用于清洁硅衬底的设备制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于清洁硅衬底的设备。特别地，本实用新型专利技术涉及一种用于清洁由清洁液体包围并运输通过处理池的硅衬底的设备。根据本实用新型专利技术，用于单侧清洁硅衬底(1)的设备包括容纳清洁液体(F)的处理池(2)、用于通过处理池(2)沿着清洁平面(4)水平运输硅衬底(1)的运输设备(3)、用于产生声波场的至少一个振动器(5)以及用于将清洁的液体输出到待清洁衬底表面上的至少一个喷嘴(6)，其中至少一个振动器(5)设置在处理池(2)中，使得由所述振动器发射的声波能到达非待清洁的衬底表面上，且其中至少一个喷嘴(6)设置并定向成使得由喷嘴输出的液体在由振动器发射的声波的作用区域(W)中能到达待清洁衬底表面上。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于清洁硅衬底的设备。特别地，本技术涉及一种用于清洁由清洁液体包围并通过处理池运输的硅衬底的设备。
技术介绍
例如，需要如硅晶圆或者由如玻璃、塑料、金属或者陶瓷的材料制成的晶圆的平坦的物体来制造太阳能电池，而且也制造作为衬底的半导体器件。所述平坦的物体的处理通常还包括例如借助如蚀刻膏、掺杂保护膏或诸如此类的膏状的药剂来对至少一个衬底侧进行覆层，所述膏状的药剂在稍晚的时间点必须再次完全地从衬底移除。所述工艺步骤下面简短地称作“清洁”。对此已知不同的清洁设备。这种设备例如在参考文献PCT/DE2006/000468中公开。板形的超声波振动器位于处理池中。待清洁的衬底沿着超声波振动器的发射超声波的一侧运输。优选地，一个或多个超声波振动器的表面相对于衬底的表面略微倾斜。在优选借助辊子实现的经过处理池期间，进行朝向或者背离一个或多个超声波振动器的衬底面的清洁。然而，试验已经表明，借助超声波进行的清洁仅仅在朝向振动器的一侧上是足够的。尤其关于高粘度(膏状)的层的清洗，仅在耗费大量时间和功率的情况下，清洁才是可能的。此外，悬浮在衬底下侧上的并且在衬底上侧上“跳动”的杂质颗粒妨碍清洁。由此导致的不足的处理效果、长的处理时间和/或超声波振动器的高的功率消耗以及所述超声波振动器的高的单件成本是不利的。
技术实现思路
因此，本技术的目的为提供一种清洁设备，所述清洁设备不具有或者少量具有所描述的缺点。该目的通过根据本技术的清洁设备来实现，所述设备包括用于容纳清洁液体的处理池、用于将所述硅衬底沿着清洁平面水平地运输通过所述处理池的运输设备、用于产生声波场的至少一个振动器以及用于将清洁的液体输出到待清洁的衬底表面上的至少一个喷嘴，其中所述至少一个振动器在所述处理池中设置成，使得由所述至少一个振动器发射的声波能够到达非待清洁的衬底表面上，并且其中所述至少一个喷嘴设置并定向成，使得由所述至少一个喷嘴输出的所述液体在由所述振动器发射的所述声波的作用区域中能够到达待清洁的所述衬底表面上。在本技术的下面的描述以及在附图中能够得出其他有利的实施形式。根据本技术的设备用于单侧地清洁硅衬底，并且包括用于容纳清洁液体的处理池、用于将硅衬底沿着清洁平面水平地运输通过处理池的运输设备、用于产生声波场的至少一个振动器(变频器(Transducer))以及用于将清洁的液体输出到待清洁的衬底表面上的至少一个喷嘴，其中所述振动器设置在清洁液体之内以最佳地用于清洁适当的作用区域。根据本技术，至少一个振动器在处理池中设置成，使得由所述振动器所发射的声波能够到达非待清洁的衬底表面上，并且至少一个喷嘴设置并定向成，使得由所述喷嘴输出的液体在由振动器发射的声波的作用区域(W)中能够到达待清洁的衬底表面上。清楚的是，该设备除了清洁硅衬底之外还能够用于其他的材料(如上所述)，并且能够进行衬底表面的其他处理(例如掺杂)来代替清洁。清洁和其他处理的组合也是可能的。此外清楚的是，清洁尤其涉及衬底的朝向所述至少一个喷嘴的侧，但使得另一侧仍然也能承受清洁。下面详细阐明本技术。处理池用于容纳清洁液体，所述清洁液体尤其优选为加热的、O. 05%至O. 5%的KOH(氢氧化钾、也称作苛性钾)。在下文中还更深入探讨的运输设备用于将一个或多个衬底引入到清洁液体中以及将所述衬底从清洁液体中引出。衬底的两侧(上侧和下侧)平行于所谓的清洁平面或者位于所谓的清洁平面中，其中根据定义，所述两侧由于衬底的小的厚度而彼此紧密相邻。在清洁平面中，清洁效果特别好。在清洁期间，衬底的两侧埋入清洁液体中。尤其有利的是，振动器产生超声波或者兆声波，即在20kHz的频率之上的范围中的声波。声波形成声波场，只要声波没有偏转，所述声波场的波前就基本平行于典型地构成板形地的振动器的表面走向。如同样从上述文献中已知的是，清洁效果不是在距振动器的任何距离中都一样好，而是在特定距离的区域中，当前称作作用区域中特别好。如果在振动器和衬底之间形成驻波，那么所述距离例如为波长的四分之一或者四分之三，其中还能够存在多个所述范围。根据本技术，作用区域位于清洁液体之内，在任何情况下，所述作用区域实际上都是可用于清洁的部分。至少一个喷嘴例如经由泵用优选为来自处理池的清洁液体的清洁液体来供给，所述清洁液体然后在一定的压力下输出。喷嘴能够适用于输出点状的或者扇面状的喷束。优选地，或者多个喷嘴或者彼此并排地设置，或者单个喷嘴的扇面大致相应于衬底的宽度。切口形的喷嘴也能够提供覆盖衬底宽度的喷束。因此，根据本技术，声波场(和由此典型地还有振动器，除了间接的作用方式之外)设置在清洁平面(进而衬底)的一侧上，并且相反于清洁平面发射。同时，至少一个喷嘴设置在清洁平面(进而衬底)的另一侧上，并且同样指向清洁平面。其结果为，作用区域和可从喷嘴中输出的清洁液体在清洁平面的区域中相遇。换而言之，作用区域和由清洁液体构成的喷束在那里能够重叠。 尽管首先容易理解下述猜想，即，喷嘴流同时存在于以超声辐射的部位上导致驻波被妨碍，进而导致清洁效果变差，但是试验惊人地表明，以根据本技术的方式实现的清洁效果相对于仅借助超声波场或者借助喷嘴能够达到的清洁效果明显有所改进。因此，能够降低典型地以复数存在的、产生超声波场的振动器的数量。同样，能够降低所述振动器的功率。以这种方式，在不影响清洁效果的情况下降低了成本。替选地，与传统的清洁设备相比，提高了根据本技术的设备的处理能力，这同样是有利的。优选地，至少一个喷嘴设置在清洁液体之外。这也意味着，声波场设置在清洁平面之下，并且至少一个喷嘴设置在所述清洁平面之上。此外，将清洁液体的液位调节成，使得将所述液位设置在衬底的上侧和喷嘴的出口之下之间，然而至少在清洁平面之上和喷嘴的出口之下之间。以所述方式，从喷嘴输出的喷束所经过的路程的大部分通过空气，并且不通过厚的液体层而不必要地减速。根据实施形式，喷嘴或者至少其输出清洁液体的开口基本垂直于清洁平面(并且因此垂直于衬底的表面)。根据另一并且优选的实施形式，至少一个喷嘴以不垂直的角度指向清洁平面。因此，喷束以在I度至89度之间的角度到达衬底的表面上。试验已经表明，以所述方式能够进一步改善清洁效果。尤其有利的是，所述角度为20度至45度。根据另一优选的实施形式，振动器和喷嘴(或者从喷嘴中输出的喷束到清洁平面上的相遇点)在清洁平面的两侧上彼此对置地，即彼此重叠地设置。这意味着，在观察者观察到衬底的环绕的侧边的侧视图中，在振动器之上设有一个或多个喷嘴(或者至少所述喷嘴的喷束的相遇点)。以所述方式，从喷嘴输出的液体喷束和由振动器发射的作用区域能够尽可能地靠近在一起，这提高了效率或者最小化了功率损失。根据另一实施形式，喷嘴正好在侧向上彼此偏移地设置，即设置在另外以复数存在的振动器之间，然而还设置在清洁平面的另一侧上。如同样从上述文献中已知的是，能够有利的是，振动器进而平行于所述振动器的表面走向的作用区域相对于清洁平面成一定角度地指向。尤其有利的是，所述角度选择成，使得提供作用区域的振动器的前缘相对于后缘下降或者升高该频率下的波长的一半。以所述方式确保，即使当在作用区域和清洁平面之间的距离不是最佳的时，衬底的每个部位也至少一次地经过作本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于单侧地清洁硅衬底(1)的设备，所述设备包括用于容纳清洁液体(F)的处理池(2)、用于将所述硅衬底(1)沿着清洁平面(4)水平地运输通过所述处理池(2)的运输设备(3)、用于产生声波场的至少一个振动器(5)以及用于将清洁的液体输出到待清洁的衬底表面上的至少一个喷嘴(6)，其中所述至少一个振动器(5)在所述处理池(2)中设置成，使得由所述至少一个振动器发射的声波能够到达非待清洁的衬底表面上，并且其中所述至少一个喷嘴(6)设置并定向成，使得由所述至少一个喷嘴输出的所述液体在由所述振动器发射的所述声波的作用区域(W)中能够到达待清洁的所述衬底表面上。

【技术特征摘要】
1.用于单侧地清洁硅衬底(I)的设备，所述设备包括用于容纳清洁液体(F)的处理池(2)、用于将所述硅衬底(I)沿着清洁平面(4)水平地运输通过所述处理池(2)的运输设备(3)、用于产生声波场的至少一个振动器(5)以及用于将清洁的液体输出到待清洁的衬底表面上的至少一个喷嘴￠)，其中所述至少一个振动器(5)在所述处理池(2)中设置成，使得由所述至少一个振动器发射的声波能够到达非待清洁的衬底表面上，并且其中所述至少一个喷嘴(6)设置并定向成，使得由所述至少一个喷嘴输出的所述液体在由所述振动器发射的所述声波的作用区域(W)中能够到达待清洁的所述衬底表面上。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述至少一个喷嘴(6)设置在所述清洁液体(F)之外。3.根据权利要求1或2所述的设备，其中所述至少一个喷...

【专利技术属性】
技术研发人员：马库斯·乌伊莱因，斯特凡·海因里希·韦内特，帕特里克·甘特尔，克劳迪娅·沙夫纳，马丁·韦伯，
申请(专利权)人：睿纳有限责任公司，
类型：实用新型
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