JP2006245221A - Single-side processing apparatus for substrate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、たとえばシリコンウエハまたはガラスなどの基板の片面処理装置に関する。 The present invention relates to a single-sided processing apparatus for a substrate such as a silicon wafer or glass.
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。 For example, in the manufacturing process of an electronic device, chemical surface treatment for a substrate which is a member constituting the device is frequently used. The chemical surface treatment for the substrate can be divided into a dry process using a reactive gas and a wet process using a chemical chemical. From the viewpoint of the number of processing substrates and the processing surface of the substrate, batch processing in which a plurality of flat substrates are simultaneously immersed in the processing liquid to process the entire surface, or only one surface of the flat substrate is in contact with the processing liquid for processing. Divided into single wafer processing.
近年工程短縮、コストダウンの要請から基板の片面のみを処理する枚葉処理が多用されるに至っている。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用いられている。 In recent years, single-wafer processing for processing only one side of a substrate has been frequently used due to demands for process shortening and cost reduction. The process of processing only one surface of a substrate having a flat shape is used for, for example, cleaning, removal of a surface-affected layer, thinning, processing of a surface shape, etc. for glass substrates, silicon wafers, and the like.
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。 Normally, when chemical treatment is applied to only one side, a masking tape that is resistant to the treatment liquid is applied to the side that does not require treatment or the surface to be protected, or a resin protective film such as wax or resist is formed. A method of immersing in a liquid is employed. However, such a method requires a masking tape or a resin protective film forming step, a peeling step after the surface treatment, and a cleaning step depending on the state after peeling. There is a problem that the manufacturing cost increases because extra material costs such as the material and the stripping treatment liquid are required.
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。 On the other hand, in the dry process using a reactive gas, the substrate is placed in close contact with the substrate stage, and the processing gas hardly reaches the back side that is in close contact with the substrate stage. It is easy to carry out only the processing. However, as compared with the wet process, the dry process apparatus has a problem that the equipment cost is high and the material gas cost is high because the equipment such as the vacuum exhaust system and the gas supply system is large. Also, in the dry process, it is difficult for the reactive gas to reach the back surface, and if it is not allowed to slightly wrap around the back surface, add a special back surface wrap prevention mechanism or provide a protective mask. There is a problem that it is necessary to form.
このような問題を解決する従来技術として、処理液であるエッチング液が充填されるエッチング処理容器の上部に載置される半導体ウエハの片面にのみエッチング液を接触させてエッチング処理する装置が提案されている(特許文献1参照)。 As a conventional technique for solving such a problem, an apparatus is proposed in which an etching solution is brought into contact with only one surface of a semiconductor wafer placed on top of an etching processing container filled with an etching solution as a processing solution. (See Patent Document 1).
図7は、従来技術の片面エッチング装置1の構成を簡略化して示す図である。従来技術の片面エッチング装置1は、半導体ウエハ2が上部に載置されてエッチング液が充填されるエッチング処理容器3と、エッチング処理容器3に連通されてエッチング液が供給されるエッチング液供給容器4と、エッチング液供給容器4の液面を検出する液面検出手段5と、液面検出手段5によって検出された液面の高さを、半導体ウエハ2の片面にエッチング液が接触するように制御するエッチング液供給制御手段6とを備える。
FIG. 7 is a diagram showing a simplified configuration of a conventional single-sided etching apparatus 1. A conventional single-sided etching apparatus 1 includes an etching processing container 3 on which a
この片面エッチング装置1によれば、半導体ウエハ2の片面のみにエッチング液を接触させて処理することができるけれども、半導体ウエハ2をエッチング処理容器3の上に載置するので、半導体ウエハ2の片面の全面をエッチングすることができないという問題がある。特許文献1では、このような問題を解決するために、半導体ウエハ2の載置される部分が逆台錐形となるように外側に広げた形の変形エッチング処理容器7を形成し、半導体ウエハ2が変形エッチング処理容器7の中に嵌り込むようにして、片面の全面がエッチングされるようにしている。
According to this single-sided etching apparatus 1, processing can be performed by bringing the etching solution into contact with only one side of the
しかしながら、変形エッチング処理容器7の中に半導体ウエハ2を嵌り込ませてエッチングすると、半導体ウエハ2の端面もエッチング液に浸漬されるおそれがあり、またエッチング液の波立ち、半導体ウエハ2の個々に存在する反り等の影響で、半導体ウエハ2の片面の反対側の面もエッチング液に浸されるという問題がある。
However, if the
またもう一つの従来技術として、エッチング液の液面下からエッチング液を吹出して液面を盛上げ、この液面の盛上がり部分に、半導体ウエハの片面を接触させる方法が提案されている(特許文献2参照)。 As another conventional technique, a method has been proposed in which an etching solution is blown from below the surface of the etching solution to raise the liquid level, and one surface of the semiconductor wafer is brought into contact with the raised portion of the liquid level (Patent Document 2). reference).
図8は、もう一つの従来技術における片面エッチング装置10の構成を簡略化して示す図である。片面エッチング装置10は、エッチング液を収容する内槽11aと外槽11bとの二重槽に形成されるエッチング槽11と、内槽11aの底板中央部に設けられる吹出ノズル12と、半導体ウエハ13を保持するウエハ保持治具14とを含む構成である。
FIG. 8 is a diagram showing a simplified configuration of a single-
上記のように片面エッチング装置10では、半導体ウエハ13をウエハ保持治具14で保持して内槽11aに収容されるエッチング液の液面に近接させ、エッチング液の液面下からエッチング液を吹出して液面を盛上げ、この液面の盛上がり部分に半導体ウエハ13を接触させるようにして片面エッチングする。
As described above, in the single-
しかしながら、もう一つの従来技術では、エッチング液の噴霧ガスが、処理面である片面の反対側のウエハ保持治具14に触れて濡らすとともに、半導体ウエハ13の端部に回込んで該端部をエッチングするという問題がある。また新たな加工用半導体ウエハ13をウエハ保持治具14で保持するとき、噴霧ガスで濡れたウエハ保持治具14の端部からエッチング液が滴下することによって、半導体ウエハ13のウエハ保持治具14による保持境界部がエッチング液により侵されるというおそれがある。
However, in another conventional technique, the spray gas of the etching solution touches and wets the
太陽電池基板として用いられる多結晶シリコンウエハに見られるように、供給シリコン材料の逼迫、コストダウンの要請等の状況から、多結晶シリコンウエハの厚さはたとえば300μmから200μmへと薄肉化されつつあり、さらなる薄肉化の進行が予想される。このような薄肉化されたウエハを、エッチング液に対して片面のみ浸す方法では、ウエハの端面から片面の反対側の非処理面への染込み等によるエッチング液の回込みを避けることができない。 As seen in a polycrystalline silicon wafer used as a solar cell substrate, the thickness of the polycrystalline silicon wafer is being reduced from, for example, 300 μm to 200 μm due to the tightness of the supplied silicon material and the demand for cost reduction. Further progress in thinning is expected. In such a method of immersing only one side of the thinned wafer in the etching solution, it is not possible to avoid the introduction of the etching solution due to infiltration from the end surface of the wafer to the non-processed surface on the opposite side of the one side.
また片面エッチングウエハに対する要求品質が一層高くなるのに伴って、片面エッチング処理におけるエッチング液の非処理面に対する回込みが許されないウエハの比率も多くなり、エッチング液の回込みを防止して高度な品質で安定して片面エッチングを可能ならしめることが希求されている。 In addition, as the required quality for single-sided etched wafers becomes higher, the ratio of wafers that do not allow the etching solution to flow into the non-processed surface in the single-sided etching process also increases, preventing the introduction of the etching solution and increasing the level of There is a demand for enabling single-sided etching with high quality and stability.
本発明の目的は、簡単な構成で、基板の非処理面に対する処理液の回込みを防止し、高度な品質で安定して基板の片面処理を可能にする基板の片面処理装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a single-sided processing apparatus for a substrate that prevents the processing liquid from flowing into the non-processing surface of the substrate with a simple configuration and enables single-sided processing of the substrate with high quality and stability. It is.
本発明は、平板形状を有する基板の一方の表面である片面を処理する基板の片面処理装置において、
回転自在に設けられる複数の搬送ローラであって、外周面に片面が接触するようにして載置される基板を搬送する搬送ローラと、
基板を処理するための処理液を搬送ローラの内部に供給する処理液供給手段とを含み、
搬送ローラは、
処理液供給手段から供給される処理液を搬送ローラの内部から外周面へ吐出し、吐出される処理液によって搬送される基板の片面を処理することを特徴とする基板の片面処理装置である。
The present invention relates to a single-sided processing apparatus for a substrate for processing one side which is one surface of a substrate having a flat plate shape.
A plurality of transport rollers provided rotatably, and transport rollers for transporting a substrate placed so that one surface thereof contacts the outer peripheral surface;
Processing liquid supply means for supplying a processing liquid for processing the substrate to the inside of the transport roller,
The transport roller
A substrate single-sided processing apparatus that discharges a processing liquid supplied from a processing liquid supply unit from the inside of a transport roller to an outer peripheral surface, and processes one side of the substrate transported by the discharged processing liquid.
また本発明は、搬送ローラは、回転動作をしない液供給ローラと、液供給ローラの外周面上に設けられて回転動作することによって基板を搬送するとともに基板の片面を処理する処理ローラとを含み、
処理液供給手段が液供給ローラの内部に処理液を供給し、液供給ローラを介して処理液が処理ローラに供給され、供給される処理液が処理ローラを通って処理ローラの外周面に吐出されることを特徴とする。
In the present invention, the transport roller includes a liquid supply roller that does not rotate, and a processing roller that is provided on the outer peripheral surface of the liquid supply roller to transport the substrate and process one side of the substrate by rotating. ,
The processing liquid supply means supplies the processing liquid to the inside of the liquid supply roller, the processing liquid is supplied to the processing roller through the liquid supply roller, and the supplied processing liquid is discharged to the outer peripheral surface of the processing roller through the processing roller. It is characterized by being.
また本発明は、処理ローラは、複数の処理液吐出孔が半径方向に貫通するように形成されることを特徴とする。 In the invention, it is preferable that the processing roller is formed so that a plurality of processing liquid discharge holes penetrates in the radial direction.
また本発明は、処理ローラは、多孔質体または繊維状体から成ることを特徴とする。
また本発明は、液供給ローラは、鉛直方向における最上部である液供給ローラ頂上部には処理液を供給しないように形成されることを特徴とする。
In the invention, it is preferable that the processing roller is made of a porous body or a fibrous body.
Further, the invention is characterized in that the liquid supply roller is formed so as not to supply the processing liquid to the top of the liquid supply roller which is the uppermost part in the vertical direction.
また本発明は、搬送ローラの鉛直方向下方には、搬送ローラの外周面から離脱して落下する処理液を受ける液受槽が設けられることを特徴とする。 Further, the present invention is characterized in that a liquid receiving tank for receiving a processing liquid that is detached from the outer peripheral surface of the transport roller and falls is provided below the transport roller in the vertical direction.
また本発明は、搬送ローラは、液受槽に収容される処理液中に一部が浸漬するように設けられることを特徴とする。 In the invention, it is preferable that the transport roller is provided so that a part of the transport roller is immersed in the processing liquid stored in the liquid receiving tank.
また本発明は、搬送ローラによって搬送される基板を検知する基板検知センサと、
搬送される基板に向けて気体を吹付ける送風手段と、
基板検知センサの検知出力に応じて送風手段の動作を制御する制御手段とを含むことを特徴とする。
The present invention also includes a substrate detection sensor that detects a substrate conveyed by the conveyance roller;
Air blowing means for blowing gas toward the substrate to be conveyed;
And a control means for controlling the operation of the blower means in accordance with the detection output of the substrate detection sensor.
また本発明は、制御手段は、
鉛直方向における搬送ローラの最上部である搬送ローラ頂上部に基板が存在することを基板検知センサが検知するとき、送風手段が基板に向けて気体を吹付け、搬送ローラ頂上部に基板が存在しないことを基板検知センサが検知するとき、送風手段が基板に向けて気体を吹付けることを停止するように送風手段の動作を制御することを特徴とする。
In the present invention, the control means includes
When the substrate detection sensor detects that a substrate is present at the top of the transport roller, which is the top of the transport roller in the vertical direction, the blowing means blows gas toward the substrate, and there is no substrate at the top of the transport roller. When the substrate detection sensor detects this, the operation of the blowing means is controlled so as to stop the blowing means from blowing the gas toward the substrate.
本発明によれば、回転自在に設けられて基板を搬送する搬送ローラは、処理液供給手段から供給される処理液を搬送ローラの内部から外周面へ吐出し、吐出される処理液によって搬送される基板の片面を処理するので、基板の非処理面に対する処理液の回込みを確実に防止し、高度な品質で安定して基板の片面のみを処理することができる。 According to the present invention, the transport roller that is rotatably provided and transports the substrate discharges the processing liquid supplied from the processing liquid supply unit from the inside of the transport roller to the outer peripheral surface, and is transported by the discharged processing liquid. Since one side of the substrate to be processed is processed, it is possible to reliably prevent the processing liquid from flowing into the non-processed surface of the substrate, and to process only one side of the substrate stably with high quality.
また、基板の処理に直接必要な処理液のみを、必要な量だけ搬送ローラの外周面に供給することができるので、処理液槽を配置する必要が無く、処理液の使用量を大幅に削減することができるとともに、装置の小型化を実現することができる。 In addition, since only the necessary processing liquid for substrate processing can be supplied to the outer peripheral surface of the transport roller in the required amount, there is no need to install a processing liquid tank, greatly reducing the amount of processing liquid used. And miniaturization of the apparatus can be realized.
また本発明によれば、搬送ローラは、回転動作をしない液供給ローラと、液供給ローラの外周面上に設けられて回転動作する処理ローラとを含み、処理液供給手段が液供給ローラの内部に処理液を供給し、供給される処理液が液供給ローラから処理ローラを通って処理ローラの外周面に吐出されるので、搬送ローラの外周面に処理に必要な量の処理液が均一かつ安定的に供給される。 According to the invention, the conveying roller includes a liquid supply roller that does not rotate, and a processing roller that rotates on the outer peripheral surface of the liquid supply roller, and the processing liquid supply means is disposed inside the liquid supply roller. Is supplied to the outer peripheral surface of the processing roller from the liquid supply roller through the processing roller, so that the amount of processing liquid required for the processing is uniform and uniform on the outer peripheral surface of the transport roller. Stable supply.
また本発明によれば、処理ローラは、複数の処理液吐出孔が半径方向に貫通するように形成されるか、または多孔質体もしくは繊維状体から成るので、吐出される処理液によって搬送ローラの外周面が全面にわたって均一に濡れ、搬送ローラと接する基板の片面の処理も均一になされる。 According to the invention, the processing roller is formed so that the plurality of processing liquid discharge holes penetrate in the radial direction, or is made of a porous body or a fibrous body. The outer peripheral surface of the substrate is uniformly wet over the entire surface, and the processing on one side of the substrate in contact with the transport roller is also performed uniformly.
また本発明によれば、液供給ローラは鉛直方向における最上部である液供給ローラ頂上部には処理液を供給しないように形成されるので、搬送ローラ全体としても搬送ローラ頂上部での処理液の量を低減することができる。搬送される基板は回転する搬送ローラの頂上部で基板と接触するが、基板の端面が搬送ローラの頂上部を通過する際、搬送ローラの頂上部では余剰の処理液が存在しないので、処理液が非処理面に回込むことを確実に防止することができる。 Further, according to the present invention, the liquid supply roller is formed so as not to supply the processing liquid to the top of the liquid supply roller, which is the uppermost part in the vertical direction. The amount of can be reduced. The substrate to be transported contacts the substrate at the top of the rotating transport roller, but when the end surface of the substrate passes through the top of the transport roller, there is no excess processing liquid at the top of the transport roller. Can be reliably prevented from entering the non-treated surface.
また本発明によれば、搬送ローラの鉛直方向下方には、搬送ローラの外周面から離脱して落下する処理液を受ける液受槽が設けられるので、回収処理液を貯留するための液槽タンクを設けることに比べて、簡易でコスト的に負担の少ない構造とすることができる。 Further, according to the present invention, a liquid receiving tank for receiving the processing liquid that falls off the outer peripheral surface of the transport roller is provided below the transport roller in the vertical direction. Therefore, a liquid tank for storing the recovered processing liquid is provided. Compared with providing, it can be set as a structure simple and less burdensome in cost.
また本発明によれば、搬送ローラは液受槽に収容される処理液中に一部が浸漬するように設けられるので、搬送ローラの表面に吐出される処理液の均一な濡れをさらに確実にするとともに、浸漬される搬送ローラ表面のリフレッシュが可能となる。 Further, according to the present invention, since the transport roller is provided so that a part thereof is immersed in the processing liquid stored in the liquid receiving tank, the uniform wetting of the processing liquid discharged onto the surface of the transport roller is further ensured. At the same time, the surface of the transport roller to be immersed can be refreshed.
また本発明によれば、搬送ローラによって搬送される基板を検知する基板検知センサと、搬送される基板に向けて気体を吹付ける送風手段と、基板検知センサの検知出力に応じて送風手段の動作を制御する制御手段とが含まれるので、搬送ローラ上を通過する基板の表面に対して気体を吹付け送風することができる。このことによって、基板の微細な反り、搬送ローラの水平度の狂い等があっても、送風による搬送ローラに対する基板の押付け効果によって、回転する搬送ローラの頂上部に基板を密着させることができるので、搬送ローラ上での処理効率を高めるとともに、安定した搬送が可能になる。 According to the invention, the substrate detection sensor for detecting the substrate conveyed by the conveyance roller, the blowing unit for blowing gas toward the substrate to be conveyed, and the operation of the blowing unit according to the detection output of the substrate detection sensor Therefore, it is possible to blow and blow air on the surface of the substrate passing over the transport roller. As a result, even if there is a slight warpage of the substrate, an irregularity in the level of the transport roller, etc., the substrate can be brought into close contact with the top of the rotating transport roller by the effect of pressing the substrate against the transport roller by blowing air. In addition to improving the processing efficiency on the conveying roller, stable conveyance becomes possible.
また本発明によれば、搬送ローラ頂上部に基板が存在するとき、基板に向けて気体を吹付け、搬送ローラ頂上部に基板が存在しないとき、基板に対する気体の吹付けを停止するように制御手段が送風手段の動作を制御する。このことによって、基板が存在しない状態では送風しないようにすることができるので、搬送ローラ表面での処理液の気化による搬送ローラ表面の乾燥を防止し、搬送ローラ表面における処理液の濡れを確保することができるとともに、装置内の排気系の負担軽減に寄与することができる。 Further, according to the present invention, when a substrate is present at the top of the transport roller, gas is blown toward the substrate, and when no substrate is present at the top of the transport roller, control is performed so as to stop the gas spray on the substrate. The means controls the operation of the blowing means. As a result, air can be prevented from being blown in the absence of the substrate, so that drying of the surface of the conveying roller due to vaporization of the processing liquid on the surface of the conveying roller is prevented, and wetting of the processing liquid on the surface of the conveying roller is ensured. And can contribute to reducing the burden on the exhaust system in the apparatus.
図1は本発明の実施の一形態である基板の片面処理装置20の構成を簡略化して示す図であり、図2は図1に示す基板の片面処理装置20に備わる搬送ローラ22の構成を示す断面図であり、図3は図1に示す基板の片面処理装置20に備わる搬送ローラ22の正面図である。
FIG. 1 is a diagram showing a simplified configuration of a substrate single-
基板の片面処理装置(以後、片面処理装置と略称する)20は、平板形状を有する基板21の一方の表面である片面21aを処理することに用いられる。片面処理される基板21としては、たとえばシリコンウエハ、ガラスなどが挙げられる。また片面処理としては、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、以下に示す処理液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。処理液としては、純水、フッ化水素酸(HF)と硝酸(HNO3)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、フッ化水素酸(HF)、バッファードフッ酸(BHF)等が、挙げられる。
A substrate single-sided processing apparatus (hereinafter abbreviated as a single-sided processing apparatus) 20 is used to process a single-
片面処理装置20は、回転自在に設けられる複数の搬送ローラ22であって、外周面に片面21aが接触するようにして載置される基板21を搬送する搬送ローラ22と、基板21を処理するための処理液を搬送ローラ22の内部に供給する処理液供給手段23と、搬送ローラ22の鉛直方向下方に設けられて搬送ローラ22の外周面から離脱して落下する処理液を受ける液受槽24と、搬送ローラ22によって搬送される基板21を検知する基板検知センサ25と、搬送される基板21に向けて気体を吹付ける送風手段26と、基板検知センサ25の検知出力に応じて送風手段26の動作を制御する制御手段27とを含む。
The single-
搬送ローラ22は、回転動作をしない液供給ローラ31と、液供給ローラ31の外周面上に設けられて回転動作することによって基板21を搬送するとともに基板21の片面21aを処理する処理ローラ32とを含んで構成される。
The
液供給ローラ31は、大略円柱状であり、処理液に対する耐性を有する素材、たとえば金属素材、塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレン、アクリルなどによって形成される。液供給ローラ31には、液供給ローラ31の中心を軸線方向に貫いて処理液供給孔33が形成され、処理液供給孔33に連通し放射状に等角度で配置されて半径方向に延びる中継供給孔34が形成され、さらに中継供給孔34がローラ外周面に開口する部分に中継供給孔34が円周方向に拡張されるようにして処理液分配溝35が形成される。
The
液供給ローラ31の一方の端部には管封止部材36が装着され、他方の端部には管継手37を介して処理液供給手段23に含まれる処理液供給配管38の一方の端部が接続される。処理液供給配管38の他方の端部は、処理液供給源39に接続される。処理液供給源39は、たとえば処理液槽と圧送ポンプとを含んで構成され、処理液供給配管38を通して液供給ローラ31の処理液供給孔33に処理液を供給する。処理液供給源39と処理液供給配管38とが、処理液供給手段23を構成する。
A
処理液供給源39から処理液供給孔33に供給された処理液は、処理液供給孔33を液供給ローラ31の軸線方向に他端部から一端部へ流過するとともに、中継供給孔34に流入し、さらに処理液分配溝35から液供給ローラ31の外周面に達することができる。
The processing liquid supplied from the processing
処理ローラ32は、円筒形状を有し、処理液に対する耐性を有して液に対する濡れ性に優れる素材、たとえば金属素材、塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレン、アクリルなどによって形成される。この処理ローラ32には、円筒の内面から外面まで半径方向に貫通する複数の処理液吐出孔40が形成される。複数の処理液吐出孔40は、処理ローラ32の外周面では、千鳥状に配列されるように形成される。処理ローラ32は液供給ローラ31の外周に嵌められ、液供給ローラ31の外周面には処理液分配溝35から処理液が供給されるので、処理液供給手段23によって液供給ローラ31の内部に処理液が供給され、処理液供給孔33、中継供給孔34および処理液分配溝35によって液供給ローラ31の外周面まで供給された処理液が、処理液吐出孔40を通って処理ローラ32の外表面に吐出される。このことによって、処理ローラ32の外周面をほぼ均一に濡らすように適量の処理液が供給される。
The
処理ローラ32の両端部には、ローラ側板41がそれぞれ装着される。ローラ側板41にはその内側に不図示の軸受が設けられ、処理ローラ32は、該軸受によって液供給ローラ31に回転自在に装着される。また処理ローラ32は、不図示の駆動手段、たとえばプーリを介して電動機に接続され、矢符42方向(図1紙面に向って時計まわり)に回転駆動される。搬送ローラ22の処理ローラ32は、個々に駆動手段によって回転駆動されても良く、また1個が回転駆動され、他は回転駆動される処理ローラ32に無端ベルト等で連結されて従動回転するように構成されても良い。いずれの構成であっても、搬送ローラ22の処理ローラ32が矢符42方向に回転駆動することによって、基板21が矢符43方向(図1紙面に向って左から右に向う方向)に搬送される。
このような搬送ローラ22は、処理液が搬送ローラ22の内部を通り処理液吐出孔40から外周面に吐出されて外周面を均一に濡らすとともに、矢符42方向に回転して基板21を矢符43方向に搬送する。この搬送の過程において、基板21の片面21aが、搬送ローラ22の外周面に接するので、基板21の片面21aが、搬送ローラ22の外周面を濡らす処理液によって濡れ、たとえばエッチングなどの片面処理がなされることになる。
In such a
このとき、搬送ローラ22の処理液吐出孔40を通ってその外周面に吐出される処理液が、搬送ローラ22の外周面全体に均一な濡れを生じることによって、処理液が搬送ローラの外周面で局所的に盛上がるようなことが無くなり余剰に保持されることも無い。したがって、搬送される基板21の端面が、搬送ローラ22に当接しながら搬送ローラ22の鉛直方向における最上部である頂上部を通過するときにも、片面21aの反対側の面21b(便宜上非処理面21bと呼ぶ)に処理液が回込みむことが防止され、高度な品質で安定して基板21の片面処理をすることが可能になる。なお基板21がたとえばエッチングなどの処理される量は、搬送ローラ22の回転速度と搬送ローラ22の配置本数により決定される。
At this time, the processing liquid discharged to the outer peripheral surface through the processing
本実施形態の片面処理装置20では、非処理面21bに対する処理液の回込みを一層確実に防止するとともに、搬送を確実にするために前述の基板検知センサ25と、送風手段26と、制御手段27とが設けられる。
In the single-
基板検知センサ25は、たとえばレーザ検知センサなどであり、搬送ローラ22の上方であって、搬送ローラ22の頂上部に向けてレーザを照射するように、搬送ローラ22ごとに設けられる。基板検知センサ25から搬送ローラ22の頂上部に照射されるレーザは、搬送ローラ22の頂上部に基板21が存在するとき、非処理面21bで反射された反射光を検知して基板21の存在を検知する。一方、基板21が搬送ローラ22の頂上部を通過してしまって該頂上部に基板21が存在しないとき、基板検知センサ25から搬送ローラ22の頂上部に照射されるレーザは、搬送ローラ22の外周面および該外周面の処理液によって散乱されるので、反射光が充分に検知されず、基板21が存在しないことを検知する。この基板検知センサ25による検知出力は、制御手段27に入力される。
The
送風手段26は、搬送ローラ22の上方であって搬送ローラ22の頂上部に向けて気体を吹付けるように搬送ローラ22ごとに設けられる吹付ノズル44と、各吹付ノズル44に接続される送気配管45と、送気配管45を介して吹付ノズル44に気体を供給するガス供給源46とを含んで構成される。吹付ノズル44は、搬送ローラ22の軸線方向に延びるスリット状ノズルである。ガス供給源46は、エアコンプレッサまたは高圧ガス設備などで実現され、制御手段27によって気体の送給動作が制御される。
The blower means 26 is a blowing
制御手段27は、たとえば中央処理装置(CPU)などで実現される処理回路であり、不図示のメモリを備え、メモリに予め格納される動作制御プログラムに従って、次の動作制御を実行する。制御手段27は、搬送ローラ22の頂上部に基板21が存在することを基板検知センサ25が検知するとき、送風手段26が基板21に向けて気体を吹付け、搬送ローラ22の頂上部に基板21が存在しないことを基板検知センサ25が検知するとき、送風手段26が基板21に向けて気体を吹付けることを停止するように送風手段26の動作を制御する。
The control means 27 is a processing circuit realized by, for example, a central processing unit (CPU) or the like, includes a memory (not shown), and executes the next operation control according to an operation control program stored in advance in the memory. When the
片面処理装置20において、複数個設けられる搬送ローラ22の軸心は、設計上すべて同一平面上に位置されるけれども、搬送ローラ22の外周振れ精度等の問題があるので、搬送ローラ22上を搬送される基板21が完全な同一平面のパスラインを形成することは現実的には難しい。すなわち、搬送される基板21が、たとえば3個の搬送ローラ22で支持されるとき、基板21が搬送ローラ22のすべてに当接しておらず、たとえば1個の搬送ローラ22の頂上部には当接していないという現象が生じることがある。このようなとき、送風手段26の吹付ノズル44から気体を搬送ローラ22の頂上部に向けて気体を吹付けることによって、搬送ローラ22上の基板21が非処理面21b側から搬送ローラ22に押圧されるので、基板21が搬送ローラ22に向って撓み、基板21と搬送ローラ22との密着性が確保されることになる。
In the single-
たとえばサイズが125mm角または155mm角の多結晶シリコンウエハ基板について例示すると、基板の両端を支持して中央部に荷重をかけた場合、数mm〜十数mmの撓みに耐えることができる。片面処理装置20において、搬送ローラ22軸心の平面度を、1mm以下の精度に抑えることは充分に可能であることから、数mm〜十数mmの撓みに耐える基板21に対して送風圧力を負荷して1mm程度撓ませたとしても全く問題ないことであり、基板21における割れ等の損傷のおそれもない。なお、この送風圧力を負荷したとき、基板21に無理な応力が生じないように、前述のごとく送風ノズル44による気体の吹付け位置を、搬送ローラ22の頂上部に設定することが好ましい。
For example, when a polycrystalline silicon wafer substrate having a size of 125 mm square or 155 mm square is exemplified, when a load is applied to the central portion while supporting both ends of the substrate, it can withstand bending of several mm to several tens of mm. In the single-
送風手段26を設けることによって、基板21を搬送ローラ22の頂上部に密着させ、基板21を円滑に搬送するとともに、基板21の片面が搬送ローラ22頂上部の処理液に確実に接することができるので、枚葉処理で行われる基板21の片面処理を安定した品質水準で実行することが可能になる。
By providing the air blowing means 26, the
本実施形態の片面処理装置20では、矢符43方向に搬送される基板21の搬送方向前方端面が搬送ローラ22の頂上部に位置したとき、該搬送ローラ22の上方に設けられる基板検知センサ25によって基板21の存在を検知し、検知出力を制御手段27へ出力し、制御手段27がガス供給源46を動作制御して、前記搬送ローラ22上方の吹付ノズル44から気体を基板21に対して吹付ける。
In the single-
一方、矢符43方向に搬送される基板21の搬送方向後方端面が搬送ローラ22の頂上部を通過するとき、該搬送ローラ22の上方に設けられる基板検知センサ25によって基板21の通過を検知し、検知出力を制御手段27へ出力し、制御手段27がガス供給源46を動作制御して、前記搬送ローラ22上方の吹付ノズル44からの気体吹付けを停止する。
On the other hand, when the rear end surface in the transport direction of the
このように搬送ローラ22の頂上部に基板21が存在するときにのみ、該搬送ローラ22上方の吹付ノズル44から気体を吹付けるように制御することによって、処理液で濡れた搬送ローラ22の外周面に、吹付ノズル44からの気体(送風)が直接触れる時間が限定されるので、送風による処理液の揮発が抑制される。このことによって処理液の揮発による消費を抑制できるとともに、装置全体の排気負担の軽減することができる。なお、送風手段26によって送風される気体は、通常空気で良いが、必要な場合は他のガスたとえば窒素ガスまたはアルゴンガスなどを使用しても良い。
Thus, only when the
また本実施形態の片面処理装置20には、前述の液受槽24が設けられる。液受槽24は、処理液に対する耐性を有する素材から成るパン(pan)状の容器である。搬送ローラ22の内部を通して搬送ローラ22の外周面に吐出される処理液は、継続して吐出されるので、吐出液の一部および基板21との反応後の液が、搬送ローラ22から離脱して下方に滴下する。液受槽24は、搬送ローラ22から離脱する滴下液を受けるけれども、別途回収タンク(図示せず)に回収するので、従来の装置に設けられるたとえばエッチングタンクのような堅固な構造は必要なく、簡易な構造で対応可能である。
The single-
図4は、本発明の実施の第2形態である片面処理装置に設けられる搬送ローラ51の構成を示す断面図である。本実施の形態の片面処理装置は、搬送ローラ51を除いて、実施の第1形態の片面処理装置20と同一に構成されるので、全体構成の図面を省略する。また本実施の形態の片面処理装置に備わる搬送ローラ51は、実施の第1形態の片面処理装置20に備わる搬送ローラ22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。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of the conveying
搬送ローラ51において注目すべきは、処理ローラ52が多孔質体または繊維状体から成り、実施の第1形態の搬送ローラ22に備わる処理ローラ32と同一の構造を有する中継リング53が、液供給ローラ31と処理ローラ52との間に設けられることである。多孔質体としては、たとえば処理液に対する耐性を有するセラミックの焼結体などが挙げられる。繊維状体としては、たとえば処理液に対する耐性を有する繊維状黒鉛、テフロン(登録商標)繊維などが挙げられる。
It should be noted that in the
処理ローラ52が、多孔質体または繊維状体から成る搬送ローラ51では、液供給ローラ31を通り、中継リング53の外周面に中継流通孔54から吐出する処理液が、処理ローラ52を浸潤し、さらに処理ローラ52の外周面に滲出するようにして吐出される。このようにして搬送ローラ51の外周面に供給される処理液の量は、実施の第1形態の搬送ローラ22に比べて少ないけれども、搬送ローラ51の外周面に対する吐出の均一性を一層向上させることができる。これらの搬送ローラ22または搬送ローラ51のいずれかを選択することによって、片面処理の目的に応じて、多様な処理を効率的に行うことが可能になる。
In the
図5は、本発明の実施の第3形態である片面処理装置に設けられる搬送ローラ61の構成を示す断面図である。本実施の形態の片面処理装置は、搬送ローラ61を除いて、実施の第1形態の片面処理装置20と同一に構成されるので、全体構成の図面を省略する。また本実施の形態の片面処理装置に備わる搬送ローラ61は、実施の第1形態の片面処理装置20に備わる搬送ローラ22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。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the configuration of the
搬送ローラ61において注目すべきは、回転動作をしない液供給ローラ62が、鉛直方向における最上部である液供給ローラ62の頂上部には処理液を供給しないように形成されることである。搬送ローラ61では、頂上部へ向う中継供給孔34と処理液分配溝35とを形成しないことによって、頂上部には処理液を供給しないように構成される。中継供給孔34と処理液分配溝35とが形成されない領域は、基板21の厚さ、搬送ローラ61の回転速度などによって影響されるので厳密に限定されるものではないけれども、大略頂上部63から時計まわり方向に角度α(=5〜30°)、反時計まわり方向に角度αであることが好ましい。
What should be noted in the
基板21は、搬送される過程において搬送ローラ61外周面上の処理液によって処理される。基板21の搬送方向前方側端部(便宜上先端部と呼ぶ)が、搬送ローラ61の頂上部に接するとき、先端部の下部が搬送ローラ61外周面上の処理液と触れあう。このとき、基板21先端部の全面または基板21の先端部を乗り越えて非処理面21bへ処理液が回込まないように、搬送ローラ61の外周面に吐出される処理液の量が設定されるけれども、厚さの薄い基板21の場合、非処理面21bに対する処理液の回込みを防止するためには、吐出量をかなり絞らざるを得ず、結果的に処理速度の低下を招くことになる。
The
本実施形態の搬送ローラ61によれば、搬送ローラ61の液供給ローラ62の頂上部、すなわち搬送される基板21が最初に搬送ローラ61に接する搬送ローラ61の頂上部63およびその付近には、処理液が、処理ローラ32の処理液吐出孔40を通して吐出することがないように構成される。このことによって、搬送ローラ61の全体に対して供給する処理液の量を絞ることなく、基板21の非処理面21bに対する処理液の回込みを確実に防止することができる。なお搬送ローラ61の頂上部63およびその付近に処理液の吐出が無くても、処理ローラ32の回転方向上流側直近に形成される液供給ローラ62の処理液分配溝35から吐出される処理液によって、処理ローラ32の外周面、特に頂上部63付近の外周面が処理に必要な程度に濡れるように、処理液供給孔33から供給する処理液量を設定する。
According to the
以下、液供給ローラ62に中継供給孔34と処理液分配溝35とが形成されない領域を定める角度αについて範囲限定理由を説明する。角度αが5°未満では、頂上部63直近に形成される中継供給孔34および処理液分配溝35から搬送ローラ61の外周面に供給される処理液が、比較的多量に頂上部63へもたらされるので、基板21の非処理面21bに対する処理液の回込みを充分に防止できないおそれがある。角度αが30°を超えると、頂上部63直近に形成される中継供給孔34および処理液分配溝35であっても、頂上部63からの離反距離が大きくなるので、頂上部63直近の中継供給孔34および処理液分配溝35から搬送ローラ61の外周面に供給され、頂上部63へもたらされる処理液の量が、基板21の処理に必要な量に比べて不足し、基板21を処理する速度が低下するおそれがある。したがって、角度αを5〜30°とした。
Hereinafter, the reason for limiting the range of the angle α that defines the region where the
図6は、本発明の実施の第4形態である片面処理装置70の構成を簡略化して示す図である。本実施の形態の片面処理装置70は、実施の第1形態の片面処理装置20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。本実施形態の片面処理装置70は、搬送ローラ22が、液受槽24に収容される処理液71中に一部が浸漬するように設けられることを特徴とする。
FIG. 6 is a diagram showing a simplified configuration of a single-
液受槽24に収容される処理液71中に搬送ローラ22の一部を浸漬することによって、回転する搬送ローラ22厳密には処理ローラ32の外周面が処理液71で濡れる。この液受槽24に収容される処理液71であって処理ローラ32の外周面を濡らす処理液71は、搬送される基板21の片面21aを処理する処理液として作用するので、液受槽24に収容される処理液71が処理液の予備供給の役割を果たす。
By immersing a part of the
このことによって、搬送ローラ22の内部からの処理液吐出負荷を軽減し、処理液吐出孔40の数を減らすことも可能である。また基板21の片面21aと接触して反応した後の搬送ローラ22外周面上の処理液は、一部が搬送ローラ22から離脱して落下するけれども、一部が搬送ローラ22の外周面に残留する。しかしながら、外周面に反応後の処理液が付着した搬送ローラ22は、矢符42方向に回転し、液受槽24内の処理液71に浸漬されるので、反応後の処理液は、搬送ローラ22の外周面から脱落し、搬送ローラ22の外周面が洗浄される。
Accordingly, it is possible to reduce the processing liquid discharge load from the inside of the
以上のように、本発明の片面処理装置によれば、たとえば半導体デバイス、太陽電池等で使用されるシリコンウエハの片方の面のみを連続的に効率よく生産することができる。 As described above, according to the single-sided processing apparatus of the present invention, for example, only one side of a silicon wafer used in a semiconductor device, a solar cell or the like can be produced continuously and efficiently.
20,70 片面処理装置
21 基板
22,51,61 搬送ローラ
23 処理液供給手段
24 液受槽
25 基板検知センサ
26 送風手段
27 制御手段
31,62 液供給ローラ
32,52 処理ローラ
33 処理液供給孔
34 中継供給孔
35 処理液分配溝
40 処理液吐出孔
53 中継リング
54 中継流通孔
20, 70 Single-
Claims (9)
回転自在に設けられる複数の搬送ローラであって、外周面に片面が接触するようにして載置される基板を搬送する搬送ローラと、
基板を処理するための処理液を搬送ローラの内部に供給する処理液供給手段とを含み、
搬送ローラは、
処理液供給手段から供給される処理液を搬送ローラの内部から外周面へ吐出し、吐出される処理液によって搬送される基板の片面を処理することを特徴とする基板の片面処理装置。 In a single-sided processing apparatus for a substrate that processes one side of one surface of a substrate having a flat plate shape,
A plurality of transport rollers provided rotatably, a transport roller for transporting a substrate placed so that one surface thereof contacts the outer peripheral surface;
Processing liquid supply means for supplying a processing liquid for processing the substrate to the inside of the transport roller,
The transport roller
A substrate single-sided processing apparatus for discharging a processing liquid supplied from a processing liquid supply means from the inside of a transport roller to an outer peripheral surface and processing one side of a substrate transported by the discharged processing liquid.
処理液供給手段が液供給ローラの内部に処理液を供給し、液供給ローラを介して処理液が処理ローラに供給され、供給される処理液が処理ローラを通って処理ローラの外周面に吐出されることを特徴とする請求項1記載の基板の片面処理装置。 The transport roller includes a liquid supply roller that does not rotate, and a processing roller that is provided on the outer peripheral surface of the liquid supply roller and that rotates to transport the substrate and process one side of the substrate,
The processing liquid supply means supplies the processing liquid to the inside of the liquid supply roller, the processing liquid is supplied to the processing roller through the liquid supply roller, and the supplied processing liquid is discharged to the outer peripheral surface of the processing roller through the processing roller. The single-sided processing apparatus for a substrate according to claim 1, wherein:
鉛直方向における最上部である液供給ローラ頂上部には処理液を供給しないように形成されることを特徴とする請求項2〜4のいずれか1つに記載の基板の片面処理装置。 The liquid supply roller
5. The single-sided substrate processing apparatus according to claim 2, wherein the top surface of the liquid supply roller that is the uppermost part in the vertical direction is formed so as not to supply the processing liquid. 6.
搬送ローラの外周面から離脱して落下する処理液を受ける液受槽が設けられることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載の基板の片面処理装置。 Below the transport roller in the vertical direction,
The substrate single-sided processing apparatus according to claim 1, further comprising a liquid receiving tank that receives the processing liquid that is detached from the outer peripheral surface of the transport roller and falls.
液受槽に収容される処理液中に一部が浸漬するように設けられることを特徴とする請求項6記載の基板の片面処理装置。 The transport roller
The single-sided processing apparatus for a substrate according to claim 6, wherein a part of the processing liquid is provided so as to be immersed in a processing liquid stored in a liquid receiving tank.
搬送される基板に向けて気体を吹付ける送風手段と、
基板検知センサの検知出力に応じて送風手段の動作を制御する制御手段とを含むことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1つに記載の基板の片面処理装置。 A substrate detection sensor for detecting a substrate conveyed by the conveyance roller;
Air blowing means for blowing gas toward the substrate to be conveyed;
8. The substrate single-sided processing apparatus according to claim 1, further comprising a control unit that controls an operation of the blower unit in accordance with a detection output of the substrate detection sensor.
鉛直方向における搬送ローラの最上部である搬送ローラ頂上部に基板が存在することを基板検知センサが検知するとき、送風手段が基板に向けて気体を吹付け、搬送ローラ頂上部に基板が存在しないことを基板検知センサが検知するとき、送風手段が基板に向けて気体を吹付けることを停止するように送風手段の動作を制御することを特徴とする請求項8記載の基板の片面処理装置。 The control means
When the substrate detection sensor detects that a substrate is present at the top of the transport roller, which is the top of the transport roller in the vertical direction, the blowing means blows gas toward the substrate, and there is no substrate at the top of the transport roller. 9. The single-sided substrate processing apparatus according to claim 8, wherein when the substrate detection sensor detects this, the operation of the blowing unit is controlled so as to stop the blowing unit from blowing the gas toward the substrate.
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