(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中に一部または全部が浸漬され回転自在に設けられる搬送ローラ３４と搬送ローラ３４との間に設けられる気体除去手段３５によって、処理液３２によって処理される基板３１の処理面に接して存在する気体５２を容易に除去できるとともに、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
2006303042.tif 000002
【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、
予め定める間隔をあけて搬送ローラと搬送ローラとの間に、搬送ローラの回転軸線方向に延び、処理液槽中の静止状態にある処理液表面と同じ位置もしくは処理液表面から突出するようにまたは処理液表面より下に設けられ、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除去する気体除去手段とを含むことを特徴とする基板表面処理装置。
【請求項２】
気体除去手段は、
処理面を臨む側の面に、開口部が形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】
気体除去手段は、
搬送ローラの回転軸方向における長さが、基板の搬送ローラの回転軸方向における長さである基板幅以上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】
気体除去手段は、
撥液性材料で構成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の基板表面処理装置。
【請求項５】
前記撥液性材料は、
ポリテトラフルオロエチレン、フッ素樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレンまたは塩化ビニルのいずれかであ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】
静止状態の処理液表面の高さに対する気体除去手段の処理面を臨む側の面の高さを調整する高さ調整手段を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の基板表面処理装置。
【請求項７】
気体除去手段は、
処理液を処理液槽外へ排出する排出手段または処理液を処理液槽外へ排出し、排出される処理液を処理液槽内へ還流させる排出循環手段を備え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】
前記排出手段または排出循環手段は、
気体除去手段に穿たれる排出孔と、排出孔に接続される配管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。
【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６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およびノズル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、ノズル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７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８は図７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、ノズル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。ノズル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によって再びノズル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９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１０は図９に示す基板２および払拭手段２２の切断面線Ｘ−Ｘ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。ノズル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１２との間に排出されて配管９およびポンプ５によって再びノズル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の全面に亘って往復運動させ、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、
予め定める間隔をあけて搬送ローラと搬送ローラとの間に、搬送ローラの回転軸線方向に延び、処理液槽中の静止状態にある処理液表面と同じ位置もしくは処理液表面から突出するようにまたは処理液表面より下に設けられ、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除去する気体除去手段とを含む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、気体除去手段は、
処理面を臨む側の面に、開口部が形成されることを特徴とする。
【００２４】
また本発明は、気体除去手段は、
搬送ローラの回転軸方向における長さが、基板の搬送ローラの回転軸方向における長さである基板幅以上であることを特徴とする。
【００２５】
また本発明は、気体除去手段は、
撥液性材料で構成されることを特徴とする。
【００２６】
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、フッ素樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレンまたは塩化ビニルのいずれかであることを特徴とする。
【００２７】
また本発明は、静止状態の処理液表面の高さに対する気体除去手段の処理面を臨む側の面の高さを調整する高さ調整手段を含むことを特徴とする。
【００２８】
また本発明は、気体除去手段は、
処理液を処理液槽外へ排出する排出手段または処理液を処理液槽外へ排出し、排出される処理液を処理液槽内へ還流させる排出循環手段を備えることを特徴とする。
【００２９】
また本発明は、前記排出手段または排出循環手段は、
気体除去手段に穿たれる排出孔と、排出孔に接続される配管とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、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、予め定める間隔をあけて搬送ローラと搬送ローラとの間に、搬送ローラの回転軸線方向に延び、処理液槽中の静止状態にある処理液表面と同じ位置もしくは処理液表面から突出するようにまたは処理液表面より下に設けられ、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除去する気体除去手段とを含むので、処理液によって処理される基板の処理面に接して存在する気体を容易に除去することができるとともに、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。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。
【００３１】
また本発明によれば、気体除去手段は処理面を臨む側の面に開口部が形成される。気体除去手段はその内部が中空に形成され、内部は大気環境となっている。したがって、気体除去手段の処理面を臨む側の面であり、開口部を含む上面と、基板の処理面との間に形成される空間も大気環境となり、搬送される基板の処理面に接して存在し、基板とともに移動する気泡状態の気体が、前記大気環境の空間に達するとき、該空間に捕捉されるので、移動する基板の処理面から前記気泡状態の気体を容易に除去することが可能となる。
【００３２】
また本発明によれば、気体除去手段は、搬送ローラの回転軸方向における長さが基板の搬送ローラの回転軸方向における長さである基板幅以上であるので、基板の処理面の全面に亘って処理面に接して存在する気体を除去することができる。
【００３３】
また本発明によれば、気体除去手段は撥液性材料で構成されるので、静止状態にある処理液表面と同じ位置または処理液表面からわずかに突出するように気体除去手段が設けられ、気体除去手段の上面に処理液が付着する場合であっても、気体除去手段の上面に処理液が保持される恐れがなく、気体除去手段の上面と基板の処理面との間に処理液が存在しない大気環境の空間を形成することができるので、処理面に接して存在する気体を容易に除去することができる。
【００３４】
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、フッ素樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレンまたは塩化ビニルのいずれかであるので、たとえば、フッ硝酸などの強酸および水酸化ナトリウムなどの強アルカリの処理液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。
【００３５】
また本発明によれば、静止状態の処理液表面の高さに対する気体除去手段の処理面を臨む側の面の高さを調整する高さ調整手段を含み、静止状態の処理液表面の高さと気体除去手段の上面の高さとを常に一定の好適な関係とすることができるので、処理液表面の高さが変化しても気体除去手段の開口部に処理液が大量に流れ込むのを防止でき、気体除去手段の上面と基板の処理面との間に大気環境の空間を形成し、処理面に接して存在する気体を除去することができる。
【００３６】
また本発明によれば、気体除去手段は処理液を処理液槽外へ排出する排出手段または処理液を処理液槽外へ排出し、排出される処理液を処理液槽内へ還流させる排出循環手段を備え、開口部から気体除去手段の内部に流入した処理液を処理液槽外へ排出することができるので、流入した処理液が気体除去手段の開口部まで貯留されることがなく、気体除去手段の上面と基板の処理面との間に大気環境の空間を形成し、処理面に接して存在する気体を除去することができる。
【００３７】
また本発明によれば、前記排出手段または排出循環手段は、気体除去手段に穿たれる排出孔と、排出孔に接続される配管とを備えることによって実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
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の構成を示す斜視図であり、図２は図１に示す基板表面処理装置３０の搬送ローラ３４の回転軸に垂直な平面で切断したときの断面図であり、図３は図１に示す基板表面処理装置３０の上面図であり、図４は図１に示す基板表面処理装置３０の基板搬送方向４１に垂直な平面で切断したときの断面図である。
【００３９】
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、予め定める間隔をあけて搬送ローラ３４と搬送ローラ３４との間に、搬送ローラ３４の回転軸線３４ａ方向に延び、処理液槽３３中の静止状態にある処理液表面３２ａ（以後、液面３２ａと呼ぶことがある）と同じ位置または処理液表面３２ａから突出するようにして設けられ、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５２を除去する気体除去手段３５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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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が挙げられる。
【００４３】
処理液槽３３の長手方向の両側壁部材３３ａ，３３ｂには、対向する位置の処理液３２を臨む側の面に開口部を有する非貫通孔が形成され、該非貫通孔には不図示の軸受が設けられる。なお、側壁部材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。処理液槽３３の側壁部材３３ａ，３３ｂの上面には、後述する気体除去手段３５を支持する１対の支持部材３６，３７が支持部材固定用ねじ３８によって固定される。
【００４４】
また、処理液槽３３には、処理液槽３３の外部のローダ側に設けられる搬送ローラ３４によって基板３１が処理液槽３３内に搬送されるように、ローダ側の隔壁部材３３ｃに開口部３３ｄが設けられる。なお、隔壁部材３３ｃに対向する不図示の隔壁部材にも開口部が形成され、該開口部を通過して表面処理された基板３１が不図示の水洗槽に搬送される。
【００４５】
処理液槽３３の側壁部材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４１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５２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。
【００４６】
搬送ローラ３４は、その回転頂部を連ねる仮想線３９（基板３１を搬送するパスラインとなる、以後パスライン３９と呼ぶことがある）が、処理液３２の液面３２ａ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３９が、処理液槽３３に収容される処理液３２の液面３２ａ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。
【００４７】
搬送ローラ３４は、不図示のローラ駆動手段に連結され、矢符４０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４０方向に回転する搬送ローラ３４によって矢符４１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。
【００４８】
搬送ローラ３４は、円柱状のシャフト部４２と、シャフト部４２に積層されるようにして設けられる円筒状のローラ部４３とを含んで構成される。ローラ部４３は、シャフト部４２の全面に亘って形成されてもよく、また、シャフト部４２の一部に形成されるものであってもよい。本実施形態の搬送ローラ３４には、搬送される基板３１が搬送ローラ３４の回転軸線３４ａ方向における両端部付近および中央部付近においてローラ部４３と接するように、ローラ部４３が形成される。
【００４９】
搬送ローラ３４のローラ部４３の径は、処理する基板３１の大きさ、重量、搬送ローラ３４同士の間隔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。
【００５０】
搬送ローラ３４は、たとえば、処理する基板３１がシリコンウエハなどの小型薄型基板である場合、ローラ部４３の径が３０ｍｍとなるように形成され、搬送ローラ３４同士の間隔（搬送ローラ３４の回転軸同士の間隔）が５０ｍｍとなるように配置される。一方、処理する基板３１がガラス基板などの大型基板である場合、ローラ部４３の径が６０ｍｍとなるように形成され、搬送ローラ３４同士の間隔（搬送ローラ３４の回転軸同士の間隔）が１５０ｍｍとなるように配置される。
【００５１】
また搬送ローラ３４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４２とローラ部４３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４２とローラ部４３とが別々の材料で形成されてもよい。シャフト部４２とローラ部４３とが別々の材料で形成される場合、シャフト部４２には、たとえば、ステンレス鋼などを用いることができる。
【００５２】
次に、処理液槽３３に収容される処理液３２の液面３２ａ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３９が処理液３２の液面３２ａ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３９と処理液３２の液面３２ａとの距離ｈは、０ｍｍより大きいことが好ましい。
【００５３】
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ｈが５ｍｍ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させることができる。一方、距離ｈが５ｍｍ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５ｍｍ以下であることが好ましい。
【００５４】
気体除去手段３５は、予め定める間隔をあけて搬送ローラ３４と搬送ローラ３４との間に、搬送ローラ３４の回転軸線３４ａ方向に延び、処理液槽３３中の静止状態にある処理液表面３２ａと同じ位置または処理液表面３２ａから突出するようにして設けられ、処理液３２によって処理される基板３１表面である処理面３１ａに接して存在する気体５２を除去する。気体除去手段３５は、処理液槽３３の側壁部材３３ａ，３３ｂの上面に固定される１対の支持部材３６，３７に、支持板４５を介して支持される。支持部材３６，３７および支持板４５の構成については後述する。
【００５５】
気体除去手段３５は、予め定める間隔をあけて配置される。ここで、気体除去手段３５は、図１においては１０本の搬送ローラ３４ごとに１つの気体除去手段３５が設けられ、図２および３においては４本の搬送ローラ３４ごとに１つの気体除去手段３５が設けられる事例を示すけれども、図１〜４に示す気体除去手段３５の構成およびその効果については同じである。予め定める気体除去手段３５の配置間隔、気体除去手段３５の設けられる数および搬送ローラ３４と気体除去手段３５との配列は特に限定されることなく、処理する基板３１の大きさ、搬送ローラ３４による基板３１の搬送速度、発生する反応ガス５２の量、処理時間などから適宜設定することができる。
【００５６】
気体除去手段３５は、外径が直方体形状を有する中空の箱状部材であり、処理面３１ａを臨む側の面に開口部３５ａが形成される。本実施形態の気体除去手段３５は、搬送ローラ３４の回転軸線３４ａ方向に延びる１対の第１側壁部材３５ｂおよび第２側壁部材３５ｃと、基板搬送方向４１に延びる第３側壁部材３５ｄおよび第４側壁部材３５ｅと、底面部材３５ｆとによって構成され、底面３５ｆと対向する面である上面に開口部３５ａが形成される。気体除去手段３５の搬送ローラ３４の回転軸線３４ａ方向における長さＬ１は、基板３１の搬送ローラ３４の回転軸線３４ａ方向における長さである基板幅Ｗ以上となるように設けられる。さらに、気体除去手段３５の開口部３５ａの搬送ローラ３４の回転軸線３４ａ方向における長さＬ２が、基板３１の搬送ローラ３４の回転軸線３４ａ方向における長さである基板幅Ｗより大きくなるように設けられることが特に好ましい。
【００５７】
気体除去手段３５の基板搬送方向４１における長さ（厚み）Ｄ１および第１側壁部材３５ｂと第２側壁部材３５ｃとの間隔Ｄ２は、搬送ローラ３４のローラ部４３の径、搬送ローラ３４同士の間隔などに応じて適宜決定することができる。たとえば、処理する基板３１がシリコンウエハなどの薄型基板であり、搬送ローラ３４のローラ部４３の径が３０ｍｍ、搬送ローラ３４同士の間隔が５０ｍｍである場合、第１側壁部材３５ｂおよび第２側壁部材３５ｃの厚みをそれぞれ３ｍｍ、第１側壁部材３５ｂと第２側壁部材３５ｃとの間隔Ｄ２を４ｍｍとし、気体除去手段３５の基板搬送方向４１における長さ（厚み）Ｄ１を１０ｍｍとする。また、たとえば、処理する基板３１がガラス基板などの大型基板であり、搬送ローラ３４のローラ部４３の径が６０ｍｍ、搬送ローラ３４同士の間隔が１５０ｍｍである場合、気体除去手段３５の搬送ローラ３４の回転軸線３４ａ方向における長さＬ１および気体除去手段３５の開口部３５ａの搬送ローラ３４の回転軸線３４ａ方向における長さＬ２を長くする必要があり、そのため気体除去手段３５の剛性を高める必要があるので、第１側壁部材３５ｂおよび第２側壁部材３５ｃの厚みを、それぞれ前記シリコンウエハを使用する場合よりも大きい５〜１０ｍｍ、第１側壁部材３５ｂと第２側壁部材３５ｃとの間隔Ｄ２を４〜１０ｍｍとし、気体除去手段３５の基板搬送方向４１における長さ（厚み）Ｄ１を１４〜３０ｍｍとする。なお、第３側壁部材３５ｄ、第４側壁部材３５ｅおよび底面３５ｆの厚みは特に限定されるものではなく、気体除去手段３５の第１側壁部材３５ｂおよび第２側壁部材３５ｃの厚み、大きさなどに応じて適宜設定される。
【００５８】
また、気体除去手段３５は、処理液槽３３中の静止状態にある処理液表面３２ａと同じ位置もしくは処理液表面３２ａから突出するようにまたは処理液表面３２ａより下に設けられる。気体除去手段３５を処理液表面３２ａから突出するようにして設ける場合、処理液表面３２ａの高さと、処理液表面３２ａから突出する気体除去手段３５の開口部３５ａが形成される上面の高さとの差を、処理液表面３２ａと基板３１の処理面３１ａとの距離ｈよりも小さくする。処理液表面３２ａの高さと気体除去手段３５の上面の高さとの差がｈ以上であると、気体除去手段３５が基板３１の処理面３１ａに接触し、基板３１が破損する恐れがある。また、気体除去手段３５を処理液表面３２ａより下に設ける場合、気体除去手段３５の開口部３５ａが形成される上面の高さと処理液表面３２ａの高さとの差は、気体除去手段３５を構成する材料の撥液性などにより適宜設定でき、開口部３５ａから流入する処理液３２の量が多くなり過ぎないように５ｍｍ以下であることが好ましい。
【００５９】
また気体除去手段３５には、開口部３５ａから流入する処理液３２を処理液槽３３外へ排出するための排出手段として、気体除去手段３５に穿たれる排出孔４４と、排出孔４４に接続される配管４５とが備えられる。本実施形態の基板処理装置３０では、排出手段として、気体除去手段３５の底面３５ｆに穿たれる３つの排出孔４４と、該３つの排出孔４４に接続される３本の配管４５と、配管４５から処理液槽３３外へ排出された処理液３２を処理液槽３３へ還流させるための不図示の循環手段とが備えられ、該循環手段によって処理液槽３３内の処理液３２の静止状態における液面３２ａの高さが常に一定となるように調整される。このような排出循環手段には、除塵フィルタなどが必要に応じて備えられる。
【００６０】
このような排出循環手段を備える気体除去手段３５によれば、開口部３５ａから気体除去手段３５の内部に流入した処理液３２を排出することができるので、流入した処理液３２が気体除去手段３５の開口部３５ａまで貯留されることがなく、気体除去手段３５の開口部３５ａと基板３１の処理面３１ａとの間に大気環境の空間を形成し、処理面３１ａに接して存在する気体５２を除去することができる。
【００６１】
本実施形態の気体除去手段３５は、撥液性材料で構成される。このような撥液性材料としては、たとえば、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレンまたは塩化ビニルのいずれかが耐性の面から好ましく用いられる。気体除去手段３５がこのような撥液性材料で構成されると、気体除去手段３５の開口部３５ａを形成する第１側壁部材３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ、３５ｅが処理液３２に対して撥液性を示すので、気体除去手段３５の開口部３５ａを含む上面と基板３１の処理面３１ａとの間に、処理液３２が存在しない大気環境の空間を容易に形成することができる。
【００６２】
上記のような気体除去手段３５を処理液槽３３中で支持する支持部材３６，３７は、それぞれ基板搬送方向４１に長く延びる角棒状部材であって、支持板４５を介して気体除去手段３５を支持する支持部３６ａ，３７ａと、支持部３６ａ，３７ａの処理液３２の液面３２ａを臨む側と反対側の面である上面に設けられ、基板搬送方向４１に垂直な平面で切断したときの断面形状がＬ字型である固定部３６ｂ，３７ｂとからなる。支持部材３６，３７はそれぞれ、支持部３６ａ，３７ａと固定部３６ｂ，３７ｂとが一体的に形成されるものであってもよく、支持部３６ａ，３７ａに固定部３６ｂ，３７ｂが固着されて形成されるものであってもよい。
【００６３】
支持部材３６の固定部３６ｂは、支持部３６ａが設けられる側と反対側の端部において、支持部材固定用ねじ３８により処理液槽３３の側壁部材３３ａの上面に固定される。固定部３６ｂは、支持部３６ａの上面に複数設けられる。なお固定部３６ｂは、後述の支持部３６ａが支持板４５を支持する位置と異なる位置に設けられる。
【００６４】
支持板４５は、基板搬送方向４１に垂直な平面で切断したときの断面形状がＬ字型である板状部材である。Ｌ字型の支持板４５の水平面側の面には、後述の支持部材３６，３７に設けられる雄ねじ部材４８を挿通するための孔が形成される。
【００６５】
Ｌ字型の支持板４５の鉛直面側の面には、下部に気体除去手段３５の第３側壁部材３５ｄが固着されるとともに、上部に支持板固定用ボルト４６が挿通される幅の開口部であって、鉛直方向に延びる不図示の開口部が形成される。
【００６６】
支持部材３６の支持部３６ａは、支持板４５を介して気体除去手段３５を支持する。支持部３６ａには、搬送ローラ３４の回転軸線３４ａ方向に支持部３６ａを貫通する複数のねじ孔が形成される。支持部材３６は、支持板４５の鉛直面側の面に形成される開口部を通して支持部３６ａに形成されるねじ孔に支持板固定用ボルト４６を挿通し、支持部３６ａの支持板固定用ボルト４６を挿通した側と反対側の面から支持板固定用ナット４７を螺合させることによって支持板４５を固定する。支持部３６ａに形成されるねじ孔の配置および個数は、予め定められる搬送ローラ３４のローラ部４３の径、搬送ローラ３４同士の間隔、気体除去手段３５を配置する間隔などに応じて決定される。なお、このねじ孔が形成される位置が、前述の支持部３６ａが支持板４５を支持する位置となる。
【００６７】
支持部３６ａの支持板４５を支持する位置の上面には、鉛直方向に延びる雄ねじ部材４８が固定される。支持部３６ａの雄ねじ部材４８は、支持板４５の水平面側の面に形成される孔に挿通し、雄ねじ部材４８に螺合して支持板４５の下側から支持板４５を固定する第１ナット４９と、支持板４５の上側から支持板４５を固定する第２ナット５０とを備える。すなわち、第１ナット４９、支持板４５、第２ナット５０が雄ねじ部材４８の下側から順に配置され、第１ナット４９および第２ナット５０によって支持板４５を支持する。
【００６８】
支持部材３７は、支持部材３７に支持される支持板４５が気体除去手段３５の第４側壁部材３５ｅを固定すること以外は、支持部材３６と同様に構成されるので、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。
【００６９】
ここで、支持板固定用ボルト４６、支持板固定用ナット４７を緩めた状態で、第１ナット４９を緩めて第２ナット５０を締めると、支持板４５の位置を下方に移動させることができる。また、支持板固定用ボルト４６および支持板固定用ナット４７を緩めた状態で、第２ナット５０を緩めて第１ナット４９を締めると、支持板４５の位置を上方に移動させることができる。
【００７０】
このことによって、支持板４５、ひいては支持板４５に固定される気体除去手段３５を上下に移動させ、気体除去手段３５の高さを調整することができる。第１ナット４９および第２ナット５０ならびに雄ねじ部材４８を、まとめて高さ調整手段５１と呼ぶ。この高さ調整手段５１によって、静止状態の処理液表面３２ａの高さに対する気体除去手段３５の処理面３１ａを臨む側の面の高さを調整することができる。
【００７１】
支持部材３６，３７および支持板４５を構成する材料についても、使用する処理液３２に対する耐薬品性および強度に基づいて決定されることが好ましく、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、ポリプロピレン、ポリエチレン、アクリルなどの材料が特に好ましく用いられる。
【００７２】
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、加工変質層の除去、薄肉化、太陽電池用基板の表面テクスチャ形成または基板裏面の接合分離などのために実施される。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。
【００７３】
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３２ａの位置と搬送ローラ３４の回転頂部すなわち基板３１が搬送されるパスライン３９との距離ｈが、５ｍｍ以下になるように処理液３２の収容量が設定される。
【００７４】
処理液３２の収容量が設定されると、高さ調整手段５１によって気体除去手段３５の高さが調整される。気体除去手段３５の高さは、処理液３２の液面３２ａの高さ以上となるように、かつ処理液３２の液面３２ａの高さとの差が前記距離ｈよりも小さくなるように調整される。
【００７５】
基板３１が、不図示のローダ側から、処理液槽３３の隔壁部材３３ｃに形成される開口部３３ｄを通過して処理液槽３３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。基板３１が処理液槽３３内のローダ側に設けられる複数の搬送ローラ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、該ノズルにより処理液３２を基板３１の処理面３１ａに向けて吹上げ、処理液３２の表面張力を利用することによって処理液３２を基板３１の処理面３１ａに接触保持させる。
【００７６】
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４１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の紙面に向って上側に設けられる不図示の水洗槽側に搬送される。
【００７７】
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。ここで、基板３１のエッチングに伴いＮＯｘガスなどの気体５２が発生し、基板３１の処理面３１ａに付着して存在する。
【００７８】
本実施形態の基板表面処理装置３０によれば、気体除去手段３５は、前述のように、気体除去手段３５の内部空間に大気環境を形成することができるとともに、気体除去手段３５の開口部３５ａを含む上面と基板３１の処理面３１ａとの間に形成される空間も大気環境となり、搬送される基板３１の処理面３１ａに接して存在し、基板３１とともに移動する気泡状態の気体５２が、前記大気環境の空間に達するとき、該空間に捕捉されるので、移動する基板３１の処理面３１ａから前記気泡状態の気体５２を容易に除去することが可能となる。
【００７９】
また、気体除去手段３５は、搬送ローラ３４の回転軸線３４ａ方向における長さＬ１が基板３１の搬送ローラ３４の回転軸線３４ａ方向における長さである基板幅Ｗ以上となるように形成されるので、基板３１の処理面３１ａの全面に亘って、処理面３１ａに接して存在する気体５２を除去することができる。
【００８０】
以上のように、気体除去手段３５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に存在する気体５２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。
【００８１】
さらに、本実施形態の基板表面処理装置３０によれば、気体除去手段３５に形成される排出孔４４、配管４５、循環手段などによって、処理液３２の液面３２ａを常に一定にすることができ、表面処理工程中、処理液３２が常に基板３１の処理面３１ａに接しているので、より容易に基板３１の処理面３１ａを処理することができる。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
図５は、本発明の実施の第２形態である基板表面処理装置６０の構成を示す斜視図である。基板表面処理装置６０は、前述の実施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。
【００８５】
基板表面処理装置６０の搬送ローラ６１は、４枚同時に基板３１を搬送するローラであって、搬送ローラ６１の回転軸方向において、４枚ごとに搬送されるの基板３１のそれぞれの両端部付近および中央部付近に接するようにローラ部６３が形成されること以外は、前述の実施形態の搬送ローラ３４と同様に構成される。
【００８６】
基板表面処理装置６０の気体除去手段６４は、搬送ローラ６１の回転軸方向６１ａの長さが、最外方に位置する２枚の基板３１の端部同士を結ぶ直線の長さ以上に形成されること以外は、前述の実施形態の気体除去手段３５と同様にして構成される。
【００８７】
基板表面処理装置６０によれば、基板３１に接して存在する気体を除去して均一に基板３１の表面処理を行うことができるとともに、複数枚（本実施形態では４枚）同時に基板３１を平流しすることができるので、大量に基板３１を処理することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の実施の一形態である基板表面処理装置３０の構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示す基板表面処理装置３０の搬送ローラ３４の回転軸に垂直な平面で切断したときの断面図である。
【図３】図１に示す基板表面処理装置３０の上面図である。
【図４】図１に示す基板表面処理装置３０の基板搬送方向４１に垂直な平面で切断したときの断面図である。
【図５】本発明の実施の第２形態である基板表面処理装置６０の構成を示す斜視図である。
【図６】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７】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８】図７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９】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１０】図９に示す基板２および払拭手段２２の切断面線Ｘ−Ｘにおける断面図である。
【符号の説明】
【００８９】
３０，６０  基板表面処理装置
３１  基板
３１ａ  処理面
３２  処理液
３２ａ  処理液表面
３３  処理液槽
３４，６１  搬送ローラ
３４ａ，６１ａ  回転軸線
３５，６４  気体除去手段
３６，３７  支持部材
３８  支持部材固定用ねじ
３９  パスライン
４２，６２  シャフト部
４３，６３  ローラ部
４４  排出孔
４５  支持板
４６  支持板固定用ボルト
４７  支持板固定用ナット
４８  雄ねじ部材
４９  第１ナット
５０  第２ナット
５１  高さ調整手段
５２  気体
【図１】
2006303042.tif 000003
【図２】
2006303042.tif 000004
【図３】
2006303042.tif 000005
【図４】
2006303042.tif 000006
【図５】
2006303042.tif 000007
【図６】
2006303042.tif 000008
【図７】
2006303042.tif 000009
【図８】
2006303042.tif 000010
【図９】
2006303042.tif 000011
【図１０】
2006303042.tif 000012