ウェーハキャリヤおよびそれを使用したウェーハエッチング方法
【課題】耐食性、耐熱性を有し、安価な材料で複数枚の矩形ウェーハを収容するのに十分な強度を保つことができる構造でありながら、ウェーハにテクスチャーをムラなく形成する妨げとならず、かつ、洗浄液のはけがよく、その上乾燥工程がより短時間となるウェーハキャリヤを提供し、そしてこれを使用したウェーハのエッチング方法を提供する。
【解決手段】上面及び底面が開放され、互いに対向する側壁２ａ、２ｂの内側に複数枚の矩形ウェーハＷを立てた状態で所定の間隔で並列させて収容するためのガイドレール３が複数本縦に平行に形成された箱型の容器本体２と、該容器本体２の底部に固定されてウェーハＷが抜け落ちないように支持する支持棒５とを具備し、容器本体の対向する側壁は液体が出入り可能な開口部１０を有し、個々のガイドレールは縦方向で断続するように切れ目部４が形成されたものであることを特徴とするウェーハキャリヤ１。
【解決手段】上面及び底面が開放され、互いに対向する側壁２ａ、２ｂの内側に複数枚の矩形ウェーハＷを立てた状態で所定の間隔で並列させて収容するためのガイドレール３が複数本縦に平行に形成された箱型の容器本体２と、該容器本体２の底部に固定されてウェーハＷが抜け落ちないように支持する支持棒５とを具備し、容器本体の対向する側壁は液体が出入り可能な開口部１０を有し、個々のガイドレールは縦方向で断続するように切れ目部４が形成されたものであることを特徴とするウェーハキャリヤ１。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池用基板、液晶表示装置用ガラス基板（以下、単にウェーハと称する）等、複数の矩形のウェーハを立てた状態でウェーハ同士が互いに接触しないように収容し、エッチング工程や洗浄工程に使用することができるウェーハキャリヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ウェーハキャリヤは、一般に、半導体ウェーハ製造工程やデバイス製造工程において複数枚のウェーハを同時に搬送したり、処理したりする際に用いられるものである。
このようなウェーハキャリヤは、従来から搬送用、処理用等用途によって使い分けられていたり、ウェーハ形状によって様々な態様があり、また、熱処理やエッチング、洗浄、乾燥工程といった工程に合うように開発されてきた。
【０００３】
例えば、特許文献１では、円形ウェーハを平行に複数立てた状態で収容するウェーハキャリヤにおいて、ウェーハに異物付着の少ないものとするため、ウェーハ列の端にウェーハ鏡面全域に対する異物防着体が設けられているウェーハキャリヤが開示されている。
【０００４】
また、特許文献２は、ウェーハを洗浄及び搬送に共用でき、移載不要で、洗浄後には液残りが発生せず、乾燥不良、ウオーターマークの発生等がなく、搬送時にはウェーハの欠け、割れ等もなく、しかも、ウェーハの支持面から切削屑等の発生を防止することを目的として、図２のようなウェーハキャリヤ２１を提案している。
【０００５】
図２は、従来のウェーハキャリヤの一例を示す概略図である。このウェーハキャリヤ２１は、複数の支持用突部２８ａをその長手方向に所定間隔で突出形成した支持部材２８を枠体２９の両側に配置し、支持部材２８の相対向した支持用突部２８ａでウェーハＷの端部の両面をそれぞれ支持することにより、複数の矩形ウェーハを所定間隔で配列して収容するものである。
このような構造であれば、ウェーハの洗浄後、洗浄液に浸漬しているウェーハキャリヤを洗浄液から引き上げても、洗浄液のはけが良好なものとなる。
【０００６】
しかし、ウェーハキャリヤは太陽電池用等の矩形ウェーハを収容したままテクスチャー形成工程や洗浄工程を行うため、耐熱性、耐食性に優れている必要があり、その上、特許文献２のように、ウェーハ支持用突部が形成された支持部材で複数枚のウェーハを支持しようとすると、ウェーハキャリヤの強度を確保するためにＰＥＥＫ材等の高価な材料でウェーハキャリヤを作製する必要がある。したがって、矩形ウェーハを複数本の支持部材のみで支持しようとすると、コスト高となる問題があった。
【０００７】
一方、特許文献３には、複数のウェーハを収容した状態で洗浄、乾燥するためのウェーハキャリヤが開示されている。
図３は、従来のウェーハを収容するウェーハキャリヤの概略図であり、図３（Ａ）は上面図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）におけるＸ−Ｘ断面図である。
このウェーハキャリヤ３１は、ウェーハＷの左右縁を保持するため内壁に長手方向等間隔に複数本の把持溝３７を形成した互いに平行な左側壁３６ｃ及び右側壁３６ｄと、左右側壁の前端に連続する前端壁３６ａと、左右側壁の後端に連続し前端壁に平行な後端壁３６ｂと、ウェーハの下縁を支えるため前後端壁間に設けられた竿３５とを含んでおり、ウェーハＷの洗浄、乾燥を良好におこなえるように把持溝３７の逃げ面の角度が工夫されている。
【０００８】
このようなウェーハキャリヤであれば、ウェーハの下端が竿によって支えられているので、乾燥中に洗浄液の溜まりやすいウェーハ下端の水はけは良好である。
しかし、エッチング後、エッチング槽に浸漬したウェーハキャリヤを引き上げ、洗浄液で洗浄しウェーハの乾燥を行うが、その乾燥工程の際、ウェーハキャリヤの側壁内側に形成された溝と矩形ウェーハの間、特には溝の下部では洗浄液が乾燥し難く、温風乾燥の時間が長くかかるという問題があった。
【０００９】
【特許文献１】特開平９−６４１６３号公報
【特許文献２】特開平１１−１８０５５３号公報
【特許文献３】特開２００２−３２９７０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、耐食性、耐熱性を有し、安価な材料で複数枚の矩形ウェーハを収容するのに十分な強度を保つことができる構造でありながら、たとえば太陽電池製造においてウェーハにテクスチャーをムラなく形成する妨げとならず、かつ、洗浄液のはけがよく、その上乾燥工程がより短時間となるウェーハキャリヤを提供し、そしてこれを使用したウェーハのエッチング方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明は、少なくとも、上面及び底面は開放され、互いに対向する側壁の内側に複数枚の矩形ウェーハを立てた状態で所定の間隔で並列させて収容するためのガイドレールが複数本縦に平行に形成された箱型の容器本体と、該容器本体の底部に固定されて前記ウェーハが抜け落ちないように支持する支持棒とを具備するウェーハキャリヤであって、前記容器本体の対向する側壁は、夫々液体が出入り可能な開口部を有するものであり、前記個々のガイドレールは、縦方向で断続するように切れ目部が形成されたものであることを特徴とするウェーハキャリヤを提供する（請求項１）。
【００１２】
このように本発明では、容器本体の対向する側壁が、夫々液体が出入り可能な開口部を有するものであり、個々のガイドレールは、縦方向で断続するように切れ目部が形成されたものであることにより、洗浄液やエッチング液に矩形ウェーハを収容したまま浸漬し、洗浄工程やエッチング工程を行う際、洗浄液やエッチング液に乱流を発生させることができ、ガイドレールと矩形ウェーハの隙間まで洗浄やエッチング処理を施すことができ、矩形ウェーハの面内でムラなくエッチング、または洗浄することができる。
【００１３】
また、洗浄液やエッチング液に浸漬しているウェーハキャリヤを引き上げる際、容器本体の底面が開放されていて、さらに側壁には開口部があり、ガイドレールに切れ目部が形成されているので、液はけが良好であり、洗浄液やエッチング液の持ち出し量が減少する。
さらに、乾燥工程では、ウェーハキャリヤのガイドレールと矩形ウェーハの間の液溜りのできやすい部分に切れ目部が設けてあるので、温風乾燥にかかる時間が短くなり、さらに、矩形ウェーハの外周部までよく乾燥させることができる。
【００１４】
その上、容器本体が枠体に数本の支持部材を取り付けたものではなく、箱型であるので、比較的安価な材料で且つ耐熱性、耐食性の優れた材料を使用してウェーハキャリヤを作製することができる構造であり、ウェーハキャリヤの作製にかかるコストを削減できる。
【００１５】
また、本発明は、上記ウェーハキャリヤを使用して矩形ウェーハをエッチングする方法であって、前記ウェーハをエッチングするためのエッチング液で満たされたエッチング槽に、複数枚のウェーハを収容した前記ウェーハキャリヤを浸漬し、前記エッチング槽の底部から前記ウェーハキャリヤに向かってさらにエッチング液を噴流させることによって前記ウェーハをエッチングすることを特徴とするウェーハエッチング方法を提供する（請求項２）。
【００１６】
このように、上記ウェーハキャリヤを使用して矩形ウェーハをエッチングする際、ウェーハをエッチングするためのエッチング液で満たされたエッチング槽に、複数枚のウェーハを収容したウェーハキャリヤを浸漬し、エッチング槽の底部からウェーハキャリヤに向かってさらにエッチング液を噴流させることにより、上記ウェーハキャリヤの支持棒、容器本体の側壁の開口部、ガイドレールの切れ目部に、エッチング槽の底部から噴流したエッチング液が回り込み、乱流を発生させ、例えば太陽電池用の矩形ウェーハにテクスチャーを面内でムラなく形成することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明のウェーハキャリヤ及びそれを使用したウェーハエッチング方法であれば、耐食性、耐熱性を有し、安価な材料で複数枚の矩形ウェーハを収容するのに十分な強度を保つことができる構造でありながら、たとえば太陽電池製造工程のテクスチャー形成のためのエッチング工程に使用でき、かつ、洗浄液のはけがよく、その上乾燥工程をより短時間とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
前述したように、太陽電池製造工程で使用されるウェーハキャリヤは、複数枚の矩形ウェーハを収容できる強度を有し、エッチング工程で使用しても腐食されない耐食性を有する材料が選択される必要がある。図２のような従来のウェーハキャリヤでは、液はけがよくても、ウェーハキャリヤ自体の構造が軟弱であるため、ウェーハキャリヤを構成する材料として硬いもので、エッチング液に対し耐食性を有する材料を選択することとなる。その結果、高価なＰＥＥＫ材で作製されたウェーハキャリヤに限定されてしまい、コスト高となる問題があった。
【００１９】
一方、箱型のウェーハキャリヤであれば、その構造上、ＰＥＥＫ材のような高価な材料を使用しなくても、複数枚の矩形ウェーハを収容できるだけの強度を保持できる材料の種類が増えるため、ウェーハキャリヤの材料選択の幅が広がり、その結果、ウェーハキャリヤの作製コスト削減につながる。
【００２０】
しかし、図３のような箱型のウェーハキャリヤであっても、ウェーハにテクスチャー形成を行うと、矩形ウェーハの把持溝に挟まれる付近にテクスチャーが形成されない部分があったり、乾燥時に、把持溝付近が乾燥しにくく、乾燥工程に時間がかかるという問題があった。
【００２１】
そこで本発明者らは、このような問題を解決すべく、鋭意研究を重ねた。
例えば太陽電池用の矩形ウェーハに微小なピラミッド状の凹凸（テクスチャー）を形成するエッチング工程で図３のようなウェーハキャリヤを用いた場合、エッチング槽に満たされたエッチング液と矩形のシリコンウェーハとが反応し、気泡（Ｈ２）が発生する。この気泡は、ウェーハキャリヤの把持溝と収容されているウェーハの間にたまり、エッチング液がウェーハの隅まで届かないことがある。その結果、テクスチャーの形成されない部分がウェーハの外周部にできてしまう。
【００２２】
そこで、耐食性、耐熱性を有し、安価な材料で複数枚の矩形ウェーハを収容するのに十分な強度を保つことができる構造でありながら、たとえば太陽電池製造工程のテクスチャー形成のためのエッチング工程においてもウェーハキャリヤによるウェーハのテクスチャー形成ムラを軽減し、かつ、洗浄液のはけがよく、その上乾燥工程がより短時間となるウェーハキャリヤを提供するには、容器本体の対向する側壁が、夫々液体が出入り可能な開口部を有するものであり、個々のウェーハを並列させて仕切るガイドレールにおいて、縦方向で断続するような切れ目部が形成されたウェーハキャリヤであればよいことに想到し、本発明を完成させた。
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を、図１、４、５、６を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
図１は、本発明に係るウェーハキャリヤの一例を示す概略図である。図４は、図１に示すウェーハキャリヤの上面図である。図５は、図１に示すウェーハキャリヤの左側面図である。図６は、図１に示すウェーハキャリヤをエッチング槽に浸漬し、エッチング処理を行うときのエッチング液の乱流の説明図であり、図６（Ａ）は断面図、図６（Ｂ）は側壁の内側の概略図である。
【００２４】
本発明のウェーハキャリヤ１は、箱型の容器本体２と複数の矩形ウェーハＷが抜け落ちないように支持する２本の支持棒５とを具備する。容器本体２は、上面及び底面が開放された箱型であり、互いに対向する側壁２ａ、２ｂの内側に複数枚の矩形ウェーハＷを立てた状態で所定の間隔で並列させて収容するためのガイドレール３が複数本縦に平行に形成されている。容器本体２の対向する側壁２ａ、２ｂは、夫々液体が出入り可能な開口部１０を有するものである。また、個々のガイドレール３は、縦方向で断続するように切れ目部４が形成されたものである。
【００２５】
このように、ウェーハキャリヤ１の容器本体２が箱型であることにより、図２のような支持用突部が形成された複数本の支持部材と枠体から構成されるウェーハキャリヤよりも構造上、強度を増すことができる。従って、太陽電池製造のエッチング工程や洗浄工程、乾燥工程に使用されるウェーハキャリヤにとって必要な耐食性、耐熱性を有する材料の中で、その材料自身の硬さがそれほど問われないため、ウェーハキャリヤを作製するに当たっての材料選択の幅が広がる。その結果、比較的安価な材料を選択することができるので、ウェーハキャリヤの作製コスト削減につながる。
【００２６】
特に、従来の図２のようなウェーハキャリヤの構造であると、太陽電池製造に適したウェーハキャリヤの材料は、ＰＥＥＫ材となる。そして、このようなウェーハキャリヤを作製するに当たっては、無垢材の削り出し工法で作製しなければならないので、加工コストも加算されていた。
しかし、本発明のウェーハキャリヤでは、材料として親水性の例えばカーボン添加ＰＰＳを使用することができ、型抜き工法でウェーハキャリヤを作製することができる。従って、材料、加工共にその作製コストを削減することができる。
【００２７】
そして、本発明の容器本体２は、上面及び底面が開放されている。特に、底面が開放されていることにより、洗浄槽やエッチング槽に浸漬したウェーハキャリヤを引上げた際、液はけが良好となる。また、エッチングや洗浄処理においても、ウェーハキャリヤの下部から洗浄液やエッチング液に超音波振動を印加したり、それらの液を下から噴流したりすることができる。
【００２８】
また、容器本体２の互いに対向する側壁２ａ、２ｂの内側には、複数枚の矩形ウェーハＷを立てた状態で所定の間隔で並列させて収容するためのガイドレール３が複数本縦に平行に形成されている。特に、容器本体２の対向する側壁２ａ、２ｂは、夫々液体が出入り可能な開口部１０を有し、また、個々のガイドレール３は、縦方向で断続するように切れ目部４が形成されたウェーハキャリヤ１であることにより、洗浄槽やエッチング槽に浸漬し、エッチングや洗浄処理を複数の矩形ウェーハに施す際、洗浄液やエッチング液に超音波振動を印加したり、それらの液をウェーハキャリヤの側壁や下部に向かって噴流すれば、切れ目部４や開口部１０によって液の乱流を発生させることができる。
【００２９】
特に、ガイドレール付近のウェーハ端部における乱流の発生により、エッチング槽に満たされたエッチング液と矩形のシリコンウェーハとが反応し、気泡（Ｈ２）が発生しても、切れ目部４を有するガイドレール３と収容されているウェーハＷの間に気泡が溜まることはない。従って、テクスチャーをウェーハ面内でムラ無く均一に形成することができる。
【００３０】
さらに、ウェーハのテクスチャー形成工程が終了し、エッチング槽から図１に示す本発明のウェーハキャリヤを引上げる場合、容器本体２の底面が開放されていること、さらには、側壁の開口部１０、及びガイドレールの切れ目部４が形成されたものであるので、液はけがよく、槽からの液の持ち出し量が軽減する。従って、薬液の消費量が減少し、太陽電池製造コストの軽減にもつながる。
【００３１】
そして、洗浄工程後のウェーハの乾燥においても、上記のように、本発明のウェーハキャリヤを使用することによって、特に、側壁の開口部１０、及びガイドレールの切れ目部４によって液はけがよいので、温風乾燥による乾燥時間を従来より短くできる上に、矩形ウェーハの外周部を確実に乾燥することができ、ステインやムラの発生がないのでウェーハ表面の美観が保たれる。
【００３２】
本発明において、ガイドレール３の切れ目部４は、特に側壁２ａ、２ｂの下半分に多く形成されたものであれば、液はけがより良好なものとなる。さらに、切れ目部４はガイドレール３に対して等間隔に形成されたものであってもよいが、図１のように不規則な間隔で形成されていた方が、液の乱流を発生させやすいウェーハキャリヤとなる。
【００３３】
以下、図１に示すウェーハキャリヤを使用し、矩形ウェーハをエッチングする方法について図６を参照しながら詳述する。
ウェーハＷをエッチングするためのエッチング液１１で満たされたエッチング槽１２に、複数枚のウェーハＷを収容したウェーハキャリヤ１を浸漬する。そして、エッチング槽１２の底部からウェーハキャリヤ１に向かってさらにエッチング液１１を噴流させる。
【００３４】
このように、ウェーハキャリヤ１を使用し、エッチング液１１をエッチング槽１２の底部から噴流させることにより、図６に示すような乱流が発生する。
つまり、エッチング槽１２の底部から噴流されたエッチング液１１が、ウェーハキャリヤ１のウェーハＷの支持棒５、側壁の開口部１０、及びガイドレールの切れ目部４からウェーハキャリヤ１の内部に侵入し（図６矢印参照）、さらにエッチング液の乱流を発生させる。これにより、ガイドレール３とウェーハＷの間の気泡の溜まりやすい部分にまでエッチング液が回り込み、ウェーハＷが泳ぐような状態となり、気泡を追い出すことができる。従って、テクスチャーを矩形ウェーハ面内でその外周部までムラなく形成することができる。
【実施例】
【００３５】
以下に本発明の実施例を挙げて、本発明をより詳細に説明するが、これらは本発明を限定するものではない。
（実施例）
図１に示すようなウェーハキャリヤ１を使用し、太陽電池用の矩形ウェーハ２０枚に対し、テクスチャーを形成し、洗浄、乾燥をおこなった。
特に使用するウェーハキャリヤ１は、ガイドレールの切れ目部４が不規則なパターンとなるように、カーボン＋ＰＰＳ材の型抜き工法で作製したものを使用した。
２０枚のウェーハＷにテクスチャーを形成する際は、エッチング液をエッチング槽の底部からウェーハキャリヤ１に向かって噴流させた。
【００３６】
その結果、テクスチャーが形成されたウェーハＷは２０枚ともウェーハ面内でムラが確認されなかった。さらに、エッチング処理の前後においてエッチング槽からのエッチング液持ち出し量は、ウェーハ２０枚に対して１８ｇ程度であった。また、乾燥時間は１５分程度で完全に乾燥することができた。
【００３７】
（比較例）
比較のため、側壁の開口部、及びガイドレールの切れ目部が形成されていないウェーハキャリヤを使用し、太陽電池用の矩形ウェーハ２０枚に対し、テクスチャーを形成し、洗浄、乾燥をおこなった。
特に使用するウェーハキャリヤは、ガイドレールに切れ目部のないもので、カーボン＋ＰＰＳ材の型抜き工法で作製したものを使用した。
２０枚のウェーハＷにテクスチャーを形成する際は、エッチング液をエッチング槽の底部からウェーハキャリヤに向かって噴流させた。
【００３８】
その結果、テクスチャーが形成されたウェーハＷは２０枚とも、ガイドレールに挟まれる付近でムラが確認された。さらに、エッチング処理の前後においてエッチング槽からのエッチング液持ち出し量は、ウェーハ２０枚に対して２０ｇであり実施例よりも多かった。また、乾燥時間は２０分を費やしたが、ウェーハキャリヤのガイドレールの間に挟まれるウェーハの端部を完全に乾燥させることはできなかった。
【００３９】
尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００４０】
特に、上記では本発明のウェーハキャリヤが太陽電池製造におけるエッチング、洗浄、乾燥工程で使用される場合について詳述したが、他の半導体基板やガラス基板等の製造に使用されても矩形ウェーハであれば同様な作用効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係るウェーハキャリヤの一例を示す概略図である。
【図２】従来のウェーハキャリヤの一例を示す概略図である。
【図３】従来のウェーハを収容するウェーハキャリヤの概略図であり、図３（Ａ）は上面図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）におけるＸ−Ｘ断面図である。
【図４】図１に示すウェーハキャリヤの上面図である。
【図５】図１に示すウェーハキャリヤの左側面図である。
【図６】図１に示すウェーハキャリヤをエッチング槽に浸漬し、エッチング処理を行うときのエッチング液の乱流の説明図であり、図６（Ａ）は断面図、図６（Ｂ）は側壁の内側の概略図である。
【符号の説明】
【００４２】
１、２１、３１…ウェーハキャリヤ、 ２…容器本体、 ２ａ、２ｂ…側壁、
３…ガイドレール、 ４…切れ目部、 ５…支持棒、 １０…開口部、
１１…エッチング液、 １２…エッチング槽、
２８…支持部材、 ２８ａ…支持用突部、 ２９…枠体、
３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ…壁、 ３７…把持溝、
Ｗ…矩形ウェーハ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池用基板、液晶表示装置用ガラス基板（以下、単にウェーハと称する）等、複数の矩形のウェーハを立てた状態でウェーハ同士が互いに接触しないように収容し、エッチング工程や洗浄工程に使用することができるウェーハキャリヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ウェーハキャリヤは、一般に、半導体ウェーハ製造工程やデバイス製造工程において複数枚のウェーハを同時に搬送したり、処理したりする際に用いられるものである。
このようなウェーハキャリヤは、従来から搬送用、処理用等用途によって使い分けられていたり、ウェーハ形状によって様々な態様があり、また、熱処理やエッチング、洗浄、乾燥工程といった工程に合うように開発されてきた。
【０００３】
例えば、特許文献１では、円形ウェーハを平行に複数立てた状態で収容するウェーハキャリヤにおいて、ウェーハに異物付着の少ないものとするため、ウェーハ列の端にウェーハ鏡面全域に対する異物防着体が設けられているウェーハキャリヤが開示されている。
【０００４】
また、特許文献２は、ウェーハを洗浄及び搬送に共用でき、移載不要で、洗浄後には液残りが発生せず、乾燥不良、ウオーターマークの発生等がなく、搬送時にはウェーハの欠け、割れ等もなく、しかも、ウェーハの支持面から切削屑等の発生を防止することを目的として、図２のようなウェーハキャリヤ２１を提案している。
【０００５】
図２は、従来のウェーハキャリヤの一例を示す概略図である。このウェーハキャリヤ２１は、複数の支持用突部２８ａをその長手方向に所定間隔で突出形成した支持部材２８を枠体２９の両側に配置し、支持部材２８の相対向した支持用突部２８ａでウェーハＷの端部の両面をそれぞれ支持することにより、複数の矩形ウェーハを所定間隔で配列して収容するものである。
このような構造であれば、ウェーハの洗浄後、洗浄液に浸漬しているウェーハキャリヤを洗浄液から引き上げても、洗浄液のはけが良好なものとなる。
【０００６】
しかし、ウェーハキャリヤは太陽電池用等の矩形ウェーハを収容したままテクスチャー形成工程や洗浄工程を行うため、耐熱性、耐食性に優れている必要があり、その上、特許文献２のように、ウェーハ支持用突部が形成された支持部材で複数枚のウェーハを支持しようとすると、ウェーハキャリヤの強度を確保するためにＰＥＥＫ材等の高価な材料でウェーハキャリヤを作製する必要がある。したがって、矩形ウェーハを複数本の支持部材のみで支持しようとすると、コスト高となる問題があった。
【０００７】
一方、特許文献３には、複数のウェーハを収容した状態で洗浄、乾燥するためのウェーハキャリヤが開示されている。
図３は、従来のウェーハを収容するウェーハキャリヤの概略図であり、図３（Ａ）は上面図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）におけるＸ−Ｘ断面図である。
このウェーハキャリヤ３１は、ウェーハＷの左右縁を保持するため内壁に長手方向等間隔に複数本の把持溝３７を形成した互いに平行な左側壁３６ｃ及び右側壁３６ｄと、左右側壁の前端に連続する前端壁３６ａと、左右側壁の後端に連続し前端壁に平行な後端壁３６ｂと、ウェーハの下縁を支えるため前後端壁間に設けられた竿３５とを含んでおり、ウェーハＷの洗浄、乾燥を良好におこなえるように把持溝３７の逃げ面の角度が工夫されている。
【０００８】
このようなウェーハキャリヤであれば、ウェーハの下端が竿によって支えられているので、乾燥中に洗浄液の溜まりやすいウェーハ下端の水はけは良好である。
しかし、エッチング後、エッチング槽に浸漬したウェーハキャリヤを引き上げ、洗浄液で洗浄しウェーハの乾燥を行うが、その乾燥工程の際、ウェーハキャリヤの側壁内側に形成された溝と矩形ウェーハの間、特には溝の下部では洗浄液が乾燥し難く、温風乾燥の時間が長くかかるという問題があった。
【０００９】
【特許文献１】特開平９−６４１６３号公報
【特許文献２】特開平１１−１８０５５３号公報
【特許文献３】特開２００２−３２９７０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、耐食性、耐熱性を有し、安価な材料で複数枚の矩形ウェーハを収容するのに十分な強度を保つことができる構造でありながら、たとえば太陽電池製造においてウェーハにテクスチャーをムラなく形成する妨げとならず、かつ、洗浄液のはけがよく、その上乾燥工程がより短時間となるウェーハキャリヤを提供し、そしてこれを使用したウェーハのエッチング方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明は、少なくとも、上面及び底面は開放され、互いに対向する側壁の内側に複数枚の矩形ウェーハを立てた状態で所定の間隔で並列させて収容するためのガイドレールが複数本縦に平行に形成された箱型の容器本体と、該容器本体の底部に固定されて前記ウェーハが抜け落ちないように支持する支持棒とを具備するウェーハキャリヤであって、前記容器本体の対向する側壁は、夫々液体が出入り可能な開口部を有するものであり、前記個々のガイドレールは、縦方向で断続するように切れ目部が形成されたものであることを特徴とするウェーハキャリヤを提供する（請求項１）。
【００１２】
このように本発明では、容器本体の対向する側壁が、夫々液体が出入り可能な開口部を有するものであり、個々のガイドレールは、縦方向で断続するように切れ目部が形成されたものであることにより、洗浄液やエッチング液に矩形ウェーハを収容したまま浸漬し、洗浄工程やエッチング工程を行う際、洗浄液やエッチング液に乱流を発生させることができ、ガイドレールと矩形ウェーハの隙間まで洗浄やエッチング処理を施すことができ、矩形ウェーハの面内でムラなくエッチング、または洗浄することができる。
【００１３】
また、洗浄液やエッチング液に浸漬しているウェーハキャリヤを引き上げる際、容器本体の底面が開放されていて、さらに側壁には開口部があり、ガイドレールに切れ目部が形成されているので、液はけが良好であり、洗浄液やエッチング液の持ち出し量が減少する。
さらに、乾燥工程では、ウェーハキャリヤのガイドレールと矩形ウェーハの間の液溜りのできやすい部分に切れ目部が設けてあるので、温風乾燥にかかる時間が短くなり、さらに、矩形ウェーハの外周部までよく乾燥させることができる。
【００１４】
その上、容器本体が枠体に数本の支持部材を取り付けたものではなく、箱型であるので、比較的安価な材料で且つ耐熱性、耐食性の優れた材料を使用してウェーハキャリヤを作製することができる構造であり、ウェーハキャリヤの作製にかかるコストを削減できる。
【００１５】
また、本発明は、上記ウェーハキャリヤを使用して矩形ウェーハをエッチングする方法であって、前記ウェーハをエッチングするためのエッチング液で満たされたエッチング槽に、複数枚のウェーハを収容した前記ウェーハキャリヤを浸漬し、前記エッチング槽の底部から前記ウェーハキャリヤに向かってさらにエッチング液を噴流させることによって前記ウェーハをエッチングすることを特徴とするウェーハエッチング方法を提供する（請求項２）。
【００１６】
このように、上記ウェーハキャリヤを使用して矩形ウェーハをエッチングする際、ウェーハをエッチングするためのエッチング液で満たされたエッチング槽に、複数枚のウェーハを収容したウェーハキャリヤを浸漬し、エッチング槽の底部からウェーハキャリヤに向かってさらにエッチング液を噴流させることにより、上記ウェーハキャリヤの支持棒、容器本体の側壁の開口部、ガイドレールの切れ目部に、エッチング槽の底部から噴流したエッチング液が回り込み、乱流を発生させ、例えば太陽電池用の矩形ウェーハにテクスチャーを面内でムラなく形成することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明のウェーハキャリヤ及びそれを使用したウェーハエッチング方法であれば、耐食性、耐熱性を有し、安価な材料で複数枚の矩形ウェーハを収容するのに十分な強度を保つことができる構造でありながら、たとえば太陽電池製造工程のテクスチャー形成のためのエッチング工程に使用でき、かつ、洗浄液のはけがよく、その上乾燥工程をより短時間とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
前述したように、太陽電池製造工程で使用されるウェーハキャリヤは、複数枚の矩形ウェーハを収容できる強度を有し、エッチング工程で使用しても腐食されない耐食性を有する材料が選択される必要がある。図２のような従来のウェーハキャリヤでは、液はけがよくても、ウェーハキャリヤ自体の構造が軟弱であるため、ウェーハキャリヤを構成する材料として硬いもので、エッチング液に対し耐食性を有する材料を選択することとなる。その結果、高価なＰＥＥＫ材で作製されたウェーハキャリヤに限定されてしまい、コスト高となる問題があった。
【００１９】
一方、箱型のウェーハキャリヤであれば、その構造上、ＰＥＥＫ材のような高価な材料を使用しなくても、複数枚の矩形ウェーハを収容できるだけの強度を保持できる材料の種類が増えるため、ウェーハキャリヤの材料選択の幅が広がり、その結果、ウェーハキャリヤの作製コスト削減につながる。
【００２０】
しかし、図３のような箱型のウェーハキャリヤであっても、ウェーハにテクスチャー形成を行うと、矩形ウェーハの把持溝に挟まれる付近にテクスチャーが形成されない部分があったり、乾燥時に、把持溝付近が乾燥しにくく、乾燥工程に時間がかかるという問題があった。
【００２１】
そこで本発明者らは、このような問題を解決すべく、鋭意研究を重ねた。
例えば太陽電池用の矩形ウェーハに微小なピラミッド状の凹凸（テクスチャー）を形成するエッチング工程で図３のようなウェーハキャリヤを用いた場合、エッチング槽に満たされたエッチング液と矩形のシリコンウェーハとが反応し、気泡（Ｈ２）が発生する。この気泡は、ウェーハキャリヤの把持溝と収容されているウェーハの間にたまり、エッチング液がウェーハの隅まで届かないことがある。その結果、テクスチャーの形成されない部分がウェーハの外周部にできてしまう。
【００２２】
そこで、耐食性、耐熱性を有し、安価な材料で複数枚の矩形ウェーハを収容するのに十分な強度を保つことができる構造でありながら、たとえば太陽電池製造工程のテクスチャー形成のためのエッチング工程においてもウェーハキャリヤによるウェーハのテクスチャー形成ムラを軽減し、かつ、洗浄液のはけがよく、その上乾燥工程がより短時間となるウェーハキャリヤを提供するには、容器本体の対向する側壁が、夫々液体が出入り可能な開口部を有するものであり、個々のウェーハを並列させて仕切るガイドレールにおいて、縦方向で断続するような切れ目部が形成されたウェーハキャリヤであればよいことに想到し、本発明を完成させた。
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を、図１、４、５、６を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
図１は、本発明に係るウェーハキャリヤの一例を示す概略図である。図４は、図１に示すウェーハキャリヤの上面図である。図５は、図１に示すウェーハキャリヤの左側面図である。図６は、図１に示すウェーハキャリヤをエッチング槽に浸漬し、エッチング処理を行うときのエッチング液の乱流の説明図であり、図６（Ａ）は断面図、図６（Ｂ）は側壁の内側の概略図である。
【００２４】
本発明のウェーハキャリヤ１は、箱型の容器本体２と複数の矩形ウェーハＷが抜け落ちないように支持する２本の支持棒５とを具備する。容器本体２は、上面及び底面が開放された箱型であり、互いに対向する側壁２ａ、２ｂの内側に複数枚の矩形ウェーハＷを立てた状態で所定の間隔で並列させて収容するためのガイドレール３が複数本縦に平行に形成されている。容器本体２の対向する側壁２ａ、２ｂは、夫々液体が出入り可能な開口部１０を有するものである。また、個々のガイドレール３は、縦方向で断続するように切れ目部４が形成されたものである。
【００２５】
このように、ウェーハキャリヤ１の容器本体２が箱型であることにより、図２のような支持用突部が形成された複数本の支持部材と枠体から構成されるウェーハキャリヤよりも構造上、強度を増すことができる。従って、太陽電池製造のエッチング工程や洗浄工程、乾燥工程に使用されるウェーハキャリヤにとって必要な耐食性、耐熱性を有する材料の中で、その材料自身の硬さがそれほど問われないため、ウェーハキャリヤを作製するに当たっての材料選択の幅が広がる。その結果、比較的安価な材料を選択することができるので、ウェーハキャリヤの作製コスト削減につながる。
【００２６】
特に、従来の図２のようなウェーハキャリヤの構造であると、太陽電池製造に適したウェーハキャリヤの材料は、ＰＥＥＫ材となる。そして、このようなウェーハキャリヤを作製するに当たっては、無垢材の削り出し工法で作製しなければならないので、加工コストも加算されていた。
しかし、本発明のウェーハキャリヤでは、材料として親水性の例えばカーボン添加ＰＰＳを使用することができ、型抜き工法でウェーハキャリヤを作製することができる。従って、材料、加工共にその作製コストを削減することができる。
【００２７】
そして、本発明の容器本体２は、上面及び底面が開放されている。特に、底面が開放されていることにより、洗浄槽やエッチング槽に浸漬したウェーハキャリヤを引上げた際、液はけが良好となる。また、エッチングや洗浄処理においても、ウェーハキャリヤの下部から洗浄液やエッチング液に超音波振動を印加したり、それらの液を下から噴流したりすることができる。
【００２８】
また、容器本体２の互いに対向する側壁２ａ、２ｂの内側には、複数枚の矩形ウェーハＷを立てた状態で所定の間隔で並列させて収容するためのガイドレール３が複数本縦に平行に形成されている。特に、容器本体２の対向する側壁２ａ、２ｂは、夫々液体が出入り可能な開口部１０を有し、また、個々のガイドレール３は、縦方向で断続するように切れ目部４が形成されたウェーハキャリヤ１であることにより、洗浄槽やエッチング槽に浸漬し、エッチングや洗浄処理を複数の矩形ウェーハに施す際、洗浄液やエッチング液に超音波振動を印加したり、それらの液をウェーハキャリヤの側壁や下部に向かって噴流すれば、切れ目部４や開口部１０によって液の乱流を発生させることができる。
【００２９】
特に、ガイドレール付近のウェーハ端部における乱流の発生により、エッチング槽に満たされたエッチング液と矩形のシリコンウェーハとが反応し、気泡（Ｈ２）が発生しても、切れ目部４を有するガイドレール３と収容されているウェーハＷの間に気泡が溜まることはない。従って、テクスチャーをウェーハ面内でムラ無く均一に形成することができる。
【００３０】
さらに、ウェーハのテクスチャー形成工程が終了し、エッチング槽から図１に示す本発明のウェーハキャリヤを引上げる場合、容器本体２の底面が開放されていること、さらには、側壁の開口部１０、及びガイドレールの切れ目部４が形成されたものであるので、液はけがよく、槽からの液の持ち出し量が軽減する。従って、薬液の消費量が減少し、太陽電池製造コストの軽減にもつながる。
【００３１】
そして、洗浄工程後のウェーハの乾燥においても、上記のように、本発明のウェーハキャリヤを使用することによって、特に、側壁の開口部１０、及びガイドレールの切れ目部４によって液はけがよいので、温風乾燥による乾燥時間を従来より短くできる上に、矩形ウェーハの外周部を確実に乾燥することができ、ステインやムラの発生がないのでウェーハ表面の美観が保たれる。
【００３２】
本発明において、ガイドレール３の切れ目部４は、特に側壁２ａ、２ｂの下半分に多く形成されたものであれば、液はけがより良好なものとなる。さらに、切れ目部４はガイドレール３に対して等間隔に形成されたものであってもよいが、図１のように不規則な間隔で形成されていた方が、液の乱流を発生させやすいウェーハキャリヤとなる。
【００３３】
以下、図１に示すウェーハキャリヤを使用し、矩形ウェーハをエッチングする方法について図６を参照しながら詳述する。
ウェーハＷをエッチングするためのエッチング液１１で満たされたエッチング槽１２に、複数枚のウェーハＷを収容したウェーハキャリヤ１を浸漬する。そして、エッチング槽１２の底部からウェーハキャリヤ１に向かってさらにエッチング液１１を噴流させる。
【００３４】
このように、ウェーハキャリヤ１を使用し、エッチング液１１をエッチング槽１２の底部から噴流させることにより、図６に示すような乱流が発生する。
つまり、エッチング槽１２の底部から噴流されたエッチング液１１が、ウェーハキャリヤ１のウェーハＷの支持棒５、側壁の開口部１０、及びガイドレールの切れ目部４からウェーハキャリヤ１の内部に侵入し（図６矢印参照）、さらにエッチング液の乱流を発生させる。これにより、ガイドレール３とウェーハＷの間の気泡の溜まりやすい部分にまでエッチング液が回り込み、ウェーハＷが泳ぐような状態となり、気泡を追い出すことができる。従って、テクスチャーを矩形ウェーハ面内でその外周部までムラなく形成することができる。
【実施例】
【００３５】
以下に本発明の実施例を挙げて、本発明をより詳細に説明するが、これらは本発明を限定するものではない。
（実施例）
図１に示すようなウェーハキャリヤ１を使用し、太陽電池用の矩形ウェーハ２０枚に対し、テクスチャーを形成し、洗浄、乾燥をおこなった。
特に使用するウェーハキャリヤ１は、ガイドレールの切れ目部４が不規則なパターンとなるように、カーボン＋ＰＰＳ材の型抜き工法で作製したものを使用した。
２０枚のウェーハＷにテクスチャーを形成する際は、エッチング液をエッチング槽の底部からウェーハキャリヤ１に向かって噴流させた。
【００３６】
その結果、テクスチャーが形成されたウェーハＷは２０枚ともウェーハ面内でムラが確認されなかった。さらに、エッチング処理の前後においてエッチング槽からのエッチング液持ち出し量は、ウェーハ２０枚に対して１８ｇ程度であった。また、乾燥時間は１５分程度で完全に乾燥することができた。
【００３７】
（比較例）
比較のため、側壁の開口部、及びガイドレールの切れ目部が形成されていないウェーハキャリヤを使用し、太陽電池用の矩形ウェーハ２０枚に対し、テクスチャーを形成し、洗浄、乾燥をおこなった。
特に使用するウェーハキャリヤは、ガイドレールに切れ目部のないもので、カーボン＋ＰＰＳ材の型抜き工法で作製したものを使用した。
２０枚のウェーハＷにテクスチャーを形成する際は、エッチング液をエッチング槽の底部からウェーハキャリヤに向かって噴流させた。
【００３８】
その結果、テクスチャーが形成されたウェーハＷは２０枚とも、ガイドレールに挟まれる付近でムラが確認された。さらに、エッチング処理の前後においてエッチング槽からのエッチング液持ち出し量は、ウェーハ２０枚に対して２０ｇであり実施例よりも多かった。また、乾燥時間は２０分を費やしたが、ウェーハキャリヤのガイドレールの間に挟まれるウェーハの端部を完全に乾燥させることはできなかった。
【００３９】
尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００４０】
特に、上記では本発明のウェーハキャリヤが太陽電池製造におけるエッチング、洗浄、乾燥工程で使用される場合について詳述したが、他の半導体基板やガラス基板等の製造に使用されても矩形ウェーハであれば同様な作用効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係るウェーハキャリヤの一例を示す概略図である。
【図２】従来のウェーハキャリヤの一例を示す概略図である。
【図３】従来のウェーハを収容するウェーハキャリヤの概略図であり、図３（Ａ）は上面図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）におけるＸ−Ｘ断面図である。
【図４】図１に示すウェーハキャリヤの上面図である。
【図５】図１に示すウェーハキャリヤの左側面図である。
【図６】図１に示すウェーハキャリヤをエッチング槽に浸漬し、エッチング処理を行うときのエッチング液の乱流の説明図であり、図６（Ａ）は断面図、図６（Ｂ）は側壁の内側の概略図である。
【符号の説明】
【００４２】
１、２１、３１…ウェーハキャリヤ、 ２…容器本体、 ２ａ、２ｂ…側壁、
３…ガイドレール、 ４…切れ目部、 ５…支持棒、 １０…開口部、
１１…エッチング液、 １２…エッチング槽、
２８…支持部材、 ２８ａ…支持用突部、 ２９…枠体、
３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ…壁、 ３７…把持溝、
Ｗ…矩形ウェーハ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、上面及び底面は開放され、互いに対向する側壁の内側に複数枚の矩形ウェーハを立てた状態で所定の間隔で並列させて収容するためのガイドレールが複数本縦に平行に形成された箱型の容器本体と、該容器本体の底部に固定されて前記ウェーハが抜け落ちないように支持する支持棒とを具備するウェーハキャリヤであって、
前記容器本体の対向する側壁は、夫々液体が出入り可能な開口部を有するものであり、
前記個々のガイドレールは、縦方向で断続するように切れ目部が形成されたものであることを特徴とするウェーハキャリヤ。
【請求項２】
請求項１に記載したウェーハキャリヤを使用して矩形ウェーハをエッチングする方法であって、前記ウェーハをエッチングするためのエッチング液で満たされたエッチング槽に、複数枚のウェーハを収容した前記ウェーハキャリヤを浸漬し、前記エッチング槽の底部から前記ウェーハキャリヤに向かってさらにエッチング液を噴流させることによって前記ウェーハをエッチングすることを特徴とするウェーハエッチング方法。
【請求項１】
少なくとも、上面及び底面は開放され、互いに対向する側壁の内側に複数枚の矩形ウェーハを立てた状態で所定の間隔で並列させて収容するためのガイドレールが複数本縦に平行に形成された箱型の容器本体と、該容器本体の底部に固定されて前記ウェーハが抜け落ちないように支持する支持棒とを具備するウェーハキャリヤであって、
前記容器本体の対向する側壁は、夫々液体が出入り可能な開口部を有するものであり、
前記個々のガイドレールは、縦方向で断続するように切れ目部が形成されたものであることを特徴とするウェーハキャリヤ。
【請求項２】
請求項１に記載したウェーハキャリヤを使用して矩形ウェーハをエッチングする方法であって、前記ウェーハをエッチングするためのエッチング液で満たされたエッチング槽に、複数枚のウェーハを収容した前記ウェーハキャリヤを浸漬し、前記エッチング槽の底部から前記ウェーハキャリヤに向かってさらにエッチング液を噴流させることによって前記ウェーハをエッチングすることを特徴とするウェーハエッチング方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−３００７９６（Ｐ２００８−３００７９６Ａ）
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１４８３７５（Ｐ２００７−１４８３７５）
【出願日】平成１９年６月４日（２００７．６．４）
【出願人】（０００１９０１４９）信越半導体株式会社 (867)
【出願人】（０００００２０６０）信越化学工業株式会社 (3,361)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月４日（２００７．６．４）
【出願人】（０００１９０１４９）信越半導体株式会社 (867)
【出願人】（０００００２０６０）信越化学工業株式会社 (3,361)
【Ｆターム（参考）】
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