(57)【要約】【課題】  帯状物体やベルトに固定した物体、或いは線状物体の表面を液体により処理するに際して、効率的な処理を行いまた装置全体を小型化する。【解決手段】  帯状物体、またはベルトに固定した物体、或いは線状物体等の被処理物体を処理室の片側端面の入口開口から導入し、他側の端面の出口開口から導出するとき、前記片側端面側に設けた液体導入口から導入した液体を処理室内を移動する被処理物体との接触により前記出口開口側に流動させる。その際、前記出口開口側に流動する液体に対して前記被処理物体の移動方向と直角方向に対して傾斜する攪拌部により処理室内の液体流を攪拌する。また、被処理物体を処理室内において処理室中心から偏在して配置し、処理効果を促進する。【選択図】図１
2008300442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物体を処理室の片側端面の入口開口から導入し、他側の出口開口から導出するとき、前記片側端面側に設けた液体導入口から導入した液体を処理室内を移動する被処理物体との接触により前記出口開口側に流動させ、
前記出口開口側に流動する液体に対して前記被処理物体の移動方向と直角方向に対して傾斜する攪拌部により処理室内の液体流を攪拌することを特徴とする表面処理方法。
【請求項２】
前記被処理物体を処理室内において処理室中心から偏在した位置で移動させ、処理室内の攪拌流体との接触を向上したことを特徴とする表面処理方法。
【請求項３】
前記被処理物体は帯状物体、またはベルトに固定した物体、或いは線状物体であることを特徴とする表面処理方法。
【請求項４】
被処理物体を片側端面の入口開口から導入し、他側の出口開口から導出するとともに、前記片側端面側に液体導入口を設けた処理室を備え、
前記処理室の壁に、処理室内を移動する前記被処理物体の移動方向と直角方向に対して傾斜する攪拌部を設け、処理室内において前記被処理物体の移動により前記液体導入口からの液体を出口開口側に移動するとき、該攪拌部により処理室内の液体を攪拌することを特徴とする表面処理装置。
【請求項５】
前記被処理物体を処理室内において処理室中心から偏在して配置したことを特徴とする請求項４記載の表面処理装置。
【請求項６】
前記攪拌部は処理室の外側に突出した流路、または処理室内に突出するガイド板であることを特徴とする請求項４記載の表面処理装置。
【請求項７】
前記被処理物体は帯状物体、またはベルトに固定した物体、或いは線状物体であることを特徴とする請求項４記載の表面処理装置。  
【請求項８】
前記処理室は断面矩形、または円形状であることを特徴とする請求項４記載の表面処理装置。
【請求項９】
前記被処理物体は帯状物体、またはベルトに固定した物体、或いは線状物体であることを特徴とする請求項４記載の表面処理装置。
【請求項１０】
前記処理装置を被処理物体の移動方向に複数配置し、被処理物に対する複数の処理を連続して行うように構成したことを特徴とする請求項４記載の表面処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は線状或いはリボン状の長尺物体、更にはコンベア等で搬送される各種物体の表面に、洗浄等の各種処理を、容易に且つ効率良く且つ小型化した装置で行うことができるようにした表面処理方法及び装置に関する。  
【背景技術】
【０００２】
従来より半導体製造技術では、坩堝から溶融したシリコンを結晶成長させながら引き上げることが行われ、円柱状の結晶を引き上げて薄く切ることにより円形や最終的に矩形のシリコンウェハの製作が行われている。このようなシリコンウェハの基板を用いて各種の半導体素子をフォトリソグラフィー等によって製造するときには、基板表面の洗浄、レジスト塗布、露光、現像、リンス洗浄、エッチング、レジスト除去等の種々の行程で所定の微細パターンを形成している。
【０００３】
上記のような行程において、各種洗浄や現像液中での処理に際しては、処理する基板を液体を入れた容器に浸し、その容器を振る等することで洗浄や反応をさせており、バッチ式で処理を行っていた。この方法では、ウェハ或いはチップの一つ一つ毎に処理することとなり、高速化が困難である。
【０００４】
一方、前記のようなシリコン基板の製造に際して、近年は坩堝から薄膜のリボン状の結晶を成長させて引き上げることも行われるようになり、太陽光発電等の半導体素子に用いられるようになっている。このようなリボン状ウェハは適宜の大きさに切断し、従来と同様の手法を用いたフォトリソグラフー技術によって半導体素子を製造している。そのため前記のような従来と同様のバッチ処理とならざるを得ず、高速化が困難であることは従来のものと同様である。
【０００５】
それに対して、上記のようなウェハをコンベアで搬送し、液体中を通過している間にドライエッチング後の残嵯除去を超音波により行う技術が特開２００３−２７３３７６号公報に開示され、また、複数の処理室を隣接して配置し、コンベア上に基板を載置して順に各処理室を通過させることにより洗浄、リンスシャワー純水シャワー等を行うことができるようにした技術が特開２００１−１０８９７７号公報に開示されている。更に、帯状の金属薄板を切断することなくエッチング処理後洗浄を行うようにした技術は特開２００２−２９８７３３号公報に開示されている。なお、流路内壁に傾斜溝を形成して内部の流体を攪拌する技術は下記非特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特開２００３−２７３３７６号公報
【特許文献２】特開２００１−１０８９７７号公報
【特許文献３】特開２００２−２９８７３３号公報
【非特許文献１】SCIENS VOL.295 25 JANUARY 2002 "Chaotic Mixer for Microchannels"
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記のように、従来のバッチ式処理を行うことなく連続的な処理を行う技術においても、例えば特許文献１に記載された技術では、基板をトレイに載せてコンベアで液中をそのまま通過させるものであり、その液中で単に超音波振動させるのみであるので、液との接触向上を図ることは考慮されていない。また、特許文献２に記載された技術では、各種洗浄室を順に通過する基板は、ローラーに載置しながら搬送するものであり、しかも各室ではシャワーによって洗浄する技術であって、これも基板と洗浄液との接触を向上することは考慮されていない。更に、特許文献３に記載された技術でも、薄板は帯状に搬送されるものの、スプレーによる洗浄であり、帯状の薄板と液体との効率的な接触については考慮されていないことは前記のものと同様である。なお、非特許文献１には傾斜溝により流路内部の流体を攪拌することは記載されているが、物体表面の処理に用いることは記載されておらず、特に流路中を移動する被処理物体により流体を共に移動させ、更にその流体を攪拌して処理の向上を図ることは記載されていない。
【０００７】
したがって本発明は、連続的に搬送される被処理物体を液体中を通過させることにより液体との接触反応、或いは洗浄等の各種処理を行わせるに際して、搬送される物体と液体とを同方向に移動させ、しかも所定の攪拌を行わせることによって液体との接触による反応や洗浄を効率的に行うことができるようにし、またリボン状等の帯状物体の場合には各種処理を帯状のまま処理を行うことができるようにすることを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る表面処理方法は、前記課題を解決するため、被処理物体を処理室の片側端面の入口開口から導入し、他側の出口開口から導出するとき、前記片側端面側に設けた液体導入口から導入した液体を処理室内を移動する被処理物体との接触により前記出口開口側に流動させ、前記出口開口側に流動する液体に対して前記被処理物体の移動方向と直角方向に対して傾斜する攪拌部により処理室内の液体流を攪拌することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る他の表面処理方法は、前記表面処理方法において、前記被処理物体を処理室内において処理室中心から偏在した位置で移動させ、処理室内の攪拌流体との接触を向上したことを特徴とし、また、前記被処理物体は帯状物体、またはベルトに固定した物体、或いは線状物体であることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る表面処理装置は、被処理物体を片側端面の入口開口から導入し、他側の出口開口から導出するとともに、前記片側端面側に液体導入口を設けた処理室を備え、前記処理室の壁に、処理室内を移動する前記被処理物体の移動方向と直角方向に対して傾斜する攪拌部を設け、処理室内において前記被処理物体の移動により前記液体導入口からの液体を出口開口側に移動するとき、該攪拌部により処理室内の液体を攪拌することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る他の表面処理装置は、前記表面処理装置において、前記被処理物体を処理室内において処理室中心から偏在して配置したことを特徴とし、また、前記攪拌部は処理室の外側に突出した流路、または処理室内に突出するガイド板であることを特徴とし、また、前記被処理物体は帯状物体、またはベルトに固定した物体、或いは線状物体であることを特徴とする。  
【００１２】
また、本発明に係る他の表面処理装置は、前記表面処理装置において、前記処理室は断面矩形、または円形状であることを特徴とし、また、前記被処理物体は帯状物体、またはベルトに固定した物体、或いは線状物体であることを特徴とし、また、前記処理装置を被処理物体の移動方向に複数配置し、被処理物に対する複数の処理を連続して行うように構成したことを特徴とする。  
【発明の効果】
【００１３】
本発明は上記のように構成したので、被処理物体が処理室内を移動するとき、液体が被処理物体の表面に引きずられて移動するため、被処理物体と液体の接触が良く、効率よく処理ができると共に、処理室内で液体が攪拌部により攪拌されることにより、処理液体が被処理物体の表面に滞留することなく、新たな液体の接触によって反応の促進効果が得られる。
【００１４】
また、被処理物体が入口開口から高速で処理室内に導入されると、液体導入口から導入される液体の多くが前記のように被処理物体によって出口開口側に引きずられる結果、液体の逆流によって入口開口から漏れ出すことを防止できるとともに、処理室内の液体を出口開口側に供給するポンプが不要となり、しかも費用が安価となり且つ小型化が可能となる。更に被処理物体に合わせた大きさの処理室とすることができ、余分な処理液を用いることが無くなることから処理液の節約となると共に、この点からも小型化が可能となる。
【００１５】
また、前記のように処理室の壁に攪拌部を設けるとともに、更に処理室内で移動する被処理物体が処理室内で処理室中心から偏在しているので、処理室内において外周程強い流れとなっている攪拌流における強い流れと被処理物体が接触し、反応の効率が更に向上する。また、同様の処理室を複数用い、各処理室で異なった処理を行うことも可能となり、例えば現像液による処理、洗浄処理などの工程を連続的に行うことができ、且つ各種の処理システムに容易に拡張が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明は、帯状物体やベルトに固定した物体、或いは線状物体の表面を液体により処理するに際して、効率的に処理を行い、また装置全体を小型化するという課題を、被処理物体を処理室の片側端面の入口開口から導入し、他側の端面の出口開口から導出するとき、前記片側端面側に設けた液体導入口から導入した液体を処理室内を移動する被処理物体との接触により前記出口開口側に流動させ、前記出口開口側に流動する液体に対して前記被処理物体の移動方向と直角方向に対して傾斜する攪拌部により処理室内の液体流を攪拌する方法により実現し、また、被処理物体を片側端面の入口開口から導入し、他側の端面の出口開口から導出するとともに、前記片側端面側に液体導入口を設けた処理室を備え、前記処理室の壁に、処理室内を移動する前記被処理物体の移動方向と直角方向に対して傾斜する攪拌部を設け、処理室内において前記被処理物体の移動により前記液体導入口からの液体を出口開口側に移動するとき、該攪拌部により処理室内の液体を攪拌する装置によって実現した。
【実施例１】
【００１７】
本発明の実施例を図面に沿って説明する。図１は本発明の基本構成を模式的に示したものであり、図示実施例では例えばリボン状ウェハ等の帯状の物体を液体中を通過させることにより所定の処理を行うようにした例を示している。図１に示す例においては同図（ｃ）に斜視図で示すように、水平に設置された処理容器１の片側端面２に入口開口３を設け、他端部４を解放して出口開口５とするとともに、片側端面２側の上部に液体導入口６を設けている。また、出口開口５の下部には、液体受け７を設け、排出管８から外部に排出する。なお、排出液体は適宜処理した後再利用することができる。
【００１８】
このような処理容器１の入口開口３側から帯状物体９を導入し、処理容器１の内部の処理室１０を貫通して出口開口５から導出して、その後リールへの巻き取り等を行う。帯状物体９の前記のような処理室１０内の移動により、液体導入口６からほぼ処理容器１内を満たすように導入される液体は、図１（ａ）に示すように帯状物体に引きずられるようにして出口開口５側に流れる。
【００１９】
処理容器１の上壁１１には内部に流体溝１２が形成されるように上方に突出する攪拌部１３を形成している。この攪拌部１３は図１（ｂ）及び（ｃ）に示すように処理容器１の長手方向軸線に対する直角な線に対して角度α傾斜して形成している。なお、この角度αは９０度を含まないことは攪拌作用の点から当然である。それにより、処理室１０内を満たすように流れる液体導入口６からの液体の一部が、傾斜して形成される流体溝１２に入り、この流体溝１２に沿って流れる二次流れを生じるため、処理容器１の長手方向への主たる流れに対して、処理容器１の長手方向中心線を中心に回転させる流れを生じさせ、内部の流体を攪拌する作用を生じる。
【００２０】
この状態は図２に模式的に示しており、処理容器１内の液体が、図中矢印Ａ方向に移動する帯状物体９の移動方向と同方向の矢印Ｂ方向に引きずられるようにして流れようとするとき、処理容器１内の処理室１０の上部において、流体溝１２に導かれて前記のように傾斜した方向である矢印Ｃ方向に二次流れを生じるため、それらの相互作用によって処理容器１内の流体は内部を移動する帯状物体９の周囲を旋回しながら流れる旋回流１４となる。このような旋回流によって、例えば帯状物体９を洗浄するとき、効率的な洗浄を行うことができる。また、帯状物体９を処理室１０内において、例えば図示するように高さ方向中心より下方に偏在して配置することにより、処理室の中心線より離れた外周位置程強い旋回流を生じるため、効率的な混合と、強い混合位置での表面の反応促進効果を生じさせることができる。
【００２１】
また、処理室１０内で帯状物体９が移動することにより帯状物体９の表面と内部の液体の接触によって、液体が帯状物体に引きずられ、帯状物体の移動速度に適した液体が液体導入口６から供給されるとともに、帯状物体の出口開口側への移動によって液体は一定に出口開口方向に流れるため、ポンプ等の動力によって液体を流動させる必要が無く、特別な制御装置も不要となり装置が小型且つ簡素化され、且つシンクタンクのような装置も不要となって液体と接触する最小限の大きさで済み、装置全体を小型化することができる。
【００２２】
更に、液体の粘性により高速で移動する帯状物体の移動に引きずられる前記のような液体の流動によって、処理容器１の入口開口３側に流れる液体量は、ほとんど無くなるか或いは極めて少なくなり、特に入口開口開度を適切に設定することにより入口開口３から液体が流出することは無くなる。もしも流出する恐れがあるときには入口開口３の下部に小型の液体受けを配置し、或いは適宜逆流防止型のシールリップを入口海溝に設けて密封しても良い。
【００２３】
図１及び図２（ａ）に示す例においては、処理容器１内の上壁１１の内面に攪拌部１３としての流体溝１２を設けた例を示したが、それ以外に例えば図２（ｂ）に示すように上壁１１の内面に、処理室１０の中心側に突出する複数のガイド板１６を、適宜の間隔で配置して攪拌部１３としても良い。このガイド板１６も前記の例と同様に角度α傾斜させ、それにより前記流体溝１２と同様の作用によってガイド板１６間に形成される傾斜した流路１７により液体流が導かれて二次流れを生じ、図２（ａ）と同様の作用により旋回流１４を形成することができる。
【００２４】
本発明は更に種々の態様で実施することができ、例えば図３（ａ）に示すように、処理室１０の出口開口５における少なくとも下部に排出規制板１８を設け、この高さを任意に設定することにより内部の液体の滞留条件を任意に設定できるようにしても良い。
【００２５】
前記各実施例においては処理室１０の上方に内部の液体流に旋回流を発生させる攪拌部１３を配置した例を示したが、その他例えば図３（ｂ）に示すように処理室１０の下方にこれを形成しても同様の作用を行わせることができる。特にこの手法によると、液体流が処理室１０内を満たさないときでも確実に液体流を攪拌し、旋回流を生じさせることができる。
【００２６】
前記実施例では帯状物体の表面を処理する例について述べたが、その他線状物体、更には直径がより大きい棒状物体の表面の処理にも用いることができる。なお、このような物体を総称して線状物体と略称する。このような線状物体の処理に際しては、例えば図４（ａ）（ｂ）に示すように処理容器２１を円筒状に形成し、片側端面２２に入口開口２３を設け、他端部２４を解放して出口開口２５とするとともに、片側端面２２側の上部に液体導入口２６を設ける。このような処理容器２１の入口開口２３側から内部の処理室３０内に線状物体２９を導入し、出口開口２５から導出してリール等に巻き取る。
【００２７】
このような円筒状の処理容器２１を用いる場合においても、前記実施例と同様に上部に攪拌部３１を設ける。図示の例においては、処理容器２１の上部に前記と同様に角度α傾斜した凹嵌部３２を設け、それにより処理室３０内上部に傾斜した流路３３を形成している。それによって、入口開口２３から出口開口２５方向に処理室３０内を移動する線状物体２９の表面に、処理室３０内の液体が引きずられ、液体導入口２６からの液体は処理室３０内で出口開口２５方向に移動する。
【００２８】
その際に処理室内の液体流の一部は、処理室３０の上部に形成した流路３３に導かれて旋回流を生じさせる。処理室３０内にはこのような旋回流が発生するので、線状物体と液体とが同方向に移動しつつ適宜の液体の攪拌が行われ、線状物体の有効な処理が行われる。このような円筒状の処理容器は、上記のような線状物体の処理に限らず、前記実施例のような帯状物体の処理に際しても利用することができる。その際には処理容器内の液体は、処理室の円筒状内面によって旋回流の発生が容易となる。
【００２９】
線状物体の処理に際しては前記のような円筒状の処理容器２１を用いる以外に、前記のような断面四角形の処理容器を用いても良く、その際には例えば図４（ｃ）のように複数の線状物体２９、２９・・・を互いに間隔をもって平行に配置し、等速で、或いは必要に応じて異なった速度で処理室１０内を移動させ、前記と同様の作用によって所定の処理を行わせることができる。
【００３０】
前記各実施例においては、処理室内を移動する帯状物体或いは線状物体自体の表面の各種処理を行う例を示したが、その他前記特許文献１記載のように、ベルトに基板を載置して搬送する場合にも本発明を適用することができる。その際には例えば図５に示すように、前記の実施例と同様の処理容器１を用い、ベルト３５上に基板等の被処理物体３６を固定部材３７・・・によってベルト３５に固定し、処理室１０内を通過させることにより、前記実施例と同様の作用によって、非処理物体３６の表面に対して所望の処理を行うことができる。
【００３１】
このときのベルト３５の支持に際しては、下方に適宜ローラを配置し、或いはベルトの両側端をピンチローラで上下を挟んで支持しても良い。また、ベルトへの被処理物３６の供給は、最初の処理室に入るベルトに対してロボットアーム等で取り付け、最後の処理室から出たところで同様に取り外すようにしても良い。この装置においても、処理室１０内で液体が被処理物３６と共に移動し、その際攪拌部１３によって螺旋状の流れを生じることは前記各実施例と同様である。
【００３２】
図５（ａ）に示す装置においては被処理物３６をベルトに直接固定する例を示したが、例えば同図（ｂ）に示すように、ベルト３５にトレイ３８を固定し、このトレイ３８に対して被処理物３６を固定して、ベルトによってこれらを処理室１０内に搬送するようにしても良い。この装置においても被処理物３６と処理室内の液体流の作用は、前記各実施例と同様である。
【００３３】
前記実施例においては１つの処理室における作用、及び各種の実施の態様を述べたものであるが、例えば図６（ａ）に示すように第１処理容器４１の後に第２処理正気４２を配置し、リール４３からの帯状物体９を第１処理容器４１で第１の処理を行った後、更にここから出た帯状物体９を第２処理容器４２に入れて第２の処理を行うようにしても良い。同様にして同図（ｂ）に示すように処理容器４５を並べる等によって、より多数の処理容器を並べ、それぞれで異なった処理を行うことができるようにし、１つの帯状物体、或いはベルト搬送被処理物体について、所定の一連の処理を一度に行わせることができる。その際には各処理容器での処理時間が異なることに対応し、同図に示すように各処理容器の長さを変えることにより、帯状物体が一定速度で移動しても、各処理に適した処理時間に調節することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施例を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は斜視図である。
【図２】本発明の実施例における攪拌部の作用を示す図であり、（ａ）は図１の実施例の作用を示し、（ｂ）は攪拌部の他の実施例の作用を示す図である。
【図３】本発明において、処理室の出口開口に液体の排出を規制する排出規制板を用いた実施例を示す図であり、（ｂ）は攪拌部を処理室の下面側に設けた実施例を示す図である。
【図４】本発明において被処理物体が線状物体であるときの実施例を示し、（ａ）は処理室を断面円形としたときの斜視図であり、（ｂ）は同断面図であり、（ｃ）は複数の線状物質を１つの処理室で処理する実施例を示す斜視図である。
【図５】本発明において被処理物体がベルトコンベアで搬送される時の例を示す図であり、（ａ）はベルトに被処理物体を直接固定して搬送する実施例を示し、（ｂ）はベルトにトレイを固定し、トレイ上に被処理物を固定するときの実施例を示す図である。
【図６】処理容器を複数用いたときの実施例を示し、（ａ）は処理容器を２個用い、（ｂ）は３個用いたときの例を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  処理容器  
２  片側端面
３  入口開口
４  他端部
５  出口開口
６  液体導入口
７  液体受け
８  排出管
９  帯状物体
１０  処理室
１１  上壁
１２  流体溝
１３  攪拌部
【図１】
2008300442.tif 000003
【図２】
2008300442.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008300442.tif 000006
【図５】
2008300442.tif 000007
【図６】
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