KR101414969B1 - 기판의 인라인-처리용 처리 모듈 - Google Patents

기판의 인라인-처리용 처리 모듈 Download PDF

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토마스 부쉬하르드트
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콘라드 칼텐바흐
프란츠 솔링게르
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Abstract

본 발명은 적어도 하나의 처리 모듈을 통해 평평한 기판을 유체 인라인-처리하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 기판들의 부드러운 그리고 제어된 이송이 중의 상기한 처리에 관한 것이고, 처리는 기판의 이송에만 관련될 수도 있다. 본 발명에 따르면, 처리 모듈(1)은 적어도 하나의 처리 표면(7A)을 구비한 처리 챔버(2)를 포함하고, 처리 표면(7A)은 처리면(5)에 실질적으로 수평으로 배열되고 하부 유체 쿠션(6A)을 형성하도록 구성되고, 동일한 면에서 기판들(22)의 선형적인 이송을 위한 입구(3) 및 출구(4) 형태의 2개의 개구들이 처리 표면(7A)에 배치되고, 처리 챔버(2) 내에서 기판들(22)의 제어된 이송을 위해 적어도 하나의 캐치(10)를 구비한 적어도 하나의 이송 기구를 포함한다. 또한, 본 발명은 본 발명에 따른 장치를 이용한 방법을 제공한다.

Description

기판의 인라인-처리용 처리 모듈{PROCESS MODULE FOR THE INLINE-TREATMENT OF SUBSTRATES}
본 발명은 평평한 기판들을 유체 인라인 처리(fluidic inline-treatment)하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 상기 처리는 일반적인 습식 화학 처리 단계들뿐만 아니라 특히 부드러운 그리고 제어된 이송을 포함한다.
예들 들어 실리콘 웨이퍼들과 같은 평평한 기판들의 처리용 플랜트들이 이 기술분야에 공지되어 있다. 주로, 상기한 플랜트들은 종종 파손되기 쉬운 기판들을 습식 처리하기 위한 것이다. 예를 들면, 습식 처리는 화학적 표면 개질 또는 세정을 위한 기계적 표면 처리일 수 있다. 처리 탱크로서 설계된 상기한 플랜트가 DE 199 34 300 C2에 개시된다. 거기에 기술된 처리 탱크는 영구적으로 개방된 2개의 개구들을 포함하고, 처리될 기판은 2개의 개구들을 통해 선형적으로 이송될 수 있다. 처리 탱크 내부는 기판이 항상 완전히 그리고 양면들이(양측면에서) 액체로 둘러싸이도록 처리액으로 채워져 있고, 이를 위해 개구들이 액체 수위보다 아래에 배열된다. 초음파 처리 장치는 처리 탱크 내부에 배열된다. 양측에 있는 개구들로부터 처리액이 넘치는 것을 방지하기 위해, 처리액에 전해진 진공이 처리액 수위 위의 처리 탱크 내부에 도입된다. 처리액의 표면 장력을 저하시키는 액체가 도입될 수 있도록 하는 집수 관로, 액적 분리기, 및/또는 건조 챔버는, 탱크로부터 계속해서 빠져나오거나 배출되는 기판에 의해 배출된 액체를 받기 위해 출구에 배열된다.
먼저, 상기한 종래 기술은 처리 탱크 외부에 위치된 먼지 입자들이 진공에 의해 의도하지 않게 처리 탱크 내부에 흡착될 수 있다는 단점이 있다. 특정 조건들 하에서, 기판 두께와 탱크 내부의 압력비 사이의 최적의 관계를 얻기 위해 압력비가 계속 조정되어야 한다. 기판들의 오염을 방지하고 처리액의 양호한 순환을 위해, 세정된 처리액은 계속 하부에서 처리 탱크 내부로 도입되어야 한다. 동시에 출원된 DE 199 34 301 A1에 상세히 기술된 기판들의 이송은, 기판의 여러 지점들을 지지하고, 기판을 먼저 밀어서 이동시킨 후 처리 챔버에서 꺼내는 그리퍼들(grippers)을 통해 이루어진다. 추가적으로, 기판의 측방향 가이드에 측방향으로 배열된 접촉 영역들이 구비되고, 이 가이드들은 처리 챔버의 전방 및 후방에 위치된 반입 및 반출 장치들과 동일한 높이로 배열된다. 상기한 구성은 기판과 이송 장치 사이의 각각의 기계적 접촉들이, 파손되기 쉬운 기판들이 파손될 때까지 손상이 증가되도록 하는 결과를 초래한다.
따라서 본 발명의 목적은 상술한 종래 기술의 단점들을 해소하기 위한 장치 및 방법을 제공하는 것이다. 특히, 본 발명은 부가적으로 양면 사용이 가능하고, 간단한 방법으로 기판의 균일 처리를 가능하게 하며, 오염 방지에 필요한 노력이 가능한 한 적게 들게 할 것이다. 또한, 본 발명은 기판들의 고순도 처리를 가능하게 하고, 따라서 처리 챔버 내부로 입자들이 유입되는 것뿐만 아니라 이미 세정된 입자들 또는 챔버 내부의 성분들에 의해 기판들이 재오염되는 것을 대체로 배제할 수 있다. 또한, 본 발명은 처리 전에, 처리하는 중에, 그리고 처리 후에 특히 기판들의 부드러운 이송을 가능하게 하고, 처리는 단지 기판들의 이송과 관련될 수도 있다.
상기한 목적은 청구항 1에 한정된 본 발명에 따른 장치의 특징들과, 청구항 14에 한정된 본 발명에 따른 방법의 특징들에 의해 달성된다.
종속항들과 이하의 상세한 설명 및 도면들을 통해 본 발명의 바람직한 실시예들이 개시된다.
본 발명은 적어도 하나의 처리 모듈을 구비하여 평평한 기판들을 유체 인라인 처리하는 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 기판들의 부드러운 그리고 제어된 이송(gentle and controlled transport)을 통한 상기한 처리와 관련된 것이다. "인라인 처리(inline treatment)"라는 용어는 복수 기판들의 연속 처리를 의미하고, 차례대로 일렬로 배열된 일련의 기판들은 하나 또는 복수의 처리 장소를 통과하는 동안 선형적으로 이송된다. "인라인 처리"는 웨이퍼 처리 분야에서 특히 일반적인 "배치 처리(batch treatment)"와는 구별되어야 하고, 처리될 기판들은 각각의 처리 플랜트로 연속적으로 이송되어 처리되지 않고 "배치들(batches)"로 처리된다. 비록 "배치-플랜트들(batch-plants)"이 상업적 실행 가능성을 증가시킨다는 점에서 필요한 많은 처리량을 제공하지만, 배치 플랜트들 역시 많은 단점들을 갖는다. 예를 들면, 배치 플랜트들은 (예를 들면 메가사운드 처리(megasound treatment)를 통해 또는 흐름 조건들에 영향을 주는 것에 의해) 기판 표면 처리에 직접적인 영향을 줄 가능성이 없어, 처리물 집단의 서로 다른 기판들이 서로 다르게 처리된다는 위험이 존재한다. 처리 탱크에 수직방향으로 담겨질 때, 기판 위와 아래 각각의 서로 다른 처리 시간으로 인해 또 다른 문제점이 초래될 수 있다. 이러한 이유들로 인해, 인라인 처리는 더욱 바람직해진다. 기판들은 다른 재료들로 구성될 수 있다. 그러나, 상기 재료들은 반도체 재료들(예를 들면 실리콘, 실리콘-게르마늄, 게르마늄, 비화 갈륨, 질화 갈륨, 탄화 실리콘, 가능하다면 적당한 운반 재료상의 층들), 유리, 세라믹, 또는 플라스틱과 같은 전자 구조의 생성 또는 태양 에너지의 생성에 적합한 것이 바람직하다. 특히 바람직하게는, 양호하게 둥글거나 각진 기판들은 아주 부드럽게 이송하는데 필요한 평평한 형상 또는 적어도 하나의 평평한 하부면을 구비하고, 이것은 이하에 더욱 상세히 기술된다. 기판들은 더 작거나 바람직하게는 더 클 수 있지만, 전형적으로 300 ~ 400mm의 치수 또는 엣지 길이를 갖는다. 유체 처리는 각각의 처리 형태일 수 있고, 본 발명에 따른 장치는 액체를 통한 처리에 특히 적합하다. 그러나, 가스가 처리에 사용될 수도 있고, 처리는 예들 들면 세정 단계들과 같은 추가 공정들에 의해 보충될 수 있거나, 추가 공정들만을 포함한다.
기판들을 처리하는 동안 원하지 않는 불량품들을 방지하기 위해, 기판들의 부드러운 이송이 매우 중요하다. 특히, 예들 들면 실리콘 웨이퍼들의 상부면과 하부면과 같은 기판들의 기능성 표면들은 표면들의 손상 및/또는 오염을 방지하기 위해 항상 기계적으로 접촉되지 않아야 한다. 기계적 접촉은 예를 들면 롤러들, 그리퍼들, 슬라이드 트랙들 등에 의해 초래된다. 그러나, 이 기능성 표면들의 기계적 접촉은 유체가 상당히 깨끗하고 연마 효과를 가할 수 있는 입자들을 포함하지 않는 한, 본 발명에 의해 의도되는 유체를 통한 이송으로부터 초래되지 않는다. 기판들의 엣지들의 충격 접촉으로부터 기계적 손상으로 인한 또 다른 위험이 초래된다. 극단적인 경우, 상기한 접촉은 기판 재료들이 분리되는 결과를 가져다준다. 기판 손상 이외에도, 분리된 조각들은 적절한 여과가 이루어지지 않으면 추가적인 기판들의 손상을 일으킬 수도 있다. 종래 기술에서 종종 접하게 되는 이 기판 엣지들의 충격 접촉들은 기판들이 이송 또는 처리 트랙에서 측방향으로 이탈하는 것을 방지하는 측방향 엔드 스탑들(end stops), 가이드 엣지들 등을 구비함에 따른 것이다.
경제적인 처리 및 고품질의 처리 결과를 위해 처리 공정의 정밀한 재현성 역시 중요하다. 처리 기간, 즉 처리 챔버의 처리 영역에서의 기판의 체류 기간은 인라인 처리의 관점에서 중요한 인자이다. 특히, 이것은 모든 습식 화학 처리들의 경우이다. 따라서, 특히 이송 방향에서 볼 때, 입구와 출구 사이에서 기판들의 위치를 결정하는 정밀 조정 및 제어 가능한 이송을 제공하는데 필수적이다.
본 발명에 따르면, 장치는 기판(들)의 처리를 위한 처리 챔버를 구비한 적어도 하나의 처리 모듈을 포함한다. 각각의 정의에 따라, "처리"라는 용어는 또한 상기한 특정 경우들과 같이 기판 이송을 포함하고, 오직 이송에만 관련될 수도 있다. 처리 챔버는 실질적으로 처리면과 수평한 적어도 하나의 처리 표면을 구비한다. 처리면은 보통 평평하게 형성된 기판들이 이송 및 처리되는 평면이고, 처리 챔버 내의 기판은 일시적으로 처리면을 떠날 수 있다. 그러나, 처리 챔버를 일시적으로 떠나는 것보다 늦지 않게, 기판은 처리면에 재 위치되어야만 한다. 본 발명에 따르면, 처리 표면은 처리 표면의 기계적인 접촉 없이 기판들을 지지하기 위해 구비된 하부 유체 쿠션을 형성하도록 구성된다. 처리면에서 기판들을 선형적으로 이송하기위한 2개의 개구들이 처리 챔버로의 반입 및 반출을 위한 입구 및 출구로서 처리 표면에 배치된다. 즉, 각각의 입구 및 출구는 공용 처리면에 각각 위치된다. 본 발명에 따르면, 특히 처리 챔버가 기판들의 병렬 처리를 위한 복수의 트랙들을 포함하는 경우, 처리 챔버는 예를 들면 인접하게 배열된 복수의 입구들 및/또는 출구들을 구비할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 처리 챔버는 복수의 처리면들을 포함할 수 있고, 보통 바람직하게는 모든 처리면들은 동일 평면상에 배열된다. 복수의 입구들 및 단 하나의 공용 출구가 구비될 수도 있어, 처음에 서로 다른 처리 트랙들이 함께 구비된다. 처리 챔버의 길이는 이송 방향에서 볼 때, 원하는 이송 속도 및 필요한 처리 기간에 따라 선택된다.
또한, 본 발명에 따른 처리 챔버는 처리 챔버 내의 기판들의 제어된 이송을 위한 적어도 하나의 캐치를 구비한 적어도 하나의 이송 기구를 포함한다. 부드럽고 제어된 처리의 중요성에 관하여, 앞에서 언급한 설명들이 참조된다. 처리에 포함되는 이송의 역할은 "이송", "지지" 및 "가이드"로 나뉠 수 있다. 본 발명에 따른 이송 기구는 "이송" 및 "가이드"의 역할을 갖는다.
본 발명에 따르면, 부드러운 "지지"의 역할은 본 발명에 따른 장치의 추가 요소에 의해 해결된다. 이를 위해, 각 처리 모듈의 처리 챔버는 처리 표면을 포함하고, 처리 표면은 실질적으로 처리면에 수평으로 배열되고, 처리 표면의 기계적인 접촉 없이 기판들을 지지하도록 구비된 하부 유체 쿠션을 형성하도록 구성된다. 본 발명에 따른 처리 표면은 유체가 배출될 수 있는 배출구들을 구비한다. 따라서 배출구들은 적어도 약간의 과중 압력을 갖는 유체를 통해 가압되고, 이 유체는 보통 액체이다. 배출로 인해, 처리 표면에 안정된 그리고 어느 정도 두께의 액체층이 생성된다. 본 발명에 따르면, 이 액체층은 기판을 지지한다. 이것은 또한 각 처리 표면의 기계적 접촉 없이 기판의 지지 및 (동시 이송) 이송이 이루어지기 때문에, 특히 부드러운 방식으로 일어난다. 바람직한 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 장치는 처리 표면 상부에서 처리 표면과 평행하고 상부 유체 쿠션을 형성하도록 구성된 추가 표면을 더 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 장치의 처리 모듈은 처리 챔버로부터 분리되고 이송 기구용 구동 요소들을 구비한 적어도 하나의 구동 챔버를 포함하고, 구동 요소들은 특히 하나 또는 복수의 처리 표면들 또는 챔버의 측벽들의 필수 부품들로서, 처리 챔버 내에 미리 완전히 배열되어 있지 않다. 따라서, 본 발명에 따른 장치의 해당 실시예들의 관점에서, 이송 기구의 구동 요소들은 분리되어 처리 챔버 외부에 배열되고, 부가적으로 구동 챔버를 세정할 수 있다. 이런 방식으로, 베어링들 및 가이드들과 같은 이동 가능한 부품들의 마모 입자들이 실제 처리 챔버로 진입할 수 없고, 마모 입자들은 처리 챔버에서 가까스로 다시 제거될 수 있다. 원치 않는 입자들은 또한, 세정 가스, 세정 액체 또는 특히 바람직하게는 물을 통한 본 발명에 따른 세정에 의해, 예를 들면 구동 샤프트들 등의 관통 구멍들을 통해 처리 챔버로 진입하기 전에 구동 챔버로부터 제거된다.
이미 앞에서 언급한 것처럼, 처리 챔버는 기판들의 제어 이송을 위한 (적어도 하나의 캐치를 구비한) 적어도 하나의 기구(여기서 또한 간략하게 "이송 기구"라 함)를 포함하여, 장치는 본 발명에 따라 필요한 기판의 부드럽고 제어된 이송을 확보할 수 있다. 본 발명에 따르면, 이 이송 기구는 여러 실시예들로 제공될 수 있고, 기판 엣지 상의 측면 위에서, 측면 아래에서 또는 측면으로부터 작용하는 이송 기구 사이에 일반적인 차이점이 있다.
제1실시예에 따르면, 적어도 하나의 캐치를 구비한 이송 기구는 처리면 상부에 배열되고, 캐치(들)은 처리될 기판의 엣지가 캐치(들) 각각의 단부(들)에 접촉될 수 있도록 구성된다. 본 실시예의 맥락에서, 이송 기구는 분리된 구조적 요소로서, 또는 상부 유체 쿠션의 형성을 위해 처리 표면 상부에 있는 부가적인 추가 처리 표면의 필수 요소로서 구성될 수 있다. 이송 기구가 분리된 구조적 요소로서 구성됨으로써, 추가 처리 표면은 바람직하게는 적어도 하나의 캐치를 위한 틈들을 구비하여, 추가 처리 표면은 처리 챔버를 통해 이송되는 동안 기판 엣지를 영구적으로 접촉할 수 있다.
제2실시예에 따르면, 적어도 하나의 캐치를 구비한 이송 기구는 하부 유체 쿠션의 형성을 위해 처리 표면의 필수 요소로서 처리면 아래에 배열된다.
제3실시예에 따르면, 적어도 하나의 캐치를 구비한 이송 기구는 이송 방향과 평행하게 그리고 처리 챔버 측벽의 필수 요소로서 처리면 옆에 배열된다.
실제 적용 분야에 따라, 이 기본적인 실시예들이 본 발명에 따라 서로 결합될 수 있다는 것은 이 기술분야의 당업자에게 자명하다.
본 발명에 따르면, 위의 각각의 실시예들은 하나뿐만 아니라, 가장 바람직하게는 동일하게 구성된 바람직하게는 2개의 이송 기구들을 통해 실현될 수 있다.
상기 제1실시예의 맥락에서, 따라서 이송 기구는 바람직하게는 두 부분으로 분리된 구조적 요소로서 설계되고, 각각의 부분은 적어도 하나의 캐치를 구비한다. 복수 부분의 구성은 복수의 처리 챔버들이 차례로 전환되고 처리 챔버들이 어떤 최소 길이를 초과할 때 특히 필요하거나 유리하다. 복수의, 특히 두 부분으로 구성된 이송 기구는 또한 앞의 기판이 여전히 부분적으로 처리 챔버에 위치되는 한편 다음 기판이 처리 챔버로 이송될 때 필요하다. 이송 기구의 복수 부분 구성은, 이송 기구가 실질적으로 동일한 역할을 수행하는 적어도 2개의 조립체들로 구성되고 따라서 실질적으로 동일한 구성을 갖는다는 것을 의미한다. 이 부분들 사이의 가장 중요한 차이점은 처리 챔버 내부에서 그들의 위치이다. 보통, 복수 부분으로 구성된 이송 기구의 한 부분은 처리 챔버의 입구 영역에 배열될 것이고, 다른 부분은 처리 챔버의 출구 영역에 위치된다. 따라서, 한 부분은 입구 영역에서 기판의 이송에 주로 이용되고, 다른 부분은 출구 영역에서 이송에 이용된다. 처리 모듈이 복수의 처리면들 또는 처리 트랙들을 포함하는 경우, 하나 또는 복수의 개별 이송 기구들은 이들 각각의 처리 트랙들에 구비될 것이다. 그러나, 가능한 한 이송 기구들의 부분들을 결합시키는 것이 바람직하고, 이는 병렬 트랙들에서의 동기화된 처리 및 이송이 필요한 경우에 항상 구현하기 쉽다.
대안적으로, 상기 제1실시예는 분리된 구조 요소로서 한 부분으로 구성된 이송 기구를 포함하고, 이송 기구는 바람직하게는 처리 챔버의 처리면 길이에 대해 대략 그 중심에 배열된다. 캐치(들)과 기판 엣지의 연속적인 접촉을 확보하기 위해, 캐치들은 바람직하게는 길이가 가변되도록 구성된다. 따라서, 캐치들이 항상 처리면의 높이에서 기판 엣지와 접촉할 수 있게 된다.
본 발명에 따르면, 복수 부분으로 구성된 이송 기구의 각 부분은 캐치들을 포함한다. 여기서, 본 발명에 따르면, 캐치들만이 기판과 직접 접촉한다. 또한, 캐치들은 기판이 캐치들을 통해 가이드될 수도 있도록 구성 및 배열된다. 즉, 복수 부분으로 구성된 이송 기구의 각 부분은 기판의 이송뿐만 아니라 처리 챔버를 통과하는 경로 상에서 기판의 트랙을 유지하는 역할을 한다. 하나 또는 복수 부분으로 구성된 이송 기구의 각 부분은 측방향 리미터들(limiters) 또는 엔드 스탑들(end stops)을 필요로 하지 않기 때문에, 이하에 설명되는 것처럼, 상기한 기판에 가해지는 충격 하중의 위험이 존재하지 않는다.
상기 제1실시예 및 제2실시예의 맥락에서, 이송 기구는 바람직하게는 하부 또는 상부 처리 표면의 필수 요소로서, 복수, 특히 두 부분의 구성을 갖고, 각 부분은 서로 평행하게, 바람직하게는 서로 특정 간격으로 배열된 2개의 캐치들을 포함한다. 또한 여기서, 한 부분은 상당히 입구에 배열되고, 다른 부분은 상당히 처리 챔버의 출구에 배열된다. 이 부분들의 각 캐치들은 처리 표면으로부터 연장될 수 있고, 따라서 기판 엣지를 접촉하고, 이 접촉은 바람직하게는 동시에 이루어진다. 캐치들은 의도된 이송이 이루어진 후에 개별 처리 표면으로 후퇴할 수 있다.
위에 언급한 제3실시예의 맥락에서, 이송 기구는 처리 챔버의 측벽들의 필수 요소로서 (양 측면에) 두 부분으로 설계된다. 전술한 것처럼, 캐치들은 개별 벽으로부터 연장될 수 있어, 기판 엣지와 접촉하고, 이 접촉은 바람직하게는 또한 동시에 일어난다.
본 발명에 따르면, 각각의 이송 방향을 향하는 이송의 속도는 유체 쿠션의 유속과 함께, 기판이 영구적으로 이송 기구의 캐치(들)에 가압되도록 조절될 수 있고, 따라서 기판이 캐치 또는 캐치들로부터 제어되지 않은 방식으로 분리되는 것이 방지된다. 이것을 일반적으로 설명하기 위해, 유지 방향이라는 용어는 다음과 같이 정의된다: 유지 방향은 도 7A 내지 도 7D에 도시된 것처럼, 기판의 무게 중심을 향하는 기판의 평면에서 하나의 개별 캐치로부터 향하는 벡터들의 합을 나타내는 벡터 방향으로 이해되어야 한다. 도 7A 및 도 7C는 기판(22) 및 2개의 캐치들(10)의 2개의 예시적인 배열을 상부에서 개략적으로 도시하고, 유지 방향(h)의 벡터가 또한 도시된다. 따라서, 유지 방향(h)은 항상 기판 엣지의 영역으로부터 향하고, 캐치(10)는 기판 엣지의 영역에서 기판(22)의 중심에 작용한다. 복수의 캐치들(10)인 경우에, 유지 방향은 해당 개별 유닛 벡터들의 벡터 추가에 기인한다. 따라서, 유지 방향은 또한 힘들이 캐치들로부터 기판 상에 작용하는 방향을 제공한다.
도 7A 및 도 7C는 또한 이송 속도(VV) 및 유속(VF)의 예시적인 벡터들을 도시한다. 도 7B 및 도 7D는 극좌표계에 해당 벡터들을 도시한다. 이송 속도(VV), 즉 이송 기구가 이동되는 속도, 및 유체 쿠션의 유속(VF)은 유지 방향(h)의 방향 성분을 갖는다. 유지 방향 및 해당 속도 성분이 동일한 방향이면(예를 들면 도 7A 및 도 7B의 이송 속도(VV)인 경우와 같이), 속도 성분은 양의 부호를 갖는다. 유지 방향 및 해당 속도 성분이 반대 방향이면(예를 들면 도 7A 및 도 7B의 유속(VF)뿐만 아니라, 도 7C 및 도 7D의 이송 속도(VV) 및 유속(VF)인 경우와 같이), 속도 성분은 음의 부호를 갖는다. 속도가 유지 방향과 수직한 방향인 경우, 유지 방향의 속도 성분은 0이다.
바람직하게는, 유체 쿠션의 이송 속도(VV) 및 유속(VF)은, 유지 방향으로의 이송 속도(VV) 성분이 유지 방향으로의 유체 쿠션의 유속(VF)의 성분을 초과하도록, 벡터의 의미에서 조정될 수 있다. 수학적으로, 이것은 조건 Vv ● h ＞ VF ● h, 즉 부호에 관해 이송 속도(VV)와 유지 방향(h)의 벡터들의 스칼라 곱이 유체 쿠션의 유속(VF)과 유지 방향(h)의 벡터들의 스칼라 곱보다 더 커야한다는 조건을 통해 설명될 수 있다.
배제되지는 않지만, 유체 쿠션의 유속이 기판의 이송 방향으로 향하는 성분을 갖는 것은 바람직하지 않다. 본 발명에 따른 이송 기구 없이는, 기판이 흐름 방향으로 또는 흐름을 통해 제어되지 않은 방식으로 이동되어, 정확하게 한정된 기판의 처리 기간을 얻을 수 없다. 이송 기구가 이송 방향을 향하는 유체 쿠션의 유체 성분보다 느리게 이동하더라고 상기한 상황은 변하지 않는다. 기판은 캐치들로부터 제어되지 않은 방식으로 분리될 수 있다. 상술한 조건이 수행되는 경우에만, 기판 엣지와 각 캐치들의 접촉을 항상 보장할 수 있다. 둥근 기판의 경우 하나의 주변 엣지만이 존재하고, 캐치들은 바람직하게는 그 후방 영역에서 이송 방향으로 기판을 민다. 후방 영역은 입구 방향을 향하는 엣지의 영역이고, 이송 방향과 수직이고 둥근 기판을 2개로 나누는 기판의 중심을 관통하여 배열된 절단면으로 정의된다. 직사각형, 특히 정사각형 기판인 경우, 위에서 볼 때, 기판은 45도로 회전되면서 이동되어, 그 대각선이 이송 방향을 향한다. 이런 방식으로, 테이퍼(taper)가 제공되어 정사각형 기판의 중심 뒤에 위치되고, 기판의 엣지들은 본 발명에 따른 방식으로 본 발명에 따른 캐치들을 통해 접촉될 수 있다. 물론, 이송 방향과 평행하게 배열된 기판을 이송하는 것도 가능하지만, 캐치들과 기판 사이의 정지 마찰이 십자 흐름 성분들(cross flow components)보다 작게 되는 경우, 소정의 트랙으로부터 기판이 측방향으로 이탈하게 되는 위험이 존재하고, 십자 흐름 성분들은 예를 들면 유동 박리에 관련된 이송으로 인해 생성될 수 있고, 기판 상에서 측방향으로 작용하고 기판을 트랙 밖으로 미는 시도를 할 수 있다.
또한, 매질 분리 기구는 본 발명에 따른 장치의 2개의 입구 및 출구 중 적어도 하나에 배치된다. 따라서, 매질 분리 기구는 입구 및/또는 출구의 영역에 배열된다. 매질 분리 기구는 선택적으로 처리 챔버를 떠날 때 기판으로부터의 과잉 처리 액체를 분리하거나, 기판 표면을 가스 처리하는데 사용된다. 그러나, 매질 분리 기구 또는 가스 처리 기구는 원치 않는 처리 액체를 제거하기 위해, 또는 기판이 처리 챔버로 진입하기 전에 표면 개질을 위해 구비될 수도 있고, 이를 위해 매질 분리 기구는 처리 챔버의 입구 영역에 적절하게 배열되어야 한다. 이런 방식으로, 처리 챔버에 구비된 처리 액체의 오염이 방지되거나, 적어도 감소될 수 있다. 요약하면, 매질 분리 기구는 개별 처리 모듈들 사이의 매질이 넘치는 것을 방지하기 위해, 및/또는 기판 표면을 가스 처리하기 위해 사용된다.
앞에서 언급한 것처럼, 본 발명에 따른 장치는 전자 제품 또는 태양 전지를 제조 또는 처리하는데 사용된다. 이러한 환경에서 어떠한 오염들이 제품이 파괴될 때까지 빠르게 손상을 증가시킬 수 있기 때문에, 개구들(적어도 하나의 입구 및 출구)을 제외하고 처리 챔버의 내부가 외부와 밀폐되어 있는 것이 본 발명에 따라 바람직하다. 이를 위해, 예를 들면 밀봉의 이용과 같은 소극적인 방법들뿐만 아니라, 예를 들면 고순도 보호 가스로 둘러싸인 처리 챔버를 제공하는 것, 및/또는 약간의 과중 압력으로 처리 챔버 내부를 가압하는 것과 같은 적극적인 방법들이 이 기술 분야에 공지되어 있지만, 문제점이 있다.
추가적인 특히 바람직한 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 처리 챔버는 처리 표면의 상부에 그리고 처리 표면과 평행하게 배열되고, 상부 유체 쿠션을 형성하도록 구성된다. 따라서, 2개의 샌드위치 형상의 유체 쿠션들과, 따라서 서로 대면하고 처리면을 둘러싸는 2개의 처리 표면이 처리 챔버에 존재한다. 이런 방식으로, 기판의 양측면이 부드럽게 지지되고, 본 실시예에서 기판은 또한 이들 영역들 중 하나와 기계적인 접촉을 하지 않는다. 떨어지는 입자들에 의한 오염이 확실히 배제된다. 또한, 기판은 양측면의 지지를 통해 더욱 견고하게 유지 및 이송된다. 또한, 상부 유체 쿠션은 기판 표면 상에서 액체의 선별 분배, 또는 예를 들면 상대적인 운동에 의해 액체를 추가 효과도 가능하게 한다.
대안적으로, 특히 액체와 같은 유체를 제공하는, 예를 들면 스패터 스트립(spatter strip)과 같은 다른 장치가 또한 처리면의 상부에 구비되어 배열될 수 있고, 이 장치는 처리 챔버를 관통하는 이송 경로 전체를 둘러쌀 필요는 없다.
상부 유체 쿠션이 제공된 경우, 이송 기구의 구체적인 실시예에 따라, 상부 유체 쿠션을 제공하는 추가 표면이 적어도 하나의 캐치를 위한 틈들을 제공하는 것이 바람직하게 고려될 수 있다. 이 틈들은 유체 배출구로부터 기능적으로 분리되고, 상부로부터 작동하는 캐치가 이송 방향으로 캐치 경로 상에서 항상 기판의 엣지와 견고하게 접촉할 수 있도록 하는 목적을 위해 사용된다. 복수 부분, 예를 들면 2개 부분으로 구성된 이송 기구의 경우, 상부 처리 표면은 복수의, 예를 들면 2개의 틈들을 적절하게 제공할 수 있다.
처리 표면(들)의 틈들의 수는 본 발명에 따른 이송 기구의 부분들의 수뿐만 아니라, 한 부분의 캐치들의 각각의 수와 대응된다. 틈들은 캐치(들)이 수행해야 하는 운동을 따라 배열되고, 각 부분에 적어도 2개의 캐치들이 있는 경우, 틈들은 실질적으로 서로 평행하게 배열된다. 바람직한 실시예에 따르면, 적어도 2개의 캐치들을 구비한, 복수 부분, 특히 2개 부분으로 구성된 이송 기구 중 각각의 한 부분을 위한 틈들은 이송 방향과 서로 수직 방향으로 이격되고, 2개 부분으로 구성된 이송 기구인 경우, 서로 다른 부분들의 캐치들의 접촉이 배제되도록 각각의 간격이 특히 바람직하게 다르다. 특히, 이것은 기판이 복수 부분, 특히 2개 부분으로 구성된 이송 기구의 첫 번째 부분의 캐치들로부터 다른 부분의 캐치들로 전달되는 경우에 필요하다. 따라서, 복수 부분, 특히 2개 부분으로 구성된 이송 기구의 캐치들을 위한 틈들은 협력 부분들을 제외한 서로 다른 캐치들이 접촉되도록 처리 표면(들)에 배열된다. 한 부분으로 구성된 이송 기구의 경우, 구체적인 실시예와는 관계없이, 바람직하게는 서로 간의 간격이 이송 방향으로 가변되는 2개의 캐치들이 구비된다. 가능한 한 빠르게 기판의 이송을 수용하기 위해 캐치들은 처리 챔버 입구의 그들의 위치에서 더 이격되고, 이것은 캐치들의 간격이 출구 방향으로 감소되는 경우에 유리하고, 따라서 기판은 가능한 한 최대한 챔버로부터 반출될 수 있다.
특히 바람직한 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 장치는 상부를 향하는 기판 측면에 처리 유체를 배출하는 장치를 포함한다. 따라서, 처리 액체는 가능하면 복수의 유체 쿠션들 중 적어도 하나로부터 배출될 수 있어, 기판이 해당 유체에 의해 동시에 지지 및 처리될 수 있다. 처리면 전체는 복수의 그리고 개별적으로 이송 가능한 유체 쿠션들을 포함하고, 유체 쿠션들 중 일부는 처리 유체를 배출하고, 다른 유체 쿠션들은 중성 액체를 배출하고, 나머지 유체 쿠션들은 세정 액체를 배출한다.
바람직하게는, 하부 유체 쿠션을 형성하는 처리 표면 및 상부 유체 쿠션을 형성하기 위해 추가적으로 구비된 추가적인 다른 표면은 각각 이송 방향으로 반전되어 배열되고 출구들로서의 역할을 하는 구멍들의 열들을 포함한다. 즉, 상기 열들은 이송방향으로 서로 평행하게 배열되고, 처리 표면의 양측면에 고르게 분산된다. 구멍들은 유체 쿠션의 처리 표면에 위치된다. 바람직하게는, 상기 열들은 처리 표면에 수직으로 형성되어 있지만, 이송 방향으로 또는 이송 방향과 반대로 경사를 갖는 것이 바람직하다. 이러한 경사는 이송 방향으로, 이송 방향과 수직으로 또는 이송 방향과 반대로 흐름을 생성하고, 이는 특정 경우들에 바람직할 수 있다. 이송 방향과 반대로 향하는 흐름은 기판들이 캐치들과 항상 견고하게 접촉될 수 있도록 하고, 특히 느린 이송 동작 또는 일시적으로 이송 동작이 전혀 없는 경우 바람직하다. 또한, 거꾸로 향하는 유체 쿠션의 흐름은 이미 세정된 오염 물질의 재흡수를 방지한다. 그러나, 정방향 흐름을 통해 동일한 재오염 방지 효과를 얻을 수 있다. 또한, 측방향 경사를 갖는 구멍들이 구비될 수 있어, 각각 처리면의 중심선으로 또는 중심선으로부터 흐름이 생성되는 결과를 가져다준다. 결국, 본 발명에 따른 유체 쿠션은 고 다공성 재료로 구성되고 예를 들면 소결 재료로 구성된 적어도 하나의 영역을 구비할 수 있고, 또한 하나의 공용 또는 복수의 분리된 구동 가능한 매질 유량들이 구멍들 또는 고 다공성 재료의 적어도 하나의 영역에 배치된다. 이런 방식으로, 처리, 이송, 및/또는 세정 유체들과 같은 서로 다른 매질을 구비한 별도의 이송 특정 영역들을 만들 수 있다. 유체 쿠션들을 형성하는 처리 표면들은 예를 들면 EP 650455 B1 또는 EP 650456 B1에 따라 구성될 수 있다.
이미 언급한 것처럼, 각각의 적어도 하나의 이송 기구 또는 복수 부분, 특히 2개 부분으로 구성된 이송 기구의 각 부분은 적어도 하나의 캐치를 구비한다. 바람직하게는, 본 발명에 따른 장치는 특히 바람직하게는 동일하게 구성된 2개의 캐치들을 구비한다. 복수 부분으로 구성된 이송 기구의 부분들은 바람직하게는 처리 표면의 상부에 배열된다. 적어도 2개의 캐치들인 경우, 캐치들은 서로 일정간격 이격되어 이송 방향과 수직으로 배열되는 것이 본 발명에 따라 바람직하고, 이는 캐치들이 이송 방향과 수직인 공용 평면에 위치된다는 것을 의미하지만, 캐치들이 반드시 수직 방향으로 위치되어야 하는 것은 아니다. 더욱 정확하게는, 바람직하게는 캐치들은 예외적으로 이송 방향으로 향하는 요소들을 포함하는 평면에 배열된다. 따라서, 캐치들은 바람직하게는 비스듬히 이격되거나 심지어 차례대로 배열되지 않는다. 각각의 캐치는 그 단부에 예를 들면 V 또는 U 형상의 분기점들을 구비하여, 추가적으로 공용 캐치에 배치된 복수의 접촉 영역들 또는 접촉점들이 존재한다. 이 캐치 구성에 의해, 각각의 부분은 이와 같이 바람직하게는 그 후방 또는 그 후방 영역에 위치된 기판의 엣지와 접촉하고, 이송 방향으로 기판을 이동시키기에 적합하다. 특히 바람직하게는, 이 접촉은 기판과 대칭으로 결합되지만, 이송은 비대칭적인 힘의 적용을 통해 구현될 수도 있다. 따라서, 기판의 관점에서, 미는 힘은 바람직하게는 항상 기판에 작용하는 반면, 복수 부분으로 구성된 이송 기구의 개별 부분들의 관점에서, 즉, 특히 출구 영역에 배열된 이송 기구의 한 부분이 처리 챔버의 중간에 여전히 위치된 기판의 후방과 접촉하는 경우, 미는 동작이 가능하다. 그러나, 기판에 작용하는 힘들은 압축력들뿐이다.
이송 방향으로 연속으로 배열된 캐치들의 충돌을 방지하기 위하여, 처리 챔버에 포함되고 복수 부분으로 구성된 이송 기구의 부분들의 각 캐치들은, 인접한 부분들의 캐치들의 접촉이 배제되도록, 즉 캐치들이 복수 부분으로 구성된 이송 기구의 서로 인접한 부분들의 캐치들과 충돌하지 않도록 이송 방향과 평행하게 이격되어 배열된다. 다시 말하면, 개별 캐치들의 측방향 간격들은 연속으로 배열된 캐치들이 선행 캐치들 사이에서 또는 선행 캐치들 주변에서 이동되도록 하는 치수를 가지므로, 다른 캐치들과의 충돌없이 기판을 전달할 수 있다.
특히 바람직하게는, 캐치들은 막대 형상으로 구성되고, 공 또는 구면 형상의 접촉 영역들을 구비하여, 캐치와 기판 엣지 사이에서 면 접촉이 아니라 가능한 한 점 또는 선 접촉만이 발생된다. 또한, 한 부분의 캐치들은 공용 운동 기구에 배열되고, 기판 접촉 경로에서, 기판 엣지에 대한 접촉 영역들의 위치는 공용 운동 기구에 의해 처리 중에 항상 확실하게 조정될 수 있다. 다시 말하면, 운동 기구는 처리면에 대해 접촉 영역들의 높이를 항상 적절하게 조절하기 적합해야 한다. 바람직하게는, 이를 위해 이 기술분야에 공지된 링크 또는 조인트 동작들이 사용될 수 있다. 이 작업은 특히 평행사변형 형상의 운동 기구를 통해 효과적으로 해결될 수 있다. 그러나, 이를 위해서 선형 가이드들 또는 로봇 가이드 기구들이 주로 적합할 수도 있지만, 비용 및 복잡성으로 인해 덜 바람직하다.
또한, 처리 챔버는 부가적으로 적어도 하나의 초음파 및/또는 메가사운드 기구를 포함한다. 처리 챔버는 입구 영역, 출구 영역, 중간 영역, 부가적으로 처리면 상부 및/또는 하부에 배열될 수 있다. 또한, 복수의 동일한 또는 다른 초음파 및/또는 메가사운드 기구들이 처리 챔버에 배열될 수도 있고, 이들은 처리면과 평행하게 배열될 수 있지만, 처리면과 평행하게 배열된 모서리를 구비할 수도 있다. 초음파 및/또는 메가사운드 기구들은 또한 처리 챔버에 고정되거나 이동 가능하게 배열될 수 있다. 또한, 가스 처리 기구, 방사 기구, 또는 검사 기구들과 같은 다른 처리 기구들이 구비될 수도 있다.
더 바람직하게는, 매질 분리 기구는 처리 유체를 분리하기 위해 집수 탱크의 처리면 아래에 수직으로 배열된 특히 박편과 같은 얇은 벽을 구비한다. 처리 유체는 차례대로 배열된 처리 챔버로부터 발생되고, 하나의 처리 모듈의 내용물은 선행 처리 모듈의 내용물에 의해 오염되지 않을 것이라는 것은 자명하다. 박편은 집수 탱크를 2개의 용량부들로 분리하고, 이들 중 하나는 선행 처리 모듈에 배치되고, 다른 하나는 다음 처리 모듈에 배치된다. 바람직하게는, 이 용량부들은 개별적으로 비어 있을 수 있고, 따라서 각각의 내용물이 해당 처리 챔버에서 재사용될 수 있다.
또한 바람직하게는, 매질 분리 기구들은 각각 가스 흐름을 발생시키는 적어도 하나의 노즐을 구비한다. 상기 가스 흐름은 여러가지 기능들을 수행할 수 있다. 가스 흐름이 정확하게 직접 기판의 표면에 부딪치는 경우, 가스 흐름은 진입 또는 배출되는 기판에 들러붙은 처리 액체를 세정하는데 사용된다. 여기서, 기판 표면의 완전한 건조가 필요 또는 바람직하지 않기 때문에, 마란고니 효과(Marangoni effect)를 목적으로 하지 않는다는 것을 주의해야 할 것이다. 사실, 기판 표면의 완전한 건조는 더 이상 제거될 수 없는 막들을 초래할 수 있기 때문에, 종종 손상을 가한다. 가스 흐름이 기판 표면에 부드럽게 그리고 덜 직접적으로 부딪치는 경우, 가스 흐름은 예를 들면 가스 상태의 오존을 통한 기판 표면의 친수화(hydrophilisation)와 같이 기판을 가스 처리하는 효과를 내기에 적합하다. 따라서, 바람직하게는 매질 분리 기구는 적어도 처리 가스를 통해 작동될 수도 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 복수의 처리 모듈들은 차례대로 배열된다. 따라서, 첫 번째 처리 모듈은 처리 체인을 형성하기 위해 적어도 다음 처리 모듈과 결합될 수 있고, 선행 처리 모듈의 (적용가능하다면, 각각의) 출구는 뒤에 (하류측에) 위치된 처리 모듈의 (적용가능하다면, 각각의) 입구와 연결되고, 각각의 처리면들은 서로 동일 평면상에 배열된다. 그래서, 처리 모듈은 예를 들면 세정 라인의 체인 링크로서 사용될 수 있다.
특히 바람직한 실시예에 따르면, 유체 처리는 기판의 이송뿐만 아니라, 적용가능하다면, 기판의 습식 화학 처리들에 관한 것이다. 처리는 예를 들면 불산(HF) 용액, 염화수소(HCl), 황산(H2SO4), 오존(O3), 과산화수소(H2O2), 암모니아(NH3), 테트라 메틸 수산화암모늄(TMAH, N(CH3)4OH) 뿐만 아니라, 이들의 혼합물들과 같이, 예를 들면 웨이퍼 제조에서 일반적인 모든 화학적 처리들과 관한 것이다. 일반적인 혼합물들은 특히, 각각 용제에 용해되는 HF/O3, (소위 SC1 용액이라 불리는)NH3/H2O2, TMAH, N(CH3)4OH, HF/H2O2, H2SO4/H2O2, HF/HCl, 및 (소위 SC2 용액이라 불리는)HCl/H2O2이다. 용제로서, 물, 그리고 특히 탈 이온수(DI-water)가 바람직하게 사용된다. 그러나, 처리는 단지 탈 이온수를 통한 세정 단계에 관한 것 일수도 있다.
본 발명은 또한 앞에서 상세히 기술된 장치를 이용하여 평평한 기판들을 인라인 유체 처리하는 방법에 관한 것이다. 다음의 설명은 복수 부분, 특히 2개 부분으로 구성된 이송 기구의 각 부분에 적어도 2개의 캐치들을 구비한 경우를 기초로 하고, 본 발명에 따른 방법은 물론 단 하나의 캐치를 포함하는 부분들도 유효하다. 본 발명에 따르면, 방법은 다음의 단계들을 포함하고, 부가적으로 전술한 장치의 구성요소들에 대한 설명을 참조한다.
먼저, 처리될 기판은 확실하게 손상없이 이송될 수 있다는 것이 보장되어야 한다. 본 발명에 따르면, 하부 유체 쿠션은 (하부) 처리 표면에 형성된다. 본 발명에 따르면, 이것은 처리 표면에 존재하는 구멍들로부터 적절하게 배출되는 유체에 의해 이루어지고, 따라서 충분히 두꺼운 유체층이 생성될 수 있다.
이어서, 기판은 충분히 멀리, 즉 처리 표면과 기계적인 접촉없이 최소한 하부를 향하는 측면이 유체 쿠션의 유체층에 의해 기판이 지지될 때까지, 입구를 통해 처리 챔버로 도입된다. 따라서, 기판 스스로의 도입은 본 발명에 따라 제공된 수단에 의한 것처럼 다른 기판들에 의해 영향을 받을 수도 있다. 그러나, 바람직하게는, 장치들은 또한 처리 챔버에 앞서 있는 상류측에서 이미 이용되고, 이는 본 발명에 따라 이루어지는 기판 이송이 특히 부드럽고 제어 가능하게 해준다. 도입은 기판의 가장 넓은 부분 뒤에 있는 기판의 테이퍼가 적어도 약간은 처리 챔버 내부에 위치될 때, 충분히 멀리 진행된다. 즉, 예를 들면 원형 기판의 중심은 적어도 처리 챔버 벽의 내부 표면을 지나 약간 돌출된다. 이때 본 발명에 따른 이송 기구를 통해 기판이 처리 챔버로 더 이동되는 것이 가능하다.
그 다음에, 복수 부분으로 구성된 이송 기구의 첫 번째 부분의 캐치들의 제어는 바람직하게는 후방 또는 후방 영역에 위치된 기판 엣지가 접촉되도록 이루어져야 한다. 앞에서 언급한 것처럼, 이것은 기판이 처리 챔버 내부로 충분히 멀리 위치된 경우에만 가능하다. 원형 또는 정사각형 기판들에 관한 상기 단계의 상세한 설명을 위해, 장치에 관한 설명들이 참조된다.
그 다음에, 복수 부분으로 구성된 이송 기구의 첫 번째 부분의 캐치들을 통한 기판의 이송은 처리 챔버 내에서 이루어질 수 있다. 본 발명에 따르면, 기판의 처리는 상기 경로 상에서 이루어질 수 있다. 물론, 예를 들면 처리 챔버에서 기판이 더 오래 머물도록 하기 위해 이송을 중단하는 것도 가능하다. 그러나, 본 발명에 따라, 전체 시간 동안 캐치들과 기판 사이에 영구적인 접촉이 존재할 필요가 있다. 본 발명에 따르면, 이것은 유지 방향으로의 이송 속도의 성분이 유지 방향으로의 유체 쿠션의 유속의 성분을 초과하도록 유체 쿠션의 이송 속도 및 유속의 벡터들을 조정함으로써 보장될 수 있다. 이것은 다음의 여러 방법들을 통해 확보될 수 있다.
a) 캐치들은 후방 또는 후방 영역에 위치된 기판의 엣지, 즉 입구를 향하는 엣지를 접촉하여, 유지 방향은 대략 입구로부터 출구를 향한다. 유체 쿠션의 유속 및 이송 속도는 각각 유지 방향으로 양의 성분을 갖고, 유지 방향으로의 이송 속도의 각각의 성분은 유지 방향으로의 각각의 유체 쿠션의 유속의 각각의 성분을 초과한다. 예를 들면, 이송 속도 및 유체 쿠션의 유속은 동일하게 향할 수 있다(예를 들면 입구로부터 출구를 향하여). 기판의 확실한 가이드를 위해 필요한 기판 엣지와 캐치들의 영구적인 접촉은 이송 속도의 절대값이 유체 쿠션의 유속의 절대값을 초과하기 때문에 얻어질 수 있다.
b) a)의 경우처럼, 캐치들은 후방 또는 후방 영역에 위치된 기판의 엣지를 접촉한다. 유체 쿠션의 유속은 유지 방향으로 음의 성분을 갖고, 이송 속도는 유지 방향으로 양의 성분을 갖는다. 예를 들면, 이송 속도 및 유체 쿠션의 유속은 반대로 배열될 수 있다. 이 경우, 후방 기판 엣지는 유체 쿠션의 흐름을 통해 항상 캐치들에 대해 밀린다. 기판은 캐치들을 통해 유체 쿠션의 흐름 방향과 반대로 입구에서 출구로 이송된다.
c) 캐치들은 전방 또는 전방 영역에 위치된 기판의 엣지, 즉 출구를 향하는 엣지를 접촉하여, 유지 방향은 대략 출구에서 입구를 향한다. 유체 쿠션의 유속 및 이송 속도는 모두 (예를 들면 입구에서 출구를 향하는) 유지 방향으로 음의 성분을 갖고, 유지 방향으로의 유체 쿠션의 유속의 각각의 성분의 절대값은 유지 방향으로의 이송 속도의 각각의 성분의 절대값을 초과한다. 또한 여기서, 부호를 고려하면, 유지 방향으로의 이송 속도의 성분은 유지 방향으로의 유속의 성분을 초과한다. 이 경우, 기판은 유체 쿠션의 흐름을 통해 입구에서 출구 방향으로 이송되고, 캐치들은 전방 기판 엣지가 항상 지지되는 스토퍼들로서 작용한다.
a) 내지 c)의 경우는 전형적인 적용 가능성들을 나타낸다. 그러나, 흐름이 없는 유체 쿠션들뿐만 아니라 이송 방향에 대해 비대칭으로 배열된 캐치들을 위해, 유체 쿠션의 흐름 방향을 향하여 수직으로 배열될 때까지, 경사지게 배열된 이송 방향에 대하여 일반적인 원칙도 유효하다. 이송 속도 및 유속 (방향 및 절대값)은 또한 실제 위치에 따라 처리 챔버에서 변할 수 있으나, 캐치들을 통한 기판의 확실한 가이드를 보장하기 위해 상기한 일반적인 조건이 항상 부합되어야 한다.
이어서, 이송 기구가 복수 부분, 특히 2개 부분으로 구성된 경우, 이송 기구의 적어도 하나의 다른 부분으로 기판이 전달될 수 있다. 이를 위해, 모든 부분들의 캐치들은, 엣지가 다른 부분의 캐치들을 통해서도 접촉될 때까지 첫 번째 부분의 캐치들이 기판의 엣지를 접촉하도록, 제어되어야 한다. 따라서, 반출 및 반입 캐치들은 적어도 짧은 순간 동안 기판을 접촉하고, 따라서 항상 기판의 제어되지 않은 이동이 일어나지 않는다. 특히, 캐치들은 또한 기판을 가이드하고, 따라서 기판의 측방향 이탈이 방지된다. 본 발명에 따른 반출 및 반입 캐치들이 각각 다른 캐치들과 측방향으로 이격되어 있기 때문에, 기판이 전달되는 동안 이송 기구의 서로 다른 부분들의 캐치들의 충돌이 배제된다.
완전히 전달된 후에, 복수 부분으로 구성된 이송 기구의 다른 부분의 캐치들을 통해 처리 챔버 내에서 기판의 추가 이송이 이루어진다. 물론, 기판의 처리는 상기한 추가 이송이 진행되는 동안에도 이루어질 수 있다. 원한다면, 이송의 정지 및 반전이 가능할 뿐만 아니라 상기한 설명에 한정된다.
마지막으로, 기판은 처리 챔버로부터 출구로 충분히 반출된다. 그러면, 이 반출은 기판의 가장 넓은 부분 뒤에 있는 기판의 테이퍼가 약간은 처리 챔버 외부에 위치된 경우에 충분히 이루어진다. 따라서, 이 단계는 상기한 처리 챔버로의 기판의 충분한 반입과 유사하게 보여질 것이다. 본 발명에 따른 형태의 추가 처리 모듈이 처리 모듈 뒤에 있는 경우, 전술한 것처럼 기판이 처리 챔버 안으로 충분히 멀리 이송되었다면, 추가 처리 모듈은 기판을 전달할 수만 있고, 이것은 선행 처리 모듈로부터 기판을 충분히 반출하는 것과 대응한다.
바람직한 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 방법은 또한 상류측 배열 또는 실제 처리 모듈로부터 반입 및/또는 반출 기판에 들러붙는 특히 처리 액체와 같은 매질을 분리하는 기구를 더 포함한다. 이를 위해, 상술한 매질 분리 기구의 사용이 특히 바람직하다. 매질 분리 단계는 처리 챔버 내의 실제 처리 전과 후에 일어나도록 의도될 수 있다. 따라서, 적절한 수의 매질 분리 기구들이 구비될 수도 있다. 물론, 보통은 일련의 처리 모듈들 사이에 단 하나의 매질 분리 기구만이 구비될 것이다. 연속으로 배열된 2개의 처리 모듈들에 동일한 액체가 사용되는 경우, 매질 분리 기구가 반드시 필요한 것은 아니다.
이미 앞에서 나타낸 것처럼, 바람직하게는 본 발명에 따른 방법은 부가적으로, 본 발명에 따른 기판들의 부드럽고 제어된 이송을 하는 단계 이외에, 하나 또는 복수의 다음 단계들을 더 포함한다.
- 처리 유체를 통해 기판의 일측면 또는 양측면을 처리하는 단계;
- 초음파 및/또는 메가사운드를 통해 기판의 일측면 또는 양측면을 처리하는 단계.
처리 과정에서, 기판은 예를 들면 개질되고 세정될 수 있다. 또한 예를 들면 초음파 또는 다른 영상 기술들에 의한 검사가 각각의 정의에 따라 처리 방법에 포함될 것이다. 초음파 및/또는 메가사운드 처리는 바람직하게는 앞에서 언급한 변형예들에 따라 수행될 수 있다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는 기판이 출구로부터 상기한 내용물로 이송되는 경우, 기판의 가장 넓은 부분 뒤에 있는 기판의 테이퍼가 적어도 약간은 다음의 처리 모듈 내부에 위치된다. 따라서, 상기 반출 방식은 전술한 충분한 반출의 기준을 실행한다. 그러나, 본 발명에 따르면, 비록 바람직하지는 않지만, 기판을 출구 밖으로 덜 멀리 반출하는 것도 가능하다. 그러면, 이것은 예를 들면 복수의 기판들을 지지하는 컨베이어 벨트들, 그리퍼들, 또는 이송 기구들을 통해, 완전히 처리된 따라서 덜 민감한 기판들의 다른 제거가 마지막 처리 모듈 이후에 이루어질 수 있을 때, 항상 합리적이다.
다른 바람직한 실시예에 따르면, 복수 부분으로 구성된 이송 기구의 다른 부분의 캐치들은 출구를 통해 처리 챔버로부터 첫 번째 기판을 반출하는 반면, 복수 부분으로 구성된 이송 기구의 첫 번째 부분의 캐치들은 입구를 통해 처리 챔버로 두 번째 기판을 반입시킨다. 이런 방식으로, 복수의 기판들은 처리 챔버를 통해 동시에 이송될 수 있고, 따라서 추가적인 효율 향상을 이룰 수 있다. 이송 기구의 부분들의 개별 제어 능력을 통해, 기판을 처리 챔버로 미리 이송하는 한편, 두 번째 기판은 일시적으로 처리 챔버 내부에 여전히 머물러 있는 것도 가능하다. 이 경우 단지, 해당 캐치들이 또한 기판의 전달을 위해 적절한 때에 이용가능하다는 것을 확실히 할 필요가 있다. 이것은 처리 챔버로부터 처리된 기판을 시기 적절하게 반출함으로써, 또는 복수 부분으로 구성된 이송 기구의 다른 또는 추가적인 부분들을 통해서도 달성될 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 특히 바람직한 실시예에 따르면, 가능하다면, 적어도 전달 속도들, 또한 각각의 기판들에 작용하는 이송 속도들, 및 더 적용가능하다면, 복수의 연속 처리 모듈들의 유속들은 서로 동기화된다. 이런 방식으로, 처리 모듈에 배열된 상류측으로부터 이송 배출되는 기판들이 안전하게 전달되고 뒤에 배열된 처리 모듈로 제어되도록 할 수 있다. 특히, 뭉쳐있는 기판들로 인해, 또는 바람직하지 않은 위치에 있는 캐치들에 의해 일어날 수 있는 충돌이 없도록 할 수 있다.
도 1a는 본 발명에 따른 처리 모듈의 바람직한 실시예를 도시한 측면 절개도,
도 1b는 입구 영역을 도시한 상세도,
도 2는 본 발명에 따른 처리 모듈의 바람직한 실시예를 도시한 평면도,
도 3은 본 발명에 따른 캐치들의 바람직한 실시예를 도시한 상세도,
도 4는 본 발명에 따른 매질 분리 기구의 바람직한 실시예를 도시한 상세도,
도 5는 사이사이에 매질 분리 기구들을 구비한, 본 발명에 따른 처리 모듈들의 일련의 바람직한 실시예들을 도시한 도면,
도 6a 내지 6d는 본 발명에 따른 처리 모듈을 이용하여 처리 경로로 기판을 반입, 전달, 및 반출하는 중에, 본 발명에 따른 캐치들의 바람직한 실시예들의 전형적인 동작 순서를 도시한 도면,
도 7a 내지 도 7d는 유지 방향뿐만 아니라, 유지 방향과 이송 속도 및 유체 쿠션의 유속 사이의 벡터들의 바람직한 상관성을 정의한 도면,
도 8a는 처리 표면으로부터 돌출된 캐치들을 구비한 처리 표면을 도시한 평면도,
도 8b는 도 8a에 따른 처리 표면을 도시한 측면도,
도 9a는 측방향으로 처리 표면 영역으로 돌출된 캐치들을 구비한 처리 표면을 도시한 평면도,
도 9b는 도 9a에 따른 처리 표면을 도시한 측면도,
도 10a는 상부에서 처리 표면 영역으로 돌출된 캐치들을 구비한 처리 표면을 도시한 평면도,
도 10b는 도 10a에 따른 처리 표면을 도시한 측면도.
도 1a는 본 발명에 따른 처리 모듈(1)의 바람직한 실시예의 측면 절개도이고, 도 1b는 입구 영역의 상세도이다. 처리 모듈(1)은 입구(3) 및 출구(4)를 구비한 처리 챔버(2)를 포함한다. 개구들(3, 4)은 처리 챔버(2) 전체에 걸쳐 연장된 공용 처리면(5)에 배열된다. 도시된 실시예에 따르면, 처리면(5)은 수평방향으로 배열된다. 각각의 하부 처리 표면(7A) 또는 상부 처리 표면(7B)은 처리면(5)과 평행하게, 그리고 처리면(5)의 양측면에 배열된다. 처리면(5) 방향으로, 각각의 처리 표면들(7A, 7B)은 처리면(5) 하부에 배열된 하부 유체 쿠션(6A)과 처리면(5) 상부에 배열된 상부 유체 쿠션(6B)의 경계를 표시한다. 유체는 유체 쿠션들(6A, 6B)의 처리 표면(7A 또는 7B)의 구멍들(미도시)을 통해 처리면(5) 방향으로 배출될 수 있어, 처리면(5)의 양측면에 유체층이 생성된다. 기판은 기판(22)의 표면들을 향하는 흐름들로 인해, 하부 처리 표면(7A) 또는 상부 처리 표면(7B)과 각각 기계적으로 접촉하지 않고 처리면(5)에 지지된다. 이런 방법으로, 특히 부드러운 기판의 이송이 보장된다.
복수의 메가사운드(megasound) 기구들(8)이 또한 처리면(5)의 영역에 배열된다. 도시된 실시예에 따르면, 메가사운드 기구들(8)은 처리면(5) 하부 및 상부에 처리면(5)과 평행하게 배열된다. 그러나, 특정한 경우들에 메가사운드 기구들(8)은 처리면(5)에 대해 특정 각도로 경사지게 배열될 수 있다(미도시).
도시된 실시예의 더욱 중요한 요소는 처리 챔버(2) 내에서 캐치들(10)을 구비한 기판들의 제어 이송 기구(9)(간략하게 이송 기구)를 위한 복수, 특히 2개 부분으로 구성된 기구이다. 도시된 실시예에 따르면, 이 기구는 전방 부분(9A)과 후방 부분(9B)으로 구성되고, 전방 부분(9A)과 후방 부분(9B)은 각각 조인트들을 구비한 운동 기구(kinematics)(9C)를 포함한다. 따라서, 전방 캐치들(10A) 또는 후방 캐치들(10B)은 각각의 운동 기구(9C)에 개별적으로 배열되고, 그 단부에 접촉 영역들(11)을 구비하며, 접촉 영역들(11)은 본 발명에 따른 기판들이 이송되는 동안 적어도 항상 처리면(5)의 높이에 배열된다(도 6 및 해당 설명 참조).
매질 분리 기구(14)는 처리 챔버(2)의 전방과 후방에 각각 배열되고, 처리 챔버(2)의 전방은 부가적으로 해당 (처리) 가스를 통해 처리하는 역할을 하고, 또는 처리 챔버(2)의 전방을 통해 기판으로부터 과잉 유체가 분리될 수 있다. 입구(3) 또는 출구(4)의 위치는 각각 분리 기구 틈(15)이 실질적으로 처리면(5)과 동일하게 되도록 결정되어, 반입 또는 반출되는 기판들은 승강 또는 하강으로 인한 불필요한 하중들을 받지 않을 것이다.
도 2에, 도 1로부터의 본 발명에 따른 처리 모듈(1)의 바람직한 실시예의 평면도가 도시된다. 여기에, 처리 챔버(2)로부터 분리된 구동 챔버(13)에 수용된 이송 기구(9)용 구동 요소들(12)이, 본 명세서에서 전술되어 여기서 다시 기술되지 않는 요소들 옆에 도시된다. 운동 기구(9C)의 작동을 위해 해당 샤프트들이 처리 챔버(2)와 구동 챔버(13) 사이의 분리 벽을 통해 연장된다. 바람직하게 제공되는 구동 챔버(13)의 분출은 도시되어 있지 않고, 개구들을 통해 기판이 처리 챔버에 도달하기 전에, 상기 분출에 의해 구동 요소들(12)의 운동으로 생성되는 마모가 방지될 수 있다. 이를 위해, 처리 챔버는 부압으로 되어 있는 것이 특히 바람직하고, 따라서 분출 유체는 입구(미도시)를 통해 유입되고 출구(미도시)로부터 흡입된다.
전방 캐치들(10A, 도면의 좌측 부분)과 후방 캐치들(10B, 도면의 우측 부분)의 서로 다른 측방향 간격을 잘 볼 수 있다. 전방 캐치들(10A)은 기판 치수의 대략 80%에 달하는 간격을 갖는 반면, 후방 캐치들(10B)은 기판 치수의 대략 20%의 간격만을 갖는다. 이런 방식으로, 이송 기구(9)의 개별적으로 인접한 부분들(9A 또는 9B)의 캐치들(10A 또는 10B)의 접촉이 배제되기 때문에, 기판이 전달되는 동안 전방 캐치들 사이를 통해 잡는 후방 캐치들을 고려해야 하는 캐치들의 각 쌍들의 충돌이 없다. 도시된 바람직한 실시예에 따르면, 복수 부분으로 구성된 이송 기구(9)의 각 부분의 캐치들(10)은 도면에 도시된 기판에 대칭으로 배열되고, 기판의 후방 영역에 위치된 기판의 엣지에서만 기판을 접촉한다. 도시되어 있지 않은 실시예에 따르면, 적용점은 기판에 비대칭으로 놓일 수도 있고, 이송 기구(9)의 각 부분에 몇몇 캐치들이 구비될 수 있다. 또한, 캐치들은 도시된 것처럼 위로부터, 그리고 예를 들면 측면 및/또는 처리 표면(들)의 돌출부로부터 기판의 엣지에 도달할 수 있어, 기판을 전방으로 민다. 도시된 경우에, 캐치들(10)은 상부로부터 기판에 도달하고, 해당 관통 슬롯들(16)이 처리면 위에 놓인 상부 처리 표면에 구비된다.
도 3에, 본 발명에 따른 캐치들(10)의 바람직한 실시예가 상세하게 도시된다. 도면의 상부 영역에 도시된 제1단부에서, 캐치들은 구동 요소들(12)에 더하여, 캐치들을 움직이는 운동 기구(9C)용 조인트 수용부들(joint receivers)로서 제공된 수용부들을 구비한다. 캐치들(10)은 막대 형상이고, 도면에서 하방으로 위치된 그 단부에 접촉 영역들(11)을 가지며, 접촉 영역들(11)은 기판과의 기계적 접촉을 위해 제공된다. 접촉 영역들(11)은 가능한 한 접촉 영역을 최소화하기 위해 구 형상으로 설계된다. 도시되지 않은 다른 실시예들에 따르면, 접촉 영역들(11)은 구 형상, 날개 형상, 또는 원통 형상을 갖는다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 매질 분리 기구(14)의 바람직한 실시예을 상세히 도시한다. 매질 분리 기구(14)는 기판(미도시)의 표면을 향해 있는 복수의 가스 노즐들(17)을 포함한다. 가스 노즐들(17)의 구성에 따라, 가스 제트(gas jet)는 더 약하거나 셀 수 있다. 약한 제트는 예를 들면 기판의 친수화(hydrophilisation)를 위한 오존을 이용하여 기판 표면을 가스 처리하는데 특히 적합하다. 반면, 강한 제트는 바람직하게는 기판 표면에 여전히 들러붙어 있는 과잉 유체를 제거하는데 적합하다. 도시되지 않은 실시예에 따르면, 하나의 매질 분리 기구(14)는 복수의 가스 노즐들(17)을 구비할 수도 있고, 가스 노즐들(17)은 예를 들면 제거 및 친수화와 같은 다른 일들을 맡을 수도 있다.
또한, 매질 분리 기구(14)는 처리면(5) 하부에 배열된 집수 탱크(18)를 구비한다. 도시된 실시예에 따르면, 집수 탱크(18)는 수직으로 배열된 얇은 벽(박편(19))에 의해 2개의 반-용량부(semi-volume)들로 분리되고, 이 중 하나는 도시되지 않은 선행 처리 모듈에 배치되고, 다른 하나는 다음 처리 모듈에 배치된다. 따라서 매질 분리 기구(14)에 의해 분리되어 쏟아지는 유체는 각각 반-용량부(20A 또는 20B)로 유입되고, 이 유체는 유체를 발생시키는 개별 처리 챔버(2)로 향해 간다. 바람직하게는, 반-용량부들(20A, 20B)은 개별적으로 비워질 수 있고, 따라서 각각의 내용물은 해당 처리 챔버(2)에 재사용될 수 있으며, 이를 위해 해당 펌핑 기구들이 구비되어야 한다(개별적으로 도시되어 있지 않음).
도 5에, 사이사이에 배열된 매질 분리 기구들(14)을 구비한 본 발명에 따른 처리 모듈들(1)의 일련의 바람직한 실시예들이 도시된다. 명확하게 하기 위하여, 이미 전술된 상세한 내용들 모두가 참조 부호들로 표시되거나 제공되지는 않는다. 각각의 처리 모듈(1)을 위해, 처리 챔버(2), 메가사운드 기구(8)를 구비한 하부 처리 표면(7A), 전방 및 후방 이송 기구(9A, 9B), 및 매질 분리 기구(14)가 도시된다. 도면에서 직접 볼 수 있는 것처럼, 처리 모듈들(1)이 순서대로 배열된 경우에, 각각의 처리 모듈(1)은 단 하나의 매질 분리 기구(14)만을 포함할 필요가 있다. 여기서, 원한다면, 추가적인 매질 분리 기구(14)를 포함할 수 있는 첫 번째 그리고 마지막 처리 모듈(1)은 제외된다. 특히 바람직하게는, 모든 처리 모듈들(1)은 동일한 처리면(5)을 구비하여, 복수의 처리 모듈들(1)을 통해 기판이 이송되는 동안 기판을 파지하는 것이 생략될 수 있다. 직접적으로 볼 수는 없지만, 적용 가능하다면, 적어도 인접한 모듈들 내의 이송 속도 및 유속은 기판들의 충돌이 일어날 수 없도록 서로 맞추어지거나 동기화되어야 한다는 것은 여기서 자명하다. 그러나, 동기화는 한 처리 모듈(1)로부터 다음의 처리 모듈(1)로 기판을 전달하는 것과만 관련이 있고, 서로 다른 처리 모듈들(1)의 처리 챔버들(2) 내의 이송 속도들은 서로 다를 수 있다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명에 따른 처리 모듈(1)을 이용하여 처리 경로로 기판을 반입, 전달 및 반출하는 중에, 본 발명에 따른 캐치들(10)의 바람직한 실시예의 전형적인 동작 순서를 위에서 비스듬히 도시한다. 명확하게 하기 위하여, 관련이 없는 요소들은 생략되어 있다. 해당 전방 및 후방 캐치들(10A, 10B)을 구비한 2개의 부분들(9A, 9B)로 구성된 이송 기구(9)와, 운동 기구(9C)의 해당 위치가 도시된다.
도 6a는 본 발명에 따른 처리 모듈(1)을 도시하고, 기판(22)은 입구(3)에서 하부 처리 표면(7A) 상에 배열되어 위치된다. 기판은 처리 챔버(2) 안으로 어느 정도 들어가 있다. 즉, 기판의 가장 넓은 부분 뒤에 있는 기판의 테이퍼(taper)는 적어도 약간은 처리 챔버(2)의 내부에 위치된다. 기판(22)이 둥글기 때문에, 이것은 기판의 중심이 입구(3)의 벽 내부를 통과했다는 것을 의미한다. 이송 기구(9A)의 전방 부분에 속하는 캐치들(10A)은 항상, 그들의 접촉 영역들(11)이 후방 영역에 위치한 기판의 엣지에 접촉하도록 위치된다. 여기서, 이송 방향(21)은 화살표로 표시된다.
도 6b에서, 기판(22)은 이미 완전히 처리 챔버(2) 내부에 위치된다. 전방 캐치들(10A)은 기판을 대략 처리 챔버의 중심으로 밀어붙인다. 접촉 영역들(11)은 여전히 기판의 후방 엣지 높이에, 따라서 처리면(5)에 위치된다. 이송 기구(9B)의 후방 부분에 속하는 후방 캐치들(10B)은 전방 캐치들(10A) 사이에서 파지하고, 기판의 후방 영역에 위치된 엣지 부근에 미리 위치된다.
도 6c에서, 후방 캐치들(10B)은 전방 캐치들(10A)로부터 기판을 완전히 전달받고, 결과적으로 전방 캐치들(10A)은 기판과 더 이상 접촉하지 않는다. 이제, 후방 캐치들(10B)은 각각 이송 방향(21)으로, 또는 출구(4) 방향으로 기판을 더 이동시킨다. 후방 캐치들(10B)은 접촉하는 동안 항상 처리면(5)의 높이에 있게 된다.
도 6d에서, 후방 캐치들(10B)은 처리 챔버(2)의 출구(4) 밖으로 기판을 어느 정도 민다. 즉, 기판의 가장 넓은 부분 뒤에 있는 기판의 테이퍼가 적어도 약간은 처리 챔버(2)의 외부에 위치된다. 둥근 기판의 경우, 이것은 기판 중심이 출구(4)의 벽을 통과했다는 것을 의미한다. 특히 바람직하게는, 후방 캐치들(10B)은 기판을 가능한 한 출구(4) 밖으로 밀어서, 어느 정도 도 6a와 유사하게 순서대로 배열된 다음 처리 모듈의 추가 처리 챔버(2)로 기판이 이송되고, 이송 기구의 전방 캐치들은 기판의 후방 영역에 위치된 기판의 엣지를 밀어서 접촉할 수 있고, 동작 순서는 자체적으로 맞춰서 반복될 수 있다.
도 7a 내지 도 7d는 유지 방향뿐만 아니라, 유지 방향과 이송 속도 및 유체 쿠션의 유속의 벡터들 사이의 바람직한 상관성을 정의한다.
따라서, 유지 방향은 도 7a 내지 도 7d에 도시된 것처럼, 하나의 개별 캐치로부터 기판 면으로 향하는 상기 벡터들의 합을 나타내는 벡터의 방향이 기판의 무게 중심을 향하는 것으로 이해될 것이다. 도 7a 및 도 7c는 기판(22)과 2개의 캐치들(10)의 예시적인 배열을 상부에서 개략적으로 도시하고, 유지 방향(h)의 벡터 역시 도시된다. 따라서, 유지 방향(h)은 항상, 캐치(10)가 접촉하는 기판 엣지의 영역으로부터 기판(22)의 중심을 향한다. 복수 캐치들(10)의 경우, 유지 방향은 개별적인 단일 유닛 벡터들의 벡터 추가에 기인한다. 따라서, 유지 방향은 또한 힘들이 캐치들로부터 기판에 작용할 수 있는 방향을 제시한다. 도 7a 및 도 7c는 또한 이송 속도(VV)와 유속(VF)의 예시적인 벡터들을 도시한다.
도 7b 및 도 7d는 극좌표계로 해당 벡터들을 도시한다. 이송 속도(VV), 즉 이송 기구가 이동되는 속도뿐만 아니라, 유체 쿠션의 유속(VF)은 유지 방향(h)의 방향으로 성분을 가질 수 있다. 유지 방향 및 해당 속도 성분이 동일한 방향인 경우(예를 들면 도 7a 및 7b의 이송 속도(VV)인 경우), 속도 성분은 양의 부호를 갖고, 유지 방향 및 해당 속도 성분이 반대 방향인 경우(예들 들면 도 7a 및 도 7b의 유속(VF), 및 도 7c 및 도 7d의 이송 속도(VV)와 유속(VF)인 경우), 속도 성분은 음의 부호를 갖는다. 속도가 유지 방향과 수직 방향인 경우, 유지 방향의 속도 성분은 0이다.
도 8a는 처리 표면으로부터 돌출된 캐치들을 구비한 처리 표면을 도시한 평면도이다. 도 8b는 도 8a에 따른 처리 표면을 도시한 측면도이다. 명확하게 하기 위해서, 복수의 기판들(22) 및 캐치들(10)이 위치된 하부 처리 표면(7A)만이 도시되고, 전방 캐치들(10A)만이 참조 부호로 표시된다. 캐치들(10, 10A)은 관통 슬롯들(16)을 통과하여 처리 표면(7A)을 통해 돌출되고, 관통 슬롯들(16) 중 역시 2개만이 참조 부호로 표시된다. 캐치들(10)은 관통 슬롯들(16)에 이동 가능하게 배열된다. 관통 슬롯들(16)의 종축을 따르는 동작 및 처리 표면(7A)과 수직으로 작동하는 동작이 가능하다. 따라서, 관통 슬롯들(16)의 종축을 따르는 동작은 기판들(22)의 후방 엣지들 상에서 이송 방향(21)으로 작용하는 이송을 초래하고, 한 쌍의 캐치들(10')의 점진적인 접근으로 캐치들(10)은 더욱 서로를 향한다. 따라서, 한 쌍의 캐치들(10')은 복수 부분으로 구성된 이송 기구의 일부를 형성한다. 이 경우, 한 쌍의 캐치들(10')은 이송 방향(21)에서 볼 때 같은 위치를 갖는 2개의 캐치들(10)로 구성된다. 예를 들면, 이것은 도 8a에서 참조 부호 10A로 표시된 캐치들을 위해 적용된다. 이런 식으로, (도면의 우측에 도시된) 마지막 관통 슬롯들(16)의 제한된 길이에도 불구하고, 처리 표면(7A)의 영역으로부터 기판(22)을 충분히 멀리 반출하는 것이 가능하다. 처리 표면(7A)과 수직으로 작동하고, 화살표(23)로 표시된 캐치들(10, 10A)의 이동 능력은, 개별 관통 슬롯의 영역에 막 위치된 기판이 복귀하는 캐치들과 충돌하지 않고, 기판(22)을 전달한 후에 캐치들(10)이 처음 위치로 복귀하도록 한다. 처음 위치는, 한 쌍의 캐치들의 캐치들이 서로 가능한 최대한 간격을 갖는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 개별 캐치들은 복귀하는 동안 처리 표면(7A)으로 후퇴되어 배열된다.
도면의 좌측에 각각 도시된 상태는 한 쌍의 캐치들(10')에 의해서만 이송되는 기판(22)을 나타낸다. 캐치들(10A)과 기판(22) 사이의 접촉은 기판(22)의 후방 엣지에 작용하고, 캐치들(10A)은 그의 개별 관통 슬롯(16)을 따르는 경로의 절반 정도를 이미 덮고 있다.
도면의 우측에 각각 도시된 상태는 한 쌍의 캐치들(10')로부터 다음 쌍의 캐치들(10")로 전달되기 전의 기판(22)을 나타낸다. 이 상태에서, 첫 번째 쌍의 캐치들(10')의 캐치들은 이후에 기술되는 상태만큼 아직 서로 인접해 있지 않는다. 다음 캐치들(10") 또한 기판(22)의 후방 영역과 아직 접촉하지 않지만, 접촉이 임박한 상태이다.
도면의 중심에 각각 도시된 이 상태는 첫 번째 쌍의 캐치들(10')로부터 다음 쌍의 캐치들(10")로 전달되고 있는 기판(22)을 나타낸다. 짧은 기간을 위해, 기판(22)은 모든 쌍들의 캐치들(10', 10")과 접촉한다. 이송 방향(21)에서 볼 때 후방에 위치된 한 쌍의 캐치들(10')의 캐치들은 이미 서로 인접해 있고, 따라서 기판(22)을 가능한 한 이송 방향(21)으로 밀어 보내는 것이 가능하고, 여전히 넓게 이격되어 있는 다음 쌍의 캐치들(11")의 캐치들은 기판의 후방 엣지의 적당히 멀리 이격되어 있는 부분들을 접촉하여 기판(22)을 전달받는다. 이런 식으로, 캐치들(10', 10")의 쌍들이 서로 충돌하지 않고, 한 쌍의 캐치들로부터 다음 쌍의 캐치들로 기판(22)의 전달이 가능하다.
그러므로, 한 쌍의 캐치들(10')의 캐치들(10)의 동작은 각각, 본 발명에 따른 전달을 위해 다음 쌍의 캐치들(10")의 동작에 맞추어져야 한다. 반대로, 복수의 다음 쌍들의 캐치들의 동작은 집단으로 동기화될 수 있다. 이것은 예를 들면 세 번째 쌍의 캐치들이 각각 같은 동작을 수행하여, 서로 독립적인 3개의 집단들이 제공된다는 것을 의미한다. 예를 들면, 첫 번째 집단의 캐치들이 개별 관통 슬롯(16)을 따라 그들 경로의 단부 바로 앞에 있을 때, 다음 집단의 캐치들을 통한 전달을 준비함과 동시에, 세 번째 집단의 구성 요소들은 후퇴된 위치에서 그들의 처음 위치로 복귀한다. 이런 식으로, 개별 동작들을 제공하기 위한 노력을 줄일 수 있다.
도 9a는 측방향으로 처리 표면 영역으로 돌출된 캐치들을 구비한 처리 표면을 도시한 평면도이다. 도 9b는 도 9a에 따른 처리 표면을 도시한 측면도이다. 도 8a 및 도 8b에 도시된 것처럼, 실시예의 설명과 관련된 부분들만이 도시되고, 불필요한 참조 부호는 생략한다.
다시 본 발명에 따르면, 캐치들은 복수 부분으로 구성된 이송 기구의 개별 부분들을 형성하는 쌍들(10', 10")로 결합된다. 캐치들이 또한 하부 처리 표면(7A) 상부에, 그리고 기판들(22)의 상부에 배열된 것을 측면(도 9B)에서 볼 수 있다. 캐치들의 접촉 영역들(11)은 처리 표면(7A) 방향으로 어느 정도 연장되어, 기판(22)의 엣지와 접촉할 수 있고, 남아 있는 캐치는 바람직하게는 기판(22)과 충돌하지 않을 때까지 처리 표면(7A)으로부터 수직 방향으로 이격된다.
한편, 캐치들은, 기판들이 적절히 직접 이송되고 이후에 처음 위치로 복귀될 수 있도록, 이송 방향(21)으로 그리고 이송 방향(21)과 반대로 이동 가능하다. 이 처음 위치는 캐치들이 가능한 한 이송 방향과 반대로 위치되는 위치이다. 또한, 한 쌍의 캐치들은 역시 화살표(23)로 표시된 것처럼 서로를 향하여 이동 가능하다. 이 동작은 도 8a, 8b에 도시된 동작과 대응되고, 이에 따라 한 쌍의 캐치들은 서로를 향하여 이동될 수 있다. 따라서, 도 9a, 9b의 실시예에 따른 캐치들을 통해 또한 유사한 효과를 얻을 수 있다. 부가적으로, 위의 해당 설명들을 참조한다.
도 9a, 9b의 중심에 도시된 것처럼, 한 쌍의 캐치들(10')로부터 다음 쌍의 캐치들(10")로 기판을 전달하는 상태가 도시된다. 이송 방향(21) 뿐만 아니라 캐치들의 축 방향으로 동작 가능하기 때문에, 전달은 도 8에 기술된 전달 과정과 유사하게 이루어질 수 있다. 따라서, 위의 해당 설명들을 다시 참조한다. 이는 개별 쌍들의 캐치들의 동작들을 맞추고 동기화하기 위해 적용된다.
도 10a는 처리 표면 영역으로 돌출된 캐치들을 구비한 처리 표면을 도시한 평면도이다. 도 10b는 도 10a에 따른 처리 표면을 도시한 측면도이다. 다시, 명확하게 하기 위해 불필요한 참조 부호들은 생략한다.
이 특히 바람직한 실시예에 따르면, 이송 기구는 부분(9A 또는 9B)의 개별 캐치들(10A 또는 10B)이 서로 구조적으로 연결되도록 구성된다. 복수 부분으로 구성된 이송 기구의 한 전방 부분(9A) 및 후방 부분(9B)이 각각 기판(22)에 대해 존재한다. (다음 기판(22)의 관점에서, 복수 부분으로 구성된 이송 기구(9B)의 후방 부분은 기판에서 볼때 기판의 전방에 위치되므로 다시 9A로 표시되어야 한다.) 캐치들은 캐치들(10A, 10B)과 개별 기판 엣지의 영구적인 접촉을 확보하기 위해 길이가 가변되도록 구성된다. 이것은 캐치들이 화살표(23)로 도시된 그 종축을 따라 스스로 신장 또는 수축될 수 있다는 것을 의미한다. 이런 방식으로, 캐치들(10A, 10B)의 접촉 영역들(11)이 엣지 높이에서 기판(22)의 엣지와 항상 접촉되도록 할 수 있다.
도면의 좌측에 각각, 복수 부분으로 구성된 이송 기구의 전방 부분(9A)으로부터 (기판(22)의 관점에서) 복수 부분으로 구성된 이송 기구의 후방 부분(9B)으로 기판(22)이 전달되기 직전의 상황이 도시된다. 캐치들(10A)은 짧은 길이를 갖고, 이에 따라 이들의 접촉 영역들(11)은 기판 엣지의 평면(처리면)에 배열된다. 캐치들(10B)은 동일한 이유로 더 긴 길이를 갖는다. 이것은 도 10b(측면도)에서 특히 더 잘 볼 수 있고, 예를 들면 도면의 중심에 배열된 부분은 처리면(7A)에 거의 수직으로 정렬되며, 다른 부분(우측 도면)은 처리면과 대략 45°의 각도를 갖는다. 각각의 기판에 본 발명에 따른 이송을 가할 수 있도록 하기 위하여, 캐치들(10A, 10B)의 접촉 영역들(11)은 이송 방향(21)으로 이동될 수 있어야 한다. 본 발명에 따르면, 이것은 각각 화살표(24)로 도시된 것처럼, 각 부분들(9A, 9B)이 추가적으로 회전될 수 있는 것을 통해 달성된다. 이런 방식으로, 복수 부분으로 구성된 이송 기구의 개별 부분들의 캐치들(10A, 10B)은 매우 다양한 위치들을 취할 수 있어, 접촉 영역들 역시 이송 방향(21)을 따라 다양한 위치들을 취할 수 있다. 예를 들면, 각각 도 10a, 10b의 중심 및 우측에 도시된 상태는 전달된 후에 단지 한 쌍의 캐치들과 접촉된 기판(22)의 이송을 나타낸다. 도면의 우측에 도시된 한 쌍의 캐치들은 접촉된 기판(22)을 가능한 한 이송 방향(21)으로 밀 수 있는 방식으로 배열 및 회전된다. 반면, 후방 부분의 캐치들(10B)은 (먼저) 당김 동작과 함께 거기에 배열되는 기판과 접촉하고, 당김 동작은 (나중에) 미는 동작(미도시)으로 전환될 것이다.
후방 부분의 캐치들이 복귀(미도시)하는 동안, 기판(22)은 접촉되지 않고, 이는 복귀하는 동안 기판(22)의 충돌이 더 이상 불가능할 때까지, 부분들이 그들의 길이를 쉽게 줄일 수 있도록 한다. 부수적으로, 캐치들의 개별 쌍들의 동작 맞춤 및 동기화에 관한 선행 도면들에 도시된 내용이 적절하게 적용된다.
본 발명은 복수 부분으로 구성된 두 부분의 이송 기구를 구비한 처리 모듈의 예를 통해 개시된다. 본 발명의 범위를 벗어나지 않고, 앞에서 언급한 실시예들에 따른 또는 기초로 하는 다른 수의 상기 부분들 및 캐치들로도 본 발명이 실현될 수 있다는 것은 자명하다.
본 발명은 또한 부드러운 그리고 제어 가능한 기판의 이송하에서 처리를 제공하고, 특히 많은 노력을 들이지 않고 양면 처리가 가능하다는 것이 입증되었다. 본 발명은 원치 않는 입자들이 거의 없는 처리를 제공하고, 또한 특히 고순도 처리 공정의 요구를 실현한다. 일측의 매질 분리 기구, 및 타측의 바람직하게는 이송 방향과 반대로 향하는 유체 쿠션의 흐름을 지지하는 기판을 통해, 처리 유체의 범람, 또는 이미 세정된 부품들에 의한 기판의 재오염을 걱정할 필요가 없다.
1 처리 모듈
2 처리 챔버
3 입구
4 출구
5 처리면
6A 하부 유체 쿠션
6B 상부 유체 쿠션
7A 하부 처리면
7B 상부 처리면
8 메가소닉 기구
9 제어 이송 기구, 이송 기구
9A 복수 부분으로 구성된 이송 기구의 전방 부분
9B 복수 부분으로 구성된 이송 기구의 후방 부분
9C 운동 기구
10 캐치
10A 전방 캐치
10B 후방 캐치
10' 선행 캐치 쌍
10" 다음 캐치 쌍
11 접촉 면들
12 구동 요소들
13 구동 챔버
14 매질 분리 기구
15 분리기 틈
16 관통 슬롯들
17 가스 노즐, 노즐
18 집수 탱크
19 박편
20A/B 반 용량부
21 이송 방향
22 기판
23 화살표
24 화살표
VV 이송 속도
VF 유속
h 유지 방향

Claims (23)

  1. 적어도 하나의 처리 모듈(1)을 구비하여 평평한 기판(22)을 유체 인라인-처리 및 이송하는 장치로서, 상기 처리 모듈(1)은 처리 챔버(2), 및 이송 방향(21)으로 기판(22)을 제어 이송하는 적어도 하나의 이송 기구(9)를 포함하고, 상기 처리 챔버(2)는 처리면(5)에 수평으로 배열되고 처리 표면(7A)과 기계적인 접촉없이 기판(22)을 지지하는 하부 유체 쿠션(6A)을 형성하도록 구성된 적어도 하나의 처리 표면(7A)을 구비하고, 상기 적어도 하나의 이송 기구(9)는, 개별적으로 제어될 수 있고 이송 방향(21)으로 서로 이격되어 배열된 제1부분(9A) 및 제2부분(9B)을 구비하여, 제1부분(9A) 및 제2부분(9B)이 기판의 전방 또는 후방 영역에 위치된 기판의 엣지를 동시에 접촉할 수 있도록 함으로써, 상기 이송 기구(9)의 상기 제1부분(9A)으로부터 상기 제2부분(9B)으로 기판(22)을 전달할 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    유지 방향(h)으로 향하는 이송 속도(VV)의 성분이 유지 방향(h)으로의 유체 쿠션의 유속(VF)의 성분을 초과하도록 이송 속도(VV)를 조정하는 수단을 포함하고, 유지 방향(h)은 이송 기구와 기판(22) 엣지의 하나의 개별적인 접촉으로부터 기판(22) 면으로 향하는 벡터들의 합을 나타내는 벡터가 상기 기판(22)의 무게 중심을 향하는 방향으로 정의되는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    처리 표면(7A) 상부에 처리 표면(7A)과 평행하게 배열되고, 상부 유체 쿠션(6B)을 형성하도록 구성된 추가 표면(7B)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상부를 향하는 기판 면에 제2유체를 공급하는 기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    이송 기구(9)의 각각의 부분(9A, 9B)은 기판(22)의 엣지를 접촉하는 적어도 하나의 캐치(10, 10A, 10B)를 구비한 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    적어도 하나의 캐치(10, 10A, 10B)는 막대 형상으로 구성되고, 공 또는 구면 형상의 접촉 영역들(11)을 구비하도록 구성되고, 운동 기구(9C)에 배열되며, 운동 기구(9C)에 의해 기판 엣지에 대한 접촉 영역들(11)의 위치가 처리 및 이송 중에 항상 조정 및 유지될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 장치를 이용하여 평평한 기판들(22)을 유체 인라인-처리 및 이송하는 방법으로서,
    - 기판(22)의 하부를 향하는 면이 처리 표면(7A)과의 기계적인 접촉없이 유체 쿠션(6A)의 유체층에 의해 지지될 때까지, 처리 표면(7A)에 하부 유체 쿠션(6A)을 형성하는 단계,
    - 기판(22)의 엣지와 이송 기구의 제1부분(9A)이 접촉하는 단계,
    - 처리 챔버(7A)와 기계적인 접촉없이 이송 기구의 제1부분(9A)을 통해 이송 방향(21)으로 기판(22)을 이송하는 단계,
    - 두 부분들(9A, 9B)이 일시적으로 기판의 엣지와 접촉하도록 기판(22)의 엣지와 제2부분(9B)이 접촉함으로써, 이송 기구의 제1부분(9A)으로부터 제2부분(9B)으로 기판(22)을 전달하는 단계,
    - 처리 표면(7A)과 기계적인 접촉없이 이송 기구의 상기 제2부분(9B)을 통해 이송 방향(21)으로 기판(22)을 이송하는 단계를 포함하는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    유지 방향(h)으로의 이송 속도(VV)의 성분은 유지 방향(h)으로의 유체 쿠션(6A, 6B)의 유속(VF)의 성분을 초과하고, 유지 방향(h)은 이송 기구와 기판(22) 엣지의 하나의 개별적인 접촉으로부터 기판(22) 면으로 향하는 벡터들의 합을 나타내는 벡터가 상기 기판(22)의 무게 중심을 향하는 방향으로 정의되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    제1부분(9A) 또는 제2부분(9B)은 기판(22)의 후방 또는 후방 영역에 위치된 기판(22)의 엣지를 접촉하고, 유체 쿠션(6A, 6B)의 유속(VF) 및 이송 속도(VV)는 유지 방향(h)으로 양의 성분을 갖고, 이송 속도(VV)의 성분은 유체 쿠션(6A, 6B)의 유속(VF)의 성분을 초과하도록 조정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    제1부분(9A) 또는 제2부분(9B)은 기판(22)의 후방 또는 후방 영역에 위치된 기판(22)의 엣지를 접촉하고, 유체 쿠션(6A, 6B)의 유속(VF)은 유지 방향(h)으로 음의 성분을 갖고, 이송 속도(VV)는 유지 방향(h)으로 양의 성분을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    제1부분(9A) 또는 제2부분(9B)은 기판(22)의 전방 또는 전방 영역에 위치된 기판(22)의 엣지를 접촉하고, 유체 쿠션(6A, 6B)의 유속(VF) 및 이송 속도(VV)는 유지 방향(h)으로 음의 성분을 갖고, 유체 쿠션(6A, 6B)의 유속(VF)은 그 성분의 크기가 유지 방향(h)으로의 이송 속도(VV)의 성분의 크기를 초과하도록 조정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제7항에 있어서,
    이송 기구의 제2부분(9B)은 처리 챔버(2)로부터 제1기판(22)을 반출하고, 이송 기구의 제1부분(9A)은 처리 챔버(2)로 제2기판(22)을 반입하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제7항에 있어서,
    기판(22)은 기판(22)의 가장 넓은 부분 뒤에 있는 기판(22)의 테이퍼가 적어도 약간은 다음 처리 모듈(1) 내부에 위치될 때까지 처리 모듈(1)로부터 반출되는 것을 특징으로 하는 방법.
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