TW201838015A - 具有紋理之晶圓之製造方法及粗糙化噴霧處理裝置 - Google Patents

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Abstract

具有紋理之晶圓之製造方法及粗糙化噴霧處理裝置。 本發明係有關於一種製造具有紋理之矽晶圓的方法,以及一種可用於該方法的用於矽晶圓之粗糙化噴霧處理的裝置。 本發明之方法用於製造具有紋理之矽晶圓,其中提供各晶圓坯件,並且在連續過程中在使用水平輸送系統的情況下使得經線鋸鋸切之晶圓坯件經過數個相繼的處理過程。在該等處理過程中之一個中使得該等晶圓坯件經過粗糙化噴霧過程,其中為晶圓坯件之頂側及/或底側施加包含水基磨蝕粒子懸浮液的噴霧。 例如應用於製造針對太陽電池的具有紋理之矽晶圓。

Description

具有紋理之晶圓之製造方法及粗糙化噴霧處理裝置
本發明係有關於一種製造具有紋理之矽晶圓的方法,以及一種可用於該方法的用於矽晶圓之粗糙化噴霧處理的裝置。
為產生紋理,通常對多晶矽晶圓進行各向異性酸性紋理化濕式蝕刻。目前通常藉由所謂之漿料鋸切將多晶晶圓自鑄塊、即自晶圓塊分離。作為替代方案,亦可藉由金剛石線鋸來進行分離。此方案速度更快,且浪費的矽更少,故實用性大幅提昇。但金剛石線留下相對平滑且無法直接紋理化的表面。迄今為止,習知之方法或是非常複雜及/或具有污染性,或是無法滿足所需的品質需求。 已知各種用於在連續過程中對扁平的基板進行噴霧處理的方法及裝置。公開案US 2007/0221329 A1揭示過用於在連續式過程中對平整的基板、如柔性印刷電路板或諸如此類進行噴霧處理的方法及裝置,其中採用大體水平的輥式輸送系統,此輥式輸送系統具有形式為底側托輥的輸送輥,以供基板藉由其底側鋪放,並且具有頂側下壓輥,其抵靠至基板之頂側。藉由噴嘴將諸如蝕刻液的處理液體噴射至基板之頂側及/或底側。為了避免阻礙此噴射,輥式輸送系統在各噴霧入射位置上具有間隙,即該處無輸送輥,使得源自噴嘴之噴霧能夠直接入射至位於該處的基板。 公開案US 2014/004369 A2揭示過一種製造具有紋理之矽晶圓的方法,其中為提供對應的晶圓坯件,直接以小於1000 μm的厚度澆注聚晶矽晶圓。在化學蝕刻過程前,在獨立的噴砂處理裝置中對晶圓坯件進行磨蝕式噴砂處理,其中對晶圓坯件進行乾式或濕式噴砂。可將水基磨蝕粒子懸浮液用於濕式噴砂,其中磨蝕粒子通常包含玻璃狀的氧化矽、矽、碳化矽、氧化鋁、石英或上述之組合。為改善流動性、避免黏結或簡化回收利用,可為懸浮液加入添加劑,如冷卻劑、表面活性劑、pH緩衝劑、酸、鹼以及螯合劑。磨蝕粒子具有介於1 μm與200 μm之間的平均粒度,即平均粒徑。 公開案DE 10 2014 013 591 A1揭示過一種在含氫氟酸的酸性蝕刻介質中對多晶矽晶圓進行紋理化的方法,此多晶矽晶圓係在配合乙二醇-碳化矽懸浮液使用金剛石鋸或鋼絲鋸的情況下自晶圓塊鋸下。 公開案WO 2009/026648 A1揭示過一種在連續過程中在使用水平輥式輸送系統的情況下對基板表面進行紋理化的方法,其中在原本之蝕刻步驟前實施磨蝕處理,用以在基板表面中產生微裂縫。此基板特別是可為用於薄層光伏打模組之硼矽玻璃基板。此磨蝕處理可包含乾式噴砂、藉由懸浮液磨削、砂紙磨削或濕式噴砂。所使用之磨蝕粒子例如可選自碳化矽、氧化鋁、剛玉、氮化硼、碳化硼或玻璃。 公開案US 2013/0306148 A1揭示過一種製造具有紋理之矽晶圓的方法,其中藉由線鋸將晶圓塊分割成各晶圓坯件,並且對晶圓坯件進行單側噴砂處理,其中在使用氫氟酸及/或硝酸對晶圓坯件進行量測濕式化學蝕刻前,對晶圓坯件之一側進行磨蝕式噴砂處理。 公開案WO 2012/118960 A2揭示過在連續過程中在使用水平輸送帶的情況下對經直接澆注或拉伸的矽晶圓進行粗糙化處理的方法以及裝置,其中對鋪放至輸送帶之矽晶圓的頂側進行乾式或濕式噴砂。藉此對此類與經鋸切之晶圓相比具有相對平滑之表面的矽晶圓進行粗糙化或紋理化。其中使得晶圓厚度、晶圓材料、砂粒子之類型、期望的表面粗糙度、晶圓溫度以及晶圓尺寸相互匹配,從而防止矽晶圓之斷裂。在此粗糙化處理後亦可視需要而定實施酸性紋理化濕式化學蝕刻。 公開案EP 0 107 357 A2揭示過在連續過程中在使用水平輸送系統的情況下,藉由非晶半導體材料在連續式導電基板上製造某種類型的光伏打構件的方法以及裝置,其中設有噴砂處理過程,用以提供漫反射式表面。
本發明所基於之技術課題為,提供一種複雜度相對較低的製造具有紋理之矽晶圓的方法,以及一種可應用在該方法中之用於對矽晶圓進行粗糙化噴霧處理的裝置。 本發明用以達成上述課題之解決方案為,提供一種具有請求項1之特徵的製造方法以及一種具有請求項5之特徵的裝置。 在本發明之製造方法中,提供各晶圓坯件,其例如為以經傳統方式拉伸或直接自熔體沈積的晶圓坯件,或藉由線鋸鋸切過程(如金剛石線鋸鋸切過程)以傳統方式將晶圓塊分割成各晶圓坯件。在使用諸如輥式輸送系統或帶式輸送系統的水平輸送系統的情況下,在連續過程中使得該等晶圓坯件經過數個相繼的處理過程。 在此,在該等處理過程中之一個中使得該等晶圓坯件經過粗糙化噴霧過程,其中為晶圓坯件之頂側及/或底側施加包含水基磨蝕粒子懸浮液的噴霧。事實表明,藉由此特定的製造步驟組合能夠以相對較低之複雜度製造具有紋理之矽晶圓。此粗糙化處理過程能夠在傳統的模組式濕式處理設備中無障礙地整合至現有生產,而無需額外花費。此處理方法在最低的運行成本下實現均勻的表面。藉由隨後的HF/HNO3 標準紋理實現小於23%的反射值。此為一種成本低廉的對例如經金剛石線鋸鋸切之多晶矽晶圓進行紋理化的方法,該方法可基於單列式濕式過程,並且在無顯著材料移除的情況下將晶圓之相對平滑的表面粗糙化,使得隨後例如能為表面加工標準紋理HF/HNO3 。與直接使用經漿料鋸切之晶圓的方案相比,透過使用粗糙化噴霧過程能夠實現更加均勻的表面。 在一種進一步方案中,將剛玉粒子、金剛石粒子及/或碳酸矽粒子用作磨蝕粒子懸浮液中之磨蝕粒子。作為替代或附加方案,將平均粒度介於5 μm與150 μm之間、特別是介於40 μm與80 μm之間的上述例子用作磨蝕粒子懸浮液中之磨蝕粒子。此外,作為替代或附加方案,使用粒子濃度介於10 WT%與60 WT%之間、特別是介於25 WT%與35 WT%之間的磨蝕粒子懸浮液中的磨蝕粒子。事實表明,在單獨實施或以任意方式組合的情況下,述及之措施皆對該粗糙化噴霧過程有有利影響。 在本發明之進一步方案中,在該磨蝕粒子懸浮液中使用提高黏度的添加劑,其包含由聚乙二醇、羥乙基纖維素、羥甲基纖維素與三仙膠構成之群組中的物質中的一或數個。此較佳措施用於為磨蝕粒子懸浮液調節適當的黏度。 在本發明之一種進一步方案中,為該噴霧設置介於0.5 bar與3 bar之間、特別是介於0.8 bar與1.2 bar之間的噴射壓力。當在相應應用中將用於噴霧之噴射壓力保持在此範圍內的情況下,上述方案對粗糙化噴霧過程有利。 本發明之粗糙化噴霧處理裝置包含水平輸送系統,以供經線鋸鋸切之矽晶圓藉由其底側鋪放,並且包含用於儲存充當粗糙化噴射流體的水基磨蝕粒子懸浮液的噴射流體儲槽,並且包含噴嘴單元,其具有一或數個用於各自產生存儲於該噴射流體儲槽中之磨蝕粒子懸浮液之朝向矽晶圓之頂側及/或底側的粗糙化噴霧的噴嘴或噴管。藉由此裝置,能夠以相對較低之複雜度以連續方法對矽晶圓進行有利的粗糙化噴霧處理。該輸送系統特別是可為輥式輸送系統,其包含至少一底側托輥,以供鋪設矽晶圓。作為替代方案,例如可使用帶式輸送系統。 在本發明之進一步方案中,該輥式輸送系統在一與噴霧入射點相對的位置上包含針對連續式輸送之矽晶圓的支撐增強部。藉此抵消因入射之噴霧而造成的矽晶圓的過度負荷,從而預防矽晶圓之意外變形或彎曲。作為替代方案,在對晶圓進行兩側處理的情況下,可設有相對的噴嘴或噴管,其對晶圓造成的壓力負荷相互抵消。 在本發明之進一步方案中,該噴嘴單元之至少一噴嘴為噴射角介於40°與60°之間、特別是介於55°與65°之間的扁平射流噴嘴。使用此類型的噴嘴特別有助於在相應應用中對矽晶圓作粗糙化噴霧處理。例如可以橫向於矽晶圓之輸送方向相繼以及/或者沿矽晶圓之輸送方向相繼的方式設有數個扁平射流噴嘴,使得沿晶圓輸送方向相鄰之扁平射流噴嘴相對彼此橫向於晶圓輸送方向錯開佈置。這有助於在矽晶圓之整個經處理之表面的範圍內對矽晶圓進行均勻的噴霧處理。該等扁平射流噴嘴例如可由陶瓷材料製成或塗佈有陶瓷材料,從而減小易磨損性。 在本發明之技術方案中,該噴射單元具有一或數個橫向於晶圓輸送方向延伸的噴管,其中至少一噴管具有數個沿噴管之縱向相繼佈置的噴嘴。藉此能夠透過此噴管共同地對各噴管之噴嘴進行饋送。為此,例如可在兩個管端區域上將該粗糙化噴射流體輸送至該噴管,這有助於為該等噴嘴均勻地供應粗糙化噴射流體,或者替代性地,在噴管之僅一末端區域上或在噴管之中心區段上進行輸送。 在本發明之進一步方案中,該粗糙化噴霧裝置具有用於清潔該粗糙化噴射流體的流體旋風器。其中該流體旋風器之下游與該噴射流體儲槽連接,而該流體旋風器之上游則與該噴嘴單元之沿晶圓輸送方向位於最後的噴嘴/噴管連接。藉此將矽晶圓之污染,或將磨蝕粒子向後續設備模組的轉移減小至最低程度。
在圖1中僅藉由在此涉及之製造步驟繪示的方法用於製造具有紋理之矽晶圓或其他類似的剛性或柔性扁平基板。為此,首先在步驟10中藉由線鋸鋸切過程將晶圓塊分割成各晶圓坯件。可以習知方式製造對應之晶圓塊以及實施線鋸鋸切過程,在此不再作詳細說明。該線鋸鋸切過過程例如可使用金剛石線鋸實現。作為替代方案,亦可以傳統方式使用經單獨拉伸或直接自熔體沈積之晶圓坯件。 在連續過程中在使用水平輸送系統的情況下使得經線鋸鋸切之晶圓坯件經過數個相繼的處理過程,並且為此首先在方法步驟11中將晶圓坯件送入對應的連續式製造設備(簡稱連續式設備)。 在該等處理過程中一個,使得該等晶圓坯件經過粗糙化噴霧過程,參閱方法步驟12。在此將水基磨蝕粒子懸浮液噴射至晶圓坯件之頂側及/或底側。籍此將相關表面粗糙化,並且如圖所示不發生顯著的材料移除。因此,藉由後續的HF/HNO3 標準紋理例如能夠將表面之反射係數降低至低於23%的值。 在最後的通常為多階段的方法步驟13中,在粗糙化噴霧處理後對該等晶圓坯件作進一步處理,從而自該等晶圓坯件形成期望的具有紋理之矽晶圓,並由此形成最終產品,例如太陽電池構件。為此所需之過程亦採用傳統方式實施,在此不再作進一步說明。緊隨該粗糙化噴霧處理,例如可進行補充的紋理化蝕刻處理,特別是例如藉由含HF/HNO3 的標準紋理化蝕刻溶液進行的傳統的酸性濕式化學蝕刻處理,以及晶圓清潔處理。 圖2以局部示意圖示出連續式設備之在此涉及的部分,該連續式設備用於實施根據圖1之方法。該連續式設備例如可具有數個平行的連續式軌道,例如五個針對常見尺寸矽晶圓的具有156 mm×156 mm尺寸的軌道。該連續式設備通常包括一或數個處理容器20,其包含可選的噴射系統21以及水平輥式輸送系統22。視需要而定,處理容器20配備具有大坡度的底部,以避免粒子沈積。緊隨沿晶圓之連續處理方向或輸送方向T接續佈置的處理容器20,可如圖2所示可選地設有包含粒子回收系統的預沖洗模組23、級聯沖洗模組24、以及用於對在連續式設備中經處理之變頻基板(如用於製造太陽電池的晶圓)進行清潔及乾燥的乾燥模組25。 圖3示意性示出可應用於圖2所示連續式設備中之粗糙化噴霧處理裝置,其包含處理模組26,該處理模組具有適用於該水平輥式輸送系統的側向套管27。使用者28可透過可選的處理控制單元29控制該粗糙化噴霧處理裝置。該處理裝置還包括較佳獨立於處理模組26設立的噴射流體儲槽30,其包含對應的用於將儲存於儲槽30中之磨蝕式噴射流體循環的泵31。視需要以及應用實例而定,例如在使用另一包含注射器噴嘴之泵或攪拌裝置的情況下,噴射流體儲槽30可配備傾斜底部以及/或者混合系統,用以將在磨蝕式噴射流體中包含於懸浮液中之磨蝕粒子保持在懸浮狀態。 將水基磨蝕粒子懸浮液用作粗糙化噴射流體,在該懸浮液中,在充當運載液體的水中包含有形式為懸浮物的磨蝕粒子。較佳將剛玉粒子或金剛石粒子或碳酸矽粒子或上述粒子之任意混合物用作磨蝕粒子。較佳為該等磨蝕粒子選擇介於5 μm與150 μm之間、特別是介於40 μm與80 μm之間的平均粒徑。該等磨蝕粒子較佳被包含在具有以下粒子濃度之磨蝕粒子懸浮液中:較佳介於10 WT%與60 WT%之間,特別是介於25 WT%與35 WT%之間。 該磨蝕粒子懸浮液較佳添加有提高黏度的添加劑。藉由該添加劑將粒子良好地保持在懸浮狀態,並且防止粒子沈降或黏聚。在此適用的添加劑例如為聚乙二醇(特別是聚乙二醇200-10000)或羥乙基纖維素或羥甲基纖維素或三仙膠或此等物質中之數個的任意混合物。 藉由該粗糙化噴霧處理裝置特別是能夠實施根據圖1之方法步驟12之粗糙化噴霧處理。在透過將水基磨蝕粒子懸浮液噴射至晶圓坯件之頂側及/或底側來實施噴射過程的情況下,較佳設置介於0.5 bar與3 bar之間、特別是介於0.8 bar與1.2 bar之間的噴射壓力。 圖4至圖7示出該粗糙化噴霧處理裝置之不同實施方案,從而僅對晶圓坯件之頂側,或僅對晶圓坯件之底側,或在兩側對晶圓坯件之頂側及底側施加粗糙化噴霧。 其中,圖4及圖5專門示出用於對矽晶圓之頂側進行單側噴霧處理的實施方案。如圖4及圖5所示,該水平輥式輸送系統具有形式為底側托輥32及頂側下壓輥33的輸送輥。待處理之矽晶圓34係可藉由其底側鋪放至托輥32。下壓輥33用於將矽晶圓34壓向托輥32。 根據圖4及圖5之處理裝置包含噴嘴單元36,該噴嘴單元具有較佳數個噴嘴或噴管,其用於分別產生儲存於根據圖3之噴射流體儲槽30中的磨蝕粒子懸浮液的大體豎直朝下指向矽晶圓34之頂側的粗糙化噴霧35,其中在圖4中僅示例性及代表性地示出噴管36a。在底側之與噴霧入射位置37相對的位置上,該輥式輸送系統具有針對連續式輸送的矽晶圓34的支撐增強部38。在本示例中實現支撐增強部38的方式為,位於該處之托輥32a具有較寬的小輥輪38a,其以抗旋的方式設於輸送軸體40上。而就其他托輥32而言,較窄的小輥輪39設置在輸送軸體40上。 自圖4及圖5還可以看出,托輥32、32a係沿輸送方向T以相對較小的距離如此佈置,使得各托輥32、32a之小輥輪38a、39分別卡入相鄰之托輥32、32a之小輥輪38a、39之間的中間腔,為此,小輥輪38a、39係以適當的相互距離佈置在各輸送軸體40上。藉此特別是針對敏感易碎的基板、如厚度相對較小的矽晶圓實現妥善的輸送。較寬之小輥輪38a以抵禦噴霧35之壓力或脈衝的方式可靠地支撐矽晶圓34,藉此預防矽晶圓34之斷裂。 自圖4特別是可以看出,該輥式輸送系統分別在噴嘴或噴管36a下方之區域內具有間隙,故噴霧35自噴嘴或噴管36a直接到達經水平輸送之矽晶圓34之待處理側或表面,而不會因輸送輥(在此特別是因頂側下壓輥33)而被阻礙。 在圖6所示實施方案中,僅對矽晶圓34之底側進行磨蝕式噴霧處理。為此。噴嘴單元36藉由其一或數個噴嘴或噴管36a佈置在矽晶圓34之輸送平面下方,且噴霧35在此情形下大體豎直朝上。為此,底側托輥32之佈局具有間隙,噴霧35能夠穿過該間隙自噴嘴單元36直接到達矽晶圓34之底側。類似地,在頂側與噴霧入射位置37相對的下壓輥33a具有形式為加寬小輥輪38a的支撐增強部38,其用於以抵禦噴霧35之脈衝的方式支撐矽晶圓34。 在圖7所示實施方案中,同時在兩側,即在頂側及底側對矽晶圓34進行粗糙化噴霧處理。為此,噴嘴單元36在基板輸送平面及上方及下方分別包含一或數個噴嘴或噴管36a,從而既使得粗糙化噴霧35自下而上地指向晶圓頂側,亦使得粗糙化噴霧35自下而上得指向晶圓底側,其中每兩個噴嘴或噴管36a以及相應的每兩個粗糙化噴霧35較佳相對晶圓輸送方向T設置在同一高度上。後一方案之優點在於,在同時為矽晶圓34施加頂側噴霧35以及底側噴霧35的情況下,該二噴霧35對經處理之矽晶圓34造成的壓力負荷或壓力脈衝能夠相互抵消。藉由此方案,即便在矽晶圓34極薄且敏感的情況下亦能預防變形或彎曲以及斷裂現象,而無需為此採用透過輥式輸送系統實現的支撐措施。在底側托輥32以及頂側下壓輥33之佈局中,該輥式輸送系統亦具有位於各噴霧35之位置上的間隙,使得噴霧35直接到達待處理之晶圓頂側或晶圓底側。 圖8及圖9示出噴嘴單元36之一較佳實施方案,可將根據此實施方案之噴嘴單元應用在圖3所示的例如採用根據圖4至7之方案中之一的噴霧處理裝置中。在此實施方案中,噴嘴單元36分別包含由數個噴管36a(例如介於五個與十五個之間的噴管36a)的佈局構成的噴射模組,該等噴管相互平行並且沿晶圓輸送方向T接連佈置,以及,噴管36a之管縱軸橫向於晶圓輸送方向T水平延伸。 在所示示例中,在兩側對該等噴管進行末端供給。為此,在該噴管佈局之兩個側向末端區域上分別設有噴射流體進入接頭41a、41b以及末端兩側閉合的分配管42a、42b。各進入接頭41a、41b與對應的分配管42a、42b的中心區域連通,且噴管36a在末端分別與該二分配管42a、42b中之一在該分配管之管側面處連通。藉此在各噴管36a中極均勻地為噴管36a供應待噴射的磨蝕粒子濃度不變的磨蝕粒子懸浮液。在替代性實施方案中,透過噴管36a之僅一末端區域,或在各噴管36a之中心區域內例如透過設於該處的分配管來為噴管36a供應磨蝕粒子懸浮液。 每個噴管36a沿其長度配設有數個相互間隔一定距離的噴嘴43。噴嘴43較佳係由陶瓷材料製成或配設有陶瓷塗層。此外,噴嘴43較佳實施為傳統類型的(故在此不再作詳細說明)具有介於40°與60°之間、特別是介於55°與65°之間的噴射角α的扁平射流噴嘴。 每兩個沿晶圓輸送方向T相繼之噴管36a的噴嘴較佳以相互錯開的方式佈置,亦即,沿噴管36a之縱向視之,沿晶圓輸送方向T處於後方之噴管36a之各噴嘴43分別位於前方噴管36a之兩個噴嘴36a之間。該錯移例如可為中心式,亦即,後一噴管36a之每個噴嘴43皆居中地位於前一噴管36a之兩個噴嘴43之間。此噴嘴佈局有助於橫向於晶圓輸送方向T為所有待處理之基板或矽晶圓實現均勻的噴射處理結果。其中,噴管36a以及噴嘴43與待噴射之矽晶圓、即與晶圓輸送平面的距離係如此選擇,使得自每個噴管36a之噴嘴43以噴射角α發射的扁平射流35橫向於晶圓輸送方向相互重疊或交疊。此外,透過每兩個相繼之噴管36a之噴嘴43之沿噴管36a縱向錯開的佈局,促進磨蝕粒子懸浮液之噴射的均勻性。 總體而言,透過噴嘴單元36非常均勻地將磨蝕粒子懸浮液噴覆至晶圓頂側及/或晶圓底側。當然,視僅需在晶圓頂側,或僅需在晶圓底側,還是需要在晶圓兩側進行噴射處理而定,可如透過水平輥式輸送系統22所定義的那般,在晶圓輸送平面上以及/或者下設有一或數個如圖8及圖9所示類型的用於噴嘴單元36的噴射模組。 圖10示意性示出具有如圖7所示類型的對矽晶圓34作兩側粗糙化噴霧處理的系統的處理裝置,其中增設有沖洗系統。泵45透過饋送管線44將粗糙化噴射流體自儲槽30輸送至噴嘴單元36。透過分枝管線46將該粗糙化噴射流體之分流輸送至流體旋風器47。在流體旋風器47之下游中沈降的濃縮物被透過回輸管線48送回儲槽。在流體旋風器47中經清潔之液體被自流體旋風器47之上游透過沖洗饋送管線49輸送至沿晶圓輸送方向T位於該粗糙化噴射處理裝置之後區上的噴管50。 經輸入之形式為噴霧51的液體自噴管50流出,該噴霧與待處理矽晶圓34之由輸送方向T給定的運行方向互成相對較小的銳角。噴管50位於圖10未繪示之輥式輸送系統22之晶圓輸送平面上方,其中噴霧51指向先前經粗糙化噴霧處理之矽晶圓34的頂側。藉此將可能留在經處理之晶圓34之頂側上的磨蝕粒子52自晶圓表面沖洗掉,並使其留在粗糙化噴霧處理裝置中。此方案防止數量可觀的磨蝕粒子52轉移至後續處理單元,例如轉移至緊隨的配備有對應清潔管/沖洗管54的噴射處理模組53。 圖11示出連續式設備之具有粒子回收系統的實施方案。在此,緊隨用於藉由噴嘴單元36對矽晶圓34作兩側粗糙化噴霧處理的粗糙化噴霧處理裝置連接有預沖洗模組55。在此亦透過輸入管線44以及輸送泵/循環泵45將儲存於儲槽30中之粗糙化噴射流體輸送至噴嘴單元36。預沖洗模組55具有預沖洗噴嘴或預沖洗管56,其用於對先前經粗糙化噴霧處理之矽晶圓34進行兩側預沖洗操作,其中透過對應的輸送泵58為此等預沖洗噴嘴或預沖洗管56輸送源自預沖洗儲槽57的預沖洗流體。 在此情形下,自預沖洗模組55透過回輸管線59將預沖洗流體或沖洗水導入回流儲槽60。透過輸送泵61將收集於該回流儲槽中之沖洗水連續地輸送至類型與圖10所示實施方案中之流體旋風器47相同的流體旋風器47'。自流體旋風器47'之下游將對應的濃縮物透過回輸管線62導入包含粗糙化噴射流體的儲槽30。為防止儲槽30溢出,並保持流體迴路之整個系統的平衡,在儲槽30之表面上將多餘的水藉由對應的輸送泵63重新送回回流儲槽60。經清潔之液體被自流體旋風器47'之上游導入預沖洗儲槽57。 透過此粒子回收系統,總是能夠藉由經預清潔之預沖洗流體或沖洗水來沖洗矽晶圓34,從而避免磨蝕粒子例如轉移至後續級聯模組或減少此狀況。另一優點在於,能夠藉由預沖洗模組55將可能自粗糙化噴射過程轉移的粒子完全或絕大部分地重新回收及回輸。
10‧‧‧方法步驟
11‧‧‧方法步驟
12‧‧‧方法步驟
13‧‧‧方法步驟
20‧‧‧處理容器
21‧‧‧噴射系統
22‧‧‧水平輸送系統
23‧‧‧預沖洗模組
24‧‧‧級聯沖洗模組
25‧‧‧乾燥模組
26‧‧‧處理模組
27‧‧‧側向套管
28‧‧‧使用者
29‧‧‧處理控制單元
30‧‧‧噴射流體儲槽
31‧‧‧泵
32, 32a‧‧‧托輥
33, 33a‧‧‧下壓輥
34‧‧‧矽晶圓
35‧‧‧噴霧,粗糙化噴霧
36‧‧‧噴嘴單元
36a‧‧‧噴管
37‧‧‧噴霧入射位置
38‧‧‧支撐增強部\
38a, 39‧‧‧小輥輪
40‧‧‧輸送軸體
41a, 41b‧‧‧噴射流體進入接頭
42a, 42b‧‧‧分配管
43‧‧‧噴嘴
44‧‧‧饋送管線
45‧‧‧泵,輸送泵,循環泵
46‧‧‧分枝管線
47, 47'‧‧‧流體旋風器
48‧‧‧回輸管線
49‧‧‧沖洗饋送管線
50‧‧‧噴管
51‧‧‧噴霧
52‧‧‧磨蝕粒子
53‧‧‧沖洗處理模組
54‧‧‧清潔管,沖洗管
55‧‧‧預沖洗模組
56‧‧‧預沖洗噴嘴,預沖洗管
57‧‧‧預沖洗儲槽
58‧‧‧輸送泵
59‧‧‧回輸管線
60‧‧‧回流儲槽
61‧‧‧輸送泵
62‧‧‧回輸管線
63‧‧‧輸送泵
T‧‧‧晶圓輸送方向
本發明之較佳實施方式參閱附圖以及下文的描述。其中: 圖1為製造具有紋理之矽晶圓或類似扁平基板的方法的流程圖, 圖2為用於製造具有紋理之矽晶圓或類似扁平基板的裝置的局部側視圖, 圖3為可應用於圖2所示裝置中之粗糙化噴霧處理裝置的局部側視圖, 圖4為圖3所示處理裝置之採用頂側噴射處理的變體方案的局部側視圖, 圖5為可應用於圖4所示裝置中之輥式輸送系統的局部俯視圖, 圖6為圖4所示裝置之採用底側噴射處理的實施方案, 圖7為圖4所示裝置之採用兩側噴射處理的實施方案, 圖8為可應用於圖3所示裝置中之噴嘴單元的透視圖, 圖9為圖8所示噴嘴單元的局部側視圖, 圖10為圖2所示製造裝置之一部分的框圖,包含根據圖7之處理裝置,其中此實施方案包含沖洗系統,以及 圖11為圖10所示裝置之包含粒子回收系統的實施方案。

Claims (9)

  1. 一種製造具有紋理之矽晶圓的方法,其中 提供各晶圓坯件(34),以及 在連續過程中在使用水平輸送系統(22)的情況下使得該等晶圓坯件經過數個相繼的處理過程, 其中在該等處理過程中之一個中使得該等晶圓坯件經過粗糙化噴霧過程,其中為晶圓坯件之頂側及/或底側施加包含水基磨蝕粒子懸浮液的噴霧(35)。
  2. 如請求項1之方法,其特徵還在於, 將剛玉粒子及/或金剛石粒子及/或碳酸矽粒子用作該磨蝕粒子懸浮液中之磨蝕粒子,以及/或者 將平均粒度介於5 μm與150 μm之間、特別是介於40 μm與80 μm之間的上述例子用作該磨蝕粒子懸浮液中之磨蝕粒子,以及/或者 使用粒子濃度介於10 WT%與60 WT%之間、特別是介於25 WT%與35 WT%之間的磨蝕粒子懸浮液中的磨蝕粒子。
  3. 如請求項1或2之方法,其特徵還在於,在該磨蝕粒子懸浮液中使用提高黏度的添加劑,其包含由聚乙二醇、羥乙基纖維素、羥甲基纖維素與三仙膠構成之群組中的物質中的一或數個。
  4. 如請求項1至3中任一項之方法,其特徵還在於,為該噴霧設置介於0.5 bar與3 bar之間、特別是介於0.8 bar與1.2 bar之間的噴射壓力。
  5. 一種用於在連續過程中對經線鋸鋸切之矽晶圓進行粗糙化噴霧處理的裝置,包含 水平輸送系統(22),該等矽晶圓係可藉由其底側鋪放至該水平輸送系統, 噴射流體儲槽(30),其用於儲存充當粗糙化噴射流體的水基磨蝕粒子懸浮液,以及 噴嘴單元(36),其具有一或數個用於各自產生該存儲於該噴射流體儲槽中之磨蝕粒子懸浮液之朝向矽晶圓之頂側及/或底側的粗糙化噴霧(35)的噴嘴及/或噴管(36a)。
  6. 如請求項5之裝置,其特徵還在於,該輸送系統在一與噴霧入射位置(37)相對的位置上包含針對連續式輸送之矽晶圓的支撐增強部(38)。
  7. 如請求項5或6之裝置,其特徵還在於,至少一噴嘴(43)為噴射角介於40°與60°之間、特別是介於55°與65°之間的扁平射流噴嘴。
  8. 如請求項6或7之裝置,其特徵還在於,該噴嘴單元(36)具有一或數個橫向於該晶圓輸送方向延伸的噴管(36a),其中至少一噴管具有數個沿該噴管之縱向相繼佈置的噴嘴。
  9. 如請求項5至8中任一項之裝置,其特徵還在於用於清潔該粗糙化噴射流體的流體旋風器(47, 47'),其中該流體旋風器之下游與該噴射流體儲槽連接,且該流體旋風器之上游與該噴嘴單元之沿晶圓輸送方向位於最後的噴嘴/噴管(50)連接或與位於該噴嘴單元下游的沖洗噴嘴模組(55)連接。
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