JP2007088289A - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 厚さが薄い基板であっても確実に安定して搬送し、かつ基板の片面のみを面内均一性が得られるように処理することができる基板処理装置を提供する。
【解決手段】 基板１１の片面を処理液１２によって処理する基板処理装置１０は、処理液１２が収容される処理液槽１３と、処理液槽１３に回転自在に設けられる複数の搬送ローラ１４と、搬送される基板１１の非処理面１１ｂを臨み基板１１の上方に設けられてガスを噴射する噴射ノズル１７とを含み、搬送ローラ１４は、回転軸部材１５に装着されるローラ部材１６の位置が、基板１１の幅方向の中央部にある第１搬送ローラ１４ａと、基板１１の両端部付近にある第２搬送ローラ１４ｂとを有し、鉛直方向におけるローラ部材１６の回転頂部の位置が、第２搬送ローラ１４ｂの方が第１搬送ローラ１４ａよりも高くなるように配置される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、基板処理装置および基板処理方法に関する。

たとえば太陽電池、半導体デバイスなどの製造工程においては、基板の片面のみを薬液、純水等の液体によって加工、洗浄などを行う基板処理が施されている。基板に対して化学的薬液を用いて片面のみを表面処理する場合、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。

このような問題を解決するために、基板を搬送しながら、その片面のみに処理液を接液させて表面処理する基板処理装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に開示される基板処理装置においては、平面状に均一に処理液を噴出させて処理液吐出膜を形成する平面状多孔質体が複数個並列配置された処理部へ、搬送ローラで基板を搬送して送込み、前記処理液吐出膜によって基板の片面処理を行う。

特許文献１開示の基板処理装置によれば、非処理面に対してマスキング等の処理を施すことなく片面のみの処理を行うことができるけれども、この基板処理装置には、特に基板の搬送において以下のような問題がある。

たとえば太陽電池、半導体デバイスの製造工程において、貴重な半導体材料の使用量を削減し、生産コストを抑えるために、基板の厚みは年々薄型化している。たとえば太陽電池用のシリコン基板の場合、現状の板厚は２００〜２５０μｍであるが、将来的には５０μｍ程度まで薄くすることが目標とされている。このような薄型の基板は、剛性が低下するので変形しやすくなる。たとえばベーキング等の熱処理を施すと、基板は、熱応力によって変形し、変形したままで以降の製造工程に投入されることになる。

図５は、従来の基板処理装置１における搬送ローラ５によって基板２を搬送する状態を示す図である。基板処理装置１は、処理液３を収容する処理液槽４と、処理液槽４に回転自在に設けられる搬送ローラ５とを含んで構成される。搬送ローラ５は、基板２が搬送される方向に対して直交する方向である幅方向に延びて処理液槽４に回転自在に設けられる回転軸部材６と、回転軸部材６に装着される複数のローラ部材７とを含む。

従来の基板処理装置１においては、１本の回転軸部材６に対してローラ部材７が３個装着される。３個のローラ部材７は、いずれも基板２に接して基板２を搬送できるような配置で基板２の幅方向にほぼ等間隔で装着される。搬送ローラ５の回転軸部材６には回転駆動源が接続され、矢符８方向へ回転することによって、基板２をたとえば図５の紙面の奥側から手前側に向かって搬送する。

前述のようにたとえば熱変形した基板２は、その変形に起因して搬送ローラ５との接触面積が小さくなる、すなわち３個のうちのいずれかのローラ部材７と接することができなくなるので、基板２と搬送ローラ５の間に作用する摩擦力が小さくなり、基板２の搬送力が低下して、基板２がスリップしたり、搬送方向が屈曲したりするという問題が発生する。

また基板２が薄型化すると自重が減少するので、基板２と搬送ローラ５との間に作用する摩擦力が小さくなり、基板２の搬送力が低下して、基板２がスリップしたり、搬送方向が屈曲したりするという問題が発生する。

さらに、搬送ローラ５の表面は処理液で濡れているので、摩擦係数が乾燥時よりも小さくなり、基板２と搬送ローラ５との間に作用する摩擦力が小さくなり、基板２の搬送力が低下して、基板２がスリップしたり、搬送方向が屈曲したりするという問題が発生する。

このような問題に対しては、従来、基板を介して上側にも搬送ローラを設け、上下の搬送ローラで基板２を挟込むことによって、摩擦力を増大させて搬送力を大きくするという方法が取られてきた。しかしながら、上下に搬送ローラを設けると、処理液の表面張力によって上側の搬送ローラにも処理液が付着し、その付着した処理液が上側の搬送ローラから基板の上側の面に対しても供給され、液処理されるという問題が発生する。

たとえば、エッチング等の加工処理の場合、本来は下面のみがエッチング対象面であるにも関らず、上面の一部（搬送ローラの周辺部）もエッチングされることによって不良の原因となる。また洗浄処理の場合、本来は下面のみが洗浄対象面であるにも関らず、上面の一部（搬送ローラの周辺部）も洗浄液で濡れるので、乾燥時にウォーターマークが発生して不良の原因となる。さらに、たとえば化学薬液等で基板２の表面を液処理する場合、化学反応によって気泡９の発生することがあるけれども、この気泡９が基板２の下面に溜まると、気泡９に触れている基板２の表面が処理されずに残るので、液処理が基板２の処理面内で不均一になるという問題などがある。

特許第３５１９６７５号公報

本発明の目的は、基板を搬送しながら処理液で表面を処理するに際し、厚さが薄い基板であっても確実に安定して搬送し、かつ基板の片面のみを面内均一性が得られるように処理することができる基板処理装置および基板処理方法を提供することである。

本発明は、搬送ローラで搬送される基板の一方の面を処理液によって処理する基板処理装置において、
基板を処理する処理液が収容される処理液槽と、
基板を搬送する複数の搬送ローラであって、処理液槽に回転自在に設けられる回転軸部材と回転軸部材に装着されるローラ部材とを有する搬送ローラと、
各搬送ローラに対応し、各搬送ローラの略直上にそれぞれ設けられ、搬送ローラで搬送される基板の搬送ローラに接する面の反対面である上面に向けてガスを噴射する噴射ノズルとを備え、
複数の搬送ローラは、
回転軸部材に装着されるローラ部材の位置が、回転軸部材が延びる方向であって搬送される基板の搬送方向に直交する方向である幅方向において異なる種類を含み、鉛直方向におけるローラ部材の回転頂部の位置が、幅方向の中央部から幅方向の両端部へ向うのに伴って高くなるように、配置されることを特徴とする基板処理装置である。

また本発明は、基板の幅方向の最も端部近くなるように回転軸部材に装着されるローラ部材の回転頂部の位置と、基板の幅方向中央部において回転軸部材に装着されるローラ部材の回転頂部の位置との鉛直方向における高さの差が、基板の厚さに対して１０倍以下であることを特徴とする。

また本発明は、搬送される基板の最も端部近くになるように回転軸部材に装着されるローラ部材は、
基板の幅方向端部の位置と、ローラ部材が回転軸部材に装着される位置との、幅方向における離隔距離が、基板幅寸法の０．０１倍以上であることを特徴とする。

また本発明は、複数の搬送ローラは、ローラ部材の直径がいずれも同一であり、基板を搬送する際におけるローラ部材の回転速度がいずれも同一に設定されることを特徴とする。

また本発明は、複数の搬送ローラは、ローラ部材の直径が、回転軸部材に装着される幅方向の位置が中央部から両端部へ向うのに伴って大きくなり、基板を搬送する際におけるローラ部材の回転速度が、ローラ部材の直径に反比例するように設定されることを特徴とする。

また本発明は、噴射ノズルは、噴射ノズルから噴射されるガスの流速が、設けられる位置によって異なり、幅方向の中央部から幅方向両端部へ向うのに伴って小さくなるように設定されることを特徴とする。

また本発明は、噴射ノズルから噴射されるガスの流速のうち、最も遅いガス流速（ＶＬ）に対する最も速いガス流速（ＶＨ）の比（＝ＶＨ／ＶＬ）が、略３倍以上であることを特徴とする。

また本発明は、噴射ノズルから噴射されるガスは、乾燥空気、窒素ガスおよびアルゴンガスからなる群より選択される１つであることを特徴とする。

また本発明は、処理液は、純水、有機溶剤およびエッチング液からなる群より選択される１つであることを特徴とする。

また本発明は、搬送ローラで搬送される基板の一方の面を処理液によって処理する基板処理方法において、
基板を処理する処理液を処理液槽に収容し、
基板を搬送する複数の搬送ローラであって、回転軸部材と回転軸部材に装着されるローラ部材とを有し、回転軸部材に装着されるローラ部材の位置が、回転軸部材が延びる方向であって搬送される基板の搬送方向に直交する方向である幅方向において異なる種類を含む搬送ローラを、鉛直方向におけるローラ部材の回転頂部の位置が、幅方向の中央部から幅方向の両端部へ向うのに伴って高くなるように配置して処理液槽に回転自在に設け、
搬送ローラで搬送される基板の搬送ローラに接する面の反対面である上面に向けてガスを噴射する噴射ノズルを各搬送ローラに対応するように各搬送ローラの略直上にそれぞれ設け、
搬送ローラ上に基板を載置し、搬送ローラで基板を搬送するとともに噴射ノズルからガスを噴射しながら基板の一方の面を処理液で処理することを特徴とする基板処理方法である。

本発明によれば、基板処理装置に設けられる複数の搬送ローラは、回転軸部材に装着されるローラ部材の位置が、回転軸部材が延びる方向であって搬送される基板の搬送方向に直交する方向である幅方向において異なる種類を含み、鉛直方向におけるローラ部材の回転頂部の位置が、幅方向の中央部から幅方向の両端部へ向うのに伴って高くなるように配置され、該搬送ローラによって搬送される基板の上面に向けて噴射ノズルからガスが噴射される。基板の上面に向けてガスを噴射することによって、基板が搬送ローラに押圧され、基板と搬送ローラとの摩擦力が大きくなるので、基板の搬送力が向上する。また、ローラ部材の回転頂部の位置が、幅方向の中央部から幅方向の両端部へ向うのに伴って高くなるように配置されることによって、搬送ローラで搬送される基板は、下向きに凸状に変形するので、基板の搬送方向が曲ったとしても、基板の自重によりセルフアライメントされる。さらに基板が下向きに凸状に変形することによって、基板の処理される面で発生する気泡が、その浮力により基板の両端から排出されるので、液処理が基板の処理面内で均一化される。

また本発明によれば、基板の幅方向の最も端部近くになるように回転軸部材に装着されるローラ部材の回転頂部の位置と、基板の幅方向中央部において回転軸部材に装着されるローラ部材の回転頂部の位置との鉛直方向における高さの差が、基板の厚さに対して１０倍以下に設定されるので、基板が過度に凸状変形することなく、脆性基板であっても割れ等の損壊を生じることがない。

また本発明によれば、搬送される基板の最も端部近くになるように回転軸部材に装着されるローラ部材は、基板の幅方向端部の位置と、ローラ部材が回転軸部材に装着される位置との、幅方向における離隔距離が、基板幅寸法の０．０１倍以上に設定される。このことによって、搬送途中の基板が、搬送ローラのローラ部材から脱輪することを確実に防止できる。

また本発明によれば、複数の搬送ローラは、ローラ部材の直径がいずれも同一であり、基板を搬送する際におけるローラ部材の回転速度がいずれも同一に設定される。このことによって、簡単な制御系で基板の円滑な搬送を実現できる。

また本発明によれば、複数の搬送ローラは、ローラ部材の直径が、回転軸部材に装着される幅方向の位置が中央部から両端部へ向うのに伴って大きくなり、基板を搬送する際におけるローラ部材の回転速度が、ローラ部材の直径に反比例するように設定される。このことによって、基板の搬送速度を面内で均一にすることができる。

また本発明によれば、搬送ローラのローラ部材に対応して複数設けられる噴射ノズルは、噴射ノズルから噴射されるガスの流速が、幅方向の中央部から幅方向両端部へ向うのに伴って小さくなるように設定され、好ましくは、最も遅いガス流速（ＶＬ）に対する最も速いガス流速（ＶＨ）の比（＝ＶＨ／ＶＬ）が、略３倍以上である。このことによって、搬送される基板がガスから受ける圧力は、基板の両端部が、基板の中央部よりも高くなるので、両端部と中央部とのガス圧力差により基板がセルフアライメントされる。

また本発明によれば、噴射ノズルから噴射されるガスとして、乾燥空気、窒素ガスおよびアルゴンガスのうちからいずれか１つが選択されるので、処理される基板に性能上の影響を及ぼすことなく、基板の非処理面から処理液を確実に排除することができる。

また本発明によれば、処理液として、純水、有機溶剤およびエッチング液のうちから任意の１つを選択して用いることができる。すなわち、選択する処理液によって、洗浄、加工のいずれにも対応することのできる基板処理装置が実現される。

また本発明によれば、上記の基板処理装置を用いて基板の片面を液処理する基板処理方法が行われるので、上記の基板処理装置において得られるのと同様の効果を奏することができる。

図１は、本発明の実施の第１形態の基板処理装置１０の構成を簡略化して示す断面図である。基板処理装置１０は、基板１１の片面を液処理することに用いられる装置である。

基板処理装置１０は、基板１１を処理する処理液１２が収容される処理液槽１３と、基板１１を搬送する複数の搬送ローラ１４であって、処理液槽１３に回転自在に設けられる回転軸部材１５と回転軸部材１５に装着されるローラ部材１６とを有する搬送ローラ１４と、各搬送ローラ１４に対応し、各搬送ローラ１４の略直上にそれぞれ設けられ、搬送ローラ１４で搬送される基板１１の搬送ローラ１４に接する面１１ａ（この面を以後処理面１１ａと呼ぶ）の反対面である上面１１ｂ（この面を以後非処理面１１ｂと呼ぶ）に向けてガスを噴射する噴射ノズル１７とを備える。

基板処理装置１０において処理される基板１１としては、たとえばシリコンウエハ、半導体基板、ガラス基板などが挙げられる。処理液槽１３は、たとえば樹脂などからなり、外観が大略直方体形状の有底箱型の容器である。

処理液槽１３に収容され、基板１１の処理に用いられる処理液１２としては、純水、有機溶剤およびエッチング液からなる群より選択される１つが用いられる。純水および有機溶剤は、基板１１の洗浄に用いられ、エッチング液は、基板１１の加工に用いられる。

純水としては、たとえば抵抗値１８ＭΩ・ｃｍ以上の水が用いられる。有機溶剤としては、たとえばイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、アセトン、メタノールなどが用いられる。エッチング液は、処理される基板１１の種類に応じて適宜選択され、たとえば基板１１がシリコンウエハであるときには、バッファードフッ酸、フッ硝酸などが用いられ、基板１１がガラス基板であるときには、バッファードフッ酸、フッ化アンモニウムなどが用いられる。

搬送ローラ１４は、基板１１の搬送方向（図１の紙面では奥側から手前側に向う方向）に並列して複数個が設けられるけれども、本実施形態では、回転軸部材１５に装着されるローラ部材１６の位置が、回転軸部材１５が延びる方向であって搬送される基板１１の搬送方向に直交する方向である幅方向において異なる２種類が設けられる。これらの異なる２種類の搬送ローラ１４を、便宜上第１搬送ローラ１４ａおよび第２搬送ローラ１４ｂと呼ぶ。第１および第２搬送ローラ１４ａ，１４ｂともに、回転軸部材１５が不図示の回転駆動手段に接続され、回転駆動手段によって矢符１８方向に回転可能に構成される。

第１搬送ローラ１４ａは、回転軸部材１５の幅方向におけるほぼ中央部に１個のローラ部材１６が装着される。第２搬送ローラ１４ｂは、搬送される基板１１の幅方向における端部寄りに、２個のローラ部材１６が回転軸部材１５の長さ方向中央に関して対称な位置になるように装着される。第２搬送ローラ１４ｂにおいて、回転軸部材１５に対してローラ部材１６の装着される位置は、基板１１の幅方向端部２１の位置と、ローラ部材１６が回転軸部材１５に装着される位置２２との、幅方向における離隔距離Ｌが、基板幅寸法の０．０１倍以上になるように設定される。

この離隔距離Ｌが小さいほど、搬送される基板１１が後述のように下向きに凸状に変形した場合、基板１１の端部２１の捲くれ上がりが小さく、処理液１２の表面張力によって基板１１の端部２１まで処理面１１ａの全面が液に濡れるので、処理面１１ａがもれなく液処理されるという利点がある。しかしながら、基板１１が、搬送されている途中においてその搬送方向が屈曲した場合、ローラ部材１６から脱輪しやすくなるので、上記の離隔距離Ｌは基板幅寸法の０．０１倍以上であることが望ましい。たとえば、シリコン基板で基板幅寸法が１５０ｍｍの場合、上記離隔距離Ｌは、１．５ｍｍ程度に設定される。なお、上記離隔距離Ｌの上限値は、特に限定されるものではないけれども、極端に大きくなると、基板１１を凸状に変形させる効果が発現しにくくなるので、基板幅寸法の０．１倍以下であることが好ましい。

第１搬送ローラ１４ａと第２搬送ローラ１４ｂとは、基板１１の搬送方向において好ましくは互いに隣り合うように配置されて設けられる。さらに搬送ローラ１４の設置において特徴とするところは、鉛直方向におけるローラ部材１６の回転頂部の位置が、幅方向の中央部から幅方向の両端部へ向うのに伴って高くなるように配置されることである。本実施形態では、第２搬送ローラ１４ｂにおける２個のローラ部材１６の回転頂部２３の位置が、第１搬送ローラ１４ａにおける１個のローラ部材１６の回転頂部２４の位置よりも高くなるように配置される。さらに具体的には、第２搬送ローラ１４ｂのローラ部材１６の回転頂部２３は、処理液槽１３に収容される処理液１２の液面１２ａとほぼ同じ高さに位置し、第１搬送ローラ１４ａのローラ部材１６の回転頂部２４は、液面１２ａよりも下方に位置する。

本実施形態では、第１および第２搬送ローラ１４ａ，１４ｂにそれぞれ備えられるローラ部材１６の直径Ｄは同一のものが用いられる。したがって、上記の高低差は、第１搬送ローラ１４ａの回転軸部材１５を処理液槽１３に対して回転自在に支持する位置よりも、第２搬送ローラ１４ｂの回転軸部材１５を処理液槽１３に対して回転自在に支持する位置を高くすることによって実現される。

第１搬送ローラ１４ａと第２搬送ローラ１４ｂとにおけるローラ部材１６の回転頂部同士が高低差を有するように、かつ搬送される基板１１の処理面１１ａに対して少なくとも１つずつの第１搬送ローラ１４ａと第２搬送ローラ１４ｂとが接することができるように配置して、基板１１を搬送する。このことによって、搬送される基板１１は、その自重の作用で下向き凸状に変形した状態で搬送される。下向き凸状に変形した状態で搬送される基板１１は、搬送途中において搬送方向が屈曲したとしても、搬送方向が屈曲することによって重心位置が高くなる基板１１に対して重力が作用し、基板１１をその重心位置が低く安定な位置になるように戻すので、基板１１の搬送方向が自動的に元に戻るセルフアライメントが実現される。

本実施形態では、第１搬送ローラ１４ａおよび第２搬送ローラ１４ｂにそれぞれ備わるローラ部材１６は、その直径Ｄがいずれも同一である。したがって、基板１１を搬送ローラ１４で搬送するに際し、第１および第２搬送ローラ１４ａ，１４ｂの回転軸部材１５の回転速度がいずれも同一に設定される。このことによって、搬送ローラ１４間で基板１１に対する搬送速度を揃えて基板の円滑な搬送を実現し、かつ搬送ローラ１４の種類によって回転速度を変化させる必要がないので、制御系を簡単にすることができる。

また、処理液１２が薬品の場合、搬送中の基板１１、すなわち液処理中の基板１１と処理液１２との界面において、化学反応による気泡２５が発生することがあるけれども、基板１１が下向き凸状に変形しているので、気泡２５は浮力によって基板１１の両端部の方向へ移動して排出される。したがって、気泡２５によって処理液１２に接することができず、液処理不能となる部位が生じないので、基板１１の処理面１１ａ内で均一な処理が可能である。

第２搬送ローラ１４ｂの回転軸部材１５に装着されるローラ部材１６の回転頂部２３の位置と、第１搬送ローラ１４ａの回転軸部材１５に装着されるローラ部材１６の回転頂部２４の位置との鉛直方向における高さの差ｈは、基板１１の厚さｔに対して１０倍以下（ｈ／ｔ≦１０）になるように設定されることが望ましい。上記高さの差ｈは、大きくなるほどセルフアライメント効果および気泡２５の排除効果が大きくなるという利点があるけれども、大き過ぎると基板１１の凸状のたわみが大きくなり過ぎ、基板１１の強度限界を超えると基板１１が割れて損壊するおそれがある。したがって、脆性材料の基板１１であっても変形割れの心配がないように、基板１１の厚さｔの１０倍以下であることが望ましい。たとえばシリコン基板で板厚が２００μｍの場合、上記の高さの差ｈは２ｍｍ程度に設定される。

なお、高さの差ｈの下限値は特に限定されるものではないけれども、基板１１の厚さｔの２倍以上であることが好ましい。高さの差ｈが基板１１の厚さｔの２倍未満であると、基板１１の凸状に変形する程度がわずかなものとなり、搬送方向のセルフアライメント効果、また気泡２５を排除する効果が、発現しにくくなる。

第１および第２搬送ローラ１４ａ，１４ｂに対応し、より厳密には第１および第２搬送ローラ１４ａ，１４ｂにそれぞれ備わるローラ部材１６に対応し、各搬送ローラ１４ａ，１４ｂのローラ部材１６の略直上に、噴射ノズル１７が設けられる。なお、第１搬送ローラ１４ａのローラ部材１６の上方に配置される噴射ノズルを第１噴射ノズル１７ａと呼び、第２搬送ローラ１４ｂのローラ部材１６の上方に配置される噴射ノズルを第２噴射ノズル１７ｂと呼ぶ。

各噴射ノズル１７は、不図示のガス供給源に対してガス供給配管で接続され、ガス供給源から供給されるガスを、搬送ローラ１４で搬送される基板１１の非処理面１１ｂに向けて噴射することができる。噴射ノズル１７から基板１１に向けて噴射するガスとしては、乾燥空気、窒素（Ｎ_２）ガスおよびアルゴン（Ａｒ）ガスから選択される１つが用いられる。これらのガスは、取扱いが安全であり、また処理される基板１１に性能上の影響を及ぼすことなく、噴射ノズル１７からの噴射によって基板１１の非処理面１１ｂから処理液を確実に排除することができる。

本実施形態では、第１搬送ローラ１４ａに対応するように基板１１の幅方向中央部に設けられる第１噴射ノズル１７ａから噴射されるガスの流速（ＶＨ）は、第２搬送ローラ１４ｂに対応するように基板１１の幅方向両端部付近に設けられる第２噴射ノズル１７ｂから噴射されるガスの流速（ＶＬ）よりも速くなるように設定される。好ましくは、第２噴射ノズル１７ｂの遅いガス流速（ＶＬ）に対する第１噴射ノズル１７ａの速いガス流速（ＶＨ）の比（＝ＶＨ／ＶＬ；この比を以後ガス流速比と呼ぶ）が、略３倍以上であることが好ましい。

噴射ノズル１７から搬送される基板１１の非処理面１１ｂに向けてガスを噴射することによって、基板１１は搬送ローラ１４に押圧され、基板１１の処理面１１ａとローラ部材１６との摩擦力が増大するので、搬送力が向上し、処理面１１ａが処理液１２で濡れている場合であっても、基板１１を確実に搬送することが可能になる。この噴射ノズル１７から噴射されるガスは、搬送される基板１１を搬送ローラ１４のローラ部材１６に対して押圧することによって、基板１１を下向き凸状の形状に変形させるように作用する。したがって、基板１１は、自重の作用に加えて、噴射ノズル１７からの噴射ガスによって、確実に下向き凸状に変形して搬送されるようになるので、セルフアライメント作用を確実に発現させることができる。

さらに、噴射ノズル１７から噴射されるガスの流速は、基板１１の幅方向両端部の第２噴射ノズル１７ｂが低速（ＶＬ）、基板１１の幅方向中央部の第１噴射ノズル１７ａが高速（ＶＨ）になるように設定されるので、基板１１が受けるガス圧力は、両端部が中央部よりも高くなる。この状態で、基板１１の搬送方向が屈曲した場合、基板１１の中央部と両端部とが受けるガスの圧力差が、基板１１を正常な搬送方向に修正するように作用するので、このガス圧力差によって、基板１１の搬送方向が自動的に元に戻るセルフアライメント作用を一層確実に実現することができる。

ガス圧力差によるセルフアライメント作用を基板１１に対して有効に発現させるためには、第１噴射ノズル１７ａから噴射されるガスによるガス圧と、第２噴射ノズル１７ｂから噴射されるガスによるガス圧との差、すなわち基板１１の幅方向における中央部が受けるガス圧と両端部が受けるガス圧との圧力差が、１０倍以上であることが望ましい。ベルヌーイの法則によれば、ガス圧力差はガス流速の２乗に比例するので、ガス圧力差を１０倍以上とするためには、ガス流速比（ＶＨ／ＶＬ）を１０の平方根である略３倍以上にすることが望ましい。

また、基板処理装置１０によれば、噴射ノズル１７から基板１１の非処理面１１ｂに対してガスを噴射することによって、非処理面１１ｂへ回り込もうとする液が、ガスで吹き飛ばされるので、基板１１の非処理面１１ｂが処理液１２で処理されることを防止できる。すなわち基板の非処理面に対して保護膜等を形成し、また保護膜を剥離するなどの煩雑な工程をとることなく、基板の片面のみを確実に液処理することが可能になる。

このような基板処理装置１０を用いた基板１１の片面処理は、以下のようにして行われる。処理液槽１３に対して処理液１２を、第２搬送ローラ１４ｂに備わるローラ部材１６の回転頂部２３付近が処理液面１２ａと同じになるように収容する。次いで、処理するべき基板１１を回転駆動する搬送ローラ１４上に載置すると同時に、噴射ノズル１７から基板１１の非処理面１１ｂに向けてガスを噴射することによって、基板１１を下向き凸状に変形させる。回転駆動する搬送ローラ１４によって下向き凸状に変形した基板１１を搬送する過程において、処理液１２が基板１１の処理面１１ａに接触し、処理液１２によって処理面１１ａが処理される。

図２は、本発明の実施の第２形態の基板処理装置３０の構成を簡略化して示す断面図である。本実施形態の基板処理装置３０は、実施の第１形態の基板処理装置１０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。

基板処理装置３０において注目すべきは、第１および第２搬送ローラ１４ａ，１４ｂに加えて、第１および第２搬送ローラ１４ａ，１４ｂとは異なるもう１種類の第３搬送ローラ１４ｃと、第３搬送ローラ１４ｃに備わるローラ部材１６に対応して設けられる第３噴射ノズル１７ｃとを含むことである。

第３搬送ローラ１４ｃは、第１および第２搬送ローラ１４ａ，１４ｂに備わるローラ部材１６と同一のローラ部材１６が、回転軸部材１５に２個装着される。第３搬送ローラ１４ｃにおいて回転軸部材１５にローラ部材１６が装着される位置は、基板１１の幅方向において、第１搬送ローラ１４ａの回転軸部材１５にローラ部材１６が装着される位置と、第２搬送ローラ１４ｂの回転軸部材１５にローラ部材１６が装着される位置と、のほぼ中間である。さらに、第３搬送ローラ１４ｃの回転軸部材１５は、鉛直方向における位置が、第１搬送ローラ１４ａの回転軸部材１５を処理液槽１３に対して回転自在に支持する位置と、第２搬送ローラ１４ｂの回転軸部材１５を処理液槽１３に対して回転自在に支持する位置と、の間になるようにして、処理液槽１３に回転自在に支持される。

このことによって、第１〜第３搬送ローラ１４ａ，１４ｂ，１４ｃのそれぞれに備えられるローラ部材１６相互の関係において、鉛直方向におけるローラ部材１６の回転頂部の位置が、基板１１の幅方向の中央部から幅方向の両端部へ向うのに伴って高くなる配置が実現される。

第３搬送ローラ１４ｃに備わるローラ部材１６に対応するように、その略直上に第３噴射ノズル１７ｃが設けられ、第３噴射ノズル１７ｃからもガスを噴射して搬送される基板１１を搬送ローラ１７に対して押圧することができる。本実施形態の基板処理装置３０においては、基板１１の搬送方向に、第１搬送ローラ１４ａ、第３搬送ローラ１４ｃ、第２搬送ローラ１４ｂの順に配列されることが好ましく、搬送ローラ１４の配列間隔は、搬送される基板１１が、少なくとも１つずつの第１〜第３搬送ローラ１４ａ，１４ｂ，１４ｃに同時に接することができるように配置されることが好ましい。

このような基板処理装置３０は、大型化、薄型化した基板１１の処理に好適に用いられる。基板１１が大型化および薄型化するにつれて基板１１の剛性が低下するので、搬送ローラ１４相互間におけるローラ部材１６の幅方向の装着間隔が大きくなると、基板１１が単純な下向き凸状（開口の大きいＵ字状）の変形形態ではなく、複数箇所で下向き凸部が形成されるＷ字状に変形するおそれがある。しかしながら、本実施形態の基板処理装置３０のように、基板１１の幅方向で見た場合、５箇所をローラ部材１６で支持することによって、大型および薄型の基板１１であっても、基板１１を安定して単純な下向き凸状（開口の大きいＵ字状）に変形させて搬送することが可能になる。

基板処理装置３０では、各搬送ローラ１４ａ，１４ｂ，１４ｃに備えられるローラ部材１６の直径Ｄが同一なので、各搬送ローラ１４ａ，１４ｂ，１４ｃのローラ部材１６の回転速度も同一にして、基板１１を搬送し、処理液槽１３中の処理液１２で基板１１の処理面１１ａを片面処理する。この基板処理装置３０によれば、実施の第１形態の基板処理装置１０と同様の効果を奏することができる。

なお、本実施形態の基板処理装置３０においては、基板１１の幅方向で見た場合、搬送される基板１１の５箇所をローラ部材１６で支持する構成を例示するけれども、基板１１の幅方向における支持箇所は、５箇所または実施の第１形態の３箇所に限定されるものではなく、７箇所、または９箇所、さらにそれ以上であっても良い。

図３は、本発明の実施の第３形態の基板処理装置４０の構成を簡略化して示す断面図である。本実施形態の基板処理装置４０は、実施の第１形態の基板処理装置１０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。

基板処理装置４０において注目すべきは、搬送ローラ１４が、第２搬送ローラ１４ｂと、第１〜第３搬送ローラ１４ａ，１４ｂ，１４ｃのいずれとも異なる種類である第４搬送ローラ１４ｄとから構成され、第４搬送ローラ１４ｄに備わるローラ部材４１に対応し、ローラ部材４１の略直上に第４噴射ノズル１７ｄが設けられることである。

第４搬送ローラ１４ｄは、回転軸部材１５が第１〜第３搬送ローラ１４ａ，１４ｂ，１４ｃの回転軸部材１５と全く同一であるけれども、ローラ部材４１が第１〜第３搬送ローラ１４ａ，１４ｂ，１４ｃに用いられるローラ部材１６の直径Ｄよりも小さい直径Ｄｄを有するものが用いられる。第４搬送ローラ１４ｄにおいて、ローラ部材４１は、回転軸部材１５の幅方向中央部に１個が装着される。

本実施形態では、第２搬送ローラ１４ｂの回転軸部材１５を処理液槽１３に対して回転自在に支持する位置と、第４搬送ローラ１４ｄの回転軸部材１５を処理液槽１３に対して回転自在に支持する位置とは、その鉛直方向の高さが同じになるように構成される。したがって、図３では、第２搬送ローラ１４ｂの回転軸部材１５に第４搬送ローラ１４ｄの回転軸部材１５が重なって、１本の回転軸部材１５であるかのように表される。

鉛直方向におけるローラ部材の回転頂部の位置が、幅方向の中央部から幅方向の両端部へ向うのに伴って高くなるように配置されるという構成は、第２搬送ローラ１４ｂの基板幅方向両端部付近に装着されるローラ部材１６の直径Ｄと、第４搬送ローラ１４ｄの基板幅方向中央部に装着されるローラ部材４１の直径Ｄｄとの直径差（＝Ｄ−Ｄｄ）によって実現される。この直径差（＝Ｄ−Ｄｄ）の１／２が、実施の第１形態の基板処理装置１０における高低差ｈに該当し、基板１１の厚さｔに対して１０倍以下（ｈ／ｔ≦１０）になるように設定される。

前述のように、第４搬送ローラ１４ｄのローラ部材４１の略直上にも第４噴射ノズル１７ｄが設けられ、第２搬送ローラ１４ｂのローラ部材１６の略直上に設けられる第２噴射ノズル１７ｂとともに、搬送ローラ１４上で搬送される基板１１の非処理面１１ｂに向けてガスを噴射する。

これらのことによって、本実施形態の基板処理装置４０も上記の各基板処理装置１０，３０と同様の効果を奏することができる。

なお、本実施形態の基板処理装置４０においては、第２および第４搬送ローラ１４ｂ，１４ｄの回転軸部材１５が処理液槽１３に支持される鉛直方向の高さが同じ位置であり、第２搬送ローラ１４ｂに備わるローラ部材１６の直径Ｄが、第４搬送ローラ１４ｄに備わるローラ部材４１の直径Ｄｄよりも大きいので、両ローラ部材１６，４１の回転速度が同じであると、搬送ローラ１４の周速度は基板１１の両端部側が中央部よりも大きくなり、基板１１の搬送速度が面内で不均一になる。

したがって、搬送ローラ１４の回転速度を、第４搬送ローラ１４ｄのローラ部材４１の方が、第２搬送ローラ１４ｂのローラ部材１６よりも速くなるように補正する。具体的には、回転速度が、ローラ部材１６，４１の直径に反比例するように調整する。

たとえば、第２搬送ローラ１４ｂの直径をＤ、回転速度をω、第４搬送ローラ１４ｄの直径をＤｄ、回転速度をωｄとすると、基板１１の搬送速度を面内で均一にするための条件は次式（１）で表される。
Ｄ×ω＝Ｄｄ×ωｄ …（１）

すなわち、各搬送ローラ１４ｂ，１４ｄのローラ部材１６，４１の回転速度比は、次式（２）に示すように、ローラ部材１６，４１の直径比に反比例する関係になるように設定される。
ω／ωｄ＝Ｄｄ／Ｄ …（２）

図４は、本発明の実施の第４形態の基板処理装置５０の構成を簡略化して示す断面図である。本実施形態の基板処理装置５０は、実施の第３形態の基板処理装置４０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。

基板処理装置５０において注目すべきは、第２および第４搬送ローラ１４ｂ，１４ｄに加えて、第２および第４搬送ローラ１４ｂ，１４ｄとは異なるもう１種類の第５搬送ローラ１４ｅと、第５搬送ローラ１４ｅに備わるローラ部材５１に対応して設けられる第５噴射ノズル１７ｅとを含むことである。

第５搬送ローラ１４ｅは、第２および第４搬送ローラ１４ｂ，１４ｄの回転軸部材１５と同一の回転軸部材１５と、第２搬送ローラ１４ｂに備わるローラ部材１６の直径Ｄよりも小さく、第４搬送ローラ１４ｄに備わるローラ部材４１の直径Ｄｄよりも大きい直径Ｄｅを有するローラ部材５１とを含み、ローラ部材５１が回転軸部材１５に２個装着される。第５搬送ローラ１４ｅにおいて、回転軸部材１５にローラ部材５１が装着される位置は、基板１１の幅方向において、第４搬送ローラ１４ｄの回転軸部材１５にローラ部材４１が装着される位置と、第２搬送ローラ１４ｂの回転軸部材１５にローラ部材１６が装着される位置と、のほぼ中間である。さらに、第２、第４および第５搬送ローラ１４ｂ，１４ｄ，１４ｅの各回転軸部材１５は、鉛直方向における位置が、すべて同じ高さになるようにして、処理液槽１３に対して回転自在に支持される。

鉛直方向におけるローラ部材の回転頂部の位置が、幅方向の中央部から幅方向の両端部へ向うのに伴って高くなるように配置されるという構成は、幅方向中央部に装着される第４搬送ローラ１４ｄのローラ部材４１の直径Ｄｄと、第４搬送ローラ１４ｄのローラ部材４１と幅方向両端部付近に装着される第２搬送ローラ１４ｂのローラ部材１４ｂとのほぼ中間に装着される第５搬送ローラ１５ｅのローラ部材５１の直径Ｄｅと、幅方向両端部付近に装着される第２搬送ローラ１４ｂのローラ部材１４ｂの直径Ｄとの、直径差（＝Ｄ−ＤｅおよびＤｅ−Ｄｄ）によって実現される。

この直径差のうち、第２搬送ローラ１４ｂに備わるローラ部材１６の直径Ｄと第４搬送ローラ１４ｄに備わるローラ部材４１の直径Ｄｄとの差（＝Ｄ−Ｄｄ）の１／２が、実施の第１形態の基板処理装置１０における高低差ｈに該当し、基板１１の厚さｔに対して１０倍以下（ｈ／ｔ≦１０）になるように設定される。

前述のように、第５搬送ローラ１４ｅのローラ部材５１の略直上にも第５噴射ノズル１７ｅが設けられ、第２および第４搬送ローラ１４ｂ，１４ｄそれぞれのローラ部材１６，４１の略直上に設けられる第２および第４噴射ノズル１７ｂ，１７ｄとともに、搬送ローラ１４上で搬送される基板１１の非処理面１１ｂに向けてガスを噴射する。

これらのことによって、本実施形態の基板処理装置５０も、上記の各基板処理装置１０，３０，４０と同様の効果を奏することができ、特に実施の第２形態の基板処理装置３０と同様に大型化かつ薄型化した基板１１の処理に対して好適に用いることができる。

なお、本実施形態の基板処理装置５０においても、第２，第４および第５搬送ローラ１４ｂ，１４ｄ，１４ｅに備わるローラ部材１６，４１，５１の直径が異なるので、基板１１の搬送速度が面内で均一になるように、回転速度の調整を行う。たとえば、第２および第４搬送ローラ１４ｂ，１４ｄにそれぞれ備わるローラ部材１６，４１の回転速度を実施の第３形態と同様にω、ωｄとし、第５搬送ローラ１４ｅに備わるローラ部材５１の回転速度をωｅとすると、基板１１の搬送速度を面内で均一にするために、次式（３）で表される関係を満足するように、各搬送ローラのローラ部材の直径と回転速度とが設定される。
Ｄ×ω＝Ｄｄ×ωｄ＝Ｄｅ×ωｅ …（３）

本発明の実施の第１形態の基板処理装置１０の構成を簡略化して示す断面図である。 本発明の実施の第２形態の基板処理装置３０の構成を簡略化して示す断面図である。 本発明の実施の第３形態の基板処理装置４０の構成を簡略化して示す断面図である。 本発明の実施の第４形態の基板処理装置５０の構成を簡略化して示す断面図である。 従来の基板処理装置１における搬送ローラ５によって基板２を搬送する状態を示す図である。

符号の説明

１０，３０，４０，５０ 基板処理装置
１１ 基板
１２ 処理液
１３ 処理液槽
１４ 搬送ローラ
１５ 回転軸部材
１６，４１，５１ ローラ部材
１７ 噴射ノズル

Claims (10)

1. 搬送ローラで搬送される基板の一方の面を処理液によって処理する基板処理装置において、
   基板を処理する処理液が収容される処理液槽と、
   基板を搬送する複数の搬送ローラであって、処理液槽に回転自在に設けられる回転軸部材と回転軸部材に装着されるローラ部材とを有する搬送ローラと、
   各搬送ローラに対応し、各搬送ローラの略直上にそれぞれ設けられ、搬送ローラで搬送される基板の搬送ローラに接する面の反対面である上面に向けてガスを噴射する噴射ノズルとを備え、
   複数の搬送ローラは、
   回転軸部材に装着されるローラ部材の位置が、回転軸部材が延びる方向であって搬送される基板の搬送方向に直交する方向である幅方向において異なる種類を含み、鉛直方向におけるローラ部材の回転頂部の位置が、幅方向の中央部から幅方向の両端部へ向うのに伴って高くなるように、配置されることを特徴とする基板処理装置。
2. 基板の幅方向の最も端部近くなるように回転軸部材に装着されるローラ部材の回転頂部の位置と、基板の幅方向中央部において回転軸部材に装着されるローラ部材の回転頂部の位置との鉛直方向における高さの差が、
   基板の厚さに対して１０倍以下であることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
3. 搬送される基板の最も端部近くになるように回転軸部材に装着されるローラ部材は、
   基板の幅方向端部の位置と、ローラ部材が回転軸部材に装着される位置との、幅方向における離隔距離が、基板幅寸法の０．０１倍以上であることを特徴とする請求項１または２記載の基板処理装置。
4. 複数の搬送ローラは、
   ローラ部材の直径がいずれも同一であり、基板を搬送する際におけるローラ部材の回転速度がいずれも同一に設定されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の基板処理装置。
5. 複数の搬送ローラは、
   ローラ部材の直径が、回転軸部材に装着される幅方向の位置が中央部から両端部へ向うのに伴って大きくなり、基板を搬送する際におけるローラ部材の回転速度が、ローラ部材の直径に反比例するように設定されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の基板処理装置。
6. 噴射ノズルは、
   噴射ノズルから噴射されるガスの流速が、設けられる位置によって異なり、幅方向の中央部から幅方向両端部へ向うのに伴って小さくなるように設定されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の基板処理装置。
7. 噴射ノズルから噴射されるガスの流速のうち、最も遅いガス流速（ＶＬ）に対する最も速いガス流速（ＶＨ）の比（＝ＶＨ／ＶＬ）が、略３倍以上であることを特徴とする請求項６記載の基板処理装置。
8. 噴射ノズルから噴射されるガスは、乾燥空気、窒素ガスおよびアルゴンガスからなる群より選択される１つであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の基板処理装置。
9. 処理液は、純水、有機溶剤およびエッチング液からなる群より選択される１つであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の基板処理装置。
10. 搬送ローラで搬送される基板の一方の面を処理液によって処理する基板処理方法において、
    基板を処理する処理液を処理液槽に収容し、
    基板を搬送する複数の搬送ローラであって、回転軸部材と回転軸部材に装着されるローラ部材とを有し、回転軸部材に装着されるローラ部材の位置が、回転軸部材が延びる方向であって搬送される基板の搬送方向に直交する方向である幅方向において異なる種類を含む搬送ローラを、鉛直方向におけるローラ部材の回転頂部の位置が、幅方向の中央部から幅方向の両端部へ向うのに伴って高くなるように配置して処理液槽に回転自在に設け、
    搬送ローラで搬送される基板の搬送ローラに接する面の反対面である上面に向けてガスを噴射する噴射ノズルを各搬送ローラに対応するように各搬送ローラの略直上にそれぞれ設け、
    搬送ローラ上に基板を載置し、搬送ローラで基板を搬送するとともに噴射ノズルからガスを噴射しながら基板の一方の面を処理液で処理することを特徴とする基板処理方法。

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