CN114555524A - 硅芯线的蚀刻装置及硅芯线的蚀刻方法 - Google Patents

硅芯线的蚀刻装置及硅芯线的蚀刻方法 Download PDF

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CN114555524A CN202080071162.8A CN202080071162A CN114555524A CN 114555524 A CN114555524 A CN 114555524A CN 202080071162 A CN202080071162 A CN 202080071162A CN 114555524 A CN114555524 A CN 114555524A
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横濑卓矢
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Abstract

本发明提供一种能够将硅芯线的表面整体均匀蚀刻的装置。硅芯线(C1、C2、C3)的蚀刻装置(1)具备：蚀刻液槽(11、12)，蚀刻液槽(11、12)容纳蚀刻液(L1、L2)；多个芯线支持构件(31)，芯线支持构件(31)形成有硅芯线(C1、C2、C3)所贯穿的孔(31A)，并且支持硅芯线(C1、C2、C3)；以及位置改变机构(40)，位置改变机构(40)使硅芯线(C1、C2、C3)所贯穿的相对位置相对于孔(31A)改变。

Description

硅芯线的蚀刻装置及硅芯线的蚀刻方法
技术领域
本发明涉及一种硅芯线的蚀刻装置及硅芯线的蚀刻方法。
背景技术
对于半导体材料等所使用的多晶硅要求非常高的纯度。专利文献1中公开了一种在将棒状的多晶硅直接悬吊于悬挂器上的状态下进行洗涤的多晶硅的洗涤方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2005-288333号公报
发明内容
发明所要解决的问题
然而，即便将如上所述的现有技术应用于多晶硅的析出所使用的硅芯线，也难以将硅芯线的表面整体均匀地蚀刻。另外，由于硅芯线比棒状的多晶硅更轻，故而存在硅芯线有可能从悬挂器上落下的问题。
尤其，专利文献1所记载的例示的悬挂器由于是L字型的悬挂器，故而在将作为蚀刻对象物的硅芯线支持于悬挂器上的状态下，硅芯线的上部大幅度开放。因此，存在硅芯线容易落下的问题。为了消除所述落下的问题，还考虑增加悬挂器的数量，但若悬挂器的数量增加，则悬挂器与蚀刻对象物的接点增多，因此存在难以进行均匀蚀刻的问题。
本发明的一形态的目的为提供一种能够将硅芯线的表面整体均匀蚀刻的装置。
用于解决问题的手段
为了解决所述问题，本发明的一形态所涉及的硅芯线的蚀刻装置具备：蚀刻液槽，所述蚀刻液槽容纳浸渍硅芯线的蚀刻液；多个芯线支持构件，所述芯线支持构件形成有至少1个所述硅芯线所贯穿的孔，并且支持所述硅芯线；以及位置改变机构，所述位置改变机构在所述硅芯线贯穿所述多个芯线支持构件且浸渍于所述蚀刻液中的状态下，使所述硅芯线所贯穿的相对位置相对于所述孔改变。
本发明的一形态所涉及的硅芯线的蚀刻方法具备：贯穿工序，其使所述硅芯线贯穿形成于支持硅芯线的多个芯线支持构件中的孔；第一浸渍工序，其将由所述芯线支持构件所支持的所述硅芯线浸渍于蚀刻液中；以及第一位置改变工序，其使所述硅芯线所贯穿的相对位置相对于所述孔改变。
发明效果
根据本发明的一形态，可以提供一种能够将硅芯线的表面整体均匀蚀刻的装置。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1所涉及的硅芯线的蚀刻装置的初始状态的示意图。
图2是图1所涉及的蚀刻装置的盒底座及芯线保持器的分解示意图。
图3是表示图1所涉及的蚀刻装置中，芯线支持板支持硅芯线的状态的图。
图4是表示图1所涉及的蚀刻装置中，在起重机上安装芯线保持器之前的状态的图。
图5是表示在图4所涉及的起重机上安装芯线保持器之后的状态的图。
图6是表示利用本发明的实施方式1所涉及的蚀刻装置的硅芯线的蚀刻方法的流程图。
图7是表示图1所涉及的蚀刻装置中，将硅芯线浸渍于第一蚀刻液中的状态的图。
图8是表示图1所涉及的蚀刻装置中，将硅芯线进行蚀刻并洗涤之后的状态的图。
图9是本发明的实施方式2所涉及的蚀刻装置的盒底座及芯线保持器的分解示意图。
图10是表示本发明的实施方式3所涉及的蚀刻装置中，在起重机上安装盒底座之前的状态的图。
具体实施方式
[实施方式1]
以下，参照附图，对本发明的一实施方式进行详细说明。
〈硅芯线的蚀刻装置〉
如图1所示，硅芯线C1的蚀刻装置1具备：第一蚀刻液槽11、第二蚀刻液槽12、洗涤槽13、盒底座20、芯线保持器30和起重机(位置改变机构)40。
本说明书中，在图1所示的蚀刻装置1的初始状态下，将相对于芯线保持器30而言的第一蚀刻液槽11的位置称为前侧，并且将相对于第一蚀刻液槽11而言的芯线保持器30的位置称为后侧。另外，将相对于芯线保持器30而言的起重机40的升降机构43的位置称为上侧，并且将相对于升降机构43而言的芯线保持器30的位置称为下侧。
如图2及图3所示，硅芯线C1贯穿芯线保持器30的芯线支持板(芯线支持构件)31的贯穿孔31A，被支持于芯线支持板31上。如图2等所示，本说明书中，朝向前侧，将右手侧称为右侧，将左手侧称为左侧。由芯线支持板31支持的硅芯线C1在左右方向上延伸，因此在图1中，硅芯线C1在与纸面垂直的方向上延伸。
在利用例如西门子法来制造多晶硅时，硅芯线C1用于使多晶硅析出于硅芯线C1的表面。硅芯线C1并未限定，例如通过切割出棒状的多晶硅或单晶硅来制造。
以这种方式制造的硅芯线C1的形状例如为圆柱、椭圆柱、大致方形的棱柱或多边形的棱柱。棱柱形的硅芯线C1能够通过将大的棒状的多晶硅直线性地切开而容易地制造。另外，关于硅芯线C1的尺寸，例如截面积为0.1cm2以上、6cm2以下，长度为200mm以上。硅芯线C1的长度的上限值并无特别限制，通常为2000mm左右，优选为1500mm左右。
第一蚀刻液槽11和第二蚀刻液槽12分别容纳对硅芯线C1的表面进行蚀刻的第一蚀刻液L1和第二蚀刻液L2。在第一蚀刻液槽11的前侧依次排列有第二蚀刻液槽12及洗涤槽13。如后所述，本实施方式中，硅芯线C1浸渍于第一蚀刻液槽11的第一蚀刻液L1中进行蚀刻后，浸渍于第二蚀刻液槽12的第二蚀刻液L2中进行蚀刻。
第一蚀刻液L1和第二蚀刻液L2并未限定，例如可以使用氟化氢(HF)水溶液(也称为氢氟酸)、硝酸(HNO3)水溶液或者它们的混合物。关于蚀刻后的硅芯线C1，就提高表面的平坦性的观点而言，第二蚀刻液L2优选为HF相对于HNO3的质量比率高于第一蚀刻液L1。例如，第一蚀刻液L1中的HF∶HNO3的质量比率优选为1∶50～1∶30，第二蚀刻液L2中的HF∶HNO3的质量比率优选为1∶30～1∶5。
另外，第一蚀刻液L1和第二蚀刻液L2中所包含的HNO3的浓度可根据作为蚀刻对象的硅芯线C1的污染状态以及蚀刻后的硅芯线C1的目标清洁度来适当决定。例如，第一蚀刻液L1中所包含的HNO3的浓度优选为大于64质量％且为69质量％以下。另外，第二蚀刻液L2中所包含的HNO3的浓度优选为60质量％以上、67质量％以下。HNO3的浓度优选为第一蚀刻液L1高于第二蚀刻液L2，但并不限定于此。
本实施方式中，作为蚀刻液槽，设置有2个槽，第一蚀刻液槽11和第二蚀刻液槽12。但是，蚀刻液槽的数量并不限定于此，可以设置1个蚀刻液槽，也可设置3个以上的蚀刻液槽。当然，即便蚀刻液槽的数量为1个，本发明也充分发挥其效果。
在设置3个以上的蚀刻液槽的情况下，关于蚀刻后的硅芯线C1，就提高表面的平坦性的观点而言，容纳于蚀刻液槽中的蚀刻液优选为HF相对于HNO3的质量比率高至与随后工序相当的程度。由此，能够抑制蚀刻液的过度的温度上升。其原因在于，若突然利用HF质量比率高的蚀刻液来对硅芯线C1进行蚀刻，则会导致蚀刻急速进行。此外，在此情况下，第3蚀刻液中所包含的HNO3的浓度优选为55质量％以上、64质量％以下。另外，HNO3的浓度优选为第二蚀刻液L2高于第3蚀刻液。
第一蚀刻液槽11和第二蚀刻液槽12分别优选为至少表面由对第一蚀刻液L1及第二蚀刻液L2具有耐蚀性的材料形成。另外，第一蚀刻液槽11及第二蚀刻液槽12的表面优选为由不会生成导致硅芯线C1的污染的物质的材料形成。
洗涤槽13容纳浸渍硅芯线C1的洗涤水L3。作为洗涤水L3，例如优选为使用纯度高的水。就防止硅芯线C1的杂质污染的观点而言，洗涤水L3优选为比电阻为1MΩcm(兆欧厘米)以上的纯水。洗涤槽13可以设置多个槽，由芯线保持器30所支持的硅芯线C1可以依次浸渍于各洗涤槽内的洗涤水中。在此情况下，优选以最后的洗涤槽内的洗涤水的纯度最高的方式来配置。
如图2所示，盒底座20具备框架21、以及8个插入部22。此外，插入部22的数量并不限定于8个，能够根据蚀刻效率以及蚀刻装置1的大小等来适当变更。框架21所具备的棒状部分别构成为与大致长方体的各边相当，所述各边分别在上下、前后或左右方向上延伸。
在框架21所具备的在左右方向上延伸的棒状部，设置有8个插入部22。8个插入部22分别为在左右方向上相向的突起成对的形状。盒底座20是以如下方式构成：通过在插入部22的成对的突起之间插入后述芯线保持器30的芯线支持板31，将芯线保持器30安装于盒底座20上。另外，盒底座20具备用于将芯线保持器30固定于盒底座20上的固定具(未图示)。
芯线保持器30具备：2片芯线支持板31、钩32、以及连结部33。芯线支持板31是以在上下以及前后方向上延伸的方式来配置。在芯线支持板31上形成有多个硅芯线C1所贯穿的贯穿孔(孔)31A。
此外，本发明所涉及的蚀刻装置中，若能够在硅芯线C1贯穿多个芯线支持板31的状态下，使硅芯线C1所贯穿的相对位置相对于贯穿孔31A改变，则盒底座20并非必需。本实施方式中，由于芯线保持器30具备钩32，故而通过将钩32安装于起重机40上，起重机40使芯线保持器30在上下方向往复移动，从而能够达成本发明。
如图3所示，芯线支持板31构成为：在硅芯线C1贯穿贯穿孔31A的状态下，芯线支持板31支持硅芯线C1。由于在形成于芯线支持板31中的多个贯穿孔31A中可以分别贯穿多个硅芯线C1，因此芯线支持板31构成为可以支持多个硅芯线C1。
芯线支持板31中的形成贯穿孔31A的边缘部形成为连续的曲线状。另外，芯线支持板31中的形成贯穿孔31A的边缘部优选为无角且光滑的形状。例如，芯线支持板31中的形成贯穿孔31A的边缘部可以为圆形或者椭圆形。或者，芯线支持板31中的形成贯穿孔31A的边缘部例如可以为正方形、长方形、其他的包含四边形和六边形的多边形形状。
此外，在作为蚀刻对象的硅芯线C1为棱柱形的情况下，通过将芯线支持板31中的形成贯穿孔31A的边缘部设为圆形或椭圆形，能够减少硅芯线C1与芯线支持板31的接触面积。在此情况下，当使芯线保持器30在上下方向往复移动时，由于硅芯线C1与芯线支持板31容易分离，因此容易使硅芯线所贯穿的相对位置改变，并且容易进行均匀的蚀刻。
另外，为了减少与硅芯线C1的接触面积，芯线支持板31中的形成贯穿孔31A的边缘部可以为连续的凹凸状。在此情况下，由于硅芯线C1通过与所述边缘部中的凸部的前端抵接，而难以与所述边缘部中的凹部抵接，因此能够容易减少所述边缘部与硅芯线C1的接触面积。
在贯穿孔31A为圆形的情况下，贯穿孔31A的直径优选为硅芯线C1的截面的最小包含圆的直径的1.1倍以上，更优选为1.2倍以上。另外，贯穿孔31A的直径并未限定，优选为硅芯线C1的截面的最小包含圆的直径的2.0倍以下。在此情况下，当使硅芯线C1所贯穿的相对位置相对于贯穿孔31A改变时，硅芯线C1难以从芯线支持板31上脱落。
另外，在贯穿孔31A为圆形以外的形状的情况下，贯穿孔31A的短径优选为硅芯线C1的截面的最小包含圆的直径的1.1倍以上，更优选为1.2倍以上。在此情况下，就防止硅芯线C1从芯线支持板31上脱落的观点而言，贯穿孔31A的短径优选为硅芯线C1的截面的最小包含圆的直径的2.0倍以下。
芯线支持板31中的形成贯穿孔31A的边缘部的一部分也可以比硅芯线的截面的最小包含圆的直径更短的长度来开放。但为了防止在蚀刻中及/或洗涤中硅芯线C1从芯线支持板31上脱落，芯线支持板31中的形成贯穿孔31A的边缘部优选设为连续的形状。另外，在芯线支持板31中的形成贯穿孔31A的边缘部为连续的形状的情况下，由于能够在芯线支持板31上容易地配置多个贯穿孔，因此能够容易对多个硅芯线C1同时进行蚀刻。
如图4及图5所示，钩32从芯线支持板31的上表面向左右方向外侧延伸出，安装于起重机40的臂41上。此外，图4以及图5中，将芯线保持器30所要支持的硅芯线C1省略而示出。通过将钩32安装于臂41上，起重机40支持芯线保持器30。由此，芯线保持器30可以在上下或前后方向上移动。在芯线保持器30利用固定具而安装于盒底座20上的情况下，盒底座20及芯线保持器30作为一体，可以在上下方向或者前后方向上移动。图2所示的连结部33以将2片芯线支持板31相互连结的方式在左右方向上延伸。
在第一蚀刻液L1或第二蚀刻液L2或者洗涤水L3中，通过使芯线保持器30在上下或前后方向上移动，可以使硅芯线C1所贯穿的相对位置相对于贯穿孔31A改变。此外，本说明书中，“使硅芯线C1所贯穿的相对位置相对于贯穿孔31A改变”包括：使与芯线支持板31中的形成贯穿孔31A的边缘部接触的硅芯线C1的位置改变。
另外，当使硅芯线C1所贯穿的相对位置相对于贯穿孔31A改变时，为了将硅芯线C1的表面整体均匀地蚀刻，优选芯线支持板31中的形成贯穿孔31A的边缘部与硅芯线C1暂时分离。此处，如后所述，通过使芯线保持器30在上下方向往复移动，从而芯线支持板31在上下方向往复移动，因此在芯线支持板31上升后，开始下降时，硅芯线C1容易从芯线支持板31上分离。因此，当将硅芯线C1进行蚀刻或洗涤时，优选使支持硅芯线C1的芯线保持器30在上下方向往复移动。
在本实施方式中，钩32被配置于2片芯线支持板31上。但是，本发明并不限定于此，例如可以在与盒底座20的中央部附近相当的一处配置钩，或者也可以配置于三处以上。但是，在利用起重机40使一体化的盒底座20及芯线保持器30移动时，优选钩32以连结部33能够维持大致水平状态的方式来安装。因此，钩32优选为如图2所示，分别配置于2片芯线支持板31上。
如图1所示，起重机40具备：臂41、钢丝绳42、升降机构43、台车44以及轨道45。臂41构成为可以在左右方向上伸缩。当在臂41上安装钩32时，首先，如图4所示，在将臂41配置于盒底座20的上方的状态下，使臂41在左右方向伸长。然后，如图5所示，利用升降机构43(示于图1)使臂41下降，并且使臂41在左右方向收缩，由此能够在臂41上安装钩32。
如图1所示，钢丝绳42将臂41与升降机构43连接。升降机构43例如通过将钢丝绳卷绕或者放出而使臂41升降。台车44以相对于轨道45可移动的方式连接升降机构43。轨道45在前后方向引导台车44。轨道45在第一蚀刻液槽11、第二蚀刻液槽12以及洗涤槽13的上方，在前后方向上延伸。臂41、升降机构43以及台车44连接于控制部(未图示)，臂41的伸缩和升降以及台车44的移动由该控制部来控制。
〈硅芯线的蚀刻方法〉
使用图1以及图6～图8，对硅芯线C1的蚀刻方法进行说明。
如图6所示，首先，使硅芯线C1贯穿2片芯线支持板31的贯穿孔31A，利用2片芯线支持板31来支持硅芯线C1(S1：贯穿工序)。在S1中，为了防止硅芯线C1在蚀刻中从芯线支持板31上脱落，优选硅芯线C1的两端分别被配置于较2片芯线支持板31更向左右方向外侧。较2片芯线支持板31更向左右方向外侧突出的硅芯线C1的长度只要能够防止硅芯线C1的脱落，则并无特别限制。较2片芯线支持板31更向左右方向外侧突出的硅芯线C1的长度例如优选为硅芯线C1的长度的1％以上、15％以下，更优选为3％以上、10％以下。
而且，通过将芯线支持板31插入至插入部22，从而将芯线保持器30安装于盒底座20上(S2)。在此状态下，利用盒底座20的固定具(未图示)，将芯线保持器30固定于盒底座20上。
其次，在臂41上安装钩32，从图1所示的蚀刻装置1的初始状态起，利用升降机构43使安装于盒底座20上的芯线保持器30上升。然后，使台车44沿着轨道45向前方移动，将安装于盒底座20上的芯线保持器30配置于第一蚀刻液槽11的上方。自此状态，通过利用升降机构43使安装于盒底座20上的芯线保持器30下降，由此，如图7所示，将支持于芯线支持板31上的硅芯线C1浸渍于第一蚀刻液L1中(S3：第一浸渍工序)。
如上所述，在硅芯线C1浸渍于第一蚀刻液L1中的状态下，通过使芯线保持器30在上下方向往复移动，从而使硅芯线C1所贯穿的相对位置相对于贯穿孔31A改变(S4：第一位置改变工序)。此外，使芯线保持器30往复移动的速度只要根据蚀刻装置1以及硅芯线C1的形状和大小等来适当决定即可，优选为硅芯线C1不会由于与芯线支持板31的接触而损伤的程度的速度。使硅芯线C1所贯穿的相对位置相对于贯穿孔31A改变的速度例如优选为每1分钟30次以上、90次以下。尤其是使芯线保持器30在上下方向往复移动的速度优选为每1分钟30次以上、90次以下。
在S4中，由于硅芯线C1的表面的与芯线支持板31的接触部位随着芯线保持器30的往复移动而改变，故而硅芯线C1的表面整体能够与第一蚀刻液L1接触。因此，能够将硅芯线C1的表面整体均匀地蚀刻。另外，硅芯线C1由于在贯穿形成于芯线支持板31的贯穿孔31A的状态下被支持于芯线支持板31上，故而能够防止硅芯线C1从芯线支持板31上落下。
另外，通过使芯线保持器30在上下方向往复移动，从而芯线支持板31在上下方向往复移动，因此在芯线支持板31上升后，开始下降时，硅芯线C1容易从芯线支持板31上分离。因此，在蚀刻期间，硅芯线C1的表面整体更容易与第一蚀刻液L1接触，故而能够将硅芯线C1的表面整体更均匀地蚀刻。另外，由于芯线保持器30不需要在水平方向上移动，故而能够缩小蚀刻装置1的水平方向的尺寸，因此能够将蚀刻装置1小型化。
另外，芯线支持板31中的形成贯穿孔31A的边缘部优选形成为连续的曲线状。在此情况下，由于容易减少硅芯线C1与芯线支持板31的接触面积，故而硅芯线C1容易从芯线支持板31上分离。另外，由于芯线支持板31中的形成贯穿孔31A的边缘部连续，故而能够防止硅芯线C1从芯线支持板31上。其结果为，能够在硅芯线C1被稳定地支持于芯线支持板31上的状态下，将硅芯线C1的表面整体更均匀地蚀刻。
另外，由于在芯线支持板31上形成有多个贯穿孔31A，故而芯线支持板31能够支持多个硅芯线C1。因此，能够高效地蚀刻多个硅芯线C1。
其次，在利用第一蚀刻液L1蚀刻硅芯线C1后，通过利用升降机构43使安装于盒底座20上的芯线保持器30上升，从而从第一蚀刻液L1中取出硅芯线C1(S5)。继而，使台车44沿着轨道45向前方移动，将安装于盒底座20上的芯线保持器30配置于第二蚀刻液槽12的上方。
然后，以与S3～S5相同的方式，将硅芯线C1浸渍于第二蚀刻液L2中(S6：第一浸渍工序)，使芯线保持器30在上下方向往复移动(S7：第一位置改变工序)，从第二蚀刻液L2中取出硅芯线C1(S8)。
继而，使台车44沿着轨道45向前方移动，将安装于盒底座20上的芯线保持器30配置于洗涤槽13的上方。然后，以与S3～S5相同的方式，将硅芯线C1浸渍于洗涤水L3中(S9：第二浸渍工序)，使芯线保持器30在上下方向往复移动(S10：第二位置改变工序)，从洗涤水L3中取出硅芯线C1(S11)。
在S10中，由于硅芯线C1的表面的与芯线支持板31的接触部位随着芯线保持器30的往复移动而改变，故而硅芯线C1的表面整体能够与洗涤水L3接触，从而能够将硅芯线C1的表面整体均匀地洗涤。
然后，使台车44沿着轨道45向较洗涤槽13更前方移动后，如图8所示，利用升降机构43使安装于盒底座20上的芯线保持器30下降。从臂41上取下钩32，从盒底座20上取下芯线保持器30后，通过从2片芯线支持板31中抽取出硅芯线C1，从而能够获得经蚀刻的硅芯线C1。
〈变形例〉
本实施方式中，盒底座20具备具有成对的突起的形状的插入部22，在插入部22的成对的突起之间插入芯线支持板31。但是，本发明并不限定于此，也可以在盒底座20上形成用以插入芯线支持板31的沟槽，来代替突起形状的插入部22。
另外，本实施方式中，使硅芯线C1贯穿芯线支持板31的贯穿孔31A后，将芯线保持器30安装于盒底座20上。但是，本发明并不限定于此，也可以在将芯线保持器30安装于盒底座20上后，使硅芯线C1贯穿芯线支持板31的贯穿孔31A。
另外，本实施方式中，通过使一体化的盒底座20以及芯线保持器30在上下方向往复移动，从而使硅芯线C1所贯穿的相对位置相对于贯穿孔31A改变。但是，本发明并不限定于此，也可以通过例如使第一蚀刻液槽11、第二蚀刻液槽12或者洗涤槽13在上下方向往复移动，从而使硅芯线C1所贯穿的相对位置相对于贯穿孔31A改变。
或者，也可以通过使第一蚀刻液L1、第二蚀刻液L2或者洗涤水L3中形成强制循环流，并使强制循环流朝向硅芯线C1，从而使硅芯线C1所贯穿的相对位置相对于贯穿孔31A改变。该强制循环流也可以通过在第一蚀刻液槽11、第二蚀刻液槽12或洗涤槽13中设置喷射喷嘴，由该喷射喷嘴喷流出循环液而形成。
[实施方式2]
以下对本发明的其他实施方式进行说明。此外，为了便于说明，对于具有与前述实施方式中所说明的构件相同的功能的构件，附记相同的符号，不重复其说明。如图9所示，实施方式2与实施方式1的不同之处在于：在盒底座60上安装短条芯线保持器70以及中条芯线保持器80。
短条芯线保持器70具备：2片芯线支持板31、钩32、以及连结部73。连结部73的左右方向的长度比图2所示的连结部33的左右方向的长度短。因此，短条芯线保持器70适合于支持左右方向的长度短于硅芯线C1的短条硅芯线C2。
另外，图9所示的中条芯线保持器80具备：2片芯线支持板31、钩32、以及连结部83。连结部83的左右方向的长度比连结部73的左右方向的长度长，并且比图2所示的连结部33的左右方向的长度短。因此，中条芯线保持器80适合于支持左右方向的长度比短条硅芯线C2长、并且左右方向的长度比硅芯线C1短的中条硅芯线C3。此外，图9中，短条芯线保持器70以及中条芯线保持器80支持短条硅芯线C2以及中条硅芯线C3各1根，但也可支持多根。
如图9所示，盒底座60具备：框架21、8个短条用插入部62、以及8个中条用插入部63。在框架21所具备的在左右方向延伸的棒状部上设置有8个短条用插入部62以及8个中条用插入部63。8个短条用插入部62以及8个中条用插入部63分别为在左右方向上相向的突起成对的形状。
8个短条用插入部62的左右方向的位置与配置短条芯线保持器70的2片芯线支持板31的位置对应。另外，8个中条用插入部63的左右方向的位置与配置中条芯线保持器80的2片芯线支持板31的位置对应。
图9中，由于蚀刻装置1包括短条芯线保持器70以及中条芯线保持器80，故而各自所具有的钩32合计为4个。在将短条芯线保持器70以及中条芯线保持器80两者固定于盒底座60上的情况下，只要保持大致水平状态，短条芯线保持器70以及中条芯线保持器80中的每一个的钩32都可以安装于起重机40的臂41(示于图4)上。或者，也可以准备具有4根臂41的起重机40，在4个钩32上全部安装臂41。
在利用西门子法来制造多晶硅的情况下，利用短条硅芯线C2将在大致垂直方向上立起的2根长的长条硅芯线的上部连接，将2根长条硅芯线以及短条硅芯线C2作为一体来通电加热。另外，长条硅芯线通过例如熔接长度比其短的短条硅芯线C2以及中条硅芯线C3来制造。
根据所述构成，可以根据短条硅芯线C2或者中条硅芯线C3的长度，来选择短条芯线保持器70或者中条芯线保持器80。因此，不论硅芯线C2、C3的长度如何，芯线支持板31均能够可靠地支持硅芯线C2、C3。
〈变形例〉
本实施方式中，盒底座20具备：8个短条用插入部62、以及8个中条用插入部63。但是，本发明并不限定于此，在盒底座20上，可以在左右方向上不同的位置设置合计超过16个的数量的插入部。在此情况下，通过变更芯线支持板31所插入的插入部的位置，2片芯线支持板31之间的距离能够更细微地变更。因此，由于2片芯线支持板31之间的距离能够根据硅芯线C1的长度来更细微地变更，故而不论硅芯线C2、C3的长度如何，芯线支持板31均能够更可靠地支持硅芯线C2、C3。
[实施方式3]
如图10所示，实施方式3与实施方式1的不同之处在于，不是芯线保持器30，而是盒底座20具备可拆装的钩233。此外，为了便于说明，对于具有与前述实施方式中所说明的构件相同的功能的构件，附记相同的符号，不重复其说明。另外，图10中，将芯线保持器30所要支持的硅芯线C1省略而示出。
盒底座20具备2个用于将芯线保持器30固定于盒底座20上的固定具23。2个固定具23在左右方向上分离。2个固定具23分别具备：2个安装部231、连结部232、以及钩233。2个安装部231是以在前后方向上相向的方式来设置，构成为以可拆装的方式安装于框架21所具备的在左右方向延伸的棒状部的上侧。通过将安装部231安装于框架21上，或者从框架21上取下，从而分别能够将固定具23安装于框架21上，或者从框架21上取下。在此情况下，硅芯线C1的蚀刻以及洗涤是在芯线保持器30固定于盒底座20上的状态下进行。
连结部232是将在前后方向上相向的2个安装部231连结的板状构件。钩233从连结部232的上表面向左右方向外侧延伸，以安装于起重机40的臂41上的方式来构成。
将硅芯线C1进行蚀刻时，首先，在将固定具23从框架21上取下的状态下，将支持有硅芯线C1的2片芯线支持板31插入至插入部22中。继而，将固定具23安装于框架21上，将芯线保持器30固定于盒底座20上。然后，将盒底座20的钩233安装在臂41上。此后的流程与实施方式1相同。
如上所述，在设为盒底座20具备可拆装的钩233的结构的情况下，例如通过变更固定具23的位置，能够容易地进行钩233的位置调整。因此，在利用起重机40使盒底座20上下移动时，也容易将盒底座40所具备的在前后方向及左右方向上延伸的棒状部保持为大致水平。
〈变形例〉
关于实施方式3，也可以与实施方式2同样，设为在盒底座60上安装短条芯线保持器70以及中条芯线保持器80，并且利用固定具23来固定的构成。在此情况下，也能够通过变更固定具23的位置，来容易地进行钩233的位置调整。因此，在利用起重机40使盒底座20上下移动时，也容易将盒底座40所具备的在前后方向以及左右方向上延伸的棒状部保持为大致水平。另外，由于1个盒底座20具备2个钩233，故而起重机40只要具备2根臂41即可，无需将蚀刻装置1设为复杂的构成。
[总结]
本发明的一形态所涉及的硅芯线的蚀刻装置具备：蚀刻液槽，所述蚀刻液槽容纳浸渍硅芯线的蚀刻液；多个芯线支持构件，所述芯线支持构件形成有至少1个所述硅芯线所贯穿的孔，并且支持所述硅芯线；以及位置改变机构，所述位置改变机构在所述硅芯线贯穿所述多个芯线支持构件并且浸渍于所述蚀刻液中的状态下，使所述硅芯线所贯穿的相对位置相对于所述孔改变。
此外，本说明书中，“孔”不仅是形成孔的边缘部连续的形状、即封闭形状的孔，也包括形成孔的边缘部的一部分以比硅芯线的截面中的最小包含圆的直径更短的长度来开放的形状的孔。因此，芯线支持构件中的形成孔的边缘部的一部分可以以比硅芯线的截面的最小包含圆的直径更短的长度来开放。
根据所述构成，在硅芯线贯穿多个芯线支持构件并且浸渍于蚀刻液中的状态下，通过由位置改变机构使硅芯线所贯穿的相对位置相对于孔改变，从而硅芯线的表面的与芯线支持构件的接触部位改变。因此，在蚀刻期间，硅芯线的表面整体能够与蚀刻液接触，从而能够将硅芯线的表面整体均匀地蚀刻。另外，由于硅芯线在贯穿形成于芯线支持构件上的孔的状态下被支持于芯线支持构件上，故而能够防止硅芯线从芯线支持构件上落下。
对于本发明的一形态所涉及的硅芯线的蚀刻装置，所述位置改变机构也可以使所述芯线支持构件在上下方向往复移动。根据所述构成，由于芯线支持构件在上下方向往复移动，故而在芯线支持构件上升后，开始下降时，硅芯线容易从芯线支持构件上分离。因此，在蚀刻期间，由于硅芯线的表面整体更容易与蚀刻液接触，因此能够将硅芯线的表面整体更均匀地蚀刻。另外，由于芯线支持构件无需在水平方向移动，故而能够缩小蚀刻装置的水平方向的尺寸，因此能够使蚀刻装置小型化。
本发明的一形态所涉及的硅芯线的蚀刻装置中，形成所述孔的边缘部也可以形成为连续的曲线状。根据所述构成，由于容易减少硅芯线与芯线支持构件的接触面积，因此硅芯线容易从芯线支持构件上分离。另外，由于形成孔的边缘部连续，即封闭，因此能够防止硅芯线从芯线支持构件上脱落。其结果为，能够在硅芯线被稳定地支持于芯线支持构件上的状态下，将硅芯线的表面整体更均匀地蚀刻。
对于本发明的一形态所涉及的硅芯线的蚀刻装置，所述硅芯线分别贯穿形成于所述多个芯线支持构件中所包含的至少2个所述芯线支持构件的所述孔，所述2个芯线支持构件之间的距离可以根据所述硅芯线的长度来变更。根据所述构成，不论硅芯线的长度如何，芯线支持构件均能够可靠地支持硅芯线。
对于本发明的一形态所涉及的硅芯线的蚀刻装置，在所述芯线支持构件上可以形成有多个所述孔。根据所述构成，由于芯线支持构件能够支持多个硅芯线，故而能够高效地蚀刻多个硅芯线。
本发明的一形态所涉及的硅芯线的蚀刻装置还具备洗涤槽，所述洗涤槽容纳浸渍所述硅芯线的洗涤水，所述位置改变机构可以在经浸渍于所述蚀刻液中的所述硅芯线贯穿所述多个芯线支持构件并且浸渍于所述洗涤水中的状态下，使所述硅芯线所贯穿的相对位置相对于所述孔改变。
根据所述构成，在硅芯线贯穿多个芯线支持构件并且浸渍于洗涤水中的状态下，位置改变机构使硅芯线所贯穿的相对位置相对于孔改变，从而硅芯线的表面的与芯线支持构件的接触部位改变。因此，在洗涤期间，硅芯线的表面整体能够与洗涤水接触，从而能够将硅芯线的表面整体均匀地洗涤。
本发明的一形态所涉及的硅芯线的蚀刻方法具备：贯穿工序，其使所述硅芯线贯穿形成于支持硅芯线的多个芯线支持构件中的孔；第一浸渍工序，其将由所述芯线支持构件所支持的所述硅芯线浸渍于蚀刻液中；以及第一位置改变工序，其使所述硅芯线所贯穿的相对位置相对于所述孔改变。
本发明的一形态所涉及的硅芯线的蚀刻方法还可以具备：第二浸渍工序，其在所述第一位置改变工序之后，将由所述芯线支持构件所支持的所述硅芯线浸渍于洗涤水中；以及第二位置改变工序，其使处于浸渍于所述洗涤水中的状态的所述硅芯线所贯穿的相对位置相对于所述孔改变。
本发明并不限定于所述各实施方式，可以在权利要求所示的范围内进行各种变更，将不同实施方式中分别公开的技术手段适当组合而获得的实施方式也包含于本发明的技术范围内。
实施例
以下对本发明的一实施例进行说明。
[实施例1]
〈硅芯线C1的准备〉
作为成为本实施例的对象的硅芯线C1，准备9根与延伸方向正交的截面形状的一边为10mm的正方形并且延伸方向的长度为1200mm的棱柱状的硅芯线C1。
〈芯线保持器30的准备〉
作为图2所示的芯线支持板31，准备2片厚度为10mm的芯线支持板31，其以均等配置的方式形成有9个直径为20mm的圆形贯穿孔31A。以各为9个贯穿孔31A的位置在上下方向以及前后方向上分别配置于相同位置的方式，将该芯线支持板31在左右方向上距离1m而配置。然后，如图2所示，在芯线支持板31上安装连结部33以及钩32，由此来准备芯线保持器30。
〈硅芯线C1在芯线保持器30中的配置：贯穿工序〉
其次，将2片芯线支持板31中在上下方向以及前后方向上配置于相同位置的2个贯穿孔31A作为1组，在9组贯穿孔31A中分别各插入1根硅芯线C1。此时，各硅芯线C1以其两端从芯线支持板31向左右方向外侧突出约100mm的状态的方式配置于芯线保持器30上。
〈芯线保持器30在盒底座20上的安装〉
通过将芯线支持板31插入至盒底座20的插入部22，从而将支持所述硅芯线C1的芯线保持器30安装于图2所示的盒底座20上。在此状态下，利用盒底座20的固定具(未图示)将芯线保持器30固定于盒底座20上，使芯线保持器30以及盒底座20一体化。
〈蚀刻：第一浸渍工序以及第一位置改变工序〉
如图4及图5所示，为了利用起重机40使一体化的盒底座20以及芯线保持器30能够向上下方向以及前后方向移动，将芯线保持器30的钩32安装于起重机40的臂41上。
其次，如图7所示，利用起重机40使一体化的盒底座20以及芯线保持器30移动，将芯线保持器30以及盒底座20的整体浸渍于第一蚀刻液槽11中所容纳的第一蚀刻液L1中(第一浸渍工序)。此外，第一蚀刻液L1设为包含67质量％的HNO3、2质量％的HF的水溶液。然后，使一体化的盒底座20以及芯线保持器30以每1分钟40次的速度在上下方向往复移动5分钟。此时，通过目视来确认硅芯线C1所贯穿的相对位置相对于贯穿孔31A改变(第一位置改变工序)。
继而，通过利用起重机40使一体化的盒底座20以及芯线保持器30上升，从而将一体化的盒底座20以及芯线保持器30从第一蚀刻液L1中取出。然后，通过利用起重机40使一体化的盒底座20以及芯线保持器30移动，从而将支持硅芯线C1的芯线保持器30以及盒底座20的整体浸渍于第二蚀刻液槽12中所容纳的第二蚀刻液L2中(第一浸渍工序)。此外，第二蚀刻液L2设为包含64质量％的HNO3、4质量％的HF的水溶液。然后，使一体化的盒底座20以及芯线保持器30以每1分钟40次的速度在上下方向往复移动10分钟。此时，通过目视来确认硅芯线C1所贯穿的相对位置相对于贯穿孔31A改变(第一位置改变工序)。
〈洗涤：第二浸渍工序以及第二位置改变工序〉
其次，通过利用起重机40使一体化的盒底座20以及芯线保持器30上升，从而将一体化的盒底座20以及芯线保持器30从第二蚀刻液L2中取出。然后，通过利用起重机40使一体化的盒底座20以及芯线保持器30移动，从而将支持硅芯线C1的芯线保持器30以及盒底座20的整体浸渍于洗涤槽13中所容纳的洗涤水L3中(第二浸渍工序)。此外，洗涤水L3设为比电阻为2MΩcm的纯水。然后，使一体化的盒底座20以及芯线保持器30以每1分钟40次的速度在上下方向往复移动2分钟。此时，通过目视来确认硅芯线C1所贯穿的相对位置相对于贯穿孔31A改变(第二位置改变工序)
〈干燥〉
然后，将一体化的盒底座20以及芯线保持器30从洗涤槽13中取出，将附着于芯线保持器30以及盒底座20上的多余的洗涤水L3去除。然后，使硅芯线C1连同芯线保持器30以及盒底座20一起干燥。
〈评价·观察〉
干燥后，通过目视来观察所获得的9根硅芯线C1。9根硅芯线C1全部为表面整体均匀并且具有金属光泽，可知无蚀刻不均匀。另外，9根硅芯线C1全部通过蚀刻工序以及洗涤工序，并未从芯线保持器30上脱落。
[比较例1]
除了在实施例1的〈蚀刻〉以及〈洗涤〉中，不使一体化的盒底座20以及芯线保持器30在上下方向往复移动，而是在使其静止的状态下浸渍以外，进行与实施例1相同的处理。浸渍时间分别为：第一蚀刻液L1中5分钟，第二蚀刻液L2中10分钟，洗涤水L3中2分钟。
干燥后，通过目视来观察所获得的9根硅芯线C1。9根硅芯线C1中全部为在硅芯线C1与芯线支持板31中的形成贯穿孔31A的边缘部接触的部位以及其附近具有与其他部位不同的光泽，可知明显地产生蚀刻不均匀。此外，本说明书中，将硅芯线C1与芯线支持板31中的形成贯穿孔31A的边缘部接触的部位称为硅芯线C1中的与芯线支持板31的接触部位。
[比较例2]
除了在实施例1的〈蚀刻〉中，不使一体化的盒底座20以及芯线保持器30在上下方向往复移动，而是在使其静止的状态下浸渍以外，进行与实施例1相同的处理。此外，与比较例1的不同之处在于，在〈洗涤：第二浸渍工序以及第二位置改变工序〉中，使一体化的盒底座20以及芯线保持器30以每1分钟40次的速度在上下方向往复移动2分钟。
干燥后，通过目视来观察所获得的9根硅芯线C1。9根硅芯线C1全部为在硅芯线C1中的与芯线支持板31的接触部位以及其附近具有与其他部位不同的光泽，可知明显地产生蚀刻不均匀。因此显示出，在蚀刻工序中不使盒底座20以及芯线保持器30往复移动的情况下，即便在洗涤工序中使硅芯线C1的相对位置改变，也无法消除蚀刻不均匀。
[实施例2]
除了在芯线保持器30上使用2片以均等配置的方式形成有9个一边为20mm的正方形贯穿孔31A的、厚度为10mm的芯线支持板31以外，进行与实施例1相同的处理。
干燥后，通过目视来观察所获得的9根硅芯线C1。其中5根硅芯线C1的表面整体均匀并且具有金属光泽，可知无蚀刻不均匀。另外，其余的4根硅芯线C1在硅芯线C1中的与芯线支持板31的接触部位以及其附近具有与其他部位稍微不同的光泽，可知产生少许蚀刻不均匀。但是，实施例2中所观察到的蚀刻不均匀较比较例1和2的蚀刻不均匀浅，是难以判别而不易成为大问题的不均匀。
[实施例3]
除了将〈蚀刻〉中的一体化的盒底座20以及芯线保持器30的往复移动的速度设为每1分钟80次以外，进行与实施例2相同的处理。具体而言，在将硅芯线C1浸渍于第一蚀刻液L1中的状态下，使一体化的盒底座20以及芯线保持器30以每1分钟80次的速度在上下方向往复移动5分钟。另外，在将硅芯线C1浸渍于第二蚀刻液L2中的状态下，使一体化的盒底座20以及芯线保持器30以每1分钟80次的速度在上下方向往复移动10分钟。
干燥后，通过目视来观察所获得的9根硅芯线C1。9根硅芯线C1全部为表面整体均匀并且具有金属光泽，可知无蚀刻不均匀。
[实施例4]
除了在芯线保持器30上使用2片以均等配置的方式形成有9个与直径20mm的圆内切的正六边形的贯穿孔31A的、厚度为10mm的芯线支持板31以外，进行与实施例1相同的处理。
干燥后，通过目视来观察所获得的9根硅芯线C1。其中7根硅芯线C1的表面整体均匀并且具有金属光泽，可知无蚀刻不均匀。另外，关于其余的2根硅芯线C1在硅芯线C1中的与芯线支持板31的接触部位以及其附近具有与其他部位稍微不同的光泽，可知产生少许蚀刻不均匀。但是，实施例4中所观察到的蚀刻不均匀较比较例1和2的蚀刻不均匀浅，是难以判别而不易成为大问题的不均匀。
[实施例5]
除了将〈蚀刻〉中的一体化的盒底座20以及芯线保持器30的往复移动的速度设为每1分钟60次以外，进行与实施例4相同的处理。具体而言，在将硅芯线C1浸渍于第一蚀刻液L1中的状态下，使一体化的盒底座20以及芯线保持器30以每1分钟60次的速度在上下方向往复移动5分钟。另外，在将硅芯线C1浸渍于第二蚀刻液L2中的状态下，使一体化的盒底座20以及芯线保持器30以每1分钟60次的速度在上下方向往复移动10分钟。
干燥后，通过目视来观察所获得的9根硅芯线C1。9根硅芯线C1全部为表面整体均匀并且具有金属光泽，可知无蚀刻不均匀。
通过实施例1、2以及4的比较，显示出，芯线支持板31中的形成贯穿孔31A的边缘部的形状优选为如实施例1中所示的圆形那样，为无角且光滑的曲线状。另外，通过实施例2以及4的比较，可知，芯线支持板31中的形成贯穿孔31A的边缘部的形状越接近于圆，则即便上下方向的移动速度小，也能够将硅芯线C1的表面整体均匀地蚀刻。
通过实施例2和3的比较以及实施例4和5的比较，显示出，即便是芯线支持板31中的形成贯穿孔31A的边缘部不为曲线状的情况，也能够通过提高芯线保持器30的往复移动的速度，来提高蚀刻的均匀性。
符号的说明
1 蚀刻装置
11 第一蚀刻液槽(蚀刻液槽)
12 第二蚀刻液槽(蚀刻液槽)
13 洗涤槽
20、60 盒底座
22 插入部
30 芯线保持器
31 芯线支持板(芯线支持构件)
31A 贯穿孔(孔)
33、73、83 连结部
40 起重机(位置改变机构)
41 臂
43 升降机构
62 短条用插入部
63 中条用插入部
70 短条芯线保持器
80 中条芯线保持器
C1 硅芯线
C2 短条硅芯线(硅芯线)
C3 中条硅芯线(硅芯线)
L1 第一蚀刻液(蚀刻液)
L2 第二蚀刻液(蚀刻液)
L3 洗涤水
S1 贯穿工序
S3、S6 第一浸渍工序
S4、S7 第一位置改变工序
S9 第二浸渍工序
S10 第二位置改变工序

Claims (8)

1.一种硅芯线的蚀刻装置，其特征在于，具备：
蚀刻液槽，所述蚀刻液槽容纳浸渍硅芯线的蚀刻液；
多个芯线支持构件，所述芯线支持构件形成有至少1个所述硅芯线所贯穿的孔，并且支持所述硅芯线；以及
位置改变机构，所述位置改变机构在所述硅芯线贯穿所述多个芯线支持构件并且浸渍于所述蚀刻液中的状态下，使所述硅芯线所贯穿的相对位置相对于所述孔改变。
2.根据权利要求1所述的硅芯线的蚀刻装置，其特征在于，
所述位置改变机构使所述芯线支持构件在上下方向往复移动。
3.根据权利要求1或2所述的硅芯线的蚀刻装置，其特征在于，
形成所述孔的边缘部形成为连续的曲线状。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的硅芯线的蚀刻装置，其特征在于，
所述硅芯线分别贯穿形成于所述多个芯线支持构件中所包含的至少2个所述芯线支持构件中的所述孔，
所述2个芯线支持构件之间的距离能够根据所述硅芯线的长度来变更。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的硅芯线的蚀刻装置，其特征在于，
在所述芯线支持构件中形成有多个所述孔。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的硅芯线的蚀刻装置，其特征在于，还具备：
洗涤槽，所述洗涤槽容纳浸渍所述硅芯线的洗涤水；并且
所述位置改变机构在经浸渍于所述蚀刻液中的所述硅芯线贯穿所述多个芯线支持构件并且浸渍于所述洗涤水中的状态下，使所述硅芯线所贯穿的相对位置相对于所述孔改变。
7.一种硅芯线的蚀刻方法，其特征在于，具备：
贯穿工序，其使硅芯线贯穿形成于支持所述硅芯线的多个芯线支持构件中的孔；
第一浸渍工序，其将由所述芯线支持构件所支持的所述硅芯线浸渍于蚀刻液中；以及
第一位置改变工序，其使所述硅芯线所贯穿的相对位置相对于所述孔改变。
8.根据权利要求7所述的硅芯线的蚀刻方法，其特征在于，还具备：
第二浸渍工序，其在所述第一位置改变工序之后，将由所述芯线支持构件所支持的所述硅芯线浸渍于洗涤水中；以及
第二位置改变工序，其使浸渍于所述洗涤水中的状态下的所述硅芯线所贯穿的相对位置相对于所述孔改变。
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