JP2006196783A - 基板表面処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構成で、基板の処理面に対して安定的に処理液を供給して均一な処理をすることができ、また基板の非処理面に対する処理液の回込みを防止できる基板表面処理装置を提供する。
【解決手段】 基板３１の表面を処理する基板表面処理装置３０は、処理液３２を収容する処理液槽３３と、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て基板３１を搬送する複数の搬送ローラ３４と、搬送ローラ３４を回転駆動させるローラ駆動手段とを含む構成であり、搬送ローラ３４は、その回転軸線方向の長さが基板３１の幅以上であり、その表面に凹凸が形成される。
【選択図】 図１

Description

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。

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としては、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。

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。

通常、片面のみに化学的処理を施す場合、処理を必要としない面または保護したい面に処理液に対して耐性のあるマスキングテープを貼付けたり、ワックス、レジスト等の樹脂保護膜を形成して処理液に浸漬する方法が採られている。しかしながら、このような方法では、マスキングテープまたは樹脂保護膜の形成工程、表面処理後の剥離工程、さらに剥離後の状態によっては洗浄工程等を必要とするので、製造工程数が増大し、またマスク材、剥離処理液等の材料費が余分に必要となるので、製造コストの増大を招くという問題がある。

一方、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、保護マスクを形成することなく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、ガス供給系等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。また、ドライプロセスにおいても、反応性ガスが裏面に届き難いというだけであり、裏面へのわずかな回込みも許されない場合には特別な裏面回込み防止機構を追加して設けるか、または保護マスクの形成が必要となる等の問題がある。

このような問題を解決する従来技術として、耐化学薬品性の吸湿性物質に化学薬品を含浸させ、この吸湿性物質に基板の片面のみを接触させて表面処理する方法が提案されている（特許文献１参照）。図５は、従来技術において用いられる基板表面処理装置１の構成を簡略化して示す図である。図５に示す特許文献１開示の基板表面処理装置１は、半導体ウエハを熱酸化した後、裏面の熱酸化膜を取除くことに用いられる。

基板表面処理装置１の処理液槽２には、フッ化水素酸が処理液３として支持体４が接することができる位置まで収容されている。支持体４には吸湿性物質５が支持されており、支持体４に支持される吸湿性物質５に対しても処理液３が接するように構成される。処理液３を吸湿性物質５の表面まで浸透させた後、処理を必要とする面を下面にして半導体ウエハ６を吸湿性物質５の上に載置することによって、半導体ウエハ６の片面のみの処理を行う。なお基板表面処理装置１には、液供給口、温度制御機構等も備わるけれども、図示は省略している。

この従来の基板表面処理装置１においては以下のような問題がある。基板表面処理装置１では、処理液３の液面に半導体ウエハ６を直接接触させるのではなく、吸湿性物質５に処理液３を浸込ませ、吸湿性物質５の表面に浸み出した少量の処理液３にのみ接触させることによって、半導体ウエハ６の非処理面への回込み等を防止している。しかしながら、この基板表面処理装置１では、吸湿性物質５に浸み込んだ液の迅速な入替えが困難であり、連続処理時に処理液の濃度低下等が生じた場合、濃度が低下したまま連続処理を行うことになり、処理速度が大幅に遅くなるという問題がある。また、半導体ウエハ６を吸湿性物質５上に搬送するために、吸着ハンド等を装備した大掛かりな搬送ロボットが必要となり、設備コストが高くなるという問題がある。

またもう一つの従来技術として、テーブル面の細孔を通して、同テーブル表面に溶液を溢流させた状態で、半導体ウエハの片面（裏面）のみを前記溶液に接触させて湿式処理する方法が提案されている（特許文献２参照）。

図６は、もう一つの従来技術において用いられる基板表面処理装置１０の構成を簡略化して示す図である。図６（ａ）では、半導体ウエハ１１とほぼ同寸法のテーブル１２の内部から、テーブル１２の天板１３に形成された微小貫通孔１４を通して処理液１５をテーブル１２の表面へ供給する構成である。また、図６（ｂ）では、微小貫通孔１４が形成される天板１３の代わりに、天板１６を多孔質セラミックスで形成し、テーブル１２の内部から多孔質セラミックの空隙を通して処理液１５をテーブル１２の表面へ供給する構成である。テーブル１２の天板１３，１６上に置かれる半導体ウエハ１１は、テーブル１２の内部から供給される処理液１５に浮かんだ状態で、天板１３，１６に臨む側の面のみが処理される。このような基板表面処理装置１０による処理方法では、処理液が順次供給されるので、化学反応に用いられる薬液成分が常に新規に供給される。したがって、処理速度が速く、複数枚の連続処理であっても、処理速度の安定性が保たれる。

しかしながら、特許文献２に開示される技術には、以下のような問題がある。基板表面処理装置１０では、表面処理の間を通じて、常に処理液１５がテーブル１２の表面に供給される。この処理液１５はテーブル１２の側面をつたって流落ちるとされているけれども、供給量が潤沢に過ぎる場合、半導体ウエハ１１の非処理面に対する処理液１５の回込みを生じるおそれがある。すなわち、基板表面処理装置１０において、非処理面に対する処理液の回込みの防止は、処理される基板の厚みが厚く、また処理液に対する濡れ性が悪い等の特定の条件に依存する。つまり、厚みが１ｍｍ以下の基板、処理液に対する濡れ性が悪くない基板、たとえば、ガラス基板と水溶液処理液、シリコン（Ｓｉ）基板と酸化性のフッ硝酸（フッ化水素酸と硝酸との混合液）との組合せの場合、非処理面に対する処理液の回込みを防ぎ切れないという問題がある。

さらに、所望の表面処理が化学反応を伴い、反応ガスが発生する場合、反応ガスの気泡が基板の下面に付着、あるいは滞留し、処理液の供給を部分的に阻害して処理の均一性を悪くする。また、処理液の流れとともに気泡が基板下面から放出されるとき、はじけた処理液の飛沫が非処理面に付着するというような問題がある。また、特許文献１の技術と同様、吸着ハンドを装備した大掛かりな搬送ロボットも必要であり装置が大掛かりになるので、装置コストが高くなるという問題もある。

さらに他の従来技術として、半導体ウエハのマスクエッチング後に不要なマスキング材（レジスト）を剥離する装置において、ローラを容器に満たされる液体に一部が浸るように配置し、ローラの表面に常時水膜を形成して半導体ウエハを搬送する方法が提案されている（特許文献３参照）。

図７は、他の従来技術で用いられる剥膜装置における搬送部２０の構成を簡略化して示す図である。剥膜装置の搬送部２０は、液体（水）２１が満たされる容器２２と、容器２２内の液体２１に一部が浸るように配置されるローラ２３と、容器２２から溢れる液体２１を受ける受け皿２４と、受け皿２４で受けた液体２１を容器２２内へ循環供給する循環手段２５とを含んで構成される。

半導体デバイスの製造工程の中には、マスキング材が形成された半導体ウエハを、膨潤化装置内の液温４０〜１２０℃の膨潤液に浸してマスキング材を膨潤化させ、高温となった半導体ウエハを常温に戻すため、所定距離だけローラ上を搬送させた後、剥膜装置へ搬送し膨潤化したマスキング材を剥離除去する工程がある。

上記の工程においては、膨潤化装置から剥膜装置へ半導体ウエハを搬送する際、ローラに膨潤化した不要の薄膜が付着するという問題がある。図７に示す剥膜装置の搬送部２０は、この問題を解決する技術であり、容器２２に満たされた液体２１に一部が浸るように配置されるローラ２３の表面に水膜を形成することによって、半導体ウエハ２６を膨潤化装置から剥膜装置へ搬送するに際し、剥離した不要の薄膜がローラ２３に付着し搬送障害を起こすことを防止ないし抑制するものである。

しかしながら、特許文献３では、ローラの回転により液体の膜を形成することが開示されるのみであり、ローラの表面に安定的に液体の膜を保持する具体的手段、また基板の非処理面に対して不要な液体が回込まないようにする具体的手段については、全く開示も示唆もされていない。

特開昭５８−４８４２５号公報 特開昭６２−２７６８３１号公報 特開平７−２４９６０２号公報

本発明の目的は、簡単な構成で、基板の処理面に対して安定的に処理液を供給して均一な処理をすることができ、また基板の非処理面に対する処理液の回込みを防止できる基板表面処理装置を提供することである。

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、
搬送ローラの表面の少なくとも基板に接する部位には、凹凸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。

また本発明は、搬送ローラの表面の少なくとも基板に接する部位に形成される凹凸は、最大高さＲｍａｘが１μｍ以上であることを特徴とする。

また本発明は、搬送ローラの表面の少なくとも基板に接する部位に形成される凹凸は、凹所が溝を成すように形成されることを特徴とする。

また本発明は、凹所が成す溝は、搬送ローラの回転軸線に対して平行方向に延びることを特徴とする。
また本発明は、凹所が成す溝は、搬送ローラの円周方向に延びることを特徴とする。

また本発明は、処理液が、フッ化水素酸および硝酸のうち少なくともいずれか一方を含むことを特徴とする。

また本発明は、処理液が、水酸化ナトリウムおよび水酸化カリウムのうち少なくともいずれか一方を含むことを特徴とする。

また本発明は、搬送ローラは、少なくとも基板に接する部位が、塩化ビニル、ポリイミド、ポリエチレンおよびポリプロピレンからなる群より選択されるいずれかによって構成されることを特徴とする。
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。

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、その表面の少なくとも基板に接する部位に凹凸が形成されるので、簡単な構成で、基板の処理面に対して安定的に処理液を供給することができ、かつ基板の非処理面に対して不要の処理液が回込むことを防止し、非処理面に対して損傷を与えないようにすることができる。このことによって、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。

また本発明によれば、搬送ローラの表面の少なくとも基板に接する部位に形成される凹凸は、最大高さＲｍａｘが１μｍ（１．０Ｓ）以上になるように形成されるので、搬送ローラは、その表面が処理液に対する濡れ性に優れ、処理液を保持して基板の片面である処理面に対して充分に供給することができる。したがって、基板の処理面を均一、かつ高速に処理することが可能になる。

また本発明によれば、搬送ローラの表面の少なくとも基板に接する部位に形成される凹凸は、凹所が溝を成すように形成され、好ましくは溝が搬送ローラの回転軸線に対して平行方向および／または円周方向に延びるように形成される。このことによって、搬送ローラは、処理液に対する濡れ性に優れ、かつ基板が搬送ローラ上から離脱するときの液切れ性を向上することができる。

また本発明によれば、処理液が、フッ化水素酸および硝酸のうち少なくともいずれか一方を含むので、シリコンおよびシリコン酸化膜等の表面処理が可能な基板表面処理装置が提供される。

また本発明によれば、処理液が、水酸化ナトリウムおよび水酸化カリウムのうち少なくともいずれか一方を含むので、シリコン等の表面処理が可能な基板表面処理装置が提供される。

また本発明によれば、搬送ローラは、少なくとも基板に接する部位が、塩化ビニル、ポリイミド、ポリエチレンおよびポリプロピレンからなる群より選択されるいずれかによって構成されるので、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。

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。

図１は本発明の実施の第１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図であり、図２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の構成を示す斜視図である。

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の循環手段等、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。

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。

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（ＨＮＯ_３）との混合液（水、酢酸等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）溶液等のアルカリ液、シリコン酸化膜（ＳｉＯ_２膜）の処理には、フッ化水素酸（ＨＦ）、バッファードフッ酸（ＢＨＦ）等を挙げることができる。

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、アクリル等の材料であることが好ましい。

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。また、テフロン（登録商標）ブッシュのような簡易流体シールにして、２重槽にして処理液３２の漏出を防止する構成でも良く、このような周辺部の構成は、例示する手法に限定されるものではない。

処理液槽３３の側壁３３ａ，３３ｂに設けられる軸受に搬送ローラ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、コスト等が考慮される。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、これらを勘案して定められる。

また複数の搬送ローラ３４は、その回転頂部を連ねる仮想線３７（基板３１を搬送するパスラインとなる）が、処理液３２の液面、すなわち水平面と平行になるように設けられる。搬送ローラ３４は、ローラ駆動手段に連結され、矢符３５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３５方向に回転する搬送ローラ３４によって矢符３６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。

搬送ローラ３４は、円柱状のシャフト部４１と、シャフト部４１に積層されるようにして設けられる円筒状のローラ部４２とを含んで構成される。搬送ローラ３４のローラ部４２の径は、処理する基板３１の大きさおよび重量等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４４方向の長さ、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４２の回転軸線方向の長さが、基板３１の搬送される方向３６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になるように形成される。

また搬送ローラ３４の素材は、使用する処理液３２に対する耐薬品性から決定され、ステンレス鋼、硬質塩化ビニル、ＰＴＦＥ、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリイミド、アクリル等が好適に用いられる。搬送ローラ３４は、シャフト部４１とローラ部４２とが、上記の素材単一で一体形成されても良く、シャフト部４１とローラ部４２とが別々の材料で形成されてもよいが、少なくとも基板３１に接する部位であるローラ部４２が、塩化ビニル、ポリイミド、ポリエチレンおよびポリプロピレンからなる群より選択されるいずれかによって形成されることが好ましい。

通常、前述したような処理液に対して耐性のある上記の素材は、処理液に対して撥液性であることが多く、基板搬送用のローラとして機能することはできるが、ローラの表面全体に処理液を濡れ広がらせて安定的に処理液の膜を形成保持することができない。すなわち、ローラの回転によって基板の処理面に対して安定して処理液を供給することができないので、基板の処理面全体を、安定して均一にエッチングすることができない。撥液性素材から成るローラでは、ローラの表面に液滴として存在する処理液がローラの回転によって基板の処理面に部分的に供給され、そのため基板が部分的にエッチングされるので、処理面全体を均一に処理することができず、実用に供することは難しい。

本発明は、撥液性を有する素材で形成される搬送ローラであっても、処理液に対する濡れ性を改善し、搬送ローラ表面に処理液の液膜を安定的に形成保持し、回転に従って基板の処理面に対して処理に充分な処理液の供給を可能ならしめるものである。その構成は、少なくとも基板３１に接する部位であるローラ部４２の表面に、溝４３を成す凹凸が形成されることを特徴とする。

本実施の形態における搬送ローラ３４では、凹凸の凹所によって構成される溝４３が、搬送ローラ３４の回転軸線４４に対して平行に延びて形成される。なお、回転軸線４４に対して平行とは、完全な平行を意味するものではなく、回転軸線４４に対して±２０°程度の傾斜が許容される。また、溝同士も完全に平行に形成されずに近接する何本かの溝が交差する状態も許容される。つまり、全体的に見て、概略、回転軸線４４に対して平行に延びて形成されておれば、本発明の効果を発現することができる。搬送ローラ３４のローラ部４２には、溝４３が形成されるので、回転に伴って処理液３２に浸漬後引上げられたローラ部４２の表面には、その溝４３部分に処理液３２が表面張力の作用で保持される。このようにして、搬送ローラ３４のローラ部４２は、濡れ性が改善され、溝４３の形成される全面に処理液３２が濡れ広がり、液膜を形成保持することができる。

本実施形態の搬送ローラ３４のように、溝４３が回転軸線４４に平行に形成されるとき、溝４３を成す凹凸は、表面粗さ計を搬送ローラ３４の円周方向に走査させて計測される最大高さＲｍａｘが、１μｍ（１．０Ｓ）以上、好ましくは５〜５０μｍになるように形成される。ここで最大高さＲｍａｘは、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｂ０６０１に規定されるものである。最大高さＲｍａｘが、１μｍ未満では、処理液３２を保持する効果が充分ではない。また最大高さＲｍａｘの上限は、特に限定されるものではないけれども、１００μｍ以下であることが望ましい。最大高さＲｍａｘが大きく、表面が粗過ぎても、処理液３２の表面張力が有効に作用しないおそれがあるからである。

このような所望の最大高さＲｍａｘを有する溝４３を成す凹凸の形成は、たとえば適当な番手に選択した耐水ペーパーを用いて、ローラ部４２の表面を搬送ローラ３４の回転軸線４４方向に研磨することによって実現される。また耐水ペーパーによる研磨に限定されることなく、シェーパーなどによる切削加工によっても所望の最大高さＲｍａｘを有する溝４３を形成することができる。

搬送ローラ３４に溝４３を形成することによって得られる濡れ性の改善効果は、ポリプロピレン、ポリエチレン、硬質塩化ビニルで大きく、フッ素樹脂では、小さい。フッ素樹脂の臨界表面張力が２２ｄｙｎｅ／ｃｍ、ポリプロピレンが２７〜２９ｄｙｎｅ／ｃｍ、ポリエチレンが、３１〜３２ｄｙｎｅ／ｃｍ、硬質塩化ビニルが、３９ｄｙｎｅ／ｃｍであることから、２５ｄｙｎｅ／ｃｍ以上の臨界表面張力を有し、処理液３２に対する耐性と必要な機械的強度等を満足する材料が、本発明に係る搬送ローラ３４の材料として好適である。

次に、処理液槽３３に収容される処理液３２の液面高さと、搬送ローラ３４との位置関係について説明する。搬送される基板３１に連続して新しい処理液３２を供給し続けるには、搬送ローラ３４の回転に伴い、順次新しい処理液３２の液膜を搬送ローラ３４の表面に形成する必要がある。したがって、搬送ローラ３４の一部が処理液３２に浸っていることが条件となる。処理液３２の液面高さの上限は、搬送ローラ３４上を搬送される基板３１の処理面３１ａが処理液３２に浸らない高さ、すなわちパスライン３７までは原理上は可能である。

しかしながら、搬送ローラ３４の回転による処理液３２の波立ちが、基板３１の非処理面３１ｂへの回込みを生じることがあるので、このような現象を起こさないような距離だけ空ける方が製造プロセスの信頼性を向上させる。したがって、液面位置４５とパスライン３７との距離ｈを、１ｍｍ以上空けるのが好ましい。

液面位置４５とパスライン３７との距離ｈについてさらに説明を加える。化学的な表面処理では、処理面３１ａにおいて基板３１と処理液３２とが反応して反応ガスを発生する場合が多く、反応ガスを速やかに排出するためには、処理面３１ａと処理液３２の液面位置４５との距離ｈが、１ｍｍ以上であることが好ましい。しかしながら、上記距離ｈが大きいと搬送ローラ３４が処理液３２の外で回転する時間が長くなるので、搬送ローラ３４表面上の処理液３２に含まれるＨＦ等の薬液成分が気化損失するおそれがある。薬液成分の気化損失を考慮しなければならない場合、ローラ径、回転速度等に依存するが、距離ｈは１ｍｍ以上の範囲でできるだけ小さい方が好ましい。

また、逆に、薬液成分の気化損失等が大きな問題にならない場合、距離ｈをできる限り大きくして、液面位置４５をシャフト部４１の外径より下方にすることによって、前述した流体シール構成を簡便にすることも可能になる。

したがって、軸受のシール構造の観点を除いて、液面位置４５とパスライン３７との距離ｈは、処理液の波立ち、反応ガスの排出、処理液の薬液成分の気化損失の観点から、３〜２０ｍｍがより好ましい。

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等を目的として、ＬＳＩ等デバイス完成後、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、硫酸等が混合される。

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。フッ硝酸３２の液面位置４５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３７との距離ｈが、３〜２０ｍｍになるように、処理液３２の収容量が設定される。処理液槽３３に処理液３２が所定量収容されている状態で、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、図１の矢符３６に示す方向に搬送されてきたシリコンウエハ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。

この搬送の過程において、回転する搬送ローラ３４は、処理液槽３３に収容されるフッ硝酸３２の中を通過してその表面にフッ硝酸３２の液膜を形成保持し、シリコンウエハ３１は、回転する搬送ローラ３４によって供給されるフッ硝酸３２によってエッチングされる。シリコンウエハ３１のエッチングに伴いＮＯｘガスが発生するが、フッ硝酸３２の液面位置４５と、シリコンウエハ３１のパスライン３７との間に空間があるので、ＮＯｘガスは速やかに装置の排気系に吸引されて排出される。

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の表面に液膜を均一に安定的に形成保持するとともに、シリコンウエハ３１が搬送ローラ３４から離脱する際には、処理液３２であるフッ硝酸の液切れを極めて良好にする。

したがって、本発明の基板表面処理装置３０によれば、シリコンウエハ３１の表面にフッ硝酸３２が飛散ったり、またシリコンウエハ３１の非処理面３１ｂにフッ硝酸３２が回込んだりすることなく、シリコンウエハ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、搬送ローラ方式の平流しであるので、連続的にシリコンウエハ３１を流すことが可能であり量産性が高い。さらに、シリコンウエハ３１の搬送に吸着ハンド等の大掛かりな設備を必要としていないので簡易な構造で、安価に製造することができる。

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）溶液等を用い、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。

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。

図３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。

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の円周方向に延びて溝５３が形成されることである。なお、円周方向に延びるとは、完全な円周方向を意味するものではなく、円周方向に対して±２０°程度の傾斜が許容される。また、溝同士も完全に平行に形成されずに近接する何本かの溝が交差する状態も許容される。つまり、全体的に見て、概略、円周方向に延びて形成されておれば、本発明の効果を発現することができる。溝５３が、搬送ローラ５１の円周方向に延びて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、搬送ローラ５１の表面に処理液３２の液膜を形成保持し、基板３１に対して安定的かつ均一に処理液３２を供給するとともに、搬送ローラ５１から基板３１が離脱する際の液切れ性を良くする効果を奏することができる。

図４は、本発明の実施の第３形態である基板表面処理装置に設けられる搬送ローラ５５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５５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５５の構成のみを示す。搬送ローラ５５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。

本実施形態の搬送ローラ５５において注目すべきは、ローラ部５６の表面に、搬送ローラ５５の回転軸線４４方向に平行に延びる溝５７ａと、搬送ローラ５５の円周方向に延びる溝５７ｂとが、交差して形成されることである。溝５７ａ，５７ｂが、直交する方向に交差して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、搬送ローラ５５の表面に処理液３２の液膜を形成保持し、基板３１に対して安定的かつ均一に処理液３２を供給するとともに、搬送ローラ５５から基板３１が離脱する際の液切れ性を良くする効果を奏することができる。

ただし、溝５７ａ，５７ｂが、交差して形成される場合、相互に溝を断続させることになるので、処理液３２に対する濡れ性、搬送ローラ５５から基板３１が離脱する際における液切れ性は、溝が一方向にのみ延びて形成される場合に比べて若干減殺される。

本発明の実施の第１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図である。 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の構成を示す斜視図である。 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。 本発明の実施の第３形態である基板表面処理装置に設けられる搬送ローラ５５の構成を示す正面図である。 従来技術において用いられる基板表面処理装置１の構成を簡略化して示す図である。 もう一つの従来技術において用いられる基板表面処理装置１０の構成を簡略化して示す図である。 他の従来技術で用いられる剥膜装置における搬送部２０の構成を簡略化して示す図である。

符号の説明

３０ 基板表面処理装置
３１ 基板
３２ 処理液
３３ 処理液槽
３４，５１，５５ 搬送ローラ
４１ シャフト部
４２，５２，５６ ローラ部
４３，５３，５７ 溝

Claims (9)

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、
   搬送ローラの表面の少なくとも基板に接する部位には、凹凸が形成されることを特徴とする基板表面処理装置。
2. 搬送ローラの表面の少なくとも基板に接する部位に形成される凹凸は、
   最大高さＲｍａｘが１μｍ以上であることを特徴とする請求項１記載の基板表面処理装置。
3. 搬送ローラの表面の少なくとも基板に接する部位に形成される凹凸は、
   凹所が溝を成すよう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。
4. 凹所が成す溝は、
   搬送ローラの回転軸線に対して平行方向に延びることを特徴とする請求項３記載の基板表面処理装置。
5. 凹所が成す溝は、
   搬送ローラの円周方向に延びることを特徴とする請求項３記載の基板表面処理装置。
6. 処理液が、
   フッ化水素酸および硝酸のうち少なくともいずれか一方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。
7. 処理液が、
   水酸化ナトリウムおよび水酸化カリウムのうち少なくともいずれか一方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。
8. 搬送ローラは、
   少なくとも基板に接する部位が、塩化ビニル、ポリイミド、ポリエチレンおよびポリプロピレンからなる群より選択されるいずれかによって構成されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の基板表面処理装置。
9. 基板が、
   シリコンウエハであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の基板表面処理装置。
   

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