WO2019145486A9 - Method and device for cleaning etched surfaces of a semiconductor substrate - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a method and apparatus for treating a surface of a textured silicon substrate. More particularly, the present invention relates to a method for cleaning etched surfaces of a semiconductor substrate, such as is applicable to photovoltaic modules. Exemplary embodiments relate to a process for the post-purification of multicrystalline diamant wire-sawn silicon substrates. Treatment of a textured silicon substrate may involve cleaning thereof, which may be done using, for example, an ozone-containing medium.
- Semiconductor substrates can be textured during their further processing, which means that the surface of the semiconductor substrate can be treated, for instance to perform a roughening process. Texturing can be obtained, for example, by means of an acidic texture in the inline process. These are described, for example, in US 2010/0055398 A1 or EP 2 232 526 B1.
- a texture can also be obtained by acid etching, as described for example in US 2015/0040983 A1.
- Diamond wire sawn multicrystalline wafers can also be textured.
- Texturing can also be achieved with acidic media using additive or organic compounds.
- an etching mixture can be used to produce a textured surface on silicon substrates.
- Such an etching mixture may comprise at least one polymer.
- a polymer which is resistant to nitric acid and hydrofluoric acid and / or a hydrophilic polymer may be used.
- Such a polymer used as thickener may be selected from the group consisting of cellulose, in particular methyl cellulose, polyvinyl alcohol and polyethylene oxide can be selected.
- CN 103132079 A additives are described which consist of polyvinyl alcohol and polyethylene glycol alcohol.
- FIG. 11 shows a schematic flow diagram of a method 1000 according to the prior art.
- Step 1010 includes etching the semiconductor substrate to texure it.
- the semiconductor substrate is rinsed in order to remove residues of substances or materials which have come into contact with the semiconductor substrate in step 1010.
- a step 1030 an alkaline post-cleaning of the semiconductor substrate takes place.
- step 1020 is executed again to rinse the semiconductor substrate.
- a step 1040 an acid subsequent cleaning of the semiconductor substrate takes place.
- purging 1020 is again performed to clean the semiconductor substrate of acid post-cleaning residues 1040.
- the semiconductor substrate is dried.
- a disadvantage of this method is that impurities can remain on the semiconductor substrate.
- the object of the present invention is therefore to provide a method for treating a surface of a textured silicon substrate and an apparatus for carrying out such a method, which provide high-quality cleaned semiconductor substrates.
- a finding of the present invention is that it has been recognized that, although some residues of the etching, in particular porous silicon and metal impurities, can be eliminated by the alkaline post-cleaning and the acid subsequent cleaning, other impurities remain.
- cleaning of the surface of the textured silicon substrate to remove organic compounds is performed.
- the organic ones Compounds are located on the surface of the textured silicon substrate and may be, for example, residues of the etching process and / or the contact of the semiconductor substrate with other substances and / or persons.
- cleaning is understood to be cleaning by removal of substances to be removed.
- Examples provide a method of treating a surface of a textured silicon substrate.
- the method includes cleaning the surface of the textured silicon substrate to effect removal of organic compounds that are on the surface of the textured silicon substrate.
- the method includes removing porous silicon at the surface of the textured silicon substrate.
- the method further includes performing a metal cleaning of the surface of the textured silicon substrate.
- Such apparatus includes process media supply means for providing media for cleaning, alkaline post-cleaning, and acid post-cleaning of the surface, and includes substrate handling means for positioning the silicon substrate to treat the surface.
- FIG. 1a is a schematic flowchart of a method according to an embodiment
- FIG. 1 b is a schematic flow diagram of a method according to an embodiment, in which a cleaning of a surface of a textured silicon substrate takes place;
- FIG. 2 is a schematic flow diagram of a method according to an embodiment, which comprises an optional etching step, optional rinsing steps and an optional drying step;
- FIG. 1 b is a schematic flow diagram of a method according to an embodiment, in which a cleaning of a surface of a textured silicon substrate takes place;
- FIG. 2 is a schematic flow diagram of a method according to an embodiment, which comprises an optional etching step, optional rinsing steps and an optional drying step;
- FIG. 1 b is a schematic flow diagram of a method according to an embodiment, in which a cleaning of a surface of a textured silicon substrate takes place;
- FIG. 2 is a schematic flow diagram of a method according to an embodiment, which comprises an optional etching step, optional rinsing steps and an optional drying step;
- FIG. 1 b
- FIG. 3 is a schematic flowchart of a method according to an embodiment, which includes removal of porous silicon and / or metal;
- FIG. 4 is a schematic flow diagram of a method according to an embodiment comprising an alkaline post-purification
- FIG. 5 is a flowchart of a prior art RCA cleaning
- Fig. 6 is a schematic flow diagram of a prior art process used to remove the porous silicon and perform metal cleaning
- FIG. 7 is a schematic flowchart of a method according to an embodiment having an ozone-based treatment
- FIG. 8 is a schematic illustration of one for performing a method according to the present disclosure.
- Fig. 9 is a schematic representation of an alternative example of a device for
- a substrate handling device is implemented as a horizontal transport system with rollers
- Fig. 10 is a schematic representation of an alternative example of a device for
- a process media provider comprises a process media pool
- FIG. 11 is a schematic flow diagram of a method 1000 according to the prior art.
- FIG. 1 a shows a schematic flow diagram of a method 100 according to an exemplary embodiment.
- the method 100 includes a step 110.
- the step 110 includes cleaning the surface of the textured silicon substrate to effect removal of organic compounds that are on the surface of the textured silicon substrate.
- the step 110 further includes removing porous silicon at the surface of the textured silicon substrate and performing metal cleaning of the surface of the textured silicon substrate.
- the cleaning, the removal of porous silicon and the execution of the metal cleaning can also take place in at least partially separate steps, while otherwise stated, at least two of the three purification steps can be carried out in a common step, or As shown in FIG. 1 a, all three cleaning steps can be carried out in a common step 110.
- One embodiment of the cleaning steps of removal of porous silicon, metal cleaning and removal of organic compounds in one step can be understood to mean that a corresponding purification step, in particular an isolated and specially arranged cleaning step, for example in a separate process media pool or a separate Section of a system, during the process is not carried out again, in particular not subsequently, at least as long as no further processing of the substrate takes place, which leads to new impurities, which may require a re-cleaning.
- FIG. 1 b shows a schematic flow diagram of a method 150 according to an exemplary embodiment, in which, in a step 160, the cleaning of the surface of the textured silicon substrate to effect removal of organic compounds present on the surface of the textured silicon substrate.
- a step 170 of the method 150 the removal of porous silicon takes place on the surface of the textured silicon substrate.
- a metal cleaning of the surface of the textured silicon substrate is carried out.
- An order of steps 160, 170 and 180 is arbitrary. Prior to and / or after any one of steps 160, 170, and / or 180, rinsing of the silicon substrate may be accomplished, for example, by performing step 1020. Collectively, steps 160, 170, and 180 provide step 110 of method 100.
- the cleaning in the step 1 10 and / or 160 for removing the organic compounds may be wholly or partly by contacting the silicon substrate with an oxidative component.
- oxidative components are, for example, hydrogen peroxide (H2O2) or ozone (O3).
- the silicon substrate may also be associated with an alkaline component, for example potassium hydroxide (KOH).
- KOH potassium hydroxide
- a RCA (Radio Cooperation of America) cleaning can be carried out, which includes a wet chemical cleaning process.
- RCA cleaning may include cleaning the semiconductor substrate in two baths.
- a first bath may include an aqueous solution of ammonium hydroxide and hydrogen peroxide.
- a second bath into which the semiconductor substrate is subsequently added may include an aqueous solution of hydrochloric acid and hydrogen peroxide.
- the cleaning can be carried out at room temperature, but can also be carried out in other temperature ranges. By using a slightly higher temperature range, for example, in a range between 40 ° C and 70 ° C, a high purification efficiency can be obtained. This means that the cleaning can take place in a bath, for example in a so-called batch process.
- the method may also include a plurality of baths into which the respective semiconductor substrate is successively brought. Alternatively, at least one bath can be replaced by wetting with the liquid to be applied, for example by using spray nozzles.
- Removal 170 of porous silicon at the surface of the textured silicon substrate or the corresponding substep in step 1 10 may be accomplished by alkaline post-cleaning and / or by treatment with ozone.
- the performing 180 of the metal cleaning of the surface of the textured silicon substrate or the corresponding sub-step in the step 1 10 may be carried out by an acid post-cleaning and / or by the treatment with ozone.
- the metal cleaning 180 and / or the corresponding partial step in the step 1 10 can also be obtained by contacting the semiconductor substrate to be cleaned with an aqueous solution comprising water and at least one of hydrogen chloride (HCl) and hydrofluoric acid (HF). Alternatively or additionally, a solution comprising hydrofluoric acid, hydrogen chloride and ozone can also be used.
- an order of alkaline and acid purification is arbitrary. That is, unlike in FIG. 1 b, step 180 may be executed first and then step 170 may be executed. An order is also arbitrary with regard to step 160, that is, step 160 may be executed before or after step 170 and / or before or after step 180.
- the alkaline post-purification can be obtained, for example, by carrying out the step 1030.
- the acid post-purification can be carried out, for example, by carrying out step 1040.
- ozone can also be used.
- steps 160 or 170 and / or 180 it becomes possible to combine steps 160 or 170 and / or 180 together to perform at least two of steps 160, 170 and 180 in a common step. According to an exemplary embodiment, this can also be carried out such that the steps 160, 170 and 180 are performed together in the step 110. That is, the cleaning in step 160 and / or 110 may also effect removal of porous silicon (step 170) and / or texture additives, and / or metals (step 180).
- ozone concentration for such a step may range from 1 ppm to 150 ppm, from 5 to 150 ppm, or from at least 10 to 150 ppm. Exemplary embodiments also apply without restriction to lower limits of more than 30 ppm, about 31 ppm or more, 35 ppm or more, 40 ppm or more or even 100 ppm or more with simultaneous use of the said upper limits. Referring to both method 150 of FIG. 1 b and method 100 of FIG. 1 a, preferred embodiments of methods 100 and 150 will be discussed.
- a combination of ozone with hydrofluoric acid (HF) and / or HCl may be used in addition to oxidative removal of organic materials by ozone, ie, ozone the organic compounds can be removed by a removing mechanism simultaneously organic residues can be removed by the impurities or residues are removed by the substrate or the substrate is etched.
- HF hydrofluoric acid
- embodiments provide for using a concentration of at most 1% HF and / or HCl. For example. removes the HF silicon oxide and by removing the oxide layer also adhering to the surface organic impurities or their degradation products are replaced.
- the combination HF / HCl and ozone can be additionally removed metal impurities.
- the HF concentration is kept within the scope of the described embodiments at most 1, 5% or at most 1%, preferably between 0.05% and 0.5%.
- the HCI concentration is maintained in the described embodiments at most 1, 5% or at most 1%, preferably between 0.05% and 0.5%.
- short treatment times which may be shorter than 5 minutes, preferably between 0.5 minutes and 3.5 minutes, are sufficient.
- the solution may preferably have a pH in a range of at least 0 and at most 7 and be used at a process temperature of at least 5 ° C and at most 80 ° C. Preference is given to temperatures of at least 20 ° C and at most 65 ° C or at least 50 ° C and at most 65 ° C.
- the solution is preferably heated to temperatures above room temperature, namely taking into account the upper limit of 80 ° C, 65 ° C or 50 ° C to temperatures of at least 30 ° C, at least 35 ° C or at least 40 ° C, since with increasing temperature, the solubility of organic compounds / residues is improved and thus small or shortêtstre- bridges for the introduction of ozone in the solution and / or high ozone concentrations are allowed.
- a high ozone concentration up to about 150 ppm may be used or even exceed it.
- embodiments provide for reducing the temperature from the described 23 ° C to obtain good ozone solubility in the medium.
- FIG. 2 shows a schematic flow diagram of a method 200 according to an exemplary embodiment.
- the method 200 includes a plurality of optional steps, including an optional step 210, in which etching of the semiconductor substrate occurs, such as to obtain texturing of at least one surface of the semiconductor substrate.
- etching organic contaminants may form.
- texture additives may contain organic compounds and may remain on the surface during or after the etching step.
- One or more targets of the etch 210 and / or a major focus thereof may be on an acidic isotropic texture provided with an additive to treat multicrystalline diamond wire sawn silicon substrates.
- the additive may be organic or inorganic.
- An additive used may comprise as a component a polymer.
- the etching 210 may be performed in various ways. One type is, for example, a metal-assisted chemical etching using metal particles. This can also be described by the English technical term "Metai Assisted Chemical Etching (MACE)". It can also be an acid isotropic texture, d. h., Mixture be used.
- MACE Metal Assisted Chemical Etching
- Such an acid isotropic texture with organic and / or inorganic additives may be, for example, a combination of hydrofluoric acid, nitric acid (HNO3) and at least one additive.
- water can also be added so that the acid isotropic texture with additive can also be a combination of hydrofluoric acid, nitric acid, water and the additive.
- an additive from the group consisting of alcohol, surfactant, glycol can be contained.
- additives may adhere to the surface and alter the wetting behavior for further steps and / or inhibit the attack of further etchants, ie inhibit.
- the additive may have one or more components and thus also be understood as an additive or a combination of several additives.
- the use of several additives may be such that the combination of the additives only work together in a solution or in the bath used, which means that, when the additives are combined in themselves, no interaction takes place yet.
- the detachment of impurities on the wafer, such as metals and / or metal ions can also be inhibited.
- an electrochemical etching can also be carried out.
- Further examples for use during the etching process include, for example, a chemical edge isolation, a smoothing of the surface, i. h., performing a polish, selective emitter removal, removal of sawing damage, especially in diamond-sawn silicon substrates, single-side treatment (single-sided treatment), or treatment of both major sides (double-sided treatment). That is, the use of an acidic isotropic texture can optionally be done using an additive, which additive may be organic or inorganic. In one example, the etch may be done without additive.
- the etch 210 may result in residues on at least one of the surfaces of the semiconductor substrate. These residues may be porous silicon, may alternatively or additionally include metal contaminants, but may alternatively or additionally include organic contaminants.
- an optional step 220 may be carried out, in which a rinsing of the semiconductor substrate takes place.
- the purging 220 or the removal of the additive components can take place in at least one step and / or one pass. This means that it can also be flushed more often.
- the purging 220 may include contacting the semiconductor substrate with water, that is, a medium of the purging operation 220 may be water. Alternatively or additionally, ozone, hydrofluoric acid, hydrogen chloride and / or other agents may also be used.
- the rinsing process 220 can take place in a temperature range of, for example, at least 5 ° C. and at most 90 ° C., for example in order to avoid the boiling of water.
- a rinsing process which can be referred to by the technical term "Quick Dump Rinse" can be used.
- Overflow rinse and / or cascade rinse aid can be used.
- a purging process may involve a fixed consumption of purging medium, advantageously, the purging process may be dynamically adjusted to the degree of contamination of the wafer and / or the purging medium.
- Step 220 may be performed, in particular, if the method includes step 210.
- a pre-etched semiconductor substrate may also be provided for cleaning and / or removing porous silicon and / or metal.
- a cleaning of organic compounds from the semiconductor substrate takes place. This can be done, for example, in the context of step 110 and / or step 160. At the same time this can lead to metal contamination.
- the method 200 further comprises an optional step 240, in which a rinsing of the semiconductor substrate can take place, in particular if the cleaning 230 and the removal of the porous silicon and / or the execution of the metal cleaning takes place in at least two steps.
- the method 200 includes a step 250 in which the removal of porous silicon and / or metal is accomplished by an ozone-based treatment.
- the metal impurities occurring in step 230 can be removed.
- steps 170 and 180 are combined, using the ozone-based treatment for the combination.
- steps 230 and 250 may also be performed in common, i. H. at the same time, so that the step 240 can be omitted without restriction, since the cleaning of the organic compounds, the removal of the porous silicon and / or the metal cleaning takes place at the same time.
- the mutual generation of new impurities by carrying out the purification steps 210 and 230 offers the potential for improvement in the fact that these newly generated impurities are immediately removed or prevented in the same step.
- This allows a small dimension of the corresponding plant to be obtained, for example if a common pool, bath or common treatment area is used for all three purification steps.
- the method may be adapted based on different adjustment parameters and / or materials used such that the ozone-based treatment is configured to effect one or more of the alkaline post-cleaning, the removal of porous silicon, the metal cleaning, and the removal of organic compounds. For example.
- adding components, constituents or additives to the cleaning medium can cause different settings.
- all three cleaning steps can be obtained in a common pool under at least approximately constant conditions. Purification of organic contaminants can be carried out particularly effectively at higher temperatures and higher ozone concentrations and, taken alone, can also be carried out only with ozone and water. An additional removal of porous silicon can be obtained by adding hydrofluoric acid. It is known to perform a metal cleaning only with HF / HCl. Use of a combination of hydrofluoric acid, hydrogen chloride and ozone and / or a combination of hydrofluoric acid and ozone allows all three steps to be carried out simultaneously, removal of organic compounds, metal residues and porous silicon.
- the method 200 comprises a step 270, in which a drying of the semiconductor substrate takes place.
- Step 270 may be after cleaning.
- the drying can be carried out in a temperature range of at least 0 ° C, d. h., A state in which water is liquid, to allow evaporation of the raw material water.
- a temperature range of at least 25 ° C and at most 100 ° C is preferred.
- the temperature may be constant or variable over a course of step 270. For example, a variable temperature profile with increasing temperature can help to minimize material stress in the semiconductor substrate.
- IFA isopropyl alcohol
- Step 260 may be after ozone-based treatment and prior to drying in step 270, or before one end of the process.
- the end of the Method may include depositing the semiconductor substrate, which may also be understood as a drying, for example in ambient air.
- Step 260 may include wetting the semiconductor substrate with a medium comprising at least one of water, ozone, hydrofluoric acid, and / or hydrogen chloride.
- a possible ozone concentration is in the range of 1 ppm to 5 ppm or less.
- the time that the semiconductor substrate contacts ozone in step 260 and / or the concentration thereof is configured to clean off any residue from step 270, while in step 750, the substrate itself may be treated with ozone.
- rinsing may be performed in step 260 in a temperature range of 5 ° C to 90 ° C.
- Step 350 is performed in place of step 250 and includes removal of the porous silicon and / or the metal. While this is obtained in the method 200 by the ozone-based treatment, optionally combinatorial, another step of removing the porous silicon and / or the metal may be performed in step 350, for example, by performing an alkaline post-purification and / or by using an acidic After cleaning is carried out. It is understood that in step 350 also several partial steps are executable. According to embodiments, a method may also include steps 250 and 350.
- the method 400 differs from these embodiments in that the method comprises a step 451 in which an alkaline post-purification is performed. This step may be after the optional step 240. In a step 452, which can be carried out after step 451, the semiconductor substrate is rinsed. The step 452 may be the same or similar to the step 220. After the step 452, an acid post-cleaning may be performed in a step 453, in which, for example, the metal cleaning is performed.
- the ozone-based treatment can be used to remove the porous silicon and / or the Perform metal cleaning, which means removing the metal residues.
- ozone for rinsing
- Steps 32 and 36 described there relate to the two RCA cleaning baths, with a quick dump rinse purging comprising ozone (O3) after each bath.
- ozone O3
- DE 10 2010 054 370 A1 a use of ozone for cleaning is described.
- the alkaline etch process is combined with an additional purification step using hydrofluoric acid and ozone to provide a polished and clean surface that is used for Si0 2 / SiN x stack passivation.
- only a removal of detergent residues occurs.
- the use of the ozone-based treatment in step 250 offers the possibility of reducing the number of chemical process steps, since at the same time the porous silicon materials as well as the metals and optionally also the organic compounds can be cleaned off.
- a reduction in the number of rinsing steps can be obtained.
- This allows the reduction of the process time and thus an increase in throughput based on existing plants and / or processes.
- a reduction of the chemical consumption is made possible and a smaller dimension of the sequentially operating plants, that is, shorter plants.
- Further advantages obtained therefrom in particular if the low consumption of chemicals consists in avoiding hydrogen chloride, potassium hydroxide and / or hydrogen peroxide, lies in the low costs for operating the plant.
- the smaller number of purification steps makes it possible to obtain lower costs. Indirectly, disposal costs can also be saved since fewer (different) wastewater types are obtained.
- ozone can be made to remove porous silicon and / or perform metal cleaning and / or cleaning of the organic compounds by treating the surface of the textured silicon substrate with the ozone-based treatment.
- the method 600 comprises a step 630 which, for example, can be implemented as step 1030 of the method 1000 and is used to remove the porous silicon. Furthermore, the method 600 includes a step 640 that for metal cleaning, such as performing step 1040 of method 1000.
- FIG. 7 shows a schematic flowchart of a method 700 according to an embodiment comprising a step 750 of ozone-based treatment.
- step 750 not only steps 630 and 640 of method 600 may be performed, but also step 160 of cleaning the surface of the textured silicon substrate from the organic compounds.
- the ozone-based treatment may thus include the etching of porous silicon, i. h., the removal thereof, and combine the metal cleaning in one step. Alternatively or additionally, the ozone treatment may also be used to remove organic residues.
- the ozone treatment 750 can be carried out, for example, in at least one step, which means that it can also be carried out repeatedly or iteratively.
- Ozone concentrations of ozone contained, for example, in a liquid, such as aqueous solution in a bath in which the semiconductor substrate is dipped or which is sprayed over the semiconductor substrate may be in a range of at least 1 to at most 150 ppm. Preference is given to concentrations of at least 5 or at least 10 ppm.
- a solution may comprise water, an acid, hydrofluoric acid and / or hydrogen chloride.
- the solution may preferably have a pH in a range of at least 0 and at most 7 and be used at a process temperature of at least 5 ° C and at most 80 ° C. Preference is given to temperatures of at least 20 ° C and at most 65 ° C or at least 50 ° C and at most 65 ° C.
- the ozone in the ozone-based treatment, may be dissolved in or part of an aqueous solution, so that wetting the semiconductor substrate with the aqueous solution causes the aqueous solution to react with the semiconductor substrate (s) thereon.
- the ozone can occur in addition to the form in the dissolved state, even in the form of elementary gas bubbles. This is the combination of dissolved ozone and gaseous ozone.
- the ozone gas bubbles can in one example positively affect the flow to the wafer and remove residues more effectively from the surface.
- the wetting can take place by means of a bath, into which the semiconductor substrate is introduced, and / or by means of spraying. The described methods can be carried out in devices designed for this purpose.
- both applications as a batch method (devices with multiple wells) or in-line methods (devices for spraying the semiconductor substrate) are provided.
- the wafer is immersed in the process solution while being treated during in-line transport.
- the ozone-based treatment is particularly advantageous combined with the cleansing of the organic matter.
- Such a method may thus also be referred to as a method for treating etched surfaces of a semiconductor substrate using ozone-containing medium.
- the embodiments described herein and in this context relate to a method and apparatus for treating a textured silicon substrate, and more particularly to a method of cleaning using an ozone-containing medium. It is compared to the prior art, not focused on the rinse, but on a separate step using the ozone-containing medium, in which the corresponding and to be removed substances are removed by the ozone. This means that the ozone interacts with the semiconductor substrate or the residues.
- step 210 for etching the semiconductor substrate is also optional. If the method 700 is configured to include step 210, it may be performed prior to ozone-based processing 750 and performed to obtain the textured silicon substrate. As already explained above, the ozone-based treatment with hydrofluoric acid and / or hydrogen chloride can be carried out.
- etching may include at least one of metal assisted chemical etching, electrochemical etching, acidic isotropic texture etching, and acid isotropic texture etching with organic and / or inorganic additives.
- the etching may alternatively or additionally comprise chemical edge isolation and / or surface smoothing and / or selective emitter removal and / or saw damage removal, and / or one-sided treatment or two-sided treatment.
- FIG. 8 schematically illustrates an example of an apparatus 80 for performing a method according to the present disclosure.
- the device 80 comprises a process media supply device for providing media for cleaning, alkaline post-cleaning and acid surface refinishing.
- the device 80 further includes a substrate handling device configured to position the substrate 82.
- the substrate 82 may be a wafer.
- the process media delivery device may be configured to include rollers 86 that permit transport and wetting of the substrate 82 with an acidic or alkaline and / or ozone containing medium.
- at least one of the rollers 86 may have a cavity for receiving the medium and may be formed so that the medium can reach the substrate through a lateral surface, for example over a porous surface of the roller.
- the process media supply device may comprise a media pool in which the acidic or alkaline and / or ozone-containing medium is located.
- the apparatus 80 may include a plurality of rollers and / or media basins for communicating the substrate 82 with different media. Alternatively, the roller and / or the basin between individual steps can be emptied, optionally cleaned and refilled.
- the substrate handling device has rollers 86, over which the substrate 82 is transported.
- the rollers 86 may represent a horizontal transport system, which means that there may be functional integration between the process media supply device and the substrate handling device.
- the rollers 86 may function to transport the media to the underside of the substrate 82.
- the rollers 86 may be at least partially arranged in the medium and have a porous or sponge-like surface or provide the medium from an inner hollow body. Thereby, the underside of the substrate 82 can be wetted with the medium and thus treated.
- FIG. 9 shows an alternative example of an apparatus 90 for carrying out a method according to the present disclosure, in which the substrate handling device is in turn implemented as a horizontal transport system with rollers 86 over which the substrate 82 is transported.
- the device 90 may be similar to the device described in DE 10 2009 060 931 A1 or WO 201 1/076920 A1, so that, for example, the device 90 for treating silicon wafers 82 is shown as silicon substrates, in the direction of passage of these silicon wafers.
- Wafer 82 lie along a horizontal Transport path, which is formed by transport rollers 86 on transport shafts 87.
- Several silicon wafers can be driven side by side through the system 90 and many behind each other at a small distance.
- the process media supply device may comprise a still pipe 94 provided as a wetting device, which has a distance of a few centimeters to the top of the substrates 82, such as silicon wafers and extends over the entire width of the transport path ,
- the surge pipe 94 or more still pipes 94 in a row cover the transport path in length.
- the distance of the surge pipes 94 may be, for example, about 15 cm, but possibly also slightly more or less or even change in the course of the transport path.
- a subsequent metering 98 for replenishing additive as a separate connection can be provided on the stilling pipe 94.
- an additive mentioned above or several of them can be added or added to the etching solution 85. This can be done so shortly before the application of the etching solution 85 from the stilling tube 94, that evaporation of the aforementioned volatile additives is kept very low or can be completely avoided.
- the surge pipe 94 has on its underside a plurality of surge nozzles 96, which may be formed as simple holes, openings or slots. Through them, the medium or the etching solution 85 can emerge and come on the top of the silicon wafer 82 and distribute there, as shown.
- the alkaline etching solution described in DE 10 2009 060 931 A1 it is possible to use another, for example, acidic etching solution, as described, for example, in DE 10 2007 063 202 A1, in which case the cleaning is additionally carried out.
- a method described there can be carried out in two steps. Both steps can use acid etching solutions. In the first step, focusing on the texture of the top, and in the second step on a polish from the bottom. Between the steps a rinsing with water can take place.
- the process media delivery device may include lower spray nozzles and upper spray nozzles to provide the media from both sides relative to the substrate 82 to treat both major surfaces of the wafer 82.
- spray nozzles may be provided only on one side.
- five surge nozzles 96 are shown on FIG. can another number, z. B. only one nozzle or a higher number, such as two, three, four, six, ten or more, may be provided.
- FIG. 10 shows an alternative example of an apparatus 120 for performing a method in accordance with the present disclosure in which the process media provider includes a process media bath 122 in which the media 84, such as an acidic media, is located.
- the process media provider includes a process media bath 122 in which the media 84, such as an acidic media, is located.
- a substrate handling device 124 which is only very schematically shown in FIG. 10, is designed to place the substrate 82 in, for example, a horizontal orientation (left-hand part of FIG. 10) or in a vertical orientation (right-hand part of FIG. 10) Dip medium 84.
- the substrate handling device 124 may for this purpose include suitable holders or grippers for simultaneously gripping and dipping substrates into the medium 84, one or more substrates at a time.
- the substrate handling device may include transport rollers or transport chains described in more detail, which are configured to float one or more substrates over the surface of the media 84, or formed to one or more substrates Substrate substrates in the medium 84.
- the medium 84 may each be at least one medium of the respective process step described in connection with the methods of the disclosure set forth herein.
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Abstract
The invention relates to a method which comprises the cleaning of the surface of a textured silicon substrate and causes a removal of organic compounds located on the surface of the textured silicon substrate, and further comprises a removal of porous silicon from the surface of the textured silicon substrate and carrying out a metal cleaning of the surface of the textured silicon substrate.
Description
Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von geätzten Oberflächen eines Halbleitersubstrats Method and apparatus for cleaning etched surfaces of a semiconductor substrate
Beschreibung description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Behandeln einer Oberfläche eines texturierten Siliziumsubstrats. Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren zur Reinigung von geätzten Oberflächen eines Halbleitersubstrats, wie es beispielsweise für Fotovoltaikmodule einsetzbar ist. Ausfüh- rungsbeispiele beziehen sich auf ein Verfahren zur Nachreinigung von multikristallinen Di- amantdraht-gesägten Siliziumsubstraten. Eine Behandlung eines texturierten Siliziumsubstrats kann eine Reinigung desselben beinhalten, was beispielsweise unter Verwendung eines ozonhaltigen Mediums erfolgen kann. The present invention relates to a method and apparatus for treating a surface of a textured silicon substrate. More particularly, the present invention relates to a method for cleaning etched surfaces of a semiconductor substrate, such as is applicable to photovoltaic modules. Exemplary embodiments relate to a process for the post-purification of multicrystalline diamant wire-sawn silicon substrates. Treatment of a textured silicon substrate may involve cleaning thereof, which may be done using, for example, an ozone-containing medium.
Halbleitersubstrate können während ihrer Weiterverarbeitung texturiert werden, das bedeu- tet, die Oberfläche des Halbleitersubstrats kann behandelt werden, etwa um eine Aufrauhung durchzuführen. Eine Texturierung kann beispielsweise mittels einer sauren Textur im Inline-Verfahren erhalten werden. Diese sind beispielsweise in US 2010/0055398 A1 oder EP 2 232 526 B1 beschrieben. Semiconductor substrates can be textured during their further processing, which means that the surface of the semiconductor substrate can be treated, for instance to perform a roughening process. Texturing can be obtained, for example, by means of an acidic texture in the inline process. These are described, for example, in US 2010/0055398 A1 or EP 2 232 526 B1.
Eine Vorrichtung und ein Verfahren zur asymmetrischen alkalischen Textur von Oberflä- chen ist in DE 10 2013 218 693 A1 beschrieben. An apparatus and a method for the asymmetric alkaline texture of surfaces is described in DE 10 2013 218 693 A1.
Eine Textur kann auch durch ein saures Ätzen erhalten werden, wie es beispielsweise in US 2015/0040983 A1 beschrieben ist. A texture can also be obtained by acid etching, as described for example in US 2015/0040983 A1.
Diamantdraht-gesägte multikristalline Wafer können ebenfalls texturiert werden. Diamond wire sawn multicrystalline wafers can also be textured.
Eine Texturierung kann mit sauren Medien auch unter Verwendung von additiven bzw. or- ganischen Verbindungen erhalten werden. Hierfür kann eine Ätz-Mischung zum Produzie- ren einer texturierten Oberfläche auf Siliziumsubstraten verwendet werden. Eine derartige Ätz-Mischung kann zumindest ein Polymer aufweisen. Im Speziellen kann ein Polymer verwendet werden, das gegen Salpetersäure und Flusssäure resistent ist und/oder ein hydro- philes Polymer ist. Ein solches als Eindickmittel verwendetes Polymer kann aus der Gruppe
bestehend aus Zellulose, insbesondere Methylzellulose, Polyvinylalkohol und Polyethylenoxid gewählt werden. In CN 103132079 A sind Additive beschrieben, die aus Polyvinylalkohol und Polyethylenglykol-Alkohol bestehen. Texturing can also be achieved with acidic media using additive or organic compounds. For this purpose, an etching mixture can be used to produce a textured surface on silicon substrates. Such an etching mixture may comprise at least one polymer. Specifically, a polymer which is resistant to nitric acid and hydrofluoric acid and / or a hydrophilic polymer may be used. Such a polymer used as thickener may be selected from the group consisting of cellulose, in particular methyl cellulose, polyvinyl alcohol and polyethylene oxide can be selected. In CN 103132079 A additives are described which consist of polyvinyl alcohol and polyethylene glycol alcohol.
Ein herkömmliches Verfahren wird anhand der Fig. 1 1 näher erläutert. A conventional method will be explained in more detail with reference to FIG.
Fig. 1 1 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens 1000 gemäß dem Stand der Technik. Ein Schritt 1010 umfasst ein Ätzen des Halbleitersubstrats, um dieses zu tex- turieren. In einem nachfolgenden Schritt 1020 erfolgt ein Spülen des Halbleitersubstrats, um Reste von Stoffen oder Materialien zu entfernen, die im Schritt 1010 mit dem Halbleitersubstrat in Verbindung gekommen sind. In einem Schritt 1030 erfolgt eine alkalische Nachreinigung des Halbleitersubstrats. Daraufhin wird erneut der Schritt 1020 ausgeführt, um das Halbleitersubstrat zu spülen. In einem Schritt 1040 erfolgt eine saure Nachreinigung des Halbleitersubstrats. Daraufhin wird das Spülen 1020 erneut ausgeführt, um das Halbleitersubstrat von Rückständen der sauren Nachreinigung 1040 zu reinigen. In einem Schritt 1050 erfolgt eine Trocknung des Halbleitersubstrats. FIG. 11 shows a schematic flow diagram of a method 1000 according to the prior art. Step 1010 includes etching the semiconductor substrate to texure it. In a subsequent step 1020, the semiconductor substrate is rinsed in order to remove residues of substances or materials which have come into contact with the semiconductor substrate in step 1010. In a step 1030, an alkaline post-cleaning of the semiconductor substrate takes place. Thereafter, step 1020 is executed again to rinse the semiconductor substrate. In a step 1040, an acid subsequent cleaning of the semiconductor substrate takes place. Thereafter, purging 1020 is again performed to clean the semiconductor substrate of acid post-cleaning residues 1040. In a step 1050, the semiconductor substrate is dried.
Nachteilig an diesem Verfahren ist, dass Verunreinigungen auf dem Halbleitersubstrat Zurückbleiben können. A disadvantage of this method is that impurities can remain on the semiconductor substrate.
Wünschenswert wären demnach Verfahren und Vorrichtungen zum Behandeln von Halbleitersubstraten, die eine effektive Reinigung ermöglichen. Accordingly, it would be desirable to have methods and apparatus for treating semiconductor substrates that enable effective cleaning.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, ein Verfahren zum Behandeln einer Oberfläche eines texturierten Siliziumsubstrats und eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens zu schaffen, die in hoher Qualität gereinigte Halbleitersubstrate bereitstellen. The object of the present invention is therefore to provide a method for treating a surface of a textured silicon substrate and an apparatus for carrying out such a method, which provide high-quality cleaned semiconductor substrates.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. This object is solved by the subject matter of the independent patent claims.
Eine Erkenntnis der vorliegenden Erfindung besteht darin, erkannt zu haben, dass durch die alkalische Nachreinigung und die saure Nachreinigung zwar manche Rückstände des Ätzens, insbesondere poröses Silizium und Metallverunreinigungen beseitigt werden kön- nen, dass jedoch andere Verunreinigungen Zurückbleiben. In Verfahren gemäß Ausführungsbeispielen wird deshalb ein Abreinigen der Oberfläche des texturierten Siliziumsub- strats zum Entfernen von organischen Verbindungen durchgeführt. Die organischen
Verbindungen befinden sich auf der Oberfläche des texturierten Siliziumsubstrats und können beispielsweise Rückstände des Ätzverfahrens und/oder des Kontakts des Halb- leitersubstrats mit anderen Stoffen und/oder Personen sein. Durch Abreinigen der Oberflä- che von den organischen Verbindungen wird eine hochgradig saubere texturierte Oberflä- che erhalten, die für hochqualitative weiterverarbeitete Produkte verwendet werden kann, etwa Solarzellen. Als Abreinigen wird ein Reinigen durch Entfernen abzureinigender Stoffe verstanden. A finding of the present invention is that it has been recognized that, although some residues of the etching, in particular porous silicon and metal impurities, can be eliminated by the alkaline post-cleaning and the acid subsequent cleaning, other impurities remain. In methods according to embodiments, therefore, cleaning of the surface of the textured silicon substrate to remove organic compounds is performed. The organic ones Compounds are located on the surface of the textured silicon substrate and may be, for example, residues of the etching process and / or the contact of the semiconductor substrate with other substances and / or persons. By cleaning the surface of the organic compounds, a highly clean textured surface is obtained which can be used for high quality processed products, such as solar cells. Cleaning is understood to be cleaning by removal of substances to be removed.
Beispiele schaffen ein Verfahren zum Behandeln einer Oberfläche eines texturierten Siliziumsubstrats. Das Verfahren umfasst ein Abreinigen der Oberfläche des texturierten Silizi- umsubstrats, um ein Entfernen von organischen Verbindungen, die sich auf der Oberfläche des texturierten Siliziumsubstrats befinden, zu bewirken. Das Verfahren umfasst ein Entfernen von porösem Silizium an der Oberfläche des texturierten Siliziumsubstrats. Das Verfahren umfasst ferner ein Ausführen einer Metallreinigung der Oberfläche des texturierten Siliziumsubstrats. Examples provide a method of treating a surface of a textured silicon substrate. The method includes cleaning the surface of the textured silicon substrate to effect removal of organic compounds that are on the surface of the textured silicon substrate. The method includes removing porous silicon at the surface of the textured silicon substrate. The method further includes performing a metal cleaning of the surface of the textured silicon substrate.
Beispiele schaffen eine Vorrichtung zum Durchführen eines solchen Verfahrens. Eine solche Vorrichtung umfasst eine Prozessmedienbereitstellungseinrichtung zum Bereitstellen von Medien zum Abreinigen, alkalischem Nachreinigen und saurem Nachreinigen der Oberfläche und umfasst eine Substrathandhabungseinrichtung, um das Siliziumsubstrat zu positionieren, um die Oberfläche zu behandeln. Examples provide an apparatus for carrying out such a method. Such apparatus includes process media supply means for providing media for cleaning, alkaline post-cleaning, and acid post-cleaning of the surface, and includes substrate handling means for positioning the silicon substrate to treat the surface.
Das Abreinigen zum Entfernen von organischen Verbindungen ermöglicht den Erhalt einer reinen Oberfläche und damit hochqualitativer Produkte. Cleaning for removal of organic compounds makes it possible to obtain a pure surface and therefore high-quality products.
Beispiele der Offenbarung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Examples of the disclosure will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. Show it:
Fig. 1 a ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel; FIG. 1a is a schematic flowchart of a method according to an embodiment; FIG.
Fig. 1 b ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel, bei dem ein Abreinigen einer Oberfläche eines texturierten Siliziumsubstrats erfolgt;
Fig. 2 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungs- beispiel, das einen optionalen Ätzschritt, optionale Spülschritte und einen optionalen Trocknungsschritt umfasst; FIG. 1 b is a schematic flow diagram of a method according to an embodiment, in which a cleaning of a surface of a textured silicon substrate takes place; FIG. FIG. 2 is a schematic flow diagram of a method according to an embodiment, which comprises an optional etching step, optional rinsing steps and an optional drying step; FIG.
Fig. 3 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungs- beispiel, das eine Entfernung porösen Siliziums und/oder Metalls umfasst; 3 is a schematic flowchart of a method according to an embodiment, which includes removal of porous silicon and / or metal;
Fig. 4 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel, das eine alkalische Nachreinigung umfasst; 4 is a schematic flow diagram of a method according to an embodiment comprising an alkaline post-purification;
Fig. 5 ein Ablaufdiagramm einer RCA-Reinigung nach dem Stand der Technik; FIG. 5 is a flowchart of a prior art RCA cleaning; FIG.
Fig. 6 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß dem Stand der Technik, das dazu genutzt wird, das poröse Silizium zu entfernen und die Metallreinigung auszuführen; Fig. 6 is a schematic flow diagram of a prior art process used to remove the porous silicon and perform metal cleaning;
Fig. 7 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungs- beispiel, das eine ozonbasierten Behandlung aufweist; 7 is a schematic flowchart of a method according to an embodiment having an ozone-based treatment;
Fig. 8 eine schematische Darstellung einer zum Durchführen eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Offenbarung; FIG. 8 is a schematic illustration of one for performing a method according to the present disclosure; FIG.
Fig. 9 eine schematische Darstellung eines alternativen Beispiels einer Vorrichtung zum Fig. 9 is a schematic representation of an alternative example of a device for
Durchführen eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Offenbarung, bei der eine Substrathandhabungseinrichtung als horizontales Transportsystem mit Rollen implementiert ist; Performing a method according to the present disclosure, wherein a substrate handling device is implemented as a horizontal transport system with rollers;
Fig. 10 eine schematische Darstellung eines alternativen Beispiels einer Vorrichtung zum Fig. 10 is a schematic representation of an alternative example of a device for
Durchführen eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Offenbarung, bei dem eine Prozessmedienbereitstellungseinrichtung ein Prozessmedienbad aufweist; und Performing a method according to the present disclosure, wherein a process media provider comprises a process media pool; and
Fig. 11 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens 1000 gemäß dem Stand der Technik. 11 is a schematic flow diagram of a method 1000 according to the prior art.
Im Folgenden werden Beispiele der vorliegenden Erfindung detailliert und unter Verwendung der beigefügten Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden
viele Details beschrieben, um eine gründlichere Erklärung von Beispielen der Offenbarung zu liefern. Es ist jedoch für Fachleute offensichtlich, dass andere Beispiele ohne diese spezifischen Details implementiert werden können. Die Merkmale der unterschiedlichen Bei- spiele können miteinander kombiniert werden, es sei denn Merkmale einer entsprechenden Kombination schließen sich gegenseitig aus oder eine solche Kombination ist ausdrücklich ausgeschlossen. Im Folgenden werden gleiche Bezugszeichen für Elemente mit gleicher oder ähnlicher Funktionsweise genutzt, so dass auch ohne detaillierte Ausführung hierzu die Beschreibung zu diesen Elementen untereinander austauschbar ist. Hereinafter, examples of the present invention will be described in detail and using the attached drawings. In the following description will be Many details are described to provide a more thorough explanation of examples of the disclosure. However, it will be apparent to those skilled in the art that other examples may be implemented without these specific details. The characteristics of the different examples can be combined with one another, unless features of a corresponding combination are mutually exclusive or such a combination is expressly excluded. In the following, the same reference numerals are used for elements having the same or a similar function, so that even without a detailed embodiment, the description of these elements is interchangeable.
Fig. 1a zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens 100 gemäß einem Aus- führungsbeispiel. Das Verfahren 100 umfasst einen Schritt 110. Der Schritt 110 umfasst ein Abreinigen der Oberfläche des texturierten Siliziumsubstrats, um ein Entfernen von organi- schen Verbindungen, die sich auf der Oberfläche des texturierten Siliziumsubstrats befin- den, zu bewirken. Der Schritt 110 umfasst ferner ein Entfernen von porösem Silizium an der Oberfläche des texturierten Siliziumsubstrats und ein Ausführen einer Metallreinigung der Oberfläche des texturierten Siliziumsubstrats. FIG. 1 a shows a schematic flow diagram of a method 100 according to an exemplary embodiment. The method 100 includes a step 110. The step 110 includes cleaning the surface of the textured silicon substrate to effect removal of organic compounds that are on the surface of the textured silicon substrate. The step 110 further includes removing porous silicon at the surface of the textured silicon substrate and performing metal cleaning of the surface of the textured silicon substrate.
Wie es nachfolgend noch näher erläutert wird, kann das Abreinigen, das Entfernen von porösem Silizium und das Ausführen der Metallreinigung auch in zumindest teilweise getrennten Schritten erfolgen, während anders ausgeführt auch zumindest zwei der drei Rei- nigungsschritte in einem gemeinsamen Schritt ausgeführt werden können oder, wie es in Fig. 1a dargestellt ist, alle drei Reinigungsschritte in einem gemeinsamen Schritt 110 aus- geführt werden können. As will be explained in more detail below, the cleaning, the removal of porous silicon and the execution of the metal cleaning can also take place in at least partially separate steps, while otherwise stated, at least two of the three purification steps can be carried out in a common step, or As shown in FIG. 1 a, all three cleaning steps can be carried out in a common step 110.
Eine Ausführung der der Reinigungsschritte des Entfernen porösen Siliziums, der Metallreinigung und des Entfernens organischer Verbindungen in einem Schritt kann dabei so verstanden werden, dass ein entsprechender Reinigungsschritt, insbesondere ein isolierter und speziell hierauf eingerichteter Reinigungsschritt, etwa in einem separaten Prozessme- dienbecken oder einem separaten Abschnitt einer Anlage, während des Verfahrens nicht noch einmal ausgeführt wird, insbesondere nicht anschließend, zumindest solange keine weitere Verarbeitung des Substrats erfolgt, die zu neuen Verunreinigungen führt, was eine erneute Abreinigung erforderlich machen kann. Das bedeutet, auf die Anordnung entspre- chender Einrichtungsabschnitte kann verzichtet werden. One embodiment of the cleaning steps of removal of porous silicon, metal cleaning and removal of organic compounds in one step can be understood to mean that a corresponding purification step, in particular an isolated and specially arranged cleaning step, for example in a separate process media pool or a separate Section of a system, during the process is not carried out again, in particular not subsequently, at least as long as no further processing of the substrate takes place, which leads to new impurities, which may require a re-cleaning. This means that the arrangement of corresponding device sections can be dispensed with.
Fig. 1 b zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens 150 gemäß einem Aus- führungsbeispiel, bei dem in einem Schritt 160 das Abreinigen der Oberfläche des
texturierten Siliziumsubstrats erfolgt, um ein Entfernen von organischen Verbindungen, die sich auf der Oberfläche des texturierten Siliziumsubstrats befinden, zu bewirken. In einem Schritt 170 des Verfahrens 150 erfolgt das Entfernen von porösem Silizium an der Oberflä- che des texturierten Siliziumsubstrats. In einem Schritt 180 des Verfahrens 150 erfolgt das Ausführen einer Metallreinigung der Oberfläche des texturierten Siliziumsubstrats. Eine Reihenfolge der Schritte 160, 170 und 180 ist dabei beliebig. Vor und/oder nach einem der Schritte 160, 170 und/oder 180 kann ein Spülen des Siliziumsubstrats erfolgen, beispielsweise durch Ausführen des Schrittes 1020. Gemeinschaftlich ergeben die Schritte 160, 170 und 180 den Schritt 1 10 des Verfahrens 100. 1 b shows a schematic flow diagram of a method 150 according to an exemplary embodiment, in which, in a step 160, the cleaning of the surface of the textured silicon substrate to effect removal of organic compounds present on the surface of the textured silicon substrate. In a step 170 of the method 150, the removal of porous silicon takes place on the surface of the textured silicon substrate. In a step 180 of the method 150, a metal cleaning of the surface of the textured silicon substrate is carried out. An order of steps 160, 170 and 180 is arbitrary. Prior to and / or after any one of steps 160, 170, and / or 180, rinsing of the silicon substrate may be accomplished, for example, by performing step 1020. Collectively, steps 160, 170, and 180 provide step 110 of method 100.
Nachfolgend wird nun erläutert, wie die einzelnen Schritte 1 10 bzw. 160, 170 und 180 ausgeführt werden können. Das Abreinigen in dem Schritt 1 10 und/oder 160 zum Entfernen der organischen Verbindungen kann dabei ganz oder teilweise durch Kontaktieren des Siliziumsubstrats mit einer oxidativen Komponente erfolgen. Beispielhafte oxidative Komponenten sind beispielsweise Wasserstoffperoxid (H2O2) oder Ozon (O3). Alternativ oder zusätzlich kann das Siliziumsubstrat auch mit einer alkalischen Komponente in Verbindung gebracht werden, beispielsweise Kaliumhydroxid (KOH). Alternativ oder zusätzlich kann auch eine RCA-(Radio Cooperation of America)Reinigung ausgeführt werden, die einen nasschemischen Reinigungsprozess umfasst. Eine RCA-Reinigung kann eine Reinigung des Halbleitersubstrats in zwei Bädern umfassen. Ein erstes Bad kann eine wässerige Lösung mit Ammoniumhydroxid und Wasserstoffperoxid beinhalten. Ein zweites Bad, in welches das Halbleitersubstrat nachfolgend gegeben wird, kann eine wässerige Lösung mit Salzsäure und Wasserstoffperoxid beinhalten. Das Abreinigen kann bei Raumtemperatur ausgeführt werden, kann aber auch in anderen Temperaturbereichen ausgeführt werden. Durch Verwenden eines geringfügig höheren T emperaturbereichs, beispielsweise in einem Bereich zwischen 40°C und 70°C kann eine hohe Effizienz der Reinigung erhalten werden. Das bedeutet, dass das Abreinigen in einem Bad erfolgen kann, etwa in einem sogenannten Batch-Verfahren. Das Verfahren kann auch eine Mehrzahl von Bädern aufweisen, in welche das jeweilige Halbleitersubstrat nacheinander gebracht wird. Alternativ kann auch zumindest ein Bad durch eine Benetzung mit der aufzubringenden Flüssigkeit ersetzt werden, etwa durch Verwendung von Sprühdüsen. The following explains how the individual steps 1 10 or 160, 170 and 180 can be carried out. The cleaning in the step 1 10 and / or 160 for removing the organic compounds may be wholly or partly by contacting the silicon substrate with an oxidative component. Exemplary oxidative components are, for example, hydrogen peroxide (H2O2) or ozone (O3). Alternatively or additionally, the silicon substrate may also be associated with an alkaline component, for example potassium hydroxide (KOH). Alternatively or additionally, a RCA (Radio Cooperation of America) cleaning can be carried out, which includes a wet chemical cleaning process. RCA cleaning may include cleaning the semiconductor substrate in two baths. A first bath may include an aqueous solution of ammonium hydroxide and hydrogen peroxide. A second bath into which the semiconductor substrate is subsequently added may include an aqueous solution of hydrochloric acid and hydrogen peroxide. The cleaning can be carried out at room temperature, but can also be carried out in other temperature ranges. By using a slightly higher temperature range, for example, in a range between 40 ° C and 70 ° C, a high purification efficiency can be obtained. This means that the cleaning can take place in a bath, for example in a so-called batch process. The method may also include a plurality of baths into which the respective semiconductor substrate is successively brought. Alternatively, at least one bath can be replaced by wetting with the liquid to be applied, for example by using spray nozzles.
Das Entfernen 170 von porösem Silizium an der Oberfläche des texturierten Siliziumsubstrats oder der entsprechende Teilschritt in dem Schritt 1 10 kann durch eine alkalische Nachreinigung und/oder durch die Behandlung mit Ozon erfolgen.
Das Ausführen 180 der Metallreinigung der Oberfläche des texturierten Siliziumsubstrats oder der entsprechende Teilschritt in dem Schritt 1 10 kann durch eine saure Nachreinigung und/oder durch die Behandlung mit Ozon erfolgen. Die Metallreinigung 180 und/oder der entsprechende Teilschritt in dem Schritt 1 10 kann auch durch Kontaktieren des zu reinigen- den Halbleitersubstrats mit einer wässerigen Lösung umfassend Wasser und zumindest eines aus Chlorwasserstoff (HCl) und Flusssäure (HF) erhalten werden. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine Lösung umfassend Flusssäure, Chlorwasserstoff und Ozon verwendet werden. Removal 170 of porous silicon at the surface of the textured silicon substrate or the corresponding substep in step 1 10 may be accomplished by alkaline post-cleaning and / or by treatment with ozone. The performing 180 of the metal cleaning of the surface of the textured silicon substrate or the corresponding sub-step in the step 1 10 may be carried out by an acid post-cleaning and / or by the treatment with ozone. The metal cleaning 180 and / or the corresponding partial step in the step 1 10 can also be obtained by contacting the semiconductor substrate to be cleaned with an aqueous solution comprising water and at least one of hydrogen chloride (HCl) and hydrofluoric acid (HF). Alternatively or additionally, a solution comprising hydrofluoric acid, hydrogen chloride and ozone can also be used.
Insbesondere in dem Schritt 1 10 aber auch in dem Verfahren 150 ist eine Reihenfolge der alkalischen und sauren Nachreinigung beliebig. Das bedeutet, es kann auch, anders als in Fig. 1 b dargestellt, auch zuerst der Schritt 180 und dann der Schritt 170 ausgeführt werden. Auch bezüglich des Schrittes 160 ist dabei eine Reihenfolge beliebig, das bedeutet, der Schritt 160 kann vor oder nach dem Schritt 170 und/oder vor oder nach dem Schritt 180 ausgeführt werden. Die alkalische Nachreinigung kann beispielsweise durch Ausführen des Schritts 1030 erhalten werden. Die saure Nachreinigung kann beispielsweise durch Aus- führen des Schritts 1040 ausgeführt werden. In particular, in the step 1 10 but also in the method 150, an order of alkaline and acid purification is arbitrary. That is, unlike in FIG. 1 b, step 180 may be executed first and then step 170 may be executed. An order is also arbitrary with regard to step 160, that is, step 160 may be executed before or after step 170 and / or before or after step 180. The alkaline post-purification can be obtained, for example, by carrying out the step 1030. The acid post-purification can be carried out, for example, by carrying out step 1040.
Alternativ kann zum Erhalten der Reinigung von allen drei Bestandteilen, den organischen Verbindungen, dem porösen Silizium und der Metallverunreinigungen, auch Ozon verwendet werden. Durch die Verwendung von Ozon wird es möglich, die Schritte 160 oder 170 und/oder 180 miteinander zu kombinieren, um zumindest zwei der Schritte 160, 170 und 180 in einem gemeinsamen Schritt auszuführen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann dies auch so ausgeführt werden, dass die Schritte 160, 170 und 180 gemeinsam in dem Schritt 1 10 ausgeführt werden. Das bedeutet, dass das Abreinigen in dem Schritt 160 und/oder 1 10 auch ein Entfernen von porösem Silizium (Schritt 170) und/oder Texturaddi- tiven, und/oder Metallen (Schritt 180) bewirken kann. Alternatively, to obtain the purification of all three components, the organic compounds, the porous silicon and the metal impurities, ozone can also be used. By using ozone, it becomes possible to combine steps 160 or 170 and / or 180 together to perform at least two of steps 160, 170 and 180 in a common step. According to an exemplary embodiment, this can also be carried out such that the steps 160, 170 and 180 are performed together in the step 110. That is, the cleaning in step 160 and / or 110 may also effect removal of porous silicon (step 170) and / or texture additives, and / or metals (step 180).
Die Verwendung von Ozon in den Schritten 160, 170 und/oder 180 kann auch als Ozon- basierte Behandlung der Oberfläche des texturierten Siliziumsubstrats verstanden werden. Eine beispielhafte Ozonkonzentration für einen derartigen Schritt kann in einem Bereich von 1 ppm bis 150 ppm, von 5 bis 150 ppm oder von zumindest 10 bis 150 ppm aufweisen. Ausführungsbeispiele beziehen sich uneingeschränkt auch auf Untergrenzen von mehr als 30 ppm, etwa 31 ppm oder mehr, 35 ppm oder mehr, 40 ppm oder mehr oder gar 100 ppm oder mehr unter gleichzeitiger Verwendung der genannten Obergrenzen.
Unter Bezugnahme sowohl auf das Verfahren 150 aus Fig. 1 b als auch auf das Verfahren 100 aus Fig. 1 a werden bevorzugte Ausgestaltungen der Verfahren 100 und 150 erläutert. Unabhängig davon, ob die Reinigung in drei Schritten, reduziert auf zwei Schritte oder gemeinsam in einem Schritt unternommen werden, kann eine Kombination aus Ozon mit Flusssäure (HF) und/oder HCl zusätzlich zur oxidativen Entfernung organischer Materialien durch Ozon, d. h., das Ozon baut die organischen Verbindungen ab, durch einen abtragenden Mechanismus gleichzeitig organische Rückstände entfernt werden können, indem die Verunreinigungen oder Rückstände abgelöst werden, indem der Untergrund oder das Substrat geätzt wird. Hierfür sehen Ausführungsbeispiele vor, eine Konzentration von höchstens 1 % HF und/oder HCl zu verwenden. Bspw. entfernt das HF Siliziumoxid und durch das Entfernen der Oxidschicht werden auch auf der Oberfläche anhaftende organische Ver- unreinigungen oder deren Abbauprodukte abgelöst. The use of ozone in steps 160, 170 and / or 180 may also be understood as ozone-based treatment of the surface of the textured silicon substrate. An exemplary ozone concentration for such a step may range from 1 ppm to 150 ppm, from 5 to 150 ppm, or from at least 10 to 150 ppm. Exemplary embodiments also apply without restriction to lower limits of more than 30 ppm, about 31 ppm or more, 35 ppm or more, 40 ppm or more or even 100 ppm or more with simultaneous use of the said upper limits. Referring to both method 150 of FIG. 1 b and method 100 of FIG. 1 a, preferred embodiments of methods 100 and 150 will be discussed. Regardless of whether cleaning is done in three steps, reduced to two steps, or together in one step, a combination of ozone with hydrofluoric acid (HF) and / or HCl may be used in addition to oxidative removal of organic materials by ozone, ie, ozone the organic compounds can be removed by a removing mechanism simultaneously organic residues can be removed by the impurities or residues are removed by the substrate or the substrate is etched. For this purpose, embodiments provide for using a concentration of at most 1% HF and / or HCl. For example. removes the HF silicon oxide and by removing the oxide layer also adhering to the surface organic impurities or their degradation products are replaced.
Durch Zugabe von HCl kann die Kombination HF/HCl und Ozon zusätzlich Metallverunreinigungen entfernt werden. By adding HCl, the combination HF / HCl and ozone can be additionally removed metal impurities.
Die HF-Konzentration wird im Rahmen der beschriebenen Ausführungsbeispiele bei höchstens 1 ,5 % oder höchstens 1 % gehalten, bevorzugt zwischen 0,05 % und 0,5 %. The HF concentration is kept within the scope of the described embodiments at most 1, 5% or at most 1%, preferably between 0.05% and 0.5%.
Die HCI-Konzentration wird im Rahmen der beschriebenen Ausführungsbeispiele bei höchstens 1 ,5 % oder höchstens 1 % gehalten, bevorzugt zwischen 0,05 % und 0,5 %. The HCI concentration is maintained in the described embodiments at most 1, 5% or at most 1%, preferably between 0.05% and 0.5%.
Zum Erreichen der gewünschten Ergebnisse genügen kurze Behandlungszeiten, die kürzer sein können als 5 min, bevorzugt zwischen 0,5 Minuten und 3,5 Minuten. To achieve the desired results, short treatment times, which may be shorter than 5 minutes, preferably between 0.5 minutes and 3.5 minutes, are sufficient.
Die Lösung kann bevorzugt einen pH-Wert in einem Bereich von zumindest 0 und höchs- tens 7 aufweisen und bei einer Prozesstemperatur von zumindest 5°C und höchstens 80°C verwendet werden. Bevorzugt werden Temperaturen von zumindest 20°C und höchstens 65°C oder von zumindest 50°C und höchstens 65°C.Bevorzugt wird die Lösung auf Temperaturen oberhalb der Raumtemperatur erwärmt nämlich unter Berücksichtigung der Obergrenze von 80°C, 65°C oder 50°C auf Temperaturen von zumindest 30°C, zumindest 35°C oder zumindest 40°C, da mit steigender Temperatur die Löslichkeit von organischen Verbindungen / Rückständen verbessert wird und somit kleine oder kurze Aufnahmestre- cken für das Einbringen des Ozons in die Lösung und/oder hohe Ozonkonzentrationen ermöglicht werden. Erhöhte Temperaturen bieten sich somit bei hohem Verschmutzungsgrad mit Metallverunreinigung und/oder kurzen Behandlungszeiten an.
Gemäß Ausführungsbeispielen kann eine hohe Ozonkonzentration bis in etwa 150 ppm verwendet werden, oder diese gar übersteigen Bei zunehmender Ozonkonzentration sehen Ausführungsbeispiele vor, die Temperatur von den beschriebenen 23°C zu reduzieren, um eine gute Ozonlöslichkeit in dem Medium zu erhalten. The solution may preferably have a pH in a range of at least 0 and at most 7 and be used at a process temperature of at least 5 ° C and at most 80 ° C. Preference is given to temperatures of at least 20 ° C and at most 65 ° C or at least 50 ° C and at most 65 ° C. The solution is preferably heated to temperatures above room temperature, namely taking into account the upper limit of 80 ° C, 65 ° C or 50 ° C to temperatures of at least 30 ° C, at least 35 ° C or at least 40 ° C, since with increasing temperature, the solubility of organic compounds / residues is improved and thus small or short Aufnahmestre- bridges for the introduction of ozone in the solution and / or high ozone concentrations are allowed. Increased temperatures are thus available at a high degree of contamination with metal contamination and / or short treatment times. According to embodiments, a high ozone concentration up to about 150 ppm may be used or even exceed it. As the ozone concentration increases, embodiments provide for reducing the temperature from the described 23 ° C to obtain good ozone solubility in the medium.
Fig. 2 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens 200 gemäß einem Aus- führungsbeispiel. Das Verfahren 200 umfasst mehrere optionale Schritte, darunter einen optionalen Schritt 210, in welchem ein Ätzen des Halbleitersubstrats erfolgt, etwa um eine Texturierung von zumindest einer Oberfläche des Halbleitersubstrats zu erhalten. Während dem Ätzen können organische Verunreinigungen entstehen. Ein Grund hierfür ist, dass ver- wendete Texturadditive organische Verbindungen enthalten können und während oder nach dem Ätzschritt auf der Oberfläche verweilen können. FIG. 2 shows a schematic flow diagram of a method 200 according to an exemplary embodiment. The method 200 includes a plurality of optional steps, including an optional step 210, in which etching of the semiconductor substrate occurs, such as to obtain texturing of at least one surface of the semiconductor substrate. During etching, organic contaminants may form. One reason for this is that used texture additives may contain organic compounds and may remain on the surface during or after the etching step.
Ein oder mehrere Ziele des Ätzens 210 und/oder ein Hauptfokus hiervon können auf einer sauren isotropen Textur liegen, die mit einem Additiv versehen ist, um multikristalline Dia- mantdraht-gesägte Siliziumsubstrate zu behandeln. Das Additiv kann hierbei organisch o- der anorganisch sein. Ein verwendetes Additiv kann als Bestandteil ein Polymer umfassen. Das Ätzen 210 kann auf verschiedene Arten ausgeführt werden. Eine Art ist beispielsweise ein metallunterstütztes chemisches Ätzen unter Verwendung von Metallpartikeln. Dies kann auch mit dem englischen Fachbegriff„Metai Assisted Chemical Etching (MACE)“ beschrie- ben werden. Es kann auch eine saure isotrope Textur, d. h., Stoffgemisch, verwendet werden. eine solche saure isotrope Textur mit organischen und/oder anorganischen Additiven kann beispielsweise eine Kombination aus Flusssäure, Salpetersäure (HNO3) und zumindest einem Additiv sein. Optional kann auch Wasser hinzugefügt werden, so dass die saure isotrope Textur mit Additiv auch eine Kombination aus Flusssäure, Salpetersäure, Wasser und dem Additiv sein kann. In der Ätzlösung kann, wie in DE 10 2016 210 883 A1 beschrie- ben, mit geringem Anteil von maximal wenigen Gew.% ein Additiv aus der Gruppe beste- hend aus Alkohol, Tensid, Glykol enthalten sein. Durch das Ätzen 110. Durch das Ätzen 210können Ätzraten und das Erscheinungsbild der Halbleitersubstratoberfläche abhängig von der Temperatur und/oder der Zeit eingestellt werden. One or more targets of the etch 210 and / or a major focus thereof may be on an acidic isotropic texture provided with an additive to treat multicrystalline diamond wire sawn silicon substrates. The additive may be organic or inorganic. An additive used may comprise as a component a polymer. The etching 210 may be performed in various ways. One type is, for example, a metal-assisted chemical etching using metal particles. This can also be described by the English technical term "Metai Assisted Chemical Etching (MACE)". It can also be an acid isotropic texture, d. h., Mixture be used. Such an acid isotropic texture with organic and / or inorganic additives may be, for example, a combination of hydrofluoric acid, nitric acid (HNO3) and at least one additive. Optionally, water can also be added so that the acid isotropic texture with additive can also be a combination of hydrofluoric acid, nitric acid, water and the additive. As described in DE 10 2016 210 883 A1, in the etching solution, with a small proportion of at most a few% by weight, an additive from the group consisting of alcohol, surfactant, glycol can be contained. By etching 110. By etching 210, etch rates and the appearance of the semiconductor substrate surface can be adjusted depending on the temperature and / or time.
Typischerweise können Temperaturbereiche im Bereich von 10°C bis 30°C und Ätzdauern im Bereich von 0,5 Minuten bis 10 Minuten verwendet werden. Additive und/oder additive Rückstände können an der Oberfläche anhaften und das Benetzungsverhalten für weitere Schritte verändern und/oder das Angreifen von weiteren Ätzmitteln inhibieren, d. h.
hemmen. Das Additiv kann eine oder mehrere Komponenten aufweisen und somit auch als ein Additiv oder eine Kombination aus mehreren Additiven verstanden werden. Die Verwendung von mehreren Additiven kann so erfolgen, dass die Kombination der Additive erst in einer Lösung oder in dem verwendeten Bad Zusammenwirken, das bedeutet, dass bei Kombination der Additive für sich genommen noch keine Interaktion stattfindet. Das Ablösen von Verunreinigungen auf dem Wafer, etwa Metalle und/oder Metallionen, kann ebenfalls inhibiert werden. Typically, temperature ranges in the range of 10 ° C to 30 ° C and etches in the range of 0.5 minutes to 10 minutes can be used. Additive and / or additive residues may adhere to the surface and alter the wetting behavior for further steps and / or inhibit the attack of further etchants, ie inhibit. The additive may have one or more components and thus also be understood as an additive or a combination of several additives. The use of several additives may be such that the combination of the additives only work together in a solution or in the bath used, which means that, when the additives are combined in themselves, no interaction takes place yet. The detachment of impurities on the wafer, such as metals and / or metal ions, can also be inhibited.
Alternativ oder zusätzlich kann auch ein elektrochemisches Ätzen ausgeführt werden. Wei- tere Beispiele zur Verwendung während des Ätzverfahrens sind beispielsweise eine che- mische Kantenisolation, eine Glättung der Oberfläche, d. h., Ausführen einer Politur, eine selektive Emitterentfernung, eine Entfernung von Sägeschäden, insbesondere bei Dia- mantdraht-gesägten Siliziumsubstraten, eine Behandlung lediglich einer Hauptseite (ein- seitige Behandlung) oder eine Behandlung beider Hauptseiten (zweiseitige Behandlung). Das bedeutet, die Verwendung einer sauren isotropen Textur kann optional unter Verwen- dung eines Additivs erfolgen, wobei dieses Additiv organisch oder anorganisch sein kann. In einem Beispiel kann das Ätzen ohne Additiv durchgeführt werden. Alternatively or additionally, an electrochemical etching can also be carried out. Further examples for use during the etching process include, for example, a chemical edge isolation, a smoothing of the surface, i. h., performing a polish, selective emitter removal, removal of sawing damage, especially in diamond-sawn silicon substrates, single-side treatment (single-sided treatment), or treatment of both major sides (double-sided treatment). That is, the use of an acidic isotropic texture can optionally be done using an additive, which additive may be organic or inorganic. In one example, the etch may be done without additive.
Das Ätzen 210 kann zu Rückständen auf zumindest einer der Oberflächen des Halbleitersubstrats führen. Diese Rückstände können ein poröses Silizium sein, können alter- nativ oder zusätzlich Metallverunreinigungen umfassen, können aber auch alternativ oder zusätzlich organische Verunreinigungen umfassen. Zum Entfernen, insbesondere der Additivkomponenten, kann ein optionaler Schritt 220 ausgeführt werden, in welchem ein Spülen des Halbleitersubstrats erfolgt. Das Spülen 220 bzw. die Entfernung der Additivkomponenten kann in mindestens einem Schritt und/oder einem Durchgang erfolgen. Das bedeu- tet, es kann auch öfters gespült werden. Das Spülen 220 kann die Kontaktierung des Halbleitersubstrats mit Wasser umfassen, das bedeutet, ein Medium des Spülvorgangs 220 kann Wasser sein. Alternativ oder zusätzlich kann auch Ozon, Flusssäure, Chlorwasserstoff und/oder andere Mittel verwendet werden. Der Spülvorgang 220 kann in einem Tempera- turbereich von beispielsweise zumindest 5°C und höchstens 90°C erfolgen, beispielsweise um das Sieden von Wasser zu vermeiden. Beispielsweise kann ein Spülvorgang, der mit dem Fachbegriff„Quick Dump Rinse“ bezeichnet werden kann, verwendet werden. Es kön- nen Überlaufspüler und/oder Kaskadenspüler eingesetzt werden. Beispielweise kann ein Spülvorgang einen festen Verbrauch an Spülmedium beinhalten, vorteilhafterweise kann der Spülvorgang dynamisch auf den Verunreinigungsgrad des Wafers und/oder des Spülmediums angepasst werden.
Der Schritt 220 kann insbesondere dann ausgeführt werden, wenn das Verfahren den Schritt 210 umfasst. The etch 210 may result in residues on at least one of the surfaces of the semiconductor substrate. These residues may be porous silicon, may alternatively or additionally include metal contaminants, but may alternatively or additionally include organic contaminants. For removal, in particular of the additive components, an optional step 220 may be carried out, in which a rinsing of the semiconductor substrate takes place. The purging 220 or the removal of the additive components can take place in at least one step and / or one pass. This means that it can also be flushed more often. The purging 220 may include contacting the semiconductor substrate with water, that is, a medium of the purging operation 220 may be water. Alternatively or additionally, ozone, hydrofluoric acid, hydrogen chloride and / or other agents may also be used. The rinsing process 220 can take place in a temperature range of, for example, at least 5 ° C. and at most 90 ° C., for example in order to avoid the boiling of water. For example, a rinsing process, which can be referred to by the technical term "Quick Dump Rinse", can be used. Overflow rinse and / or cascade rinse aid can be used. For example, a purging process may involve a fixed consumption of purging medium, advantageously, the purging process may be dynamically adjusted to the degree of contamination of the wafer and / or the purging medium. Step 220 may be performed, in particular, if the method includes step 210.
Alternativ zu dem Schritt 210 kann für das Abreinigen und/oder die Entfernung von porösem Silizium und/oder Metall auch ein vorgeätztes Halbleitersubstrat bereitgestellt werden. As an alternative to step 210, a pre-etched semiconductor substrate may also be provided for cleaning and / or removing porous silicon and / or metal.
In beiden Fällen erfolgt in einem Schritt 230 des Verfahrens 200 ein Abreinigen von organischen Verbindungen von dem Halbleitersubstrat, etwa der im Schritt 210 entstandenen. Dies kann beispielsweise im Rahmen des Schritts 1 10 und/oder des Schritts 160 erfolgen. Gleichzeitig können hierdurch Metallverunreinigungen auftreten. In both cases, in a step 230 of the method 200, a cleaning of organic compounds from the semiconductor substrate, such as that resulting from step 210, takes place. This can be done, for example, in the context of step 110 and / or step 160. At the same time this can lead to metal contamination.
Das Verfahren 200 umfasst ferner einen optionalen Schritt 240, in welchem ein erneutes Spülen des Halbleitersubstrats erfolgen kann, insbesondere, wenn das Abreinigen 230 und das Entfernen des porösen Siliziums und/oder das Ausführen der Metallreinigung in zumin- dest zwei Schritten erfolgt. The method 200 further comprises an optional step 240, in which a rinsing of the semiconductor substrate can take place, in particular if the cleaning 230 and the removal of the porous silicon and / or the execution of the metal cleaning takes place in at least two steps.
Das Verfahren 200 umfasst einen Schritt 250, in welchem die Entfernung von porösem Silizium und/oder von Metall durch eine ozonbasierte Behandlung erfolgt. Hier können bspw. die im Schritt 230 auftretenden Metallverunreinigungen entfernt werden. In diesem Fall sind beispielsweise die Schritte 170 und 180 miteinander kombiniert, wobei für die Kombination die ozonbasierte Behandlung verwendet wird. Insbesondere bei Verwendung der ozonbasierten Behandlung in dem Schritt 250 können die Schritte 230 und 250 auch gemeinsam, d. h. zeitgleich, durchgeführt werden, so dass auf den Schritt 240 ohne Ein- schränkung allein deswegen verzichtet werden kann, da die Abreinigung der organischen Verbindungen, das Entfernen des porösen Siliziums und/oder die Metallreinigung zeitgleich erfolgt. The method 200 includes a step 250 in which the removal of porous silicon and / or metal is accomplished by an ozone-based treatment. Here, for example, the metal impurities occurring in step 230 can be removed. In this case, for example, steps 170 and 180 are combined, using the ozone-based treatment for the combination. In particular, using the ozone-based treatment in step 250, steps 230 and 250 may also be performed in common, i. H. at the same time, so that the step 240 can be omitted without restriction, since the cleaning of the organic compounds, the removal of the porous silicon and / or the metal cleaning takes place at the same time.
Es zeigt sich, dass durch die wechselseitige Erzeugung neuer Verunreinigungen durch Aus- führen der Reinigungsschritte 210 und 230 ein Verbesserungspotential darin besteht, diese neu erzeugten Verunreinigungen im gleichen Schritt gleich wieder mit zu entfernen oder dadurch zu verhindern. Dies ermöglicht, dass eine geringe Abmessung der entsprechenden Anlage erhalten werden kann, bspw. wenn ein gemeinsames Becken, Bad oder ein gemeinsamer Behandlungsbereich für alle drei Reinigungsschritte genutzt wird.
Das Verfahren kann basierend auf unterschiedlichen Einstellungsparametern und/oder verwendeten Materialien so angepasst werden, dass die ozonbasierte Behandlung ausgelegt ist, um eines oder mehrere des alkalischen Nachreinigens, des Entfernens porösen Silizi- ums, der Metallreinigung und des Entfernens von organischen Verbindungen zu bewirken. Bspw. kann eine Hinzugabe von Komponenten, Bestandteilen oder Additiven in das Reini- gungsmedium unterschiedliche Einstellungen bewirken. Gemäß einem Ausführungsbei- spiel können alle drei Reinigungsschritte in einem gemeinsamen Becken bei zumindest näherungsweise konstanten Bedingungen erhalten werden. Eine Reinigung von organischen Verunreinigung kann dabei besonders effektiv bei höhere Temperaturen und höherer Ozon- konzentrationen durchgeführt werden und kann - für sich genommen - auch lediglich mit Ozon und Wasser durchgeführt werden. Eine zusätzliche Entfernung von porösem Silizium kann durch Hinzugabe von Flusssäure erhalten werden. Es ist bekannt, eine Metallreinigung nur mit HF / HCl durchzuführen. Eine Verwendung einer Kombination aus Flusssäure, Chlorwasserstoff und Ozon und/oder eine Kombination aus Flusssäure und Ozon ermög- licht das gleichzeitige Ausführen aller drei Schritte, der Entfernung organscher Verbindun- gen, der Metallrückstände und des porösen Siliziums. It can be seen that the mutual generation of new impurities by carrying out the purification steps 210 and 230 offers the potential for improvement in the fact that these newly generated impurities are immediately removed or prevented in the same step. This allows a small dimension of the corresponding plant to be obtained, for example if a common pool, bath or common treatment area is used for all three purification steps. The method may be adapted based on different adjustment parameters and / or materials used such that the ozone-based treatment is configured to effect one or more of the alkaline post-cleaning, the removal of porous silicon, the metal cleaning, and the removal of organic compounds. For example. For example, adding components, constituents or additives to the cleaning medium can cause different settings. According to one embodiment, all three cleaning steps can be obtained in a common pool under at least approximately constant conditions. Purification of organic contaminants can be carried out particularly effectively at higher temperatures and higher ozone concentrations and, taken alone, can also be carried out only with ozone and water. An additional removal of porous silicon can be obtained by adding hydrofluoric acid. It is known to perform a metal cleaning only with HF / HCl. Use of a combination of hydrofluoric acid, hydrogen chloride and ozone and / or a combination of hydrofluoric acid and ozone allows all three steps to be carried out simultaneously, removal of organic compounds, metal residues and porous silicon.
Im Nachgang hierzu kann in einem optionalen Schritt 260 ein erneuter Spülvorgang durchgeführt werden. Nachfolgend hierzu umfasst das Verfahren 200 einen Schritt 270, in welchem ein Trocknen des Halbleitersubstrats erfolgt. Der Schritt 270 kann nach dem Abreinigen erfolgen. Die Trocknung kann in einem Temperaturbereich von zumindest 0°C erfolgen, d. h., einem Zustand, in welchem Wasser flüssig vorliegt, um eine Verdunstung des Grundstoffs Wasser zu ermöglichen. Bevorzugt wird ein Temperaturbereich von zumindest 25°C und höchstens 100°C. Die Temperatur kann über einen Verlauf des Schritts 270 konstant oder variabel sein. Beispielsweise kann ein variabler Temperaturverlauf mit zunehmender Temperatur dazu beitragen, einen Materialstress in dem Halbleitersubstrat gering zu halten. Bei geringen Temperaturen oder geringen T emperaturunterschieden kann auf einen derartigen Schritt der Temperaturanpassung auch verzichtet werden. Der Schritt 270 kann im Medium Luft ausgeführt werden. Alternativ oder zusätzlich kann anstelle von Luft oder zusätzlich zur Luft auch ein Inertgas angeordnet sein. Der Schritt 270 kann auch unter Verwendung eines IPA-Trockners ausgeführt werden (IFA = Isopropylalkohol). Alternativ oder zusätzlich kann auch eine Heißluft verwendet werden, die beispielsweise einen Stickstoffstrom über das Halbleitersubstrat leitet. Subsequent thereto, in an optional step 260, a renewed rinsing process can be carried out. Subsequently, the method 200 comprises a step 270, in which a drying of the semiconductor substrate takes place. Step 270 may be after cleaning. The drying can be carried out in a temperature range of at least 0 ° C, d. h., A state in which water is liquid, to allow evaporation of the raw material water. A temperature range of at least 25 ° C and at most 100 ° C is preferred. The temperature may be constant or variable over a course of step 270. For example, a variable temperature profile with increasing temperature can help to minimize material stress in the semiconductor substrate. At low temperatures or low T emperaturunterschieden can be dispensed with such a step of temperature adjustment. Step 270 may be performed in the medium of air. Alternatively or additionally, instead of air or in addition to the air, an inert gas may be arranged. Step 270 may also be carried out using an IPA dryer (IFA = isopropyl alcohol). Alternatively or additionally, it is also possible to use a hot air which, for example, conducts a stream of nitrogen over the semiconductor substrate.
Der Schritt 260 kann nach der ozonbasierten Behandlung und vor einer Trocknung in dem Schritt 270 erfolgen bzw. vor einem Ende des Verfahrens erfolgen. Das Ende des
Verfahrens kann ein Ablegen des Halbleitersubstrats umfassen, was ebenfalls als ein Trocknen verstanden werden kann, beispielsweise bei Umgebungsluft. Der Schritt 260 kann durch Benetzen des Halbleitersubstrats mit einem Medium, das zumindest eines aus Wasser, Ozon, Flusssäure und/oder Chlorwasserstoff umfasst, beinhalten. Eine eventuelle Ozonkonzentration liegt dabei im Bereich von 1 ppm bis 5 ppm oder weniger. Die Zeit, mit der das Halbleitersubstrat in dem Schritt 260 mit Ozon in Kontakt kommt und/oder die Konzentration desselben ist dafür ausgebildet, um eventuelle Rückstände des Schritts 270 abzureinigen, während in dem Schritt 750 eine Behandlung des Substrats selbst mit Ozon erfolgen kann. Step 260 may be after ozone-based treatment and prior to drying in step 270, or before one end of the process. The end of the Method may include depositing the semiconductor substrate, which may also be understood as a drying, for example in ambient air. Step 260 may include wetting the semiconductor substrate with a medium comprising at least one of water, ozone, hydrofluoric acid, and / or hydrogen chloride. A possible ozone concentration is in the range of 1 ppm to 5 ppm or less. The time that the semiconductor substrate contacts ozone in step 260 and / or the concentration thereof is configured to clean off any residue from step 270, while in step 750, the substrate itself may be treated with ozone.
Wie die anderen Spülschritte, kann das Spülen im Schritt 260 in einem Temperaturbereich von 5°C bis 90°C durchgeführt werden. Like the other rinsing steps, rinsing may be performed in step 260 in a temperature range of 5 ° C to 90 ° C.
Fig. 3 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens 300 gemäß einem Aus- führungsbeispiel. Das Verfahren 300 unterscheidet sich bezüglich eines Schrittes 350 von dem Verfahren 200. Der Schritt 350 wird anstelle des Schrittes 250 ausgeführt und umfasst die Entfernung des porösen Siliziums und/oder des Metalls. Während dies im Verfahren 200 durch die ozonbasierte Behandlung, gegebenenfalls kombinatorisch, erhalten wird, kann im Schritt 350 auch ein anderer Schritt zum Entfernen des porösen Siliziums und/oder des Metalls ausgeführt werden, beispielsweise indem eine alkalische Nachreinigung ausgeführt wird und/oder indem eine saure Nachreinigung ausgeführt wird. Es versteht sich, dass in dem Schritt 350 auch mehrere Teil-Schritte ausführbar sind. Gemäß Ausführungs- beispielen kann ein Verfahren auch die Schritte 250 und 350 aufweisen. 3 shows a schematic flowchart of a method 300 according to an exemplary embodiment. Method 300 differs from method 200 with respect to step 350. Step 350 is performed in place of step 250 and includes removal of the porous silicon and / or the metal. While this is obtained in the method 200 by the ozone-based treatment, optionally combinatorial, another step of removing the porous silicon and / or the metal may be performed in step 350, for example, by performing an alkaline post-purification and / or by using an acidic After cleaning is carried out. It is understood that in step 350 also several partial steps are executable. According to embodiments, a method may also include steps 250 and 350.
Fig. 4 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens 400 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Verglichen mit den Verfahren 200 und 300 unterscheidet sich das Verfahren 400 von diesen Ausführungsbeispielen, dass das Verfahren einen Schritt 451 umfasst, in welchem eine alkalische Nachreinigung erfolgt. Dieser Schritt kann nach dem optionalen Schritt 240 erfolgen. In einem Schritt 452, der nach dem Schritt 451 ausführbar ist, erfolgt ein Spülen des Halbleitersubstrats. Der Schritt 452 kann gleich oder ähnlich ausgeführt werden, wie der Schritt 220. Nach dem Schritt 452 kann eine saure Nachreinigung in einem Schritt 453 ausgeführt werden, in welchem beispielsweise die Metallreinigung durchgeführt wird. 4 shows a schematic flowchart of a method 400 according to one exemplary embodiment. Compared to the methods 200 and 300, the method 400 differs from these embodiments in that the method comprises a step 451 in which an alkaline post-purification is performed. This step may be after the optional step 240. In a step 452, which can be carried out after step 451, the semiconductor substrate is rinsed. The step 452 may be the same or similar to the step 220. After the step 452, an acid post-cleaning may be performed in a step 453, in which, for example, the metal cleaning is performed.
Gemäß einem vorteilhaften Aspekt der vorliegenden Beispiele kann die ozonbasierte Behandlung eingesetzt werden, um das poröse Silizium zu entfernen und/oder die
Metallreinigung auszuführen, das bedeutet, die Metallrückstände zu entfernen. Zwar ist es beispielsweise aus US 6,503,333 B2 bekannt, Ozon zum Spülen zu verwenden, wie es beispielsweise anhand der Fig. 5 gezeigt ist. Die dort beschriebenen Schritte 32 und 36 bezie- hen sich auf die beiden Bäder der RCA-Reinigung, wobei nach jedem Bad eine Quick- Dump-Rinse-Spülung umfassend Ozon (O3) ausgeführt wird. Auch in DE 10 2010 054 370 A1 ist eine Verwendung von Ozon zur Reinigung beschrieben. Der alkalische Ätzprozess ist mit einem zusätzlichen Reinigungsschritt unter Verwendung von Flusssäure und Ozon kombiniert, um eine polierte und saubere Oberfläche bereitzustellen, die für eine Si02/SiNx-Stapelpassivierung verwendet wird. Hier erfolgt jedoch lediglich ein Entfernen von Reinigungsmittelrückständen. According to an advantageous aspect of the present examples, the ozone-based treatment can be used to remove the porous silicon and / or the Perform metal cleaning, which means removing the metal residues. Although it is known for example from US 6,503,333 B2 to use ozone for rinsing, as shown for example with reference to FIG. 5. Steps 32 and 36 described there relate to the two RCA cleaning baths, with a quick dump rinse purging comprising ozone (O3) after each bath. Also in DE 10 2010 054 370 A1 a use of ozone for cleaning is described. The alkaline etch process is combined with an additional purification step using hydrofluoric acid and ozone to provide a polished and clean surface that is used for Si0 2 / SiN x stack passivation. Here, however, only a removal of detergent residues occurs.
Demgegenüber bietet der Einsatz der ozonbasierten Behandlung in dem Schritt 250 die Möglichkeit, die Anzahl der chemischen Prozessschritte zu verringern, da gleichzeitig die porösen Silizium-Materialien als auch die Metalle und gegebenenfalls auch die organischen Verbindungen abgereinigt werden können. Damit kann auch eine Reduzierung der Anzahl der Spülschritte erhalten werden. Dies ermöglicht die Verringerung der Prozesszeit und mithin eine Durchsatzerhöhung bezogen auf bestehende Anlagen und/oder Prozesse. Ferner wird eine Verringerung des Chemikalienverbrauchs ermöglicht und eine geringere Abmessung der sequenziell arbeitenden Anlagen, das bedeutet, kürzere Anlagen. Daraus fer- ner erhaltene Vorteile, insbesondere wenn der geringe Chemikalienverbrauch in der Vermeidung von Chlorwasserstoff, Kaliumhydroxid und/oder Wasserstoffperoxid besteht, liegt in den geringen Kosten zum Betrieb der Anlage. Auch die geringere Anzahl von Reinigungsschritten ermöglicht den Erhalt geringerer Kosten. Indirekt können auch Entsorgungskosten gespart werden, da weniger (unterschiedliche) Abwasserarten erhalten werden. In contrast, the use of the ozone-based treatment in step 250 offers the possibility of reducing the number of chemical process steps, since at the same time the porous silicon materials as well as the metals and optionally also the organic compounds can be cleaned off. Thus, a reduction in the number of rinsing steps can be obtained. This allows the reduction of the process time and thus an increase in throughput based on existing plants and / or processes. Furthermore, a reduction of the chemical consumption is made possible and a smaller dimension of the sequentially operating plants, that is, shorter plants. Further advantages obtained therefrom, in particular if the low consumption of chemicals consists in avoiding hydrogen chloride, potassium hydroxide and / or hydrogen peroxide, lies in the low costs for operating the plant. Also, the smaller number of purification steps makes it possible to obtain lower costs. Indirectly, disposal costs can also be saved since fewer (different) wastewater types are obtained.
Vorliegend wurde jedoch erkannt, dass Ozon zum Entfernen von porösem Silizium und/oder ausführender Metallreinigung und/oder dem Abreinigen von den organischen Verbindungen durch Behandeln der Oberfläche des texturierten Siliziumsubstrats mit der ozonbasierten Behandlung erfolgen kann. In the present case, however, it has been recognized that ozone can be made to remove porous silicon and / or perform metal cleaning and / or cleaning of the organic compounds by treating the surface of the textured silicon substrate with the ozone-based treatment.
Fig. 6 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens 600 gemäß dem Stand der Technik, das dazu genutzt wird, das poröse Silizium zu entfernen und die Metallreinigung auszuführen. Hierfür weist das Verfahren 600 einen Schritt 630 auf, der beispielsweise als Schritt 1030 des Verfahrens 1000 implementierbar ist und dazu genutzt wird, um das poröse Silizium zu entfernen. Ferner weist das Verfahren 600 einen Schritt 640 auf, der
zur Metallreinigung eingesetzt wird, etwa unter Ausführung des Schritts 1040 des Verfahrens 1000. 6 shows a schematic flow diagram of a prior art method 600 that is used to remove the porous silicon and perform the metal cleaning. For this purpose, the method 600 comprises a step 630 which, for example, can be implemented as step 1030 of the method 1000 and is used to remove the porous silicon. Furthermore, the method 600 includes a step 640 that for metal cleaning, such as performing step 1040 of method 1000.
Fig. 7 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens 700 gemäß einem Ausführungsbeispiel, das einen Schritt 750 der ozonbasierten Behandlung aufweist. Mittels des Schrittes 750 können nicht nur die Schritte 630 und 640 des Verfahrens 600 ausgeführt werden, sondern auch der Schritt 160 des Abreinigens der Oberfläche des texturierten Siliziumsubstrats von den organischen Verbindungen. FIG. 7 shows a schematic flowchart of a method 700 according to an embodiment comprising a step 750 of ozone-based treatment. By means of step 750, not only steps 630 and 640 of method 600 may be performed, but also step 160 of cleaning the surface of the textured silicon substrate from the organic compounds.
Die ozonbasierte Behandlung kann somit das Ätzen von porösem Silizium, d. h., die Entfernung desselben, und die Metallreinigung in einem Schritt kombinieren. Alternativ oder zusätzlich kann die Ozonbehandlung auch für eine Beseitigung von organischen Rückständen verwendet werden. Die Ozonbehandlung 750 kann beispielsweise in mindestens einem Schritt ausgeführt werden, das bedeutet, sie kann auch wiederholt bzw. iterativ ausgeführt werden. The ozone-based treatment may thus include the etching of porous silicon, i. h., the removal thereof, and combine the metal cleaning in one step. Alternatively or additionally, the ozone treatment may also be used to remove organic residues. The ozone treatment 750 can be carried out, for example, in at least one step, which means that it can also be carried out repeatedly or iteratively.
Ozonkonzentrationen von Ozon, das bspw. in einer flüssigen, etwa wässrigen Lösung in einem Bad enthalten ist, in welches das Halbleitersubstrat getaucht wird oder welche über das Halbleitersubstrat gesprüht wird, kann in einem Bereich von zumindest 1 bis höchstens 150 ppm liegen. Bevorzugt werden Konzentrationen von zumindest 5 oder zumindest 10 ppm. Eine derartige Lösung kann Wasser, eine Säure, Flusssäure und/oder Chlorwasserstoff umfassen. Die Lösung kann bevorzugt einen pH-Wert in einem Bereich von zumindest 0 und höchstens 7 aufweisen und bei einer Prozesstemperatur von zumindest 5°C und höchstens 80°C verwendet werden. Bevorzugt werden Temperaturen von zumindest 20°C und höchstens 65°C oder von zumindest 50°C und höchstens 65°C. Das bedeutet, dass bei der ozonbasierten Behandlung das Ozon möglicherweise in einer wässrigen Lösung gelöst oder ein Bestandteil hiervon ist, so dass ein Benetzen des Halbleitersubstrats mit der wässrigen Lösung dazu führt, dass die wässrige Lösung mit dem Halbleitersubstrat bzw. den Rückständen darauf reagieren kann. Das Ozon kann neben der Form im gelösten Zustand, auch in Form von elementaren Gasblasen Vorkommen. Hierbei handelt es sich um die Kombination von gelöstem Ozon und gasförmigen Ozon, Die Ozongasblasen können in einem Beispiel positiv die Anströmung and den Wafer beeinflussen und Rückstände effektiver von der Oberfläche entfernen. Das Benetzen kann mittels eines Bades, in welches das Halbleitersubstrat eingebracht wird, erfolgen und/oder mittels eines Besprühens.
Die beschriebenen Verfahren können in hierfür ausgelegten Vorrichtungen ausgeführt werden. Hierfür sind sowohl Anwendungen als Batch-Verfahren (Vorrichtungen mit mehreren Wannen) oder Inline-Verfahren (Vorrichtungen zum Besprühen des Halbleitersubstrats) vorgesehen. Das bedeutet, es sind Vorrichtungen mit zumindest einem Bad und/oder einer Wanne zum Aufnehmen des Wafers vorgesehen und/oder es ist zumindest eine Transportstrecke vorgesehen, entlang derer der Wafer behandelt wird. Dies kann beispielsweise mittels Besprühen oder dergleichen erfolgen. In einem Batch-Verfahren wird der Wafer in die Prozesslösung getaucht, während er bei Inline-Verfahren während des Transports behandelt wird. Ozone concentrations of ozone contained, for example, in a liquid, such as aqueous solution in a bath in which the semiconductor substrate is dipped or which is sprayed over the semiconductor substrate may be in a range of at least 1 to at most 150 ppm. Preference is given to concentrations of at least 5 or at least 10 ppm. Such a solution may comprise water, an acid, hydrofluoric acid and / or hydrogen chloride. The solution may preferably have a pH in a range of at least 0 and at most 7 and be used at a process temperature of at least 5 ° C and at most 80 ° C. Preference is given to temperatures of at least 20 ° C and at most 65 ° C or at least 50 ° C and at most 65 ° C. That is, in the ozone-based treatment, the ozone may be dissolved in or part of an aqueous solution, so that wetting the semiconductor substrate with the aqueous solution causes the aqueous solution to react with the semiconductor substrate (s) thereon. The ozone can occur in addition to the form in the dissolved state, even in the form of elementary gas bubbles. This is the combination of dissolved ozone and gaseous ozone. The ozone gas bubbles can in one example positively affect the flow to the wafer and remove residues more effectively from the surface. The wetting can take place by means of a bath, into which the semiconductor substrate is introduced, and / or by means of spraying. The described methods can be carried out in devices designed for this purpose. For this purpose, both applications as a batch method (devices with multiple wells) or in-line methods (devices for spraying the semiconductor substrate) are provided. This means that devices are provided with at least one bath and / or a trough for receiving the wafer and / or at least one transport path is provided, along which the wafer is treated. This can be done for example by spraying or the like. In a batch process, the wafer is immersed in the process solution while being treated during in-line transport.
Die ozonbasierte Behandlung ist besonders vorteilhaft kombinierbar mit der Bereinigung der organischen Stoffe. Ein derartiges Verfahren kann somit auch als Verfahren zur Behandlung von geätzten Oberflächen eines Halbleitersubstrats unter Verwendung von ozonhaltigem Medium bezeichnet werden. Die hierin und in diesem Zusammenhang beschriebenen Ausführungsbeispiele beziehen sich insofern auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung eines texturierten Siliziumsubstrats und insbesondere ein Verfahren zum Reinigen unter Verwendung eines ozonhaltigen Mediums. Dabei wird, im Vergleich zum Stand der Technik, nicht auf das Abspülen abgestellt, sondern auf einen separaten Schritt unter Verwendung des ozonhaltigen Mediums, in welchem die entsprechenden und zu entfernenden Stoffe durch das Ozon mit entfernt werden. Das bedeutet, das Ozon interagiert mit dem Halbleitersubstrat bzw. den Rückständen. The ozone-based treatment is particularly advantageous combined with the cleansing of the organic matter. Such a method may thus also be referred to as a method for treating etched surfaces of a semiconductor substrate using ozone-containing medium. Thus, the embodiments described herein and in this context relate to a method and apparatus for treating a textured silicon substrate, and more particularly to a method of cleaning using an ozone-containing medium. It is compared to the prior art, not focused on the rinse, but on a separate step using the ozone-containing medium, in which the corresponding and to be removed substances are removed by the ozone. This means that the ozone interacts with the semiconductor substrate or the residues.
Unter erneuter Bezugnahme auf die Fig. 7 ist der Schritt 210 zum Ätzen des Halbleitersubstrats ebenfalls optional. Wenn das Verfahren 700 so ausgestaltet ist, dass es den Schritt 210 umfasst, so kann dieser vor dem ozonbasierten Behandeln 750 durchgeführt werden und ausgeführt werden, um das texturierte Siliziumsubstrat zu erhalten. Wie bereits vorangehend erläutert, kann das ozonbasierte Behandeln mit Flusssäure und/oder Chlorwasserstoff ausgeführt werden. Auch hier kann das Ätzen zumindest eines aus einem metallunterstützten chemischen Ätzen, einem elektrochemischen Ätzen, einem Ätzen mit saurer isotroper Textur und/oder einem Ätzen mit saurer isotroper Textur mit organischen und/oder anorganischen Additiven umfassen. Das Ätzen kann alternativ oder zusätzlich eine chemische Kantenisolation und/oder eine Glättung der Oberfläche und/oder eine selektive Emitterentfernung und/oder eine Sägeschadenentfernung und/oder eine einseitige Behandlung oder zweiseitige Behandlung umfassen.
Fig. 8 zeigt schematisch ein Beispiel einer Vorrichtung 80 zum Durchführen eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Offenbarung. Die Vorrichtung 80 umfasst eine Prozessmedi- enbereitstellungseinrichtung zum Bereitstellen von Medien zum Abreinigen, alkalischem Nachreinigen und saurem Nachreinigen der Oberfläche. Die Vorrichtung 80 umfasst ferner eine Substrathandhabungseinrichtung, die konfiguriert ist, um das Substrat 82 zu positionieren. Bei dem Substrat 82 kann es beispielsweise um einen Wafer handeln. Genauer gesagt kann die Prozessmedienbereitstellungseinrichtung so ausgeführt sein, dass sie Rollen 86 aufweist, die einen Transport und eine Benetzung des Substrats 82 mit einem sauren oder alkalischen und/oder ozonhaltigen Medium ermöglichen. Bspw. kann zumindest eine der Rollen 86 einen Hohlraum zur Aufnahme des Mediums aufweisen und so gebildet sein, dass das Medium durch eine Mantelfläche hindurch an das Substrat gelangen kann, bspw. über eine poröse Oberfläche der Rolle. Alternativ oder zusätzlich kann die Prozessmedienbereitstellungseinrichtung ein Medienbecken aufweisen, in dem sich das saure oder alkalische und/oder ozonhaltige Medium befindet. Es versteht sich, dass die Vorrichtung 80 meh- rere Rollen und/oder Medienbecken aufweisen kann, um das Substrat 82 mit unterschied- lichen Medien in Verbindung zu bringen. Alternativ kann auch die Rolle und/oder das Becken zwischen einzelnen Schritten geleert, gegebenenfalls gereinigt und neu befüllt werden. Referring again to FIG. 7, step 210 for etching the semiconductor substrate is also optional. If the method 700 is configured to include step 210, it may be performed prior to ozone-based processing 750 and performed to obtain the textured silicon substrate. As already explained above, the ozone-based treatment with hydrofluoric acid and / or hydrogen chloride can be carried out. Again, etching may include at least one of metal assisted chemical etching, electrochemical etching, acidic isotropic texture etching, and acid isotropic texture etching with organic and / or inorganic additives. The etching may alternatively or additionally comprise chemical edge isolation and / or surface smoothing and / or selective emitter removal and / or saw damage removal, and / or one-sided treatment or two-sided treatment. FIG. 8 schematically illustrates an example of an apparatus 80 for performing a method according to the present disclosure. The device 80 comprises a process media supply device for providing media for cleaning, alkaline post-cleaning and acid surface refinishing. The device 80 further includes a substrate handling device configured to position the substrate 82. For example, the substrate 82 may be a wafer. More specifically, the process media delivery device may be configured to include rollers 86 that permit transport and wetting of the substrate 82 with an acidic or alkaline and / or ozone containing medium. For example. For example, at least one of the rollers 86 may have a cavity for receiving the medium and may be formed so that the medium can reach the substrate through a lateral surface, for example over a porous surface of the roller. Alternatively or additionally, the process media supply device may comprise a media pool in which the acidic or alkaline and / or ozone-containing medium is located. It is understood that the apparatus 80 may include a plurality of rollers and / or media basins for communicating the substrate 82 with different media. Alternatively, the roller and / or the basin between individual steps can be emptied, optionally cleaned and refilled.
Die Substrathandhabungseinrichtung weist Rollen 86 auf, über die das Substrat 82 trans- portiert wird. Die Rollen 86 können ein horizontales Transportsystem darstellen, das bedeutet, es kann eine Funktionsintegration zwischen Prozessmedienbereitstellungseinrichtung und Substrathandhabungseinrichtung erfolgen. Die Rollen 86 können die Funktion haben, das Medium zu der Unterseite des Substrats 82 zu transportieren. Beispielsweise kön- nen die Rollen 86 zu diesem Zweck zumindest teilweise in dem Medium angeordnet sein und eine poröse oder schwammartige Oberfläche aufweisen oder das Medium aus einem inneren Hohlkörper bereitstellen. Dadurch kann die Unterseite des Substrats 82 mit dem Medium benetzt und somit behandelt werden. The substrate handling device has rollers 86, over which the substrate 82 is transported. The rollers 86 may represent a horizontal transport system, which means that there may be functional integration between the process media supply device and the substrate handling device. The rollers 86 may function to transport the media to the underside of the substrate 82. For example, for this purpose, the rollers 86 may be at least partially arranged in the medium and have a porous or sponge-like surface or provide the medium from an inner hollow body. Thereby, the underside of the substrate 82 can be wetted with the medium and thus treated.
Fig. 9 zeigt ein alternatives Beispiel einer Vorrichtung 90 zum Durchführen eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Offenbarung, bei der die Substrathandhabungseinrichtung wiederum als horizontales Transportsystem mit Rollen 86, über die das Substrat 82 transportiert wird, implementiert ist. Die Vorrichtung 90 kann ähnlich der in DE 10 2009 060 931 A1 oder WO 201 1/076920 A1 beschriebenen Vorrichtung sein, so dass bspw. die Vorrichtung 90 zur Behandlung von Silizium-Wafern 82 als Siliziumsubstrate dargestellt ist, und zwar in Durchlaufrichtung dieser Silizium-Wafer 82. Dabei liegen sie entlang einer horizontalen
Transportbahn, die von Transportrollen 86 auf Transportwellen 87 gebildet ist. Mehrere Si- lizium-Wafer können dabei nebeneinander durch die Anlage 90 gefahren werden und viele hintereinander mit geringem Abstand. Oberhalb der Transportbahn entlang der das Sub- strat 82 bewegt wird, kann die Prozessmedienbereitstellungseinrichtung ein Schwallrohr 94 als Benetzungsvorrichtung vorgesehen umfassen, welches einen Abstand von wenigen Zentimetern zu der Oberseite der Substrate 82, etwa Silizium-Wafer aufweist und über die gesamte Breite der Transportbahn reicht. Das Schwallrohr 94 oder mehrere Schwallrohre 94 hintereinander überdecken die Transportbahn in der Länge. Der Abstand der Schwallrohre 94 kann beispielsweise etwa 15 cm betragen, möglicherweise aber auch etwas mehr oder etwas weniger oder sich auch im Verlauf der Transportbahn ändern. 9 shows an alternative example of an apparatus 90 for carrying out a method according to the present disclosure, in which the substrate handling device is in turn implemented as a horizontal transport system with rollers 86 over which the substrate 82 is transported. The device 90 may be similar to the device described in DE 10 2009 060 931 A1 or WO 201 1/076920 A1, so that, for example, the device 90 for treating silicon wafers 82 is shown as silicon substrates, in the direction of passage of these silicon wafers. Wafer 82. They lie along a horizontal Transport path, which is formed by transport rollers 86 on transport shafts 87. Several silicon wafers can be driven side by side through the system 90 and many behind each other at a small distance. Above the transport path along which the substrate 82 is moved, the process media supply device may comprise a still pipe 94 provided as a wetting device, which has a distance of a few centimeters to the top of the substrates 82, such as silicon wafers and extends over the entire width of the transport path , The surge pipe 94 or more still pipes 94 in a row cover the transport path in length. The distance of the surge pipes 94 may be, for example, about 15 cm, but possibly also slightly more or less or even change in the course of the transport path.
Des Weiteren kann an dem Schwallrohr 94 eine Nachdosierung 98 zum Nachdosieren von Additiv als separater Anschluss vorgesehen sein. Hier kann ein eingangs genanntes Additiv oder mehrere davon nachdosiert bzw. der Ätzlösung 85 zudosiert werden. Dies kann derart kurz vor dem Ausbringen der Ätzlösung 85 aus dem Schwallrohr 94 erfolgen, dass eine Verdunstung der vorgenannten leicht flüchtigen Additive sehr gering gehalten wird oder ganz vermieden werden kann. Furthermore, a subsequent metering 98 for replenishing additive as a separate connection can be provided on the stilling pipe 94. Here, an additive mentioned above or several of them can be added or added to the etching solution 85. This can be done so shortly before the application of the etching solution 85 from the stilling tube 94, that evaporation of the aforementioned volatile additives is kept very low or can be completely avoided.
Das Schwallrohr 94 weist an seiner Unterseite mehrere Schwalldüsen 96 auf, die als einfa- che Löcher, Öffnungen oder Schlitze ausgebildet sein können. Durch sie kann das Medium bzw. die Ätzlösung 85 austreten und auf die Oberseite des Silizium-Wafers 82 kommen und sich dort verteilen, wie es dargestellt ist. Im Gegensatz zu der in DE 10 2009 060 931 A1 beschriebenen alkalischen Ätzlösung kann eine andere, bspw. saure Ätzlösung verwendet werde, wie es bspw. in der DE 10 2007 063 202 A1 beschrieben ist, wobei zusätzlich das Abreinigen erfolgt. Ein dort beschriebenes Verfahren kann in zwei Schritten ausgeführt werden. Bei beiden Schritten können saure Ätzlösungen verwendet werden. Bei dem ersten Schritt erfolgt eine Fokussierung auf die Textur der Oberseite, und im zweiten Schritt auf eine Politur von der Unterseite. Zwischen den Schritten kann ein Spülen mit Wasser erfolgen. The surge pipe 94 has on its underside a plurality of surge nozzles 96, which may be formed as simple holes, openings or slots. Through them, the medium or the etching solution 85 can emerge and come on the top of the silicon wafer 82 and distribute there, as shown. In contrast to the alkaline etching solution described in DE 10 2009 060 931 A1, it is possible to use another, for example, acidic etching solution, as described, for example, in DE 10 2007 063 202 A1, in which case the cleaning is additionally carried out. A method described there can be carried out in two steps. Both steps can use acid etching solutions. In the first step, focusing on the texture of the top, and in the second step on a polish from the bottom. Between the steps a rinsing with water can take place.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Prozessmedienbereitstellungseinrichtung alternativ oder zusätzlich zu den Schwalldüsen 96 untere Sprühdüsen und obere Sprühdüsen aufweisen, um das Medium von beiden Seiten bezüglich des Substrats 82 bereitzustellen, um beide Hauptoberflächen des Wafers 82 zu behandeln. Alternativ können Sprühdüsen nur auf einer Seite vorgesehen sein. Obwohl in Fig. 9 fünf Schwalldüsen 96 auf gezeigt sind,
kann eine andere Anzahl, z. B. nur eine Schwalldüse oder eine höhere Anzahl, etwa zwei, drei, vier, sechs, zehn oder mehr, vorgesehen sein. According to one embodiment, alternatively or in addition to the surge nozzles 96, the process media delivery device may include lower spray nozzles and upper spray nozzles to provide the media from both sides relative to the substrate 82 to treat both major surfaces of the wafer 82. Alternatively, spray nozzles may be provided only on one side. Although, in FIG. 9, five surge nozzles 96 are shown on FIG. can another number, z. B. only one nozzle or a higher number, such as two, three, four, six, ten or more, may be provided.
Fig. 10 zeigt ein alternatives Beispiel einer Vorrichtung 120 zum Durchführen eines Verfah- rens gemäß der vorliegenden Offenbarung, bei dem die Prozessmedienbereitstellungsein- richtung ein Prozessmedienbad 122 in dem sich das Medium 84, beispielsweise ein saures Medium, befindet, aufweist. 10 shows an alternative example of an apparatus 120 for performing a method in accordance with the present disclosure in which the process media provider includes a process media bath 122 in which the media 84, such as an acidic media, is located.
Eine Substrathandhabungseinrichtung 124, die in Fig. 10 lediglich sehr schematisch ge- zeigt ist, ist ausgebildet, um das Substrat 82 beispielsweise in waagerechter Ausrichtung (linker Teil von Fig. 10) oder in vertikaler Ausrichtung (rechter Teil von Fig. 10) in das Medium 84 einzutauchen. Die Substrathandhabungseinrichtung 124 kann zu diesem Zweck geeignete Halter oder Greifer aufweisen, um Substrate einzeln oder mehrere Substrate gleichzeitig zu halten bzw. zu greifen und in das Medium 84 einzutauchen. A substrate handling device 124, which is only very schematically shown in FIG. 10, is designed to place the substrate 82 in, for example, a horizontal orientation (left-hand part of FIG. 10) or in a vertical orientation (right-hand part of FIG. 10) Dip medium 84. The substrate handling device 124 may for this purpose include suitable holders or grippers for simultaneously gripping and dipping substrates into the medium 84, one or more substrates at a time.
Bei Bespielen kann die Substrathandhabungseinrichtung Transportrollen oder in DE 10 2012 210 618 A1 näher beschriebene Transportketten aufweisen, die ausgebildet sind, um ein Substrat oder mehrere Substrate schwimmend über die Oberfläche des Medi- ums 84 zu führen oder die ausgebildet sind, um ein Substrat oder mehrere Substrate in das Medium 84 einzutauchen. In examples, the substrate handling device may include transport rollers or transport chains described in more detail, which are configured to float one or more substrates over the surface of the media 84, or formed to one or more substrates Substrate substrates in the medium 84.
Das Medium 84 kann jeweils zumindest ein Medium des jeweiligen Prozessschrittes sein, die im Zusammenhang mit den Verfahren der hierin dargelegten Offenbarung beschrieben sind. The medium 84 may each be at least one medium of the respective process step described in connection with the methods of the disclosure set forth herein.
Obwohl einige Aspekte der vorliegenden Offenbarung als Merkmale im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, ist es klar, dass eine solche Beschreibung ebenfalls als eine Beschreibung entsprechender Verfahrensmerkmale betrachtet werden kann. Obwohl einige Aspekte der vorliegenden Offenbarung als Merkmale im Zusammenhang mit einem Verfahren beschrieben wurden, ist klar, dass eine solche Beschreibung auch als eine Beschreibung entsprechender Merkmale einer Vorrichtung bzw. der Funktionalität der Vorrichtung betrachtet werden kann. Although some aspects of the present disclosure have been described as features associated with a device, it will be understood that such description may also be considered as a description of corresponding method features. Although some aspects of the present disclosure have been described as features associated with a method, it will be understood that such description may be considered as a description of corresponding features of a device and the functionality of the device, respectively.
Die oben beschriebenen Beispiele sind nur darstellend für die Grundsätze der vorliegenden Offenbarung. Es ist zu verstehen, dass Modifikationen und Variationen der Anordnungen und der Einzelheiten, die beschrieben sind, für Fachleute offensichtlich sind. Es ist daher
beabsichtigt, das die Offenbarung nur durch die beigefügten Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die zum Zwecke der Beschreibung und Erklärung der Beispiele dargelegt sind, begrenzt ist.
The examples described above are only illustrative of the principles of the present disclosure. It should be understood that modifications and variations of the arrangements and details described are obvious to those skilled in the art. It is therefore It is intended that the disclosure be limited only by the appended claims and not by the specific details set forth for the purpose of describing and explaining the examples.
Claims
1. Verfahren zum Behandeln einer Oberfläche eines texturierten Siliziumsubstrats, das ein A method of treating a surface of a textured silicon substrate comprising
Abreinigen (1 10; 160; 230; 750) der Oberfläche des texturierten Siliziumsubstrats, um ein Entfernen von organischen Verbindungen, die sich auf der Oberfläche des texturierten Siliziumsubstrats befinden, zu bewirken, Cleaning (1 10; 160; 230; 750) the surface of the textured silicon substrate to effect removal of organic compounds present on the surface of the textured silicon substrate;
Entfernen (110; 170; 250; 350; 451 ; 630; 750) von porösem Silizium an der Ober- fläche des texturierten Siliziumsubstrats, und Removing (110; 170; 250; 350; 451; 630; 750) porous silicon at the surface of the textured silicon substrate, and
Ausführen einer Metallreinigung (1 10; 180; 250; 350; 453; 640; 750) der Oberfläche des texturierten Siliziumsubstrats, aufweist. Performing a metal cleaning (1 10; 180; 250; 350; 453; 640; 750) of the surface of the textured silicon substrate.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem das Abreinigen (110; 160; 230; 750), das Ent- fernen (110; 170; 250; 350; 451 ; 630; 750) und das Ausfuhren der Metallreinigung2. The method of claim 1, wherein the cleaning (110; 160; 230; 750), the removal (110; 170; 250; 350; 451; 630; 750) and the export of metal cleaning
(110; 180; 250; 350; 453; 640; 750) in einem gemeinsamen Schritt (110) ausgeführt wird. (110; 180; 250; 350; 453; 640; 750) is performed in a common step (110).
3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der gemeinsame Schritt unter Verwendung eines Mediums ausgeführt wird, das Ozon, HF und HCl aufweist. 3. The method of claim 2, wherein the common step is carried out using a medium comprising ozone, HF and HCl.
4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem HF eine Konzentration von höchstens 1 ,5 % aufweist und HCl eine Konzentration von höchstens 1 ,5 % aufweist. 4. The method of claim 3, wherein the HF has a concentration of at most 1, 5% and HCl has a concentration of at most 1, 5%.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Abreinigen (110; 5. The method according to any one of the preceding claims, wherein the cleaning (110;
160; 230; 750) der Oberfläche mit einer oxidativen und/oder einer alkalischen Kom- ponente durchgeführt wird. 160; 230; 750) of the surface is carried out with an oxidative and / or an alkaline component.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die oxidative Komponente mindestens eines von Wasserstoffperoxid und Ozon umfasst und/oder die alkalische Komponente Kaliumhydroxid umfasst.
6. The method of claim 5, wherein the oxidative component comprises at least one of hydrogen peroxide and ozone and / or the alkaline component comprises potassium hydroxide.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Abreinigen (110; 160; 230; 750) der Oberfläche eine RCA-Reinigung umfasst, wobei die RCA-Reinigung eine Reinigung in zwei Bädern umfasst, wobei ein erstes Bad eine wässrige Lösung mit Ammoniumhydroxid und Wasserstoffperoxid beinhaltet, und wobei ein zweites Bad eine wässrige Lösung mit Salzsäure und Wasserstoffperoxid beinhaltet. The method of any one of claims 1 to 4, wherein the cleaning (110; 160; 230; 750) of the surface comprises RCA cleaning, wherein the RCA cleaning comprises two-bath cleaning, wherein a first bath is an aqueous solution with ammonium hydroxide and hydrogen peroxide, and wherein a second bath includes an aqueous solution of hydrochloric acid and hydrogen peroxide.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Abreinigen (110; 8. The method according to any one of the preceding claims, wherein the cleaning (110;
160; 230; 750) der Oberfläche ein Entfernen von porösem Silizium, organischen Verbindungen und/oder Texturadditiven bewirkt. 160; 230; 750) of the surface causes removal of porous silicon, organic compounds and / or texture additives.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Abreinigen (110; 9. The method according to any one of the preceding claims, wherein the cleaning (110;
160; 230; 750) der Oberfläche bei einer Temperatur erfolgt, die im Bereich von 40°C bis 70°C liegt. 160; 230; 750) of the surface at a temperature ranging from 40 ° C to 70 ° C.
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, des Weiteren ein Ätzen (210), das vor dem Abreinigen (110; 160; 230; 750) der Oberfläche durchgeführt wird, umfassend. The method of any one of the preceding claims, further comprising etching (210) performed prior to cleaning (110; 160; 230; 750) the surface.
11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Ätzen (210) mindestens eines von metallunterstütztes chemisches Ätzen, elektrochemisches Ätzen, Ätzen mit saurer isotroper Textur oder Ätzen mit saurer isotroper Textur mit organischen oder Anorganischen Additiven umfasst. The method of claim 10, wherein the etching (210) comprises at least one of metal assisted chemical etching, electrochemical etching, acid isotropic texture etching, or acid isotropic texture etching with organic or inorganic additives.
12. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Ätzen (210) ein Ätzen mit saurer isotroper Textur mit organischen oder Anorganischen Additiven umfasst, und die Textur HF, HNOa und ein Additiv oder HF, HNO3, H20 und ein Additiv umfasst. The method of claim 10, wherein the etching (210) comprises an acidic isotropic texture etching with organic or inorganic additives, and the texture comprises HF, HNOa, and an additive or HF, HNO 3, H 2 O, and an additive.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei das Ätzen (210) bei einer Temperatur erfolgt, die im Bereich von 10°C bis 30°C liegt. 13. The method according to any one of claims 10 to 12, wherein the etching (210) takes place at a temperature which is in the range of 10 ° C to 30 ° C.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, wobei eine Dauer des Ätzens (210) im Bereich von 0,5-10 Minuten liegt.
14. The method of claim 12, wherein a duration of the etching (210) is in the range of 0.5-10 minutes.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei das Ätzen (210) eine chemische Kantenisolation, Glättung der Oberfläche, selektive Emitterentfernung, Sägeschadenentfernung, einseitige Behandlung oder zweiseitige Behandlung umfasst. The method of any one of claims 10 to 14, wherein the etching (210) comprises chemical edge isolation, surface smoothening, selective emitter removal, saw damage removal, unilateral treatment or bilateral treatment.
16. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, des Weiteren umfassend: Trocknen (270), das nach dem Abreinigen (160; 230) durchgeführt wird. The method of any one of the preceding claims, further comprising: drying (270) performed after cleaning (160; 230).
17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Trocknen (270) bei einer Temperatur, die in einem Temperaturbereich von 25°C bis 100°C liegt, durchgeführt wird. 17. The method of claim 16, wherein said drying (270) is carried out at a temperature which is in a temperature range of 25 ° C to 100 ° C.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 oder 17, wobei das Trocknen (270) bei konstanter Temperatur oder einen variablen Temperaturverlauf durchgeführt wird. 18. The method according to any one of claims 16 or 17, wherein the drying (270) is carried out at a constant temperature or a variable temperature profile.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei das Trocknen (270) mit einem Medium durchgeführt wird, wobei das Medium mindestens eines von Luft und Inertgas umfasst. The method of any of claims 16 to 18, wherein said drying (270) is performed on a medium, said medium comprising at least one of air and inert gas.
20. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, des Weiteren umfassen min- destens ein: 20. A method according to any one of the preceding claims, further comprising at least one:
Spülen (220, 240, 260, 452), das zwischen einem Ätzen und dem Abreinigen der Oberfläche und/oder zwischen dem Abreinigen der Oberfläche und dem alkalischen Nachreinigen und/oder zwischen dem alkalischen Nachreinigen und dem sauren Nachreinigen und/oder zwischen dem sauren Nachreinigen und einem Trocknen erfolgt. Rinsing (220, 240, 260, 452), which is between etching and surface cleaning and / or surface cleaning and alkaline post-cleaning, and / or alkaline post-cleaning and acid rinsing, and / or between acid rinsing and drying.
21. Verfahren nach Anspruch 20, wobei das Spülen (220, 240, 260, 452) mittels eines Mediums erfolgt, wobei das Medium mindestens eines von Wasser, Ozon, HF oder HCl umfasst.
21. The method of claim 20, wherein the purging (220, 240, 260, 452) is by means of a medium, wherein the medium comprises at least one of water, ozone, HF or HCl.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 oder 21 , wobei das Spülen (220, 240, 260, 452) in einem Temperaturbereich von 5°C bis 90°C durchgeführt wird. 22. The method according to any one of claims 20 or 21, wherein the purging (220, 240, 260, 452) is carried out in a temperature range of 5 ° C to 90 ° C.
23. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Entfernen (110; 170; 250; 350; 451 ; 630; 750) von porösem Silizium durch ein alkalisches Nachreinigen (451) der Oberfläche des texturierten Siliziumsubstrats erfolgt, und/o- der bei dem das Ausführen der Metallreinigung (110; 180; 250; 350; 453; 640; 750) durch ein saures Nachreinigen (453) der Oberfläche des texturierten Siliziumsub- strats erfolgt. A method according to any one of the preceding claims, wherein the removal (110; 170; 250; 350; 451; 630; 750) of porous silicon is accomplished by alkaline post-cleaning (451) of the surface of the textured silicon substrate, and / or wherein the metal cleaning (110; 180; 250; 350; 453; 640; 750) is performed by an acid post-cleaning (453) of the surface of the textured silicon substrate.
24. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 22, bei dem das Entfernen (110; 170; 24. The method according to any one of claims 1 to 22, wherein the removal (110; 170;
250; 350; 451 ; 630; 750) von porösem Silizium und/oder das Ausführen der Metall- reinigung (110; 180; 250; 350; 453; 640; 750) durch eine ozonbasierte Behandlung (110; 750) der Oberfläche des texturierten Siliziumsubstrats erfolgt. 250; 350; 451; 630; 750) of porous silicon and / or performing the metal cleaning (110; 180; 250; 350; 453; 640; 750) by an ozone-based treatment (110; 750) of the surface of the textured silicon substrate.
25. Verfahren nach Anspruch 24, wobei das ozonbasierte Behandeln (110; 750) mit einer Ozonkonzentration von 1 bis 150 ppm in einem ozonhaltigen sauren Medium durchgeführt wird. The method of claim 24, wherein the ozone-based treatment (110; 750) is performed at an ozone concentration of 1 to 150 ppm in an ozone-containing acidic medium.
26. Verfahren nach Anspruch 24 oder 25, wobei das ozonbasierte Behandeln (110; 750) mit HF und/oder HC! durchgeführt wird. 26. The method of claim 24 or 25, wherein the ozone-based treatment (110; 750) with HF and / or HC! is carried out.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 26, wobei das ozonbasierte Behandeln (110; 750) in einem pH-Wert-Bereich von 0 bis 7 durchgeführt wird. 27. A method according to any one of claims 24 to 26, wherein the ozone-based treatment (110; 750) is performed in a pH range of 0 to 7.
28. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 27, wobei das ozonbasierte Behandeln (1 10; 750) in einem Temperaturbereich von 5°C bis 80°C durchgeführt wird. 28. The method according to any one of claims 26 to 27, wherein the ozone-based treatment (1 10, 750) is carried out in a temperature range of 5 ° C to 80 ° C.
29. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 28, des Weiteren umfassend: 29. The method of any of claims 24 to 28, further comprising:
Ätzen (210), das vor dem ozonbasierten Behandeln (110; 750) durchgeführt wird, um das texturierte Siliziumsubstrat zu erhalten. Etching (210) performed prior to the ozone-based treatment (110; 750) to obtain the textured silicon substrate.
30. Verfahren nach Anspruch 29, wobei das Ätzen (210) mindestens eines von
metallunterstütztes chemisches Ätzen, elektrochemisches Ätzen, Ätzen mit saurer isotroper Textur oder Ätzen mit saurer isotroper Textur mit organischen oder anorganischen Additiven umfasst. 30. The method of claim 29, wherein the etching (210) comprises at least one of metal-assisted chemical etching, electrochemical etching, acid isotropic texture etching, or acid isotropic texture etching with organic or inorganic additives.
31. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 oder 30, wobei das Ätzen (210) eine chemische Kantenisolation, Glättung der Oberfläche, selektive Emitterentfernung, Sägeschadenentfernung, einseitige Behandlung oder zweiseitige Behandlung umfasst. 31. The method of claim 29, wherein the etching comprises a chemical edge isolation, surface smoothing, selective emitter removal, saw damage removal, one-sided treatment, or two-sided treatment.
32. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 31 , des Weiteren umfassend: 32. The method of claim 24, further comprising:
Trocknen (270), das nach dem ozonbasierten Behandeln (110; 750) durchgeführt wird. Drying (270), which is carried out after ozone-based treatment (110; 750).
33. Verfahren nach Anspruch 32, wobei das Trocknen (270) bei einer Temperatur, die in einem Temperaturbereich von 25°C bis 100°C liegt, durchgeführt wird. 33. The method of claim 32, wherein said drying (270) is carried out at a temperature ranging from 25 ° C to 100 ° C.
34. Verfahren nach einem der Ansprüche 32 oder 33, wobei das Trocknen (270) bei konstanter Temperatur erfolgt oder einen variablen Temperaturverlauf aufweist. 34. The method according to any one of claims 32 or 33, wherein the drying (270) takes place at a constant temperature or has a variable temperature profile.
35. Verfahren nach einem der Ansprüche 32 bis 34, wobei das Trocknen (270) mit einem Medium durchgeführt wird, wobei das Medium mindestens eines von Luft und Inertgas umfasst. The method of any one of claims 32 to 34, wherein said drying (270) is performed on a medium, said medium comprising at least one of air and inert gas.
36. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 35, des Weiteren mindestens ein: 36. The method according to any one of claims 24 to 35, further comprising at least one:
Spülen (220, 240, 260, 452), das zwischen einem Ätzen (21) und dem ozonbasierten Behandeln (25) und/oder zwischen dem ozonbasierten Behandeln (25) und einem Trocknen (29) umfassend.
Rinsing (220, 240, 260, 452) comprising between etching (21) and ozone-based treatment (25) and / or between ozone-based treatment (25) and drying (29).
37. Verfahren nach Anspruch 36, wobei das Spülen (220, 240, 260, 452) mittels eines Mediums erfolgt, wobei das Medium mindestens eines von Wasser, Ozon oder HF umfasst. 37. The method of claim 36, wherein the purging (220, 240, 260, 452) is by means of a medium, wherein the medium comprises at least one of water, ozone or HF.
38. Verfahren nach Anspruch 37, wobei, wenn das Medium zum Spülen (220, 240, 260,38. The method of claim 37, wherein when the rinsing medium (220, 240, 260,
452) Ozon umfasst, das Spülen bei einer Ozonkonzentration von 1 bis 3 ppm erfolgt. 452) ozone is purged at an ozone concentration of 1 to 3 ppm.
39. Verfahren nach einem der Ansprüche 36 bis 38, wobei das Spülen (220, 240, 260, 452) in einem Temperaturbereich von 5°C bis 90°C durchgeführt wird. 39. The method according to any one of claims 36 to 38, wherein the purging (220, 240, 260, 452) in a temperature range of 5 ° C to 90 ° C is performed.
40. Vorrichtung (80; 90; 120) zum Durchführen eines Verfahren nach einem der Ansprü- che 1 bis 39, die eine Prozessmedienbereitstellungseinrichtung zum Bereitstellen von Medien zum Abreinigen, alkalischen Nachreinigen und sauren Nachreinigen der Oberfläche umfasst und eine Substrathandhabungseinrichtung (124), um das Silizi- umsubstrat (82) zu positionieren, um die Oberfläche zu behandeln. 40. Apparatus (80; 90; 120) for performing a method according to any one of claims 1 to 39, comprising process media supply means for providing media for cleaning, alkaline post-cleaning and acidic post-cleaning of the surface, and substrate handling means (124) position the silicon substrate (82) to treat the surface.
41. Vorrichtung (80; 90; 120) nach Anspruch 40, bei der die Prozessmedienbereitstellungseinrichtung zumindest eine poröse Rolle zum Transport und Benetzen des Substrats und/oder ein Prozessmedienbecken aufweist.
41. The apparatus (80; 90; 120) according to claim 40, wherein the process media supply device has at least one porous roller for transporting and wetting the substrate and / or a process media basin.
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