CN114981931A - 用于处理半导体晶圆的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于处理半导体晶圆(1)的方法,所述方法具有用于清洁和/或调节所述半导体晶圆(1)的表面(11)的步骤,其中使所述表面(11)与包含氯离子和氧化剂的水溶液(2)接触。

Description

用于处理半导体晶圆的方法
技术领域
本发明涉及一种用于处理半导体晶圆的方法。本发明尤其涉及一种用于处理半导体晶圆的方法,所述方法具有用于清洁和/或调节半导体晶圆的步骤。
背景技术
由于用于由硅锭制备晶圆的锯切工艺和/或由于对半导体晶圆的处理,半导体晶圆的表面可能具有晶体缺陷、晶体损伤和/或污染物。晶体损伤的深度和/或污染物的类型取决于上述工艺的具体流程。
为了获得高太阳能电池效率和机械上尽可能稳定的半导体晶圆太阳能电池,半导体晶圆在其表面区域中应具有尽可能少的污染物。另外,为了在半导体晶圆的表面上产生均匀的纹理,需要在制绒步骤之前将半导体晶圆的表面进行清洁和/或调节得尽可能均匀。
已知许多方法来清洁和调节半导体晶圆的表面。通常以总体上不统一但在各领域中常用的缩写如SC1、pSC1、SCHMID清洁来称呼这些方法。另外从DE102008014166B3已知,在适当时在去离子水中用臭氧处理表面。然而还需要一种改进的用于尤其在制绒步骤之前清洁和/或调节半导体晶圆表面的方法,以便获得高太阳能电池效率和机械上尽可能稳定的半导体晶圆太阳能电池。
发明内容
因此本发明的目的是提供一种用于处理半导体晶圆的方法,所述方法具有用于清洁和/或调节半导体晶圆的表面的步骤,所述步骤有效地清洁和/或调节表面。
根据本发明,这个目的通过具有权利要求1所述特征的方法来实现。有利的改进方案和修改在从属权利要求中给出。
本发明涉及一种用于处理半导体晶圆的方法,所述方法具有用于清洁和/或调节所述半导体晶圆的表面的步骤,其中使所述表面与包含氯离子和氧化剂的水溶液接触。在下文中,包含氯离子和氧化剂的水溶液还被称为清洁溶液或调节溶液。
氯离子/氧化剂混合物有非常高的反应活性并且可以与附着在半导体晶圆表面处的有机或无机污染物例如金属反应并且将其转化为可溶于水的形式。由此从半导体晶圆的表面有效去除了污染物。在混合物中形成的活性清洁物质例如HClO或Cl2可以在所述步骤中原位产生,其方式为将氧化剂与包含Cl离子的初始材料在水溶液中混合。所述方法优选被形成为用于清洁和调节半导体晶圆的表面。
在一个优选的实施方式中,所述氧化剂选自由H2O2或臭氧组成的组。所述氧化剂优选为H2O2。替代地,所述氧化剂优选为臭氧。
包含Cl离子的初始材料优选为液体。由此省去了高耗费的作为固体(例如钠盐)的计量过程。氯离子优选源自被包含在所述水溶液中的HCl(盐酸)。化学总式可以呈现为HCl(aq)。HCl(aq),也被称为氢氯酸,是气态氯化氢的水溶液,解离为水合氢离子(H3O+)和氯离子。
在一个优选的实施方式中,通过向具有0.01-10.00重量%的Cl离子比例(如盐酸)和90.00-99.90重量%水的水溶液中加入臭氧来产生所述清洁溶液或调节溶液。
在一个优选的实施方式中,通过向具有0.01-10.00重量%的Cl离子比例(如盐酸)和80.00-90.00重量%的水的水溶液中加入1.00-10.00重量%的氢来产生所述清洁溶液或调节溶液。
在一个优选的实施方式中,所述水溶液还包含HF(氢氟酸)。由此还可以实现改进的表面调节。
用于清洁和/或调节的步骤优选在15℃至60℃、优选20℃至40℃的范围内的温度下进行。使所述表面与所述水溶液(也就是说所述清洁溶液或调节溶液)接触优选持续15秒至60分钟、优选3至40分钟的时长。
在清洁和/或调节所述半导体晶圆的表面的步骤之后,所述半导体晶圆的表面优选经受冲洗步骤,在所述冲洗步骤中用水、优选纯水冲洗所述表面。由此可以从所述表面有效去除在用于清洁和/或调节的步骤中使用的水溶液以及被转化为可溶于水的形式的污染物。所述冲洗步骤可以通过用水将经受了用于清洁和/或调节的步骤的半导体晶圆表面浸入、插入、喷洒或润湿来进行。
在清洁和/或调节所述半导体晶圆的表面的步骤之后或者在所述冲洗步骤之后,所述半导体晶圆的表面优选经受制绒步骤,在所述制绒步骤中使所述表面与制绒溶液接触。由此,所述表面经受制绒蚀刻,所述制绒蚀刻产生了粗糙化的半导体晶圆表面,使得没有入射到半导体晶圆中的光的至少一部分被反射,从而使得所述光再多次照射到半导体晶圆表面上并且然后尽可能被输入到半导体材料中。大多数情况下,此类经制绒的表面具有金字塔状结构。所述制绒步骤可以通过用制绒溶液将待制绒的半导体晶圆表面浸入、插入、喷洒或润湿来进行。在用于清洁和/或调节所述表面的步骤中,尤其从所述半导体晶圆的表面去除了在制绒步骤中可能起到掩蔽作用的污染物。因此,这些方法步骤的这种组合是合理的。
所述制绒步骤优选包括用碱性溶液处理所述半导体晶圆。具有有机添加剂的氢氧化钠和/或氢氧化钾水溶液可以用作碱性溶液。碱性制绒以各向异性方式进行。如时间和温度的制绒条件取决于制绒溶液的类型和浓度。
所述制绒步骤不仅可以一步式进行还可以多步式进行,并且形成两种或更多种绒类型的组合。例如所述制绒步骤包括锯伤蚀刻和碱性制绒。
在一个优选的实施方式中,所述半导体晶圆经受单制绒步骤。所述制绒步骤还可以如下进行,使得所述半导体晶圆的两个表面都被制绒。但是优选以单侧方式进行所述制绒步骤,使得所述半导体晶圆经受单制绒步骤。
在用于清洁和/或调节所述表面的步骤中使所述水溶液与所述半导体晶圆的表面接触,也就是说与所述清洁溶液或调节溶液接触,可以通过用所述水溶液将所述半导体晶圆表面浸入、插入、喷洒或润湿来进行。在一个优选的实施方式中,使所述半导体晶圆的表面进行接触通过将所述半导体晶圆浸入包含所述水溶液(也就是说所述清洁溶液或调节溶液)的池中来进行。由此进一步从表面有效去除污染物。
在一个优选的实施方式中,用于清洁和/或调节所述半导体晶圆的表面的步骤在借助于锯切制备所述半导体晶圆之后进行。因此,在所述方法中使用的半导体晶圆优选是新锯成的。替代地,在用于清洁和/或调节所述表面的步骤之前,所述半导体晶圆优选还可以经受蚀刻步骤,例如锯伤蚀刻步骤、伤害蚀刻步骤和/或抛光蚀刻步骤。
所述半导体晶圆优选为硅晶圆。硅特别适合作为晶圆材料。
在一个优选的实施方式中,所述方法在分批湿式清洗机或线上湿式清洗机中进行。另外可能的是,上述方法步骤以在时间上解耦的方式进行。用于清洁和/或调节的步骤和制绒步骤以及位于其间的冲洗步骤优选在没有插入其间的步骤的情况下相继进行。在一个优选的实施方式中,这些步骤可以在一个设施中进行。由此节省了成本并避免了处理。
附图说明
本发明的实施例在附图中以纯示意性方式展示并且将在下文中详细说明。在附图中以示意性方式且未按比例示出:
图1至图3分别以相应设施的横截面图示出本发明方法的方法步骤。
具体实施方式
图1至图3分别以相应设施的横截面图示出本发明方法的方法步骤。具有表面11和另一个表面12的半导体晶圆1经受所述方法。所述方法具有用于清洁和/或调节表面11的步骤(图1),任选的冲洗步骤(图2)和制绒步骤(图3)。
在图1中示出用于清洁和/或调节半导体晶圆1的表面11的步骤,其中使表面11与水溶液2(也就是说清洁溶液或调节溶液)接触,所述水溶液被包含在设施(未示出)的池3中。表面11被浸入包含氯离子和氧化剂(如H2O2或臭氧)的水溶液2中。
在用于清洁和/或调节半导体晶圆1的表面11的步骤之后,表面11经受任选的冲洗步骤,在冲洗步骤中表面被浸入包含纯水4的另一个池6中,如在图2中所示。冲洗步骤可以包括将半导体晶圆1多次浸入另一个池6中。
在用于清洁和/或调节半导体晶圆1的表面11的步骤之后或者在任选的冲洗步骤之后,表面11经受制绒步骤,在制绒步骤中表面被浸入包含制绒溶液5的再另外的池7中,使得表面11与制绒溶液5接触并且由此被制绒。
在所示的方法中,使表面11经受所述方法,但是还可以使表面11和另一个表面12同时经受所述方法或各个方法步骤,这在此没有示出。类似地,不仅可以使单一的半导体晶圆1、而且还可以使多个半导体晶圆1同时经受所述方法或各个方法步骤。
下面将详细阐释实施例:
实施例1:
通过向具有0.01-10.00重量%的Cl离子比例(如盐酸)和90.00-99.90%的水的水溶液中加入臭氧,产生了作为清洁溶液或调节溶液的水溶液2,使一个或多个半导体晶圆以两个表面接触水溶液。
水溶液2的温度为25℃至30℃。在10分钟的处理时长之后,使这个或这些半导体晶圆经受冲洗步骤,在冲洗步骤中用25℃至30℃的水冲洗半导体晶圆。随后使这个或这些半导体晶圆经受碱性制绒步骤。
附图标记清单:
1半导体晶圆
11表面
12另一个表面
2溶液
3池
4水
5制绒溶液
6另一个池
7再另外的池

Claims (10)

1.一种用于处理半导体晶圆(1)的方法,所述方法包括用于清洁和/或调节所述半导体晶圆(1)的表面(11)的步骤,其中使所述表面(11)与包含氯离子和氧化剂的水溶液(2)接触。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述氧化剂由H2O2或臭氧组成。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,氯离子源自被包含在所述水溶液中的HCl(盐酸)。
4.根据以上权利要求之一所述的方法,其特征在于,所述水溶液(2)还包含HF(氢氟酸)。
5.根据以上权利要求之一所述的方法,其特征在于,在清洁和/或调节所述半导体晶圆(1)的表面(11)的步骤之后,所述半导体晶圆(1)的表面(11)经受冲洗步骤,在所述冲洗步骤中用水(4)冲洗所述表面。
6.根据以上权利要求之一所述的方法,其特征在于,在清洁和/或调节所述半导体晶圆(1)的表面(11)的步骤之后或者在所述冲洗步骤之后,所述半导体晶圆(1)的表面(11)经受制绒步骤,在所述制绒步骤中使所述表面与制绒溶液(5)接触。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述半导体晶圆经受单制绒步骤。
8.根据以上权利要求之一所述的方法,其特征在于,使所述半导体晶圆(1)的表面(11)进行接触通过将所述半导体晶圆(1)浸入包含所述水溶液(2)的池(3)中来进行。
9.根据以上权利要求之一所述的方法,其特征在于,所述半导体晶圆(1)为硅晶圆。
10.根据以上权利要求之一所述的方法,其特征在于,所述方法在分批湿式清洗机或线上湿式清洗机中进行。
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