KR20120093301A - 기판의 표면을 처리하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

기판 하부측의 프로세스 매체를 가지고 평탄 기판의 기판 표면을 처리하기 위한 방법으로서, 프로세스 매체는 기판 표면에 에칭 효과 또는 제거 효과를 가진다. 기판들은 수평으로 놓여있는 동안 프로세스 매체에 의해 아래로부터 적셔진다. 기판의 상방향으로 향하는 상부측은 기판 상부측에서의 프로세스 매체의 작용에 대한 보호부로서 물 또는 대응 보호 액체에 의하여 대부분의 표면 영역 또는 완전하게 덮히거나 적셔진다.

Description

기판의 표면을 처리하기 위한 방법 및 장치{Method and device for treating a substrate surface of a substrate}
본 발명은 청구항 제 1 항의 전제부에 따른 기판 표면을 처리하기 위한 방법 및, 그 방법을 수행하기에 적절한 장치에 관한 것이다.
독일 출원 DE 10 2005 062 527 A1 및 DE 10 2005 062 528 A1 은 기판 하부측 또는 하방향으로 향하는 기판 측을 처리하기 위하여, 평탄한 기판들을 일 측에서 정밀하게 처리하기 위한 방법을 개시한다. 상기 방법이 적용될 때, 기판들 아래에서의 흡입에 의한 추출에도 불구하고, 직접 접촉을 통한 특정의 환경하에서 프로세스 매체로부터의 반응 개스 또는 배출 개스에 의해 기판 상부측이 약간 침범을 받을 수 있다. 더욱이, 기판들의 이송 속도, 프로세스 매체의 혼합물 또는 화학제 및 기판 표면들의 상태에 따라서, 프로세스 매체의 소망스럽지 않은 가장자리 감쌈이 발생될 수 있다. 결과적으로, 기판 상부측이 침범될 수 있고 광학적으로 손상될 수 있거나, 또는 심지어는 기능적으로 손상될 수 있다.
본 발명은 서두에서 언급된 방법 및 그에 대응하는 장치를 제공하기 위한 목적에 기초한 것으로서, 그 장치로써 종래 기술의 문제점들이 제거될 수 있고, 특히 기판의 상방향으로 향하는 기판 상부측이 프로세스 매체, 특히 유출 개스(outgas)의 소망스럽지 않고 해로운 효과에 노출되는 것을 방지할 수 있는 가능성이 제공된다.
이러한 목적은 청구항 제 1 항의 특징을 포함하는 방법에 의해서 달성되며, 또한 청구항 제 16 항의 특징을 포함하는 장치에 의해서도 달성된다. 본 발명의 유리하고 바람직한 구성은 다른 청구항들의 주제이고 이후에 보다 상세하게 설명된다. 다음의 특징들중 일부는 오직 방법에 대한 것이거나, 또는 장치에 대한 것이다. 그러나, 그들에 무관하게, 특징들은 방법 및 장치 양쪽에 적용될 수 있도록 의도된다. 청구항들의 기재 내용은 상세 설명의 내용중에 참조되도록 포함된다.
기판 표면 또는 기판 하부측은 통상적인 액체 프로세스 매체로 처리되도록 제공된다. 프로세스 매체는 기판 표면상에 제거 효과 또는 에칭 효과를 가지며, 예를 들어 태양 전지용의 실리콘 기판의 가장자리 절연(edge insulation) 또는 폴리싱 에칭(polish-etching)을 위한 것이다. 이러한 경우에, 종래 기술에서 알려진 다양한 방법으로 이루어질 수 있는 수평으로 놓인 방식으로 기판들은 아래로부터의 프로세스 매체로써 적셔진다. 본 발명에 따르면, 상방향으로 향하거나 또는 지향된 기판의 상부측은 넓은 영역에 걸쳐서 또는 유리하게는 전체 영역에 걸쳐서 물이나 또는 어떤 다른 상응하는 보호용 액체로 덮히거나 또는 적셔진다. 이것은 기판 상부측에 작용하거나 또는 도달하는 프로세스 매체 또는 제거 개스에 대한 보호제로서 작용한다; 따라서, 기판 상부측이 프로세스 매체로부터 이탈되게 유지될 수 있다. 따라서 물 또는 보호 액체는 기판 상부측에 보호층을 형성함으로써, 기판 상부측이 프로세스 매체에 의해 손상될 수 없다. 보호층 또는 보호 매체로서의 물 또는 어떤 다른 보호 액체의 장점은 액체가 용이하게 적용될 수 있고 다시 용이하게 제거될 수 있으며, 기판 상부측에 그 어떤 기계적인 손상도 발생시키지 않으며, 즉, 긁힘이나 그와 유사한 것이 발생되지 않는다는 점이다. 더욱이, 물 또는 일반적인 보호 액체는 기판 상부측과 어떤 작용도 발생되지 않고 또한 그 어떤 다른 부정적인 손상도 발생되지 않도록 유리하게 선택될 수 있다. 마지막으로, 기판 상부측으로부터 아래로 연장되는 물 또는 상응하는 보호 액체가 프로세스 매체를 통과할 수 있고 아마도 프로세스 액체를 희석시킬 수 있는 방식으로, 물 또는 보호용 액체가 프로세스 매체의 선택에서 조화되는 것이 추가적으로 가능하다. 그러나, 작은 양이기 때문에, 일반적으로 프로세스 매체의 에칭 효과의 부정적인 손상이 오직 현저하지 않게 발생되고, 그렇지 않으면 전혀 발생되지 않는다. 이와 관련된 상세한 설명은 아래에 주어질 것이다.
유리하게는 기판 또는 기판 하부측이 프로세스 매체로 젖기 전에 보호 액체를 기판 상부측에 도포할 수 있다. 특히, 기판이 프로세스 매체를 담고 있는 탱크의 위로 움직이기 전에, 보호 액체의 도포가 이루어지며, 즉, 시간적으로 직전에 또는 이송 경로상에서 대략 0.5 미터 또는 그 미만으로 상류측에서 이루어진다. 그에 의해서 달성될 수 있는 것은, 우선적으로, 아래로 흐르는 보호 액체가 프로세스 매체를 담고 있는 탱크 안으로 실제로 통과될 수 없다는 것이다. 탱크 위에서의 프로세스 매체에 의한 처리가 지속되는 수초 또는 수분의 통상적인 시간 동안, 기판 상부측에 보호 액체를 한번 도포하는 것으로 충분할 수 있다.
본 발명의 다른 구성에서, 보호용 액체는 움직이는 기판들 또는 기판 상부측에 연속적인 방법으로 도포된다. 그것은 스프레이 노즐 또는 스프레이 파이프들의 형태인 정지 상태의 도포 장치에 의해서 이루어지는 것이 유리할 수 있지만, 예를 들어 서지 파이프(surge pipe)에 의하여 작은 압력으로 이루어지는 것이 유리하다. 기판 상부측의 액체의 소망되는 양 또는 액체 필름의 두께에 대한 계량이 용이하게 설정될 수 있다.
많은 경우에 보호 액체를 기판 상부측에 오직 한번만 도포하는 것이 충분할 수 있을지라도, 보호 액체를 기판 상부측에 여러번 도포하거나, 또는 시간 간격을 두고 도포하거나, 또는 그에 의해 형성된 보호 필름을 재생시키는 것이 유리하게 이루어질 수 있다. 그것은 예를 들어 프로세스 매체가 담긴 탱크 위에 기판들이 이동하는 동안 도포되는 보호 액체에 의해 이루어질 수도 있다. 그러한 경우에, 가능한한 적은 보호 액체가 탱크 안으로 통과되도록 도포가 매우 정확하게 이루어질 수 있거나, 또는 일반적으로 과도하게 복잡할지라도 기판들이 다시 회수되거나 또는 특정의 제한된 영역이 제공될 수 있다.
대안으로서, 보호 액체가 기판 상부측에 오직 한번만 도포될 수 있으며, 특히 프로세스 매체를 담고 있는 탱크 위에 기판이 위치되기 전에 도포될 수 있다. 보호 액체는 기판 상부측에만 존재하도록 제어된 방식으로 기판 상부측에 도포될 수 있다. 그것은 기판이 도포 장치 아래에 위치될 때만 도포를 시작함으로써 가능하다. 유사한 방식으로, 기판이 여전히 도포 장치 아래에 위치될 때, 도포가 정지된다. 바람직스럽게는 내전된 기판(adducted substrate)의 위치 또는 조절이 기판 센서들에 의해 검출되며, 도포 장치는 그것에 의존하여 제어된다. 대안으로서, 기판들의 위치는 기판의 적용에 기초하여 계산되며, 기판은 도포 노즐을 위한 장치의 제어기를 통과한다. 이러한 방식으로 보호 액체의 층이 형성될 수 있으며, 보호 액체는 기판의 가장자리에서 아래로 흐르지 않을 것이며, 따라서 이들은 프로세스 매체로 처리될 수 있다.
위에서 언급된 바와 같은 대응되게 설계된 도포 장치들로써, 본 발명의 일 구성에서, 보호 액체는 2 차원적으로 분포된 형상(profile)을 가지고 기판 상부측에 도포될 수 있다. 그러한 목적을 위하여, 2 차원적으로 분포된 스프레이 안개를 발생시키도록 예를 들어 스프레이 노즐로서 대응하는 도포 장치들이 설계될 수 있거나, 또는 서지 파이프(surge pipe), 와이드 워터 스크린(wide water screen)으로서 설계될 수 있다. 이것은 프로세스 매체가 담긴 탱크 위로 움직이기 전에 우선적으로 보호 액체로 기판 상부측을 덮기에 적절하다. 더욱이, 보호 액체가 프로세스 매체와 부정적인 상호 작용을 가지지 않는다면, 보호 액체의 용이한 도포가 이루어질 수 있다.
기판 상부측에 대한 보호 액체의 2 차원적으로 분포된 도포에 대한 대안으로서, 2 차원적으로 분포된 형상 또는 점 형태(punctiform)로 이루어질 수 있다. 그것은 하나 또는 몇개의 도포 장치들로부터 보호 액체가 상대적으로 점 형태의 방식으로 스프레이되거나 또는 떨어지고 다음에 유동하는 것을 의미한다. 따라서 기판 표면은 궁극적으로 전체 영역에 걸쳐 또는 대부분의 영역에 걸쳐 덮힐 수 있으며, 그러한 경우에, 기판 상부측의 주어진 특성, 보호 액체의 온도 및 특성, 보호 액체의 양이 상대적으로 정확하게 결정될 수 있어서, 오직 작은 부분만이 기판 위에서 넘쳐 흘러 프로세스 매체로 통과될 수 있다.
상기의 방법에서, 기판 하부측이 프로세스 매체로 적셔지거나 또는 처리될 때, 발열 반응이 발생되어 적어도 10℃ 의 온도 증가가 있는 것이 제공될 수 있다. 상대적으로 두꺼운 보호 액체가 기판 상부측에 유리하게 도포될 수 있는데, 예를 들어 물의 경우에 0.5 mm 보다 큰 두께, 또는 1 mm 보다 큰 두께, 최대 1.5 mm 의 두께로 도포될 수 있고, 높은 점도를 가지는 보호 액체의 경우에 더 두꺼울 수 있다. 결과적으로, 보호 액체의 많은 부분이 온도 증가의 결과로서 증발될 수 있고 충분히 효과적인 보호층이 여전히 남아 있을 수 있다.
대안으로서, 프로세스 매체로 기판 하부측을 처리하는 동안의 온도 증가는 생략될 수 있다. 기판 상부측상의 보호 액체의 현저하게 얇은 층 두께가 충분하며, 예를 들어, 0.2 mm 보다 작거나, 또는 0.05 mm 보다 작거나, 실제로 얇은 필름이다. 그러나, 그러한 경우에 상기 언급된 두께를 가질 수 있다.
본 발명의 다른 구성에서, 처리하는 동안 기판이 더 깊게 담궈지지 않으면서 기판 하부측이 탱크 안의 프로세스 매체의 액체 수위에 접촉하는 것이 제공될 수 있다. 기판은 이전과 같이 프로세스 매체의 표면상에 부유할 수 있다. 그러한 경우에, 보호 액체 없이, 프로세스 매체가 기판의 가장자리들에 달라붙고 심지어는 기판 상부측이 그에 대응하는 부정적인 결과들에 도달하는 위험성이 있을 수 있다. 대안으로서, 상향으로 스프레이된 프로세스 매체가 기판들의 외측 가장자리를 지나서 위로 통과되어 기판 상부측에서 적어도 가장자리 영역들에 정착될 위험성이 더 클지라도, 기판 하부측이 프로세스 매체로 스프레이될 수 있다. 기판 하부측이 아래로부터 프로세스 매체로 그렇게 스프레이되는 경우에, 보호 액체의 과도하게 도포된 양이 기판으로부터 아래로 떨어진다면 훨씬 덜 위험한데, 왜냐하면 기판 하부측에 대하여 스프레이되는 프로세스 매체와 반드시 혼합되는 것은 아니기 때문이다. 보호 액체는 공통의 수집 탱크로 통과되고, 즉, 아마도 그곳에서 분리될 수 있거나, 또는 대안으로서 대응하는 처리에 의하여, 프로세스 매체가 소망의 농도로써 존재할 수 있다.
기판을 프로세스 매체로 처리한 이후에, 상기 기판들이 린스(rinse)될 수 있다. 그러한 경우에, 보호 액체도 기판 상부측으로부터 린스될 수 있거나 또는 제거될 수 있다.
또한 그러한 경우에, 본 발명의 다른 면에 따라서 천공되거나 또는 통공을 가지는 기판들은 기판 하부측에서의 에칭 프로세스 동안에 기판 상부측에 도달하는 에칭 효과로부터 이전과 같이 보호될 수 있다. 주로 통공 둘레의 영역이 위험해진다. 따라서, 기판은 프로세스 매체의 가장자리 둘레 또는 상부로부터의 정착으로부터 보호될 뿐만 아니라, 예를 들어 모세관 작용 때문에 통공을 통하여 상승하는 프로세스 매체에 대해서도 보호될 수 있다.
물 또는 순수한 물과 함께, 높은 점도를 가지는 적절한 보호 액체가 있을 수 있다. 한가지 예는 PEG 로서, 그것은 물의 점도보다 2 내지 3 이상의 인자를 구비한 점도를 가지거나, 또는 예를 들어 보호층으로서의 인산(phosphoric acid)의 경우에 최대 3.8 의 인자를 가진다. 천공된 기판들의 경우에, 예를 들어 농도 그래디언트 때문에, 인산 및 HF 를 포함하는 에칭 용액이 모세관 작용에 의해서뿐만 아니라 농도 그래디언트(concentration gradient) 때문에, 물의 경우에서 존재하는 바와 같이, 위로 끌어당겨지는 상황이 있는데, 인산은 특히 그러한 상황을 방지할 수도 있다.
다른 보호 액체들이 훨씬 더 향상된 보호 효과 또는 층 두께를 위한 훨씬 높은 점도를 가질 수 있다. 높은 점도에 의해서 달성되는 것은 보호 액체가 이전과 같이 다소 덜 흐르는 경향이 있으며 기판 상부측으로부터 쉽게 흐르지 않는 것이다.
바람직스럽게는 기판의 연속적인 통과 경로에 대략 횡방향으로 몇개의 도포 장치들이 서로 이웃하여 제공된다. 기판들이 바람직스럽게는 열을 지어 연속적인 통과 경로상에 배치되며 그들 각각은 정확하게 하나의 도포 장치 아래를 통과한다.
본 발명에 따른 장치에서, 기판을 위한 연속 통로 경로 위에, 노즐의 형태로 도포 장치들이 유리하게 제공된다. 노즐들은 프로세스 매체가 담긴 탱크의 상류측에만 배치될 수 있거나, 또는 탱크의 위에 배치될 수 있거나, 또는 탱크의 상류측 및 탱크의 위 양쪽에 배치될 수 있다. 도포 장치들이 서로 나란히 있는 기판들의 수, 크기 및 처리 속도에 적합화될 수 있도록 도포 장치들이 유리하게 설계됨으로써, 보호 액체는 기판 상부측에 오직 소망의 범위로만 도포되고, 그리고 과잉되지 않게 도포되거나 또는 단지 사소한 정도로 과잉되게 도포된다.
바람직스럽게는 적어도 하나의 도포 장치가 프로세스 매체를 담고 있는 탱크의 상류측에 배치되는데, 특히 바람직스럽게는 도포 장치들중 하나의 단일 열(row)이 기판들의 연속적인 통과 경로에 횡방향으로 제공된다. 도포 장치들은 서로로부터 이격되는데, 특히 그 거리는 적어도 기판의 폭이다.
도포 장치에 액체를 제공하기 위하여 공급 탱크에 연결될 수 있으며, 공급 탱크는 도포 장치들 보다 위에 위치된다. 이러한 방식으로 연속적인 압력을 가지고 도포 장치들에 대한 보호 액체의 유입이 오직 중력만에 의해서 도달될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 기판 센서들은, 통과되면서 움직이는 기판의 검출 뿐만 아니라 움직이고 있는 기판을 더 근접하여 검출하기 위하여, 기판의 연속 통과 경로를 따라서 도포 장치들의 상류측에 제공된다. 바람직스럽게는 센서들이 광학 센서들이다.
상기의 특징 및 다른 특징들은 청구 범위에서 뿐만 아니라 상세한 설명 및 도면으로부터 나타나며, 각각의 경우에 개별적인 특징들은 자체적으로 구현될 수 있거나, 또는 다른 분야 및 본 발명의 실시예의 하위 조합체(subcombination)의 형태인 복수개로서 구현될 수 있으며, 여기에서 청구된 보호 범위에 대한 유리하고 본질적으로 보호 가능한 실시예를 구성할 수 있다. 명세서를 개별적인 부분들 및 중간 제목으로 나누는 것은 여기에서 이루어지는 기재의 일반적인 타당성을 제한하는 것은 아니다.
본 발명의 예시적인 구현예들은 도면에서 개략적으로 도시되어 있으며 아래에서 보다 상세하게 설명된다.
도 1 은 보호 필름으로서의 물이 기판 상부측에 도포되는 동안 기판 하부측의 처리를 위한 본 발명에 따른 장치의 측방향 단면도이다.
도 2 는 도 1 의 확대 도면을 나타낸다.
도 3 은 본 발명에 따른 대안의 장치에 대한 평면도를 도시하며, 도포 노즐들을 적게 가지고 기판 센서들이 상류측에 있는 것이다.
도 1 에는 본 발명에 따른 장치가 도시되어 있으며, 이것은 측부 단면도로서 도시된 장치(11)로서, 내부에 에칭 용액(15)이 처리 매체로서 담겨 있는 탱크(13)를 포함한다. 좌측으로부터 기판(20)이 운반되며, 기판의 하부측(21)은 아래를 향하고, 기판의 상부측(22)은 위를 향하며, 기판은 이송 롤러(24)들로 이루어진 연속적인 통로 경로상에서 우측을 향하여 이송된다. 기판은 다음에 탱크(13) 위의 이송 롤러(24)상을 통과한다. 서두에서 독일 출원 DE 10 2005 062 527 A1 및 독일 출원 DE 10 2005 062 528 A1 에 공지된 바와 같이, 제 1 가능성에 따라서, 하부 영역이 에칭 용액(15)에 도달하는 이송 롤러(24)들에 의하여, 상기 에칭 용액(15)은 기판 하부측(21)에 적용될 것이다. 새로운 에칭 용액 또는 조절된(conditioned) 에칭 용액은 공급 파이프(16)를 통하여 탱크(13) 안으로 도입된다. 대안으로서, 또는 이송 롤러(24)들에 의해 기판 하부측(21)의 젖음(wetting)에 추가하여, 상방향으로 향하는 스프레이 노즐(18)을 가지는 스프레이 파이프(17)가 제공될 수 있다. 에칭 용액(15)은 그렇게 기판 하부측(21)상으로 스프레이될 수 있다.
더욱이, 추가적으로 독일 출원 DE 10 2005 062 527 A1 에 따라서, 에칭 용액(15)으로부터 배출된 개스의 추출 흡입 수단이 에칭 용액의 표면 위에 제공될 수 있고 그리고 기판의 이송 평면 아래에 제공될 수 있다.
특히 기판(20)이 탱크(13)의 위로 도입되기 전에, 기판은 기판의 위에 배치된 도포 노즐(26)에 의하여 물이 스프레이되며, 상기 물은 기판의 상부측(22)에 보호 필름(29)을 형성한다. 이러한 경우에, 물(27)로 스프레이되는 것이 유리하게는 2 차원적으로 이루어질 수 있거나, 또는 도포 노즐(26)이 기판(20)의 전체 폭에 걸쳐 연장될 수 있다. 서로로부터 수 cm 의 간격으로 이격될 수 있는 노즐들을 가진 도포 노즐 대신에, 구멍 또는 슬롯들을 가진 상기의 서지 파이프(surge pipe)가 이용될 수 있다. 기판(20)이 도포 노즐(26) 아래에서 통과될 때, 전체적인 기판 상부측(22)은 물(27)로 스프레이되거나 또는 적셔지며, 전체 영역의 보호 필름(29)이 그렇게 형성된다. 스프레이의 장점은, 특히 만약 전체 영역에 걸쳐 이루어진다면, 그러한 경우에 전체 기판 상부측(22)이 보호 필름(29)으로 덮히는 것이 보장된다는 점이다. 만약 물(27)이 단일의 위치로부터만 진행되도록 의도된다면, 예를 들어 기판 상부측(22)에 있는 오염된 영역 또는 그와 유사한 곳이 적셔지지 않거나 또는 덮히지 않아서 결과적으로 보호되지 않을 수 있다. 유리하게는, 기판 당(當) 3 개의 구멍들이 도포 노즐(26) 또는 서지 파이프에 제공된다.
만약 에칭 용액(15)이 탱크(13)의 위에서 공지의 방식으로 기판 하부측(21)에 도포된다면, 기판 상부측(22)은 여전히 보호 필름(29)으로 덮혀 있으며 따라서 에칭 효과를 가지는 에칭 용액(15)으로부터 보호된다. 예를 들어 에칭하는 동안 고온의 결과로서 물(27)이 부분적으로 증발되거나 또는 물이 없어지기 때문에 보호 필름(29)이 더 이상 그곳에 존재하지 않거나 또는 기판 상부측(22)의 영역이 노출되는 상황을 방지하기 위하여, 물(27)은 다른 도포 노즐(26')에 의해 다시 도포될 수 있다. 처음에, 이러한 추가적인 도포 노즐(26')은 탱크(13)의 상류측에 있는 도포 노즐(26)과 같이 설계될 수 있으며, 즉, 2 차원적으로 분포된, 상대적으로 미세한 스프레이 안개를 발생시킬 수 있거나, 또는 기판 상부측(22)의 영역을 덮을 수 있다.
그러나, 수행되고 있는 에칭 방법 동안에, 보호 필름(29)이 이미 그 장소에서 얇아질 수 있지만 여전히 존재하도록 도포 노즐(26')이 구성된다면, 물(27)이 그 어떤 형태로든 다시 공급되는 것으로 충분하다. 따라서 보호 필름(29)이 과거에서처럼 너무 얇아지거나 또는 그 장소에서 결여되는 상황을 방지할 수 있다. 제 2 가능성에 따라서 물(27)을 기판 상부측(22)으로 점 형태로 도포(puntiform application)하는 것은 스프레이할 필요가 없다는 장점을 가지는데, 왜냐하면 그렇게 스프레이하는 동안에 물(27)의 일부가 불가피하게 기판(20)을 지나서 탱크(13) 안으로 들어가기 때문이다. 그러나, 기판(20)의 외측 가장자리들에서 물이 떨어지는 것을 방지할 수는 없다. 하지만, 오직 매우 소량만이 아래로 떨어질 수 있거나, 또는 오직 매우 작은 양이 아래로 떨어지는 것을 회피할 수 없기 때문에, 결과적으로 에칭 용액(15)의 희석이 발생하지 않으며, 에칭 효과는 손상되지 않을 것이다. 기본적으로 만약 에칭 용액(15)이 스프레이 노즐(18)과 함께 스프레이 파이프(17)로 적용된다면, 물(27)에 의해 희석되지 않는 방식으로 공급될 수 있다.
도 2 의 확대된 도면은 독일 출원 DE 10 2005 062 528 A1 에 따라서 좌측 이송 롤러(24)에 의하여 에칭 용액(15)이 기판 하부측(21)에 어떻게 도포되는지를 도시한다. 결과적으로, 에칭 용액(15)을 포함하는 종류의 층이 기판 하부측(21)상에 형성되어, 에칭 과정이 그곳에서 진행된다. 스프레이 노즐(18)을 가진 스프레이 파이프(17)가 우측에 도시되어 있는데, 상기 스프레이 노즐은 에칭 용액(15)을 기판 하부측(21)으로 스프레이한다. 이러한 경우에, 도면의 우측에는 스프레이된 에칭 용액(15)의 일부가 어떻게 기판(20)을 지나서 분무되고, 또한 우측에서 움직이거나 또는 옆에 배치된 근접한 기판의 상부측(22)으로 어떻게 떨어질 수 있는지 도시한다. 그러나, 상기 기판상에 존재하는 물의 보호 필름은 부정적인 손상을 방지할 수 있다.
더욱이, 일부의 물(27)이 어떻게 기판(20)으로부터 그것의 좌측 및 우측으로 떨어지는지 도면에 도시되어 있다. 그 물(27)은 탱크(13) 안의 에칭 용액(15)으로 통과되어 상기 에칭 용액을 다소 희석시킨다. 그러나, 물의 양은 특히 에칭 용액의 양과 관련하여 매우 작을 수 있기 때문에, 그러한 환경은 실질적으로 무시할만 하거나 또는 에칭 용액(15)의 혼합물이 준비될 때 그에 따라서 고려될 수 있다.
더욱이, 도 2 에서 알 수 있는 바와 같이, 보호 필름(29)으로서의 물(27)의 상대적으로 많은 양을 기판 상부측(22)에 적용하는 것이 반드시 해로울 필요는 없으며, 왜냐하면 기판 하부측(21)에 도포되는 에칭 용액(15)이 직접적으로 상기 물(27)과 반드시 혼합되지 않기 때문이다.
아마도 여기에서 기판(20)의 가장자리 영역들에는 보호 필름(29)이 없거나, 또는 만약 물(27)이 실제로 기판의 가장자리 영역들 위로 넘치지 않거나 또는 그것을 덮지 않는다면, 기판의 가장자리 영역들은 보호되지 않는다. 그러나, 가장자리 영역들에서, 에칭 용액(15)에 의해 야기되는 손상 또는 효과는 매우 작거나 무시할만 하며, 따라서 상기 가장자리 영역들은 보호될 필요가 없다.
물 대신에, 일부 다른 액체를 보호 필름용으로 사용할 수 있으며, 예를 들어 PEG 또는 폴리에틸렌 글리콜을 이용할 수 있다. 폴리에틸렌 글리콜은 화학적으로 불활성이고, 소망스럽지 않은 방식으로 기판(20)과 반응하거나 에칭 용액(15)의 효과를 손상시키지 않는다. 인산을 보호 액체로서 적용할 수도 있으며, 그것은 예를 들어 태양 전지를 위한 실리콘 웨이퍼와 같은 기판에 부정적인 손상을 일으키지 않는다. 그것의 높은 점성은 주로 기판들이 상기 설명된 천공 또는 뚫린 구멍을 가지는 경우에 우수하다.
특히, 에칭 용액(15)을 가진 탱크(13) 위에 도포 노즐 및/또는 서지 파이프들이 배치되어야 하는지의 여부 및 몇개가 배치되어야 하는지에 대한, 도포 노즐 및/또는 서지 파이프의 정확한 설계 및, 그것의 정확한 위치 구성은 개별의 에칭 과정 또는 처리 단계에 적합화될 수 있다. 이러한 목적을 위하여, 예를 들어, 움직일 수 있는 도포 노즐 및/또는 서지 파이프를 제공할 수 있거나, 또는 원칙적으로 다수로서 구조적으로 제공된 것들 중에 단지 몇개만을 각각의 경우에 이용할 수 있다.
대안의 장치(111)에 대한 평면도가 도 3 에 도시되어 있다. 탱크 안에 담긴 에칭 용액(115)을 가진 탱크(113)의 상류측에는 4 개 열의 기판(120)들이 도 1 에 도시된 것과 유사한 이송 롤러들로 구성된 연속적인 통과 경로상에서 주행되며, 그 이송 롤러들은 여기에 도시되어 있지 않다. 또한 더 많거나 더 적은 기판의 열(row)이 있을 수 있으며, 예를 들어 6 개의 열이 있을 수 있다. 탱크(113)의 상류측에, 노즐 파이프(125)는 연속적인 통과 경로에 횡방향으로 연장되고 있으며, 4 개의 도포 노즐(126)들을 포함한다. 각각의 경우에 자석 밸브 및 노즐 개구들이 제공되는데, 이들은 당해 기술 분야에 공지되어 있으며 더 이상 설명되지 않는다. 도포 노즐(126)의 폭은 기판(120)의 폭보다 작다. 도포 노즐(126)들의 서로에 대한 거리는 같으며, 그러나 반드시 그럴 필요는 없다.
노즐 파이프(125)는 유체 전달 방식(fluid conducting manner)으로 공급 탱크(128)에 연결되고, 기판 상부측(122)으로 도포될 물(127)이 그곳에 제공된다. 도포 노즐(126)들 위의 높이에 공급 탱크(128)를 배치함으로써, 물(127)은 자동적으로 또는 저절로 각각 공급 탱크 밖으로 유동하며, 도포 노즐(126)의 자석 밸브들을 개방 또는 폐쇄함으로써, 각각 물의 유동이 변화되거나 또는 물의 체적이 동일하게 유지된다. 즉, 특히 만약 도포 노즐(126)들의 자석 밸브들이 서로에 대하여 오프셋(offset)되게 작동된다면, 압력의 변동은 회피될 수 있다.
또한, 기판 센서(131)들이 제공되는데, 이러한 경우에 기판 센서는 하나의 예로서 노즐 파이프(125)에 장착되지만, 그것과 분리되어 지지될 수도 있다. 기판 센서(131)들은 기판(120)들의 도착, 통과(passing through) 및 지나침(passing by)을 검출한다. 기판 센서들은 예를 들어 광학 센서들일 수 있으며, 특히 광 배리어(light barrier)로서, 후방 가장자리가 지나가는 경우 뿐만 아니라, 기판(120)의 전방 가장자리가 가까와지는 것을 검출한다. 장치(111)의 도시되지 않은 제어기는 기판 센서(131)들의 신호를 수신하고, 다음에 만약 기판 상부측이 도포 노즐 아래에 있다면 기판 상부측(122)으로 물(127)을 도포하는 것이 발생되는 방식으로, 제어기가 도포 노즐(126) 또는 그것의 밸브들을 활성화시킬 수 있다. 이것은 물(127)이 실질적으로 오직 기판 상부측(122)에만 도포되는 것을 보장한다. 이것은 2 차원적으로 분포된 보호 필름(129)이 형성되지만, 물은 측방향 가장자리들에 걸쳐 유동하지 않고 아래로 흐르는 방식으로, 물의 양이 제한될 수 있도록 하기 위한 목적이다. 다른 한편으로, 에칭 용액(115)은 결과적으로 탱크(113)에 걸쳐 물과 혼합되지 않거나 또는 물에 의해 희석되지 않는다. 다른 한편으로, 에칭 용액(115)은 기판의 측방향 가장자리들이 자유로우므로 기판의 측방향 가장자리들에 작용할 수도 있다. 물의 표면 장력 때문에, 도 1 및 도 2 에 도시된 물(127)의 층 또는 쿠션이 형성될 수 있다. 아마도 친수성 기판 상부측(122)을 가진 기판(120)이 이용될 수 있는데, 그것은 상기의 효과를 더 향상시키는 역할을 한다. 그러나, 물(127)은 기판 상부측(122)에 오직 한번만 도포된다.
용이하게 안출될 수 있는 본 발명의 대안의 구현예에서, 기판 센서(131)들이 없을 수 있으며, 장치(111)의 제어기는 기판들이 도포 노즐(126)들의 아래에 정확하게 위치되었을 때 상류측에 연결된 기판용의 전달 장치의 데이타로부터 계산을 수행할 수 있다. 이러한 방식으로 기판 상부측(122)으로 물(127)을 정확하고 정밀하게 목표하여 도포하는 것이 이루어질 수 있다. 더욱이, 현저하게 많은 도포 노즐(126)들 및 기판 센서(131)들이 서로 이웃하여 제공될 수 있는데, 이는 상이하게 위치된 기판들의 경우에도 기판 상부측 위에서 가장 중앙에 있는 도포 노즐에 의하여 정확한 방식으로 기판 상부측으로 물이 도포되는 것을 허용한다.
11. 기판 13. 탱크
15. 에칭 용액 21. 기판 하부측
22. 기판 상부측 24. 이송 롤러

Claims (20)

  1. 평탄 기판의 기판 표면을 기판 하부측에서 프로세스 매체(processing media)를 가지고 처리하기 위한 방법으로서, 프로세스 매체는 기판 표면상에 제거 효과(removing effect) 또는 에칭 효과(etching effect)를 가지고, 기판들은 수평으로 놓여져 있으면서 아래로부터 프로세스 매체로 적셔지고,
    상방향으로 향하는 기판 상부측은, 기판 상부측에 작용하거나 도달하는 프로세스 매체 또는 프로세스 매체의 유출 개스(outgassing)에 대하여 보호되도록, 전체 면적 또는 대부분의 면적에 걸쳐 물 또는 상응하는 보호 액체로 덮혀지거나 적셔지는 것을 특징으로 하는, 기판 표면 처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    기판 또는 기판 하부측이 프로세스 매체로 적셔지기 전에, 특히 프로세스 매체가 내부에 담긴 탱크 위로 기판이 움직이기 전에, 보호 액체가 기판 상부측에 도포되는 것을 특징으로 하는, 기판 표면 처리 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    보호 액체는 움직여지는 기판들 또는 기판 상부측에 연속적인 방법으로 도포되고, 바람직스럽게는 정지 상태의 도포 장치들 또는 스프레이 노즐들 또는 서지 파이프들(surge pipes)에 의해 도포되는 것을 특징으로 하는, 기판 표면 처리 방법.
  4. 전기한 항들중 어느 한 항에 있어서,
    보호 액체는 프로세스 매체가 내부에 담긴 탱크 위에 기판이 위치되어 있는 동안에 기판 상부측에 여러번 도포되고, 특히 사이에 간격을 두고 도포되거나, 또는 재생(renew)되는 것을 특징으로 하는, 기판 표면 처리 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항의 어느 한 항에 있어서,
    보호 액체는 특히 프로세스 매체가 내부에 담긴 탱크 위에 기판이 위치되기 전에 기판 상부측에 한번 도포되는 것을 특징으로 하는, 기판 표면 처리 방법.
  6. 전기한 항들중 어느 한 항에 있어서,
    기판이 도포 장치 아래에 있을 때만 도포를 시작하고 기판이 도포 장치 아래에 여전히 위치할 때 도포를 중지함으로써 보호 액체가 기판 상부측에만 도포되는 방식으로 보호 액체가 제어되어 기판 상부측에 도포되며, 바람직스럽게는 내전된 기판(adducted substrate)의 조절 또는 위치가 검출되고 도포 장치는 그것에 따라서 제어되는 것을 특징으로 하는, 기판 표면 처리 방법.
  7. 전기한 항들중 어느 한 항에 있어서,
    보호 액체는, 특히 2 차원적으로 분포된 스프레이 안개(spray mist)를 발생시키도록 설계된 스프레이 노즐들에 의하여, 2 차원적으로 분포된 프로파일(profile)을 가지고 기판 상부측에 도포되는 것을 특징으로 하는, 기판 표면 처리 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 6 항의 어느 한 항에 있어서,
    보호 액체는, 기판 표면을 대부분의 영역 또는 전체 영역에 걸쳐 덮기 위하여, 차후에 유동하도록 점 형태의 방식(punctiform fashion)으로 기판 상부측에 도포되는 것을 특징으로 하는, 기판 표면 처리 방법.
  9. 전기한 항들중 어느 한 항에 있어서,
    기판 하부측이 프로세스 매체로 적셔질 때, 적어도 10℃ 의 온도 증가와 함께 발열 반응이 발생되고, 바람직스럽게는 대략 1 mm 이상의 두께로써 보호 액체의 상대적으로 두꺼운 층이 기판 상부측에 도포되는 것을 특징으로 하는, 기판 표면 처리 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 8 항의 어느 한 항에 있어서,
    기판 하부측이 프로세스 매체로 적셔질 때, 현저한 온도 상승이 발생되지 않고 기판 상부측상의 보호 액체의 층 두께는 상대적으로 얇으며, 바람직스럽게는 대략 50 ㎛ 내지 200 ㎛ 사이인 것을 특징으로 하는, 기판 표면 처리 방법.
  11. 전기한 항들중 어느 한 항에 있어서,
    기판 하부측은, 프로세스 매체가 담긴 탱크 안에 기판을 깊게 담그지 않으면서 프로세스 매체의 액체 수위에 접촉하는 것을 특징으로 하는, 기판 표면 처리 방법.
  12. 전기한 항들중 어느 한 항에 있어서,
    기판은 프로세스 매체로 처리된 이후에 린스(rinse)되고, 보호 액체는 기판 상부측으로부터 린스되거나 또는 제거되는 것을 특징으로 하는, 기판 표면 처리 방법.
  13. 전기한 항들중 어느 한 항에 있어서,
    보호 액체는 물보다 높은 점도를 가지고, 특히 보호 액체는 PEG 또는 인산(phosphoric acid)인 것을 특징으로 하는, 기판 표면 처리 방법.
  14. 전기한 항들중 어느 한 항에 있어서,
    기판들은 천공되거나 통공을 가지도록 처리되고, 바람직스럽게는 물보다 높은 점성을 가진 청구항 제 13 항에 따른 보호 액체가 이용되는 것을 특징으로 하는, 기판 표면 처리 방법.
  15. 전기한 항들중 어느 한 항에 있어서,
    수 개의 도포 장치들이 기판들의 연속적인 통과 경로에 대략 횡방향인 방향으로 서로 다음에 배치되고, 기판들은 연속적인 통과 경로로 차례로 열 지어 가게 되며, 각각의 경우에, 정확하게 하나의 도포 장치 아래에서 연속되는 것을 특징으로 하는, 기판 표면 처리 방법.
  16. 전기한 항들중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하기 위한 장치로서, 프로세스 매체가 내부에 담긴 탱크에 걸쳐 프로세스 매체로써 기판 하부측을 처리하도록 이송되는 기판의 연속 통과 경로 위에, 물 또는 보호 액체를 상방향으로 향하는 기판 상부측에 도포하기 위한 적어도 하나의 도포 장치가 제공되는 것을 특징으로 하는, 기판 표면 처리 방법의 수행 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    도포 장치들은 프로세스 매체가 내부에 담긴 탱크의 상류측에 배치되고, 바람직스럽게는 전적으로 상류측에만 배치되는 것을 특징으로 하는, 기판 표면 처리 방법의 수행 장치.
  18. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
    적어도 하나의 도포 장치는 프로세스 매체가 내부에 담긴 탱크의 위에 배치되고, 바람직스럽게는 추가의 도포 장치가 탱크의 상류측에 배치되는 것을 특징으로 하는, 기판 표면 처리 방법의 수행 장치.
  19. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
    적어도 하나의 도포 장치는 프로세스 매체가 내부에 담긴 탱크의 상류측에 배치되고, 바람직스럽게는 도포 장치들이 서로로부터 거리를 두고 있으면서 기판들의 연속 통과 경로에 횡방향으로 도포 장치들의 하나의 단일 열(row)이 제공되고, 특히 상기 거리는 기판의 적어도 하나의 폭이고, 도포 장치들은 도포 장치들 보다 높이 위치된 공급 탱크에 연결되는 것을 특징으로 하는, 기판 표면 처리 방법의 수행 장치.
  20. 제 16 항 내지 제 19 항의 어느 한 항에 있어서,
    기판들의 연속 통과 경로를 따라서 보았을 때, 도포 장치들의 상류측에 기판 센서들이 제공되고, 기판 센서들은 통과되면서 움직이는 기판의 검출 뿐만 아니라 움직이고 있는 기판을 가깝게 검출하기 위한 것으로서, 특히 광학 기판 센서(optical substrate sensor)인 것을 특징으로 하는, 기판 표면 처리 방법의 수행 장치.
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