(57)【要約】  液体に少なくとも部分的に沈められているウェハーに電力を供給するための方法及び装置。装置は、液体に満たされた容器と、液体を通して少なくとも部分的に沈められているウェハーを輸送するためのウェハー運搬装置を含む輸送装置と、ウェハーに電力を供給するための電力供給装置を備える。
2011500960.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体に少なくとも部分的に沈められたウェハーに電力を供給するための装置であって、−液体が満たされた液体容器、
−液体を通じて少なくとも部分的に沈められたウェハーを輸送するためのウェハー運搬装置を備えた輸送装置、
−ウェハーに電力を供給するための電力供給装置を備えた装置。
【請求項２】
ウェハー運搬装置はウェハーを保持するための保持装置を備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
電力供給装置は電気的に保持装置に接続されていることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
電力供給装置の第１端子は保持装置に接続されており、電力供給装置の第２端子は液体に接続されていることを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
保持装置は、ウェハーの端部の受容のために楔形溝を備えることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項６】
楔形溝は電力供給装置に電気的に接続された電気コンタクトを備えることを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
電気コンタクトはウェハーとの電気コンタクトを改善するためにバネ付勢されていることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
保持装置は、チャネルを通じて液体の流れによりウェハーに力を提供するために、楔形溝の上または下にチャネルを備えることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項９】
装置は、さらに、ポンプ手段及びパイプを経由して、ウェハーの下に配置された入り口を通じて外からウェハー上に配置されたノズルに液体を汲み上げるために、入り口、ポンプ手段、パイプ及びノズルを備えるシステムを含むことを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項１０】
装置は、ウェハーの実質的に全表面を接触するために電力供給装置に電気的に接続された電流伝導ワイヤを備えるブラシ状の配置を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の装置。
【請求項１１】
装置はウェハーと電力供給装置の間に接触を提供するためにバスバーを備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
バスバーは異なるウェハー位置のために異なる電位を有することができることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
装置は、堆積された金属を取り除くために逆めっき工程を提供するための第２液体容器を備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
液体中に少なくとも部分的に沈められたウェハーに電力を供給するための方法であって、以下のステップ、
ａ）ウェハー運搬装置にウェハーを固定するステップと、
ｂ）液体を通じて少なくとも部分的に沈められているウェハーを、輸送装置により輸送するステップと、
ｃ）電力をウェハーに供給するステップと、
を備える方法。
【請求項１５】
さらにウェハーを保持するための保持装置を備えたウェハー運搬装置を供給するステップを備えることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
さらに電力供給装置が保持装置に電気的に接続されることを提供するステップを備えることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
さらに電力供給装置の第１端子は保持装置に接続され、電力供給装置の第２端子が液体に接続されていることを提供するステップを備えることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
さらに保持装置がウェハーの端部の受容のための楔形溝を備えることを提供するステップを備えることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
さらに楔形溝が電力供給装置に電気的に接続される電気コンタクトを備えることを提供するステップを備えることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
さらにウェハーとの電気的な接触を改善するためにバネ付勢された電気コンタクトとして電気コンタクトを提供するステップを備えることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
さらにチャネルを通じる液体の流れによりウェハーに力を提供するために、楔形溝の上又は下のチャネルを備えた保持装置を提供するステップを備えることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項２２】
さらにウェハーの表面に向けて方向付けられたノズルを通じて液体を汲み上げるための散布配置を提供するステップを備えることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項２３】
さらにウェハーの実質的に全表面を接触するために電力供給装置に電気的に接続された電流伝導ワイヤを備えるブラシ状の配置を提供するステップを備えることを特徴とする請求項１４又は請求項１５に記載の方法。
【請求項２４】
さらにウェハー及び電力供給装置の間のコンタクトを提供するためのバスバーを提供するステップを備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項２５】
さらに異なるウェハー位置のための異なる電位を備えたバスバーを提供するステップを備えることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項２６】
さらに堆積された金属を除去するための逆めっき工程を提供するための第２液体容器を提供するステップを備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項２７】
さらにいわゆる光誘導めっきを可能にするために、液体中又はウェハーの上のいずれかに配置された光源を提供するステップを備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、電力をウェハーに供給するための方法及び装置に関する。より詳しくは、本発明は液体に少なくとも部分的に沈んだウェハーに電力を供給するための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体にウェハーを晒すための装置及び方法が２００７年５月１８日に出願された特許文献１に記載されている。この出願はここに参照により組み込まれる。
【０００３】
いくつかの工程において、ウェハーに電力を供給する必要がある一方、ウェハーは液体に少なくとも部分的に沈んでいる。そのような工程の一例は、電気めっきをすることであり、それは例えば、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｎ及び／又はＡｇがウェハーにめっきされる。この工程における挑戦は、ウェハーの破損を引き起こすような、ウェハーに強い機械的な力を加えることなしに、ウェハーに電気的な接触を提供することである。そのような工程における別の不利益は、金属又は他の材料が生産装置の他の部分に堆積することであり、これは定期的に取り除かれなければならず、それが装置にとって非生産的な時間を増加させる。
【０００４】
太陽セルウェハーは通常、１６０−１８０μｍの間であり、より薄いウェハーを製造することに向けた継続的な開発が続けられている。これらのウェハーは壊れやすいので、破損を避けるために非常に注意深く扱わなければならない。同時に、産業工程においてセルの処理能力を増大させる要望がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】英国特許出願第０７０９６１９.１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、ウェハーに電力供給するための方法及び装置を提供することであり、これらの不利益を避けるものである。さらに、この運転動作の効率、ひいては全体製造能力を改善する一方、同時にウェハーの破損を避けることが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明は、添付の独立請求項で定義される。さらに実施形態が従属請求項で記載されている。
以下に、添付された図面を参照して、本発明の実施形態が記載される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態の全体図を示す。
【図２】図１の左側を拡大した図を示す。
【図３】図２の保持装置の斜視図を示す。
【図４】図２の保持装置の側面図を示す。
【図５】本発明の別の実施形態を示す。
【図６ａ】保持装置の断面図を示す。
【図６ｂ】保持装置の断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１において、液体を含む液体容器２上の輸送装置１０を備える装置が示されている。輸送装置１０は２つの輸送バンド１４ａ及び１４ｂの間に搭載されたウェハー運搬装置を備える。
【００１０】
輸送装置はさらに輸送バンドを動かすための駆動システム（示されていない）を備え、結果的に矢Ａにより示されている液体容器２上のウェハー運搬装置１２も備える。
【００１１】
ウェハー３はピックアップされるか又は他の方法で容器２（図１の左側）の最初の端部に近いウェハー運搬装置１２に固定され、容器２の第２の側（図１の右側）に輸送する際に輸送装置１０により保持され、ウェハーは開放され、例えば次の副工程施設に輸送される。輸送中に、ウェハー３は完全に又は部分的に液体に沈められる。
【００１２】
図１において、３つのウェハー３は平行に輸送されることが示されている。輸送装置１０は、この実施形態において、互いに分離されている平行なウェハー３を維持するために分離手段１６を備えることができる。全ての分離手段が図面に示されているわけではなく、それらのうちのいくつかは明確性のために省略されていることに注意されたい。
【００１３】
もちろん、ただ１つのウェハー３を輸送することも可能であり、また、３つ以上のウェハー３を平行に輸送することも可能である。
【００１４】
ウェハー運搬装置１２は、（図３及び４に詳細に示されているような）鳩尾ジョイントとして断面が実質的に形成される保持装置１８を備え、すなわち、保持装置１８は保持装置の両側の長手方向の楔形溝１９を含む。ウェハー３の端部は楔形溝１９を受容する。図２に示されているように、ウェハー３はそれぞれのウェハー運搬装置１２の２つの保持装置の間に保持されている。
【００１５】
輸送装置１０及びウェハー運搬装置１２のようなものを配置し、設計する幾つかの方法があり、多くのそのような配置が、ここに参照により組み入れられている２００７年５月１８日に提出された特許文献１に示されている。
【００１６】
保持装置１８は、さらに、ウェハーを電気的なコンタクトを提供するために、例えば溝１９中又は近くに局在する電気コンタクト２０を備える一方、ウェハーは保持装置１８により保持されている。電気コンタクト２０は、溝１９に沿って間隔を空けて配置されており、ウェハーの頂上側、底側又は両方のそれぞれに印加されることができる。もし工程の観点から、例えばめっきのために、望めば、２つのウェハーの２つの表面上に異なる電圧を構築することを原理的に可能にする。さらに、電気コンタクトは、図２で示されているように（破線により指されている）電力供給装置３２に接続されている。
【００１７】
図２において、電気コンタクトは、電力供給装置３２の負端子に接続されている一方、正端子は、液体に沈められている電気導体又はアノード３６に電線３４によって接続されていることが示されている。
【００１８】
輸送装置は回転するので、電力供給装置３２及び保持装置の間の電線３０の曲がりを避けるために手段が提供されるべきであることを注意されたい。例えば電力供給装置の負端子に接続されるバスバーを液体上に提供することができる。この場合において、保持装置１８は、所望の接触時間の間、液体の上のバスバーと接触するように適合されており、結果として、ワイヤ３０と電気コンタクト２０との間の電気的接触を提供する。
【００１９】
ウェハーと保持装置の電気コンタクトの間の良好な電気的接触を達成することは重要である。１つの可能性としては、バネ付勢された電気コンタクト又は保持装置の溝の内側若しくは回りに柔らかいブラシを備えた電気コンタクトを使用することである。別の可能性としては、全体の流れパターンがウェハー上に自動的に上側または下側の圧力を作り出すように、ウェハーの上又は下に液体の流れを向けることである。上述した特許文献１では、どのように保持装置のチャネル又は刻みがウェハーの２つの側の間の液体流れを分配するために使用されうるかを記載している。そのようなチャネルは、図３及び図６a、及び６bで参照符号５０で示されている。「上側」チャネル（図６a）は、液体を、槽の底から次のウェハーの頂上まで繋ぎ、ウェハーの頂上の上に、ウェハーの間の開放領域中よりもより高い液体水準を作り、結論的にウェハー上に下向きの圧力を作る。「下側」に向いたチャネル（図６b）は、ウェハーの底上に圧力を増加させ、全てのウェハーに上リフトを作る。液体は液体槽を通じた保持装置の動作によるか、ポンプ手段によってチャネルを通じて流すことができる。
【００２０】
ウェハー上に下向きに作用する力を提供するための別の選択は、例えば容器の液体がウェハーの下から汲み上げられて、ウェハー上に出口又はノズルを備えたパイプを経由して輸送されるシステムを提供することができる。そのような配置は、ウェハーの頂上の上の液体と、ウェハーの下の液体の間の圧力の少しの差を作り出しうる。圧力の差は、ウェハー上に下向きに作用する正味の力をもたらす。ウェハーへのよい機械的及び電気的接触を可能にするために必要な力が、そして液体流れの速度により調節されることができる。
【００２１】
表面張力は、さらに部分的に沈められ乾燥した上側を有するウェハーに、保持装置に対して上リフトを引き起こす一方、濡れた上側を有する同じウェハーは持ち上げられることに抵抗する。同じメカニズムをよい電気接触を確立するために使用することができる。
【００２２】
さらに、液体上にバスバーを提供することが可能であり、それぞれのバスバーはアノード３６に対して異なる電位又は電圧レベルを有する。
【００２３】
電気めっき工程がここで図２に関して記載される。ここでは、液体容器は、明確性のために省略されているが、最も右側のウェハー３aは少なくとも部分的に液体に沈められていることに言及しなければならない。容器は液体を含み、その中には金属イオン、Ｍｎ＋が存在している。本発明の目的は、シリコンウェハーの表面に水溶液を通して金属を堆積させるための、電気めっきとして参照される従来技術を、（太陽セルが）照らされた場合にウェハー中に発生する電流を集めるためのコンタクトを製造するために、使用することである。水溶液中の金属イオンは、ウェハーに電力供給装置の負極（カソード）を印加することによりウェハーの表面で固定金属Ｍに還元される。電力供給装置の正極（アノード）は液体に沈められ、電気めっきにおいて、それは通常、めっき槽又は電解質として言及されている。アノードは典型的には電解質に溶解された同じ金属から構成される。電解質を通じて電流を印加する場合に、２つの主反応が起こり、１つはアノードで、もう１つはカソードで起こる。
（１）カソード反応：    Ｍｎ＋＋ｎｅ−→Ｍ（ｓ）
（２）アノード反応：    Ｍ（ｓ）→Ｍｎ＋＋ｎｅ−
【００２４】
従って、アノードは、酸化反応を経由して電解液中の溶液になる一方、同じ時金属イオンが還元されてカソードで固体金属になる。
【００２５】
第１実施形態において、保持装置は絶縁材料、例えば、ＰＰ、ＰＶＤＦ又はＰＴＦＥ又は他の適した材料から作られる。保持装置の内側で、伝導材料、例えばステンレススチール又はチタンのより小さなピンがある。それらのピンは、それらがウェハーの支持として作用する一方、同時に容器の底に向かって下方に面するウェハーの側に電気的な接触を提供するように設計されている。接触する装置は、針、ボール、ロッド、円盤又は任意の他の幾何学的な寸法の形状であって、良好な接触インターフェイス及びウェハーに機械的な衝撃を低く維持することを可能にするものを有することができる。
【００２６】
接触する装置は、銅のような伝導材料を経由して、電力供給装置の負端子（カソード）に接続されている。電力供給装置の正端子（アノード）は、電解質を含む液体容器の中に沈められている金属の一片に接続されている。電力供給装置で切り替える場合には、回路が作られ、ウェハーはカソードである（反応１）。
【００２７】
この方法において、例えば、Ａｇ、Ｃｕ、Ｓｎ及びＮｉを含む太陽セルの製造のための幾つかの関連の金属は、費用効率のよい方法の、商業的に利用可能な水溶液から堆積されることができる。ウェハーを扱うシステムは、堆積したい各金属のための別の輸送システム（新規な保持装置がないもの）に変える必要がないような方法で、設計することができる。
【００２８】
工程中に、金属が電気コンタクト２０に堆積しうることを言及しておかなければならない。金属は、前に知られているように、物理的（例えばブラシにより）又は化学的（例えば酸により）に除去することができる。
【００２９】
しかしながら、本願発明はこれを改善する新規な方法を提供する。金属は、例えばウェハーが保持装置から除去された後に、電気的に例えば電流方向を逆にすることによるか、又は保持装置を適した（反対の）電位のバスバーに繋ぐことにより、除去することができる。電気コンタクト２０は、この場合、適した液体（同じかまたは第２液体槽）に沈められる。金属の除去はそして工程の一部として統合されることができ、結論としては生産装置のための非生産時間が減少する。
【００３０】
本発明の別の実施形態は、電気的に電力供給装置に接続され、輸送中にウェハーの上側表面に接触する電流伝導ワイヤ４２を備えてブラシ状に接触する配置４０（図５で示されている）を有する。この方法ではウェハーの表面の異なる領域が電流伝導体に近づく。電流伝導ワイヤはウェハーの損傷を避けるために柔軟であることができる。本方法は、端部上の２つの保持装置の間のウェハー表面の電気伝導性が端部接触単独では十分ではない場合に、主に関連する。
【００３１】
本発明の別の実施形態において、光源が、いわゆる光誘導めっきを可能にするために、液体に沈められるか又はウェハー上に配置されて提供される。
【００３２】
共通の特徴
上述されている詳細な説明は特に本発明の実施形態を示すため及び記載するために提供されている。しかしながら、記載はいかなる意味においても本発明を特定の実施形態に限定するものではない。
【００３３】
電力供給装置３４の極性を変更すること、または直流電源にかえて交流電流を使用することももちろん可能である。
【００３４】
実際に、本発明の１つの応用では、第１液体容器の上述の構成を使用することが可能であり、それらの後で金属残渣等を除去するために第２液体容器の逆の極性を使用する
【符号の説明】
【００３５】
２  液体容器
３  ウェハー
３ａ  最も右側のウェハー
１０  輸送装置
１２  ウェハー運搬装置
１４ａ  輸送バンド
１４ｂ  輸送バンド
１８  保持装置
１９  楔形溝
２０  電気コンタクト
３０  ワイヤ
３２  電力供給装置
３４  電線
３６  アノード
４０  ブラシ状に接触する配置
４２  電流伝導ワイヤ
５０  チャネル
【図１】
2011500960.tif 000003
【図２】
2011500960.tif 000004
【図３】
2011500960.tif 000005
【図４】
2011500960.tif 000006
【図５】
2011500960.tif 000007
【図６ａ】
2011500960.tif 000008
【図６ｂ】
2011500960.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成21年9月11日(2009.9.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体に少なくとも部分的に沈められたウェハーに電力を供給するための装置であって、−液体が満たされた液体容器（２）、
−液体を通じて少なくとも部分的に沈められたウェハーを容器（２）の第１側から容器（２）の第２側まで輸送するための少なくとも２つのウェハー運搬装置（１２）を備えた輸送装置（１０）、
−ウェハーに電力を供給するための電力供給装置を備え、
ここで、ウェハー運搬装置（１２）は、それぞれのウェハー運搬装置（１２）の２つの保持装置（１８）の間にウェハーの端部を保持するための楔形溝（１９）を備える保持装置（１８）を備え、且つ
ここで、楔形溝（１９）はウェハーを接触するための電気コンタクト（２０）を備え、電気コンタクトは電力供給装置と電気的に接続されていることを特徴とする装置。
【請求項２】
電気コンタクト（２０）は、電力供給装置の第１端子に接続されており、電力供給装置の第２端子は液体に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
電気コンタクトはウェハーとの電気コンタクトを改善するためにバネ付勢されていることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
保持装置は、チャネルを通じて液体の流れによりウェハーに力を提供するために、楔形溝の上または下にチャネルを備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】
装置は、さらに、ポンプ手段及びパイプを経由して、ウェハーの下に配置された入り口を通じて外からウェハー上に配置されたノズルに液体を汲み上げるために、入り口、ポンプ手段、パイプ及びノズルを備えるシステムを含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項６】
装置はウェハーと電力供給装置の間に接触を提供するためにバスバーを備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項７】
バスバーは異なるウェハー位置のために異なる電位を有することができることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
装置は、堆積された金属を取り除くために逆めっき工程を提供するための第２液体容器を備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項９】
液体中に少なくとも部分的に沈められたウェハーに電力を供給するための方法であって、以下のステップ、
ａ）それぞれの保持装置の楔形開口（１９）にウェハーの端部を受容することにより２つの保持装置（１８）の間にウェハーを保持するステップと、
ｂ）液体を通じて少なくとも部分的に沈められているウェハーを、輸送装置により容器（２）の第１側から容器（２）の第２側まで輸送するステップと、
ｃ）楔形溝（１９）に又は近くで局在する電気コンタクト（２０）により電力をウェハーに供給するステップと、
を備える方法。
【請求項１０】
さらに電気コンタクト（２０）が電力供給装置の第１端子に接続され、電力供給装置の第２端子が液体に接続されていることを提供するステップを備えることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
さらにウェハーとの電気的な接触を改善するためにバネ付勢された電気コンタクトとして電気コンタクトを提供するステップを備えることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
さらにチャネルを通じる液体の流れによりウェハーに力を提供するために、楔形溝の上又は下のチャネルを備えた保持装置を提供するステップを備えることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
さらにウェハーの表面に向けて方向付けられたノズルを通じて液体を汲み上げるための散布配置を提供するステップを備えることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
さらにウェハー及び電力供給装置の間のコンタクトを提供するためのバスバーを提供するステップを備えることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
さらに異なるウェハー位置のための異なる電位を備えたバスバーを提供するステップを備えることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
さらに堆積された金属を除去するための逆めっき工程を提供するための第２液体容器を提供するステップを備えることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１７】
さらにいわゆる光誘導めっきを可能にするために、液体中又はウェハーの上のいずれかに配置された光源を提供するステップを備えることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【国際調査報告】
2011500960.tif 000010
2011500960.tif 000011
2011500960.tif 000012
2011500960.tif 000013
2011500960.tif 000014