Die Erfindung betrifft eine in-line-Nassbankvorrichtung für die nasschemische Bearbeitung von Halbleiterwafern und ein Verfahren für die nasschemische Bearbeitung von Halbleiterwafern.

Halbleiterwafer werden normalerweise durch Sägen aus Ingots hergestellt. Se weisen eine Frontseitenoberfläche und eine der Frontseitenoberfläche gegenüberliegende Rückseitenoberfläche auf, die sägerau sind und die vor Weiterverarbeitung zu einer Halbleiterwaf er-Solarzelle bearbeitet werden müssen, insbesondere um den Wirkungsgrad dieser Solarzelle zu maximieren. Die Frontseitenoberfläche und die Rückseitenoberfläche des Halbleiterwafers weisen in einer Halbleiterwaf er-Solarzelle idealerweise unterschiedliche Topographien auf. Während die Frontseitenoberfläche des Halbleiterwafers eine Oberflächenvergrößerung zur besseren Lichteinkopplung, d.h. eine Textur, aufweist, sollte die Rückseitenoberfläche möglichst glatt sein, wodurch insbesondere bei oberflächenpassivierten Halbleiterwafer-Solarzellen die Grenzflächenrekombination reduziert werden kann. In der Praxis ist es aufwändig, diese unterschiedlichen Oberflächentopographien zur erzeugen.

Es ist bekannt, dass Halbleiterwafer zur Texturierung der Front-und/ oder Rückseitenoberfläche mit Prozesslösung wie einer Ätzlösung beispielsweise wässrige Kaliumhydroxidlösung behandelt werden. Bei solch einer Texturierung entsteht aufgrund der stark anisotropen Ätzraten einkristalliner

Halbleitermaterialien auf der behandelten Oberfläche eine Struktur mit pyramidenartigen Vorsprüngen. Während der Texturierung wird der

Halbleiterwafer in einer in-line-Nassbankvorrichtung für die nasschemische Bearbeitung von Halbleiterwafern nasschemisch behandelt. Eine derartige in- line-Nassbankvorrichtung ist beispielsweise aus der DE 102007026081 A1 bekannt. Se weist eine Mehrzahl jeweils um eine Rotationsachse rotierbarer Förderrollen für den in-line-Transport von Halbleiterwafern entlang einer Förderrichtung auf, wobei die Rotationsachsen parallel zueinander und senkrecht zur Förderrichtung angeordnet sind und die Förderrollen einen zylinderförmigen Förderabschnitt aufweisen, der sich entlang der jeweiligen Rotationsachse axial erstreckt und eine zylindermantelförmige

Förderoberfläche ausbildet. Während der nasschemischen Behandlung werden die Halbleiterwafer auf den Förderrollen transportiert und mit Prozesslösung beispielsweise durch Besprühen oder Eintauchen behandelt. Dabei kann ein- oder zweiseitig texturiert werden. Eine gänzlich einseitige Texturierung ist jedoch nicht wünschenswert, weil dann die beim Sägen entstandenen

Sägeschäden in der Rückseitenoberfläche verbleiben. Wenn beispielsweise nur die Frontseitenoberfläche der Halbleiterwafer vollständig texturiert werden soll, die Rückseite des Halbleiterwafers aber nur in dem Maße, wie zur

Entfernung der Sägeschäden nötig, wird der Halbleiterwafer auf der

Rückseitenoberfläche liegend auf den Förderrollen transportiert und mittels einer Benetzungsvorrichtung, die der Frontseitenoberfläche der

Halbleiterwafer zugewandt ist, wird die Frontseitenoberfläche mit

Prozesslösung benetzt. Dabei lässt es sich in der Regel nicht vermeiden, dass die Prozesslösung teilweise auch die Förderrollen der in-line- Nassbankvorrichtung benetzt. Auf diesem Wege treten Teile der Prozesslösung mit der Rückseitenoberfläche des Halbleiterwafers in Kontakt, wo ebenfalls eine Texturierung erzeugt wird. Eine glatte Ausbildung der Förderrollen, d.h. mit Höhenschwankungen im Bereich weniger Mikrometer, führt dazu, dass die Rückseitenoberfläche des Halbleiterwafers durch die Benetzung der

Förderrollen nur mit geringen Prozesslösungsvolumina in Kontakt kommt. Daher tritt hier eine im Vergleich zur Vorderseitenoberfläche geringere

Wechselwirkung mit der Prozesslösung auf, die zu einer so genannten

Teiltexturierung der Waf er-Rückseitenoberf läche führt. Eine derartig glatte Ausbildung der Förderrollen verursacht jedoch auch regelmäßig eine

Verdrehung der Halbleiterwafer beim Transport. Das heißt im Hinblick auf die Förderrichtung ist ein spurstabiler Transport in der in-line-Nassbankvorrichtung nicht immer gegeben.

Aufgabe der Erfindung ist daher, eine in-line-Nassbankvorrichtung für die nasschemische Bearbeitung von Halbleiterwafern und ein Verfahren für die nasschemische Bearbeitung von Halbleiterwaf ern bereit zu stellen, bei der bzw. dem ein verdrehungsfreier spurstabiler Transport der Halbleiterwafer gewährleistet ist. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine in-line-Nassbankvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 5 gelöst.

Es wird eine in-line-Nassbankvorrichtung für die nasschemische Bearbeitung von Halbleiterwafern bereit gestellt, die eine Mehrzahl jeweils um eine Rotationsachse rotierbarer Förderrollen für den in-line-Transport von

Halbleiterwafern entlang einer Förderrichtung aufweist, wobei die

Rotationsachsen parallel zueinander und senkrecht zur Förderrichtung angeordnet sind und die Förderrollen einen zylinderförmigen Förderabschnitt aufweisen, der sich entlang der jeweiligen Rotationsachse axial erstreckt und eine zylindermantelförmige Förderoberfläche aufweist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dassdie Förderoberfläche in axialer Richtung betrachtet mindestens einen Glattbereich mit Oberf lächenrauigkeiten von weniger als 10 μιη und axial benachbart zum Glattbereich Raubereiche mit

Oberf lächenrauigkeiten von mehr als 100 μιη aufweist.

Jeder Glattbereich ist von zwei Raubereichen bevorzugt axial benachbart umgeben. Die Förderrollen erlauben daher, dass jeder auf ihnen zu

transportierende Halbleiterwafer für den Transport mit seinen gegenüber liegenden Kanten, die sich entlang der Förderrichtung erstrecken, auf

Raubereichen aufgelegt werden kann. Die gewählten Oberflächenrauigkeiten erlauben den Transport der Halbleiterwafer auf den Transportrollen der Nassbankvorrichtung, so dass sie während des Transports j eweils auf den Raubereichen aufliegen aber den Glattbereich nicht oder nur geringfügig berühren. Dadurch kann ein verdrehungsfreier Transport der Halbleiterwafer auf den Förderrollen gewährleistet werden. Der Glattbereich weist vorzugsweise Oberf lächenrauigkeiten weniger als 7 μιη und bevorzugter weniger als 5 μιη auf. Die Raubereiche weisen vorzugsweise Oberf lächenrauigkeiten von mehr als 200 μιη, bevorzugter 250 μιη und noch bevorzugter mehr als 300 μιη auf.

Die Halbleiterwaf er sind vorzugsweise zur Herstellung von Solarzellen geeignet. Vorzugsweise handelt es sich um monokristalline Halbleiterwafer wie

beispielsweise monokristalline Sliziumwafer. Die Halbleiterwafer können verschiedene Größen und Formen aufweisen.

Üblich sind kreisförmige, pseudo-recht eckige und rechteckige Halbleiterwafer. Marktüblich sind 2-Zoll- bis 6-Zoll-, 8 Zoll-, 12 Zoll- und 18-Zoll- Halbleiterwaf er, die Durchmesser von etwa 50 mm bis 450 mm aufweisen. Ein Flächenverhältnis des Glattbereichs zu den benachbarten Raubereichen ist vorzugsweise derart ausgebildet, dasszwei gegenüberliegende Randbereiche der auf den Förderrollen zu transportierenden Halbleiterwafer auf den

Raubereichen aufliegen und nicht auf den Raubereichen aufliegende Teile j edes Halbleiterwafer während seines Transports auf den Förderrollen j eweils über einem Glattbereich angeordnet ist. In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Glattbereich in axialer Rchtung der Rotationsachse betrachtet im Vergleich zu den benachbarten Raubereichen ein Flächenverhältnis von mindestens 80:20 auf . Bevorzugter beträgt dieses Flächenverhältnis mindestens 90:10 in Bezug auf eine Längenabmessung des zu transportierenden

Halbleiterwaf ers. Vorzugsweise weist ein Glattbereich, der zwischen zwei Raubereichen angeordnet ist, eine axiale Erstreckung im Bereich von 40 mm und 360 mm auf und jeder Raubereich eine axiale Erstreckung im Bereich von 5 mm bis 50 mm. Für die Effizienz der in-line-Nassbankanlage sind die

Förderrollen derart ausgebildet, dass diese in axialer Rchtung betrachtet eine Mehrzahl von Glattbereichen jeweils mit rechts und links benachbarten

Raubereichen aufweist. Dadurch können über eine Förderrolle eine Mehrzahl an Halbleiterwafern parallel transportiert und somit prozessiert werden. Das Förderrollenmaterial weist zumindest im Bereich der Förderoberfläche vorzugsweise Kunststoff auf. Vorzugsweise weisen die Förderrollen ein

Rollenmaterial auf, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus

Polyethylen, Polypropylen, Ethylen-Chlortrif luorethylencopolymer und/ oder Polyvinylidenf luorid. Die Förderrollen können auch rostfreien Stahl oder Quarzglas aufweisen.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Förderoberfläche mit ihrem Glattbereich und mit den benachbarten Raubereichen einstückig aus ein und demselben Material ausgebildet. Beispielsweise bilden der Glattbereich und die Raubereiche einen einstückigen Polymer-Überzug auf einem Förderrollenkern- Zylinder aus Edelstahl oder Quarzglas.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die in-line-Nassbankvorrichtung eine Benetzungseinrichtung zum Benetzen der Halbleiterwaf er mit

Prozesslösung auf, die der den Förderrollen abgewandte Frontseitenoberfläche des Halbleiterwaf ers zugewandt ist. Die Benetzungseinrichtung kann eine Sprühvorrichtung wie eine Düse oder Bntauchvorrichtung wie ein

Eintauchbecken sein. Die Benetzungseinrichtung ist vorzugsweise ein

Schwallkasten oder ein Schwallrohr. Die Kombination des Glattbereichs mit benachbarten Raubereichen auf der Förderoberfläche bewirkt den sicheren und richtungsstabilen Transport während einer nasschemischen Bearbeitung mittels der Benetzungseinrichtung über die Raubereiche, auf denen Randbereichen der Halbleiterwaf er aufliegen. Wenn die Frontseitenoberfläche unter Verwendung der Benetzungseinrichtung nasschemisch bearbeitet wird, entsteht eine nur teiltexturierte Rückseitenoberfläche. Die Teiltexturierung entsteht dabei insbesondere in Bereichen der Rückseitenoberfläche, die während des

Transports der Halbleiterwaf er auf den Förderrollen oberhalb der

Glattbereiche liegen. Die Glattbereiche werden durch die Prozesslösung, die aus der Benetzungseinrichtung austritt, der der Frontseitenoberfläche des

Halbleiterwafers zugewandt ist, über eine Benetzung der Förderrollen benetzt. Dies gewährleistet eine Benetzung der Rückseitenoberfläche der

Halbleiterwaf er bei den Förderrollen, die unter der Benetzungsvorrichtung liegen. Sägeschäden auf der Rückseitenoberfläche des Halbleiterwafers werden aufgrund der Teiltexturierung immer noch entfernt. Eine in vielen Prozessen zur Halbleiterwaferbearbeitung gewünschte nachträgliche Glättung der Rückseiten der Halbleiterwafer ist weniger aufwändig, wenn die Rückseite im Vergleich zur Frontseite nur teiltexturiert ist. Das heißt die Rauigkeit der Rückseite des Halbleiterwafers ist im Vergleich zur Frontseite geringer.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren für die nasschemische

Bearbeitung von Halbleiterwafern, bei dem die Halbleiterwafer auf

Förderrollen der vorstehend beschriebenen in-line-Nassbankvorrichtung in einer oder mehreren der beschriebenen Ausführungsformen transportiert werden und während des Transports nasschemisch behandelt werden. Die in dem Verfahren eingesetzte in-line-Nassbankvorrichtung weist eine Mehrzahl j eweils um eine Rotationsachse rotierbarer Förderrollen für den in-line- Transport von Halbleiterwafern entlang einer Förderrichtung auf, wobei die Rotationsachsen parallel zueinander und senkrecht zur Förderrichtung angeordnet sind und die Förderrollen einen zylinderförmigen Förderabschnitt aufweisen, der sich entlang der jeweiligen Rotationsachse axial erstreckt und eine zylindermantelförmige Förderoberfläche ausbildet, wobei die

Förderoberfläche in axialer Rchtung betrachtet mindestens einen Glattbereich mit Oberf lächenrauigkeiten von weniger als 10 μιη und axial benachbart zum Glattbereich Raubereiche mit Oberf lächenrauigkeiten von mehr als 100 μιη aufweist. Dadurch kann ein verdrehungsfreier Transport der Halbleiterwafer auf den Förderrollen während einer nasschemischen Behandlung gewährleistet werden.

Die Halbleiterwafer werden vorzugsweise mit Kantenabschnitten ihrer

Rückseitenoberfläche auf den Raubereichen aufliegend während der

nasschemischen Behandlung transportiert. Während des Transports wird vorzugsweise auf die Frontseitenoberfläche eine Prozesslösung aufgebracht beispielsweise mittels Benetzen, Besprühen, Eintauchen der

Frontseitenoberfläche. Dadurch wird der Halbleiterwafer nasschemisch behandelt. Dabei wird die Rückseitenoberfläche nur über eine indirekte Benetzung mittels Benetzung der Förderrollen durch ablaufende Prozesslösung benetzt. Insbesondere Bereiche der Rückseitenoberfläche der Halbleiterwafer werden texturiert, die sich während des Transports über Glattbereichen befinden, aber in weitaus geringerem Maße als die Frontseitenoberfläche. Die Texturierung der Rückseitenoberfläche wird vorzugsweise derart durchgeführt, dassdie Sägeschäden entfernt werden. Die nasschemische Bearbeitung der Halbleiterwafer umfasst vorzugsweise die Entfernung von Sägeschäden auf der Rückseitenoberfläche und die Texturierung der Frontseitenoberfläche.

Vorzugsweise werden die Halbleiterwafer auf den Förderrollen derart transportiert, dass zwei gegenüberliegende Randbereiche der

Rückseitenoberfläche auf den Raubereichen der Förderrollen aufliegen und alle anderen Bereiche des Halbleiterwafers über einen Glattbereich transportiert werden. Die Halbleiterwafer berühren daher den Glattbereich vorzugsweise nicht oder nur geringfügig.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Halbleiterwafer mittels einer Benetzungseinrichtung nasschemisch behandelt, die der den Förderrollen abgewandte Frontseitenoberfläche des Halbleiterwafers zugewandt ist. Die Benetzungseinrichtung ist ausgebildet, die Prozesslösung auf die

Frontseitenoberfläche der Halbleiterwafer während ihres Transports auf den Förderrollen aufzubringen. Dadurch kann die Frontseitenoberfläche direkt und die Rückseitenoberfläche der Halbleiterwafer indirekt über die Förderrollen, die im Bereich der Benetzungseinrichtung angeordnet sind, mit der

Prozesslösung mittels der Benetzungseinrichtung nasschemisch behandelt werden. Die Benetzungseinrichtung kann eine Sprühvorrichtung wie eine Düse oder Eintauchvorrichtung wie ein Eintauchbecken sein. Die

Benetzungseinrichtung ist vorzugsweise alsein Schwallkasten oder alsein Schwallrohr ausgebildet. Vorzugsweise umfasst die nasschemische Behandlung eine Texturierung der Halbleiterwafer. Bevorzugt werden die Frontseitenoberflächen der

Halbleiterwafer vol It ext uriert und die Rückseitenoberflächen der

Halbleiterwafer während des Transports auf den Förderrollen in der in-line- Nassbankvorrichtung teiltexturiert. Die Teiltexturierung bewirkt vorzugsweise zumindest die Entfernung von Sägeschäden an den Halbleiterwaf ern.

Die zur Durchführung des Verfahrens eingesetzten Förderrollen weisen vorzugsweise j eweils einen Glattbereich mit Oberf lächenrauigkeiten weniger als 7 μιη und bevorzugter weniger als 5 μιη und Raubereiche mit

Oberf lächenrauigkeiten von mehr als 200 μιη, bevorzugter 250 μιη und noch bevorzugter 300 μιη auf. Damit kann beispielsweise eine Texturierung der Frontseitenoberfläche und eine Teiltexturierung der Rückseitenoberfläche sichergestellt werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Glattbereich in axialer Rchtung der Rotationsachse betrachtet im Vergleich zu den benachbarten Raubereichen ein Flächenverhältnis von mindestens 80:20 auf. Bevorzugter beträgt dieses Flächenverhältnis mindestens 90:10 in Bezug auf eine

Längenabmessung des zu transportierenden Halbleiterwafers. Vorzugsweise weist ein Glattbereich, der zwischen zwei Raubereichen angeordnet ist, eine axiale Erstreckung im Bereich von 40 mm und 360 mm auf und jeder

Raubereich axiale Erstreckung im Bereich von 5 mm bis 50 mm. Die in dem Verfahren eingesetzten Halbleiterwafer können verschiedene Größen und Formen aufweisen. Üblich sind kreisförmige, pseudo-recht eckige und rechteckige Halbleiterwafer. Marktüblich sind 2-Zoll- bis 6-Zol I-, 8 Zoll-, 12 Zoll- und 18-Zoll-Halbleiterwafer, die Durchmesser von etwa 50 mm bis 450 mm aufweisen. Das Flächenverhältnis des Glattbereichs zu den benachbarten Raubereichen ist derart ausgebildet, dasszwei gegenüberliegende

Randbereiche der auf den Förderrollen transportierten Halbleiterwafer auf den Raubereichen aufliegen und nicht auf den Raubereichen aufliegende Teile j edes Halbleiterwafer während seines Transports auf den Förderrollen j eweils oberhalb von einem Glattbereich angeordnet ist. Die in dem Verfahren eingesetzten Halbleiterwafer sind vorzugsweise zur Herstellung von Solarzellen geeignet. Vorzugsweise handelt es sich um monokristalline Halbleiterwafer wie beispielsweise monokristalline Sliziumwafer. Vorzugsweise weisen die in dem Verfahren eingesetzten Förderrollen ein Rollenmaterial auf, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus

Polyethylen, Polypropylen, Ethylen-Chlortrif luorethylencopolymer und/ oder Polyvinylidenf luorid. Die Förderrollen können auch rostfreien Stahl oder Quarzglas aufweisen. Diese Materialien sind gegenüber einer bei der

nasschemischen Behandlung von Halbleiterwafern eingesetzten Prozesslösung wie eine Ätzlösung beispielsweise Kaliumhydroxidlösung hinreichend resistent und daher bei dem Verfahren viele Male verwendbar. Bevorzugt ist die Förderoberfläche mit ihrem Glattbereich und mit den benachbarten Raubereichen einstückig aus ein und demselben Material ausgebildet. Beispielsweise bilden der Glattbereich und die Raubereiche einen einstückigen Polymer-Überzug auf einem Förderrollenkern-Zylinder aus

Edelstahl oder Quarzglas. Die gewünschte Oberflächen-Topographie der Förderrollen-Förderoberfläche kann auf diese Weise besonders einfach aus einer Förderrolle mit einer einheitlichen Polymeroberfläche durch eine abschnittsweise mechanische oder laseroptische Oberflächenbehandlung erzeugt werden. Weitere Vorteile und FJgenschaften der Erfindung werden anhand der nachfolgend rein beispielhaft beschriebenen bevorzugten Ausführungsform erläutert.

Es zeigt:

Figur 1 eine axial orientierte Schnittansicht einer zylindrischen

Förderrolle.

Figur 1 zeigt eine Schnittansicht einer zylindrischen Förderrolle 1 mit axialer Rotationsachse R, wobei die Schnittansicht entlang der axialen

Rotationsachse R orientiert ist. Die Förderrolle 1 ist Teil einer in-line- Nassbankvorrichtung (nicht gezeigt), die für die nasschemische Bearbeitung von Halbleiterwafern 2 ausgebildet ist. Die in-line-Nassbankvorrichtung weist eine Mehrzahl jeweils um eine Rotationsachse R rotierbarer Förderrollen 1 für den in-line-Transport von Halbleiterwafern 2 entlang einer Förderrichtung F auf, die sich senkrecht zur Ebene der Figur 1 erstreckt. Die Rotationsachsen Railer Förderrollen sind parallel zueinander und senkrecht zur Förderrichtung F angeordnet. Jede der Förderrollen 1, von denen eine in Figur 1 im Querschnitt gezeigt ist, weist einen zylinderförmigen Förderabschnitt auf, der sich entlang der jeweiligen Rotationsachse R axial erstreckt und eine zylindermantelförmige Förderoberfläche 10 ausbildet. Die Förderoberfläche 10 weist in axialer Rchtung betrachtet mindestens einen Glattbereich 11 mit

Oberf lächenrauigkeiten von weniger als 10 μιη und beidseitig axial benachbart zum Glattbereich 11 Raubereiche 12 mit Oberf lächenrauigkeiten von mehr als 100 μιη auf. Die Raubereiche 12 sind auf der Förderoberfläche 10, rein schematisch, nicht maßstabsgerecht und nur abschnittsweise gezeigt. Jeder der Raubereich 12 und j eder der Glattbereiche 11 ist im Bezug zur

Rotationsachse Rder Förderrolle rotationssymmetrisch ausgeführt und stellt somit einen axialen Abschnitt der zylindermantelf örmigen Förderoberfläche 10 dar. Die in der Figur 1 gezeigte Anzahl an Glattbereichen 11 und

Halbleiterwafern 2 ist hier beispielhaft für den parallelen in-line-Transport von fünf Halbleiterwafern 2 gewählt.

Zur nasschemischen Behandlung der Halbleiterwafer 2 in der in-line- Nassbankvorrichtung, werden bereitgestellte Halbleiterwafer 2 auf mindestens eine Förderrolle 1 aufgelegt, sodass jeweils zwei gegenüberliegende

Randbereiche einer Rückseitenoberfläche 21 der Halbleiterwafer 2 auf zwei Raubereichen 12 mit einem dazwischen liegenden Glattbereich 11 aufliegen und alle weiteren Bereiche der Rückseitenoberfläche oberhalb des

Glattbereichs 11 angeordnet sind. Zum Transportieren der Halbleiterwafer 2 in die Förderrichtung F werden die Förderrollen 1 um Ihre Rotationsachsen Rin Drehung versetzt. Um die Halbleiterwafer 2 nasschemisch zu behandeln, wird aus einer Benetzungseinrichtung (nicht gezeigt) wie einem Schwall kästen, die der Rückseitenoberfläche 21 gegenüberliegende Frontseitenoberfläche 22 der Halbleiterwafer 2 mit Prozesslösung (nicht gezeigt) durch Benetzen,

Besprühen, Bntauchen oder dergleichen behandelt. Die Prozesslösung benetzt dabei auch die Förderrollen und wirkt dadurch auf die Rückseitenoberfläche 21. Diese wird oberhalb des Glattbereichs 11 j edoch nur in einem weitaus geringeren Maße als die Frontseitenoberfläche 22 texturiert, so dass man von einer Teiltexturierung spricht.

Bezugszeichenliste:

F Förderrichtung

R Rotationsachse

1 Förderrolle

10 Förderoberfläche

11 Glattbereich

12 Raubereich 2 Halbleiterwafer 21 Rückseitenoberfläche

22 Frontseitenoberfläche