干蝕刻方法
干蝕刻方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種低成本的干蝕刻方法，其可高效制造具有紋理結(jié)構(gòu)的硅基板，所述的紋理結(jié)構(gòu)有效發(fā)揮防止光散射的效果，并在之后工序中形成規(guī)定的薄膜時也可覆蓋良好地成膜。包含第一工序，其向配置了硅基板(W)的減壓下的成膜室(12)內(nèi)，導(dǎo)入含有含氟氣體、含鹵氣體和氧氣的第一蝕刻氣體，施加放電用電力蝕刻硅基板表面；以及第二工序，其向配置了已在第一工序中蝕刻完了的硅基板的、減壓下的成膜室內(nèi)，導(dǎo)入含有含氟氣體的第二蝕刻氣體，施加放電用電力，進一步蝕刻硅基板表面。
【專利說明】干蝕刻方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種用于在硅基板表面上形成紋理結(jié)構(gòu)的干蝕刻方法，特別是涉及一種用于在結(jié)晶系太陽能電池的制造工序中，在硅基板的表面上形成具有高效防止光散亂效果的紋理結(jié)構(gòu)的干蝕刻方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在使用單晶或多晶硅基板的結(jié)晶系太陽能電池中，一直以來都是通過以干蝕刻方法在硅基板表面上形成凹凸形狀然后進行表面粗化(施以紋理結(jié)構(gòu))，使入射到硅基板表面上的光的反射減低來實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換效率的提高。再有，已知例如在專利文件I中，在將硅錠切片得到結(jié)晶系太陽能電池用的硅基板時，通過干蝕刻統(tǒng)一處理從去除切片時產(chǎn)生的硅基板的損傷層的工序到形成紋理結(jié)構(gòu)的工序。
[0003]在上述專利文件I中，在干蝕刻裝置的處理室內(nèi)，首先，為去除切片時產(chǎn)生的硅基板表面的損傷層，將例如氧氣和去除損傷層用的SF6氣體導(dǎo)入規(guī)定流量，從高頻電源向保持娃基板的基臺施加電力，對娃基板表面進行干蝕刻去除損傷層。接著向處理室內(nèi)導(dǎo)入例如氧氣和形成紋理用的Cl2氣及NF3氣，從高頻電源向基臺施加電力，對硅基板表面進行干蝕亥IJ，以此在去除了損傷層的硅基板面形成紋理結(jié)構(gòu)。
[0004]然而，如上所述，通過干蝕刻，在硅基板表面形成紋理結(jié)構(gòu)時，在蝕刻后的硅基板表面堆積有蝕刻時生成的反應(yīng)生成物。再有，硅表面變成凹凸不斷的狀態(tài)，其頂部和底部變成尖銳的銳利的部分(即，看剖面形狀時，呈鋸齒狀)。此時，如果在之后的工序中在硅基板表面例如使用真空成膜裝置形成防止反射膜，則其頂部和底部無法高效成膜，產(chǎn)生覆蓋不好等問題。
[0005]因此，提出了通過使用氟酸和硝酸的混合液等蝕刻液的濕蝕刻方法去除反應(yīng)生成物，并對頂部和底部進行使其圓滑的磨圓加工。但是，為了進行磨圓加工另外需要濕蝕刻用的設(shè)備，不僅生產(chǎn)率不高，而且還需進行廢液處理等，導(dǎo)致成本增加。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0007]專利文獻
[0008]專利文獻1:專利公開2011 - 35262號公報
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0010]鑒于以上內(nèi)容，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種低成本的干蝕刻方法，其能高效制造具有紋理結(jié)構(gòu)的硅基板，所述硅基板能夠有效地發(fā)揮防止光散射的效果，并在之后的工序中形成規(guī)定的薄膜的情況下也能覆蓋良好地成膜。
[0011]解決技術(shù)問題的手段
[0012]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于在硅基板表面形成紋理結(jié)構(gòu)的干蝕刻方法，其特征在于:包含第一工序，其在配置有硅基板的減壓下的成膜室內(nèi)，導(dǎo)入含有含氟氣體、含鹵氣體和氧氣的第一蝕刻氣體，施加放電用電力蝕刻硅基板表面；第二工序，其在配置了已在第一工序中蝕刻完畢的硅基板的減壓下的成膜室內(nèi)，導(dǎo)入含有含氟氣體的第二蝕刻氣體，施加放電用電力進一步蝕刻硅基板表面。
[0013]米用本發(fā)明，在第一工序中在娃基板表面形成有紋理結(jié)構(gòu)。即向處理室中導(dǎo)入含有例如CF4等含氟氣體(流量比20?60% )、Cl2等鹵素氣體或HBr等鹵化氫氣體一類的含鹵氣體(流量比25?70% )、氧氣(流量比10?40% )的第一蝕刻氣體，例如向在該處理室內(nèi)保持硅基板的基板臺施加高頻電力。由此，在處理室內(nèi)形成等離子體，等離子體中的活性種或離子種入射硅基板表面進行蝕刻。此時，堆積在基板表面上的硅氧化物或碳氫系的氟化物等發(fā)揮掩膜作用，硅表面被蝕刻為凹凸形狀，表面粗化，呈紋理結(jié)構(gòu)。
[0014]接著，對在第二工序中形成在硅基板表面的紋理結(jié)構(gòu)，在真空氣氛中實施清洗處理以去除在第一工序的蝕刻時堆積在硅基板表面上的硅氧化物和碳氫系的氟化物等反應(yīng)生成物。即向處理室內(nèi)導(dǎo)入例如由CF4等含氟氣體組成的第二蝕刻氣體，向在該處理室內(nèi)保持硅基板的基板臺施加高頻電力。由此，由等離子體中的活性種和離子種來去除堆積在硅基板表面上的反應(yīng)生成物。此時，劃出處理室的真空腔的壁面(包含防護板)也被清洗。此時蝕刻氣體也可包含氧氣。
[0015]如此在本發(fā)明中，通過干蝕刻分別進行紋理結(jié)構(gòu)的形成和第一工序后硅基板表面的清洗，以此可在硅基板上高效制造紋理結(jié)構(gòu)。此外，由于不使用濕蝕刻，所以可達到高生產(chǎn)率，且可以實現(xiàn)成本降低。
[0016]在本發(fā)明中，優(yōu)選進一步包含第三工序，其在配置了已在第二工序中蝕刻完的硅基板的減壓下的成膜室內(nèi)，導(dǎo)入以含氟氣體和含齒氣體中任意一種為主要成分且在其中添加了氧氣的第三蝕刻氣體，施加放電用電力進一步蝕刻娃基板表面。由此，對在娃基板表面形成的紋理結(jié)構(gòu)繼續(xù)實施磨圓加工。即向處理室中導(dǎo)入包含例如CF4等含氟氣體(流量比40?95% )、氧氣(流量比5?60% )的第三蝕刻氣體，向在該處理室內(nèi)保持硅基板的基板臺施加高頻電力。由此，等離子體中的活性種和離子種入射硅基板表面進行蝕刻，對在第一工序中形成的硅基板表面的紋理結(jié)構(gòu)的頂部和底部進行磨圓加工。此時，添加氧氣是為了通過調(diào)整氧氣的流量，控制蝕刻速率得到最適合的形狀。結(jié)果是可通過干蝕刻一直進行到對該紋理結(jié)構(gòu)的磨圓加工，即便是在之后的工序中形成規(guī)定的薄膜的情況下，也可以覆蓋良好地成膜。
[0017]在本發(fā)明中，優(yōu)選在同一處理室內(nèi)，不停止施加放電用電力，停止向該處理室內(nèi)導(dǎo)入第一蝕刻氣體中的含齒氣體和氧氣，從第一蝕刻氣體切換到第二蝕刻氣體，連續(xù)進行第一工序和第二工序。再有，優(yōu)選在同一處理室內(nèi)，不停止施加放電用電力，再次開始導(dǎo)入氧氣，從第二蝕刻氣體切換到第三蝕刻氣體，連續(xù)進行第二工序和第三工序。通過在這樣的同一處理室內(nèi)進行統(tǒng)一的干蝕刻，可進一步實現(xiàn)生產(chǎn)率的提高和成本的降低。
[0018]在本發(fā)明中，優(yōu)選還包含第三工序，其在配置了已在第一工序中蝕刻完的硅基板的減壓下的成膜室內(nèi)，導(dǎo)入以含氟氣體和含齒氣體中任意一種為主要成分并在其中添加了氧氣的第三蝕刻氣體，施加放電用電力，進一步蝕刻硅基板表面，通過第二工序進一步蝕刻已在第三工序中蝕刻完的硅基板表面。此時，通過干蝕刻分別進行紋理結(jié)構(gòu)的形成、對該紋理結(jié)構(gòu)的磨圓加工和第三工序后的硅基板表面的清洗，以此可在硅基板上高效制造紋理結(jié)構(gòu)。此外，由于不使用濕蝕刻，所以可達到高生產(chǎn)率，且可實現(xiàn)成本降低。
[0019]在本發(fā)明中，也可在同一處理室內(nèi)，不停止施加放電用電力，停止向該處理室內(nèi)導(dǎo)入第一蝕刻氣體中的含氟氣體和含鹵氣體中的任意一種，從第一蝕刻氣體切換到第三蝕刻氣體，連續(xù)進行第一工序和第三工序。再有，也可在同一處理室內(nèi)，不停止施加放電用電力，從第三蝕刻氣體切換到第二蝕刻氣體，連續(xù)進行第三工序和第二工序。通過在這樣的同一處理室內(nèi)進行統(tǒng)一的干蝕刻，以此可進一步實現(xiàn)生產(chǎn)率的提高和成本的降低。
[0020]另外，也可通過具有流量控制裝置的單一氣體導(dǎo)入系統(tǒng)，進行第一工序及第三工序中的氧氣導(dǎo)入，控制流量控制裝置以將第一工序中的氧流量比控制在10?40%的范圍內(nèi)，將第三工序中的氧流量比控制在5?60 %的范圍內(nèi)。此處，如果第一工序中的氧流量比(第一蝕刻氣體中的氧氣與導(dǎo)入處理室的第一蝕刻氣體的總流量的流量比)在上述范圍以外的話，則存在無法形成紋理結(jié)構(gòu)的問題，另一方面，如果第三工序中氧流量比在上述范圍以外，則存在蝕刻速率過快或過慢，無法控制蝕刻形狀的問題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1是實施本發(fā)明實施方式的干蝕刻方法的干蝕刻裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2(a)及(b)是本發(fā)明實施例1中得到的基板的SEM照片。
[0023]圖3(a)?(C)是本發(fā)明實施例2中得到的基板的SEM照片。
【具體實施方式】
[0024]下面，參照【專利附圖】
【附圖說明】本發(fā)明實施方式的干蝕刻方法，所述干蝕刻方法以結(jié)晶系太陽能電池中使用的單晶或多晶硅基板(下面只稱為基板W)為處理對象，在其表面形成紋理結(jié)構(gòu)。另外，結(jié)晶系太陽能電池的結(jié)構(gòu)為公知的，所以此處省略對其的詳細說明。
[0025]圖1示出了可實行本實施方式的干蝕刻方法的干蝕刻裝置EM。下面將以后文提到的噴淋板朝向基板W的方向為下方，以基板W朝向噴淋板的方向為上方進行說明。
[0026]干蝕刻裝置EM具有真空腔1，劃分出成膜室12，所述真空腔I可經(jīng)真空排氣裝置11減壓并保持在規(guī)定的真空度，所述真空排氣裝置11具有回轉(zhuǎn)泵、渦輪分子泵等。在成膜室12的下部空間設(shè)置有基板臺2。在基板臺2上連接有來自于高頻電源3的輸出31。在成膜室12的上部以與基板臺2相對的方式設(shè)置有噴淋板4。噴淋板4由環(huán)狀的支持壁13的下端保持，所述支持壁13突出設(shè)置在真空腔I的內(nèi)壁面上，設(shè)置有氣體導(dǎo)入系統(tǒng)5向由支持壁13和噴淋板4劃分出來的空間41中導(dǎo)入蝕刻氣體。
[0027]氣體導(dǎo)入系統(tǒng)5具有與空間41相連通的匯合通氣管51，氣體管道53a、53b、53c分別間隔質(zhì)量流量控制器等具有關(guān)閉功能的流量控制裝置52a、52b、52c而與匯合通氣管51連接，并分別與第一?第三氣源54a、54b、54c相連通。由此，可按氣體種類進行流量控制并導(dǎo)入到處理室12中。在本實施方式中，連續(xù)實施第一工序、第二工序以及第三工序，第一氣源54a的氣體由CF4、NF3> SF6, CxHyFz等含氟氣體組成，第二氣源54b的氣體由Cl2等鹵素氣體或HBr等鹵化氫氣體一類含鹵氣體組成,第二氣源54b的氣體由氧氣組成。以下對使用上述干蝕刻裝置EM的第一實施方式的蝕刻方法進行具體說明。
[0028]首先，在處理室12達到規(guī)定真空度(例如10_5Pa)的狀態(tài)下，通過圖外的真空機器人傳送基板W，并保持在基板臺2上，接著，作為第一工序，通過氣體導(dǎo)入系統(tǒng)5的各流量控制閥52a?52c，將來自第一?第三氣源54a、54b、54c的第一蝕刻氣體從空間41經(jīng)噴淋板4導(dǎo)入到處理室12內(nèi)。作為第一蝕刻氣體，由作為含氟氣體的CF4、作為含鹵氣體的Cl2以及氧氣組成，而且，含氟氣體與導(dǎo)入到處理室12內(nèi)的氣體總流量的流量比設(shè)在20?60%的范圍內(nèi)，含鹵氣體與所述氣體總流量的流量比設(shè)在25?70%的范圍內(nèi)，氧氣與所述氣體總流量的流量比設(shè)在10?40%的范圍內(nèi)(此時，減壓下的處理室12內(nèi)的壓力為30?250Pa)。各氣體的流量比可根據(jù)處理室12的尺寸或其他工藝條件在上述范圍內(nèi)適當(dāng)設(shè)置(在第三工序中也一樣)。與此相結(jié)合，經(jīng)高頻電源3向基板臺2施加放電用電力。適當(dāng)設(shè)置此時的施加電力使電力密度變?yōu)?.5?1.8W/cm2。由此，在第一工序中在基板W表面上形成紋理結(jié)構(gòu)。即在處理室12內(nèi)形成等離子體，等離子體中的活性種或離子種入射到基板W表面進行蝕刻。此時由于堆積在基板表面的氧元素發(fā)揮掩膜的作用，硅表面被蝕刻為凹凸形狀而粗化變?yōu)榧y理結(jié)構(gòu)。
[0029]在將上述第一工序的蝕刻進行了規(guī)定時間后，作為第二工序接著實施清洗處理。即不停止高頻電源3施加的放電用電力，關(guān)閉流量控制裝置52b停止向處理室12內(nèi)導(dǎo)入作為含鹵氣體的Cl2，并關(guān)閉流量控制裝置52c停止向處理室12內(nèi)導(dǎo)入氧氣，由此從第一蝕刻氣體切換到第二蝕刻氣體。通過該第二工序，去除在上述第一工序的蝕刻時堆積在基板表面的硅氧化物或碳氫系的氟化物等反應(yīng)生成物(也稱“蝕刻殘渣”)。與此同時也對劃出處理室12的真空腔I的內(nèi)壁面(包含防護板)進行清洗。
[0030]在將上述第二工序的蝕刻進行了規(guī)定時間后，接著實施第二工序。即不停止高頻電源3施加的放電用電力，關(guān)閉流量控制裝置52c再次開始向處理室12內(nèi)導(dǎo)入氧氣，從第二蝕刻氣體切換到第三蝕刻氣體。此時，含氟氣體相對于導(dǎo)入到處理室12內(nèi)的氣體總流量的流量比設(shè)在40?95%的范圍內(nèi)，氧氣相對于該氣體總流量的流量比設(shè)在5?60%的范圍內(nèi)(此時，減壓下的處理室12內(nèi)的壓力設(shè)為20?150Pa)。
[0031]通過該第三工序，對形成在基板W表面上的紋理結(jié)構(gòu)進行磨圓加工。即通過入射到基板W表面的等離子體中的活性種或離子種，對第一工序中形成的硅基板表面的紋理結(jié)構(gòu)的頂部和底部進行磨圓加工。此時，添加氧氣是為了通過調(diào)整氧氣的流量而控制蝕刻速率得到最適合的形狀。另外，當(dāng)紋理結(jié)構(gòu)因第三工序而被反應(yīng)生成物所覆蓋時，也可設(shè)置為再次進行上述第二工序。
[0032]控制流量控制裝置使第一工序的氧流量比在10?40%的范圍內(nèi)，第三工序的氧流量比在5?60%的范圍內(nèi)，由此可高效地進行第一工序的紋理結(jié)構(gòu)形成以及第三工序的磨圓加工。另外，如果第一工序的氧流量比(氧氣與導(dǎo)入到處理室內(nèi)的第一蝕刻氣體的總流量的流量比)在上述范圍以外，則存在無法形成紋理結(jié)構(gòu)的問題，另一方面，如果第三工序的氧流量比(氧氣與導(dǎo)入到處理室12內(nèi)的第三蝕刻氣體的總流量的流量比)在上述范圍以外，則存在蝕刻速率過快或過慢，無法控制蝕刻形狀的問題。
[0033]接著，對使用上述干蝕刻裝置EM的第二實施方式的蝕刻方法進行說明。第二實施方式的蝕刻方法除將第二工序和第三工序的順序顛倒外，都與上述第一實施方式的蝕刻方法相同。此處，優(yōu)選通過不停止高頻電源3施加的放電用電力而切換蝕刻氣體，來在同一處理室中，按第一工序、第三工序、第二工序的順序連續(xù)進行。對于各工序的氣體流量等條件，由于與上述第一實施方式相同，所以此處省略詳細說明。采用本實施方式，由于最后進行清洗，所以可可靠地保證磨圓加工后的紋理結(jié)構(gòu)被反應(yīng)生成物所覆蓋。另一方面，由于第一工序中在基板表面形成的反應(yīng)生成物包含硅，所以在第三工序的磨圓加工時該反應(yīng)生成物也被蝕刻，因此存在通過第三工序直到得到需要的表面狀態(tài)為止的處理時間比上述第一實施方式還長的情況。另外，也可考量太陽能電池的生產(chǎn)線上干蝕刻前后的工序和干蝕刻的各項條件等，適當(dāng)選擇第一實施方式和第二實施方式中的任意一種。
[0034]根據(jù)上述內(nèi)容，通過單一的干蝕刻裝置EM，進行紋理結(jié)構(gòu)的形成和對該紋理結(jié)構(gòu)的磨圓加工，由此發(fā)揮抑制光散射的效果，并在之后的工序中形成規(guī)定的薄膜的情況下，也可在硅基板上高效制造可覆蓋良好地成膜的紋理結(jié)構(gòu)。此外，由于不使用濕蝕刻，所以可實現(xiàn)高生產(chǎn)率，而且可實現(xiàn)成本降低。另外，可在上述第一工序之前在同一處理室12內(nèi)進行去除將硅錠切片得到基板W時，切片時在基板W上產(chǎn)生的損傷層的工序。此時，干蝕刻的條件由于可使用上述以往例，所以此處省略對其的詳細說明。
[0035]接著，對使用圖1所示的干蝕刻裝置EM進行的實施例加以說明。在第一實施例中，對于基板使用以公知方法得到的多晶硅基板，第一工序的條件為:以cf4、Cl2和氧氣作為第一蝕刻氣體，該CF4: Cl2:氧氣的流量設(shè)為300:1000:200sccm (此時的流量比為20:67:13% )，蝕刻時的處理室12的壓力設(shè)為60Pa，來自高頻電源3的施加電力設(shè)為2kW，進行90秒鐘所述處理。第二工序的條件為:以CF4作為第二蝕刻氣體，該CF4的流量設(shè)為300SCCm，蝕刻時的處理室12的壓力設(shè)為60Pa，來自高頻電源3的施加電力設(shè)為1.5kW，進行10秒鐘所述清洗處理。第三工序的條件為:以CF4和氧氣作為第三蝕刻氣體，該CF4:氧氣的流量設(shè)為300:50sCCm(此時的流量比是86:14% )，蝕刻時的處理室的壓力設(shè)為60Pa，來自高頻電源3的施加電力設(shè)為1.0kW，進行10秒鐘所述處理。圖2(a)中示出剛實施完第二工序后的基板的SEM照片，圖2(b)中示出剛實施完第三工序后的基板的SEM照片。由此可知，通過干蝕刻可在硅基板上高效制造紋理結(jié)構(gòu)。
[0036]在第二實施例中，作為基板使用以公知方法得到的多晶硅基板，按第一工序、第三工序、第二工序的順序連續(xù)實施。此時，第一工序的條件是:以cf4、Cl2和氧氣作為第一蝕刻氣體，該CF4 = Cl2:氧氣的流量比設(shè)為60:30:10%，蝕刻時的處理室12的壓力設(shè)在20?150Pa的范圍內(nèi)，來自高頻電源3的施加電力設(shè)為29.5kW，處理時間設(shè)為75秒鐘。第三工序的條件是:以CF4和氧氣作為第三蝕刻氣體，該CF4:氧氣的流量比設(shè)為90:10%，蝕刻時的處理室的壓力設(shè)在上述20?150Pa的范圍內(nèi)，來自高頻電源3的施加電力設(shè)為15kW，處理時間設(shè)為15秒鐘。第二工序的條件是:以CF4作為第二蝕刻氣體，該CF4設(shè)為導(dǎo)入與第三工序同等的流量，蝕刻時的處理室12的壓力設(shè)在上述20?150Pa的范圍內(nèi)，來自高頻電源3的施加電力設(shè)為15kW,處理時間設(shè)為10秒鐘。圖3(a)中不出剛實施完第一工序后的基板的SEM照片，圖3(b)中示出剛實施完第三工序后的基板的SEM照片，圖3(c)示出剛實施完第二工序后的基板的SEM照片。由此，第一工序后基板表面整體被反應(yīng)生成物所覆蓋，第二工序后紋理結(jié)構(gòu)的頂部及底部被磨圓，頂部殘留有反應(yīng)生成物(照片中為白色光亮部分)，但第三工序后頂部的反應(yīng)生成物被完全去除，可知通過干蝕刻可在硅基板上高效制造紋理結(jié)構(gòu)。
[0037]以上，對本發(fā)明的實施方式進行了說明，但本發(fā)明并不被上述實施方式所限定。在上述實施方式中，以向基板臺2施加電力為例對作為可實施本發(fā)明干蝕刻方法的干蝕刻裝置EM進行了說明，但并不僅限于此，本發(fā)明的干蝕刻方法也可廣泛適用于使用電感耦合放電的干蝕刻裝置等其他形式的干蝕刻裝置。
[0038]在上述實施方式中，是通過單一的干蝕刻處理裝置EM實施第一工序、第二工序及第三工序，但也可將其單獨實施，進而，以在第二工序中停止含鹵氣體的實施方式為例進行了說明，但也可停止含氟氣體。再有，雖然上述實施方式中以含氟氣體、含鹵氣體及氧氣為彼此區(qū)別的氣源，但也可以分別以含氟氣體和氧氣的混合氣體、含鹵氣體和氧氣的混合氣體為氣源。
[0039]在上述實施方式中，以在第二工序中停止氧氣的實施方式為例進行了說明，但也可控制流量控制裝置52c，使第二工序的氧氣的導(dǎo)入量低于第一工序。此時，含鹵氣體與導(dǎo)入處理室12內(nèi)的氣體總流量的流量比設(shè)在60?90%的范圍內(nèi)，氧氣與該氣體總流量的流量比設(shè)在10?40%的范圍內(nèi)(此時，減壓下的處理室12內(nèi)的壓力設(shè)為40?150Pa)。
[0040]附圖標記說明
[0041]EM、干蝕刻裝置，12、處理室，2、基板臺，3、高頻電源，4、噴淋板，5、氣體導(dǎo)入系統(tǒng)，52a?52c、質(zhì)量流量控制器(流量控制裝置)、53a?53c、氣體管道，54a?54c、(含氟氣體、含齒氣體及氧氣用的各)氣源，W、基板(娃基板)。
【權(quán)利要求】
1.一種干蝕刻方法，用于在硅基板表面形成紋理結(jié)構(gòu)，所述干蝕刻方法，其特征在于，包含: 第一工序，其向配置了硅基板的減壓下的成膜室內(nèi)導(dǎo)入含有含氟氣體、含鹵氣體和氧氣的第一蝕刻氣體，施加放電用電力蝕刻硅基板表面；以及 第二工序，其向配置了已在第一工序中蝕刻完了的硅基板的、減壓下的成膜室內(nèi)，導(dǎo)入含有含氟氣體的第二蝕刻氣體，施加放電用電力進一步蝕刻硅基板表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干蝕刻方法，其特征在于: 還包含第三工序，其向配置了已在第二工序中蝕刻完了的硅基板的、減壓下的成膜室內(nèi)，導(dǎo)入以含氟氣體和含鹵氣體中任意一種為主要成分并在其中添加了氧氣的第三蝕刻氣體，施加放電用電力進一步蝕刻硅基板表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的干蝕刻方法，其特征在于: 在同一處理室內(nèi)，不停止施加放電用電力，停止向該處理室內(nèi)導(dǎo)入第一蝕刻氣體中的含鹵氣體和氧氣，從第一蝕刻氣體切換到第二蝕刻氣體，連續(xù)進行第一工序和第二工序。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的干蝕刻方法，其特征在于: 在同一處理室內(nèi)，不停止施加放電用電力，再次開始導(dǎo)入氧氣，從第二蝕刻氣體切換到第三蝕刻氣體，連續(xù)進行第二工序和第三工序。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干蝕刻方法，其特征在于: 還包含第三工序，其向配置了已在第一工序中蝕刻完了的硅基板的、減壓下的成膜室內(nèi)，導(dǎo)入以含氟氣體和含鹵氣體中任意一種為主要成分并在其中添加了氧氣的第三蝕刻氣體，施加放電用電力進一步蝕刻硅基板表面； 通過第二工序進一步蝕刻已在第三工序中蝕刻完了的硅基板表面。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的干蝕刻方法，其特征在于: 在同一處理室內(nèi)，不停止施加放電用電力，停止向該處理室內(nèi)導(dǎo)入第一蝕刻氣體中的含氟氣體和含齒氣體中任意一種，從第一蝕刻氣體切換到第三蝕刻氣體，連續(xù)進行第一工序和第三工序。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的干蝕刻方法，其特征在于: 在同一處理室內(nèi)，不停止施加放電用電力，從第三蝕刻氣體切換到第二蝕刻氣體，連續(xù)進行第三工序和第二工序。
8.根據(jù)權(quán)利要求2或5所述的干蝕刻方法，其特征在于: 通過具有流量控制裝置的單一氣體導(dǎo)入系統(tǒng)導(dǎo)入第一工序及第三工序中的氧氣，控制流量控制裝置將第一工序中的氧流量比控制在10?40%的范圍，將第三工序中的氧流量比控制在5?60%的范圍。
【文檔編號】H01L21/3065GK104205308SQ201380016736
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2013年4月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月6日
【發(fā)明者】佐藤宗之, 竹井日出夫, 池田智, 坂尾洋介, 大竹文人 申請人:株式會社愛發(fā)科
【專利摘要】本發(fā)明提供一種低成本的干蝕刻方法，其可高效制造具有紋理結(jié)構(gòu)的硅基板，所述的紋理結(jié)構(gòu)有效發(fā)揮防止光散射的效果，并在之后工序中形成規(guī)定的薄膜時也可覆蓋良好地成膜。包含第一工序，其向配置了硅基板(W)的減壓下的成膜室(12)內(nèi)，導(dǎo)入含有含氟氣體、含鹵氣體和氧氣的第一蝕刻氣體，施加放電用電力蝕刻硅基板表面；以及第二工序，其向配置了已在第一工序中蝕刻完了的硅基板的、減壓下的成膜室內(nèi)，導(dǎo)入含有含氟氣體的第二蝕刻氣體，施加放電用電力，進一步蝕刻硅基板表面。
【專利說明】干蝕刻方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種用于在硅基板表面上形成紋理結(jié)構(gòu)的干蝕刻方法，特別是涉及一種用于在結(jié)晶系太陽能電池的制造工序中，在硅基板的表面上形成具有高效防止光散亂效果的紋理結(jié)構(gòu)的干蝕刻方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在使用單晶或多晶硅基板的結(jié)晶系太陽能電池中，一直以來都是通過以干蝕刻方法在硅基板表面上形成凹凸形狀然后進行表面粗化(施以紋理結(jié)構(gòu))，使入射到硅基板表面上的光的反射減低來實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換效率的提高。再有，已知例如在專利文件I中，在將硅錠切片得到結(jié)晶系太陽能電池用的硅基板時，通過干蝕刻統(tǒng)一處理從去除切片時產(chǎn)生的硅基板的損傷層的工序到形成紋理結(jié)構(gòu)的工序。
[0003]在上述專利文件I中，在干蝕刻裝置的處理室內(nèi)，首先，為去除切片時產(chǎn)生的硅基板表面的損傷層，將例如氧氣和去除損傷層用的SF6氣體導(dǎo)入規(guī)定流量，從高頻電源向保持娃基板的基臺施加電力，對娃基板表面進行干蝕刻去除損傷層。接著向處理室內(nèi)導(dǎo)入例如氧氣和形成紋理用的Cl2氣及NF3氣，從高頻電源向基臺施加電力，對硅基板表面進行干蝕亥IJ，以此在去除了損傷層的硅基板面形成紋理結(jié)構(gòu)。
[0004]然而，如上所述，通過干蝕刻，在硅基板表面形成紋理結(jié)構(gòu)時，在蝕刻后的硅基板表面堆積有蝕刻時生成的反應(yīng)生成物。再有，硅表面變成凹凸不斷的狀態(tài)，其頂部和底部變成尖銳的銳利的部分(即，看剖面形狀時，呈鋸齒狀)。此時，如果在之后的工序中在硅基板表面例如使用真空成膜裝置形成防止反射膜，則其頂部和底部無法高效成膜，產(chǎn)生覆蓋不好等問題。
[0005]因此，提出了通過使用氟酸和硝酸的混合液等蝕刻液的濕蝕刻方法去除反應(yīng)生成物，并對頂部和底部進行使其圓滑的磨圓加工。但是，為了進行磨圓加工另外需要濕蝕刻用的設(shè)備，不僅生產(chǎn)率不高，而且還需進行廢液處理等，導(dǎo)致成本增加。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0007]專利文獻
[0008]專利文獻1:專利公開2011 - 35262號公報
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0010]鑒于以上內(nèi)容，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種低成本的干蝕刻方法，其能高效制造具有紋理結(jié)構(gòu)的硅基板，所述硅基板能夠有效地發(fā)揮防止光散射的效果，并在之后的工序中形成規(guī)定的薄膜的情況下也能覆蓋良好地成膜。
[0011]解決技術(shù)問題的手段
[0012]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于在硅基板表面形成紋理結(jié)構(gòu)的干蝕刻方法，其特征在于:包含第一工序，其在配置有硅基板的減壓下的成膜室內(nèi)，導(dǎo)入含有含氟氣體、含鹵氣體和氧氣的第一蝕刻氣體，施加放電用電力蝕刻硅基板表面；第二工序，其在配置了已在第一工序中蝕刻完畢的硅基板的減壓下的成膜室內(nèi)，導(dǎo)入含有含氟氣體的第二蝕刻氣體，施加放電用電力進一步蝕刻硅基板表面。
[0013]米用本發(fā)明，在第一工序中在娃基板表面形成有紋理結(jié)構(gòu)。即向處理室中導(dǎo)入含有例如CF4等含氟氣體(流量比20?60% )、Cl2等鹵素氣體或HBr等鹵化氫氣體一類的含鹵氣體(流量比25?70% )、氧氣(流量比10?40% )的第一蝕刻氣體，例如向在該處理室內(nèi)保持硅基板的基板臺施加高頻電力。由此，在處理室內(nèi)形成等離子體，等離子體中的活性種或離子種入射硅基板表面進行蝕刻。此時，堆積在基板表面上的硅氧化物或碳氫系的氟化物等發(fā)揮掩膜作用，硅表面被蝕刻為凹凸形狀，表面粗化，呈紋理結(jié)構(gòu)。
[0014]接著，對在第二工序中形成在硅基板表面的紋理結(jié)構(gòu)，在真空氣氛中實施清洗處理以去除在第一工序的蝕刻時堆積在硅基板表面上的硅氧化物和碳氫系的氟化物等反應(yīng)生成物。即向處理室內(nèi)導(dǎo)入例如由CF4等含氟氣體組成的第二蝕刻氣體，向在該處理室內(nèi)保持硅基板的基板臺施加高頻電力。由此，由等離子體中的活性種和離子種來去除堆積在硅基板表面上的反應(yīng)生成物。此時，劃出處理室的真空腔的壁面(包含防護板)也被清洗。此時蝕刻氣體也可包含氧氣。
[0015]如此在本發(fā)明中，通過干蝕刻分別進行紋理結(jié)構(gòu)的形成和第一工序后硅基板表面的清洗，以此可在硅基板上高效制造紋理結(jié)構(gòu)。此外，由于不使用濕蝕刻，所以可達到高生產(chǎn)率，且可以實現(xiàn)成本降低。
[0016]在本發(fā)明中，優(yōu)選進一步包含第三工序，其在配置了已在第二工序中蝕刻完的硅基板的減壓下的成膜室內(nèi)，導(dǎo)入以含氟氣體和含齒氣體中任意一種為主要成分且在其中添加了氧氣的第三蝕刻氣體，施加放電用電力進一步蝕刻娃基板表面。由此，對在娃基板表面形成的紋理結(jié)構(gòu)繼續(xù)實施磨圓加工。即向處理室中導(dǎo)入包含例如CF4等含氟氣體(流量比40?95% )、氧氣(流量比5?60% )的第三蝕刻氣體，向在該處理室內(nèi)保持硅基板的基板臺施加高頻電力。由此，等離子體中的活性種和離子種入射硅基板表面進行蝕刻，對在第一工序中形成的硅基板表面的紋理結(jié)構(gòu)的頂部和底部進行磨圓加工。此時，添加氧氣是為了通過調(diào)整氧氣的流量，控制蝕刻速率得到最適合的形狀。結(jié)果是可通過干蝕刻一直進行到對該紋理結(jié)構(gòu)的磨圓加工，即便是在之后的工序中形成規(guī)定的薄膜的情況下，也可以覆蓋良好地成膜。
[0017]在本發(fā)明中，優(yōu)選在同一處理室內(nèi)，不停止施加放電用電力，停止向該處理室內(nèi)導(dǎo)入第一蝕刻氣體中的含齒氣體和氧氣，從第一蝕刻氣體切換到第二蝕刻氣體，連續(xù)進行第一工序和第二工序。再有，優(yōu)選在同一處理室內(nèi)，不停止施加放電用電力，再次開始導(dǎo)入氧氣，從第二蝕刻氣體切換到第三蝕刻氣體，連續(xù)進行第二工序和第三工序。通過在這樣的同一處理室內(nèi)進行統(tǒng)一的干蝕刻，可進一步實現(xiàn)生產(chǎn)率的提高和成本的降低。
[0018]在本發(fā)明中，優(yōu)選還包含第三工序，其在配置了已在第一工序中蝕刻完的硅基板的減壓下的成膜室內(nèi)，導(dǎo)入以含氟氣體和含齒氣體中任意一種為主要成分并在其中添加了氧氣的第三蝕刻氣體，施加放電用電力，進一步蝕刻硅基板表面，通過第二工序進一步蝕刻已在第三工序中蝕刻完的硅基板表面。此時，通過干蝕刻分別進行紋理結(jié)構(gòu)的形成、對該紋理結(jié)構(gòu)的磨圓加工和第三工序后的硅基板表面的清洗，以此可在硅基板上高效制造紋理結(jié)構(gòu)。此外，由于不使用濕蝕刻，所以可達到高生產(chǎn)率，且可實現(xiàn)成本降低。
[0019]在本發(fā)明中，也可在同一處理室內(nèi)，不停止施加放電用電力，停止向該處理室內(nèi)導(dǎo)入第一蝕刻氣體中的含氟氣體和含鹵氣體中的任意一種，從第一蝕刻氣體切換到第三蝕刻氣體，連續(xù)進行第一工序和第三工序。再有，也可在同一處理室內(nèi)，不停止施加放電用電力，從第三蝕刻氣體切換到第二蝕刻氣體，連續(xù)進行第三工序和第二工序。通過在這樣的同一處理室內(nèi)進行統(tǒng)一的干蝕刻，以此可進一步實現(xiàn)生產(chǎn)率的提高和成本的降低。
[0020]另外，也可通過具有流量控制裝置的單一氣體導(dǎo)入系統(tǒng)，進行第一工序及第三工序中的氧氣導(dǎo)入，控制流量控制裝置以將第一工序中的氧流量比控制在10?40%的范圍內(nèi)，將第三工序中的氧流量比控制在5?60 %的范圍內(nèi)。此處，如果第一工序中的氧流量比(第一蝕刻氣體中的氧氣與導(dǎo)入處理室的第一蝕刻氣體的總流量的流量比)在上述范圍以外的話，則存在無法形成紋理結(jié)構(gòu)的問題，另一方面，如果第三工序中氧流量比在上述范圍以外，則存在蝕刻速率過快或過慢，無法控制蝕刻形狀的問題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1是實施本發(fā)明實施方式的干蝕刻方法的干蝕刻裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2(a)及(b)是本發(fā)明實施例1中得到的基板的SEM照片。
[0023]圖3(a)?(C)是本發(fā)明實施例2中得到的基板的SEM照片。
【具體實施方式】
[0024]下面，參照【專利附圖】
【附圖說明】本發(fā)明實施方式的干蝕刻方法，所述干蝕刻方法以結(jié)晶系太陽能電池中使用的單晶或多晶硅基板(下面只稱為基板W)為處理對象，在其表面形成紋理結(jié)構(gòu)。另外，結(jié)晶系太陽能電池的結(jié)構(gòu)為公知的，所以此處省略對其的詳細說明。
[0025]圖1示出了可實行本實施方式的干蝕刻方法的干蝕刻裝置EM。下面將以后文提到的噴淋板朝向基板W的方向為下方，以基板W朝向噴淋板的方向為上方進行說明。
[0026]干蝕刻裝置EM具有真空腔1，劃分出成膜室12，所述真空腔I可經(jīng)真空排氣裝置11減壓并保持在規(guī)定的真空度，所述真空排氣裝置11具有回轉(zhuǎn)泵、渦輪分子泵等。在成膜室12的下部空間設(shè)置有基板臺2。在基板臺2上連接有來自于高頻電源3的輸出31。在成膜室12的上部以與基板臺2相對的方式設(shè)置有噴淋板4。噴淋板4由環(huán)狀的支持壁13的下端保持，所述支持壁13突出設(shè)置在真空腔I的內(nèi)壁面上，設(shè)置有氣體導(dǎo)入系統(tǒng)5向由支持壁13和噴淋板4劃分出來的空間41中導(dǎo)入蝕刻氣體。
[0027]氣體導(dǎo)入系統(tǒng)5具有與空間41相連通的匯合通氣管51，氣體管道53a、53b、53c分別間隔質(zhì)量流量控制器等具有關(guān)閉功能的流量控制裝置52a、52b、52c而與匯合通氣管51連接，并分別與第一?第三氣源54a、54b、54c相連通。由此，可按氣體種類進行流量控制并導(dǎo)入到處理室12中。在本實施方式中，連續(xù)實施第一工序、第二工序以及第三工序，第一氣源54a的氣體由CF4、NF3> SF6, CxHyFz等含氟氣體組成，第二氣源54b的氣體由Cl2等鹵素氣體或HBr等鹵化氫氣體一類含鹵氣體組成,第二氣源54b的氣體由氧氣組成。以下對使用上述干蝕刻裝置EM的第一實施方式的蝕刻方法進行具體說明。
[0028]首先，在處理室12達到規(guī)定真空度(例如10_5Pa)的狀態(tài)下，通過圖外的真空機器人傳送基板W，并保持在基板臺2上，接著，作為第一工序，通過氣體導(dǎo)入系統(tǒng)5的各流量控制閥52a?52c，將來自第一?第三氣源54a、54b、54c的第一蝕刻氣體從空間41經(jīng)噴淋板4導(dǎo)入到處理室12內(nèi)。作為第一蝕刻氣體，由作為含氟氣體的CF4、作為含鹵氣體的Cl2以及氧氣組成，而且，含氟氣體與導(dǎo)入到處理室12內(nèi)的氣體總流量的流量比設(shè)在20?60%的范圍內(nèi)，含鹵氣體與所述氣體總流量的流量比設(shè)在25?70%的范圍內(nèi)，氧氣與所述氣體總流量的流量比設(shè)在10?40%的范圍內(nèi)(此時，減壓下的處理室12內(nèi)的壓力為30?250Pa)。各氣體的流量比可根據(jù)處理室12的尺寸或其他工藝條件在上述范圍內(nèi)適當(dāng)設(shè)置(在第三工序中也一樣)。與此相結(jié)合，經(jīng)高頻電源3向基板臺2施加放電用電力。適當(dāng)設(shè)置此時的施加電力使電力密度變?yōu)?.5?1.8W/cm2。由此，在第一工序中在基板W表面上形成紋理結(jié)構(gòu)。即在處理室12內(nèi)形成等離子體，等離子體中的活性種或離子種入射到基板W表面進行蝕刻。此時由于堆積在基板表面的氧元素發(fā)揮掩膜的作用，硅表面被蝕刻為凹凸形狀而粗化變?yōu)榧y理結(jié)構(gòu)。
[0029]在將上述第一工序的蝕刻進行了規(guī)定時間后，作為第二工序接著實施清洗處理。即不停止高頻電源3施加的放電用電力，關(guān)閉流量控制裝置52b停止向處理室12內(nèi)導(dǎo)入作為含鹵氣體的Cl2，并關(guān)閉流量控制裝置52c停止向處理室12內(nèi)導(dǎo)入氧氣，由此從第一蝕刻氣體切換到第二蝕刻氣體。通過該第二工序，去除在上述第一工序的蝕刻時堆積在基板表面的硅氧化物或碳氫系的氟化物等反應(yīng)生成物(也稱“蝕刻殘渣”)。與此同時也對劃出處理室12的真空腔I的內(nèi)壁面(包含防護板)進行清洗。
[0030]在將上述第二工序的蝕刻進行了規(guī)定時間后，接著實施第二工序。即不停止高頻電源3施加的放電用電力，關(guān)閉流量控制裝置52c再次開始向處理室12內(nèi)導(dǎo)入氧氣，從第二蝕刻氣體切換到第三蝕刻氣體。此時，含氟氣體相對于導(dǎo)入到處理室12內(nèi)的氣體總流量的流量比設(shè)在40?95%的范圍內(nèi)，氧氣相對于該氣體總流量的流量比設(shè)在5?60%的范圍內(nèi)(此時，減壓下的處理室12內(nèi)的壓力設(shè)為20?150Pa)。
[0031]通過該第三工序，對形成在基板W表面上的紋理結(jié)構(gòu)進行磨圓加工。即通過入射到基板W表面的等離子體中的活性種或離子種，對第一工序中形成的硅基板表面的紋理結(jié)構(gòu)的頂部和底部進行磨圓加工。此時，添加氧氣是為了通過調(diào)整氧氣的流量而控制蝕刻速率得到最適合的形狀。另外，當(dāng)紋理結(jié)構(gòu)因第三工序而被反應(yīng)生成物所覆蓋時，也可設(shè)置為再次進行上述第二工序。
[0032]控制流量控制裝置使第一工序的氧流量比在10?40%的范圍內(nèi)，第三工序的氧流量比在5?60%的范圍內(nèi)，由此可高效地進行第一工序的紋理結(jié)構(gòu)形成以及第三工序的磨圓加工。另外，如果第一工序的氧流量比(氧氣與導(dǎo)入到處理室內(nèi)的第一蝕刻氣體的總流量的流量比)在上述范圍以外，則存在無法形成紋理結(jié)構(gòu)的問題，另一方面，如果第三工序的氧流量比(氧氣與導(dǎo)入到處理室12內(nèi)的第三蝕刻氣體的總流量的流量比)在上述范圍以外，則存在蝕刻速率過快或過慢，無法控制蝕刻形狀的問題。
[0033]接著，對使用上述干蝕刻裝置EM的第二實施方式的蝕刻方法進行說明。第二實施方式的蝕刻方法除將第二工序和第三工序的順序顛倒外，都與上述第一實施方式的蝕刻方法相同。此處，優(yōu)選通過不停止高頻電源3施加的放電用電力而切換蝕刻氣體，來在同一處理室中，按第一工序、第三工序、第二工序的順序連續(xù)進行。對于各工序的氣體流量等條件，由于與上述第一實施方式相同，所以此處省略詳細說明。采用本實施方式，由于最后進行清洗，所以可可靠地保證磨圓加工后的紋理結(jié)構(gòu)被反應(yīng)生成物所覆蓋。另一方面，由于第一工序中在基板表面形成的反應(yīng)生成物包含硅，所以在第三工序的磨圓加工時該反應(yīng)生成物也被蝕刻，因此存在通過第三工序直到得到需要的表面狀態(tài)為止的處理時間比上述第一實施方式還長的情況。另外，也可考量太陽能電池的生產(chǎn)線上干蝕刻前后的工序和干蝕刻的各項條件等，適當(dāng)選擇第一實施方式和第二實施方式中的任意一種。
[0034]根據(jù)上述內(nèi)容，通過單一的干蝕刻裝置EM，進行紋理結(jié)構(gòu)的形成和對該紋理結(jié)構(gòu)的磨圓加工，由此發(fā)揮抑制光散射的效果，并在之后的工序中形成規(guī)定的薄膜的情況下，也可在硅基板上高效制造可覆蓋良好地成膜的紋理結(jié)構(gòu)。此外，由于不使用濕蝕刻，所以可實現(xiàn)高生產(chǎn)率，而且可實現(xiàn)成本降低。另外，可在上述第一工序之前在同一處理室12內(nèi)進行去除將硅錠切片得到基板W時，切片時在基板W上產(chǎn)生的損傷層的工序。此時，干蝕刻的條件由于可使用上述以往例，所以此處省略對其的詳細說明。
[0035]接著，對使用圖1所示的干蝕刻裝置EM進行的實施例加以說明。在第一實施例中，對于基板使用以公知方法得到的多晶硅基板，第一工序的條件為:以cf4、Cl2和氧氣作為第一蝕刻氣體，該CF4: Cl2:氧氣的流量設(shè)為300:1000:200sccm (此時的流量比為20:67:13% )，蝕刻時的處理室12的壓力設(shè)為60Pa，來自高頻電源3的施加電力設(shè)為2kW，進行90秒鐘所述處理。第二工序的條件為:以CF4作為第二蝕刻氣體，該CF4的流量設(shè)為300SCCm，蝕刻時的處理室12的壓力設(shè)為60Pa，來自高頻電源3的施加電力設(shè)為1.5kW，進行10秒鐘所述清洗處理。第三工序的條件為:以CF4和氧氣作為第三蝕刻氣體，該CF4:氧氣的流量設(shè)為300:50sCCm(此時的流量比是86:14% )，蝕刻時的處理室的壓力設(shè)為60Pa，來自高頻電源3的施加電力設(shè)為1.0kW，進行10秒鐘所述處理。圖2(a)中示出剛實施完第二工序后的基板的SEM照片，圖2(b)中示出剛實施完第三工序后的基板的SEM照片。由此可知，通過干蝕刻可在硅基板上高效制造紋理結(jié)構(gòu)。
[0036]在第二實施例中，作為基板使用以公知方法得到的多晶硅基板，按第一工序、第三工序、第二工序的順序連續(xù)實施。此時，第一工序的條件是:以cf4、Cl2和氧氣作為第一蝕刻氣體，該CF4 = Cl2:氧氣的流量比設(shè)為60:30:10%，蝕刻時的處理室12的壓力設(shè)在20?150Pa的范圍內(nèi)，來自高頻電源3的施加電力設(shè)為29.5kW，處理時間設(shè)為75秒鐘。第三工序的條件是:以CF4和氧氣作為第三蝕刻氣體，該CF4:氧氣的流量比設(shè)為90:10%，蝕刻時的處理室的壓力設(shè)在上述20?150Pa的范圍內(nèi)，來自高頻電源3的施加電力設(shè)為15kW，處理時間設(shè)為15秒鐘。第二工序的條件是:以CF4作為第二蝕刻氣體，該CF4設(shè)為導(dǎo)入與第三工序同等的流量，蝕刻時的處理室12的壓力設(shè)在上述20?150Pa的范圍內(nèi)，來自高頻電源3的施加電力設(shè)為15kW,處理時間設(shè)為10秒鐘。圖3(a)中不出剛實施完第一工序后的基板的SEM照片，圖3(b)中示出剛實施完第三工序后的基板的SEM照片，圖3(c)示出剛實施完第二工序后的基板的SEM照片。由此，第一工序后基板表面整體被反應(yīng)生成物所覆蓋，第二工序后紋理結(jié)構(gòu)的頂部及底部被磨圓，頂部殘留有反應(yīng)生成物(照片中為白色光亮部分)，但第三工序后頂部的反應(yīng)生成物被完全去除，可知通過干蝕刻可在硅基板上高效制造紋理結(jié)構(gòu)。
[0037]以上，對本發(fā)明的實施方式進行了說明，但本發(fā)明并不被上述實施方式所限定。在上述實施方式中，以向基板臺2施加電力為例對作為可實施本發(fā)明干蝕刻方法的干蝕刻裝置EM進行了說明，但并不僅限于此，本發(fā)明的干蝕刻方法也可廣泛適用于使用電感耦合放電的干蝕刻裝置等其他形式的干蝕刻裝置。
[0038]在上述實施方式中，是通過單一的干蝕刻處理裝置EM實施第一工序、第二工序及第三工序，但也可將其單獨實施，進而，以在第二工序中停止含鹵氣體的實施方式為例進行了說明，但也可停止含氟氣體。再有，雖然上述實施方式中以含氟氣體、含鹵氣體及氧氣為彼此區(qū)別的氣源，但也可以分別以含氟氣體和氧氣的混合氣體、含鹵氣體和氧氣的混合氣體為氣源。
[0039]在上述實施方式中，以在第二工序中停止氧氣的實施方式為例進行了說明，但也可控制流量控制裝置52c，使第二工序的氧氣的導(dǎo)入量低于第一工序。此時，含鹵氣體與導(dǎo)入處理室12內(nèi)的氣體總流量的流量比設(shè)在60?90%的范圍內(nèi)，氧氣與該氣體總流量的流量比設(shè)在10?40%的范圍內(nèi)(此時，減壓下的處理室12內(nèi)的壓力設(shè)為40?150Pa)。
[0040]附圖標記說明
[0041]EM、干蝕刻裝置，12、處理室，2、基板臺，3、高頻電源，4、噴淋板，5、氣體導(dǎo)入系統(tǒng)，52a?52c、質(zhì)量流量控制器(流量控制裝置)、53a?53c、氣體管道，54a?54c、(含氟氣體、含齒氣體及氧氣用的各)氣源，W、基板(娃基板)。
【權(quán)利要求】
1.一種干蝕刻方法，用于在硅基板表面形成紋理結(jié)構(gòu)，所述干蝕刻方法，其特征在于，包含: 第一工序，其向配置了硅基板的減壓下的成膜室內(nèi)導(dǎo)入含有含氟氣體、含鹵氣體和氧氣的第一蝕刻氣體，施加放電用電力蝕刻硅基板表面；以及 第二工序，其向配置了已在第一工序中蝕刻完了的硅基板的、減壓下的成膜室內(nèi)，導(dǎo)入含有含氟氣體的第二蝕刻氣體，施加放電用電力進一步蝕刻硅基板表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干蝕刻方法，其特征在于: 還包含第三工序，其向配置了已在第二工序中蝕刻完了的硅基板的、減壓下的成膜室內(nèi)，導(dǎo)入以含氟氣體和含鹵氣體中任意一種為主要成分并在其中添加了氧氣的第三蝕刻氣體，施加放電用電力進一步蝕刻硅基板表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的干蝕刻方法，其特征在于: 在同一處理室內(nèi)，不停止施加放電用電力，停止向該處理室內(nèi)導(dǎo)入第一蝕刻氣體中的含鹵氣體和氧氣，從第一蝕刻氣體切換到第二蝕刻氣體，連續(xù)進行第一工序和第二工序。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的干蝕刻方法，其特征在于: 在同一處理室內(nèi)，不停止施加放電用電力，再次開始導(dǎo)入氧氣，從第二蝕刻氣體切換到第三蝕刻氣體，連續(xù)進行第二工序和第三工序。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干蝕刻方法，其特征在于: 還包含第三工序，其向配置了已在第一工序中蝕刻完了的硅基板的、減壓下的成膜室內(nèi)，導(dǎo)入以含氟氣體和含鹵氣體中任意一種為主要成分并在其中添加了氧氣的第三蝕刻氣體，施加放電用電力進一步蝕刻硅基板表面； 通過第二工序進一步蝕刻已在第三工序中蝕刻完了的硅基板表面。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的干蝕刻方法，其特征在于: 在同一處理室內(nèi)，不停止施加放電用電力，停止向該處理室內(nèi)導(dǎo)入第一蝕刻氣體中的含氟氣體和含齒氣體中任意一種，從第一蝕刻氣體切換到第三蝕刻氣體，連續(xù)進行第一工序和第三工序。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的干蝕刻方法，其特征在于: 在同一處理室內(nèi)，不停止施加放電用電力，從第三蝕刻氣體切換到第二蝕刻氣體，連續(xù)進行第三工序和第二工序。
8.根據(jù)權(quán)利要求2或5所述的干蝕刻方法，其特征在于: 通過具有流量控制裝置的單一氣體導(dǎo)入系統(tǒng)導(dǎo)入第一工序及第三工序中的氧氣，控制流量控制裝置將第一工序中的氧流量比控制在10?40%的范圍，將第三工序中的氧流量比控制在5?60%的范圍。
【文檔編號】H01L21/3065GK104205308SQ201380016736
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2013年4月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月6日
【發(fā)明者】佐藤宗之, 竹井日出夫, 池田智, 坂尾洋介, 大竹文人 申請人:株式會社愛發(fā)科
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