KR100651349B1 - 표면 처리 방법 - Google Patents

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오야가즈후미
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세이코 엡슨 가부시키가이샤
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Abstract

표면 처리 방법은, 기판(10)의 표면(102)이 표면 처리용 장치(1)에 직면한 상태에서, 표면 처리용 장치(1)와 그 위에 위치된 기판(10)이 감압실의 내측으로 반송되며, 이에 의해 다수의 오목한 부분(32)(밀폐 공간)을 감압시키는 제 1 단계와, 기판(10)이 오목한 부분(32) 내측의 음의 압력과 대기압 사이의 차이를 이용하여 표면 처리용 장치(1)로 유도된 상태에서, 표면 처리용 장치(1) 및 기판(10)이 감압실의 내측으로부터 대기압하에서 대기까지 반출되는 제 2 단계와, 기판(10)이 표면 처리용 장치(1)에 의해 유도된 상태에서 기판(10)의 배면(101)에 대해 표면 처리가 실시되는 제 3 단계를 포함한다.

Description

표면 처리 방법{METHOD FOR SURFACE TREATMENT}
도 1은 제 1 실시예의 표면 처리용 장치를 도시하는 단면도,
도 2는 도 1에 도시된 표면 처리용 장치의 평면도,
도 3은 제 2 실시예의 표면 처리용 장치를 도시하는 단면도,
도 4는 도 3에 도시된 표면 처리용 장치의 평면도,
도 5는 제 3 실시예의 표면 처리용 장치를 도시하는 단면도,
도 6은 도 5에 도시된 표면 처리용 장치의 평면도,
도 7은 제 4 실시예의 표면 처리용 장치를 도시하는 단면도,
도 8a 및 도 8b는 제 5 실시예의 표면 처리용 장치를 도시하는 부분 단면도,
도 9a 내지 9c는 도 8a 및 도 8b에 도시된 표면 처리용 장치의 사용을 설명하기 위해 사용되는 부분 단면도,
도 10a 및 도 10b는 제 6 실시예의 표면 처리용 장치를 도시하는 부분 단면도,
도 11은 제 7 실시예의 표면 처리용 장치의 일부분(분리 보조 수단)을 도시하는 사시도,
도 12는 제 8 실시예의 표면 처리용 장치의 일부분(분리 보조 수단)을 도시하는 사시도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 표면 처리용 장치 2 : O 링
3 : 메인 본체 4 : 표면 처리용 장치
5 : 표면 처리용 장치 6 : 탄성판
7 : 메인 본체 10 : 기판
20 : 기판 30 : 기판
31 : 기판 접촉 표면 32 : 오목한 부분
33 : 홈 34 : 갭
41a, 41b : 기판 접촉 표면 42 : 관통 구멍
43 : 오목한 부분 61 : 기판 접촉 표면
62 : 관통 구멍 72 : 유로
73 : 유로 81 : 나사
82 : O 링 100 : 표면 처리용 장치
101 : 배면 102 : 표면
110 : 기부 110a : 나사 결합 부분
120 : 고정 부분 130 : 분리 보조 수단
131 : 핀 132 : 코일 스프링
133 : 지지 부분 133a : 관통 구멍
134 : 회전 중심축 135 : 베어링
136 : 나사 137 : 탄성 부재
137a : 중공 공간 138a : 레버
138b : 웨이트 139 : 모터
139a : 회전축 139b : 메인 본체
201 : 배면 202 : 표면
203 : 오목한 부분 301 : 배면
302 : 표면 303 : 오목한 부분
311 : 주변 부분 312 : 단차 부분
본 발명은 표면 처리 방법에 관한 것이다.
최근에, 사진석판술 등을 실시하는 가공을 통해 반도체 소자, 수정 발진기 등이 제작되는데, 즉 소위 마이크로머시닝 기술(micromachining technology)이 활발하게 이용되고 있다. 마이크로머시닝 기술을 이용함으로써, 기판을 직접 가공할 수 있다. 예를 들면, 기판의 하나의 표면에 가공을 실시한 후에, 가공된 표면에 대향된 기판의 다른 표면에 에칭 등을 실시함으로써 기판의 두께가 감소될 수 있거 나 구멍이 기판에 제공될 수 있다.
기판의 하나의 표면이 가공되는 경우(즉, 기판의 하나의 표면이 에칭이 실시되는 경우에), 가공된 다른 표면(이후에 "가공된 표면"이라고 한다)을 에칭액으로부터 보호할 필요가 있다. 이러한 관점에서, 가공된 표면을 보호하면서 가공된 표면에 대향된 표면(이후에 "에칭될 표면"이라고 한다)만에 에칭을 실시할 수 있는 에칭 장치가 개발되었다(예를 들면 일본 특허 공개 제 1995-111257 호 공보 참조). 일본 특허 공개 제 1995-111257 호 공보에 개시된 에칭 장치는 지지 지그(supporting jig)와, 이 지지 지그에 착탈식으로 부착될 가압 지그를 포함한다. 기판이 지지 지그상에 위치된 상태에서 가압 지그가 지지 지그에 부착될 때, 가압 지그는 기판의 주변 부분을 가압한다. 이러한 방법에서, 기판은 에칭 장치에 고정되어 있다.
또한, 에칭 장치는 사전결정된 위치에 제공된 O 링을 구비한다. 기판을 에칭 장치에 고정한 상태에서는, O 링은 기판의 에칭할 표면과 밀접 접촉되어 있다. 이것에 의해 에칭액이 기판의 가공된 표면에 도달하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 기판이 고정되어 있는 에칭 장치가 에칭액에 침지될 때 조차도, 에칭할 표면만이 에칭이 실시된다.
그러나, 이러한 에칭 장치가 사용되는 경우에, 가압 지그에 의해 가압된 에칭할 표면의 외주변부는 에칭액에 노출되지 않으며, 이에 의해 외주변부는 처리되지 않는다.
그 결과, 가압 지그와 접촉된 일부분(즉, 비처리된 부분)과, 가압 지그와 접 촉되지 않은 일부분(즉 처리된 부분) 사이의 경계에서의 에칭 표면상에 높이의 차이가 발생된다. 이러한 높이의 차이에 의해 에칭후에 이뤄지는 후공정에서 기판의 각 영역에 대해서 다양한 처리를 균일하게 실시하는 것이 곤란하게 되는 문제가 야기된다.
따라서, 본 발명의 목적은 기판에 표면 처리를 균일하게 실시할 수 있는 표면 처리 방법을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 성취하기 위해서, 본 발명은 표면 처리 방법에 관한 것이다. 이 방법은 표면 처리용 장치를 이용하여 기판을 표면 처리하는데 사용된다. 상기 기판은 표면 처리가 실시될 하나의 표면과, 상기 하나의 표면에 대향된 다른 표면을 구비하며, 상기 표면 처리용 장치는 적어도 하나의 밀폐 공간과, 상기 밀폐 공간 및 상기 기판의 다른 표면과 협력하여 음의 압력을 생성하도록, 상기 기판의 다른 표면과 밀폐식으로 접촉하기에 적합한 상기 밀폐 공간을 둘러싸는 접촉부를 구비하며, 이에 의해 상기 기판이 음의 압력에 의해 상기 표면 처리용 장치상으로 유도되어 적어도 이러한 상태를 표면 처리 동안에 유지하는, 표면 처리 방법에 있어서,
상기 기판의 다른 표면이 상기 표면 처리용 장치에 직면한 상태에서, 상기 표면 처리용 장치와 그 위에 위치된 기판이 상기 밀폐 공간을 감압시키기 위한 감압실의 내측으로 반송되며, 이에 의해 상기 밀폐 공간내에 음의 압력이 생성되는 제 1 단계와,
상기 기판이 밀폐 공간 내측의 음의 압력과 대기압 사이의 차이를 이용하여 표면 처리용 장치상으로 유도된 상태에서, 상기 표면 처리용 장치 및 상기 기판이 상기 감압실의 내측으로부터 대기압하에서 대기까지 반출되는 제 2 단계와,
상기 기판이 표면 처리용 장치에 의해 유도된 조건하에서, 상기 기판의 하나의 표면에 대해 표면 처리가 실시되는 제 3 단계를 포함한다.
이에 의해 기판에 표면 처리를 균일하게 실시할 수 있다.
본 발명의 표면 처리 방법에서, 상기 제 1 단계에서 감압실내의 압력이 70,000 Pa 또는 그 이하인 것이 바람직하다.
이에 의해 기판이 확실한 흡입에 의해 표면 처리용 장치에 밀착되고 표면 처리용 장치에 유지될 수 있는 동시에 기판이 손상되는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
본 발명의 표면 처리 방법에서, 상기 제 3 단계에서 표면 처리가 대기압 또는 그 이상의 압력하에서 실시되는 것이 바람직하다.
이에 의해 제 3 단계에서 압력을 정확하게 설정할 필요가 없기 때문에 제 1 단계에서 감압실 내측의 압력을 용이하게 설정할 수 있다.
본 발명의 표면 처리 방법에서, 상기 기판을 가진 상기 표면 처리용 장치가 감압실의 내측으로 다시 반송되며, 상기 감압실내의 압력이 상기 제 1 단계에서의 감압실내의 압력과 실질적으로 동일하거나 그 압력보다 낮게 되도록 상기 감압실의 내측을 감압시킴으로써 상기 기판이 상기 표면 처리용 장치로부터 분리되는, 상기 제 3 단계 이후의 제 4 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이에 의해 기판을 표면 처리용 장치로부터 용이하게 분리할 수 있다.
본 발명의 표면 처리 방법에서, 상기 제 1 단계에서 감압실내의 압력이 A(Pa)로 규정되며, 상기 제 4 단계에서 감압실내의 압력이 B(Pa)로 규정될 때, B/A가 1 또는 그 이하가 되는 관계를 충족시키는 것이 바람직하다.
이에 의해 기판을 표면 처리용 장치로부터 확실하게 분리할 수 있다.
본 발명의 표면 처리 방법에서, 상기 제 4 단계에서 감압실내의 압력이 70,000 Pa 또는 그 이하인 것이 바람직하다.
이에 의해 기판을 표면 처리용 장치로부터 확실하게 분리할 수 있다.
본 발명의 표면 처리 방법에서, 상기 표면 처리용 장치가 상기 감압실내의 표면 처리용 장치의 접촉부로부터 기판을 분리하는 것을 보조하는 분리 보조 수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.
이에 의해 기판을 표면 처리용 장치로부터 확실하게 분리할 수 있다.
본 발명의 표면 처리 방법에서, 상기 분리 보조 수단이, 상기 기판이 표면 처리용 장치의 접촉부로부터 분리될 때 기판의 다른 표면과 접촉되기에 적합한 일 단부 부분을 가진 접촉 부재와, 상기 접촉 부재가 접촉부로부터 분리되는 방향으로 상기 접촉 부재를 변위시키기 위한 변위 수단을 포함하는 것이 바람직하다.
분리 보조 수단에 따르면, 간단한 구조일 지라도 표면 처리용 장치로부터 기판을 확실하게 분리할 수 있다.
본 발명의 표면 처리 방법에서, 상기 접촉 부재가 그 일 단부 부분에 대향된 다른 단부 부분을 구비하며, 상기 접촉 부재가 피봇 중심으로서 이용되는 다른 단부 부분과 함께 피봇식으로 회전될 수 있는 것이 바람직하다.
이에 의해 변위 수단의 구조를 간략하게 할 수 있다.
본 발명의 표면 처리 방법에서, 상기 변위 수단은 스프링과, 중공 공간의 용적이 감압실의 내측을 감압시킴으로써 증대되는 중공 공간을 가진 탄성 부재와, 레버 및 웨이트와, 모터중 어느 하나로 구성되는 것이 바람직하다.
이에 의해 변위 수단이 매우 단순한 구조를 갖고 있기 때문에, 표면 처리용 장치의 부품의 개수의 증가, 표면 처리용 장치의 제조 비용의 증가를 방지할 수 있다.
본 발명의 표면 처리 방법에서, 상기 표면 처리용 장치가 기판이 접촉부와 접촉된 상태에서 밀폐 공간이 그 외측과 연통되게 하는 유로를 구비하며, 상기 유로는 제 1, 제 2 및 제 3 단계에서 밀폐식으로 밀봉되며, 상기 기판이 상기 유로를 개방시킴으로써 상기 표면 처리용 장치로부터 분리되는, 상기 제 3 단계 이후의 제 4 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이에 의해 기판을 표면 처리용 장치로부터 확실하게 분리할 수 있다.
본 발명의 표면 처리 방법에서, 상기 기판이 각각 기판의 다른 표면으로 개방되는 하나 또는 그 이상의 오목한 부분을 구비하며, 상기 오목한 부분이 커버될 수 있도록 상기 기판의 다른 표면상에 시트형 재료를 제공하는, 상기 제 1 단계 이전의 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이에 의해 기판을 표면 처리용 장치로부터 분리한 후에 세정과 같은 표면 처 리가 기판에 대해 실시될 때 표면 처리용 장치의 밀폐 공간에 처리액이 침입하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 표면 처리 방법에서, 상기 기판이 각각 기판의 다른 표면으로 개방되는 하나 또는 그 이상의 오목한 부분을 구비하며, 상기 접촉부는 상기 기판이 상기 접촉부와 접촉된 상태에서 상기 기판의 오목한 부분을 커버할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
이에 의해 오목한 부분을 가진 기판을 표면 처리용 장치에 확실하게 유지(고정)할 수 있다.
본 발명의 표면 처리 방법에서, 상기 표면 처리용 장치가 2개의 주요 표면을 구비하는 평판형 구조를 가지며, 상기 2개의 주요 표면의 각각의 측면상에 오목한 부분을 구비하는 것이 바람직하다.
이에 의해 표면 처리에 필요한 비용을 감소시키고, 표면 처리에 필요한 시간을 단축시킬 수 있다.
본 발명의 표면 처리 방법에서, 상기 표면 처리가 처리용 액체를 이용하여 실시되는 것이 바람직하다.
본 발명의 표면 처리 방법은 다양한 형태의 표면 처리에 적합할 수 있으며, 특히 이 방법은 처리용 액체를 적절하게 이용하는 표면 처리에 적용될 수 있다.
본 발명의 표면 처리 방법에서, 상기 처리용 액체가 에칭액을 포함하는 것이 바람직하다.
특히, 본 발명의 표면 처리 방법은 웨트 에칭에 보다 적절하게 적용될 수 있 다.
이하, 본 발명에 따른 표면 처리용 장치를 첨부 도면에 도시된 바람직한 실시예를 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명에 있어서, 표면 처리가 실시될 기판은 개별 기판과 웨이퍼 양자를 포함한다. 이들 기판에는, 표면 처리를 실시하게 될 다른 표면(이하에, "배면"이라고 함)과는 대향된 표면(이하에, "표면"이라고 함)에는 반도체 소자(능동 소자) 또는 투명 도전막 등이 형성된 배선 등이 형성될 수 있다. 본 발명에 따른 표면 처리용 장치는 이러한 처리된 표면을 구비하는 기판의 배면에 표면 처리를 실시하는 경우에 적용된다. 이하에, 기판의 배면이 일 예로서 웨트 에칭(wet etching)이 실시되는 경우에 대해서 설명한다.
[제 1 실시예]
우선, 본 발명에 사용될 표면 처리용 장치의 제 1 실시예를 설명한다.
도 1은 표면 처리용 장치의 제 1 실시예를 도시하는 단면도이다. 도 2는 도 1에 도시된 표면 처리용 장치의 평면도이다. 하기의 설명에 있어서, 도 1에서 상부측 및 하부측은 각각 "상측" 및 "하측"이라고 한다.
제 1 실시예의 표면 처리용 장치(1)는 기판(10)을 유지할 수 있으며, 이러한 기판(10)은, 기판(10)의 전체 배면(101)(기판(10)의 하나의 표면)이 외측으로 노출 되고 그리고 기판(10)의 다른 표면(기판(10)의 다른 표면)이 외부로부터 보호되도록 흡입에 의해 장치에 밀착된다.
도 1 및 도 2에 도시된 표면 처리용 장치(1)는 기판(10)의 표면(102)과 접촉하게 될 O 링(2)(접촉 부분)과, 이 O 링(2)을 지지하는 메인 본체(3)를 포함한다.
메인 본체(3)는 디스크 형상(편평한 플레이트 형상)을 갖도록 형성되며, 기판 접촉 표면(31)을 구비하고 있다. 표면 처리용 장치(1)의 상부에서 볼 때 기판 접촉 표면(31)의 사이즈는 유지될(또는 고정할) 기판(10)의 사이즈보다 약간 크다. 또한, 메인 본체(3)는 주변 부분(311)의 내측상의 영역에 제공된 다수의 오목한 부분(32)을 구비한다. 각각의 오목한 부분(32)은 기판(10)의 표면(102)과 밀폐 공간을 형성한다(즉, 밀폐 공간은 오목한 부분(32)과, 기판(10)의 표면(102)에 의해 규정된다). 후술하는 바와 같이, 밀폐 공간은 감압되고, 다음에 표면 처리용 장치(1)는 대기압이 가해지며, 이에 의해 오목한 부분(32)내의 압력과 대기압 사이의 차이에 의해 기판(10)이 흡입에 의해 표면 처리용 장치(1)에 밀착되고 표면 처리용 장치(1)에 의해 유지될 수 있다.
메인 본체(3)의 주변 부분(311)에는 환형 홈(33)이 제공되어 있다, 홈(33)은 O 링(2)을 수용한다. O 링(2)은 오목한 부분(즉, 밀폐 공간)(32)의 기밀성을 유지하는 기능을 가진 부재인 반면에, 기판(10)은 흡입에 의해 표면 처리용 장치(1)에 밀착되고 표면 처리용 장치(1)에 의해 유지될 수 있다. 본 실시예에 있어서, O 링(2)과, 기판(10)의 표면(102)이 함께 단단히 밀착됨으로써, 오목한 부분(32)은 밀폐식으로 밀봉된다.
O 링(2)은 탄성 재료로 주로 제조된다. 이러한 탄성 재료의 예는 천연 고무, 부틸 고무, 이소프렌 고무, 부타디엔 고무, 스티렌-부타디엔 고무, 실리콘 고무와 같은 다양한 고무 재료와, 폴리우레탄계 열가소성 엘라스토머, 폴리에스터계 열가소성 엘라스토머, 폴리아미드계 열가소성 엘라스토머, 올레핀계 열가소성 엘라스토머 및 스티렌계 열가소성 엘라스토머와 같은 다양한 열가소성 엘라스토머를 포함한다. 이들 탄성 재료는 단독으로 또는 이들중 2개 또는 그 이상을 조합하여 이용될 수 있다.
또한, 메인 본체(3)는 그 에지 부분을 따라 제공된 단차 부분(312)을 구비한다. 단차 부분(312)은 기판 접촉 표면(31)보다 높게 형성되며, 기판(10)이 표면 접촉 표면(31)상의 소정의 위치에 위치될 때에 위치설정 가이드로서 기능한다. 메인 본체(3)는 주로 경질 재료로 제조된다. 후술하는 바와 같이, 기판(10)이 오목한 부분(32)내의 압력과 대기압 사이의 차이(이후에 단순히 "압력차"라고 한다)로 인해 흡입에 의해 표면 처리용 장치(1)에 밀착되고 표면 처리용 장치(1)에 의해 유지되기 때문에, 메인 본체(3)를 경질 재료로 사용함으로써 기판(10)이 흡입에 의해 표면 처리용 장치(1)에 밀착되고 표면 처리용 장치(1)에 의해 유지된다.
이러한 경질 재료의 예는 각종 유리, 알루미나, 실리카, 티타니아, 지로코니아, 이트리아, 인산 칼슘, 질화 규소, 질화 알루미늄, 질화 티탄늄, 질화 붕소, 그래파이트 및 텅스텐 카바이드와 같은 각종 세라믹 재료와, 철, 니켈, 구리, 알루미늄, 티탄늄 및 이들을 2개 또는 그 이상을 함유하는 함금과 같은 다양한 금속 재료를 포함한다. 이들 경질 재료는 단독으로, 또는 이들중 2개 또는 그 이상을 조합 하여 이용될 수 있다.
이들 중에서도 메인 본체(3)의 구성 재료로서 다양한 세라믹 재료가 사용되는 것이 바람직하다. 다양한 세라믹 재료를 메인 본체(3)의 구성 재료로서 사용함으로써 메인 본체(3)에 높은 기계적 강도 및 에칭액(처리용 액체)에 대한 높은 내성을 부여할 수 있다. 에칭액에 대한 내성을 개선하는 관점에서, 메인 본체(3)의 표면은 예를 들면 플루오린계 수지와 같은 높은 내약품성을 가진 재료로 피복될 수도 있다.
표면 처리용 장치(1)의 상부에서 볼 때 기판(10)의 영역에 대한 오목한 부분(32)의 전체 개구 면적의 비율은 바람직하게 약 1/20 내지 3/4의 범위, 보다 바람직하게 1/4 내지 1/2의 범위이다. 상기 범위내의 값으로 비율을 설정함으로써, 압력차로 인해서 기판(10)이 흡입에 의해 표면 처리용 장치(1)에 밀착되고 표면 처리용 장치(1)에 의해 유지되는 것이 보다 확실해 질 수 있다. 오목한 부분(32)의 전체 개구 면적이 너무 크다면, 메인 본체(3)의 기계적 강도가 오목한 부분(32)의 깊이 또는 메인 본체(3)의 구성 재료에 따라 극히 낮게 될 우려가 있다.
오목한 부분(32)은 기판(10)으로 커버된 상태로 감압되고, 다음에 표면 처리용 장치(1)는 대기압이 가해진다. 그 결과, 기판 접촉 표면(31)을 향해 기판(10)을 가압하는 힘이 압력차로 인해 발생되며, 이에 의해 기판(10)은 기판 접촉 표면(31)을 향해서 가압된다. 이러한 방법으로, 기판(10)은 흡입에 의해 표면 처리용 장치(1)에 밀착되고 표면 처리용 장치(1)에 의해 유지된다. 이 때에, O 링(2)이 변형되어 반발력이 상하 방향으로 발생된다. 그 결과, 기판(10)과 O 링(2) 사이의 갭이 밀폐식으로 밀봉되어(즉, 갭이 폐쇄됨), 오목한 부분(32)의 내측을 감소된 압력(감압) 상태로 유지할 수 있다.
특히, 다수의 오목한 부분(32)을 산재하여 설치함으로써, 기판(10)을 표면 처리용 장치(1)에 균일하게 고정할 수 있다. 기판을 지그 사이에 유지하여 기판을 고정하는 종래의 장치와 달리, 기판 처리용 장치(1)가 오목한 부분(32)내에 음압을 생성하여 기판(10)을 고정하기 때문에, 기판(10)의 전체 배면(표면 처리를 실시할 표면)이 외부로 노출될 수 있다.
따라서, 기판(10)의 배면(101)의 각 영역에 웨트 에칭을 균일하게 실시할 수 있다. 또한, 기판(10)의 표면(102)과 메인 본체(3) 사이의 갭이 O 링(2)에 의해 밀폐식으로 밀봉되기 때문에 기판(10)의 표면(102)은 기판(10)의 웨트 에칭시에 에칭액(처리용 액체)으로부터 확실하게 보호될 수 있다. 상술한 O 링(2)을 사용하여 기판(10)의 표면(102)과 메인 본체(3) 사이의 갭을 밀폐식으로 밀봉하기 위해서, O 링(2)의 와이어 직경(L) 및 쇼어 경도(Hs)는 하기의 조건을 충족하도록 설정되는 것이 바람직하다. 우선, O 링(2)의 반발력(F)은 하기의 수학식 Ⅰ로부터 결정될 수 있다.
(수학식 Ⅰ)
F/L = 4.58 ×10-7ε1.8Hs4.0(㎏/㎝)
여기에서, F는 반발력(㎏)이며, L은 와이어 직경(즉, 직경)(㎝)이며, ε은 압착 비율이며, Hs는 쇼어 경도이다.
여기에서, 압착 비율(ε)은 O 링이 압착될 때에 O 링(2)의 와이어 직경(L)에 대한 O 링(2)의 압착의 양의 비율을 의미한다. 예를 들면, 1㎜의 배선 직경(L)을 가진 O 링(2)이 압착의 양이 0.2㎜가 되도록 압착되는 경우에, 이 때의 압착 비율(ε)은 0.2/1로 표현된다.
따라서, O 링(2)의 배선 직경(L) 및 쇼어 경도(Hs)는, 수학식 Ⅰ로부터 결정된 반발력(F)이 압력차로 인해 발생된 기판(10)을 가압하는 힘보다 작게 되도록(이후에 "조건 A"라고 함) 설정된다. 조건 A가 충족하도록 O 링(2)의 와이어 직경(L) 및 쇼어 경도(Hs)를 설정함으로써, 기판(10)의 표면(102) 및 메인 본체(3)는 함께 보다 확실하게 될 수 있으며, 이에 의해 기판(10)이 흡입에 의해 보다 확실하게 표면 처리용 장치(1)에 밀착되고 표면 처리용 장치(1)에 의해 유지될 수 있다.
또한, O 링(2)의 반발력에 의해 발생된 평균 압력(P)은 하기의 수학식 Ⅱ으로부터 결정될 수 있다.
(수학식 Ⅱ)
P = F/S(㎏/㎠)
여기에서, P는 평균 압력(㎏/㎠)이며, F는 반발력(㎏)이며, S는 표면 처리용 장치(1)의 상부에서 볼 때 홈(33)의 면적(㎠)이다.
따라서, O 링(2)의 와이어 직경(L) 및 쇼어 경도(Hs)는, 수학식 Ⅱ로부터 결정된 평균 압력(P)이 웨트 에칭에 사용될 에칭액의 수압보다 높게 되도록 설정된다(특히, 평균 압력(P)이 웨트 에칭에 사용될 에칭액의 수압보다 약 1.5배 내지 3.5배 높다)(이후에 이것을 "조건 B"라고 한다). 조건 B를 충족하도록 O 링(2)의 와 이어 직경(L) 및 쇼어 경도(Hs)를 설정함으로써, O 링(2)이 에칭액의 수압으로 인해 변형하는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있으며, 이에 의해 오목한 부분(342)내로의 에칭액의 침입을 방지할 수 있다. 이와 관련하여, 조건 A 및 조건 B 양자를 충족하도록 O 링(2)의 와이어 직경(L) 및 쇼어 경도(Hs)를 설정하는 것이 보다 바람직하다. 조건 A 및 조건 B 양자를 충족하도록 O 링(2)의 와이어 직경(L) 및 쇼어 경도(Hs)를 설정함으로써, 기판(10)이 흡입에 의해 보다 확실하게 표면 처리용 장치(1)에 밀착되고 표면 처리용 장치(1)에 의해 유지될 수 있게 할 뿐만 아니라 에칭액이 오목한 부분(32)에 침입하는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
다음에, 제 1 실시예의 표면 처리용 장치(1)를 이용하여 기판에 표면 처리를 실시하는 방법(즉, 제 1 표면 처리 방법)을 설명한다.
[1A] 감압 단계(제 1 단계)
우선, 기판(10)을 도 1 및 도 2에 도시된 표면 처리용 장치(1)와 접촉시키며, 이 때 기판(10)의 표면(102)이 O 링(2)과 접촉되도록 그리고 기판(10)이 단차 부분(312)의 내측에 위치될 수 있게 한다.
기판(10)의 표면(102)이 이미 처리된 경우에, 즉 배선, 반도체 소자(능동 소자) 등이 기판(10)의 표면(102)상에 이미 위치되어 있는 경우에, 단계(1A)에 앞서 기판(10)의 표면(102)상에 보호층이 형성될 수 있다. 기판(10)의 표면(102)상에 보호층을 형성함으로써, 기판(10)의 표면(102)상에 설치된 이러한 배선 또는 반도체 소자가 기판 접촉 표면(31)과 접촉(그 위에 부착)될 때 손상되는 것을 방지할 수 있다. 보호층은 레지스트의 도포, 중합체 시트의 점착 등에 의해 형성(또는 설 치)될 수 있다. 보호층의 평균 두께는 바람직하게 약 1 내지 50㎛의 범위, 보다 바람직하게 약 5 내지 30㎛의 범위이다.
다음에, 기판(10)과 접촉되는 표면 처리용 장치(1)는 진공실(감압실)의 내측으로 반입되고, 다음에 진공실은 감압된다. 오목한 부분(32)내의 공기는 기판(10)과 O 링(2) 사이의 갭을 통해서 조금씩 누설되며(누출되며), 이에 의해 오목한 부분(32)내의 압력이 진공실내의 압력과 실질적으로 동일하게 된다. 이 때에, 진공실내의 압력은 바람직하게 70,000 Pa 또는 그 이하, 보다 바람직하게 약 60,000 내지 50,000 Pa의 범위이다. 상기 범위내의 값으로 진공실내의 압력을 설정함으로써, 기판(10)이 흡입에 의해 표면 처리용 장치(1)에 밀착되고 표면 처리용 장치(1)에 의해 유지될 수 있게 하는 동시에 기판(10)이 다음 단계(2A)에서 손상되는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
[2A] 기판이 흡입에 의해 표면 처리용 장치에 밀착되고 표면 처리용 장치에 의해 유지되게 되는 단계(제 2 단계)
다음에, 진공실의 감압이 종료되고, 진공실내의 압력은 대기압으로 복귀된다. 그 결과, 오목한 부분(32)내의 압력과 외부 압력(즉, 대기압) 사이에 압력차가 발생되며, 기판(10)에 기판 접촉 표면(31)을 향해 가압력이 발휘되며, 이에 의해 기판(10)이 기판 접촉 표면(31)으로 가압되며(즉, 기판(10)이 흡입에 의해 표면 처리용 장치(1)에 밀착되며), 표면 처리용 장치(1)에 의해 유지된다.
이 때에, O 링(2)이 상하 방향으로 압착되어 상하 방향에서의 반발력이 발생된다. 그 결과, 기판(10)과 O 링(2) 사이의 갭이 밀폐식으로 밀봉되어 오목한 부 분(32)의 내측을 감소된 압력(감압) 상태로 확실하게 유지할 수 있다.
이와 관련하여, 상술한 단계는 진공실내의 압력을 조절함으로써 실시될 수 있다. 그러나, 표면 처리용 장치(10)의 오목한 부분(32)내의 감압이 O 링(2)과 기판(10)의 표면(102) 사이의 갭의 사이즈 및 O 링(2)과 메인 본체(3) 사이의 사이즈에 따라 좌우되기 때문에, 표면 처리용 장치(1)가 진공실로 반송될 때 갭의 사이즈를 조절할 수 있는 장치가 진공실내에 제공될 수도 있다.
[3A] 에칭 단계(제 3 단계)
다음에, 기판(10)을 흡입에 의해 유지함으로써 표면 처리용 장치(1)는 처리조에 저장된 소망의 에칭액(처리용 액체)에 침지시켜서 기판(10)의 배면(101)의 표면 처리를 실시한다. 사용할 에칭액은 모든 특정의 것으로 제한되지 않으며, 목적에 따라서 적절하게 선택된다. 에칭액의 예로는 플루오르화 수소산 수용액, 과산화 수소 수용액, 2플루오르화 암모늄 수용액, 수산화칼륨 수용액, TMH(테트라메틸 암모늄 수산화물)을 포함하며, 이들은 단독으로 또는 이들중 2개 또는 그 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
웨트 에칭시에, 표면 처리용 장치(1)가 회전되는 동안에 기판(10)은 표면 처리가 실시되는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 배면(101)의 각 영역이 균일하게 표면 처리될 수 있다. 상술한 바와 같이, 본 실시예의 표면 처리용 장치(1)는 압력차로 인해서 기판이 표면 처리용 장치에 유지(고정)될 수 있지만, 표면 처리용 장치(1)는, 기판(10)이 O 링(2)과 접촉(또는 기판(10)이 O 링(2)에 단단히 밀착됨)되어 있는 동안에 오목한 부분(32)이 외부와 연통되게 하는 유로를 구비하지 않는 다. 즉, 본 실시예에 있어서, 오목한 부분(32)을 감압시키기 위한 흡입 튜브를 표면 처리용 장치(1)에 연결시킬 필요가 없으며, 그에 따라 웨트 에칭시에 표면 처리용 장치(1)가 회전될 때 흡입 튜브가 서로 뒤얽히게 될 가능성이 없다. 즉, 표면 처리용 장치(1)는 취급이 용이하다.
이러한 관점에서, 이러한 표면 처리용 장치는 기판에 웨트 에칭을 실시할 시에 사용하기에 적당하다. 본 실시예에 있어서, 에칭액에 표면 처리용 장치(1)를 침지시킨 상태에서 기판(10)에 대해서 표면 처리를 실시하기 때문에 표면 처리를 실시할 때의 압력은 수압이 더 가해지는 대기압(대기압 또는 그 이상)보다 높게 된다. 단계(3A)를 실시할 때의 압력은 표면 처리의 종류에 따라 다양하지만, 이러한 압력은 대기압 또는 그 이상인 것이 바람직하다. 따라서, 본 실시예에 있어서, 단계(3A)를 실시할 때의 압력을 정밀하게 설정할 필요가 없기 때문에, 단계(1A)에서의 진공실내의 압력이 용이하게 설정될 수 있다.
[4A] 기판 분리 단계(제 4 단계)
다음에, 표면 처리용 장치(1)가 처리조로부터 취출되고, 다음에 다시 진공실(감압실)로 반입된다. 진공실은, 진공실내의 압력이 단계(1A)에서의 진공실내의 압력과 실질적으로 동일하거나 이 압력보다 낮게 되도록 감압된다. 이렇게 함으로써, 오목한 부분(32)내의 압력은 외부 압력과 실질적으로 동일하거나 이 압력보다 낮게 된다(즉, 오목한 부분(32)내의 압력은 진공실내의 압력과 실질적으로 동일하거나 이 압력보다 높게 된다). 그 결과, 압력차로 인해서 기판(10)이 기판 접촉 표면(31)으로부터 분리되는 방향(즉, 도 1에서 상방향)으로 가압력이 기판(10)상에 가해지며, 이에 의해 기판(10)이 기판 접촉 표면(31)으로부터 분리된다. 즉, 기판(10)은 기판 처리용 장치(1)로부터 분리(제거)된다.
여기에서, 단계(1A)에서의 진공실내의 압력이 A(Pa)로 규정되고 그리고 단계(4A)에서의 진공실내의 압력이 B(Pa)로 규정되는 경우에, B/A가 0.5 이하로 되는 관계가 충족되며, 보다 바람직하게 0.2 이하로 되는 관계가 충족된다. B/A가 상기 범위를 초과한다면, 기판(10)상에 가해진 가압력이 작게되어 기판(10)을 표면 처리용 장치(1)로부터 분리하기가 어렵게 될 우려가 있다. 특히, 단계(4A)에서의 진공실내의 압력(즉, B)은 바람직하게 70,000 Pa 또는 그 이하, 보다 바람직하게 약 30,000 내지 20,000 Pa의 범위이다. 단계(4A)에서의 진공실내의 압력(즉, B)을 상기 범위내의 값으로 설정함으로써, 표면 처리용 장치(1)로부터 기판(10)을 보다 확실하게 분리할 수 있다.
단계(4A)에 있어서, 기판(10)에 대해서 외력이 가해져서 표면 처리용 장치(1)로부터 기판(10)을 분리하는 것을 보조할 수 있다. 이러한 외력을 부여하는 방법의 예로는 핀을 사용하여(후술하는 제 5 내지 제 8 실시예에 설명됨) 기판(10)의 외주부(연부)를 기판(10)이 기판 접촉 표면(31)으로부터 분리되는 방향(즉, 도 1의 상방향)으로 가압하는 방법과, 메인 본체(3)에 자석을 사전에 부착하고, 이 자석에 대해서 반력으로 작용하도록 자장을 자석에 가하는 방법 등이 있다.
이러한 표면 처리 방법에 따르면, 기판(10)의 배면(101)에 균일하게 에칭(표면 처리)이 실시되기 때문에, 단계(4A)후에 실시되는 후단계에서 레지스트의 도포, 접촉 정렬기를 이용한 노광 등과 같은 작업을 정밀하게 실시할 수 있다.
[제 2 실시예]
다음에, 본 발명에 사용될 표면 처리용 장치의 제 2 실시예를 설명한다.
도 3은 표면 처리용 장치의 제 2 실시예를 도시하는 단면도이며, 도 4는 도 3에 도시된 표면 처리용 장치의 평면도이다. 하기의 설명에서, 도 3에서 상부측 및 하부측은 각각 "상측" 및 "하측"이라고 한다.
이하에, 표면 처리용 장치의 제 2 실시예는 제 1 실시예와 제 2 실시예 사이의 차이를 중심으로 설명하고, 중복되는 사항에 대한 설명은 생략한다.
제 2 실시예의 표면 처리용 장치(4)는 2개의 주요 표면을 가진 평판형 부재로 구성되며, 기판이 흡입에 의해 밀착되는 2개의 표면 각각상에 접촉 부분을 구비하고 있다. 즉, 도 3 및 도 4에 도시된 표면 처리용 장치(4)는, 기판(20, 30)의 전체 배면(201, 301)이 외부에 노출되고 기판(20, 30)의 표면(202, 302)이 외부로부터 보호되도록, 기판(20, 30)을 유지하고 흡입에 의해 기판(20, 30)을 장치에 밀착시킬 수 있다.
표면 처리용 장치(4)는 디스크 형상(평판형)을 갖도록 형성되며, 기판 접촉 표면(41a, 41b)을 구비하고 있다. 표면 처리용 장치(4)의 상부에서 볼 때 기판 접촉 표면(41a, 41b)의 사이즈는 각기 유지할(또는 고정할) 기판(20, 30)의 사이즈와 실질적으로 동일하다. 본 실시예에 있어서, 표면 처리용 장치(4)의 거의 전체가 탄성 재료로 주로 제조된다. 이러한 탄성 재료로서는 제 1 실시예에 대해서 상술한 것과 동일한 탄성 재료가 이용될 수 있다.
또한, 표면 처리용 장치(4)는 다수의 관통 구멍(42) 및 다수의 오목한 부분(43)을 구비한다. 관통 구멍(42)은 그 두께 방향으로 표면 처리용 장치(4)를 통과하며, 오목한 부분(43)은 표면 처리용 장치(4)의 하부측상의 기판 접촉 표면(41a)에 그리고 표면 처리용 장치(4)의 상부측상의 기판 접촉 표면(41b)에 설치된다. 각 관통 구멍(42)은 기판(20)의 표면(202) 및 기판(30)의 표면(302)과 함께 밀폐 공간을 형성(규정)한다. 각 오목한 부분(43)은 기판(20)의 표면(202)과 함께 또는 기판(30)의 표면(302)과 함께 밀폐 공간을 형성(규정)한다. 후술하는 바와 같이, 밀폐 공간은 감압되며, 다음에 표면 처리용 장치(4)는 대기압으로 반출되며, 이에 의해 관통 구멍(42) 및 오목한 부분(43)내의 압력과 대기압 사이의 차이(이후에 "압력차"라고 한다)에 의해 기판(20, 30)이 기판(10)이 흡입에 의해 표면 처리용 장치(4)에 밀착되고 표면 처리용 장치(4)에 의해 유지될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 감압될 밀폐 공간의 일부는 오목한 부분(43)으로 형성함으로써, 밀폐 공간의 모두를 관통 구멍(42)으로 형성하는 경우와 비교하여 표면 처리용 장치(4)의 기계적 강도가 저하되는 것을 방지할 수 있다. 이러한 구조에 따르면, 표면 처리를 실시할 기판의 개수를 증가시킬 수 있는 동시에 표면 처리용 장치(4)의 부품 개수를 감소시킬 수 있다. 그 결과, 에칭(표면 처리)에 소요되는 비용 및 시간이 감소될 수 있다.
관통 구멍(42) 및 오목한 부분(43)이 기판(20, 30)으로 커버된 상태로 관통 구멍(42) 및 오목한 부분(43)이 감압되며, 다음에 표면 처리용 장치(4)는 대기압으로 반출된다. 그 결과, 압력차로 인해서 기판(20)을 기판 접촉 표면(41a)을 향해 가압하는 힘과 기판(30)을 기판 접촉 표면(41b)을 향해 가압하는 힘이 발생되며, 그 결과 기판(20, 30)이 각기 기판 접촉 표면(41a, 41b)에 대해 가압된다. 이러한 방법에서, 기판(20, 30)은 기판(10)이 흡입에 의해 표면 처리용 장치(4)에 밀착되고 표면 처리용 장치(4)에 의해 유지될 수 있다.
이 때에, 표면 처리용 장치(4)는 상하 방향으로 압축되며 상하 방향으로 반발력이 발생된다. 그 결과, 기판(20)과 기판 접촉 표면(41a) 사이의 갭과, 기판(30)과 기판 접촉 표면(41b) 사이의 갭이 밀폐식으로 밀봉되어(즉, 갭이 폐쇄됨), 관통 구멍(42) 및 오목한 부분(43)의 내측을 감소된 압력 상태로 유지할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 기판(20, 30)은 각기 표면(202, 302)내에 개구를 구비하는 오목한 부분(203, 303)을 구비한다. 표면 처리용 장치(4)는 기판(20, 30)이 표면 처리용 장치(4)와 접촉하게 될 때 오목한 부분(203, 303)의 개구를 커버할 수 있는 구조를 갖도록 형성되어, 관통 구멍(42) 및 오목한 부분(43)의 내측을 감소된 압력 상태로 확실하게 유지할 수 있다. 따라서, 표면 처리용 장치(4)는 기판(20, 30)의 표면이 오목한 부분(203, 303)을 포함한 복잡한 구조를 갖고 있을지라도 기판(20, 30)을 안정되게 유지할 있다.
이러한 오목한 부분을 구비하는 기판으로서는, 예를 들면 오목한 부분으로서 관통 구멍을 구비하는 다중층 반도체 기판, 오목한 부분으로서 잉크 챔버를 구비하는 잉크젯 헤드 기판, 및 오목한 부분으로서 후방 공기실을 구비한 정전기학의 마이크를 언급할 수 있다. 제 2 실시예의 표면 처리용 장치(4)는 제 1 실시예의 표면 처리용 장치(1)를 참조하여 상술한 것과 동일한 효과를 제공할 수 있다.
다음에, 제 2 실시예의 표면 처리용 장치(4)를 이용하여 기판에 표면 처리를 실시하는 방법(즉, 제 2 표면 처리 방법)을 설명한다. 제 2 표면 처리 방법은 제 1 방법과 제 2 방법 사이의 차이를 중심으로 설명하며, 중복되는 설명은 생략한다.
[1B] 감압 단계(제 1 단계)
우선, 기판(20, 30)을 도 1 및 도 2에 도시된 표면 처리용 장치(4)와 접촉시킨다.
특히, 기판(20)은, 기판(20)의 표면(202)이 기판 접촉 표면(41a)과 접촉되도록 그리고 표면(202)이 기판 접촉 표면(41a)과 중첩되도록 표면 처리용 장치(4)와 접촉된다. 유사하게, 기판(30)은, 기판(30)의 표면(302)이 기판 접촉 표면(41b)과 접촉되도록 그리고 표면(302)이 기판 접촉 표면(41b)과 중첩되도록 표면 처리용 장치(4)와 접촉된다. 또한, 이 때에, 기판(20, 30)은 표면 처리용 장치(4)와 접촉되며, 이에 의해 오목한 부분(203, 303)의 개구는 각기 기판 접촉 표면(41a, 41b)으로 커버될 수 있다.
이와 관련하여, 단계(1B)에 앞서, 오목한 부분(203, 303)을 커버하도록 기판(20)의 표면(202) 및 기판(302)의 표면(302)의 각각에 시트형 재료가 부착(또는 설치)될 수 있다. 이것은 기판(20, 30)을 표면 처리용 장치(4)로부터 분리한 후에 기판(20, 30)이 에칭액(처리용 액체)을 제거하는 목적을 위해 세정이 실시되는 경도 조차도 오목한 부분(203, 303)내로 세정액이 침입하는 것을 방지할 수 있다.
다음에, 기판(20, 30)과 접촉되는 표면 처리용 장치(4)는 진공실(감압실)로 반송되며, 다음에 진공실은 감압된다. 그 결과, 관통 구멍(42) 및 오목한 부분 (43)내의 공기는 기판(20)과 기판 접촉 표면(41a) 사이의 갭 그리고 기판(30)과 기판 접촉 표면(41b) 사이의 갭을 통해 조금씩 누설되며, 이에 의해 관통 구멍(42) 및 오목한 부분(43)내의 압력이 진공실내의 압력과 실질적으로 동일하게 된다. 이와 관련하여, 진공실내의 압력의 바람직한 범위는 제 1 표면 처리 방법과 관련하여 상술한 것과 동일하다.
[2B] 기판이 흡입에 의해 표면 처리용 장치에 밀착되고 표면 처리용 장치에 의해 유지되게 되는 단계(제 2 단계)
다음에, 상술한 단계(2A)와 동일한 단계가 실시된다.
[3B] 에칭 단계(제 3 단계)
다음에, 상술한 단계(3A)와 동일한 단계가 실시된다.
[4B] 기판 분리 단계(제 4 단계)
다음에, 상술한 단계(4A)와 동일한 단계가 실시된다.
[제 3 실시예]
다음에, 본 발명에 이용할 표면 처리용 장치의 제 3 실시예를 설명한다. 도 5는 표면 처리용 장치의 제 3 실시예를 도시하는 단면도이다. 도 6은 도 5에 도시된 표면 처리용 장치의 평면도이다. 하기의 설명에서, 도 5에서 상부측 및 하부측은 각각 "상측" 및 "하측"이라고 한다.
이하에, 제 3 실시예의 표면 처리용 장치는 제 1 실시예와 제 3 실시예의 표면 처리용 장치 사이의 차이를 중심으로 설명하고, 중복되는 사항에 대한 설명은 생략한다.
제 1 실시예와 제 3 실시예 사이의 주요 차이점은 접촉 부분의 구조이며, 제 3 실시예의 다른 구조는 제 1 실시예의 것과 동일하다. 특히, 도 5 및 도 6에 도시된 표면 처리용 장치(5)는 접촉 부분으로서 디스크 형상을 가진 탄성판(6)을 구비하고 있다. 탄성판(6)은 메인 본체(7)상에 설치된다.
탄성판(6)은 기판 접촉 표면(61)을 구비한다. 표면 처리용 장치(5)의 상부에서 볼 때 기판 접촉 표면(61)의 사이즈는 유지(또는 고정)할 기판(10)의 사이즈와 실질적으로 동일하다. 탄성판(6)은 탄성 재료로 주로 제조된다. 이러한 탄성 재료의 예로는 제 1 실시예에 대해서 상술한 것과 동일한 탄성 재료가 이용될 수 있다.
또한, 탄성판(6)은 그 두께 방향으로 탄성판(6)을 통해 통과하는 다수의 관통 구멍(공간)(62)을 구비한다. 관통 구멍(62)의 각각은 기판(10)의 표면(102)과 밀폐 공간을 형성한다. 후술하는 바와 같이, 밀폐 공간은 감압되고, 다음에 표면 처리용 장치(5)는 대기압이 가해지며, 이에 의해 관통 구멍(62)내의 압력과 대기압 사이의 차이에 의해 기판(10)이 흡입에 의해 표면 처리용 장치(5)에 밀착되고 표면 처리용 장치(5)에 의해 유지될 수 있다.
이러한 탄성판(6)은 메인 본체(7)에 의해 지지된다. 메인 본체(7)는 관통 구멍(62)이 서로 연통되게 하는 유로(72)를 구비한다. 유로(72)는 도 6에 도시된 패턴을 갖도록 형성된다.
관통 구멍(62)은, 관통 구멍(62)이 기판(10)으로 커버되어 있는 동안에 감압 되며, 다음에 표면 처리용 장치(5)는 대기압으로 반송된다. 그 결과, 압력차로 인해서 기판 접촉 표면(61)을 향해 기판(10)을 가압하는 힘이 발생하여, 기판(10)이 기판 접촉 표면(61)에 대해 가압된다. 이러한 방법에서, 기판(10)은 흡입에 의해 표면 처리용 장치(5)에 밀착되고 표면 처리용 장치(5)에 의해 유지된다. 특히, 본 실시예에 있어서, 관통 구멍(62)이 서로 연통되게 하는 유로(72)가 관통 구멍(62)이 설치되기 때문에, 관통 구멍(62) 사이에서 공기가 이동할 수 있으며, 그 결과 각 관통 구멍(62)내의 압력이 실질적으로 균일하게 된다. 이것에 의해 표면 처리용 장치(5)가 기판(10)을 보다 안정되게 고정(또는 유지)할 수 있게 한다.
또한, 이 때에, 탄성판(6)이 도 5에서 상하 방향으로 압축되며, 그 결과 상하 방향에서의 반발력이 발생된다. 그 결과, 기판(10)과 기판 접촉 표면(61) 사이의 갭이 밀폐식으로 밀봉되어(즉, 갭이 폐쇄됨), 관통 구멍(62)의 내측을 감소된 압력 상태로 유지할 수 있다. 제 3 실시예의 표면 처리용 장치(5)는 제 1 실시예의 표면 처리용 장치(1)와 관련하여 상술한 것과 동일한 효과를 제공할 수 있다.
다음에, 제 3 실시예의 표면 처리용 장치를 이용하여 기판에 표면 처리를 실시하는 방법(즉, 제 3 표면 처리 방법)을 설명한다. 이와 관련하여, 제 3 표면 처리 방법은 제 1 방법과 제 3 방법 사이의 차이를 중심으로 설명하며, 중복되는 설명은 생략한다.
[1C] 감압 단계(제 1 단계)
우선, 기판(10)의 표면(102)이 기판 접촉 표면(61)과 접촉되고 그리고 표면(102)이 기판 접촉 표면(61)상에 중첩될 수 있도록, 도 5 및 도 6에 도시된 표면 처리용 장치(5)에 기판(10)을 접촉시킨다.
다음에, 기판(10)과 접촉되는 표면 처리용 장치(5)는 진공실(감압실)로 반송되며, 다음에 진공실은 감압된다. 그 결과, 관통 구멍(62) 및 유로(72)내의 공기는 기판(10)과 기판 접촉 표면(61) 사이의 갭을 통해 조금씩 누설되며, 이에 의해 관통 구멍(62)내의 압력이 진공실내의 압력과 실질적으로 동일하게 된다. 또한, 이 때에, 각각의 관통 구멍(62)내의 공기가 유로(72)에 의해 균일하게 누출되기 때문에, 각 관통 구멍(62)내의 압력은 실질적으로 균일하게 된다. 이와 관련하여, 진공실내의 압력의 바람직한 범위는 제 1 표면 처리 방법과 관련하여 상술한 것과 동일하다.
[2C] 기판이 흡입에 의해 표면 처리용 장치에 밀착되고 표면 처리용 장치에 의해 유지되게 되는 단계(제 2 단계)
다음에, 상술한 단계(2A)와 동일한 단계가 실시된다.
[3C] 에칭 단계(제 3 단계)
다음에, 상술한 단계(3A)와 동일한 단계가 실시된다.
[4C] 기판 분리 단계(제 4 단계)
다음에, 상술한 단계(4A)와 동일한 단계가 실시된다.
[제 4 실시예]
다음에, 본 발명에 이용할 표면 처리용 장치의 제 4 실시예를 설명한다. 도 7은 표면 처리용 장치의 제 4 실시예를 도시하는 단면도이다. 하기의 설명에서, 도 7에서 상부측 및 하부측은 각각 "상측" 및 "하측"이라고 한다. 이하에, 제 4 실시예의 표면 처리용 장치는 제 1 실시예 및 제 3 실시예와 제 4 실시예의 표면 처리용 장치 사이의 차이를 중심으로 설명하고, 중복되는 사항에 대한 설명은 생략한다.
제 4 실시예의 표면 처리용 장치는, 기판이 접촉 부분과 접촉되어 있는 동안에(또는 기판이 접촉 부분과 단단히 밀착되어 있는 동안에) 감압될 수 있는 공간과 외측을 연통시키는 유로를 제 4 실시예의 표면 처리용 장치가 구비하는 것을 제외하고는 제 3 실시예의 표면 처리용 장치와 동일하다. 특히, 도 7에 도시된 표면 처리용 장치(5)는 메인 본체(7)의 거의 중앙에 설치된 유로(73)를 구비하고 있다. 유로(73)는 유로(72)와 외측 양자와 연통된다. 즉, 기판(10)이 기판 접촉 표면(61)과 접촉되어 있는 동안에(즉, 기판(10)이 탄성판(6)과 접촉되어 있는 동안에), 관통 구멍(62)의 각각은 유로(72, 73)를 통해 표면 처리용 장치(5)의 외부와 연통된다.
유로(73)의 내주면에는 나사 홈이 설치되어 있고, 나사(81)(밀봉 부재)가 유로(73)에 나사식으로 결합될 수 있다. 또한, 나사(81)가 메인 본체(7)에 부착될 때 탄성을 가진 O 링(82)이 나사(81)와 메인 본체(7) 사이에 위치될 수 있도록 설치된다. O 링(82)을 설치함으로써, 나사(81)가 유로(73)에 부착될 때 유로(73)를 밀폐식으로 밀봉할 수 있다.
후술하는 바와 같이, 관통 구멍(62)은, 관통 구멍(62)이 기판(10)으로 커버되고 그리고 나사(81)가 유로(73)에 부착된 상태에서 감압되며, 다음에 표면 처리 용 장치(5)는 대기압으로 반송된다. 그 결과, 압력차로 인해 기판 접촉 표면(61)을 향해 기판(10)을 가압하는 힘이 발생되어, 기판(10)이 기판 접촉 표면(61)에 대해 가압된다. 이러한 방법으로, 기판(10)은 흡입에 의해 표면 처리용 장치(5)에 밀착되고 표면 처리용 장치(5)에 의해 유지된다. 다음에, 나사(81)가 유로(73)로부터 제거될 때, 유로(73)를 통해 공기가 유로(72) 및 관통 구멍(62)내로 유동되어, 관통 구멍(62) 및 유로(72)내의 압력이 표면 처리용 장치(5) 외측의 압력과 실질적으로 동일하게 된다. 따라서, 기판(10)상에 가해지는 가압력이 제거되며, 다음에 기판(10)은 기판 접촉 표면(61)으로부터 분리된다.
상술한 바와 같이, 본 실시예의 표면 처리용 장치(5)에 따르면, 기판(10)에 에칭이 실시된 후에 유로(73)로부터 나사(81)를 제거함으로써, 기판(10)을 표면 처리용 장치(5)로부터 쉽게 분리할 수 있다. 제 4 실시예의 표면 처리용 장치(5)는 제 1 및 제 3 실시예의 표면 처리용 장치(1, 5)와 관련하여 상술한 것과 동일한 효과를 제공할 수 있다.
다음에, 제 4 실시예의 표면 처리용 장치를 이용하여 기판에 표면 처리를 실시하는 방법(즉, 제 4 표면 처리 방법)을 설명한다. 이와 관련하여, 제 4 표면 처리 방법은 제 3 방법과 제 4 방법 사이의 차이를 중심으로 설명하며, 중복되는 설명은 생략한다.
[1D] 감압 단계(제 1 단계)
우선, 나사(81)가 도 7에 도시된 표면 처리용 장치(5)의 유로(73)에 부착되어 유로(73)를 밀폐식으로 밀봉한다. 그 후에, 상술한 단계(1C)와 동일한 단계가 실시된다.
[2D] 기판이 흡입에 의해 표면 처리용 장치에 밀착되고 표면 처리용 장치에 의해 유지되게 되는 단계(제 2 단계)
다음에, 상술한 단계(2C)와 동일한 단계가 실시된다.
[3D] 에칭 단계(제 3 단계)
다음에, 상술한 단계(3C)와 동일한 단계가 실시된다.
[4D] 기판 분리 단계(제 4 단계)
다음에, 예를 들면 대기압하에 있어서 나사(81)를 유로(73)로부터 제거하여, 유로(73)를 외측으로 개방한다. 그 결과, 유로(73)를 통해서 유로(72) 및 관통 구멍(62)내로 공기가 유동되며, 이에 의해 관통 구멍(62) 및 유로(72)내의 압력이 대기압으로 복귀된다(즉, 관통 구멍(62) 및 유로(72)내의 압력이 표면 처리용 장치(5) 외측의 압력과 실질적으로 동일하게 된다). 따라서, 기판(10)상에 가해진 가압력(즉, 기판(10)상에 가해진 하중)이 제거되며, 다음에 기판(10)은 기판 접촉 표면(61)으로부터 분리된다.
[제 5 실시예]
다음에, 본 발명에 이용할 표면 처리용 장치의 제 5 실시예를 설명한다. 도 8a 및 도 8b는 표면 처리용 장치의 제 5 실시예를 도시하는 부분 단면도이다. 도 9a 및 도 9c는 도 8a 및 도 8b에 도시된 표면 처리용 장치의 사용을 설명하는데 사용될 부분 단면도이다. 하기의 설명에서, 도 8a 내지 도 9b에서 상부측 및 하부측 은 각각 "상측" 및 "하측"이라고 한다.
이하에, 표면 처리용 장치의 제 5 실시예는 제 1 실시예와 제 5 실시예 사이의 차이를 중심으로 설명하고, 중복되는 사항에 대한 설명은 생략한다. 제 5 실시예의 표면 처리용 장치는 제 1 실시예의 표면 처리용 장치에 분리 보조 수단을 추가함으로써 이뤄진 것이다. 분리 보조 수단은 기판을 분리하는 단계(즉, 제 4 단계)에서 O 링으로부터 기판의 분리를 보조하는데 사용된다. 분리 보조 수단은 기판을 분리하는 단계에서만(즉, 제 4 단계에서만) 사용될 수 있도록 표면 처리용 장치로부터 분리될 수 있는 것이 바람직하다.
도 8a 및 도 8b에 도시된 표면 처리용 장치(100)는 메인 본체(3)를 지지하는데 사용될 기부(110)와, 이 기부(110)에 메인 본체(3)를 고정하는데 사용될 고정 부분(120)을 포함한다. 메인 본체(3)는 기부(110)상에 위치되며, 메인 본체(3)는 고정 부분(120)이 메인 본체(3)의 연부와 접촉되도록 기부(110)에 고정된다. 이러한 방법에서, 메인 본체(3)는 기부(110)에 고정될 수 있다.
이와 관련하여, 2개 이상의 고정 부분(120)이 설치되어 메인 본체(3)의 외주변이 2개 이상의 위치에서 고정될 수 있게 하는 것이 바람직하다. 이 경우에, 예를 들면 3개의 고정 부분(120)이 제공되어, 메인 본체(3)는 도 8a 및 도 8b에 도시된 위치에서 기부(110)에 고정되고, 핀(131)이 제 1 위치에 있을 때(즉, 도 8a에 도시된 위치에서) 핀(131)(후술함)의 양 측상에 위치된다.
또한, 도 8a 및 도 9a에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 표면 처리용 장치(100)는 기판(10)이 흡입에 의해 표면 처리용 장치(100)에 밀착되고 표면 처리용 장치(100)에 의해 유지되는 상태에서 메인 본체(3)의 주변 부분(311)과 기판(10) 사이에 갭(34)을 구비하도록 형성된다. 핀(131)(후술함)은 이러한 갭(34)내로 삽입된다.
메인 본체(3)가 위치되는 영역 이외의 기부(110)의 영역상에 분리 보조 수단(130)이 설치된다. 분리 보조 수단(130)은 기판(10)과 메인 본체(3) 사이의 갭(34)내로 삽입될 핀(131)(원주형 형상 또는 각주형 형상을 가진 접촉 부재의 일부분)과, 핀(131)이 메인 본체(3)로부터 분리되는 방향(즉, 핀(131)이 O 링(2)으로부터 분리되는 방향)으로 핀(131)을 변위시키기 위한 코일 스프링(변위 수단)(132)을 포함한다.
O 링(2)의 측면상에 위치된 다른 단부 부분에 대향된(즉, 메인 본체(3)의 측면상에 위치된 다른 단부 부분에 대향된) 핀(131)의 일 단부 부분, 즉 도 8a 및 도 8b에서 우측의 핀(131)의 단부 부분은 지지 부분(133)(접촉 부재의 일부분)의 일 단부 부분에 고정된다. 지지 부분의 다른 단부 부분에는(즉, 도 8a 및 도 8b에서 우측의 지지 부분(133)의 단부 부분) 회전 중심축(134)(피봇 중심)이 설치되어 있다. 회전 중심축(134)(즉, 지지 부분(133))은 기부(110)상에 설치된 베어링(135)에 의해 회전가능하게 지지된다. 따라서, 핀(131)이 O 링(2)(즉 회전 중심축(134))의 반대 측상에 위치된 중심을 중심으로 회전(변위)될 수 있어서, O 링(2)의 측면상에서 핀(131)의 단부 부분이 메인 본체(3)에 접근하는(또는 기부(110)에 접근하는) 제 1 위치와, O 링(2)의 측면상에서 핀(131)의 단부 부분이 메인 본체(3)로부터 분리되는(또는 기부(110)로부터 분리되는) 제 2 위치 사이에서 변위될 수 있다. 한편, 핀(131) 및 지지 부재(133)로 구성된 접촉 부재는 피봇 중심으로서 사용되는 회전 중심축과 함께 피봇식으로 회전될 수 있다.
코일 스프링(132)은 지지 부분(133)과 기부(110) 사이에 설치되며, 핀(131)에 근접한 측면상에 위치된다. 코일 스프링(132)의 하단부는 기부(110)에 고정된다. 적어도 핀(131)이 제 1 위치에 있을 경우, 코일 스프링(132)은 압축되어, 그 상단부가 지지 부분(133)과 접촉하게 된다. 따라서, 코일 스프링(132)은 제 1 위치에 위치된 핀(131)을 상방으로 가압(바이어스)한다(즉, 코일 스프링(132)은 제 1 위치에 위치된 핀(131)을 제 2 위치쪽으로 가압(바이어스)한다.
이러한 분리 보조 수단(130)을 설치함으로써, 예를 들면 에칭 단계(즉, 제 3 단계)에서 O 링(2)으로부터 가소제가 용출하는 것 등으로 인해서 기판(10)이 O 링(2)에 비교적 단단히 밀착되는 경우 조차도, 기판을 분리하는 단계(즉, 제 4 단계)에서 기판(10)을 표면 처리용 장치(100)로부터 확실하게 분리(제거)할 수 있다. 이와 관련하여, 분리 보조 수단(130)은 전체 핀(131)을 기부(110)로 근접 또는 기부(110)로부터 분리할 수 있도록(즉, 전체 핀(131)이 변위될 수 있도록) 형성될 수도 있다. 그러나, 상술한 바와 같이, 핀(131)이 핀(131)의 일 단부의 측면상에 위치된 중앙을 중심(즉, 회전 중심축(134)을 중심으로)으로 회전될 수 있도록 분리 보조 수단(130)을 형성함으로써, 변위 수단의 구조를 단순화할 수 있다.
또한, 표면 처리용 장치(100)는 핀(131)을 제 2 위치에 고정(유지)하는 나사(로킹 수단)(136)를 구비한다. 지지 부분(113)은 이 지지 부분(133)의 두께 방향에서 지지 부분(133)을 통해 통과하는 관통 구멍(133a)을 구비한다. 기부(110)는 나사(136)의 선단부가 나사식으로 결합되는 나사 결합 부분(110a)을 구비한다. 핀(131)은 코일 스프링(132)의 가압력(바이어싱력)에 저항하여 핀(131)을 이동시킴으로써 제 1 위치에 설정되며, 다음에, 나사(136)는 지지 부분(133)의 관통 구멍(133a)에 삽입된다. 다음에, 나사(136)의 헤드부의 하부 부분이 지지 부분(133)과 접촉되기 약간 이전까지, 나사(136)의 선단부를 나사 결합 부분(110a)에 나사식으로 결합하고, 나사(136)는 나사(136)의 헤드부가 지지 부분(133)으로부터 분리되도록 풀려진다(도 9a 및 도 9b 참조). 이것에 의해 기판(10)이 표면 처리용 장치(100)로부터 분리될 때 핀(131)을 제 2 위치에 고정할 수 있다.
이와 관련하여, 나사 결합 부분(110a)내로 삽입될 나사(136)의 양(깊이)을 조정함으로써, 핀(131)의 제 2 위치를 임의로 설정할 수 있다. 즉, 핀(131)이 제 1 위치와 제 2 위치 사이에서 변위되는 거리(즉, 핀(131)의 회전 각도)를 임의로 설정할 수 있다.
제 5 실시예의 표면 처리용 장치(100)는 제 1 실시예의 표면 처리용 장치(1)를 참조하여 상술한 것과 동일한 효과를 제공할 수 있다. 특히, 본 실시예의 표면 처리용 장치(100)에 따르면, O 링(2) 및 분리 보조 수단(130) 양자의 작용에 의해서 표면 처리용 장치로부터 기판(10)을 보다 확실하게 분리(이탈)시킬 수 있다. 이와 관련하여, 코일 스프링(132) 대신에 판 스프링도 이용할 수 있다.
다음에, 제 5 실시예의 표면 처리용 장치를 이용하여 기판에 표면 처리를 실시하는 방법(즉, 제 5 표면 처리 방법)을 설명한다. 이와 관련하여, 제 5 표면 처리 방법은 제 1 방법과 제 5 방법 사이의 차이를 중심으로 설명하며, 중복되는 설 명은 생략한다.
[1E] 감압 단계(제 1 단계)
우선, 상술한 바와 같이, 메인 본체(3)가 기부(110)로부터 분리된다. 다음에, 기판(10)의 표면(102)이 O 링(2)과 접촉되며, 다음에 상술한 단계(1A)와 동일한 단계가 실시된다.
[2E] 기판이 흡입에 의해 표면 처리용 장치에 밀착되고 표면 처리용 장치에 의해 유지되게 되는 단계(제 2 단계)
다음에, 상술한 단계(2A)와 동일한 단계가 실시된다. 그 결과, 기판(10)은 흡입에 의해 표면 처리용 장치(100)에 밀착되고 표면 처리용 장치(100)에 의해 유지된다.
[3E] 에칭 단계(제 3 단계)
다음에, 상술한 단계(3A)와 동일한 단계가 실시된다.
[4E] 기판 분리 단계(제 4 단계)
우선, 메인 본체(3)가 처리조에서 취출되고, 다음에 기부(110)상에 위치된다. 이어서, 상술한 바와 같이, 메인 본체(3)는 고정 부분(120)을 메인 본체(3)의 연부와 접촉되게 함으로써 기부(110)에 고정된다. 이러한 방법에서, 메인 본체(3)는 도 9a에 도시된 바와 같이 기부(110)에 고정된다. 또한, 나사(136)가 회전되어(나사(136)의 선단부가 나사 결합 부분(110a)에 나사식으로 결합되고, 다음에 나사(136)가 약간 풀려지도록) 핀(131)의 제 2 위치를 적절하게 조정한다.
이 때에, 핀(131)의 일 단부 부분이 갭(34)내로 삽입되어 있기 때문에, 코일 스프링(132)의 작용으로 인해서(즉, 코일 스프링(132)의 가압력으로 인해서) 핀(131)이 제 2 위치를 향해 약간 회전되지만, 핀(131)은, 그 일 단부 부분이 도 9b에 도시된 바와 같이 기판(10)의 표면(102)의 연부와 접촉되어 있는(즉, 핀(131)이 제 1 위치에서 유지됨) 상태로 유지된다.
다음에, 기판(10)이 유지되는 표면 처리용 장치(100)는 다시 진공실(감압실)로 반송되며, 다음에 진공실이 감압된다. 그 결과, 오목한 부분(32)내의 압력이 외부 압력과 실질적으로 동일하거나 외부 압력보다 높게 되어(즉, 오목한 부분(32)내의 압력이 진공실내의 압력과 실질적으로 동일하거나 높게 됨), 압력차로 인해서 기판(10)이 기판 접촉 표면(31)으로부터 분리되는 방향(즉, 도 9에서 상방향)으로 가압력이 기판(10)상에 가해진다.
또한, 상술한 바와 같이, 핀(131)의 일 단부 부분이 기판(10)의 표면(102)의 연부와 접촉되어 있기 때문에, 핀(131)이 제 1 위치로부터 제 2 위치가지 변위되는 방향(즉, 도 9의 상방향)으로 기판(10)의 연부가 가압된다. 본 실시예의 표면 처리용 장치(100)에 따르면, 도 9c에 도시된 바와 같이, 압력차 및 분리 보조 수단(130) 양자에 의해 야기되는 가압력으로 인해서 기판(10)이 표면 처리용 장치(100)로부터 보다 확실하게 분리(이탈)될 수 있다.
이와 관련하여, 핀(131)이 나사(136)에 의해 제 2 위치에 유지될 수 있기 때문에 기판(10)의 분리시에 너무 강한 힘이 기판(10)상에 가해져서 기판(10)이 날아가 버릴 가능성이 없다. 또한, 제 1 위치와 제 2 사이의 거리, 즉 O 링(2)의 측면상에서 핀(131)의 일 단부 부분(기판(10)과 접촉되는 단부 부분)이 제 1 위치와 제 2 위치 사이에서 변위되는 거리가 모든 특정 값으로 제한되는 것은 아니지만, 약 1 내지 5㎜의 범위가 바람직하다.
[제 6 실시예]
다음에, 본 발명에 이용할 표면 처리용 장치의 제 6 실시예를 설명한다. 도 10a 및 도 10b는 표면 처리용 장치의 제 6 실시예를 도시하는 부분 단면도이다. 하기의 설명에서, 도 10a 내지 도 10b에서 상부측 및 하부측은 각각 "상측" 및 "하측"이라고 한다.
이하에, 표면 처리용 장치의 제 6 실시예는 제 1 실시예와 제 6 실시예 사이의 차이를 중심으로 설명하고, 중복되는 사항에 대한 설명은 생략한다.
제 6 실시예의 표면 처리용 장치는 변위 수단의 구조를 제외하고는 제 5 실시예의 표면 처리용 장치와 동일하다. 도 10a 및 도 10b에 도시된 표면 처리용 장치(100)는 변위 수단으로서 구형 형상을 가진 탄성 부재(137)를 구비한다. 탄성 부재(137)는, 감압실을 감압시킴으로써 탄성 부재(137)에 감소된 압력이 가해질 경우 용적이 증가되는 중공 공간(137a)을 구비한다. 탄성 부재(137)는 약 대기압(즉, 정상 압력)에서 지지 부분(133)과 기부(110) 사이의 거리와 실질적으로 동일한 외경을 갖도록 형성된다. 감압실을 감압시킴으로써 감소된 압력이 탄성 부재(137)에 가해지는 경우에, 중공 공간(137a)의 용적이 증가되며, 이에 의해 탄성 부재(137)의 외경도 또한 증가된다. 그 결과, 지지 부분(133)이 회전 중심축(134)을 중심으로 회전되어, 핀(131)이 제 1 위치(즉 도 10a에 도시된 위치)로부터 제 2 위 치(도 10b에 도시된 위치)까지 회전(변위)된다.
탄성 부재(137)의 구성 재료로는 O 링(2)과 관련하여 상술한 것과 동일한 재료가 사용될 수 있다. 제 6 실시예의 표면 처리용 장치(100)는 제 5 실시예의 표면 처리용 장치(100)의 것과 동일한 효과를 제공한다. 이와 관련하여, 탄성 부재(137)의 외형(전체 형상)은 구형 형상으로 제한되지 않는다. 탄성 부재(137)는 입방체, 직방체 등등과 같은 모든 형상을 가질 수 있다.
다음에, 제 6 실시예의 표면 처리용 장치를 이용하여 기판에 표면 처리를 실시하는 방법(즉, 제 6 표면 처리 방법)을 설명한다. 이와 관련하여, 제 6 표면 처리 방법은 제 1 방법과 제 6 방법 사이의 차이를 중심으로 설명하며, 중복되는 설명은 생략한다.
[1F] 감압 단계(제 1 단계)
우선, 상술한 단계(1E)와 동일한 단계가 실시된다.
[2F] 기판이 흡입에 의해 표면 처리용 장치에 밀착되고 표면 처리용 장치에 의해 유지되게 되는 단계(제 2 단계)
다음에, 상술한 단계(2E)와 동일한 단계가 실시된다.
[3F] 에칭 단계(제 3 단계)
다음에, 상술한 단계(3E)와 동일한 단계가 실시된다.
[4F] 기판 분리 단계(제 4 단계)
우선, 메인 본체(3)가 처리조에서 취출되고, 다음에 기부(110)상에 위치된다. 이어서, 상술한 바와 같이, 메인 본체(3)는 고정 부분(120)을 메인 본체(3)의 연부와 접촉되게 함으로써 기부(110)에 고정된다. 이러한 방법에서, 메인 본체(3)는 기부(110)에 고정된다. 또한, 나사(136)가 회전되어(나사(136)의 선단부가 나사 결합 부분(110a)에 나사식으로 결합되고, 다음에 나사(136)가 약간 풀려지도록) 핀(131)의 제 2 위치를 적절하게 조정한다.
다음에, 기판(10)이 유지되는 표면 처리용 장치(100)는 다시 진공실(감압실)로 반송되며, 다음에 진공실이 감압된다. 그 결과, 오목한 부분(32)내의 압력이 외부 압력과 실질적으로 동일하거나 외부 압력보다 높게 되어(즉, 오목한 부분(32)내의 압력이 진공실내의 압력과 실질적으로 동일하거나 높게 됨), 압력차로 인해서 기판(10)이 기판 접촉 표면(31)으로부터 분리되는 방향(즉, 도 10에서 상방향)으로 가압력이 기판(10)상에 가해진다. 또한, 이 때에, 진공 챔버가 감압됨에 따라서, 중공 공간(37a)의 용적이 증가되어, 탄성 부재(137)의 외경이 증가된다. 그 결과, 탄성 부재(137)는 지지 부분(133)을 상방으로 가압하며, 다음에 핀(131)이 제 2 위치를 향해 회전(변위)을 개시하고, 이에 의해 핀(131)의 일 단부 부분이 기판(10)의 표면(102)의 연부와 접촉하게 되어 기판(10)의 연부를 상방으로 가압하게 된다. 본 실시예의 표면 처리용 장치(100)에 따르면, 압력차 및 분리 보조 수단(130) 양자에 의해 야기되는 가압력으로 인해서 기판(10)이 표면 처리용 장치(100)로부터 보다 확실하게 분리(이탈)될 수 있다.
[제 7 실시예]
다음에, 본 발명에 이용할 표면 처리용 장치의 제 7 실시예를 설명한다. 도 11은 표면 처리용 장치의 제 7 실시예의 일부분(분리 보조 수단)을 도시하는 사시도이다. 하기의 설명에서, 도 11에서 상부측 및 하부측은 각각 "상측" 및 "하측"이라고 한다.
이하에, 표면 처리용 장치의 제 7 실시예는 제 1 및 제 5 실시예와 제 7 실시예 사이의 차이를 중심으로 설명하고, 중복되는 사항에 대한 설명은 생략한다. 제 7 실시예의 표면 처리용 장치는 변위 수단의 구조를 제외하고 제 5 실시예의 표면 처리용 장치와 동일하다. 도 11에 도시된 표면 처리용 장치(100)의 변위 수단은 레버(138a) 및 웨이트(138b)를 포함한다.
레버(138a)의 일 단부 부분은 기부(110)와 지지 부분(133) 사이의 공간에 삽입된다. 웨이트(138b)는 레버(138a)의 다른 단부 부분에 부착된다. 웨이트(138b)가 레버(138a)의 다른 단부 부분에 부착되기 때문에, 도 11에 도시된 상방향에서 레버(138a)의 일 단부 부분상에 힘이 가해진다. 따라서, 지지 부분(133)이 상방향으로 가압되며, 이에 의해 핀(131)이 제 2 위치를 향해 회전(변위)된다. 제 7 실시예의 표면 처리용 장치(100)는 제 5 실시예의 표면 처리용 장치(100)의 것과 동일한 효과를 제공한다. 이와 관련하여, 본 실시예에 있어서 레버(138a) 및 웨이트(138b)는 별개의 부재이지만, 단일 부재로 조합될 수도 있다. 또한, 핀(131)이 레버로서 직접 사용될 수도 있다.
다음에, 제 7 실시예의 표면 처리용 장치를 이용하여 기판에 표면 처리를 실시하는 방법(즉, 제 7 표면 처리 방법)을 설명한다. 이와 관련하여, 제 7 표면 처리 방법은 제 5 방법과 제 7 방법 사이의 차이를 중심으로 설명하며, 중복되는 설 명은 생략한다.
[1G] 감압 단계(제 1 단계)
우선, 상술한 단계(1E)와 동일한 단계가 실시된다.
[2G] 기판이 흡입에 의해 표면 처리용 장치에 밀착되고 표면 처리용 장치에 의해 유지되게 되는 단계(제 2 단계)
다음에, 상술한 단계(2E)와 동일한 단계가 실시된다.
[3G] 에칭 단계(제 3 단계)
다음에, 상술한 단계(3E)와 동일한 단계가 실시된다.
[4G] 기판 분리 단계(제 4 단계)
우선, 메인 본체(3)가 처리조에서 취출되고, 다음에 기부(110)상에 위치된다. 이어서, 상술한 바와 같이, 메인 본체(3)는 고정 부분(120)을 메인 본체(3)의 연부와 접촉되게 함으로써 기부(110)에 고정된다. 이러한 방법에서, 메인 본체(3)는 기부(110)에 고정된다. 또한, 나사(136)가 회전되어(나사(136)의 선단부가 나사 결합 부분(110a)에 나사식으로 결합되고, 다음에 나사(136)가 약간 풀려지도록) 핀(131)의 제 2 위치를 적절하게 조정한다.
이 때에, 핀(131)의 일 단부 부분이 갭(34)내로 삽입되기 때문에, 레버(138a) 및 웨이트(138b)로 구성되는 변위 수단의 작용으로 인해서 핀(131)이 제 2 위치를 향해 약간 회전되지만, 핀의 일 단부 부분이 기판(10)의 표면(102)의 연부와 접촉되는(즉, 핀(131)이 제 1 위치에 유지되는) 상태로 핀(131)은 유지된다.
다음에, 기판(10)이 유지되는 표면 처리용 장치(100)는 다시 진공실(감압실)로 반송되며, 다음에 진공실이 감압된다. 그 결과, 오목한 부분(32)내의 압력이 외부 압력과 실질적으로 동일하거나 외부 압력보다 높게 되어(즉, 오목한 부분(32)내의 압력이 진공실내의 압력과 실질적으로 동일하거나 높게 됨), 압력차로 인해서 기판(10)이 기판 접촉 표면(31)으로부터 분리되는 방향(즉, 도 11에서 상방향)으로 가압력이 기판(10)상에 가해진다. 또한, 상술한 바와 같이, 핀(131)의 일 단부 부분이 기판(10)의 표면(102)의 연부와 접촉되기 때문에, 핀(131)이 제 1 위치로부터 제 2 위치로 변위되는 방향(즉, 상방향)으로 기판(10)의 연부가 가압된다. 본 실시예의 표면 처리용 장치(100)에 따르면, 압력차 및 분리 보조 수단(130) 양자에 의해 야기되는 가압력으로 인해서 기판(10)이 표면 처리용 장치(100)로부터 보다 확실하게 분리(이탈)될 수 있다.
[제 8 실시예]
다음에, 본 발명에 이용할 표면 처리용 장치의 제 8 실시예를 설명한다. 도 12는 표면 처리용 장치의 제 8 실시예의 일부분(분리 보조 수단)을 도시하는 사시도이다. 하기의 설명에서, 도 12에서 상부측 및 하부측은 각각 "상측" 및 "하측"이라고 한다.
이하에, 표면 처리용 장치의 제 8 실시예는 제 1 및 제 5 실시예와 제 8 실시예 사이의 차이를 중심으로 설명하고, 중복되는 사항에 대한 설명은 생략한다. 제 8 실시예의 표면 처리용 장치는 변위 수단의 구조를 제외하고 제 5 실시예의 표면 처리용 장치와 동일하다. 도 12에 도시된 표면 처리용 장치(100)는 변위 수단 으로서 모터(139)를 구비한다.
모터(139)는 회전축(139a) 및 메인 본체(139b)를 포함한다. 본 실시예에 있어서, 회전축(139a)은 또한 지지 부분(133)의 회전 중심축(134)으로서 작용한다. 선택적으로, 회전축(139a)은 기어 등을 거쳐서 지지 부분(133)의 회전 중심축(134a)과 결합될 수 있다. 메인 본체(139b)는 기부(110)에 고정된다. 제 8 실시예의 표면 처리용 장치(100)는 제 5 실시예의 표면 처리용 장치(100)의 것과 동일한 효과를 제공한다.
다음에, 제 8 실시예의 표면 처리용 장치를 이용하여 기판에 표면 처리를 실시하는 방법(즉, 제 8 표면 처리 방법)을 설명한다. 이와 관련하여, 제 8 표면 처리 방법은 제 5 방법과 제 8 방법 사이의 차이를 중심으로 설명하며, 중복되는 설명은 생략한다.
[1H] 감압 단계(제 1 단계)
우선, 상술한 단계(1E)와 동일한 단계가 실시된다.
[2H] 기판이 흡입에 의해 표면 처리용 장치에 밀착되고 표면 처리용 장치에 의해 유지되게 되는 단계(제 2 단계)
다음에, 상술한 단계(2E)와 동일한 단계가 실시된다.
[3H] 에칭 단계(제 3 단계)
다음에, 상술한 단계(3E)와 동일한 단계가 실시된다.
[4H] 기판 분리 단계(제 4 단계)
우선, 메인 본체(3)가 처리조에서 취출되고, 다음에 기부(110)상에 위치된 다. 이어서, 상술한 바와 같이, 메인 본체(3)는 고정 부분(120)을 메인 본체(3)의 연부와 접촉되게 함으로써 기부(110)에 고정된다. 이러한 방법에서, 메인 본체(3)는 기부(110)에 고정된다.
또한, 나사(136)가 회전되어(나사(136)의 선단부가 나사 결합 부분(110a)에 나사식으로 결합되고, 다음에 나사(136)가 약간 풀려지도록) 핀(131)의 제 2 위치를 적절하게 조정한다. 다음에, 모터(139)가 구동된다. 이 때에, 핀(131)의 일 단부 부분이 갭(34)내로 삽입되기 때문에, 모터(139)의 구동력으로 인해서 핀(131)이 제 2 위치를 향해 약간 회전되지만, 핀의 일 단부 부분이 기판(10)의 표면(102)의 연부와 접촉되는(즉, 핀(131)이 제 1 위치에 유지되는) 상태로 핀(131)은 유지된다.
다음에, 기판(10)이 유지되는 표면 처리용 장치(100)는 다시 진공실(감압실)로 반송되며, 다음에 진공실이 감압된다. 그 결과, 오목한 부분(32)내의 압력이 외부 압력과 실질적으로 동일하거나 외부 압력보다 높게 되어(즉, 오목한 부분(32)내의 압력이 진공실내의 압력과 실질적으로 동일하거나 높게 됨), 압력차로 인해서 기판(10)이 기판 접촉 표면(31)으로부터 분리되는 방향(즉, 도 12에서 상방향)으로 가압력이 기판(10)상에 가해진다. 또한, 상술한 바와 같이, 핀(131)의 일 단부 부분이 기판(10)의 표면(102)의 연부와 접촉되기 때문에, 핀(131)이 제 1 위치로부터 제 2 위치로 변위되는 방향(즉, 상방향)으로 기판(10)의 연부가 가압된다.
본 실시예의 표면 처리용 장치(100)에 따르면, 압력차 및 분리 보조 수단(130) 양자에 의해 야기되는 가압력으로 인해서 기판(10)이 표면 처리용 장치(100) 로부터 보다 확실하게 분리(이탈)될 수 있다.
상술한 바와 같이, 접촉 부재(즉, 핀(131)) 및 변위 수단으로 구성되는 상술한 분리 보조 수단(130)의 각각 단일 구조체를 구비할 수 있으며, 이러한 분리 보조 수단(130)을 사용함으로써 기판(10)을 표면 처리용 장치(100)로부터 확실하게 분리할 수 있다. 또한, 제 5 내지 제 8 실시예에 대해서 상술한 변위 수단의 각각의 구조는 매우 간단하기 때문에, 표면 처리용 장치(100)의 부품의 개수의 증가와, 표면 처리용 장치(100)의 제조 비용의 증가를 방지할 수 있다.
상술한 표면 처리용 장치는 각각 기판을 밀폐식으로 고정(유지)하기 때문에, 기판이 표면 처리용 장치에 고정되어 있는 동안에 기판의 내측으로 각종 액체가 침입하는 것을 확실하게 방지할 수 있다. 따라서, 특히 표면 처리용 장치는 처리용 액체를 사용하여 기판의 표면 처리를 실시할 시에 적당하게 사용된다. 표면 처리액을 이용하는 표면 처리로서는 상술한 웨트 에칭 외에 예를 들면 도금 또는 강화 유리를 제조하는데 이용하는 이온 교환이 있다.
본 발명의 표면 처리 방법은 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명은 이것으로 제한되지 않는다. 예를 들면, 제 1 내지 제 8 실시예의 구조체의 임의의 2개 또는 그 이상을 단일 표면 처리용 장치로 조합할 수 있다. 또한, 동일하거나 유사한 기능이 성취되는 한, 표면 처리용 장치의 각 부분에 대한 다양한 변경 및 추가가 이뤄질 수 있다.
더욱이, 본 발명의 표면 처리 방법은 필요에 따라 특정 목적에 따라 상술한 단계 이외의 단계를 포함할 수 있다. 또한, 상술한 실시예의 각각에 있어서, 밀폐 공간을 기판으로 커버한 상태(즉, 기판이 표면 처리용 장치와 접촉된 상태)에서 표면 처리용 장치가 감압실로 반송되고, 다음에 감압실이 감압되는 경우를 참조하여 설명하였다. 그러나, 밀폐 공간은 기판이 표면 처리용 장치에서 분리된 상태(즉, 밀폐 공간이 기판으로 커버되지 않은 상태)에서 감압실이 감압된 후에 기판으로 커버될 수도 있다.
본 발명의 표면 처리 방법은 표면 처리용 장치를 이용하여 기판을 표면 처리하는데 사용되며, 이 방법은 상기 기판의 다른 표면이 상기 표면 처리용 장치에 직면한 상태에서, 상기 표면 처리용 장치와 그 위에 위치된 기판이 상기 밀폐 공간을 감압시키기 위한 감압실의 내측으로 반송되며, 이에 의해 상기 밀폐 공간내에 음의 압력이 생성되는 제 1 단계와, 상기 기판이 밀폐 공간 내측의 음의 압력과 대기압 사이의 차이를 이용하여 표면 처리용 장치상으로 유도된 상태에서, 상기 표면 처리용 장치 및 상기 기판이 상기 감압실의 내측으로부터 대기압하에서 대기까지 반출되는 제 2 단계와, 상기 기판이 표면 처리용 장치에 의해 유도된 조건하에서, 상기 기판의 하나의 표면에 대해 표면 처리가 실시되는 제 3 단계를 포함하도록 구성됨으로써, 기판에 표면 처리를 균일하게 실시할 수 있는 효과가 있다.

Claims (19)

  1. 표면 처리용 장치를 이용하는 기판용 표면 처리 방법으로서, 상기 기판은 표면 처리가 실시될 하나의 표면과, 상기 하나의 표면에 대향된 다른 표면을 구비하며, 상기 표면 처리용 장치는 밀폐 공간과, 상기 밀폐 공간 및 상기 기판의 다른 표면과 협력하여 음의 압력을 생성하도록, 상기 기판의 다른 표면과 밀폐식으로 접촉하기에 적합한 상기 밀폐 공간을 둘러싸는 접촉부를 구비하며, 이에 의해 상기 기판이 음의 압력에 의해 상기 표면 처리용 장치상으로 유도되어 이러한 상태를 표면 처리 동안에 유지하는, 표면 처리 방법에 있어서,
    상기 기판의 다른 표면이 상기 표면 처리용 장치에 직면한 상태에서, 상기 표면 처리용 장치와 그 위에 위치된 기판이 상기 밀폐 공간을 감압시키기 위한 감압실의 내측으로 반송되며, 이에 의해 상기 밀폐 공간내에 음의 압력이 생성되는 제 1 단계와,
    상기 기판이 밀폐 공간 내측의 음의 압력과 대기압 사이의 차이를 이용하여 표면 처리용 장치상으로 유도된 상태에서, 상기 표면 처리용 장치 및 상기 기판이 상기 감압실의 내측으로부터 대기압하에서 대기까지 반출되는 제 2 단계와,
    상기 기판이 표면 처리용 장치에 의해 유도된 조건하에서, 상기 기판의 하나의 표면에 대해 표면 처리가 실시되는 제 3 단계를 포함하는
    표면 처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 단계에서 감압실내의 압력이 50,000 Pa 내지 70,000 Pa인
    표면 처리 방법.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판을 가진 상기 표면 처리용 장치가 감압실의 내측으로 다시 반송되며, 상기 감압실내의 압력이 상기 제 1 단계에서의 감압실내의 압력과 실질적으로 동일하거나 그 압력보다 낮게 되도록 상기 감압실의 내측을 감압시킴으로써 상기 기판이 상기 표면 처리용 장치로부터 분리되는, 상기 제 3 단계 이후의 제 4 단계를 더 포함하는
    표면 처리 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 단계에서 감압실내의 압력이 A(Pa)로 규정되며, 상기 제 4 단계에서 감압실내의 압력이 B(Pa)로 규정될 때, B/A가 2/7 내지 1이 되는 관계를 충족시키는
    표면 처리 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 4 단계에서 감압실내의 압력이 20,000 Pa 내지 70,000 Pa인
    표면 처리 방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 표면 처리용 장치가 상기 감압실내의 표면 처리용 장치의 접촉부로부터 기판을 분리하는 것을 보조하는 분리 보조 수단을 더 포함하는
    표면 처리 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 분리 보조 수단이, 상기 기판이 표면 처리용 장치의 접촉부로부터 분리될 때 기판의 다른 표면과 접촉되기에 적합한 일 단부 부분을 가진 접촉 부재와, 상기 접촉 부재가 접촉부로부터 분리되는 방향으로 상기 접촉 부재를 변위시키기 위한 변위 수단을 포함하는
    표면 처리 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 접촉 부재가 그 일 단부 부분에 대향된 다른 단부 부분을 구비하며, 상기 접촉 부재가 피봇 중심으로서 이용되는 다른 단부 부분과 함께 피봇식으로 회전될 수 있는
    표면 처리 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 변위 수단이 스프링으로 구성되는
    표면 처리 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 변위 수단이 중공 공간을 가진 탄성 부재로 구성되며, 상기 중공 공간의 용적은 감압실의 내측을 감압시킴으로써 증대되는
    표면 처리 방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 변위 수단은 레버 및 웨이트로 구성되는
    표면 처리 방법.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 변위 수단은 모터로 구성되는
    표면 처리 방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 표면 처리용 장치가 기판이 접촉부와 접촉된 상태에서 밀폐 공간이 그 외측과 연통되게 하는 유로를 구비하며, 상기 유로는 제 1, 제 2 및 제 3 단계에서 밀폐식으로 밀봉되며,
    상기 기판이 상기 유로를 개방시킴으로써 상기 표면 처리용 장치로부터 분리되는, 상기 제 3 단계 이후의 제 4 단계를 더 포함하는
    표면 처리 방법.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판이 각각 기판의 다른 표면으로 개방되는 하나 또는 그 이상의 오목한 부분을 구비하며,
    상기 오목한 부분이 커버될 수 있도록 상기 기판의 다른 표면상에 시트형 재료를 제공하는, 상기 제 1 단계 이전의 단계를 더 포함하는
    표면 처리 방법.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판이 각각 기판의 다른 표면으로 개방되는 하나 또는 그 이상의 오목한 부분을 구비하며,
    상기 접촉부는 상기 기판이 상기 접촉부와 접촉된 상태에서 상기 기판의 오목한 부분을 커버할 수 있도록 구성되는
    표면 처리 방법.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 표면 처리용 장치가 2개의 주요 표면을 구비하는 평판형 구조를 가지며, 상기 2개의 주요 표면의 각각의 측면상에 오목한 부분을 구비하는
    표면 처리 방법.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 표면 처리가 처리용 액체를 이용하여 실시되는
    표면 처리 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 처리용 액체가 에칭액을 포함하는
    표면 처리 방법.
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