Die vorliegende Patentanmeldung nimmt die Priorität der deutschen Pa- tentanmeldung DE 10 2015 223 227.1 in Anspruch, deren Inhalt durch Bezugnahme hierin aufgenommen wird.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur chemischen Behandlung eines Halbleiter-Substrats gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfm- dung betrifft ferner ein Verfahren zur chemischen Behandlung eines Halbleiter-Substrats.

Aus der WO 201 1/047894 AI ist eine Vorrichtung zur chemischen Behandlung eines Silizium- Substrats mit einem Prozessmedium bekannt. Das Silizium- Substrat wird zunächst vor einem Prozessbecken an einer Substrat-Oberseite vollflächig mit einer Schutzflüssigkeit benetzt. Anschließend wird über dem Prozessbecken auf eine Substrat-Unterseite des Silizium-Substrats das Prozessmedium aufgebracht, das das Silizium-Substrat an der Substrat-Unterseite chemisch behandelt. Durch die Schutzflüssigkeit wird die Substrat-Oberseite vor dem Prozessmedium geschützt. Über dem Prozessbecken wird nochmals Schutzflüssigkeit auf die Substrat-Oberseite aufgebracht, um die von der Substrat-Oberseite abgelaufene Schutzflüssigkeit zu ersetzen. Nachteilig ist, dass einerseits die Schutzflüssigkeit von der Substrat-Oberseite herabtropft, wodurch die Qualität des Prozessmediums beeinträchtigt wird und Schutzflüssigkeit auf die Substrat-Oberseite nachdosiert werden muss. Andererseits ist nachteilig, dass bei einer gewünschten Minimierung des Herabtropfens der Schutzflüssigkeit die Substrat- Oberfläche nicht vollständig von der Schutzflüssigkeit benetzt ist bzw. während des gesamten Aufbringens des Prozessmediums benetzt bleibt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die eine einfache und wirtschaftliche chemische Behandlung eines Halbleiter-Substrats ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Durch die den Auftragseinrichtungen in der Transportrichtung vorgeordnete Vorbehandlungseinrichtung wird zunächst ein umlaufender und das aufzubringende Fluid, insbesondere das aufzubringende Schutzfluid, eingrenzender Begrenzungsbereich an dem Halbleiter-Substrat erzeugt, sodass das nachfolgend auf die Substrat-Oberseite aufgebrachte Fluid auf dieser gehalten wird. Der umlaufende Begrenzungsbereich weist vorzugsweise das Fluid ab. Der umlaufende Begrenzungsbereich wird mittels der Vorbehandlungseinrichtung an den Substrat-Stirnseiten, die die Substrat-Oberseite mit der Substrat-Unterseite verbinden, und/oder an der Substrat-Oberseite erzeugt. Durch den umlaufenden und das Fluid eingrenzenden Begrenzungsbereich bildet die Substrat-Oberseite einen Innenraum des Begrenzungsbereich aus, in den das Fluid in einfacher Weise eingebracht bzw. aufgebracht werden kann. Da der Begrenzungsbereich das Flu- id auf der Substrat-Oberseite hält, muss das Fluid lediglich grob dosiert werden. Weiterhin findet kein Herabtropfen des Fluids von der Substrat- Oberseite statt, sodass die Qualität des Prozessfluids durch das Fluid nicht beeinträchtigt wird. Ein Nachdosieren des Prozessfluids, was in einem erhöhten Verbrauch an Prozessfluid resultiert, ist somit nicht erforderlich, sodass die Vorrichtung eine hohe Wirtschaftlichkeit aufweist. Das Prozessfluid ist vorzugsweise eine Prozessflüssigkeit. Die Prozessflüssigkeit enthält insbesondere Fluorwasserstoffsäure und/oder Salpetersäure, sodass die Prozessflüssigkeit eine Ätzlösung ausbildet. Die erste Auftragseinrichtung ist oberhalb des Prozessbeckens der zweiten Auftragseinrichtung angeord- net, sodass das Fluid einerseits rechtzeitig auf die Substrat-Oberseite aufgebracht wird und andererseits während der Behandlung der Substrat- Unterseite mit dem Prozessfluid verhindert wird, dass sich das aufgebrachte Fluid aus den Ecken des Innenraums zurückzieht, beispielsweise infolge der Oberflächenspannung des aufgebrachten Fluids. Das Aufbringen des Fluids wird also so lange hinausgezögert, dass die Substrat-Oberseite innerhalb des Begrenzungsbereichs möglichst lange vollständig mit dem Fluid bedeckt ist, insbesondere bis die Behandlung der Substrat-Unterseite mit dem Prozessfluid beendet ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ins- besondere zur chemischen Behandlung von Halbleiter- Wafern für die Herstellung von Solarzellen eingesetzt werden.

Ist das Fluid als Schutzfluid ausgebildet, so wird das Schutzfluid rechtzeitig vor der Behandlung der Substrat-Unterseite aufgebracht, jedoch so spät wie möglich oberhalb des Prozessbeckens, sodass das Schutzfluid die Substrat-Oberseite innerhalb des Begrenzungsbereichs möglichst lange vollständig bedeckt, insbesondere bis die Behandlung mit dem Prozessfluid abgeschlossen ist und/oder das Halbleiter-Substrat sich nicht länger oberhalb des Prozessbeckens befindet. Das aufzubringende Fluid ist insbeson- dere eine Schutzflüssigkeit. Die Schutzflüssigkeit ist insbesondere wasserhaltig. Wird Wasser bzw. destilliertes Wasser als Schutzflüssigkeit verwendet, ist der Begrenzungsbereich vorzugsweise hydrophob ausgebildet.

Ist das Fluid als Behandlungsfluid, insbesondere als Behandlungsflüssig- keit, ausgebildet, so ist auch eine chemische Behandlung der Substrat- Oberseite möglich. Beispielsweise erfolgt mittels einer Behandlungsflüssigkeit die Entfernung einer elektrisch inaktiven, stark dotierten obersten Schicht eines Emitters. Diese oberste Schicht wird auch als„dead layer" bezeichnet. Das Behandlungsfluid ist insbesondere als Ätzlösung ausgebildet. Die Ätzlösung ist alkalisch oder sauer.

Eine Vorrichtung nach Anspruch 2 gewährleistet eine einfache und wirt- schaftliche chemische Behandlung des Halbleiter-Substrats. Aufgrund des Abstandes A ist die erste Auftragseinrichtung nahe dem ersten Ende des Prozessbeckens, also am Anfang des Prozessbeckens angeordnet. Hierdurch wird einerseits gewährleistet, dass das Fluid rechtzeitig, insbesondere vor der Behandlung der Substrat-Unterseite mit dem Prozessfluid, auf die Substrat-Oberseite aufgebracht wird und andererseits das Aufbringen des Fluids so lange wie möglich hinausgezögert wird, damit sich das Fluid während der Behandlung der Substrat-Unterseite nicht aus den Ecken des Innenraums, der durch den Begrenzungsbereich begrenzt ist, zurückzieht. Das Zurückziehen erfolgt beispielsweise aufgrund der Oberflächenspan- nung des Fluids. Ein Nachdosieren des Fluids, insbesondere des Schutzflu- ids, mittels einer in der Transportrichtung nachgeordneten weiteren Auftragseinrichtung ist somit nicht erforderlich.

Eine Vorrichtung nach Anspruch 3 gewährleistet eine einfache und wirt- schaftliche chemische Behandlung des Halbleiter-Substrats. Die Reinigungseinrichtung ermöglicht in einfacher Weise das Reinigen der Substrat- Oberseite von einem Vorbehandlungsfluid, insbesondere einer Vorbehand- lungsflüssigkeit. Eine Vorrichtung nach Anspruch 4 gewährleistet in einfacher Weise eine Reinigung der Substrat-Oberseite. Die Reinigungseinrichtung weist insbesondere eine Auftragsdüse zum Aufbringen des Reinigungsfluids auf die Substrat-Oberseite auf. Das Reinigungsfluid ist insbesondere eine Reinigungsflüssigkeit, beispielsweise Wasser. Eine Vorrichtung nach Anspruch 5 gewährleistet in einfacher Weise eine wirtschaftliche chemische Behandlung des Halbleiter-Substrats. Durch die Entfernungseinrichtung kann das Fluid mittels der nachgeordneten ersten Auftragseinrichtung in einfacher Weise auf eine gereinigte Substrat- Oberseite aufgebracht werden. Hierdurch kann als Fluid sowohl ein Schutzfluid als auch ein Behandlungsfluid aufgebracht werden. Die Entfernungseinrichtung umfasst beispielsweise eine Walze, die das Reinigungs- fluid aufgrund eines Anpressdrucks von der Substrat-Oberseite entfernt. Weiterhin umfasst die Entfernungseinrichtung beispielsweise ein Gebläse, das das Reinigungsfluid aufgrund eines Fluidstroms, insbesondere eines Luftstroms, von der Substrat-Oberseite entfernt. Die Entfernungseinrichtung umfasst vorzugsweise ein Auffangbecken, das unterhalb der Halbleiter-Substrate angeordnet ist und entferntes Reinigungsfluid auffängt.

Eine Vorrichtung nach Anspruch 6 gewährleistet in einfacher Weise eine wirtschaftliche chemische Behandlung des Halbleiter-Substrats. Der mindestens eine Positionsmesssensor ermittelt eine Transportposition des jeweiligen Halbleiter-Substrats, die zur Ansteuerung der ersten Auftragsein- richtung dient. Der mindestens eine Positionsmesssensor ist insbesondere vor der Reinigungseinrichtung, und insbesondere vor der Vorbehandlungseinrichtung angeordnet, sodass die Reinigungseinrichtung und die erste Auftragseinrichtung in Abhängigkeit der ermittelten Transportposition des jeweiligen Halbleiter-Substrats angesteuert werden. Vorzugsweise ist ge- nau ein Positionsmesssensor entlang der Transportrichtung angeordnet, wobei die Reinigungseinrichtung und/oder die erste Auftragseinrichtung in Abhängigkeit der ermittelten Transportposition und einer ermittelten Transportgeschwindigkeit angesteuert werden. Eine Vorrichtung nach Anspruch 7 gewährleistet eine einfache und wirtschaftliche chemische Behandlung des Halbleiter-Substrats. Die Steuereinrichtung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass die Auftragspumpe der ersten Auftragseinrichtung und/oder der Reinigungseinrichtung in Abhän- gigkeit der ermittelten Transportposition und der ermittelten Transportgeschwindigkeit eingeschaltet und wieder abgeschaltet wird, sodass das Fluid und/oder das Reinigungsfluid exakt auf die Substrat-Oberseite aufgebracht wird. Eine Vorrichtung nach Anspruch 8 gewährleistet eine einfache chemische Behandlung des Halbleiter-Substrats. Das Vorbehandlungsbecken dient zur Ausbildung eines Flüssigkeitsbads des Vorbehandlungsfluids bzw. der Vorbehandlungsflüssigkeit und/oder zum Auffangen des aufgebrachten Vorbehandlungsfluids, das von dem Halbleiter-Substrat herabtropft. Das Vorbehandlungsfluid hat vorzugsweise eine abtragende Wirkung auf das Halbleiter-Substrat, wobei durch das teilweise bzw. schichtweise Abtragen des Halbleiter-Substrats der Begrenzungsbereich erzeugt wird. Vorzugsweise ist das Vorbehandlungsfluid eine flüssige Ätzlösung. Eine Vorrichtung nach Anspruch 9 gewährleistet eine einfache und wirtschaftliche chemische Behandlung des Halbleiter-Substrats. Dadurch, dass die Transportrollen entlang des Vorbehandlungsbeckens angeordnet sind und sich in das Vorbehandlungsbecken erstrecken, kann die Vorbehandlungsflüssigkeit während des Transports auf das Halbleiter-Substrat derart aufgebracht werden, dass der Begrenzungsbereich erzeugt wird. Das Halbleiter-Substrat wird beispielsweise indirekt mit der Vorbehandlungsflüssigkeit benetzt. Hierzu wird die Vorbehandlungsflüssigkeit, beispielsweise die flüssige Ätzlösung, mittels der Transportrollen auf die Substrat-Unterseite aufgebracht. Die Vorbehandlungsflüssigkeit bewegt sich aufgrund ihrer Oberflächenspannung selbsttätig zu den Substrat-Stirnseiten und benetzt diese zur Ausbildung des umlaufenden Begrenzungsbereichs. Bei einer direkten Benetzung wird das Halbleiter-Substrat mittels der Transportrollen nahe einem Flüssigkeitsbad der Vorbehandlungsflüssigkeit transportiert, sodass die Substrat-Unterseite direkt durch das Flüssigkeitsbad benetzt wird. Aufgrund ihrer Oberflächenspannung und/oder aufgrund einer Meniskusbildung kann sich die Vorbehandlungsflüssigkeit selbsttätig bis zu einem Kantenbereich auf der Substrat-Oberseite bewegen. Die Ausbildung des Begrenzungsbereichs erfolgt somit an den Substrat-Stirnseiten und ggf. an der Substrat-Oberseite. Die Vorbehandlungsflüssigkeit bewegt sich insbesondere durch ihre Oberflächenspannung und durch einen Kapillareffekt, der durch die Rauhigkeit der Substrat-Oberfläche entsteht, selbsttätig zu den Substrat-Stirnseiten und ggf. zu der Substrat-Oberseite. Hierzu wirkt die Substrat-Oberfläche vor der Vorbehandlung anziehend auf die Vorbe- handlungsflüssigkeit. Die Substrat-Oberfläche ist vor der Vorbehandlung insbesondere hydrophil ausgebildet. Das Vorbehandlungsbecken weist eine Länge derart auf, dass bei einer gewünschten Transportgeschwindigkeit eine Mindesteinwirkdauer des Vorbehandlungsfluids bzw. der Vorbehandlungsflüssigkeit gewährleistet ist. In entsprechender Weise erstrecken sich vorzugsweise die über dem Prozessbecken angeordneten Transportrollen in das Prozessbecken, sodass die Prozessflüssigkeit während des Transports auf die Substrat-Unterseite des Halbleiter-Substrats aufgebracht wird.

Eine Vorrichtung nach Anspruch 10 gewährleistet eine einfache und wirt- schaftliche chemische Behandlung des Halbleiter-Substrats. Durch die Füllstandsregelung wird in einfacher Weise das Aufbringen der Vorbe- handlungsflüssigkeit sichergestellt. Bei der indirekten Benetzung wird der Füllstand so geregelt, dass der Flüssigkeitspegel der Vorbehandlungsflüs- sigkeit derart unterhalb der Substrat-Unterseite, also unterhalb dem Höhen- niveau der Transportrollen liegt, dass die Transportrollen jederzeit in die Vorbehandlungsflüssigkeit eintauchen. Hierzu liegt der Flüssigkeitspegel weniger als einen Durchmesser der Transportrollen unterhalb der Substrat- Unterseite. Vorzugsweise liegt der Flüssigkeitspegel 1 mm bis 30 mm, ins- besondere 5 mm bis 25 mm und insbesondere 10 mm bis 20 mm unterhalb der Substrat-Unterseite. Bei einer direkten Benetzung wird der Füllstand so geregelt, dass der Flüssigkeitspegel 0 mm bis 5 mm unterhalb der Substrat- Unterseite liegt. Dies ist ausreichend, um die Substrat-Stirnseite und ggf. die Substrat-Oberseite mit der Vorbehandlungsflüssigkeit zu benetzen, so- dass der Begrenzungsbereich ausgebildet wird. Die Temperatur der Vorbehandlungsflüssigkeit liegt insbesondere in einem Temperaturbereich zwischen 5 °C und 25 °C, vorzugsweise bei Raumtemperatur. Die Vorbehandlungsflüssigkeit ist insbesondere als Ätzlösung ausgebildet, die einen Säure-Konzentrationsbereich zwischen 0,1 Gew.-% und 50 Gew.-%, insbeson- dere 0,1 Gew.-% und 5 Gew.-% hat. Als Säure dienen insbesondere Fluorwasserstoffsäure, Salpetersäure, Schwefelsäure und/oder Peroxophosphor- säure. Vorzugsweise weist die zweite Auftragseinrichtung eine entsprechende Füllstandsregelung für die in dem Prozessbecken aufgenommene Prozessflüssigkeit auf.

Eine Vorrichtung nach Anspruch 1 1 gewährleistet eine einfache und wirtschaftliche Behandlung des Halbleiter-Substrats. Durch die Transporteinrichtung wird das jeweilige Halbleiter-Substrat in der Transportrichtung horizontal transportiert. Durch die Regelung der Rotationsgeschwindigkeit der Transportrollen wird die Transportgeschwindigkeit des Halbleiter- Substrats in der Transportrichtung eingestellt, sodass bei einer möglichst hohen Transportgeschwindigkeit dennoch eine ausreichende Einwirkdauer der Vorbehandlungsflüssigkeit zur Ausbildung des Begrenzungsbereichs sichergestellt ist. Insbesondere ist durch die Rotationsgeschwindigkeitsre- gelung die Transportgeschwindigkeit des jeweiligen Halbleiter-Substrats exakt bekannt, sodass anhand der Transportgeschwindigkeit und einer einzigen ermittelten Transportposition die erste Auftragseinrichtung und/oder die Reinigungseinrichtung ansteuerbar ist, insbesondere ein- und aus- schaltbar ist.

Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das eine einfache und wirtschaftliche chemische Behandlung eines Halbleiter-Substrats ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechen den bereits beschriebenen Vorteilen der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere auch mit den Merkmalen der Ansprüche 1 bis 1 1 weitergebildet werden. Der Begrenzungsbereich wird insbesondere an den Substrat-Stirnseiten und/oder an der Substrat-Oberseite des Halbleiter-Substrats erzeugt. Der seitlich an dem Halbleiter-Substrat ausgebildete Begrenzungsbereich kann einfach erzeugt werden und ist ausreichend, um das Fluid auf der Substrat- Oberseite zu halten. Durch den an der Substrat-Oberseite erzeugten Begrenzungsbereich wird das Fluid wirkungsvoll auf der Substrat-Oberseite gehalten. Der Begrenzungsbereich wird insbesondere in einem Kantenbereich der Substrat-Oberseite ausgebildet. Der Kantenbereich ist ausgehend von einer umlaufenden Kante des Halbleiter-Substrats kleiner als 2 mm, insbesondere kleiner als 1 ,5 mm, und insbesondere kleiner als 1 mm. Vorzugsweise entspricht das Vorbehandlungsfluid dem Prozessfluid. Hierdurch wird das Vorhalten des Prozessfluids bzw. des Vorbehandlungsfluids vereinfacht. Ein Verfahren nach Anspruch 13 gewährleistet in einfacher Weise eine Reinigung der Substrat-Oberseite. Das Aufbringen des Reinigungsfluids auf die Substrat-Oberseite erfolgt insbesondere mittels einer Auftragsdüse. Das Reinigungsfluid ist insbesondere eine Reinigungsflüssigkeit, bei- spielsweise Wasser.

Ein Verfahren nach Anspruch 14 gewährleistet in einfacher Weise eine wirtschaftliche chemische Behandlung des Halbleiter-Substrats. Durch das Entfernen des Reinigungsfluids kann das Fluid in einfacher Weise auf eine gereinigte Substrat-Oberseite aufgebracht werden. Hierdurch kann als Fluid sowohl ein Schutzfluid als auch ein Behandlungsfluid aufgebracht werden. Das Entfernen erfolgt beispielsweise mittels einer Walze, die das Reinigungsfluid aufgrund eines Anpressdrucks von der Substrat-Oberseite entfernt. Weiterhin erfolgt das Entfernen beispielsweise mittels eines Geblä- ses, das das Reinigungsfluid aufgrund eines Fluidstroms, insbesondere eines Luftstroms, von der Substrat-Oberseite entfernt. Das entfernte Reinigungsfluid wird unterhalb der Halbleiter-Substrate beispielsweise mittels eines Auffangbeckens aufgefangen. Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorrichtung zur chemischen Behandlung eines Halbleiter- Substrats,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung der Vorbehandlungseinrichtung bei einer ersten Betriebsweise der Vorrichtung, Fig. 3 eine Draufsicht auf die Vorbehandlungseinrichtung gemäß Fig. 2, und

Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung der Vorbehandlungseinrichtung gemäß Fig. 2 bei einer zweiten Betriebsweise.

Eine Vorrichtung 1 weist zum horizontalen Transport von Halbleiter- Substraten 2 in einer Transportrichtung 3 eine Transporteinrichtung 4 auf. Weiterhin umfasst die Vorrichtung 1 eine Vorbehandlungseinrichtung 5, eine erste Reinigungseinrichtung 6, eine Entfernungseinrichtung 7, eine erste Auftragseinrichtung 8, eine zweite Auftragseinrichtung 9, eine zweite Reinigungseinrichtung 10 und eine Trocknungseinrichtung 1 1. Die Vorbehandlungseinrichtung 5 ist in der Transportrichtung 3 vor den Auftragseinrichtungen 8, 9 angeordnet. Die Halbleiter-Substrate 2 sind insbesondere als Halbleiter- Wafer, vorzugsweise als Silizium- Wafer ausgebildet.

Zum Transport der Halbleiter-Substrate 2 weist die Transporteinrichtung 4 eine Vielzahl von Transportrollen 12 auf, die von der Vorbehandlungseinrichtung 5 entlang der Transportrichtung 3 bis zu der Trocknungseinrich- tung 1 1 angeordnet sind. Die Transportrollen 12 werden mittels eines elektrischen Antriebsmotors 13 und einer nicht näher dargestellten Übertragungsmechanik drehangetrieben. Eine Rotationsgeschwindigkeit ω um eine jeweilige Rotationsachse 14 wird mittels eines Geschwindigkeitsmesssensors 15 gemessen. Vor der Vorbehandlungseinrichtung 5 ist weiterhin ein Positionsmesssensor 51 zur Ermittlung einer Transportposition xo des jeweiligen Halbleiter-Substrats 2 angeordnet.

Die Vorbehandlungseinrichtung 5 weist ein Vorbehandlungsbecken 16 auf, das zur Aufnahme eines Vorbehandlungsfluids 17 dient. Das Vorbehand- lungsfluid 17 ist als Flüssigkeit ausgebildet, die als Flüssigkeitsbad in dem Vorbehandlungsbecken 16 aufgenommen ist. Zur Messung eines Füllstandes h der Vorbehandlungsflüssigkeit 17 in dem Vorbehandlungsbecken 16 weist die Vorbehandlungseinrichtung 5 einen Füllstandsmesssensor 18 auf. Der Füllstandsmesssensor 18 ist beispielsweise an dem Vorbehandlungsbecken 16 angeordnet.

Das Vorbehandlungsbecken 16 weist in der Transportrichtung 3 eine Länge auf, die zwischen 0,3 m und 1,5 m, insbesondere zwischen 0,4 m und 1,2 m, und insbesondere zwischen 0,5 m und 0,8 m liegt. Die Transportrollen 12 erstrecken sich im Bereich des Vorbehandlungsbeckens 16 in das Vorbehandlungsbecken 16 und die darin aufgenommene Vorbehandlungsflüssigkeit 17. Zur Regelung des Füllstandes h weist die Vorbehandlungseinrichtung 5 einen Vorratsbehälter 19 auf, der über eine Leitung 20 und eine Pumpe 21 mit dem Vorbehandlungsbecken 16 verbunden ist.

In einer Steuereinrichtung 22 der Vorrichtung 1 ist eine Füllstandsregelung 23 implementiert, die in Signalverbindung mit dem Füllstandsmesssensor 18 und der Pumpe 21 ist. Weiterhin ist in der Steuereinrichtung 22 eine Rotationsgeschwindigkeitsregelung 24 für die Transportrollen 12 implementiert, die in Signalverbindung mit dem Geschwindigkeitsmesssensor 15 und dem Antriebsmotor 13 ist. Die Füllstandsregelung 23 und die Rotati- onsgeschwindigkeitsregelung 24 sind insbesondere Teil der Vorbehandlungseinrichtung 5.

Die erste Reinigungseinrichtung 6 ist in der Transportrichtung 3 nach der Vorbehandlungseinrichtung 5 angeordnet und dient zum Entfernen der Vorbehandlungsflüssigkeit 14 und zum Reinigen der Halbleiter-Substrate 2. Die Reinigungseinrichtung 6 weist eine Auftragsdüse 25 auf, die ober- halb der Transportrollen 12 und der darauf transportierten Halbleiter- Substrate 2 angeordnet ist. Die Auftragsdüse 25 dient zum Aufbringen eines Reinigungsfluids 26 auf die Halbleiter-Substrate 2 und insbesondere die jeweilige Substrat-Oberseite 27 der Halbleiter-Substrate 2. Die Auf- tragsdüse 25 ist über eine Leitung 28 und eine zugehörige Auftragspumpe 29 mit einem Vorratsbehälter 30 verbunden. Die Auftragspumpe 29 ist in Signalverbindung mit der Steuereinrichtung 22. Das Reinigungsfluid 26 ist als Reinigungsflüssigkeit ausgebildet. Vorzugsweise ist die Reinigungsflüssigkeit 26 Wasser, insbesondere destilliertes Wasser.

Die Entfernungseinrichtung 7 ist in der Transportrichtung 3 nach der ersten Reinigungseinrichtung 6 angeordnet. Die Entfernungseinrichtung 7 umfasst ein oberhalb der Transportrollen 12 angeordnetes Entfernungselement 31 und ein unterhalb der Transportrollen 12 angeordnetes Auffangbecken 32. Das Entfernungselement 31 ist beispielsweise als Walze ausgebildet, die mit einem Anpressdruck gegen die Substrat-Oberseite 27 des jeweiligen Halbleiter-Substrats 2 anliegt und die Reinigungsflüssigkeit 26 von der Substrat-Oberseite 27 in das Auffangbecken 32 drückt. Alternativ ist das Entfernungselement 31 beispielsweise als Gebläse ausgebildet, das die Reinigungsflüssigkeit 26 mittels eines auf die Substrat-Oberseite 27 gerichteten Fluidstroms, insbesondere eines Luftstroms, von der Substrat- Oberseite 27 in das Auffangbecken 32 entfernt.

Die Auftragseinrichtungen 8, 9 sind in der Transportrichtung 3 nach der Entfernungseinrichtung 7 angeordnet. Die erste Auftragseinrichtung 8 dient zum Auftragen eines Fluids 33 auf die jeweilige Substrat-Oberseite 27 der Halbleiter-Substrate 2. Die erste Auftragseinrichtung 8 weist eine Auftragsdüse 34 auf, die oberhalb der Transportrollen 12 und der darauf transportierten Halbleiter-Substrate 2 angeordnet ist. Die Auftragsdüse 34 ist über eine Leitung 35 und eine zugehörige Auftragspumpe 36 mit einem Vorratsbehälter 37 verbunden. Die Auftragspumpe 36 ist in Signalverbindung mit der Steuereinrichtung 22. Das Fluid 33 ist insbesondere als Flüssigkeit ausgebildet.

Die zweite Auftragseinrichtung 9 dient zum Aufbringen eines Prozessflu- ids 38 auf eine jeweilige Substrat-Unterseite 39 der Halbleiter-Substrate 2. Das Prozessfluid 38 ist als Flüssigkeit ausgebildet, die in einem Prozessbecken 40 aufgenommen ist. Die zweite Auftragseinrichtung 9 weist entspre- chend der Vorbehandlungseinrichtung 5 einen Füllstandsmesssensor 41 , einen Vorratsbehälter 42, der über eine Leitung 43 und eine Pumpe 44 mit dem Prozessbecken 40 verbunden ist, und eine Füllstandsregelung 45 auf. Hinsichtlich des Aufbaus der zweiten Auftragseinrichtung 9 wird auf die Beschreibung der Vorbehandlungseinrichtung 5 verwiesen.

Das Prozessbecken 40 weist ein erstes Ende 46 und ein in der Transportrichtung 3 nachgeordnetes zweites Ende 47 auf, wobei das Prozessbecken 40 zwischen den Enden 46, 47 eine Länge L hat. Die erste Auftragseinrichtung 8, insbesondere deren Auftragsdüse 34 ist oberhalb des Prozessbe- ckens 40 angeordnet. Die Auftragsdüse 34 hat von dem ersten Ende 46 einen Abstand A, wobei gilt: 0,01 · L < A < 0,3 · L, insbesondere 0,05 · L < A < 0,25 · L, und insbesondere 0,1 · L < A < 0,2 · L.

Die zweite Reinigungseinrichtung 10 und die nachgeordnete Trocknungs- einrichtung 1 1 sind in der Transportrichtung 3 nach den Auftragseinrichtungen 8, 9 angeordnet.

Die Funktionsweise der Vorrichtung 1 ist in einer ersten Betriebsweise wie folgt: Die Vorbehandlungseinrichtung 5 dient zur Erzeugung eines umlaufenden Begrenzungsbereichs 48 an dem jeweiligen Halbleiter-Substrat 2, der das nachfolgend mittels der ersten Auftragseinrichtung 8 aufzubringende Fluid 33 bzw. die aufzubringenden Flüssigkeit auf der Substrat-Oberseite 27 eingrenzt, sodass die Flüssigkeit 33 auf der Substrat-Oberseite 27 gehalten wird. Hierzu wird der Füllstand h in dem Vorbehandlungsbecken 16 mittels der Füllstandsregelung 23 so geregelt, dass die Transportrollen 12 in das Flüssigkeitsbad aus der Vorbehandlungsflüssigkeit 17 eintauchen. Die Transportrollen 12 nehmen bei ihrer Rotation um die zugehörigen Rotationsachsen 14 Vorbehandlungsflüssigkeit 17 aus dem Flüssigkeitsbad mit, sodass die Substrat-Unterseiten 39 des jeweiligen Halbleiter-Substrats 2 mittels der Transportrollen 12 indirekt benetzt wird. Beispielsweise ist ein Abstand d zwischen einem Flüssigkeitspegel S der Vorbehandlungsflüssig- keit 17 und der Substrat-Unterseite 39 zwischen 5 mm und 10 mm. Von der Substrat-Unterseite 39 bewegt sich die Vorbehandlungsflüssigkeit 17 selbsttätig zu den umlaufenden Substrat-Stirnseiten 49.

Die Vorbehandlungsflüssigkeit 17 ist als Ätzlösung ausgebildet und weist insbesondere Fluorwasserstoffsäure und/oder Salpetersäure auf. Die Konzentration der Fluorwasserstoffsäure und/oder der Salpetersäure beträgt zwischen 0,1 Gew.-% bis 50 Gew.-%, insbesondere 0,1 Gew.-% bis 5 Gew.-%. Die Temperatur der Vorbehandlungsflüssigkeit 17 beträgt zwischen 7 °C und 25 °C, beispielsweise 20 °C. Die Einwirkdauer der Vorbe- handlungsflüssigkeit 17 wird über die Rotationsgeschwindigkeit ω der Transportrollen 12 und/oder die Länge des Vorbehandlungsbeckens 16 eingestellt. Durch die als Ätzlösung ausgebildete Vorbehandlungsflüssigkeit 17 wird an den Substrat-Stirnseiten 49 eine die Vorbehandlungsflüssigkeit 17 anziehende obere Schicht abgeätzt, sodass eine die Vorbehandlungsflüssig- keit 17 abweisende untere Schicht freigelegt wird. Vorzugsweise ist die die Vorbehandlungsflüssigkeit 17 abweisende untere Schicht hydrophob ausgebildet. Durch das Freilegen der unteren Schicht reißt der Kontakt zu der Vorbehandlungsflüssigkeit 17 selbsttätig ab, sodass die Ätzrate sinkt und der Ätzvorgang selbstständig stoppt. Durch den Ätzvorgang ist somit der umlaufende Begrenzungsbereich 48 an den Substrat-Stirnseiten 49 erzeugt worden, der einen Innenraum 50 an der Substrat-Oberseite 27 umlaufend begrenzt.

Das jeweilige Halbleiter-Substrat 2 wird anschließend zu der ersten Reinigungseinrichtung 6 transportiert, die mittels der Auftragsdüse 25 das Rei- nigungsfluid 26 bzw. die Reinigungsflüssigkeit auf die Substrat-Oberseite 27 aufbringt. Die Auftragspumpe 29 wird in Abhängigkeit der ermittelten Transportposition xo und der aus der Rotationsgeschwindigkeit ω ermittelten Transportgeschwindigkeit eingeschaltet und anschließend wieder ausgeschaltet, sodass das Reinigungsfluid 26 ausschließlich auf die jeweilige Substrat-Oberseite 27 aufgebracht wird. Die Reinigungsfluid 26 wird anschließend mittels der Entfernungseinrichtung 7 von der jeweiligen Substrat-Oberseite 27 wieder entfernt, sodass die Vorbehandlungsflüssigkeit 17 von der Substrat-Oberfläche bzw. der Substrat-Oberseite 27 abgespült wird. Die mit der Reinigungsfluid 26 abgespülte Vorbehandlungsflüssig- keit 17 wird unterhalb der Transportrollen 12 in dem Auffangbecken 32 gesammelt und/oder entsorgt. Die Reinigungsfluid 26 ist derart ausgebildet, dass dieses durch den Begrenzungsbereich 48 eingegrenzt wird, sodass das Reinigungsfluid auf der Substrat-Oberseite 27 gehalten wird. Durch den Begrenzungsbereich 48 ist lediglich eine grobe Dosierung des Reini- gungsfluids 26 erforderlich.

Anschließend wird das jeweilige Halbleiter- Substrat 2 zu den Auftragsein- richtungen 8, 9 transportiert. Mittels der Auftragsdüse 34 wird das Fluid 33 bzw. die Flüssigkeit auf die Substrat-Oberseite 27 aufgebracht. Hierzu wird die Auftragspumpe 36 in Abhängigkeit der ermittelten Transportposition xo und der aus der Rotationsgeschwindigkeit ω ermittelten Transportgeschwindigkeit mittels der Steuereinrichtung 22 ein- und ausgeschaltet, so- dass das Fluid 33 ausschließlich auf die jeweilige Substrat-Oberseite 27 aufgebracht wird.

Das Fluid 33 ist beispielsweise als Schutzfluid bzw. als Schutzflüssigkeit ausgebildet. Die Schutzflüssigkeit 33 wird durch den Begrenzungsbereich 48 eingegrenzt, sodass diese auf der Substrat-Oberseite 27 gehalten wird. Durch den Begrenzungsbereich 48 ist lediglich eine grobe Dosierung der Schutzflüssigkeit 33 erforderlich. Dadurch, dass die Auftragsdüse 34 oberhalb des Prozessbeckens 40 und nahe dem ersten Ende 46 angeordnet ist, wird die Schutzflüssigkeit 33 einerseits rechtzeitig vor der Behandlung der Substrat-Unterseite 39 mit dem Prozessfluid 38 aufgebracht und andererseits jedoch so spät wie möglich, sodass die Schutzflüssigkeit 33 während der Behandlung der Substrat-Unterseite 39 die Substrat-Oberseite 27 vollständig bedeckt und sich insbesondere nicht selbsttätig, beispielsweise infolge der Oberflächenspannung, aus den Ecken des Innenraums 50 zurück- zieht. Ein Nachdosieren der Schutzflüssigkeit 33 mittels einer weiteren Auftragseinrichtung ist somit nicht erforderlich. Die Schutzflüssigkeit 33 ist vorzugsweise als Wasser, insbesondere destilliertes Wasser ausgebildet. Aufgrund der Schutzflüssigkeit 33 auf der Substrat-Oberseite 27 wird die Substrat-Oberseite 27 vor einer unerwünschten chemischen Behandlung durch die Prozessflüssigkeit 38 geschützt. Dadurch, dass die Schutzflüssigkeit 33 innerhalb des Begrenzungsbereichs 48 gehalten wird, tropft diese nicht in das Prozessbecken 40 und verunreinigt bzw. verdünnt die Prozessflüssigkeit 38. Hierdurch wird ein Nachdosieren der Prozessflüssigkeit 38 zur Erhaltung der ätzenden Wirkung vermieden, wodurch der Chemikalienverbrauch sinkt.

Das Fluid 33 ist weiterhin beispielsweise als Behandlungsfluid, insbesondere als Behandlungsflüssigkeit ausgebildet. Die Behandlungsflüssigkeit 33 wird vorzugsweise durch den Begrenzungsbereich 48 eingegrenzt, sodass diese auf der Substrat-Oberseite 27 gehalten wird. Entspricht die Behandlungsflüssigkeit 33 der Prozessflüssigkeit 38, so ist ein Herabtropfen der Behandlungsflüssigkeit 33 ohnehin unproblematisch. Die Behandlungsflüssigkeit 33 ist vorzugsweise eine flüssige Ätzlösung.

Je nach Bedarf ist das Fluid 33 somit als ein Schutzfluid oder ein Behandlungsfluid, insbesondere eine Schutzflüssigkeit oder eine Behandlungsflüssigkeit, gewählt. Hierzu muss in den Vorratsbehälter 37 entweder ein Schutzfluid oder ein Behandlungsfluid eingebracht werden. Mittels der Vorrichtung 1 können somit verschiedene Behandlungsprozesse durch einfachen Austausch des in dem Vorratsbehälter 37 enthaltenen Fluids 33 durchgeführt werden.

Die zweite Auftragseinrichtung 9 bringt mittels der Transportrollen 12 das Prozessfluid 38 bzw. die Prozessflüssigkeit auf die Substrat-Unterseite 39 auf. Die Prozessflüssigkeit 38 ist als Ätzlösung ausgebildet und enthält Fluorwasserstoffsäure und/oder Salpetersäure zur chemischen Behandlung des jeweiligen Halbleiter-Substrats 2 an der Substrat-Unterseite 39. Vorzugsweise sind die Vorbehandlungsflüssigkeit 17 und die Prozessflüssig- keit 38 identisch ausgebildet, sodass lediglich eine Ätzlösung vorgehalten werden muss. Insbesondere kann diese Ätzlösung in einem gemeinsamen Vorratsbehälter 19, 42 vorgehalten werden. Der Füllstand in dem Prozessbecken 40 wird mittels des Füllstandsmesssensors 41, der Pumpe 44 und der Füllstandsregelung 45 entsprechend der Vorbehandlungseinrichtung 5 geregelt.

Nach der chemischen Behandlung wird das jeweilige Halbleiter-Substrat 2 in der Reinigungseinrichtung 10 gereinigt und anschließend in der Trock- nungseinrichtung 1 1 getrocknet. Das jeweilige chemisch behandelte Halbleiter-Substrat 2 steht nun für weitere Bearbeitungsschritte zur Verfügung.

Die Funktionsweise der Vorrichtung 1 ist in einer zweiten Betriebsweise wie folgt:

Im Unterschied zu der ersten Betriebsweise wird der Füllstand h in dem Vorbehandlungsbecken 16 so geregelt, dass die Vorbehandlungsflüssigkeit 17 die Substrat-Unterseite 39 des jeweiligen Halbleiter-Substrats 2 direkt und/oder durch Meniskusbildung direkt benetzt. Der Füllstand h wird so geregelt, dass der Flüssigkeitspegel S einen Abstand d zwischen 0 mm und 5 mm hat. Durch den Flüssigkeitspegel S wird die Substrat-Unterseite 39 somit direkt mit der Vorbehandlungsflüssigkeit 17 benetzt. Die Vorbehandlungsflüssigkeit 17 bewegt sich selbsttätig an den umlaufenden Substrat- Stirnseiten 49 entlang zu der Substrat-Oberseite 27. An der Substrat- Oberseite 27 benetzt die Vorbehandlungsflüssigkeit 17 einen umlaufenden Randbereich von 1 mm bis 10 mm. Die Vorbehandlungsflüssigkeit 17 ätzt die obere Schicht an den Substrat-Stirnseiten 49 und teilweise in dem Randbereich an der Substrat-Oberseite 27 ab, sodass die darunter liegende untere Schicht, die auf das Reinigungsfluid 26 und das Fluid 33 abweisend wirkt, freigelegt wird. Aufgrund des selbstlimitierenden Ätzvorgangs wird an der Substrat-Oberseite 27 die untere Schicht lediglich in einem umlaufenden Kantenbereich von bis zu 1 mm freigelegt, wohingegen in dem restlichen Randbereich die obere Schicht nur angeätzt wird. Die Substrat- Stirnseiten 49 und der freigelegte Kantenbereich an der Substrat-Oberseite 27 bilden somit den umlaufenden Begrenzungsbereich 48 aus.

Das jeweilige vorbehandelte Halbleiter-Substrat 2 wird anschließend zu der ersten Reinigungseinrichtung 6 und zu der Entfernungseinrichtung 7 sowie anschließend zu den Auftragseinrichtungen 8, 9 transportiert. Der umlaufende Begrenzungsbereich 48 grenzt wiederum das Reinigungsfluid 26 und das Fluid 33, insbesondere die Schutzflüssigkeit, an der Substrat-Oberseite 27 ein. Hinsichtlich der weiteren Betriebsweise wird auf die Beschreibung der ersten Betriebsweise verwiesen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 und das erfindungsgemäße Verfahren eigenen sich insbesondere zur Bearbeitung von Solarzellen, die texturiert, beschichtet, thermisch diffundiert, ionenimplantiert und/oder thermisch, nasschemisch und/oder natürlich oxidiert wurden.