JP6861921B1 - シリコン芯線のエッチング装置およびシリコン芯線のエッチング方法 - Google Patents

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Abstract

シリコン芯線の表面全体を均一にエッチングできる装置を提供する。シリコン芯線（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）のエッチング装置（１）は、エッチング液（Ｌ１、Ｌ２）を収容するエッチング液槽（１１、１２）と、シリコン芯線（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）が貫通する孔（３１Ａ）が形成され、シリコン芯線（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）を支持する複数の芯線支持部材（３１）と、孔（３１Ａ）に対してシリコン芯線（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）が貫通する相対位置を変化させる位置変化機構（４０）と、を備える。

Description

本発明はシリコン芯線のエッチング装置およびシリコン芯線のエッチング方法に関する。
半導体材料などに使用される多結晶シリコンには、非常に高い純度が要求される。特許文献１には、ロッド状の多結晶シリコンをハンガーに直接吊り下げた状態で洗浄する多結晶シリコンの洗浄方法が開示されている。
日本国特開２００５−２８８３３３号公報
しかしながら、上述のような従来技術を多結晶シリコンの析出に使用されるシリコン芯線に適用しても、シリコン芯線の表面全体を均一にエッチングすることが難しいことがある。また、シリコン芯線はロッド状の多結晶シリコンよりも軽量であるので、シリコン芯線がハンガーから落下してしまう虞があるという問題がある。
特に、特許文献１に記載された例示のハンガーは、Ｌ字型のハンガーであるので、エッチング対象物としてのシリコン芯線をハンガーに支持した状態では、シリコン芯線の上部が大きく開放される。そのため、シリコン芯線が落下し易いという問題がある。この落下の問題を解消するためには、ハンガーの数を増やすことも考えられるが、ハンガーの数が増えると、ハンガーとエッチング対象物との接点が多くなるため、均一なエッチングが難しくなるという問題がある。
本発明の一態様は、シリコン芯線の表面全体を均一にエッチングできる装置を提供することを目的とする。
前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るシリコン芯線のエッチング装置は、シリコン芯線が浸漬されるエッチング液を収容するエッチング液槽と、前記シリコン芯線が貫通する孔が少なくとも１つ形成されており、前記シリコン芯線を支持する複数の芯線支持部材と、前記シリコン芯線が、前記複数の芯線支持部材を貫通し前記エッチング液に浸漬された状態で、前記孔に対して前記シリコン芯線が貫通する相対位置を変化させる位置変化機構と、を備えている。
本発明の一態様に係るシリコン芯線のエッチング方法は、シリコン芯線を支持する複数の芯線支持部材に形成された孔に、前記シリコン芯線を貫通させる貫通工程と、前記芯線支持部材に支持された前記シリコン芯線をエッチング液に浸漬する第１浸漬工程と、前記孔に対して前記シリコン芯線が貫通する相対位置を変化させる第１位置変化工程と、を備える。
本発明の一態様によれば、シリコン芯線の表面全体を均一にエッチングできる装置を提供することができる。
本発明の実施形態１に係るシリコン芯線のエッチング装置の初期状態を示す概略図である。 図１に係るエッチング装置のカセット台および芯線ホルダの分解概略図である。 図１に係るエッチング装置において、芯線支持板がシリコン芯線を支持した状態を示す図である。 図１に係るエッチング装置において、クレーンに芯線ホルダを取り付ける前の状態を示す図である。 図４に係るクレーンに芯線ホルダを取り付けた後の状態を示す図である。 本発明の実施形態１に係るエッチング装置による、シリコン芯線のエッチング方法を示すフローチャートである。 図１に係るエッチング装置において、シリコン芯線を第１エッチング液に浸漬した状態を示す図である。 図１に係るエッチング装置において、シリコン芯線をエッチングおよび洗浄した後の状態を示す図である。 本発明の実施形態２に係るエッチング装置のカセット台および芯線ホルダの分解概略図である。 本発明の実施形態３に係るエッチング装置において、クレーンにカセット台を取り付ける前の状態を示す図である。
〔実施形態１〕
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
＜シリコン芯線のエッチング装置＞
図１に示すように、シリコン芯線Ｃ１のエッチング装置１は、第１エッチング液槽１１と、第２エッチング液槽１２と、洗浄槽１３と、カセット台２０と、芯線ホルダ３０と、クレーン（位置変化機構）４０と、を備える。
本明細書では、図１に示すエッチング装置１の初期状態において、芯線ホルダ３０に対する第１エッチング液槽１１の位置を前側と称し、第１エッチング液槽１１に対する芯線ホルダ３０の位置を後側と称する。また、芯線ホルダ３０に対するクレーン４０の昇降機構４３の位置を上側と称し、昇降機構４３に対する芯線ホルダ３０の位置を下側と称する。
図２および図３で示すように、シリコン芯線Ｃ１は、芯線ホルダ３０の芯線支持板（芯線支持部材）３１の貫通孔３１Ａを貫通して、芯線支持板３１に支持される。図２等に示すように、本明細書において、前側に向かって右手側を右側、左手側を左側と称する。芯線支持板３１に支持されたシリコン芯線Ｃ１は左右方向に延びるため、図１では、シリコン芯線Ｃ１は紙面に垂直な方向に延びている。
シリコン芯線Ｃ１は、例えばシーメンス法により多結晶シリコンを製造するときに、シリコン芯線Ｃ１の表面上に多結晶シリコンを析出させるために使用される。シリコン芯線Ｃ１は、限定するものではないが、例えばロッド状の多結晶シリコンまたは単結晶シリコンを切り出すことにより製造される。
このように製造されるシリコン芯線Ｃ１の形状は、例えば円柱、楕円柱、略方形の角柱または多角形の角柱である。角柱形状のシリコン芯線Ｃ１は、大きなロッド状の多結晶シリコンを直線的に切り分けることにより、容易に製造することができる。また、シリコン芯線Ｃ１の寸法は、例えば断面積が０．１ｃｍ２以上６ｃｍ２以下であり、長さが２００ｍｍ以上である。シリコン芯線Ｃ１の長さの上限値は特に制限されるものではないが、通常、２０００ｍｍ程度であり、好ましくは１５００ｍｍ程度である。
第１エッチング液槽１１および第２エッチング液槽１２は、シリコン芯線Ｃ１の表面をエッチングする第１エッチング液Ｌ１および第２エッチング液Ｌ２をそれぞれ収容する。第１エッチング液槽１１の前側には、第２エッチング液槽１２および洗浄槽１３が順番に並んでいる。後述するように、本実施形態では、シリコン芯線Ｃ１は第１エッチング液槽１１の第１エッチング液Ｌ１に浸漬され、エッチングされた後、第２エッチング液槽１２の第２エッチング液Ｌ２に浸漬され、エッチングされる。
第１エッチング液Ｌ１および第２エッチング液Ｌ２としては、限定するものではないが、例えば、フッ化水素（ＨＦ）水溶液（弗酸とも称される）、硝酸（ＨＮＯ３）水溶液またはこれらの混合物を使用することができる。エッチング後のシリコン芯線Ｃ１について、表面の平坦性を向上させる観点から、第２エッチング液Ｌ２は、第１エッチング液Ｌ１よりも、ＨＮＯ３に対するＨＦの質量比率が高い方が好ましい。例えば、第１エッチング液Ｌ１におけるＨＦ：ＨＮＯ３の質量比率は、１：５０〜１：３０であることが好ましく、第２エッチング液Ｌ２におけるＨＦ：ＨＮＯ３の質量比率は、１：３０〜１：５であることが好ましい。
また、第１エッチング液Ｌ１および第２エッチング液Ｌ２に含まれるＨＮＯ３の濃度は、エッチングの対象となるシリコン芯線Ｃ１の汚染状態およびエッチング後のシリコン芯線Ｃ１の目標清浄度に応じて適宜決定してもよい。例えば、第１エッチング液Ｌ１に含まれるＨＮＯ３の濃度は、６４質量％よりも大きく６９質量％以下であることが好ましい。また、第２エッチング液Ｌ２に含まれるＨＮＯ３の濃度は、６０質量％以上６７質量％以下であることが好ましい。ＨＮＯ３の濃度は、第２エッチング液Ｌ２よりも第１エッチング液Ｌ１の方が高いことが好ましいが、これに限定されるものではない。
本実施形態では、エッチング液槽として、第１エッチング液槽１１および第２エッチング液槽１２の２つの槽が設けられている。しかし、エッチング液槽の数はこれに限定されず、１つのエッチング液槽が設けられていてもよく、３つ以上のエッチング液槽が設けられていてもよい。当然のことながら、エッチング液槽の数が１つであったとしても、本発明は十分にその効果を発揮する。
３つ以上のエッチング液槽が設けられる場合、エッチング後のシリコン芯線Ｃ１について、表面の平坦性を向上させる観点から、エッチング液槽に収容されるエッチング液は、後工程に相当する程、ＨＮＯ３に対するＨＦの質量比率が高い方が好ましい。これにより、エッチング液の必要以上の温度上昇を抑制できる。これは、いきなりＨＦ質量比率が高いエッチング液によりシリコン芯線Ｃ１をエッチングすると、エッチングが急速に進行してしまうためである。なお、この場合、第３エッチング液に含まれるＨＮＯ３の濃度は、５５質量％以上６４質量％以下となることが好ましい。また、ＨＮＯ３の濃度は、第３エッチング液よりも第２エッチング液Ｌ２の方が高いことが好ましい。
第１エッチング液槽１１および第２エッチング液槽１２はそれぞれ、少なくとも表面が第１エッチング液Ｌ１および第２エッチング液Ｌ２に対して耐食性のある材料で形成されていることが好ましい。また、第１エッチング液槽１１および第２エッチング液槽１２の表面は、シリコン芯線Ｃ１の汚染の原因となる物質を生成しない材料で形成されていることが好ましい。
洗浄槽１３は、シリコン芯線Ｃ１が浸漬される洗浄水Ｌ３を収容する。洗浄水Ｌ３としては、例えば、純度の高い水を使用することが好ましい。シリコン芯線Ｃ１の不純物汚染を防ぐ観点から、洗浄水Ｌ３は比抵抗が１ＭΩｃｍ（メガオームセンチ）以上の純水であることが好ましい。洗浄槽１３は、複数槽設けられていてもよく、芯線ホルダ３０に支持されたシリコン芯線Ｃ１が、各洗浄槽内の洗浄水に順番に浸漬されてもよい。この場合、最後の洗浄槽内の洗浄水の純度が最も高くなるように配置することが好ましい。
図２に示すように、カセット台２０は、フレーム２１と、８個の挿入部２２と、を備える。なお、挿入部２２の数は８個に限定されず、エッチングの効率およびエッチング装置１の大きさ等に応じて適宜変更することができる。フレーム２１が備える棒状部はそれぞれ、略直方体の各辺に相当するように構成されており、この各辺は、それぞれ上下、前後または左右方向に延びている。
フレーム２１が備える左右方向に延びる棒状部に、８個の挿入部２２が設けられている。８個の挿入部２２はそれぞれ、左右方向に対向する突起が対となった形状である。カセット台２０は、挿入部２２の対となった突起の間に後述する芯線ホルダ３０の芯線支持板３１が挿入されることにより、芯線ホルダ３０がカセット台２０に取り付けられるように構成されている。また、カセット台２０は、芯線ホルダ３０をカセット台２０に固定するための固定具（図示せず）を備える。
芯線ホルダ３０は、２枚の芯線支持板３１と、フック３２と、連結部３３と、を備える。芯線支持板３１は、上下および前後方向に延びるように配置される。芯線支持板３１には、シリコン芯線Ｃ１が貫通する貫通孔（孔）３１Ａが複数形成されている。
なお、本発明に係るエッチング装置において、シリコン芯線Ｃ１が複数の芯線支持板３１を貫通した状態で、貫通孔３１Ａに対してシリコン芯線Ｃ１が貫通する相対位置を変化させることができるのであれば、カセット台２０は必須のものではない。本実施形態では、芯線ホルダ３０がフック３２を備えるので、フック３２をクレーン４０に取り付け、クレーン４０が芯線ホルダ３０を上下方向に往復移動させることにより、本発明を達成することができる。
図３に示すように、芯線支持板３１は、シリコン芯線Ｃ１が貫通孔３１Ａを貫通した状態で、芯線支持板３１がシリコン芯線Ｃ１を支持するように構成されている。芯線支持板３１に複数形成された貫通孔３１Ａにはそれぞれ、複数のシリコン芯線Ｃ１が貫通し得るため、芯線支持板３１は複数のシリコン芯線Ｃ１を支持し得るように構成されている。
芯線支持板３１における貫通孔３１Ａを形成する縁部は、連続した曲線状となるように形成されている。また、芯線支持板３１における貫通孔３１Ａを形成する縁部は、角がなく滑らかな形状であることが好ましい。例えば、芯線支持板３１における貫通孔３１Ａを形成する縁部は、円形状または楕円形状であってもよい。あるいは、芯線支持板３１における貫通孔３１Ａを形成する縁部は、例えば正方形、長方形、その他の四角形および六角形を含む多角形の形状であってもよい。
なお、エッチング対象であるシリコン芯線Ｃ１が角柱形状である場合、芯線支持板３１における貫通孔３１Ａを形成する縁部を円形状または楕円形状とすることにより、シリコン芯線Ｃ１と芯線支持板３１との接触面積を減少させることができる。この場合、芯線ホルダ３０を上下方向に往復移動させるときに、シリコン芯線Ｃ１と芯線支持板３１とが離れ易くなるため、シリコン芯線が貫通する相対位置を変化させ易くなり、かつ、均一なエッチングを行うことが容易となる。
また、芯線支持板３１における貫通孔３１Ａを形成する縁部は、シリコン芯線Ｃ１との接触面積を減少させるために、連続した凹凸状であってもよい。この場合、シリコン芯線Ｃ１は、前記縁部における凸部の先端に当接することにより、前記縁部における凹部に当接し難くなるため、前記縁部とシリコン芯線Ｃ１との接触面積を減少させ易くすることができる。
貫通孔３１Ａが円形状である場合、貫通孔３１Ａの直径は、シリコン芯線Ｃ１の断面の最小包含円の直径の１．１倍以上であることが好ましく、１．２倍以上であることがより好ましい。また、貫通孔３１Ａの直径は、限定するものではないが、シリコン芯線Ｃ１の断面の最小包含円の直径の２．０倍以下であることが好ましい。この場合、貫通孔３１Ａに対してシリコン芯線Ｃ１が貫通する相対位置を変化させるときに、シリコン芯線Ｃ１が芯線支持板３１から脱落し難くなる。
また、貫通孔３１Ａが円形状以外の形状である場合、貫通孔３１Ａの短径は、シリコン芯線Ｃ１の断面の最小包含円の直径の１．１倍以上であることが好ましく、１．２倍以上であることがより好ましい。この場合も、シリコン芯線Ｃ１が芯線支持板３１から脱落することを防ぐ観点から、貫通孔３１Ａの短径は、シリコン芯線Ｃ１の断面の最小包含円の直径の２．０倍以下であることが好ましい。
芯線支持板３１における貫通孔３１Ａを形成する縁部は、その一部が、シリコン芯線の断面の最小包含円の直径よりも短い長さで開放されていてもよい。ただし、エッチング中および／または洗浄中に、シリコン芯線Ｃ１が芯線支持板３１から脱落することを防ぐために、芯線支持板３１における貫通孔３１Ａを形成する縁部は、連続した形状とすることが好ましい。また、芯線支持板３１における貫通孔３１Ａを形成する縁部が連続した形状である場合、芯線支持板３１に多数の貫通孔を容易に配置できるため、多数のシリコン芯線Ｃ１を一度にエッチングし易くすることができる。
図４および図５で示すように、フック３２は、芯線支持板３１の上面から左右方向外側へ延出しており、クレーン４０のアーム４１に取り付けられる。なお、図４および図５では、芯線ホルダ３０が支持するべきシリコン芯線Ｃ１を省略して示す。フック３２がアーム４１に取り付けられることにより、クレーン４０が芯線ホルダ３０を支持する。これにより、芯線ホルダ３０が上下または前後方向に移動可能となる。芯線ホルダ３０が固定具によってカセット台２０に取り付けられている場合には、カセット台２０および芯線ホルダ３０を一体として、上下方向または前後方向に移動させることが可能である。図２に示す連結部３３は、２枚の芯線支持板３１を互いに連結するように、左右方向に延びている。
第１エッチング液Ｌ１もしくは第２エッチング液Ｌ２または洗浄水Ｌ３中で、芯線ホルダ３０を上下または前後方向に移動させることにより、貫通孔３１Ａに対してシリコン芯線Ｃ１が貫通する相対位置を変化させることができる。なお、本明細書において、「貫通孔３１Ａに対してシリコン芯線Ｃ１が貫通する相対位置を変化させる」ことは、芯線支持板３１における貫通孔３１Ａを形成する縁部と接触していたシリコン芯線Ｃ１の位置を変化させることを含む。
また、貫通孔３１Ａに対してシリコン芯線Ｃ１が貫通する相対位置を変化させるときには、シリコン芯線Ｃ１の表面全体を均一にエッチングするために、芯線支持板３１における貫通孔３１Ａを形成する縁部とシリコン芯線Ｃ１とが一時的に離れることが好ましい。ここで、後述するように、芯線ホルダ３０を上下方向に往復移動させることにより、芯線支持板３１が上下方向に往復移動するため、芯線支持板３１が上昇した後、下降を始めるときに、シリコン芯線Ｃ１が芯線支持板３１から離れやすくなる。したがって、シリコン芯線Ｃ１をエッチングまたは洗浄するときは、シリコン芯線Ｃ１を支持する芯線ホルダ３０を上下方向に往復移動させることが好ましい。
フック３２は、本実施形態において、２枚の芯線支持板３１上に配置されている。しかし、本発明はこれに限定されず、例えば、カセット台２０の中央部付近に相当する１か所にフックを配置してもよく、または３か所以上に配置してもよい。ただし、フック３２は、一体化したカセット台２０および芯線ホルダ３０をクレーン４０によって移動させる際に、連結部３３が略水平状態を維持できるように取り付けられることが好ましい。したがって、フック３２は、図２に示すように、２枚の芯線支持板３１上に、それぞれ配置されることが好ましい。
図１に示すように、クレーン４０は、アーム４１と、ワイヤロープ４２と、昇降機構４３と、台車４４と、レール４５と、を備える。アーム４１は左右方向に伸縮可能に構成されている。アーム４１にフック３２を取り付けるときには、まず、図４に示すように、アーム４１をカセット台２０の上方に配置した状態で、アーム４１を左右方向に伸長させる。そして、図５に示すように、昇降機構４３（図１に示す）によってアーム４１を下降させ、アーム４１を左右方向に収縮させることにより、アーム４１にフック３２を取り付けることができる。
図１に示すように、ワイヤロープ４２は、アーム４１と昇降機構４３とを接続する。昇降機構４３は、例えばワイヤロープを巻き取りまたは繰り出すことにより、アーム４１を昇降させる。台車４４は、昇降機構４３をレール４５に対して移動可能に接続する。レール４５は、台車４４を前後方向に案内する。レール４５は、第１エッチング液槽１１、第２エッチング液槽１２および洗浄槽１３の上方に、前後方向に延びている。アーム４１、昇降機構４３および台車４４は、制御部（図示せず）に接続されており、アーム４１の伸縮および昇降ならびに台車４４の移動は、この制御部によって制御される。
＜シリコン芯線のエッチング方法＞
シリコン芯線Ｃ１のエッチング方法について、図１および図６〜図８を用いて説明する。
図６に示すように、まず、２枚の芯線支持板３１の貫通孔３１Ａにシリコン芯線Ｃ１を貫通させ、シリコン芯線Ｃ１を２枚の芯線支持板３１によって支持する（Ｓ１：貫通工程）。Ｓ１では、シリコン芯線Ｃ１がエッチング中に芯線支持板３１から脱落することを防ぐため、シリコン芯線Ｃ１の両端は、２枚の芯線支持板３１よりも左右方向外側にそれぞれ配置されることが好ましい。２枚の芯線支持板３１よりも左右方向外側に突出するシリコン芯線Ｃ１の長さは、シリコン芯線Ｃ１の脱落を防ぐことができれば、特に制限されない。２枚の芯線支持板３１よりも左右方向外側に突出するシリコン芯線Ｃ１の長さは、例えば、シリコン芯線Ｃ１の長さの１％以上１５％以下であることが好ましく、３％以上１０％以下であることがより好ましい。
そして、芯線支持板３１を挿入部２２に挿入することにより、芯線ホルダ３０をカセット台２０に取り付ける（Ｓ２）。この状態で、カセット台２０の固定具（図示せず）により、芯線ホルダ３０をカセット台２０に固定する。
次に、アーム４１にフック３２を取り付け、図１に示すエッチング装置１の初期状態から、カセット台２０に取り付けられた芯線ホルダ３０を昇降機構４３によって上昇させる。その後、台車４４をレール４５に沿って前方に移動させ、カセット台２０に取り付けられた芯線ホルダ３０を第１エッチング液槽１１の上方に配置する。この状態から、カセット台２０に取り付けられた芯線ホルダ３０を昇降機構４３によって下降させることにより、図７に示すように、芯線支持板３１に支持されたシリコン芯線Ｃ１を第１エッチング液Ｌ１に浸漬する（Ｓ３：第１浸漬工程）。
このように、シリコン芯線Ｃ１が第１エッチング液Ｌ１に浸漬された状態で、芯線ホルダ３０を上下方向に往復移動させることにより、貫通孔３１Ａに対してシリコン芯線Ｃ１が貫通する相対位置を変化させる（Ｓ４：第１位置変化工程）。なお、芯線ホルダ３０を往復移動させる速度は、エッチング装置１およびシリコン芯線Ｃ１の形状および大きさ等に応じて適宜決定すればよいが、シリコン芯線Ｃ１が芯線支持板３１との接触により損傷しない程度の速度であることが好ましい。貫通孔３１Ａに対してシリコン芯線Ｃ１が貫通する相対位置を変化させる速度は、例えば、１分間当たり、３０回以上９０回以下であることが好ましい。特に、芯線ホルダ３０を上下方向に往復移動させる速度は、１分間当たり、３０回以上９０回以下であることが好ましい。
Ｓ４において、シリコン芯線Ｃ１の表面の、芯線支持板３１との接触箇所が芯線ホルダ３０の往復移動に伴って変化するので、シリコン芯線Ｃ１の表面全体が第１エッチング液Ｌ１と接触することができる。したがって、シリコン芯線Ｃ１の表面全体を均一にエッチングすることができる。また、シリコン芯線Ｃ１は、芯線支持板３１に形成された貫通孔３１Ａを貫通した状態で芯線支持板３１に支持されるので、シリコン芯線Ｃ１が芯線支持板３１から落下することを防ぐことができる。
また、芯線ホルダ３０を上下方向に往復移動させることにより、芯線支持板３１が上下方向に往復移動するため、芯線支持板３１が上昇した後、下降を始めるときに、シリコン芯線Ｃ１が芯線支持板３１から離れやすくなる。したがって、エッチングの間に、シリコン芯線Ｃ１の表面全体が第１エッチング液Ｌ１とより接触しやすくなるので、シリコン芯線Ｃ１の表面全体をより均一にエッチングすることができる。また、芯線ホルダ３０は水平方向に移動する必要がないことから、エッチング装置１の水平方向の寸法を小さくすることができるので、エッチング装置１を小型化することができる。
また、芯線支持板３１における貫通孔３１Ａを形成する縁部は、連続した曲線状となるように形成されることが好ましい。この場合、シリコン芯線Ｃ１と芯線支持板３１との接触面積が減少しやすくなるので、シリコン芯線Ｃ１が芯線支持板３１から離れやすくなる。また、芯線支持板３１における貫通孔３１Ａを形成する縁部が連続しているので、シリコン芯線Ｃ１が芯線支持板３１から防ぐことができる。その結果、シリコン芯線Ｃ１が安定して芯線支持板３１に支持された状態で、シリコン芯線Ｃ１の表面全体をより均一にエッチングすることができる。
また、芯線支持板３１に貫通孔３１Ａが複数形成されているので、芯線支持板３１が複数のシリコン芯線Ｃ１を支持することができる。したがって、複数のシリコン芯線Ｃ１を効率的にエッチングすることができる。
次に、シリコン芯線Ｃ１を第１エッチング液Ｌ１によりエッチングした後、カセット台２０に取り付けられた芯線ホルダ３０を昇降機構４３によって上昇させることにより、シリコン芯線Ｃ１を第１エッチング液Ｌ１から取り出す（Ｓ５）。次いで、台車４４をレール４５に沿って前方に移動させ、カセット台２０に取り付けられた芯線ホルダ３０を第２エッチング液槽１２の上方に配置する。
そして、Ｓ３〜Ｓ５と同様にして、シリコン芯線Ｃ１を第２エッチング液Ｌ２に浸漬し（Ｓ６：第１浸漬工程）、芯線ホルダ３０を上下方向に往復移動させ（Ｓ７：第１位置変化工程）、シリコン芯線Ｃ１を第２エッチング液Ｌ２から取り出す（Ｓ８）。
次いで、台車４４をレール４５に沿って前方に移動させ、カセット台２０に取り付けられた芯線ホルダ３０を洗浄槽１３の上方に配置する。そして、Ｓ３〜Ｓ５と同様にして、シリコン芯線Ｃ１を洗浄水Ｌ３に浸漬し（Ｓ９：第２浸漬工程）、芯線ホルダ３０を上下方向に往復移動させ（Ｓ１０：第２位置変化工程）、シリコン芯線Ｃ１を洗浄水Ｌ３から取り出す（Ｓ１１）。
Ｓ１０において、シリコン芯線Ｃ１の表面の、芯線支持板３１との接触箇所が芯線ホルダ３０の往復移動に伴って変化するので、シリコン芯線Ｃ１の表面全体が洗浄水Ｌ３と接触することができ、シリコン芯線Ｃ１の表面全体を均一に洗浄することができる。
そして、台車４４をレール４５に沿って洗浄槽１３よりも前方に移動させた後、図８に示すように、カセット台２０に取り付けられた芯線ホルダ３０を昇降機構４３により下降させる。アーム４１からフック３２を取り外し、芯線ホルダ３０をカセット台２０から取り外した後、シリコン芯線Ｃ１を２枚の芯線支持板３１から抜き取ることにより、エッチングされたシリコン芯線Ｃ１を得ることができる。
＜変形例＞
本実施形態において、カセット台２０は対になった突起の形状の挿入部２２を備え、挿入部２２の対となった突起の間に、芯線支持板３１が挿入される。しかし、本発明はこれに限定されず、カセット台２０には、突起形状の挿入部２２の代わりに、芯線支持板３１を挿入するための溝が形成されていてもよい。
また、本実施形態において、芯線支持板３１の貫通孔３１Ａにシリコン芯線Ｃ１を貫通させた後、芯線ホルダ３０をカセット台２０に取り付けている。しかし、本発明はこれに限定されず、芯線ホルダ３０をカセット台２０に取り付けた後、芯線支持板３１の貫通孔３１Ａにシリコン芯線Ｃ１を貫通させてもよい。
また、本実施形態において、一体化したカセット台２０および芯線ホルダ３０を上下方向に往復移動させることにより、貫通孔３１Ａに対してシリコン芯線Ｃ１が貫通する相対位置を変化させている。しかし、本発明はこれに限定されず、例えば第１エッチング液槽１１、第２エッチング液槽１２または洗浄槽１３を上下方向に往復移動させることにより、貫通孔３１Ａに対してシリコン芯線Ｃ１が貫通する相対位置を変化させてもよい。
あるいは、第１エッチング液Ｌ１、第２エッチング液Ｌ２または洗浄水Ｌ３に強制循環流を形成させ、強制循環流をシリコン芯線Ｃ１に向けることにより、貫通孔３１Ａに対してシリコン芯線Ｃ１が貫通する相対位置を変化させてもよい。該強制循環流は、第１エッチング液槽１１、第２エッチング液槽１２または洗浄槽１３にジェットノズルを設け、該ジェットノズルより循環液を噴流させることにより形成してもよい。
〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。図９に示すように、実施形態２は、カセット台６０に、短尺芯線ホルダ７０および中尺芯線ホルダ８０が取り付けられる点で、実施形態１と相違している。
短尺芯線ホルダ７０は、２枚の芯線支持板３１と、フック３２と、連結部７３と、を備える。連結部７３の左右方向の長さは、図２に示す連結部３３の左右方向の長さよりも短い。したがって、短尺芯線ホルダ７０は、シリコン芯線Ｃ１よりも左右方向の長さの短い短尺シリコン芯線Ｃ２の支持に適している。
また、図９に示す中尺芯線ホルダ８０は、２枚の芯線支持板３１と、フック３２と、連結部８３と、を備える。連結部８３の左右方向の長さは、連結部７３の左右方向の長さよりも長く、かつ図２に示す連結部３３の左右方向の長さよりも短い。したがって、中尺芯線ホルダ８０は、短尺シリコン芯線Ｃ２よりも左右方向の長さが長く、かつシリコン芯線Ｃ１よりも左右方向の長さが短い中尺シリコン芯線Ｃ３の支持に適している。なお、図９において、短尺芯線ホルダ７０および中尺芯線ホルダ８０は、短尺シリコン芯線Ｃ２および中尺シリコン芯線Ｃ３をそれぞれ１本支持しているが、複数本支持してもよい。
図９に示すように、カセット台６０は、フレーム２１と、８個の短尺用挿入部６２と、８個の中尺用挿入部６３と、を備える。フレーム２１が備える左右方向に延びる棒状部に、８個の短尺用挿入部６２および８個の中尺用挿入部６３が設けられている。８個の短尺用挿入部６２および８個の中尺用挿入部６３はそれぞれ、左右方向に対向する突起が対となった形状である。
８個の短尺用挿入部６２の左右方向の位置は、短尺芯線ホルダ７０の２枚の芯線支持板３１を配置する位置に対応している。また、８個の中尺用挿入部６３の左右方向の位置は、中尺芯線ホルダ８０の２枚の芯線支持板３１を配置する位置に対応している。
図９において、エッチング装置１は、短尺芯線ホルダ７０および中尺芯線ホルダ８０を備えるので、それぞれが有するフック３２は、合計で４つである。カセット台６０に短尺芯線ホルダ７０および中尺芯線ホルダ８０の両方を固定した場合、略水平状態が保てるのであれば、短尺芯線ホルダ７０および中尺芯線ホルダ８０のそれぞれ一方のフック３２をクレーン４０のアーム４１（図４に示す）に取り付けてもよい。あるいは、４本のアーム４１を有するクレーン４０を準備して、４つのフック３２の全てにアーム４１を取り付けてもよい。
シーメンス法により多結晶シリコンを製造する場合、略鉛直方向に立てた２本の長い長尺シリコン芯線の上部を短尺シリコン芯線Ｃ２により接続し、２本の長尺シリコン芯線および短尺シリコン芯線Ｃ２を一体として通電加熱することがある。また、長尺シリコン芯線は、それよりも長さの短い短尺シリコン芯線Ｃ２および中尺シリコン芯線Ｃ３を、例えば溶接することにより製造されることがある。
前記の構成によると、短尺シリコン芯線Ｃ２または中尺シリコン芯線Ｃ３の長さに応じて、短尺芯線ホルダ７０または中尺芯線ホルダ８０を選択することができる。したがって、シリコン芯線Ｃ２、Ｃ３の長さを問わず、芯線支持板３１がシリコン芯線Ｃ２、Ｃ３を確実に支持することができる。
＜変形例＞
本実施形態において、カセット台２０は、８個の短尺用挿入部６２と、８個の中尺用挿入部６３と、を備える。しかし、本発明はこれに限定されず、カセット台２０には、合計で１６個を超える数の挿入部が、左右方向に異なる位置に設けられていてもよい。この場合、芯線支持板３１が挿入される挿入部の位置を変更することにより、２枚の芯線支持板３１の間の距離がより細かく変更可能である。したがって、シリコン芯線Ｃ１の長さに応じて、２枚の芯線支持板３１の間の距離がより細かく変更可能であるので、シリコン芯線Ｃ２、Ｃ３の長さを問わず、芯線支持板３１がシリコン芯線Ｃ２、Ｃ３をより確実に支持することができる。
〔実施形態３〕
図１０に示すように、実施形態３は、芯線ホルダ３０ではなく、カセット台２０が着脱可能なフック２３３を備える点で、実施形態１と相違している。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。また、図１０では、芯線ホルダ３０が支持するべきシリコン芯線Ｃ１を省略して示す。
カセット台２０は、芯線ホルダ３０をカセット台２０に固定するための固定具２３を２つ備える。２つの固定具２３は、左右方向に離れている。２つの固定具２３はそれぞれ、２つの取り付け部２３１と、連結部２３２と、フック２３３と、を備える。２つの取り付け部２３１は、前後方向に対向するように設けられており、フレーム２１が備える左右方向に延びる棒状部の上側に、着脱可能に取り付けられるように構成されている。取り付け部２３１をフレーム２１に取り付ける、またはフレーム２１から取り外すことにより、固定具２３をフレーム２１に取り付ける、またはフレーム２１から取り外すことがそれぞれ可能である。この場合には、シリコン芯線Ｃ１のエッチングおよび洗浄は、芯線ホルダ３０がカセット台２０に固定された状態で行われる。
連結部２３２は、前後方向に対向する２つの取り付け部２３１を連結する板状の部材である。フック２３３は、連結部２３２の上面から左右方向外側へ延出しており、クレーン４０のアーム４１に取り付けられるように構成されている。
シリコン芯線Ｃ１をエッチングするときは、まず、固定具２３をフレーム２１から取り外した状態で、シリコン芯線Ｃ１を支持している２枚の芯線支持板３１を挿入部２２に挿入する。次いで、固定具２３をフレーム２１に取り付け、芯線ホルダ３０をカセット台２０に固定する。そして、アーム４１にカセット台２０のフック２３３を取り付ける。この後の流れは実施形態１と同様である。
このように、カセット台２０が着脱可能なフック２３３を備える構造とした場合には、例えば、固定具２３の位置を変更することにより、フック２３３の位置調整を容易に行うことができる。したがって、クレーン４０によりカセット台２０を上下に移動させるときにも、カセット台４０が備える前後方向および左右方向に延びる棒状部を略水平に保つことが容易となる。
＜変形例＞
実施形態３についても、実施形態２と同様に、カセット台６０に、短尺芯線ホルダ７０および中尺芯線ホルダ８０を取り付け、固定具２３で固定する構成としてもよい。この場合であっても、固定具２３の位置を変更することにより、フック２３３の位置調整を容易に行うことができる。そのため、クレーン４０によりカセット台２０を上下に移動させるときにも、カセット台４０が備える前後方向および左右方向に延びる棒状部を略水平に保つことが容易となる。また、１つのカセット台２０は２つのフック２３３を備えるので、クレーン４０は２本のアーム４１を備えればよく、エッチング装置１を複雑な構成とする必要がない。
〔まとめ〕
本発明の一態様に係るシリコン芯線のエッチング装置は、シリコン芯線が浸漬されるエッチング液を収容するエッチング液槽と、前記シリコン芯線が貫通する孔が少なくとも１つ形成されており、前記シリコン芯線を支持する複数の芯線支持部材と、前記シリコン芯線が、前記複数の芯線支持部材を貫通し前記エッチング液に浸漬された状態で、前記孔に対して前記シリコン芯線が貫通する相対位置を変化させる位置変化機構と、を備えている。
なお、本明細書において、「孔」は、孔を形成する縁部が連続した形状、すなわち閉じた形状のものだけでなく、孔を形成する縁部の一部が、シリコン芯線の断面における最小包含円の直径よりも短い長さで開放された形状のものを含むものとする。したがって、芯線支持部材における孔を形成する縁部は、その一部が、シリコン芯線の断面の最小包含円の直径よりも短い長さで開放されていてもよい。
前記の構成によれば、シリコン芯線が、複数の芯線支持部材を貫通しエッチング液に浸漬された状態で、位置変化機構が孔に対してシリコン芯線が貫通する相対位置を変化させることにより、シリコン芯線の表面における芯線支持部材との接触箇所が変化する。したがって、エッチングの間に、シリコン芯線の表面全体がエッチング液と接触することができ、シリコン芯線の表面全体を均一にエッチングすることができる。また、シリコン芯線は、芯線支持部材に形成された孔を貫通した状態で芯線支持部材に支持されるので、シリコン芯線が芯線支持部材から落下することを防ぐことができる。
本発明の一態様に係るシリコン芯線のエッチング装置は、前記位置変化機構は、前記芯線支持部材を上下方向に往復移動させてもよい。前記の構成によれば、芯線支持部材が上下方向に往復移動するため、芯線支持部材が上昇した後、下降を始めるときに、シリコン芯線が芯線支持部材から離れやすくなる。したがって、エッチングの間に、シリコン芯線の表面全体がエッチング液とより接触しやすくなるので、シリコン芯線の表面全体をより均一にエッチングすることができる。また、芯線支持部材は水平方向に移動する必要がないことから、エッチング装置の水平方向の寸法を小さくすることができるので、エッチング装置を小型化することができる。
本発明の一態様に係るシリコン芯線のエッチング装置は、前記孔を形成する縁部は、連続した曲線状となるように形成されていてもよい。前記の構成によれば、シリコン芯線と芯線支持部材との接触面積が減少しやすくなるので、シリコン芯線が芯線支持部材から離れやすくなる。また、孔を形成する縁部が連続している、すなわち閉じているので、シリコン芯線が芯線支持部材から脱落することを防ぐことができる。その結果、シリコン芯線が安定して芯線支持部材に支持された状態で、シリコン芯線の表面全体をより均一にエッチングすることができる。
本発明の一態様に係るシリコン芯線のエッチング装置は、前記シリコン芯線は、前記複数の芯線支持部材に含まれる少なくとも２つの前記芯線支持部材に形成された前記孔をそれぞれ貫通するものであり、前記２つの芯線支持部材の間の距離は、前記シリコン芯線の長さに応じて変更可能であってもよい。前記の構成によれば、シリコン芯線の長さを問わず、芯線支持部材がシリコン芯線を確実に支持することができる。
本発明の一態様に係るシリコン芯線のエッチング装置は、前記芯線支持部材には前記孔が複数形成されていてもよい。前記の構成によれば、芯線支持部材が複数のシリコン芯線を支持できるので、複数のシリコン芯線を効率的にエッチングすることができる。
本発明の一態様に係るシリコン芯線のエッチング装置は、前記シリコン芯線が浸漬される洗浄水を収容する洗浄槽をさらに備え、前記位置変化機構は、前記エッチング液に浸漬された前記シリコン芯線が、前記複数の芯線支持部材を貫通し前記洗浄水に浸漬された状態で、前記孔に対して前記シリコン芯線が貫通する相対位置を変化させてもよい。
前記の構成によれば、シリコン芯線が、複数の芯線支持部材を貫通し洗浄水に浸漬された状態で、位置変化機構が孔に対してシリコン芯線が貫通する相対位置を変化させることにより、シリコン芯線の表面における芯線支持部材との接触箇所が変化する。したがって、洗浄の間に、シリコン芯線の表面全体が洗浄水と接触することができ、シリコン芯線の表面全体を均一に洗浄することができる。
本発明の一態様に係るシリコン芯線のエッチング方法は、シリコン芯線を支持する複数の芯線支持部材に形成された孔に、前記シリコン芯線を貫通させる貫通工程と、前記芯線支持部材に支持された前記シリコン芯線をエッチング液に浸漬する第１浸漬工程と、前記孔に対して前記シリコン芯線が貫通する相対位置を変化させる第１位置変化工程と、を備える。
本発明の一態様に係るシリコン芯線のエッチング方法は、前記第１位置変化工程の後に、前記芯線支持部材に支持された前記シリコン芯線を洗浄水に浸漬する第２浸漬工程と、前記孔に対して、前記洗浄水に浸漬された状態の前記シリコン芯線が貫通する相対位置を変化させる第２位置変化工程と、をさらに備えてもよい。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明の一実施例について以下に説明する。
〔実施例１〕
＜シリコン芯線Ｃ１の準備＞
本実施例の対象となるシリコン芯線Ｃ１として、延伸方向に直交する断面形状が一辺１０ｍｍの正方形であり、延伸方向の長さが１２００ｍｍの角柱状のシリコン芯線Ｃ１を９本準備した。
＜芯線ホルダ３０の準備＞
図２に示す芯線支持板３１として、直径２０ｍｍの円形状の貫通孔３１Ａが均等な配置となるように９個形成された、厚みが１０ｍｍの芯線支持板３１を２枚準備した。この芯線支持板３１を、それぞれ９個の貫通孔３１Ａの位置が、上下方向および前後方向にそれぞれ同じ位置に配置されるように、左右方向に１ｍ離して配置した。そして、図２に示すように、芯線支持板３１に連結部３３およびフック３２を取り付けることで、芯線ホルダ３０を準備した。
＜シリコン芯線Ｃ１の芯線ホルダ３０への配置：貫通工程＞
次に、２枚の芯線支持板３１において、上下方向および前後方向に同じ位置に配置された２つの貫通孔３１Ａを１組として、９組の貫通孔３１Ａそれぞれにシリコン芯線Ｃ１を１本ずつ挿入した。このとき、各シリコン芯線Ｃ１は、その両端が芯線支持板３１から左右方向外側に約１００ｍｍ突出した状態となるように、芯線ホルダ３０に配置した。
＜芯線ホルダ３０のカセット台２０への取り付け＞
芯線支持板３１をカセット台２０の挿入部２２に挿入することにより、前記シリコン芯線Ｃ１を支持する芯線ホルダ３０を、図２に示すカセット台２０に取り付けた。この状態で、カセット台２０の固定具（図示せず）により、芯線ホルダ３０をカセット台２０に固定し、芯線ホルダ３０およびカセット台２０を一体化させた。
＜エッチング：第１浸漬工程および第１位置変化工程＞
図４および図５に示すように、一体化したカセット台２０および芯線ホルダ３０を、クレーン４０で上下方向および前後方向へ移動可能とするため、芯線ホルダ３０のフック３２をクレーン４０のアーム４１に取り付けた。
次に、図７に示すように、一体化したカセット台２０および芯線ホルダ３０をクレーン４０により移動させ、第１エッチング液槽１１に収容された第１エッチング液Ｌ１に、芯線ホルダ３０およびカセット台２０の全体を浸漬した（第１浸漬工程）。なお、第１エッチング液Ｌ１は、ＨＮＯ３を６７質量％、ＨＦを２質量％含む水溶液とした。そして、一体化したカセット台２０および芯線ホルダ３０を、１分当たり４０回の速度で５分間、上下方向に往復移動させた。このとき、貫通孔３１Ａに対してシリコン芯線Ｃ１が貫通する相対位置が変化していることを目視により確認した（第１位置変化工程）。
次いで、一体化したカセット台２０および芯線ホルダ３０をクレーン４０で上昇させることにより、一体化したカセット台２０および芯線ホルダ３０を第１エッチング液Ｌ１から取り出した。その後、一体化したカセット台２０および芯線ホルダ３０をクレーン４０で移動させることにより、第２エッチング液槽１２に収容された第２エッチング液Ｌ２に、シリコン芯線Ｃ１を支持する芯線ホルダ３０およびカセット台２０の全体を浸漬した（第１浸漬工程）。なお、第２エッチング液Ｌ２は、ＨＮＯ３を６４質量％、ＨＦを４質量％含む水溶液とした。そして、一体化したカセット台２０および芯線ホルダ３０を、１分当たり４０回の速度で１０分間、上下方向に往復移動させた。このとき、貫通孔３１Ａに対してシリコン芯線Ｃ１が貫通する相対位置が変化していることを目視により確認した（第１位置変化工程）。
＜洗浄：第２浸漬工程および第２位置変化工程＞
次に、一体化したカセット台２０および芯線ホルダ３０をクレーン４０で上昇させることにより、一体化したカセット台２０および芯線ホルダ３０を第２エッチング液Ｌ２から取り出した。その後、一体化したカセット台２０および芯線ホルダ３０をクレーン４０で移動させることにより、洗浄槽１３に収容された洗浄水Ｌ３に、シリコン芯線Ｃ１を支持する芯線ホルダ３０およびカセット台２０の全体を浸漬した（第２浸漬工程）。なお、洗浄水Ｌ３は、比抵抗が２ＭΩｃｍの純水とした。そして、一体化したカセット台２０および芯線ホルダ３０を、１分当たり４０回の速度で２分間、上下方向に往復移動させた。このとき、貫通孔３１Ａに対してシリコン芯線Ｃ１が貫通する相対位置が変化していることを目視により確認した（第２位置変化工程）。
＜乾燥＞
その後、一体化したカセット台２０および芯線ホルダ３０を洗浄槽１３から取り出し、芯線ホルダ３０およびカセット台２０に付着した余分な洗浄水Ｌ３を除去した。そして、シリコン芯線Ｃ１を芯線ホルダ３０およびカセット台２０ごと乾燥させた。
＜評価・観察＞
乾燥後、得られた９本のシリコン芯線Ｃ１を目視により観察した。９本のシリコン芯線Ｃ１は全て、表面全体が均一で金属光沢を有しており、エッチングムラがないことがわかった。また、９本のシリコン芯線Ｃ１は全て、エッチング工程および洗浄工程を通して、芯線ホルダ３０から脱落することはなかった。
〔比較例１〕
実施例１の＜エッチング＞および＜洗浄＞において、一体化したカセット台２０および芯線ホルダ３０を上下方向に往復移動させず、静止させた状態で浸漬したことを除き、実施例１と同様の処理を行った。浸漬時間はそれぞれ、第１エッチング液Ｌ１で５分間、第２エッチング液Ｌ２で１０分間、洗浄水Ｌ３で２分間とした。
乾燥後、得られた９本のシリコン芯線Ｃ１を目視により観察した。９本のシリコン芯線Ｃ１は全て、シリコン芯線Ｃ１が、芯線支持板３１における貫通孔３１Ａを形成する縁部と接触していた箇所およびその近傍が、その他の箇所と異なる光沢を有しており、明らかにエッチングムラが生じていることが分かった。なお、本明細書において、シリコン芯線Ｃ１が、芯線支持板３１における貫通孔３１Ａを形成する縁部と接触していた箇所を、シリコン芯線Ｃ１における芯線支持板３１との接触箇所と称する。
〔比較例２〕
実施例１の＜エッチング＞において、一体化したカセット台２０および芯線ホルダ３０を上下方向に往復移動させず、静止させた状態で浸漬したことを除き、実施例１と同様の処理を行った。なお、比較例１とは、＜洗浄：第２浸漬工程および第２位置変化工程＞において、一体化したカセット台２０および芯線ホルダ３０を、１分当たり４０回の速度で２分間、上下方向に往復移動させた点で異なる。
乾燥後、得られた９本のシリコン芯線Ｃ１を目視により観察した。９本のシリコン芯線Ｃ１は全て、シリコン芯線Ｃ１における芯線支持板３１との接触箇所およびその近傍が、その他の箇所と異なる光沢を有しており、明らかにエッチングムラが生じていることが分かった。したがって、エッチング工程においてカセット台２０および芯線ホルダ３０を往復移動させなかった場合には、洗浄工程においてシリコン芯線Ｃ１の相対位置を変化させたとしても、エッチングムラを解消できないことが示された。
〔実施例２〕
芯線ホルダ３０に、一辺が２０ｍｍの正方形の貫通孔３１Ａが均等な配置となるように９個形成された、厚みが１０ｍｍの芯線支持板３１を２枚使用したことを除き、実施例１と同様の処理を行った。
乾燥後、得られた９本のシリコン芯線Ｃ１を目視により観察した。このうち５本のシリコン芯線Ｃ１は、表面全体が均一で金属光沢を有しており、エッチングムラがないことがわかった。また、残りの４本のシリコン芯線Ｃ１は、シリコン芯線Ｃ１における芯線支持板３１との接触箇所およびその近傍が、その他の箇所と若干異なる光沢を有しており、わずかにエッチングムラが生じていることが分かった。ただし、実施例２で観察されたエッチングムラは、比較例１および２のエッチングムラよりも薄く、判別し難く大きな問題とはなりにくいムラであった。
〔実施例３〕
＜エッチング＞における一体化したカセット台２０および芯線ホルダ３０の往復移動の速度を、１分当たり８０回としたことを除き、実施例２と同様の処理を行った。具体的には、シリコン芯線Ｃ１を第１エッチング液Ｌ１に浸漬した状態で、一体化したカセット台２０および芯線ホルダ３０を、１分当たり８０回の速度で５分間、上下方向に往復移動させた。また、シリコン芯線Ｃ１を第２エッチング液Ｌ２に浸漬した状態で、一体化したカセット台２０および芯線ホルダ３０を、１分当たり８０回の速度で１０分間、上下方向に往復移動させた。
乾燥後、得られた９本のシリコン芯線Ｃ１を目視により観察した。９本のシリコン芯線Ｃ１は全て、表面全体が均一で金属光沢を有しており、エッチングムラがないことがわかった。
〔実施例４〕
芯線ホルダ３０に、直径２０ｍｍの円に内接する正六角形の貫通孔３１Ａが均等な配置となるように９個形成された、厚みが１０ｍｍの芯線支持板３１を２枚使用したことを除き、実施例１と同様の処理を行った。
乾燥後、得られた９本のシリコン芯線Ｃ１を目視により観察した。このうち７本のシリコン芯線Ｃ１は、表面全体が均一で金属光沢を有しており、エッチングムラがないことがわかった。また、残りの２本のシリコン芯線Ｃ１は、シリコン芯線Ｃ１における芯線支持板３１との接触箇所およびその近傍が、その他の箇所と若干異なる光沢を有しており、わずかにエッチングムラが生じていることが分かった。ただし、実施例４で観察されたエッチングムラは、比較例１および２のエッチングムラよりも薄く、判別し難く大きな問題とはなりにくいムラであった。
〔実施例５〕
＜エッチング＞における一体化したカセット台２０および芯線ホルダ３０の往復移動の速度を、１分当たり６０回としたことを除き、実施例４と同様の処理を行った。具体的には、シリコン芯線Ｃ１を第１エッチング液Ｌ１に浸漬した状態で、一体化したカセット台２０および芯線ホルダ３０を、１分当たり６０回の速度で５分間、上下方向に往復移動させた。また、シリコン芯線Ｃ１を第２エッチング液Ｌ２に浸漬した状態で、一体化したカセット台２０および芯線ホルダ３０を、１分当たり６０回の速度で１０分間、上下方向に往復移動させた。
乾燥後、得られた９本のシリコン芯線Ｃ１を目視により観察した。９本のシリコン芯線Ｃ１は全て、表面全体が均一で金属光沢を有しており、エッチングムラがないことがわかった。
実施例１、２および４の比較により、芯線支持板３１における貫通孔３１Ａを形成する縁部の形状は、実施例１で示した円形状のように、角がなく滑らかな曲線状であることが好ましいことが示された。また、実施例２および４の比較により、芯線支持板３１における貫通孔３１Ａを形成する縁部の形状が円に近いほど、上下方向の移動速度が小さくても、シリコン芯線Ｃ１の表面全体を均一にエッチングできることが分かった。
実施例２および３の比較ならびに実施例４および５の比較により、芯線支持板３１における貫通孔３１Ａを形成する縁部が曲線状でない場合であっても、芯線ホルダ３０の往復移動の速度を上げることにより、エッチングの均一性を向上できることが示された。
１ エッチング装置
１１ 第１エッチング液槽（エッチング液槽）
１２ 第２エッチング液槽（エッチング液槽）
１３ 洗浄槽
２０、６０ カセット台
２２ 挿入部
３０ 芯線ホルダ
３１ 芯線支持板（芯線支持部材）
３１Ａ 貫通孔（孔）
３３、７３、８３ 連結部
４０ クレーン（位置変化機構）
４１ アーム
４３ 昇降機構
６２ 短尺用挿入部
６３ 中尺用挿入部
７０ 短尺芯線ホルダ
８０ 中尺芯線ホルダ
Ｃ１ シリコン芯線
Ｃ２ 短尺シリコン芯線（シリコン芯線）
Ｃ３ 中尺シリコン芯線（シリコン芯線）
Ｌ１ 第１エッチング液（エッチング液）
Ｌ２ 第２エッチング液（エッチング液）
Ｌ３ 洗浄水
Ｓ１ 貫通工程
Ｓ３、Ｓ６ 第１浸漬工程
Ｓ４、Ｓ７ 第１位置変化工程
Ｓ９ 第２浸漬工程
Ｓ１０ 第２位置変化工程

Claims (8)

  1. シリコン芯線が浸漬されるエッチング液を収容するエッチング液槽と、
    前記シリコン芯線が貫通する孔が少なくとも１つ形成されており、前記シリコン芯線を支持する複数の芯線支持部材と、
    前記シリコン芯線が、前記複数の芯線支持部材を貫通し前記エッチング液に浸漬された状態で、前記孔に対して前記シリコン芯線が貫通する相対位置を変化させる位置変化機構と、を備えていることを特徴とするシリコン芯線のエッチング装置。
  2. 前記位置変化機構は、前記芯線支持部材を上下方向に往復移動させることを特徴とする、請求項１に記載のシリコン芯線のエッチング装置。
  3. 前記孔を形成する縁部は、連続した曲線状となるように形成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載のシリコン芯線のエッチング装置。
  4. 前記シリコン芯線は、前記複数の芯線支持部材に含まれる少なくとも２つの前記芯線支持部材に形成された前記孔をそれぞれ貫通するものであり、
    前記２つの芯線支持部材の間の距離は、前記シリコン芯線の長さに応じて変更可能であることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載のシリコン芯線のエッチング装置。
  5. 前記芯線支持部材には前記孔が複数形成されていることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載のシリコン芯線のエッチング装置。
  6. 前記シリコン芯線が浸漬される洗浄水を収容する洗浄槽をさらに備え、
    前記位置変化機構は、前記エッチング液に浸漬された前記シリコン芯線が、前記複数の芯線支持部材を貫通し前記洗浄水に浸漬された状態で、前記孔に対して前記シリコン芯線が貫通する相対位置を変化させることを特徴とする、請求項１から５の何れか１項に記載のシリコン芯線のエッチング装置。
  7. シリコン芯線を支持する複数の芯線支持部材に形成された孔に、前記シリコン芯線を貫通させる貫通工程と、
    前記芯線支持部材に支持された前記シリコン芯線をエッチング液に浸漬する第１浸漬工程と、
    前記孔に対して前記シリコン芯線が貫通する相対位置を変化させる第１位置変化工程と、を備えることを特徴とする、シリコン芯線のエッチング方法。
  8. 前記第１位置変化工程の後に、前記芯線支持部材に支持された前記シリコン芯線を洗浄水に浸漬する第２浸漬工程と、
    前記孔に対して、前記洗浄水に浸漬された状態の前記シリコン芯線が貫通する相対位置を変化させる第２位置変化工程と、をさらに備えることを特徴とする、請求項７に記載のシリコン芯線のエッチング方法。
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