(57)【要約】 【課題】  基板の搬送を容易に行えるとともに、基板表面に発生する反応ガスを除去して、均一に基板の表面処理を行うことができる基板表面処理装置を提供する。【解決手段】  処理液槽３３に収容される処理液３２中に一部が浸漬され回転自在に設けられる複数の搬送ローラ３４は、その回転軸線方向の長さが基板幅以上であり、その表面の少なくとも基板３１に接する部位に溝４３が形成され、処理液３２によって処理される基板３１の表面である処理面３１ａに接して存在する気体３８を、溝４３を通じて容易に除去することができるので、簡単な構成で、基板３１を搬送しながら基板３１の表面を均一に処理することができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状の形状を有する基板の表面を処理する基板表面処理装置において、
基板の表面処理に用いる処理液を収容する処理液槽と、
基板を搬送する搬送ローラであって、処理液槽に収容される処理液中に一部または全部が浸漬され回転自在に設けられる複数の搬送ローラと、
搬送ローラを回転駆動させるローラ駆動手段とを含み、
搬送ローラの回転軸線方向の長さは、
基板の搬送される方向に直交する方向である幅方向における長さである基板幅以上であり、
搬送ローラの表面には、
溝が形成されることを特徴とする基板表面処理装置。
【請求項２】
搬送ローラは、
撥液性材料で構成されることを特徴とする請求項１記載の基板表面処理装置。
【請求項３】
搬送ローラの表面に形成される溝の延びる方向が、
搬送ローラの回転軸線の延びる方向と平行であることを特徴とする請求項１または２記載の基板表面処理装置。
【請求項４】
搬送ローラの表面に形成される溝は、
搬送ローラの回転軸線に対して傾斜角度を有するように延びる直線または曲線状に形成されることを特徴とする請求項１または２記載の基板表面処理装置。
【請求項５】
搬送ローラの表面に形成される溝は、
基板の搬送される方向に直交する方向である幅方向における中心を通る平面であって、基板の搬送される方向に平行な仮想平面に関して対称に形成されることを特徴とする請求項４記載の基板表面処理装置。
【請求項６】
搬送ローラの表面に形成される溝は、
前記幅方向の中心における形成位置と搬送ローラ幅方向端部における形成位置との搬送ローラの円周方向に関して離隔する距離が、搬送ローラ幅方向の長さの１／２以上であることを特徴とする請求項５記載の基板表面処理装置。
【請求項７】
搬送ローラには、
処理液によって処理される基板表面である処理面に接して存在する気体を排出する排出手段が設けられることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の基板表面処理装置。
【請求項８】
排出手段は、
搬送ローラの一方の端部に開口し、少なくとも搬送ローラの基板に接する部分の長さに対応する長さにわたって穿たれる排出穴と、
搬送ローラに形成される溝上で外方に開口し、排出穴まで貫通する小排出孔と、
搬送ローラの排出穴に接続される配管と、
配管に設けられる排出ポンプとを含むことを特徴とする請求項７記載の基板表面処理装置。
【請求項９】
平板状の形状を有する基板の表面を処理する基板表面処理装置において、
基板の表面処理に用いる処理液を収容する処理液槽と、
基板を搬送する搬送ローラであって、処理液槽に収容される処理液中に一部または全部が浸漬され回転自在に設けられる複数の搬送ローラと、
搬送ローラを回転駆動させるローラ駆動手段とを含み、
搬送ローラの回転軸線方向の長さは、
基板の搬送される方向に直交する方向である幅方向における長さである基板幅以上であり、
搬送ローラは、
撥液性材料で構成されることを特徴とする基板表面処理装置。
【請求項１０】
搬送ローラは、
搬送ローラの回転頂部が、処理液槽に収容される処理液の液面よりも高い位置となるように設けられることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の基板表面処理装置。
【請求項１１】
搬送ローラの回転頂部と、処理液槽に収容される処理液の液面との距離が、３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１０記載の基板表面処理装置。
【請求項１２】
前記撥液性材料は、
ポリテトラフルオロエチレンまたは塩化ビニルであることを特徴とする請求項２〜１１のいずれか１つに記載の基板表面処理装置。
【請求項１３】
処理液が、
フッ化水素酸、硝酸、塩酸、水酸化ナトリウム溶液および水酸化カリウム溶液からなる群より選択される１または２以上であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１つに記載の基板表面処理装置。
【請求項１４】
基板が、
シリコンウエハであることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１つに記載の基板表面処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえばシリコンウエハなどの基板の表面を化学的に処理することに用いる基板表面処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば電子デバイスの製造プロセスにおいては、デバイスを構成する部材である基板に対する化学的な表面処理が多用されている。基板に対する化学的な表面処理は、反応性ガスによるドライ（乾式）プロセスと、化学的薬液によるウェット（湿式）プロセスとに分けられる。また処理基板枚数および基板の処理面の観点からは、複数の平板状基板を処理液に同時に浸漬させて全面処理するバッチ処理、また平板状基板の片面のみを処理液に接液させて処理する枚葉処理に分けられる。
【０００３】
平板状の形状を有する基板の片面のみを処理するプロセスは、ガラス基板、シリコンウエハなどを対象として、たとえば洗浄、表面変質層の除去、薄肉化、表面形状の加工などに多用されている。
【０００４】
反応性ガスによるドライプロセスは、基板ステージに密着して基板が設置されており、基板ステージに密着している裏面側には処理ガスがほとんど届かないので、片面のみの処理を実施し易い。しかしながら、ウェットプロセスに比べて、ドライプロセスの装置は、真空排気系、ガス供給系などの設備が大掛かりになるので設備コストが高く、また材料ガスコストも高いという問題があるので、従来ウェットプロセスが汎用されている。
【０００５】
図９は、従来の基板表面処理装置１の構成を簡略化して示す図である。基板表面処理装置１は、ウェットプロセスによる基板表面処理装置であり、基板２の表面処理に用いる処理液３を収容する処理液槽４と、処理液槽４の処理液３を循環させるためのポンプ５および噴出口６とを含んで構成される。
【０００６】
基板表面処理装置１は、処理液槽４に収容される処理液３によって、基板２の片面のみを化学的に処理する。なお、処理液３によって化学的に処理される側の面を処理面２ａと呼び、処理面２ａと反対側の面を非処理面２ｂと呼ぶ。
【０００７】
基板２は、たとえば、非処理面２ｂにデバイスが形成されるシリコン基板であり、デバイスが形成される非処理面２ｂに表面保護材７が被覆される。基板２は、不図示の搬送ロボットに備えられる真空チャック８によって真空吸着される。不図示の搬送ロボットは、真空チャック８によって真空吸着される基板２を搬送することができ、また基板２を回転させる回転手段を備える。
【０００８】
処理液槽４には処理液３が収容され、処理液槽４の底部に処理液吸引孔が形成され、該処理液吸引孔に配管９が接続される。また配管９の他方がポンプ５に接続され、処理液槽４に収容される処理液３は、配管９を介してポンプ５で吸引され、噴出口６から基板２の処理面２ａに向うようにして処理液槽４内に噴出される。このようにして、処理液槽４中の処理液３が循環される。
【０００９】
基板表面処理装置１は、搬送ロボットの真空チャック８によって基板２を真空吸着して処理液槽４の上方に搬送し、降下させて基板２の処理面２ａを処理液３の表面に接触させる。基板２が処理液３の表面に接触した状態で搬送ロボットの回転手段によって基板２を回転させ、処理液３によって基板２の処理面２ａをエッチングする。
【００１０】
ここで、処理液３としては、フッ化水素酸と硝酸との混酸が汎用されている。しかしながら、このような基板表面処理装置１を用いるウェットプロセスでは、基板２を構成するシリコンと処理液３とが反応して酸素、酸化窒素、過酸化窒素などの反応ガス１０が発生し、反応ガス１０の気泡が基板２の処理面２ａ表面に付着して成長する。処理面２ａに付着する反応ガス１０の気泡は容易に離脱せず、反応ガス１０が存在することによって処理液３と基板２との接触が妨げられる。反応ガス１０の存在によって処理液３と基板２との接触が妨げられると、基板２の処理面２ａの表面処理を行うことができず、処理面２ａにエッチングのむらが生じる。このことによって基板２の厚みにむらを生じるという問題がある。
【００１１】
このような問題を解決するために、基板と処理液との反応によって発生する反応ガスを除去しながら基板の表面処理を行う基板表面処理装置が提案されている（たとえば、特許文献１および２参照）。
【００１２】
図１０は特許文献１に開示の基板表面処理装置１１の構成を簡略化して示す図であり、図１１は図１０に示す基板表面処理装置１１に含まれる処理液槽１２の上面図である。基板表面処理装置１１は、前述の従来の基板表面処理装置１に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００１３】
基板表面処理装置１１に含まれる処理液槽１２には、略直角三角形の平板状のガス除去板１３が、噴出口６を中心として放射状に複数配置され、該ガス除去板１３を固定するように、処理液槽１２より一回り小さい液溜部１４が設けられる。噴出口６から噴出される処理液３は、液溜部１４に形成される逆円錐形状の空間部分に貯留され、一定量を超える量の処理液３は液溜部１４の周縁部から処理液槽１２に排出されて配管９およびポンプ５によって再び噴出口６から噴出される。
【００１４】
このような基板表面処理装置１１を用いて前述の基板表面処理装置１と同様にして基板２の表面処理を行うと、基板２の処理面２ａに発生した反応ガスを、基板２の回転とガス除去板１３とによって除去することができ、むらのない良好なエッチングを行うことができる。
【００１５】
図１２は特許文献２に開示の基板表面処理装置２１の構成を簡略化して示す図であり、図１３は図１２に示す基板２および払拭手段２２の切断面線ＸＩＩＩ−ＸＩＩＩにおける断面図である。基板表面処理装置２１は、前述の従来の基板表面処理装置１に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００１６】
基板表面処理装置２１には、基板２の処理面２ａに発生する反応ガス１０を除去する払拭手段２２が備えられる。払拭手段２２は、複数の貫通孔２３がメッシュ状に開口されるメッシュ保持筒２４の表面に、延伸多孔質なポリテトラフルオロエチレン膜２５が形成される払拭部２６と、保持部２７によって保持される払拭部２６を不図示のワイパー機構に接続して、払拭部２６が基板２の処理面２ａに沿って往復移動する払拭運動が可能となるような不図示の駆動部と、払拭部２６を保持する保持部２７に接続される排出管２８を介し、払拭部２６によって基板２の処理面２ａから払拭した反応ガス１０を排出する不図示の回転ポンプなどの排出部とを含んで構成される。
【００１７】
なお、処理液槽４には、処理液槽４より一回り小さい液溜部４ａが設けられ、液溜部４ａ内に処理液３が収容される。噴出口６から噴出される処理液３は、液溜部４ａ内に貯留され、一定量を超える量の処理液３は、液溜部４ａの上方から液溜部４ａと処理液槽４との間に排出されて配管９およびポンプ５によって再び噴出口６から噴出される。
【００１８】
このような基板表面処理装置２１は、払拭手段２２を備えるので、払拭手段２２によるワイパー機構によって基板２の処理面２ａの全面に亙って往復運動させ、貫通孔２３から払拭部２６内部に基板２の処理面２ａに発生した反応ガス１０を吸引するとともに、不図示の排出部によって反応ガス１０を外部に排出することができる。
【００１９】
しかしながら、このような特許文献１および２に開示の表面処理装置には以下のような問題がある。特許文献１および２に開示の表面処理装置は、枚葉処理によって基板の表面処理が行なわれるので、基板の受け渡しに時間がかかる。このような時間を短縮するためには、搬送ロボットが複数必要となる。また複数の基板を同時に処理しようとすると、基板を保持する真空チャックを大きくする必要があり、真空チャックを備える搬送ロボットが大型化するので、装置が複雑で高価なものとなる。
【００２０】
【特許文献１】特開平３−２７２１４１号公報
【特許文献２】特許第２５９５８３８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明の目的は、基板の搬送を容易に行えるとともに、基板表面に発生する反応ガスを除去して、均一に基板の表面処理を行うことができる基板表面処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明は、平板状の形状を有する基板の表面を処理する基板表面処理装置において、
基板の表面処理に用いる処理液を収容する処理液槽と、
基板を搬送する搬送ローラであって、処理液槽に収容される処理液中に一部または全部が浸漬され回転自在に設けられる複数の搬送ローラと、
搬送ローラを回転駆動させるローラ駆動手段とを含み、
搬送ローラの回転軸線方向の長さは、
基板の搬送される方向に直交する方向である幅方向における長さである基板幅以上であり、
搬送ローラの表面には、
溝が形成されることを特徴とする基板表面処理装置である。
【００２３】
また本発明は、搬送ローラは、
撥液性材料で構成されることを特徴とする。
【００２４】
また本発明は、搬送ローラの表面に形成される溝の延びる方向が、
搬送ローラの回転軸線の延びる方向と平行であることを特徴とする。
【００２５】
また本発明は、搬送ローラの表面に形成される溝は、
搬送ローラの回転軸線に対して傾斜角度を有するように延びる直線または曲線状に形成されることを特徴とする。
【００２６】
また本発明は、搬送ローラの表面に形成される溝は、
基板の搬送される方向に直交する方向である幅方向における中心を通る平面であって、基板の搬送される方向に平行な仮想平面に関して対称に形成されることを特徴とする。
【００２７】
また本発明は、搬送ローラの表面に形成される溝は、
前記幅方向の中心における形成位置と搬送ローラ幅方向端部における形成位置との搬送ローラの円周方向に関して離隔する距離が、搬送ローラ幅方向の長さの１／２以上であることを特徴とする。
【００２８】
また本発明は、搬送ローラには、
処理液によって処理される基板表面である処理面に接して存在する気体を排出する排出手段が設けられることを特徴とする。
【００２９】
また本発明は、排出手段は、
搬送ローラの一方の端部に開口し、少なくとも搬送ローラの基板に接する部分の長さに対応する長さにわたって穿たれる排出穴と、
搬送ローラに形成される溝上で外方に開口し、排出穴まで貫通する小排出孔と、
搬送ローラの排出穴に接続される配管と、
配管に設けられる排出ポンプとを含むことを特徴とする。
【００３０】
また本発明は、平板状の形状を有する基板の表面を処理する基板表面処理装置において、
基板の表面処理に用いる処理液を収容する処理液槽と、
基板を搬送する搬送ローラであって、処理液槽に収容される処理液中に一部または全部が浸漬され回転自在に設けられる複数の搬送ローラと、
搬送ローラを回転駆動させるローラ駆動手段とを含み、
搬送ローラの回転軸線方向の長さは、
基板の搬送される方向に直交する方向である幅方向における長さである基板幅以上であり、
搬送ローラは、
撥液性材料で構成されることを特徴とする基板表面処理装置である。
【００３１】
また本発明は、搬送ローラは、
搬送ローラの回転頂部が、処理液槽に収容される処理液の液面よりも高い位置となるように設けられることを特徴とする。
【００３２】
また本発明は、搬送ローラの回転頂部と、処理液槽に収容される処理液の液面との距離が、３ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００３３】
また本発明は、前記撥液性材料は、
ポリテトラフルオロエチレンまたは塩化ビニルであることを特徴とする。
【００３４】
また本発明は、処理液が、
フッ化水素酸、硝酸、塩酸、水酸化ナトリウム溶液および水酸化カリウム溶液からなる群より選択される１または２以上であることを特徴とする。
【００３５】
また本発明は、基板が、
シリコンウエハであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、基板表面処理装置の処理液槽に収容される処理液中に一部が浸漬され回転自在に設けられる複数の搬送ローラは、その回転軸線方向の長さが基板幅以上であり、その表面の少なくとも基板に接する部位に溝が形成され、処理液によって処理される基板表面である処理面に接して存在する気体を、上記溝を通じて容易に除去することができるので、簡単な構成で、基板を搬送しながら基板表面を均一に処理することができる基板表面処理装置が実現される。また、量産性に優れた平流し方式の基板表面処理装置が安価に提供される。
【００３７】
また本発明によれば、搬送ローラが撥液性材料で構成される。このような搬送ローラを用いると、搬送ローラが撥液性であるので、基板と搬送ローラとの当接部付近には、搬送ローラの回転軸線方向に平行に処理液が存在しない空間が形成される。したがって、処理液によって処理される基板表面である処理面に接して存在する気体を、上記処理液が存在しない空間と溝とを通じて、一層確実かつ効率的に除去することができる。
【００３８】
また本発明によれば、搬送ローラの表面に形成される溝の延びる方向が、搬送ローラの回転軸線の延びる方向と平行であるので、簡単な構成で、搬送ローラの表面に形成される溝によって基板の処理面に存在する気体を除去し、除去された気体を搬送ローラの軸線方向の端面に存在する溝の端部から容易に排出することができる。
【００３９】
また本発明によれば、搬送ローラの表面に形成される溝は、搬送ローラの回転軸線に対して傾斜角度を有するように延びる直線または曲線状に形成されるので、簡単な構成によって基板の処理面に存在する気体を除去するとともに、除去される気体を一層容易に外部へ排出することが可能になる。
【００４０】
また本発明によれば、搬送ローラの表面に形成される溝は、基板の搬送される方向に直交する方向である幅方向における中心を通る平面であって、基板の搬送される方向に平行な仮想平面に関して対称に形成される。溝がこのように形成されると、基板の搬送される方向に直交する方向である幅方向における基板の中心付近に存在する気体が、対称に設けられる溝の一方または両方向に案内されて、溝の端部から排出されるので、除去した気体の排出をより効率的かつ迅速に行うことができる。
【００４１】
また本発明によれば、搬送ローラの表面に形成される溝は、前記幅方向の中心における形成位置と搬送ローラ幅方向端部における形成位置との搬送ローラの円周方向に関して離隔する距離が、搬送ローラ幅方向の長さの１／２以上であるので、搬送ローラが１回転する間に、除去した気体を溝の端部から排出させることができる。
【００４２】
また本発明によれば、搬送ローラには、処理液によって処理される基板表面である処理面に接して存在する気体を排出する排出手段が設けられるので、強制的に気体を排出することができ、基板表面をより均一に処理することができる。
【００４３】
また本発明によれば、排出手段は、搬送ローラの一方の端部に開口し、少なくとも搬送ローラの基板に接する部分の長さに対応する長さにわたって穿たれる排出穴と、搬送ローラに形成される溝上で外方に開口し、排出穴まで貫通する小排出孔と、搬送ローラの排出穴に接続される配管と、配管に設けられる排出ポンプとを含む。このような排出手段を備えるので、排出ポンプの吸引力によって、小排出孔および排出穴を介して、気体を強制的に吸引し、排出することができる。
【００４４】
また本発明によれば、基板の表面を処理する基板表面処理装置において、処理液槽に収容される処理液中に一部が浸漬され回転自在に設けられる複数の搬送ローラは、その回転軸線方向の長さが基板幅以上であり、搬送ローラが撥液性材料で構成される。このような搬送ローラを備えると、搬送ローラが撥液性であるので、基板と搬送ローラとの当接部付近には、搬送ローラの回転軸線方向に平行に処理液が存在しない空間が形成され、該処理液が存在しない空間に基板の処理面で発生する気体が吸収され、該空間を通じて基板の処理面に存在する気体を除去することができる。
【００４５】
また本発明によれば、搬送ローラは、搬送ローラの回転頂部が、処理液槽に収容される処理液の液面よりも高い位置となるように設けられるので、基板の片面処理の際、処理面と反対側の非処理面に処理液が回込むことなく、片面のみを表面処理することができる。
【００４６】
また本発明によれば、搬送ローラの回転頂部と、処理液槽に収容される処理液の液面との距離が３ｍｍ以下と好適範囲に設定されるので、非処理面への処理液の回込みを防ぎつつ、基板の片面のみの表面処理を行うことができる。
【００４７】
また本発明によれば、撥液性材料は、ポリテトラフルオロエチレンまたは塩化ビニルであるので、フッ硝酸のような強酸および水酸化ナトリウムのような強アルカリに対する耐性に優れ、耐久寿命に優れる基板表面処理装置が提供される。
【００４８】
また本発明によれば、処理液は、フッ化水素酸、硝酸、塩酸、水酸化ナトリウム溶液および水酸化カリウム溶液からなる群より選択される１または２以上である。このような処理液を用いることによって、洗浄、エッチング、表面形状加工など各種の表面処理を行うことのできる基板表面処理装置が実現される。
【００４９】
また本発明によれば、基板がシリコンウエハであるので、半導体産業および太陽電池産業で使用されるシリコンウエハの表面処理が可能な基板表面処理装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
図１は本発明の実施の一形態である基板表面処理装置３０の構成を簡略化して示す断面図であり、図２は図１に示す基板表面処理装置３０の上面図であり、図３は図１に示す基板表面処理装置３０に設けられる搬送ローラ３４のローラ部４１の構成を示す斜視図である。
【００５１】
基板表面処理装置３０は、平板状の形状を有する基板３１の表面を片面処理することに用いられる装置であり、基板３１の表面処理に用いる処理液３２を収容する処理液槽３３と、基板３１を搬送する搬送ローラ３４であって、処理液槽３３に収容される処理液３２中に一部または全部が浸漬され回転自在に設けられる複数の搬送ローラ３４と、搬送ローラ３４を回転駆動させる不図示のローラ駆動手段とを含んで構成される。なお基板表面処理装置３０には、上記の各部以外にも、処理液３２の温度制御手段、処理液３２の循環手段など、通常の基板表面処理装置に装備されているものを含むけれども図示を省略する。
【００５２】
基板表面処理装置３０において表面処理される基板３１としては、シリコンウエハ、ガラスなどを挙げることができる。基板表面処理装置３０は、特にシリコンウエハの表面処理に好適に用いられる。基板３１の表面処理としては、洗浄、エッチングによる表面変質層の除去、薄肉化、表面形状加工などを挙げることができ、後述する処理液３２の種類を選択することによって、上記いずれかの表面処理を行うことができる。
【００５３】
基板３１の表面処理に用いる処理液３２としては、その目的に応じて、種々のものを適用することができる。たとえば、シリコン（Ｓｉ）ウエハのエッチングには、フッ化水素酸（ＨＦ）と硝酸（ＨＮＯ３）との混合液（水、酢酸などが含まれることもある）、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）溶液、水酸化カリウム（ＫＯＨ）溶液などのアルカリ液、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）の処理には、フッ化水素酸（ＨＦ）、バッファードフッ酸（ＢＨＦ）などを挙げることができる。
【００５４】
処理液３２を収容する処理液槽３３は、大略外形が直方体形状を有する箱形の容器である。処理液槽３３の素材は、使用する処理液３２に対する耐薬品性に基づいて決定され、ステンレス鋼、硬質塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン（略称ＰＴＦＥ）、ポリプロピレン、ポリエチレン、アクリルなどの材料であることが好ましい。
【００５５】
処理液槽３３の長手方向の両側壁３３ａ，３３ｂには、対向する位置に貫通孔が形成され、該貫通孔には不図示の軸受が設けられる。なお、側壁３３ａ，３３ｂに対する軸受の装着部には、流体シール部材が設けられ、処理液槽３３内に収容される処理液３２の漏出が防止されるように構成される。
【００５６】
処理液槽３３の側壁３３ａ，３３ｂに設けられる軸受には、搬送ローラ３４が回転自在に支持される。搬送ローラ３４は、複数本設けられ、その基板搬送方向３７における配置間隔は、表面処理するべき対象の基板３１を安定に搬送するために、基板３１が少なくとも３本の搬送ローラ３４に同時に当接することができるように定められる。搬送ローラ３４の配置間隔を定めるにあたり、その他の要因として、処理速度、装置の構成、コストなどが考慮される。すなわち、配置間隔を狭くして多数の搬送ローラ３４を配置すると、基板３１に供給される処理液３２の量が多くなり処理速度が速くなるとともに、より多くの気体を除去できる利点が得られるけれども、構成が複雑になり、またコストが高くなるので、搬送ローラ３４の配置間隔は、これらを勘案して定められる。
【００５７】
搬送ローラ３４は、その回転頂部を連ねる仮想線３５（基板３１を搬送するパスラインとなる、以後パスライン３５と呼ぶことがある）が、処理液３２の液面である水平面と平行になるように設けられる。なお複数の搬送ローラ３４は、搬送ローラ３４の回転頂部、すなわちパスライン３５が、処理液槽３３に収容される処理液３２の液面よりも高い位置となるように設けられる。この理由については後述する。
【００５８】
搬送ローラ３４は、ローラ駆動手段に連結され、矢符３６方向に回転駆動される。基板３１は、搬送ローラ３４上に載置され、矢符３６方向に回転する搬送ローラ３４によって矢符３７方向に装置内を搬送され、その搬送の過程において、処理液３２を臨んで載置される側の面３１ａ（以後、処理面３１ａと呼ぶ）が表面処理される。
【００５９】
搬送ローラ３４は、円柱状のシャフト部４０と、シャフト部４０に積層されるようにして設けられる円筒状のローラ部４１とを含んで構成される。搬送ローラ３４のローラ部４１の径は、処理する基板３１の大きさおよび重量などに応じて適宜定められ、特に限定されるものではないけれども、１０〜１００ｍｍφのものが適当である。搬送ローラ３４の回転軸線４２方向の長さＷ２、より厳密には少なくとも基板３１の処理面３１ａに接する部位であるローラ部４１の回転軸線４２方向の長さＷ２が、基板３１の搬送される方向３７に直交する方向である幅方向における長さである基板幅Ｗ１以上になるように形成される。
【００６０】
また搬送ローラ３４の少なくとも基板３１に接する部位であるローラ部４１は、撥液性材料で構成される。このような撥液性材料は、使用する処理液３２に対する耐薬品性などから決定され、ポリテトラフルオロエチレンまたは塩化ビニルによって形成されることが好ましい。なお搬送ローラ３４は、シャフト部４０とローラ部４１とが、上記の素材単一で一体形成されてもよく、シャフト部４０とローラ部４１とが別々の材料で形成されてもよい。
【００６１】
さらに、本実施の形態における搬送ローラ３４のローラ部４１の表面には、溝４３が形成される。このような搬送ローラ３４の表面に形成される溝４３の延びる方向は、搬送ローラ３４の回転軸線４２の延びる方向と平行である。溝４３は、搬送ローラ３４の回転軸線４２方向端部にまで形成される。溝４３の形成は、たとえば、シェーパーなどによる切削加工によって行うことができる。搬送ローラ３４の表面に形成される溝４３の幅および深さとしては、搬送ローラ３４の大きさ、溝４３の本数、反応ガス３８の発生量などにもよるけれども、概ね幅２〜４ｍｍおよび深さ１〜２ｍｍであることが好ましい。
【００６２】
次に、処理液槽３３に収容される処理液３２の液面の高さと、搬送ローラ３４との位置関係について説明する。基板３１の片面のみを処理する場合、パスライン３５が処理液３２の液面よりも低い位置にあると、基板３１の処理面３１ａの反対側の面である非処理面３１ｂに処理液３２が回り込む恐れがある。非処理面３１ｂに、表面保護材を形成してもよいけれども、表面保護材の形成工程、表面処理後の表面保護材剥離工程、さらに剥離後の状態によっては洗浄工程などを必要とするので、製造工程数が増大し、また表面保護材、剥離処理液などの材料費が余分に必要となる。したがって、パスライン３５と処理液３２の液面位置４５との距離ｈは、０ｍｍ以上であることが好ましい。
【００６３】
また、後述する接液方法によって処理液３２を基板３１の処理面３１ａに接液するとき、上記距離が３ｍｍ以下であれば、処理液３２の表面張力によって処理面３１ａに処理液３２が接液する状態を維持できる。一方、距離ｈが３ｍｍを超えると接液状態が維持できなくなる恐れがある。したがって、距離ｈは、３ｍｍ以下であることが好ましく、本実施形態において距離ｈは０ｍｍ以上３ｍｍ以下である。
【００６４】
以下、基板表面処理装置３０の動作について簡単に説明する。ここでは、基板表面処理装置３０を用いて、シリコンウエハの片面（処理面）をエッチングする表面処理の事例について説明する。シリコンウエハの片面エッチングは、電子機器の高集積化などを目的として、ＬＳＩなどデバイス完成後、加工変質層を除去してシリコンウエハの厚みを薄くするために行われる。シリコンウエハのエッチング処理液３２には、通常、フッ化水素酸と硝酸の混合液（以後、フッ硝酸と呼ぶ）が用いられ、フッ硝酸には必要に応じて酢酸、水、硫酸などが混合される。
【００６５】
処理液槽３３には予め処理液３２であるフッ硝酸が収容される。処理液３２の液面位置と搬送ローラ３４の回転頂部すなわち基板３１が搬送されるパスライン３５との距離ｈが、３ｍｍ以下になるように処理液３２の収容量が設定される。
【００６６】
基板３１が、図１の紙面に向って左側に設けられる不図示のローダ側から、基板表面処理装置３０内へ搬送され、処理面３１ａが処理液３２を臨むようにして搬送ローラ３４上に載置される。基板３１が搬送ローラ３４上に載置されると、たとえば以下のようにして基板３１の処理面３１ａに対して処理液３２を接触させる。処理液槽３３内へ処理液３２を供給する供給手段と、処理液槽３３内の処理液３２を排出する排出手段とを動作させ、搬送ローラ３４上に基板３１が載置されると、供給手段によって処理液３２の液面位置を基板３１の処理面３１ａに接する高さまで上昇させ、その後排出手段によって処理液３２の液面位置を基板３１の処理面３１ａと所定の間隔ｈを有する高さまで下降させる。
【００６７】
なお、基板３１の処理面３１ａと処理液３２との接触は、基板３１が搬送ローラ３４に載置される位置の下方であって、処理液槽３３内の処理液３２中に予め処理液吹上げノズルを設けておき、該ノズルによって処理液３２を基板３１の処理面３１ａに向って吹上げ、処理液３２の表面張力を利用して処理液３２を基板３１の処理面３１ａに接触保持させるようにしてもよい。
【００６８】
処理液３２が基板３１の処理面３１ａに接触保持されている状態で、図１の矢符３７に示す方向に搬送されてきた基板３１は、搬送ローラ３４の回転動作によって、図１の紙面に向って右側に設けられる不図示の水洗槽側に搬送される。
【００６９】
この搬送の過程において、基板３１の処理面３１ａに接触保持されている処理液３２によって基板３１の処理面３１ａがエッチングされる。基板３１のエッチングに伴いＮＯｘガスなどの反応ガス３８が発生するけれども、本実施形態の基板表面処理装置３０には表面に溝４３が形成される搬送ローラ３４が用いられるので、搬送ローラ３４の回転とともに、処理面３１ａに接して存在する反応ガス３８の気泡を掻取り、反応ガス３８を基板３１の処理面３１ａから搬送ローラ３４の溝４３を通して除去することが可能である。
【００７０】
また、搬送ローラ３４の表面に形成される溝４３は、搬送ローラ３４の端部にまで形成され、パスライン３５が処理液３２の液面よりも高い位置であるので、処理面３１ａから除去した反応ガス３８を、搬送ローラ３４の軸線４２方向の端面に存在する溝４３の端部から外部空間へ容易に排出することができる。
【００７１】
さらに撥液性の搬送ローラ３４を用いると、基板３１と搬送ローラ３４との当接部付近には、搬送ローラ３４の回転軸線４２方向に平行に処理液３２が存在しない不図示の空間が形成される。このような空間が形成されると、処理液３２によって処理される基板３１の処理面３１ａに接して存在する反応ガス３８の気泡が、処理液３２が存在しない空間を通じて溝４３に移動し易くなり、反応ガス３８を一層確実かつ効率的に除去することができる。
【００７２】
以上のように、溝４３が形成される撥液性の搬送ローラ３４を備える本発明の基板表面処理装置３０によれば、基板３１の処理面３１ａに存在する反応ガス３８を効率的に除去し、排出することができるので、基板３１の処理面３１ａの片面のみを、均一にエッチング処理することができる。また、基板表面処理装置３０は、搬送ローラ３４による平流し方式であるので、連続的に基板３１を流すことが可能であり量産性が高い。さらに、基板３１の搬送に、真空チャック、吸着ハンドなどの大掛かりな設備を必要としないので、簡易な構造で、安価に製造することができる。
【００７３】
真空チャック、吸着ハンドなどによって基板の搬送を行い、反応ガスを除去するためのガス除去板、払拭手段などのガス除去手段によって反応ガスを除去する場合、ガス除去手段と基板との間隔を高精度に保つ必要がある。これは、ガス除去手段と基板との間隔が広くなりすぎると、反応ガスを充分に除去することができず、間隔が狭くなりすぎると、ガス除去手段が基板に接触し、基板が破損する恐れがあることによる。したがって、ガス除去手段によって反応ガスを除去する場合、ガス除去手段と基板との間隔を好適に設定するための位置センサが必要であった。
【００７４】
一方、本実施形態の基板表面処理装置３０に備えられる搬送ローラ３４によれば、表面処理工程中、常に基板３１の処理面３１ａに接しているので、基板３１および搬送ローラ３４の位置は、片面処理の場合、パスライン３５と処理液３２の液面との距離ｈのみが調整されればよいので、より容易に基板３１の処理面３１ａを処理することができる。
【００７５】
また基板表面処理装置３０において、処理液３２として水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）溶液、水酸化カリウム（ＫＯＨ）溶液などを用い、シリコンウエハをアルカリエッチングして片面処理を行った場合についても、フッ硝酸でシリコンウエハを酸エッチングした場合と同様の効果を奏することができることを確認した。なお、アルカリエッチングの場合、基板表面処理装置３０の処理液槽３３の素材として、ステンレス鋼を用いることができる。
【００７６】
さらに基板表面処理装置３０において、処理液３２としてフッ化水素酸またはバッファードフッ酸を用い、シリコンウエハの表面酸化膜を除去する片面処理においても、フッ硝酸でシリコンウエハを酸エッチングした場合と同様の効果を奏することができることを確認した。
【００７７】
図４は、本発明の実施の第２形態である基板表面処理装置に設けられる搬送ローラ５１の構成を示す正面図である。本実施形態の基板表面処理装置は、搬送ローラ５１の構成が異なること以外は、実施の第１形態の基板表面処理装置３０と同一に構成されるので、全体構成を示す図を省略し、搬送ローラ５１の構成のみを示す。搬送ローラ５１は、実施の第１形態の基板表面処理装置３０に設けられる搬送ローラ３４に類似し、対応する部分については、同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００７８】
本実施形態の搬送ローラ５１において注目すべきは、ローラ部５２の表面に、搬送ローラ５１の回転軸線５３に対して傾斜角度を有するように延びる直線状に溝５４が形成されることである。溝５４は、搬送ローラ５１のローラ部５２の回転軸線５３方向端部にまで形成される。溝５４が、搬送ローラ５１の回転軸線５３に対して傾斜角度を有するように形成される場合においても、実施の第１形態の搬送ローラ３４と同様に、基板の処理面に接して存在する反応ガスを除去することができる。
【００７９】
さらに溝５４が搬送ローラ５１の回転軸線５３に対して傾斜角度を有するように形成されると、搬送ローラ５１の回転と、除去された反応ガスの浮上力とが作用して、一層容易に反応ガスを外部空間へ除去排出することが可能になる。
【００８０】
なお、搬送ローラ５１のローラ部５２の表面に形成される溝は、直線状に形成されることに限定されることなく、搬送ローラ５１の回転軸線５３に対して傾斜角度を有していれば、曲線状に形成されるものであってもよい。
【００８１】
図５は本発明の実施の第３形態である基板表面処理装置６０の構成を簡略化して示す断面図であり、図６は図５に示す基板表面処理装置６０の上面図であり、図７は図５に示す基板表面処理装置６０に設けられる搬送ローラ６１の構成を示す斜視図である。本実施の形態の基板表面処理装置６０は、実施の第１形態の基板表面処理装置３０に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００８２】
基板表面処理装置６０は、搬送ローラ６１の構成に特徴を有し、また搬送ローラ６１に接続される排出手段６２を含むことを特徴とする。
【００８３】
基板表面処理装置６０に設けられる搬送ローラ６１は、シャフト部６３およびローラ部６４を備えることにおいて実施の第１形態の搬送ローラ３４と構成を同じくする。しかしながら搬送ローラ６１のローラ部６４表面に形成される溝６５は、搬送ローラの回転軸線６６に対して傾斜角度を有するように延びる曲線状に形成され、基板３１の搬送される方向３７に直交する方向である幅方向における中心を通る平面であって、基板３１の搬送される方向３７に平行な仮想平面６７に関して対称に形成される。
【００８４】
このように溝６５が形成されると、基板３１の搬送される方向３７に直交する方向である幅方向における基板の中心付近に存在する反応ガス３８は、溝６５によって除去された後、対称に設けられる溝６５のそれぞれの方向に案内され、最長で搬送ローラ６１のローラ部６４の１／２幅相当の距離を移動するだけで溝６５の両端部６５ｂから排出されるので、より効率的かつ迅速に除去した反応ガス３８の排出を行うことができる。
【００８５】
さらに、搬送ローラ６１のシャフト部６３には、一方の端部に開口し、ほぼローラ部６４の長さに対応する長さにわたって穿たれる不図示の排出穴が形成される。またローラ部６４には、ローラ部６４に形成される溝６５上で外方に開口し、シャフト部６３に形成される排出穴まで貫通する小排出孔６８が形成される。本実施の形態では、小排出孔６８は、ローラ部６４に形成される溝６５の底部に、１本の溝６５について７個がほぼ等間隔に配列して形成される。なお、この図７に示す小排出孔６８の個数と配置は、あくまでも１事例であり、これに限定されるものではない。
【００８６】
シャフト６３の排出穴に連通する小排出孔６８がローラ部６４に形成されることによって、基板３１の処理面３１ａが処理液３２と反応して発生し、処理面３１ａに接して存在する反応ガスを、後述する排出手段６２による吸引によって、小排出孔６８および排出穴を通じて排出することができる。
【００８７】
排出手段６２は、上記のような排出穴と、小排出孔６８と、各搬送ローラ６１のシャフト部６３の排出穴に接続される配管６９と、配管６９を集合した集合配管７０に設けられる排出ポンプ７１とを含んで構成される。このような基板表面処理装置６０においては、排出ポンプ７１の吸引力によって、小排出孔６８および排出穴を介して、処理液３２および反応ガス３８が強制的に吸引され排出されるので、より効率的かつ確実に基板３１の処理面３１ａに存在する反応ガス３８を除去し、処理面３１ａをむらなく均一に表面処理することができる。
【００８８】
なお、基板表面処理装置６０には、上記の排出手段６２以外にも、集合配管７０の排出ポンプ７１の下流側に除塵フィルタなどを含み処理液３２を処理液槽３３へ還流させる循環手段が設けられてもよい。
【００８９】
なお、図示を省くけれども、基板表面処理装置６０において、搬送ローラ６１のローラ部６４の表面に形成される溝６５は、幅方向の中心における形成位置６５ａと搬送ローラ幅方向端部における形成位置６５ｂとの搬送ローラの円周方向に関して離隔する距離ｄが、搬送ローラ幅方向の長さＷ２の１／２以上となるように形成されてもよい。上記のように溝６５を形成することによって、搬送ローラ６１が１回転する間に、除去した反応ガス２８を溝６５の端部６５ｂから排出させることができる。
【００９０】
図８は、本発明の実施の第４形態である基板表面処理装置８０の構成を簡略化して示す断面図である。本実施の形態の基板表面処理装置８０は、実施の第１形態の基板表面処理装置３０に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００９１】
基板表面処理装置８０に備えられる搬送ローラ８１は、前述の実施の第１形態と同様に、撥液性材料で構成される。なお、搬送ローラ８１のローラ部８２には、前述の実施の第１〜３形態とは異なり、搬送ローラ８１のローラ部８２に溝が形成されない。
【００９２】
このような基板表面処理装置８０を用いて基板３１の表面処理を行うと、搬送ローラ８１が撥液性であるので、基板３１と搬送ローラ８１との当接部付近には、搬送ローラ８１の回転軸線方向に平行に処理液３２が存在しない空間８３が形成される。この処理液３２が存在しない空間８３の長さは、基板３１の幅方向の長さと等しくなる。
【００９３】
ここで、搬送ローラ８１が回転して基板３１が搬送されると、基板３１の処理面３１ａに接して存在する反応ガス３８が、処理液３２が存在しない空間８３と接触し、処理液３２が存在しない空間８３に吸収される。このようにして、溝を形成しない搬送ローラ８１を用いることによっても、基板３１の処理面３１ａに存在する反応ガス３８を除去することができる。また、処理液３２が存在しない空間８３に吸収された反応ガス３８は、処理液３２が存在しない空間８３の長さが基板３１の幅方向と等しいので、空間８３の基板３１の幅方向における端部から排出される。
【００９４】
実施の第４形態の基板表面処理装置８０によれば、溝が形成されない分、反応ガス３８の除去効率が若干低下するけれども、より簡単な構成によって反応ガス３８の除去および排出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の実施の一形態である基板表面処理装置３０の構成を簡略化して示す断面図である。
【図２】図１に示す基板表面処理装置３０の上面図である。
【図３】図１に示す基板表面処理装置３０に設けられる搬送ローラ３４のローラ部４１の構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施の第２形態である基板表面処理装置に設けられる搬送ローラ５１の構成を示す正面図である。
【図５】本発明の実施の第３形態である基板表面処理装置６０の構成を簡略化して示す断面図である。
【図６】図５に示す基板表面処理装置６０の上面図である。
【図７】図５に示す基板表面処理装置６０に設けられる搬送ローラ６１の構成を示す斜視図である。
【図８】本発明の実施の第４形態である基板表面処理装置８０の構成を簡略化して示す断面図である。
【図９】従来の基板表面処理装置１の構成を簡略化して示す図である。
【図１０】特許文献１に開示の基板表面処理装置１１の構成を簡略化して示す図である。
【図１１】図１０に示す基板表面処理装置１１に含まれる処理液槽１２の上面図である。
【図１２】特許文献２に開示の基板表面処理装置２１の構成を簡略化して示す図である。
【図１３】図１２に示す基板２および払拭手段２２の切断面線ＸＩＩＩ−ＸＩＩＩにおける断面図である。
【符号の説明】
【００９６】
３０，６０，８０  基板表面処理装置
３１  基板
３２  処理液
３３  処理液槽
３４，５１，６１，８１  搬送ローラ
３８  反応ガス
４０，６３  シャフト部
４１，５２，６４，８２  ローラ部
４３，５４，６５  溝
６２  排出手段
６８  排出穴
６９  小排出孔
７０  配管
７１  集合配管
７２  排出ポンプ
【図１】
2006196781.tif 000003
【図２】
2006196781.tif 000004
【図３】
2006196781.tif 000005
【図４】
2006196781.tif 000006
【図５】
2006196781.tif 000007
【図６】
2006196781.tif 000008
【図７】
2006196781.tif 000009
【図８】
2006196781.tif 000010
【図９】
2006196781.tif 000011
【図１０】
2006196781.tif 000012
【図１１】
2006196781.tif 000013
【図１２】
2006196781.tif 000014
【図１３】
2006196781.tif 000015