KR102433121B1 - 기판 처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용액(4)으로 기판(14)을 처리하기 위한 장치(24, 24a-d)에 관한 것으로서, 이 장치(24, 24a-d)는 용액(4)을 담고있는 용기(28)를 통해 이송 방향(18)으로 기판(14)을 이송할 수 있도록 이용되는 이송 장치(26) 및 상기 기판(14)의 이송 방향(18)에 대해 적어도 부분적으로 경사지게 뻗어있는, 기판(14)이 위에서 지나가는 에지(32, 44, 54, 60, 74)를 취하는 위어(30, 40, 52, 58, 64, 70)를 가지며, 본 발명은 적어도 부분적으로 경사지게 뻗어있는 에지(32, 44, 54, 60, 74)를 가지는, 기판(14)을 용액(4)으로 처리하기 위한 장치(24, 24a-d)에서 이용하기 위한 위어(30, 40, 52, 58, 64, 70)에 관한 것이며 및 본 발명은 장치(24, 24a-d) 내 위어(30, 40, 52, 58, 64, 70)의 이용에 관한 것이며 및 본 발명은 기판 에지(22)로부터 액상 스트립(38)을 분리하기 위한 방법에 관한 것이다.

Description

기판 처리 장치{DEVICE FOR TREATING SUBSTRATES}

본 발명은 제 1 항의 전제부에 따른 장치 및 제 11 항의 전제부에 따른 위어에 관한 것이다.

많은 분야에서, 특히 반도체 산업에서 또는 더 정확하게는 태양 전지 산업에서 다양한 응용을 위해 기판들이 처리되어야 하는, 특히 이 기판의 한쪽 면과만 관련해서 웨이퍼가 처리되어야 한다. 이와 같은 한 쪽면 프로세스(one side process)의 경우에, 상기 기판 중 처리하려는 면의 반대편에 있는 면은 일반적으로 상기 처리에 영향을 받으면 않된다. 이 경우 습식 공정의 분야에서 예를 들어 습식 화학적 에지 분리(wet chemical edge isolation)(디퓨전에 의해 후면이 도포될 때 기생 이미터(parasitic emitter)의 한 쪽면 에칭), 폴리싱(텍스쳐화된 기판 전면 또는 기판 후면의 화학적 평활화), 금속의 전기화학적 증착법 같은 갈바닉 프로세스 또는 다른 처리들 전에, 예를 들어 기판 에지들의 발수화 전에 한 쪽면 사전 조정 단계들을 언급할 수 있다.

시스템 때문에 배치(batch) 방법이 기판의 양 측면과 관련되어 있는 반면, 인라인(inline) 방법에서는 한 측면에 대한 처리가 다양한 방식으로 실현될 수 있다. 이에 대해 EP 1 733 418 B1에 공지된 방법의 경우에 소위 메니스커스(meniscus)의 형성하에 처리 액체와 상기 기판 하측 사이에 전면 접촉(full contact)이 만들어진다. 공지된 다른 방법에서는 상기 처리 액체와 상기 기판의 한 측면 사이에 접촉은 처리 액체를 기판 하측 쪽으로 이송하는 구조화된 롤들에 의해 만들어진다.

앞에서 그리고 하기에서는 기판을 다룬다. 이것은 반도체 기판, 특히 웨이퍼, 예를 들어 실리콘 웨이퍼이기도 하다. 태양 전지 웨이퍼는 태양 전지를 제조하기 위한 목적의 웨이퍼이다.

액체로 기판을 처리하기 위해, 특히 습식 화학적 인라인 한 측면 프로세스를 위해 메니스커스의 형성 하에 기판과 처리 액체 간 전면 접촉을 하측에서 만들기 위한 전술한 방법은 일련의 장점들을 제공한다. 기판 하측의 균일한 처리 및 이 처리 액체의 표면에 대한 기판의 전면적 열접촉 외에도, 이는 일반적으로 개선된 공정 제어에서 결과하고, 기판의 영구 접촉(permanent contact)을 통해 처리 액체가 하측에서 말릴(rolling) 때보다 더 작은 농도의 처리 액체가 사용될 수 있다(동일한 프로세스 체인, 그러나 더 긴 프로세스 시간). 화학 비용이 더 적다는 것 외에도 이는 기판 상측에서 기상(gas phase) 부식을 줄인다. 기술적 비용은 훨씬 더 작다.

그러나 메니스커스의 형성 하에 기판 하측에서의 전면 접촉의 원리는 단점들을 초래할 수도 있다. 상기 메니스커스의 분리의 경우 - 이와 같은 것은 일반적으로 처리 액체를 담고 있는 용기를 떠날 때 나타난다 - 조건적으로 기판과 배쓰 표면 사이 처리 액체의 표면 장력을 통해 액상 스트립이 펼쳐지는 단점이 있을 수 있으며, 이 경우 액상 스트립은 기판의 이송이 추가로 이루어지면 분리된다. 이 경우 상기 스트립의 주 확장 방향은 일반적으로 기판의 이송 방향이라고도 할 수 있는 기판의 주행 방향을 가리키다. 이와 같은 분리 발생 시에 종종 처리 액체의 방울들이 기판의 표면 위로 떨어진다. 원하지 않은 효과의 강도는 처리 액체의 표면 장력, 이의 점도 및 공정 관리에 의존한다(위어 높이 및/또는 그로부터 결과한 재순환 흐름에 대한 풀(pool) 수위 또는 용기 수위의 비율).

이와 같은 스플래쉬로부터 커지는 문제들에 대응하기 위해, 예를 들어 점도를 바꿀 수 있는 물질들의 첨가를 통해 액체의 성질을 변경하는 것이 고려될 수 있다. 그러나 이는 언제나 가능한 것은 아니거나 희망사항이거나 또는 다른 문제점들과 연관되어 있다. 기판의 상측은 하나 또는 복수의 보호층을 이용해 이런 스플래쉬의 작용으로부터 보호된다. 그러나 이런 것은 종종 현저한 방법상 비용 추가와 연관되어 있거나 또는 접근법이 아니거나 또는 그외 공정 관리와 나쁘게 통합될 수 있다.

이런 배경에서 본 발명의 과제는 기판의 상측에서 전술한 형태의 스플래쉬를 줄일 수 있는 장치를 제공하는 데 있다.

상기 과제는 제 1 항의 특징들을 포함하는 장치를 통해 해결된다.

또한, 본 발명의 과제는 앞서 언급한 형태의 스플래쉬를 줄일 수 있는 위어를 제공하는 데 있다.

상기 과제는 제 11 항의 특징들을 포함하는 위어를 통해 해결된다.

그 외에도 본 발명의 과제는 기판 에지로부터 액상 스트립의 분리 시에 스플래쉬의 형성이 감소될 수 있도록 이용되는 방법을 제공하는 데 있다.

이 과제는 대등한 방법 청구항의 특징들을 포함하는 방법을 통해 해결된다.

유리한 그 외 형성예들은 각각의 경우에 종속항의 대상이다.

액체로 기판을 처리하기 위한 본 발명에 따른 장치는 이송 장치를 가지며, 이 이송 장치를 이용하면 이송 방향에 있는 기판이 상기 액체를 담고 있는 용기를 통해 이송될 수 있으며 또한 본 발명에 따른 장치는 기판이 위로 지나갈 수 있는 에지를 구비한 위어를 가지며, 이 에지는 기판의 이송 방향에 대해 적어도 부분적으로 경사지게 뻗어있다.

본 발명은 위어의, 상기 기판이 위에서 지나갈 수 있는 에지가 기판의 이송 방향에 대해 직각 방향으로 뻗어있으면, 무엇보다도 앞서 서술한 스플래쉬가 발생한다는 데 근거한다. 이런 경우 기판의 추가 이송 시에 액체와 기판 후방 에지 사이에 형성되어 있는 액상 스트립에 대한 기계적인 힘이 가장 크다. 상기 액상 스트립의 허용 한계가 초과되면, 이것은 기하학적으로 불명확한 지점에서 분리되기 시작하고 스플래쉬가 기판의 상측에 떨어질 수도 있거나 또는 후속 기판의 상측에 떨어질 수도 있다.

그에 반해 위어의, 기판이 위에서 지나가는 에지가 상기 기판의 이송 방향에 대해 적어도 부분적으로 경사지게 뻗어있으면, 기판의 추가 운동 중에 나타나는 액상 스트립의 하중은 기판 후방 에지의 코너에서 최대이므로, 상기 액상 스트립의 후퇴는 이 코너에서 시작한다. 그 때문에, 액상 스트립의 후퇴 프런트가 형성된다. 만약 이송 방향으로 기판이 추가로 이송되면, 이 후퇴 프런트는 기판 후방 에지의 반대편 코너 쪽으로 간다. 이와 같은 방식으로 상기 액상 스트립에 대한 힘 작용이 감소될 수 있다. 이 액상 스트립은 세기 면에서 더 작은 힘을 받는다. 상기 기판 후방 에지의 한 코너부터 다른 코너 쪽으로 가는, 동시에 분리 프런트라고도 표시되는 후퇴 프런트를 통해 "부드러운" 분리가 개시된다. 그 결과, 스플래쉬는 상기 기판의 처리하지 않으려는 상측에서 또는 후속 기판의 처리하지 않으려는 상측에서 회피되거나 또는 적어도 감소될 수 있다.

전술한 효과는 상기 위어의, 위에서 지나가는 에지에 대해 기판이 경사진 방향으로 설정되므로써 달성될 수 있거나 또는 이송 장치 위에 기판을 돌려서 놓으므로써 달성될 수 있다. 그러나 이는 여러 가지 이유 때문에 실제로 불리하다.

한편, 상기 기판을 그와 같이 돌려놓는 것은 모든 현 핸들링 시스템으로는 불가능하다. 오히려 현 핸들링 시스템은 이송 방향에 대해 나란한 쪽을 갖는 기판을 이송 장치 위에 놓도록 준비된다. 돌려서 놓는 것을 원칙적으로 허용하는 시스템은 더 저렴한 방식으로 설치되어야 하고, 특히 학습되어야 한다.

다른 한편으로 돌려서 놓이는 이와 같은 기판의 센터링은 어렵고 간단한 수단으로는 이송 트랙에서 이루어질 수 없다. 이 이송 장치 위에서 상기 기판을 손으로 돌리면 재생가능하게 회전되는 위치 선정은 보조 수단 없이는 어렵게만 달성될 수 있다. 그 외에도, 상기 기판을 돌려서 놓는 것은 파손 증가 및 그 결과 비용 증가를 동반할 수 있다.

상기 기판을 돌려 놓으므로써 상기 기판의 유효한 길이와 폭 및 필요한 통과 폭 및 통과 길이가 증가하지 않지만, 이는 같은 수율에서 장치 비용을 높인다.

이러한 단점들 때문에, 이송 장치를 이용해 기판을 이송하는 것이 유리하여, 상기 기판의 양 에지들은 이송 방향에 대해 병렬로 뻗어있지만, 상기 위어는 본 발명에 따라 형성된, 기판의 이송 방향에 대해 적어도 부분적으로 경사지게 뻗어있는 에지를 갖는다.

유리한 실시예에서 이 에지는 적어도 2개의 이송 트랙 위에 연장해 있으며 이들 간에 불연속적인 에지 경로를 갖는다. 본 발명과 관련해 이송 트랙은 기판의 이송 레일이고, 이때 이송 레일 위에서 상기 기판은 이송 장치를 이용하면 상기 액체를 담고 있는 용기를 통해 이송될 수 있다. 본 출원에서 상기 액체를 담고 있는 용기를 "통해(through)" 상기 기판을 이송하는 한, 개념 "통해"는 매우 넓게 이해될 수 있다. 그러므로 상기 기판이 문자 그대로 용기를 통해 이송되거나 또는 오히려 용기 위를 넘어 이송되는지 여부는 상기 이송 장치를 구체적으로 어떻게 형성되는지에 의존한다. 예를 들어 먼저 상기 기판이 이송 롤을 이용해 용기 벽 위를 넘어 이송되고, 오히려 이들은 용기 내에서 용기 벽의 상측 에지 아래 높이에서 용기를 통해 이송되고 이때 이의 하측들은 액체와 접촉될 수 있다. 이 예의 경우에 상기 기판은 문자 그대로 용기를 통해 이송된다. 특히 이 용기 내에서 액체의 표면은 용기 벽의 상측 에지보다 더 깊을 수 있다. 다른 변형예에서는 용기 내 액체의 표면은 용기 벽의 상측 에지보다 더 높을 수 있다. 그 때문에 액체는 용기 벽 위를 넘어 흘러가고 예를 들어 오버플로우 탱크 안에 모아져 다시 상기 용기에 공급된다. 상기 기판은 이 경우에 용기 벽을 넘어 이송할 때 들려질 필요가 없고 오히려 용기 밖에서와 마찬가지의 높이에서 용기 벽과 용기를 넘어 액체와 함께 이송되고, 더 정확하게는 기판의 하측들은 이것이 용기 위를 넘어 이송되는 동안 액체와 함께 접촉된다. 이 변형예에서 어떤 관찰자들은 어쩌면 용기를 "통한" 기판의 이송을 말하는 것이 아니라 오히려 그 대신에 용기 위를 넘어 기판의 이송에 대해 말할 수도 있을 것이다. 그러나 본 출원 및 본 발명과 관련해 이러한 변형예들 및 동일한 효과를 갖는 실시예들이 개념 "통해"에 의해 파악되므로, 이들에서 기판의 이송은 용기를 통해 있다.

바람직하게는 적어도 2개의 이송 트랙들이 서로 간에 병렬로 정렬되어 있으므로, 다수 열의 기판이 나란히 동시에 액체를 담고 있는 용기를 통해 이송될 수 있다.

이 이송 트랙의 폭은 이 경우에 이 이송 트랙에서 이송되는 기판의 최대폭이다. 이송되는 기판의 폭은 이송 방향에 대해 수직 방향으로 연장해 있다. 본 발명과 관련해 2개의 이송 트랙 사이에 한 영역이 위치하지만, 만약 이 영역이 적어도 하나의 이송 트랙을 통해 커버되지 않으면, 그러하다. 실제로, 기판의 위치 선정 시에 기판 측정 또는 부정확성에서 편차를 고려하기 위해, 더 넓은 폭의 이송 트랙이 선택될 수 있다.

본 발명과 관련해 불연속적인 에지 경로는 상기 이송 방향의 방향으로 또는 반대 방향으로 적어도 하나의 점프를 가지는 에지 경로를 말한다.

이 불연속적인 에지 경로는 이것이 적어도 2개의 이송 트랙 중 2개의 이송 트랙 사이에서 하나의 점프를 갖는 방식으로 형성되면 유리하다. 2개 이상의 이송 트랙 위로 에지가 연장해 있는 경우를 위해, 상기 에지 경로가 각 이송 트랙들 사이에서 점프를 가지는 것이 유리하다. 이와 같은 방식의 에지 경로는 톱니 윤곽을 형성하는 것이 유리하다.

이와 같은 불연속적인 에지 경로는 용이하게 만들어질 수 있는데, 예를 들어 각각의 경우에 곧게 뻗어있어 그 때문에 저렴하게 제조될 수 있는 복수의 위어 또는 에지 요소들의 접합을 통해 용이하게 만들어질 수 있다.

바람직한 그 외 실시예에 따르면 상기 에지는 적어도 2개의 이송 트랙 위로 뻗어있으며 이들 사이에서 연속적인 에지 경로를 갖는다.

에지 경로가 이송 방향으로 그리고 반대 방향으로 점프를 가지지 않으면, 본 발명과 관련해 연속적이다. 유리하게는 이 연속적인 에지 경로가 삼각형 윤곽의 형태로 이송 트랙들 위로 뻗어있으므로, 이 이송 트랙들 사이에 각각의 경우에 벤딩이 배치되어 있다. 이와 같은 방식으로 상기 이송 트랙들 간 불연속적인 에지 경로를 갖는 위어에 비해 재료 비용 감소 및 비용면에서 양호한 제조가 달성될 수 있다.

유리한 실시예에서 이 에지는 수학적 의미에서 각 점에서 미분가능한 에지 경로를 갖는다. 바람직하게는 에지 경로가 사인파 형상으로 형성될 수 있다. 이 에지 경로가 임의의 곡선으로서 형성되어 있거나 또는 다항 함수에 따라 형성되는 것도 생각할 수 있다. 실제로, 이와 같은 에지 경로로 기판으로부터 액상 스트립의 특히 부드러운 분리 및 그로 인해 기판 상측 위로 스플래쉬의 추가적 감소가 달성될 수 있음이 증명되었다.

이송 트랙 내에서 기판이 위로 지나갈 수 있는 에지의 경사 각도를 특히 크게 하기 위해, 이런 이송 트랙 내에서 상기 에지는 불연속적인 경로 에지를 가지는 것이 유리하다. 이와 같은 방식으로 이송 트랙 내에서 최대화된 경사 각도를 통해 상기 액상 스트립의 응력이 기판 후방 에지에서 감소될 수 있으며, 그 결과 더 부드러운 분리가 달성되고 마침내 기판 상측 위로 원하는 바는 아니지만 튀기게 되는 액체의 양이 더 감소될 수 있다.

또 다른 실시예에서 이 에지는 곡선의, 바람직하게는 사인파 형상의 에지 경로를 적어도 부분적으로 갖는다. 상기 곡선 경로의 적절한 적응을 통해 상기 기판 후방 에지로부터 액상 필름의 분리 행태가 또 다른 공정 변수의 고려하에 예를 들어 액체의 점도 등의 고려하에 유리하게 영향을 받을 수 있다.

만약 에지가 2개 이상의 이송 트랙 위로, 바람직하게는 적어도 3개의 이송 트랙 위로 그리고 특히 바람직하게는 모든 이송 트랙 위로 연장하면, 이는 상기 장치내 위어의 조립 단순화 관점에서 유리하다. 이와 같은 방식으로 개별 위어 또는 에지 요소들을 조립하기 위한 추가적인 조립 비용이 이송 트랙마다 회피될 수 있다.

상기 기판의, 특히 비용이 적고 재료를 보호하는 이송은, 만약 이 장치가 이송 방향으로 위어의 전후에 배치되는 이송 롤을 가지고 이 이송 롤을 이용해 기판들이 액체를 담고 있는 용기를 통해 이송될 수 있으면, 달성될 수 있다.

유리한 실시예에서 상기 에지는 이송 방향으로 볼 때 마지막의, 위어 앞에 배치되는 이송 롤과 위어 뒤에 배치되는 첫번째 이송 롤 간 순거리의 적어도 50% 이상 연장해 있다. 실제로, 이와 같은 방식으로 상기 에지의 각도가 충분히 커질 수 있고 그 결과 기판 상측 위로 스플래쉬가 효과적으로 회피될 수 있음이 증명된다. 2개의 이송 롤들 간 이송 방향에 대한 에지의 경사 각도를 더 높이기 위해, 만약 이 에지는 이송 방향으로 전술한 순간격의 적어도 75% 및 특히 바람직하게는 적어도 95% 넘게 연장되면 유리하다.

개별 적용예들에서 상기 위어의 전후 작은 간격으로 이송 롤들이 배치되는 것이 필요할 수 있으므로, 상기 이송 롤들 간 위어의 배치 시에 충분히 경사진 에지 경로가 더 이상 불가능하다. 이와 같은 경우들에서 만약 상기 이송 롤들 중 적어도 하나의 회전축이 이 위어를 관통하면 유리하다. 상기 위어의 에지는 이송 롤들의 간격이 작을지라도 충분히 경사지게 실시될 수 있으므로, 기판 상측 위로 스플래쉬가 성공적으로 회피될 수 있다.

유리하게는 본 발명에 따른 장치는 기판들, 바람직하게는 태양 전지 웨이퍼의 하측을 액체로 습식으로 처리하기 위해 이용될 수 있다. 유리하게는 이 경우 용기 내 액체 표면과 기판 사이에 메니스커스가 형성되는 방식으로 기판 하측이 용기 내에 배치된 액체와 접촉될 수 있다.

그 외에도 본 발명의 대상은 액체로 기판을 처리하기 위한 장치 내에서 사용하기 위한 위어이다. 본 발명에 따른 위어는 적어도 부분적으로 경사지게 뻗어있는 에지를 갖는다.

기본적으로 상기 위어의 주연장 방향에 대해 직각 방향으로 돌출하는 에지 영역이 이 경우 상기 위어의 돌출부라 또는 위어의 에지의 돌출부라 칭한다. 유사한 방식으로 반대 방향으로 돌출하는 위어 영역 또는 에지 영역을 이 경우 상기 위어의 리세스 또는 상기 위어의 에지의 리세스라 칭한다. 유리한 그외 실시예에서 상기 에지는 적어도 하나의 돌출부 또는 적어도 하나의 리세스, 바람직하게는 하나의 돌출부를 갖는다.

바람직한 실시예에서 상기 에지는 적어도 부분적으로 톱니 윤곽을 갖는다. 이 경우 상기 에지의, 톱니 윤곽을 형성하는 돌출부 및/또는 리세스는 기본적으로 에지의 주연장 방향에 대해 수직 방향으로 뻗어있다.

상기 장치 내 위어가 이용되어야 하는 특정 공정 변수에 의존하여, 상기 에지는 적어도 부분적으로 삼각형 윤곽 및/또는 파형 윤곽을 가지는 것이 유리할 수 있다.

상기 위어의 에지로부터 액체가 균일하게 분리되어 흐른다는 관점에서 상기 에지가 특히 물결 모양의 높이 윤곽을 가지면 유리하다. 높이 윤곽이란 이 경우 적어도 부분적으로 경사진 에지 경로에 대해 수직 방향으로 연장해 있는 위어의 에지의 경로를 말한다.

바람직하게는 상기 위어는 단체(one piece)로 제조되고, 특히 재료 제거를 이용해, 예를 들어 단체의 초기 몸체로부터 연마를 이용해 제작된다. 실제로 이와 같은 방식으로 위어 에지의 개선된 치수 정밀(작진도)이 보장되는 것이 증명되었다. 또한, 이 위어는 더 적은 작업 단계로 제조될 수도 있다. 이는 특히 대안적 제조 방법에 비해 에지의 형상이 합성수지 판의 폴딩 및 웰드 시임을 이용한 후속의 고정 작업을 통해 실현되는 위어에도 적용된다. 추후 연결되는 개별 판들로 이루어지는 위어의 제조에 비해, 앞서 언급한 장점들이 증명되고 있다. 더욱이 실제로 증명된 바는 재료 제거를 이용해, 특히 연마를 이용한 위어의 전술한 제조에서 경제적이고 적절한 고정 요소들이 위어의 하측에 형성될 수 있다는 것이다. 이런 고정 수단들은 해당 장치에 위어를 신뢰성 있고 간단하게 고정할 수 있게 해준다.

또 다른 실시예에서 상기 위어는 축을 수납하기 위한 적어도 하나의 개구를 갖는다. 위어를 사용해야 하는 장치가 기판의 이송을 위해 이송 롤을 사용하면, 상기 이송 롤들 중 적어도 하나의 이송 롤의 축이 상기 위어의 개구 중 적어도 하나에 수납될 수 있다. 유리하게는 상기 위어가 가지는 실링 요소는 적어도 하나의 개구 안에 배치되어 있다.

그 외에도, 본 발명은 본 발명에 따른 장치 내에서 본 발명에 따른 위어의 사용에 초점을 맞추고 있다.

기판 에지로부터 액상 스트립을 분리하기 위한 본 발명에 따른 방법에 의하면 상기 액체의 적어도 한 점에서 분리 프런트가 형성된다. 이 분리 프런트는 기판 에지를 따라서 유도되고 이런 방식으로 액상 스트립(20)의 폭이 감소된다. 이 경우 액상 스트립의 폭은 기판 에지에 대해 기본적으로 나란히 있는 연장부를 말한다. 위에서 설명한 것처럼, 기판 에지로부터 액상 스트립을 분리하기 전에 액상 스트립의 폭의 감소를 통해 액상 스트립에 대한 힘 작용이 감소되어 스플래쉬가 발생할 위험이 감소될 수 있다.

유리하게는 상기 기판 에지로부터 액상 스트립을 분리하기 전에 액상 스트립의 폭은 최초 폭의 적어도 50%, 바람직하게는 적어도 80% 및 특히 바람직하게는 적어도 97%만큼 감소된다. 이와 같은 방식으로 스플래쉬 발생 위험은 점차적으로 감소될 수 있으며 최상의 경우엔 완전히 회피될 수 있다.

바람직한 변형예에서 상기 분리 프런트는 상기 기판 에지의 코너에서 형성된다. 이는 실제로 증명되었다.

유리하게는 이 분리 프런트는 기판 에지의 코너까지 유도된다. 이는 간단하고 신뢰성 있는 방법 실행을 가능하게 한다.

그 외에도, 본 발명은 도면들을 이용해 상술된다. 적절하다면, 여기에서 동일한 효과를 갖는 요소들은 동일한 도면 부호를 갖는다. 본 발명은 도면들에 도시된 실시예들에 제한되지 않으며, 기능적 특징들과 관련해서도 그러하지 않다. 하기의 도면 설명뿐만 아니라 지금까지의 설명은 하위 종속항에서 부분적으로 복수 항들에 요약되어 재현된 수많은 특징을 담고 있다. 그러나 당업자는 나머지 모든, 위에서 개시된 그리고 하기의 도면 설명에서 개시될 특징뿐만 아니라 이 특징들도 개별적으로 볼 수 있고 의미있는 그외 조합으로 구성할 수 있다. 특히 이들 특징은 각각의 경우에 개별적이기도 하고 각 독립항의 장치 및 위어와의 임의의 적절한 조합으로 조합될 수 있다.

도 1은 제 1의 상태(a), 제 2 의 상태(b) 및 제3의 상태(c)에 있는 종래 기술에 따른 장치를 측면에서 바라 본 부분 개략도이다.
도 2는 종래 기술에 따라 기판 후방 에지와 곧게 뻗은 에지를 갖는 위어 사이에 액상 스트립을 형성하는 것을 보여주는 원리도이다.
도 3은 장치 및 적어도 부분적으로는 경사지게 뻗어있는 에지를 포함하는 위어의 제 1 의 실시예에 대한 개략도이다.
도 4는 에지가 적어도 부분적으로 경사지게 뻗어있는 경우 제 1 의 상태(a)와 제 2 의 상태(b)에서 액상 필름의 형성을 보여주는 원리도이자 본 발명에 따른 방법의 실시예이다.
도 5는 도 3에 따른 장치의 또 다른 일 실시예에 대한 개략도이다.
도 6은 도 3에 따른 장치의 또 다른 일 실시예에 대한 개략도이다.
도 7은 도 3에 따른 장치의 또 다른 일 실시예의 개략도이다.
도 8은 도 3에 따른 장치의 또 다른 일 실시예 대한 개략도이다.
도 9는 도 8의 부분 측면도이다.
도 10은 위어의 개략적인 투시도이다.

도 1에는 제 1 의 상태(a), 제 2 의 상태(b) 및 제 3 의 상태(c)에서 종래 기술에 따라 액체(4)로 기판을 처리하기 위한 장치(2)가 도시되어 있다. 이 장치(2)는 단면도로서 표현하기 위해 그리고 도면상의 이유들 때문에 단지 부분적으로 도시된 즉, 이 장치(2)의 요소들을 추가로 생략하여 도시되어 있다. 이 장치(2)는 액체(4)를 담고 있는 용기(6)를 가지며, 이 용기에서 한쪽 면은 위어(8)를 이용해 제한된다. 이 위어(8)는 상기 용기(6)로부터 액체(4)의 유출을 막거나 또는 제한하도록 형성되어 있다. 또한, 이 위어(8)가 갖는 직선 에지(10) 위로 기판(14)이 지나갈 수 있다. 상기 위어(8)의 양측에 이송 롤(12)이 배치되어 있어서, 이 이송 롤들을 이용하면 기판은 액체(4) 위로 내지 위어(8)의 에지(10) 위로 이송될 수 있다.

이와 같은 이송 상황은 도 1(b)에 개략적으로 도시되어 있다. 이는 액상 필름(16)을 하측에 형성한 경우 이송 롤(12)을 이용해 이송 방향(18)을 따라서 위어(8) 및 이의 에지(10) 위로 어떻게 기판(14)이 이송될 수 있는지를 보여준다. 도 1(c)에서 알 수 있는 것처럼, 기판(14)이 계속 이송되고 있는 경우에 제한적으로 상기 액체(4)의 표면 장력을 통해 액상 스트립(20)이 상기 기판(14)의 후방 에지(22)에서 형성한다. 이것은 직선 에지(10) 위를 지나갈 때 바로 분리되는 것이 아니라 오히려 확장된다.

도 2는 기판 후방 에지(22)와 위어(8) 내지 직선 에지(10) 사이에 액상 스트립(20)이 형성되는 원리도이다. 이 경우, 도 2를 바라보는 시야는 도 1(c)에 도시된 상태를 위에서 바라보는 시야에 상응하고, 이 장치(24)의 몇 요소들은 도면의 더 나은 이해를 위해 도시되어 있지 않다. 상기 이송 방향(18)을 따라 상기 기판(14)이 추가로 이송되고 있는 경우 액상 스트립(20)의 확장 역시 추가로 이루어지고, 즉 이의 허용 한계를 넘어갈 때까지 이루어져 그 결과 기판 후방 에지(22)와 액상 스트립(20) 사이에 분리가 일어난다. 이송 방향(18)에 대해 상기 위어(8)의 에지(10)가 직선으로 뻗어있기 때문에 이송 방향(18)을 따라 상기 액상 스트립(20)이 기본적으로 균일하게 확장된다. 간단히 표현해서, 액상 스트립(20)을 따라서, 독특한 지점을 갖는 지점이 존재하지 않는다. 그 후, 액상 스트립(20)의 분리가 기하학적으로 명확하게 정해지지 않은 지점에서 시작하여 이루어진다. 상기 액상 스트립(20)의 분리가 그와 같은 방식으로 명확하지 않은 경우 종종 스플래쉬가 발생하고, 이 경우 액체(4)는 원하지 않는 방법으로 기판(14)의 상측에 떨어지거나 또는 후속 기판의 공정에서 떨어진다.

도 3에는 액체(4)로 기판(14)을 처리하기 위한 장치(24)가 개략적으로 도시되어 있다. 이 장치(24)는 이송 장치(26)를 가지며, 이 이송 장치를 이용하면 기판(14)은 상기 액체(4)를 담고 있는 용기(28)를 통해 이송될 수 있다. 그 외에도, 상기 장치(24)는 기판(14)이 위에서 지나가는 에지(32)를 구비한 위어(30)를 가지며, 이 에지는 적어도 부분적으로 상기 기판(14)의 이송 방향(18)에 대해 경사지게 뻗어있다.

이 이송 장치(26)는 이송 방향(18)으로 위어(30)의 전후에 배열된 이송 롤(34)을 가지며, 이것을 이용하면 기판들 내지 상기 기판(14)이 액체(4)를 담고 있는 용기(28)를 관통해 이송될 수 있다.

본 실시예에서 에지(32)의 최대 연장부(E)는 이송 방향(18)으로 적어도 상기 이송 롤들(34) 간 거리(A)의 95%에 이르며, 이 경우 이송 롤들은 이송 방향(18)으로 위어(30)의 전후에 바로 배열되어 있다.

도 3에는 상기 기판이 점선으로 표시되어 있는데, 왜냐하면 이것이 상기 장치(24)의 구성 요소가 아니기 때문이다. 이 예에 도시된 것처럼 상기 이송 롤들(34) 위에 기판(14)을 개별적으로 놓기 때문에 이 이송 방향(18)을 따라서 개별 이송 트랙(36)이 형성되어 있으며, 이 이송 트랙을 따라서 상기 기판(14)은 상기 액체(4)를 담고 있는 용기(28)를 통해 이동된다. 도 3의 표현은 하나의 이송 트랙(36)에만 한정되어 있지만, 복수의, 예를 들어 더 작거나 및/또는 더 협소한 기판(14)의 배치를 통해 및/또는 더 넓은 이송 롤들의 이용을 통해 이송 트랙(36)이 추가로 형성될 수 있다. 기본적으로 상기 장치(24)는 나란히 배열된 복수의 이송 장치(26) 내지 이송 롤(34)을 가지므로, 나란히 있는 각 열의 이송 롤을 따라서 이송 트랙(36)이 형성될 수 있다.

도 4에는 제 1 의 상태(a) 및 제 2 의 상태(b)에서 상기 위어(30)의 에지(32)가 이송 방향(18)에 대해 경사지게 뻗어있는 있는 경우 이 에지 위로 지나갈 때 기판 후방 에지(22)와 액상 스트립(38) 간 분리를 보여주기 위한 원리도가 도시되어 있다. 동시에, 이와 같은 방법으로 도 4에는 본 발명에 따른 방법의 일 실시예가 도시되어 있다. 도 2에서 원리도와 관련하여 이미 설명한 것처럼, 상기 에지(32) 위를 지날 때 상기 액상 스트립(38)은 먼저 이송 방향(18)을 따라서 확장되고 기계적 응력을 받는다. 상기 위어(30)의 에지(32)가 이송 방향(18)에 대해 경사지게 뻗어있기 때문에, 상기 액상 스트립(38)은 상기 기판(14)의 하측 좌측 코너(23a)에 내지 상기 기판 에지(22)의 코너(23a)에서 먼저 가장 높은 기계적 응력을 받는다. 도 2(b)에 도시된 것처럼, 그 지점에서 분리 프런트(39)가 형성되며 이 지점에서 시작하여 기판(14)의 우측 하측 코너(23b)의 방향으로 액상 스트립(38)의 후퇴가 시작된다. 상기 분리 프런트(39)는 기판 에지(22)를 따라서 유도되고 이와 같은 방식으로 상기 액상 스트립(38)의 폭이 감소된다. 상기 에지(32)가 경사지게 뻗어있기 때문에 상기 분리 프런트(39)가 기판 에지(22)의 코너(23b)까지 유도되고 거기에서 상기 액상 스트립(38)의 의도한 분리가 달성되고, 이때 스플래쉬의 형성 및 원하지는 않지만 상기 기판(14)의 상측에 액체(4)가 도포되는 것이 회피된다.

도 5에는 또 다른 장치(24a)가 도시되어 있으며, 이 장치의 경우 서로 나란하게 그리고 기판(14)에 대한 이송 방향(18)을 따라서 뻗어있는 3개의 이송 트랙(36)이 형성되어 있다. 그 외에도, 상기 장치(24a)는 기본적으로 위어 및 이의 에지의 형성 관점에서 상기 장치(24)와 구별되므로, 상기 장치(24a)의 그 외 요소들이 도 5에 도시되어 있지 않다.

도 5의 실시예에서 사용된 위어(40)가 가지는 에지(44)는 상기 이송 트랙들(36) 중 적어도 2개의 이송 트랙 위에 연장해 있으며 이들 사이에서 불연속적인 에지 경로(42)를 갖는다. 이 에지 경로(42)는 이송 방향(18)을 따라서 복수의 돌출부(46)를 갖는다. 이에 대한 대안으로서, 이들은 기본적으로 리세스로서 실시될 수도 있다. 이 돌출부들(46)은 기본적으로 한 방향으로 연장해 있으며, 이 경우 그 방향은 상기 위어의 주 연장 방향(48)에 대해 수직 방향으로 연장해 있다. 따라서 상기 에지(44)는 톱니 윤곽(50)을 갖는다. 이송 트랙 내에서 경사 각도를 더 최대화하기 위해, 우측 이송 트랙(36) 내 에지(44)는 돌출부(46)가 복수 개인 불연속 에지 경로를 갖는다.

도 6에는 에지(54)를 가지는 위어(52)를 포함하는 또 다른 장치(24b)가 도시되어 있다. 이 에지(54)는 3개의 이송 트랙(36) 위에 연장해 있으며 이들 사이에서 하나의 연속적인 에지 경로(56)를 갖는다. 상기 장치(24b)의 그 외 요소들의 도면상 표현과 관련하여, 도 5에 대한 실시들이 유사하게 적용된다.

또 다른 장치(24c)는 도 7에 도시되어 있다. 이것은 3개의 이송 트랙(36) 위에 연장해 있는 에지(60)를 포함하는 위어(58)를 갖는다. 이 경우 상기 에지(60)는 각 점에서 미분가능한 에지 경로(62)를 갖는다. 이 에지 경로(62)는 점프도 벤딩도 가지고 있지 않다. 이 에지(60)는 곡선으로 형성되어 있고 이 경우 사인파 형상 에지 경로를 갖는다. 상기 장치(24c)의 그 외 요소들의 도면상 표현과 관련해 도 5에 대한 실시들이 유사하게 적용된다.

적용예에 따라서, 동일한 에지가 도 5, 도 6 및 도 7에 따른 실시예들에 포함되어 있는 에지 경로들(42, 56 및 62)과 부분적으로 결합될 수도 있다. 다시 말하면, 동일한 위어가 부분적으로 연속적인, 불연속적인 및/또는 미분가능한 에지 경로를 취하는 에지를 가질 수도 있다.

도 8에는 또 다른 장치(24d)가 개략적으로 도시되어 있다. 이 장치(24d)는 상기 이송 롤들(34) 중 어느 하나의 이송 롤의 회전축(66)를 관통하는 위어(64)를 갖는다. 이런 목적을 위해 상기 위어(64)는 상기 축(66)의 수용을 위한 개구(68)를 갖는다. 도 9에는 도 8을 측면에서 볼 때 일부가 도시되어 있으며 상기 이송 롤(34)의 축(66)을 수용하기 위한 개구(68)의 배치가 도시되어 있다.

도 10에는 앞서의 실시예들 중 어느 하나에 따른 장치에서 사용하기 위한 위어(70)의 투시도가 개략적으로 도시되어 있다. 이 경우 이 위어(70)는 재료 제거를 통해, 더 정확하게는 초기 몸체(72)의 연마를 통해 완성되고, 이때 초기 몸체는 점선으로 표시되어 있다. 상기 위어(70)가 가지는 에지(74)는 부분적으로 물결 모양의 고도 윤곽(76)을 갖는다. 바람직하게는 상기 고도 윤곽(76)은 상기 위어(70)의 전체 에지(74)를 따라서 형성될 수 있으며, 이 경우 더 나은 표현을 위해 상기 고도 윤곽의 일부 경로만이 도시되어 있다.

[도면 부호]

2 종래 기술에 따른 장치

4 액체

6 용기

8 위어

10 직선 에지

12 이송 롤

14 기판

16 액체 필름

18 이송 방향

20 액체 스트립

22 기판 후방 에지

23a, 23b 코너

24, 24a-d 장치

26 이송 장치

28 용기

30 위어

32 경사진 에지

34 이송 롤

36 이송 트랙

38 용액 스트립

39 분리 프런트

40 위어

42 불연속 에지 경로

44 불연속 에지

46 돌출부

48 주 연장 방향

50 톱니 윤곽

52 위어

54 연속 에지

56 연속 에지 경로

58 위어

60 에지

62 에지 경로

64 위어

66 회전축

68 개구

70 위어

72 초기 몸체

74 에지

76 고도 윤곽

A 간격

B 연장부

Claims (21)

1. 액체(4)로 기판(14)을 처리하기 위한 장치(24, 24a-d)에 있어서,
   - 상기 액체(4)를 담고 있는 용기(28)를 통해 이송 방향(18)으로 기판(14)을 이송할 수 있도록 이용되는 이송 장치(26);
   - 상기 기판(14)의 이송 방향(18)에 대해 적어도 부분적으로 경사지게 뻗어있는, 기판(14)이 위에서 지나가는 에지(32, 44, 54, 60, 74)를 갖는 위어(30, 40, 52, 58, 64, 70)를 특징으로 하는 액체로 기판을 처리하기 위한 장치(24, 24a-d).
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 에지(44)는 적어도 2개의 이송 트랙(36) 위에 연장해 있으며 이들 사이에서 불연속적인 에지 경로(42)를 가지는 것을 특징으로 하는 액체로 기판을 처리하기 위한 장치(24a).
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 에지(54)는 적어도 2개의 이송 트랙(36) 위에 연장해 있으며 이들 사이에서 연속적인 에지 경로(56)를 가지는 것을 특징으로 하는 액체로 기판을 처리하기 위한 장치(24b).
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 에지(60)는 각 점에서 미분가능한 에지 경로(62)를 가지는 것을 특징으로 하는 액체로 기판을 처리하기 위한 장치(24c).
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 에지(44)는 적어도 하나의 이송 트랙(36) 내에서 불연속적인 에지 경로(42)를 가지는 것을 특징으로 하는 액체로 기판을 처리하기 위한 장치(24a).
6. 제 1 항에 있어서,
   적어도 부분적으로 상기 에지(60)는 곡선의, 바람직하게는 사인파 형상의 에지 경로(62)를 가지는 것을 특징으로 하는 액체로 기판을 처리하기 위한 장치(24c).
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 에지(44, 54, 60)는 2개 이상의 이송 트랙(36) 위를, 바람직하게는 적어도 3개의 이송 트랙(36) 위를 및 특히 바람직하게는 모든 이송 트랙(36) 위를 넘어 연장해 있는 것을 특징으로 하는 액체로 기판을 처리하기 위한 장치(24a-c).
8. 제 1 항에 있어서,
   이송 방향(18)으로 상기 위어(30, 40, 52, 58, 64, 70)의 전후에 배치되고 상기 액체(4)를 담고 있는 용기(28)를 통해 기판(14)을 이송할 수 있도록 이용되는 이송 롤(34)을 특징으로 하는 액체로 기판을 처리하기 위한 장치(24, 24a-d).
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 에지(32, 44, 54, 60, 74)는 이송 방향(18)에서 볼 때 위어(30, 40, 52, 58, 64, 70) 앞에 배치된 마지막 이송 롤(34)과 이송 방향(18)에서 볼 때 위어(30, 40, 52, 58, 64, 70) 뒤에 배치된 첫번째 이송 롤(34) 간 순간격(A)의 적어도 50%, 바람직하게는 적어도 75% 그리고 특히 바람직하게는 적어도 95%을 넘게 연장해 있는 것을 특징으로 하는 액체로 기판을 처리하기 위한 장치(24, 24a-d).
10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 이송 롤들(34) 중 적어도 하나의 이송 롤의 회전축(66)이 위어(64)를 관통하는 것을 특징으로 하는 액체로 기판을 처리하기 위한 장치(24d).
11. 제 1 항에 따른, 액체(4)로 기판(14)을 처리하기 위한 장치(24, 24a-d)에서 사용하기 위한 위어(30, 40, 52, 58, 64, 70)에 있어서,
    적어도 부분적으로 경사지게 뻗어있는 에지(32, 44, 54, 60, 74)를 특징으로 하는 위어(30, 40, 52, 58, 64, 70).
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 에지(44, 54, 60, 74)는 적어도 하나의 돌출부(46) 또는 적어도 하나의 리세스를 가지는, 바람직하게는 하나의 돌출부(46)를 가지는 것을 특징으로 하는 위어(40, 52, 58, 70).
13. 제 11 항에 있어서,
    상기 에지(44, 74)는 적어도 부분적으로 톱니 윤곽(50)을 가지는 것을 특징으로 하는 위어(40, 70).
14. 제 11 항에 있어서,
    상기 에지(74)는 평평하지 않은, 바람직하게는 물결 모양의 고도 윤곽(76)을 가지는 것을 특징으로 하는 위어(70).
15. 제 11 항에 있어서,
    상기 위어(30, 40, 52, 58, 64, 70)는 단체로 실시되어 있으며, 바람직하게는 초기 몸체(72)로부터 재료 제거 방식에 의해 실시되어 있는 것을 특징으로 하는 위어(30, 40, 52, 58, 64, 70).
16. 제 11 항에 있어서,
    축(66)을 수납하기 위한 적어도 하나의 개구(68)를 특징으로 하는 위어(64).
17. 제 1 항에 따른 장치(24, 24a-d)에서 제 11 항에 따른 위어(30, 40, 52, 58, 64, 70)가 이용되는 방법.
18. 기판 에지(22)로부터 액상 스트립(38)을 분리하기 위한 방법으로서, 분리 프런트(39)가 상기 액상 스트립(38)의 적어도 하나의 점에서 형성되고, 상기 분리 프런트(39)가 기판 에지(22)를 따라서 유도됨으로써 액상 스트립(38)의 폭이 감소되는 방법.
19. 제 18 항에 있어서,
    기판 에지(22)로부터 액상 스트립(38)을 분리하기 전 상기 액상 스트립(38)의 폭이 이의 최초 폭의 적어도 50%, 바람직하게는 적어도 80% 그리고 특히 바람직하게는 적어도 97%만큼 감소되는 것을 특징으로 하는 방법.
20. 제 18 항에 있어서,
    상기 분리 프런트(39)가 기판 에지(22)의 코너(23a)에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
21. 제 18 항에 있어서,
    상기 기판 에지(22)의 코너까지 분리 프런트가 유도되는 것을 특징으로 하는 방법.

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