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1. WO2020129805 - 基板トレイ

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明 細 書

発明の名称 基板トレイ

技術分野

0001  

背景技術

0002  

先行技術文献

特許文献

0003  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0004   0005   0006  

課題を解決するための手段

0007  

発明の効果

0008  

図面の簡単な説明

0009  

発明を実施するための形態

0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022  

符号の説明

0023  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6  

図面

1   2   3   4   5   6  

明 細 書

発明の名称 : 基板トレイ

技術分野

[0001]
 本発明は、基板トレイに関する。

背景技術

[0002]
 例えば太陽電池セルの製造工程、特にCVD(Chemical Vapor Deposition:化学気相堆積)法またはPVD(Physical Vapor Deposition:物理気相堆積)法等を用いた半導体層またはTCO(Transparent Conductive Oxide)層等の製膜工程において、スクエア(四角)形状またはセミスクエア(四角形状の四隅をカットした八角)形状の半導体基板(半導体ウェハ)をホールドする基板トレイが用いられる。このような基板トレイとして、特許文献1にはポケットタイプの基板トレイが開示されており、特許文献2にはピンタイプの基板トレイが開示されている。

先行技術文献

特許文献

[0003]
特許文献1 : 特開2016-192453号公報
特許文献2 : 特開2014-118631号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0004]
 ポケットタイプの基板トレイでは、スクエア形状の窪みからなるポケットに半導体基板が収容されるため、いわゆる製膜時の製膜ガスの裏回り(半導体基板の製膜面と反対側の裏側に製膜ガスが回り込み、半導体基板の裏側も製膜されること)を抑制することができる。反面、ポケットタイプの基板トレイでは、ロボット等により半導体基板をピックアップする際に、基板づまり(ウェハづまり)が生じることがある。例えばポケット内で半導体基板が回転すると、半導体基板の角がポケットの側壁に引っ掛かることがある。この場合、半導体基板のピックアップの際に半導体基板が割れることがある。
[0005]
 一方、ピンタイプの基板トレイでは、半導体基板の角以外にピンを設けることにより半導体基板をホールドするため、ロボット等により半導体基板をピックアップの際の基板づまり(ウェハづまり)を抑制することができる。反面、ピンタイプの基板トレイでは、製膜時の製膜ガスの裏回りの抑制効果は低い。
[0006]
 本発明は、ポケットタイプの基板トレイにおいて、基板のピックアップの際の基板づまり(ウェハづまり)を抑制する基板トレイを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0007]
 本発明に係るトレイは、スクエア形状またはセミスクエア形状の基板をホールドする基板トレイであって、基板を収容するスクエア形状の窪みで構成されるポケットを有し、ポケットの開口側からみて、ポケットの4つの側壁の各々において、側壁の延在方向における一方端部および他方端部は、一方端部と他方端部との間の中間部に対してポケットの外側に傾いている。

発明の効果

[0008]
 本発明によれば、ポケットタイプの基板トレイにおいて、基板のピックアップの際の基板づまり(ウェハづまり)が抑制される。

図面の簡単な説明

[0009]
[図1] 本実施形態に係る基板トレイを示す平面図である。
[図2] 図1に示す基板トレイにおけるII部分(ポケット)を拡大して示す平面図である。
[図3] 図2に示す基板トレイのポケットにおけるIII-III線断面図である。
[図4] ポケットの側壁を説明するための図である。
[図5] ポケットのコーナー側壁を説明するための図である。
[図6] 本実施形態の変形例に係る基板トレイにおける、図2および図3に示すII部分(ポケット)のIII-III線相当の断面図である。

発明を実施するための形態

[0010]
 以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態の一例について説明する。なお、各図面において同一または相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。また、便宜上、ハッチングや部材符号等を省略する場合もあるが、かかる場合、他の図面を参照するものとする。
[0011]
 図1は、本実施形態に係る基板トレイを示す平面図である。図1に示す基板トレイ1は、例えば太陽電池セルの製造工程、特にCVD法またはPVD法等を用いた半導体層またはTCO層等の製膜工程において、スクエア形状またはセミスクエア形状の半導体基板(半導体ウェハ)をホールドする基板トレイである。基板トレイ1の材料としては、特に限定されないが、例えばアルミニウムが挙げられる。基板トレイ1は、半導体基板を収容するスクエア形状の窪みで構成される複数のポケット10を有する。複数のポケット10は、例えば2次元状に配列されている。
[0012]
 図2は、図1に示す基板トレイにおけるポケット(II部分)を拡大して示す平面図であり、図3は、図2に示す基板トレイのポケットにおけるIII-III線断面図である。図2および図3に示すように、ポケット10は、4つの側壁20と4つのコーナー側壁24とを有する。ポケット10の底は、4つの側壁20および4つのコーナー側壁24からポケット10の内側に向けて順に第1周底部31と、第2周底部32と、中央底部33とを有する。ポケット10の底と反対側には、半導体基板Wを収容または取り出すための開口を有する。
[0013]
 側壁20の各々は、ポケット10の開口側からみて、側壁の延在方向に一方端部21、他方端部23、および一方端部21と他方端部23との間の中間部22を有する。一方端部21および他方端部23は、中間部22に対してポケット10の外側に傾いている。
[0014]
 図4に示すように、一方端部21および他方端部23の傾きは、ポケット10においてポケット10および半導体基板Wの中心を回転中心として半導体基板Wが回転したときの、半導体基板Wの傾きである。換言すれば、一方端部21および他方端部23は、ポケット10において半導体基板Wが最大に回転したときに、半導体基板Wの側面に接するように傾いている。例えば、中間部22に対する一方端部21および他方端部23の傾きは、0度よりも大きく1度以下であると好ましく、0度よりも大きく0.5度以下であると更に好ましい。
[0015]
 再び図2および図3を参照し、4つのコーナー側壁24は、ポケット10の開口側からみて、円弧形状である。
 ここで、図5に示すように、ポケット10において、ポケット10および半導体基板の中心を回転中心として半導体基板が左に最大に回転したときの半導体基板W1の角位置をP1とする。反対に、ポケット10において、ポケット10および半導体基板の中心を回転中心として半導体基板が右に最大に回転したときの半導体基板W2の角位置をP2とする。また、ポケット10において、コーナー側壁24に向けて(例えば斜め45度方向に)半導体基板が平行移動したときの半導体基板W3の角位置をP3,P4とする。コーナー側壁24の円弧形状は、これらの角位置P1,P2,P3,P4に接する。
[0016]
 再び図2および図3を参照し、第1周底部31は、半導体基板Wの周縁部の裏面を支持する。第2周底部32は、第1周底部31よりも深く、中央底部33よりも浅い。
 半導体基板Wが6インチ×170μm(厚さ)の基板である場合、第1周底部31の深さD1は例えば200μmであり、第2周底部32の深さD2は例えば250μmであり、中央底部33の深さD3は例えば500μmである。また、第1周底部31の幅W1は例えば0.8mm以上2mm以下であり、第2周底部32の幅W2は例えば3mm以上5mm以下である。
[0017]
 以上説明したように、本実施形態の基板トレイ1によれば、ポケット10の側壁20の延在方向における一方端部21および他方端部23は、一方端部21と他方端部23との間の中間部22に対してポケット10の外側に傾いている。これにより、ポケット10内で半導体基板Wが回転しても、半導体基板Wの角がポケット10の側壁に、点ではなく面で接触するので、半導体基板Wのピックアップの際に、半導体基板Wの角がポケット10の側壁に引っ掛かることが抑制され、基板づまり(ウェハづまり)が抑制される。
 また、半導体基板Wの全ての端部を覆うポケットタイプの基板トレイなので、製膜時の製膜ガスの裏回りが低減される。
[0018]
 また、本実施形態の基板トレイ1によれば、ポケット10の角部は円弧形状である。これにより、ポケット10内で半導体基板Wが平行移動しても、半導体基板Wの一部の角がポケット10の側壁に点で接触しても、半導体基板Wの他の角部はポケット10の側壁に接触しないので、半導体基板Wのピックアップの際に基板づまり(ウェハづまり)が抑制される。
[0019]
 また、本実施形態の基板トレイ1によれば、ポケット10の底は、4つの側壁20および4つのコーナー側壁24側からポケット10の内側に向けて順に第1周底部31と、第2周底部32と、中央底部33とを有し、第1周底部31は、半導体基板Wの周縁部の裏面を支持し、第2周底部32は、第1周底部31よりも深く、中央底部33よりも浅い。
 このように、第1周底部31のみにより半導体基板Wの周縁部の裏面を支持することより、半導体基板Wの周縁部以外の裏面がポケット10の底に触れることが抑制され、太陽電池の性能低下を抑制することができる。
 また、中央底部33を深くすることにより、半導体基板Wの反りが生じても、半導体基板Wの裏面がポケット10の底に触れることが抑制される。
 更に、第2周底部32を比較的に浅くすることにより、半導体基板Wの周縁部の裏面側の空間を小さくできる。このように、半導体基板Wの周縁部の裏面側の空間が小さいと、製膜時の製膜ガスの裏回りが低減される。
[0020]
 以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、種々の変更および変形が可能である。例えば、上述した実施形態では、ポケット10の底における周縁部が、4つの側壁20および4つのコーナー側壁24側からポケット10の内側に向けて段階的に深くなる形態を例示した。しかし、本発明はこれに限定されず、例えば図6に示すように、ポケット10の底における周縁部32Aは、4つの側壁および4つのコーナー側壁側からポケット10の内側に向けて次第に深くなるように傾斜する形態であってもよい。この形態でも、本実施形態と同様に、製膜時の製膜ガスの裏回りが低減される。
[0021]
 また、上述した実施形態では、太陽電池の製造工程、特にCVD法またはPVD法等を用いた半導体層またはTCO層等の製膜工程において用いられる基板トレイを例示した。しかし、本発明はこれに限定されず、スクエア形状またはセミスクエア形状の種々の基板をホールドする基板トレイに適用可能である。
[0022]
 また、本発明は、半導体基板を水平に配置し、半導体基板が比較的に回転および移動しやすい横型のCVD装置またはPVD装置において用いられる基板トレイに好適に適用される。しかし、本発明はこれに限定されず、半導体基板を垂直に配置する縦型のCVD装置またはPVD装置において用いられる基板トレイにも適用されてもよい。

符号の説明

[0023]
 1 基板トレイ
 10 ポケット
 20 側壁
 21 一方端部
 22 中間部
 23 他方端部
 24 コーナー側壁
 31 第1周底部
 32 第2周底部
 32A 周縁部
 33 中央底部

請求の範囲

[請求項1]
 スクエア形状またはセミスクエア形状の基板をホールドする基板トレイであって、
 前記基板を収容するスクエア形状の窪みで構成されるポケットを有し、
 前記ポケットの開口側からみて、前記ポケットの4つの側壁の各々において、前記側壁の延在方向における一方端部および他方端部は、前記一方端部と前記他方端部との間の中間部に対して前記ポケットの外側に傾いている、
基板トレイ。
[請求項2]
 前記一方端部および前記他方端部の傾きは、前記ポケットにおいて前記ポケットおよび前記基板の中心を回転中心として前記基板が回転したときの、前記基板の傾きである、請求項1に記載の基板トレイ。
[請求項3]
 前記ポケットの開口側からみて、前記ポケットの4つのコーナー側壁は、円弧形状である、請求項1または2に記載の基板トレイ。
[請求項4]
 前記円弧形状は、前記ポケットにおいて前記ポケットおよび前記基板の中心を回転中心として前記基板が回転したときの前記基板の角位置と、前記ポケットにおいて前記ポケットの各コーナー側壁に向けて前記基板が平行移動したときの前記基板の角位置とに接する、請求項3に記載の基板トレイ。
[請求項5]
 前記ポケットの底は、4つの前記側壁側から前記ポケットの内側に向けて順に第1周底部と、第2周底部と、中央底部とを有し、
 前記第1周底部は、前記基板の周縁部の裏面を支持し、
 前記第2周底部は、前記第1周底部よりも深く、前記中央底部よりも浅い、
請求項1~4のいずれか1項に記載の基板トレイ。
[請求項6]
 前記ポケットの底における周縁部は、4つの前記側壁側から前記ポケットの内側に向けて次第に深くなるように傾斜している、請求項1~4のいずれか1項に記載の基板トレイ。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]