TWI651774B - 用於組構矽表面之方法和裝置 - Google Patents

用於組構矽表面之方法和裝置 Download PDF

Info

Publication number
TWI651774B
TWI651774B TW105115344A TW105115344A TWI651774B TW I651774 B TWI651774 B TW I651774B TW 105115344 A TW105115344 A TW 105115344A TW 105115344 A TW105115344 A TW 105115344A TW I651774 B TWI651774 B TW I651774B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
plasma
substrate
source
gas
fluorine
Prior art date
Application number
TW105115344A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201709320A (zh
Inventor
馬提亞 烏里格
Original Assignee
德商梅耶博格（德國）公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 德商梅耶博格（德國）公司 filed Critical 德商梅耶博格（德國）公司
Publication of TW201709320A publication Critical patent/TW201709320A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI651774B publication Critical patent/TWI651774B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0236—Special surface textures
    • H01L31/02363—Special surface textures of the semiconductor body itself, e.g. textured active layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/321—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being inductively coupled to the plasma
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32192—Microwave generated discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244—Gas supply means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244—Gas supply means
    • H01J37/32449—Gas control, e.g. control of the gas flow
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02296—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer
    • H01L21/02299—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer pre-treatment
    • H01L21/02312—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer pre-treatment treatment by exposure to a gas or vapour
    • H01L21/02315—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer pre-treatment treatment by exposure to a gas or vapour treatment by exposure to a plasma
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02296—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer
    • H01L21/02318—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer post-treatment
    • H01L21/02337—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer post-treatment treatment by exposure to a gas or vapour
    • H01L21/0234—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer post-treatment treatment by exposure to a gas or vapour treatment by exposure to a plasma
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02367—Substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67069—Apparatus for fluid treatment for etching for drying etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67739—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber
    • H01L21/6776—Continuous loading and unloading into and out of a processing chamber, e.g. transporting belts within processing chambers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
    • H01L31/068—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1804—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic Table
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01009—Fluorine [F]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

本發明相關於一種用於藉由以氟氣蝕刻基板表面而組構至少一結晶矽基板之至少一基板表面之方法，其中該矽基板之蝕刻係被設置在電漿中，其係產生於電漿蝕刻室中。本發明進一步相關於一種用於以包含進氣口裝置和至少一電漿源之電漿蝕刻室而組構至少一結晶矽基板之至少一基板表面之裝置，該進氣口裝置係與氟源耦合。因此，本發明目的係用以提供一種用於組構矽表面之方法與裝置，其中在材料與環境友善之方式下高品質地組構矽表面係可行地。在一方面，藉由一種方法而達到該目的，該方法中除了氟氣以外至少以氣態氧化硫提供至電漿蝕刻室。並且在另一方面，藉由一種裝置而達到該目的，該裝置中該進氣口裝置係額外耦合於至少一氧化硫源。

Description

用於組構矽表面之方法和裝置
本發明相關於一種用於藉由以氟氣蝕刻基板表面而組構至少一結晶矽基板之至少一基板表面之方法，其中該矽基板之蝕刻係被設置在電漿中，其係產生於電漿蝕刻室中。本發明進一步相關於一種用於以包含進氣口裝置和至少一電漿源(plasma source)之電漿蝕刻室而組構至少一結晶矽基板之至少一基板表面之裝置，該進氣口裝置係與氟源耦合。
在本文中，組構(texturing)代表用以產生在微米和亞微米範圍內之高但均勻表面粗糙度的基板表面。該等經組構之表面較平滑表面吸收更多並反射更少之電磁輻射。因此，該等組構被提供至其中電磁輻射應與該表面底下之材料互動之表面，例如提供於光電池之中。當此電池之表面被組構時，較少之光被反射，並且該光電池之效率程度相較於表面未被組構之電池而有所提升。針對組構而言，主要使用含氟化學物質，以為了將矽和例如特別是 氧化矽轉換成為揮發性之四氟化矽。由於該高反應性、及就氟氣而言連接至其之高安全需求，將其作為處理氣體之工業用途受限於嚴格條件。特別係，氟氣之傳送係被嚴重限制地。因此，為了組構矽基板，通常使用含氟之處理氣體，諸如六氟化硫、三氟化氮或四氟甲烷。
一先前提及之方法以及先前提及之裝置係已知於文件WO 2009/092453 A2中。在此文件中，針對矽表面之電漿蝕刻處理被描述，其係可執行地使用氟氣、氟化碳醯(carbonyl fluoride)或三氟化氮或彼者之混合物。此外，其建議例如額外添加六氟化硫至該蝕刻氣體。由於六氟化硫與三氟化氮之效果係宛如溫室氣體般，使用該等氣體係不利地。
文件WO 2012/145473 A1揭示一針對矽晶圓表面之蝕刻與組構的使用氟氣之乾蝕刻處理。藉此，在450至550℃之溫度與10至50托之壓力並經歷30至90秒之期間的情況下，7至20μm之矽晶圓表面被移除，其中鋸損傷被移除並提供表面之組構。藉此，產生所謂"暗組構(dark texture)"，其相較於藉由濕化學浸染法所產生的組構更有效率地吸收光。基於該高蝕刻率，所述處理之可控性差。
另一已知方法被描述於文件US 2013/0069204 A1中。在其中，於高於450℃之溫度下，氟氣或含氟氣體諸如四氟甲烷、三氟甲烷、氟化碳醯、六氟化硫、三氟化氮或二氟化氙與含氯化合物作為混合物被使用於蝕刻與結 構矽晶圓之表面。四氯甲烷、具有氫之三氯矽烷或氯化氫被使用作為含氯化合物。該含氟與氯化處理之廢氣需要極大技術效力才得以處置。
文件US 8,952,949 B2揭示針對組構矽表面之電漿蝕刻處理，其中六氟化硫與氧的混合物被使用於高頻電漿中。亦在此情況中，由於六氟化硫之強溫室氣體效應，使用該氣體係不利地。
此外，文件US 2014/0216541 A1提出用於組構矽表面之多階段方法，其中在最初提供用於產生藉由角錐(pyramid)所形成的表面之濕化學、鹼性蝕刻處理。接著，藉由以三氟化氯乾蝕刻而執行進一步細組構。由於在濕化學處理階段後必須執行複雜乾燥，以為了避免在乾蝕刻處理期間受干擾，此種多階段方法係費時與耗材地。在此，廣延性化學廢料之生成與長處理期間係不利地。
因此，本發明目的係用以提供一種用於組構矽表面之方法與裝置，其中在材料與環境友善之方式下高品質地組構矽表面係可行地。
藉由一種上述類型之方法而達到該目的，本方法中除了氟氣以外至少以氣態氧化硫提供至電漿蝕刻室。藉此以及在後文中，氧化硫係以通式SxOy稱呼之化合物，例如，一氧化二硫、一氧化硫、二氧化硫、二氧化二硫、及/或三氧化硫。
在電漿中使用氟氣係有利地，因為以氟為基之電漿處理中之化學反應在廣泛範圍內係可調地。技術領域中已知方法導致平滑基板表面或所謂之"暗組構"，該平滑基板表面包含極高反射率，而該暗組構反射極少之電磁輻射，但該暗組構亦吸收大部分輻射於組構表面中，而非個別對應於設置於矽基板中之P-N接面並將輻射導向基板之大塊區域。此外，"暗組構"係極為脆弱，並因此不易於裹貼法中鈍化。針對此原因，經此方法組構之基板表面不適用於例如在太陽能電池中之使用。針對依據本發明之方法，當在電漿蝕刻室中添加氧化硫(SxOy)至氟氣中時，特別有利的基板表面之組構方法已出乎意料地演進。
根據本發明，除了氟氣外，氣態氧化硫被使用於電漿蝕刻室，其係用於組構矽表面，因而實現矽表面之激態電漿化學蝕刻處理。所述電漿之應用導致自由基與反應性離子以及激態原子與分子之形成，其可與矽表面以及與可能存在之氧化氣體(若在基板表面上即氧化矽)或與額外添加至處理氣體之氧化化合物諸如O2或N2O反應。此允許作為處理之最多種矽基板之加工因此對比於純物理或純化學加工處理，係獨立於例如將被加工之基板表面的晶體特性、或獨立於所使用之基板生產方法。藉此，藉由鑽石線切割之晶圓可例如極薄矽基板般地被組構。然而當使用反應性離子蝕刻(亦稱為RIE)時，自由基與反應性離子以及激態原子與分子往基板表面被加速一電位梯度，故此些粒子以高速衝擊該基板表面並實體地從基板表 面將原子打掉。從而可誘發矽基板之結晶的張力。藉由根據本發明之方法而避免此狀況。
對比於濕化學組構方法，藉由根據本發明之方法的單側處理係可實現地，其僅在所欲表面組構矽基板。因此藉由此方法使用了較濕化學組構處理所使用更少之化學物質。無去離子水必須被再處理，該去離子水係被使用於基板沖洗之濕化學蝕刻方法中。此外，隨後矽基板之後側研磨不適用於本發明中，其在特別用於高效能太陽能電池之各種生產技術中係必需地或至少係有利地。在濕化學方法中，產生之廢料係在溶液中，並因此在靠近基板表面旁停留長時間。產物遞增之濃度以及處理期間蝕刻槽中蝕劑遞減之濃度導致組構處理之速率減緩，故在濕化學方法中所使用蝕刻槽需要被頻繁地充電或至少被補充(replenished)，而所使用蝕刻槽之再處理涉及許多工作量。相較之下，當使用根據本發明之方法時，產生之廢料係氣態並在處理中藉由排氣口而快速從基板表面被移除。同時新蝕刻、處理與輔助氣體可被不斷補充至電漿蝕刻室。因此在一方面，根據本發明的組構方法之反應速率係獨立於處理期間，並在另一方面，相較於使用濕蝕刻組構方法產生較少量之廢料要被再處理。此外，處理室中雜質之累積在本發明中被大幅減少。
在根據本發明之方法中，使用具有非常少或無溫室效應之氣體，並且該使用之氣體可輕易地自處理廢氣分離。在本發明之方法中將被分離之廢氣諸如四氟化 矽、氟氣、二氟化氧或氟化氫係環境中性或至少相關於氣候暖化係中性地。此外根據本發明之方法使其有可能排放極少至無有害環境之廢氣至環境中。另外根據本發明，相較於使用其他處理氣體之方法，本方法所使用之化學物質實質上被減少，此係例如由於本方法中使用氟氣之原子效率係80%至90%。
在根據本發明之方法的進一步研發中，其設置為在至少一氟氣產生系統中藉由電解之方法而產生氟氣，該氟氣產生系統耦合於該電漿蝕刻室，並且該氟氣接著被導入該電漿蝕刻室中。因此，提供在電漿蝕刻處理處之氟氣的生產，從而在一方面，氟之傳送被省略，並在另一方面，根據該處理需求之氟氣總是以所需之量而被提供。藉此使用氟化氫作為在氟氣產生系統中用於生產氟之前驅物，其可被安全地傳送並且最重要地其係無損地被傳送至執行組構之處。此外氟化氫，在氟氣產生系統中可從其生產氟氣，在對應壓力下及/或在對應可冷卻儲存和可傳送下係液態，其液態相較於氟氣而言係更節省空間。
在電解中，氟氣一般在大氣壓下形成。因此，為了產生更高壓力，於氟氣產生系統與電漿蝕刻室之間設置至少一個壓力提升裝置係有利地。可在壓力提升裝置之後設置分離壓力槽，其中所產生氟氣可被暫時地在壓力下儲存。於該種壓力槽中針對氟氣將達成之壓力較佳係在1巴至3.5巴超壓之範圍內。電漿蝕刻室中壓力低於大氣壓力，較佳係低於100毫巴，特別較佳係低於10 毫巴。為了相應地降低來自壓力槽或直接來自氟源(fluorine source)至電漿蝕刻室的氟氣之壓力，至少一壓力降低閥及7或質量流(mass flow)控制器可被設置在氟源與電漿蝕刻室之間的對應氣體管線中。至少一對應壓力降低閥及/或質量流控制器亦可被設置在氧化硫源(sulfur oxide source)與電漿蝕刻室之間的氣體管線中。若來自其他氣體源(gas source)之另外氣體被導入電漿蝕刻室中，則至少一壓力降低閥及/或質量流控制器亦可被設置在氣體源與電漿蝕刻室之間的氣體管線中。
當該氟氣比本方法中使用的其他處理氣體(例如，氧化硫)更靠近該基板表面而被導入至該電漿蝕刻室中時，其係進一步有利地。藉此，其保證特定反應氟氣必需通過可能係短的距離至將被組構之基板表面。不然，氟氣與其他使用於電漿之氣體可能產生副反應，例如與氧化硫產生反應，其可負面地影響所使用氟氣之原子效率。氧化硫與可能使用之進一步輔助氣體將較於氟氣以更遠離該基板表面之方式被引進至電漿蝕刻室中，其中該等氣體可取決於氟性物種而個別與氟氣被混合於電漿中。
在根據本發明之方法的進一步有利實施例中，在蝕刻中未使用處理氣體與蝕刻所導致之廢氣藉由至少一排氣口而從該電漿排出，並且該廢氣接著通過至少一濕化學廢氣處理裝置。在該濕化學廢氣處理裝置中，本發明之方法中未使用之蝕刻氣體(諸如氟與至少氧化硫)、與反應所產生之氣體(四氟化矽、氟化氫和/或二氟化 氧)可被吸收。例如，廢氣處理裝置可被提供為墊圈(washer)，以為了吸收所述溶液中氣體及/或以化學地轉換彼者。藉此，毒性及/或酸性反應物質可從廢氣中被洗出。廢氣處理裝置中所產生之酸性殘留物(諸如氟化氫酸，也稱為氫氟酸)可隨後轉換成環境友善之廢料，其係藉由將該酸性殘留物與至少一鹼性物質中和而達成。
較佳地，根據本發明的方法之電漿以微波波長範圍之頻率或藉由至少一電感耦合的電漿源(亦稱為ICP源，ICP source)而產生。使用微波電漿源或ICP源具有離子及/或自由基實質上無加速之優點，其係藉由基板表面方向中之電位差所達成，故可說基板表面實質上無物理蝕刻及從而誘發在基板表面之矽基板結晶損壞。藉此舉例而言，組構基板之結晶張力可被大幅地避免。在一替代實施例中，在高頻範圍中產生電漿亦係可能地。
在根據本發明之方法之另一較佳實施例中，在電漿蝕刻室中該矽基板藉由基板調溫裝置而被加熱及/或冷卻。由此一來，例如，可提供用於組構處理之低於200℃，較佳係低於150℃，特別較佳係低於100℃之反應溫度至電漿中的基板表面。從而對比於一主要腐蝕性材料之磨耗而可使組構方法之選擇性增加。
在根據本發明之方法之特別較佳實施例中，矽基板在基板傳送裝置上被持續傳遞通過電漿蝕刻室。因此，一其中可操作該方法之設備被持續以矽晶圓裝備之，其致能時間上與能源上比所謂"批次方法"更具有效率之操 作模式。
藉由一種上述類型裝置而進一步達到該目的，該裝置中該進氣口裝置係額外耦合於至少一個氧化硫源。氧化硫包含此處以及以下通式SxOy之化合物，諸如，一氧化二硫、一氧化硫、二氧化硫、二氧化二硫、及/或三氧化硫。
藉由該氟氣源，氟氣可被添加至電漿，使用其可使具有非常精確可調蝕刻率之矽被蝕刻。對比於在該技術領域中已知的裝置，根據本發明之裝置的進氣口裝置不僅耦合於氟源亦耦合於氧化硫源。
因此，在根據本發明之裝置中，用於組構矽表面的電漿蝕刻處理之氣態氧化硫與氟氣被導入於電漿蝕刻室之中。然而，在根據本發明之裝置中，可提供用於組構矽表面之激態電漿化學蝕刻處理。在電漿蝕刻室中可產生之電漿中，自由基、反應性離子以及激態原子與分子從所加入氣體而產生，該氣體可與矽表面及與可能存在或於矽基板上所產生之氧化矽反應。此允許最多種矽基板之加工，其係由於對比於物理或純蝕刻裝置，矽基板可獨立於例如將被加工之基板表面的晶體特性、或獨立於所使用之基板生產方法而被組構。在根據本發明之裝置中，藉由鑽石線切割之晶圓與極薄矽基板可有利地被組構在單或雙側上。根據本發明之裝置使其有可能提供矽表面之輕微表面蝕刻與建構，此對比於在該技術領域中所知之RIE(反應性離子蝕刻)蝕刻裝置，藉此可避免例如結晶張力或類似 者。
對比於提供用於濕化學組構之裝置，在根據本發明之裝置中，單側處理亦可被實現，其中矽基板僅於一個所欲表面被組構。因此藉由使用根據本發明之裝置，較使用用於濕化學組構處理之裝置需要更少之化學物質。當使用根據本發明之裝置時，在濕化學蝕刻裝置之已知汙染去離子水之再處理被省略。此外，當使用根據本發明之裝置時，矽基板隨後之後側研磨係非必需地。從根據本發明之裝置所產生之化學廢料係氣態，並且可從該基板表面藉由該裝置之至少一排氣口而順利地排出。同時新蝕刻、處理及/或輔助氣體可被持續添加至電漿蝕刻室。因此在一方面，於本發明之裝置中，反應速率係獨立於處理期間，並在另一方面，相較於濕蝕刻組構產生較少量要被再處理之廢料。
根據本發明之裝置中，加入氣體至蝕刻室，該氣體具有非常少或無溫室效應，並且該使用之氣體可輕易地自處理廢氣分離。在根據本發明之裝置中，將被分離之廢氣諸如四氟化矽、氟氣、二氟化氧及/或氟化氫係環境中性、或可在廢氣處理中轉換成環境中性化合物、或至少相關於氣候暖化係中性地。此外根據本發明之裝置使其有可能僅排放極少至無有害環境之廢氣至環境中。此外，相較於其中濕化學組構係可操作的裝置，所使用之化學物質實質上被減少；以及舉例而言由於本裝置中使用氟氣之化學轉換效率係80%至90%，故相比於其中使用其他處理 氣體之裝置，所使用之化學物質係實質上減少地。
根據依據本發明之裝置的有利實施例，該氟源係氟氣提供系統及/或氟氣產生系統，其中在氟被導入該電漿蝕刻室之前其係由電解氟化氫而可產生地，該氟氣提供系統及/或氟氣產生系統耦合於該電漿蝕刻室。因此，在組構裝置直接產生氟氣係有可能地，藉此氟氣之傳送及/儲存係不需要地。取而代之，氟化氫，在氟氣產生系統中可從其產生氟氣，在對應壓力下及/或在對應可冷卻儲存下係液態，其相較於氟氣係更加節省空間地。此外，藉由本發明之實施例，氟氣之供應可設為與對應組構處理之氣體需求相依。
在根據本發明之裝置的有利實施例中，於氟氣產生系統與電漿蝕刻室之間設置至少一個清潔模組及/或壓力提升裝置。藉由在氟氣產生系統中電解而產生之氟氣一般仍可包含氟化氫。因此，在氟氣產生系統中產生的混合氣體通過清潔模組之傳輸係有利地，其中氟化氫與可能存在之其他雜質可被移除，以致高純度氟氣可被導入電漿蝕刻室中。此外，混合氣體典型在大氣壓力下從氟氣產生系統流向電漿蝕刻室。為了達到高於大氣壓力之壓力，於氟氣產生系統與電漿蝕刻室之間使用壓力提升裝置係有利地。該種壓力提升裝置可被設置在可行實施例中，舉例而言，以壓縮機與壓力槽之形式呈現，其被使用為提供壓縮氟氣。
在本發明之替代實施例中，氟源亦可以至少 一壓縮氣缸之形式而被設置。在此情況中，清潔模組及/或壓力提升步驟可被免除。在此壓縮氣缸被使用作為氟源及壓力槽。
在各個此些實施例中，當至少一壓力降低閥及/或質量流控制器被設置在氟源與電漿蝕刻室之間時係有利地。其使調整氟氣之壓力至電漿蝕刻室之壓力係可能地，其中主導的是較佳係低於100毫巴，特別較佳地低於10毫巴之壓力，其個別取決於調整經介定之氣體流。至少一對應壓力降低閥及/或質量流控制器較佳亦係被設置在氧化硫源與電漿蝕刻室之間的氣體管線中。若來自其他氣體源之另外氣體被導入電漿蝕刻室中，則在該處之至少一壓力降低閥及/或質量流控制器總是較佳對應地設置在氣體源與電漿蝕刻室之間的氣體管線中。
特別較佳地係本發明之實施例，其中與氟源連接之進氣口裝置的進氣口比與氧化硫源連接之進氣口裝置的進氣口更接近於該基板表面地被設置。該進氣口較佳係設置在電漿蝕刻室中基板傳送裝置之上。在本發明之較佳實施例中，至少兩個進氣口，其至少用於氟氣與氧化硫之入口，被垂直地配置在不同高度，即至少有較高與較低進氣口，其中與氧化硫源連接之該較高進氣口被配置相較於與氟源連接之該較低進氣口更遠離該基板表面。因此，氟氣以特別靠近該基板表面之距離被引入至電漿蝕刻室中，而取決於該實施例之氧化硫和另外處理及/或輔助氣體以比氟氣距離基板表面更遠之距離而被引入至電漿蝕刻 室中。
在根據本發明之裝置的有利實施例中，該電漿蝕刻室包含至少一排氣口，其導向至少一濕化學廢氣處理裝置。該廢氣處理裝置係用於藉由濕化學處理之方法，將根據本發明之裝置的未使用及/或產生氣體之毒性反應及/或酸性反應吸收。此些氣體主要包括氟氣、四氟化矽、二氟化氧、二氧化硫或氟化氫。在本發明之有利實施例中，廢氣處理裝置可包含墊圈以及若需要則包含之燃燒器，其中該氣體被吸收及/或在溶液中化學轉換。例如在該種墊圈中，氫氟酸(亦知為氟化氫)可提供自廢氣中之含氟材料，其可接著在廢氣處理裝置中藉由至少一鹼性物質而被中和，因此導致無害之廢料。
在根據本發明之裝置的另一實施例中，該至少一電漿源被設置為微波電漿源及/或為電感耦合的電漿源或所謂ICP源。該電漿允許最多種矽基板之處理，該處理係獨立於例如將被加工之基板表面的晶體特性、或獨立於所使用之基板生產方法。此外，藉此提供一真實單側處理，從而省略基板後側之隨後研磨。該電漿源較加係線性電漿源，以表示延伸超過裝置寬度之電漿源。藉此其係可能同時使用根據本發明具有複數個基板在裝置中之寬基板載具，並從而同時組構複數個基板。在本發明之替代實施例中，電漿源亦可以高頻電漿源之形式而被設置。
在根據本發明之裝置之有利實施例中，基板調溫裝置被設置在該電漿蝕刻室中。此可例如被設置為循 環冷暖氣並可被使用於冷卻及/或加熱該基板以為了產生，例如，用於組構處理之低於200℃，較佳係低於150℃，特別較佳係低於100℃之反應溫度至電漿中基板表面。替代地，基板亦可以基板調溫裝置視需要而加熱。因此，其是有可能藉助基板調溫裝置以加熱該(一或多個)基板，以致於取決於個別基板之基板上的雜質可藉由昇華而被移除。該基板調溫裝置在本發明中亦可被設置為純基板冷卻裝置。藉由基板冷卻裝置，可提供基板表面之優良組構和同時提供矽基板的降低之材料磨耗。
在另外實施例中，根據本發明之裝置係具有基板傳送裝置之貫穿進給或管道裝置，針對該將被組構之至少一矽基板，該基板傳送裝置運作穿過該電漿蝕刻室。因此，被持續以矽晶圓裝備之設備係可行地，其致能時間上與能源上比所謂"批次方法"更具有效率之操作模式。
1、1'、1"‧‧‧裝置
2‧‧‧電漿蝕刻室
3‧‧‧電漿源
4‧‧‧基板傳送裝置
5‧‧‧基板載具
6‧‧‧基板
7‧‧‧進氣口裝置
8‧‧‧氟源
9‧‧‧氧化硫源
10‧‧‧質量流控制器
11‧‧‧基板調溫裝置
12‧‧‧排氣口
13‧‧‧濕化學廢氣處理裝置
14‧‧‧氬源
15‧‧‧氧源
16‧‧‧清潔模組
17‧‧‧壓力提升裝置
20‧‧‧電漿
31‧‧‧管
32‧‧‧進氣蓋
34‧‧‧線圈
35‧‧‧介電窗
41‧‧‧傳送滾輪
61‧‧‧基板表面
62‧‧‧基板後側
71、72‧‧‧進氣口
73‧‧‧氣體傳輸系統
74‧‧‧氣體管線
75、76‧‧‧進氣口
101、102、103 104、105、106 107、108、109 110、111、112‧‧‧步驟
本發明之有利實施例、其結構、功能、與優勢將藉由圖式而於下文中更詳細地說明，其中圖1 示意地顯示根據本發明之具有氟氣源、氧化硫源、惰性氣體源、氧源、與微波電漿源的裝置之實施例的截面圖；圖2 示意地顯示根據本發明之具有為氟氣產生系統形式之氟氣源、氧化硫源、惰性氣體源、氧源、與微波電漿源的裝置之替代實施例的截面圖； 圖3 示意地顯示根據本發明之具有氟氣源、氧化硫源、惰性氣體源、氧源、與ICP源的裝置之替代實施例的截面圖；圖4 示意地顯示根據本發明之方法的可行處理序列。
圖1示意地顯示根據本發明用於組構至少一矽基板6之基板表面61的裝置1之截面圖。裝置1較佳係如所顯示實施例中所說明般之貫穿進給或管道裝置，並在裝置1中執行組構處理期間，將被處理之該(一或多個)矽基板6被傳遞通過其。
在圖1中示例地顯示之示例性裝置1包含電漿蝕刻室2，其中設置電漿源3在該電漿蝕刻室2之較高部分中。在替代、未顯示之實施例中，電漿源3亦可被設置在電漿蝕刻室2之較低部分中，或可設置成被配置在電漿蝕刻室2之較低以及較高部分中之若干電漿源3。
在圖1與圖2中，電漿源3係微波電漿源。在所顯示實施例中，該微波電漿源被設置為具有內部天線之管31，其中在微波波長範圍中之電磁輻射被產生。管31係細長地並延伸進入圖1之像平面中。在管31中，較佳係生成駐波。配置進氣口蓋32鄰近於管31，該進氣口蓋32封閉管31於對著電漿蝕刻室2之三個面，然而面向基板表面61之一面保持敞開。在特別較佳之實施例中並 無管31與進氣口蓋32之接觸點。藉助於電漿源3，電漿20產生於電漿蝕刻室2中。
在根據本發明的裝置之替代實施例中，電漿源3可為ICP源，如圖3所示。在本發明之其他未顯示實施例中，在高頻範圍中操作之電漿源3亦可被使用以取代微波電漿源。
在根據本發明之裝置1中，於圖中顯示之許多電漿源可邊對邊地被配置在貫穿像平面的方向中，以及被配置在基板傳送裝置4下方並垂直於基板傳送方向A。舉例而言，從而使一或若干電漿源3可係ICP源，而至少一另外電漿源3係微波電漿源。
在圖1所顯示之實施例中，基板傳送裝置4被設置在裝置1之電漿蝕刻室2之較低部分中。在顯示之實施例中，基板傳送裝置4包含傳送滾輪41，在該滾輪之上基板載具5在基板傳送方向A中及/或相反於此基板傳送方向A之方向中係可傳送地通過電漿蝕刻室2。傳送滾輪41貫穿圖1之像平面中。在本發明其他未顯示實施例中，基板傳送裝置4除了所顯示之傳送滾輪41外亦包含其他傳送機制，諸如至少一個輸送帶或該基板載具5延行駛軌係可移動地。
在基板載具5之上，至少一其基板表面61將在處理中被組構之矽基板6於在裝置1中執行組構處理期間被提供。藉此，於圖1至3中實施例所顯示之矽基板6在基板載具5上以其將被組構表面61面向上方而被傳送 通過電漿蝕刻室2。從而使在前方之基板表面61(其被暴露至電漿20)可被組構，而基板6之基板後側62(其被提供在載具5上)並未暴露於電漿20。
對應氣體組分至電漿蝕刻室2之供應係由進氣口裝置7所提供。該進氣口裝置7包含連接至氟源8之進氣口71、以及連接至氧化硫源9之進氣口72。藉由氣體傳輸系統73，進氣口71被連接至氟源8。藉由氣體管線74，進氣口72被連接至氧化硫源9。如圖1所示，另外之進氣口75與76開口對向電漿蝕刻室2之中，其中藉由氣體管線74，該進氣口75與76被連接至氬源(argon source)14與氧源(oxygen source)15。質量流控制器10被個別設置在氣體管線73與74中。亦可使用壓力降低閥以取代質量流控制器10。舉例而言，如圖2所示在替代實施例中，諸如氧化硫、氧及/或氬之處理氣體與輔助氣體亦可被預先混合並一同輸送進入電漿蝕刻室2中。氟氣至電漿蝕刻室2之傳輸較佳係分離於其他處理氣體與輔助氣體而被提供。
在所顯示之實施例中，進氣口71、72、75、76延伸超過裝置1之寬度，亦即在圖1至3中貫穿進入像平面中。進氣口71、72、75、76可以管或例如方形輪廓之形式被設置。沿著此縱向延伸，進氣口71、72、75、76包含開口，從其個別氣體或混合氣體可流入電漿蝕刻室2中，並特別地流至基板表面61。
在所顯示之實施例中，進氣口71、72、75、 76被設置在漏斗狀之進氣口蓋32，其設置在將被組構之矽基板6之上。藉此，進氣口71被配置在進氣口蓋32之橫向內壁，而進氣口72、75、76被配置在進氣口蓋32之上部內壁。
基板調溫裝置11被設置在該電漿蝕刻室2中。在電漿20中，超過180℃之溫度係經常被產生地，然而該溫度對於組構處理而言係不利地高。因此，設置基板調溫裝置11以致於在電漿20中之矽基板6及/或基板表面61可被降溫至低於200℃，較佳係低於150℃，特別較佳係低於100℃之溫度。舉例而言，基板調溫裝置11(如在圖1至3中示意地顯示)可被設置成配置在基板傳送裝置4下方之流體冷卻裝置的形式。替代地，可施加其他實施例，例如一調溫介質可直接流經傳送滾輪41。然而基本上，基板調溫裝置11亦可被使用於加熱電漿蝕刻室2之內部及/或(一或多個)基板。
在該電漿蝕刻室2設置排氣口12，其開口排向濕化學廢氣處理裝置13。因此未在組構處理期間使用之處理與輔助氣體及組構處理所產生之氣體可藉由排氣口12而從電漿蝕刻室2被排出。在本發明之其他實施例中，亦可提供若干排氣口12。
在廢氣處理裝置13中，毒性、對環境有害及/或酸性反應氣體被濕化學地吸收。例如，氟、二氧化硫、四氟化矽、氟化氫、二氟化氧及/或另外氣體係屬於需要從廢氣中分離之氣體。此些氣體之一些或全部可在廢氣處 理裝置13中進入化學反應，以致其被轉換成其他較無害物質。藉此所產生或已存在酸性反應物質(諸如氫氟酸，也稱為氟化氫)可藉由添加至少一鹼性物質而被中和，以獲得安全廢料。
在圖1中顯示一可行實施例，其中各氣體源8、9、14、15與一或多個分離進氣口71、72、75、76個別地連接。替代地，根據發明之裝置1’之實施例被顯示於圖2中，其中氣體管線74(其從氧化硫源9、氬源14與氧源15而延伸)在執行透過進氣口72而引進氣體進入電漿蝕刻室2之前被連接。因此在圖2之裝置1'中，藉由接合進氣口72，氧化硫、氬與氧被引進至電漿蝕刻室2中。在本發明之其他未顯示實施例中，二或更多所使用之處理氣體可在被傳送至進氣口72之前被混合。
在顯示於圖2中之裝置1'中，氟源8被設置為氟氣產生系統。在所顯示之實施例中，氟氣產生系統被連接至清潔模組16與壓力提升裝置17。在氟氣產生系統中執行氟化氫之電解，藉由其可形成氟氣與氫氣。為了生產高純度之氟氣，清潔模組16被設置在氟氣產生系統之後。可在清潔模組16中執行氟氣從其他廢氣之分離。在清潔模組16之後設置壓力提升裝置17，其舉例而言可包含壓縮機及/或壓力槽。
在圖3中顯示根據本發明的裝置1"之替代實施例，其中作為電漿源3之ICP源產生電漿20於電漿蝕刻室2中。在此，從氧化硫源9、氬源14、與氧源15而 延伸之氣體管線74亦導向在電漿蝕刻室2中之進氣口72。電漿源3被設置在電漿蝕刻室2之上。電漿源3包含線圈34，其藉由介電窗35將磁場耦合於電漿蝕刻室2中並因此以產生電漿20，該線圈可例如係陶瓷、玻璃、或石英，以為了避免其中之原子及/或分子將其中之氣體離子化。用於氟氣之進氣口71較用於另外處理與輔助氣體之進氣口72更靠近於該基板表面61而被配置。因此，氟氣僅在基板表面61正上方與其他處理及輔助氣體混合於電漿中。
在圖4中示意地顯示藉由裝置1、1'、1"可操作組構方法之實施例。在根據本發明之方法中，氟氣與至少氧化硫被用作為用於組構結晶矽基板6之處理氣體。進一步地，例如氬之惰性氣體被用為進一步之處理氣體。該惰性氣體從而作用為用於電漿20之穩定介質。此外，如在以上實施例中所提及地，例如氧可被提供作為進入電漿蝕刻室2之進一步處理氣體。
在圖4之方法實例之步驟101中，於氟氣產生系統中，藉由電解氟化氫(HF)而產生氟氣(F2)。隨後在步驟102中氟氣被清潔並在步驟103中被放置在壓力下。在步驟104的啟動電漿源3之前、之後或同時，在步驟105將處理與輔助氣體(諸如氟、氧化硫、氧與氬)導入電漿蝕刻室2中。平行於此或在此之後，在步驟106中該至少一矽基板6被引進至電漿蝕刻室2中。
因此在所顯示實施例之步驟107中，該至少 一矽基板6藉助基板傳送裝置4在基板傳送方向A中被持續傳送通過電漿蝕刻室2。於步驟108中執行基板表面61之組構，其係在該至少一矽基板6通過電漿蝕刻室2之傳送期間中執行。
針對有效組構而言，處理氣體之比例以及處理溫度係極為關鍵地。根據本發明並以體積百分比表示，使用30%至90%，較佳係40%至80%，特別較佳係50%至70%之氟氣。使用5%至55%，較佳係15%至45%，特別較佳係25%至35%之氧化硫。所有通用化學式為SxOy之化合物，諸如，一氧化二硫、一氧化硫、二氧化硫、二氧化二硫、或三氧化硫被界定為氧化硫。特別較佳地係使用二氧化硫。根據本發明，一1%至25%，較佳係5%至20%，特別較佳係10%至15%之穩定電漿惰性氣體(特別較佳地係氬)被添加至該處理。氧被使用於處理中，其量少於50%，較佳係少於20%，特別較佳係少於10%。藉此，其顯示當使用氧時，在將被組構之至少一矽基板6上之聚合物沉積可被降低。其亦已證實若氧並未持續統一地添加至全部處理序列則其係特別有利地；但若氧百分比被增加，則在處理之後半段增加係較佳地。
此混合氣體，其如上述藉由進氣口裝置7在低於100毫巴之所導致之壓力，特別較佳係在低於10毫巴被引進電漿蝕刻室2中，藉由至少一適當電漿源3被點燃成電漿20。因此所形成之粒子，諸如自由基、離子以及激態原子與分子接著與矽基板6反應，並導致基板表 面61之組構。在該等電漿20中，高溫通常主宰於電漿20中，該高溫相依於所選混合氣體以及所選電漿源3和盛行之壓力。已發現若為了矽基板6而設置基板調溫裝置11(其特別被設置作為基板冷卻裝置)，則組構之結果可被優化。因此，可在基板表面61上實現低於200℃，較佳係低於150℃，特別較佳係低於100℃之反應溫度。
藉由根據本發明之方法並在基板表面61，可產生小於20μm，特別係小於10μm和特別較佳係小於1μm之組構尺寸的組構於矽基板6上。在本文中，組構尺寸代表結構之規模，其藉由在基板表面61上之組構而被誘發。若角錐或反角錐被使用作為結構元件，則舉例而言該組構尺寸代表該角錐之高度或邊長。在海綿狀或其他較不規則結構元件之情況下，則舉例而言該結構尺寸代表基板表面61或類似者之高度輪廓中之孔尺寸、相同高度的輪廓點之距離。
在根據本發明之方法中，可設定小於5μm/min，特別係小於1μm/min之蝕刻率，藉此一經控制、材料友善之組構係可行地，亦即小於5μm，特別較佳地係小於2μm之特定磨耗的材料。藉由根據本發明之方法所產生之組構，可例如產生太陽能電池，其包含波長範圍300nm至1200nm之優良加權反射率值，其係小於20%、特別係小於15%、特別較佳係約12%。加權反射率係已知被正規化為對應於用於在矽中產生帶電載體(charge carrier)波長之特定波長之效率。
在步驟109中之組構期間，執行處理氣體之持續排出。在圖4之方法實施例中，在步驟111之廢氣被導向穿過墊圈，舉例而言在其中，氟氣被轉換成氫氟酸。該氫氟酸以及進一步可能產生之酸性物質接著在步驟112中藉由添加至少一鹼性物質而被中和。
根據步驟110，最後執行矽基板6從電漿蝕刻室2之封鎖。

Claims (12)

  1. 一種用於藉由以氟氣蝕刻基板表面(61)而組構至少一結晶矽基板(6)之該至少一基板表面(61)之方法，其中該矽基板(6)之蝕刻係在電漿(20)中執行，其係產生於電漿蝕刻室(2)中，其特徵在於，除了氟氣以外至少以氣態氧化硫提供至該電漿蝕刻室(2)，並且該氟氣比該方法中使用的其他處理氣體更接近於該基板表面(61)而被引進至該電漿蝕刻室(2)中。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中在至少一氟氣產生系統中藉由電解而產生該氟氣，該氟氣產生系統耦合於該電漿蝕刻室(2)，並且該氟氣被提供至該電漿蝕刻室(2)中。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中在蝕刻過程中未使用之處理氣體與蝕刻所導致之廢氣藉由至少一排氣口(12)而從該電漿(20)排出，並且該廢氣接著通過至少一濕化學廢氣處理裝置(13)。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中該電漿(20)以微波波長範圍之頻率及/或藉由至少一電感耦合的電漿源而產生。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中該電漿蝕刻室(2)中之該矽基板(6)藉由基板調溫裝置(11)而被調溫。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中該矽基板(6)在基板傳送裝置(4)上被持續傳送通過該電漿蝕刻室(2)。
  7. 一種用於以包含進氣口裝置(7)和至少一電漿源(3)之電漿蝕刻室(2)而組構至少一結晶矽基板(6)之至少一基板表面(61)之裝置(1，1'，1")，該進氣口裝置(7)係與氟源(8)耦合，其特徵在於，該進氣口裝置(7)額外耦合於至少一氧化硫源(9)，並且連接至該氟源(8)之該進氣口裝置(7)的進氣口(71)係比連接至該氧化硫源(9)之該進氣口裝置(7)的進氣口(72)更接近於該基板表面(61)地被設置。
  8. 如申請專利範圍第7項之裝置，其中該氟源(8)係氟氣提供系統及/或氟氣產生系統，其中在氟被提供至該電漿蝕刻室(2)之前其係由電解氟化氫而可產生，該氟氣提供系統及/或氟氣產生系統耦合於該電漿蝕刻室(2)。
  9. 如申請專利範圍第7或8項之裝置，其中該電漿蝕刻室(2)包含至少一排氣口(12)，其開口排向至少一濕化學廢氣處理裝置(13)。
  10. 如申請專利範圍第7或8項之裝置，其中該至少一電漿源(3)係微波電漿源及/或電感耦合的電漿源。
  11. 如申請專利範圍第7或8項之裝置，其中至少一 基板調溫裝置(11)被設置在該電漿蝕刻室(2)中。
  12. 如申請專利範圍第7或8項之裝置，其中該裝置(1，1'，1")係具有基板傳送裝置(4)之貫穿進給/管道裝置，針對該將被組構之至少一矽基板(6)，該基板傳送裝置(4)運作穿過該電漿蝕刻室(2)。
TW105115344A 2015-06-08 2016-05-18 用於組構矽表面之方法和裝置 TWI651774B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP15170950.8A EP3104418B8 (de) 2015-06-08 2015-06-08 Verfahren und vorrichtung zum texturieren einer siliziumoberfläche
??15170950.8 2015-06-08

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201709320A TW201709320A (zh) 2017-03-01
TWI651774B true TWI651774B (zh) 2019-02-21

Family

ID=53396288

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW105115344A TWI651774B (zh) 2015-06-08 2016-05-18 用於組構矽表面之方法和裝置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20160358783A1 (zh)
EP (1) EP3104418B8 (zh)
KR (1) KR20160144330A (zh)
CN (1) CN106252429A (zh)
TW (1) TWI651774B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10488749B2 (en) * 2017-03-28 2019-11-26 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Photomask and method of forming the same
CN110034211B (zh) * 2019-04-23 2021-03-12 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 一种降低链式制绒化学品耗量的方法
DE102019213591A1 (de) * 2019-09-06 2021-03-11 Singulus Technologies Ag Behandlungsanlage und plasmabehandlungsverfahren
CN113035757A (zh) * 2021-03-25 2021-06-25 江苏中科新源半导体科技有限公司 一种半导体蚀刻的液体增压系统的控制方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201128798A (en) * 2009-12-23 2011-08-16 Varian Semiconductor Equipment Workpiece patterning with plasma sheath modulation
TW201139744A (en) * 2010-03-26 2011-11-16 Solvay Method for the supply of fluorine

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08319586A (ja) * 1995-05-24 1996-12-03 Nec Yamagata Ltd 真空処理装置のクリーニング方法
JP3545503B2 (ja) * 1995-08-11 2004-07-21 株式会社日立製作所 半導体集積回路装置の製造方法
US6706334B1 (en) * 1997-06-04 2004-03-16 Tokyo Electron Limited Processing method and apparatus for removing oxide film
US20020003126A1 (en) * 1999-04-13 2002-01-10 Ajay Kumar Method of etching silicon nitride
US6270141B2 (en) * 1999-11-22 2001-08-07 Visteon Global Technologies, Inc. Power assisted seat folding mechanism
DE10024682C2 (de) * 2000-05-18 2003-02-20 Wieland Werke Ag Wärmeaustauscherrohr zur Verdampfung mit unterschiedlichen Porengrößen
JP2005508078A (ja) * 2001-10-31 2005-03-24 東京エレクトロン株式会社 高アスペクト比形態のエッチング方法
TWI222549B (en) * 2003-07-04 2004-10-21 Benq Corp Projector
US20060033678A1 (en) * 2004-01-26 2006-02-16 Applied Materials, Inc. Integrated electroless deposition system
US20060003367A1 (en) * 2004-06-15 2006-01-05 Shujian Wu Polynucleotides encoding a novel human Kupffer cell receptor protein, BGS-18
WO2007049347A1 (ja) * 2005-10-26 2007-05-03 Shinryo Corporation 太陽電池用シリコン基板の低反射率加工方法及び太陽電池用シリコン基板
FR2907332A1 (fr) * 2006-10-23 2008-04-25 Micro Mega Int Mfg Sa Fraise a usage dentaire et a inertie modulee
JP4925314B2 (ja) * 2007-05-30 2012-04-25 カシオ計算機株式会社 窒化シリコン膜のドライエッチング方法および薄膜トランジスタの製造方法
AU2008348838A1 (en) * 2008-01-23 2009-07-30 Solvay Fluor Gmbh Process for the manufacture of solar cells
JP2010034156A (ja) * 2008-07-25 2010-02-12 Ulvac Japan Ltd テクスチャー形成方法及び真空処理装置
US8040465B2 (en) * 2008-09-19 2011-10-18 Apple Inc. External light illumination of display screens
US8952949B2 (en) 2009-06-19 2015-02-10 Sharp Kabushiki Kaisha Active matrix substrate, liquid crystal panel, liquid crystal display device, liquid crystal display unit, and television receiver
LT2569802T (lt) 2010-05-11 2017-12-27 Ultra High Vacuum Solutions Ltd. T/A Nines Engineering Fotogalvaninių elementų silicio plokštelių paviršiaus tekstūros keitimo reguliavimo būdas
US20120138230A1 (en) * 2010-12-06 2012-06-07 Terry Bluck Systems and methods for moving web etch, cvd, and ion implant
CN102651424A (zh) * 2011-02-25 2012-08-29 苏州大学 硅太阳能电池片制绒装置及方法
WO2012145473A1 (en) 2011-04-21 2012-10-26 Linde Aktiengesellschaft Dry fluorine texturing of crystalline silicon surfaces for enhanced photovoltaic production efficiency
WO2013175897A1 (ja) * 2012-05-23 2013-11-28 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置及び基板処理方法
JP2014154617A (ja) 2013-02-06 2014-08-25 Panasonic Corp テクスチャー構造を有するシリコン基板および、その形成方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201128798A (en) * 2009-12-23 2011-08-16 Varian Semiconductor Equipment Workpiece patterning with plasma sheath modulation
TW201139744A (en) * 2010-03-26 2011-11-16 Solvay Method for the supply of fluorine

Also Published As

Publication number Publication date
US20160358783A1 (en) 2016-12-08
EP3104418A1 (de) 2016-12-14
CN106252429A (zh) 2016-12-21
TW201709320A (zh) 2017-03-01
EP3104418B1 (de) 2018-02-14
KR20160144330A (ko) 2016-12-16
EP3104418B8 (de) 2018-04-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI651774B (zh) 用於組構矽表面之方法和裝置
US7510664B2 (en) Apparatus and method for atmospheric pressure reactive atom plasma processing for shaping of damage free surfaces
CN102243989B (zh) 通过热处理从所蚀刻的衬底去除卤素残余物的集成方法
EP1596419A2 (en) High rate etching using fluorine plasma
CN102007565A (zh) 基片处理系统和基片处理方法
JP2007538397A (ja) 基板表面洗浄方法
US9960049B2 (en) Two-step fluorine radical etch of hafnium oxide
US8652970B2 (en) Vacuum processing method and vacuum processing apparatus
JP2007051051A (ja) ガス状媒体で半導体ウェハを処理する方法並びに前記媒体で処理された半導体ウェハ
KR20130123404A (ko) 초고속 습식 에칭 장치
JP5422064B2 (ja) 半導体基板の表面エッチング装置
US20070066076A1 (en) Substrate processing method and apparatus using a combustion flame
US7105101B2 (en) Method of removing oxide film on a substrate with hydrogen and fluorine radicals
WO2017022086A1 (ja) 半導体装置の製造方法、エッチング方法、及び基板処理装置並びに記録媒体
EP3513424B1 (en) Uv radiation method for arsenic outgassing control in sub 7nm cmos fabrication
KR20140124335A (ko) 넌플라즈마 드라이 에칭 장치
JP2013087043A (ja) 基板処理装置とその方法、および薄膜太陽電池
JP2014192424A (ja) 太陽電池基板の表面処理方法
Suzuki et al. High-Efficiency PFC Abatement System Utilizing Plasma Decomposition and Ca (OH) $ _ {2} $/CaO Immobilization
WO2012145473A1 (en) Dry fluorine texturing of crystalline silicon surfaces for enhanced photovoltaic production efficiency
KR102646730B1 (ko) 원자층 식각 방법
KR101995688B1 (ko) 반도체 장비 부품의 이물질 제거 장치
KR101864821B1 (ko) 태양전지 보호 기판 코팅용 플라즈마 표면처리 장치
KR20240075901A (ko) 선택적 실리콘 증착
KR20230092648A (ko) 플라즈마를 이용한 기판 처리 장치 및 방법

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees