專利名稱：用于處理硅基底的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于處理硅基底的方法以及一種適合于該方法的裝置。在此，尤其涉及單晶體的硅晶片的處理，其上側(cè)以及優(yōu)選底側(cè)為了構(gòu)造紋理而用蝕刻溶液進(jìn)行處理。由DE 102007063202 Al公開了從上面持續(xù)地用蝕刻溶液噴濺硅基底。在此，作為蝕刻溶液使用HF和HNO3的混合物。通過 蝕刻實(shí)現(xiàn)了硅基底的已知的紋理構(gòu)造。從DE 102008022282 Al中也公開了通過蝕刻來構(gòu)造硅基底的紋理。在此，在硅基底的表面上形成的氣泡通過寬的靠在上面的軋輥軋斷并且除去，從而實(shí)現(xiàn)盡可能不變的蝕刻效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是實(shí)現(xiàn)一種用于處理硅基底的開頭所述的方法以及一種相應(yīng)的裝置，用該方法和裝置能夠避免現(xiàn)有技術(shù)的問題并且尤其也處理單晶體的硅晶片或者說能夠以盡可能少的花費(fèi)在其上側(cè)上構(gòu)造紋理。所述任務(wù)通過具有權(quán)利要求I所述特征的方法以及具有權(quán)利要求9所述特征的裝置得到解決。本發(fā)明的有利的以及優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案是其它權(quán)利要求的主題并且在下面進(jìn)行更詳細(xì)的解釋。一些后面所述的特征僅僅為了所述方法或者僅僅為了所述裝置進(jìn)行描述。然而所述特征不僅對(duì)于所述方法而且對(duì)于所述裝置應(yīng)該可以相互獨(dú)立地適用。權(quán)利要求的條文與所描述的內(nèi)容的關(guān)系明確。提出所述硅基底平臥地沿著水平的輸送帶運(yùn)輸，也就是在線內(nèi)方法中進(jìn)行處理。這相對(duì)于前面保持硅基底豎直的方法提供了一些優(yōu)點(diǎn)。至少從上面或者說到硅基底的上側(cè)上施加或者說噴灑蝕刻溶液用于對(duì)表面構(gòu)造紋理，這可以借助于噴口或者說濺噴口或者類似施加裝置實(shí)現(xiàn)。在此，前后多次地也就是不僅在時(shí)間上先后地而且沿著遠(yuǎn)行方向看先后地將蝕刻溶液從上面施加到硅基底的上側(cè)上。所述蝕刻溶液保持在表面上并且與硅基底進(jìn)行反應(yīng)或者說蝕刻硅基底用于形成紋理。在此，可以蝕刻硅基底幾個(gè)微米。如此，在表面上形成了已知的金字塔形，其在太陽能電池由硅基底制成時(shí)產(chǎn)生了與陽光更好的接合或者說輕微的反射。通過多次施加蝕刻溶液相應(yīng)地更換或者說更新該蝕刻溶液，從而以始終新鮮的或者說更新的蝕刻溶液進(jìn)行蝕刻過程。此外，由此實(shí)現(xiàn)了盡可能均勻的蝕刻效果。為了進(jìn)一步改善蝕刻過程，按本發(fā)明在蝕刻溶液中包含添加劑，該添加劑從包括乙醇、表面活性劑或者乙二醇的組中選出并且可以包括其中的一種或者多種。所述添加劑以最多幾個(gè)百分點(diǎn)的重量百分比的較小份額包含在蝕刻溶液中。這種添加劑主要完全通過降低蝕刻溶液的表面張力減小或者甚至完全避免來自反應(yīng)的氣泡的粘附，這通過以下方法形成，即用蝕刻溶液處理硅表面。通過蝕刻反應(yīng)形成的氣體以及由此形成的氣泡干擾蝕刻過程，因?yàn)槠浔Ａ粼谏蟼?cè)上并且遮蓋尤其覆蓋的表面區(qū)域，從而在此很少再發(fā)生蝕刻或者甚至不再發(fā)生蝕刻。多個(gè)這種例如構(gòu)造成噴口或者說濺噴口或者類似施加裝置的濕潤裝置沿著基底的通過方向先后通過裝置地設(shè)置。所述裝置實(shí)現(xiàn)了基底在1-300秒的時(shí)間間隔內(nèi)在表面上再一次以新鮮化學(xué)試劑進(jìn)行涂層。其它方案是按DE 102 008022282 Al的用擠壓輥加工有待蝕刻的上側(cè)，其通過線性接觸在硅基底上側(cè)上形成的氣泡如此軋斷或者軋掉并且再將新的蝕刻溶液施加到上側(cè)上，或者用蝕刻溶液持續(xù)強(qiáng)烈地噴濺或者流動(dòng)，從而由此除去氣泡。與之相比，按本發(fā)明的方法具有以下優(yōu)點(diǎn)，即其帶來很小的結(jié)構(gòu)或者說機(jī)械上的花費(fèi)以及對(duì)硅基底表面很小的不希望的影響。通過添加劑在蝕刻溶液中較小的份額僅僅最小程度或者甚至不會(huì)負(fù)面影響蝕刻作用。同時(shí)，所述較少的份額已經(jīng)在很大程度上降低了蝕刻溶液中的表面張力，從而在蝕刻過程中所述不希望的氣泡剛好不會(huì)粘附地保留在表面上。在本發(fā)明的改進(jìn)方案中所述添加劑還可以額外地再計(jì)量到蝕刻溶液中。這在時(shí)間行程上看尤其可以就在蝕刻溶液施加到硅基底上之前不久進(jìn)行。通常蝕刻溶液收集在一種較大的儲(chǔ)備箱或者容器中，例如也收集在收集盆中，從中獲得蝕刻溶液用于施加到硅基底上。如果在此已經(jīng)置入添加劑，尤其是很揮發(fā)的或者說輕易蒸的發(fā)添加劑例如乙醇，那么該添加劑就會(huì)消失。一方面該添加劑不再存在于蝕刻溶液中。另一方面它是一種環(huán)境問題并且不僅可以作用于裝置或者說設(shè)備，而且也會(huì)對(duì)操作人員造成負(fù)擔(dān)。特別有利的是，所述添加劑只有在蝕刻溶液施加到硅基底之前不久加入蝕刻溶液中。只要添加劑可以計(jì)量入濕潤裝置中，例如長(zhǎng)形的管或相同類型的容器中，所述容器橫向地在硅基底的輸送帶上延伸并且設(shè)有噴口或類似器件，通過噴口施加蝕刻溶液。那么蝕刻溶液例如可以通過用于再計(jì)量的附加開口連接到濕潤裝置的連到蝕刻溶液的輸入管道上的接口上。在本發(fā)明的進(jìn)一步有利的改進(jìn)方案中，所述添加劑不斷地再計(jì)量到蝕刻溶液中。這也就是涉及借助于濕潤裝置施加的蝕刻溶液，從而分別根據(jù)所取出的蝕刻溶液的量再計(jì)量所述添加劑。在本發(fā)明的設(shè)計(jì)方案中可以提出，所述蝕刻溶液在蝕刻的時(shí)間進(jìn)程中或者說沿著硅基底的通過方向越來越多地加入添加劑用于添加劑在蝕刻溶液中越來越大的份額。添加劑在蝕刻溶液中的份額可以從蝕刻開始到結(jié)束強(qiáng)烈地增加，甚至例如翻倍。添加劑在蝕刻溶液上的份額可以有利地小于1% (重量百分比)。特別有利地可以在0.3和0.6% (重量百分比)之間，例如大致為0. 3% (重量百分比)。這種較少份額的添加劑在實(shí)踐中證實(shí)足以顯著降低氣泡形成從而改善蝕刻效果。在本發(fā)明的有利的設(shè)計(jì)方案中使用堿性的蝕刻溶液。該蝕刻溶液可以具有少量NaOH和/或K0H，有利地共同具有兩者。該份額例如在I和10% (重量百分比)之間，有利地大致超過3% (重量百分比)。在此證實(shí)了，如此特別成功地蝕刻硅基底的上側(cè)。在本發(fā)明的進(jìn)一步的設(shè)計(jì)方案中，可以使用加熱的蝕刻溶液用于硅基底。此外，可以有利地在施加到硅基底之前使蝕刻溶液暖和或者說加熱蝕刻溶液。這要么在蝕刻溶液的前面所描述的儲(chǔ)備中實(shí)現(xiàn)，例如也在所述設(shè)備中的收集盆中實(shí)現(xiàn)。作為替代或者補(bǔ)充方案，加熱裝置可以直接布置在用于蝕刻溶液的濕潤裝置中，例如作為通常用電運(yùn)行的供暖彎管或者說管狀加熱體、IR輻射器、微波加熱器、感應(yīng)加熱器或者類似裝置?？梢约訜嵛g刻溶液到比室溫高一點(diǎn)的溫度，例如30°C到80°C，優(yōu)選40°C到70°C。在本發(fā)明的進(jìn)一步的設(shè)計(jì)方案中，不僅可以用蝕刻溶液處理硅基底的指向上的上側(cè)或者說構(gòu)造紋理，而且也可以對(duì)指向下的底側(cè)進(jìn)行處理或者說構(gòu)造紋理。這可以通過從下面噴灑實(shí)現(xiàn)或者通過一個(gè)或者多個(gè)濕潤輥實(shí)現(xiàn)，通過所述濕潤輥運(yùn)行或者說輸送硅基底。該濕潤輥至少與硅基底一樣寬或者更寬并且其表面用蝕刻溶液濕潤，從而將蝕刻溶液傳遞到硅基底的底側(cè)。然而這一點(diǎn)原則上由現(xiàn)有技術(shù)公開，例如參見DE 102005062528 Al。也可以將盆中的蝕刻溶液的水平調(diào)節(jié)這樣高，直到其接觸基底的有待處理的表面。從權(quán)利要求之外也從說明書以及附圖中得知所述以及其它特征，其中所述各個(gè)特征在本發(fā)明的實(shí)施方式以及其它領(lǐng)域中不僅單獨(dú)地而且多個(gè)以組合形式實(shí)現(xiàn)并且是有利的，并且可以為了受到保護(hù)的實(shí)施方式示出，為此這里要求得到保護(hù)。申請(qǐng)分成各個(gè)區(qū)段以及中間標(biāo)題不在其概論方面限制在其之下作出的說明。


本發(fā)明的實(shí)施例在附圖中示意性地示出并且在下面進(jìn)行更詳細(xì)的解釋。附圖示出
圖I是按本發(fā)明的設(shè)備沿著基底的通過方向看的視圖，以及 圖2是圖I中設(shè)備的一部分的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式在圖I中示出了按本發(fā)明的設(shè)備11作為用于處理作為硅基底的硅晶片13的裝置，更確切地說沿著該硅晶片13的通過方向示出。在此，硅晶片沿著水平的輸送帶平臥，該輸送帶由輸送軸16上的輸送輥15形成。在此，多個(gè)硅晶片13可以并排地穿過設(shè)備11，如圖2所不，許多娃晶片如后具有很小的間距。在輸送帶上面設(shè)置濺管18作為濕潤裝置，該濺管與硅晶片13的表面之間具有幾厘米的間距并且在輸送帶的整個(gè)寬度上延伸。多個(gè)濺管18前后在長(zhǎng)度上遮蓋輸送帶。圖2中濺管18的間距例如可以大致為15cm，然而也可以略微更多或者略微更少或者在輸送帶的運(yùn)行中變化。所述濺管18在其下側(cè)具有多個(gè)濺噴口 19，所述濺噴口可以構(gòu)造成簡(jiǎn)單的孔、開口或開槽。蝕刻溶液21可以通過所述噴口出來并且來到硅晶片13的上側(cè)上并且分布在此，如圖所示。此外，在噴水管18上設(shè)置再計(jì)量裝置24作為單獨(dú)的接口。在此，可以再計(jì)量開頭所述的添加劑或者其中的多個(gè)，或者說增加蝕刻溶液21。這可以就在從濺管18中提取蝕刻溶液21之前進(jìn)行，從而將前面提到的易于逃脫的添加劑的蒸發(fā)保持得非常小或者可以完全避免該蒸發(fā)。從圖I中以及帶有布置在輸送輥15下方的收集盆20的圖2中可以很好地看到，在將蝕刻溶液21施加到形成連續(xù)層的硅晶片13的上側(cè)(在那里其形成連續(xù)的層)上之后，蝕刻溶液21也從這里往下運(yùn)行或者往下滴落。然而從再計(jì)量裝置24中易于逃脫的也已經(jīng)事先可以存在于蝕刻溶液21中或者說可以置入蝕刻溶液21中的添加劑已經(jīng)在從硅晶片13上滴落之前揮發(fā)很好的一部分并且僅僅其中很少的量從這里到達(dá)收集盆20中或者到達(dá)輸送輥15上。由此，雖然添加劑還可以施加其為了減少硅晶片13上蝕刻溶液21中的表面張力的功能，但是整個(gè)設(shè)備11也不會(huì)受到很大影響(Mitleidenschaft)。逃脫的添加劑可以經(jīng)由布置在輥?zhàn)又g的吸管吸出。在蝕刻溶液21中，除了異丙醇之外還可以存在少量的其它添加劑，優(yōu)選表面活性齊U。這在蝕刻晶片表面時(shí)再一次明顯減少氣泡形成。通過用于添加劑的再計(jì)量裝置24，現(xiàn)在尤其可以精確地輸入添加劑或者說例如乙醇或者說異丙醇的需要直接用于硅晶片13表面上化學(xué)反應(yīng)的量。也可以用蝕刻溶液21濕潤并且蝕刻所述硅基底的背側(cè)。為此，例如在DE 102007063202 Al或者在DE 102005062528 Al中描述的輸送輥要么可以額外地在底側(cè) 上以蝕刻溶液21噴灑，要么通過在晶片的整個(gè)寬度上延伸的輸送輥15同樣也在底側(cè)上進(jìn)行濕潤以及蝕刻。
權(quán)利要求
1.用于處理硅基底尤其單晶的硅晶片的方法，其中硅基底平臥地沿著水平的輸送帶輸送并且借助于噴ロ等至少從上面施加或者說噴灑蝕刻溶液用于構(gòu)造表面紋理，其特征在于，蝕刻溶液多次先后從上面施加到硅基底的上側(cè)上并且保留在上面并且與硅基底進(jìn)行反應(yīng)，其中在蝕刻溶液中包含由包括こ醇、表面活性劑、こニ醇構(gòu)成的組組成的添加劑，其具有最多百分之幾(重量百分比)的較小份額。
2.按權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述添加劑額外地再計(jì)量到蝕刻溶液中，尤其從時(shí)間上看就在施加到硅基底之前不久。
3.按權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征在于，按上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，將添加劑不斷地再計(jì)量到蝕刻溶液中。
4.按上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，蝕刻溶液在蝕刻的時(shí)間進(jìn)程中或者說沿著工藝方向加入越來越多的添加劑用于越來越多的添加劑份額。
5.按權(quán)利要求4所述的方法，其特征在干，到結(jié)束顯著提高了添加劑份額，并且優(yōu)選高達(dá)翻倍。
6.按上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述蝕刻溶液是堿性的，其優(yōu)選具有少量KOH和/或NaOH，尤其在1%和10% (重量百分比)之間。
7.按上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在施加到硅基底之前加熱蝕刻溶液，優(yōu)選在蝕刻溶液的儲(chǔ)備中或者在用于蝕刻溶液的濕潤裝置中進(jìn)行。
8.按上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，也用蝕刻溶液濕潤硅基底的指向下的底側(cè)，優(yōu)選通過從下面的噴灑或者通過ー個(gè)或者多個(gè)濕潤輥實(shí)現(xiàn)，通過濕潤輥運(yùn)行或者說輸送硅基底并且用蝕刻溶液濕潤其表面從而將蝕刻溶液傳遞到硅基底的底側(cè)上。
9.用于處理硅基底尤其用于實(shí)施按上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述方法的裝置，其中該裝置具有水平的輸送帶用于通過所述裝置平躺地輸送硅基底并且用于其平躺的處理，其中布置多個(gè)濕潤裝置，所述濕潤裝置在輸送帶的寬度上延伸，其特征在于，所述濕潤裝置具有指向下的濕潤孔以及用于蝕刻溶液的輸入裝置，其中額外地將再計(jì)量裝置設(shè)置到濕潤裝置中，尤其設(shè)置在濕潤噴ロ的附近，從而將添加劑再計(jì)量到蝕刻溶液中。
10.按權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，設(shè)置用于濕潤裝置或者說蝕刻溶液的加熱裝置，優(yōu)選在濕潤裝置本身中設(shè)置或者在蝕刻溶液容器中設(shè)置該加熱裝置。
11.按權(quán)利要求9或10所述的裝置，其特征在于，濕潤裝置構(gòu)造成線狀的并且橫向地在硅基底的輸送帶上運(yùn)行，其中該裝置具有多個(gè)優(yōu)選沿著輸送帶間距大致為IOcm到20cm地進(jìn)行布置的濕潤裝置。
全文摘要
在用于處理單晶體的平躺地沿著水平的輸送帶輸送的硅晶片的方法中借助于噴口或者類似器件從上面施加蝕刻溶液用于構(gòu)造表面紋理。該蝕刻溶液多次先后地從上面施加到硅基底的表面上，保留在其上并且與硅基底進(jìn)行反應(yīng)。
文檔編號(hào)H01L21/00GK102696092SQ201080058796
公開日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2010年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月23日
發(fā)明者D.哈伯曼, F.施泰因, M.伊薩爾耶內(nèi), M.肖赫 申請(qǐng)人:吉布爾·施密德有限責(zé)任公司