WO2012034854A1 - Device for etching semiconductor wafers having an inline process control - Google Patents

Device for etching semiconductor wafers having an inline process control Download PDF

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WO2012034854A1
WO2012034854A1 PCT/EP2011/064966 EP2011064966W WO2012034854A1 WO 2012034854 A1 WO2012034854 A1 WO 2012034854A1 EP 2011064966 W EP2011064966 W EP 2011064966W WO 2012034854 A1 WO2012034854 A1 WO 2012034854A1
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WO
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etching
concentration
etching liquid
signal
designed
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PCT/EP2011/064966
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Inventor
Milan Pilaski
Christoph Hammer
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
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    • H01L21/67253—Process monitoring, e.g. flow or thickness monitoring
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    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67075—Apparatus for fluid treatment for etching for wet etching
    • H01L21/67086—Apparatus for fluid treatment for etching for wet etching with the semiconductor substrates being dipped in baths or vessels

Definitions

  • the invention relates to a device for etching semiconductor wafers, in particular silicon W afern for solar cells.
  • the device has an etching vessel for an etching liquid.
  • the device also has a storage vessel for the etching liquid connected to the etching vessel by means of at least one fluid line.
  • the apparatus also comprises a circulation pump which is connected to the etching vessel and the storage vessel and designed to generate a fluid circuit starting from the etching vessel via the storage vessel and via the fluid line back to the etching vessel.
  • the device has a connected to the fluid circuit
  • the detection device is designed to detect a concentration, in particular a consumption of at least one component of the etching liquid and to generate a concentration signal representing the concentration and output this on the output side.
  • a process control of the etching process is advantageously made possible by the detection device, so that advantageously a concentration of the components, in particular potassium hydroxide solution and / or isopropanol, during the etching process. can be monitored. Namely, it has been recognized that correlations established between calibrations between at least one detection variable or a plurality of detection variables and a concentration of a component can be used for sufficiently accurate determination of the concentration of the component and thus an immediate determination can be replaced by a clear and complex laboratory analysis , This can save process time that would otherwise be required to perform a laboratory analysis.
  • the detection device has at least one sound sensor.
  • the sound sensor is designed to detect the concentration of the component as a function of a detection parameter, namely a sound propagation speed of sound in the etching liquid and to generate a corresponding sound velocity signal as an output signal.
  • the detection device is designed to generate the concentration signal as a function of the speed of sound signal.
  • the detection device can determine, for example-preferably by means of a processing unit-a density of the etching liquid as a function of the speed of sound signal. Namely, the sound propagation velocity in the etching liquid depends on the density of the etching liquid.
  • the detection device has a
  • Conductivity sensor which is designed to detect a detection parameter, namely an electrical conductivity of the etching liquid and to generate a corresponding conductivity signal as an output signal.
  • the detection device is designed to generate the concentration signal as a function of the conductivity signal.
  • the detection device in particular the processing unit of the detection device, advantageously detect the concentration of the component as a function of a further detection parameter, namely the electrical conductivity.
  • the detection device comprises a surface tension sensor, wherein the surface tension sensor is designed to detect a detection parameter, namely a surface tension of the etching liquid.
  • the surface tension sensor is configured to generate a surface tension signal representing the surface tension as an output.
  • the detection device is designed to generate the concentration signal in dependence on the surface voltage signal.
  • a further parameter which is not a pH value and thus does not allow a direct conclusion to a lye concentration, to be used to determine the concentration of the component.
  • the detection device is designed to detect a temperature of the etching liquid as the detection parameter.
  • the detection device preferably has a temperature sensor, which is designed to generate a temperature signal corresponding to the temperature of the etching liquid.
  • the detection device is further preferably designed to generate the concentration signal as a function of the temperature signal.
  • the detection device has an extinction sensor, which is designed as an acquisition parameter to detect an extinction, in particular a weakening of electromagnetic radiation in the etching liquid and to generate an extinction signal representing the extinction as an output signal.
  • an extinction sensor which is designed as an acquisition parameter to detect an extinction, in particular a weakening of electromagnetic radiation in the etching liquid and to generate an extinction signal representing the extinction as an output signal.
  • the detection device comprises the processing unit.
  • the processing unit is designed to generate and store a map data record as a function of at least one acquisition parameter, which represents an output variable.
  • the map data record represents at least one, at least two or preferably several acquisition parameters as a function of the concentration of at least one component.
  • the processing unit is designed, depending on at least one output signal, the concentration signal by means of the map
  • the map data set is formed by a multi-dimensional polynomial.
  • the polynomial is, for example, a polynomial at least or exactly second, at least or exactly third, fourth, fifth, sixth or seventh graph
  • the dimension of the polynomial corresponds to a number of the components to be detected.
  • At least one concentration of a component of the etching liquid can be represented as a function of at least two detection parameters by the map data record.
  • the acquisition parameters advantageously need not allow any direct inference to the concentration of the component. Rather, an effect can advantageously be used, according to which two independent detection parameters, for example a sound propagation speed and an electrical conductivity, which was previously stored for mutually different concentrations of the component to be detected in the form of the characteristic data set, for detecting the concentration of the component during an etching process can be received and processed by the processing unit.
  • Further exemplary detection variables for detecting a concentration of the at least one component are refractive index, viscosity and a density.
  • the density can be determined, for example, as a function of a sound propagation velocity detected in the etching liquid by the sound sensor.
  • a substance mixture in particular the etching liquid, containing a predetermined number of components to be detected in each case with respect to their concentration, can be detected by means of a previously generated characteristic field with a number of sensors that largely correspond to the number of linearly independently of each other, so that Detection result the respective concentrations of the components can be determined.
  • the map dataset may be formed by a neural network.
  • the concentration can advantageously be represented and stored as a function of a plurality of acquisition parameters by the characteristic map data set.
  • a component of the etching liquid contains potassium hydroxide.
  • the map data set in this embodiment represents at least two detection parameters, which for potassium hydroxide, In particular, mutually different concentrations of potassium hydroxide have been produced in the etching liquid.
  • a component of the etching liquid contains isopropanol.
  • the map data record represents at least two detection parameters which have been generated for isopropanol, in particular concentrations of isopropanol different from one another in the etching liquid.
  • the invention also relates to a method for etching semiconductor wafers, in particular silicon wafers for solar cells.
  • the semiconductor wafers are etched in a fluid circuit with an etchant forming a fluid of the fluid circuit.
  • a concentration in particular a consumption of at least one component of the etching liquid in the fluid circuit is detected in the method and a concentration signal representing the concentration is generated.
  • an alarm signal is preferably generated as a function of the concentration signal. More preferably, the alarm signal is generated as a function of the concentration signal when a concentration represented by the concentration signal falls below or exceeds a predetermined value.
  • the etching liquid in particular a component of the etching liquid, is preferably supplemented as a function of the concentration signal and / or a part of the etching liquid is discharged.
  • the device mentioned above may have, for example, a pumping device or a valve which is connected to a supply vessel for the component.
  • the device can be designed, for example, to activate the pump device or the valve as a function of the concentration signal.
  • the concentration of the component in the etching liquid can be kept constant.
  • the etching liquid can be used for a longer time than without the device, since an exchange of the etching liquid no longer needs to take place at predetermined intervals, but a consumption of
  • Etching liquid can be detected in dependence of the map data set. For example, a partial or complete replacement of the etching liquid can be effected in dependence on the concentration signal and for this purpose a corresponding control signal for activating a valve or a pump can be generated. Further advantageously, the concentration of a plurality of components can be monitored by means of the characteristic data set, depending on the output signals representing the detection parameters, for example the components silicate, isopropanol, potassium hydroxide and water. For example, in one process step, in particular after refilling a component, the etching liquid can be at least partially evaporated.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a device 1 for etching semiconductor wafers
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of a method for etching semiconductor wafers, in particular by means of the device illustrated in FIG.
  • the device 1 shows an exemplary embodiment of a device 1 for etching semiconductor wafers, of which the semiconductor wafer 24 is shown by way of example.
  • the device 1 has an etching vessel 5, which is designed to hold an etching liquid 22 in stock.
  • the etching vessel 5 is connected to a circulating pump 9 via a connection line 54 designed to guide a fluid.
  • the circulation pump 9 is connected to a mechanical filter 46 via a connection line 56 designed to guide a fluid.
  • the connecting lines formed for guiding a fluid are also referred to below as fluid-carrying connecting lines.
  • the filter 46 is connected via a fluid-carrying connecting line 58 to a storage vessel 7, which is designed to keep the etching liquid 22 in stock.
  • the storage vessel 7 is connected via a fluid-carrying connection line 50 with a measuring vessel 1 1.
  • the measuring vessel 11 is designed to guide the etching liquid 22 and has sensors which are in operative contact with the etching liquid 22. Independently or in addition to the measuring vessel 1 1, the sensors can be arranged in the etching vessel 5, the storage vessel 7 or another location in the fluid circuit and thus be in operative contact with the etching liquid.
  • the measuring vessel 1 1 is connected by means of a fluid-conducting connection 52 on the output side with the etching vessel 5.
  • the etching vessel 5, the storage vessel 7, the circulation pump 9, the measuring vessel 1 1, and the fluid-carrying connections 50, 52, 54, 56 and 58 together form a fluid circuit.
  • the circulation pump 9 is formed, the To supply etchant 22 in the previously described fluid circuit.
  • the storage vessel 7 is connected on the output side via a fluid-carrying connection line 59 with a valve 32.
  • the device 1 also has a processing unit 10.
  • the processing unit 10 is connected on the input side to the sensors of the measuring vessel 11.
  • the measuring vessel 1 1 has a sound sensor 34 for detecting a speed of sound in the etching liquid 22, wherein the sound sensor 34 is connected via a connecting line 68 to the processing unit 10.
  • the processing unit 10 and the measuring vessel 1 1 are part of a detection device 8, which is designed to detect a concentration of a component of the etching liquid 22 as a function of at least two or more detection parameters.
  • the measuring vessel 1 1 also has a conductivity sensor 36 for detecting an electrical conductivity of the etching liquid 22, which is connected on the output side via a connecting line 72 to the processing unit 10.
  • the measuring vessel 1 1 also has a surface tension sensor 38, which is designed to detect a surface tension of the etching liquid 22 and which is connected on the output side via a connecting line 73 to the processing unit 10.
  • the measuring vessel 1 1 also has a refractive index sensor 40, which is designed to detect an optical refractive index of the etching liquid 22.
  • the refractive index sensor 40 is connected on the output side via a connecting line 76 to the processing unit 10.
  • the measuring vessel 1 1 also has a temperature sensor 44, which on the output side is connected to the processing unit 10 via a connecting line 70.
  • the temperature sensor 44 is configured to detect a temperature of the etching liquid 22.
  • the measuring vessel 1 1 also has a viscosity sensor 42, which is designed to detect a viscosity of the etching liquid 22 and which is connected on the output side via a connecting line 74 to the processing unit 10.
  • the processing unit 10 is connected to a data memory 12 via a bidirectional electrical connection.
  • the data memory 12 is designed to stock map data sets generated by the processing unit 10 in stock.
  • the map data set 14 is designated by way of example.
  • the processing unit 10 is also connected on the input side via a connecting line 75 to a user interface 82, in particular a touch screen, which is designed to generate a user interaction signal representing the user interaction, depending on a user interaction, for example a user hand 80.
  • the device 1 also has storage vessels for holding components of the etching liquid 22 in stock.
  • the device 1 has a storage vessel 20, which is designed to keep a liquor, in particular potassium hydroxide liquor 21, in stock.
  • the storage vessel 20 is connected to the storage vessel 7 in a fluid-conducting manner via a fluid-conducting connecting line, and further via a valve 30.
  • the device 1 also has a storage vessel 18, which is designed to hold a component 19 with a bipolar atomic bond, in particular an alcohol-containing component 19, for example ethanol or isopropanol, in stock.
  • the component may comprise an additive, in particular a sugar. As a result, wetting of the wafer 24 can be improved.
  • the storage vessel 18 is connected on the output side via a valve 28 to the storage vessel 7 fluid leading.
  • the device 1 also has a storage vessel 16, which is designed to keep water, in particular distilled water 17 in stock.
  • the storage vessel 16 is fluidly connected via a valve 26 to the storage vessel 7.
  • the storage vessel 7 is connected on the output side via a valve 32 to an environment, or with a tank for disposing of etching liquid fluid leading.
  • the processing unit is connected on the output side via a connecting line 62 to the valve 26.
  • the processing unit 10 is also connected on the output side via a connecting line 64 to the valve 28, and via a connecting line 66 to the valve 30.
  • the processing unit 10 is also connected on the output side via a connecting line 60 to the valve 32.
  • the processing unit 10 is also connected on the output side via a connecting line 77 to the circulation pump 9.
  • the circulation pump 9 can convey the etching liquid 22 in the thus formed fluid circuit.
  • the circulation pump 9 can receive on the input side via the connection line 77 a control signal generated by the processing unit 10 for activating the circulation pump 9 and convey the fluid, namely the etching liquid 22, as a function of the control signal, for example as a function of a user interaction signal received via the user interface 82 ,
  • the etching vessel 5 is designed to receive a plurality of semiconductor wafers together with the etching liquid 22, so that the semiconductor wafers in the etching liquid 22 can come into operative contact with the etching liquid 22.
  • Semiconductor wafer 24 is exemplified. During an etching process of the semiconductor wafers, at least one component of the etching liquid is consumed. This component is, for example, potassium hydroxide, in particular a solution containing potassium hydroxide.
  • the processing unit 10 is designed to read the map data record 14 via the bidirectional connection 78.
  • Processing unit 10 is also designed to receive via the connecting lines 68, 70, 72, 74 and 76, the sensor signals of the respective sensors, which each represent a detection parameter.
  • the sound sensor 34 may during an etching process, the sound propagation velocity of sound, such as ultrasound, in the etching liquid 22 detect and a the
  • Sonic velocity representing sound velocity signal as an output signal.
  • the conductivity sensor 36 is designed to detect an electrical conductivity of the etching liquid 22 and to generate a conductivity signal representing the electrical conductivity as an output signal and to send it via the connecting line 72 to the processing unit 10.
  • the processing unit 10 can, depending on the output signal of the sound sensor 34 and in dependence on the output signal of the conductivity sensor 36 by means of the characteristic map data set, which in this embodiment represents a multi-dimensional polynomial, to that of the sound sensor 34 detected
  • Sound velocity and the detected by the conductivity sensor 36 e- lectrical conductivity a corresponding concentration of the component, in this embodiment determine potassium hydroxide.
  • the processing unit 10 is formed, for example, the concentration of the component, in this embodiment, potassium hydroxide, depending to determine further detected by the sensors of the measuring vessel 1 1 output signals.
  • the processing unit 10 may further determine the concentration as a function of the temperature signal of the temperature sensor 44, depending on the viscosity signal of the viscosity sensor 42, further on the refractive index signal of the refractive index sensor 40, and further in FIG.
  • Each acquisition parameter from the map dataset can, in the case of the polynomial, form its own dimension of the multidimensional polynomial.
  • the map data record 14 can, for example, during an etching process means
  • the processing unit 10 is - additionally or independently of the map data set 14, which represents a multi-dimensional polynomial - designed to determine the concentration of at least one component of the etching liquid 22 in dependence of the map data set 15.
  • the processing unit 10 may generate in a further step at least one control signal for refilling at least one component into the storage vessel 7 in response to a falling below a predetermined concentration value. For example, if the potassium hydroxide concentration falls below a predetermined value, the processing unit 10 may generate a potassium hydroxide caustic replenishment control signal and send it via the communication line 66 to the valve 30. Depending on the control signal received on the input side via the connecting line 66, the valve 30 can lead the component, in this embodiment potassium hydroxide solution 21, into the storage vessel 7 and thus supplement the concentration of the component in the etching liquid 22 in accordance with the consumption.
  • Processing unit 10 this by means of the map data set 14 and further in dependence of the output signals received from the sensors 34, 36, 38, 40, 42 and 44 determine a corresponding concentration and compare with a predetermined threshold value for the concentration. If the concentration falls below the predetermined threshold value, the processing Processing unit 10, a control signal for refilling the component, generate isopropanol in this embodiment and send it via the connecting line 64 to the valve 28. The valve 28 can then open as a function of the control signal received via the connecting line 64 and fill the component, namely isopropanol 19, from the storage vessel 18 into the storage vessel 7.
  • the processing unit 10 - as described above in the other components - generate a corresponding control signal for replenishing water and this via the connecting line 62 to the valve 26th send.
  • the valve 26 can then open and refill water 17 from the storage vessel 16 into the storage vessel 7.
  • the processing unit 10 is also designed to generate a control signal for removing fluid from the fluid circuit and to send it on the output side via the connecting line 60 to the valve 32.
  • the valve 32 can discharge fluid, in particular etching fluid 22, from the storage vessel 7 and guide it into a tank (not shown in this figure) for disposing of etching fluid.
  • the etching liquid 22 can be advantageously used longer than without
  • the filter 46 is adapted to retain coarse contaminants and to remove from the fluid circuit.
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of a method 90 for etching semiconductor wafers, in particular silicon wafers for solar cells.
  • a map data set is generated, the mutually different concentrations of at least one component of an etching liquid in dependence on at least two detection parameters, in particular a sound propagation velocity in the etching liquid, an electrical
  • Conductivity of the etching liquid, a surface tension of the etching liquid and an optical refractive index of the etching liquid represents.
  • a step 94 the semiconductor wafers are etched in a fluid circuit with the etching liquid forming a fluid of the fluid circuit.
  • the detection parameters in particular a
  • Sound propagation velocity in the etching liquid, an electrical conductivity of the etching liquid, a surface tension of the etching liquid and an optical refractive index of the etching liquid detected and generates the detection parameters respectively representing output signals.
  • a concentration, in particular a consumption of at least one component of the etching liquid as a function of the characteristic field data set is determined as a function of the output parameters representing the detection parameters, and a concentration signal representing the concentration is generated.
  • a step 95 the method generates an alarm signal as a function of the concentration signal when a concentration represented by the concentration signal falls below or exceeds a predetermined value.
  • the etching liquid in particular a component of the etching liquid is supplemented as a function of the concentration signal and / or at least a portion of the etching liquid is discharged.

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Abstract

The invention relates to a device for etching semiconductor wafers, in particular silicon wafers for solar cells. The device comprises an etching vessel for an etching liquid. The device also comprises a reservoir for the etching liquid connected to the etching vessel by means of at least one fluid line. The device also comprises a circulating pump connected to the etching vessel and the reservoir and designed to produce a fluid circuit from the etching vessel, via the reservoir, and via the fluid line back to the etching vessel. According to the invention, the device comprises a detection device connected to the fluid circuit. The detection device is designed to detect a concentration, in particular a consumption of at least one component of the etching fluid, and to produce a concentration signal representing the concentration and emit same on the output side.

Description

Beschreibung  description
Titel title
Vorrichtung zum Ätzen von Halbleiter-Wafern mit einer Inline-Prozesskontrolle Stand der Technik  Apparatus for etching semiconductor wafers with an in-line process control Prior art
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ätzen von Halbleiter-Wafern, insbe- sondere Silizium-W afern für Solarzellen. Die Vorrichtung weist ein Ätz-Gefäß für eine Ätzflüssigkeit auf. Die Vorrichtung weist auch ein mit dem Ätz-Gefäß mittels wenigstens einer Fluidleitung verbundenes Vorratsgefäß für die Ätzflüssigkeit auf. Die Vorrichtung weist auch eine Umwälzpumpe auf, welche mit dem Ätz- Gefäß und dem Vorratsgefäß verbunden und ausgebildet ist, einen Fluidkreislauf ausgehend von dem Ätz-Gefäß über das Vorratsgefäß und über die Fluidleitung zurück zum Ätz-Gefäß zu erzeugen.  The invention relates to a device for etching semiconductor wafers, in particular silicon W afern for solar cells. The device has an etching vessel for an etching liquid. The device also has a storage vessel for the etching liquid connected to the etching vessel by means of at least one fluid line. The apparatus also comprises a circulation pump which is connected to the etching vessel and the storage vessel and designed to generate a fluid circuit starting from the etching vessel via the storage vessel and via the fluid line back to the etching vessel.
Bei aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen zum Ätzen von Silizi- um-Wafern für Solarzellen zum Herstellen einer vorbestimmten Oberflächenstruktur einer Solarzelle, beispielsweise einer Pyramidenstruktur, besteht das Problem, dass zum Ätzen von Silizium vorgesehene Komponenten einer Ätzflüssigkeit während eines Ätzens verbraucht werden. Um eine gleichbleibende Qualität der Ätzflüssigkeit zu gewährleisten, wird die Ätzflüssigkeit regelmäßig ausgetauscht.  In devices known from the prior art for etching silicon wafers for solar cells for producing a predetermined surface structure of a solar cell, for example a pyramid structure, there is the problem that components of an etching liquid intended for etching silicon are consumed during an etching. In order to ensure a constant quality of the etching liquid, the etching liquid is exchanged regularly.
Offenbarung der Erfindung  Disclosure of the invention
Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung eine mit dem Fluidkreislauf verbundeneAccording to the invention, the device has a connected to the fluid circuit
Erfassungsvorrichtung auf. Die Erfassungsvorrichtung ist ausgebildet, eine Konzentration, insbesondere einen Verbrauch wenigstens einer Komponente der Ätzflüssigkeit zu erfassen und ein die Konzentration repräsentierendes Konzentrationssignal zu erzeugen und dieses ausgangsseitig auszugeben. Detection device on. The detection device is designed to detect a concentration, in particular a consumption of at least one component of the etching liquid and to generate a concentration signal representing the concentration and output this on the output side.
Durch die Erfassungsvorrichtung wird vorteilhaft eine Prozesskontrolle des Ätzprozesses ermöglicht, sodass vorteilhaft eine Konzentration der Komponenten, insbesondere Kalilauge und/oder Isopropanol, während des Ätzprozesses konti- nuierlich überwacht werden kann. Es wurde nämlich erkannt, dass auch durch Kalibrieren festgelegte Zusammenhänge zwischen wenigstens einer Erfassungsgröße oder mehreren Erfassungsgrößen und einer Konzentration einer Komponente zur hinreichend genauen Bestimmung der Konzentration der Komponente herangezogen werden kann und so eine unmittelbare Bestimmung mittels einer eindeutigen, und dafür aufwändigen Laboranalytik ersetzt werden kann. Dadurch kann Prozesszeit eingespart werden, die sonst zum Durchführen eine Laboranalytik erforderlich wäre. A process control of the etching process is advantageously made possible by the detection device, so that advantageously a concentration of the components, in particular potassium hydroxide solution and / or isopropanol, during the etching process. can be monitored. Namely, it has been recognized that correlations established between calibrations between at least one detection variable or a plurality of detection variables and a concentration of a component can be used for sufficiently accurate determination of the concentration of the component and thus an immediate determination can be replaced by a clear and complex laboratory analysis , This can save process time that would otherwise be required to perform a laboratory analysis.
Weiter wurde erkannt, dass zum Überwachen von Konzentrationen von sauren oder basischen Bestandteilen der Ätzflüssigkeit eine Vorrichtung zum Erfassen eines PH-Wertes sowohl aufwändig als auch nicht hinreichend genau ist. Eine genaue Bestimmung ist bisher nur mit aufwändiger Labortechnik, Beispielweise Titration, Atomabsorptionsspektrometrie oder einer Chromatographie möglich. It has further been recognized that to monitor concentrations of acidic or basic constituents of the etchant, a device for detecting a pH value is both cumbersome and inadequately accurate. Accurate determination has hitherto only been possible with elaborate laboratory technology, for example titration, atomic absorption spectrometry or chromatography.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Erfassungsvorrichtung wenigs- tens einen Schall-Sensor auf. Der Schall-Sensor ist ausgebildet, die Konzentration der Komponente in Abhängigkeit eines Erfassungsparameters, nämlich einer Schallausbreitungsgeschwindigkeit von Schall in der Ätzflüssigkeit zu erfassen und ein entsprechendes Schallgeschwindigkeitssignal als Ausgangssignal zu erzeugen. Die Erfassungsvorrichtung ist ausgebildet, das Konzentrationssignal in Abhängigkeit des Schallgeschwindigkeitssignals zu erzeugen. Dazu kann die Erfassungsvorrichtung beispielsweise - bevorzugt mittels einer Verarbeitungseinheit - eine Dichte der Ätzflüssigkeit in Abhängigkeit des Schallgeschwindigkeitssignals ermitteln. Die Schallausbreitungsgeschwindigkeit in der Ätzflüssigkeit hängt nämlich von der Dichte der Ätzflüssigkeit ab. In a preferred embodiment, the detection device has at least one sound sensor. The sound sensor is designed to detect the concentration of the component as a function of a detection parameter, namely a sound propagation speed of sound in the etching liquid and to generate a corresponding sound velocity signal as an output signal. The detection device is designed to generate the concentration signal as a function of the speed of sound signal. For this purpose, the detection device can determine, for example-preferably by means of a processing unit-a density of the etching liquid as a function of the speed of sound signal. Namely, the sound propagation velocity in the etching liquid depends on the density of the etching liquid.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Erfassungsvorrichtung einenIn a preferred embodiment, the detection device has a
Leitfähigkeits-Sensor auf, welcher ausgebildet ist, einen Erfassungsparameter, nämlich eine elektrische Leitfähigkeit der Ätzflüssigkeit zu erfassen und ein entsprechendes Leitfähigkeitssignal als Ausgangssignal zu erzeugen. Die Erfassungsvorrichtung ist ausgebildet, das Konzentrationssignal in Abhängigkeit des Leitfähigkeitssignals zu erzeugen. So kann die Erfassungsvorrichtung, insbesondere die Verarbeitungseinheit der Erfassungsvorrichtung, vorteilhaft die Konzentration der Komponente in Abhängigkeit eines weiteren Erfassungsparameters, nämlich der elektrischen Leitfähigkeit erfassen. Conductivity sensor, which is designed to detect a detection parameter, namely an electrical conductivity of the etching liquid and to generate a corresponding conductivity signal as an output signal. The detection device is designed to generate the concentration signal as a function of the conductivity signal. Thus, the detection device, in particular the processing unit of the detection device, advantageously detect the concentration of the component as a function of a further detection parameter, namely the electrical conductivity.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Erfassungsvorrichtung einen Oberflächenspannungs-Sensor auf, wobei der Oberflächenspannungs-Sensor ausgebildet ist, einen Erfassungsparameter, nämlich eine Oberflächenspannung der Ätzflüssigkeit zu erfassen. Der Oberflächenspannungs-Sensor ist ausgebildet, ein die Oberflächenspannung repräsentierendes Oberflächenspannungssignal als Ausgangssignal zu erzeugen. Die Erfassungsvorrichtung ist ausgebildet, das Konzentrationssignal in Abhängigkeit des Oberflächenspannungssignals zu erzeugen. In a preferred embodiment, the detection device comprises a surface tension sensor, wherein the surface tension sensor is designed to detect a detection parameter, namely a surface tension of the etching liquid. The surface tension sensor is configured to generate a surface tension signal representing the surface tension as an output. The detection device is designed to generate the concentration signal in dependence on the surface voltage signal.
Durch das Erfassen der Oberflächenspannung der Ätzflüssigkeit kann vorteilhaft ein weiterer Parameter, - welcher kein PH-Wert ist und somit keinen unmittelbaren Rückschluss auf eine Laugenkonzentration zulässt - zum Ermitteln der Kon- zentration der Komponente herangezogen werden.  By detecting the surface tension of the etching liquid, it is advantageously possible to use a further parameter, which is not a pH value and thus does not allow a direct conclusion to a lye concentration, to be used to determine the concentration of the component.
Bevorzugt ist die Erfassungsvorrichtung ausgebildet, als Erfassungsparameter eine Temperatur der Ätzflüssigkeit zu erfassen. Dazu weist die Erfassungsvorrichtung bevorzugt einen Temperatursensor auf, welcher ausgebildet ist, ein die Temperatur der Ätzflüssigkeit entsprechendes Temperatursignal zu erzeugen. Die Erfassungsvorrichtung ist weiter bevorzugt ausgebildet, das Konzentrationssignal in Abhängigkeit des Temperatursignals zu erzeugen.  Preferably, the detection device is designed to detect a temperature of the etching liquid as the detection parameter. For this purpose, the detection device preferably has a temperature sensor, which is designed to generate a temperature signal corresponding to the temperature of the etching liquid. The detection device is further preferably designed to generate the concentration signal as a function of the temperature signal.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Erfassungsvorrichtung einen Extinktionssensor auf, welcher ausgebildet ist, als Erfassungsparameter eine Extinktion, insbesondere eine Schwächung elektromagnetischer strahlen in der Ätz- flüssigkeit zu erfassen und ein die Extinktion repräsentierendes Extinktionssignal als Ausgangssignal zu erzeugen. Dadurch kann vorteilhaft eine Trübung der Ätzflüssigkeit erfasst werden.  In a preferred embodiment, the detection device has an extinction sensor, which is designed as an acquisition parameter to detect an extinction, in particular a weakening of electromagnetic radiation in the etching liquid and to generate an extinction signal representing the extinction as an output signal. As a result, turbidity of the etching liquid can advantageously be detected.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Erfassungsvorrichtung die Verarbeitungseinheit auf. Die Verarbeitungseinheit ist ausgebildet, in Abhängigkeit wenigstens eines Erfassungsparameters, welcher eine Ausgangsgröße repräsentiert, einen Kennfeld-Datensatz zu erzeugen und abzuspeichern. Der Kennfeld-Datensatz repräsentiert wenigstens einen, wenigstens zwei oder bevorzugt mehrere Erfassungsparameter in Abhängigkeit der Konzentration wenigstens einer Komponente. Die Verarbeitungseinheit ist ausgebildet, in Abhängigkeit we- nigstens eines Ausgangssignals das Konzentrationssignal mittels des Kennfeld- In a preferred embodiment, the detection device comprises the processing unit. The processing unit is designed to generate and store a map data record as a function of at least one acquisition parameter, which represents an output variable. The map data record represents at least one, at least two or preferably several acquisition parameters as a function of the concentration of at least one component. The processing unit is designed, depending on at least one output signal, the concentration signal by means of the map
Datensatzes zu erzeugen. Create record.
Bevorzugt ist der Kennfeld-Datensatz durch ein mehrdimensionales Polynom gebildet. Das Polynom ist beispielsweise ein Polynom wenigstens oder genau zweiten, wenigstens oder genau dritten, vierten, fünften, sechsten oder siebten Gra- des. Bevorzugt entspricht die Dimension des Polynoms einer Anzahl der zu erfassenden Komponenten. Preferably, the map data set is formed by a multi-dimensional polynomial. The polynomial is, for example, a polynomial at least or exactly second, at least or exactly third, fourth, fifth, sixth or seventh graph Preferably, the dimension of the polynomial corresponds to a number of the components to be detected.
Durch den Kennfeld-Datensatz kann vorteilhaft wenigstens eine Konzentration einer Komponente der Ätzflüssigkeit in Abhängigkeit von wenigstens zwei Erfas- sungsparametern repräsentiert sein. Die Erfassungsparameter brauchen jeweils vorteilhaft keinen unmittelbaren Rückschluss auf die Konzentration der Komponente zuzulassen. Vorteilhaft kann vielmehr ein Effekt genutzt werden, gemäß dem mittels zwei voneinander unabhängigen Erfassungsparametern, beispielsweise einer Schallausbreitungsgeschwindigkeit und einer elektrischen Leitfähig- keit, welche zuvor für zueinander verschiedene Konzentrationen der zu erfassenden Komponente in Form des Kennfeld-Datensatzes abgespeichert worden ist, zum Erfassen der Konzentration der Komponente während eines Ätzvorgangs von der Verarbeitungseinheit empfangen und verarbeitet werden können. Advantageously, at least one concentration of a component of the etching liquid can be represented as a function of at least two detection parameters by the map data record. In each case, the acquisition parameters advantageously need not allow any direct inference to the concentration of the component. Rather, an effect can advantageously be used, according to which two independent detection parameters, for example a sound propagation speed and an electrical conductivity, which was previously stored for mutually different concentrations of the component to be detected in the form of the characteristic data set, for detecting the concentration of the component during an etching process can be received and processed by the processing unit.
Weitere beispielhafte Erfassungsgrößen zum Erfassen einer Konzentration der wenigstens einen Komponente sind Brechungsindex, Viskosität sowie eine Dichte. Die Dichte kann beispielsweise in Abhängigkeit einer durch den Schall- Sensor erfassten Schallausbreitungsgeschwindigkeit in der Ätzflüssigkeit ermittelt werden. Further exemplary detection variables for detecting a concentration of the at least one component are refractive index, viscosity and a density. The density can be determined, for example, as a function of a sound propagation velocity detected in the etching liquid by the sound sensor.
Weiter wurde erkannt, dass ein Stoffgemisch, insbesondere die Ätzflüssigkeit, enthaltend eine vorbestimmte Zahl von jeweils hinsichtlich ihrer Konzentration zu erfassenden Komponenten, mit einer der Zahl entsprechenden Anzahl von weitgehend linear voneinander unabhängig erfassenden Sensoren mittels eines zuvor erzeugten Kennfeldes erfasst werden kann, so dass als Erfassungsergebnis die jeweiligen Konzentrationen der Komponenten ermittelt werden können.  It was further recognized that a substance mixture, in particular the etching liquid, containing a predetermined number of components to be detected in each case with respect to their concentration, can be detected by means of a previously generated characteristic field with a number of sensors that largely correspond to the number of linearly independently of each other, so that Detection result the respective concentrations of the components can be determined.
Unabhängig oder zusätzlich zur Ausbildung des Kennfeld-Datensatzes als ein mehrdimensionales Polynom, kann der Kennfeld-Datensatz durch ein neuronales Netz gebildet sein. Regardless or in addition to forming the map dataset as a multi-dimensional polynomial, the map dataset may be formed by a neural network.
Dadurch kann die Konzentration vorteilhaft in Abhängigkeit mehrerer Erfassungsparameter durch den Kennfeld-Datensatz repräsentiert und abgespeichert sein.  As a result, the concentration can advantageously be represented and stored as a function of a plurality of acquisition parameters by the characteristic map data set.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält eine Komponente der Ätzflüssigkeit Kaliumhydroxid. Der Kennfeld-Datensatz repräsentiert in dieser Ausführungsform wenigstens zwei Erfassungsparameter, welche für Kaliumhydroxid, insbesondere zueinander verschiedene Konzentrationen von Kaliumhydroxid in der Atzflüssigkeit erzeugt worden sind. In a preferred embodiment, a component of the etching liquid contains potassium hydroxide. The map data set in this embodiment represents at least two detection parameters, which for potassium hydroxide, In particular, mutually different concentrations of potassium hydroxide have been produced in the etching liquid.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält eine Komponente der Ätzflüssigkeit Isopropanol. Der Kennfeld-Datensatz repräsentiert in dieser Ausführungs- form wenigstens zwei Erfassungsparameter, welche für Isopropanol, insbesondere zueinander verschiedene Konzentrationen von Isopropanol in der Ätzflüssigkeit erzeugt worden sind.  In a preferred embodiment, a component of the etching liquid contains isopropanol. In this embodiment, the map data record represents at least two detection parameters which have been generated for isopropanol, in particular concentrations of isopropanol different from one another in the etching liquid.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Ätzen von Halbleiter-Wafern, insbesondere Silizium-W afern für Solarzellen.  The invention also relates to a method for etching semiconductor wafers, in particular silicon wafers for solar cells.
Bei dem Verfahren werden die Halbleiter-Wafer in einem Fluidkreislauf mit einer ein Fluid des Fluidkreislaufs bildenden Ätzflüssigkeit geätzt. In the method, the semiconductor wafers are etched in a fluid circuit with an etchant forming a fluid of the fluid circuit.
Erfindungsgemäß wird bei dem Verfahren eine Konzentration, insbesondere ein Verbrauch wenigstens einer Komponente der Ätzflüssigkeit im Fluidkreislauf er- fasst und ein die Konzentration repräsentierendes Konzentrationssignal erzeugt. Bevorzugt wird bei dem Verfahren ein Alarmsignal in Abhängigkeit des Konzentrationssignals erzeugt. Weiter bevorzugt wird das Alarmsignal in Abhängigkeit des Konzentrationssignals erzeugt, wenn eine durch das Konzentrationssignal repräsentierte Konzentration einen vorbestimmten Wert unter- oder überschreitet.  According to the invention, a concentration, in particular a consumption of at least one component of the etching liquid in the fluid circuit is detected in the method and a concentration signal representing the concentration is generated. In the method, an alarm signal is preferably generated as a function of the concentration signal. More preferably, the alarm signal is generated as a function of the concentration signal when a concentration represented by the concentration signal falls below or exceeds a predetermined value.
Bevorzugt wird bei dem Verfahren die Ätzflüssigkeit, insbesondere eine Komponente der Ätzflüssigkeit in Abhängigkeit des Konzentrationssignals ergänzt und/oder ein Teil der Ätzflüssigkeit abgelassen. Dazu kann die vorab erwähnte Vorrichtung beispielsweise eine Pumpvorrichtung oder ein Ventil aufweisen, welche beziehungsweise welches mit einem Vorratsgefäß für die Komponente ver- bunden ist. Die Vorrichtung kann beispielsweise ausgebildet sein, die Pumpvorrichtung oder das Ventil in Abhängigkeit des Konzentrationssignals zu aktivieren. Dadurch kann vorteilhaft die Konzentration der Komponente in der Ätzflüssigkeit konstant gehalten werden. Weiter vorteilhaft kann die Ätzflüssigkeit länger genutzt werden als ohne die Vorrichtung, da ein Austausch der Ätzflüssigkeit nicht mehr in vorbestimmten Intervallen erfolgen muss, sondern ein Verbrauch derIn the method, the etching liquid, in particular a component of the etching liquid, is preferably supplemented as a function of the concentration signal and / or a part of the etching liquid is discharged. For this purpose, the device mentioned above may have, for example, a pumping device or a valve which is connected to a supply vessel for the component. The device can be designed, for example, to activate the pump device or the valve as a function of the concentration signal. As a result, advantageously, the concentration of the component in the etching liquid can be kept constant. Further advantageously, the etching liquid can be used for a longer time than without the device, since an exchange of the etching liquid no longer needs to take place at predetermined intervals, but a consumption of
Ätzflüssigkeit in Abhängigkeit des Kennfeld-Datensatzes erfasst werden kann. Beispielsweise kann ein teilweiser oder vollständiger Austausch der Ätzflüssigkeit in Abhängigkeit des Konzentrationssignals erfolgen und dazu ein entsprechendes Steuersignal zum Aktivieren eines Ventils oder einer Pumpe erzeugt werden. Weiter vorteilhaft können in Abhängigkeit der die Erfassungsparameter repräsentierenden Ausgangssignale die Konzentration mehrerer Komponenten mittels des Kennfeld-Datensatzes überwacht werden, beispielsweise die Komponenten Silikat, Isopropanol, Kaliumhydroxid und Wasser. Beispielsweise kann in einem Ver- fahrensschritt, insbesondere nach einem Nachfüllen einer Komponente, die Ätzflüssigkeit wenigstens teilweise eingedampft werden. Etching liquid can be detected in dependence of the map data set. For example, a partial or complete replacement of the etching liquid can be effected in dependence on the concentration signal and for this purpose a corresponding control signal for activating a valve or a pump can be generated. Further advantageously, the concentration of a plurality of components can be monitored by means of the characteristic data set, depending on the output signals representing the detection parameters, for example the components silicate, isopropanol, potassium hydroxide and water. For example, in one process step, in particular after refilling a component, the etching liquid can be at least partially evaporated.
Die Erfindung wird nun im Folgenden anhand von Figuren und weiteren Ausführungsbeispielen beschrieben. Weitere vorteilhafte Ausführungsvarianten ergeben sich aus den in den Figuren beschriebenen Merkmalen, sowie aus den in den abhängigen Ansprüchen beschriebenen Merkmalen.  The invention will now be described below with reference to figures and further embodiments. Further advantageous embodiments will become apparent from the features described in the figures, as well as from the features described in the dependent claims.
Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung 1 zum Ätzen von Halb- leiter-W afern;  FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a device 1 for etching semiconductor wafers;
Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zum Ätzen von Halbleiter- Wafern, insbesondere mittels der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung.  FIG. 2 shows an exemplary embodiment of a method for etching semiconductor wafers, in particular by means of the device illustrated in FIG.
Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung 1 zum Ätzen von Halb- leiter-W afern, von denen der Halbleiter-Wafer 24 beispielhaft dargestellt ist. Die Vorrichtung 1 weist ein Ätz-Gefäß 5 auf, welches ausgebildet ist, eine Ätzflüssigkeit 22 vorrätig zu halten. Das Ätz-Gefäß 5 ist über eine zum Führen eines Fluides ausgebildete Verbindungsleitung 54 mit einer Umwälzpumpe 9 verbunden. Die Umwälzpumpe 9 ist über eine zum Führen eines Fluides ausgebildete Verbindungsleitung 56 mit einem mechanischen Filter 46 verbunden. Die zum Führen eines Fluides ausgebildeten Verbindungsleitungen werden im Folgenden auch fluidführende Verbindungsleitungen genannt. Das Filter 46 ist über eine flu- idführende Verbindungsleitung 58 mit einem Vorratsgefäß 7 verbunden, welches ausgebildet ist, die Ätzflüssigkeit 22 vorrätig zu halten. Das Vorratsgefäß 7 ist über eine fluidführende Verbindungsleitung 50 mit einem Messgefäß 1 1 verbunden. Das Messgefäß 1 1 ist ausgebildet, die Ätzflüssigkeit 22 zu führen und weist Sensoren auf, welche mit der Ätzflüssigkeit 22 in Wirkkontakt stehen. Unabhängig oder zusätzlich zu dem Messgefäß 1 1 können die Sensoren in dem Ätz- Gefäß 5, dem Vorratsgefäß 7 oder einem anderen Ort im Fluidkreislauf angeordnet sein und so mit der Ätzflüssigkeit in Wirkkontakt stehen. Das Messgefäß 1 1 ist mittels einer fluidführenden Verbindung 52 ausgangsseitig mit dem Ätz-Gefäß 5 verbunden. Das Ätz-Gefäß 5, das Vorratsgefäß 7, die Umwälzpumpe 9, das Messgefäß 1 1 , sowie die fluidführenden Verbindungen 50, 52, 54, 56 und 58 bil- den zusammen einen Fluidkreislauf. Die Umwälzpumpe 9 ist ausgebildet, die Atzflüssigkeit 22 in dem vorab beschriebenen Fluidkreislauf zu befördern. Das Vorratsgefäß 7 ist ausgangsseitig über eine fluidführende Verbindungsleitung 59 mit einem Ventil 32 verbunden. 1 shows an exemplary embodiment of a device 1 for etching semiconductor wafers, of which the semiconductor wafer 24 is shown by way of example. The device 1 has an etching vessel 5, which is designed to hold an etching liquid 22 in stock. The etching vessel 5 is connected to a circulating pump 9 via a connection line 54 designed to guide a fluid. The circulation pump 9 is connected to a mechanical filter 46 via a connection line 56 designed to guide a fluid. The connecting lines formed for guiding a fluid are also referred to below as fluid-carrying connecting lines. The filter 46 is connected via a fluid-carrying connecting line 58 to a storage vessel 7, which is designed to keep the etching liquid 22 in stock. The storage vessel 7 is connected via a fluid-carrying connection line 50 with a measuring vessel 1 1. The measuring vessel 11 is designed to guide the etching liquid 22 and has sensors which are in operative contact with the etching liquid 22. Independently or in addition to the measuring vessel 1 1, the sensors can be arranged in the etching vessel 5, the storage vessel 7 or another location in the fluid circuit and thus be in operative contact with the etching liquid. The measuring vessel 1 1 is connected by means of a fluid-conducting connection 52 on the output side with the etching vessel 5. The etching vessel 5, the storage vessel 7, the circulation pump 9, the measuring vessel 1 1, and the fluid-carrying connections 50, 52, 54, 56 and 58 together form a fluid circuit. The circulation pump 9 is formed, the To supply etchant 22 in the previously described fluid circuit. The storage vessel 7 is connected on the output side via a fluid-carrying connection line 59 with a valve 32.
Die Vorrichtung 1 weist auch eine Verarbeitungseinheit 10 auf. Die Verarbei- tungseinheit 10 ist eingangsseitig mit den Sensoren des Messgefäßes 1 1 verbunden. Das Messgefäß 1 1 weist einen Schall-Sensor 34 zum Erfassen einer Schallgeschwindigkeit in der Ätzflüssigkeit 22 auf, wobei der Schall-Sensor 34 über eine Verbindungsleitung 68 mit der Verarbeitungseinheit 10 verbunden ist. Die Verarbeitungseinheit 10 und das Messgefäß 1 1 sind Bestandteil einer Erfas- sungsvorrichtung 8, welche ausgebildet ist, eine Konzentration einer Komponente der Ätzflüssigkeit 22 in Abhängigkeit von wenigstens zwei oder mehreren Erfassungsparametern zu erfassen.  The device 1 also has a processing unit 10. The processing unit 10 is connected on the input side to the sensors of the measuring vessel 11. The measuring vessel 1 1 has a sound sensor 34 for detecting a speed of sound in the etching liquid 22, wherein the sound sensor 34 is connected via a connecting line 68 to the processing unit 10. The processing unit 10 and the measuring vessel 1 1 are part of a detection device 8, which is designed to detect a concentration of a component of the etching liquid 22 as a function of at least two or more detection parameters.
Das Messgefäß 1 1 weist auch einen Leitfähigkeitssensor 36 zum Erfassen einer elektrischen Leitfähigkeit der Ätzflüssigkeit 22 auf, welcher ausgangsseitig über eine Verbindungsleitung 72 mit der Verarbeitungseinheit 10 verbunden ist.  The measuring vessel 1 1 also has a conductivity sensor 36 for detecting an electrical conductivity of the etching liquid 22, which is connected on the output side via a connecting line 72 to the processing unit 10.
Das Messgefäß 1 1 weist auch einen Oberflächenspannungs-Sensor 38 auf, welcher ausgebildet ist, eine Oberflächenspannung der Ätzflüssigkeit 22 zu erfassen und welcher ausgangsseitig über eine Verbindungsleitung 73 mit der Verarbeitungseinheit 10 verbunden ist.  The measuring vessel 1 1 also has a surface tension sensor 38, which is designed to detect a surface tension of the etching liquid 22 and which is connected on the output side via a connecting line 73 to the processing unit 10.
Das Messgefäß 1 1 weist auch einen Brechungsindex-Sensor 40 auf, welcher ausgebildet ist, einen optischen Brechungsindex der Ätzflüssigkeit 22 zu erfassen. Der Brechungsindex-Sensor 40 ist ausgangsseitig über eine Verbindungsleitung 76 mit der Verarbeitungseinheit 10 verbunden. The measuring vessel 1 1 also has a refractive index sensor 40, which is designed to detect an optical refractive index of the etching liquid 22. The refractive index sensor 40 is connected on the output side via a connecting line 76 to the processing unit 10.
Das Messgefäß 1 1 weist auch einen Temperatursensor 44 auf, welcher aus- gangsseitig über eine Verbindungsleitung 70 mit der Verarbeitungseinheit 10 verbunden ist. Der Temperatursensor 44 ist ausgebildet, eine Temperatur der Ätzflüssigkeit 22 zu erfassen.  The measuring vessel 1 1 also has a temperature sensor 44, which on the output side is connected to the processing unit 10 via a connecting line 70. The temperature sensor 44 is configured to detect a temperature of the etching liquid 22.
Das Messgefäß 1 1 weist auch einen Viskositäts-Sensor 42 auf, welcher ausgebildet ist, eine Viskosität der Ätzflüssigkeit 22 zu erfassen und welche ausgangs- seitig über eine Verbindungsleitung 74 mit der Verarbeitungseinheit 10 verbunden ist.  The measuring vessel 1 1 also has a viscosity sensor 42, which is designed to detect a viscosity of the etching liquid 22 and which is connected on the output side via a connecting line 74 to the processing unit 10.
Die Verarbeitungseinheit 10 ist über eine bidirektionale elektrische Verbindung mit einem Datenspeicher 12 verbunden. Der Datenspeicher 12 ist ausgebildet, von der Verarbeitungseinheit 10 erzeugte Kennfeld-Datensätze vorrätig zu hal- ten. Der Kennfeld-Datensatz 14 ist beispielhaft bezeichnet. Die Verarbeitungseinheit 10 ist auch eingangsseitig über eine Verbindungsleitung 75 mit einer Benutzerschnittstelle 82, insbesondere einem Touch-Screen verbunden, welche ausgebildet ist, in Abhängigkeit einer Benutzerinteraktion, beispielsweise einer Benutzerhand 80, ein Benutzerinteraktionssignal zu erzeugen das die Benutzerinteraktion repräsentiert. The processing unit 10 is connected to a data memory 12 via a bidirectional electrical connection. The data memory 12 is designed to stock map data sets generated by the processing unit 10 in stock. The map data set 14 is designated by way of example. The processing unit 10 is also connected on the input side via a connecting line 75 to a user interface 82, in particular a touch screen, which is designed to generate a user interaction signal representing the user interaction, depending on a user interaction, for example a user hand 80.
Die Vorrichtung 1 weist auch Vorratsgefäße zum vorrätig halten von Komponenten der Ätzflüssigkeit 22 auf. Die Vorrichtung 1 weist dazu ein Vorratsgefäß 20 auf, welches ausgebildet ist, eine Lauge, insbesondere Kaliumhydroxid-Lauge 21 vorrätig zu halten. Das Vorratsgefäß 20 ist ausgangsseitig über eine fluidführen- de Verbindungsleitung, und weiter über ein Ventil 30 mit dem Vorratsgefäß 7 fluidführend verbunden. Die Vorrichtung 1 weist auch ein Vorratsgefäß 18 auf, welches ausgebildet ist, eine Komponente 19 mit einer bipolaren Atombindung, insbesondere eine Alkohol aufweisende Komponente 19, beispielsweise Ethanol oder Isopropanol vorrätig zu halten. Zusätzlich zu dem Alkohol kann die Komponente ein Additiv, insbesondere einen Zucker aufweisen. Dadurch kann eine Benetzung des Wafers 24 verbessert werden. Das Vorratsgefäß 18 ist ausgangsseitig über ein Ventil 28 mit dem Vorratsgefäß 7 fluidführend verbunden. Die Vorrichtung 1 weist auch ein Vorratsgefäß 16 auf, welches ausgebildet ist, Wasser, insbesondere destilliertes Wasser 17 vorrätig zu halten. Das Vorratsgefäß 16 ist über ein Ventil 26 mit dem Vorratsgefäß 7 fluidführend verbunden.  The device 1 also has storage vessels for holding components of the etching liquid 22 in stock. For this purpose, the device 1 has a storage vessel 20, which is designed to keep a liquor, in particular potassium hydroxide liquor 21, in stock. On the output side, the storage vessel 20 is connected to the storage vessel 7 in a fluid-conducting manner via a fluid-conducting connecting line, and further via a valve 30. The device 1 also has a storage vessel 18, which is designed to hold a component 19 with a bipolar atomic bond, in particular an alcohol-containing component 19, for example ethanol or isopropanol, in stock. In addition to the alcohol, the component may comprise an additive, in particular a sugar. As a result, wetting of the wafer 24 can be improved. The storage vessel 18 is connected on the output side via a valve 28 to the storage vessel 7 fluid leading. The device 1 also has a storage vessel 16, which is designed to keep water, in particular distilled water 17 in stock. The storage vessel 16 is fluidly connected via a valve 26 to the storage vessel 7.
Das Vorratsgefäß 7 ist ausgangsseitig über ein Ventil 32 mit einer Umgebung, oder mit einem Tank zum Entsorgen von Ätzflüssigkeit fluidführend verbunden. The storage vessel 7 is connected on the output side via a valve 32 to an environment, or with a tank for disposing of etching liquid fluid leading.
Die Verarbeitungseinheit ist ausgangsseitig über eine Verbindungsleitung 62 mit dem Ventil 26 verbunden. Die Verarbeitungseinheit 10 ist auch ausgangsseitig über eine Verbindungsleitung 64 mit dem Ventil 28, und über eine Verbindungsleitung 66 mit dem Ventil 30 verbunden. Die Verarbeitungseinheit 10 ist auch ausgangsseitig über eine Verbindungsleitung 60 mit dem Ventil 32 verbunden.The processing unit is connected on the output side via a connecting line 62 to the valve 26. The processing unit 10 is also connected on the output side via a connecting line 64 to the valve 28, and via a connecting line 66 to the valve 30. The processing unit 10 is also connected on the output side via a connecting line 60 to the valve 32.
Die Verarbeitungseinheit 10 ist auch ausgangsseitig über eine Verbindungslei- tung 77 mit der Umwälzpumpe 9 verbunden. The processing unit 10 is also connected on the output side via a connecting line 77 to the circulation pump 9.
Die Funktionsweise der Vorrichtung 1 wird nun im Folgenden erläutert:  The mode of operation of the device 1 will now be explained below:
Wenn das Ätz-Gefäß 5, das Vorratsgefäß 7, und die Fluidleitungen 50, 52, 54, 56 und 58, und das Messgefäß 1 1 mit Fluid, nämlich mit Ätzflüssigkeit 22 gefüllt sind, so kann die Umwälzpumpe 9 die Ätzflüssigkeit 22 in dem so gebildeten Flu- idkreislauf befördern. When the etching vessel 5, the storage vessel 7, and the fluid lines 50, 52, 54, 56 and 58, and the measuring vessel 1 1 filled with fluid, namely with etching liquid 22 Thus, the circulation pump 9 can convey the etching liquid 22 in the thus formed fluid circuit.
Die Umwälzpumpe 9 kann dazu eingangsseitig über die Verbindungsleitung 77 ein von der Verarbeitungseinheit 10 erzeugtes Steuersignal zum Aktivieren der Umwälzpumpe 9 empfangen und das Fluid, nämlich die Ätzflüssigkeit 22, in Abhängigkeit des Steuersignals - - beispielsweise in Abhängigkeit eines über die Benutzerschnittstelle 82 empfangenen Benutzerinteraktionssignals - befördern. For this purpose, the circulation pump 9 can receive on the input side via the connection line 77 a control signal generated by the processing unit 10 for activating the circulation pump 9 and convey the fluid, namely the etching liquid 22, as a function of the control signal, for example as a function of a user interaction signal received via the user interface 82 ,
Das Ätz-Gefäß 5 ist ausgebildet, eine Mehrzahl von Halbleiter-Wafern zusammen mit der Ätzflüssigkeit 22 aufzunehmen, sodass die Halbleiter-Wafer in der Ätzflüssigkeit 22 mit der Ätzflüssigkeit 22 in Wirkkontakt gelangen können. DerThe etching vessel 5 is designed to receive a plurality of semiconductor wafers together with the etching liquid 22, so that the semiconductor wafers in the etching liquid 22 can come into operative contact with the etching liquid 22. Of the
Halbleiter-Wafer 24 ist beispielhaft bezeichnet. Während eines Ätzvorgangs der Halbleiter-Wafer wird wenigstens eine Komponente der Ätzflüssigkeit verbraucht. Diese Komponente ist beispielsweise Kaliumhydroxid, insbesondere eine Kaliumhydroxid enthaltende Lösung. Die Verarbeitungseinheit 10 ist ausgebildet, ü- ber die bidirektionale Verbindung 78 den Kennfeld-Datensatz 14 auszulesen. DieSemiconductor wafer 24 is exemplified. During an etching process of the semiconductor wafers, at least one component of the etching liquid is consumed. This component is, for example, potassium hydroxide, in particular a solution containing potassium hydroxide. The processing unit 10 is designed to read the map data record 14 via the bidirectional connection 78. The
Verarbeitungseinheit 10 ist auch ausgebildet, über die Verbindungsleitungen 68, 70, 72, 74 und 76 die Sensorsignale der jeweiligen Sensoren zu empfangen, welche jeweils einen Erfassungsparameter repräsentieren. Der Schall-Sensor 34 kann während eines Ätzprozesses die Schallausbreitungsgeschwindigkeit von Schall, beispielsweise Ultraschall, in der Ätzflüssigkeit 22 erfassen und ein dieProcessing unit 10 is also designed to receive via the connecting lines 68, 70, 72, 74 and 76, the sensor signals of the respective sensors, which each represent a detection parameter. The sound sensor 34 may during an etching process, the sound propagation velocity of sound, such as ultrasound, in the etching liquid 22 detect and a the
Schallgeschwindigkeit repräsentierendes Schallgeschwindigkeitssignal als Ausgangssignal erzeugen. Sonic velocity representing sound velocity signal as an output signal.
Der Leitfähigkeitssensor 36 ist ausgebildet, eine elektrische Leitfähigkeit der Ätzflüssigkeit 22 zu erfassen und ein die elektrische Leitfähigkeit repräsentierendes Leitfähigkeitssignal als Ausgangssignal zu erzeugen und dieses über die Verbindungsleitung 72 an die Verarbeitungseinheit 10 zu senden. Die Verarbeitungseinheit 10 kann in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des Schall-Sensors 34 und in Abhängigkeit des Ausgangssignals des Leitfähigkeitssensors 36 mittels des Kennfeld-Datensatzes, welcher in diesem Ausführungsbeispiel ein mehrdi- mensionales Polynom repräsentiert, die zu der vom Schall-Sensor 34 erfasste The conductivity sensor 36 is designed to detect an electrical conductivity of the etching liquid 22 and to generate a conductivity signal representing the electrical conductivity as an output signal and to send it via the connecting line 72 to the processing unit 10. The processing unit 10 can, depending on the output signal of the sound sensor 34 and in dependence on the output signal of the conductivity sensor 36 by means of the characteristic map data set, which in this embodiment represents a multi-dimensional polynomial, to that of the sound sensor 34 detected
Schallgeschwindigkeit und zu der von dem Leitfähigkeitssensor 36 erfassten e- lektrischen Leitfähigkeit eine entsprechende Konzentration der Komponente, in diesem Ausführungsbeispiel Kaliumhydroxid ermitteln. Sound velocity and the detected by the conductivity sensor 36 e- lectrical conductivity a corresponding concentration of the component, in this embodiment determine potassium hydroxide.
Die Verarbeitungseinheit 10 ist beispielsweise ausgebildet, die Konzentration der Komponente, in diesem Ausführungsbeispiel Kaliumhydroxid, in Abhängigkeit weiterer von den Sensoren des Messgefäßes 1 1 erfassten Ausgangssignalen zu ermitteln. So kann die Verarbeitungseinheit 10 beispielsweise die Konzentration in Abhängigkeit des Temperatursignals des Temperatursensors 44, weiter in Abhängigkeit des Viskositätssignals des Viskositätssensors 42, weiter in Abhängig- keit des Brechungsindex-Signals des Brechungsindex-Sensors 40, und weiter inThe processing unit 10 is formed, for example, the concentration of the component, in this embodiment, potassium hydroxide, depending to determine further detected by the sensors of the measuring vessel 1 1 output signals. For example, the processing unit 10 may further determine the concentration as a function of the temperature signal of the temperature sensor 44, depending on the viscosity signal of the viscosity sensor 42, further on the refractive index signal of the refractive index sensor 40, and further in FIG
Abhängigkeit des Oberflächenspannungs-Signals des Oberflächenspannungssensors 38 ermitteln. Determine the dependence of the surface tension signal of the surface tension sensor 38.
Jeder Erfassungsparameter von dem Kennfeld-Datensatz kann im Falle des Polynoms eine eigene Dimension des mehrdimensionalen Polynoms bilden. Der Kennfeld-Datensatz 14 kann beispielsweise während eines Ätzprozesses mittels Each acquisition parameter from the map dataset can, in the case of the polynomial, form its own dimension of the multidimensional polynomial. The map data record 14 can, for example, during an etching process means
Abgleich von Laborwerten für die zueinander verschiedenen Komponenten der Ätzflüssigkeit 22 erzeugt werden. Adjustment of laboratory values for the mutually different components of the etching liquid 22 are generated.
Dargestellt ist auch ein Kennfeld-Datensatz 15, welcher ein neuronales Netz repräsentiert. Die Verarbeitungseinheit 10 ist - zusätzlich oder unabhängig von dem Kennfeld-Datensatz 14, welcher ein mehrdimensionales Polynom repräsentiert - ausgebildet, die Konzentration wenigstens einer Komponente der Ätzflüssigkeit 22 in Abhängigkeit des Kennfeld-Datensatzes 15 zu ermitteln.  Shown is also a map data set 15, which represents a neural network. The processing unit 10 is - additionally or independently of the map data set 14, which represents a multi-dimensional polynomial - designed to determine the concentration of at least one component of the etching liquid 22 in dependence of the map data set 15.
Die Verarbeitungseinheit 10 kann in einem weiteren Schritt wenigstens ein Steuersignal zum Nachfüllen wenigstens einer Komponente in das Vorratsgefäß 7 in Abhängigkeit eines Unterschreitens eines vorbestimmten Konzentrationswertes erzeugen. Wenn die Kaliumhydroxid-Konzentration beispielsweise einen vorbestimmten Wert unterschreitet, kann die Verarbeitungseinheit 10 ein Steuersignal zum Nachfüllen von Kaliumhydroxid-Lauge erzeugen und dieses über die Verbindungsleitung 66 an das Ventil 30 senden. Das Ventil 30 kann in Abhängigkeit des eingangsseitig über die Verbindungsleitung 66 empfangenen Steuersignals die Komponente, in diesem Ausführungsbeispiel Kaliumhydroxid-Lauge 21 , in das Vorratsgefäß 7 leiten und so die Konzentration der Komponente in der Ätzflüssigkeit 22 entsprechend dem Verbrauch ergänzen.  The processing unit 10 may generate in a further step at least one control signal for refilling at least one component into the storage vessel 7 in response to a falling below a predetermined concentration value. For example, if the potassium hydroxide concentration falls below a predetermined value, the processing unit 10 may generate a potassium hydroxide caustic replenishment control signal and send it via the communication line 66 to the valve 30. Depending on the control signal received on the input side via the connecting line 66, the valve 30 can lead the component, in this embodiment potassium hydroxide solution 21, into the storage vessel 7 and thus supplement the concentration of the component in the etching liquid 22 in accordance with the consumption.
Wenn die Konzentration einer weiteren Komponente, beispielsweise Isopropanol, in der Ätzflüssigkeit 22 einen vorbestimmten Wert unterschreitet, so kann die If the concentration of a further component, for example isopropanol, in the etching liquid 22 falls below a predetermined value, then the
Verarbeitungseinheit 10 dies mittels des Kennfeld-Datensatzes 14 und weiter in Abhängigkeit der von den Sensoren 34, 36, 38, 40, 42 und 44 empfangenen Ausgangssignalen eine entsprechende Konzentration ermitteln und mit einem vorbestimmten Schwellwert für die Konzentration vergleichen. Wenn die Kon- zentration den vorbestimmten Schwellwert unterschreitet, so kann die Verarbei- tungseinheit 10 ein Steuersignal zum Nachfüllen der Komponente, in diesem Ausführungsbeispiel Isopropanol erzeugen und dieses über die Verbindungsleitung 64 an das Ventil 28 senden. Das Ventil 28 kann dann in Abhängigkeit des über die Verbindungsleitung 64 empfangenen Steuersignals öffnen und die Komponente, nämlich Isopropanol 19 aus dem Vorratsgefäß 18 in das Vorratsgefäß 7 auffüllen. Processing unit 10 this by means of the map data set 14 and further in dependence of the output signals received from the sensors 34, 36, 38, 40, 42 and 44 determine a corresponding concentration and compare with a predetermined threshold value for the concentration. If the concentration falls below the predetermined threshold value, the processing Processing unit 10, a control signal for refilling the component, generate isopropanol in this embodiment and send it via the connecting line 64 to the valve 28. The valve 28 can then open as a function of the control signal received via the connecting line 64 and fill the component, namely isopropanol 19, from the storage vessel 18 into the storage vessel 7.
Wenn beispielsweise die Konzentration einer weiteren Komponente, nämlich des Reaktionsprodukts Kaliumsilikat, eine vorbestimmte Konzentration überschreitet, so kann die Verarbeitungseinheit 10 - wie zuvor beschrieben bei den anderen Komponenten - ein entsprechendes Steuersignal zum Nachfüllen von Wasser erzeugen und dieses über die Verbindungsleitung 62 an das Ventil 26 senden. Das Ventil 26 kann daraufhin öffnen und Wasser 17 aus dem Vorratsgefäß 16 in das Vorratsgefäß 7 nachfüllen. Die Verarbeitungseinheit 10 ist auch ausgebildet, ein Steuersignal zum Abführen von Fluid aus dem Fluidkreislauf zu erzeugen und dieses ausgangsseitig über die Verbindungsleitung 60 an das Ventil 32 zu senden. Das Ventil 32 kann in Abhängigkeit des über die Verbindungsleitung 60 empfangenen Steuersignals Fluid, insbesondere Ätzflüssigkeit 22 aus dem Vorratsgefäß 7 ablassen und in einen - in dieser Figur nicht dargestellten - Tank zum Entsorgen von Ätzflüssigkeit leiten.  For example, if the concentration of another component, namely the reaction product potassium silicate exceeds a predetermined concentration, the processing unit 10 - as described above in the other components - generate a corresponding control signal for replenishing water and this via the connecting line 62 to the valve 26th send. The valve 26 can then open and refill water 17 from the storage vessel 16 into the storage vessel 7. The processing unit 10 is also designed to generate a control signal for removing fluid from the fluid circuit and to send it on the output side via the connecting line 60 to the valve 32. Depending on the control signal received via the connecting line 60, the valve 32 can discharge fluid, in particular etching fluid 22, from the storage vessel 7 and guide it into a tank (not shown in this figure) for disposing of etching fluid.
So kann die Ätzflüssigkeit 22 vorteilhaft länger verwendet werden, als ohne dieThus, the etching liquid 22 can be advantageously used longer than without
Vorrichtung 1. Device 1.
Dargestellt ist auch das Filter 46 im Fluidkreislauf zwischen der Umwälzpumpe 9 und dem Vorratsgefäß 7. Das Filter 46 ist ausgebildet, grobe Verschmutzungen zurückzuhalten und aus dem Fluidkreislauf zu entfernen.  Shown is also the filter 46 in the fluid circuit between the circulation pump 9 and the storage vessel 7. The filter 46 is adapted to retain coarse contaminants and to remove from the fluid circuit.
Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren 90 zum Ätzen von Halb- leiter-W afern, insbesondere Silizium-W afern für Solarzellen. FIG. 2 shows an exemplary embodiment of a method 90 for etching semiconductor wafers, in particular silicon wafers for solar cells.
In einem Schritt 92 wird ein Kennfeld-Datensatz erzeugt, der zueinander verschiedene Konzentrationen von wenigstens einer Komponente einer Ätzflüssigkeit in Abhängigkeit von wenigstens zwei Erfassungsparametern, insbesondere einer Schallausbreitungsgeschwindigkeit in der Ätzflüssigkeit, eine elektrische In a step 92, a map data set is generated, the mutually different concentrations of at least one component of an etching liquid in dependence on at least two detection parameters, in particular a sound propagation velocity in the etching liquid, an electrical
Leitfähigkeit der Ätzflüssigkeit, eine Oberflächenspannung der Ätzflüssigkeit und ein optischer Brechungsindex der Ätzflüssigkeit repräsentiert. Conductivity of the etching liquid, a surface tension of the etching liquid and an optical refractive index of the etching liquid represents.
In einem Schritt 94 werden die Halbleiter-Wafer in einem Fluidkreislauf mit der ein Fluid des Fluidkreislaufs bildenden Ätzflüssigkeit geätzt. In einem Schritt 93 werden die Erfassungsparameter, insbesondere eine In a step 94, the semiconductor wafers are etched in a fluid circuit with the etching liquid forming a fluid of the fluid circuit. In a step 93, the detection parameters, in particular a
Schallausbreitungsgeschwindigkeit in der Atzflüssigkeit, eine elektrische Leitfähigkeit der Ätzflüssigkeit, eine Oberflächenspannung der Ätzflüssigkeit und ein optischer Brechungsindex der Ätzflüssigkeit erfasst und die Erfassungsparameter jeweils repräsentierende Ausgangssignale erzeugt. Sound propagation velocity in the etching liquid, an electrical conductivity of the etching liquid, a surface tension of the etching liquid and an optical refractive index of the etching liquid detected and generates the detection parameters respectively representing output signals.
In einem Schritt 94 wird in Abhängigkeit der die Erfassungsparameter repräsentierenden Ausgangssignale eine Konzentration, insbesondere ein Verbrauch wenigstens einer Komponente der Ätzflüssigkeit in Abhängigkeit des Kennfeld- Datensatzes ermittelt und ein die Konzentration repräsentierendes Konzentrationssignal erzeugt.  In a step 94, a concentration, in particular a consumption of at least one component of the etching liquid as a function of the characteristic field data set is determined as a function of the output parameters representing the detection parameters, and a concentration signal representing the concentration is generated.
In einem Schritt 95 wird bei dem Verfahren ein Alarmsignal in Abhängigkeit des Konzentrationssignals erzeugt, wenn eine durch das Konzentrationssignal repräsentierte Konzentration einen vorbestimmten Wert unter- oder überschreitet. In a step 95, the method generates an alarm signal as a function of the concentration signal when a concentration represented by the concentration signal falls below or exceeds a predetermined value.
In einem Schritt 96 wird bei dem Verfahren die Ätzflüssigkeit, insbesondere eine Komponente der Ätzflüssigkeit in Abhängigkeit des Konzentrationssignals ergänzt und/oder wenigstens ein Teil der Ätzflüssigkeit abgelassen. In a step 96, in the method, the etching liquid, in particular a component of the etching liquid is supplemented as a function of the concentration signal and / or at least a portion of the etching liquid is discharged.

Claims

Ansprüche claims
1. Vorrichtung (1 ) zum Ätzen von Halbleiter-Wafern (24), insbesondere Silizium- Wafern (24) für Solarzellen, wobei die Vorrichtung ein Ätz-Gefäß (5) eine Ätzflüssigkeit (22) umfasst, und ein mit dem Ätz-Gefäß (5) mittels wenigstens einer Flu- idleitung (50, 52, 54, 56, 58) verbundenes Vorratsgefäßes (7) für die Ätzflüssig- keit (22), und die Vorrichtung (1 ) eine Umwälzpumpe (9) aufweist, welche mit dem Ätz-Gefäß (5) und dem Vorratsgefäß (7) verbunden und ausgebildet ist, einen Fluidkreislauf (5, 7, 9) ausgehend von dem Ätz-Gefäß (5) über das Vorratsgefäß (7) und über die wenigstens eine Fluidleitung (50, 52, 54, 56, 58) zurück zum Ätz-Gefäß (5) zu erzeugen,  Device (1) for etching semiconductor wafers (24), in particular silicon wafers (24) for solar cells, wherein the device comprises an etching vessel (5) an etching liquid (22), and one with the etching vessel (5) storage vessel (7) for the etching fluid (22) connected to at least one fluid line (50, 52, 54, 56, 58), and the device (1) has a circulating pump (9) connected to the An etching vessel (5) and the storage vessel (7) is connected and formed, a fluid circuit (5, 7, 9) starting from the etching vessel (5) via the storage vessel (7) and via the at least one fluid line (50, 52, 54, 56, 58) back to the etching vessel (5),
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Vorrichtung (1 ) eine mit dem Fluidkreislauf (5, 7, 9) verbundene Erfassungsvorrichtung (8) aufweist, welche ausgebildet ist, eine Konzentration, insbesondere einen Verbrauch wenigstens einer Komponente der Ätzflüssigkeit (22) zu erfassen und ein die Konzentration repräsentierendes Konzentrationssignal zu er- zeugen und dieses ausgangseitig auszugeben. the device (1) has a detection device (8) connected to the fluid circuit (5, 7, 9), which is designed to detect a concentration, in particular a consumption of at least one component of the etching liquid (22) and a concentration signal representing the concentration generate and output this on the output side.
2. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 ,  2. Device (1) according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Erfassungsvorrichtung (8) wenigstens einen Schall-Sensor (34) aufweist, welcher ausgebildet ist, die Konzentration der Komponente in Abhängigkeit eines Erfassungsparameters, nämlich Schallausbreitungsgeschwindigkeit von Schall in der Ätzflüssigkeit (22) zu erfassen und ein entsprechendes Schallgeschwindigkeitssignal als Ausgangssignal zu erzeugen und wobei die Erfassungsvorrichtung (8) ausgebildet ist, das Konzentrationssignal in Abhängigkeit des Schallgeschwindigkeitssignals zu erzeugen. the detection device (8) has at least one sound sensor (34) which is designed to detect the concentration of the component as a function of a detection parameter, namely sound propagation velocity of sound in the etching liquid (22) and to generate a corresponding sound velocity signal as an output signal and the detection device (8) is designed to generate the concentration signal as a function of the speed of sound signal.
3. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, 3. Device (1) according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungsvorrichtung (8) einen Leitfähigkeits-Sensor (36) aufweist, welcher ausgebildet ist, einen Erfassungsparameter, nämlich eine elektrische Leitfähigkeit der Ätzflüssigkeit (22) zu erfassen und ein entsprechendes Leitfähigkeitssignal als Ausgangssignal zu erzeugen und die Erfassungsvorrichtung (8) ausgebildet ist, das Konzentrationssignal in Abhängigkeit des Leitfähigkeitssignals zu erzeugen. characterized in that the detection device (8) has a conductivity sensor (36) which is designed to detect a detection parameter, namely an electrical conductivity of the etching liquid (22) and to generate a corresponding conductivity signal as an output signal and the detection device (8) is formed Concentration signal in response to the conductivity signal to produce.
4. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,  4. Device (1) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Erfassungsvorrichtung (8) einen Oberflächenspannungs-Sensor (38) aufweist, welcher ausgebildet ist, einen Erfassungsparameter, nämlich eine Oberflächenspannung der Ätzflüssigkeit zu erfassen und ein entsprechendes Oberflächenspannungssignal als Ausgangssignal zu erzeugen, und die Erfassungsvorrichtung (8) ausgebildet ist, das Konzentrationssignal in Abhängigkeit des Oberflächenspannungssignals zu erzeugen. the detection device (8) has a surface tension sensor (38) which is designed to detect a detection parameter, namely a surface tension of the etching liquid and to generate a corresponding surface tension signal as an output signal, and the detection device (8) is adapted to the concentration signal in dependence of the surface voltage signal.
5. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,  5. Device (1) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Erfassungsvorrichtung (8) eine Verarbeitungseinheit (10) aufweist, welche ausgebildet ist, in Abhängigkeit wenigstens eines einen Erfassungsparameter repräsentierenden Ausgangssignals einen Kennfeld-Datensatz (14, 15) zu erzeugen und abzuspeichern, wobei der Kennfeld-Datensatz (14, 15) den wenigstens einen Erfassungsparameter in Abhängigkeit der Konzentration wenigstens einer Komponente repräsentiert und die Verarbeitungseinheit ausgebildet ist, in Abhängigkeit wenigstens eines Ausgangssignals das Konzentrationssignal mittels des Kennfeld-Datensatzes (14, 15) zu erzeugen. the detection device (8) has a processing unit (10) which is designed to generate and store a map data set (14, 15) as a function of at least one output signal representing a detection parameter, the map data set (14, 15) containing the at least represents a detection parameter as a function of the concentration of at least one component, and the processing unit is designed to generate the concentration signal by means of the map data set (14, 15) as a function of at least one output signal.
6. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 5,  6. Device (1) according to claim 5,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
der Kennfeld-Datensatz (14) wenigstens durch ein mehrdimensionales Polynom gebildet ist. the map data set (14) is formed at least by a multi-dimensional polynomial.
7. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 5,  7. Device (1) according to claim 5,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
der Kennfeld-Datensatz (15) durch ein neuronales Netz gebildet ist. the map data record (15) is formed by a neural network.
8. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass 8. Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that
eine Komponente (21 ) der Ätzflüssigkeit Kaliumhydroxid enthält. a component (21) of the etching liquid contains potassium hydroxide.
9. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,  9. Device (1) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
eine Komponente (19) der Ätzflüssigkeit Isopropanol enthält. a component (19) of the etching liquid contains isopropanol.
10. Verfahren (90) zum Ätzen von Halbleiter-Wafern (24), insbesondere Silizium- Wafern (24) für Solarzellen, in einem Fluidkreislauf (5, 7, 9) mit einer ein Fluid des Fluidkreislaufs (5, 7, 9) bildenden Ätzflüssigkeit (22),  10. A method (90) for etching semiconductor wafers (24), in particular silicon wafers (24) for solar cells, in a fluid circuit (5, 7, 9) with a fluid of the fluid circuit (5, 7, 9) forming Etching liquid (22),
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
eine Konzentration, insbesondere ein Verbrauch wenigstens einer Komponente (17, 19, 21 ) der Ätzflüssigkeit (22) im Fluidkreislauf (5, 7, 9, 1 1 ) erfasst wird und ein die Konzentration repräsentierendes Konzentrationssignal erzeugt wird. a concentration, in particular a consumption of at least one component (17, 19, 21) of the etching liquid (22) in the fluid circuit (5, 7, 9, 1 1) is detected and a concentration signal representing the concentration is generated.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104201094A (en) * 2014-08-28 2014-12-10 李忠海 Heavy-ion micro-porous membrane etching device
CN105513998A (en) * 2014-10-14 2016-04-20 株式会社佐藤化工机 Substrate processing device and substrate processing method
WO2019206573A1 (en) * 2018-04-25 2019-10-31 Cpt Zwei Gmbh Sensor device for determining the electrical conductivity of a fluid and the speed of sound in the fluid

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5473934A (en) * 1993-10-13 1995-12-12 Cobb; Wesley Ultrasonic fluid composition monitor
DE19802224C1 (en) * 1998-01-22 1999-05-20 Sita Messtechnik Gmbh Process and assembly to monitor and adjust the concentration of a known substance
DE102005051812A1 (en) * 2005-10-27 2007-02-01 Infineon Technologies Ag Device for etching layers on semiconductor wafers, uses spectrometer for measurement of etching medium concentration
WO2010004289A2 (en) * 2008-07-09 2010-01-14 Heriot-Watt University Hydrate monitoring system
US20100197144A1 (en) * 2009-02-05 2010-08-05 Curtis Dove Methods for damage etch and texturing of silicon single crystal substrates

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2207890B (en) * 1987-08-14 1991-05-01 Stc Plc Etching apparatus
JPH09275091A (en) * 1996-04-03 1997-10-21 Mitsubishi Electric Corp Etching device of semiconductor nitride film
DE19646273C2 (en) * 1996-11-09 1998-08-20 Bosch Gmbh Robert Wet chemical etching process for semiconductors and device therefor
WO2002065511A2 (en) * 2001-02-14 2002-08-22 Advanced Micro Devices, Inc. Method and apparatus for controlling etch selectivity
IL145649A0 (en) * 2001-09-25 2002-06-30 Nira Sciences Ltd Method and apparatus for real-time dynamic chemical analysis
JP2004137519A (en) * 2002-10-15 2004-05-13 Nagase & Co Ltd Method for controlling etching liquid, and apparatus for controlling etching liquid
JP4273016B2 (en) * 2004-02-10 2009-06-03 キヤノン株式会社 Method for manufacturing liquid discharge head

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5473934A (en) * 1993-10-13 1995-12-12 Cobb; Wesley Ultrasonic fluid composition monitor
DE19802224C1 (en) * 1998-01-22 1999-05-20 Sita Messtechnik Gmbh Process and assembly to monitor and adjust the concentration of a known substance
DE102005051812A1 (en) * 2005-10-27 2007-02-01 Infineon Technologies Ag Device for etching layers on semiconductor wafers, uses spectrometer for measurement of etching medium concentration
WO2010004289A2 (en) * 2008-07-09 2010-01-14 Heriot-Watt University Hydrate monitoring system
US20100197144A1 (en) * 2009-02-05 2010-08-05 Curtis Dove Methods for damage etch and texturing of silicon single crystal substrates

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104201094A (en) * 2014-08-28 2014-12-10 李忠海 Heavy-ion micro-porous membrane etching device
CN105513998A (en) * 2014-10-14 2016-04-20 株式会社佐藤化工机 Substrate processing device and substrate processing method
WO2019206573A1 (en) * 2018-04-25 2019-10-31 Cpt Zwei Gmbh Sensor device for determining the electrical conductivity of a fluid and the speed of sound in the fluid

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