蚀刻方法和太阳能电池用固体材料的表面加工方法
【专利摘要】本发明提供一种蚀刻方法，包括（1）使含有至少一种具有N-F键的有机化合物的材料与固体材料的表面接触的工序；和（2）对上述固体材料进行加热的工序，由此，能够不使用引起地球变暖的环境负荷高的气体类、或者反应性、毒性高且危险的氟气、氢氟酸，能够安全且简便地进行蚀刻，并且蚀刻速度提高。上述蚀刻方法还可以包括：（3）对固体材料从含有至少一种具有N-F键的有机化合物的材料一侧进行曝光的工序、和／或（4）将含有至少一种具有N-F键的有机化合物的材料与该材料和固体材料之间的残渣一起除去的工序。特别是通过使加热温度达到高温实施光照射，能够形成适合用于太阳能电池用固体材料的表面的陷光和／或防反射加工的倒金字塔形状的凹部。
【专利说明】蚀刻方法和太阳能电池用固体材料的表面加工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及蚀刻方法。
【背景技术】
[0002]作为半导体制造工序中的蚀刻方法，有干式蚀刻方法和湿式蚀刻方法。
[0003]通常，干式蚀刻方法所使用的碳氟化合物类气体或NF3的地球变暖的系数高、对于环境的负荷非常大。此外，也报道了使用氟气的干式蚀刻方法(例如参照专利文献1)，氟气的反应性、毒性非常高，操作困难，对于残留气体的处理也需要使碱水循环的涤气器(Scrubber)。
[0004]另一方面，作为湿式蚀刻方法，实施着使用氢氟酸、氟硝酸(HF - ΗΝ03)、缓冲氢氟酸等的方法，但是它们均具有高的腐蚀性和毒性，需要与处理相应的设备。
[0005]因此，通过这些蚀刻方法进行的光刻工序的工序数非常多且繁杂，成为导致成本增加的原因。
[0006]并且，以由陷光和防反射而提高转换效率为目的，太阳能电池的受光面，形成有微小的凹凸(纹理)结构。已知对于转换效率的效果因形状而异，其优异程度的顺序为蜂窝形状>倒金字塔形状>金字塔形状。任何形状都通过硅基板的蚀刻形成。在采用干式蚀刻的情况下，存在需要应对装置成本和大面积化的技术问题。此外，在采用使用碱的湿式蚀刻的情况下，仅能够适用于使用具有(100)面的晶片的单晶硅太阳能电池，存在不能适用于使用多晶或无定形材料的太阳能电池的技术问题。
[0007]并且,微型电子机械兀件(MEMS、MicroElectro Mechanical Systems)、透镜、反射镜的制造工序也与上述同样，`其工序数非常多且繁杂。
[0008]另一方面，除了上述现有的蚀刻方法之外，通过在作为蚀刻对象的固体材料上形成含有至少一种具有N-F键的有机化合物的薄膜，从薄膜侧进行曝光，能够不使用引起地球变暖的环境负荷高的气体类、或反应性、毒性高且危险的氟气、氢氟酸，能够安全简便地进行蚀刻(专利文献2~3)。
[0009]在先技术文献
[0010]专利文献
[0011]专利文献1:日本特开2002 - 313776号公报
[0012]专利文献2:国际公开第2009 / 119848号小册子
[0013]专利文献3:日本特开2011 - 139048号公报
[0014]非专利文献
[0015]非专利文献1:表面技术、2005年、56卷、13页
[0016]非专利文献2:Appl.Phys.Lett.，1989 年、55 卷、1363 页
[0017]非专利文献3 ^ — 技报(中文译文:夏普技报)、1998年、第70号、40页
【发明内容】
[0018]发明要解决的技术问题
[0019]本发明的目的在于，应用该蚀刻方法，提供一种能够安全且简便地进行蚀刻、并且提高蚀刻速度的蚀刻方法。
[0020]解决技术问题的手段
[0021]为了解决上述技术问题，本发明的发明人反复进行了深入研究，结果发现:通过使含有具有N-F键的有机化合物的材料与特定的固体材料接触，之后对其进行加热，能够安全且简便地进行蚀刻，并且能够提高蚀刻速度。
[0022]还发现:如果在上述固体材料的蚀刻时不仅进行加热而且进行光照射，就能够更有效地形成如上所述的能够期待太阳能电池的受光面的陷光和防反射效果的倒金字塔型的表面形状。
[0023]本发明是基于上述见解反复进行研究而完成的。即，本发明包括以下构成。
[0024]项1.一种固体材料的蚀刻方法，包括:
[0025]( 1)使含有至少一种具有N-F键的有机化合物的材料与固体材料的表面接触的工序；和
[0026](2)对上述固体材料进行加热的工序。
[0027]项2.如项I所述的蚀刻方法，上述工序(2)是将上述固体材料加热至28°C以上的工序。
[0028]项3.如项I或2所述的蚀刻方法，上述工序(2)是将固体材料加热至60°C以上的工序。
[0029]项4.如项I或2所述的蚀刻方法,还包括(3)对上述固体材料从上述含有至少一种具有N-F键的有机化合物的材料一侧进行曝光的工序。
[0030]项5.如项3所述的蚀刻方法，还包括(3)对上述固体材料从上述含有至少一种具有N-F键的有机化合物的材料一侧进行曝光的工序。
[0031]项6.如项1~5中任一项所述的蚀刻方法，具有N-F键的有机化合物具有下述通式(I)所示的结构单元，
[0032]通式(1):
【权利要求】
1.一种固体材料的蚀刻方法，其特征在于，包括: (O使含有至少一种具有N-F键的有机化合物的材料与固体材料的表面接触的工序；和 (2)对所述固体材料进行加热的工序。
2.如权利要求1所述的蚀刻方法，其特征在于: 所述工序(2)是将所述固体材料加热至28°C以上的工序。
3.如权利要求1或2所述的蚀刻方法，其特征在于: 所述工序(2)是将固体材料加热至60°C以上的工序。
4.如权利要求1或2所述的蚀刻方法，其特征在于: 该蚀刻方法还包括(3)对所述固体材料从所述含有至少一种具有N-F键的有机化合物的材料一侧进行曝光的工序。
5.如权利要求3所述的蚀刻方法，其特征在于: 该蚀刻方法还包括(3)对所述固体材料从所述含有至少一种具有N-F键的有机化合物的材料一侧进行曝光的工序。
6.如权利要求1~5中任一项所述的蚀刻方法,其特征在于: 具有N-F键的有机化合物具备下述通式(I)所示的结构单元，
通式(1):
7.如权利要求1~6中任一项所述的蚀刻方法,其特征在于: 具有N-F键的有机化合物是下述通式(Al)所示的化合物， 通式(Al):
8.如权利要求1~7中任一项所述的蚀刻方法，其特征在于: 固体材料是半导体或绝缘体。
9.如权利要求1~8中任一项所述的蚀刻方法，其特征在于: 固体材料是选自硅、锗、锗化硅、碳化硅、砷化镓、砷化镓铝、磷化铟、锑化铟、氮化镓和氮化铝中的至少一种。
10.一种太阳能电池用固体材料的表面的陷光和/或防反射加工方法，其特征在于: 使用权利要求1~9中任一项所述的蚀刻方法。
11.一种蚀刻处理物的制造方法，其特征在于，包括: (O使含有至少一种具有N-F键的有机化合物的材料与固体材料的表面接触的工序；和 (2)对所述固体材料进行加热的工序。
12.如权利要求11所述的制造方法，其特征在于: 该蚀刻方法还包括(3)对所述固体材料从所述含有至少一种具有N-F键的有机化合物的材料一侧进行曝光的工序。
13.一种通过权利要求11或12所述的制造方法制得的蚀刻处理物。
14.一种硅太阳能电池，其特征在于:.具备通过权利要求11或12所述的制造方法对固体材料进行蚀刻加工得到的蚀刻处理物，并且该固体材料为硅。
【文档编号】H01L31/18GK103733357SQ201280039417
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2012年8月10日 优先权日:2011年8月12日
【发明者】森田瑞穗, 打越纯一, 塚本健太郎, 永井隆文, 足达健二 申请人:国立大学法人大阪大学, 大金工业株式会社