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Die Anmeldung basiert auf den in
Japan eingereichten Anmeldungen mit den Nummern 2002-247329, 2002-249673
und 2002-249674,
deren Inhalt vorliegend durch Bezugnahme enthalten sein soll.
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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verarbeiten eines Substrates
und eine dabei verwendete Platte und betrifft insbesondere ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum Verarbeiten eines Substrates, die es ermöglichen,
eine Oberfläche
an einem in einer Solarzelle verwendeten Siliciumsubstrat oder dergleichen
aufzurauen, sowie eine dabei verwendete Platte.
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BESCHREIBUNG
DES STANDES DER TECHNIK
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Eine Solarzelle wandelt einfallende
Lichtenergie in elektrische Energie um. Die Solarzellen werden klassifiziert
in Solarzellen auf Kristallbasis bzw. kristalliner Basis, solche
auf amorpher Basis sowie solche auf Verbundbasis, und zwar in Abhängigkeit von
den verwendeten Materialien. Unter diesen tragen kristalline Silicium-Solarzellen
zu einem großen Prozentteil
der Solarzellen bei, die derzeit auf dem Markt verfügbar sind.
Die kristallinen Silicium-Solarzellen werden ferner klassifiziert
in einen Ein-Kristall-Siliciumtyp und einen Mehr-Kristall-Siliciumtyp. Eine Silicium-Solarzelle
vom Ein-Kristall-Typ
hat den Vorteil, dass die Effizienz bzw. der Wirkungsgrad leicht
verbessert werden kann, und zwar auf der Grundlage des Substrates
hoher Qualität,
sie hat jedoch den Nachteil, dass die Herstellungskosten des Substrates
hoch sind. Im Gegensatz hierzu hat eine Mehr-Kristall-Silicium-Solarzelle
einen Nachteil dahingehend, dass sich die Effizienz nicht leicht
verbessern lässt,
und zwar auf Grund des Substrates von unterlegener Qualität, sie hat
jedoch einen Vorteil dahingehend, dass die Herstellungskosten niedrig
sind. Zusätzlich
hierzu haben Verbesserungen bei der Qualität des Mehr-Kristall-Siliciumsubstrates
und Fortschritte in der Zellherstellungstechnik in den letzten Jahren
es möglich
gemacht, auf Forschungsebene eine Umwandlungseffizienz von annähernd 18
% zu erreichen.
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Während
Mehr-Kristall-Silicium-Solarzellen auf dem Markt verfügbar sind,
da sie mittels Massenherstellung zu niedrigen Kosten hergestellt
werden können,
besteht nun andererseits eine Nachfrage nach einer Effizienzsteigerung,
und zwar auf Grund wachsender Besorgnis in Bezug auf Umweltfragen
in den letzten Jahren, und es besteht eine Notwendigkeit, eine höhere Umwandlungseffizienz
bei niedrigen Kosten zu erzielen.
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Zur Verbesserung der Umwandlungseffizienz
in elektrische Energie sind bei Solarzellen viele Versuche unternommen
worden. Ein solcher Versuch betrifft eine Technik, die Reflektion
von auf dem Substrat auftreffendem Licht zu verringern, wodurch
die Umwandlungseffizienz in elektrische Energie verbessert werden
kann, und zwar durch Verringern von Reflektionen von Licht an der
Oberfläche.
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Wenn eine Solarzelle aus einem Siliciumsubstrat
hergestellt wird, lässt
sich die Reflektion zu einem gewissen Maß verringern, indem die Oberfläche des
Substrats mit einer alkalischen wässrigen Lösung geätzt wird, wie beispielsweise
Natriumhydroxid, um auf der Oberfläche des Substrates feine Texturen
zu bilden (konkave Stellen bzw. Konkavitäten und konvexe Stellen bzw.
Konvexitäten).
In einem Fall, bei dem ein Ein-Kristall-Siliciumsubstrat
eine (100)-Ebenenorientierung besitzt, lässt sich eine Gruppe von Myriaden
von Pyramiden, die eine Texturstruktur genannt werden, auf der Oberfläche des Substrates
bilden, und zwar durch das oben beschriebene Verfahren.
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Das Ätzen unter Verwendung der alkalischen wässrigen
Lösung
hängt jedoch
von der Ebenenorientierung von Kristallen ab, und aus diesem Grund lässt sich
eine Gruppe von Pyramiden in einem solchen Fall, bei dem eine Solarzelle
aus einem Mehr-Kristall-Siliciumsubstrat
hergestellt ist, nicht homogen bilden, was zu einem Problem dahingehend führt, dass
das Gesamt reflektionsvermögen
nicht effektiv reduziert werden kann. Wenn die Texturen nicht homogen
gebildet werden, kann das einfallende Licht nicht effizient in der
Solarzelle aufgenommen werden, und es besteht nur eine geringe Hoffnung, die
photoelektrische Umwandlungseffizienz der Solarzelle zu verbessern.
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Um ein derartiges Problem zu eliminieren,
ist eine Idee vorgeschlagen worden, die Oberfläche zu texturieren, indem durch
das reaktive Ionenätzverfahren
feine Texturen gebildet werden, wenn ein Solarzellenelement aus
einem Mehr-Kristall-Silicium hergestellt
wird (siehe japanische offengelegte Patentanmeldung mit der Nr.
102625/1997 etc.). Mit anderen Worten besteht diese Idee darin,
das Reflektionsvermögen
einer Solarzelle, die ein Mehr-Kristall-Silicium verwendet, effizienter
zu reduzieren, indem eine feine Textur homogen auf Mehr-Kristall-Silicium gebildet
wird, und zwar unabhängig
von anomalen Ebenenorientierungen der Kristalle.
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Eine bei dem reaktiven Ionenätzverfahren verwendete
Substratverarbeitungsvorrichtung ist generell von einem Parallelplatten-Gegenelektroden-Typ,
wobei eine RF-Spannungsplatte auf der Seite vorgesehen ist, an der
das Substrat angeordnet ist, und wobei die Elektrode auf der anderen
Seite und die innere Seitenwand mit Masse verbunden sind. Das Innere
der Kammer wird evakuiert, dann wird das Substrat mit der RF-Spannung
versehen und einem Plasmaätzen
ausgesetzt, während
ein konstanter Druck aufrechterhalten wird, indem ein Ätzgas eingeführt wird,
und ein Druck in dem Inneren der Kammer wird wieder auf einen atmosphärischen Druck
zurückgeführt, nachdem
das Ätzen
abgeschlossen ist.
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Auf Grund der oben beschriebenen
Prozedur sind bei einer reaktiven Ionenätzvorrichtung Wartezeiten zur
Evakuierung und zum Ablassen ("leaking") auf atmosphärischen
Druck lang. Darüber
hinaus ist die Fläche
der Solarzelle selbst groß.
Daher besteht ein Problem dahingehend, dass die Herstellungskosten
einer Solarzelle erhöht
sind, und zwar auf Grund der Tatsache, dass nur eine kleine Anzahl
von Substraten jeweils auf einmal verarbeitet werden kann.
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Demgemäß ist in dem Fall des Verwendens einer
reaktiven Ionenätzvorrichtung
bei der Herstellungsabfolge einer Solarzelle ein Weg, mittels dessen
die Anzahl der jeweils auf einmal verarbeiteten Substrate bei hoher
Taktfrequenz ("at
high tact") gesteigert
wird, während
die Homogenität
von auf der Oberfläche
des Substrates ausgebildeten Texturen gewährleistet wird, oder ein Weg
von besonderer Bedeutung, bei dem die Fläche des zu verarbeitenden Substrates
vergrößert wird.
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Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung,
ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verarbeiten eines Substrates
anzugeben, die es ermöglichen,
auf der Oberfläche
eines Halbleitersubstrates, insbesondere eines in einer Solarzelle
verwendeten Substrates, mit hohem Durchsatz Texturen homogen zu
bilden, sowie eine dabei verwendete Platte anzugeben.
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KURZE ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Ein Substratverarbeitungsverfahren
der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn eine Oberfläche eines
Substrates mittels eines Trockenätzverfahrens
aufgeraut wird, indem eine mit einer Anzahl von Öffnungsabschnitten versehene Platte
so angeordnet wird, dass sie das zu verarbeitende Substrat bedeckt,
ein Offenflächenverhältnis der Öffnungsabschnitte
in einem umfänglichen
Abschnitt kleiner gewählt
ist als ein Offenflächenverhältnis der Öffnungsabschnitte
in einem mittleren Abschnitt, wenn die Platte in Draufsicht betrachtet
wird. Eine Substratverarbeitungsvorrichtung der Erfindung ist eine
Vorrichtung, die dazu verwendet wird, das obige Substratverarbeitungsverfahren
zu implementieren, und ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Offenflächenverhältnis der Öffnungsabschnitte
in einem Umfangsabschnitt kleiner gewählt ist als ein Offenflächenverhältnis der Öffnungsabschnitte
in einem mittleren Abschnitt, wenn die Platte in Draufsicht betrachtet
wird. Ferner ist eine Platte zur Verwendung in einer Substratverarbeitungsvorrichtung
der Erfindung eine bei der obigen Substratverarbeitungsvorrichtung
verwendete Platte, die dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Offenflächenverhältnis der Öffnungsabschnitte
in einem Umfangsabschnitt kleiner gewählt ist als ein Offenflächenverhältnis der Öffnungsabschnitte
in einem mittleren Abschnitt, wenn in Draufsicht betrachtet.
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Gemäß diesen Erfindungen, durch
Verwenden der Platte, bei der ein Offenflächenverhältnis der Öffnungsabschnitte in einem
Umfangsabschnitt kleiner gewählt
ist als ein Offenflächenverhältnis der Öffnungsabschnitte
in einem mittleren Abschnitt, ist es möglich, Texturen (eine raue
bzw. aufgeraute Oberfläche)
an der Oberfläche
eines Siliciumsubstrates oder dergleichen effizient und homogen
zu bilden, und zwar unabhängig
davon, ob die Oberfläche
von dem mittleren Abschnitt oder dem Umfangsabschnitt der Platte
abgedeckt ist, und viele Substrate können somit gleichzeitig bzw.
auf einmal verarbeitet werden.
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Ein Substratverarbeitungsverfahren
der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass jeder Öffnungsabschnitt
in der Platte von einer solchen Größe ist, dass durch den Öffnungsabschnitt
eine virtuelle Säule
mit einem Durchmesser hindurchgehen kann, der kleiner gleich der
Hälfte
einer Distanz zwischen der Platte und einer Oberfläche des
zu verarbeitenden Substrates ist, während eine virtuelle Säule daran
gehindert bzw. gehemmt ist, durch den Öffnungsabschnitt hindurchzugehen,
wenn die virtuelle Säule einen
Durchmesser hat, der größer ist
als die Hälfte dieser
Distanz, und dadurch, dass die Oberfläche des Substrates mittels
eines Trockenätzverfahrens unter
Verwendung einer derartigen Platte texturiert wird. Eine Substratverarbeitungsvorrichtung
der Erfindung ist eine Vorrichtung, die dazu verwendet wird, das
obige Substratverarbeitungsverfahren zu implementieren, wobei jeder Öffnungsabschnitt
in der Platte eine Größe besitzt,
so dass eine virtuelle Säule durch
den Öffnungsabschnitt
hindurchgehen kann, die einen Durchmesser besitzt, der kleiner gleich
der Hälfte
der Distanz zwischen der Platte und der Oberfläche des zu verarbeitenden Substrates
ist, während eine
virtuelle Säule
daran gehindert wird, durch den Öffnungsabschnitt
hindurchzugehen, wenn die virtuelle Säule eine Durchmesser besitzt,
der größer ist als
die Hälfte
jener Distanz. Ferner ist eine Platte der Erfindung eine solche
Platte, die in der obigen Substratverarbeitungsvorrichtung verwendet
wird, wobei jeder Öffnungsabschnitt
eine solche Größe besitzt, so
dass eine virtuelle Säule
durch den Öffnungsabschnitt
hindurchtreten kann, die einen Durchmesser besitzt, der kleiner
gleich der Hälfte
der Distanz zwischen der Platte und der Oberfläche des zu verarbeitenden Substrates
ist, während
eine virtuelle Säule daran
gehindert wird, durch den Öffnungsabschnitt hindurchzutreten,
wenn dieser einen Durchmesser hat, der größer ist als die Hälfte jener
Distanz.
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Gemäß diesen Erfindungen, durch
das Verwenden der Platte, die mit Öffnungsabschnitten versehen
ist, die jeweils eine Form besitzen, derart, dass eine virtuelle
Säule durch
die Öffnungsabschnitte
hindurchtreten kann, die einen Durchmesser besitzt, der kleiner
gleich der Hälfte
der Distanz zwischen der Platte und der Oberfläche des zu verarbeitenden Substrates
ist, während
eine virtuelle Säule
daran gehindert wird, durch die Öffnungsabschnitte
hindurchzutreten, wenn diese einen Durchmesser besitzt, der größer ist
als die Hälfte
jener Distanz, ist es möglich, Texturen
an dem Substrat homogen zu bilden, ohne irgendeine Ungleichmäßigkeit
hervorzurufen.
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Ein Substratverarbeitungsverfahren
der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn eine Oberfläche eines
Substrates mittels eines Trockenätzverfahrens
texturiert wird, indem eine Platte, die mit einer Anzahl von Öffnungsabschnitten versehen
ist, so angeordnet wird, dass sie das zu verarbeitende Substrat
bedeckt, der Ätzvorgang durchgeführt wird
unter der Verwendung einer Platte, bei der an der oberen und/oder
unteren Kante der Öffnungsabschnitte
abgeschrägte
Abschnitte vorgesehen sind. Eine Substratverarbeitungsvorrichtung der
Erfindung ist eine Vorrichtung, die dazu verwendet wird, das oben
beschriebene Substratverarbeitungsverfahren zu implementieren, und
ist dadurch gekennzeichnet, dass an der oberen und/oder der unteren
Kante der Öffnungsabschnitte
der Platte abgeschrägte
Abschnitte vorgesehen sind. Ferner wird eine Platte der Erfindung
in der obigen Substratverarbeitungsvorrichtung verwendet und ist
dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einer Anzahl von Öffnungs abschnitten
vorgesehen ist, und dadurch, dass an der oberen und der unteren
Kante von gegenüberliegenden
Endseiten bzw. Endflächen
der Öffnungsabschnitte
der Platte abgeschrägte
Abschnitte vorgesehen sind.
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Gemäß diesen Erfindungen, durch
Bereitstellen der abgeschrägten
Abschnitte an den Kanten bzw. Ecken der Öffnungsabschnitte der Platte,
ist es möglich,
die Dicke der Platte an den Endabschnitten bzw. Enden der Öffnungsabschnitte
zu reduzieren. Dies eliminiert bzw. vermeidet Zustände, bei
denen ein Plasma destabilisiert wird, wenn die Dicke der Platte
erhöht
ist, um eine Festigkeit gegenüber
einem Durchbiegen der Platte zu verbessern. Demzufolge kann das
Plasma stabilisiert werden, und demzufolge kann ein Ätzvorgang über eine
große
Fläche
erreicht werden. Es ist folglich möglich, Texturen an der Oberfläche eines
Siliciumsubstrates oder dergleichen zu bilden, die für hocheffiziente
Solarzellen notwendig sind, und zwar mit einer hohen Taktrate ("high tact") und bei niedrigen
Kosten.
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Die folgende Beschreibung beschreibt
konkrete Strukturen bzw. Aufbauten der Erfindung unter Bezugnahme
auf die Zeichnung.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNG
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1 ist
eine Querschnittsansicht, die eine Solarzelle zeigt, die mittels
eines Substratverarbeitungsverfahrens der Erfindung hergestellt
ist;
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2 ist
eine innere Querschnittsansicht eines Beispiels einer Substratverarbeitungsvorrichtung der
Erfindung;
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3 ist
eine innere Querschnittsansicht eines weiteren Beispiels der Substratverarbeitungsvorrichtung;
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4 ist
eine perspektivische Ansicht einer Platte der Erfindung;
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5 ist
eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht
der Substratverarbeitungsvorrichtung der 3;
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6 ist
eine Draufsicht auf eine Verteilung von Offenflächenverhältnissen über die Platte;
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7 ist
eine Draufsicht auf ein weiteres Beispiel der Platte;
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8 ist
eine Darstellung, die dazu verwendet wird, die Grenze einer Größe der Öffnungsabschnitte
in der Platte zu erläutern;
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9 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht
eines Teils der Platte, wobei die Ansicht dazu verwendet wird, um
eine Querschnittsform eines Öffnungsabschnittes
zu erläutern;
und
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10A bis 10F sind Querschnittsansichten
von verschiedenen abgeschrägten
Formen, die an den Öffnungsabschnitten
ausgebildet werden.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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1 ist
eine Querschnittsansicht einer Struktur bzw. eines Aufbaus einer
Solarzelle, die durch ein Substratverarbeitungsverfahren der Erfindung
hergestellt ist. In 1 bezeichnet
Bezugsziffer 1 ein Siliciumsubstrat, Bezugsziffer 2 bezeichnet
Texturen, die an dem Siliciumsubstrat 1 gebildet sind, Bezugsziffer 3 bezeichnet
eine Verunreinigungsdiffusionsschicht an der Licht empfangenden
Oberflächenseite,
Bezugsziffer 4 bezeichnet eine Verunreinigungsdiffusionsschicht
(BSF) an der rückseitigen Oberfläche des
Siliciumsubstrates 1, Bezugsziffer 5 bezeichnet
eine Antireflektionsschicht an der Oberfläche, Bezugsziffer 6 bezeichnet
eine Oberflächenelektrode,
und Bezugsziffer 7 bezeichnet eine rückseitige Elektrode.
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Das Siliciumsubstrat 1 ist
ein Ein-Kristall- oder Mehr-Kristall-Siliciumsubstrat.
Das Substrat ist entweder von einem p-Typ oder von einem n-Typ. Das
Siliciumsubstrat 1 ist gebildet durch das Czochralski-Verfahren
oder dergleichen, und zwar für
den Fall des Ein-Kristall-Siliciums, und durch einen Guss-Prozess oder dergleichen
für den
Fall von Mehr-Krristall-Silicium. Mehr-Kristall-Silicium ist ziemlich
vorteilhaft gegenüber
Ein-Kristall-Silicium, und zwar hinsichtlich der Herstellungskosten,
da es massenproduziert werden kann. Ein mit dem Czochralski-Verfahren
oder dem Guss-Prozess hergestellter Block ("Ingot") wird mit einer Dicke von etwa 300 μm in Scheiben
geschnitten und in ein Siliciumsubstrat einer Größe von etwa 10 cm × 10 cm oder
15 cm × 15
cm geschnitten.
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An der Oberflächenseite des Siliciumsubstrates 1 sind
die Verunreinigungsdiffusionsschicht 3, in die eine Verunreinigung von
einem anderen Typ als das Substrat hineindiffundiert ist, und die
Antireflektionsschicht 5 gebildet. Es ist bevorzugt, an
der Rückseite
des Siliciumsubstrates 1 die Schicht (BSF) 4 zu
bilden, in die eine Halbleiterverunreinigung von einem Leitungstyp
mit hoher Konzentration hineindiffundiert ist. Die Oberflächenelektrode 6 und
die rückseitige
Elektrode 7 sind an der Oberflächenseite bzw. der Rückseite
des Siliciumsubstrates 1 gebildet. Die Oberflächenelektrode 6 und
die rückseitige
Elektrode 7 sind gebildet durch Sintern einer siebgedruckten Ag-Paste
und durch Bilden einer Lötschicht
auf der Oberseite.
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Die Texturen 2 werden wie
folgt gebildet. D.h., es wird ein Gas fortlaufend in eine evakuierte Kammer
eingeführt,
um einen konstanten Druck aufrechtzuerhalten, und durch Anlegen
einer RF-Spannung an die im Inneren der Kammer vorgesehene Elektrode
wird ein Plasma erzeugt. Die Oberfläche des Substrates wird dann
geätzt,
und zwar durch die Wirkung von resultierenden aktivierten Keimen,
wie Ionen und Radikalen. Dieses Verfahren wird als das reaktive
Ionenätzverfahren
(RIE-Verfahren) bezeichnet und wird nunmehr unter Bezugnahme auf
die 2 und 3 beschrieben.
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In den 2 und 3 bezeichnet Bezugsziffer 1 ein
Siliciumsubstrat, Bezugsziffer 8 bezeichnet eine Massenflusssteuereinrichtung,
Bezugsziffer 9 bezeichnet eine RF-Elektrode, Bezugsziffer 10 bezeichnet
eine Drucksteuereinrichtung, Bezugsziffer 11 bezeichnet
eine Vakuumpumpe, und Bezugsziffer 12 bezeichnet eine RF-Leistungsversorgung.
Insbesondere in 3 bezeichnet
Bezugsziffer 16 einen Isolationsabschnitt, der die RF-Elektrode 9 gegenüber Außenwänden elektrisch
isoliert. Plasma wird erzeugt, indem mittels der Massenflusssteuereinrichtung
8 ein
Gas, das zum Ätzen
notwendig ist, in die Vorrichtung eingeführt wird, während von der RF-Elektrode 9 RF-Leistung
zugef ührt
wird, um Ionen und Radikale zu erregen und zu aktivieren, und die
Oberf läche
des Siliciumsubstrates 1, das auf dem oberseitigen Abschnitt
der RF-Elektrode 9 angeordnet ist, wird durch die Wirkung
der Ionen und Radikale geätzt.
Gemäß der in 2 gezeigten Vorrichtung
wird die Oberfläche
eines einzelnen Siliciumsubstrates 1 großer Fläche geätzt, indem
die RF-Elektrode 9 im
Inneren der Vorrichtung vorgesehen ist.
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Im Gegensatz hierzu werden gemäß der in 3 gezeigten Vorrichtung
die Oberflächen
einer Vielzahl von Siliciumsubstraten 1 gleichzeitig geätzt, indem
die RF-Elektrode 9 an der Außenwand der Vorrichtung vorgesehen
ist.
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Ein Verfahren, bei dem von sämtlichen
erzeugten aktiven Keimen der Effekt des Ätzens durch die Wirkung von
Ionen gesteigert bzw. verbessert wird, wird generell als das reaktive
Ionenätzverfahren bezeichnet.
Das Plasmaätzverfahren
ist als ein ähnliches
Verfahren bekannt. Das reaktive Ionenätzverfahren und das Plasmaätzverfahren
sind generell gleich hinsichtlich des Prinzips des Erzeugens von Plasma,
und unterscheiden sich lediglich hinsichtlich der Verteilungen der
Arten von aktiven Keimen, die auf das Substrat wirken, und die Verteilungen
werden verändert
in Abhängigkeit
von der Kammerstruktur, der Elektrodenstruktur, einer Erzeugungsfrequenz und
dergleichen. Die Erfindung ist daher nicht nur bei dem reaktiven
Ionenätzverfahren
wirksam, sondern auch bei dem Plasmaätzverfahren im Allgemeinen.
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Bei der Erfindung wird ein Ätzvorgang
beispielsweise durchgeführt
für etwa
drei Minuten bei einem Reaktionsdruck von 7 Pa und einer Plasma-erzeugenden
RF-Leistung von 500 W, während
ein Fluss aufrechterhalten wird von 20 sccm von Methantrifluorid
(CHF3), 50 sccm Chlor (Cl2)
, 10 sccm Sauerstoff (O2 ) und 80
sccm Schwefelhexafluorid (SF6). Die Texturen
werden hierdurch auf der Oberfläche des
Siliciumsubstrates 1 gebildet. Generell ist es so, dass
Silicium verdampft, wenn es geätzt
wird, wobei ein Teil hiervon jedoch nicht vollständig verdampft ("evaporate") und Moleküle aneinander
anhaften bzw. kleben, wodurch sie als Residuen bzw. Reste an der
Oberfläche
des Substrates 1 verbleiben. Mit anderen Worten wird bei
der Erfindung, wenn die Oberfläche
des Siliciumsubstrates 1 mittels des reaktiven Ionenätzverfahrens
oder eines ähnlichen
Trockenätzverfahrens
aufgeraut wird, eine Rate, mit der sich Reste, die hauptsächlich aus
geätztem
Silicium zusammengesetzt sind, wieder an der Oberfläche des
Siliciumsubstrates 1 festlegen, beschleunigt, so dass die
Texturen an der Oberfläche
des Siliciumsubstrates 1 gebildet werden, indem die Reste
als eine Mikromaske zum Ätzen
verwendet werden. Es ist anzumerken, dass die Ätzreste am Ende entfernt werden.
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Ferner können die Texturen 2 auf
verlässliche
Art und Weise gebildet werden, indem ein Gaszustand, ein Reaktionsdruck,
die RF-Leistung etc. eingestellt werden, um eine Übereinstimmung
mit den Bedingungen zu schaffen, zu denen die Ätzreste von Silicium an der
Oberfläche
des Siliciumsubstrates 1 verbleiben werden. Es ist jedoch
anzumerken, dass ein Seitenbzw. Längenverhältnis ("aspect ratio") der Texturen optimiert werden muss.
Im Gegensatz hierzu ist es schwierig, die Texturen
2 unter
der Bedingung zu bilden, dass die Ätzreste nicht an der Oberfläche des
Siliciumsubstrates 1 verbleiben.
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Gemäß der Erfindung, wie es in 4 gezeigt ist, wird das
Siliciumsubstrat 1 einem Ätzvorgang ausgesetzt, während es
von einer Platte 13 bedeckt ist, die mit einer Anzahl von Öffnungsabschnitten 14 versehen
ist, und zwar quer über
deren gesamte Fläche.
Die Erzeugung von Ätzresten
wird unterstützt
durch die Verwendung einer derartigen Platte 13, was wiederum
die Bildung der Texturen 2 unterstützt.
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4 zeigt
ein Beispiel der Platte 13. Die Platte 13 ist
aus Aluminium oder Glas hergestellt. Wenn die Leichtigkeit bei der
Verarbeitung ein Gesichtspunkt ist, ist Metall als das Material
der Platte 13 bevorzugt; rostfreies Material bzw. rostf
reier Stahl oder dergleichen ist jedoch nicht geeignet, da dies korridiert,
wenn es einem Gas ausgesetzt wird, das zum Ätzen von Silicium verwendet
wird. Andererseits erzeugt die Platte 13 Wärme bzw.
wird erwärmt,
da sie während
des Ätzvorganges
einem Plasma ausgesetzt ist. Obgleich das Maß des Anstiegs der Temperatur
in starkem Maße
mit den Zuständen
bzw. Bedingungen variiert, da die Temperatur der Platte 13 ansteigt,
wenn sie dem Plasma ausgesetzt wird, und da das Siliciumsubstrat
in der Atmosphäre
stehen kann, wenn der Ätzvorgang
endet, ist ein Material bevorzugt, das einer Temperaturveränderung
widerstehen kann. Es ist daher bevorzugt, ein Glasmaterial zu verwenden,
wenn die Platte 13 einem Plasma ausgesetzt wird.
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Andererseits ist es bevorzugt, Metall
zu verwenden, wenn eine Anzahl von zu ätzenden Substraten angeordnet
bzw. ausgerichtet ist und ein Ätzvorgang
in einem Durchgang über
eine große
Fläche durchgeführt wird,
da Glasmaterial so spröde
ist, dass es leicht bricht. Unter Berücksichtigung der Verarbeitungsperformance,
wie jene, dass verschiedene Arten von Verarbeitung an der Platte 13 ermöglicht werden,
und auf Grund eines geringen Eigengewichtes, was erwünscht ist,
um eine Verzerrung bzw. Verwerfung der Platte 13 zu verringern,
als auch im Hinblick auf den Korrosionswiderstand gegenüber einem zum Ätzen verwendeten
Gas ist es insbesondere bevorzugt, eine Platte 13 zu verwenden,
die aus Aluminium hergestellt ist.
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Es ist bevorzugt, den Ätzvorgang
durchzuführen,
während
die Platte 13 und das Siliciumsubstrat 1 um eine
vorbestimmte Distanz D beabstandet gehalten werden (siehe 5). Hierbei beträgt D = 5 bis
30 mm. Bei dieser Anordnung können
Siliciumverbindungen, die während
des Ätzvorganges
erzeugt werden, in einem Raum zwischen dem Siliciumsubstrat 1 und
der Platte 13 eingefangen werden, was es erleichtert, dass
Reste, die hauptsächlich
aus Silicium bestehen, an dem Substrat 1 erzeugt werden.
Demzufolge kann nicht nur die Erzeugung von Resten sondern auch
die Bildung der Texturen 2 unterstützt werden. Wenn die Distanz
D zwischen der Platte 13 und dem Siliciumsubstrat 1 kleiner
ist als 5 mm, werden die Öffnungsabschnitte 14 in
der Platte 13 als ein Muster auf die Oberfläche des
Siliciumsubstrates 1 übertragen,
wenn die Texturen 2 gebildet werden, wodurch an der Oberfläche eine
Ungleichmäßigkeit
verbleibt. Wenn die Distanz D im Gegensatz hierzu größer ist
als 30 mm, ist die Wirkung des schnelleren Erzeugens der Reste zur
Unterstützung der
Bildung der Texturen 2 verringert.
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Ein Verfahren zum Halten der Platte 13 und des
Siliciumsubstrates 1 beabstandet voneinander um eine vorbestimmte
Distanz ist nicht besonders eingeschränkt. Wie es in 5 gezeigt ist, ist es beispielsweise
einfach, entlang des Umfangskantenabschnittes an der Rückseite
der Platte 13 eine Seitenwand 17 vorzusehen. Für einen
Fall, dass eine Anzahl von Siliciumsubstraten 1 zu ätzen ist
und eine Platte 13 großer
Fläche
benötigt
ist, kann die Platte 13 in der Mitte auf Grund ihres Eigengewichtes
herabfallen bzw. durchbiegen, und die Distanz zwischen dem Substrat 1 und
der Platte 13 kann sich hierdurch verkürzen. Es ist dann möglich, dass
Spuren der Öffnungsabschnitte 14 auf
das Siliciumsubstrat 1 übertragen
werden und als Ungleichmäßigkeit
verbleiben. In einem solchen Fall ist es eine wirksame Gegenmaßnahme,
die Dicke t1 der Platte 13 zu erhöhen, um die Steifigkeit zu
verbessern, oder die Höhe
der Seitenwand 17 zu erhöhen. Ein Verfahren zum Reduzieren
der Dicke und hierdurch des Gewichtes der Platte 13 in
ihrer Mitte ist ebenfalls wirksam. Die Dicke t1 der Platte 13 lässt sich
einstellen in Bezug auf Festigkeit, Materialkosten, Ätzbedingungen
etc.
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Dann, wenn die Dicke t1 der Platte 13 vergrößert ist,
besteht ein Problem dahingehend, dass das Plasma in den Bereichen
der jeweiligen Öffnungsabschnitte 14 destabilisiert
wird und die Texturen 2 nicht länger gebildet werden, wenn
das Plasma zu instabil wird. Eine Maßnahme zur Lösung dieses Problems
wird nachstehend unter Bezugnahme auf 9 beschrieben.
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Es ist ebenfalls bevorzugt, wenn
ein Verhältnis
der Öffnungsabschnitte 14 in
Bezug auf die Gesamtfläche
der Platte 13 (nachstehend als Offenflächenverhältnis bezeichnet), und zwar in
Draufsicht betrachtet, etwa auf 5 bis 40 % eingestellt wird. Wenn das
Offenflächenverhältnis kleiner
ist als 5 %, wird ein zum Ätzen
des Siliciumsubstrates 1 notwendiges Gas nicht hinreichend
zugeführt,
und eine Reste-bildende Rate ist verringert, was wiederum die Bildung der
Texturen 2 verlangsamt. Wenn das Offenflächenverhältnis im
Gegensatz hierzu größer ist
als 40 %, ist die Wirkung des Einfangens von verdampfenden Siliciumverbindungen
in einem Raum zwischen der Platte 13 und dem Siliciumsubstrat 1 verringert,
und entsprechend verringert sich die Wirkung des Unterstützens der
Bildung der Reste.
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Bei der Erfindung ist die Verteilung
der Offenflächenverhältnisse
so, dass diese an dem Umfangsabschnitt im Vergleich zum mittleren
Abschnitt der Platte 13 reduziert ist. Beispielsweise wird
als das Offenflächenverhältnis in
dem mittleren Abschnitt ein Wert von 20 % vorgegeben, und das Offenflächenverhältnis an
dem Umfangsabschnitt wird zu 18 % vorgegeben. Die sich aus dieser
Anordnung ergebenden Vorteile werden im Folgenden erläutert.
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Generell führt ein kleines Offenflächenverhältnis dazu,
dass die Zufuhr eines Gases nicht hinreichend ist, und verringert
hierdurch die Ätzrate.
Im Gegensatz hierzu führt
ein großes
Offenflächenverhältnis dazu,
dass die Zufuhr an Gas hinreichend ist, führt jedoch dazu, dass die Adhäsion von
Resten an der Oberfläche
des Siliciumsubstrates 1 unzureichend ist. Da eine Maske
langsam gebildet wird, wird folglich die Texturierungsrate verringert.
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Insbesondere im Falle eines Trockenätzvorganges
unter Verwendung von Plasma ist es als einer der Faktoren zur Bildung
der Texturen 2 notwendig, Plasma-induzierte, Ladungs-tragende
Ionen unter Verwendung des elektrischen Feldes zu beschleunigen,
so dass sie in einer senkrechten Richtung auf die Oberfläche des
Substrates 1 auftreffen. Experimente enthüllen, dass
die Bildung der Texturen 2 in dem mittleren Abschnitt schnell
erfolgt, eine Größe bzw.
ein Maß des Ätzens an
dem Umfangsabschnitt jedoch größer ist
als jenes in dem zentralen Abschnitt, oder nahezu gleich hierzu
ist. In Anbetracht des Vorstehenden vermutet man, dass an dem Umfangsabschnitt
hinreichend Gas zum Ätzen
des Substrates 1 zugeführt
wird; die Effizienz der auf das Substrat 1 auftreffenden
Ionen ist jedoch klein im Vergleich zu dem mittleren Abschnitt.
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Andererseits gibt es als weiteren
Faktor zum schnelleren Bilden der Texturen 2 ein Verfahren
zum schnelleren Bilden der Ätzreste.
Durch Beschleunigen der Bildung der Reste können auch die Texturen 2 schneller
gebildet werden. Dies lässt
sich erreichen durch Verengen der Öffnungsabschnitte 14 der
Platte 13. Es ist jedoch anzumerken, dass ein Maß des Ätzens in
diesem Fall verringert ist, da eine geringere Menge an Gas zugeführt wird.
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Demzufolge werden bei der vorliegenden
Erfindung die vorstehenden Anordnungen bzw. Ausführungen miteinander kombiniert,
und es wird, wie es in den 6 und 7 gezeigt ist, ein Offenflächenverhältnis der Öffnungsabschnitte 14 in
dem Umfangsabschnitt 13b kleiner gemacht als ein Offenflächenverhältnis der Öffnungsabschnitte 14 in
dem mittleren Abschnitt 13a, so dass eine Texturierungsrate
in dem Umfangsabschnitt 13b be schleunigt wird, so dass
sie so hoch wird wie eine Texturierungsrate in dem mittleren Abschnitt 13a.
Der mittlere Abschnitt 13a ist in den 6 und 7 kreisförmig dargestellt.
Die Form des mittleren Abschnittes 13a ist jedoch nicht
auf einen Kreis beschränkt,
und der mittlere Abschnitt 13a kann eine elliptische oder
Polygone Form besitzen. In 4 ist
der mittlere Bereich 13a mit einem großen Offenflächenverhältnis wie ein Rechteck geformt.
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Die Erfindung ist insbesondere wirksam, wenn
sie auf eine große
bzw. hochskalierte Vorrichtung angepasst ist, die dazu verwendet
wird, um eine Fläche
größer als
1 m2 zu ätzen,
die Erfindung ist jedoch gleichermaßen wirksam, wenn sie auf eine
Vorrichtung angepasst ist, die dazu verwendet wird, eine kleine
Fläche
zu ätzen.
Ferner ist das Verfahren der Erfindung insbesondere wirksam, wenn
es ein strukturelles Problem dahingehend gibt, dass sich die Homogenität nicht
hinreichend verbessern lässt
durch Verändern
der anderen Ätzbedingungen.
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Die Form der Öffnungsabschnitte 14 in
der Platte 13 ist nicht besonders beschränkt. Beispielsweise
kann ein längliches
Schlitzmuster verwendet werden, wie es in 4 gezeigt ist. Alternativ hierzu können punktförmige kleine
Löcher
in einem Zickzack-Muster ausgerichtet werden, wie es in 7 gezeigt ist, oder es kann
ein Gittermuster verwendet werden, wie es in 6 gezeigt ist. Es ist jedoch anzumerken,
dass ein breites ("wide
spread") Vorhandensein
von nicht offenen Regionen zu einer Ungleichmäßigkeit in der Form der Texturen 2 führt.
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Diese feinen Texturen 2 haben
eine konische Form oder eine Form eines Arrays von Koni, und die Größe hiervon
lässt sich verändern durch
Steuern einer Gaskonzentration oder einer Ätzzeit bei dem RIE-Verfahren.
Sowohl die Breite als auch die Höhe der
Texturen 2 betragen 2 μm
oder weniger. Um die Texturen 2 über einen notwendigen Abschnitt
an dem Siliciumsubstrat 1 homogen und mit der exakten Steuerbarkeit
zu bilden, ist es bevorzugt, die Breite und die Höhe auf 1 μm oder weniger
einzustellen. Es ist ferner vorteilhaft, wenn ein Seiten- bzw. Längenverhältnis ("aspect ratio") der Texturen 2 (Höhe/Breite der
Texturen 2) einen Wert von 2 oder weniger hat. Wenn das
Längenverhältnis größer ist
als 2, brechen die Texturen 2 während der Herstellung. Eine
Solarzelle, die aus einem derartigen Substrat hergestellt ist, verursacht
einen großen
Leckstrom und kann zufriedenstellende Ausgangscharakteristika nicht
erreichen.
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Nachdem die Texturen 2 gebildet
sind, werden die an der Oberfläche
des Siliciumsubstrates 1 verbleibenden Ätzreste entfernt, um die Charakteristik
der Solarzelle zu verbessern. Ein Verfahren zum Entfernen der Ätzreste
besteht beispielsweise darin, innerhalb eines Wasserbades Ultraschallwellen
an das Siliciumsubstrat 1 anzulegen, das aus der reaktiven
Ionenätzvorrichtung
oder einer ähnlichen
Plasmaätzvorrichtung
herausgenommen ist. Kommerziell verfügbare Ultraschall-Reinigungsvorrichtungen
verwenden Frequenzen im Bereich von einigen zehn kHz bis zu einigen
hundert kHz, und Wandler, die dazu verwendet werden, Ultraschallwellen
anzulegen, unterscheiden sich hinsichtlich Materialien, Formen,
Ausgängen
etc. Die Art der Reinigungsvorrichtung lässt sich jedoch wählen in
Abhängigkeit
davon, wie leicht sich die Reste an der Oberfläche entfernen lassen. Wie leicht
sich die Reste entfernen lassen, variiert mit der Form und der Größe der Texturen 2, dem
Maß der
verbleibenden Reste, der Dicke des Siliciumsubstrates etc., als auch
mit der Frequenz des Ultraschalls. Selbst unter der Bedingung, dass
das Entfernen der Reste relativ schwierig ist, lassen sich die Reste
jedoch durch Verlängern
der Anwendungszeit entfernen.
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Wie beschrieben wurde, sind die Muster
der Öffnungsabschnitte 14 nicht
besonders beschränkt; ein
sich wiederholendes Muster, wie eine Punktform oder eine Schlitzform,
ist jedoch bevorzugt, um zu verhindern, dass das Muster zu kompliziert
wird. Selbst wenn die Platte 13 und das Substrat 1 gegenüberliegend
angeordnet werden, wie oben beschrieben, wurde nichtsdestotrotz
das Auftreten einer Ungleichmäßigkeit
in den Texturen 2, die an der Oberfläche des Substrates 1 gebildet
wurden, bestätigt, wenn
die Relation zwischen der Distanz D von dem Substrat 1 zu
der Platte 13 und der Größe und der Form der Öffnungsabschnitte 14 ungeeignet
war. Um genauer zu sein, selbst wenn ein Gesamt-Offenflächenverhältnis zwischen
5 und 40 % lag, riefen dann, wenn ein Offenflächenverhältnis pro Einheitsfläche in einem
bestimmten lokalen Bereich 70 % betrug, die Texturen 2 in
diesem speziellen lokalen Bereich eine Ungleichmäßigkeit hervor im Vergleich
zu den Texturen 2, die in bzw. unter den anderen Abschnitten
gebildet wurden.
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Ferner ist die durch die Öffnungsabschnitte 14 hervorgerufene
Ungleichmäßigkeit
eng verwandt mit der Distanz D zwischen der Platte 13 und
dem Siliciumsubstrat 1, und je kürzer die Distanz D ist, desto leichter
tritt die Ungleichmäßigkeit
auf.
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Im Hinblick auf die Größe der Öffnungsabschnitte 14 wurde
aufgedeckt, dass selbst dann, wenn ein Gesamt-Offenflächenverhältnis gleich
ist, eine Ungleichmäßigkeit
leicht auftritt, wenn die individuellen Öffnungsabschnitte 14 im Vergleich
zu einem Fall groß sind,
bei dem die individuellen Öffnungsabschnitte 14 klein
sind.
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Aus detaillierten Prüfungen bzw.
Untersuchungen der vorstehenden Relationen versteht sich, dass eine
Ungleichmäßigkeit
leicht auftritt, wenn das Formmuster der jeweiligen Öffnungsabschnitte 14 eine
Größe besitzt,
die gleich oder größer ist
als eine bestimmte Referenzgröße. D.h.,
es versteht sich, dass die Größe der Öffnungsabschnitte 14 bestimmt ist
durch die Distanz D zwischen der Platte 13 und der Oberfläche des
zu verarbeitenden Substrates 1, und eine Ungleichmäßigkeit
tritt leicht auf, wenn die Öffnungsabschnitte 14 eine
Größe haben,
die groß genug
ist, dass eine virtuelle Säule
mit einem Durchmesser größer als
die halbe Distanz D zwischen der Platte 13 und der Oberfläche des
zu verarbeitenden Substrates 1 durch die Öffnungsabschnitte 14 hindurchtreten
kann.
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Demzufolge ist die Erfindung dadurch
gekennzeichnet, dass bei dem Substratverarbeitungsverfahren zum
Anrauen der Oberfläche über das
Trockenätzverfahren,
indem die mit einer Anzahl von Öffnungsabschnitten 14 versehene
Platte 13 an der Oberflächenseite
des zu verarbeitenden Substrates 1 angeordnet wird, die
jeweiligen Öffnungsabschnitte 14 in
der Platte 13 eine solche Größe besitzen, dass eine virtuelle
Säule mit
einem Durchmesser kleiner gleich der Hälfte der Distanz D zwischen
der Platte 13 und der Oberfläche des zu verarbeitenden Substrates 1 durch
die Öffnungsabschnitte 14 hindurchtreten
kann, dass jedoch eine virtuelle Säule mit einem Durchmesser größer als
die Hälfte
der Distanz D daran gehindert wird, durch die Öffnungsabschnitte 14 hindurchzutreten.
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8 ist
eine konzeptionelle Ansicht, die dazu verwendet wird, die Bedingungen
der Öffnungsabschnitte 14 zu
erläutern.
In 8 bezeichnet Bezugsziffer 18 eine
virtuelle Säule.
Durch Bilden der Öffnungsabschnitte 14 derart,
dass ein Durchmesser R der größten virtuellen
Säule 18,
die durch den Öffnungsabschnitt 14 hindurchtreten
kann, kleiner gleich der Hälfte
der Distanz D zwischen der Platte 13 und dem Siliciumsubstrat 1 ist,
ist es möglich,
die Texturen 2 ohne Ungleichmäßigkeit zu bilden.
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Die Form der Öffnungsabschnitte 14 ist
nicht besonders beschränkt.
Beispielsweise kann sie ein schlitzförmiges Muster sein, wie es
in 4 gezeigt ist, oder
kann ein punktf örmiges
Zickzack-Muster sein, wie es in 7 gezeigt
ist. Es ist jedoch anzumerken, dass die breite ("wide spread") Präsenz
von nicht-offenen Bereichen bzw. ein zu breiter geschlossener Bereich
leicht dazu führt,
dass das Muster der Texturen 2 ungleichmäßig wird.
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Eine längliche Querschnittsform, insbesondere
eine effektive längliche
Querschnittsform der Öffnungsabschnitte 14 der
Platte 13 wird nunmehr unter Bezugnahme auf 9 erläutert.
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Wenn eine Platte 13 mit
einer großen
Fläche hergestellt
wird, biegt sich die Platte 13 auf Grund ihres Eigengewichtes
durch. Ferner, da Plasma, das zum Ätzen verwendet wird, die Platte 13 erwärmt, kann
sich die Platte 13 weiter deformieren, und zwar auf Grund
ihres Eigengewichtes. Je größer die
Fläche
des Siliciumsubstrates 1 ist, umso schwieriger wird es,
eine Distanz zwischen dem Siliciumsubstrat 1 und der Platte 13 exakt
zu steuern. Ein solcher unerwünschter
Vorgang kann eliminiert werden, indem die Steifigkeit erhöht wird,
durch Vergrößern der
Dicke der Platte 13, wie oben beschrieben. Wenn die Dicke
der Platte 13 jedoch vergrößert ist, wird das Plasma in
den Bereichen der jeweiligen Öffnungsabschnitte 14 destabilisiert,
was ein Problem dahingehend hervorruft, dass die Texturen 2 nicht
länger
gebildet werden können,
wenn das Plasma zu instabil wird. Wenn man beispielsweise 3 mm als
eine Distanz zwischen gegenüberliegenden
Enden der Öffnungsabschnitte 14 der
Platte 13 annimmt, dann verbleibt das Plasma stabil, wenn
die Dicke 5 mm oder weniger beträgt;
wenn die Dicke jedoch 5 mm überschreitet,
wird das Plasma destabilisiert, und die Effizienz beim Bilden der
Texturen 2 an dem Substrat 1 wird verschlechtert.
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Eine effektive Maßnahme zum Verhindern, dass
das Plasma destabilisiert wird, besteht darin, die Öffnungsbreite
bzw. Öffnungsweite
zwischen den gegenüberliegenden
Enden der Öffnungsabschnitte 14 zu
vergrößern. Wenn
die Öffnungsweite
zwischen den gegenüberliegenden
Enden der Öffnungsabschnitte 14 vergrößert wird,
wird die Wirkung des Reste-Einfangens verringert. Die Wirkung des
Unterstützens
der Bildung von Resten an der Oberfläche des Substrates 1 direkt
hierunter wird dann verringert, was wiederum die Bildung der Texturen 2 verlangsamt.
Die Bildung der Texturen 2 in diesem bestimmten Abschnitt
wird hierdurch verlangsamt, und dies führt zu einer Differenz der
Texturierungsraten an der Oberfläche
des Substrates 1 zwischen Abschnitten, bei denen Öffnungsabschnitte 14 vorhanden
sind, und solchen, bei denen sie nicht vorhanden sind, was zu einer
Ungleichmäßigkeit
führt.
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Die Öffnungsweite der Öffnungsabschnitte 14 wird
ursprünglich
derart eingestellt, dass die Texturen 2 effizienter gebildet
werden, und zwar unter Berücksichtigung
der Öffnungsform,
eines Offenflächenverhältnisses
und von Öffnungszwischenräumen ("opening pitches") der Gesamtplatte 13,
einer Distanz zwischen der Platte 13 und dem zu ätzenden Substrat 1,
etc. Demzufolge kann das Steuern der Öffnungsweite der Öffnungsabschnitte 14 mit
dem Ziel, das Plasma zu stabilisieren, dazu führen, dass die ursprüngliche
Aufgabe nicht erfüllt
wird, und dies ist keinesfalls eine letztlich zu erzielende bzw.
ultimative Lösung.
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Die Erfinder haben daher eine längliche Querschnittsform
der Öffnungsabschnitte 14 erdacht. 9 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht,
wenn längliche,
schlitzförmige Öffnungsabschnitte 14 in der
Platte 13 ausgebildet sind. Wie es in 9 gezeigt ist, sind die Oberkante und/oder
die Unterkante von jedem Öffnungsabschnitt 14 abgeschrägt, um abgeschrägte Abschnitte 130 zu
bilden. Diese Anordnung kann die Dicke der Platte 13 in
der Nachbarschaft der Öffnungsabschnitte 14 scheinbar
reduzieren, dort, wo das Plasma leicht destabilisiert wird, und
das Plasma kann demzufolge stabil erzeugt werden. Bei dem oben beschriebenen
Beispiel wird bei einer gegebenen Öffnungsweite d1 des Öffnungsabschnittes 14 von
3 mm und einer Dicke t1 der aus Aluminium
hergestellten Platte 13 von 6 mm eine Kantenfläche mit
einer Weite bzw. Breite d2 und einer Höhe t2 von 0,9 mm oder mehr ausgebildet, und zwar in
jedem abgeschrägten
Abschnitt 130. Die Weite d2 und
die Höhe
t2 des abgeschrägten Abschnittes 130 variieren
in Abhängigkeit
von den Ätzbedingungen, und
es kann nötig
sein, diese nach Notwendigkeit einzustellen, um eine Übereinstimmung
mit den jeweiligen Bedingungen zu schaffen. Es versteht sich daher,
dass die Erfindung nicht auf die oben spezifizierten Werte beschränkt ist.
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Der abgeschrägte Abschnitt 130 kann
sowohl auf der Seite, die dem Substrat 1 ausgesetzt ist, als
auch an der dem Substrat 1 abgewandten Seite gebildet sein,
wie es in 10A gezeigt
ist, kann lediglich an der dem Substrat 1 abgewandten Rückseite
ausgebildet sein, wie es in 10B gezeigt
ist, und kann lediglich an der Seite ausgebildet sein, die dem Substrat 1 ausgesetzt
ist bzw. diesem gegenüberliegt,
wie es in Fig. lOC gezeigt ist.
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Ferner muss der abgeschrägte Abschnitt 130 nicht über den
gesamten Umfang des Öffnungsabschnittes 14 ausgebildet
sein. Wie es in den 10D bis 10F gezeigt ist, ist der
abgeschrägte
Abschnitt 130 an einem Teil des Öffnungsabschnittes 114 nicht
vorhanden. 10D zeigt
eine Konfiguration, bei der der abgeschrägte Abschnitt 130 an
einer linken oberen und einer rechten unteren Seite eines Öffnungsabschnittes 14 vorgesehen
ist, und der abgeschrägte
Abschnitt 130 ist bei einem benachbarten Öffnungsabschnitt 14 an
einer rechten oberen und einer linken unteren Seite vorgesehen.
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10E zeigt
eine Konfiguration, bei der der abgeschrägte Abschnitt 130 lediglich
an der linken oberen Seite des Öffnungsabschnittes 14 ausgebildet
ist. 10F zeigt eine
Konfiguration, bei der der abgeschrägte Abschnitt 130 lediglich
an der linken unteren Seite des Öffnungsabschnittes 14 ausgebildet
ist.
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Diese abgeschrägten Abschnitte 130 können durch
eine Abschrägungsverarbeitung
gebildet werden. Wenn der abgeschrägte Abschnitt lediglich auf der
oberen oder der unteren Seite des Öffnungsabschnittes 14 ausgebildet
wird, kann er gleichzeitig mit dem Bilden des Öffnungsabschnittes 14 gebildet
werden.
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Ferner kann als der abgeschrägte Abschnitt 130 eine
abgerundete Fläche
vorgesehen werden. In jedem Fall muss der abgeschrägte Abschnitt 130 des Öffnungsabschnittes 14 nur
die Dicke der Platte 13 scheinbar reduzieren. Bei dem obigen
Beispiel sind die Öffnungsabschnitte 14 wie
ein Schlitz geformt. Die Öffnungsabschnitte 14 können jedoch
auch eine kreisförmige
Form oder eine rechteckige Form besitzen. Ferner kann das Öffnungsmuster
ein Gittermuster (siehe 6),
ein Zickzack-Muster (siehe 7) oder
dergleichen sein.
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Während
das Substratverarbeitungsverfahren der Erfindung unter Verwendung
einer Massen-Silicium-Solarzelle ("bulk silicon solar cell") als ein Beispiel
beschrieben worden ist, so ist die Erfindung doch anwendbar auf
das Aufrauen der Oberfläche
eines weiten Bereiches von Substraten, die verwendet werden bei
einer Silicium-Solarzelle mit Substrat-Dünnfilm, einer super-geraden
("super straight") Solarzelle, einer
amorphen Silicium-Solarzelle, einer Dünnfilm-Solarzelle auf Verbundbasis
etc.
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Darüber hinaus ist die Erfindung
anwendbar auf das Aufrauen der Oberfläche eines Substrates, das bei
einer Tandem-Dünnfilm-Solarzelle
oder dergleichen verwendet wird. Zusätzlich ist das zu ätzende Substrat 1 nicht
auf ein Siliciumsubstrat beschränkt,
und es kann sich um ein Substrat handeln, das aus Glas, Metall,
Kunststoff, Harz etc. hergestellt ist. Das Substrat 1 ist
gleichfalls nicht auf eine Platte beschränkt, und es kann sich um ein
Film-Element handeln. Es versteht sich, dass die Erfindung auf verschiedene
Art und Weise modifiziert werden kann, ohne den Schutzbereich der
Erfindung zu verlassen.