(57)【要約】【要 約】  本発明は、平面状、薄型で破損しやすい基板のための連続方法での湿式化学処理（浄化、エッチング、ストリッピング、塗装、脱水）のための方法及び装置であって、基板運搬並びに湿式処理が媒体を吸収するローラによって行なわれる方法及び装置に関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面状、薄型で破損しやすい基板のための連続方法での湿式化学処理、殊に浄化、エッチング、ストリッピング、塗装、脱水のための方法であって、前記基板の運搬並びに工程操作を、プロセス媒体を吸収するローラによって行なうことを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記ローラ中の吸収された前記プロセス媒体は、前記基板運搬の際に前記基板の表面に移されることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記ローラが基板表面上で転動することにより、前記ローラに前記プロセス媒体が供給されることを特徴とする、請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
前記湿式化学処理を前記基板の片面のみ又は両面に行なうことを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記湿式化学処理は、乾燥段階を含むことを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記湿式化学処理を複数の、任意に組合せ可能な工程段階で行なうことを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
平面状、薄型で破損しやすい基板のための連続方法での湿式化学処理、殊に浄化、エッチング、ストリッピング、塗装、脱水のための装置であって、プロセス媒体を吸収するローラが備えられており、前記ローラによって前記基板の運搬並びに工程操作が行なわれることを特徴とする、装置。
【請求項８】
前記ローラは、前記ローラ中の吸収された前記プロセス媒体が前記基板運搬の際に前記基板の表面に移されることが可能であるように形成されていることを特徴とする、請求項７記載の装置。
【請求項９】
前記プロセス媒体の供給は、前記ローラが前記基板の表面上で転動することにより行なわれることを特徴とする、請求項７又は８記載の装置。
【請求項１０】
前記湿式化学処理は、前記基板の片面のみ又は両面に行なわれることを特徴とする、請求項７から９までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
前記ローラは微細孔質に形成されており、媒体供給が前記微細孔ローラ内への前記プロセス媒体の導入によって行なわれることを特徴とする、請求項７から１０までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
媒体浴が備えられており、前記ローラの媒体吸収が前記媒体浴への前記ローラの浸漬によって行なわれることを特徴とする、請求項７から１１までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項１３】
噴霧装置が備えられており、前記ローラへの媒体吸収が前記ローラへの吹付けによって、及び／又は前記ローラ間の前記プロセス媒体の適量吐出によって行なわれることを特徴とする、請求項７から１２までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
任意の個数の前記ローラが、１つの工程ラインの構成のために備えられていることを特徴とする、請求項７から１３までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
前記ローラの距離及び／又は長さが、前記基板のサイズに相応して自由に選択可能であることを特徴とする、請求項７から１５までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項１６】
上下に配置された前記ローラの位置が任意であることを特徴とする、請求項７から１５までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
上側の前記ローラと下側の前記ローラとの距離が、調整可能であることを特徴とする、請求項７から１６までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項１８】
前記基板への複数の前記ローラの押付けは、変化及び／又は調整可能であることを特徴とする、請求項７から１７までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項１９】
前記ローラの断面形状が種々の表面を有し、かつ殊に滑らかであるか又はいぼ状突起、縦溝及び／又は横溝を有することを特徴とする、請求項７から１８までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項２０】
個々の前記ローラの回転数が、個々に調整可能であることを特徴とする、請求項７から１９までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項２１】
個々の前記ローラの回転方向は、異なって選択可能であることを特徴とする、請求項７から２０までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項２２】
前記ローラに加えて更なるプロセス補助システム、殊に超音波もしくはメガソニックシステムが工程モジュールに組込み可能であることを特徴とする、請求項７から２１までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項２３】
乾燥が、乾いたローラの通過によって行なわれ、その際前記ローラによって吸収された液体が拭き取られることを特徴とする、請求項７から２２までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項２４】
前記ローラの吸収された前記液体は、吸引によって前記ローラから導出可能であることを特徴とする、請求項７から２３までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項２５】
工程を補助する装置及び／又は方法、例えば加熱ガスによる前記基板の吹きつけ、表面張力の局所的な減少又は例えば赤外線照射による前記基板の加熱、が前記基板の乾燥のために定められていることを特徴とする、請求項７から２４までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項２６】
ガス状媒体をローラ心棒（２０）によって、前記ローラ中に導くことが可能であることを特徴とする、請求項７から２５までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項２７】
前記ローラの接触面に沿って前記基板とともに殊に窒素を含有するガス流を導くことが可能であり、前記ガス流が殊にイソプロパノールＩＰＡを含有する蒸気を含み、前記蒸気が前記基板表面上の液体と混合し、かつ混合物が混合前の液体より低い表面張力を有することを特徴とする、請求項７から２６までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項２８】
全ての使用される前記プロセス媒体が温度調整可能であることを特徴とする、請求項７から２７までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項２９】
個々の前記ローラに供給された前記媒体が前記基板上での前記ローラの転動により取り除かれることが可能であることを特徴とする、請求項７から２８までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項３０】
前記濡らし又は塗装は、前記基板表側と前記基板裏側で異なっていることを特徴とする、請求項７から２９までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項３１】
複数の前記基板が並んで同時に処理可能であることを特徴とする、請求項７から３０までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項３２】
エッチング工程、洗浄工程、乾燥工程などを順次実施できるようにするために、複数の工程チャンバが前後して配置されていて１つの工程ラインとなっていることを特徴とする、請求項７から３１までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項３３】
複数の前記工程ラインが上下に構成されていることを特徴とする、請求項７から３２までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項３４】
１つもしくは複数の前記プロセス媒体は、前記基板の上方の前記ローラにより、前記基板の上面にのみ供給可能であることを特徴とする、請求項７から３３までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項３５】
１つもしくは複数のプロセス媒体は、前記基板の下方の前記ローラのみにより、前記基板の片面に供給可能であることを特徴とする、請求項１から３４までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項３６】
１つもしくは複数のプロセス媒体は、前記基板の片面と前記基板の縁部にのみ供給可能であることを特徴とする、請求項１から３５までのいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、湿式化学処理、例えば浄化、エッチング、ストリッピング、塗装及び乾燥、が連続方法（インライン）でマイクロエレクトロニクス部品、太陽電池などの製造に使用されるマイクロエレクトロニクス、マイクロメカニックス及び光学への適用のための平面状、薄型で破損しやすい基板の湿式化学処理のための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロエレクトロニクス部品の製造における湿式処理技術は現在主として、基板が、マガジンに収納されて、処理浴に沈められる浴方法で行なわれる。この工程操作は不連続的に１〜５０個の基板の群で行なわれる。基板がころ又はベルトに置かれて連続的にプロセス浴に搬入されるか及び／又は噴霧モジュール内で媒体、例えばプロセス化学薬品又は水、で噴霧され、その後で温風又は窒素で、場合によってはイソプロパールで富化されて乾燥される、例えば太陽電池製造における、連続（インライン）−湿式処理−装置の使用がますます行なわれている。現在利用可能な湿式化学的な工程操作は、本質的に半導体産業の標準的な基板のために開発されかつ最適化された浸漬プロセスと噴霧プロセスに限定される。最新のマイクロエレクトロニクス及び薄膜技術では将来的に、例えば基板厚さ１００μｍ未満の、ますます薄い基板が使用される。このほぼフィルム状の著しく破損しやすい基板をマガジン及び浸漬槽の中で処理することができない。なぜなら、一方では運搬安定性に対する要求が、他方ではまた生産性の基準が満たされないからである。片面の処理のようなプロセス要件も不可能である。連続方法で大量のこのような基板を同時に処理するための従来のインライン処理装置は、確かに処理能力基準は満たすが、しかしながら、受容不可能な破損率を有しておりかつ全ての必要な種類の工程操作に使用することができない。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
次に記載する方法及び記載する装置は、プロセス区間内での運搬（ハンドリング）に関しても、圧搾可能な微細孔ローラの使用による全ての必要な適用のための更なる工程操作に関しても、破損しやすい薄型基板のためのインライン処理装置のための全ての要件を満たす。このようなローラの使用によって運搬方向に対して垂直な力が回避され、該ローラによって同時にプロセス媒体による基板の均一な濡れが両面においても、基板の表側又は裏側でのみでも可能になる。このことによってプロセス媒体との制御された相互作用によるプロセス実施の場合には化学的な方法ならびに直接の浄化接触部による物理的な方法が有効である。さらに同じプロセスで洗浄段階と乾燥段階を統合することができる。
【０００４】
本発明の場合には処理すべき基板は片側もしくは両側に設置された、回転する、媒体と相容性のスポンジローラにより連続方法で導かれる。完全に均一な動きが駆動の、少なくとも片側での連結によって達成される。所望の工程操作に必要な媒体（液状又はガス状）は通過時に直接又は間接に施与されるか、及び／又は洗浄−及び乾燥段階でもとどおり除去される。実施形態に応じて基板における工程操作を片面でも両面でも行なわれることができ、複数の処理段階（同じかもしくは異なる媒体を用いた）を１つの工程ラインへの工程モジュールの並列によって組み合わせることができる。これは単線であってもよいし、複線であってもよい。該方法は濡れた基板で終了してもよいし、乾いた基板で終了してもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
加工すべき基板１（図１）が水平に工程モジュール２Ａに供給される。この供給は、基板が、ころ３及び／又は、バンド又はベルト上で、あるいは代替のハンドリングシステム（例えばロボット）によって工程モジュール２Ａのローラ４及び５に運搬されることによって行なわれる。
【０００６】
基板が多孔質の圧搾可能なローラ４及び５につかまれると直ちに、基板の更なる運搬が工程モジュール２Ａの同様で後続のローラによって行なわれる。該ローラは、該ローラが工程モジュール２Ａに使用されているプロセス媒体、このプロセス媒体は浸漬浴６もしくは噴霧装置７からかあるいは直接ローラ８の心棒によって供給される、を吸収し、基板１１の表面とのローラ９及び１０（図２）の接触による基板運搬の際にプロセス媒体が基板表面に移される。プロセス媒体が供給されたローラが基板表面で転動することによってプロセスの経過を補助する摩擦作用が付加的に行なわれ、この摩擦作用により浄化、エッチング、ストリッピング、洗浄の際の工程操作が強化される。
【０００７】
上記方法とも組み合わされている別の方法ではローラ１２と１３（図３）の距離が、これらローラ１２と１３の間でプロセス媒体の付加的な供給が噴霧ノズル１４によって行なわれることができるようにすることができる。該噴霧ノズルをさらに超音波もしくはメガソニックノズルとして実施することができる。
【０００８】
下側のローラ１５及び１６の濡らしは選択的に槽１７からのプロセス媒体の直接の吸収によって行なうこともできるし、上側のローラの上記実施と同様にして噴霧ノズルを介して行なうこともでき、さらにプロセス媒体の超音波−もしくはメガソニック励起装置（１８）によって補助することができる。ローラ１９（図４）への媒体供給はローラ心棒２０によっても、該ローラ心棒に媒体出口用の穴２１が設けられていることによって行なうことができる。ローラの多孔質構造によってプロセス媒体はローラ本体内部とローラ表面のそれぞれに、そして上記装置内では処理すべき基板の表面に達する。
【０００９】
基板の種類及び所望の工程操作に依存してローラと基板の垂直距離２３（図６）も、ローラ相互の水平距離２２並びにローラ個数２４もプロセス要件及び基板の種類に従って実施することができる。同じく基板へのローラの押付けを所望の工程操作及び基板の種類に従って固定、剪断力（下側ローラに対する上側ローラの圧力）を介してか又はサーボ駆動装置（空気式、電気式もしくは液圧式）によって行なうことができる。
【００１０】
ローラの回転は、ローラの回転及び従って基板の運搬が連続的に制御可能である電気駆動装置を介して行なわれる。
【００１１】
代替的に、例えば浄化プロセスの場合の、ローラ回転方向が逆向きである工程操作は、基板運搬を実施するローラ２５、２６、２７及び２８の基板に対するローラ押付けをローラ２９及び３０のローラ押付けより相応に大きいこと、及びローラ２９及び３０がローラ２５、２６、２７及び２８の回転方向と逆に、及び／又は基板の運搬方向と逆に回転することによって可能であり（図５）、これにより付加的な浄化効果が生じる。同じくローラ直径の異なるローラ（図７）３１、３２、３３及び３４を使用することによる運搬及び工程操作は、これらローラが組み合わされて工程操作に適合させることができる（図７参照）。さらに個々のローラの回転数は個々に調整されていることが可能であり、かつローラ圧力及びローラ回転方向との組合せで各ローラに割り当てられることができ、そのことによって個々のプロセスにおける相応の工程操作が達成される。
【００１２】
連続する異なる工程操作、例えばエッチング、洗浄、乾燥、の場合の工程モジュール２Ａ、２Ｂ、２Ｃ（図１参照）は１ラインに並べて構成されていることができ、かつ通過する基板運搬のためのスリットが設けられた隔壁によって異なるプロセス媒体に関して相互に区切られていることができる。工程モジュール相互の区切りは、もっぱらローラと相応のプロセス媒体供給によるだけか、１工程モジュール内の最後のローラについて減少させた媒体供給を行なうことにより、行なうことができる。
【００１３】
例えば、洗浄プロセス後の基板表面の乾燥は、同じく微細孔ローラによって十分に行なわれる。しかしながら、これらローラにはプロセス媒体は供給されない。乾燥したローラが基板表面上で転動することによって、ローラによる該表面からの液体吸収が行なわれる（図８参照）。吸収された液体は、付加的な拭き取り及び／又は転動３６及び３７（図８）によって乾燥に使用されるローラ３８及び３９から連続的に除去され、これにより該ローラは更なる液体吸収のために一プロセス実行内で準備される。同じく、基板表面からのローラにより吸収された液体の排水は、吸収された液体が穴のあいたローラ心棒２０（図４）によって減圧によりローラから吸引されることによって行なうことができる。
【００１４】
第２の実施形態の場合には、上記表面乾燥は基板表面上のローラの転動による液体吸収後に、最後のローラの後で基板表面に、加熱された窒素又は温風のように付加的に温められていてもよいガスを吹き付けることによって、並びに例えば赤外線照射もしくは加熱棒によるか及び／又は記載した方法の組合せでの基板加熱によって行なうことができる。
【００１５】
別の代替的な実施形態の場合には、基板の残留物のない表面乾燥を基板表面の液体へのガス−蒸気混合物の導入によって行なうことができ、その際該蒸気は該液体と混合可能であり、かつこの混合によって基板表面とローラ表面の間の境界面での該液体の表面張力が蒸気混合のない液体に対して減少するという結果を有する。このマランゴニもしくは表面張力勾配乾燥として知られた方法は、図９に示されているように本発明に転用することができる。ローラ４０及び／又は４１の転動によって、前もって湿った基板表面からローラによって吸収された液体又は前記方法に従ったローラに付加的に供給された液体は、ローラと基板表面間のメニスカスを形成する。ノズル４５及び／又は４６からガス−蒸気混合物が、流れを案内する出口４７及び／又は４８を通って液体メニスカスに向かって導かれる。蒸気が液体メニスカスに入り込むことによって混合が行なわれ、かつ従ってメニスカスの範囲外の液体に対する表面張力の減少も行なわれる。メニスカスの範囲外の表面張力がより高い液体範囲に向かって力（マランゴニ力）が生じ、これにより基板が乾燥される。この乾燥には十分に粒子及び残留物がない。
【００１６】
平面状基板の片面の表面処理は、基板４９（図１０）が運搬ローラ５０上でプロセスローラ５１に送られ、このプロセスローラにはプロセス媒体５２が供給されかつ基板上での転動によりプロセス媒体５３が基板表面に移されることによって行なうことができる。運搬ローラ５０の適当な配置によって、これら運搬ローラがプロセスローラ５１と接触することが防止される。
【００１７】
片面の表面処理のもう１つの方法は、基板５４（図１１）が処理すべき表面でローラ５５によって運搬され、これらローラはプロセス媒体中に浸漬されかつ基板運搬の際の該ローラの回転によりこの媒体５６が基板下面に移されることによって行なうことができる。その上、この基板５７（図１２）が軟らかいローラ５８に対して押付けローラ５９（図１３）によって押される場合には、プロセス媒体による基板縁部の処理も行なわれる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年7月29日(2008.7.29)
【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】
平面状、薄型で破損しやすい基板、例えばマイクロエレクトロニクス部品、太陽電池などの表面の湿式化学処理、殊にエッチング、ストリッピング、塗装、脱水のための方法であって、プロセス媒体を吸収する微細孔ローラによって、前記ローラ中の吸収された前記プロセス媒体が、前記基板の運搬の際に前記ローラが前記基板の表面上で転動することにより前記基板表面に移され、かつ前記プロセス媒体によって前記表面を濡らすことによって化学処理過程が行なわれるようにして前記基板運搬並びに工程操作を行なう、方法。
【請求項２】
前記湿式化学処理を前記基板の片面のみ又は両面に行なうことを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
平面状、薄型で破損しやすい基板、例えばマイクロエレクトロニクス部品、太陽電池など、の表面の湿式化学処理、殊にエッチング、ストリッピング、塗装、脱水、のための装置であって、吸収性の微細孔ローラが前記基板の運搬並びにプロセス媒体による工程操作のために備えられており、前記ローラが前記基板の表面上で転動し、その際に、前記ローラ中に吸収された前記プロセス媒体を移して前記表面を濡らし、化学処理を行なう、装置。
【請求項４】
媒体浴が備えられており、前記ローラが前記媒体浴に浸漬しかつ前記プロセス媒体を吸収することを特徴とする、請求項３記載の装置。
【請求項５】
噴霧装置が備えられており、前記ローラへの前記プロセス媒体の供給が前記ローラへの吹付けによって、及び／又は前記ローラ間の前記プロセス媒体の適量吐出によって行なわれることを特徴とする、請求項３又は４記載の装置。
【請求項６】
前記ローラが上下に配置されており、かつ上下に配置された前記ローラの位置が任意であることを特徴とする、請求項３から５までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
下側の前記ローラに対する上側の前記ローラの距離及び／又は圧力が調整可能であることを特徴とする、請求項３から６までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
個々の前記ローラの回転数が、個々に調整可能であることを特徴とする、請求項３から７までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
個々の前記ローラの回転方向は、異なるように選択可能であることを特徴とする、請求項３から８までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
前記ローラの吸収された液体が、吸引によって前記ローラから導出可能であることを特徴とする、請求項３から９までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
エッチング工程、洗浄工程、乾燥工程などを順次実施できるようにするために、複数の工程チャンバが前後して配置されていて１つの工程ラインとなっていることを特徴とする、請求項３から１０までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
１つもしくは複数の前記プロセス媒体は、前記基板の片面と前記基板の縁部にのみ供給可能であることを特徴とする、請求項３から１１までのいずれか１項に記載の装置。
【国際調査報告】
2009517854.tif 000016
2009517854.tif 000017
2009517854.tif 000018
2009517854.tif 000019