(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
−  サブストレートの下側（１４）が疎水処理され、
−  続いて、サブストレート（１０）の上側（１５）を完全に覆う保護液被膜（６６）が形成され、
−  続いて、処理剤（７０）がサブストレート（１０）の下側（１４）と接触させられ、そのときに、上側（１５）が保護液被膜（６６）により処理剤（７０）および／またはその脱ガスの影響に対して保護される、
処理剤（７０）を使用して平面サブストレート（１０）の下側処理を行う方法。
【請求項２】
シリコン・サブストレート（１０）が処理され、シリコン・サブストレート（１０）の下側（１４）の疎水処理を目的として、ケイ酸ガラス層（１２）がシリコン・サブストレート（１０）の下側（１４）から除去されることを特徴とする、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
保護液被膜（６６）の形成を目的として、サブストレート（１０）を保護液（６０）に浸漬し、そこから取り出し、その際サブストレート（１０）を保護液（６０）から取り出すときに、サブストレート（１０）が実質的に水平方向に経過する平面に広がるように配置されるため、サブストレート（１０）の上側（１５）に保護液被膜（６６）が残存することを特徴とする、
請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
保護液被膜（６６）を形成する前に、サブストレートのエッジ（１３）を疎水処理されることを特徴とする、
請求項１乃至３の何れか一項に記載の方法。
【請求項５】
サブストレート（１０）の下側（１４）を片側湿式化学エッチングによって疎水処理することを特徴とする、
請求項１乃至４の何れか一項に記載の方法。
【請求項６】
サブストレート（１０）の下側（１４）の疎水処理を目的として、サブストレート（１０）を下側からエッチング液で湿潤化することを特徴とする、
請求項５に記載の方法。
【請求項７】
−  疎水処理を目的として行う湿式化学エッチングの後、洗浄の目的で洗浄液（６０）をサブストレート（１０）に塗布し、
−  サブストレート（１０）に塗布する洗浄液（６０）の量を、塗布した洗浄液（１６２）の量が少なくとも半分サブストレート（１０）から滴下するように選択し、且つ
−  サブストレート（１０）の上側（１５）に残存する洗浄液が保護液被膜（６６）として使用されることを特徴とする、
請求項５または６に記載の方法。
【請求項８】
疎水処理を目的として行う湿式化学エッチングの後、洗浄を目的としてサブストレート（１０）を洗浄液（６０）に浸漬させ、そしてこの洗浄液（６０）が同時に保護液（６０）として使用されるため、サブストレート（１０）の洗浄液（６０）からの取り出しが、同時にサブストレート（１０）の保護液（６０）からの取り出しとなることを特徴とする、
請求項３、５、６の何れか一項に記載の方法。
【請求項９】
洗浄液（６０）として水（６０）が使用されることを特徴とする、
請求項７または８に記載の方法。
【請求項１０】
エッチング剤（７０）を処理剤（７０）として使用し、サブストレート（１０）の下側（１４）をこのエッチング剤でエッチングすることを特徴とする、
請求項１乃至９の何れか一項に記載された方法。
【請求項１１】
保護液被膜（６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、６６ｄ）の形成を目的として、保護液（６０）を数回サブストレート（１０）の上側（１５）に塗布することを特徴とする、
請求項１乃至１０の何れか一項に記載された方法。
【請求項１２】
請求項１〜１１の何れか一項に記載の方法を実施するための装置であって、該装置は、
−  サブストレート（１０）を処理する疎水処理用の液体（５２）を含む事前調製槽（５０）、
−  サブストレート（１０）の搬送方向（１６）で事前調製槽（５０）に後続して配置される洗浄槽（５８）、
−  サブストレート（１０）の搬送方向（１６）で洗浄槽（５８；１５８）に後続して配置される、処理液を含む処理槽（６８）、
−  事前調製槽（５０）を通過してサブストレート（１０）を搬送するため、事前調製槽（５０）に配置される搬送ローラ（５４）を有しており、
事前調製槽（５０）においては大部分に隆起のない構造ローラ（５４）を搬送ローラ（５４）として使用することを特徴とする、
装置。
【請求項１３】
洗浄槽（５８；１５８）内で、洗浄槽（５８）を通過してサブストレート（１０）を搬送するため、大半に、それぞれ軸部材（７２）および軸部材（７２）の長手方向に互いに隣接する複数のＯリング溝（７４）を有するＯリングローラ（５６）が搬送ローラとして使用され、当該Ｏリング溝（７４）には、それぞれ軸部材（７２）およびそれぞれのＯリング溝（７４）を周囲方向に取り囲むＯリング（７６）が取り付けられることを特徴とする、
請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
処理槽（６８）内で、処理槽（６８）を通過してサブストレート（１０）を搬送するために大半で、隆起のない構造ローラが搬送ローラとして設置されることを特徴とする、
請求項１２または１３に記載の装置。
【請求項１５】
疎水処理用のエッチング液（５２）としてフッ酸を含むエッチング液（５２）を使用し、かつ処理液としてフッ酸および酸化剤を含むその他のエッチング液を使用することを特徴とする、
請求項１２乃至１４の何れか一項に記載の装置。
【請求項１６】
−  保護液（６０）をサブストレート（１０）の上側（１５）に塗布することができる、複数の塗布装置（１６０ａ，１６０ｂ，１６０ｃ）を使用し、
−  複数の塗布装置（１６０ａ，１６０ｂ，１６０ｃ）がサブストレート（１０）の搬送方向（１６）で互いに間隔をおいて配置されることを特徴とする、
請求項１２乃至１５の何れか一項に記載の装置。
【請求項１７】
複数の塗布装置（１６０ａ，１６０ｂ）のうち少なくとも１つが洗浄槽（１５８）の上に配置されることを特徴とする、
請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
複数の塗布装置のうち少なくとも１つ（１６０ｃ）がサブストレート（１０）の搬送方向（１６）で洗浄槽（１５８）に後続して配置されることを特徴とする、
請求項１６または１７に記載の装置。
【請求項１９】
複数の塗布装置のうち少なくとも１つ（１６０ｃ）が洗浄槽（６８）の上に配置されることを特徴とする、
請求項１６乃至１８の何れか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平面サブストレートの下側処理を行う方法、および請求項１２の上位概念によりその方法を実施するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
とりわけこれは、一部は半導体部品の製造領域において、平面サブストレートの片側を処理するために必要となる。この目的のために、しばしばサブストレートの下側が処理される。使用状態によっては、この際、使用する処理媒体または処理媒体からの何らかの有害な脱ガス物質から、サブストレートの上側を保護する必要が生じることがある。例えば、半導体部品はこの様な作用を受けて表面が損傷される可能性がある。
【０００３】
ＷＯ２０１１／０４７８９４により、サブストレートの上側を保護するために、上側に保護液を塗布、散布、滴下させるか、またはサージ管を使用して塗布する方法が知られる。保護液体が処理媒体、通常は処理液体に触れないようにするためには、サブストレートの下側が処理液体で湿潤化される前に保護液体が表面に塗布することができる。このような方法で、処理液体に混入する保護液体の量を少なくすることができる。しかし、ＷＯ２０１１／０４７８９４で説明されているように、保護液が処理媒体または処理液内に滴下することはなかなか防ぎきれない。保護液として水が使用される場合は、このことは処理液の希釈となり、従って結果として化学薬品消費の増加となる。さらに、一定の処理条件、例えば処理液の一定の配合を維持し、さらにプロセス安全性を確保するためには、処理作業を増加させる必要が生じる。他の材料を処理液として投入すると、通常は処理剤の汚染につながり、同じような、ほとんどの場合は、さらに複雑な作業を要する結果となる。
【０００４】
さらに、保護液の滴下が上側からサブストレートのエッジを経由して流れ落ちる、あるいは滴下するような箇所においては、処理剤による処理中に縞模様が形成されることがある。このことは、この箇所のサブストレート裏側が十分にエッチングされていないことに起因する。このような問題は、特に、処理液としてエッチング液が用いられ、それによってサブストレートの下側から比較的強力に材質の除去が行われた場合によく表れる。この様な片側での強力なエッチング加工は、特に新しいシリコン・ソーラーセルの製造方法、例えば、不動態化されたエミッターおよび不動態化された裏側接点を有するソーラーセル、いわゆるＰＥＲＬソーラーセルの製造方法において必要とされる。ここに記述されたエッチング加工における不均等が生じる結果、サブストレートの下側が不均一な外観となり、それによって半導体部品で生じうる電気的干渉の他にも、完成したソーラーセルに不均一な外観が生じることになる。さらに、後続するプロセス過程で問題が生じることがある。例えば、サブストレートの下側にできた酸化層の不均一な厚みは、その後サブストレートの下側で実行されるエッチング工程が異なる時間に開始されるという結果を招く。
【０００５】
その上、既知の方法においては、処理剤として導入された、サブストレートの下側を湿潤化するための処理液が、濃度勾配あるいは濡れ現象により、サブストレートのエッジを跛行し、このようにしてサブストレートの表面に達する危険がある。そこではそれが、例えばエッチング作用などの結果として、サブストレートの表面に局部的または平面的に損傷を与える可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような背景から、本発明の目的は、当該欠点の少なくとも一部をより容易な方法で克服できる、平面サブストレートの下側処理の方法を提案することを基本とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題は、請求項１の特徴を有する方法により解決される。
【０００８】
さらに、本発明の課題は、この方法を実施し、サブストレートの上側における損傷の危険を大幅に軽減することができる装置を提案することを基本とする。
【０００９】
この課題は、併記する独立請求項の特徴を有する装置により解決される。
【００１０】
有利な発展形態は、それぞれ従属する下位請求項の対象とする。
【００１１】
本発明による方法では、平面サブストレートの下側処理を目的として処理剤が用いられるが、最初にサブストレートの下側が疎水処理される。続いて、サブストレートの上側に保護液被膜が形成される。その後、処理剤がサブストレートの下側に接触させられ、そしてその際、保護液被膜により、上側が処理剤の作用および／またはその脱ガスの作用から保護される。
【００１２】
このような方法では、疎水処理の結果、保護液からサブストレートを取り出した後に、サブストレートの上側から下側に保護液が到達することはなくなる。上に述べた縞模様形成の問題と、それによって引き起こされる弊害は、これによって回避することができる。さらには、処理剤が上記に述べたように下側から上側に跛行することを回避できる。このことは特に、無硫酸処理剤を使用する場合に長所となる。それ以外にも、疎水処理を行うことにより、従来の既知の方法では次の工程に進む前に必要とされる乾燥工程を多くの使用状態で節減することが可能となる。さらに、この方法は連続工程として概念化することができるため、簡単に既存の連続設備に統合することができる。
【００１３】
本発明の意味する疎水処理とは、保護液が６０°を超える接触角で疎水化表面を湿潤することをいう。
【００１４】
保護液を手段として、上側は基本的に、特に液体またはガスとして、あるいはガス凝集体として存在し得る処理剤それ自体に対して保護される。処理液が使用される場合、保護液被膜は主に上側に到達する処理液に対する保護として、またサブストレートの上側に到達する処理液から生じる脱ガスに対する保護として使用される。この様な脱ガスは、例えば、処理液の部分的な気化により発生することがある。
【００１５】
好ましくは保護液として水が使用され、特に好ましいのは脱イオン水である。これは多数の使用状態で実証されており、多くの場合比較的簡単に調製または廃棄することができる。
【００１６】
シリコン・サブストレートは有利な方法で処理され、このシリコン・サブストレートの下側を疎水加工する目的で、ケイ酸ガラス層、例えばケイ酸リンまたはケイ酸ボロンガラス層が、シリコン・サブストレートの下側から除去される。このようなケイ酸ガラス層は、半導体部品、特にシリコン・ソーラーセルの製造において頻繁に使用されるため、これは特により容易な方法の実施を可能にする。加えて、シリコン・サブストレートの疎水処理を行うために、実証された技術を採用することもできる。
【００１７】
方法の一つの実施形態では、保護液被膜の形成を目的として、散布装置を使用して保護液をサブストレートの上側に塗布する。散布装置としては、例えばスプレーノズルなど、基本的にそれ自体が既知の全散布装置を使用することができる。好ましくは、少なくともサージ管を散布装置として使用すると良い。
【００１８】
別の実施形態としては、保護液被膜を形成するためにサブストレートを保護液に浸漬してから取り出す方法がある。保護液からサブストレートを取り出す際に、サブストレートを実質的に水平方向に経過する平面に広がるように配置すると、サブストレートの上側に所望する保護液被膜が残る。サブストレートが保護液から取り出される際に、実質的に水平方向に経過する平面に広がるように配置されるということは、水平位置から短時間僅かに逸脱する可能性があると理解できる。どれくらい長く水平位置から逸脱する可能性があり、その度合いが正確にはどのぐらいであるかは、使用される材質の特性、特に保護液の粘度およびサブストレートの上側と保護液との間の粘着力に依存する。複雑な塗布装置、例えばスプレーノズル、サージ管などは、この実施形態では必要ない。また、サブストレートの位置を決定し、適時に正確な量の保護液をサブストレートの上側に確保し、このような方法でサブストレートの上側から流れ落ちる保護液の量を制限するために必要とされる配量装置や測定装置も不要である。
【００１９】
サブストレートを保護液に浸漬する前に、同様にサブストレートのエッジを、好ましくは完全に疎水処理すると有利である。サブストレートの下側の疎水処理と共通の処理工程でこれを行うことが望ましい。すなわち、サブストレートの下側とエッジが、同時に単一の処理工程で疎水処理されることを意味する。エッジを疎水処理することにより、処理液が何らかの原因で疎水処理が施されていないエッジ部分に接触した場合に、基本的に生じる可能性のある、サブストレートの上側に処理液が跛行するという危険をさらに軽減することができる。
【００２０】
サブストレートの下側は、好ましくは片側の湿式化学エッチングを手段として疎水処理を行うことができる。ここでいう片側とは、湿式化学エッチングのために使用されるエッチング液が上側にかかることはないということを意味する。このような方法で、実際にすでに異なる関連性において実証された設備を採用することができる。さらに、この変形方法では、同じ処理工程でより容易にエッジ全体あるいはその一部を同様に疎水処理することができる。
【００２１】
特に望ましくは、サブストレートの下側を疎水処理する目的で、サブストレートを下側からエッチング液に湿潤させる。このことは、とりわけ連続設備における産業規模の疎水処理を可能にする。特に、エッチング液がサブストレートの下側を湿潤化するように、サブストレートをエッチング液の表面で浮遊しているかのようにエッチング槽を通して移動させることができる。しかし基本的には、任意の他の方法でサブストレートの下側にエッチング液を導くことができ、例えば搬送ローラを利用してエッチング液をくみ上げ、そしてローラ上で搬送されるサブストレートに引き続き供給することができる。この変形方法では、効果的にエッジ全体または一部を同様に疎水処理することができる。
【００２２】
疎水処理を目的として行われる湿式化学エッチングの後に、サブストレートを洗浄することが好ましい。一つの変形方法では、例えばサージ管またはその他の塗布装置を使用することにより、洗浄液をサブストレートに塗布する。この場合、洗浄液の塗布量の少なくとも半分、好ましくは最低７０％、および特に好ましくは８０％がサブストレートから滴下し、残存するエッチング液残渣が洗い流されるように、サブストレートに塗布する洗浄液の量を選択する。最終的にサブストレート上に残った洗浄液は、その後保護液被膜として利用されるため、これを形成するために追加の処理工程を行う必要はない。
【００２３】
別の変形方法では、洗浄を目的としてサブストレートが洗浄液内に浸漬され、この洗浄液が同時に保護液として使用される。洗浄液からサブストレートを取り出す作業は、この場合、同時に保護液からサブストレートを取り出す作業となる。保護液からサブストレートを上記の方法で取り出す際には、サブストレートを実質的に水平方向に経過する平面に広がるように配置し、サブストレートの上側に保護液被膜が残るようにする。このような方法で、この方法を特に迅速かつより容易に実現することができる。
【００２４】
洗浄液としては、基本的に、それぞれの使用状態において適切なあらゆる液体を使用することができる。好ましくは水を使用し、例えばソーラーセルなど半導体部品の製造では、不純物の理由から脱イオン水を使用することが特に好ましい。
【００２５】
実証された一つの変形方法では、処理剤としてエッチング剤が使用され、このエッチング剤によってサブストレートの下側がエッチングされる。このエッチングでは、材料の剥離を行うことができる。例えば研磨エッチングなどを行うことが可能である。特に、シリコン・ソーラーセル・サブストレートの下側をエッチングできる。このため、この変形方法は、特に不動態化されたエミッターおよび不動態化された裏側接点を有する新型の高効率ソーラーセルの製造において実証されている。
【００２６】
望ましくは、保護液被膜の形成を目的として、保護液を何回もサブストレートの上側に塗布する。すなわち、時間的間隔をおいて実行される複数の塗布工程で保護液を塗布することである。例えば、第一塗布工程がすでに開始した後に、あるいは第一塗布工程の終了後後に、第二塗布工程が開始するなどである。第一塗布工程の終了後に、第二塗布工程が開始する方が好ましい。
【００２７】
保護液を繰り返し塗布する方法を採用すると、サブストレートの上側に保護液をほどよく配分できるということが示された。特に、保護液がサブストレートの隅やサブストレートの縁部によりよく到達することが様々な使用状態で示されている。サブストレートの上側に保護液により島状形成が生じ、サブストレートの上側の一部が被覆されないという危険は軽減されるか、あるいは完全に回避できる。従って、それぞれの使用状態に応じて、サブストレートの上側に保護液被膜によって被覆されない部分範囲が生じる危険の増大を伴うことなく、保護皮膜を形成するためにサブストレートの上側に塗布された保護液の使用量を全体的に減少させることができる。特に、上述した変形方法においては、サブストレートを保護液に浸漬し、取り出す際にはサブストレートの上側に保護液被膜が残るように配置されるため、記述されているように保護液を繰り返し塗布することにより、さらに保護液被膜を強化したり、あるいは完成度を高めたりすることができる。このことは、例えば、好ましくない方法の実施時に、保護液からサブストレートを取り出す最中に、サブストレートの上側から過剰に保護液が流れ落ちたり、または後続する処理工程で、保護液被膜から保護液が過剰に蒸発したりする場合などに、個々の使用状態において効果的である可能性がある。また、上述のようにサブストレートを保護液から水平に取り出し、それに伴いサブストレートの上側に保護液被膜が残存することにより、サブストレートの上側に保護液の塗布が行われるということに注目すべきである。
【００２８】
本発明に係る装置は、液体の入った事前調製槽を有しており、その液体で処理対象のサブストレートを疎水処理することができる。サブストレートの搬送方向では事前調製槽の後に洗浄槽が後置されている。これは、洗浄剤を含むことができ、あるいは滴下する洗浄液を受けるために設置されている。さらに、サブストレートの搬送方向には洗浄槽に後続して処理槽が配置されており、その中には処理液が蓄えられる。事前調製槽内には、事前調製槽を通過してサブストレートを搬送するために適した搬送ローラが装備されている。この搬送ローラの大部分、好ましくは全部が隆起のない構造ローラとして設計されている。
【００２９】
隆起のない構造ローラとは、主に、その表面に搬送ローラの周囲を取り巻くリング形状の凹部、いわゆる溝を有している搬送ローラとして理解できる。この溝は直接、搬送ローラ上で互いに密接に隣接して配置される。当該溝が互いに並んで境界を接する箇所では、隣接する溝の壁面が互いに衝突し合い、搬送ローラの表面に浮き上がった領域を形成する。隆起のない構造ローラの場合、この浮き上がった領域がもはや隆起を示さず、むしろピーク形状として見なすことができるように、隣接した溝が密接に隣接して配列される。隆起のない構造ローラを手段として、サブストレートの下側に均等な湿潤を実現することができる。エッチング工程中に発生する気泡は、均等にサブストレート下側にわたって配分され、繰り返し拭い去られる。このことは、特にエッチング率が高い場合により均等なエッチング結果をもたらす。さらに、隆起のない構造ローラを使用する場合、サブストレートがこの搬送ローラを離れる瞬間に、搬送ローラが当該サブストレートの上側に疎水処理用の液体またはその他の処理液を供給するという危険が、完全ローラと比較して著しく軽減されるということが示された。従って、事前調製槽における隆起のない構造ローラを使用することにより、サブストレートの上側における損傷の危険性をさらに軽減することが可能である。
【００３０】
好ましくは洗浄槽内には、大半の場合、サブストレートを搬送するために、それぞれ軸部材ならびに軸部材の長手方向に、互いに間隔をあけて複数のＯリング溝を設けたＯリングローラが、搬送ローラとして装備されている。当該Ｏリング溝には、軸部材およびそれぞれのＯリング溝を周囲方向に取り囲む、それぞれ一つのＯリングが取り付けられる。実施形態が劣化した場合は、Ｏリング溝およびその中に取付けられたＯリングに代わって、軸部材の成形を行うことが可能である。
【００３１】
洗浄槽内に上記のＯリングローラのみを搬送ローラとして配置することが望ましい。このような方法で、搬送ローラとその上で搬送されるサブストレートとの接触面積を最少に抑えることができる。その結果、まだサブストレートに残存している事前調製槽からの疎水処理用の液体をより効果的に洗浄することができる。サブストレートがＯリングローラから離れるときに、Ｏリングローラがサブストレートの上側に液体を送り込む傾向は極めて少ない。しかしながら、事前調製槽または処理槽内でそれを使用することは、均一なエッチング結果を得るという目的に反する作用を及ぼすローラ跡を残すことから、好ましいとは言えない。にもかかわらず、すでに明らかであるように、洗浄槽内では、上側にかけられた液体により、サブストレートの上側が損傷される危険性が極めて少ないという長所の方が勝っている。
【００３２】
処理槽を通過してサブストレートを搬送するため、処理槽内の大部分に、好ましくは例外なく、隆起のない構造ローラを搬送ローラとして装備するのが望ましい。事前調製槽との関連で既述した隆起のない構造ローラの作用は、処理槽内でも同様に有利に作用し、処理対象のサブストレート上側が損傷する危険をさらに軽減することができる。
【００３３】
疎水処理用の液体として、事前調製槽内にフッ酸を含有するエッチング液を入れることができる。これは、特にシリコン・サブストレートからシリコンガラス層を除去する際に実証されている。
【００３４】
処理液としては、フッ酸および酸化剤、特に硝酸および過酸化水素を含むエッチング液を使用できる。その他の構成方法では、処理液として、上記のフッ酸および上記の酸化剤以外に、さらなる添加物、好ましくは硫酸を含むエッチング液を使用できる。両者とも、特にシリコン・サブストレートの処理において実証されている。
【００３５】
サブストレートの上側に保護液を塗布する複数の塗布装置を装備していることが望ましい。これら複数の塗布装置は、サブストレートの搬送装置内に互いに位置をずらして配置される。これにより、上述のように、保護液を複数回サブストレートの上側に塗布することが可能となる。
【００３６】
複数の塗布装置のうち、少なくとも１台を洗浄槽の上部に取り付けることが望ましい。塗布装置は、例えば、サージ管または同等のもので構成することができるほか、洗浄槽に配置された洗浄液の中にサブストレートを完全に浸漬させたまま、洗浄槽の少なくとも一部を通過させて搬送する搬送ローラで構成することができる。
【００３７】
複数の塗布装置のうち、少なくとも１台をサブストレートの搬送方向で洗浄槽に後続して設置すると有利であることが判明した。このような方法で、例えば蒸発効果などにより、その間に生じたサブストレート上側の保護液の損失を効果的に補償することができる。
【００３８】
複数の塗布装置のうち、少なくとも１台を処理槽の上部に取り付けることが望ましい。このような方法で、処理液の作用中にサブストレート上側における保護液の蒸発損失または損失量を補償することができる。保護液の損失量または蒸発損失が新たに生じる危険性も、このような方法で最小に抑えることができる。
【００３９】
以下では、図示しながら本発明を詳しく説明する。目的に合う限り、ここに同等に作用する要素を同様の参照記号で示す。本発明は、図によって示される実施例に限定されるものではなく、これは機能的特徴に関しても同様である。これまでの説明および以下の図示説明には、以下に従属する下位請求項で部分的に複数に要約して再現されている特徴が含まれる。但し、専門家はこれらの特徴およびその他の上記および以下の図示説明に開示されるすべての特徴を個別に検討し、これ以外の有意な組み合わせを形成すると思われる。特にこれらの特徴は、それぞれ個別かつ任意の適切な組み合わせで、独立請求項の方法および／または装置と組み合わせることが可能である。図示内容は以下の通りである。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明による方法ならびに本発明による装置を模式図で示す第１の実施例である。
【図２】図２は図１の隆起なしの構造ローラの側面図である。
【図３】図３は図２の部分領域Ａの詳細図である。
【図４】図４は、Ｏリングローラの模式図である。
【図５】図５は、本発明による方法および本発明による装置を模式図で示す第２の実施例である。
【図６】図６は、本発明による方法および本発明による装置を模式図で示す第３の実施例である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
図１は、本発明による方法および本発明の装置の実施例を模式図で例示している。この実施例では、例えばリン拡散などの結果によるケイ酸リンガラス層１２が表面全体に施されたシリコン・サブストレート１０が、搬送ローラによって、一連の異なる槽を通過して搬送方向１６に搬送される。まず、事前調製槽５０において、サブストレートの下側１４およびエッジ１３が疎水処理される。この目的のために、サブストレート１０の下側１４が、疎水処理用の液体５２、本実施例においてはフッ酸を含有するエッチング液によって下から湿潤化される。事前調製槽内には、隆起のない構造ローラ５４のみが搬送ローラとして設けられ、これが均一なエッチングを可能にする。その結果、ケイ酸リンガラス層１２は下側１４ならびにエッジ１３において均等に除去される。
【００４２】
図１の実施例で使用されている隆起のない構造ローラ５４の側面図は図２に示す。部分領域Ａの拡大図は図３に再現されている。ここでは深く切り込まれた溝８０が、直接互いに隣接し合って構造ローラ５４上に配置され、浮き上がった領域を形成していることを見て取れる。２つの隣接する溝８０の壁８２は、この時、この浮き上がった領域が隆起を示さず、むしろピーク形状５５を示すように、密接に隣接して配列される。隆起のない構造ローラ５４は、上述のように、上側１５にかけられる疎水処理用の液体５２により、表側
１５に好ましくない局部的な疎水処理が生じる危険が比較的少ない状態で、事前調製槽
５０においてサブストレート１０の下側１４を均一にエッチングすることを可能にする。
【００４３】
さらなる処理工程では、サブストレート１０は、洗浄剤としての脱イオン水６０を含む洗浄槽５８に搬送される。そこで、洗浄液として機能する脱イオン水６０に浸漬される。脱イオン水６０は、ここでは同時に保護液として用いられる。洗浄槽５８におけるサブストレート１０の搬送は、サブストレートの被膜面を最小に抑え、このような方法で効果的な洗浄工程を可能にするＯリングローラ５６によって行われる。洗浄槽５８からあふれ出る水６２は、オーバーフロー槽６４によって回収される。
【００４４】
Ｏリングローラ５６の一部分の模式図は図４に示す。Ｏリングローラ５６は軸部材７２、ならびに軸部材７２の長手方向に互いに間隔をおいて配置されたＯリング溝を示しており、これらは本例の場合、軸部材７２における溝７４として実装されており、その中にそれぞれ１個のＯリング７６が配置されている。図４に示されているＯリングローラ５６のセクションには、２個のＯリング７６がある。この数は、平面サブストレート１０を搬送するには基本的に十分である。例えばより大きな、あるいは壊れやすいサブストレートなどの場合は、必要に応じてＯリングの数を増やすことも可能である。
【００４５】
サブストレート１０がＯリングローラ５６によって搬送方向１６に搬送される場合、このような方法で、洗浄槽５８から取り出すことができる。その場合、サブストレート１０は水平方向に経過する平面に広がるように配置されている。Ｏリングローラ５６は、この目的に合わせて方向調整されている。その前に疎水処理されたエッジ１３ならびに疎水処理された下側１４は、洗浄槽５８からサブストレート１０を取り出された後、脱イオン水６０が排除された状態である。これに対して上側１５には、脱イオン水６０による保護液被膜６６が残存している。サブストレート１０の上側に残った親水性ケイ酸リンガラス層１２は、保護液被膜６６の形成に対して追加的に有利に働ことから、ここでいう親水性とは、表面と湿潤液との間の接触角が１５°未満であると理解できる。さらに、上側１５の親水性は、保護液被膜６６からの脱イオン水の滴下に追加的に対抗して作用する。
【００４６】
その後、サブストレート１０は、エッチング液７０を含む処理槽６０の中へ搬送される。本実施例では、エッチング液として、フッ酸および硝酸を含むエッチング液を使用する。代替として、特に、フッ酸および硝酸以外に硫酸を含むエッチング液を使用しても良い。サブストレートが隆起のない構造ローラ５４によって、処理槽６８を通過して搬送されることにより、エッチング液７０がサブストレートの下側１４と接触し、エッチングされる。これに対して、サブストレート１０の上側１５は保護液被膜６６によって、上側
１５に到達するエッチング液７０に対し、およびエッチング液７０からの脱気ガスの作用に対して、特にエッチング性蒸気に対して保護される。下側１４は、敏感なサブストレート１０の上側１５に悪影響を与えることなくエッチング加工される。保護液被膜６６からの脱イオン水の滴下、またはサブストレート１０の上側１５への跛行は阻止される。サブストレート１０の下側１４に縞模様が形成されることはなく、エッチング液７０がサブストレート１０の上側１５から流れ落ちる保護液６６の一部によって汚染または希釈されることもない。上述の隆起のない構造ローラ５４の長所は、処理槽内においても効果的に作用するため、隆起なしの構造ローラ５４のみを使用することによって、サブストレート
１０の上側１５が損傷する危険をさらに軽減することができる。
【００４７】
事前調製槽５０におけるサブストレート１０の滞留時間は、ケイ酸リンガラス層１２が確実にサブストレート１０の下側１４から除去されるように選択する。事前調製槽５０の長さは、場合によって対応して適合させる。但し、サブストレートを疎水処理用の液体５２に任意の長さで曝してはならない。さもないと、疎水処理用の液体５２がサブストレート１０の上側１５に跛行し、そしてこの面またはその下に存在する層を著しく損傷する可能性がある。従って、事前調製槽５０におけるサブストレートの滞留時間、つまりこの槽の長さは、対応しながら選択しなければならない。また、ケイ酸リンガラス層１２の厚さ、またはその他の除去すべき層の材質特性および厚さによっては、適合させた搬送ローラを使用すると効果的である可能性がある。例えば、隆起のない構造ローラの切り込みを深くしたり、浅くしたりして適用することができる。
【００４８】
図５は、本発明による方法および本発明の装置の第２実施例を模式図で示している。これは、洗浄槽５８の代わりに、洗浄液を回収する洗浄槽１５８が設置されている点で、図１に示す第１の実施例とは異なる。洗浄の目的としてサージ管１６０が設けられており、それによって洗浄液として用いられる脱イオン水６０が、シリコン・サブストレートの上側１５に塗布される。脱イオン水６０は、シリコン・サブストレート１０のエッジ１３を経由して滴下する水１６２が、シリコン・サブストレートを洗浄するような量が塗布される。シリコン・サブストレート１０がサージ管１６０の下を通過すると、シリコン・サブストレート１０の上側１５に、保護液被膜６６として使用される脱イオン水による皮膜が残存する。サブストレートの洗浄が必要ない場合は、サージ管１６０を使用して脱イオン水、またはその他の適切な保護液を、基本的には保護液被膜６６が形成される量をシリコン・サブストレート１０の上側に塗布できるが、できるだけ少ない保護液がシリコン・サブストレート１０のエッジ１３を経由して流れ、洗浄槽１５８内に滴下するようにする。
【００４９】
図６は、本発明による方法および本発明の装置の第３の実施例を模式図で例示している。これは、とりわけ１つのサージ管１６０ａとは別に、もう１つのサージ管１６０ｂが設置され、これがサブストレート１０の搬送方向１６でサージ管１６０ａの後に配置されているという点において、図５に示す第２の実施例とは異なる。これらのサージ管１６０ａおよび１６０ｂを使用して、保護液として脱イオン水６０が再びサブストレートに塗布される。つまり、サージ管１６０ａと１６０ｂは、塗布装置として使用される。これらはサブストレートの搬送方向１６に互いに位置をずらして配置されているため、これらのサージ管１６０ａ、１６０ｂによって、脱イオン水が保護液として複数回サブストレート１０の上側１５に塗布される。
【００５０】
サージ管１６０ａによってサブストレート１０の上側１５に塗布された脱イオン水６０は、保護液被膜６６ａを形成し、これはそれぞれの使用状態では上側１５がまだ完全に覆い尽くされていない、あるいはまだ十分な厚みを示していない。特に、保護液被膜６６ａが島を形成してしまった可能性があり、その場合上側１５の一部がまったくあるいは不十分にしか保護液被膜で覆われない。サージ管１６０ｂを使用して、保護液としての脱イオン水６０を２回塗布することにより、保護液被膜６６ａの欠損箇所を補正することができ、サブストレート１０の上側１５を完全に覆う保護液被膜６６ｂが形成される。保護液被膜６６ａが十分な厚みを示さなければ、サージ管１６０ｂによって脱イオン水６０を塗布することにより、より厚い保護液被膜６６ｂが形成される。
【００５１】
上述の通り、保護液、本件では脱イオン水６０を数回塗布することによって、サブストレート１０のエッジおよびサブストレート１０の縁部への保護液の配分を改善できる。従って、図６の実施例では、洗浄槽１５８を通過した後に、サブストレート１０の上側１５を完全にかつ均一に覆う保護液被膜６６ｃが形成される。使用状態によっては、脱イオン水６０、または保護液を複数回塗布することによって、あふれ出す水１６２の全体量を減少させることができる。このことは、特に水ではない他の保護液を利用する場合に、方法実施の作業を軽減することができる。
【００５２】
図６の実施例では、さらなるサージ管１６０ｃが、サブストレート１０の上側１５に脱イオン水を塗布するため、処理槽６８の上に、従ってサブストレート１０の搬送方向１６で洗浄槽１５８に後続して設置されている。サージ管１６０ｃは、サージ管１６０ａおよび１６０ｂと同様に、脱イオン水６０を保護液としてサブストレート１０の上側１５に塗布するために設置されている。このような方法で、例えば蒸発などにより処理槽６８に至る途中で保護液被膜６６ｃが被る脱イオン水６０の損失を埋め合わせることができるため、処理槽６８の上にあるサブストレート１０の上側１５は、理想的な保護液被膜６６ｄによって処理剤７０の作用および／またはその脱ガスから保護される。
【００５３】
図６の実施例では、サージ管１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃを有する３台の保護液用塗布装置が示されている。個々の使用状態の要求に従って、この塗布装置のうち１つを、好ましくはサージ管１６０ｂまたはサージ管１６０ｃを除外することができる。残りの２つのサージ管と共に、サブストレート１０の搬送方向１６には、互いに間隔をおいて配置されている塗布装置がまだ複数存在しており、これによって、保護液被膜の形成を目的として、保護液、好ましくは脱イオン水６０を複数回塗布することができる。処理槽６８の上でサブストレートの上側１５に保護液を塗布する際に、実質的に保護液があふれ出ず、従ってエッチング液７０内に到達しないような保護液の量を塗布することができる使用状態の場合、サージ管１６０ｃ、または一般的に１台の塗布装置を処理槽６８上に確保することが特に効果的であると判明した。
【００５４】
図６の実施例に例示されている、サブストレート１０の搬送方向１６に間隔をおいて配置されている複数の塗布装置の概念は、そのまま図１の実施例に適用することができる。図１の実施例において、この目的のために、サブストレートの搬送方向１６で洗浄槽に後続して１つ以上の塗布装置を設置するならば、それによって再び脱イオン水を保護液としてサブストレートの上側に塗布することができる。例えば図６で知られたサージ管１６０ｂまたは１６０ｃまたは同等のものを使用できる可能性がある。特に、このような別の塗布装置を図１の処理槽６８の上に取り付けることも可能であろう。
【００５５】
本発明は、図示および説明された実施例に基づいてより詳細に解説および例示された。しかしながら、本発明は開示された事例に制限されるものでも、それによって制限されるものではない。本発明の基礎となる思想から逸脱することなく、専門家によってその他の手法が、これらの実施例から導き出されることは可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１０      シリコン・サブストレート
１２      ケイ酸リンガラス層
１３      エッジ
１４      下側
１５      上側
１６      搬送方向
５０      事前調製槽
５２      疎水処理用の液体
５４      構造ローラ
５５      ピーク
５６      Ｏリングローラ
５８      洗浄槽
６０      脱イオン水
６２      あふれた水
６４      オーバーフロー槽
６６      保護液被膜
６６ａ    保護液被膜
６６ｂ    保護液被膜
６６ｃ    保護液被膜
６６ｄ    保護液被膜
６８      処理槽
７０      エッチング液
７２      軸部材
７４      溝
７６      Ｏリング
８０      溝
８２      壁
１５８    洗浄槽
１６０    サージ管
１６０ａ  サージ管
１６０ｂ  サージ管
１６０ｃ  サージ管
１６２    あふれた水
【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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