[发明专利]用于制造具有纹理的晶圆的方法和粗糙化喷雾处理装置

说明书

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。

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。