JP2007067355A - 基板表面処理装置および基板表面処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構成で、基板の搬送姿勢が処理途中で変化しない基板表面処理装置を提供する。
【解決手段】 表面処理装置２０は、平板状かつ矩形を有する基板２の表面を処理することに用いられ、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に収容される処理液３中に一部が浸漬されるとともに回転自在に設けられて基板２を搬送する複数の搬送ローラ２１とを含んで構成される。搬送ローラ２１は、回転軸線方向の長さＷ１が、基板幅Ｗ２以上であり、外周面に周方向に延びる溝２２が形成され、回転軸線方向における溝２２の形成される位置が、隣合って設けられる搬送ローラ２１同士で異なる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、基板表面処理装置および基板表面処理方法に関する。

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）。しかしながら、特許文献１に開示される方法では、吸湿性物質に含浸させた液の迅速な入替えが困難である。したがって、連続処理時には、処理液の濃度低下等が生じた場合、処理液を迅速に入替えできないので、濃度が低下したまま連続処理を行うことになり、処理速度が遅くなるという問題がある。また、基板を吸湿性物質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。

このような問題を解決するために以下のようなウェットプロセスを用いる基板表面処理装置による片面処理が試みられている。図７は従来の基板表面処理装置１の構成を示す横断面図であり、図８は図７に示す基板表面処理装置１の上面図である。

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に収容される処理液３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５と、搬送ローラ５を回転駆動させる図示しない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１には、上記の各部以外にも、処理液３の温度制御手段、処理液３を循環使用するための循環手段など、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。

このような基板表面処理装置１において表面処理される基板２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１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２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３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２の表面処理に用いる処理液３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（ＳｉＯ_２膜）の表面処理には、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。

処理液３を収容する処理液槽４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４の素材は、使用する処理液３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であることが好ましい。処理液槽４の長手方向の両側壁４ａ,４ｂ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４ａ，４ｂに対する軸受の装着部には、流体シール部材が設けられ、処理液層４内に収容される処理液３の漏出が防止される。

処理液槽４の側壁４ａ,４ｂに設けられる軸受に、搬送ローラ５が回転自在に支持される。搬送ローラ５は複数本設けられ。搬送ローラ５の基板搬送方向６における配置間隔は、表面処理するべき対象の基板２を安定に搬送するために、基板２が少なくとも２本の搬送ローラ５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５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５を配置すると、基板２に供給される処理液３の量が多くなり処理速度が速くなるけれども、装置構成が複雑になり、またコストが高くなるので、搬送ローラ５の配置間隔は、基板２の安定搬送とともに、上記その他の要因を勘案して定められる。

搬送ローラ５は、その回転頂部を連ねる仮想線７（基板２を搬送するパスラインとなるので、以後パスライン７と呼ぶことがある）が、処理液３の液面１５である水平面と平行になるように、かつパスライン７が、処理液槽４に収容される処理液３の液面１５よりも高い位置となるように設けられる。搬送ローラ５は、不図示のローラ駆動手段に連結され、矢符８で示す方向に回転駆動される。基板２は、搬送ローラ５上に載置され、矢符８で示す方向に回転する搬送ローラ５によって、装置内を基板搬送方向６に搬送され、その搬送の過程において、処理液３を臨んで載置される側の面９（以後、処理面９と呼ぶ）が表面処理される。

搬送ローラ５の直径は、処理する基板２の大きさおよび重量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、１０〜１００ｍｍのものが適当である。搬送ローラ５は、その回転軸線方向の長さＷ１、より厳密には少なくとも基板２の処理面９に接する部位の回転軸線方向の長さＷ１が、基板搬送方向６に直交する方向である幅方向における基板２の長さである基板幅Ｗ２以上になるように形成される。

搬送ローラ５はその一部が処理液３に浸漬されているので、浸漬部分において処理液３が搬送ローラ５の表面に付着し、その搬送ローラ５が矢符８方向に回転すると、搬送ローラ５の処理液３を付着させた部分が、回転頂部すなわちパスライン７に達して搬送されている基板２の処理面９に接触する。その結果、搬送ローラ５上を搬送されている基板２の処理面９にも処理液３が付着し、処理面９のみが処理液３によって処理される。

一方、基板２の処理面９の反対側の面１０（便宜上非処理面１０と呼ぶ）は、処理液３が付着しないので処理されない。この基板表面処理装置１は、基板２の処理したくない面（非処理面１０）を保護する保護膜が必要なく、また複数の基板２を連続的に処理できるといった利点を有している。

しかしながら、基板表面処理装置１は、基板２の上面から見た形状が直線の辺で構成される形状である場合、搬送途中で基板２の姿勢が変化してしまうという問題がある。直線の辺で構成される形状を有する基板の代表的な例として、液晶などの生産に用いられるガラス基板や太陽電池の生産に用いられるシリコンウエハなどが挙げられる。たとえば、基板２の上面から見た形状が、直線の辺で構成される形状の一例である矩形の場合、基板２は、基板表面処理装置１内の複数の搬送ローラ５上を搬送される途中において、基板２の表面に対して垂直な軸を中心に回転し姿勢を変化してしまうことがある。表面処理を施しているとき、矩形の基板２が回転して姿勢が変化すると、基板表面処理装置１を通過した後、処理済みの基板２を基板カセット等に収納する際、基板２が基板カセットに衝突して破壊するなどの障害が発生する。

以下に、矩形の基板を事例として搬送途中で回転が発生する現象について説明する。図９は、搬送ローラ５上を基板２が搬送される状態を示す上面図である。

矩形の基板２は、その一辺が搬送方向に対して垂直になるように、回転する搬送ローラ５に載置される。基板２は、複数の搬送ローラ５上を搬送されるとき、搬送ローラ５の回転によって、パスライン７上で基板２の処理面９と搬送ローラ５の表面との間にもたらされる処理液３に接触し、処理面９における表面処理が進行する。基板２の移動によって、基板２の後端部を成す１辺２ａが、ある特定の搬送ローラ５ａから離れるとき、搬送ローラ５ａの表面に付着する処理液３ａと、基板２の処理面９に付着する処理液３ｂとが分離する。

この処理液３ａ，３ｂの分離は、矩形の基板２の搬送方向に対して後方となる１辺２ａの全長領域で同時に発生するわけではなく、ある特定の一点Ｐにおいて、最終的に処理液３ａと処理液３ｂとが分離する。この処理液３ａ，３ｂが分離する特定の一点Ｐが矩形の基板２の搬送方向６に対して後方となる１辺２ａのどこで発生するかは、１辺２ａの縁の状態、搬送ローラ５の表面状態等により変化するので、一概に特定することができない。

処理液３ａと処理液３ｂとが分離する特定の一点Ｐでは、分離しようとする処理液３ａ，３ｂの表面張力が、基板２に対して、矢符１１で示すように基板２の搬送方向６と逆向きの力（便宜上矢符１１でこの力を表す）として作用する。基板２に作用する搬送方向６と逆向きの力１１は、必ずしも基板２の重心１２を通過する仮想線上に作用するとは限らない。

したがって、基板２に作用する搬送方向と逆向きの力１１が、基板２の重心１２を通過する仮想線上からずれて作用するとき、搬送方向と逆向きの力１１は基板２に対し矢符１３で示す重心１２まわりのモーメント力（便宜上矢符１３でこの力を表す）として作用し、基板２を回転させることになる。上記のモーメント力１３によって、基板２が回転して搬送される状態を基板２´として示す。

この基板２の回転を防止する方法として、たとえばサイドローラを設けることが考えられる。図１０は、サイドローラ１４が設けられる基板表面処理装置の構成を簡略化して示す上面図である。サイドローラ１４は、搬送される基板２の表面に対して垂直な回転軸を有し、搬送される基板２の幅寸法よりも少し大きい距離だけ離間して対向するように複数組が設けられる。サイドローラ１４は、その回転するローラ表面が搬送方向６に対し平行な基板２の辺と接触することによって、基板２が回転しないように姿勢を補正することができる。

しかしながら、サイドローラ１４を設ける構成では、サイドローラ１４を設ける空間を確保するために搬送ローラ５同士の間隔を広げなければならない。搬送ローラ５同士の間隔を広げると、広げない場合と比較して基板２の処理面９に処理液３を供給する能力が低下する問題がある。また、サイドローラ１４に付着した処理液３が、基板２の非処理面１０側に移動する可能性を否定できないので、サイドローラ１４の付設は、基板２の片面のみを処理したい場合には適切な手段とはいえない。

特開昭５８−４８４２５号公報

本発明の目的は、簡単な構成で、基板の搬送姿勢が処理途中で変化しない基板表面処理装置および基板表面処理方法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を含み、
搬送ローラは、
回転軸線方向の長さが、基板の搬送方向に直交する方向の長さである基板幅以上であり、
外周面に周方向に延びる溝が形成され、回転軸線方向における溝の形成される位置が、隣合って設けられる搬送ローラ同士で異な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、搬送ローラの外周面に周方向に延びる溝は、搬送ローラを回転軸線方向に２等分する中心線に関して対称な配置になるように形成されることを特徴とする。

また本発明は、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方法であって、
基板を搬送する複数の搬送ローラであって、回転軸線方向の長さが基板の搬送方向に直交する方向の長さである基板幅以上であり、かつ外周面に周方向に延びる溝が形成される搬送ローラを、回転軸線方向における溝の形成される位置が隣合うローラ同士で異なるように、また基板の表面処理に用いる処理液を収容する処理液槽に回転自在かつ処理液中に一部が浸漬されるように設け、
搬送ローラの上に基板を載置し、
搬送ローラを回転させて基板を搬送することによって搬送ローラに当接する側の基板表面を処理することを特徴とする基板表面処理方法である。

また本発明は、搬送ローラの外周面に周方向に延びる溝は、搬送ローラを回転軸線方向に２等分する中心線に関して対称な配置になるように形成され、
基板の重心を通り基板の搬送方向と平行に引かれる仮想線が、搬送ローラを回転軸線方向に２等分する中心線と重なるように基板を搬送ローラ上に載置し、
搬送ローラを回転させて基板を搬送することによって搬送ローラに当接する側の基板表面を処理することを特徴とする。

また本発明は、平板状の形状を有し平面から見た形状が直線の辺のみで構成される基板の表面を処理する基板表面処理方法であって、
基板を搬送する複数の搬送ローラであって、回転軸線方向の長さが基板の搬送方向に直交する方向の長さである基板幅以上である搬送ローラを、基板の表面処理に用いる処理液を収容する処理液槽に回転自在かつ処理液中に一部が浸漬されるように設け、
基板の重心を通り基板の搬送方向と平行に引かれる仮想線が基板の隣合う２辺によって構成される角部を通るように、かつ仮想線の通る角部が基板の搬送方向の上流側に位置するように基板を搬送ローラ上に載置し、
搬送ローラを回転させて基板を搬送することによって搬送ローラに当接する側の基板表面を処理することを特徴とする基板表面処理方法である。

本発明によれば、基板表面処理装置は、基板の表面処理に用いる処理液を収容する処理液槽と、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て基板を搬送する複数の搬送ローラとを含み、基板表面処理装置の搬送ローラは、回転軸線方向の長さが、基板の搬送方向に直交する方向の長さである基板幅以上であり、外周面に周方向に延びる溝が形成され、回転軸線方向における溝の形成される位置が、隣合って設けられる搬送ローラ同士で異なる。このように、搬送ローラの外周面にその周方向に溝が形成されることによって搬送ローラの表面が複数領域に分割されるので、基板と搬送ローラとが離反する際、処理液の表面張力に起因するモーメント力も複数箇所で発生し、発生した複数のモーメント力が打ち消し合う。したがって、発生した複数のモーメント力を加算したトータルのモーメント力が非常に小さくなるので、基板の搬送姿勢が処理途中で変化することを防止できる。また、隣合う搬送ローラ同士に設けられる溝の位置が互いに異なるように構成されるので、搬送ローラに形成される溝によって基板の処理面に発生する処理液の付着しない領域が連続的に発生することを防止できる。

また本発明によれば、搬送ローラの外周面に周方向に延びる溝は、搬送ローラを回転軸線方向に２等分する中心線に関して対称な配置になるように形成されるので、たとえば基板の重心を通り基板の搬送方向と平行に引かれる仮想線が、搬送ローラを回転軸線方向に２等分する中心線と重なるように基板を搬送ローラ上に載置して搬送することによって、基板と搬送ローラとが離反する際、処理液の表面張力に起因するモーメント力が、基板の重心を通る仮想線に関して対称に発生して打ち消され、搬送途中における基板の姿勢変化を一層確実に抑制することが可能になる。

また本発明によれば、直線状の辺で構成される基板を搬送する複数の搬送ローラであって、回転軸線方向の長さが基板の搬送方向に直交する方向の長さである基板幅以上であり、かつ外周面に周方向に延びて形成される溝の回転軸線方向における位置が隣合うローラ同士で異なる搬送ローラを、基板の表面処理に用いる処理液を収容する処理液槽に回転自在かつ処理液中に一部が浸漬されるように設け、該搬送ローラの上に基板を載置し、搬送ローラを回転させて基板を搬送することによって搬送ローラに当接する基板表面を処理するので、基板の搬送姿勢が処理途中で変化しない基板表面処理方法が実現される。

また本発明によれば、搬送ローラの外周面に周方向に延びる溝は、搬送ローラを回転軸線方向に２等分する中心線に関して対称な配置になるように形成され、基板の重心を通り基板の搬送方向と平行に引かれる仮想線が、搬送ローラを回転軸線方向に２等分する中心線と重なるように基板を搬送ローラ上に載置し、搬送ローラを回転させて基板を搬送することによって基板表面を処理する。このことによって、基板と搬送ローラとが離反する際、処理液の表面張力に起因するモーメント力が、基板の重心を通る仮想線に関して対称に発生して打ち消されるので、搬送途中における基板の姿勢変化を一層確実に抑制することができる。

また本発明によれば、平板状の形状を有し平面から見た形状が直線の辺のみで構成される基板の重心を通り基板の搬送方向と平行に引かれる仮想線が基板の隣合う２辺によって構成される角部を通るように、かつ仮想線の通る角部が基板の搬送方向の上流側に位置するように基板を搬送ローラ上に載置し、搬送ローラを回転させて基板を搬送することによって搬送ローラに当接する側の基板表面を処理する。このことによって、基板と搬送ローラとが離反する際に発生する処理液の表面張力に起因する搬送方向と逆向きの力が、基板の重心を通る仮想線上かつ基板の角部で作用するので、搬送途中における基板の姿勢変化、すなわち重心まわりに回転する姿勢変化を抑えることができる。

図１は本発明の実施の第１形態である表面処理装置２０の構成を簡略化して示す横断面図であり、図２は図１に示す基板表面処理装置２０の上面図であり、図３は図１に示す基板表面処理装置２０に備わる搬送ローラ２１の構成を示す斜視図である。

本実施形態の基板表面処理装置２０は、基板表面処理装置２０に備えられる搬送ローラ２１を除いて、前述の図７および図８に示す従来技術の基板表面処理装置１と同じに構成されるので、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。

本発明の基板表面処理装置２０において注目すべきは、搬送ローラ２１は、回転軸線２５の方向における長さＷ１が、基板２の搬送方向に直交する方向の長さである基板幅Ｗ２以上であり、外周面に周方向に延びる溝２２が形成され、回転軸線方向における溝２２の形成される位置が、隣合って設けられる搬送ローラ同士（たとえば、搬送ローラ２１ａと搬送ローラ２１ｂ、また搬送ローラ２１ａ１と搬送ローラ２１ａ２）で異なることである。

搬送ローラ２１は、円柱状のシャフト部２３と、シャフト部２３に積層されるようにして設けられる円筒状のローラ部２４とを含んで構成される。搬送ローラ２１は、少なくとも処理液３に接する部位が、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）または塩化ビニルで形成される。ここで、搬送ローラ２１の少なくとも処理液３に接する部位とは、処理液３中に浸漬されて処理液３に接する部分、および処理液３の外に出ている部分であっても処理液３に濡れている部分を含める意味に用い、必ずしも搬送ローラ２１の素材全体を指すものではなく、処理液３に接する表面部分だけであっても良い。ただし本実施形態では、搬送ローラ２１は、シャフト部２３とローラ部２４とが一体的に塩化ビニルで形成される。

なお、搬送ローラ２１の構成は、一体的に塩化ビニルで形成される上記に限定されるものではなく、剛性を高めるためにシャフト部２３に表面をＰＴＦＥで被覆したステンレス鋼を用い、ローラ部２４に塩化ビニルを用いる構成であっても良く、また一体的にステンレス鋼で形成したシャフト部２３およびローラ部２４の全体にＰＴＦＥを被覆したものであっても良く、各種の変形例が許される。

本実施形態の搬送ローラ２１は、回転軸線方向に４本の溝が形成される搬送ローラ２１ａと、回転軸線方向に３本の溝が形成される搬送ローラ２１ｂとを含む。また回転軸線方向に４本の溝が形成される搬送ローラ２１ａは、回転軸線方向に形成される４本の溝２２の位置が互いにわずかに異なる搬送ローラ２１ａ１と搬送ローラ２１ａ２とを含む。基板表面処理装置２０においては、溝２２が３本形成される搬送ローラ２１ｂと溝２２が４本形成される搬送ローラ２１ａとが隣合うか、もしくは形成される溝２２が同じ４本であっても、回転軸線方向で溝２２の形成される位置がわずかに異なる搬送ローラ２１ａ１と搬送ローラ２１ａ２とが隣合う配置になるように構成される。

なお、搬送ローラ２１に形成される溝２２の本数および形成位置は、本実施形態に限定されるものではなく、別の本数や形成位置であっても良い。また、形成される溝２２の本数が同じで形成位置のみが異なる構成であっても良い。搬送ローラ２１の表面に形成される溝２２の本数および形成位置は、処理される基板の種類および装置の寸法、処理液の種類等を勘案し、最適に設定されるべきものである。

搬送ローラ２１に対する溝２２の形成は、たとえば、シェーパなどを用いた切削加工によって実現することができる。搬送ローラ２１の表面に形成する溝２２の幅および深さとしては、搬送ローラ２１の直径および長さ、また形成する溝２２の本数などにもよるけれども、概ね幅：２〜４ｍｍおよび深さ：１〜２ｍｍであることが好ましい。

以下、基板表面処理装置２０における基板表面処理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２０を用いて、平板状の矩形を有し平面から見た形状が直線の辺のみで構成される矩形の基板２である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２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、大規模集積回路（ＬＳＩ）などのデバイス完成後、加工変質層を除去してシリコンウエハ２の厚みを薄くすることなどを目的として行われる。

シリコンウエハ２のエッチング処理液３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。処理液槽４には処理液３であるフッ硝酸が予め収容される。

処理液３の液面１５の鉛直方向の位置は、搬送ローラ２１の一部が処理液３内に浸漬するように設定される。シリコンウエハ２が、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、基板表面処理装置２０内へ搬送され、処理面９が処理液３を臨むようにして搬送ローラ２１上に載置される。

シリコンウエハ２が搬送ローラ２１上に載置されると、たとえば以下のようにしてシリコンウエハ２の処理面９に対して処理液３であるフッ硝酸を接触させる。搬送ローラ２１を図示しない回転手段によって回転させると、搬送ローラ２１はその一部が処理液３内に浸漬されているので、浸漬部分において処理液３が搬送ローラ２１の表面に付着する。搬送ローラ２１が矢符８方向に回転すると、搬送ローラ２１上に載置されているシリコンウエハ２は基板搬送方向６に搬送され、搬送ローラ２１の処理液３の付着した部分が回転頂部すなわちパスライン７に到達してシリコンウエハ２の処理面９と次々に接触するので、シリコンウエハ２の処理面９に処理液３が付着してエッチングが行われる。その際、シリコンウエハ２の非処理面１０には処理液３が付着しないので、エッチングが行われない。このようにして、シリコンウエハ２の片面のみのエッチングが実現される。

基板搬送方向６に搬送される基板２は、搬送ローラ２１の回転動作によって処理液槽４を通り過ぎると、図１の紙面に向って右側に設けられる不図示の水洗槽に搬送される。基板表面処理装置２０においては、シリコンウエハ２のエッチングに伴いＮＯｘガスなどの反応ガスが発生するけれども、シリコンウエハ２の処理面９が処理液３の液面１５の位置よりも高い位置にあるので、反応ガスが大気空間中へ順次排出され、気泡などの状態で処理面９にとどまることがなく、処理の均一性が気泡の発生によって失われる心配がない。

図４は、基板表面処理装置２０において基板２を搬送する状態の概要を示す上面図である。以下、図４を参照し、基板表面処理装置２０の搬送途中における基板２の姿勢変化抑制作用について説明する。

前述のように、基板２が搬送ローラ２１で搬送されることによって基板２の処理面９が搬送ローラ２１の表面との接触が断たれる際、基板２の処理面９と搬送ローラ２１の表面との両方に付着した処理液３が分離することで、処理液３の表面張力により基板２の搬送方向６と逆向きに作用する力が発生する。

しかしながら、本実施形態の基板表面処理装置２０に備わる搬送ローラ２１では、搬送ローラ２１の外周面に周方向に延びて複数の溝２２が形成されるので、形成された複数の溝２２によって搬送ローラ２１の外周面が複数の領域に分割される。したがって、搬送ローラ２１上の処理液３と基板２の処理面９上の処理液３とが分離する分離点が複数の領域の数（本実施形態では分離点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の３つ）だけ発生し、処理液３の分離による基板２の搬送方向と逆向きに作用する力は、複数の溝２２によって複数の領域に分割された各領域それぞれの分離点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３において発生する。図４に示す事例では、３つの領域において力１１ａ，１１ｂ，１１ｃが発生し、搬送方向６に対して逆方向に作用する。

これらの複数領域で発生する力１１ａ，１１ｂ，１１ｃの作用によって生じるモーメント力１３ａ，１３ｂ、すなわち基板２を基板２の表面に対し垂直な軸を中心に回転させるモーメント力１３ａ，１３ｂも複数発生する。しかしながら、基板２の重心１２に関して互いに逆まわりのモーメント力は互いに打ち消しあうので、搬送ローラ２１の表面に溝２２を形成すると、溝２２が形成されていない場合と比較して、基板２の表面に対して垂直な軸を中心とする総合的なモーメント力は大幅に減少する。その結果、基板２の回転を防止するサイドローラ等を必要とすることなく、搬送中の基板２の回転、すなわち姿勢変化を抑制し、搬送トラブルおよび姿勢変化に起因する破損等を防止することが可能になる。

なお、搬送ローラ２１の表面に溝２２を形成することによって、溝２２に当接する部分の基板２の処理面９に処理液３が付着しないことが懸念されるけれども、基板表面処理装置２０では、隣合った搬送ローラ２１の表面に形成される溝２２の位置が互いに異なるように配置されるので、ある特定の搬送ローラ２１では処理液３が付着しない箇所であっても、溝２２の形成位置が異なる次の搬送ローラ２１では処理液３を付着させることができるので、搬送路程全体を通すことによって表面処理を均一に行うことができる。

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３０に設けられる搬送ローラ３１の構成を示す上面図である。本実施形態の基板表面処理装置３０は、搬送ローラ３１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２０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３１と基板２の構成のみを示す。

本実施形態の基板表面処理装置３０に備わる搬送ローラ３１は、実施の第１形態の基板表面処理装置２０に備わる搬送ローラ２１に類似するが、注目すべきは、搬送ローラ３１の外周面に周方向に延びて形成される溝２２が、搬送ローラ３１を回転軸線２５の延びる方向に関して２等分する中心線３２に関して対称な配置になるように形成されることである。

本実施形態においても、搬送ローラ３１は、溝２２が４本形成される搬送ローラ３１ａと、溝２２が３本形成される搬送ローラ３１ｂとを備える。搬送ローラ３１ａおよび搬送ローラ３１ｂのいずれにおいても、複数の溝２２は前記中心線３２に関して対称な配置になるように形成される。したがって、本実施形態の基板表面処理装置３０では、隣合う搬送ローラ３１は、溝２２が４本形成される搬送ローラ３１ａと溝２２が３本形成される搬送ローラ３１ｂとの組合せになるように配置される。この配置とすることによって、回転軸線２５方向における溝２２の形成される位置が、隣合って設けられる搬送ローラ３１同士で異なるようにすることができる。

搬送ローラ３１が上記のように構成される基板表面処理装置３０において、基板２の重心１２を通り基板２の搬送方向６と平行に引かれる仮想線３５が、搬送ローラ３１を回転軸線方向に２等分する中心線３２と重なるように、また矩形の基板２の１辺が搬送方向６に対して直交するように、基板２を搬送ローラ３１上に載置して搬送することによって、基板２と搬送ローラ３１とが離反する際、処理液３の表面張力に起因するモーメント力が、基板２の重心１２を通る仮想線３５に関して対称に発生して打ち消され、搬送途中における基板２の姿勢変化を一層抑制することが可能になる。

図６は、本発明の実施の一態様である基板表面処理方法の概要を説明する図である。図６では、基板表面処理装置４０において基板２を搬送および表面処理している状態を上面図にて示す。基板表面処理装置４０は、搬送ローラ４１の外周面に溝が全く形成されていないことを除いて、実施の第１形態の基板表面処理装置２０と同じに構成される。

ここで表面処理される基板２は、前述の実施形態で表面処理される基板２と同様であり、平板状の形状を有し平面から見た形状が直線の辺のみで構成される矩形を有する。実施の第１形態と同様に構成されるので図を省くけれども、基板２を搬送する複数の搬送ローラ４１は、回転軸線方向の長さが基板幅以上（本実施態様では基板幅よりも長い対角線長さ以上）に形成され、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に回転自在かつ処理液３中に一部が浸漬されるように設けられる。

基板２は、基板２の重心１２を通り基板２の搬送方向６と平行に引かれる仮想線４２が基板２の隣合う２辺（これらの２辺を２ａ，２ｂで表す）によって構成される角部４３を通るように、かつ仮想線４２の通る角部４３が基板２の搬送方向６の上流側に位置するように搬送ローラ４１上に載置される。基板２が載置された状態で搬送ローラ４１を回転させて基板２を搬送することによって搬送ローラ４１に当接する側の基板表面（処理面）９を処理する。

基板２が搬送されることによって、基板２の処理面９が搬送ローラ４１の表面と離反する際、処理面９と搬送ローラ４１の表面とに付着している処理液３が分離し、処理液３の表面張力に基づく基板２の搬送方向６と逆向きに作用する力１１が発生する。しかしながら、本実施態様では、角部４３と基板２の重心１２とを結ぶ仮想線４２が、基板２の搬送方向６に対して平行になるように、かつ角部４３が基板２の搬送方向６の上流側に位置するように、基板２が搬送ローラ４１上に載置されるので、基板２の搬送方向６と逆向きの力１１が発生し作用する位置は、搬送ローラ４１と最後に離反する基板２の角部４３となる。

上記のように、基板２の搬送方向６と逆向きの力１１が発生し作用する位置は、基板２の最後端である角部４３に限定され、角部４３が重心１２を通る仮想線４２上にあるので、基板２の表面に対して垂直な軸まわりのモーメント力は発生することがない。したがって、基板２の回転も発生することがなく、その結果、基板２の搬送中における姿勢変化が防止される。

本実施態様によれば、搬送ローラ４１に溝を形成する必要が無いので、簡単な構成で搬送中の基板の姿勢変化を防止するという目的を達成することができる。なお、本実施態様の方法は、矩形の基板２の対角線方向を、基板２の搬送方向６と平行かつ装置の幅方向として、搬送および表面処理しなければならないので、装置幅が大きくなり、装置長さも長くなるけれども、装置寸法の制約が少ない場合には好適に用いることができる。

本発明の実施の第１形態である表面処理装置２０の構成を簡略化して示す横断面図である。 図１に示す基板表面処理装置２０の上面図である。 図１に示す基板表面処理装置２０に備わる搬送ローラ２１の構成を示す斜視図である。 基板表面処理装置２０において基板２を搬送する状態の概要を示す上面図である。 本発明の実施の第２形態である基板表面処理装置３０に設けられる搬送ローラ３１の構成を示す上面図である。 本発明の実施の一態様である基板表面処理方法の概要を説明する図である。 従来の基板表面処理装置１の構成を示す横断面図である。 図７に示す基板表面処理装置１の上面図である。 搬送ローラ５上を基板２が搬送される状態を示す上面図である。 サイドローラ１４が設けられる基板表面処理装置の構成を簡略化して示す上面図である。

符号の説明

１，２０，３０，４０ 基板表面処理装置
２ 基板
３ 処理液
４ 処理液槽
５，２１，３１，４１ 搬送ローラ
２２ 溝
４３ 角部

Claims (5)

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を含み、
   搬送ローラは、
   回転軸線方向の長さが、基板の搬送方向に直交する方向の長さである基板幅以上であり、
   外周面に周方向に延びる溝が形成され、回転軸線方向における溝の形成される位置が、隣合って設けられる搬送ローラ同士で異なることを特徴とする基板表面処理装置。
2. 搬送ローラの外周面に周方向に延びる溝は、
   搬送ローラを回転軸線方向に２等分する中心線に関して対称な配置になるように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。
3. 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方法であって、
   基板を搬送する複数の搬送ローラであって、回転軸線方向の長さが基板の搬送方向に直交する方向の長さである基板幅以上であり、かつ外周面に周方向に延びる溝が形成される搬送ローラを、回転軸線方向における溝の形成される位置が隣合うローラ同士で異なるように、また基板の表面処理に用いる処理液を収容する処理液槽に回転自在かつ処理液中に一部が浸漬されるように設け、
   搬送ローラの上に基板を載置し、
   搬送ローラを回転させて基板を搬送することによって搬送ローラに当接する側の基板表面を処理することを特徴とする基板表面処理方法。
4. 搬送ローラの外周面に周方向に延びる溝は、搬送ローラを回転軸線方向に２等分する中心線に関して対称な配置になるように形成され、
   基板の重心を通り基板の搬送方向と平行に引かれる仮想線が、搬送ローラを回転軸線方向に２等分する中心線と重なるように基板を搬送ローラ上に載置し、
   搬送ローラを回転させて基板を搬送することによって搬送ローラに当接する側の基板表面を処理することを特徴とする請求項３記載の基板表面処理方法。
5. 平板状の形状を有し平面から見た形状が直線の辺のみで構成される基板の表面を処理する基板表面処理方法であって、
   基板を搬送する複数の搬送ローラであって、回転軸線方向の長さが基板の搬送方向に直交する方向の長さである基板幅以上である搬送ローラを、基板の表面処理に用いる処理液を収容する処理液槽に回転自在かつ処理液中に一部が浸漬されるように設け、
   基板の重心を通り基板の搬送方向と平行に引かれる仮想線が基板の隣合う２辺によって構成される角部を通るように、かつ仮想線の通る角部が基板の搬送方向の上流側に位置するように基板を搬送ローラ上に載置し、
   搬送ローラを回転させて基板を搬送することによって搬送ローラに当接する側の基板表面を処理することを特徴とする基板表面処理方法。

Images