WO2015133730A1 - 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭액 조성물 및 텍스쳐 에칭방법 - Google Patents

결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭액 조성물 및 텍스쳐 에칭방법 Download PDF

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WO2015133730A1
WO2015133730A1 PCT/KR2015/000934 KR2015000934W WO2015133730A1 WO 2015133730 A1 WO2015133730 A1 WO 2015133730A1 KR 2015000934 W KR2015000934 W KR 2015000934W WO 2015133730 A1 WO2015133730 A1 WO 2015133730A1
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texture
cellulose
etching
silicon wafer
crystalline silicon
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PCT/KR2015/000934
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임대성
홍형표
박면규
최형섭
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동우화인켐 주식회사
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K13/00—Etching, surface-brightening or pickling compositions
    • C09K13/02—Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an alkali metal hydroxide

Definitions

  • the present invention relates to a texture etching solution composition and texture etching method of the crystalline silicon wafer to minimize the texture quality variation by position on the surface of the crystalline silicon wafer and does not occur a temperature gradient during etching.
  • Solar cells which are rapidly spreading in recent years, are next-generation energy sources and are electronic devices that directly convert solar energy, which is clean energy, into electricity.
  • the solar cell is composed of a PN junction semiconductor substrate in which an N-type silicon semiconductor layer is formed by diffusing phosphorus on its surface based on a P-type silicon semiconductor in which boron is added to silicon.
  • the surface of the solar cell silicon wafer constituting the PN junction semiconductor substrate is formed into a fine pyramid structure and the antireflection film is treated.
  • the surface of the silicon wafer textured with the fine pyramid structure increases the intensity of the light absorbed by lowering the reflectance of incident light having a wide wavelength band, thereby improving the performance of the solar cell.
  • U.S. Patent No. 4,137,123 discloses 0.5-10 weight in an anisotropic etching solution containing 0-75% by volume of ethylene glycol, 0.05-50% by weight of potassium hydroxide and the remaining amount of water.
  • a silicon texture etching solution in which% silicon is dissolved is disclosed.
  • this etchant can cause pyramid formation defects to increase the light reflectance and cause a decrease in efficiency.
  • Korean Patent No. 0180621 discloses a texture etching solution mixed at a ratio of 0.5-5% potassium hydroxide solution, 3-20% by volume of isopropyl alcohol, and 75-96.5% by volume of deionized water
  • US Patent No. 6,451,218 No. discloses a texture etching solution comprising an alkali compound, isopropyl alcohol, a water soluble alkaline ethylene glycol and water.
  • these etching solutions contain isopropyl alcohol having a low boiling point and need to be added during the texturing process, it is not economical in terms of productivity and cost, and the addition of isopropyl alcohol causes a temperature gradient of the etching solution, resulting in the surface of the silicon wafer.
  • the texture quality variation of each position may increase, resulting in poor uniformity.
  • Another object of the present invention is to provide a texture etching method using the texture etching liquid composition of the crystalline silicon wafer.
  • an object of the present invention is to provide a method for etching a crystalline silicon wafer that does not require the addition of an additional etching liquid component and the application of an air rating process during the etching process.
  • a texture etching solution composition of a crystalline silicon wafer comprising an alkali compound and a compound of formula (I):
  • R is an alkyl or phenyl group having 1 to 6 carbon atoms
  • X is independently a hydrogen or methyl group
  • y is an integer of 1 to 3
  • M is an alkali metal
  • the alkali compound is at least one selected from the group consisting of potassium hydroxide, sodium hydroxide, ammonium hydroxide, tetrahydroxymethylammonium and tetrahydroxyethylammonium, texture etching solution composition of the crystalline silicon wafer.
  • the etchant composition further comprises a polysaccharide, the etching solution texture of the crystalline silicon wafer.
  • composition of claim 4 wherein the polysaccharide is at least one selected from the group consisting of glucan-based compounds, fructan-based compounds, mannan-based compounds, galactan-based compounds, and metal salts thereof.
  • the polysaccharide is cellulose, dimethylaminoethyl cellulose, diethylaminoethyl cellulose, ethyl hydroxyethyl cellulose, methyl hydroxyethyl cellulose, 4-aminobenzyl cellulose, triethylaminoethyl cellulose, cyanoethyl Cellulose, ethyl cellulose, methyl cellulose, carboxymethyl cellulose, carboxyethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, alginic acid, amylose, amylopectin, pectin, starch, dextrin, ⁇ -cyclodextrin, ⁇ -cyclodextrin, ⁇ 1 selected from the group consisting of -cyclodextrin, hydroxypropyl- ⁇ -cyclodextrin, methyl- ⁇ -cyclodextrin, dextran, dextransulfate sodium, sapon
  • the compound of Formula 1 comprises 0.001 to 5% by weight and the remaining amount of water, the texture etching liquid composition of the crystalline silicon wafer.
  • the etchant composition further comprises 0.0001 to 2% by weight of a polysaccharide, the etching liquid texture of the crystalline silicon wafer.
  • etching solution composition including spraying for 30 seconds to 60 minutes at a temperature of 50 to 100 °C, etching method.
  • the texture etching liquid composition and the texture etching method of the crystalline silicon wafer of the present invention by controlling the difference in the etching rate with respect to the silicon crystal direction to prevent over-etching by the alkali compound, the quality variation of the texture by the position of the surface of the crystalline silicon wafer Minimize, ie, improve the uniformity of the texture to maximize the absorption of sunlight.
  • FIG. 1 is an optical microscope (1000 times magnification) photograph of the surface of a single crystal silicon wafer substrate etched using the etching liquid composition for texture of the crystalline silicon wafer of Example 1.
  • FIG. 1 is an optical microscope (1000 times magnification) photograph of the surface of a single crystal silicon wafer substrate etched using the etching liquid composition for texture of the crystalline silicon wafer of Example 1.
  • FIG. 2 is an SEM photograph of the surface of a single crystal silicon wafer substrate etched using the etching liquid composition for texture of the crystalline silicon wafer of Example 1.
  • FIG. 2 is an SEM photograph of the surface of a single crystal silicon wafer substrate etched using the etching liquid composition for texture of the crystalline silicon wafer of Example 1.
  • FIG. 3 is a SEM photograph of the surface of a single crystal silicon wafer substrate etched using the etching liquid composition for texture of the crystalline silicon wafer of Example 2.
  • FIG. 3 is a SEM photograph of the surface of a single crystal silicon wafer substrate etched using the etching liquid composition for texture of the crystalline silicon wafer of Example 2.
  • FIG. 4 is a photograph of the surface of a single crystal silicon wafer etched using the etching liquid composition for texture of the crystalline silicon wafer of Example 2.
  • FIG. 4 is a photograph of the surface of a single crystal silicon wafer etched using the etching liquid composition for texture of the crystalline silicon wafer of Example 2.
  • FIG. 5 is an SEM photograph of the surface of a single crystal silicon wafer substrate etched using the etching liquid composition for texture of the crystalline silicon wafer of Example 3.
  • FIG. 5 is an SEM photograph of the surface of a single crystal silicon wafer substrate etched using the etching liquid composition for texture of the crystalline silicon wafer of Example 3.
  • FIG. 6 is an optical microscope (magnification of 1,000 times) photograph of the surface of a single crystal silicon wafer substrate etched using the etching liquid composition for texture of the crystalline silicon wafer of Example 6.
  • FIG. 6 is an optical microscope (magnification of 1,000 times) photograph of the surface of a single crystal silicon wafer substrate etched using the etching liquid composition for texture of the crystalline silicon wafer of Example 6.
  • FIG. 7 is a surface photograph of a single crystal silicon wafer etched using the etching liquid composition for texture of the crystalline silicon wafer of Example 4.
  • FIG. 8 is a SEM photograph of the surface of a single crystal silicon wafer substrate etched using the etching liquid composition for texture of the crystalline silicon wafer of Comparative Example 1.
  • FIG. 8 is a SEM photograph of the surface of a single crystal silicon wafer substrate etched using the etching liquid composition for texture of the crystalline silicon wafer of Comparative Example 1.
  • FIG. 9 is a surface photograph of a single crystal silicon wafer etched using the etching liquid composition for texture of a crystalline silicon wafer of Comparative Example 1.
  • FIG. 10 is a SEM photograph of the surface of a single crystal silicon wafer substrate etched using the etching liquid composition for texture of the crystalline silicon wafer of Comparative Example 3.
  • FIG. 10 is a SEM photograph of the surface of a single crystal silicon wafer substrate etched using the etching liquid composition for texture of the crystalline silicon wafer of Comparative Example 3.
  • FIG. 11 is a surface photograph of a single crystal silicon wafer etched using the etching liquid composition for texture of the crystalline silicon wafer of Comparative Example 3.
  • FIG. 11 is a surface photograph of a single crystal silicon wafer etched using the etching liquid composition for texture of the crystalline silicon wafer of Comparative Example 3.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a method of continuously etching a silicon wafer according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is an electron micrograph of the substrate subjected to the initial etching step after the continuous etching using the etching solution of Example 20 and the surface of the substrate subjected to the last etching step.
  • FIG. 14 is a photograph of a substrate surface subjected to the last etching step after continuous etching using the etching solution of Example 25.
  • FIG. 14 is a photograph of a substrate surface subjected to the last etching step after continuous etching using the etching solution of Example 25.
  • FIG. 15 is an electron micrograph of the substrate subjected to the initial etching process after the continuous etching using the etching solution of Comparative Example 4 and the surface of the substrate subjected to the last etching process.
  • FIG. 16 is a photograph showing a surface that has undergone the last etching step after continuous etching using the etching solution of Comparative Example 6.
  • the present invention includes an alkali compound and a polyethylene glycol compound having a specific structure, thereby controlling the difference in etching rate with respect to the silicon crystal direction in forming a fine pyramid structure on the surface of the crystalline silicon wafer, thereby overetching by the alkali compound.
  • the present invention relates to a texture etching liquid composition and a texture etching method of a crystalline silicon wafer which prevents and minimizes the quality variation of the texture at each location to increase light efficiency.
  • the texture etching liquid composition of the crystalline silicon wafer of this invention contains an alkali compound and the polyethyleneglycol type compound of a specific structure.
  • the polyethylene glycol compound having a specific structure according to the present invention is represented by the following formula (1).
  • R is an alkyl or phenyl group having 1 to 6 carbon atoms
  • X is independently hydrogen or a methyl group
  • y is an integer of 1 to 3
  • M is an alkali metal.
  • M is sodium or potassium.
  • the compound of Formula 1 according to the present invention exhibits better control of the etching rate with respect to the (100) and (111) planes that are the silicon crystal directions.
  • the single crystal Si is etched by the alkali compound, it is adsorbed on the surface of the single crystalline Si to suppress the etching rate in the (100) direction by the hydroxyl group to prevent overetching by the alkali compound, thereby minimizing the quality variation of the texture.
  • by improving the wettability of the surface of the crystalline silicon wafer to quickly drop the hydrogen bubbles generated by the etching from the silicon surface to prevent the bubble stick phenomenon occurs to improve the quality of the texture.
  • an alkali metal, a salt thereof, or a hydroxide thereof can be obtained by reacting polyethylene glycol with an ether compound of R.
  • an alkali metal or an alkali metal salt for example, a hydride compound of an alkali metal
  • the content of the compound of Formula 1 according to the present invention is not particularly limited, but may be included, for example, in an amount of 0.001 to 5% by weight relative to the total weight of the texture etching solution composition of the crystalline silicon wafer, preferably 0.01 to 2% by weight. Can be. If the content falls within the above range, it is possible to effectively prevent over-etching and etching acceleration. If the content is less than 0.001% by weight, it is difficult to control the etching rate by the alkali compound, so that it is difficult to obtain a uniform texture shape. When the content is more than 5% by weight, the etching rate by the alkali compound is rapidly lowered to form a desired fine pyramid. It may be difficult to do.
  • the alkali compound according to the present invention can be used without limitation as long as it is an alkali compound commonly used in the art as a component for etching the surface of the crystalline silicon wafer, specifically, potassium hydroxide, sodium hydroxide, ammonium hydroxide, tetrahydroxymethyl Ammonium, tetrahydroxyethylammonium, etc. are mentioned, Among these, potassium hydroxide and sodium hydroxide are preferable. These can be used individually or in mixture of 2 or more types, respectively.
  • the content of the alkali compound is not particularly limited, but may be, for example, 0.5 to 5% by weight relative to the total weight of the texture etching solution composition of the crystalline silicon wafer, and preferably 1 to 3% by weight. When the content falls within the above range, the silicon wafer surface can be etched.
  • the texture etching solution composition of the crystalline silicon wafer according to the present invention after appropriately adopting the above components according to specific needs, water is added to adjust the overall composition so that the remaining amount of the total composition is occupied by water.
  • the components are adjusted to have the aforementioned content ranges.
  • the kind of said water is not specifically limited, It is preferable that it is deionized distilled water, More preferably, as deionized distilled water for a semiconductor process, it is good that a specific resistance value is 18 Pa * cm or more.
  • the etching solution composition of the present invention may further contain a polysaccharide.
  • the polysaccharide according to the present invention is a saccharide in which two or more monosaccharides are glycosidic bonds to form a large molecule.
  • the polysaccharide is formed by etching while forming a uniform fine pyramid by preventing overetching and accelerated etching by an alkali compound. It is a component that prevents the bubble stick phenomenon by quickly dropping the hydrogen bubbles from the silicon wafer surface.
  • the texture etching liquid composition of the crystalline silicon wafer of the present invention further comprises a polysaccharide in addition to the compound of the formula (1) to control the difference in the etching rate in the silicon crystal direction to prevent overetching by the alkali compound to prevent overetching of the crystalline silicon wafer surface.
  • the kind of the polysaccharide is not particularly limited, specifically, examples thereof include a glucan compound, a fructan compound, a mannan compound, a galactan compound, or a metal salt thereof.
  • glucan-based compounds and metal salts thereof are preferable. These can be used individually or in mixture of 2 or more types, respectively.
  • the kind of the said glucan type compound is not specifically limited, Specifically, cellulose, dimethylaminoethyl cellulose, diethylaminoethyl cellulose, ethyl hydroxyethyl cellulose, methylhydroxyethyl cellulose, 4-aminobenzyl cellulose, triethylamino Ethyl cellulose, cyanoethyl cellulose, ethyl cellulose, methyl cellulose, carboxymethyl cellulose, carboxyethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, alginic acid, amylose, amylopectin, pectin, starch, dextrin, ⁇ -cyclodextrin, ⁇ -cyclodextrin, ⁇ -cyclodextrin, hydroxypropyl- ⁇ -cyclodextrin, methyl- ⁇ -cyclodextrin, dextran, dextransulfate sodium, saponin, glycogen
  • the polysaccharide may have an average molecular weight of 5,000 to 1,000,000, preferably 50,000 to 200,000, but is not necessarily limited thereto.
  • the content of the polysaccharide is not particularly limited, and for example, may be included in 0.0001 to 2% by weight relative to the total weight of the texture etching solution composition of the crystalline silicon wafer, preferably 0.001 to 0.1% by weight. If the content falls within the above range, it is possible to effectively prevent over-etching and etching acceleration. If the content is more than 2% by weight, it is difficult to form the desired fine pyramid by drastically lowering the etching rate by the alkali compound.
  • a viscosity regulator As such a component, a viscosity regulator, a pH regulator, etc. are mentioned.
  • the texture etching liquid composition of the crystalline silicon wafer of the present invention can be applied to all conventional etching processes, such as dip, spray and single wafer etching processes.
  • the present invention provides a texture etching method of a crystalline silicon wafer using the texture etching liquid composition of the crystalline silicon wafer.
  • the method of etching a texture of a crystalline silicon wafer includes depositing a crystalline silicon wafer on the texture etching solution composition of the crystalline silicon wafer of the present invention, or spraying the texture etching solution composition of the crystalline silicon wafer of the present invention onto the crystalline silicon wafer. Step, or both.
  • the number of depositions and sprays is not particularly limited, and the order of both deposition and spraying is not limited.
  • Deposition, spraying or depositing and spraying may be performed for 30 seconds to 60 minutes at a temperature of 50 to 100 ° C.
  • the texture etching method of the crystalline silicon wafer of the present invention does not need to introduce a separate air-rating apparatus for supplying oxygen, so it is economical in terms of initial production and processing costs, and is uniform even in a simple process. It allows the formation of a structure.
  • the remaining amount of water (H 2 O) was added to the components and contents shown in Table 1 to prepare a texture etching solution composition of the crystalline silicon wafer.
  • the single crystal silicon wafer (156 mm 156 mm) was immersed in the alkaline etching liquid composition of the crystalline silicon wafer of an Example and a comparative example.
  • Example 1 to 19 and Comparative Examples 1 to 3 are as shown in Table 4, and the texture conditions of Examples 20 to 30 and Comparative Examples 4 to 6 was a temperature of 80 °C, 20 minutes.
  • Examples 20 to 30 and Comparative Examples 4 to 6 20 wafers were used for each etching process in an 18-L capacity bath, and continuous etching was performed until changes in the appearance, etching amount, and reflectance characteristics occurred. .
  • the weight change of the wafer before and after etching was measured.
  • the reflectance when the surface of the etched single crystal silicon wafer was irradiated with light having a wavelength range of 600 nm using a UV spectrophotometer was measured.
  • the uniformity of the texture of the surface of the etched single crystal silicon wafer was evaluated using optical microscopy and SEM and the pyramid size using SEM.
  • the variation of the etching amount during the continuous etching process is within ⁇ 0.2g, the variation in reflectance is within ⁇ 1%, and there are no white spots, spots, and glitters on the exterior.
  • the number of etching processes up to the range was measured.
  • the etching liquid composition of the silicon wafers of the embodiments has a higher degree of pyramid formation and lower reflectance values on the entire surface of the single crystal silicon wafer than the comparative examples.
  • the etching liquid composition of the silicon wafer of Example 4 in which the compound of Formula 1 was added in an excessive amount, the texture uniformity was slightly lowered, resulting in some spots on the wafer surface (see FIG. 7).
  • Example 1 Comparative Example 1 to minimize the quality variation of the texture by preventing over-etching when including the compound of Formula 1, through the comparison of Example 6 and Comparative Example 3,
  • the compound of Formula 1 it was found that even if the alkali compound was included in a small concentration, a better uniform texture was formed.
  • the etching liquid composition of the silicon wafers of the embodiments can increase the number of etching processes during the continuous etching process compared to the compositions of the comparative examples, and it can be seen that the variation in etching amount and reflectance is small. there was. In addition, it was confirmed that the formation degree of a very small and uniform pyramid on the front surface of the single crystal silicon wafer was excellent.
  • the embodiments belonging to the scope of the present invention are uniform and have a texture structure even under the continuous etching process. It was confirmed that a pyramid with less variation was formed.
  • Comparative Examples 4 and 5 form uniform texture structures as a result of the same evaluation conditions as in Examples 20 and 25, respectively, but as the continuous etching process proceeds, the size of the pyramid increases and the number of continuous etching processes It was confirmed that it was low
  • Comparative Example 6 is a case where the compound of Formula 1 is not included, it was found that the number of continuous etching process, the etching amount, the reflectance and the appearance items are all significantly reduced compared to the examples.

Abstract

본 발명은 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭액 조성물 및 텍스쳐 에칭방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 알칼리 화합물 및 특정 구조의 폴리에틸렌글리콜계 화합물을 포함함으로써, 결정성 실리콘 웨이퍼의 표면에 미세 피라미드 구조를 형성함에 있어서 실리콘 결정 방향에 대한 에칭 속도의 차이를 제어하여 알칼리 화합물에 의한 과에칭을 방지하고, 위치별 텍스쳐의 품질 편차를 최소화하여 광 효율을 증가시키는 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭액 조성물 및 텍스쳐 에칭방법에 관한 것이다.

Description

결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭액 조성물 및 텍스쳐 에칭방법
본 발명은 결정성 실리콘 웨이퍼 표면의 위치별 텍스쳐 품질 편차를 최소화하고 에칭 중 온도 구배가 발생하지 않는 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭액 조성물 및 텍스쳐 에칭방법에 관한 것이다.
최근 들어 급속하게 보급되고 있는 태양 전지는 차세대 에너지원으로 클린 에너지인 태양 에너지를 직접 전기로 변환하는 전자 소자이다. 태양 전지는 실리콘에 붕소를 첨가한 P형 실리콘 반도체를 기본으로 하여 그 표면에 인을 확산시켜 N형 실리콘 반도체층을 형성시킨 PN 접합 반도체 기판으로 구성되어 있다.
PN 접합에 의해 전계가 형성된 기판에 태양광과 같은 빛을 조사할 경우 반도체 내의 전자(-)와 정공(+)이 여기되어 반도체 내부를 자유로이 이동하는 상태가 되며, 이러한 PN 접합에 의해 생긴 전계에 들어오게 되면 전자(-)는 N형 반도체에, 정공(+)은 P형 반도체에 이르게 된다. P형 반도체와 N형 반도체 표면에 전극을 형성하여 전자를 외부회로로 흐르게 하면 전류가 발생하게 되는데, 이와 같은 원리로 태양 에너지가 전기 에너지로 변환된다. 따라서 태양 에너지의 변환 효율을 높이기 위해서 PN 접합 반도체 기판의 단위 면적당 전기적 출력을 극대화시켜야 하며, 이를 위해서 반사율은 낮게 하고 광 흡수량은 최대화시켜야 한다. 이러한 점을 고려하여 PN 접합 반도체 기판을 구성하는 태양전지용 실리콘 웨이퍼의 표면을 미세 피라미드 구조로 형성시키고 반사 방지막을 처리하고 있다. 미세 피라미드 구조로 텍스쳐링된 실리콘 웨이퍼의 표면은 넓은 파장대를 갖는 입사광의 반사율을 낮춰 기 흡수된 광의 강도를 증가시킴으로써 태양전지의 성능, 즉 효율을 높일 수 있게 된다.
실리콘 웨이퍼 표면을 미세 피라미드 구조로 텍스쳐하는 방법으로, 미국특허 제4,137,123호에는 0-75부피%의 에틸렌글리콜, 0.05-50중량%의 수산화칼륨 및 잔량의 물을 포함하는 이방성 에칭액에 0.5-10중량%의 실리콘이 용해된 실리콘 텍스쳐 에칭액이 개시되어 있다. 그러나, 이 에칭액은 피라미드 형성 불량을 일으켜 광 반사율을 증가시키고 효율의 저하를 초래할 수 있다.
또한, 한국등록특허 제0180621호에는 수산화칼륨 용액 0.5-5%, 이소프로필알코올 3-20부피%, 탈이온수 75-96.5부피%의 비율로 혼합된 텍스쳐 에칭 용액이 개시되어 있고, 미국특허 제6,451,218호에는 알칼리 화합물, 이소프로필알코올, 수용성 알카리성 에틸렌글리콜 및 물을 포함하는 텍스쳐 에칭 용액이 개시되어 있다. 그러나, 이들 에칭 용액은 비점이 낮은 이소프로필알코올을 포함하고 있어 텍스쳐 공정 중 이를 추가 투입해야 하므로 생산성 및 비용 면에서 경제적이지 못하며, 추가 투입된 이소프로필알코올로 인해 에칭액의 온도 구배가 발생하여 실리콘 웨이퍼 표면의 위치별 텍스쳐 품질 편차가 커져 균일성이 떨어질 수 있다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
미국특허 제4,137,123호
한국등록특허 제0180621호
미국특허 제6,451,218호
본 발명은 결정성 실리콘 웨이퍼의 표면에 미세 피라미드 구조를 형성함에 있어서, 실리콘 결정 방향에 대한 에칭 속도의 차이를 제어하여 알칼리 화합물에 의한 과에칭을 방지함으로써 위치별 텍스쳐의 품질 편차를 최소화하여 광 효율을 증가시키는 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭액 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭액 조성물을 이용한 텍스쳐 에칭방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 에칭 공정 중 별도의 에칭액 성분의 투입과 에어레이팅 공정의 적용이 필요 없는 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
1. 알칼리 화합물 및 하기 화학식 1의 화합물을 포함하는, 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭액 조성물:
[화학식 1]
Figure PCTKR2015000934-appb-I000001
(식 중, R은 탄소수 1 내지 6인 알킬기 또는 페닐기이고, X는 서로 독립적으로 수소 또는 메틸기이고, y는 1 내지 3인 정수이고, M은 알칼리 금속임).
2. 1에 있어서, 상기 M은 나트륨 또는 칼륨인, 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭액 조성물.
3. 위 1에 있어서, 상기 알칼리 화합물은 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화암모늄, 테트라히드록시메틸암모늄 및 테트라히드록시에틸암모늄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나인, 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭액 조성물.
4. 위 1에 있어서, 상기 에칭액 조성물은 다당류를 더 포함하는, 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭액 조성물.
5. 위 4에 있어서, 상기 다당류는 글루칸계 화합물, 프룩탄계 화합물, 만난계 화합물, 갈락탄계 화합물 및 이들의 금속염으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나인 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭액 조성물.
6. 위 4에 있어서, 상기 다당류는 셀룰로오스, 디메틸아미노에틸셀룰로오스, 디에틸아미노에틸셀룰로오스, 에틸히드록시에틸셀룰로오스, 메틸히드록시에틸셀룰로오스, 4-아미노벤질셀룰로오스, 트리에틸아미노에틸셀룰로오스, 시아노에틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 카르복시에틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스, 알긴산, 아밀로오스, 아밀로펙틴, 펙틴, 스타치, 덱스트린, α-시클로덱스트린, β-시클로덱스트린, γ-시클로덱스트린, 히드록시프로필-β-시클로덱스트린, 메틸-β-시클로덱스트린, 덱스트란, 덱스트란설페이트나트륨, 사포닌, 글리코겐, 자이모산, 렌티난, 시조피난 및 이들의 금속염으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 글루칸계 화합물인 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭액 조성물.
7. 위 1에 있어서, 상기 알칼리 화합물 0.5 내지 5중량%, 상기 화학식 1의 화합물 0.001 내지 5중량% 및 잔량의 물을 포함하는, 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭액 조성물.
8. 위 7에 있어서, 상기 에칭액 조성물은 다당류 0.0001 내지 2중량%를 더 포함하는, 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭액 조성물.
9. 위 1 내지 8 중 어느 한 항의 에칭액 조성물에 의한 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭방법.
10. 위 9에 있어서, 상기 에칭액 조성물을 50 내지 100℃의 온도에서 30초 내지 60분 동안 분무시키는 것을 포함하는, 에칭방법.
11. 위 9에 있어서, 상기 에칭액 조성물에 상기 웨이퍼를 50 내지 100℃의 온도에서 30초 내지 60분 동안 침적시키는, 에칭방법.
본 발명의 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭액 조성물 및 텍스쳐 에칭방법에 따르면 실리콘 결정 방향에 대한 에칭 속도의 차이를 제어하여 알칼리 화합물에 의한 과에칭을 방지함으로써 결정성 실리콘 웨이퍼 표면의 위치별 텍스쳐의 품질 편차를 최소화, 즉 텍스쳐의 균일성을 향상시켜 태양광의 흡수량을 극대화시킨다.
도 1은 실시예 1의 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐용 에칭액 조성물을 이용하여 에칭된 단결정 실리콘 웨이퍼 기판 표면의 광학현미경(배율 1,000배) 사진이다.
도 2는 실시예 1의 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐용 에칭액 조성물을 이용하여 에칭된 단결정 실리콘 웨이퍼 기판 표면의 SEM 사진이다.
도 3은 실시예 2의 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐용 에칭액 조성물을 이용하여 에칭된 단결정 실리콘 웨이퍼 기판 표면의 SEM 사진이다.
도 4는 실시예 2의 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐용 에칭액 조성물을 이용하여 에칭된 단결정 실리콘 웨이퍼의 표면 사진이다.
도 5는 실시예 3의 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐용 에칭액 조성물을 이용하여 에칭된 단결정 실리콘 웨이퍼 기판 표면의 SEM 사진이다.
도 6은 실시예 6의 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐용 에칭액 조성물을 이용하여 에칭된 단결정 실리콘 웨이퍼 기판 표면의 광학현미경(배율 1,000배) 사진이다.
도 7은 실시예 4의 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐용 에칭액 조성물을 이용하여 에칭된 단결정 실리콘 웨이퍼의 표면 사진이다.
도 8은 비교예 1의 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐용 에칭액 조성물을 이용하여 에칭된 단결정 실리콘 웨이퍼 기판 표면의 SEM 사진이다.
도 9는 비교예 1의 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐용 에칭액 조성물을 이용하여 에칭된 단결정 실리콘 웨이퍼의 표면 사진이다.
도 10은 비교예 3의 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐용 에칭액 조성물을 이용하여 에칭된 단결정 실리콘 웨이퍼 기판 표면의 SEM 사진이다.
도 11은 비교예 3의 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐용 에칭액 조성물을 이용하여 에칭된 단결정 실리콘 웨이퍼의 표면 사진이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 실리콘 웨이퍼의 연속 에칭방법을 나타낸 흐름도이다.
도 13은 실시예 20의 에칭액을 사용하여 연속 에칭을 행한 후의 초기 에칭 공정을 거친 기판과 마지막 에칭 공정을 거친 기판 표면의 전자현미경 사진이다.
도 14는 실시예 25의 에칭액을 사용하여 연속 에칭을 행한 후의 마지막 에칭 공정을 거친 기판 표면을 찍은 사진이다.
도 15는 비교예 4의 에칭액을 사용하여 연속 에칭을 행한 후의 초기 에칭 공정을 거친 기판과 마지막 에칭 공정을 거친 기판 표면의 전자현미경 사진이다.
도 16은 비교예 6의 에칭액을 사용하여 연속 에칭을 행한 후의 마지막 에칭 공정을 거친 표면을 찍은 사진이다.
본 발명은 알칼리 화합물 및 특정 구조의 폴리에틸렌글리콜계 화합물을 포함함으로써, 결정성 실리콘 웨이퍼의 표면에 미세 피라미드 구조를 형성함에 있어서 실리콘 결정 방향에 대한 에칭 속도의 차이를 제어하여 알칼리 화합물에 의한 과에칭을 방지하고, 위치별 텍스쳐의 품질 편차를 최소화하여 광 효율을 증가시키는 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭액 조성물 및 텍스쳐 에칭방법에 관한 것이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭액 조성물
본 발명의 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭액 조성물은 알칼리 화합물 및 특정 구조의 폴리에틸렌글리콜계 화합물을 포함한다.
본 발명에 따른 특정 구조의 폴리에틸렌글리콜계 화합물은 하기 화학식 1로 표시된다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2015000934-appb-I000002
상기 화학식 1에서, R은 탄소수 1 내지 6인 알킬기 또는 페닐기이고, X는 서로 독립적으로 수소 또는 메틸기이고, y는 1 내지 3인 정수이고, M은 알칼리 금속이다. 바람직하게는 M은 나트륨 또는 칼륨이다.
본 발명에 따른 상기 화학식 1의 화합물은 실리콘 결정방향인 (100), (111)면에 대하여 보다 우수한 에칭 속도의 제어 능력을 나타낸다. 특히 알칼리 화합물에 의한 단결정 Si 에칭 시 단결정 Si 표면에 흡착되어 수산화기에 의한 (100) 방향의 에칭 속도를 억제하여 알칼리 화합물에 의한 과에칭을 방지함으로써 텍스쳐의 품질 편차를 최소화한다. 또한, 결정성 실리콘 웨이퍼 표면의 젖음성을 개선시켜 에칭에 의해 생성된 수소 버블을 실리콘 표면으로부터 빨리 떨어뜨림으로써 버블 스틱 현상이 발생하는 것을 방지하여 텍스쳐의 품질을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 상기 화학식 1의 화합물의 제조방법의 일 구현예로는 하기 반응식 1를 들 수 있다.
[반응식 1]
Figure PCTKR2015000934-appb-I000003
즉, 폴리에틸렌글리콜과 R의 에테르 화합물에 알칼리금속이나 이들의 염 또는 수산화물을 반응시켜 얻을 수 있고, 이 중, 알칼리금속이나 알칼리 금속염(예: 알칼리금속의 하이드라이드(hydride) 화합물)을 사용하는 것이 알칼리금속의 수산화물을 사용하는 것보다 미반응물 생성이 적다는 측면에서 보다 바람직할 수 있다.
본 발명에 따른 화학식 1의 화합물의 함량은 특별히 제한되지는 않지만, 예를 들면 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭액 조성물 총 중량 대비 0.001 내지 5중량%로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 0.01 내지 2중량%일 수 있다. 함량이 상기 범위에 해당되는 경우 과에칭과 에칭 가속화를 효과적으로 방지할 수 있다. 함량이 0.001중량% 미만인 경우 알칼리 화합물에 의한 에칭 속도의 제어가 어려워져 균일한 텍스쳐 형상을 얻기 어려울 수 있고, 5중량% 초과인 경우 알칼리 화합물에 의한 에칭 속도를 급격하게 저하시켜 원하는 미세 피라미드를 형성하기 어려울 수도 있다.
본 발명에 따른 알칼리 화합물은 결정성 실리콘 웨이퍼의 표면을 에칭하는 성분으로서 당 분야에서 통상적으로 사용하는 알칼리 화합물이라면 제한 없이 사용될 수 있고, 구체적으로는 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화암모늄, 테트라히드록시메틸암모늄, 테트라히드록시에틸암모늄 등을 예로 들 수 있으며, 이 중에서 수산화칼륨, 수산화나트륨이 바람직하다. 이들은 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다.
상기 알칼리 화합물의 함량은 특별히 제한되지는 않지만, 예를 들면 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭액 조성물 총 중량 대비 0.5 내지 5 중량%로 포함될 수 있고, 바람직하게는 1 내지 3 중량%일 수 있다. 함량이 상기 범위에 해당되는 경우 실리콘 웨이퍼 표면을 에칭할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭액 조성물은 상기 성분들을 구체적인 필요에 따라 적절하게 채택한 후, 물을 첨가하여 전체 조성을 조절하게 되어 전체 조성물의 잔량은 물이 차지한다. 바람직하게는 상기 성분들이 전술한 함량 범위를 갖도록 조절한다.
상기 물의 종류는 특별히 한정되지 않으나, 탈이온 증류수인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 반도체 공정용 탈이온 증류수로서 비저항값이 18㏁?㎝ 이상인 것이 좋다.
필요에 따라, 본 발명의 에칭액 조성물은 다당류를 더 포함할 수도 있다.
본 발명에 따른 다당류(polysaccharide)는 단당류 2개 이상이 글리코시드 결합하여 큰 분자를 만들고 있는 당류로서, 알칼리 화합물에 의한 과에칭과 에칭 가속화를 방지함으로써 균일한 미세 피라미드를 형성하는 동시에 에칭에 의해 생성된 수소 버블을 실리콘 웨이퍼 표면으로부터 빨리 떨어뜨려 버블 스틱 현상을 방지하는 성분이다.
본 발명의 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭액 조성물은, 화학식 1의 화합물 외에 다당류를 더 포함함으로써 실리콘 결정 방향에 대한 에칭 속도의 차이를 제어하여 알칼리 화합물에 의한 과에칭을 방지함으로써 결정성 실리콘 웨이퍼 표면의 위치별 텍스쳐의 품질 편차를 더욱 최소화하여, 즉 텍스쳐의 균일성을 향상시켜 태양광의 흡수량을 극대화 시킬 수 있다. 또한, 반복적인 에칭 공정이 수행되어도 에칭되는 웨이퍼의 품질 저하를 방지할 수 있다.
상기 다당류의 종류는 특별히 제한되지는 않지만, 구체적으로는 글루칸계(glucan) 화합물, 프룩탄계(fructan) 화합물, 만난계(mannan) 화합물, 갈락탄계(galactan) 화합물 또는 이들의 금속염 등을 예로 들 수 있으며, 이 중에서 글루칸계 화합물과 이의 금속염(예컨대, 알칼리 금속염)이 바람직하다. 이들은 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다.
상기 글루칸계 화합물의 종류는 특별히 제한되지는 않지만, 구체적으로는 셀룰로오스, 디메틸아미노에틸셀룰로오스, 디에틸아미노에틸셀룰로오스, 에틸히드록시에틸셀룰로오스, 메틸히드록시에틸셀룰로오스, 4-아미노벤질셀룰로오스, 트리에틸아미노에틸셀룰로오스, 시아노에틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 카르복시에틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스, 알긴산, 아밀로오스, 아밀로펙틴, 펙틴, 스타치, 덱스트린, α-시클로덱스트린, β-시클로덱스트린, γ-시클로덱스트린, 히드록시프로필-β-시클로덱스트린, 메틸-β-시클로덱스트린, 덱스트란, 덱스트란설페이트나트륨, 사포닌, 글리코겐, 자이모산, 렌티난, 시조피난 또는 이들의 금속염 등을 예로 들 수 있고, 이 중 카르복시메틸셀룰로오스가 바람직하다. 이들은 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다.
상기 다당류는 평균 분자량이 5,000 내지 1,000,000인 것일 수 있으며, 바람직하게는 50,000 내지 200,000일 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 다당류의 함량은 특별히 제한되지 않고, 예를 들면 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭액 조성물 총 중량 대비 0.0001 내지 2 중량%로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 0.001 내지 0.1 중량%인 것이 좋다. 함량이 상기 범위에 해당되는 경우 과에칭과 에칭 가속화를 효과적으로 방지할 수 있다. 함량이 2 중량% 초과인 경우 알칼리 화합물에 의한 에칭 속도를 급격하게 저하시켜 원하는 미세 피라미드를 형성하기 어렵다.
선택적으로, 본 발명의 목적, 효과를 손상시키지 않는 범위에서 당 분야에 공지된 추가적인 첨가제를 더 포함할 수도 있다. 이러한 성분으로는 점도 조정제, pH 조정제 등을 들 수 있다.
본 발명의 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭액 조성물은 통상의 에칭 공정, 예컨대 딥방식, 분무방식 및 매엽방식의 에칭 공정에 모두 적용 가능하다.
결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭방법
본 발명은 상기 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭액 조성물을 이용한 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭방법을 제공한다.
결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭방법은 본 발명의 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭액 조성물에 결정성 실리콘 웨이퍼를 침적시키는 단계, 또는 본 발명의 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭액 조성물을 결정성 실리콘 웨이퍼에 분무하는 단계, 또는 상기 두 단계를 모두 포함한다.
침적과 분무의 횟수는 특별히 한정되지 않으며, 침적과 분무를 모두 수행하는 경우 그 순서도 한정되지 않는다.
침적, 분무 또는 침적 및 분무하는 단계는 50 내지 100℃의 온도에서 30초 내지 60분 동안 수행될 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭방법은 산소를 공급시키는 별도의 에어레이팅 장비를 도입할 필요가 없어 초기 생산 및 공정 비용 면에서 경제적일 뿐만 아니라 간단한 공정으로도 균일한 미세 피라미드 구조의 형성을 가능하게 한다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 이들 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
실시예 및 비교예
하기 표 1에 기재된 성분 및 함량에 잔량의 물(H2O)을 첨가하여 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭액 조성물을 제조하였다.
표 1
Figure PCTKR2015000934-appb-T000001
표 2
Figure PCTKR2015000934-appb-T000002
표 3
Figure PCTKR2015000934-appb-T000003
실험예
단결정 실리콘 웨이퍼(156mmΧ156mm)를 실시예 및 비교예의 결정성 실리콘 웨이퍼의 알칼리 에칭액 조성물에 침지시켰다.
이 때, 실시예 1 내지 19 및 비교예 1 내지 3의 텍스쳐 조건은 하기 표 4와 같고, 실시예 20 내지 30 및 비교예 4 내지 6의 텍스쳐 조건은 온도 80℃, 시간 20분이었다.
실시예 20 내지 30 및 비교예 4 내지 6의 경우에는 18L 용량의 bath에서 각 에칭 공정 마다 20매의 웨이퍼를 사용하였으며, 외관, 에칭량, 반사율의 특성 변화가 발생하는 시점까지 연속 에칭을 실시하였다.
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 결정성 실리콘 웨이퍼의 에칭액 조성물의 텍스쳐 효과를 하기의 방법으로 평가하고, 그 결과를 하기 표 4 및 5에 나타내었다.
1. 에칭량
에칭 전후의 웨이퍼의 무게변화를 측정하였다.
2. 텍스쳐의 반사율 평가
에칭된 단결정 실리콘 웨이퍼의 표면에 UV 분광광도계를 이용하여 600nm의 파장대를 갖는 광을 조사했을 때의 반사율을 측정하였다.
3. 텍스쳐의 균일성(외관) 평가
에칭된 단결정 실리콘 웨이퍼의 표면의 텍스쳐의 균일성은 광학 현미경 및 SEM을 이용하고 피라미드 크기는 SEM을 이용하여 평가하였다.
<평가기준>
◎: 웨이퍼 전면 피라미드 형성
○: 웨이퍼 일부 피라미드 미형성 (피라미드 구조 미형성 정도 5%미만)
△: 웨이퍼 일부 피라미드 미형성 (피라미드 구조 미형성 정도 5 내지 50%)
×: 웨이퍼 피라미드 미형성 (피라미드 미형성 정도 90% 이상)
4. 연속 에칭 공정 수
초기 에칭 공정의 에칭량, 반사율, 외관을 기준으로 하여 연속 에칭 공정 진행 시 에칭량의 변화폭이 ±0.2g 이내, 반사율의 변화폭이 ±1% 이내, 외관에 흰색반점, 얼룩 발생, 반짝임 등이 없는 범위까지의 에칭 공정 수를 측정하였다.
표 4
Figure PCTKR2015000934-appb-T000004
표 4 및 도 1 내지 11을 참고하면, 실시예들의 실리콘 웨이퍼의 에칭액 조성물은 비교예들에 비해 단결정 실리콘 웨이퍼의 전면에 피라미드 형성 정도가 우수하고 낮은 반사율 값을 나타냄을 알 수 있다. 그리고 광학 현미경 또는 SEM 분석을 통해 고배율로 확대하여 피라미드 형성 정도를 확인한 결과 고밀도의 피라미드가 형성됨을 확인할 수 있었다.
다만, 화학식 1의 화합물이 다소 과량으로 첨가된 실시예 4의 실리콘 웨이퍼의 에칭액 조성물은 텍스쳐 균일성이 다소 저하되어 웨이퍼 표면에 일부 얼룩이 발생하였다(도 7 참조).
또한, 실시예 1과 비교예 1의 비교를 통해 화학식 1의 화합물을 포함하는 경우 과에칭을 방지함으로써 텍스쳐의 품질 편차를 최소화함을 확인할 수 있었고, 실시예 6 및 비교예 3의 비교를 통해, 화학식 1의 화합물을 포함하는 경우에 알칼리 화합물이 적은 농도로 포함되더라도 보다 우수한 균일성 있는 텍스쳐를 형성함을 알 수 있었다.
표 5
Figure PCTKR2015000934-appb-T000005
표 5 및 도 13 내지 16을 참고하면, 실시예들의 실리콘 웨이퍼의 에칭액 조성물은 비교예들의 조성물에 비해 연속 에칭 진행 시 에칭 공정수를 증가시킬 수 있고, 에칭량 및 반사율의 변화폭이 작음을 알 수 있었다. 또한 단결정 실리콘 웨이퍼의 전면에 매우 작고 균일한 피라미드의 형성 정도가 우수함을 확인할 수 있었다.
그리고 광학 현미경 또는 SEM 분석을 통해 고배율로 확대하여 시작 에칭 공정과 마지막 에칭 공정의 피라미드 형성 정도를 관찰한 결과, 본 발명의 범위에 속하는 실시예들은 연속 에칭 공정이 진행되는 조건에서도 균일하고 텍스쳐 구조의 편차가 적은 피라미드가 형성됨을 확인할 수 있었다.
비교예 4 및 5는 각각 실시예 20 및 25와 동일 평가조건에서의 결과로서 균일한 텍스쳐 구조를 형성하지만, 연속 에칭 공정이 진행됨에 따라 피라미드의 크기가 증가하고 연속 에칭 공정의 수가 실시예의 경우에 비해 낮음을 확인할 수 있었다
비교예 6은 화학식 1의 화합물을 포함하지 않은 경우로서, 연속 에칭 공정 수, 에칭량, 반사율 및 외관 항목이 모두 실시예들에 비해 현저하게 저하되는 것을 알 수 있었다.

Claims (11)

  1. 알칼리 화합물 및 하기 화학식 1의 화합물을 포함하는, 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭액 조성물:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2015000934-appb-I000004
    (식 중, R은 탄소수 1 내지 6인 알킬기 또는 페닐기이고, X는 서로 독립적으로 수소 또는 메틸기이고, y는 1 내지 3인 정수이고, M은 알칼리 금속임).
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 M은 나트륨 또는 칼륨인, 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭액 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 알칼리 화합물은 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화암모늄, 테트라히드록시메틸암모늄 및 테트라히드록시에틸암모늄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나인, 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭액 조성물.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 에칭액 조성물은 다당류를 더 포함하는, 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭액 조성물.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 다당류는 글루칸계 화합물, 프룩탄계 화합물, 만난계 화합물, 갈락탄계 화합물 및 이들의 금속염으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나인 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭액 조성물.
  6. 청구항 4에 있어서, 상기 다당류는 셀룰로오스, 디메틸아미노에틸셀룰로오스, 디에틸아미노에틸셀룰로오스, 에틸히드록시에틸셀룰로오스, 메틸히드록시에틸셀룰로오스, 4-아미노벤질셀룰로오스, 트리에틸아미노에틸셀룰로오스, 시아노에틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 카르복시에틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스, 알긴산, 아밀로오스, 아밀로펙틴, 펙틴, 스타치, 덱스트린, α-시클로덱스트린, β-시클로덱스트린, γ-시클로덱스트린, 히드록시프로필-β-시클로덱스트린, 메틸-β-시클로덱스트린, 덱스트란, 덱스트란설페이트나트륨, 사포닌, 글리코겐, 자이모산, 렌티난, 시조피난 및 이들의 금속염으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 글루칸계 화합물인 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭액 조성물.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 알칼리 화합물 0.5 내지 5중량%, 상기 화학식 1의 화합물 0.001 내지 5중량% 및 잔량의 물을 포함하는, 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭액 조성물.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 에칭액 조성물은 다당류 0.0001 내지 2중량%를 더 포함하는, 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭액 조성물.
  9. 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항의 에칭액 조성물에 의한 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭방법.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 에칭액 조성물을 50 내지 100℃의 온도에서 30초 내지 60분 동안 분무시키는 것을 포함하는, 에칭방법.
  11. 청구항 9에 있어서, 상기 에칭액 조성물에 상기 웨이퍼를 50 내지 100℃의 온도에서 30초 내지 60분 동안 침적시키는, 에칭방법.
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