METHOD FOR PRODUCING TEXTURES OR POLISHES ON THE SURFACE OF MONOCRYSTALLINE SILICON WAFERS
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Texturen oder von Polituren auf der Oberfläche von monokristallinen Siliziumwafern durch anisotrope Ätzprozesse. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erzeugung von Texturen oder von Polituren auf der Oberfläche von monokri...
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| Format: | Patent |
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| creator | STAPF, ANDRE GONDEK, CHRISTOPH LIPPOLD, MARCUS KROKE, EDWIN |
| description | Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Texturen oder von Polituren auf der Oberfläche von monokristallinen Siliziumwafern durch anisotrope Ätzprozesse. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erzeugung von Texturen oder von Polituren auf der Oberfläche von monokristallinen Siliziumwafern zu entwickeln, bei dem preiswerte leicht zugängliche nicht-toxische Rohstoffe eingesetzt werden können, das energiesparend nahe Raumtemperatur durchführbar ist, in dem gleichzeitig die Reinigung und die Texturierung bzw. Polierung der Waferoberfläche geschieht, bei dem weniger toxische Abgase freigesetzt werden und geringere Abwassermengen entstehen, mit dem eine höhere Abtragsrate als beim Einsatz von alkalischen Lösungen erreicht werden kann, sodass eine In-Line Prozessierung möglich ist und welches sowohl auf SiC-Slurry- gesägten als auch Diamantdraht-gesägten Siliziumwafern vergleichbare Texturen erzeugt. Überraschend wurde gefunden, dass bei der Verwendung von wässrigen Gemischen aus Flusssäure (HF), Salzsäure (HC1) und einem zugesetzten Oxidationsmittel oder wässrigen Lösungen aus Flusssäure (HF) und zugeführtem Chlor (Cl2) als Ätzlösungen bei der Behandlung von monokristallinen Silizium(100) -Wafern Pyramiden mit quadratischer Grundfläche erzeugt werden. Bevorzugt wurden Ammoniumperoxodisulfat ((NH4) 2S2O8), Natriumperoxodisulfat (Na2S2O8), Wasserstoffperoxid (H2O2), Kaliumpermanganat (KMn O4), Ozon (O3), und Salpetersäure (HNO3) als Oxidationsmittel eingesetzt.
The invention relates to a method for producing textures or polishes on the surface of monocrystalline silicon wafers by means of anisotropic etching processes. The problem addressed by the invention is that of developing a method for producing textures or polishes on the surface of monocrystalline silicon wafers in which economical, easily accessible, non-toxic raw materials can be used, which can be performed near room temperature in an energy-saving manner, in which the cleaning and the texturing or polishing of the wafer surface occur simultaneously, in which less toxic exhaust gases are released and smaller amounts of waste water are produced, by means of which a higher removal rate than with the use of alkaline solutions can be achieved such that in-line processing is possible, and which produces comparable textures on both SiC-slurry-sawed silicon wafers and diamond-wire-sawed silicon wafers. Surprisingly, it was found that pyramids having a square base are produced |
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The invention relates to a method for producing textures or polishes on the surface of monocrystalline silicon wafers by means of anisotropic etching processes. The problem addressed by the invention is that of developing a method for producing textures or polishes on the surface of monocrystalline silicon wafers in which economical, easily accessible, non-toxic raw materials can be used, which can be performed near room temperature in an energy-saving manner, in which the cleaning and the texturing or polishing of the wafer surface occur simultaneously, in which less toxic exhaust gases are released and smaller amounts of waste water are produced, by means of which a higher removal rate than with the use of alkaline solutions can be achieved such that in-line processing is possible, and which produces comparable textures on both SiC-slurry-sawed silicon wafers and diamond-wire-sawed silicon wafers. Surprisingly, it was found that pyramids having a square base are produced when aqueous mixtures of hydrofluoric acid (HF), hydrochloric acid (HCl), and an added oxidant or aqueous solutions of hydrofluoric acid (HF) and fed chlorine (Cl2) are used as etching solutions in the treatment of monocrystalline silicon (100) wafers. Ammonium peroxodisulfate ((NH4)2S2O8), sodium peroxodisulfate (Na2S2O8), hydrogen peroxide (H2O2), potassium permanganate (KMnO4), ozone (O3), and nitric acid (HNO3) were preferably used as oxidants.
L'invention concerne un procédé de production de textures ou de polissages sur la surface de tranches de silicium monocristallin par des procédés de gravure anisotropes. L'invention vise à développer un procédé de production de textures ou de polissages sur la surface de tranches de silicium monocristallin, qui permet d'utiliser des matières premières non toxiques facilement accessibles et peu chères, qui est réalisable à une température proche de la température ambiante pour économiser de l'énergie, le nettoyage et la texturation ou le polissage s'effectuant simultanément. Le procédé en question produit moins de rejets toxiques gazeux et des quantités d'eau usée inférieures et permet d'obtenir un taux d'enlèvement plus élevé qu'en utilisant des solutions alcalines, ce qui permet une transformation continue et produit des textures comparables aussi bien sur des tranches de silicium gravées par une suspension de SiC que gravées par un fil de diamant. Il a été découvert de façon inattendue que, quand on utilise des mélanges aqueux constitués d'acide fluorhydrique (HF), d'acide chlorhydrique (HCl) et d'un agent oxydant additionné ou de solutions aqueuses constituées d'acide fluorhydrique (HF) et de chlore additionné (Cl2) comme solutions de gravure pour le traitement des tranches de silicium (100) monocristallin, on obtient des pyramides ayant une surface de base carrée. Les agents oxydants sont de préférence le persulfate d'ammonium ((NH4) 2S2O8), le persulfate de sodium (Na2S2O8), le peroxyde d'hydrogène (H2O2), le permanganate de potassium (KMn O4), l'ozone (O3), et l'acide nitrique (HNO3).</description><language>eng ; fre ; ger</language><subject>ADHESIVES ; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUSPOLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE ; APPARATUS THEREFOR ; BASIC ELECTRIC ELEMENTS ; CHEMISTRY ; CRYSTAL GROWTH ; DYES ; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR ; ELECTRICITY ; MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FORELSEWHERE ; METALLURGY ; MISCELLANEOUS APPLICATIONS OF MATERIALS ; MISCELLANEOUS COMPOSITIONS ; NATURAL RESINS ; PAINTS ; POLISHES ; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITHDEFINED STRUCTURE ; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL ; SEMICONDUCTOR DEVICES ; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITHDEFINED STRUCTURE ; SINGLE-CRYSTAL-GROWTH ; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL ORUNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL</subject><creationdate>2015</creationdate><oa>free_for_read</oa><woscitedreferencessubscribed>false</woscitedreferencessubscribed></display><links><openurl>$$Topenurl_article</openurl><openurlfulltext>$$Topenurlfull_article</openurlfulltext><thumbnail>$$Tsyndetics_thumb_exl</thumbnail><linktohtml>$$Uhttps://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio?FT=D&date=20151112&DB=EPODOC&CC=WO&NR=2015113890A3$$EHTML$$P50$$Gepo$$Hfree_for_read</linktohtml><link.rule.ids>230,308,780,885,25564,76547</link.rule.ids><linktorsrc>$$Uhttps://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio?FT=D&date=20151112&DB=EPODOC&CC=WO&NR=2015113890A3$$EView_record_in_European_Patent_Office$$FView_record_in_$$GEuropean_Patent_Office$$Hfree_for_read</linktorsrc></links><search><creatorcontrib>STAPF, ANDRE</creatorcontrib><creatorcontrib>GONDEK, CHRISTOPH</creatorcontrib><creatorcontrib>LIPPOLD, MARCUS</creatorcontrib><creatorcontrib>KROKE, EDWIN</creatorcontrib><title>METHOD FOR PRODUCING TEXTURES OR POLISHES ON THE SURFACE OF MONOCRYSTALLINE SILICON WAFERS</title><description>Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Texturen oder von Polituren auf der Oberfläche von monokristallinen Siliziumwafern durch anisotrope Ätzprozesse. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erzeugung von Texturen oder von Polituren auf der Oberfläche von monokristallinen Siliziumwafern zu entwickeln, bei dem preiswerte leicht zugängliche nicht-toxische Rohstoffe eingesetzt werden können, das energiesparend nahe Raumtemperatur durchführbar ist, in dem gleichzeitig die Reinigung und die Texturierung bzw. Polierung der Waferoberfläche geschieht, bei dem weniger toxische Abgase freigesetzt werden und geringere Abwassermengen entstehen, mit dem eine höhere Abtragsrate als beim Einsatz von alkalischen Lösungen erreicht werden kann, sodass eine In-Line Prozessierung möglich ist und welches sowohl auf SiC-Slurry- gesägten als auch Diamantdraht-gesägten Siliziumwafern vergleichbare Texturen erzeugt. Überraschend wurde gefunden, dass bei der Verwendung von wässrigen Gemischen aus Flusssäure (HF), Salzsäure (HC1) und einem zugesetzten Oxidationsmittel oder wässrigen Lösungen aus Flusssäure (HF) und zugeführtem Chlor (Cl2) als Ätzlösungen bei der Behandlung von monokristallinen Silizium(100) -Wafern Pyramiden mit quadratischer Grundfläche erzeugt werden. Bevorzugt wurden Ammoniumperoxodisulfat ((NH4) 2S2O8), Natriumperoxodisulfat (Na2S2O8), Wasserstoffperoxid (H2O2), Kaliumpermanganat (KMn O4), Ozon (O3), und Salpetersäure (HNO3) als Oxidationsmittel eingesetzt.
The invention relates to a method for producing textures or polishes on the surface of monocrystalline silicon wafers by means of anisotropic etching processes. The problem addressed by the invention is that of developing a method for producing textures or polishes on the surface of monocrystalline silicon wafers in which economical, easily accessible, non-toxic raw materials can be used, which can be performed near room temperature in an energy-saving manner, in which the cleaning and the texturing or polishing of the wafer surface occur simultaneously, in which less toxic exhaust gases are released and smaller amounts of waste water are produced, by means of which a higher removal rate than with the use of alkaline solutions can be achieved such that in-line processing is possible, and which produces comparable textures on both SiC-slurry-sawed silicon wafers and diamond-wire-sawed silicon wafers. Surprisingly, it was found that pyramids having a square base are produced when aqueous mixtures of hydrofluoric acid (HF), hydrochloric acid (HCl), and an added oxidant or aqueous solutions of hydrofluoric acid (HF) and fed chlorine (Cl2) are used as etching solutions in the treatment of monocrystalline silicon (100) wafers. Ammonium peroxodisulfate ((NH4)2S2O8), sodium peroxodisulfate (Na2S2O8), hydrogen peroxide (H2O2), potassium permanganate (KMnO4), ozone (O3), and nitric acid (HNO3) were preferably used as oxidants.
L'invention concerne un procédé de production de textures ou de polissages sur la surface de tranches de silicium monocristallin par des procédés de gravure anisotropes. L'invention vise à développer un procédé de production de textures ou de polissages sur la surface de tranches de silicium monocristallin, qui permet d'utiliser des matières premières non toxiques facilement accessibles et peu chères, qui est réalisable à une température proche de la température ambiante pour économiser de l'énergie, le nettoyage et la texturation ou le polissage s'effectuant simultanément. Le procédé en question produit moins de rejets toxiques gazeux et des quantités d'eau usée inférieures et permet d'obtenir un taux d'enlèvement plus élevé qu'en utilisant des solutions alcalines, ce qui permet une transformation continue et produit des textures comparables aussi bien sur des tranches de silicium gravées par une suspension de SiC que gravées par un fil de diamant. Il a été découvert de façon inattendue que, quand on utilise des mélanges aqueux constitués d'acide fluorhydrique (HF), d'acide chlorhydrique (HCl) et d'un agent oxydant additionné ou de solutions aqueuses constituées d'acide fluorhydrique (HF) et de chlore additionné (Cl2) comme solutions de gravure pour le traitement des tranches de silicium (100) monocristallin, on obtient des pyramides ayant une surface de base carrée. Les agents oxydants sont de préférence le persulfate d'ammonium ((NH4) 2S2O8), le persulfate de sodium (Na2S2O8), le peroxyde d'hydrogène (H2O2), le permanganate de potassium (KMn O4), l'ozone (O3), et l'acide nitrique (HNO3).</description><subject>ADHESIVES</subject><subject>AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUSPOLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE</subject><subject>APPARATUS THEREFOR</subject><subject>BASIC ELECTRIC ELEMENTS</subject><subject>CHEMISTRY</subject><subject>CRYSTAL GROWTH</subject><subject>DYES</subject><subject>ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR</subject><subject>ELECTRICITY</subject><subject>MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FORELSEWHERE</subject><subject>METALLURGY</subject><subject>MISCELLANEOUS APPLICATIONS OF MATERIALS</subject><subject>MISCELLANEOUS COMPOSITIONS</subject><subject>NATURAL RESINS</subject><subject>PAINTS</subject><subject>POLISHES</subject><subject>PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITHDEFINED STRUCTURE</subject><subject>REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL</subject><subject>SEMICONDUCTOR DEVICES</subject><subject>SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITHDEFINED STRUCTURE</subject><subject>SINGLE-CRYSTAL-GROWTH</subject><subject>UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL ORUNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL</subject><fulltext>true</fulltext><rsrctype>patent</rsrctype><creationdate>2015</creationdate><recordtype>patent</recordtype><sourceid>EVB</sourceid><recordid>eNqNir0KwjAURrs4iPoOF5yFxiDYMaQ3JpDmSn6oupQicRIt1PfHFnwAp_NxvrMsbg1GTTUo8nD2VCdp3AkiXmLyGGC2ZE3Q83YQNUJIXgmJQAoaciT9NURhrXHTZayRU9YKhT6si8Wjf4558-Oq2CqMUu_y8O7yOPT3_MqfrqV9yQ6M8WNVCs7_q75FVjMI</recordid><startdate>20151112</startdate><enddate>20151112</enddate><creator>STAPF, ANDRE</creator><creator>GONDEK, CHRISTOPH</creator><creator>LIPPOLD, MARCUS</creator><creator>KROKE, EDWIN</creator><scope>EVB</scope></search><sort><creationdate>20151112</creationdate><title>METHOD FOR PRODUCING TEXTURES OR POLISHES ON THE SURFACE OF MONOCRYSTALLINE SILICON WAFERS</title><author>STAPF, ANDRE ; GONDEK, CHRISTOPH ; LIPPOLD, MARCUS ; KROKE, EDWIN</author></sort><facets><frbrtype>5</frbrtype><frbrgroupid>cdi_FETCH-epo_espacenet_WO2015113890A33</frbrgroupid><rsrctype>patents</rsrctype><prefilter>patents</prefilter><language>eng ; fre ; ger</language><creationdate>2015</creationdate><topic>ADHESIVES</topic><topic>AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUSPOLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE</topic><topic>APPARATUS THEREFOR</topic><topic>BASIC ELECTRIC ELEMENTS</topic><topic>CHEMISTRY</topic><topic>CRYSTAL GROWTH</topic><topic>DYES</topic><topic>ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR</topic><topic>ELECTRICITY</topic><topic>MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FORELSEWHERE</topic><topic>METALLURGY</topic><topic>MISCELLANEOUS APPLICATIONS OF MATERIALS</topic><topic>MISCELLANEOUS COMPOSITIONS</topic><topic>NATURAL RESINS</topic><topic>PAINTS</topic><topic>POLISHES</topic><topic>PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITHDEFINED STRUCTURE</topic><topic>REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL</topic><topic>SEMICONDUCTOR DEVICES</topic><topic>SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITHDEFINED STRUCTURE</topic><topic>SINGLE-CRYSTAL-GROWTH</topic><topic>UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL ORUNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL</topic><toplevel>online_resources</toplevel><creatorcontrib>STAPF, ANDRE</creatorcontrib><creatorcontrib>GONDEK, CHRISTOPH</creatorcontrib><creatorcontrib>LIPPOLD, MARCUS</creatorcontrib><creatorcontrib>KROKE, EDWIN</creatorcontrib><collection>esp@cenet</collection></facets><delivery><delcategory>Remote Search Resource</delcategory><fulltext>fulltext_linktorsrc</fulltext></delivery><addata><au>STAPF, ANDRE</au><au>GONDEK, CHRISTOPH</au><au>LIPPOLD, MARCUS</au><au>KROKE, EDWIN</au><format>patent</format><genre>patent</genre><ristype>GEN</ristype><title>METHOD FOR PRODUCING TEXTURES OR POLISHES ON THE SURFACE OF MONOCRYSTALLINE SILICON WAFERS</title><date>2015-11-12</date><risdate>2015</risdate><abstract>Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Texturen oder von Polituren auf der Oberfläche von monokristallinen Siliziumwafern durch anisotrope Ätzprozesse. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erzeugung von Texturen oder von Polituren auf der Oberfläche von monokristallinen Siliziumwafern zu entwickeln, bei dem preiswerte leicht zugängliche nicht-toxische Rohstoffe eingesetzt werden können, das energiesparend nahe Raumtemperatur durchführbar ist, in dem gleichzeitig die Reinigung und die Texturierung bzw. Polierung der Waferoberfläche geschieht, bei dem weniger toxische Abgase freigesetzt werden und geringere Abwassermengen entstehen, mit dem eine höhere Abtragsrate als beim Einsatz von alkalischen Lösungen erreicht werden kann, sodass eine In-Line Prozessierung möglich ist und welches sowohl auf SiC-Slurry- gesägten als auch Diamantdraht-gesägten Siliziumwafern vergleichbare Texturen erzeugt. Überraschend wurde gefunden, dass bei der Verwendung von wässrigen Gemischen aus Flusssäure (HF), Salzsäure (HC1) und einem zugesetzten Oxidationsmittel oder wässrigen Lösungen aus Flusssäure (HF) und zugeführtem Chlor (Cl2) als Ätzlösungen bei der Behandlung von monokristallinen Silizium(100) -Wafern Pyramiden mit quadratischer Grundfläche erzeugt werden. Bevorzugt wurden Ammoniumperoxodisulfat ((NH4) 2S2O8), Natriumperoxodisulfat (Na2S2O8), Wasserstoffperoxid (H2O2), Kaliumpermanganat (KMn O4), Ozon (O3), und Salpetersäure (HNO3) als Oxidationsmittel eingesetzt.
The invention relates to a method for producing textures or polishes on the surface of monocrystalline silicon wafers by means of anisotropic etching processes. The problem addressed by the invention is that of developing a method for producing textures or polishes on the surface of monocrystalline silicon wafers in which economical, easily accessible, non-toxic raw materials can be used, which can be performed near room temperature in an energy-saving manner, in which the cleaning and the texturing or polishing of the wafer surface occur simultaneously, in which less toxic exhaust gases are released and smaller amounts of waste water are produced, by means of which a higher removal rate than with the use of alkaline solutions can be achieved such that in-line processing is possible, and which produces comparable textures on both SiC-slurry-sawed silicon wafers and diamond-wire-sawed silicon wafers. Surprisingly, it was found that pyramids having a square base are produced when aqueous mixtures of hydrofluoric acid (HF), hydrochloric acid (HCl), and an added oxidant or aqueous solutions of hydrofluoric acid (HF) and fed chlorine (Cl2) are used as etching solutions in the treatment of monocrystalline silicon (100) wafers. Ammonium peroxodisulfate ((NH4)2S2O8), sodium peroxodisulfate (Na2S2O8), hydrogen peroxide (H2O2), potassium permanganate (KMnO4), ozone (O3), and nitric acid (HNO3) were preferably used as oxidants.
L'invention concerne un procédé de production de textures ou de polissages sur la surface de tranches de silicium monocristallin par des procédés de gravure anisotropes. L'invention vise à développer un procédé de production de textures ou de polissages sur la surface de tranches de silicium monocristallin, qui permet d'utiliser des matières premières non toxiques facilement accessibles et peu chères, qui est réalisable à une température proche de la température ambiante pour économiser de l'énergie, le nettoyage et la texturation ou le polissage s'effectuant simultanément. Le procédé en question produit moins de rejets toxiques gazeux et des quantités d'eau usée inférieures et permet d'obtenir un taux d'enlèvement plus élevé qu'en utilisant des solutions alcalines, ce qui permet une transformation continue et produit des textures comparables aussi bien sur des tranches de silicium gravées par une suspension de SiC que gravées par un fil de diamant. Il a été découvert de façon inattendue que, quand on utilise des mélanges aqueux constitués d'acide fluorhydrique (HF), d'acide chlorhydrique (HCl) et d'un agent oxydant additionné ou de solutions aqueuses constituées d'acide fluorhydrique (HF) et de chlore additionné (Cl2) comme solutions de gravure pour le traitement des tranches de silicium (100) monocristallin, on obtient des pyramides ayant une surface de base carrée. Les agents oxydants sont de préférence le persulfate d'ammonium ((NH4) 2S2O8), le persulfate de sodium (Na2S2O8), le peroxyde d'hydrogène (H2O2), le permanganate de potassium (KMn O4), l'ozone (O3), et l'acide nitrique (HNO3).</abstract><oa>free_for_read</oa></addata></record> |
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