(57)【要約】  シリコンから成る太陽電池のための基板（１３）を処理する方法において、複数回のエッチング後に、脱イオン水で該基板を洗浄する（１８）。その後、複数の乾燥場（２２，２５）内で該基板（１３を加熱乾燥する。その後に、酸化場（３０）内で、或る量のオゾンを有する酸化ガス（３４）により該加熱された基板（１３）を酸化する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基板（１３）（特に太陽電池）を処理する方法であって、該基板（１３）は、シリコンを含むか、又はそれらの外側に少なくともシリコン材料を含み、処理中に該基板の複数回のエッチングを行なって、該複数回のエッチングの間に水又は脱イオン水（２０）による複数回の洗浄を行ない、最終的に該基板（１３）を加熱乾燥して、該基板をできる限り十分に乾燥させて水を除去し、その後に、少なくとも少量のオゾンを含むガス混合物（３４）により該基板（１３）又は該基板表面の酸化を行なうことを特徴とする、前記方法。
【請求項２】
加熱されたガスにより前記基板（１３）を加熱乾燥することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記酸化のための前記ガス混合物（３４）は、Ｎ２、Ｏ２及びＯ３から成る群から選択される成分を含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記加熱乾燥工程中に、前記基板（１３）は、少なくとも５０℃、好ましくは、少なくとも１００℃〜１５０℃の温度へ昇温されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記加熱乾燥工程の直前に、脱イオン水（２０）で前記基板（１３）をさらに洗浄することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
インライン法において行なうことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
太陽電池又は太陽電池ウエハーのための基板（１３）を処理するための請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法の使用。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法により処理されたことを特徴とする太陽電池ウエハー（１３）。
【請求項９】
シリコンでコーティングされていることを特徴とする、請求項８に記載の太陽電池ウエハー。
【請求項１０】
シリコンから成ることを特徴とする、請求項８に記載の太陽電池ウエハー。
【請求項１１】
複数の基板（１３）（特に太陽電池）のための処理装置であって、該基板は、シリコンを含むか、又はそれらの外側に少なくともシリコン材料を含み、該処理装置（１１）は、該基板（１３）のための少なくとも１つのエッチング装置（１５）、及び水又は脱イオン水（３４）による少なくとも１つの洗浄装置（１８）を備え、かつ該処理装置（１１）は、該基板（１３）の表面をできる限り十分に乾燥させて水を除去するために、加熱手段（２４，２７）を有する少なくとも１つの乾燥場（２２，２５）を備え、そして該乾燥場（２２，２５）の下流に、少なくとも少量のオゾンを含むガス混合物（３４）の導入を用いる該基板（１３）又は該基板表面のための酸化場（３０）が配置されていることを特徴とする、処理装置。
【請求項１２】
２つの乾燥場（２２，２５）を備えることを特徴とする、請求項１１に記載の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
技術分野及び背景技術
本発明は、請求項１の記載によれば、基板（特に太陽電池ウエハー）を処理する方法に関する。さらに、本発明は、このような方法により処理された基板（特に太陽電池ウエハー）、及び該方法を行なうための処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
単結晶又は多結晶ｐ−Ｓｉウエハーを用いる従来の太陽電池の製造中に、一例として、表面の吸収性を向上させるために、エッチング処理により該表面は表面加工されることが多い。例えば、単結晶シリコンの場合には、水酸化ナトリウム溶液又は水酸化カリウム溶液とイソプロピルアルコールとの混合物を用いて、前記エッチング処理は行われる。多結晶シリコンは、フッ化水素酸及び硝酸から成る溶液を用いてエッチングされる。さらに、その後にエッチング−洗浄工程が行われる。切断損傷を無くすために基板の切断後にエッチングし、かつ洗浄するための或る標準的なプロセスは、最初に脱イオン水による洗浄を行ない、次に上述の溶液を用いて表面加工及び切断損傷エッチングを行なう工程を提供する。次に、脱イオン水による洗浄がもう一度行なわれ、その後に、場合により存在する多孔質ケイ素及びＳｉＮ複合体の薄層を除去するためにＫＯＨエッチング又はＮａＯＨエッチングが行なわれる。次に、脱イオン水による洗浄がもう一度行なわれ、その後に中和及び残留微量金属の除去のためのＨＣｌエッチングが行われる。この後に、脱イオン水による新たな洗浄を伴うＨＦエッチングが行なわれ、次に乾燥が行われる。次に、後の拡散処理のためにシリコンウエハーの表面が調製される。
【０００３】
前記拡散処理中に、ｐｎ接合が、リンの約０．５μｍの深さへの拡散によりシリコン内に形成される。次に、そのｐｎ接合は、太陽電池の運転中に光により形成された電荷キャリアを隔離する。前記ｐｎ接合を形成するために、ウエハーは、リン源が存在する炉内で約８００℃〜９５０℃へ加熱される。この場合、リンはシリコン表面中に入り込み、結果として、リンをドープされた層が形成される。正に導電しているホウ素ドープ型基材とは対照的に、前記層は負に導電している。この処理中、リンガラスが、該表面で生成し、次の工程ではＨＦ酸を用いるエッチングにより除去される。その後、８０ｎｍ付近の厚さを有し、かつ通常はＳｉＮ：Ｈから成る層が、反射率の減少及びシリコン表面での不動態化のために塗布される。最後に、金属接触物が、スクリーン印刷法などにより前側及び後側に塗布される。しかしながら、これらには、Ｈ２Ｏ分子がＳｉＯ２構造中に組み込まれることによって、定性的に最適ではない酸化物が形成されるという欠点がある。このように不動態化された表面の電荷キャリアの寿命測定では、例えば、熱的に形成された酸化物と比べて、かなり悪い値が示される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
課題及び課題を解決するための手段
本発明は、背景技術における問題を避けることができ、具体的には太陽電池ウエハーの場合に、具体的には基板のより良好な性質を提供できる、上記導入部で説明された方法、さらには前記方法の使用、並びに前記方法により処理された太陽電池ウエハー及び対応する処理装置を提供するという課題に基づく。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題は、請求項１に記載の構成要件を含む方法、請求項７に記載の構成要件を含む使用、請求項８に記載の構成要件を含む太陽電池ウエハー、及び請求項１１に記載の構成要件を含む処理装置により達成される。本発明の有利で好ましい形態は、さらなる従属請求項の対象であり、かつ下記でより詳細に説明される。幾つかの構成要件は、基本的な発明概念の１つのみについて説明されているが、本発明の全態様について適合するものである。請求項の文言は、特定の参照により本明細書の内容に援用される。さらに、２００８年９月１５日付の優先権独国出願第１０２００８０４８５４０．３号の文言が、特定の参照により本明細書の内容に援用される。
【０００６】
本方法の場合には、基板のエッチング工程が複数回行なわれ、水又は脱イオン水を使用する複数の洗浄工程がそれらの間に行われる。本発明によれば、最終的に、その基板を加熱乾燥して、その基板からできる限り水を除去して、その基板を乾燥させる。その後に、少なくとも少量のオゾンを含むガス混合物により基板又はその表面の酸化が行われる。それにより、以前の湿式酸化とは明確に異なって、いわゆる乾式酸化の場合には、シリコン（ケイ素）層中へのＨ２Ｏ分子の取り込みを避けることができる。この場合、加熱乾燥工程は、加熱されたガス混合物により行われることができる。
【０００７】
有利には、キャリアガスとしてＮ２、Ｏ２又はＯ３を含むガス混合物、さらには、例えば複数のこれらの化合物の混合物が、酸化又はいわゆる乾式酸化に使用されることができる。
【０００８】
基板の加熱乾燥工程は室温で行なわれてもよいが、原理上は、より高温（例えば、少なくとも５０℃）への加熱が有利に提供される。とりわけ有利には、少なくとも１００℃〜１５０℃への加熱が行われる。
【０００９】
本発明の一態様では、基板の加熱乾燥工程前に、つまり、例えば最後のＨＦエッチング後に、脱イオン水によるさらなる洗浄工程が、さらに行なわれることができる。
【００１０】
本方法は、有利にはインライン法において、代替的には回分法において行われる。したがって、効率的な実施によって高生産性を達成することが可能である。
【００１１】
上述の本方法は多くの目的に使用されることができるが、とりわけ有利には、太陽電池又は太陽電池ウエハーのための基板を処理するために使用される。また、これに関しては、上述のインライン法又は回分法は、大容量を処理するために適することが明らかである。
【００１２】
本発明に係る方法により処理された太陽電池ウエハーは、このように処理されたシリコン（ケイ素）層を含むか、又はほぼシリコン材料から成ることができる。
【００１３】
本発明による基板のための処理装置は、少なくとも１つの、該基板のためのエッチング装置、及び少なくとも１つの、水又は脱イオン水による洗浄装置を備える。さらに、該基板の表面をできる限り十分に乾燥させて水を除去するために、少なくとも１つの、加熱手段を備える乾燥場が備わっており、そして該乾燥場の下流に、少なくとも少量のオゾンを含むガス混合物の導入を用いる該基板又は該基板表面のための酸化場が配置されている。様々な装置及び作業場を備えた具体的な処理装置の特定の実施形態が、上述の方法の工程から推測されることができ、それに適合されることができる。
【００１４】
これらの及びさらなる構成要件は、特許請求の範囲だけでなく、明細書及び図面からも明らかであり、個別の構成要件は、それら自体の各場合において、又は本発明の実施形態及び他の分野におけるサブコンビネーションの複数の形態として理解されることができ、かつ本願において保護が請求される有利で本質的に保護可能な実施形態を構成できる。個別の項目及び副題への本願の下位区分は、それによる供述の多様性を制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、処理装置１１を示す概略図であり、図１自体で説明されるためのものであり、かつそれに基づいて本発明による方法も説明される。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
典型的な実施形態の詳細な説明
処理装置１１には複数の基板（それらの１つの基板１３が図示されている）が提供される。それは、移動方向Ｔに向けて動き、そして従来の態様で構成されることができるエッチング装置１５から来る。基板１３又は一連の連続的な基板（それらは明確化のために本図面では示されていない）の輸送は、複数のローラー１６上で行なわれ、そして複数のローラー１６は一種のローラーコンベヤーを形成する。
【００１７】
エッチング装置１５の下流では、基板１３が濯ぎ場１８を通過する。基板の表面を濯ぐか、又は洗浄するために、複数の濯ぎノズル１９によって、上下から脱イオン水２０が基板１３に掛けられる。また、このような濯ぎ場は、エッチング装置１５の上流に提供されることもできる。
【００１８】
濯ぎ場１８の下流では、基板１３が移動方向Ｔで第一の乾燥場２２を通過する。前記乾燥場は、ファン２３を備え、さらに加熱手段２４も備える。例として、通常の電熱器、又は放射加熱部品、さらには従来のファンがこの目的のために使用されることができる。ファン動作により、最初に、基板１３の表面上にあった水が除去されるか、又は両端から吹き飛ばされる。さらに、加熱手段２４の影響の結果として、水の一部分は蒸発する。さらに、加熱工程は、後酸化のための基板の有利な調製に役立つことができる。
【００１９】
第一の乾燥場２２の下流には、ファン２６及び加熱手段２７も備える第二の乾燥場２５が続く。２つの乾燥場は、装置１１が連続運転で運転されることができるように本明細書では提供され、そして基板１３が実際に乾燥させられ、そして適切な場合には加熱されることも確実になる。また、それらは同一でよい。
【００２０】
第二の乾燥場２５の下流では、基板１３がロック２８を通過して酸化場３０中に入る。その後方では、（ノズル３３が、基板１３又は輸送に役立っているローラー１６の上に提供されている）チャンバ３１が備わっている。ノズル３３により、酸化ガス３４が、基板１３又はその表面の酸化のためのチャンバ３１中に導入される。次に、ロック３５により、基板１３は酸化場３０から排出させられる。
【００２１】
上記で説明した通り、乾燥場２２及び２５では、基板１３は、少なくとも５０℃へ、有利には、さらに高温（例えば、１００℃〜１５０℃）へ加熱される。この加熱工程は、基板のより良好な乾燥（つまり、水の除去）だけでなく、酸化のための調製になることによって、例えば、リン拡散のために表面の最適化された不動態化及び調製が、事後的に可能になる。さらに、乾燥場での加熱の結果として、専用の加熱器又は加熱手段なしで後酸化が装置内で起こることが可能であり、その場合には、加熱の結果として酸化もより良好に進む。また、形成されたシリコン構造体又はＳｉＯ２構造体中へのＨ２Ｏ分子の新たな取り込みも、酸化場３０内における乾式酸化の結果として回避される。具体的には、このＨ２Ｏ分子の取り込みによって、電荷キャリアの寿命測定値の場合において、本発明の乾燥及び加熱態様で酸化された基板より悪い値になる。
【００２２】
導入部で説明した通り、酸化場３０内の酸化ガス３４は、窒素、酸素又はオゾンでよい。しかしながら、とりわけ、後者がその高生産性のために酸化に最適であるから、いずれにしても、少なくとも微量のオゾンは含まれるべきである。
【図１】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年6月29日(2011.6.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基板（１３）を処理する方法であって、該基板（１３）は、シリコンを含むか、又はそれらの外側に少なくともシリコン材料を含み、処理中に該基板の複数回のエッチングを行なって、該複数回のエッチングの間に水又は脱イオン水（２０）による複数回の洗浄を行ない、最終的に該基板（１３）を加熱乾燥して、該基板を乾燥させて水を除去し、その後に、オゾンを含むガス混合物（３４）により該基板（１３）又は該基板表面の酸化を行なうことによって、該基板（１３）を乾式酸化することを特徴とする、前記方法。
【請求項２】
加熱されたガスにより前記基板（１３）を加熱乾燥することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記酸化のための前記ガス混合物（３４）は、Ｎ２、Ｏ２及びＯ３から成る群から選択される成分を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記加熱乾燥工程中に、前記基板（１３）は、少なくとも５０℃の温度へ昇温されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記加熱乾燥工程の直前に、脱イオン水（２０）で前記基板（１３）をさらに洗浄することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
インライン法において行なうことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記基板（１３）は太陽電池又は太陽電池ウエハーである、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法により処理されたことを特徴とする太陽電池ウエハー（１３）。
【請求項９】
シリコンでコーティングされていることを特徴とする、請求項８に記載の太陽電池ウエハー。
【請求項１０】
シリコンから成ることを特徴とする、請求項８に記載の太陽電池ウエハー。
【請求項１１】
複数の基板（１３）のための処理装置であって、該基板は、シリコンを含むか、又はそれらの外側に少なくともシリコン材料を含み、該処理装置（１１）は、該基板（１３）のための少なくとも１つのエッチング装置（１５）、及び水又は脱イオン水（３４）による少なくとも１つの洗浄装置（１８）を備え、かつ該処理装置（１１）は、該基板（１３）の表面を乾燥させて水を除去するために、加熱手段（２４，２７）を有する少なくとも１つの乾燥場（２２，２５）を備え、そして該乾燥場（２２，２５）の下流に、オゾンを含むガス混合物（３４）の導入を用いる該基板（１３）又は該基板表面のための酸化場（３０）が配置されていることを特徴とする、処理装置。
【請求項１２】
２つの乾燥場（２２，２５）を備えることを特徴とする、請求項１１に記載の処理装置。
【国際調査報告】
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