TW202119537A - 矽芯線的蝕刻裝置及矽芯線的蝕刻方法 - Google Patents

Abstract

提供一種可均勻地蝕刻矽芯線之整個表面的裝置。矽芯線的蝕刻裝置具備：蝕刻液槽，其容置蝕刻液；複數個芯線支撐組件，其係用於支撐所述矽芯線，且其中形成有至少一個供所述矽芯線貫穿的孔；及位置改變機構，其改變所述矽芯線貫穿所述孔的相對位置。

Description

矽芯線的蝕刻裝置及矽芯線的蝕刻方法

本發明係關於矽芯線的蝕刻裝置及矽芯線的蝕刻方法。

用於半導體材料等的多晶矽需要非常高的純度。專利文獻1公開了一種多晶矽的清洗方法，其中，將棒狀的多晶矽以懸吊在掛架之狀態下進行清洗。

[先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1] 日本特開2005-288333號公報

[發明所欲解決問題] 然而，即使將上述般的習知技術應用於析出多晶矽中所使用的矽芯線中，也可能難以均勻地蝕刻矽芯線之整個表面。此外，由於矽芯線比棒狀的多晶矽還要輕，因此存在矽芯線可能從掛架上掉落的問題。

尤其是由於記載於專利文獻1當中的示例掛架係為L形的掛架，因此當待蝕刻對象之矽芯線被支撐於掛架的狀態下，矽芯線之上部會被大大地打開。因此，存在矽芯線容易掉落的問題。為了解決此掉落問題，雖然可想到增加掛架的數量之作法，但當掛架的數量增加時，由於掛架與蝕刻對象物之間的接點變多，因此存在難以均勻蝕刻的問題。

本發明之一態樣的目的在於提供一種可均勻地蝕刻矽芯線之整個表面的裝置。

[解決問題之手段] 為了解決所述問題，本發明一態樣之矽芯線的蝕刻裝置具備：蝕刻液槽，其係容置用來浸漬矽芯線的蝕刻液；複數個芯線支撐組件，其係用於支撐所述矽芯線，且其中形成有至少一個供所述矽芯線貫穿的孔；及位置改變機構，其在所述矽芯線貫穿所述複數個芯線支撐組件且浸漬於所述蝕刻液中的狀態下，改變所述矽芯線貫穿所述孔的相對位置。

本發明一態樣之矽芯線的蝕刻方法具有：貫穿步驟，使矽芯線貫穿過形成於複數個芯線支撐組件中的孔，所述芯線支撐組件係用於支撐所述矽芯線；第一浸漬步驟，將由所述芯線支撐組件所支撐的所述矽芯線，浸漬於蝕刻液中；及第一位置改變步驟，改變所述矽芯線貫穿所述孔的相對位置。

[發明功效] 根據本發明一態樣，可提供能夠均勻地蝕刻矽芯線之整個表面的裝置。

[實施形態1] 以下針對本發明一實施形態，參考圖式進行詳細說明。

＜矽芯線的蝕刻裝置＞ 如圖1所示，矽芯線C1的蝕刻裝置1具備：第一蝕刻液槽11；第二蝕刻液槽12；清洗槽13；盒座20；芯線持具30；起重機(位置改變機構)40。

於本說明書當中，於圖1所示的蝕刻裝置1的初期狀態中，將相對於芯線持具30的第一蝕刻液槽11之位置稱為前側，將相對於第一蝕刻液槽11的芯線持具30之位置稱為後側。此外，將相對芯線持具30的起重機40之升降機構43的位置稱為上側，將相對於升降機構43的芯線持具30的位置稱為下側。

如圖2及圖3所示，矽芯線C1將芯線持具30的芯線支撐板(芯線支撐組件)31的貫穿孔31A貫穿，並由芯線支撐板31所支撐。如圖2等所示般，於本說明書當中，將面向前側時的右手側稱為右側，左手側稱為左側。由芯線支撐板31所支撐的矽芯線C1係於左右方向上延伸，因此於圖1當中，矽芯線C1係於垂直於紙面的方向上延伸。

矽芯線C1係在例如透過西門子法來製造多晶矽時，為了使多晶矽析出至矽芯線C1之表面上而使用。矽芯線C1並無限制，可透過例如切割棒狀的多晶矽或單晶矽而製造。

以此方式製造的矽芯線C1的形狀可為例如圓柱、橢圓柱、大致方形的角柱或是多角形的角柱。角柱形狀的矽芯線C1可透過線性切割大型的棒狀多晶矽而輕易地製造。此外，矽芯線C1的尺寸係為例如截面積0.1cm² 以上且6cm² 以下，且長度為200mm以上。矽芯線C1的長度的上限值並無特別限制，惟通常為約2,000mm，較佳為約1,500mm。

第一蝕刻液槽11及第二蝕刻液槽12係分別容置用來蝕刻矽芯線C1之表面的第一蝕刻液L1及第二蝕刻液L2。於第一蝕刻液槽11之前側處，依序排列著第二蝕刻液槽12及清洗槽13。如後述般，於本實施形態當中，將矽芯線C1浸漬至第一蝕刻液槽11的第一蝕刻液L1中以進行蝕刻後，將其浸漬於第二蝕刻液槽12的第二蝕刻液L2中以進行蝕刻。

第一蝕刻液L1及第二蝕刻液L2並無限制，可使用例如氟化氫(HF)水溶液(亦稱為氫氟酸)、硝酸(HNO₃ )水溶液或是此等的混合物。關於蝕刻後的矽芯線C1，由提升表面的平坦度的觀點來看，於第二蝕刻液L2當中HF相對於HNO₃ 的質量比係以高過第一蝕刻液L1為較佳。例如，第一蝕刻液L1當中的HF：HNO₃ 的質量比係以1：50～1：30為較佳；第二蝕刻液L2當中的HF：HNO₃ 的質量比係以1：30～1：5為較佳。

此外，第一蝕刻液L1及第二蝕刻液L2中所含的HNO₃ 的濃度，係可根據作為待蝕刻對象之矽芯線C1的汙染狀態及蝕刻後的矽芯線C1的目標潔淨度而適當地決定。例如，第一蝕刻液L1中所含的HNO₃ 的濃度，係以大於64質量%且為69質量%以下為較佳。此外，第二蝕刻液L2中所含的HNO₃ 的濃度係以60質量%以上且為67質量%以下為較佳。關於HNO₃ 的濃度，以第一蝕刻液L1高於第二蝕刻液L2為較佳，惟並不限於此。

於本實施形態當中，作為蝕刻液槽，設置有第一蝕刻液槽11及第二蝕刻液槽12兩個槽。然而，蝕刻液槽的數量並不限於此，可設置1個蝕刻液槽，亦可設置3個以上的蝕刻液槽。理所當然地，即使蝕刻液槽的數量為1個，本發明仍可充分地發揮其功效。

當設有3個以上的蝕刻液槽時，對於蝕刻後的矽芯線C1，由提升其表面的平坦度的觀點來看，較佳地，越是屬於後步驟，容置於蝕刻液槽中的蝕刻液當中HF相對於HNO₃ 的質量比就越高。藉此可抑制蝕刻液的不必要的溫度升高。這是因為如果突然用HF質量比高的蝕刻液來蝕刻矽芯線C1，會使得蝕刻急速地進行的緣故。另外，於此情況下，第三蝕刻液中所含的HNO₃ 的濃度以55質量%以上且64質量%以下為較佳。此外，關於HNO₃ 的濃度，較佳地，第二蝕刻液L2係高於第三蝕刻液L3。

較佳地，第一蝕刻液槽11及第二蝕刻液槽12分別為至少其表面係由對第一蝕刻液L1及第二蝕刻液L2具有耐蝕性的材料所形成。此外，較佳地，第一蝕刻液槽11及第二蝕刻液槽12之表面係由不產生造成矽芯線C1汙染之物質的材料所形成。

清洗槽13容置用來浸漬矽芯線C1的清洗水L3。作為清洗水L3，例如以使用高純度的水為較佳。由防止矽芯線C1的雜質汙染的觀點來看，清洗水L3係以電阻率為1MΩcm(百萬歐姆公分)以上的純水為較佳。關於清洗槽13，可設置複數個槽，亦可將由芯線持具30所支撐的矽芯線C1依序浸漬至各個清洗槽內的清洗水中。於此情形下，較佳地，將最後的清洗槽中的清洗水的純度配置為最高。

如圖2所示般，盒座20具備框架21、8個插入部22。另外，插入部22的數量並不限於8個，可依據蝕刻的效率及蝕刻裝置1的尺寸等而適當地變更。框架21所具備的棒狀部係分別構成為相當於大致矩形的各個邊，各個邊係分別於上下、前後或是左右方向上延伸。

框架21所具備的於左右方向上延伸的棒狀部當中，設置有8個插入部22。8個插入部22係分別為於左右方向上彼此面對的突起成對的形狀。盒座20當中，透過將後述的芯線持具30之芯線支撐板31插入至插入部20的成對的突起之間，使得芯線持具30構成為被安裝於盒座20中。此外，盒座20具備用於將芯線持具30固定至盒座20中的固定件(圖未示出)。

芯線持具30具備2片芯線支撐板31、鉤件32、連接部33。芯線支撐板31係配置為於上下及前後方向上延伸。芯線支撐板31當中形成有複數個供矽芯線C1貫穿的貫穿孔(孔)31A。

另外，於本發明之蝕刻裝置當中，若是在矽芯線C1貫穿複數個芯線支撐板31的狀態下可改變矽芯線C1貫穿過貫穿孔31A的相對位置，則盒座20並非必須。於本實施型態當中，由於芯線持具30具備鉤件32，因此可將鉤件32附接至起重機40，透過起重機40使芯線持具30於上下方向上往返移動，以實現本發明。

如圖3所示般，芯線支撐板31構成為在矽芯線C1貫穿過貫穿孔31A的狀態下，使矽芯線C1由芯線支撐板31所支撐。由於複數個矽芯線C1可分別地貫穿過形成於芯線支撐板31中的複數個貫穿孔31A，因此芯線支撐板31係構成為可支撐複數個矽芯線C1。

芯線支撐板31當中，形成貫穿孔31A的邊緣部係形成為連續的曲線狀。此外，較佳地，芯線支撐板31當中，形成貫穿孔31A的邊緣部係為不具拐角的圓滑形狀。例如，芯線支撐板31當中，形成貫穿孔31A的邊緣部亦可為圓形或是橢圓形。或者，芯線支撐板31當中，形成貫穿孔31A的邊緣部可為多邊形形狀，包括例如正方形、長方形、其他四邊形及六邊形。

另外，當作為待蝕刻對象的矽芯線C1為角柱狀時，透過將芯線支撐板31當中形成貫穿孔31A的邊緣部，設定為圓形或是橢圓形，可減少矽芯線C1與芯線支撐板31之間的接觸面積。於此情況下，當使芯線持具30於上下方向上往返移動時，矽芯線C1與芯線支撐板31會容易彼此分開，因此易於改變矽芯線貫穿的相對位置，並且易於進行均勻的蝕刻。

此外，芯線支撐板31當中，形成貫穿孔31A的邊緣部可為連續的凹凸狀，以減少與矽芯線C1之間的接觸面積。於此情況下，透過使矽芯線C1與所述邊緣部當中的凸部之前端接觸，使得其難以與所述邊緣部當中的凹部接觸，因此易於減少所述邊緣部與矽芯線C1之間的接觸面積。

當貫穿孔31A為圓形時，貫穿孔31A的直徑係以矽芯線C1之截面的最小覆蓋圓的直徑的1.1倍為較佳，以1.2倍以上為更佳。此外，貫穿孔31A的直徑並無限制，惟以矽芯線C1之截面的最小覆蓋圓的直徑的2.0倍以下為較佳。於此情況下，當改變矽芯線C1貫穿過貫穿孔31A的相對位置時，矽芯線C1不易由芯線支撐板31脫落。

此外，當貫穿孔31A為圓形以外的形狀時，貫穿孔31A的短徑係以矽芯線C1的截面的最小覆蓋圓的直徑的1.1倍以上為較佳，以1.2倍以上為更佳。於此情況下亦然，由防止矽芯線C1從芯線支撐板31脫落的觀點來看，較佳地，貫穿孔31A的短徑係為矽芯線C1的截面的最小覆蓋圓的直徑的2.0倍以下。

關於芯線支撐板31當中的形成貫穿孔31A的邊緣部，其一部分可依比起矽芯線的截面的最小覆蓋圓的直徑還要短的長度開口。惟，為了要在蝕刻期間及/或清洗期間中防止矽芯線C1從芯線支撐板31脫落，較佳地，芯線支撐板31當中的形成貫穿孔31A的邊緣部具有連續的形狀。此外，當芯線支撐板31當中的形成貫穿孔31A的邊緣部為連續的形狀時，由於易於將多個貫穿孔配置於芯線支撐板31，因此易於一次蝕刻多個矽芯線C1。

如圖4及圖5所示，鉤件32從芯線支撐板31之上表面往左右方向外側延伸，並且被附接至起重機40之臂41上。另外，於圖4及圖5當中省略了芯線持具30所要支撐的矽芯線C1。透過將鉤件32附接至臂41上，使得由起重機40支撐芯線持具30。藉此，使得芯線持具30可於上下或是前後方向上移動。當芯線持具30藉由固定件而被安裝於盒座20中時，可使盒座20及芯線持具30成為一體，並使其於上下方向上或是前後方向移動。如圖2所示的連接部33係於左右方向上延伸，以將2片芯線支撐板31彼此連接。

於第一蝕刻液L1或是第二蝕刻液L2或是清洗水L3當中，藉著使芯線持具30於上下或是前後方向上移動，可改變矽芯線C1貫穿過貫穿孔31A的相對位置。另外，於本說明書當中「改變矽芯線貫穿過貫穿孔31A的相對位置」係包含改變矽芯線C1原本與芯線支撐板31當中的形成貫穿孔31A的邊緣部之間接觸的位置。

此外，當改變矽芯線C1貫穿過貫穿孔31A的相對位置時，為了要均勻地蝕刻矽芯線C1之整個表面，較佳地，使芯線支撐板31當中的形成貫穿孔31A的邊緣部與矽芯線C1暫時地分離。於此，如後所述，透過使芯線持具30於上下方向上往返移動，使得芯線支撐板31於上下方向上往返移動，因此在芯線支撐板31上升過後、開始下降時，矽芯線C1易於從芯線支撐板31上分離。因此，較佳地，當在對矽芯線C1進行蝕刻或是清洗時，使支撐矽芯線C1的芯線持具30於上下方向上往返移動。

於本實施型態當中，鉤件32係配置於2片芯線支撐板31上。然而，本發明並不限於此，例如，可將鉤件配置於對應盒座20之中央部附近的1處、或亦可是配置於3處以上。惟，較佳地，對鉤件32進行附接，且係以使得在藉由起重機來使經一體化的盒座20及芯線持具30移動時，使連接部33能夠維持大致水平狀態的方式來進行附接。因此，較佳地，如圖2所示般，鉤件32係分別地配置於2片芯線支撐板31上。

如圖1所示，起重機40具備：臂41、鋼絲繩42、升降機構43、滑架44、軌道45。臂41係構成為可於左右方向上伸縮。當將鉤件32附接至臂41上時，首先，如圖4所示般，於將臂41配置於盒座20的上方的狀態下，使臂41於左右方向上伸長。接著，如圖5所示般，藉由升降機構43(如圖1所示)使臂41下降，透過使臂41於左右方向上收縮，使得能夠將鉤件32附接於臂41上。

如圖1所示般，鋼絲繩42係與臂41及升降機構43連接。升降機構43透過例如捲繞或退繞鋼絲繩而使臂41升降。滑架44將升降機構43可移動地連接至軌道45。軌道45於前後方向上引導滑架44。軌道45在第一蝕刻液槽11、第二蝕刻液槽12及清洗槽13的上方，於前後方向上延伸。臂41、升降機構43及滑架44係與控制部(未示出)連接，臂41的伸縮及升降及滑架44的移動係由此控制部所控制。

＜矽芯線的蝕刻方法＞ 關於矽芯線C1的蝕刻方法，使用圖1及圖6～圖8進行說明。

如圖6所示般，首先，使矽芯線C1貫穿2片芯線支撐板31之貫穿孔C1，使得矽芯線C1係由2片芯線支撐板31所支撐(S1：貫穿步驟)。於S1當中，為了要防止矽芯線C1在蝕刻期間從芯線支撐板31上脫落，較佳地，矽芯線C1之兩端係分別地配置到比起2片芯線支撐板31還要往左右方向外側。關於矽芯線C1比起2片芯線支撐板31還要往左右方向外側突出的長度，只要是能夠防止矽芯線C1的脫落即可，並無特別限制。關於矽芯線C1比起2片芯線支撐板31還要往左右方向外側突出的長度，例如，以矽芯線C1長度的1%以上且15%以下為較佳；又以3%以上且10%以下為更佳。

接著，透過將芯線支撐板31插入至插入部22中，以將芯線持具30安裝於盒座20(S2)中。於此狀態下，藉由盒座20之固定件(未示出)以將芯線持具30固定至盒座20。

接著，將鉤件32附接至臂41上，從圖1所示的蝕刻裝置1的初期狀態開始，藉由升降機構43使安裝在盒座20中的芯線持具30上升。之後，使滑架44沿著軌道45往前方移動，並將安裝於盒座20中的芯線持具30配置於第一蝕刻液槽11的上方。由此狀態開始，藉由升降機構43來使安裝在盒座20上的芯線持具30下降，藉此使得如圖7所示般，將由芯線支撐板31所支撐的矽芯線C1浸漬至第一蝕刻液L1中(S3：第一浸漬步驟)。

以此方式，在矽芯線C1浸漬於第一蝕刻液L1的狀態下，透過使芯線持具30於上下方向上往返移動，以改變矽芯線C1貫穿過貫穿孔31A的相對位置(S4：第一位置改變步驟)。另外，關於使芯線持具30往返移動的速度，可根據蝕刻裝置1及矽芯線C1的形狀及尺寸等來適當地決定，惟，速度係以不會因為矽芯線C1與芯線支撐板31之間的接觸而造成損傷之程度為較佳。較佳地，改變矽芯線C1貫穿過貫穿孔31A的相對位置的速度為例如每分鐘30次以上且90次以下為較佳。尤其是使芯線持具30於上下方向上往返移動的速度係以每分鐘30次以上且90次以下為較佳。

於S4當中，矽芯線C1其表面當中與芯線支撐板31之間的接觸部位，係隨著芯線持具30的往返移動而改變，因此可使得矽芯線C1的整個表面都接觸到第一蝕刻液L1。因此，可均勻地蝕刻矽芯線C1的整個表面。此外，由於矽芯線C1係在貫穿過形成於芯線支撐板31中的貫穿孔31A的狀態下由芯線支撐板31所支撐，因此可防止矽芯線C1從芯線支撐板31掉落。

此外，透過使芯線持具30於上下方向上往返移動，使得芯線支撐板31於上下方向上往返移動，因此，當芯線支撐板31上升過後，開始下降時，矽芯線C1易於從芯線支撐板31上分離。因此，於蝕刻期間中，矽芯線C1的整個表面更容易與第一蝕刻液L1接觸，因此可更為均勻地蝕刻矽芯線C1的整個表面。此外，由於芯線持具30不需要於水平方向上移動，因此可縮小蝕刻裝置1於水平方向上的尺寸，進而可使蝕刻裝置1小型化。

此外，較佳地，芯線支撐板31當中的形成貫穿孔31A的邊緣部係形成為連續的曲線狀。於此情況下，由於易於減少矽芯線C1與芯線支撐板31之間的接觸面積，因此使得矽芯線C1易於從芯線支撐板31上分離。此外，由於芯線支撐板31當中形成貫穿孔31A的邊緣部係為連續的，因此能夠防止矽芯線C1從芯線支撐板31。其結果為，可在將矽芯線C1穩定地由芯線支撐板31支撐的狀態下，均勻地蝕刻矽芯線C1的整個表面。

此外，由於芯線支撐板31當中形成有複數個貫穿孔31A，因此芯線支撐板31可支撐複數個矽芯線C1。因此，能夠有效地蝕刻複數個矽芯線C1。

接著，藉由第一蝕刻液L1對矽芯線C1進行蝕刻之後，藉由升降機構43來使安裝於盒座20中的芯線持具30上升，藉此從第一蝕刻液L1中取出矽芯線C3(S5)。接著，沿著軌道45使滑架44往前方移動，並且將安裝於盒座20中的芯線持具30配置於第二蝕刻液槽12的上方。

接著，以與S3～S5相同的方式，將矽芯線C1浸漬於第二蝕刻液L2中(S6：第一浸漬步驟)，使芯線持具30於上下方向上往返移動(S7：第一位置改變步驟)，從第二蝕刻液L2中取出矽芯線C1(S8)。

接著，使滑架44沿著軌道45往前方移動，並將安裝於盒座20中的芯線持具30配置於清洗槽13的上方。接著，以與S3～S5相同的方式，將矽芯線C1浸漬於清洗水L3中(S9：第二浸漬步驟)，並且使芯線持具30於上下方向上往返移動(S10：第二位置改變步驟)，並從清洗水L3中取出矽芯線C1(S11)。

於S10當中，矽芯線C1其表面當中與芯線支撐板31之間的接觸部位係隨著芯線持具30的往返移動而改變，因此可使得矽芯線C1的整個表面都接觸到清洗水L3，使得能夠均勻地清洗矽芯線C1的整個表面。

接著，使滑架44沿著軌道45移動至比清洗槽13還前方之後，如圖8所示般，藉由升降機構43使安裝於盒座20中的芯線持具30下降。從臂41上拆下鉤件32，並從盒座20拆下芯線持具30之後，可將矽芯線C1從2片芯線支撐板31中拔出，藉此獲得經蝕刻的矽芯線C1。

＜變形例＞ 於本實施型態當中，盒座20具備成對的突起狀的插入部22，且芯線支撐板31被插入至插入部22的成對的突起之間。然而，本發明並不限於此，於盒座20當中，亦可形成用來插入芯線支撐板31的溝，來取代突起狀的插入部22。

此外，於本實施型態當中，在使矽芯線C1貫穿過芯線支撐板31之貫穿孔31A之後，將芯線持具30安裝至盒座20中。然而，本發明並不限於此，亦可將芯線持具30安裝至盒座20中之後，再使矽芯線C1貫穿芯線支撐板31之貫穿孔31A。

此外，於本實施型態當中，透過使經一體化的盒座20及芯線持具30於上下方向上往返移動，來改變矽芯線C1貫穿過貫穿孔31A的相對位置。然而，本發明並不限制於此，例如，亦可使第一蝕刻液槽11、第二蝕刻液槽12或是清洗槽13於上下方向上往返移動，來改變矽芯線C1貫穿過貫穿孔31A的相對位置。

或者，亦可於第一蝕刻液L1、第二蝕刻液或是清洗水L3當中形成強制循環流，並且將強制循環流引向矽芯線C1，來改變矽芯線C1貫穿過貫穿孔31A的相對位置。可透過在第一蝕刻液槽11、第二蝕刻液槽12或是清洗槽13設置噴射噴嘴，並且從所述噴射噴嘴噴射循環液，來形成所述強制循環流。

[實施型態2] 以下說明本發明的其他實施型態。另外，為了便於說明，對於與前述實施型態中已說明過組件具有相同功能的組件，標上相同的符號並且不再重複其說明。如圖9所示般，實施型態2當中，與實施型態1的不同之處在於，盒座60上安裝有短條芯線持具70及中條芯線持具80。

短條芯線持具70具備：2片芯線支撐板31、鉤件32、連接部73。連接部73於左右方向上的長度係比如圖2所示的連接部33於左右方向上的長度還要短。因此，短條芯線持具70適合於支撐於左右方向上的長度比矽芯線C1還要短的短條矽芯線C2。

此外，如圖9所示的中條芯線持具80具備：2片芯線支撐板31、鉤件32、連接部83。連接部83於左右方向上的長度係比連接部73於左右方向上的長度還要長，且比如圖2所示的連接部33於左右方向上的長度還要短。因此，中條芯線持具80適合於支撐中條矽芯線C3，所述中條矽芯線C3係於左右方向上的長度比短條矽芯線C2還要長，且於左右方向上的長度係比矽芯線C1還要短。另外，於圖9當中，短條芯線持具70及中條芯線持具80係分別支撐一個短條矽芯線C2及一個中條矽芯線C3，惟亦可支撐複數個。

如圖9所示般，盒座60具備：框架21、8個短條用插入部62、8個中條用插入部63。於框架21所具備的於左右方向上延伸的棒狀部中，設置有8個短條用插入部62及8個中條用插入部63。8個短條用插入部62及8個中條用插入部63係分別具有於左右方向上彼此面對的突起成對的形狀。

8個短條用插入部62於左右方向上的位置係對應於配置短條芯線持具70之2片芯線支撐板31的位置。此外，8個中條用插入部63於左右方向上的位置係對應於中條芯線持具80之2片芯線支撐板31的位置。

於圖9當中，蝕刻裝置1具備短條芯線持具70及中條芯線持具80，因此，其各具有的鉤件32合計有4個。當短條芯線持具70及中條芯線持具80兩者皆固定於盒座60中時，若能維持大致水平狀態，可將短條芯線持具70及中條芯線持具80各自的一邊的鉤件32附接至起重機40之臂41(如圖4所示)。或者亦可準備具有4條臂41的起重機40，將臂41附接至所有的4個鉤件32。

當透過西門子法來製造多晶矽時，有時會藉由短條矽芯線C2來連接豎立於大致垂直方向上的2條長的長條矽芯線的上部，將2條長條矽芯線及短條矽芯線C2作為一體而進行通電加熱。此外，長條矽芯線係可透過對長度較短的短條矽芯線C2及中條矽芯線C3進行例如焊接而製造。

根據所述構成，可根據短條矽芯線C2或是中條芯線C3的長度，來選擇短條芯線持具70或是中條芯線持具80。因此，不管矽芯線C2、C3的長度如何，芯線支撐板31都能夠確實地支撐矽芯線C2、C3。

＜變形例＞ 於本實施型態當中，盒座20具備8個短條用插入部62、8個中條用插入部63。然而，本發明並不限於此，於盒座20當中於左右方向上不同的位置處可設置合計為數超過16個的插入部。於此情況下，透過改變供芯線支撐板31插入的插入部的位置，可更精細地改變2片芯線支撐板31之間的距離。因而可根據矽芯線C1的長度來更精細地改變2片芯線支撐板31之間的距離，因此不管矽芯線C2、C3的長度如何，芯線支撐板31都能夠更確實地支撐矽芯線C2、C3。

[實施型態3] 如圖10所示般，實施型態3與實施型態1的不同之處在於，具備可拆卸的鉤件233的是盒座20，而非芯線持具30。另外，為了便於說明，針對具有與所述實施型態中已說明組件具相同功能的組件標上相同的符號，並且不再重複其說明。此外，於圖10當中係省略了芯線持具30所要支撐的矽芯線C1。

盒座20具備2個固定件23，其係用於將芯線持具30固定到盒座20。2個固定件23係於左右方向上分開。2個固定件23係分別具備：2個附接部231、連接部232、鉤件233。2個附接部231設置為於前後方向上彼此相對，並且構成為可拆卸地附接於框架21所具備的於左右方向上延伸的棒狀部之上側。透過將附接部231附接至框架21、或是從框架21上拆卸下附接部231，可將固定件23附接至框架21、或是將固定件23從框架21上拆卸下來。於此情況下，矽芯線C1的蝕刻及清洗係在將芯線持具30固定至盒座20的狀態下進行。

連接部232係為將於前後方向上彼此面對的2個附接部231予以連接的板狀的組件。鉤件233係構成為從連接部232之上表面往左右方向外側延伸，且附接至起重機40之臂41上。

當在蝕刻矽芯線C1時，首先，在從框架21拆卸下固定件23的狀態下，將支撐著矽芯線C1的2片芯線支撐板31插入至插入部22中。接著，將固定件23附接至框架21，以將芯線持具30固定至盒座20。其次，將盒座20之鉤件233附接至臂41上。此後的流程與實施型態1相同。

以此方式，當設定盒座20為具有可拆卸的鉤件233之構造時，例如，可透過改變固定件23的位置，輕易地調整鉤件233的位置。因此，也使得在當藉由起重機40而使盒架20於上下方向上移動時，能夠容易地將盒座20所具備的於前後方向及左右方向上延伸的棒狀部保持為大致水平狀態。

＜變形例＞ 於實施型態3當中也可設定為與實施型態2同樣地將短條芯線持具70及中條芯線持具80安裝至盒座60中，並且以固定件23來固定之構成。即使於此情況當中仍可透過改變固定件23的位置，而輕易地調整鉤件233的位置。因此，也使得在當藉由起重機40而使盒座20上下移動時，能夠容易地將盒座40所具備的於前後方向及左右方向上延伸的棒狀部保持為大致水平狀態。此外，由於1個盒座20具備2個鉤件233，因此起重機40只要具備2條臂41即可，不需要將蝕刻裝置1設定成複雜的構成。

[整理] 本發明一態樣之矽芯線的蝕刻裝置具備：蝕刻液槽，其係容置用來浸漬矽芯線的蝕刻液；複數個芯線支撐組件，其係用於支撐所述矽芯線，且其中形成有至少一個供所述矽芯線貫穿的孔；及位置改變機構，其在所述矽芯線貫穿所述複數個芯線支撐組件且浸漬於所述蝕刻液中的狀態下，改變所述矽芯線貫穿所述孔的相對位置。

另外，於本說明書當中，「孔」設定為不僅可為形成孔的邊緣部為連續的形狀，即封閉的形狀，也可為具開口之形狀，其中形成孔的邊緣部的一部分依比起矽芯線的截面的最小覆蓋圓的直徑還要短的長度開口。因此，芯線支撐組件當中形成孔的邊緣部，其一部分可以依據比起矽芯線的截面的最小覆蓋圓的直徑還要短的長度開口。

根據所述構成，於矽芯線貫穿複數個芯線支撐組件並且浸漬於蝕刻液的狀態下，透過使位置改變機構改變矽芯線貫穿孔的相對位置，使得矽芯線其表面當中與芯線支撐組件之間的接觸部位改變。因此，於蝕刻期間中，矽芯線的整個表面都可接觸到蝕刻液，能夠均勻地蝕刻矽芯線的整個表面。此外，矽芯線是在貫穿過形成於芯線支撐組件中的孔的狀態下由芯線支撐組件所支撐，因此可防止矽芯線從芯線支撐組件上掉落。

本發明一態樣之矽芯線的蝕刻裝置當中，所述位置改變機構亦可使所述芯線支撐組件於上下方向上往返移動。根據所述構成使得芯線支撐組件於上下方向上往返移動，因此在芯線支撐組件上升過後、開始下降時，矽芯線容易從芯線支撐組件上分離。因此，於蝕刻期間中，矽芯線的整個表面會更容易與蝕刻液接觸，因此可更為均勻地蝕刻矽芯線的整個表面。此外，芯線支撐組件不需要於水平方向上移動，因此可縮小蝕刻裝置於水平方向上的尺寸，進而使蝕刻裝置小型化。

於本發明一態樣之矽芯線的蝕刻裝置當中，形成所述孔的邊緣部亦可形成為連續的曲線狀。根據所述構成，使得易於減少矽芯線與芯線支撐組件之間的接觸面積，因此使得矽芯線易於從芯線支撐組件上分離。此外，由於形成孔的邊緣部係為連續的，即封閉的，因此能夠防止矽芯線從芯線支撐組件上脫落。其結果為，能夠在矽芯線穩定地由芯線支撐組件所支撐的狀態下，更為均勻地蝕刻矽芯線之整個表面。

本發明一態樣的矽芯線的蝕刻裝置當中，所述矽芯線係分別貫穿過所述複數個芯線支撐組件所包含的至少2個所述芯線支撐組件中所形成的孔，所述2個芯線支撐組件之間的距離係可根據所述矽芯線的長度而改變。根據所述構成，不管矽芯線的長度如何，芯線支撐組件都可確實地支撐矽芯線。

於本發明一態樣之矽芯線的蝕刻裝置當中，於所述芯線支撐組件中可形成有複數個所述孔。根據所述構成，芯線支撐組件可支撐複數個矽芯線，因此可有效地蝕刻複數個矽芯線。

本發明一態樣之矽芯線的蝕刻裝置亦可為：進一步具備清洗槽，所述清洗槽係容置用來浸漬所述矽芯線的清洗水，所述位置改變機構在經浸漬過所述蝕刻液的矽芯線貫穿所述複數個芯線支撐組件且浸漬於所述清洗水中的狀態下，改變所述矽芯線貫穿所述孔的相對位置。

根據所述構成，於矽芯線貫穿過複數個芯線支撐組件並浸漬於清洗水中的狀態下，位置改變機構改變所述矽芯線貫穿所述孔的相對位置，藉此使得矽芯線其表面當中與芯線支撐組件之間的接觸部位改變。因此，於清洗期間當中，矽芯線的整個表面都可與清洗水接觸，並且可均勻地清洗矽芯線的整個表面。

本發明一態樣之矽芯線的蝕刻方法具備：貫穿步驟，使矽芯線貫穿過形成於複數個芯線支撐組件中的孔，所述芯線支撐組件係用於支撐所述矽芯線；第一浸漬步驟，將由所述芯線支撐組件所支撐的所述矽芯線，浸漬於蝕刻液中；及第一位置改變步驟，改變所述矽芯線貫穿所述孔的相對位置。

本發明一態樣之矽芯線的蝕刻方法當中亦可具備：第二浸漬步驟，於所述第一位置改變步驟之後，將由所述芯線支撐組件所支撐的所述矽芯線，浸漬於清洗水中；及第二位置改變步驟，改變浸漬於所述蝕刻液中狀態下的矽芯線貫穿所述孔的相對位置。

本發明並不限於上述各實施型態，可於請求項中所示範圍內作各種變更，關於將於不同實施型態當中分別揭示的技術手段適當組合而得的實施型態，亦包含於本發明之技術範圍內。

[實施例] 以下說明本發明一實施例。

[實施例1] ＜矽芯線C1之準備＞ 作為本實施例對象的矽芯線C1，準備9條角柱狀的矽芯線C1，其與延伸方向垂直的截面形狀係為每邊為10mm的正方形，且延伸方向上的長度為1200mm。

＜芯線持具30之準備＞ 作為如圖2所示的芯線支撐板31，準備2片厚度為10mm的芯線支撐板31，且於芯線支撐板31中形成有9個均等配置且直徑20mm的圓形貫穿孔31A。將此等芯線支撐板31配置於左右方向上相隔1m，使得各自的9個貫穿孔31的位置於上下方向及前後方向上皆相同。其次，如圖2所示般，藉由將連接部33及鉤件32附接至芯線支撐板31上，以準備芯線持具30。

＜將矽芯線C1配置到芯線持具30：貫穿步驟＞ 接著，於2片芯線支撐板31當中，以在上下方向及前後方向上配置在相同位置的2個貫穿孔31A為1組，分別於9組貫穿孔中逐一地插入1條矽芯線C1。此時，各個矽芯線C1係配置於芯線持具30當中，且使得其兩端呈從芯線支撐板31往左右方向外側突出約100mm之狀態。

＜將芯線持具30安裝至盒座20＞ 透過將芯線支撐板31插入至盒座20之插入部22當中，以將用於支撐所述矽芯線C1的芯線持具30，安裝至如圖2所示的盒座20中。於此狀態下，藉由盒座20的固定件，將芯線持具30固定至盒座20，並使芯線持具30及盒座20一體化。

＜蝕刻：第一浸漬步驟及第一位置改變步驟＞ 如圖4及圖5所示般，為了要能夠以起重機40來使經一體化的盒座20及芯線持具30往上下方向及前後方向移動，將芯線持具30的鉤件32附接至起重機40之臂41上。

接著，如圖7所示般，藉由起重機40使經一體化的盒座20及芯線持具30移動，使得整個芯線持具30及盒座20都浸漬至容置於第一蝕刻液槽11中的第一蝕刻液L1中(第一浸漬步驟)。另外，第一蝕刻液L1係為含有67質量%的HNO₃ 、2質量%HF的水溶液。其次，使經一體化的盒座20及芯線持具30以每分鐘40次的速度於上下方向往返移動5分鐘。此時，以目視來確認矽芯線C1貫穿過貫穿孔31A的相對位置有所改變(第一位置改變步驟)。

接著，藉由起重機40來使經一體化的盒座20及芯線持具30上升，藉此從第一蝕刻液L1中取出經一體化的盒座20及芯線持具30。其後，藉由起重機40使經一體化的盒座20及芯線持具30移動，以使整個支撐矽芯線C1的芯線持具30及盒座20浸漬於容置於第二蝕刻液槽12中的第二蝕刻液L2中(第一浸漬步驟)。另外，第二蝕刻液L2係為含有64質量%的HNO₃ 、4質量%的HF的水溶液。其次，使經一體化的盒座20及芯線持具30以每分鐘40次的速度於上下方向往返移動10分鐘。此時，以目視來確認矽芯線C1貫穿過貫穿孔31A的相對位置有所改變(第一位置改變步驟)。

＜清洗：第二浸漬步驟及第二位置改變步驟＞ 接著，藉由起重機40使經一體化的盒座20及芯線持具30上升，以從第二蝕刻液L2取出經一體化的盒座20及芯線持具30。其後，藉由起重機40使經一體化的盒座20及芯線持具30移動，以使得整個支撐矽芯線C1的芯線持具30及盒座20浸漬於容置於清洗槽13中的清洗水L3中(第二浸漬步驟)。另外，清洗水L3係為電阻率為2MΩcm的純水。其次，使經一體化的盒座20及芯線持具30以每分鐘40次的速度於上下方向上往返移動2分鐘。此時，以目視來確認矽芯線C1貫穿過貫穿孔31A的相對位置有所改變(第二位置改變步驟)。

＜乾燥＞ 其後，從清洗槽13中取出經一體化的盒座20及芯線持具30，以去除附著於芯線持具30及盒座20的多餘的清洗水L3。其次，使矽芯線C1連同芯線持具30及盒座20一起乾燥。

＜評價・觀察＞ 於乾燥之後，藉由目視來觀察所獲得的9條矽芯線C1。發現9條矽芯線C1皆為整個表面呈均勻且具有金屬光澤，沒有蝕刻不均。此外，9條矽芯線C1皆經過蝕刻步驟及清洗步驟而未從芯線持具30上脫落。

[比較例1] 除了於實施例1的＜蝕刻＞及＜清洗＞當中不要使經一體化的盒座20及芯線持具30於上下方向上往返移動，並使其於靜止狀態下浸漬以外，其餘進行與實施例1相同的處理。分別設定第一蝕刻液L1的浸漬時間為5分鐘，第二蝕刻液L2的浸漬時間為10分鐘，清洗水L3的浸漬時間為2分鐘。

乾燥之後，以目視來觀察所獲得的9條矽芯線C1。於9條矽芯線C1當中皆如此，矽芯線C1原本與芯線支撐板31當中形成貫穿孔31A的邊緣部之間接觸的部位及其附近具有與其他部位不同的光澤，可知顯然地產生了蝕刻不均。另外，於本說明書當中，將矽芯線C1原本與芯線支撐板31當中形成貫穿孔31A的邊緣部之間接觸的部位，稱為矽芯線C1當中與芯線支撐板31之間的接觸部位。

[比較例2] 除了於實施例1的＜蝕刻＞當中，不要使經一體化的盒座20及芯線持具30於上下方向上往返移動，並使其於靜止狀態下浸漬以外，其餘進行與實施例1相同的處理。另外，其與比較例1的不同之處在於，於＜清洗：第二浸漬步驟及第二位置改變步驟＞當中，使經一體化的盒座20及芯線持具30以每分鐘40次的速度於上下方向上往返移動2分鐘。

乾燥之後，以目視來觀察所獲得的9條矽芯線C1。於9條矽芯線C1當中皆如此，矽芯線C1當中與芯線支撐板31接觸的部位及其附近具有與其他部位不同的光澤，可知顯然地產生了蝕刻不均。因此，顯示出在蝕刻步驟當中並未使盒座20及芯線持具30往返移動的情況下，即使在清洗步驟中改變了矽芯線C1的相對位置，也無法消除蝕刻不均。

[實施例2] 於芯線持具30當中，使用2片厚度為10mm的芯線支撐板31，且芯線支撐板31當中形成有9個均等配置且每邊為20mm的正方形的貫穿孔31A，除此之外進行與實施例1同樣的處理。

於乾燥之後，藉由目視來觀察所獲得的9條矽芯線C1。發現其中5條矽芯線C1為整個表面呈均勻且具有金屬光澤，沒有蝕刻不均。此外，關於其餘4條矽芯線C1，發現到於矽芯線C1當中與芯線支撐板31之間的接觸部位及其附近具有與其他部位略為不同的光澤，產生了些許的蝕刻不均。惟，於實施例2當中所觀察到的蝕刻不均係比起比較例1、2的蝕刻不均還要淺薄，係為難以識別且並不太會造成大問題的不均情況。

[實施例3] 除了將＜蝕刻＞當中經一體化的盒座20及芯線持具30的往返移動的速度設定為每分鐘80次之外，進行與實施例2相同的處理。具體地說，於將矽芯線C1浸漬至第一蝕刻液L1的狀態下，使經一體化的盒座20及芯線持具30以每分鐘80次的速度於上下方向上往返移動5分鐘。此外，於將矽芯線C1浸漬於第二蝕刻液L2的狀態下，將經一體化的盒座20及芯線持具30以每分鐘80次的速度於上下方向上往返移動10分鐘。

於乾燥之後，藉由目視來觀察所獲得的9條矽芯線C1。發現9條矽芯線C1皆為整個表面呈均勻且具有金屬光澤，沒有蝕刻不均。

[實施例4] 於芯線持具30當中，使用2片厚度為10mm的芯線支撐板31，且於芯線支撐板31中形成有9個均等配置且內接於直徑20mm的圓中的正六邊形的貫穿孔31A，除此之外進行與實施例1同樣的處理。

於乾燥之後，藉由目視來觀察所獲得的9條矽芯線C1。發現其中7條矽芯線C1為整個表面呈均勻且具有金屬光澤，沒有蝕刻不均。此外，關於其餘2條矽芯線C1，發現到於矽芯線C1當中與芯線支撐板31之間的接觸部位及其附近具有與其他部位略為不同的光澤，產生了些許的蝕刻不均。惟，於實施例4當中所觀察到的蝕刻不均係比起比較例1、2的蝕刻不均還要淺薄，係為難以識別且並不太會造成大問題的不均情況。

[實施例5] 除了將＜蝕刻＞當中將經一體化的盒座20及芯線持具30的往返移動的速度設定為每分鐘60次之外，進行與實施例4相同的處理。具體地說，於將矽芯線C1浸漬於第一蝕刻液L1之狀態下，使經一體化的盒座20及芯線持具30以每分鐘60次的速度，於上下方向上往返移動5分鐘。此外，於將矽芯線C1浸漬於第二蝕刻液L2之狀態下，使經一體化的盒座20及芯線持具30以每分鐘60次的速度，於上下方向上往返移動10分鐘。

於乾燥之後，藉由目視來觀察所獲得的9條矽芯線C1。發現到9條矽芯線C1皆為整個表面呈均勻且具有金屬光澤，沒有蝕刻不均。

根據實施例1、2及4的比較，關於芯線支撐板31當中形成貫穿孔31A的邊緣部的形狀，係以沒有拐角且呈圓滑的曲線狀為較佳。此外，根據實施例2、4的比較，發現到芯線支撐板31當中形成貫穿孔31A的邊緣部的形狀越靠近圓，就越能夠均勻地蝕刻矽芯線C1的整個表面，即使上下方向的移動速度小亦是如此。

根據實施例2、3的比較以及實施例4、5的比較，即使是當芯線支撐板31當中形成貫穿孔31A的邊緣部並非曲線狀時，仍可藉由提升芯線持具30的往返移動的速度，而提升蝕刻的均勻性。

1:蝕刻裝置 11:第一蝕刻液槽 12:第二蝕刻液槽 13:清洗槽 20:盒座 21:框架 22:插入部 23:固定件 30:芯線持具 31:芯線支撐板(芯線支撐組件) 31A:貫穿孔 32:鉤件 33:連接部 40:起重機(位置改變機構) 41:臂 42:鋼絲繩 43:升降機構 44:滑架 45:軌道 60:盒座 62:短條用插入部 63:中條用插入部 70:短條芯線持具 73:連接部 80:中條芯線持具 83:連接部 231:附接部 232:連接部 233:鉤件 C1:矽芯線 C2:短條矽芯線 C3:中條矽芯線 L1:第一蝕刻液 L2:第二蝕刻液 L3:清洗水 S1～S11:步驟

［圖1］係為表示本發明實施形態1之矽芯線的蝕刻裝置的初期狀態的示意圖。 ［圖2］係為圖1之蝕刻裝置的盒座及芯線持具的分解示意圖。 ［圖3］係為表示於圖1之蝕刻裝置中，芯線支撐板支撐矽芯線的狀態的圖。 ［圖4］係為表示於圖1之蝕刻裝置中，將芯線持具附接至起重機前之狀態的圖。 ［圖5］係為表示將芯線持具附接至圖4之起重機後之狀態的圖。 ［圖6］係為流程圖，其係表示透過本發明實施形態1之蝕刻裝置所進行的矽芯線的蝕刻方法。 ［圖7］係表示於圖1之蝕刻裝置中，將矽芯線浸漬至第一蝕刻液中之狀態的圖。 ［圖8］係表示於圖1之蝕刻裝置中，對矽芯線進行蝕刻及清洗之後的狀態的圖。 ［圖9］係為本發明實施形態2之蝕刻裝置的盒座及芯線持具的分解示意圖。 ［圖10］係表示於本發明實施形態3之蝕刻裝置中，將盒座附接至起重機之前的狀態的圖。

1:蝕刻裝置

11:第一蝕刻液槽

12:第二蝕刻液槽

13:清洗槽

20:盒座

30:芯線持具

40:起重機

41:臂

42:鋼絲繩

43:升降機構

44:滑架

45:軌道

C1:矽芯線

L1:第一蝕刻液

L2:第二蝕刻液

L3:清洗水

Claims (8)

1. 一種矽芯線的蝕刻裝置，其特徵為具備： 蝕刻液槽，其係容置用來浸漬矽芯線的蝕刻液； 複數個芯線支撐組件，其係用於支撐所述矽芯線，且其中形成有至少一個供所述矽芯線貫穿的孔；及 位置改變機構，其在所述矽芯線貫穿所述複數個芯線支撐組件且浸漬於所述蝕刻液中的狀態下，改變所述矽芯線貫穿所述孔的相對位置。
2. 如請求項1所述之矽芯線的蝕刻裝置，其中，所述位置改變機構係使所述芯線支撐組件於上下方向上往返移動。
3. 如請求項1所述之矽芯線的蝕刻裝置，其中，形成所述孔的邊緣部係形成為連續的曲線狀。
4. 如請求項1所述之矽芯線的蝕刻裝置，其中，所述矽芯線分別貫穿所述複數個芯線支撐組件中所含至少2個所述芯線支撐組件中所形成的孔， 其中，所述2個芯線支撐組件之間的距離可根據所述矽芯線的長度變化。
5. 如請求項1所述之矽芯線的蝕刻裝置，其中，於所述芯線支撐組件中形成有複數個所述孔。
6. 如請求項1至5中任一項所述之矽芯線的蝕刻裝置，其中還具備清洗槽，所述清洗槽係容置用來浸漬所述矽芯線的清洗水， 所述位置改變機構在經浸漬過所述蝕刻液的矽芯線貫穿所述複數個芯線支撐組件且浸漬於所述清洗水中的狀態下，改變所述矽芯線貫穿所述孔的相對位置。
7. 一種矽芯線的蝕刻方法，其特徵為具有： 貫穿步驟，使矽芯線貫穿過形成於複數個芯線支撐組件中的孔，所述芯線支撐組件係用於支撐所述矽芯線； 第一浸漬步驟，將由所述芯線支撐組件所支撐的所述矽芯線，浸漬於蝕刻液中；及 第一位置改變步驟，改變所述矽芯線貫穿所述孔的相對位置。
8. 如請求項7所述之矽芯線的蝕刻方法，其中還具有： 第二浸漬步驟，於所述第一位置改變步驟之後，將由所述芯線支撐組件所支撐的所述矽芯線，浸漬於清洗水中；及 第二位置改變步驟，改變浸漬於所述清洗水中狀態下的矽芯線貫穿所述孔的相對位置。

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