DE102019102492A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Bearbeitung von Wafern - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bearbeitung von Wafern. Es wird ein Transport der Wafer in vertikaler Ausrichtung durch die zur Bearbeitung der Wafer eingesetzten Prozesslösung vorgeschlagen, wodurch eine Erhöhung des Durchsatzes, eine vereinfachte Nachbehandlung der Abluft sowie eine Reduzierung des Verbrauchs von Komponenten der Prozesslösung ermöglicht werden. Die Erfindung kann unter anderem bei der Herstellung von Solarzellen oder auch von Leiterplatten, beispielsweise Leiterplatten für die Elektroindustrie, zum Einsatz kommen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bearbeitung von Wafern. Es wird ein Transport der Wafer in vertikaler Ausrichtung durch die zur Bearbeitung der Wafer eingesetzten Prozesslösung vorgeschlagen, wodurch eine Erhöhung des Durchsatzes, eine vereinfachte Nachbehandlung der Abluft sowie eine Reduzierung des Verbrauchs von Komponenten der Prozesslösung ermöglicht werden. Die Erfindung kann unter anderem bei der Herstellung von Solarzellen oder auch von Leiterplatten, beispielsweise Leiterplatten für die Elektroindustrie, zum Einsatz kommen.
  • Die Herstellung von Solarzellen aus multikristallinen Siliziumsolarzellen ist bekannt und enthält einen nasschemischen Texturprozess. Dieser wird üblicherweise in Durchlaufanlagen (Inline-Ätzanlagen) durchgeführt wie in 1 gezeigt. Hierbei werden die Wafer (1) horizontal auf Transportrollen (2) durch die Anlage transportiert. Niederhalterollen (3) sorgen dafür, dass die Wafer den Kontakt zu den Transportrollen nicht verlieren. Innerhalb der Anlage befinden sich Bereiche, in denen die Wafer entweder durch Sprühen oder durch Tauchen einer chemischen Prozesslösung ausgesetzt werden. Die Prozesslösung kann sich in einem Prozessbecken (4) befinden. Überlaufendes Medium wird durch eine Rohrleitung wieder in einen Tank (5) zurückgeführt und von dort mittels einer Pumpe (6) wieder in das Prozessbecken gepumpt. Bei diesem Verfahren wird das Niveau der Prozesslösung im Bereich der Transportrollen durch das erste und letzte Paar aus Transport- und Niederhalterollen angestaut, so dass die Wafer vollständig in die Prozesslösung eintauchen. Der Spalt zwischen Transport- und Niederhalterollen entspricht der Stärke der Wafer (üblicherweise etwa 200 µm) und ist somit vernachlässigbar.
  • Für die Texturierung wird eine Lösung aus Flusssäure (HF) und Salpetersäure (HNO3) eingesetzt. Diese reagiert mit Silizium in einer stark exothermen Reaktion zu Hexafluorokieselsäure (H2SiF6) und Stickstoffmonoxid (NO), das in Kontakt mit Luftsauerstoff zu Stickstoffdioxid (NO2) weiter reagiert.
  • Da die Wafer in diesem Verfahren horizontal durch die Anlage geführt werden, benötigen die Wafer die maximale Fläche, was die Anzahl der gleichzeitig bearbeiteten Wafer und somit den Durchsatz der Anlagen limitiert. Eine Erhöhung des Durchsatzes kann somit lediglich durch eine Reduzierung der Prozesszeit oder eine Vergrößerung der Anlage in Kombination mit einer Erhöhung der Durchlaufgeschwindigkeit erfolgen. Da die Prozesszeit mit 60 bis 90 Sekunden bereits sehr niedrig ist, ist eine weitere Reduzierung unter Beibehaltung eines robusten Prozesses kaum noch möglich. Die Erhöhung der Durchlaufgeschwindigkeit mit gleichzeitiger Vergrößerung der Anlage ist unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten nur wenig gewinnbringend, da der Materialbedarf und somit die Investitionskosten für den Bau einer größeren Anlage ebenfalls steigen.
  • Bei der Bearbeitung von Wafern kann grundsätzlich zwischen einem Inline-Verfahren und einem Batch-Verfahren unterschieden werden. In einem Inline-Verfahren werden die Wafer in Reihe hintereinander durch die Anlage transportiert. Es können auch mehrere Reihen von Wafern gleichzeitig nebeneinander transportiert werden (mehrspuriges Inline-Verfahren). Im Batch-Verfahren werden die Wafer im Gegensatz dazu nicht einzeln auf einem Transportband oder Ähnlichem aufliegend transportiert, sondern mit Hilfe eines Trägers (englisch: Carrier), in den eine Vielzahl von Wafer eingestapelt sind.
  • In DE 10 2006 054 846 A1 wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, in der Wafer innerhalb einer Inline-Anlage in eine Batch-Transportvorrichtung eingebracht werden, um dann als Batch durch die Anlage transportiert zu werden. Anschließend werden mehrere solcher Batches übereinander gestapelt durch die Anlage geführt und am Ende der Anlage wieder vereinzelt, wobei der Transport im Batch-Modus auch derart erfolgen kann, dass die Wafer während des Transports vertikal ausgerichtet sind. Allerdings ist eine mechanisch und logistisch anspruchsvolle Zusammenführung und Vereinzelung nötig, um Inline-Verfahren und Batch-Verfahren zu kombinieren. Der Transport vertikal ausgerichteter Wafer im Inline-Verfahren ist nicht vorgesehen.
  • Vor diesem Hintergrund ist es daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bearbeitung von Wafern bereitzustellen, die die Nachteile aus dem Stand der Technik überwinden. Insbesondere soll ein erhöhter Durchsatz ermöglicht werden. Außerdem sollen eine vereinfachte Nachbehandlung der Abluft sowie eine Reduzierung des Verbrauchs von Komponenten der Prozesslösung erreicht werden.
  • Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der Patentansprüche gelöst. Die Aufgabe wird insbesondere gelöst durch eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Wafern mit einer chemischen Prozesslösung, wobei die Vorrichtung Transportmittel (2) und Niederhaltemittel (3) sowie mindestens ein Prozessbecken (4) zur Aufnahme der chemischen Prozesslösung umfasst, wobei das Prozessbecken (4) an mindestens einer Seite durch eine Stauvorrichtung (21) begrenzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Stauvorrichtung (21) derart ausgestaltet ist, dass zwischen den Transportmitteln (2) und den Niederhaltemitteln (3) vertikal ausgerichtete Wafer in horizontaler Bewegungsrichtung in das Prozessbecken (4) ein- und aus dem Prozessbecken (4) ausgeführt werden können. Eine Vorrichtung der Erfindung gemäß beispielhaften Ausführungsformen ist in den 2 und 5 gezeigt.
  • Wenn in der vorliegenden Beschreibung die Begriffe „vertikal“ und „horizontal“ verwendet werden, so ist damit „im Wesentlichen vertikal“ beziehungsweise „im Wesentlichen horizontal“ gemeint, wenn nichts anderes angegeben ist. Als Bezugspunkt kann bevorzugt die Oberfläche der im Prozessbecken (4) befindlichen Prozesslösung dienen. Diese Oberfläche ist in Abwesenheit von Wellenbewegungen oder sonstigen Bewegungen der Prozesslösung horizontal ausgerichtet. Ein senkrecht auf der Oberfläche der Prozesslösung stehender Flächenvektor ist also vertikal. Der Ausdruck „im Wesentlichen horizontal“ beschreibt daher bevorzugt eine Orientierung oder Bewegung, die im Wesentlichen parallel zur Oberfläche der im Prozessbecken (4) befindlichen Prozesslösung ist, während der Ausdruck „im Wesentlichen vertikal“ eine Orientierung oder Bewegung beschreibt, die im Wesentlichen orthogonal zur Oberfläche der im Prozessbecken (4) befindlichen Prozesslösung ist.
  • Bevorzugt bildet ein senkrecht auf einer im Wesentlichen horizontal orientierten Oberfläche stehender Flächenvektor mit einem senkrecht auf der Oberfläche der Prozesslösung stehenden Flächenvektor einen Winkel von höchstens 20°, weiter bevorzugt höchstens 10°, weiter bevorzugt höchstens 5°, weiter bevorzugt höchstens 1°, weiter bevorzugt etwa 0°. Bevorzugt bildet der Vektor einer im Wesentlichen horizontalen Bewegungsrichtung mit einem senkrecht auf der Oberfläche der Prozesslösung stehenden Flächenvektor einen Winkel von mindestens 70° und höchstens 110°, weiter bevorzugt von mindestens 80° und höchstens 100°, weiter bevorzugt von mindestens 85° und höchstens 95°, weiter bevorzugt von etwa 90°.
  • Bevorzugt bildet ein senkrecht auf einer im Wesentlichen vertikal orientierten Oberfläche stehender Flächenvektor mit einem senkrecht auf der Oberfläche der Prozesslösung stehenden Flächenvektor einen Winkel von mindestens 70° und höchstens 110°, weiter bevorzugt von mindestens 80° und höchstens 100°, weiter bevorzugt von mindestens 85° und höchstens 95°, weiter bevorzugt von etwa 90°. Bevorzugt bildet der Vektor einer im Wesentlichen vertikalen Bewegungsrichtung mit einem senkrecht auf der Oberfläche der Prozesslösung stehenden Flächenvektor einen Winkel von höchstens 20°, weiter bevorzugt höchstens 10°, weiter bevorzugt höchstens 5°, weiter bevorzugt höchstens 1°, weiter bevorzugt etwa 0°.
  • Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Wafern mit einer chemischen Prozesslösung. Bevorzugt sollen mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung Siliziumwafer, insbesondere multikristalline oder monokristalline Siliziumwafer, einem Texturprozess unterzogen werden. Die Bearbeitung der Wafer ist also bevorzugt eine Texturierung. Eine solche Texturierung von Wafern ist bekannt und wird vor allem bei der Herstellung von Solarzellen eingesetzt. Bevorzugt enthält die eingesetzte Prozesslösung für multikristalline Wafer Flusssäure (HF) und Salpetersäure (HNO3), diejenige für monokristalline Wafer eine Mischung aus wässriger Kalilauge (KOH) und einem oder mehreren organischen Additiven.
  • Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung umfasst ein Prozessbecken (4) zur Aufnahme der chemischen Prozesslösung. Die Vorrichtung kann auch mehrere Prozessbecken (4) umfassen, beispielsweise zur parallelen Bearbeitung mehrerer Wafer oder zur sequentiellen Bearbeitung eines Wafers mit verschiedenen Prozesslösungen. Es können auch mehrere Wafer gleichzeitig und/oder nacheinander im selben Prozessbecken (4) bearbeitet werden.
  • Gemäß bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden Prozessbecken (4) mit rechteckiger Grundfläche eingesetzt. Die Breite des Prozessbeckens (4) richtet sich in erster Linie nach der Anzahl der parallel zu bearbeitenden Wafer sowie nach deren Dicke und Abstand voneinander. Bevorzugt liegt die Breite des Prozessbeckens (4) in einem Bereich von 100 mm bis 1000 mm, weiter bevorzugt von 200 mm bis 800 mm weiter bevorzugt von 500 mm bis 700 mm. Die Länge des Prozessbeckens (4) richtet sich in erster Linie nach der gewünschten Prozesszeit, die die Wafer im Prozessbecken (4) verbringen sollen, wobei die Transportgeschwindigkeit der Wafer durch das Prozessbecken (4) zu berücksichtigen ist. Bevorzugt liegt die Länge des Prozessbeckens (4) in einem Bereich von 100 mm bis 5000 mm, weiter bevorzugt von 300 mm bis 4000 mm, weiter bevorzugt von 800 mm bis 3000 mm. Die Höhe des Prozessbeckens (4) bestimmt sich im Wesentlichen nach den Abmessungen der zu bearbeitenden Wafer, also aufgrund der vertikalen Ausrichtung nach deren Länge bzw. Breite. Das Prozessbecken (4) weist bevorzugt eine Höhe auf, die ein Anstauen der Prozesslösung zu einer Höhe ermöglicht, die die Höhe der Wafer übersteigt, so dass die Wafer im Prozessbecken (4) vollständig in die Prozesslösung eintauchen. Bevorzugt liegt die Höhe des Prozessbeckens (4) in einem Bereich von 20 mm bis 2000 mm, weiter bevorzugt von 50 mm bis 1000 mm, weiter bevorzugt von 100 mm bis 500 mm, weiter bevorzugt von 150 mm bis 300 mm, weiter bevorzugt von 160 mm bis 250 mm, weiter bevorzugt von 180 mm bis 220 mm.
  • Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung umfasst Transportmittel (2) und Niederhaltemittel (3). Die Transportmittel (2) dienen dem Transport der Wafer durch die Vorrichtung. Die Niederhaltemittel (3) sorgen dafür, dass die Wafer den Kontakt zu den Transportmitteln (2) nicht verlieren. Transportmittel (2) und Niederhaltemittel (3) sind derart angeordnet, dass die Wafer zwischen den Transportmitteln (2) und den Niederhaltemitteln (3) vertikal ausgerichtet und in horizontaler Bewegungsrichtung durch die Vorrichtung geführt werden können, insbesondere in das Prozessbecken (4) hinein, durch das Prozessbecken (4) hindurch, und aus dem Prozessbecken (4) hinaus.
  • Der Abstand zwischen den Transportmitteln (2) und den Niederhaltemitteln (3) entspricht bevorzugt im Wesentlichen der Länge oder der Breite der Wafer und nicht wie im Stand der Technik der Dicke der Wafer. Der Abstand zwischen den Transportmitteln (2) und den Niederhaltemitteln (3) wird durch die vertikale Ausrichtung der Wafer zwischen den Transportmitteln (2) und den Niederhaltemitteln (3) bestimmt. In bestimmten Ausführungsformen sind die Transportmittel (2) und/oder die Niederhaltemittel (3) in vertikaler Richtung beweglich angeordnet, so dass der Abstand zwischen ihnen flexibel an die Länge oder Breite der bearbeiteten Wafer angepasst werden kann. In der Regel entspricht die Länge der Wafer der Breite der Wafer. Die Wafer haben also in der Regel eine quadratische Grundfläche.
  • Bevorzugt liegt der lichte Abstand zwischen den Transportmitteln (2) und den Niederhaltemitteln (3) in einem Bereich von 10 mm bis 1000 mm, weiter bevorzugt von 20 mm bis 500 mm, weiter bevorzugt von 50 mm bis 300 mm, weiter bevorzugt von 100 mm bis 200 mm, weiter bevorzugt von 150 mm bis 170 mm, weiter bevorzugt etwa 156 mm.
  • Die Transportmittel (2) und die Niederhaltemittel (3) sind innerhalb der Vorrichtung bevorzugt im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet. Dies ist ebenfalls vorteilhaft für die vertikale Ausrichtung der Wafer zwischen den Transportmitteln (2) und den Niederhaltemitteln (3).
  • Die Transportmittel (2) und/oder die Niederhaltemittel (3) können beispielsweise in Form von Transportbändern ausgestaltet werden. Solche Ausführungsformen der Erfindung sind zwar möglich, jedoch weniger vorteilhaft, da solche Transportbänder zusammen mit den Wafern durch die Vorrichtung geführt werden müssen, insbesondere auch in das Prozessbecken (4) hinein, durch das Prozessbecken (4) hindurch, und aus dem Prozessbecken (4) hinaus. Es ergibt sich also neben dem Ein- und Ausführen der Wafer das Problem des Einführens der Transportbänder in das Prozessbecken (4) und des Ausführens der Transportbänder aus dem Prozessbecken (4), wodurch die Möglichkeiten für die Ausgestaltung der Stauvorrichtung (21) erheblich eingeschränkt werden.
  • Besonders bevorzugt handelt es sich daher bei den Transportmitteln (2) um Transportrollen (2) und bei den Niederhaltemitteln (3) um Niederhalterollen (3). Die Ausgestaltung in Form von Rollen hat den Vorteil, dass ein Transport der Wafer durch die Vorrichtung, insbesondere auch in das Prozessbecken (4) hinein, durch das Prozessbecken (4) hindurch, und aus dem Prozessbecken (4) hinaus, möglich ist, ohne dass die Transportmittel (2) und die Niederhaltemittel (3) selbst ebenfalls in das Prozessbecken (4) hinein, durch das Prozessbecken (4) hindurch, und aus dem Prozessbecken (4) hinaus geführt werden müssen. Insbesondere sind die Transportrollen (2) und die Niederhalterollen (3) bevorzugt ortsfest. Die Rollen führen also während des Transports der Wafer bevorzugt lediglich eine Rotationsbewegung, aber keine Translationsbewegung aus. Die Rollen bewegen sich also bevorzugt nicht zusammen mit den Wafern durch die Vorrichtung, sondern verbleiben an Ort und Stelle. Dadurch ergeben sich vielfältige Freiheitsgrade bei der Ausgestaltung der Stauvorrichtung (21), da diese lediglich den Transport der Wafer in das Prozessbecken (4) hinein, durch das Prozessbecken (4) hindurch, und aus dem Prozessbecken (4) hinaus, ermöglichen müssen, nicht jedoch den Transport der Transportmittel (2) und der Niederhaltemittel (3), da diese nicht in das Prozessbecken (4) hinein, durch das Prozessbecken (4) hindurch, und aus dem Prozessbecken (4) hinaus geführt werden müssen. Stattdessen sind bevorzugt innerhalb und außerhalb des Prozessbeckens Transportrollen (2) und Niederhalterollen (3) vorgesehen, die jeweils an Ort und Stelle verbleiben.
  • Bevorzugt weisen die Transportmittel (2) und/oder die Niederhaltemittel (3) mindestens eine Vertiefung, bevorzugt genau eine Vertiefung pro Wafer, zur Aufnahme der Wafer auf. Dies ist vorteilhaft, um die Wafer gegen ein seitliches Verkippen zu schützen.
  • Eine beispielhafte Ausführungsform mit zwischen Transportrollen (2) und Niederhalterollen (3) befindlichen Wafern (1) ist in 4 gezeigt.
  • Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung umfasst mindestens ein Prozessbecken (4) zur Aufnahme der chemischen Prozesslösung, wobei das Prozessbecken (4) an mindestens einer Seite durch eine Stauvorrichtung (21) begrenzt wird. Die Bearbeitung der Wafer mit der chemischen Prozesslösung erfolgt, indem die Wafer durch das Prozessbecken (4) mit der darin befindlichen Prozesslösung geführt werden. Wie weiter unten im Detail erläutert, ist die Stauvorrichtung (21) derart ausgestaltet, dass zwischen den Transportmitteln (2) und den Niederhaltemitteln (3) vertikal ausgerichtete Wafer in horizontaler Bewegungsrichtung in das Prozessbecken (4) ein- und aus dem Prozessbecken (4) ausgeführt werden können. Daher kann sich die Stauvorrichtung (21) von den übrigen Begrenzungswänden des Prozessbeckens (4) beispielsweise dadurch unterscheiden, dass die Stauvorrichtung (21) derart beweglich angeordnet, dass die Stauvorrichtung (21) eine offene Position und eine geschlossene Position einnehmen kann, wobei die offene Position das Einführen der vertikal ausgerichteten Wafer in das Prozessbecken (4) und/oder das Ausführen der vertikal ausgerichteten Wafer aus dem Prozessbecken (4) erlaubt. Es ist beispielsweise auch möglich, die Stauvorrichtung (21) mit mindestens einem vertikal verlaufenden Schlitz (22) zum Durchführen der vertikal ausgerichteten Wafer zu versehen. Solange gewährleistet ist, dass die Stauvorrichtung (21) derart ausgestaltet ist, dass zwischen den Transportmitteln (2) und den Niederhaltemitteln (3) vertikal ausgerichtete Wafer in horizontaler Bewegungsrichtung in das Prozessbecken (4) ein- und aus dem Prozessbecken (4) ausgeführt werden können, kann die Stauvorrichtung (21) in Bezug auf die sonstige Ausgestaltung analog zu den übrigen Begrenzungswänden des Prozessbeckens (4) ausgestaltet werden.
  • Die Stauvorrichtung (21) arbeitet besonders effizient, wenn die Schlitze (22) möglichst eng und/oder die Stauvorrichtung (21) möglichst dick ist, da dies jeweils den hydraulischen Widerstand der Schlitze (22) erhöht.
  • Bevorzugt beträgt die Dicke der Stauvorrichtung (21) mindestens 10% der Waferlänge, weiter bevorzugt mindestens 15% der Waferlänge, weiter bevorzugt mindestens 20% der Waferlänge, jedoch bevorzugt höchstens 50% der Waferlänge, weiter bevorzugt höchstens 40% der Waferlänge, weiter bevorzugt höchstens 30% der Waferlänge. Bevorzugt liegt die Dicke der Stauvorrichtung (21) in einem Bereich von 15 mm bis 80 mm, weiter bevorzugt von 20 mm bis 60 mm, weiter bevorzugt von 30 mm bis 50 mm.
  • Die Breite des Schlitzes (22) beträgt bevorzugt höchstens das 5-Fache, weiter bevorzugt höchstens das 3-Fache der Waferdicke, jedoch bevorzugt mindestens das 1,1-Fache, weiter bevorzugt mindestens das 1,5-Fache der Waferdicke. Die Breite des Schlitzes (22) liegt bevorzugt in einem Bereich von 220 µm bis 1000 µm, weiter bevorzugt von 300 µm bis 600 µm.
  • Bevorzugt sind die Schlitze (22) an der Eingangsseite angefast, das heißt, dass die Kante zwischen der Vorderfront und einem Schlitz (22) bevorzugt mit einer Fase versehen ist. Dies ermöglicht, dass die Wafer auch bei Toleranzen im Transportsystem noch besonders zuverlässig eingeführt werden können.
  • Bevorzugt verjüngt sich die Breite der Schlitze (22) in Durchlaufrichtung. Dies trägt zu einer noch besseren Führung der Wafer durch die Schlitze (22) bei. In solchen Ausführungsformen bezeichnet die oben genannte Breite der Schlitze (22) die Breite der Schlitze (22) an der engsten Stelle. Bei sich verjüngender Schlitzbreite liegt das Verhältnis der Schlitzbreite an der breitesten Stelle zur Schlitzbreite an der engsten Stelle bevorzugt in einem Bereich von 1,1:1 bis 2:1, weiter bevorzugt von 1,2:1 bis 1,5:1.
  • In bestimmten bevorzugten Ausführungsformen sind die Niederhaltemittel (3) vor der Stauvorrichtung (21) mit einem zusätzlichen Gewicht ausgeführt, um eine besonders gute Führung gegen die ausströmende Flüssigkeit zu gewährleisten.
  • Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist für die Durchführung von Inline-Verfahren geeignet, wie sich bereits aus der Ausrichtung der Wafer zwischen Transportmitteln (2) und Niederhaltemitteln (3) sowie dem dadurch gewährleisteten Transport der Wafer durch die Vorrichtung ergibt. In einem Inline-Verfahren werden die Wafer einzeln in Reihe hintereinander durch die Anlage transportiert. Es können auch mehrere Reihen von Wafern gleichzeitig nebeneinander transportiert werden (mehrspuriges Inline-Verfahren).
  • Im Stand der Technik kann das Prozessbecken (4) unproblematisch durch die Transportrollen (2) und die Niederhalterollen (3) begrenzt werden, da dort die Wafer in horizontaler Ausrichtung transportiert werden, so dass der Abstand zwischen den Transportrollen (2) und den Niederhalterollen (3) im Wesentlichen der Dicke der Wafer entspricht. Da die Dicke der Wafer sehr gering ist (in der Regel etwa 200 µm) führt der Spalt zwischen den Transportrollen (2) und den Niederhalterollen (3) nicht zu einem nennenswerten Austritt der Prozessflüssigkeit aus dem Prozessbecken (4).
  • Im Gegensatz dazu sieht die vorliegende Vorrichtung den Inline-Transport vertikal ausgerichteter Wafer in das Prozessbecken (4) hinein, durch das Prozessbecken (4) hindurch, und aus dem Prozessbecken (4) hinaus, vor. Der Abstand der Transportmittel (2) und der Niederhaltemittel (3) entspricht aufgrund der vertikalen Ausrichtung der Wafer nicht wie im Stand der Technik der Dicke der Wafer, sondern der Länge oder der Breite der Wafer, wobei Länge und Breite der Wafer angesichts der üblicherweise quadratischen Grundfläche der Wafer in der Regel identisch sind. Länge und Breite der Wafer übersteigen deren Dicke um ein Vielfaches, in der Regel mindestens um das 100-Fache. Der Abstand zwischen den Transportmitteln (2) und den Niederhaltemitteln (3) ist daher so groß, dass das Prozessbecken (4) nicht durch die Transportmittel (2) und die Niederhaltemittel (3) begrenzt werden kann, da die Prozesslösung durch die Lücke zwischen Transportmittel (2) und Niederhaltemittel (3) austreten würde, so dass die Prozesslösung nicht in für die Bearbeitung der Wafer ausreichender Menge im Prozessbecken (4) verbliebe.
  • Das Prozessbecken (4) an allen Seiten durch übliche Begrenzungswände zu begrenzen, stellt keine zufriedenstellende Lösung für eine Vorrichtung dar, die zur Durchführung eines Inline-Verfahrens geeignet sein soll. Denn dadurch würde verhindert, dass die vertikal ausgerichteten Wafer in horizontaler Bewegungsrichtung in das Prozessbecken (4) ein- und aus dem Prozessbecken (4) ausgeführt werden können. Vielmehr müssten die Wafer vertikal angehoben, über die Begrenzungswand geführt und anschließend vertikal in das Prozessbecken (4) abgesenkt werden, was mit einem Inline-Verfahren nicht vereinbar ist.
  • Das Prozessbecken (4) der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung wird daher an mindestens einer Seite durch eine Stauvorrichtung (21) begrenzt, die derart ausgestaltet ist, dass zwischen den Transportmitteln (2) und den Niederhaltemitteln (3) vertikal ausgerichtete Wafer in horizontaler Bewegungsrichtung in das Prozessbecken (4) ein- und aus dem Prozessbecken (4) ausgeführt werden können. Eine oder mehrere der übrigen Seiten des Prozessbeckens (4) können ebenfalls durch eine solche Stauvorrichtung (21) begrenzt werden. Dies ist jedoch nicht nötig, um mit der Vorrichtung ein Inline-Verfahren durchzuführen. Es ist ausreichend, wenn das Prozessbecken (4) an mindestens einer Seite durch eine solche Stauvorrichtung (21) begrenzt wird. In einer solchen Ausführungsform werden die Wafer an derselben Seite aus dem Prozessbecken (4) ausgeführt, an der sie auch in das Prozessbecken (4) eingeführt wurden. Die übrigen Seiten des Prozessbeckens (4) können beispielsweise in Form üblicher Begrenzungswände ausgeführt werden, um den Austritt der Prozesslösung aus dem Prozessbecken (4) zu verhindern.
  • Ausführungsformen mit der beschriebenen Stauvorrichtung (21) an nur einer Seite des Prozessbeckens erfordern jedoch eine aufwendigere Transportführung der Wafer innerhalb des Prozessbeckens (4), da die Wafer das Prozessbecken (4) an derselben Seite verlassen, an der sie in das Prozessbecken (4) eingetreten sind. Bevorzugt umfasst die Vorrichtung der Erfindung daher zwei an gegenüberliegenden Seiten des Prozessbeckens (4) befindliche Stauvorrichtungen (21a, 21b). Dies ermöglicht einen linearen Transport der Wafer in das Prozessbecken (4) hinein, durch das Prozessbecken (4) hindurch, und aus dem Prozessbecken (4) hinaus, da die Wafer an einer Seite in das Prozessbecken (4) eintreten und an der gegenüberliegenden Seite des Prozessbeckens (4) aus dem Prozessbecken (4) austreten können. Eine Änderung der Bewegungsrichtung der Wafer ist in solchen Ausführungsformen nicht erforderlich.
  • Das Material der Stauvorrichtung (21) richtet sich nach der jeweiligen Anwendung, insbesondere nach der Prozesstemperatur und/oder den Bestandteilen der chemischen Ätzlösungen.
  • Die Stauvorrichtung (21) der vorliegenden Erfindung ist derart ausgestaltet, dass zwischen den Transportmitteln (2) und den Niederhaltemitteln (3) vertikal ausgerichtete Wafer in horizontaler Bewegungsrichtung in das Prozessbecken (4) ein- und aus dem Prozessbecken (4) ausgeführt werden können.
  • In bestimmten Ausführungsformen ist die Stauvorrichtung (21) derart beweglich angeordnet, dass die Stauvorrichtung (21) eine offene Position und eine geschlossene Position einnehmen kann, wobei die offene Position das Einführen der vertikal ausgerichteten Wafer in das Prozessbecken (4) und/oder das Ausführen der vertikal ausgerichteten Wafer aus dem Prozessbecken (4) erlaubt. Beispielsweise kann die Stauvorrichtung (21) derart ausgestaltet werden, dass sie nach unten in die offene abgesenkt oder nach oben in die offene Position weggehoben oder weggezogen werden kann, um ein Einführen der vertikal ausgerichteten Wafer in das Prozessbecken (4) und/oder ein Ausführen der vertikal ausgerichteten Wafer aus dem Prozessbecken (4) zu ermöglichen.
  • Eine solche Ausgestaltung der Erfindung ist zwar möglich, bringt jedoch gewisse Nachteile mit sich. Denn die chemische Prozesslösung wird in solchen Fällen in erheblichen Maßen aus dem Prozessbecken (4) austreten, wenn sich die Stauvorrichtung (21) in der offenen und nicht in der geschlossenen Position befindet. Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung kann daher mit einer derart ausgestalteten Stauvorrichtung (21) nicht in einem kontinuierlichen Betrieb betrieben werden. Vielmehr muss die Stauvorrichtung (21) nach dem Einschleusen der Wafer in das Prozessbecken (4) aus der offenen Position in die geschlossene Position gebracht werden, damit in das Prozessbecken (4) eingeleitete Prozessflüssigkeit das Prozessbecken (4) durch die Öffnung des Prozessbeckens (4) wieder austritt, die sich dadurch ergibt, dass sich die Stauvorrichtung (21) in der offenen Position befindet. Dies erfordert ein Anhalten des Transports der Wafer durch die Anlage. Erst wenn die Stauvorrichtung (21) die geschlossene Position eingenommen hat, wird die Prozesslösung in das nunmehr geschlossene Prozessbecken (4) gegeben. Um das Ausführen der Wafer aus dem Prozessbecken (4) zu ermöglichen, muss die Stauvorrichtung (21) dann erneut in die offene Position gebracht werden. Vorher wird bevorzugt die Prozessflüssigkeit oder zumindest ein Großteil davon wieder aus dem Prozessbecken (4) entfernt, um einen unkontrollierten Austritt der Prozessflüssigkeit aus dem Prozessbecken (4) bei in offener Position befindlicher Stauvorrichtung (21) zu vermeiden.
  • Um einen übermäßigen Austritt von Prozessflüssigkeit aus dem Prozessbecken (4) zu vermeiden, kann die Stauvorrichtung (21) auch derart ausgestaltet sein, dass über zwei Wehre 21a und 21 b ein Einschleusungsbereich, und über zwei Wehre 21c und 21d ein Ausschleusungsbereich gebildet wird. Eine mögliche Ausgestaltung ist beispielhaft in 6 dargestellt. Die Wehre 21a, 21b, 21c und 21d sind dort jeweils versenkbar gezeigt. Alternativ können die Wehre auch nach oben in die offene Position weggehoben oder weggezogen werden. Dadurch, dass jeweils zwei Wehre einen Einschleusungsbereich beziehungsweise einen Ausschleusungsbereich bilden, kann ein übermäßiger Austritt von Prozessflüssigkeit aus dem Prozessbecken (4) vermieden werden. Ein ähnliches Prinzip ist beispielsweise bei Schleusen in der Binnenschifffahrt bekannt.
  • In diesem Betriebsmodus müssen die Wafer in Wafergruppen eingeteilt werden, da die Wafer jeweils gruppenweise in das Prozessbecken (4) ein- und aus diesem ausgeführt werden. Der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Wafergruppen wird in der Regel mindestens eine Waferlänge betragen, so dass es zu einem erhöhten Platzaufwand kommt. In mehrspurigen Inline-Verfahren, in denen mehrere Wafergruppen parallel in das Prozessbecken (4) ein- und aus dem Prozessbecken (4) ausgeführt werden, muss zudem sichergestellt werden, dass die einzelnen Wafer tatsächlich parallel zueinander sind, da es ansonsten zu ungewünschten Interaktion von aus der Reihe fahrenden Wafern mit der Stauvorrichtung (21) kommen kann, wenn die Stauvorrichtung (21) aus der offenen in die geschlossene Position gebracht wird, wodurch es zu Beschädigungen an den entsprechenden Wafern und/oder der Stauvorrichtung (21) kommen kann.
  • Bevorzugt ist daher eine Ausgestaltung der Stauvorrichtung (21), die einen kontinuierlichen Betrieb der Vorrichtung erlaubt. Bevorzugt ist die Stauvorrichtung (21) mit mindestens einem vertikal verlaufenden Schlitz (22) zum Durchführen der vertikal ausgerichteten Wafer versehen. Für einspurige Inline-Verfahren ist es ausreichend, dass die Stauvorrichtung (21) mit genau einem vertikal verlaufenden Schlitz (22) zum Durchführen der vertikal ausgerichteten Wafer versehen ist. In mehrspurigen Inline-Verfahren werden mehrere Reihen von Wafern gleichzeitig nebeneinander transportiert. Für solche Fälle kann die Stauvorrichtung (21) mit mehr als einem vertikal verlaufenden Schlitz (22) zum Durchführen der vertikal ausgerichteten Wafer versehen sein. Insbesondere sollte die Anzahl der Schlitze (22) der Anzahl der parallel prozessierten Reihen von Wafern entsprechen. In bevorzugten Ausführungsformen ist die Stauvorrichtung (21) mit 2 bis 1000, weiter bevorzugt 5 bis 500, weiter bevorzugt 10 bis 200, weiter bevorzugt 20 bis 100, weiter bevorzugt 30 bis 50 vertikal verlaufenden Schlitzen (22) zum Durchführen der vertikal ausgerichteten Wafer versehen. Eine beispielhafte Ausführungsform einer Stauvorrichtung (21) mit Schlitzen (22) ist in 3 gezeigt.
  • Der Abstand der Schlitze (22) voneinander bestimmt sich nach dem Abstand der parallel prozessierten Reihen von Wafern. Bevorzugt beträgt der Abstand der Schlitze (22) voneinander das 2-Fache bis 100-Fache, weiter bevorzugt das 5-Fache bis 50-Fache, weiter bevorzugt das 10-Fache bis 30-Fache, weiter bevorzugt das 20-Fache bis 25-Fache der Breite der Schlitze (22). Bevorzugt beträgt der Abstand der Schlitze (22) voneinander 0,4 mm bis 40 mm, weiter bevorzugt von 1 mm bis 10 mm, weiter bevorzugt von 2 mm bis 6 mm, weiter bevorzugt von 4 mm bis 5 mm, weiter bevorzugt von 4,5 mm bis 4,9 mm, weiter bevorzugt von 4,7 mm bis 4,8 mm.
  • Die Schlitze (22) können auf verschiedene Art und Weise in die Stauvorrichtung (21) eingebracht werden. Bevorzugt werden die Schlitze (22) in die Stauvorrichtung (21) eingefräst. In anderen bevorzugten Ausführungsformen wird die Stauvorrichtung (21) bereits mit Schlitzen (22) hergestellt, insbesondere mittels Additiver Fertigung, beispielsweise 3D-Druck.
  • Die Abmessungen der Schlitze (22) entsprechen bevorzugt im Wesentlichen den Abmessungen der Wafer in der Frontalansicht der vertikalen Ausrichtung. Dies ermöglicht ein Durchführen der vertikal ausgerichteten Wafer in horizontaler Bewegungsrichtung durch die Schlitze (22), ohne dass die Schlitze (22) unnötig große Abmessungen aufweisen, die mit einem vermehrten und unerwünschten Austritt von Prozesslösung aus dem Prozessbecken (4) einhergehen könnten.
  • Bevorzugt weisen die Schlitze (22) eine Höhe in einem Bereich von 10 mm bis 1000 mm, weiter bevorzugt von 20 mm bis 500 mm, weiter bevorzugt von 50 mm bis 300 mm, weiter bevorzugt von 100 mm bis 200 mm, weiter bevorzugt von 150 mm bis 170 mm, weiter bevorzugt von 156 mm bis 168 mm, weiter bevorzugt von 160 mm bis 165 mm auf. Bevorzugt entspricht die Höhe der Schlitze (22) im Wesentlichen dem Abstand zwischen den Transportmitteln (2) und den Niederhaltemitteln (3).
  • Die Breite des Schlitzes (22) beträgt bevorzugt höchstens das 5-Fache, weiter bevorzugt höchstens das 3-Fache der Waferdicke, jedoch bevorzugt mindestens das 1,1-Fache, weiter bevorzugt mindestens das 1,5-Fache der Waferdicke. Die Breite des Schlitzes (22) liegt bevorzugt in einem Bereich von 220 µm bis 1000 µm, weiter bevorzugt von 300 µm bis 600 µm.
  • Die Tiefe der Schlitze (22) wird durch die Tiefe der Stauvorrichtung (21) bestimmt. Bevorzugt beträgt die Tiefe der Schlitze (22) mindestens 10% der Waferlänge, weiter bevorzugt mindestens 15% der Waferlänge, weiter bevorzugt mindestens 20% der Waferlänge, jedoch bevorzugt höchstens 50% der Waferlänge, weiter bevorzugt höchstens 40% der Waferlänge, weiter bevorzugt höchstens 30% der Waferlänge. Bevorzugt liegt die Tiefe der Schlitze (22) in einem Bereich von 15 mm bis 80 mm, weiter bevorzugt von 20 mm bis 60 mm, weiter bevorzugt von 30 mm bis 50 mm.
  • Bevorzugt weist die Vorrichtung einen Tank (5) auf, der derart mit dem Prozessbecken (4) verbunden ist, dass chemische Prozesslösung aus dem Tank (5) in das Prozessbecken (4) überführt werden kann. Bevorzugt weist die Vorrichtung eine Pumpe (6) zum Überführen der chemischen Prozesslösung aus dem Tank (5) in das Prozessbecken (4) auf.
  • Bevorzugt weist die Vorrichtung mindestens ein Auffangbecken zur Aufnahme von aus dem Prozessbecken (4) austretender Prozesslösung auf. Bevorzugt ist das Auffangbecken derart mit dem Tank (5) verbunden ist, dass im Auffangbecken aufgenommene Prozesslösung in den Tank (5) zurückgeführt werden kann. Dadurch wird erreicht, dass aus dem Prozessbecken (4) austretende Prozesslösung nicht verloren geht, sondern erneut zur Bearbeitung der Wafer eingesetzt werden kann.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Inline-Verfahren zur Bearbeitung von Wafern mit einer chemischen Prozesslösung umfassend die folgenden Schritte:
    1. a) Bereitstellen von vertikal ausgerichteten Wafern,
    2. b) Bereitstellen eines Prozessbeckens (4) mit darin befindlicher Prozesslösung,
    3. c) Einführen der vertikal ausgerichteten Wafer in das Prozessbecken (4),
    4. d) Durchführen der vertikal ausgerichteten Wafer durch das Prozessbecken (4) und die darin befindliche Prozesslösung, so dass die Wafer mit der Prozesslösung in Kontakt gebracht werden,
    5. e) Ausführen der vertikal ausgerichteten Wafer aus dem Prozessbecken (4),
    wobei das Ein-, Durch- und Ausführen gemäß den Schritten c) bis e) in im Wesentlichen horizontaler Bewegungsrichtung erfolgt. Bevorzugt wird das Verfahren mit einer Vorrichtung der vorliegenden Erfindung durchgeführt.
  • Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ist ein Inline-Verfahren. In einem Inline-Verfahren werden die Wafer in Reihe hintereinander durch die Anlage transportiert. Es können auch mehrere Reihen von Wafern gleichzeitig nebeneinander transportiert werden (mehrspuriges Inline-Verfahren).
  • Das Verfahren der Erfindung ist ein Verfahren zur Bearbeitung von Wafern mit einer chemischen Prozesslösung. Bevorzugte Wafer sind Siliziumwafer, insbesondere multikristalline Siliziumwafer. Die Bearbeitung der Wafer ist bevorzugt eine Texturierung. Eine solche Texturierung von Wafern ist bekannt und wird vor allem bei der Herstellung von Solarzellen eingesetzt. Bevorzugt enthält die eingesetzte Prozesslösung Flusssäure (HF) und Salpetersäure (HNO3).
  • Gemäß Schritt a) des erfindungsgemäßen Verfahrens werden vertikal ausgerichtete Wafer bereitgestellt. Länge und Breite der Wafer übersteigen deren Dicke um ein Vielfaches, in der Regel um das 100-Fache bis 1000-Fache. Daraus ergibt sich, dass Wafer zwei Hauptoberflächen aufweisen, die jeweils durch Länge und Breite der Wafer definiert werden. Es sind auch Wafer mit runden Hauptoberflächen denkbar, bei denen die Hauptoberflächen durch deren Umfang begrenzt werden. Eine im Wesentlichen vertikale Ausrichtung der Wafer entspricht einer Orientierung, in der die beiden Hauptoberflächen eines Wafers derart angeordnet sind, dass senkrecht auf den Hauptoberflächen stehende Flächenvektoren im Wesentlichen horizontal orientiert sind. Bevorzugt bilden die Flächenvektoren der beiden Hauptoberflächen mit dem Vektor der horizontalen Bewegungsrichtung der Wafer gemäß der Bewegung der Schritte c) bis e) des Verfahrens einen Winkel von mindestens 70° und höchstens 110°, weiter bevorzugt von mindestens 80° und höchstens 100°, weiter bevorzugt von mindestens 85° und höchstens 95°, weiter bevorzugt von etwa 90°.
  • Gemäß Schritt b) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Prozessbecken (4) mit darin befindlicher Prozesslösung bereitgestellt. Bevorzugt enthält die Prozesslösung Flusssäure (HF) und Salpetersäure (HNO3) im Falle der Texturierung von multikristallinenen Wafern oder eine Mischung aus Kalilauge (KOH) und einem oder mehreren organischen Additiven im Falle der Texturierung von monokristallinen Wafern.
  • Die Bearbeitung der Wafer mit der chemischen Prozesslösung erfolgt, indem die Wafer durch das Prozessbecken (4) hindurchgeführt werden, so dass die Wafer mit der im Prozessbecken (4) befindlichen Prozesslösung in Kontakt gebracht werden. Der Zeitraum zwischen Einführen der Wafer in das Prozessbecken (4) und Ausführen der Wafer aus dem Prozessbecken (4) beträgt für multikristalline Wafer bevorzugt 15 bis 180 Sekunden, weiter bevorzugt 30 bis 120 Sekunden, weiter bevorzugt 60 bis 90 Sekunden, für monokristalline Wafer bevorzugt 0,5 bis 15 Minuten, weiter bevorzugt 1 bis 10 Minuten, weiter bevorzugt 2 bis 6 Minuten.
  • Das Ein-, Durch- und Ausführen der vertikal ausgerichteten Wafer gemäß den Schritten c) bis e) des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt in im Wesentlichen horizontaler Bewegungsrichtung. Das bedeutet, dass die Wafer derart geführt werden, dass der Abstand des Schwerpunkts der einzelnen Wafer von der Oberfläche der Prozesslösung während der Schritte c) bis e) im Wesentlichen unverändert bleibt. Bevorzugt beträgt die Differenz des größten Abstands und des kleinsten Abstands des Schwerpunkts der einzelnen Wafer von der Oberfläche der Prozesslösung während der Schritte c) bis e) höchstens 20%, weiter bevorzugt höchstens 10%, weiter bevorzugt höchstens 5%, weiter bevorzugt höchstens 2%, weiter bevorzugt höchstens 1% der Länge der entsprechenden Wafer.
  • Die Bewegungsgeschwindigkeit der Wafer während der Schritte c) bis e) des Verfahrens liegt bevorzugt in einem Bereich von 0,5 m/min bis 10 m/min, weiter bevorzugt von 1 m/min bis 6 m/min.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendung der Vorrichtung und/oder des Verfahrens der Erfindung für die Herstellung von Solarzellen und/oder Leiterplatten.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Vorrichtung aus dem Stand der Technik. Die Wafer (1) werden in horizontaler Ausrichtung durch die Vorrichtung transportiert. Das Prozessbecken (4) wird durch die Transportrollen (2) und die Niederhalterollen (3) begrenzt. Überlaufendes Medium wird durch eine Rohrleitung in einen Tank (5) zurückgeführt und von dort mittels einer Pumpe (6) wieder in das Prozessbecken (4) gepumpt. Die Pfeile zeigen die Fließrichtung des Mediums an.
    • 2 zeigt einen Querschnitt durch eine Vorrichtung der vorliegenden Erfindung. Die Wafer (1) werden in vertikaler Ausrichtung durch die Vorrichtung transportiert. Die Vorrichtung umfasst ein Prozessbecken (4) zur Aufnahme der chemischen Prozesslösung. Das Prozessbecken (4) wird an zwei Seiten durch eine Stauvorrichtung (21) begrenzt. Überlaufendes Medium wird durch eine Rohrleitung in einen Tank (5) zurückgeführt und von dort mittels einer Pumpe (6) wieder in das Prozessbecken (4) gepumpt. Die Pfeile zeigen die Fließrichtung des Mediums an. Die Bearbeitung der Wafer (1) mit der chemischen Prozesslösung erfolgt, indem die Wafer (1) durch das Prozessbecken (4) mit der darin befindlichen Prozesslösung geführt werden. Die Stauvorrichtung (21) ist derart ausgestaltet, dass zwischen den Transportmitteln (2) und den Niederhaltemitteln (3) vertikal ausgerichtete Wafer (1) in horizontaler Bewegungsrichtung in das Prozessbecken (4) ein- und aus dem Prozessbecken (4) ausgeführt werden können.
    • 3 zeigt eine Frontalansicht einer Stauvorrichtung (21) mit Schlitzen (22) als Durchlass für die in vertikaler Ausrichtung transportierten Wafer.
    • 4 zeigt eine Frontalansicht der Transportrollen (2) und der Niederhalterollen (3) mit dazwischen vertikal ausgerichteten Wafern (1).
    • 5 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Vorrichtung der vorliegenden Erfindung. Die Stauvorrichtung (21) ist derart ausgestaltet, dass zwischen den Transportmitteln (2) und den Niederhaltemitteln vertikal ausgerichtete Wafer (1) in horizontaler Bewegungsrichtung in das Prozessbecken (4) ein- und aus dem Prozessbecken (4) ausgeführt werden können. Die Niederhaltemittel sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt.
    • 6 zeigt einen Querschnitt durch eine Vorrichtung der vorliegenden Erfindung mit in vertikaler Ausrichtung durch die Vorrichtung transportierten Wafern (1). Die Stauvorrichtung (21) ist derart ausgestaltet, dass zwischen den Transportmitteln (2) und den Niederhaltemitteln (3) vertikal ausgerichtete Wafer (1) in horizontaler Bewegungsrichtung in das Prozessbecken (4) ein- und aus dem Prozessbecken (4) ausgeführt werden können. Gezeigt ist eine Ausführungsform, bei der die Stauvorrichtung (21) derart ausgestaltet ist, dass über zwei Wehre 21a und 21b ein Einschleusungsbereich und über zwei Wehre 21c und 21d ein Ausschleusungsbereich gebildet wird. Die Wehre 21a, 21b, 21c und 21d sind jeweils versenkbar. Zum Ein- und Ausschleusen sind zunächst die Wehre 21a und 21c abgesenkt, so dass Wafer in den Ein- und Ausschleusungsbereich einfahren können (6A). Anschließend werden die Wehre 21a und 21c in die geschlossene Position überführt, so dass sich die in 6B gezeigte Anordnung ergibt. Nach Überführen der Wehre 21b und 21d in die geöffnete Position wird der einzuschleusende Wafer (1) in den Prozessbereich transportiert, während der auszuschleusende Wafer ()den Ausschleusungsbereich verlässt (6C und 6D). Sind Ein- und Ausschleusungsbereich wieder frei, werden die Wehre 21b und 21d in die geschlossene Position und die Wehre 21a und 21b in die geöffnete Position überführt, so dass die jeweils die nächsten Wafer (1) in den Ein- und Ausschleusungsbereich einfahren können und sich erneut die in 6A gezeigte Anordnung ergibt.
  • Beispiele
  • Transport von vertikal ausgerichteten Wafern durch eine Prozessanlage
  • Wafer werden zum Transport hochkant und flächenparallel durch eine Prozessanlage gefahren. Hierdurch reduziert sich der Platzverbrauch je Wafer von etwa 160 × 160 mm2 auf 160 × 5 mm2, was zu einer signifikanten Steigerung der parallel bearbeiteten Wafer und somit des Anlagendurchsatzes führt.
  • Im Gegensatz zum Stand der Technik, der eine horizontale Ausrichtung der Wafer während des Transports vorsieht, ist beim vorliegenden Verfahren ein Anstauen der Prozesslösung allein durch die Transport- und Niederhalterollen nicht mehr möglich, da der Abstand zwischen beiden Rollen nun der Kantenlänge der Wafer (156 mm) entspricht. Daher ist der zusätzliche Einbau einer Stauvorrichtung (21) notwendig. Diese Stauvorrichtung (21) wird mit einer der Zahl der Wafer entsprechenden Anzahl an Schlitzen (22) versehen, durch die die Wafer in die angestaute Prozesslösung hineingefahren werden können. Im vorliegenden Fall werden 50 Wafer parallel verarbeitet, so dass die Stauvorrichtung (21) mit 50 Schlitzen (22) versehen wird.
  • Um die Wafer möglichst exakt vertikal auszurichten, werden die Transportrollen (2) und die Niederhalterollen (3) mit einem Profil versehen, so dass die Wafer in kleinen Vertiefungen der Rollen geführt und gegen seitliches Verkippen geschützt werden.
  • Durch den Transport der Wafer in vertikaler Ausrichtung kann der Durchsatz signifikant erhöht werden.
  • Neben dem höheren Durchsatz ist die Badoberfläche bezogen auf die Anzahl der gleichzeitig bearbeiteten Wafer wesentlich geringer. Hierdurch werden Stickoxide konzentrierter in die Abluft abgegeben, was deren Nachbehandlung vereinfacht.
  • Weiterhin wird durch die geringere Badoberfläche die Gesamtfracht der Stickoxide in der Abluft reduziert. Ein Teil der Stickoxide verbleibt in der Prozesslösung und unterliegt dort einer weiteren Reaktion. Hierdurch wird der Verbrauch an Salpetersäure im Ätzprozess reduziert.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102006054846 A1 [0006]

Claims (10)

  1. Vorrichtung zur Bearbeitung von Wafern mit einer chemischen Prozesslösung, wobei die Vorrichtung Transportmittel (2) und Niederhaltemittel (3) sowie mindestens ein Prozessbecken (4) zur Aufnahme der chemischen Prozesslösung umfasst, wobei das Prozessbecken (4) an mindestens einer Seite durch eine Stauvorrichtung (21) begrenzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Stauvorrichtung (21) derart ausgestaltet ist, dass zwischen den Transportmitteln (2) und den Niederhaltemitteln (3) vertikal ausgerichtete Wafer in horizontaler Bewegungsrichtung in das Prozessbecken (4) ein- und aus dem Prozessbecken (4) ausgeführt werden können.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Stauvorrichtung (21) mit mindestens einem vertikal verlaufenden Schlitz (22) zum Durchführen der vertikal ausgerichteten Wafer versehen ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Schlitze (22) eine Höhe in einem Bereich von 10 mm bis 1000 mm aufweisen.
  4. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei die Schlitze (22) eine Breite in einem Bereich von 220 µm bis 1000 µm aufweisen.
  5. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Stauvorrichtung (21) derart beweglich angeordnet ist, dass die Stauvorrichtung (21) eine offene Position und eine geschlossene Position einnehmen kann, wobei die offene Position das Einführen der vertikal ausgerichteten Wafer in das Prozessbecken (4) und/oder das Ausführen der vertikal ausgerichteten Wafer aus dem Prozessbecken (4) erlaubt.
  6. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Abstand zwischen den Transportmitteln (2) und den Niederhaltemitteln (3) in einem Bereich von 10 mm bis 1000 mm liegt.
  7. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Transportmittel (2) und/oder die Niederhaltemittel (3) mindestens eine Vertiefung zur Aufnahme der Wafer aufweisen.
  8. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Stauvorrichtung (21) in Form von zwei an gegenüberliegenden Seiten des Prozessbeckens (4) befindlichen Stauvorrichtungen (21a, 21b) ausgestaltet ist.
  9. Inline-Verfahren zur Bearbeitung von Wafern mit einer chemischen Prozesslösung umfassend die folgenden Schritte: a) Bereitstellen von vertikal ausgerichteten Wafern, b) Bereitstellen eines Prozessbeckens (4) mit darin befindlicher Prozesslösung, c) Einführen der vertikal ausgerichteten Wafer in das Prozessbecken (4), d) Durchführen der vertikal ausgerichteten Wafer durch das Prozessbecken (4) und die darin befindliche Prozesslösung, so dass die Wafer mit der Prozesslösung in Kontakt gebracht werden, e) Ausführen der vertikal ausgerichteten Wafer aus dem Prozessbecken (4), wobei das Ein-, Durch- und Ausführen gemäß den Schritten c) bis e) in im Wesentlichen horizontaler Bewegungsrichtung erfolgt.
  10. Verwendung der Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8 für die Herstellung von Solarzellen und/oder Leiterplatten.
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