DE102009028868B4

DE102009028868B4 - Verfahren zur Behandlung von Wafern mit einer Flüssigkeit in einer Nassbank

Info

Publication number: DE102009028868B4
Application number: DE200910028868
Authority: DE
Inventors: Maximilian Scherff; Robert Seguin
Original assignee: Hanwha Q Cells GmbH
Current assignee: Hanwha Q Cells GmbH
Priority date: 2009-08-25
Filing date: 2009-08-25
Publication date: 2013-07-04
Anticipated expiration: 2029-08-26
Also published as: DE102009028868A1

Abstract

Verfahren zur Behandlung von Wafern (1, 2) mit einer Flüssigkeit (3) in einer Nassbank (4), welche in einem Radbereich (22) mehrere zumindest teilweise in die Flüssigkeit (3) eintauchende Transferrollen (5) umfasst, wobei die Wafer (1, 2) eine der Nassbank (4) zugewandte Vorderseite (6), eine der Nassbank (4) abgewandte Rückseite (7), eine erste Kante e1 (8, 9) und eine zweite Kante e2 (10, 11) aufweisen, wobei die erste Kante e1 (8, 9) einen im Wesentlichen gradlinigen Teil se1 (12, 13) aufweist, die zweite Kante e2 (10, 11) einen im Wesentlichen gradlinigen Teil se2 (14, 15) aufweist und die erste Kante e1 (8, 9) und die zweite Kante e2 (10, 11) benachbart sind, die Wafer (1, 2) in der Nassbank (4) auf den Transferrollen (5) in einer Beförderungsrichtung bewegt werden und von den Transferrollen (5) aufgenommene Flüssigkeit (3) zumindest teilweise auf die Vorderseite (6) der Wafer (1, 2) übertragen wird, und die Wafer (1, 2) bei der Bewegung in Beförderungsrichtung, jeweils auf einen betrachteten Wafer bezogen, eine vordere Transferrolle (16) erreichen und eine hintere Transferrolle (17) verlassen, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Bewegung der Wafer (1, 2) in Beförderungsrichtung im Radbereich (22) die erste Kante e1 (8, 9) mit der Drehachse (18) der hinteren Transferrolle (17) einen Winkel ω bildet, wobei 1° ≤ ω < 45° gilt, so dass die Flüssigkeit (3) entlang der ersten Kante e1 (8, 9) und/oder der zweiten Kante e2 (10, 11) nicht auf die Rückseite (7) eines Wafers (1, 2) übergreift, wenn dieser Wafer (1, 2) die hintere Transferrolle (17) verlässt, und wobei bei den in die Nassbank (4) eintretenden Wafern (1, 2) die Orientierung bezogen auf die Bewegungsrichtung der Wafer (1, 2) unterschiedlich ist und die unterschiedlich orientierten Wafer (1, 2) vor dem Erreichen der Transferrollen (5) so ausgerichtet werden, dass sich der Winkel ω einstellt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Wafern mit einer Flüssigkeit in einer Nassbank, welche in einem Radbereich mehrere zumindest teilweise in die Flüssigkeit eintauchende Transferrollen umfasst.
Zur Modifizierung der Eigenschaften von Wafern und insbesondere zur Strukturierung von Wafern werden diese im Allgemeinen einer oberflächlichen Behandlung unterzogen, die insbesondere eine Reinigung sowie eine Abscheidung oder Ätzung bestimmter Schichten umfassen.
Einseitige Ätzprozesse werden in produktionsrelevantem Maßstab im Allgemeinen in Nassbänken, insbesondere in Inline-Nassbänken durchgeführt. Dabei werden die zu ätzenden Wafer auf Benetzungsrollen transportiert, die teilweise in eine Ätzlösung eingetaucht sind. Der Wafer steht bei einem solchen Verfahren nicht in direktem Kontakt mit dem Ätzbad. Vielmehr werden die Rollen vom Ätzmedium benetzt und transportieren dieses so zu den auf den Rollen liegenden Wafern, weshalb diese Benetzungsrollen hierin auch als Transferrollen bezeichnet werden. Mit dieser Vorgehensweise soll gewährleistet sein, dass nur die untere, den Rollen zugewandte Seite der Wafer in Kontakt mit der Ätzlösung kommt und die obere, den Rollen abgewandte Seite der Wafer nicht geätzt wird. Beispiele für solche Verfahren sind bei der Herstellung von Solarzellen die Entfernung der negativ dotierten Schicht (Emitter, im Allgemeinen mit Phosphor dotiertes Silizium) auf der Rückseite der Solarzelle.
In der Praxis ist die Steuerung dieses Verfahrens dahingehend, dass es zu keinem Übergreifen der Ätzlösung auf die Seite des Wafers kommt, die den Transferrollen abgewandt ist, jedoch sehr schwierig. Das beschriebene Verfahren reagiert sehr empfindlich auf Prozessparameter wie zum Beispiel die Eintauchtiefe der Transferrollen in das Ätzbad bzw. den Füllstand des Ätzbades mit Ätzflüssigkeit, die Temperatur des Ätzbades, die Viskosität des Ätzbades, die Oberflächenbeschaffenheit der Wafer und Rollen, die Einstellung der Rollen usw. Das Auffinden von idealen Verfahrensbedingungen und deren Beibehaltung während des Verfahrensablaufes ist jedoch sehr schwierig, da sich die Zusammensetzung der Ätzlösung mit der Prozessdauer durch den Verbrauch der Komponenten und die Bildung neuer Stoffe sowie Verdunstung ständig ändert. Es kommt unter Umständen einerseits auf der zu behandelnden Seite der Wafer zu einem unzureichenden Ätzen. Andererseits kann es zu einem sogenannten „Ätzumgriff” kommen, bei dem nicht nur die den Transferrollen bzw. der Nassbank zugewandte Seite der Wafer geätzt wird, sondern auch die den Rollen abgewandte, nicht zu ätzende Seite der Wafer. Die obere Seite des Wafers, insbesondere an der Waferseite, welche die Transferrollen verlässt, wird ebenfalls durch das Ätzmedium benetzt und insbesondere an den Rändern ebenfalls geätzt, beispielsweise bei Ätzungen mit HF oder mit Mischungen von HF und HNO₃.
Im Falle von Solarzellen führt ein „Ätzumgriff” beim Abätzen des Emitters auf der Zeltrückseite dazu, dass der Emitter an den Rändern der Vorderseite unerwünscht teilweise oder im Extremfall komplett entfernt wird. Dies hat zur Folge, dass die entsprechenden Solarzellen häufig am Rand einen Kurzschluss („shunt”) aufweisen. Insbesondere bei einem nicht nur auf den unmittelbaren Rand beschränkten, tieferen Ätzumgriff können die Gridfinger am Rand durch einen dann zu flachen oder nicht vorhandenen Emitter durchgefeuert werden und dort Kurzschlüsse entstehen, die den Wirkungsgrad der Solarzelle zumindest herabsetzen, wenn nicht sogar zu deren Unbrauchbarkeit führen.
Die DE 103 91 511 B beschreibt ein Transportsystem zum Transport von flachem Transportgut mit mindestens zweiteilig ausgeführten Transportrollen mit einem Achselement und mindestens einem Spurelement, wobei das Spurelement das Achsenelement röhrenartig umhüllt und das Spurelement mindestens einen Spurhalter aufweist mit einem Durchmesser, der größer als der Durchmesser des Spurelements außerhalb des Spurhalters ist, und mindestens eine Kompensationsfalte zur Aufnahme von Längenänderungen des Spurelementes besitzt. Der Spurhalter kann eine konische Form besitzen. Das Transportsystem wird insbesondere als Fertigungsstraße bei der Halbleiter- oder Solarzellenherstellung verwendet.
Die US 2006/0137713 A beschreibt einen Apparat zur Reinigung von Wafern, der ein Reinigungsbad-Gehäuse, das zur Durchführung eines Reinigungsverfahrens angepasst ist, einen Lader, der konfiguriert ist, um den Wafer in das Reinigungsbad-Gehäuse zu laden, eine Führung im Reinigungsbad-Gehäuse, die für eine Unterstützung des Wafers konfiguriert ist und einen Roller, der konfiguriert ist, um den Wafer rotierbar zu drehen oder anzutreiben, aufweist.
Die JP 2007-067 355 A offenbart einen Apparat, umfassend eine Nassbank, und ein Verfahren zur nasschemischen Behandlung von Siliziumwafern, bei dem die Behandlungsflüssigkeit aus einem Bad selektiv einer Oberfläche des Wafers mit Hilfe von Transferrollen zugeführt wird, welche teilweise in die Flüssigkeit eintauchen und die Flüssigkeit auf die dem Bad zugewandte Oberfläche des Wafers übertragen. Gemäß 6 wird ein Wafer so über die Transferrollen geführt, dass dabei eine Kante des Wafers einen Winkel von 45° mit der Achse der Bewegungsrichtung einnimmt. Damit wird erreicht, dass eine zur Bewegungsrichtung des Wafers parallele Linie durch die Ecke, die aus zwei benachbarten Seiten des Substrats gebildet wird, und den Schwerpunkt des Wafers geht. Dies wäre bei einem von 45° unterschiedlichen Winkel nicht der Fall.
Aufgabe der Erfindung war es vor diesem Hintergrund, ein Verfahren zur Behandlung von Wafern mit einer Flüssigkeit in einer Nassbank bereitzustellen, bei dem das Auftreten von Umgriffen der Flüssigkeit auf eine der Nassbank abgewandte Seite der Wafer deutlich vermindert ist. Insbesondere soll auch die Möglichkeit von Ätzumgriffen an der Waferseite, welche die Transferrollen verlässt, deutlich eingeschränkt sein.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Behandlung von Wafern mit einer Flüssigkeit in einer Nassbank, welche in einem Radbereich mehrere zumindest teilweise in die Flüssigkeit eintauchende Transferrollen umfasst,
wobei die Wafer eine der Nassbank zugewandte Vorderseite, eine der Nassbank abgewandte Rückseite, eine erste Kante e1 und eine zweite Kante e2 aufweisen, wobei die erste Kante e1 einen im Wesentlichen gradlinigen Teil s_e1, aufweist, die zweite Kante e2 einen im Wesentlichen gradlinigen Teil s_e2 aufweist und die erste Kante e1 und die zweite Kante e2 benachbart sind, die Wafer in der Nassbank auf den Transferrollen in einer Beförderungsrichtung bewegt werden und von den Transferrollen aufgenommene Flüssigkeit zumindest teilweise auf die Vorderseite der Wafer übertragen wird, und die Wafer bei der Bewegung in Beförderungsrichtung, jeweils auf einen betrachteten Wafer bezogen, eine vordere Transferrolle erreichen und eine hintere Transferrolle verlassen, und wobei
bei der Bewegung der Wafer in Beförderungsrichtung im Radbereich die erste Kante e1 mit der Drehachse der hinteren Transferrolle einen Winkel ω bildet, wobei 1° ≤ ω < 45° gilt, so dass die Flüssigkeit entlang der ersten Kante e1 und/oder der zweiten Kante e2 nicht auf die Rückseite eines Wafers übergreift, wenn dieser Wafer die hintere Transferrolle verlässt, und wobei bei den in die Nassbank eintretenden Wafern die Orientierung bezogen auf die Bewegungsrichtung der Wafer unterschiedlich ist und die unterschiedlich orientierten Wafer vor dem Erreichen der Transferrollen so ausgerichtet werden, dass sich der Winkel ω einstellt.
Gegenstand der Erfindung ist außerdem ein Verfahren zur Behandlung von Wafern mit einer Flüssigkeit in einer Nassbank, welche in einem Radbereich mehrere zumindest teilweise in die Flüssigkeit eintauchende Transferrollen umfasst,
wobei die Wafer eine der Nassbank zugewandte Vorderseite, eine der Nassbank abgewandte Rückseite, eine erste Kante e1 und eine zweite Kante e2 aufweisen, wobei die erste Kante e1 einen im Wesentlichen gradlinigen Teil s_e1, aufweist, die zweite Kante e2 einen im Wesentlichen gradlinigen Teil s_e2 aufweist und die erste Kante e1 und die zweite Kante e2 benachbart sind, die Wafer in der Nassbank auf den Transferrollen in einer Beförderungsrichtung bewegt werden und von den Transferrollen aufgenommene Flüssigkeit zumindest teilweise auf die Vorderseite der Wafer übertragen wird, und die Wafer bei der Bewegung in Beförderungsrichtung, jeweils auf einen betrachteten Wafer bezogen, eine vordere Transferrolle erreichen und eine hintere Transferrolle verlassen, und wobei
bei der Bewegung der Wafer in Beförderungsrichtung im Radbereich die erste Kante e1 mit der Drehachse der hinteren Transferrolle einen Winkel ω bildet, wobei 3° ≤ ω ≤ 20° gilt, so dass die Flüssigkeit entlang der ersten Kante e1 und/oder der zweiten Kante e2 nicht auf die Rückseite eines Wafers übergreift, wenn dieser Wafer die hintere Transferrolle verlässt.
Der Begriff „Wafer” wird hierin mit einer breiten Definition benutzt. Der Begriff „Wafer” bedeutet hierin eine Grundplatte (auch als „Substrat” bezeichenbar), auf der elektronische Bauelemente, vor allem integrierte Schaltkreise, mikromechanische Bauelemente oder photoelektrische Beschichtungen durch verschiedene technische Verfahren hergestellt werden oder bereits hergestellt worden sind. Im Falle von Siliziumwafern sind gemäß der hierin benutzten Definition also nicht nur lediglich aus Silizium bestehenden Platten gemeint, sondern auch solche Grundplatten, die bereits durch Beschichten, Dotieren, Ätzen etc. eine Modifikation ihrer Zusammensetzung und Eigenschaften erfahren haben.
Im Falle von Solarzellen auf Basis von kristallinem Silizium, sei es monokristallin oder multikristallin, kann mit dem Begriff „Wafer” die reine Siliziumscheibe oder auch eine teilprozessierte Siliziumsolarzelle gemeint sein, die z. B. bereits Prozessschritte wie Diffusion von Dotierstoffen, Oxidationen, Deposition von leitfähigen Schichten (dotierte amorphe Silizium-, Siliziumnitrid-, Siliziumkarbid- oder Siliziumoxidschichten, leitfähige Metalloxide wie Indium-Zinn-Oxid, Zinkoxid oder Metalle, o. ä.) oder nicht leitfähigen Schichten (wie intrinsische amorphe Silizium-, Siliziumnitrid-, Siliziumkarbid- oder Siliziumoxidschichten oder nicht leitfähige Metalloxide wie Aluminiumoxid, Titandioxid o. ä.) erfahren hat.
Für ein erfindungsgemäßes Verfahren gilt für den Winkel ω, 1° ≤ ω < 45° oder alternativ 3° ≤ ω ≤ 20°.
Hierbei hat der Winkel ω vorzugsweise eine Größe kleiner als die Hälfte des Winkels γ, der durch die in einem Eckbereich eines Wafers aufeinander stoßenden Kantenbereiche gebildet wird.
Bei einem Wafer mit einer rechtwinkligen Form, die keine abgerundeten Ecken aufweist, beträgt der Winkel γ 90°, so dass der Winkel ω vorzugsweise eine Größe kleiner als 45° hat.
Bei einem Wafer mit einer rechtwinkligen Form, die abgerundete Ecken aufweist, wird der Winkel γ im Schnittpunkt eines abgerundeten Teils mit der Verlängerung eines geradlinigen Teils der Kanten eines Wafers zwischen einer Tangente an den abgerundeten Teil und dem geradlinigen Teil gebildet. Häufig liegt der Winkel γ hier im Bereich zwischen 30 bis 50°. Bei einem Wafer mit einer rechtwinkligen Form, die abgerundete Ecken aufweist, beträgt der Winkel ω daher in diesen Fällen vorzugsweise 15 bis 25°.
Je größer der gewählte Winkel ω ist, desto größer sind allerdings die zwischen den Wafern oder Reihen von Wafern entstehenden Zwischenräume. In der Regel wird man daher versuchen, einen Kompromiss zwischen einem maximalen Durchsatz von Wafern in einer Nassbank und einem maximalen Effekt gemäß der vorliegenden Erfindung einzustellen.
Das Verfahren der Erfindung eignet sich für zahlreiche Verfahren und Verfahrensschritte bei der Herstellung oder Bearbeitung von Wafern. Entsprechend wird die Flüssigkeit im Allgemeinen ausgewählt aus der Gruppe, die aus einer Reinigungsflüssigkeit, einer Ätzflüssigkeit, einer Beschichtungsflüssigkeit und einer beliebigen Kombination hiervon besteht.
In einer bevorzugten Ausführungsform, die insbesondere bei der Herstellung von Solarzellen von Bedeutung ist, ist die Flüssigkeit eine Ätzflüssigkeit.
Die Flüssigkeit weist vorzugsweise mindestens eine Säure auf, die ausgewählt ist aus der Gruppe, welche aus HF, HNO₃, H₂SO₄, H₃PO₃ und H₃PO₄ besteht.
Eine bevorzugte Flüssigkeit, die sich insbesondere für das einseitige saure Texturieren von Solarzellen oder ein einseitiges Ätzen von Silizium eignet, enthält die Flüssigkeit HNO₃ in einer Menge von 3 bis 15 Gew.-%, HF in einer Menge von 30 bis 60 Gew.-% und H₂O in einer Menge von 35 bis 65 Gew.-%, bezogen auf die Summe aus HNO₃, HF und H₂O.
Die Viskosität und die Oberflächenspannung der Flüssigkeit können in weiten Bereichen variieren, solange die Flüssigkeit zur Benetzung der Transferrollen und der der Nassbank zugewandten Vorderseite eines Wafers in der Lage ist.
Eine Flüssigkeit im Sinne der vorliegenden Erfindung, die HNO₃ in einer Menge von 3 bis 15 Gew.-%, HF in einer Menge von 30 bis 60 Gew.-% und H₂O in einer Menge von 35 bis 65 Gew.-%, bezogen auf die Summe aus HNO₃, HF und H₂O, enthält, hat im Temperaturbereich von 5 bis 15°C im Allgemeinen eine Viskosität im Bereich von 1,3 bis 2,5 cP [1,3 bis 2,5·10^–3 Pa·s]. Allerdings kann man durch Zusatz vor allem von sehr viskosen Säuren die Viskosität der in der Nassbank eingesetzten Flüssigkeit verändern, ohne die Wirkungsweise der Flüssigkeit stark einzuschränken.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere auch für das einseitige Ätzen von Siliziumdioxid oder Phosphatsilikatglas. Hierzu wird als Flüssigkeit vorzugsweise eine Mischung von 10 bis 20 Gew.-% HF und 80 bis 90 Gew.-% H₂O, bezogen auf die Summe aus HF und H₂O, eingesetzt.
Im vorliegenden Verfahren können jedoch auch Flüssigkeiten eingesetzt werden, die keine Säuren enthalten. Ein Beispiel hierfür ist die Verwendung einer Mischung aus KOH und Isopropanol für das alkalische Texturieren von Wafern auf der Basis von Silizium. Bei monokristallinen Wafern entstehen hierbei auf der Oberfläche zufällig verteilte Pyramiden. Bei polykristallinen Wafern mit Oberflächenbereichen, die in verschiedene Richtungen orientiert sind, entstehen unabhängig von der Kristallorientierung zufällige Oberflächenstrukturen.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere auch für das einseitige Ätzen von mit Phosphor oder Bor dotiertem Silizium. Hierzu wird als Flüssigkeit vorzugsweise eine Mischung von 5 bis 50 Gew.-% KOH und 95 bis 50 Gew.-% H₂O, bezogen auf die Summe aus KOH und H₂O, eingesetzt.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere auch für das einseitige Ätzen von zuvor stellenweise mit Ätzresist benetzten Wafern. In einem solchen Fall wird die Vorderseite der Wafer nur an den Stellen geätzt, die nicht mit Ätzresist benetzt sind.
Das Material der Wafer ist nicht besonders eingeschränkt, da das erfindungsgemäße Verfahren generell dazu dient, ein unerwünschtes Übergreifen einer Flüssigkeit auf die Rückseite eines Wafers zu verhindern.
Es hat sich allerdings gezeigt, dass das erfindungsgemäße Verfahren besonders vorteilhaft ist, wenn die Wafer zu mindestens 90 Gew.-% aus Silizium oder einer Siliziumverbindung bestehen.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens enthält die Vorderseite der Wafer mit Phosphor dotiertes Silizium, ein Phosphorsilikatglas und/oder SiO₂ oder besteht aus diesem.
Üblicherweise kann die Orientierung der in eine Nassbank gelangenden Wafer unterschiedlich sein.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden daher in die Nassbank eintretende Wafer, die bezogen auf die Bewegungsrichtung der Wafer unterschiedlich orientiert sind, vor dem Erreichen der Transferrollen so ausgerichtet, dass der Winkel ω eingestellt wird. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass ein die unterschiedlichen Positionen der Wafer erkennender Beladeapparat die Wafer vor den Transferrollen aufnehmen und so drehen kann, dass der Winkel ω eingestellt wird.
Vorzugsweise werden beim erfindungsgemäßen Verfahren die Wafer vor dem Erreichen der Transferrollen zunächst so ausgerichtet, dass zwischen einer ersten Kante e1 der Wafer und der Bewegungsrichtung der Wafer ein Winkel α von 0° oder 90° besteht.
Das Ausrichten der Wafer wird vorzugsweise mittels vor den Transferrollen angeordneter Zentrierrollen vorgenommen. Dabei werden in der Regel mehrere Zentrierrollen mit seitlichen Begrenzungen verwendet, zwischen denen der Abstand in Bewegungsrichtung der Wafer zunehmend kleiner wird. Dadurch werden die Wafer so ausgerichtet, dass sich der Winkel ω 0° einstellt. Die Zentrierrollen befinden sich im Allgemeinen vor dem Radbereich.
Vorzugsweise wird der Winkel ω zwischen der ersten Kante e1 und der Drehachse der ersten Transferrolle mittels eines Beladeapparates oder durch Drehen der Wafer mittels konischer Rollen bewerkstelligt.
Bei der Ausrichtung durch Drehen des Wafers mittels konischer Rollen erfolgt dies vorzugsweise, sobald das Ausrichten der Wafer mit den Zentrierrollen abgeschlossen ist und keine seitlichen Begrenzungen mehr vorhanden sind, so dass der Winkel ω mit den konischen Rollen eingestellt werden kann.
Als Beladeapparate werden häufig Vakuumgreifer (Bernoulli-Greifer) für den Transport und die Ausrichtung von Wafern verwendet. Erfindungsmäßig ist daher vor allem deren Steuerung so vorzunehmen, dass jeweils eine Drehung der Wafer um den Winkel ω vorgenommen werden kann.
Die Form der im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Wafer kann sehr stark variieren. Im Allgemeinen werden Wafer eingesetzt, die neben der ersten Kante e1 und der zweiten Kante e2 eine dritte Kante e3 und eine vierte Kante e4 aufweisen, wobei die Kanten e1 bis e4 ein an den Ecken gegebenenfalls abgerundetes Rechteck bilden. Die Form hängt insbesondere vom Herstellungsprozess ab. So ergeben sich beispielsweise beim Sägen von Wafern aus einem Zylinder aus monokristallinem Silizium Wafer, die das Aussehen eines an den Ecken abgerundeten Quadrates haben („pseudo-square Wafer”).
Vorzugsweise werden die Wafer nach Verlassen des Radbereichs unter Einsatz eines Beladungsapparates oder von konischen Rollen so verdreht, dass zwischen der ersten Kante e1 der Wafer und der Bewegungsrichtung der Wafer ein Winkel α von 0° oder 90° besteht.
Die Nassbank kann neben den Transferrollen, Zentrierrollen und konischen Rollen auch Transportrollen aufweisen, die vor allem für den Transport der Wafer in der Bewegungsrichtung zuständig sind. Allerdings ist es auch möglich, dass die Transferrollen einen eigenständigen Antrieb haben.
Die Nassbank weist im Allgemeinen mehrere Spuren auf, beispielsweise 5 oder 8 Spuren.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass in einer Nassbank ein Übergreifen der in einem Radbereich eingesetzten Flüssigkeit auf die der Nassbank abgewandte Rückseite auf einfache und effiziente Weise unterbunden wird.
Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand von nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen illustriert. Hierzu wird Bezug genommen auf die 1 bis 5.
1 zeigt eine erste Form eines Wafers, der im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden kann.
2 zeigt eine zweite Form eines Wafers, der im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden kann.
3 zeigt eine Seitenansicht einer Nassbank, in der eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführt werden kann.
4 zeigt eine Draufsicht auf die Nassbank von 3.
5 zeigt eine Seitenansicht einer Nassbank, in der eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführt werden kann.
1 zeigt eine erste Form eines Wafers, der im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden kann. Hierbei weist der Wafer 1 eine erste Kante e1 8 und eine zweite Kante e2 10 auf, wobei die erste Kante e1 8 einen gradlinigen Teil s_e1 12 aufweist, die zweite Kante e2 10 einen gradlinigen Teil s_e2 14 aufweist und die erste Kante e1 8 und die zweite Kante e2 10 benachbart sind.
Bei dem in 1 gezeigten Wafer bilden die Kanten in einem Eckbereich, in dem beispielsweise die Kanten 22 und 24 aufeinander treffen, einen Winkel γ von 90°, der durch die Winkelhalbierende 26 halbiert wird. Bei dieser Form eines Wafers beträgt ein im erfindungsgemäßen Verfahren einzustellender Winkel ω weniger als die Hälfte des Winkels γ, also weniger als 45°.
2 zeigt eine zweite Form eines Wafers, der im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden kann. Hierbei weist der Wafer 2 eine erste Kante e1 9 und eine zweite Kante e2 11 auf, wobei die erste Kante e1 8 einen gradlinigen Teil s_e1 13 aufweist, die zweite Kante e2 11 einen gradlinigen Teil s_e2 15 aufweist und die erste Kante e1 9 und die zweite Kante e2 11 benachbart sind. Im Unterschied zum Wafer von 1 sind die Ecken hier abgerundet. Ein solcher Wafer wird beispielsweise bei der Waferherstellung aus einem zylindrischen Block erhalten.
Bei dem in 2 gezeigten Wafer bilden die Kanten in einem abgerundeten Eckbereich, in dem beispielsweise die Kanten 23 und 25 aufeinander treffen, einen sich von 90° unterscheidenden Winkel γ. Der Winkel γ wird im Schnittpunkt eines abgerundeten Teils mit der Verlängerung des ihn schneidenden geradlinigen Teils der Kanten eines Wafers zwischen einer Tangente an den abgerundeten Teil und dem geradlinigen Teil gebildet. Häufig liegt der Winkel γ im Bereich zwischen 30 bis 50°. Bei einem Wafer mit einer rechtwinkligen Form, die abgerundete Ecken aufweist, beträgt der erfindungsgemäß einzustellende Winkel ω daher in diesen Fällen vorzugsweise 15 bis 25°.
3 zeigt eine Seitenansicht einer Nassbank 4, in der eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführt werden kann. Die Pfeile zeigen hierbei die Bewegungsrichtung der Wafer 1, 2 durch die Nassbank 4. Die Wafer 1, 2 kommen von links in der Nassbank 4 an, wo die möglicherweise unterschiedlich orientierten Wafer 1, 2 zunächst mit Hilfe von Zentrierrollen 20 so ausgerichtet werden, dass zwischen einer ersten Kante e1 der Wafer 1, 2 und der Bewegungsrichtung der Wafer 1, 2 ein Winkel α von 0° oder 90° besteht. Anschließend werden die Wafer 1, 2 bei der in 3 gezeigten Ausführungsform mittels konischer Rollen 21 gedreht, so dass bei der Bewegung der Wafer 1, 2 in Beförderungsrichtung im Radbereich 22 die erste Kante e1 8 mit der Drehachse 18 einer hinteren Transferrolle 17 und den Transferrollen 5 einen Winkel ω bildet, wobei 1° ≤ ω < 45° gilt, so dass die Flüssigkeit 3 bei dieser Ansicht allerdings nicht ersichtlich entlang der ersten Kante e1 8 und/oder der zweiten Kante e2 10 nicht auf die Rückseite 7 eines Wafers 1, 2 übergreift, wenn dieser Wafer die Transferrollen 17 und 5 verlässt.
Die Wafer 1, 2 weisen eine der Nassbank 4 zugewandte Vorderseite 6 und eine der Nassbank 4 abgewandte Rückseite 7 auf. Die Wafer 1, 2 werden in der Nassbank 4 in einem Radbereich 22 auf Transferrollen 5 in der Beförderungsrichtung bewegt, wobei von den Transferrollen 5 aufgenommene Flüssigkeit 3 zumindest teilweise auf die Vorderseite 6 der Wafer 1, 2 übertragen wird. Die Wafer 1, 2 erreichen bei der Bewegung in Beförderungsrichtung jeweils eine vordere Transferrolle 16 und verlassen eine hintere Transferrolle 17. Bei der in 3 gezeigten Seitenansicht ist die Drehung der Wafer 1, 2 nicht erkennbar, die bei dieser Ausführungsform nach dem Verlassen des Radbereichs 22 mittels einer konischen Rolle 21 rückgängig gemacht wird.
In 3 wird nicht dargestellt, welche der gezeigten Rollen angetrieben ist. Außerdem können zusätzliche hier nicht gezeigte, angetriebene Transportrollen vorhanden sein.
In den 3 und 4 bedeutet 23 ein mit Löchern versehenes Rohr zum Absaugen schädlicher Gase. Auf dieses Rohr kann in Abhängigkeit von der eingesetzten Flüssigkeit 6 verzichtet werden oder es kann alternativ oder in Ergänzung hierzu über dem Radbereich 22 ein hier nicht gezeigter Abzug angeordnet sein.
4 zeigt eine Draufsicht auf die Nassbank von 3. Der Pfeil zeigt die Bewegungsrichtung der Wafer 1, 2 durch die Nassbank 4. Die Wafer 1, 2 kommen von links in der Nassbank 4 an, wo die möglicherweise uneinheitlich orientierten Wafer 1, 2 zunächst mit Hilfe von Zentrierrollen 20 so ausgerichtet werden, dass zwischen einer ersten Kante e1 der Wafer 1, 2 und der Bewegungsrichtung der Wafer 1, 2 ein Winkel α von 0° oder 90° besteht. Anschließend werden die Wafer 1, 2 bei der in 4 gezeigten ersten Ausführungsform mittels konischer Rollen 21 gedreht, so dass bei der Bewegung der Wafer 1, 2 in Beförderungsrichtung im Radbereich 22 die erste Kante e1 8 mit der Drehachse 18 einer hinteren Transferrolle 17 einen Winkel ω bildet, wobei 1° ≤ ω < 45° gilt, so dass die Flüssigkeit 3 nicht entlang der ersten Kante e1 8 und/oder der zweiten Kante e2 10 auf die Rückseite 7 eines Wafers 1, 2 übergreift, wenn dieser Wafer die hintere Transferrolle 17 verlässt.
Die Wafer 1, 2 weisen bei dieser Draufsicht nicht näher ersichtlich eine der Nassbank 4 zugewandte Vorderseite und eine der Nassbank 4 abgewandte Rückseite auf. Die Wafer 1, 2 werden in der Nassbank 4 in einem Radbereich 22 auf Transferrollen 5 in der Beförderungsrichtung bewegt, wobei von den Transferrollen 5 aufgenommene Flüssigkeit 3 zumindest teilweise auf die Vorderseite der Wafer 1, 2 übertragen wird. Die Wafer 1, 2 erreichen bei der Bewegung in Beförderungsrichtung jeweils eine vordere Transferrolle 16 und verlassen eine hintere Transferrolle 17. Bei der hier gezeigten Draufsicht ist die geänderte Position (Drehung) der Wafer 1, 2 im Radbereich 22 deutlich erkennbar. Die Drehung wird bei der in 4 gezeigten Ausführungsform nach dem Verlassen des Radbereichs 22 mittels einer konischen Rolle 21 rückgängig gemacht.
Insbesondere ist aus 4 ersichtlich, dass die Wafer 1,2 eine erste Kante e1 8 und eine zweite Kante e2 10 aufweisen, wobei die erste Kante e1 8 einen im Wesentlichen gradlinigen Teil aufweist, die zweite Kante e2 10 einen im Wesentlichen gradlinigen Teil 14 aufweist und die erste Kante e1 8 und die zweite Kante e2 10 benachbart sind, wobei bei der Bewegung der Wafer 1, 2 in Beförderungsrichtung im Radbereich 22 die erste Kante e1 8 mit der Drehachse 18 der hinteren Transferrolle 17 einen Winkel ω bildet, wobei 1° ≤ ω < 45° gilt. Die Flüssigkeit 3 kann dann entlang der ersten Kante e1 8 und/oder der zweiten Kante e2 10 nicht auf die Rückseite 7 eines Wafers 1, 2 übergreifen, wenn dieser Wafer 1, 2 die Transferrollen 17 und 5 verlässt.
Die in 4 gezeigte Nassbank weist zwei Spuren auf.
5 zeigt eine Seitenansicht einer Nassbank, in der eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführt werden kann. Im Unterschied zu der in 3 gezeigten ersten Ausführungsform werden bei der in 5 gezeigten zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Ausrichtung der Wafer 1, 2 bzw. zur Einstellung des Winkels ω Beladeapparate 19 eingesetzt. Daher haben die Rollen 27 hier nur eine Beförderungsfunktion. Zentrierrollen kommen hier daher nicht zur Anwendung. Außerdem ist in 5 das Rohr 23 weggelassen.

Claims

Verfahren zur Behandlung von Wafern (1, 2) mit einer Flüssigkeit (3) in einer Nassbank (4), welche in einem Radbereich (22) mehrere zumindest teilweise in die Flüssigkeit (3) eintauchende Transferrollen (5) umfasst, wobei die Wafer (1, 2) eine der Nassbank (4) zugewandte Vorderseite (6), eine der Nassbank (4) abgewandte Rückseite (7), eine erste Kante e1 (8, 9) und eine zweite Kante e2 (10, 11) aufweisen, wobei die erste Kante e1 (8, 9) einen im Wesentlichen gradlinigen Teil s_e1 (12, 13) aufweist, die zweite Kante e2 (10, 11) einen im Wesentlichen gradlinigen Teil s_e2 (14, 15) aufweist und die erste Kante e1 (8, 9) und die zweite Kante e2 (10, 11) benachbart sind, die Wafer (1, 2) in der Nassbank (4) auf den Transferrollen (5) in einer Beförderungsrichtung bewegt werden und von den Transferrollen (5) aufgenommene Flüssigkeit (3) zumindest teilweise auf die Vorderseite (6) der Wafer (1, 2) übertragen wird, und die Wafer (1, 2) bei der Bewegung in Beförderungsrichtung, jeweils auf einen betrachteten Wafer bezogen, eine vordere Transferrolle (16) erreichen und eine hintere Transferrolle (17) verlassen, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Bewegung der Wafer (1, 2) in Beförderungsrichtung im Radbereich (22) die erste Kante e1 (8, 9) mit der Drehachse (18) der hinteren Transferrolle (17) einen Winkel ω bildet, wobei 1° ≤ ω < 45° gilt, so dass die Flüssigkeit (3) entlang der ersten Kante e1 (8, 9) und/oder der zweiten Kante e2 (10, 11) nicht auf die Rückseite (7) eines Wafers (1, 2) übergreift, wenn dieser Wafer (1, 2) die hintere Transferrolle (17) verlässt, und wobei bei den in die Nassbank (4) eintretenden Wafern (1, 2) die Orientierung bezogen auf die Bewegungsrichtung der Wafer (1, 2) unterschiedlich ist und die unterschiedlich orientierten Wafer (1, 2) vor dem Erreichen der Transferrollen (5) so ausgerichtet werden, dass sich der Winkel ω einstellt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit (3) ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus einer Reinigungsflüssigkeit, einer Ätzflüssigkeit, einer Beschichtungsflüssigkeit und einer beliebigen Kombination hiervon besteht.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit (3) eine Ätzflüssigkeit ist.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit (3) mindestens eine Säure aufweist, die ausgewählt ist aus der Gruppe, welche aus HF, HNO₃, H₂SO₄, H₃PO₃ und H₃PO₄ besteht.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit (3) HNO₃ in einer Menge von 3 bis 15 Gew.-%, HF in einer Menge von 30 bis 60 Gew.-% und H₂O in einer Menge von 35 bis 65 Gew.-%, bezogen auf die Summe aus HNO₃, HF und H₂O, enthält.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wafer (1, 2) zu mindestens 90 Gew.-% aus Silizium oder einer Siliziumverbindung bestehen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorderseite (6) der Wafer (1, 2) mit Phosphor dotiertes Silizium, ein Phosphorsilikatglas und/oder SiO₂ enthält oder aus diesem besteht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wafer (1, 2) vor dem Erreichen der Transferrollen (5) so ausgerichtet werden, dass zwischen einer ersten Kante e1 (8, 9) der Wafer (1, 2) und der Bewegungsrichtung der Wafer (1, 2) ein Winkel α von 0° oder 90° besteht.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausrichten der Wafer (1, 2) mittels vor den Transferrollen (5) angeordneter Zentrierrollen (20) vorgenommen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel ω zwischen der ersten Kante e1 (8, 9) und der Drehachse (18) der hinteren Transferrolle (17) mittels eines Beladeapparates (19) oder durch Drehen der Wafer (1, 2) mittels konischer Rollen (21) bewerkstelligt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wafer (1, 2) neben der ersten Kante e1 (8, 9) und der zweiten Kante e2 (10, 11) eine dritte Kante e3 (22, 23) und eine vierte Kante e4 (24, 25) aufweisen, wobei die Kanten e1 bis e4 ein an den Ecken gegebenenfalls abgerundetes Rechteck bilden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Wafer (1, 2) nach Verlassen des Radbereichs (22) unter Einsatz eines Beladeapparates (19) oder von konischen Rollen (20) so verdreht werden, dass zwischen der ersten Kante e1 (8, 9) der Wafer (1, 2) und der Bewegungsrichtung der Wafer (1, 2) ein Winkel ω von 0° oder 90° besteht.
Verfahren zur Behandlung von Wafern (1, 2) mit einer Flüssigkeit (3) in einer Nassbank (4), welche in einem Radbereich (22) mehrere zumindest teilweise in die Flüssigkeit (3) eintauchende Transferrollen (5) umfasst, wobei die Wafer (1, 2) eine der Nassbank (4) zugewandte Vorderseite (6), eine der Nassbank (4) abgewandte Rückseite (7), eine erste Kante e1 (8, 9) und eine zweite Kante e2 (10, 11) aufweisen, wobei die erste Kante e1 (8, 9) einen im Wesentlichen gradlinigen Teil s_e1 (12, 13) aufweist, die zweite Kante e2 (10, 11) einen im Wesentlichen gradlinigen Teil s_e2 (14, 15) aufweist und die erste Kante e1 (8, 9) und die zweite Kante e2 (10, 11) benachbart sind, die Wafer (1, 2) in der Nassbank (4) auf den Transferrollen (5) in einer Beförderungsrichtung bewegt werden und von den Transferrollen (5) aufgenommene Flüssigkeit (3) zumindest teilweise auf die Vorderseite (6) der Wafer (1, 2) übertragen wird, und die Wafer (1, 2) bei der Bewegung in Beförderungsrichtung, jeweils auf einen betrachteten Wafer bezogen, eine vordere Transferrolle (16) erreichen und eine hintere Transferrolle (17) verlassen, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Bewegung der Wafer (1, 2) in Beförderungsrichtung im Badbereich (22) die erste Kante e1 (8, 9) mit der Drehachse (18) der hinteren Transferrolle (17) einen Winkel ω bildet, wobei 3° ≤ ω ≤ 20° gilt, so dass die Flüssigkeit (3) entlang der ersten Kante e1 (8, 9) und/oder der zweiten Kante e2 (10, 11) nicht auf die Rückseite (7) eines Wafers (1, 2) übergreift, wenn dieser Wafer (1, 2) die hintere Transferrolle (17) verlässt.