包含由H20、HF、HN03、HC1、氧化劑組成的組中的成分，所述氧化劑例如Η202、Ν02、氟化銨、醋酸、硫酸、磷酸。
14.根據前述權利要求至少之一所述的方法， 其特徵在於，作為加工介質(26)使用這樣的加工介質所述加工介質至少包含含水氫氟酸和含水硝酸。
15.根據前述權利要求至少之一所述的方法， 其特徵在於，作為加工介質(26)使用這樣的加工介質其中所述加工介質的酸組分為體積的0. 1% 至體積的70%之間，其中加工介質中的全部成分之和是體積的100%。
16.根據前述權利要求至少之一所述的方法， 其特徵在於，作為加工介質(26)使用這樣的加工介質其中HF的份額為重量的0. 1%至重量的20% 之間，並且HNO3的份額為重量的20%至重量的70%之間，其中加工介質中的全部成分之和是重量的100%。
17.根據前述權利要求至少之一所述的方法， 其特徵在於，作為加工介質(26)使用這樣的加工介質其中HF與HNO3的重量份額表現為 1:8 ^ HFiHNO3 ^ 1:3。
18.根據前述權利要求至少之一所述的方法， 其特徵在於，所述化學處理在加工介質的溫度T時執行，其中5 °C < T < 4 5 °C、優選 IO0C^ T彡25°C、尤其是5°C彡T彡Tk，其中Tk =室溫。
19.根據前述權利要求至少之一所述的方法， 其特徵在於，襯底(10)在化學處理以前至少在其上側面(22)中配備有疏水性特性。
20.根據權利要求19所述的方法， 其特徵在於，至少上側面(22)配備有引起蓮花效應的結構。
21.根據權利要求19所述的方法， 其特徵在於，至少上側面被構造為無氧化物的和/或光滑的。
22.根據前述權利要求至少之一所述的方法， 其特徵在於，利用氫氟酸的含水溶液對襯底(10)進行預處理，所述溶液具有重量的0. 1%至重量的 40%、優選重量的1%至重量的10%的濃度。
23.根據前述權利要求至少之一所述的方法， 其特徵在於，在溫度Tv時對襯底(10)進行預處理，其中5°C彡Tv彡65°C、優選20°C彡Tv彡45°C、尤其是 20°C< K 40°C。
24.根據前述權利要求至少之一所述的方法， 其特徵在於，襯底在可能的預處理以後在時間、內與加工介質(26)相互作用，其中5秒<、(10 分鐘、尤其是15秒<、^ 5分鐘。
25.根據前述權利要求至少之一所述的方法， 其特徵在於，在時間t內執行預處理，其中1秒< t ( 10分鐘、尤其是5秒< t ( 60秒。
26.根據前述權利要求至少之一所述的方法， 其特徵在於，所述化學處理在襯底(10)與加工介質(26)之間的相對速度V的情況下執行，其中 0. lm/min ( 10m/min、優選 0. 5m/min ( ( 5m/min。
27.根據前述權利要求至少之一所述的方法， 其特徵在於，襯底(10)相對於加工介質(26)運動。
28.根據前述權利要求至少之一所述的方法， 其特徵在於，在化學處理期間，包圍襯底(10)的上側(22)的氣氛的成分被調節為使得具有氧化作用的酸、如HNO3的分壓等於或者大致等於或者小於具有絡合作用的酸、如HF的分壓。
29.根據前述權利要求至少之一所述的方法， 其特徵在於，在化學處理期間，通過有針對性地添加不反應或反應的氣體成分將所述氣氛改變為使得得出作用於上側面(22)的氣氛的蝕刻作用。
30.根據前述權利要求至少之一所述的方法， 其特徵在於，通過添加100mg/m3至1000mg/m3之間的HF蒸氣、和/或100mg/m3至3000mg/m3之間範圍內的HNO3蒸氣、和/或如氮氣或氬氣的惰性氣體、和/或空氣以每小時10次至100次之間的交換速率來交換所述氣氛。
全文摘要
本發明涉及一種用於通過使起化學作用的加工介質(26)與襯底的至少下側面接觸來對具有下側面(12)、上側面(22)和側面(14、16、18、20)的片狀襯底(10)進行化學處理的方法，其中在形成襯底、襯底介質與包圍襯底和襯底介質的氣氛之間的三重線的同時襯底相對於加工介質運動。為了以化學方式除去尤其是存在於側面中的缺陷提出在避免加工介質與襯底的上側面接觸的情況下執行相對運動，其中相對於襯底與加工介質之間的相對運動以所期望的高度在背向加工介質流動側的側面處形成三重線。在此可以在存在於加工介質中的成分的分壓方面將氣氛調節為使得上側面保留疏水性特性。
文檔編號H01L21/306GK102171798SQ200980138441
公開日2011年8月31日 申請日期2009年9月29日 優先權日2008年9月30日
發明者特佩 A., 舒姆 B., 弗蘭克 D., 施沃特利希 I., 瓦斯 K., 施密特 W. 申請人:肖特太陽能股份公司