基板表面処理方法および基板表面処理装置
【課題】基板表面を加工する際に、裏面には加工が施されない基板表面処理方法を提供する。
【解決手段】真空容器内の基板ステージに基板を載置する基板載置工程と、真空容器内を排気する排気工程と、基板ステージの基板保持面側から不活性ガスを供給する不活性ガス供給工程と、真空容器内に処理ガスを供給してエッチングするエッチング工程と、エッチングの終了後に不活性ガスの供給を停止する不活性ガス供給停止工程と、を含むことを特徴とする。
【解決手段】真空容器内の基板ステージに基板を載置する基板載置工程と、真空容器内を排気する排気工程と、基板ステージの基板保持面側から不活性ガスを供給する不活性ガス供給工程と、真空容器内に処理ガスを供給してエッチングするエッチング工程と、エッチングの終了後に不活性ガスの供給を停止する不活性ガス供給停止工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板表面処理方法および基板表面処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電は、化石燃料による火力発電の代替エネルギとして期待されており、太陽光発電システムの生産量は年々増加している。このため、シリコン基板を原材料に用いるバルク型太陽電池ではシリコンウェハが不足するという事態が発生し、シリコン基板の価格高騰により製造コストの増大が懸念されている。そこで、ガラス基板上にシリコン膜を形成する薄膜シリコン太陽電池が注目されている。
【０００３】
薄膜シリコン太陽電池は、たとえばガラス基板上に、透明導電膜からなる第１電極層と、Ｐ型アモルファスシリコン膜、発電層であるＩ型アモルファスシリコン膜およびＮ型アモルファスシリコン膜からなるアモルファスシリコンセルと、透明導電膜および金属電極膜からなる第２電極層と、が積層された構造を有する。薄膜シリコン太陽電池では、ガラス基板を介して入射した太陽光を効率的に発電に利用するため、たとえばガラス基板の表面にテクスチャと呼ばれる凹凸形状を形成して入射光を散乱させ、発電層内での光路長を長くすることで高い発電電流を得ている。
【０００４】
薄膜太陽電池で使用するガラス基板の表面への凹凸形状の形成方法としては、サンドブラストを用いる方法などが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。また、ＨＦガスを用いた気相エッチング装置として、シリコン基板上に作製する半導体デバイス用の気相ＨＦエッチング装置が知られている（たとえば、特許文献２，３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１９９７４５号公報
【特許文献２】特開２００８−１８７１０５号公報
【特許文献３】特許第２８３３９４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、サンドブラスト法を用いた場合には、ガラス基板表面の凹凸形状の形状制御が困難であり、この上に太陽電池を作製した場合、安定した太陽電池特性が得られないという問題点があった。また、従来の気相ＨＦエッチング装置は、シリコン基板表面に形成されたシリコン酸化膜やシリコン窒化膜をエッチングするための装置であり、薄膜太陽電池で使用するガラス基板の表面に凹凸形状を形成するための装置ではない。そのため、従来の気相ＨＦエッチング装置を用いて薄膜シリコン太陽電池用のガラス基板をエッチングして基板表面に凹凸形状の形成を行なった場合には、基板ステージ上に設置したガラス基板の端部のわずかな空隙からＨＦガスの周り込みが生じ、ガラス基板の裏面にも凹凸形状が形成されてしまうという問題点があった。
【０００７】
この発明は、上記に鑑みてなされたもので、基板表面を加工する際に、裏面には加工が施されない基板表面処理方法および基板表面処理装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、この発明にかかる基板処理方法は、処理室内の基板保持手段に基板を載置する基板載置工程と、前記処理室内を排気する排気工程と、前記基板保持手段の基板保持面側から不活性ガスを供給する不活性ガス供給工程と、前記処理室内に処理ガスを供給してエッチングするエッチング工程と、エッチングの終了後に前記不活性ガスの供給を停止する不活性ガス供給停止工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、薄膜シリコン太陽電池などに用いられるガラス基板などの基板表面を、ガスエッチングによって処理する場合に、基板保持手段の基板載置面から不活性ガスを供給し、不活性ガスを基板保持手段と基板との間を通して、基板端部から処理室内に供給するようにしたので、処理ガスの基板裏面への回り込みが抑制され、基板裏面に不必要な処理が施されてしまうことを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、この発明の実施の形態１による基板表面処理装置の概略構成を模式的に示す断面図である。
【図２】図２は、基板ステージの上面図である。
【図３】図３は、実施の形態１による基板表面処理方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図４】図４は、実施の形態１による基板ステージの他の構成例を示す上面図である。
【図５】図５は、実施の形態２によるガラス基板の表面処理装置の概略構成を模式的に示す断面図である。
【図６】図６は、基板ステージの上面図である。
【図７】図７は、実施の形態２によるガラス基板の表面処理装置の概略構成の他の例を模式的に示す断面図である。
【図８】図８は、実施の形態３による基板表面処理装置の概略構成を模式的に示す断面図である。
【図９】図９は、従来の気相ＨＦエッチング装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図１０】図１０は、従来の気相ＨＦエッチング時のガラス基板と基板ステージとＨＦガスとの関係を模式的に示す図である。
【図１１】図１１は、従来の気相ＨＦエッチング処理後のガラス基板の状態を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に添付図面を参照して、この発明の実施の形態にかかる基板表面処理方法および基板表面処理装置を詳細に説明する。なお、これらの実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、以下では、従来の気相ＨＦエッチング装置の構成とその問題点について説明した後、実施の形態について説明する。
【００１２】
図９は、従来の気相ＨＦエッチング装置の構成を模式的に示す断面図である。気相ＨＦエッチング装置２１０は、処理室である真空容器２１１内に、処理対象であるシリコン基板２５０を保持する基板ステージ２１２と、シリコン基板２５０上に処理ガスをシャワー状に供給するシャワーヘッド２１４と、を備える。シャワーヘッド２１４は、真空容器２１１の上部に、基板ステージ２１２に対向するように設けられている。シャワーヘッド２１４には、ＨＦガスを供給するガス配管２２１と、Ｈ2Ｏ（水蒸気）ガスを供給するガス配管２２２と、が接続されており、各ガス配管２２１，２２２には各ガスの流量を制御するマスフローコントローラ２２３が設けられている。また、真空容器２１１の下部には、排気口２１３が設けられ、配管を介して図示しない真空ポンプと接続される。
【００１３】
このような気相ＨＦエッチング装置でのＨＦエッチング処理について説明する。まず、表面にシリコン酸化膜２５１が形成されたシリコン基板２５０を真空容器２１１内に搬入し、基板ステージ２１２上に載置する。ついで、図示しない真空ポンプによって排気口２１３を介して真空容器２１１内を所定の真空度にした後、マスフローコントローラ２２３によって流量調整されたＨＦガスやＨ2Ｏガスを配管２２１，２２２を介して真空容器２１１内に供給する。このとき、供給されるガスは、シャワーヘッド２１４から基板ステージ２１２上に載置されたシリコン基板２５０上にシャワー状に導入され、これによってシリコン基板２５０の表面のシリコン酸化膜２５１がエッチング除去される。
【００１４】
つぎに、このような気相ＨＦエッチング装置を、トランジスタなどの半導体装置が形成された半導体基板ではなく、薄膜太陽電池用のガラス基板のエッチングに適用する場合について説明する。図１０は、従来の気相ＨＦエッチング時のガラス基板と基板ステージとＨＦガスとの関係を模式的に示す図であり、図１１は、従来の気相ＨＦエッチング処理後のガラス基板の状態を模式的に示す断面図である。図１０に示されるように、従来の気相ＨＦエッチング装置２１０を用いて薄膜太陽電池用のガラス基板５０をエッチングしてガラス基板５０の表面に凹凸形状の形成を行う場合、基板ステージ２１２上に載置したガラス基板５０の端部のわずかな空隙２５５からＨＦガスの周り込みが生じる。その結果、図１１に示されるように、ガラス基板５０の表面に形成される凹凸形状５０ａだけでなく、裏面の周縁部付近にも凹凸形状５０ｂが形成されてしまうという問題点があった。
【００１５】
特に、薄膜太陽電池の製造に用いられる１ｍ角を超える大面積のガラス基板５０の場合には、ガラス基板５０の平坦性の確保が難しく、ＨＦガスの周り込みが顕著となっていた。そして、裏面に凹凸形状５０ｂが形成されたガラス基板５０の表面上に薄膜シリコン太陽電池を作製した場合、ガラス基板５０の裏面の凹凸形状５０ｂが形成された領域では、本来であればガラス基板５０に入射すべき光が凹凸形状５０ｂによって散乱されてしまい、局所的に太陽電池特性が劣化（発電電流が低下）して製品歩留まりの低下が引き起こされるという問題点があった。
【００１６】
以下の実施の形態では、気相ＨＦエッチング処理時に、ガラス基板５０の裏面のエッチングを抑制することができる基板表面処理方法および基板表面処理装置について説明する。
【００１７】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による基板表面処理装置の概略構成を模式的に示す断面図であり、図２は、基板ステージの上面図である。基板表面処理装置としての気相エッチング装置１０は、真空容器１１を備え、真空容器１１の内部には、ガラス基板５０などの基板が載置される基板ステージ１２と、基板ステージ１２の基板載置面に対向して配置されるシャワーヘッド１４と、が設けられる。
【００１８】
基板ステージ１２の上面のガラス基板５０を載置する領域（以下、基板載置領域という）には、たとえばザグリ加工によって施された基板載置用溝１２１が形成されている。すなわち、基板ステージ１２の上面に基板載置用溝１２１を設けることで、基板ステージ１２上面の外周部には、ガラス基板５０を所定の位置に保持する基板ガイド１２２が形成され、ガラス基板５０が基板ステージ１２から落下しない構造となっている。なお、この例では、ガラス基板５０は矩形状を有しており、基板ステージ１２の基板載置用溝１２１も平面視で矩形状に加工されている。また、基板載置用溝１２１の底面には、ガラス基板５０の裏面に均一に不活性ガスを拡散させる不活性ガス供給溝１２３が設けられている。不活性ガス供給溝１２３は、基板ステージ１２の略中央部を貫通するガス流路３３と接続され、ガス流路３３の吐出口３３２から放射状に形成されている。また、基板載置用溝１２１の外周部に沿っても不活性ガス供給溝１２３が形成されている。なお、ガス流路３３の流入口３３１は、後述する不活性ガス供給機構３０に接続されている。さらに、基板ステージ１２は、ガラス基板５０を所望の温度に加熱することができるように、図示しない加熱手段を備えている。
【００１９】
シャワーヘッド１４には、処理ガス（プロセスガス）を真空容器１１内に均一に導入するための複数個のガス供給口１４１が設けられている。また、真空容器１１の下部には排気口１３が設けられており、この排気口１３には図示しない圧力調整バルブと真空ポンプが接続され、真空容器１１内の圧力を所望の圧力に調整可能な構成となっている。
【００２０】
気相エッチング装置１０は、真空容器１１内に処理ガスを供給する処理ガス供給機構２０と、真空容器１１内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給機構３０と、を真空容器１１の外部に備える。処理ガス供給機構２０は、ＨＦガスを供給するＨＦガス供給配管２１とＨ2Ｏガスを供給するＨ2Ｏガス供給配管２２と、ガス流量制御装置としてのマスフローコントローラ２３と、を備える。ＨＦガス供給配管２１とＨ2Ｏガス供給配管２２は、それぞれマスフローコントローラ２３を介して真空容器１１のシャワーヘッド１４の設置位置に接続されている。これらの処理ガスはシャワーヘッド１４を介して真空容器１１内に吐出される。
【００２１】
不活性ガス供給機構３０は、Ｎ2ガスやＡｒガス、Ｈｅガスなどの不活性ガスを供給する不活性ガス供給配管３１と、マスフローコントローラ３２と、を備える。不活性ガス供給配管３１は、マスフローコントローラ３２を介して基板ステージ１２に設けられたガス流路３３の流入口３３１に接続される。基板ステージ１２に供給された不活性ガスは、ガス流路３３を介して、基板ステージ１２の上面より真空容器１１内に供給される。
【００２２】
このような構成の気相エッチング装置１０では、ＨＦガスとＨ2Ｏガスとをガラス基板５０に供給してエッチングを行う際に、ガラス基板５０の裏面から不活性ガスを供給し、ガラス基板５０の外周部から真空容器１１内へと流出されるようにしているので、ＨＦガスがガラス基板５０の外周部から裏面に周り込むことを抑えることができる。
【００２３】
つぎに、気相エッチング装置１０によるガラス基板５０の表面処理方法について説明する。図３は、実施の形態１による基板表面処理方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【００２４】
まず、ガラス基板５０を真空容器１１内の基板ステージ１２に設置し（ステップＳ１）、真空容器１１内を真空排気する（ステップＳ２）。ついで、不活性ガス供給機構３０からＮ2ガスなどの不活性ガスをガス流路３３を介して基板ステージ１２の上面に供給する（ステップＳ３）。このとき、不活性ガスは、ガス流路３３の吐出口３３２から、基板ステージ１２の基板載置用溝１２１の底面に設けられた不活性ガス供給溝１２３から基板ステージ１２の上面へと供給される。また、基板ステージ１２の上面にはガラス基板５０が設置されているため、ガス流路３３より基板ステージ１２の上面に流出した不活性ガスは、基板ステージ１２の上面に形成された不活性ガス供給溝１２３を通って、ガラス基板５０の端部から基板ステージ１２外部の真空容器１１内に供給される。
【００２５】
その後、処理ガス供給機構２０から、シャワーヘッド１４を介してＨＦガスを真空容器１１内に供給し（ステップＳ４）、排気口１３に接続される図示しない圧力調整バルブと真空ポンプとによって真空容器１１内を所定の圧力に調整する（ステップＳ５）。この際、ＨＦガスがガラス基板５０に吸着することでガラス基板５０の表面がエッチングされて凹凸形状が形成される。
【００２６】
エッチングを所定の時間行なった後（ステップＳ６）、ＨＦガスの供給を停止してエッチングを終了する（ステップＳ７）。その後、基板ステージ１２に供給している不活性ガスの供給を停止し（ステップＳ８）、真空容器１１内の残留ガスや反応生成物を真空排気する（ステップＳ９）。そして、上面に凹凸形状が形成されたガラス基板５０を真空容器１１から取り出して（ステップＳ１０）、基板表面処理方法が終了する。
【００２７】
なお、上述した説明では、基板ステージ１２の上面に形成した不活性ガス供給溝１２３は、基板ステージ１２の平面視上で中央部から放射状に形成した場合を例に挙げたが、これに限られることなく、不活性ガス供給溝１２３は不活性ガスをガラス基板５０の周辺から真空容器１１内へと均一に供給することができる形状であればよい。
【００２８】
また、この実施の形態１では、ガス流路３３の吐出口３３２を、平面視上で基板ステージ１２の中央部に１箇所設けた場合を例に挙げたが、これに限られることなく、基板ステージ１２の上面に複数個のガス流路３３の吐出口３３２を設置してもよい。図４は、実施の形態１による基板ステージの他の構成例を示す上面図である。
【００２９】
薄膜シリコン太陽電池で用いられる大面積のガラス基板５０を処理する場合には、図１や図２に示されるように、基板ステージ１２の中央部の１箇所から供給される不活性ガスをガラス基板５０の裏面に均一に拡散させることが難しい。そのため、図４に示されるように、ガラス基板５０の裏面周縁部付近に対応する基板載置用溝１２１の底面の周縁部付近にのみ不活性ガス供給溝１２３を形成し、この不活性ガス供給溝１２３の中に複数個のガス流路３３を設けるようにしてもよい。このようにすることで、大面積のガラス基板５０であっても基板端部より真空容器１１内に均一に不活性ガスを供給することができる。なお、図２と同じ構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略している。
【００３０】
以上説明したように、この実施の形態１では、少なくとも、ＨＦガスを真空容器１１内に供給している期間、基板ステージ１２の上面（基板載置用溝１２１）からガラス基板５０の裏面に不活性ガスを供給し、この不活性ガスを基板ステージ１２とガラス基板５０の裏面の間を通してガラス基板５０の端部より真空容器１１内に供給させるようにした。これによって、ガラス基板５０の裏面へのＨＦガスの周り込みが抑制される。特に、平坦性が確保されない１ｍ角を超える大面積のガラス基板５０でも、裏面へのＨＦガスの周り込みが抑制される。その結果、ガラス基板５０の裏面への凹凸形状の形成を防止することができる。
【００３１】
また、このようにして形成されたガラス基板５０上に、たとえば透明導電膜からなる第１電極層と、Ｐ型半導体膜、発電層であるＩ型半導体膜およびＮ型半導体膜からなる光電変換層と、透明導電膜および金属電極膜からなる第２電極層と、が積層された構造の薄膜太陽電池を形成した場合に、ガラス基板５０の裏面の周縁部に凹凸形状が形成されないので、ガラス基板５０に入射すべき光が散乱されずにガラス基板５０に入射するようになり、局所的に太陽電池特性が劣化（発電電流が低下）して製品歩留まりの低下が引き起こされる事態を防止することができるという効果も有する。
【００３２】
実施の形態２．
図５は、実施の形態２によるガラス基板の表面処理装置の概略構成を模式的に示す断面図であり、図６は、基板ステージの上面図である。この実施の形態２では、基板ステージ１２の基板載置用溝１２１の底面の外周部に沿って複数のガス流路３４が設けられる。ガス流路３４は、それぞれの位置で基板ステージ１２の厚さ方向を貫通するように設けられる。また、不活性ガス供給機構３０の不活性ガス供給配管３１は、真空容器１１の外部で分岐し、それぞれのガス流路３４に接続される。この実施の形態２では、ガス流路３４は、ガラス基板５０を基板ステージ１２上に載置したときに、実施の形態１のようにガラス基板５０の周縁部の下部になるように配置されるのではなく、ガラス基板５０の外縁の外側になるように配置される。このような構造によって、基板ステージ１２とガラス基板５０との間の密着性を確保することができる。その結果、基板ステージ１２を加熱している際には、基板ステージ１２に載置したガラス基板５０の温度を一定に保つことができる。なお、実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略している。また、このような構造のガラス基板の表面処理装置における表面処理方法についても、実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【００３３】
この実施の形態２では、基板ステージ１２の上面に、実施の形態１のように不活性ガス供給溝１２３が形成されていないため、加熱している基板ステージ１２とガラス基板５０との密着性が実施の形態１の場合に比して確保される。その結果、基板ステージ１２に載置したガラス基板５０の温度を一定に保つことができ、ガラス基板５０の基板面内でのエッチング分布の劣化を抑制することができるという効果を実施の形態１の効果に加えて得ることができる。
【００３４】
なお、上述した説明では、基板ステージ１２の外周部に設けた不活性ガスのガス流路３４は、基板ステージ１２の上面からシャワーヘッド１４の方向に向けて不活性ガスが供給される構成を例示したが、これに限られるものではなく、基板ステージ１２の上面に形成する不活性ガスのガス流路３４は、不活性ガスをガラス基板５０の周辺から真空容器１１内に均一に供給できる形状であれば、どのように配置されるものでもよい。
【００３５】
図７は、実施の形態２によるガラス基板の表面処理装置の概略構成の他の例を模式的に示す断面図である。この例では、不活性ガスのガス流路３５は、基板ステージ１２の基板載置領域内に厚さ方向に延在し、基板ステージ１２の上部で載置されるガラス基板５０の基板面と平行な方向に向きを変えるように構成されている。すなわち、基板載置領域の周縁部で、ガラス基板５０の裏面と平行な方向に不活性ガスを吐出することができるようにガス流路３５が構成されている。なお、この場合には、基板ステージ１２には基板ガイド１２２が設けられていない。また、図１や図５と同一の構成要素には、同一の符号を付して、その説明を省略している。
【００３６】
このような構成の気相エッチング装置１０によれば、不活性ガスは、ガラス基板５０の裏面と平行な方向に真空容器１１内に供給され、不活性ガスをシャワーヘッド１４の方向に供給する場合と比較して、シャワーヘッド１４から供給されるＨＦガスの流れを乱すことなく不活性ガスを真空容器１１内に供給することができる。そのため、基板周辺部でのエッチング分布の劣化を抑制できるという効果を有する。
【００３７】
実施の形態３．
この実施の形態３では、不活性ガス供給機構から基板ステージに供給される不活性ガスを予め加熱するガラス基板の表面処理装置と表面処理方法について説明する。
【００３８】
図８は、実施の形態３による基板表面処理装置の概略構成を模式的に示す断面図である。この基板表面処理装置としての気相エッチング装置１０は、実施の形態２の図７の構成で、不活性ガス供給機構３０のマスフローコントローラ３２と真空容器１１との間を接続する不活性ガス供給配管３１に、不活性ガスを加熱する配管加熱部３６と、不活性ガスの温度が所定の温度となるように配管加熱部３６の温度を制御する加熱制御部３７と、をさらに備える。加熱制御部３７は、不活性ガスの温度がたとえば基板ステージ１２の温度と同程度の温度となるように、配管加熱部３６を制御する。これによって、加熱された不活性ガスが基板ステージ１２内に供給される。なお、実施の形態１，２と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略している。また、このような構造の気相エッチング装置における表面処理方法についても、実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。さらに、ここでは、図７の不活性ガス供給機構３０に配管加熱部３６と加熱制御部３７とを設ける場合を例示したが、図１や図５の不活性ガス供給機構３０に配管加熱部３６と加熱制御部３７とを設けるようにしてもよい。
【００３９】
この実施の形態３では、加熱制御部３７によって温度制御された配管加熱部３６で加熱された不活性ガスが基板ステージ１２に供給されるが、不活性ガスがたとえば基板ステージ１２の温度程度に温められているので、基板ステージ１２に到達する不活性ガスによって、加熱された基板ステージ１２の温度が低下してしまうことを防ぐことができる。すなわち、加熱された基板ステージ１２内を不活性ガスが流れることで生じる基板ステージ１２の温度低下が抑制され、この結果、ガラス基板５０面内でのエッチング分布の悪化を抑制することができるという効果を実施の形態１，２の効果に加えて得ることができる。
【００４０】
なお、実施の形態１〜３において、処理ガスとしてＨＦガスおよびＨ2Ｏガスを用いる場合を例に挙げて説明したが、Ｈ2Ｏガスについては、これに限られることなく、エチルアルコールやメチルアルコール、またはこれらの混合ガスを用いてもよい。
【００４１】
また、実施の形態１〜３において、基板ステージ１２内に導入される不活性ガスとしてＮ2ガスを例に挙げて説明したが、不活性ガスは、気相ＨＦによるガラス基板５０のエッチングに対して不活性なガスであればよく、Ｎ2，Ａｒ，Ｈｅ，Ｘｅ，Ｋｒまたはこれらの混合ガスを用いても同様の効果を得ることができる。特に、不活性ガスとして、Ｎ2，Ａｒ，Ｈｅまたはこれらの混合ガスを用いることで、Ｘｅ，Ｋｒなどの高価な不活性ガスを用いた場合と比較して、気相ＨＦエッチングプロセスを低コスト化することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１０ 気相エッチング装置
１１ 真空容器
１２ 基板ステージ
１３ 排気口
１４ シャワーヘッド
２０ 処理ガス供給機構
２１ ＨＦガス供給配管
２２ Ｈ2Ｏガス供給配管
２３，３２ マスフローコントローラ
３０ 不活性ガス供給機構
３１ 不活性ガス供給配管
３３〜３５ ガス流路
３６ 配管加熱部
３７ 加熱制御部
５０ ガラス基板
５０ａ，５０ｂ 凹凸形状
１２１ 基板載置用溝
１２２ 基板ガイド
１２３ 不活性ガス供給溝
１４１ ガス供給口
３３１ 流入口
３３２ 吐出口
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板表面処理方法および基板表面処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電は、化石燃料による火力発電の代替エネルギとして期待されており、太陽光発電システムの生産量は年々増加している。このため、シリコン基板を原材料に用いるバルク型太陽電池ではシリコンウェハが不足するという事態が発生し、シリコン基板の価格高騰により製造コストの増大が懸念されている。そこで、ガラス基板上にシリコン膜を形成する薄膜シリコン太陽電池が注目されている。
【０００３】
薄膜シリコン太陽電池は、たとえばガラス基板上に、透明導電膜からなる第１電極層と、Ｐ型アモルファスシリコン膜、発電層であるＩ型アモルファスシリコン膜およびＮ型アモルファスシリコン膜からなるアモルファスシリコンセルと、透明導電膜および金属電極膜からなる第２電極層と、が積層された構造を有する。薄膜シリコン太陽電池では、ガラス基板を介して入射した太陽光を効率的に発電に利用するため、たとえばガラス基板の表面にテクスチャと呼ばれる凹凸形状を形成して入射光を散乱させ、発電層内での光路長を長くすることで高い発電電流を得ている。
【０００４】
薄膜太陽電池で使用するガラス基板の表面への凹凸形状の形成方法としては、サンドブラストを用いる方法などが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。また、ＨＦガスを用いた気相エッチング装置として、シリコン基板上に作製する半導体デバイス用の気相ＨＦエッチング装置が知られている（たとえば、特許文献２，３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１９９７４５号公報
【特許文献２】特開２００８−１８７１０５号公報
【特許文献３】特許第２８３３９４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、サンドブラスト法を用いた場合には、ガラス基板表面の凹凸形状の形状制御が困難であり、この上に太陽電池を作製した場合、安定した太陽電池特性が得られないという問題点があった。また、従来の気相ＨＦエッチング装置は、シリコン基板表面に形成されたシリコン酸化膜やシリコン窒化膜をエッチングするための装置であり、薄膜太陽電池で使用するガラス基板の表面に凹凸形状を形成するための装置ではない。そのため、従来の気相ＨＦエッチング装置を用いて薄膜シリコン太陽電池用のガラス基板をエッチングして基板表面に凹凸形状の形成を行なった場合には、基板ステージ上に設置したガラス基板の端部のわずかな空隙からＨＦガスの周り込みが生じ、ガラス基板の裏面にも凹凸形状が形成されてしまうという問題点があった。
【０００７】
この発明は、上記に鑑みてなされたもので、基板表面を加工する際に、裏面には加工が施されない基板表面処理方法および基板表面処理装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、この発明にかかる基板処理方法は、処理室内の基板保持手段に基板を載置する基板載置工程と、前記処理室内を排気する排気工程と、前記基板保持手段の基板保持面側から不活性ガスを供給する不活性ガス供給工程と、前記処理室内に処理ガスを供給してエッチングするエッチング工程と、エッチングの終了後に前記不活性ガスの供給を停止する不活性ガス供給停止工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、薄膜シリコン太陽電池などに用いられるガラス基板などの基板表面を、ガスエッチングによって処理する場合に、基板保持手段の基板載置面から不活性ガスを供給し、不活性ガスを基板保持手段と基板との間を通して、基板端部から処理室内に供給するようにしたので、処理ガスの基板裏面への回り込みが抑制され、基板裏面に不必要な処理が施されてしまうことを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、この発明の実施の形態１による基板表面処理装置の概略構成を模式的に示す断面図である。
【図２】図２は、基板ステージの上面図である。
【図３】図３は、実施の形態１による基板表面処理方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図４】図４は、実施の形態１による基板ステージの他の構成例を示す上面図である。
【図５】図５は、実施の形態２によるガラス基板の表面処理装置の概略構成を模式的に示す断面図である。
【図６】図６は、基板ステージの上面図である。
【図７】図７は、実施の形態２によるガラス基板の表面処理装置の概略構成の他の例を模式的に示す断面図である。
【図８】図８は、実施の形態３による基板表面処理装置の概略構成を模式的に示す断面図である。
【図９】図９は、従来の気相ＨＦエッチング装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図１０】図１０は、従来の気相ＨＦエッチング時のガラス基板と基板ステージとＨＦガスとの関係を模式的に示す図である。
【図１１】図１１は、従来の気相ＨＦエッチング処理後のガラス基板の状態を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に添付図面を参照して、この発明の実施の形態にかかる基板表面処理方法および基板表面処理装置を詳細に説明する。なお、これらの実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、以下では、従来の気相ＨＦエッチング装置の構成とその問題点について説明した後、実施の形態について説明する。
【００１２】
図９は、従来の気相ＨＦエッチング装置の構成を模式的に示す断面図である。気相ＨＦエッチング装置２１０は、処理室である真空容器２１１内に、処理対象であるシリコン基板２５０を保持する基板ステージ２１２と、シリコン基板２５０上に処理ガスをシャワー状に供給するシャワーヘッド２１４と、を備える。シャワーヘッド２１４は、真空容器２１１の上部に、基板ステージ２１２に対向するように設けられている。シャワーヘッド２１４には、ＨＦガスを供給するガス配管２２１と、Ｈ2Ｏ（水蒸気）ガスを供給するガス配管２２２と、が接続されており、各ガス配管２２１，２２２には各ガスの流量を制御するマスフローコントローラ２２３が設けられている。また、真空容器２１１の下部には、排気口２１３が設けられ、配管を介して図示しない真空ポンプと接続される。
【００１３】
このような気相ＨＦエッチング装置でのＨＦエッチング処理について説明する。まず、表面にシリコン酸化膜２５１が形成されたシリコン基板２５０を真空容器２１１内に搬入し、基板ステージ２１２上に載置する。ついで、図示しない真空ポンプによって排気口２１３を介して真空容器２１１内を所定の真空度にした後、マスフローコントローラ２２３によって流量調整されたＨＦガスやＨ2Ｏガスを配管２２１，２２２を介して真空容器２１１内に供給する。このとき、供給されるガスは、シャワーヘッド２１４から基板ステージ２１２上に載置されたシリコン基板２５０上にシャワー状に導入され、これによってシリコン基板２５０の表面のシリコン酸化膜２５１がエッチング除去される。
【００１４】
つぎに、このような気相ＨＦエッチング装置を、トランジスタなどの半導体装置が形成された半導体基板ではなく、薄膜太陽電池用のガラス基板のエッチングに適用する場合について説明する。図１０は、従来の気相ＨＦエッチング時のガラス基板と基板ステージとＨＦガスとの関係を模式的に示す図であり、図１１は、従来の気相ＨＦエッチング処理後のガラス基板の状態を模式的に示す断面図である。図１０に示されるように、従来の気相ＨＦエッチング装置２１０を用いて薄膜太陽電池用のガラス基板５０をエッチングしてガラス基板５０の表面に凹凸形状の形成を行う場合、基板ステージ２１２上に載置したガラス基板５０の端部のわずかな空隙２５５からＨＦガスの周り込みが生じる。その結果、図１１に示されるように、ガラス基板５０の表面に形成される凹凸形状５０ａだけでなく、裏面の周縁部付近にも凹凸形状５０ｂが形成されてしまうという問題点があった。
【００１５】
特に、薄膜太陽電池の製造に用いられる１ｍ角を超える大面積のガラス基板５０の場合には、ガラス基板５０の平坦性の確保が難しく、ＨＦガスの周り込みが顕著となっていた。そして、裏面に凹凸形状５０ｂが形成されたガラス基板５０の表面上に薄膜シリコン太陽電池を作製した場合、ガラス基板５０の裏面の凹凸形状５０ｂが形成された領域では、本来であればガラス基板５０に入射すべき光が凹凸形状５０ｂによって散乱されてしまい、局所的に太陽電池特性が劣化（発電電流が低下）して製品歩留まりの低下が引き起こされるという問題点があった。
【００１６】
以下の実施の形態では、気相ＨＦエッチング処理時に、ガラス基板５０の裏面のエッチングを抑制することができる基板表面処理方法および基板表面処理装置について説明する。
【００１７】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による基板表面処理装置の概略構成を模式的に示す断面図であり、図２は、基板ステージの上面図である。基板表面処理装置としての気相エッチング装置１０は、真空容器１１を備え、真空容器１１の内部には、ガラス基板５０などの基板が載置される基板ステージ１２と、基板ステージ１２の基板載置面に対向して配置されるシャワーヘッド１４と、が設けられる。
【００１８】
基板ステージ１２の上面のガラス基板５０を載置する領域（以下、基板載置領域という）には、たとえばザグリ加工によって施された基板載置用溝１２１が形成されている。すなわち、基板ステージ１２の上面に基板載置用溝１２１を設けることで、基板ステージ１２上面の外周部には、ガラス基板５０を所定の位置に保持する基板ガイド１２２が形成され、ガラス基板５０が基板ステージ１２から落下しない構造となっている。なお、この例では、ガラス基板５０は矩形状を有しており、基板ステージ１２の基板載置用溝１２１も平面視で矩形状に加工されている。また、基板載置用溝１２１の底面には、ガラス基板５０の裏面に均一に不活性ガスを拡散させる不活性ガス供給溝１２３が設けられている。不活性ガス供給溝１２３は、基板ステージ１２の略中央部を貫通するガス流路３３と接続され、ガス流路３３の吐出口３３２から放射状に形成されている。また、基板載置用溝１２１の外周部に沿っても不活性ガス供給溝１２３が形成されている。なお、ガス流路３３の流入口３３１は、後述する不活性ガス供給機構３０に接続されている。さらに、基板ステージ１２は、ガラス基板５０を所望の温度に加熱することができるように、図示しない加熱手段を備えている。
【００１９】
シャワーヘッド１４には、処理ガス（プロセスガス）を真空容器１１内に均一に導入するための複数個のガス供給口１４１が設けられている。また、真空容器１１の下部には排気口１３が設けられており、この排気口１３には図示しない圧力調整バルブと真空ポンプが接続され、真空容器１１内の圧力を所望の圧力に調整可能な構成となっている。
【００２０】
気相エッチング装置１０は、真空容器１１内に処理ガスを供給する処理ガス供給機構２０と、真空容器１１内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給機構３０と、を真空容器１１の外部に備える。処理ガス供給機構２０は、ＨＦガスを供給するＨＦガス供給配管２１とＨ2Ｏガスを供給するＨ2Ｏガス供給配管２２と、ガス流量制御装置としてのマスフローコントローラ２３と、を備える。ＨＦガス供給配管２１とＨ2Ｏガス供給配管２２は、それぞれマスフローコントローラ２３を介して真空容器１１のシャワーヘッド１４の設置位置に接続されている。これらの処理ガスはシャワーヘッド１４を介して真空容器１１内に吐出される。
【００２１】
不活性ガス供給機構３０は、Ｎ2ガスやＡｒガス、Ｈｅガスなどの不活性ガスを供給する不活性ガス供給配管３１と、マスフローコントローラ３２と、を備える。不活性ガス供給配管３１は、マスフローコントローラ３２を介して基板ステージ１２に設けられたガス流路３３の流入口３３１に接続される。基板ステージ１２に供給された不活性ガスは、ガス流路３３を介して、基板ステージ１２の上面より真空容器１１内に供給される。
【００２２】
このような構成の気相エッチング装置１０では、ＨＦガスとＨ2Ｏガスとをガラス基板５０に供給してエッチングを行う際に、ガラス基板５０の裏面から不活性ガスを供給し、ガラス基板５０の外周部から真空容器１１内へと流出されるようにしているので、ＨＦガスがガラス基板５０の外周部から裏面に周り込むことを抑えることができる。
【００２３】
つぎに、気相エッチング装置１０によるガラス基板５０の表面処理方法について説明する。図３は、実施の形態１による基板表面処理方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【００２４】
まず、ガラス基板５０を真空容器１１内の基板ステージ１２に設置し（ステップＳ１）、真空容器１１内を真空排気する（ステップＳ２）。ついで、不活性ガス供給機構３０からＮ2ガスなどの不活性ガスをガス流路３３を介して基板ステージ１２の上面に供給する（ステップＳ３）。このとき、不活性ガスは、ガス流路３３の吐出口３３２から、基板ステージ１２の基板載置用溝１２１の底面に設けられた不活性ガス供給溝１２３から基板ステージ１２の上面へと供給される。また、基板ステージ１２の上面にはガラス基板５０が設置されているため、ガス流路３３より基板ステージ１２の上面に流出した不活性ガスは、基板ステージ１２の上面に形成された不活性ガス供給溝１２３を通って、ガラス基板５０の端部から基板ステージ１２外部の真空容器１１内に供給される。
【００２５】
その後、処理ガス供給機構２０から、シャワーヘッド１４を介してＨＦガスを真空容器１１内に供給し（ステップＳ４）、排気口１３に接続される図示しない圧力調整バルブと真空ポンプとによって真空容器１１内を所定の圧力に調整する（ステップＳ５）。この際、ＨＦガスがガラス基板５０に吸着することでガラス基板５０の表面がエッチングされて凹凸形状が形成される。
【００２６】
エッチングを所定の時間行なった後（ステップＳ６）、ＨＦガスの供給を停止してエッチングを終了する（ステップＳ７）。その後、基板ステージ１２に供給している不活性ガスの供給を停止し（ステップＳ８）、真空容器１１内の残留ガスや反応生成物を真空排気する（ステップＳ９）。そして、上面に凹凸形状が形成されたガラス基板５０を真空容器１１から取り出して（ステップＳ１０）、基板表面処理方法が終了する。
【００２７】
なお、上述した説明では、基板ステージ１２の上面に形成した不活性ガス供給溝１２３は、基板ステージ１２の平面視上で中央部から放射状に形成した場合を例に挙げたが、これに限られることなく、不活性ガス供給溝１２３は不活性ガスをガラス基板５０の周辺から真空容器１１内へと均一に供給することができる形状であればよい。
【００２８】
また、この実施の形態１では、ガス流路３３の吐出口３３２を、平面視上で基板ステージ１２の中央部に１箇所設けた場合を例に挙げたが、これに限られることなく、基板ステージ１２の上面に複数個のガス流路３３の吐出口３３２を設置してもよい。図４は、実施の形態１による基板ステージの他の構成例を示す上面図である。
【００２９】
薄膜シリコン太陽電池で用いられる大面積のガラス基板５０を処理する場合には、図１や図２に示されるように、基板ステージ１２の中央部の１箇所から供給される不活性ガスをガラス基板５０の裏面に均一に拡散させることが難しい。そのため、図４に示されるように、ガラス基板５０の裏面周縁部付近に対応する基板載置用溝１２１の底面の周縁部付近にのみ不活性ガス供給溝１２３を形成し、この不活性ガス供給溝１２３の中に複数個のガス流路３３を設けるようにしてもよい。このようにすることで、大面積のガラス基板５０であっても基板端部より真空容器１１内に均一に不活性ガスを供給することができる。なお、図２と同じ構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略している。
【００３０】
以上説明したように、この実施の形態１では、少なくとも、ＨＦガスを真空容器１１内に供給している期間、基板ステージ１２の上面（基板載置用溝１２１）からガラス基板５０の裏面に不活性ガスを供給し、この不活性ガスを基板ステージ１２とガラス基板５０の裏面の間を通してガラス基板５０の端部より真空容器１１内に供給させるようにした。これによって、ガラス基板５０の裏面へのＨＦガスの周り込みが抑制される。特に、平坦性が確保されない１ｍ角を超える大面積のガラス基板５０でも、裏面へのＨＦガスの周り込みが抑制される。その結果、ガラス基板５０の裏面への凹凸形状の形成を防止することができる。
【００３１】
また、このようにして形成されたガラス基板５０上に、たとえば透明導電膜からなる第１電極層と、Ｐ型半導体膜、発電層であるＩ型半導体膜およびＮ型半導体膜からなる光電変換層と、透明導電膜および金属電極膜からなる第２電極層と、が積層された構造の薄膜太陽電池を形成した場合に、ガラス基板５０の裏面の周縁部に凹凸形状が形成されないので、ガラス基板５０に入射すべき光が散乱されずにガラス基板５０に入射するようになり、局所的に太陽電池特性が劣化（発電電流が低下）して製品歩留まりの低下が引き起こされる事態を防止することができるという効果も有する。
【００３２】
実施の形態２．
図５は、実施の形態２によるガラス基板の表面処理装置の概略構成を模式的に示す断面図であり、図６は、基板ステージの上面図である。この実施の形態２では、基板ステージ１２の基板載置用溝１２１の底面の外周部に沿って複数のガス流路３４が設けられる。ガス流路３４は、それぞれの位置で基板ステージ１２の厚さ方向を貫通するように設けられる。また、不活性ガス供給機構３０の不活性ガス供給配管３１は、真空容器１１の外部で分岐し、それぞれのガス流路３４に接続される。この実施の形態２では、ガス流路３４は、ガラス基板５０を基板ステージ１２上に載置したときに、実施の形態１のようにガラス基板５０の周縁部の下部になるように配置されるのではなく、ガラス基板５０の外縁の外側になるように配置される。このような構造によって、基板ステージ１２とガラス基板５０との間の密着性を確保することができる。その結果、基板ステージ１２を加熱している際には、基板ステージ１２に載置したガラス基板５０の温度を一定に保つことができる。なお、実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略している。また、このような構造のガラス基板の表面処理装置における表面処理方法についても、実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【００３３】
この実施の形態２では、基板ステージ１２の上面に、実施の形態１のように不活性ガス供給溝１２３が形成されていないため、加熱している基板ステージ１２とガラス基板５０との密着性が実施の形態１の場合に比して確保される。その結果、基板ステージ１２に載置したガラス基板５０の温度を一定に保つことができ、ガラス基板５０の基板面内でのエッチング分布の劣化を抑制することができるという効果を実施の形態１の効果に加えて得ることができる。
【００３４】
なお、上述した説明では、基板ステージ１２の外周部に設けた不活性ガスのガス流路３４は、基板ステージ１２の上面からシャワーヘッド１４の方向に向けて不活性ガスが供給される構成を例示したが、これに限られるものではなく、基板ステージ１２の上面に形成する不活性ガスのガス流路３４は、不活性ガスをガラス基板５０の周辺から真空容器１１内に均一に供給できる形状であれば、どのように配置されるものでもよい。
【００３５】
図７は、実施の形態２によるガラス基板の表面処理装置の概略構成の他の例を模式的に示す断面図である。この例では、不活性ガスのガス流路３５は、基板ステージ１２の基板載置領域内に厚さ方向に延在し、基板ステージ１２の上部で載置されるガラス基板５０の基板面と平行な方向に向きを変えるように構成されている。すなわち、基板載置領域の周縁部で、ガラス基板５０の裏面と平行な方向に不活性ガスを吐出することができるようにガス流路３５が構成されている。なお、この場合には、基板ステージ１２には基板ガイド１２２が設けられていない。また、図１や図５と同一の構成要素には、同一の符号を付して、その説明を省略している。
【００３６】
このような構成の気相エッチング装置１０によれば、不活性ガスは、ガラス基板５０の裏面と平行な方向に真空容器１１内に供給され、不活性ガスをシャワーヘッド１４の方向に供給する場合と比較して、シャワーヘッド１４から供給されるＨＦガスの流れを乱すことなく不活性ガスを真空容器１１内に供給することができる。そのため、基板周辺部でのエッチング分布の劣化を抑制できるという効果を有する。
【００３７】
実施の形態３．
この実施の形態３では、不活性ガス供給機構から基板ステージに供給される不活性ガスを予め加熱するガラス基板の表面処理装置と表面処理方法について説明する。
【００３８】
図８は、実施の形態３による基板表面処理装置の概略構成を模式的に示す断面図である。この基板表面処理装置としての気相エッチング装置１０は、実施の形態２の図７の構成で、不活性ガス供給機構３０のマスフローコントローラ３２と真空容器１１との間を接続する不活性ガス供給配管３１に、不活性ガスを加熱する配管加熱部３６と、不活性ガスの温度が所定の温度となるように配管加熱部３６の温度を制御する加熱制御部３７と、をさらに備える。加熱制御部３７は、不活性ガスの温度がたとえば基板ステージ１２の温度と同程度の温度となるように、配管加熱部３６を制御する。これによって、加熱された不活性ガスが基板ステージ１２内に供給される。なお、実施の形態１，２と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略している。また、このような構造の気相エッチング装置における表面処理方法についても、実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。さらに、ここでは、図７の不活性ガス供給機構３０に配管加熱部３６と加熱制御部３７とを設ける場合を例示したが、図１や図５の不活性ガス供給機構３０に配管加熱部３６と加熱制御部３７とを設けるようにしてもよい。
【００３９】
この実施の形態３では、加熱制御部３７によって温度制御された配管加熱部３６で加熱された不活性ガスが基板ステージ１２に供給されるが、不活性ガスがたとえば基板ステージ１２の温度程度に温められているので、基板ステージ１２に到達する不活性ガスによって、加熱された基板ステージ１２の温度が低下してしまうことを防ぐことができる。すなわち、加熱された基板ステージ１２内を不活性ガスが流れることで生じる基板ステージ１２の温度低下が抑制され、この結果、ガラス基板５０面内でのエッチング分布の悪化を抑制することができるという効果を実施の形態１，２の効果に加えて得ることができる。
【００４０】
なお、実施の形態１〜３において、処理ガスとしてＨＦガスおよびＨ2Ｏガスを用いる場合を例に挙げて説明したが、Ｈ2Ｏガスについては、これに限られることなく、エチルアルコールやメチルアルコール、またはこれらの混合ガスを用いてもよい。
【００４１】
また、実施の形態１〜３において、基板ステージ１２内に導入される不活性ガスとしてＮ2ガスを例に挙げて説明したが、不活性ガスは、気相ＨＦによるガラス基板５０のエッチングに対して不活性なガスであればよく、Ｎ2，Ａｒ，Ｈｅ，Ｘｅ，Ｋｒまたはこれらの混合ガスを用いても同様の効果を得ることができる。特に、不活性ガスとして、Ｎ2，Ａｒ，Ｈｅまたはこれらの混合ガスを用いることで、Ｘｅ，Ｋｒなどの高価な不活性ガスを用いた場合と比較して、気相ＨＦエッチングプロセスを低コスト化することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１０ 気相エッチング装置
１１ 真空容器
１２ 基板ステージ
１３ 排気口
１４ シャワーヘッド
２０ 処理ガス供給機構
２１ ＨＦガス供給配管
２２ Ｈ2Ｏガス供給配管
２３，３２ マスフローコントローラ
３０ 不活性ガス供給機構
３１ 不活性ガス供給配管
３３〜３５ ガス流路
３６ 配管加熱部
３７ 加熱制御部
５０ ガラス基板
５０ａ，５０ｂ 凹凸形状
１２１ 基板載置用溝
１２２ 基板ガイド
１２３ 不活性ガス供給溝
１４１ ガス供給口
３３１ 流入口
３３２ 吐出口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理室内の基板保持手段に基板を載置する基板載置工程と、
前記処理室内を排気する排気工程と、
前記基板保持手段の基板保持面側から不活性ガスを供給する不活性ガス供給工程と、
前記処理室内に処理ガスを供給してエッチングするエッチング工程と、
エッチングの終了後に前記不活性ガスの供給を停止する不活性ガス供給停止工程と、を含むことを特徴とする基板表面処理方法。
【請求項２】
前記基板はガラス基板であり、
前記処理ガスはＨＦガスを含むガスであることを特徴とする請求項１に記載の基板表面処理方法。
【請求項３】
前記不活性ガス供給工程では、前記基板保持手段の前記基板が載置される基板載置領域から、前記基板保持手段の前記基板保持面と前記基板の裏面との間を通って、前記基板の端部から前記処理室内に前記不活性ガスを供給することを特徴とする請求項１または２に記載の基板表面処理方法。
【請求項４】
前記不活性ガス供給工程では、前記基板保持手段の前記基板載置領域の外周部から前記処理室内に前記不活性ガスを供給することを特徴とする請求項１または２に記載の基板表面処理方法。
【請求項５】
前記不活性ガス供給工程では、前記不活性ガスは、前記基板保持手段に導入される前に加熱されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の基板表面処理方法。
【請求項６】
前記不活性ガスは、Ｎ2，Ａｒ，Ｈｅのうち少なくとも何れかのガスが含まれることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の基板表面処理方法。
【請求項７】
処理室と、
前記処理室内で基板を保持する基板保持手段と、
前記処理室内に前記基板を処理する処理ガスを供給する処理ガス供給手段と、
前記基板保持手段の基板保持面に対向して配置され、前記基板保持手段に向けて処理ガスを吐出する処理ガス吐出手段と、
前記処理室内のガスを排気する排気手段と、
前記処理室内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、
前記不活性ガス供給手段からの前記不活性ガスを前記基板保持手段の前記基板保持面側から前記処理室内に吐出させる不活性ガス吐出手段と、
を備えることを特徴とする基板表面処理装置。
【請求項８】
前記不活性ガス吐出手段は、
前記不活性ガス供給手段から前記基板保持手段の前記基板が載置される基板載置領域内の前記基板保持面側までを結ぶガス流路と、
前記ガス流路の前記基板保持面側の開口から、前記基板載置領域の周縁に向かうとともに、前記基板載置領域の周縁部に沿って設けられる不揮発性ガス供給溝と、
を有することを特徴とする請求項７に記載の基板表面処理装置。
【請求項９】
前記不活性ガス吐出手段は、前記不活性ガス供給手段から前記基板保持手段の前記基板が載置される基板載置領域の外周部の位置までを結ぶ複数のガス流路によって構成されることを特徴とする請求項７に記載の基板表面処理装置。
【請求項１０】
前記不活性ガス吐出手段は、前記不活性ガス供給手段から前記基板保持手段の前記基板が載置される基板載置領域の周縁部までを結び、前記基板載置領域の周縁部で、前記基板保持手段に載置される前記基板の基板面と平行な方向に前記不活性ガスを吐出するように流出口が設けられている複数のガス流路によって構成されることを特徴とする請求項７に記載の基板表面処理装置。
【請求項１１】
前記不活性ガス供給手段と前記基板保持手段とを接続する配管に、前記配管を流れる不活性ガスを加熱する加熱手段をさらに備えることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１つに記載の基板表面処理装置。
【請求項１２】
前記基板はガラス基板であり、
前記処理ガスはＨＦガスを含むガスであることを特徴とする請求項８〜１１のいずれか１つに記載の基板表面処理装置。
【請求項１３】
前記不活性ガスは、Ｎ2，Ａｒ，Ｈｅのうち少なくとも何れかのガスが含まれることを特徴とする請求項８〜１２のいずれか１つに記載の基板表面処理装置。
【請求項１】
処理室内の基板保持手段に基板を載置する基板載置工程と、
前記処理室内を排気する排気工程と、
前記基板保持手段の基板保持面側から不活性ガスを供給する不活性ガス供給工程と、
前記処理室内に処理ガスを供給してエッチングするエッチング工程と、
エッチングの終了後に前記不活性ガスの供給を停止する不活性ガス供給停止工程と、を含むことを特徴とする基板表面処理方法。
【請求項２】
前記基板はガラス基板であり、
前記処理ガスはＨＦガスを含むガスであることを特徴とする請求項１に記載の基板表面処理方法。
【請求項３】
前記不活性ガス供給工程では、前記基板保持手段の前記基板が載置される基板載置領域から、前記基板保持手段の前記基板保持面と前記基板の裏面との間を通って、前記基板の端部から前記処理室内に前記不活性ガスを供給することを特徴とする請求項１または２に記載の基板表面処理方法。
【請求項４】
前記不活性ガス供給工程では、前記基板保持手段の前記基板載置領域の外周部から前記処理室内に前記不活性ガスを供給することを特徴とする請求項１または２に記載の基板表面処理方法。
【請求項５】
前記不活性ガス供給工程では、前記不活性ガスは、前記基板保持手段に導入される前に加熱されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の基板表面処理方法。
【請求項６】
前記不活性ガスは、Ｎ2，Ａｒ，Ｈｅのうち少なくとも何れかのガスが含まれることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の基板表面処理方法。
【請求項７】
処理室と、
前記処理室内で基板を保持する基板保持手段と、
前記処理室内に前記基板を処理する処理ガスを供給する処理ガス供給手段と、
前記基板保持手段の基板保持面に対向して配置され、前記基板保持手段に向けて処理ガスを吐出する処理ガス吐出手段と、
前記処理室内のガスを排気する排気手段と、
前記処理室内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、
前記不活性ガス供給手段からの前記不活性ガスを前記基板保持手段の前記基板保持面側から前記処理室内に吐出させる不活性ガス吐出手段と、
を備えることを特徴とする基板表面処理装置。
【請求項８】
前記不活性ガス吐出手段は、
前記不活性ガス供給手段から前記基板保持手段の前記基板が載置される基板載置領域内の前記基板保持面側までを結ぶガス流路と、
前記ガス流路の前記基板保持面側の開口から、前記基板載置領域の周縁に向かうとともに、前記基板載置領域の周縁部に沿って設けられる不揮発性ガス供給溝と、
を有することを特徴とする請求項７に記載の基板表面処理装置。
【請求項９】
前記不活性ガス吐出手段は、前記不活性ガス供給手段から前記基板保持手段の前記基板が載置される基板載置領域の外周部の位置までを結ぶ複数のガス流路によって構成されることを特徴とする請求項７に記載の基板表面処理装置。
【請求項１０】
前記不活性ガス吐出手段は、前記不活性ガス供給手段から前記基板保持手段の前記基板が載置される基板載置領域の周縁部までを結び、前記基板載置領域の周縁部で、前記基板保持手段に載置される前記基板の基板面と平行な方向に前記不活性ガスを吐出するように流出口が設けられている複数のガス流路によって構成されることを特徴とする請求項７に記載の基板表面処理装置。
【請求項１１】
前記不活性ガス供給手段と前記基板保持手段とを接続する配管に、前記配管を流れる不活性ガスを加熱する加熱手段をさらに備えることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１つに記載の基板表面処理装置。
【請求項１２】
前記基板はガラス基板であり、
前記処理ガスはＨＦガスを含むガスであることを特徴とする請求項８〜１１のいずれか１つに記載の基板表面処理装置。
【請求項１３】
前記不活性ガスは、Ｎ2，Ａｒ，Ｈｅのうち少なくとも何れかのガスが含まれることを特徴とする請求項８〜１２のいずれか１つに記載の基板表面処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−７１８８３（Ｐ２０１３−７１８８３Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１４３４４（Ｐ２０１１−２１４３４４）
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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