JP3961330B2 - 半導体ウエハの化学処理装置及び化学処理方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば太陽電池などの製造工程において使用される半導体ウエハの化学処理装置及び化学処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の一般的な太陽電池の製造工程について、図１１（ａ）〜（ｅ）を参照して説明する。なお、図示は省略しているが、図１１（ａ）〜（ｅ）の各工程において、通常、板状のシリコン半導体ウエハは、ウエハキャリアに複数枚まとめて収納され、自動搬送システムによって各工程間を搬送される。
【０００３】
Ｐ型多結晶のシリコン半導体ウエハの入荷工程（図１１（ａ）参照）では、シリコン半導体ウエハ２０１の表面には、シリコンインゴット（図示省略）からスライス加工した際の欠陥層２０２が残留している。
【０００４】
シリコンエッチング工程（図１１（ｂ）参照）では、シリコン半導体ウエハ２０１をアルカリ性の水溶液が満たされた薬液槽（図示省略）に浸漬してエッチング処理し、欠陥層２０２を除去する。ただし、シリコンエッチング工程では、複数枚のシリコンウエハを収納したウエハキャリアごと薬液槽に浸漬するのが通常である。
【０００５】
Ｎ＋拡散工程（図１１（ｃ）参照）では、シリコン半導体ウエハ２０１の受光面になる表側に熱処理等にてＮ＋拡散層２０３を形成する。
【０００６】
反射防止膜形成工程（図１１（ｄ）参照）では、ＣＶＤ法などの成膜方法にてシリコン半導体ウエハ２０１の表側に光の吸収を向上させる反射防止膜２０４を形成する。
【０００７】
電極形成工程（図１１（ｅ）参照）では、印刷法などのパターニング方法にてシリコン半導体ウエハ２０１の裏側に全面電極２０５及びコンタクト電極２０６を形成し、さらにシリコン半導体ウエハ２０１の表側にコンタクト電極２０７を形成する。
【０００８】
以上のような太陽電池の製造工程において、従来は、図８ないし図１０に示すシリコンエッチング化学処理装置が一般に採用されていた。ただし、図８は、化学処理装置の全体構成図、図９は、搬送ロボットによって浮き上がり押さえ治具をキャリアにセットする様子を示す説明図、図１０は、アルカリエッチ槽と純水洗浄槽との間を移動する搬送ロボットの様子を示す説明図である。
【０００９】
この化学処理装置は、全体が筐体１０１内に組み付けられており、筐体１０１内には、２台の搬送ロボットＡ２，Ｂ２が備えられている。処理槽は、アルカリエッチ槽１０３、純水洗浄槽１０４、酸中和処理槽１０５、純水洗浄槽１０６、乾燥槽１０７の５槽からなる。また、投入ベルト部１０２と排出ベルト部１０８とで前工程と次工程とのインターフェイスをとっている。
【００１０】
搬送ロボットＡ２，Ｂ２は、図９及び図１０に詳細に示すように、筐体１０１の天面部１０１ａに設けられた図示しないレール部材に支持される形で、搬送方向Ｘに沿って往復移動可能に設けられており、図示しない駆動機構部により上下動可能な支持杆１１０によって支持されている。この支持杆１１０の下部にはロボット本体部１１１が取り付けられており、このロボット本体部１１１に、一対のキャリアアーム１１２，１１２及び治具用アーム１１５，１１５が設けられている。
【００１１】
また、キャリアアーム１１２には、一定の間隔を存して３個のキャリア用チャック１１３が設けられており、各キャリアアーム１１２，１１２に設けられた３個のキャリア用チャック１１３同士がそれぞれ対向するように配置されている。
【００１２】
同様に、治具用アーム１１５には、一定の間隔を存して３個の治具用チャック１１６が設けられており、各治具用アーム１１５，１１５に設けられた３個の治具用チャック１１６，１１６同士がそれぞれ対向するように配置されている。
【００１３】
これらキャリア用チャック１１３及び治具用チャック１１６は、キャリアアーム１１２及び治具用アーム１１５を回転駆動することにより、開閉可能な構造となっている。
【００１４】
一方、シリコン半導体ウエハ２０１を収納するキャリア３０１は、側面視上向きコ字状に形成されており、このキャリア３０１の上面開口部３０２から、一定の間隔を存して複数枚のシリコン半導体ウエハ２０１が収納されるようになっている。キャリア３０１の左右側壁の上端部には、係止部３０３が設けられており、この係止部３０３を搬送ロボットＡ２，Ｂ２のキャリア用チャック１１３で掴むことによってキャリア３０１を搬送するようになっている。
【００１５】
シリコンエッチングのような激しい化学反応が起こる処理では、液中で反応により発生したガスがシリコン半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」ともいう）２０１の表面に付着し、ウエハ２０１の浮き上がりを発生させる。従って、従来の化学処理装置では、ウエハ２０１の浮き上がりを避けるために、ウエハ２０１を収納して搬送するキャリア３０１の上面開口部３０２に、浮き上がり押さえ治具４０１を載せて、アルカリエッチ処理槽１０５でのウエハ２０１の浮き上がりを防止している。そのため、筐体１０１の投入側（図８では左側）には、この浮き上がり押さえ治具４０１を収納しておく治具収納部１０９が設けられている。
【００１６】
次に、上記構成の化学処理装置を使用したシリコンエッチング処理工程について説明する。
【００１７】
まず、前工程よりキャリア３０１に複数枚収納されたウエハ２０１が投入ベルト部１０２により搬送されて待機位置５００で止まる。
【００１８】
次に、搬送ロボットＡ２が、治具用チャック１１６により、治具収納部１０９に収納されている浮き上がり押さえ治具４０１の中から１個の浮き上がり押さえ治具４０１を掴み、待機位置５００まで排出する。そして、待機位置５００にあるキャリア３０１の上面開口部３０２に浮き上がり押さえ治具４０１を載置（セット）する。
【００１９】
次に、搬送ロボットＡ２は、キャリア用チャック１１３により、浮き上がり押さえ治具４０１のセットされたキャリア３０１を掴み、アルカリエッチ槽１０３に浸漬させる。この後、搬送ロボットＡ２をアルカリエッチ槽１０３から退避させてエッチング処理を行う。
【００２０】
このとき、液中で反応により発生したガスがウエハ２０１の表面に付着し、ウエハ２０１の浮き上がりを発生させるが、キャリア３０１の上には浮き上がり押さえ治具４０１がセットされているため、ウエハ２０１の浮き上がりは防止される。
【００２１】
一定時間エッチング処理されたウエハ２０１は、搬送ロボットＡ２により次の純水洗浄槽１０４に搬送され、浸漬される。このとき、浮き上がり押さえ治具４０１は、治具用チャック１１６によりチャックしたまま純水洗浄槽１０４から搬送ロボットＡ２を退避させ、治具収納部１０９まで搬送して、浮き上がり押さえ治具４０１を治具収納部１０９に戻す。
【００２２】
純水洗浄槽１０４での洗浄以降は、もう１台の搬送ロボットＢ２にて、酸中和処理槽１０５、純水洗浄槽１０６、乾燥槽１０７と順次搬送されてそれぞれの処理が行われ、最後に排出ベルト部１０８に排出されて、次の工程に搬送されることになる。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の化学処理装置では、浮き上がり押さえ治具４０１の搬送、キャリア３０１へのセットといった工程が必要であるが、浮き上がり押さえ治具４０１をキャリア３０１にセットすることが非常に難しく、搬送トラブルを引き起こす一因となっていた。そして、一旦搬送トラブルが起こると、アルカリエッチ槽１０３でウエハ２０１が全部浮き上がり、全て不良品になってしまうといった問題があった。
【００２４】
また、安定した品質のシリコンエッチング処理を行うには非常に処理時間がかかり、他の洗浄工程と比較しても数倍時間がかかるため、通常は１つのアルカリエッチ槽１０３内にキャリア３０１を数列（従来例では３列）配置して設備効率を上げている。すなわち、大きなアルカリエッチ槽１０３を形成し、その中に３つのキャリア３０１を同時に浸漬してエッチング処理する構成としている。この場合、シリコンエッチングのような激しい化学反応が起こる処理では、液中での反応によりウエハ２０１のみならずキャリア３０１自体にも浮力を及ぼすため、液中でキャリア３０１が移動して位置ずれを起こし、搬送ロボットＡ２による搬送ミスを招くといった問題があった。
【００２５】
さらに、従来の化学処理装置では、浮き上がり押さえ治具４０１とキャリア３０１との搬送を同じ搬送ロボットＡ２で行っているため、搬送量が多くなり、タクトタイムを遅くする要因にもなっている。また、浮き上がり押さえ治具４０１のみを個別に搬送するロボットを設けた場合には、設備コストのアップになり、動作的にも複雑になるといった問題がある。
【００２６】
本発明はかかる問題点を解決すべく創案されたもので、その目的は、従来の浮き上がり押さえ治具を用いることなく、エッチング処理槽での安定した処理動作を実現することのできる半導体ウエハの化学処理装置及び化学処理方法を提供することにある。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体ウエハの化学処理装置は、半導体ウエハを収納したキャリアを保持して化学処理槽の液内に浸漬させる搬送ロボットを有する半導体ウエハの化学処理装置であって、前記搬送ロボットは、ロボット本体部、このロボット本体部に設けられた一対のキャリアアーム、各キャリアアームに設けられたキャリア用チャック、及び、各キャリアアームに取り付けられ、前記キャリアに収納された半導体ウエハの液内での浮き上がりを押さえる第１浮き上がり押さえ部を備えており、前記化学処理槽は、棒状に形成された押え杆、前記押え杆を保持する回動杆、及び、前記回動杆を駆動する駆動機構からなる第２浮き上がり押さえ部を備えており、前記押さえ杆は、前記搬送ロボットによって前記化学処理槽の液内に浸漬させたキァリアをチャックした状態の前記キャリア用チャックの間を上下に回動可能に設けられていることを特徴としている。
【００２８】
このような特徴を有する本発明によれば、キャリアを化学処理槽に浸漬させる過程では、搬送ロボットに設けられた第１浮き上がり押さえ部によって半導体ウエハの浮き上がりが確実に押さえられ、化学処理中は化学処理槽内に設けられた第２浮き上がり押さえ部によって半導体ウエハの浮き上がりが確実に押さえられるので、高速で安定した処理動作を実現することができる。
【００２９】
また、本発明の半導体ウエハの化学処理装置によれば、前記第２浮き上がり押さえ部は、前記化学処理槽の液内にて前記半導体ウエハが前記キャリアから若干浮き上がった状態で半導体ウエハの浮き上がりを押さえるように設けられている。これにより、半導体ウエハの全体に化学処理であるエッチング処理が施されることになる。
【００３０】
また、本発明の半導体ウエハの化学処理装置によれば、前記化学処理槽内に、前記キャリアの位置を固定するキャリアガイド手段が設けられていることを特徴としている。このように、キャリアガイド手段によってキャリアの位置を固定することで、キャリアの転倒や移動が防止されるので、搬送ロボットで搬出するときの搬出ミスも発生しない。
【００３１】
また、本発明の半導体ウエハの化学処理装置によれば、前記搬送ロボットは、保持したキャリアに収納されている半導体ウエハに対して散水する散水手段を備えていることを特徴としている。このように、半導体ウエハが空中にあるときに散水手段により散水することで、空中での異常エッチング反応を静止させることができる。
【００３２】
また、本発明の半導体ウエハの化学処理方法は、半導体ウエハを収納したキャリアを保持して化学処理槽の液内に浸漬させる搬送ロボットを備え、この搬送ロボットは、ロボット本体部、このロボット本体部に設けられた一対のキャリアアーム、各キャリアアームに設けられたキャリア用チャック、及び、各キャリアアームに取り付けられ、前記キャリアに収納された半導体ウエハの液内での浮き上がりを押さえる第１浮き上がり押さえ部を有しており、前記化学処理槽は、棒状に形成された押え杆、前記押え杆を保持する回動杆、及び、前記回動杆を駆動する駆動機構部からなる第２浮き上がり押さえ部を有している半導体ウエハの化学処理装置を用いた半導体ウエハの化学処理方法であって、キャリア用チャックによりキャリアを掴んだ状態で化学処理槽に浸漬させる工程と、液中で浮き上がってきた半導体ウエハを第１浮き上がり押さえ部で受け止める工程と、キャリア用チャックでキャリアを保持した状態で、駆動機構部を駆動して垂直状態の第２浮き上がり押さえ部の押さえ杆を下方に回動し、キャリア用チャック間を水平状態まで降下させる工程と、キャリア用チャックを開いて第１浮き上がり押さえ部と共に搬送ロボットを化学処理槽から退避させる工程と、第２浮き上がり押さえ部にて半導体ウエハの浮き上がりを押さえた状態で化学処理を行う工程と、化学処理後にキャリア用チャック及び第１浮き上がり押さえ部を化学処理槽内に進入させてキャリアを保持する工程と、キャリア用チャックでキャリアを保持した状態で、駆動機構部を駆動して水平状態の第２浮き上がり押さえ部の押さえ杆を上方に回動し、キャリア用チャック間を垂直状態まで上昇させる工程と、第１浮き上がり押さえ部にて半導体ウエハを押さえた状態で搬送ロボットを化学処理槽から退避させる工程と、からなることを特徴としている。
【００３３】
このような特徴を有する本発明によれば、キャリアを化学処理槽に浸漬させる工程では、搬送ロボットに設けられた第１浮き上がり押さえ部によって半導体ウエハの浮き上がりが確実に押さえられ、化学処理中は化学処理槽内に設けられた第２浮き上がり押さえ部によって半導体ウエハの浮き上がりが確実に押さえられるので、高速で安定したエッチング処理を行うことができる。
【００３４】
また、本発明の半導体ウエハの化学処理方法によれば、前記搬送ロボットによる次の化学処理槽までの搬送途中において、搬送ロボットに設けられた散水手段により半導体ウエハに散水する工程をさらに備えたことを特徴としている。このように、半導体ウエハが空中にあるときに散水することで、空中での異常エッチング反応を静止させることができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００３６】
図１ないし図７は、本発明の半導体ウエハの化学処理装置の一実施の形態を示しており、図１は装置全体の構成図、図２は搬送ロボットの外観斜視図、図３はアルカリエッチ槽内での押さえ機構部とキャリアとの関係を示す斜視図、図４はエッチング処理工程から洗浄工程に移る状態を示す部分拡大斜視図、図５ないし図７は、アルカリエッチ槽内での搬送ロボットと押さえ機構部の動作を説明するための概略正面図である。
【００３７】
本実施の形態の化学処理装置は、全体が筐体１内に組み付けられており、筐体１内には、２台の搬送ロボットＡ１，Ｂ１が備えられている。処理槽は、アルカリエッチ槽３、純水洗浄槽４、酸中和処理槽５、純水洗浄槽６、乾燥槽７の５槽からなる。また、投入ベルト部２と排出ベルト部８とで前工程と次工程とのインターフェイスをとっている。
【００３８】
搬送ロボットＡ１，Ｂ１は、筐体１の天面部１ａに設けられた図示しないレール部材に支持される形で、搬送方向Ｘに沿って往復移動可能に設けられており、図示しない駆動機構部により上下動可能な支持杆１０によって支持されている。この支持杆１０の下部にはロボット本体部１１が取り付けられており、このロボット本体部１１に、一対のキャリアアーム１２，１２が設けられている。
【００３９】
また、キャリアアーム１２には、一定の間隔を存して３個のキャリア用チャック１３が設けられており、各キャリアアーム１２，１２に設けられた３個のキャリア用チャック１３同士がそれぞれ対向するように配置されている。
【００４０】
このキャリア用チャック１３は、キャリアアーム１２を回転駆動することにより、開閉可能な構造となっている。
【００４１】
また、各キャリアアーム１２，１２には、３個のキャリア用チャック１３の間に取り付けるようにして、シャワーノズル１５（ただし、図２及び図４では直方体形状の箱体として図示している）が設けられているとともに、半導体ウエハ２１の浮き上がりを防止するための第１浮き上がり押さえ部（第１押さえ手段）１４が設けられている。
【００４２】
この第１浮き上がり押さえ部１４は、キャリア用チャック１３とは連動せず、シャワーノズル１５とともに常に下方に垂下した状態で固定されている。また、第１浮き上がり押さえ部１４単独で上下動可能な構成としてもよい。なお、第１浮き上がり押さえ部１４のシリコン半導体ウエハ（以下、単に「半導体ウエハ」という）２１との接触部１４ａには、テフロンのような耐薬品性に優れたやわらかい緩衝材を施しておく。
【００４３】
また、シャワーノズル１５は、アルカリエッチ槽３から搬出した半導体ウエハ２１の空中での化学反応を防止するために、純水ミストシャワーを噴射するノズルである。
【００４４】
一方、半導体ウエハ２１を収納するキャリア３１は、側面視上向きコ字状に形成されており、このキャリア３１の上面開口部３２から、一定の間隔を存して複数枚の半導体ウエハ２１が収納されるようになっている。キャリア３１の左右側壁の上端部には、係止部３３が設けられており、この係止部３３を搬送ロボットＡ１，Ｂ１のキャリア用チャック１３で掴むことによってキャリア３１を搬送するようになっている。
【００４５】
また、アルカリエッチ槽３は、３つのキャリア３１を並列に配置可能となっており、各配置位置には、キャリア３１の各下角の４隅部を固定するための横断面Ｌ字状のキャリア固定ガイド４１が設けられている。このキャリア固定ガイド４１は、キャリア３１の開口部以外の部分とのみ接触する形状に形成されている。すなわち、液の循環を妨げない形状となっている。また、キャリア３１が傾くことのないように、ある程度の高さをもって形成されている。
【００４６】
また、アルカリエッチ槽３内の各キャリア３１の配置位置のロボット駆動部の反対側面上部には、エッチング処理時の半導体ウエハ２１の浮き上がりを押さえるための押さえ機構部５１がそれぞれ設けられている。
【００４７】
この押さえ機構部５１は、主に図３及び図４に示すように、筐体１の上部に取り付けられたシリンダを含む駆動機構部５２と、この駆動機構部５２から垂下されたシリンダロッド５３とを備えており、このシリンダロッド５３の下端部に、第２浮き上がり押さえ部（第２押さえ手段）５４が取り付けられている。
【００４８】
第２浮き上がり押さえ部５４は、全体が棒状部材で形成されており、キャリア３１に収納された複数枚の半導体ウエハ２１の浮き上がりを押さえるための押さえ杆５５と、この押さえ杆５５を上下方向に回動させるための階段状に屈曲形成された回動杆５６とからなっている。また、回動杆５６は、その端部５６ａがアルカリエッチ槽３の内壁面に設けられた２枚の支持板５７，５７によって挟持される形で回動可能に軸支されている。そして、この回動杆５６の中程の屈曲部が、シリンダロッド５３の下端部に回動可能に軸支された構造となっている。
【００４９】
すなわち、駆動機構部５２を駆動して、シリンダロッド５３を上方に引き上げると、第２浮き上がり押さえ部５４の押さえ杆５５が上方に回動して、図４に示す垂直状態となる。一方、この状態から駆動機構部５２を駆動して、シリンダロッド５３を下方に押し下げると、第２浮き上がり押さえ部５４の押さえ杆５５が下方に回動して、図３に示す水平状態となる。
【００５０】
次に、上記構成の化学処理装置を使用したシリコンエッチング処理工程について説明する。
【００５１】
まず、前工程よりキャリア３１に複数枚収納された半導体ウエハ２１が投入ベルト部２により搬送されて待機位置６０で止まる。
【００５２】
次に、搬送ロボットＡ１が、キャリア用チャック１３によりキャリア３１を掴み、アルカリエッチ槽３に浸漬させて、キャリア固定ガイド４１に嵌め合わせるように載置する。このとき、第１浮き上がり押さえ部１４は、図５に示すように、液中で浮き上がってきた半導体ウエハ２１を液中で受け止めている。一方、押さえ機構部５１の第２浮き上がり押さえ部５４は、図４に示すように垂直状態となっている。従って、キャリア３１をキャリア固定ガイド４１に嵌め合わせるとき、第２浮き上がり押さえ部５４が邪魔になることはない。
【００５３】
次に、搬送ロボットＡ１の第１浮き上がり押さえ部１４で半導体ウエハ２１を押さえた状態で、押さえ機構部５１の駆動機構部５２を駆動して、シリンダロッド５３を下方に押し下げる。これにより、第２浮き上がり押さえ部５４の押さえ杆５５が下方に回動し、図６に示すように、キャリア用チャック１３，１３の間を降下して、図３に示す水平状態となる。この状態では、図６に示すように、押さえ杆５５の下面と浮き上がっている半導体ウエハ２１との間に、若干の隙間が存在している。
【００５４】
この後、搬送ロボットＡ１のキャリア用チャック１３，１３を開き、アルカリエッチ槽３から完全に退避させてから、エッチング処理を開始する。
【００５５】
エッチング処理では、液中で反応により発生したガスが半導体ウエハ２１の表面に付着し、半導体ウエハ２１の浮き上がりを発生させるが、半導体ウエハ２１の上には押さえ杆５５がセットされているため、図７に示すように、半導体ウエハ２１の浮き上がりが防止される。またこのとき、キャリア３１自体にも浮力が及び、キャリア３１ががたつく場合があるが、このがたつきは、キャリア固定ガイド４１にて確実に防止されることになる。
【００５６】
エッチング処理が完了すると、搬送ロボットＡ１を再びアルカリエッチ槽３に浸漬させ、キャリア用チャック１３によりキャリア３１を掴むとともに、第１浮き上がり押さえ部１４により半導体ウエハ２１の浮き上がりを押さえる。
【００５７】
次に、押さえ機構部５１の駆動機構部５２を駆動して、シリンダロッド５３を上方に引き上げる。これにより、第２浮き上がり押さえ部５４の押さえ杆５５が上方に回動し、キャリア用チャック１３，１３の間を上昇して、図４に示す垂直状態となる。
【００５８】
この後、搬送ロボットＡ１を上昇させてキャリア３１をアルカリエッチ槽３から取り出し、隣の純水洗浄槽４まで搬送するのであるが、本実施の形態では、この搬送途中における半導体ウエハ２１の空中での化学反応を防止するために、シャワーノズル１５から純水ミストシャワーを噴射しながら搬送する。これにより、半導体ウエハ２１の空中での異常エッチング反応を静止させることができる。
【００５９】
そして、キャリア３１を純水洗浄槽４に浸漬すると、搬送ロボットＡ１のキャリア用チャック１３，１３を開き、純水洗浄槽４から搬送ロボットＡ１を完全に退避させる。
【００６０】
この純水洗浄槽４による洗浄以降の工程は、もう１台の搬送ロボットＢ１にて行う。すなわち、搬送ロボットＡ１の搬送と同様にして、キャリア３１を酸中和処理槽５、純水洗浄槽６、乾燥槽７と順次搬送し、それぞれの工程での処理が終了すると、最後に排出ベルト部８に排出して、次の工程に搬送することになる。
【００６１】
【発明の効果】
本発明の半導体ウエハの化学処理装置及び化学処理方法によれば、キャリアを化学処理槽に浸漬させる過程では、搬送ロボットに設けられた第１浮き上がり押さえ部によって半導体ウエハの浮き上がりが確実に押さえられ、化学処理中は化学処理槽内に設けられた第２浮き上がり押さえ部によって半導体ウエハの浮き上がりが確実に押さえられるので、高速で安定した処理動作を実現することができる。
【００６２】
また、前記２浮き上がり押さえ部は、前記化学処理槽の液内にて前記半導体ウエハが前記キャリアから若干浮き上がった状態で半導体ウエハの浮き上がりを押さえるように設けられているので、半導体ウエハの全体に化学処理であるエッチング処理を施すことができる。
【００６３】
また、前記化学処理槽内に前記キャリアの位置を固定するキャリアガイド手段が設けられており、このキャリアガイド手段によってキャリアの位置を固定することで、キャリアの転倒や移動が防止される。これにより、搬送ロボットで搬出するときの搬出ミスの発生も防止することができる。
【００６４】
また、半導体ウエハが空中にあるときに散水手段により散水することで、空中での異常エッチング反応を静止させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体ウエハの化学処理装置の一実施の形態を示す全体構成図である。
【図２】搬送ロボットの外観斜視図である。
【図３】アルカリエッチ槽内での押さえ機構部とキャリアとの関係を示す斜視図である。
【図４】エッチング処理工程から洗浄工程に移る状態を示す部分拡大斜視図である。
【図５】アルカリエッチ槽内での搬送ロボットの動作を説明するための概略正面図である。
【図６】アルカリエッチ槽内での搬送ロボットの動作を説明するための概略正面図である。
【図７】アルカリエッチ槽内での搬送ロボットの動作を説明するための概略正面図である。
【図８】従来の化学処理装置の全体構成図である。
【図９】従来の化学処理装置において、搬送ロボットによって浮き上がり押さえ治具をキャリアにセットする様子を示す説明図である。
【図１０】従来の化学処理装置において、アルカリエッチ槽と純水洗浄槽との間を移動する搬送ロボットの様子を示す説明図である。
【図１１】従来の一般的な太陽電池の製造工程を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 筐体
２ 投入ベルト部
３ アルカリエッチ槽
４ 純水洗浄槽
５ 酸中和処理槽
６ 純水洗浄槽
７ 乾燥槽
８ 排出ベルト部
１０ 支持杆
１１ ロボット本体部
１２ キャリアアーム
１３ キャリア用チャック
１４ 第１浮き上がり押さえ部
１５ シャワーノズル
２１ 半導体ウエハ
３１ キャリア
３２ 上面開口部
３３ 係止部
４１ キャリア固定ガイド
５１ 押さえ機構部
５２ 駆動機構部
５３ シリンダロッド
５４ 第２浮き上がり押さえ部
５５ 押さえ杆
５６ 回動杆
Ａ１，Ｂ１ 搬送ロボット
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば太陽電池などの製造工程において使用される半導体ウエハの化学処理装置及び化学処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の一般的な太陽電池の製造工程について、図１１（ａ）〜（ｅ）を参照して説明する。なお、図示は省略しているが、図１１（ａ）〜（ｅ）の各工程において、通常、板状のシリコン半導体ウエハは、ウエハキャリアに複数枚まとめて収納され、自動搬送システムによって各工程間を搬送される。
【０００３】
Ｐ型多結晶のシリコン半導体ウエハの入荷工程（図１１（ａ）参照）では、シリコン半導体ウエハ２０１の表面には、シリコンインゴット（図示省略）からスライス加工した際の欠陥層２０２が残留している。
【０００４】
シリコンエッチング工程（図１１（ｂ）参照）では、シリコン半導体ウエハ２０１をアルカリ性の水溶液が満たされた薬液槽（図示省略）に浸漬してエッチング処理し、欠陥層２０２を除去する。ただし、シリコンエッチング工程では、複数枚のシリコンウエハを収納したウエハキャリアごと薬液槽に浸漬するのが通常である。
【０００５】
Ｎ＋拡散工程（図１１（ｃ）参照）では、シリコン半導体ウエハ２０１の受光面になる表側に熱処理等にてＮ＋拡散層２０３を形成する。
【０００６】
反射防止膜形成工程（図１１（ｄ）参照）では、ＣＶＤ法などの成膜方法にてシリコン半導体ウエハ２０１の表側に光の吸収を向上させる反射防止膜２０４を形成する。
【０００７】
電極形成工程（図１１（ｅ）参照）では、印刷法などのパターニング方法にてシリコン半導体ウエハ２０１の裏側に全面電極２０５及びコンタクト電極２０６を形成し、さらにシリコン半導体ウエハ２０１の表側にコンタクト電極２０７を形成する。
【０００８】
以上のような太陽電池の製造工程において、従来は、図８ないし図１０に示すシリコンエッチング化学処理装置が一般に採用されていた。ただし、図８は、化学処理装置の全体構成図、図９は、搬送ロボットによって浮き上がり押さえ治具をキャリアにセットする様子を示す説明図、図１０は、アルカリエッチ槽と純水洗浄槽との間を移動する搬送ロボットの様子を示す説明図である。
【０００９】
この化学処理装置は、全体が筐体１０１内に組み付けられており、筐体１０１内には、２台の搬送ロボットＡ２，Ｂ２が備えられている。処理槽は、アルカリエッチ槽１０３、純水洗浄槽１０４、酸中和処理槽１０５、純水洗浄槽１０６、乾燥槽１０７の５槽からなる。また、投入ベルト部１０２と排出ベルト部１０８とで前工程と次工程とのインターフェイスをとっている。
【００１０】
搬送ロボットＡ２，Ｂ２は、図９及び図１０に詳細に示すように、筐体１０１の天面部１０１ａに設けられた図示しないレール部材に支持される形で、搬送方向Ｘに沿って往復移動可能に設けられており、図示しない駆動機構部により上下動可能な支持杆１１０によって支持されている。この支持杆１１０の下部にはロボット本体部１１１が取り付けられており、このロボット本体部１１１に、一対のキャリアアーム１１２，１１２及び治具用アーム１１５，１１５が設けられている。
【００１１】
また、キャリアアーム１１２には、一定の間隔を存して３個のキャリア用チャック１１３が設けられており、各キャリアアーム１１２，１１２に設けられた３個のキャリア用チャック１１３同士がそれぞれ対向するように配置されている。
【００１２】
同様に、治具用アーム１１５には、一定の間隔を存して３個の治具用チャック１１６が設けられており、各治具用アーム１１５，１１５に設けられた３個の治具用チャック１１６，１１６同士がそれぞれ対向するように配置されている。
【００１３】
これらキャリア用チャック１１３及び治具用チャック１１６は、キャリアアーム１１２及び治具用アーム１１５を回転駆動することにより、開閉可能な構造となっている。
【００１４】
一方、シリコン半導体ウエハ２０１を収納するキャリア３０１は、側面視上向きコ字状に形成されており、このキャリア３０１の上面開口部３０２から、一定の間隔を存して複数枚のシリコン半導体ウエハ２０１が収納されるようになっている。キャリア３０１の左右側壁の上端部には、係止部３０３が設けられており、この係止部３０３を搬送ロボットＡ２，Ｂ２のキャリア用チャック１１３で掴むことによってキャリア３０１を搬送するようになっている。
【００１５】
シリコンエッチングのような激しい化学反応が起こる処理では、液中で反応により発生したガスがシリコン半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」ともいう）２０１の表面に付着し、ウエハ２０１の浮き上がりを発生させる。従って、従来の化学処理装置では、ウエハ２０１の浮き上がりを避けるために、ウエハ２０１を収納して搬送するキャリア３０１の上面開口部３０２に、浮き上がり押さえ治具４０１を載せて、アルカリエッチ処理槽１０５でのウエハ２０１の浮き上がりを防止している。そのため、筐体１０１の投入側（図８では左側）には、この浮き上がり押さえ治具４０１を収納しておく治具収納部１０９が設けられている。
【００１６】
次に、上記構成の化学処理装置を使用したシリコンエッチング処理工程について説明する。
【００１７】
まず、前工程よりキャリア３０１に複数枚収納されたウエハ２０１が投入ベルト部１０２により搬送されて待機位置５００で止まる。
【００１８】
次に、搬送ロボットＡ２が、治具用チャック１１６により、治具収納部１０９に収納されている浮き上がり押さえ治具４０１の中から１個の浮き上がり押さえ治具４０１を掴み、待機位置５００まで排出する。そして、待機位置５００にあるキャリア３０１の上面開口部３０２に浮き上がり押さえ治具４０１を載置（セット）する。
【００１９】
次に、搬送ロボットＡ２は、キャリア用チャック１１３により、浮き上がり押さえ治具４０１のセットされたキャリア３０１を掴み、アルカリエッチ槽１０３に浸漬させる。この後、搬送ロボットＡ２をアルカリエッチ槽１０３から退避させてエッチング処理を行う。
【００２０】
このとき、液中で反応により発生したガスがウエハ２０１の表面に付着し、ウエハ２０１の浮き上がりを発生させるが、キャリア３０１の上には浮き上がり押さえ治具４０１がセットされているため、ウエハ２０１の浮き上がりは防止される。
【００２１】
一定時間エッチング処理されたウエハ２０１は、搬送ロボットＡ２により次の純水洗浄槽１０４に搬送され、浸漬される。このとき、浮き上がり押さえ治具４０１は、治具用チャック１１６によりチャックしたまま純水洗浄槽１０４から搬送ロボットＡ２を退避させ、治具収納部１０９まで搬送して、浮き上がり押さえ治具４０１を治具収納部１０９に戻す。
【００２２】
純水洗浄槽１０４での洗浄以降は、もう１台の搬送ロボットＢ２にて、酸中和処理槽１０５、純水洗浄槽１０６、乾燥槽１０７と順次搬送されてそれぞれの処理が行われ、最後に排出ベルト部１０８に排出されて、次の工程に搬送されることになる。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の化学処理装置では、浮き上がり押さえ治具４０１の搬送、キャリア３０１へのセットといった工程が必要であるが、浮き上がり押さえ治具４０１をキャリア３０１にセットすることが非常に難しく、搬送トラブルを引き起こす一因となっていた。そして、一旦搬送トラブルが起こると、アルカリエッチ槽１０３でウエハ２０１が全部浮き上がり、全て不良品になってしまうといった問題があった。
【００２４】
また、安定した品質のシリコンエッチング処理を行うには非常に処理時間がかかり、他の洗浄工程と比較しても数倍時間がかかるため、通常は１つのアルカリエッチ槽１０３内にキャリア３０１を数列（従来例では３列）配置して設備効率を上げている。すなわち、大きなアルカリエッチ槽１０３を形成し、その中に３つのキャリア３０１を同時に浸漬してエッチング処理する構成としている。この場合、シリコンエッチングのような激しい化学反応が起こる処理では、液中での反応によりウエハ２０１のみならずキャリア３０１自体にも浮力を及ぼすため、液中でキャリア３０１が移動して位置ずれを起こし、搬送ロボットＡ２による搬送ミスを招くといった問題があった。
【００２５】
さらに、従来の化学処理装置では、浮き上がり押さえ治具４０１とキャリア３０１との搬送を同じ搬送ロボットＡ２で行っているため、搬送量が多くなり、タクトタイムを遅くする要因にもなっている。また、浮き上がり押さえ治具４０１のみを個別に搬送するロボットを設けた場合には、設備コストのアップになり、動作的にも複雑になるといった問題がある。
【００２６】
本発明はかかる問題点を解決すべく創案されたもので、その目的は、従来の浮き上がり押さえ治具を用いることなく、エッチング処理槽での安定した処理動作を実現することのできる半導体ウエハの化学処理装置及び化学処理方法を提供することにある。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体ウエハの化学処理装置は、半導体ウエハを収納したキャリアを保持して化学処理槽の液内に浸漬させる搬送ロボットを有する半導体ウエハの化学処理装置であって、前記搬送ロボットは、ロボット本体部、このロボット本体部に設けられた一対のキャリアアーム、各キャリアアームに設けられたキャリア用チャック、及び、各キャリアアームに取り付けられ、前記キャリアに収納された半導体ウエハの液内での浮き上がりを押さえる第１浮き上がり押さえ部を備えており、前記化学処理槽は、棒状に形成された押え杆、前記押え杆を保持する回動杆、及び、前記回動杆を駆動する駆動機構からなる第２浮き上がり押さえ部を備えており、前記押さえ杆は、前記搬送ロボットによって前記化学処理槽の液内に浸漬させたキァリアをチャックした状態の前記キャリア用チャックの間を上下に回動可能に設けられていることを特徴としている。
【００２８】
このような特徴を有する本発明によれば、キャリアを化学処理槽に浸漬させる過程では、搬送ロボットに設けられた第１浮き上がり押さえ部によって半導体ウエハの浮き上がりが確実に押さえられ、化学処理中は化学処理槽内に設けられた第２浮き上がり押さえ部によって半導体ウエハの浮き上がりが確実に押さえられるので、高速で安定した処理動作を実現することができる。
【００２９】
また、本発明の半導体ウエハの化学処理装置によれば、前記第２浮き上がり押さえ部は、前記化学処理槽の液内にて前記半導体ウエハが前記キャリアから若干浮き上がった状態で半導体ウエハの浮き上がりを押さえるように設けられている。これにより、半導体ウエハの全体に化学処理であるエッチング処理が施されることになる。
【００３０】
また、本発明の半導体ウエハの化学処理装置によれば、前記化学処理槽内に、前記キャリアの位置を固定するキャリアガイド手段が設けられていることを特徴としている。このように、キャリアガイド手段によってキャリアの位置を固定することで、キャリアの転倒や移動が防止されるので、搬送ロボットで搬出するときの搬出ミスも発生しない。
【００３１】
また、本発明の半導体ウエハの化学処理装置によれば、前記搬送ロボットは、保持したキャリアに収納されている半導体ウエハに対して散水する散水手段を備えていることを特徴としている。このように、半導体ウエハが空中にあるときに散水手段により散水することで、空中での異常エッチング反応を静止させることができる。
【００３２】
また、本発明の半導体ウエハの化学処理方法は、半導体ウエハを収納したキャリアを保持して化学処理槽の液内に浸漬させる搬送ロボットを備え、この搬送ロボットは、ロボット本体部、このロボット本体部に設けられた一対のキャリアアーム、各キャリアアームに設けられたキャリア用チャック、及び、各キャリアアームに取り付けられ、前記キャリアに収納された半導体ウエハの液内での浮き上がりを押さえる第１浮き上がり押さえ部を有しており、前記化学処理槽は、棒状に形成された押え杆、前記押え杆を保持する回動杆、及び、前記回動杆を駆動する駆動機構部からなる第２浮き上がり押さえ部を有している半導体ウエハの化学処理装置を用いた半導体ウエハの化学処理方法であって、キャリア用チャックによりキャリアを掴んだ状態で化学処理槽に浸漬させる工程と、液中で浮き上がってきた半導体ウエハを第１浮き上がり押さえ部で受け止める工程と、キャリア用チャックでキャリアを保持した状態で、駆動機構部を駆動して垂直状態の第２浮き上がり押さえ部の押さえ杆を下方に回動し、キャリア用チャック間を水平状態まで降下させる工程と、キャリア用チャックを開いて第１浮き上がり押さえ部と共に搬送ロボットを化学処理槽から退避させる工程と、第２浮き上がり押さえ部にて半導体ウエハの浮き上がりを押さえた状態で化学処理を行う工程と、化学処理後にキャリア用チャック及び第１浮き上がり押さえ部を化学処理槽内に進入させてキャリアを保持する工程と、キャリア用チャックでキャリアを保持した状態で、駆動機構部を駆動して水平状態の第２浮き上がり押さえ部の押さえ杆を上方に回動し、キャリア用チャック間を垂直状態まで上昇させる工程と、第１浮き上がり押さえ部にて半導体ウエハを押さえた状態で搬送ロボットを化学処理槽から退避させる工程と、からなることを特徴としている。
【００３３】
このような特徴を有する本発明によれば、キャリアを化学処理槽に浸漬させる工程では、搬送ロボットに設けられた第１浮き上がり押さえ部によって半導体ウエハの浮き上がりが確実に押さえられ、化学処理中は化学処理槽内に設けられた第２浮き上がり押さえ部によって半導体ウエハの浮き上がりが確実に押さえられるので、高速で安定したエッチング処理を行うことができる。
【００３４】
また、本発明の半導体ウエハの化学処理方法によれば、前記搬送ロボットによる次の化学処理槽までの搬送途中において、搬送ロボットに設けられた散水手段により半導体ウエハに散水する工程をさらに備えたことを特徴としている。このように、半導体ウエハが空中にあるときに散水することで、空中での異常エッチング反応を静止させることができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００３６】
図１ないし図７は、本発明の半導体ウエハの化学処理装置の一実施の形態を示しており、図１は装置全体の構成図、図２は搬送ロボットの外観斜視図、図３はアルカリエッチ槽内での押さえ機構部とキャリアとの関係を示す斜視図、図４はエッチング処理工程から洗浄工程に移る状態を示す部分拡大斜視図、図５ないし図７は、アルカリエッチ槽内での搬送ロボットと押さえ機構部の動作を説明するための概略正面図である。
【００３７】
本実施の形態の化学処理装置は、全体が筐体１内に組み付けられており、筐体１内には、２台の搬送ロボットＡ１，Ｂ１が備えられている。処理槽は、アルカリエッチ槽３、純水洗浄槽４、酸中和処理槽５、純水洗浄槽６、乾燥槽７の５槽からなる。また、投入ベルト部２と排出ベルト部８とで前工程と次工程とのインターフェイスをとっている。
【００３８】
搬送ロボットＡ１，Ｂ１は、筐体１の天面部１ａに設けられた図示しないレール部材に支持される形で、搬送方向Ｘに沿って往復移動可能に設けられており、図示しない駆動機構部により上下動可能な支持杆１０によって支持されている。この支持杆１０の下部にはロボット本体部１１が取り付けられており、このロボット本体部１１に、一対のキャリアアーム１２，１２が設けられている。
【００３９】
また、キャリアアーム１２には、一定の間隔を存して３個のキャリア用チャック１３が設けられており、各キャリアアーム１２，１２に設けられた３個のキャリア用チャック１３同士がそれぞれ対向するように配置されている。
【００４０】
このキャリア用チャック１３は、キャリアアーム１２を回転駆動することにより、開閉可能な構造となっている。
【００４１】
また、各キャリアアーム１２，１２には、３個のキャリア用チャック１３の間に取り付けるようにして、シャワーノズル１５（ただし、図２及び図４では直方体形状の箱体として図示している）が設けられているとともに、半導体ウエハ２１の浮き上がりを防止するための第１浮き上がり押さえ部（第１押さえ手段）１４が設けられている。
【００４２】
この第１浮き上がり押さえ部１４は、キャリア用チャック１３とは連動せず、シャワーノズル１５とともに常に下方に垂下した状態で固定されている。また、第１浮き上がり押さえ部１４単独で上下動可能な構成としてもよい。なお、第１浮き上がり押さえ部１４のシリコン半導体ウエハ（以下、単に「半導体ウエハ」という）２１との接触部１４ａには、テフロンのような耐薬品性に優れたやわらかい緩衝材を施しておく。
【００４３】
また、シャワーノズル１５は、アルカリエッチ槽３から搬出した半導体ウエハ２１の空中での化学反応を防止するために、純水ミストシャワーを噴射するノズルである。
【００４４】
一方、半導体ウエハ２１を収納するキャリア３１は、側面視上向きコ字状に形成されており、このキャリア３１の上面開口部３２から、一定の間隔を存して複数枚の半導体ウエハ２１が収納されるようになっている。キャリア３１の左右側壁の上端部には、係止部３３が設けられており、この係止部３３を搬送ロボットＡ１，Ｂ１のキャリア用チャック１３で掴むことによってキャリア３１を搬送するようになっている。
【００４５】
また、アルカリエッチ槽３は、３つのキャリア３１を並列に配置可能となっており、各配置位置には、キャリア３１の各下角の４隅部を固定するための横断面Ｌ字状のキャリア固定ガイド４１が設けられている。このキャリア固定ガイド４１は、キャリア３１の開口部以外の部分とのみ接触する形状に形成されている。すなわち、液の循環を妨げない形状となっている。また、キャリア３１が傾くことのないように、ある程度の高さをもって形成されている。
【００４６】
また、アルカリエッチ槽３内の各キャリア３１の配置位置のロボット駆動部の反対側面上部には、エッチング処理時の半導体ウエハ２１の浮き上がりを押さえるための押さえ機構部５１がそれぞれ設けられている。
【００４７】
この押さえ機構部５１は、主に図３及び図４に示すように、筐体１の上部に取り付けられたシリンダを含む駆動機構部５２と、この駆動機構部５２から垂下されたシリンダロッド５３とを備えており、このシリンダロッド５３の下端部に、第２浮き上がり押さえ部（第２押さえ手段）５４が取り付けられている。
【００４８】
第２浮き上がり押さえ部５４は、全体が棒状部材で形成されており、キャリア３１に収納された複数枚の半導体ウエハ２１の浮き上がりを押さえるための押さえ杆５５と、この押さえ杆５５を上下方向に回動させるための階段状に屈曲形成された回動杆５６とからなっている。また、回動杆５６は、その端部５６ａがアルカリエッチ槽３の内壁面に設けられた２枚の支持板５７，５７によって挟持される形で回動可能に軸支されている。そして、この回動杆５６の中程の屈曲部が、シリンダロッド５３の下端部に回動可能に軸支された構造となっている。
【００４９】
すなわち、駆動機構部５２を駆動して、シリンダロッド５３を上方に引き上げると、第２浮き上がり押さえ部５４の押さえ杆５５が上方に回動して、図４に示す垂直状態となる。一方、この状態から駆動機構部５２を駆動して、シリンダロッド５３を下方に押し下げると、第２浮き上がり押さえ部５４の押さえ杆５５が下方に回動して、図３に示す水平状態となる。
【００５０】
次に、上記構成の化学処理装置を使用したシリコンエッチング処理工程について説明する。
【００５１】
まず、前工程よりキャリア３１に複数枚収納された半導体ウエハ２１が投入ベルト部２により搬送されて待機位置６０で止まる。
【００５２】
次に、搬送ロボットＡ１が、キャリア用チャック１３によりキャリア３１を掴み、アルカリエッチ槽３に浸漬させて、キャリア固定ガイド４１に嵌め合わせるように載置する。このとき、第１浮き上がり押さえ部１４は、図５に示すように、液中で浮き上がってきた半導体ウエハ２１を液中で受け止めている。一方、押さえ機構部５１の第２浮き上がり押さえ部５４は、図４に示すように垂直状態となっている。従って、キャリア３１をキャリア固定ガイド４１に嵌め合わせるとき、第２浮き上がり押さえ部５４が邪魔になることはない。
【００５３】
次に、搬送ロボットＡ１の第１浮き上がり押さえ部１４で半導体ウエハ２１を押さえた状態で、押さえ機構部５１の駆動機構部５２を駆動して、シリンダロッド５３を下方に押し下げる。これにより、第２浮き上がり押さえ部５４の押さえ杆５５が下方に回動し、図６に示すように、キャリア用チャック１３，１３の間を降下して、図３に示す水平状態となる。この状態では、図６に示すように、押さえ杆５５の下面と浮き上がっている半導体ウエハ２１との間に、若干の隙間が存在している。
【００５４】
この後、搬送ロボットＡ１のキャリア用チャック１３，１３を開き、アルカリエッチ槽３から完全に退避させてから、エッチング処理を開始する。
【００５５】
エッチング処理では、液中で反応により発生したガスが半導体ウエハ２１の表面に付着し、半導体ウエハ２１の浮き上がりを発生させるが、半導体ウエハ２１の上には押さえ杆５５がセットされているため、図７に示すように、半導体ウエハ２１の浮き上がりが防止される。またこのとき、キャリア３１自体にも浮力が及び、キャリア３１ががたつく場合があるが、このがたつきは、キャリア固定ガイド４１にて確実に防止されることになる。
【００５６】
エッチング処理が完了すると、搬送ロボットＡ１を再びアルカリエッチ槽３に浸漬させ、キャリア用チャック１３によりキャリア３１を掴むとともに、第１浮き上がり押さえ部１４により半導体ウエハ２１の浮き上がりを押さえる。
【００５７】
次に、押さえ機構部５１の駆動機構部５２を駆動して、シリンダロッド５３を上方に引き上げる。これにより、第２浮き上がり押さえ部５４の押さえ杆５５が上方に回動し、キャリア用チャック１３，１３の間を上昇して、図４に示す垂直状態となる。
【００５８】
この後、搬送ロボットＡ１を上昇させてキャリア３１をアルカリエッチ槽３から取り出し、隣の純水洗浄槽４まで搬送するのであるが、本実施の形態では、この搬送途中における半導体ウエハ２１の空中での化学反応を防止するために、シャワーノズル１５から純水ミストシャワーを噴射しながら搬送する。これにより、半導体ウエハ２１の空中での異常エッチング反応を静止させることができる。
【００５９】
そして、キャリア３１を純水洗浄槽４に浸漬すると、搬送ロボットＡ１のキャリア用チャック１３，１３を開き、純水洗浄槽４から搬送ロボットＡ１を完全に退避させる。
【００６０】
この純水洗浄槽４による洗浄以降の工程は、もう１台の搬送ロボットＢ１にて行う。すなわち、搬送ロボットＡ１の搬送と同様にして、キャリア３１を酸中和処理槽５、純水洗浄槽６、乾燥槽７と順次搬送し、それぞれの工程での処理が終了すると、最後に排出ベルト部８に排出して、次の工程に搬送することになる。
【００６１】
【発明の効果】
本発明の半導体ウエハの化学処理装置及び化学処理方法によれば、キャリアを化学処理槽に浸漬させる過程では、搬送ロボットに設けられた第１浮き上がり押さえ部によって半導体ウエハの浮き上がりが確実に押さえられ、化学処理中は化学処理槽内に設けられた第２浮き上がり押さえ部によって半導体ウエハの浮き上がりが確実に押さえられるので、高速で安定した処理動作を実現することができる。
【００６２】
また、前記２浮き上がり押さえ部は、前記化学処理槽の液内にて前記半導体ウエハが前記キャリアから若干浮き上がった状態で半導体ウエハの浮き上がりを押さえるように設けられているので、半導体ウエハの全体に化学処理であるエッチング処理を施すことができる。
【００６３】
また、前記化学処理槽内に前記キャリアの位置を固定するキャリアガイド手段が設けられており、このキャリアガイド手段によってキャリアの位置を固定することで、キャリアの転倒や移動が防止される。これにより、搬送ロボットで搬出するときの搬出ミスの発生も防止することができる。
【００６４】
また、半導体ウエハが空中にあるときに散水手段により散水することで、空中での異常エッチング反応を静止させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体ウエハの化学処理装置の一実施の形態を示す全体構成図である。
【図２】搬送ロボットの外観斜視図である。
【図３】アルカリエッチ槽内での押さえ機構部とキャリアとの関係を示す斜視図である。
【図４】エッチング処理工程から洗浄工程に移る状態を示す部分拡大斜視図である。
【図５】アルカリエッチ槽内での搬送ロボットの動作を説明するための概略正面図である。
【図６】アルカリエッチ槽内での搬送ロボットの動作を説明するための概略正面図である。
【図７】アルカリエッチ槽内での搬送ロボットの動作を説明するための概略正面図である。
【図８】従来の化学処理装置の全体構成図である。
【図９】従来の化学処理装置において、搬送ロボットによって浮き上がり押さえ治具をキャリアにセットする様子を示す説明図である。
【図１０】従来の化学処理装置において、アルカリエッチ槽と純水洗浄槽との間を移動する搬送ロボットの様子を示す説明図である。
【図１１】従来の一般的な太陽電池の製造工程を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 筐体
２ 投入ベルト部
３ アルカリエッチ槽
４ 純水洗浄槽
５ 酸中和処理槽
６ 純水洗浄槽
７ 乾燥槽
８ 排出ベルト部
１０ 支持杆
１１ ロボット本体部
１２ キャリアアーム
１３ キャリア用チャック
１４ 第１浮き上がり押さえ部
１５ シャワーノズル
２１ 半導体ウエハ
３１ キャリア
３２ 上面開口部
３３ 係止部
４１ キャリア固定ガイド
５１ 押さえ機構部
５２ 駆動機構部
５３ シリンダロッド
５４ 第２浮き上がり押さえ部
５５ 押さえ杆
５６ 回動杆
Ａ１，Ｂ１ 搬送ロボット
Claims (6)
- 半導体ウエハを収納したキャリアを保持して化学処理槽の液内に浸漬させる搬送ロボットを有する半導体ウエハの化学処理装置であって、
前記搬送ロボットは、ロボット本体部、このロボット本体部に設けられた一対のキャリアアーム、各キャリアアームに設けられたキャリア用チャック、及び、各キャリアアームに取り付けられ、前記キャリアに収納された半導体ウエハの液内での浮き上がりを押さえる第１浮き上がり押さえ部を備えており、
前記化学処理槽は、棒状に形成された押え杆、前記押え杆を保持する回動杆、及び、前記回動杆を駆動する駆動機構からなる第２浮き上がり押さえ部を備えており、
前記押さえ杆は、前記搬送ロボットによって前記化学処理槽の液内に浸漬させたキァリアをチャックした状態の前記キャリア用チャックの間を上下に回動可能に設けられていることを特徴とする半導体ウエハの化学処理装置。 - 前記第２浮き上がり押さえ部は、前記化学処理槽の液内にて前記半導体ウエハが前記キャリアから若干浮き上がった状態で半導体ウエハの浮き上がりを押さえるように設けられている請求項１に記載の半導体ウエハの化学処理装置。
- 前記化学処理槽内に、前記キャリアの位置を固定するキャリアガイド手段が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体ウエハの化学処理装置。
- 前記搬送ロボットは、保持したキャリアに収納されている半導体ウエハに対して散水する散水手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウエハの化学処理装置。
- 半導体ウエハを収納したキャリアを保持して化学処理槽の液内に浸漬させる搬送ロボットを備え、この搬送ロボットは、ロボット本体部、このロボット本体部に設けられた一対のキャリアアーム、各キャリアアームに設けられたキャリア用チャック、及び、各キャリアアームに取り付けられ、前記キャリアに収納された半導体ウエハの液内での浮き上がりを押さえる第１浮き上がり押さえ部を有しており、前記化学処理槽は、棒状に形成された押え杆、前記押え杆を保持する回動杆、及び、前記回動杆を駆動する駆動機構部からなる第２浮き上がり押さえ部を有している半導体ウエハの化学処理装置を用いた半導体ウエハの化学処理方法であって、
キャリア用チャックによりキャリアを掴んだ状態で化学処理槽に浸漬させる工程と、
液中で浮き上がってきた半導体ウエハを第１浮き上がり押さえ部で受け止める工程と、
キャリア用チャックでキャリアを保持した状態で、駆動機構部を駆動して垂直状態の第２浮き上がり押さえ部の押さえ杆を下方に回動し、キャリア用チャック間を水平状態まで降下させる工程と、
キャリア用チャックを開いて第１浮き上がり押さえ部と共に搬送ロボットを化学処理槽から退避させる工程と、
第２浮き上がり押さえ部にて半導体ウエハの浮き上がりを押さえた状態で化学処理を行う工程と、
化学処理後にキャリア用チャック及び第１浮き上がり押さえ部を化学処理槽内に進入させてキャリアを保持する工程と、
キャリア用チャックでキャリアを保持した状態で、駆動機構部を駆動して水平状態の第２浮き上がり押さえ部の押さえ杆を上方に回動し、キャリア用チャック間を垂直状態まで上昇させる工程と、
第１浮き上がり押さえ部にて半導体ウエハを押さえた状態で搬送ロボットを化学処理槽から退避させる工程と、からなることを特徴とする半導体ウエハの化学処理方法。 - 前記搬送ロボットによる次の化学処理槽までの搬送途中において、搬送ロボットに設けられた散水手段により半導体ウエハに散水する工程をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の半導体ウエハの化学処理方法。
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