KR101372333B1 - 기판 처리 모듈 및 이를 포함하는 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판 처리 모듈은, 상부가 개방되며, 일측에 기판이 출입하는 통로가 형성되는 하부챔버; 상기 하부챔버의 내부에 설치되어 기설정된 중심을 기준으로 둘레에 고정배치되며, 공정진행시 상부에 상기 기판이 각각 놓여지는 복수의 서셉터들; 상기 중심에 설치되어 상기 중심을 기준으로 회전가능한 회전부재; 상기 회전부재에 각각 연결되어 상기 회전부재와 함께 회전하며, 상기 기판이 각각 놓여지는 하나 이상의 안착면을 각각 가지는 복수의 홀더들; 그리고 상기 회전부재에 연결되며, 상기 회전부재를 구동하여 상기 홀더들 중 어느 하나를 상기 통로에 대응되는 전달위치로 이동하는 구동모듈을 포함한다.

Description

기판 처리 모듈 및 이를 포함하는 기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING MODULE AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS INCLUDING THE SAME}
본 발명은 기판 처리 모듈 및 이를 포함하는 기판 처리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수의 서셉터들을 포함하는 기판 처리 모듈 및 이를 포함하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 장치는 실리콘 기판 상에 많은 층들(layers)을 가지고 있으며, 이와 같은 층들은 증착공정을 통하여 기판 상에 증착된다.
기판은 공정챔버 내에 설치된 서셉터 상에 로딩되며, 증착공정은 공정챔버 내에서 이루어진다. 이때, 공정챔버 내에 로딩된 기판의 수에 따라 매엽식 또는 배치식으로 구분된다. 매엽식(single wafer type)은 하나의 기판을 공정챔버 내에 로딩한 후, 하나의 기판에 대하여 증착공정이 이루어지는 것을 말한다. 반면, 배치식은 복수의 기판들을 공정챔버 내에 로딩한 후, 복수의 기판들에 대하여 동시에 증착공정이 이루어지는 것을 말한다.
한국공개특허공보 2007-0080767 2007. 8. 13.
본 발명의 목적은 복수의 기판들에 대한 공정을 동시에 진행할 수 있는 기판 처리 모듈 및 이를 포함하는 기판 처리 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 복수의 기판들을 챔버 내에 효율적으로 로딩 및 언로딩할 수 있는 기판 처리 모듈 및 이를 포함하는 기판 처리 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 첨부한 도면으로부터 보다 명확해질 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판 처리 모듈은, 상부가 개방되며, 일측에 기판이 출입하는 통로가 형성되는 하부챔버; 상기 하부챔버의 내부에 설치되어 기설정된 중심을 기준으로 둘레에 고정배치되며, 공정진행시 상부에 상기 기판이 각각 놓여지는 복수의 서셉터들; 상기 중심에 설치되어 상기 중심을 기준으로 회전가능한 회전부재; 상기 회전부재에 각각 연결되어 상기 회전부재와 함께 회전하며, 상기 기판이 각각 놓여지는 하나 이상의 안착면을 각각 가지는 복수의 홀더들; 그리고 상기 회전부재에 연결되며, 상기 회전부재를 구동하여 상기 홀더들 중 어느 하나를 상기 통로에 대응되는 전달위치로 이동하는 구동모듈을 포함한다.
상기 구동모듈은 상기 회전부재를 승강하여 상기 홀더들을 수용높이 및 로딩높이로 전환하며, 상기 홀더들은, 상기 수용높이에서 상기 서셉터들보다 높게 위치하며, 상기 로딩높이에서 각각의 상기 안착면이 상기 서셉터의 상부면보다 낮게 위치할 수 있다.
상기 홀더들은 상기 수용높이에 놓인 상태에서 상기 전달위치로 이동할 수 있다.
상기 홀더는, 상기 하부챔버의 외측을 향해 개방되며, 중심각이 180도 이상인 원호 형상의 포크; 그리고 상기 포크에 연결되어 상기 포크의 내측을 향해 돌출되며, 상기 안착면을 제공하는 하나 이상의 지지팁을 구비하며, 상기 서셉터는 상부에 위치한 상기 홀더가 상기 로딩높이로 전환시 상기 지지팁이 삽입되는 하나 이상의 삽입홈을 가질 수 있다.
상기 서셉터는, 히팅 플레이트; 그리고 상기 히팅플레이트의 상부에 위치하며, 상기 기판이 놓여지는 지지면을 가지는 커버를 구비하며, 상기 삽입홈은 상기 지지면의 가장자리에 형성될 수 있다.
상기 서셉터들 및 상기 홀더들은 상기 중심을 기준으로 등각을 이루도록 배치되며, 상기 서셉터들의 개수는 상기 홀더들의 개수와 동일할 수 있다.
상기 서셉터들 중 어느 하나는 상기 통로에 대응되도록 위치할 수 있다.
상기 하부챔버는 하부벽의 가장자리를 따라 형성된 복수의 배기포트들을 가지며, 상기 배기포트들은 상기 서셉터들의 외측에 각각 배치될 수 있다.
상기 기판 처리 모듈은, 상기 하부챔버의 상부에 연결되며, 상기 중심에 대응되는 개구를 가지는 상부챔버; 하부가 개방된 형상이며, 상기 하부가 상기 상부챔버의 상기 개구에 연결되는 실린더; 상기 실린더에 연결되며, 외부로부터 공급된 공정가스를 상기 실린더의 내부에 공급하는 가스공급포트; 그리고 상기 실린더를 감싸며, 상기 실린더의 내부에 전계를 형성하는 안테나를 더 포함할 수 있다.
상기 하부챔버는 상기 서셉터들에 각각 대응되는 복수의 개구들을 가지며, 상기 기판 처리 모듈은, 각각의 상기 개구 상에 설치되며, 상부면으로부터 함몰된 버퍼공간 및 상기 버퍼공간에 연결되는 복수의 분사홀들을 각각 가지는 샤워헤드들; 그리고 상기 샤워헤드의 상부에 각각 설치되어 상기 버퍼공간을 외부로부터 차단하며, 외부로부터 공급된 공정가스를 상기 버퍼공간에 공급하는 가스공급포트를 각각 가지는 상부챔버들을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판 처리 장치는, 외부로부터 이송된 기판이 놓여지며, 내부가 진공 상태 및 대기압 상태로 전환되는 로드록 챔버; 상기 기판에 대한 공정이 이루어지는 기판 처리 모듈; 그리고 상기 로드록 챔버와 상기 기판 처리 모듈 사이에 배치되며, 상기 로드록 챔버와 상기 기판 처리 모듈 사이에서 상기 기판을 이송하는 기판 이송 로봇을 구비하는 기판 이송 모듈을 포함하되, 상기 기판 처리 모듈은, 상부가 개방되며, 일측에 기판이 출입하는 통로가 형성되는 하부챔버; 상기 하부챔버의 내부에 설치되어 기설정된 중심을 기준으로 둘레에 고정배치되며, 공정진행시 상부에 상기 기판이 각각 놓여지는 복수의 서셉터들; 상기 중심에 설치되어 상기 중심을 기준으로 회전가능한 회전부재; 상기 회전부재에 각각 연결되어 상기 회전부재와 함께 회전하며, 상기 기판이 각각 놓여지는 하나 이상의 안착면을 각각 가지는 복수의 홀더들; 그리고 상기 회전부재에 연결되며, 상기 회전부재를 구동하여 상기 홀더들 중 어느 하나를 상기 통로에 대응되는 전달위치로 이동하는 구동모듈을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면 복수의 기판들을 챔버 내에 효율적으로 로딩 및 언로딩할 수 있다. 또한, 복수의 기판들에 대하 공정을 동시에 진행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시한 기판 처리 모듈을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시한 하부챔버의 내부를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 2에 도시한 커버를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 2에 도시한 홀더를 나타내는 도면이다.
도 6 및 도 7은 도 2에 도시한 홀더의 동작을 나타내는 도면이다.
도 8은 도 2에 도시한 기판 처리 모듈의 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 9는 도 2에 도시한 기판 처리 모듈의 또 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도 1 내지 도 9를 참고하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예들은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다.
한편, 이하에서는 증착공정을 예로 들어 설명하고 있으나, 본 발명은 증착공정을 포함하는 다양한 공정에 응용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다. 기판 처리 장치(1)는 공정설비(2), 설비 전방 단부 모듈(Equipment Front End Module:EFEM)(3), 그리고 경계벽(interface wall)(4)을 포함한다. 설비 전방 단부 모듈(3)은 공정설비(2)의 전방에 장착되어, 기판들이 수용된 용기(도시안함)와 공정설비(2) 간에 기판을 이송한다.
설비 전방 단부 모듈(3)은 복수의 로드포트들(loadports)(60)과 프레임(frame)(50)을 가진다. 프레임(50)은 로드포트(60)와 공정 설비(2) 사이에 위치한다. 기판을 수용하는 용기는 오버헤드 트랜스퍼(overhead transfer), 오버헤드 컨베이어(overhead conveyor), 또는 자동 안내 차량(automatic guided vehicle)과 같은 이송 수단(도시안됨)에 의해 로드포트(60) 상에 놓여진다.
용기는 전면 개방 일체식 포드(Front Open Unified Pod:FOUP)와 같은 밀폐용 용기가 사용될 수 있다. 프레임(50) 내에는 로드포트(60)에 놓여진 용기와 공정설비(2) 간에 기판을 이송하는 프레임 로봇(70)이 설치된다. 프레임(50) 내에는 용기의 도어를 자동으로 개폐하는 도어 오프너(도시안됨)가 설치될 수 있다. 또한, 프레임(50)에는 청정 공기가 프레임(50) 내 상부에서 하부로 흐르도록 청정 공기를 프레임(50) 내로 공급하는 팬필터 유닛(Fan Filter Unit:FFU)(도시안함)이 제공될 수 있다.
기판은 공정설비(2) 내에서 소정의 공정이 수행된다. 공정설비(2)는 기판 이송 모듈(transfer module)(102) 및 로드록 챔버(loadlock chamber)(106), 그리고 기판 처리 모듈(110)을 포함한다. 기판 이송 모듈(102)은 상부에서 바라볼 때 대체로 다각의 형상을 가지며, 로드록 챔버(106) 및 기판 처리 모듈(110)은 기판 이송 모듈(102)의 측면에 설치된다.
로드록 챔버(106)는 기판 이송 모듈(102)의 측부들 중 설비 전방 단부 모듈(3)과 인접한 측부에 위치한다. 기판은 로드록 챔버(106) 내에 일시적으로 머무른 후 공정설비(2)에 로딩되어 공정이 이루어지며, 공정이 완료된 후 기판은 공정설비(2)로부터 언로딩되어 로드록 챔버(106) 내에 일시적으로 머무른다. 기판 이송 모듈(102) 및 기판 처리 모듈(110)의 내부는 진공으로 유지되며, 로드록 챔버(106)는 진공 및 대기압으로 전환된다. 로드록 챔버(106)는 외부 오염물질이 기판 이송 모듈(102) 및 기판 처리 모듈(110)의 내부로 유입되는 것을 방지한다. 또한, 기판의 이송 동안, 기판이 대기에 노출되지 않으므로, 기판 상에 산화막이 성장하는 것을 방지할 수 있다.
로드록 챔버(106)와 기판 이송 모듈(102) 사이, 그리고 로드록 챔버(106)와 설비 전방 단부 모듈(3) 사이에는 게이트 밸브(도시안함)가 설치된다. 설비 전방 단부 모듈(3)과 로드록 챔버(106) 간에 기판이 이동하는 경우, 로드록 챔버(106)와 기판 이송 모듈(102) 사이에 제공된 게이트 밸브가 닫히고, 로드록 챔버(106)와 기판 이송 모듈(102) 간에 기판이 이동하는 경우, 로드록 챔버(106)와 설비 전방 단부 모듈(3) 사이에 제공되는 게이트 밸브가 닫힌다.
기판 이송 모듈(102)은 기판 이송 로봇(104)을 구비한다. 기판 이송 로봇(104)은 로드록 챔버(106)와 기판 처리 모듈(110) 사이에서 기판을 이송한다. 기판 이송 모듈(102)은 기판이 이동할 때 진공을 유지하도록 밀봉된다. 진공을 유지하는 것은 기판이 오염물(예를 들면, O2, 입자상 물질 등)에 노출되는 것을 방지하기 위함이다.
기판 처리 모듈(110)은 기판 상에 박막을 증착하기 위하여 제공된다. 도 1은 2개의 기판 처리 모듈들(110)을 도시하고 있으나, 3개 이상의 기판 처리 모듈들(110)이 제공될 수 있다. 또한, 다른 공정(예를 들어, 세정이나 에칭)을 수행하는 모듈이 기판 이송 모듈(102)의 측면에 설치될 수 있다.
도 2는 도 1에 도시한 기판 처리 모듈을 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 3은 도 2에 도시한 하부챔버의 내부를 나타내는 도면이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 기판 처리 모듈(110)은 하부챔버(10) 및 상부챔버(12), 그리고 실린더(14)를 포함한다. 하부챔버(10) 및 상부챔버(12)는 공정공간을 제공하며, 기판(W)에 대한 공정은 공정공간 내에서 이루어진다. 실린더(14)는 생성공간을 제공하며, 플라즈마는 생성공간 내에 공급된 공정가스로부터 생성된다.
하부챔버(10)는 상부가 개방된 형상이며, 상부챔버(12)는 하부챔버(10)의 상부에 연결된다. 상부챔버(12)는 외측을 향해 하향경사진 형상이며, 중앙에 형성된 개구(12a)를 가진다. 실린더(14)는 개구(12a) 상에 설치된다. 실린더(14)는 개구(12a)를 폐쇄하며, 상부챔버(12)는 실린더(14)와 함께 하부챔버(10)의 개방된 상부를 폐쇄한다.
가스공급포트(16)는 실린더(14)의 상부에 연결되며, 공정가스는 가스공급포트(16)를 통해 실린더(14) 내부에 공급된다. 공정가스는 기판(W)의 표면에 박막을 증착하기 위한 것이며, 박막에 따라 다양한 가스가 사용될 수 있다. 안테나(18)는 코일 형상이며, 실린더(14)의 외측을 감싸도록 설치된다. 안테나(18)는 고주파 전원(RF generator)(도시안함)에 연결되며, 정합기(RF matcher)(도시안함)가 안테나(18)와 고주파 전원 사이에 제공될 수 있다. 고주파 전류가 안테나(18)에 흐르면 실린더(14) 내부에 자기장이 형성되며, 공정가스가 실린더(14) 내부에 공급됨으로써 플라즈마가 생성된다. 생성된 플라즈마는 서셉터에 놓여진 기판(W)의 표면으로 이동하여 박막을 형성한다.
하부챔버(10)는 일측에 형성된 통로(11)를 가지며, 기판(W)은 통로(11)를 통해 하부챔버(10)의 내부로 출입한다. 게이트밸브(13)는 통로(11)의 외측에 설치되며, 통로(11)는 게이트밸브(13)에 의해 개방되거나 폐쇄될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 기판 이송 로봇(104)은 기판(W)과 함께 통로(11)를 통해 하부챔버(10)의 내부로 이동하며, 기판(W)을 후술하는 포크(28) 상에 올려놓은 후, 통로(11)를 통해 하부챔버(10)의 외부로 이동한다. 이때, 통로(11)는 게이트밸브(13)에 의해 개방된다.
도 2에 도시한 바와 같이, 서셉터는 하부챔버(10)의 내부에 설치된다. 후술하는 바와 같이, 서셉터는 히팅플레이트(32) 및 커버(38)를 포함한다. 기판(W)은 기판 이송 로봇(104)을 통해 하부챔버(10)의 내부로 이동하며, 공정진행시 기판(W)은 서셉터의 상부에 놓여진다. 서셉터는 지지축(34)에 의해 지지되며, 지지축(34)은 브래킷(36)을 통해 하부챔버(10)의 하부에 고정된다.
도 3에 도시한 바와 같이, 서셉터는 하부챔버(10)의 기설정된 중심을 기준으로 둘레에 고정배치되며, 등각(예를 들어, 72°)을 이루도록 배치된다. 서셉터 중 어느 하나는 통로(11)의 전방(통로(11)를 통해 하부챔버(10)의 내부로 이동하는 기판(W)의 방향을 의미함)에 위치한다. 공정은 모든 서셉터 상에 하나의 기판(W)이 각각 놓여진 상태에서 개시되며, 각각의 기판(W)에 대한 공정은 동시에 진행된다. 따라서, 한 번에 5장의 기판(W)에 대한 공정을 완료할 수 있으며, 이를 통해 생산성을 확보할 수 있다.
한편, 앞서 설명한 바와 같이, 기판(W)은 기판 이송 로봇(104)을 통해 하부챔버(10)의 내부로 이동하며, 기판 이송 로봇(104)은 포크(28) 상에 기판(W)을 내려 놓는다.
회전부재는 회전축(22) 및 회전판(23)을 포함한다. 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 5개의 포크들(28)은 암들(arms)(27)을 통해 각각 회전판(23)에 연결되며, 회전판(23)의 중심(또는 하부챔버(10)의 기설정된 중심)을 기준으로 등각(예를 들어, 72°)을 이루도록 배치된다. 회전판(23)은 회전축(22)에 연결된다. 회전축(22)은 하부챔버(10)의 하부벽을 관통하며, 하부챔버(10)의 기설정된 중심 상에 설치되어 기설정된 중심을 기준으로 회전한다. 회전축(22)은 구동모듈(26)에 연결되며, 회전축(22)은 구동모듈(26)에 의해 승강 및 회전한다. 회전판(23)은 회전축(22)과 함께 승강 및 회전하며, 포크들(28)은 회전판(23)과 함께 승강 및 회전한다. 구동모듈(26)은 하부챔버(10)의 하부벽에 고정설치된 지지판(24)에 고정된다.
포크들(28)은 회전에 의해 통로(11)의 전방에 위치('전달위치')할 수 있다. 기판 이송 로봇(104)은 전달위치에 놓여진 포크(28) 상에 기판(W)을 올려 놓으며, 기판(W)은 후술하는 지지팁(29)의 상부면에 놓인다. 기판(W)을 전달받은 포크(28)는 회전에 의해 전달위치로부터 이탈하며, 기판(W)을 전달받지 않은 다음 포크(28)가 회전에 의해 전달위치로 이동한다. 마찬가지로, 기판 이송 로봇(104)은 전달위치에 놓여진 포크(28) 상에 기판(W)을 올려 놓는다. 포크들(28)은 회전판(23)의 회전에 의해 순차적으로 전달위치로 이동할 수 있으며, 기판(W)은 순차적으로 포크들(28)의 상부에 놓여진다. 이와 같은 방법으로 복수의 기판들(W)은 포크들(28)의 상부에 놓여질 수 있다.
또한, 기판(W)은 포크(28)의 승강에 의해 서셉터에 놓여지거나 서셉터로부터 이격될 수 있다. 포크(28)의 승강에 대한 구체적인 설명은 후술하기로 한다.
도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 하부챔버(10)는 바닥면의 가장자리에 형성된 배기포트들(15)을 가지며, 배기포트들(15)은 서셉터들의 외측에 각각 배치된다. 배기포트들(15)의 개수는 서셉터들의 개수와 동일하다. 공정진행시 반응부산물 및 미반응가스는 배기포트들(15)을 통해 하부챔버(10)의 외부로 배출된다. 상부배플(42) 및 하부배플(44)은 서셉터의 둘레에 각각 설치되며, 지지대(46,48)는 상부배플(42) 및 하부배플(44)을 지지한다. 상부배플(42) 및 하부배플(44)은 각각 관통홀들(42a,44a)(도 7 및 도 8에 도시)을 가지며, 반응부산물 및 미반응가스는 관통홀들(42a,44a)을 통해 배기포트들(15)로 이동한다.
서셉터는 히팅 플레이트(32) 및 커버(38)를 포함한다. 히팅 플레이트(32)는 기판(W)의 형상과 대응되는 원형 디스크 형상이며, 히팅 플레이트(32)는 공정진행시 상부에 놓여진 기판(W)을 공정온도로 가열한다. 커버(38)는 히팅 플레이트(32)의 상부에 놓인다. 다만, 본 실시예와 달리, 히팅 플레이트(32)와 커버(38)는 일체로 형성될 수 있다.
도 4는 도 2에 도시한 커버를 나타내는 도면이다. 커버(38)는 지지면(52)을 가지며, 지지면(52)은 기판(W)의 형상과 대체로 일치한다. 삽입홈(54)은 지지면(52)으로부터 함몰형성되며, 후술하는 바와 같이, 홀더의 하강시 지지팁(29)은 삽입홈(54) 내에 삽입된다. 마찬가지로, 수용홈(56)은 지지면(52) 보다 낮게 함몰형성되며, 홀더의 하강시 포크(28)는 수용홈(56) 내에 수용된다. 삽입홈(54)은 지지팁(29)과 대체로 동일한 크기 및 형상을 가질 수 있으며, 수용홈(56)은 포크(28)와 대체로 동일한 크기 및 형상을 가질 수 있다.
도 5는 도 2에 도시한 홀더를 나타내는 도면이다. 홀더는 포크(28) 및 지지팁(29)을 구비한다. 포크(28)는 기판(W)의 직경보다 큰 내경을 가지는 원호 형상일 수 있으며, 포크(28)는 180° 이상의 중심각을 가지는 원호 형상일 수 있다. 지지팁(29)은 포크(28)에 연결되어 포크(28)의 내측을 향해 돌출된다. 지지팁(29)은 포크(28)의 중앙 및 양단에 연결된다. 홀더에 놓여진 기판(W)은 포크(28)의 내측에 위치하며, 지지팁(29)의 상부면(또는 안착면)에 놓여진다. 기판(W)은 세 개의 지지팁(29)을 통해 안정적으로 지지된다. 한편, 홀더는 본 실시예와 다른 형상을 가질 수 있다.
도 6 및 도 7은 도 2에 도시한 홀더의 동작을 나타내는 도면이다. 이하, 도 6 및 도 7을 참고하여 기판(W)을 서셉터 상에 올려놓는 방법에 대해 설명하기로 한다. 이하에서는 하나의 홀더 및 서셉터에 대해서만 설명하며, 이하의 설명은 다른 홀더 및 서셉터에 동일하게 적용될 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 5개의 홀더 상에 각각 하나의 기판(W)이 올려지면, 각 기판(W)은 홀더에 의해 서셉터에 놓여지며, 이후 각 기판(W)에 대한 공정이 동시에 진행된다.
포크(28) 및 지지팁들(29)은 구동모듈(26)에 의해 회전판(23)과 함께 승강할 수 있다. 도 6에 도시한 바와 같이, 포크(28)의 상승시 기판(W)은 지지팁들(29) 상에 놓여진다. 이때, 포크(28) 및 지지팁들(29)은 서셉터보다 높게 위치('수용높이')한다. 포크(28) 및 지지팁들(29)이 수용높이에 위치한 상태에서, 기판(W)은 기판 이송 로봇(104)에 의해 하부챔버(10)의 내부로 이동하여 지지팁들(29) 상에 놓일 수 있으며, 지지팁들(29) 상에 놓여진 기판(W)은 기판 이송 로봇(104)에 의해 하부챔버(10)의 외부로 이동할 수 있다. 기판 이송 로봇(104)은 기판(W)을 지지팁들(29) 보다 높게 들어올린 상태에서 지지팁들(29)의 상부로 기판(W)을 이송한 후, 기판(W)을 아래로 내려 기판(W)을 지지팁들(29) 상에 올려 놓을 수 있다. 또한, 앞서 설명한 바와 같이, 포크(28)가 수용높이에 위치한 상태에서, 포크(28)는 회전에 의해 전달위치로 이동할 수 있다.
도 7에 도시한 바와 같이, 포크(28)의 하강시 기판(W)은 서셉터(또는 커버(38)) 상에 놓여진다. 이때, 지지팁들(29)의 상부면(또는 안착면)은 커버(38)의 지지면(52) 보다 낮게 위치('로딩높이')하며, 지지팁들(29)은 삽입홈(54) 상에 삽입되고, 포크(28)는 수용홈(56) 상에 수용된다.
상술한 바에 의하면, 기판 이송 로봇(104)은 복수의 기판들(W)을 각 홀더에 순차적으로 전달할 수 있으며, 홀더가 로딩높이로 이동함에 따라 기판들(W)은 동시에 각각의 서셉터 상에 놓여진다. 이후, 각 기판(W)에 대한 공정이 동시에 진행된다. 공정이 완료되면, 홀더는 수용높이로 이동하며, 기판 이송 로봇(104)은 각 홀더에 놓여진 기판(W)을 순차적으로 배출한다. 이때, 홀더는 앞서 설명한 방법과 마찬가지로 순차적으로 전달위치로 이동한다.
도 8은 도 2에 도시한 기판 처리 모듈의 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 2에 도시한 바와 달리, 상부챔버(12)는 평판 형상일 수 있으며, 하부배플(44)은 제거될 수 있다. 이하에서 생략된 설명은 앞서 설명한 내용으로 대체될 수 있다.
도 9는 도 2에 도시한 기판 처리 모듈의 또 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 도면이다. 하부챔버(10)는 복수의 개구들(12a)을 가지며, 개구들(12a)은 서셉터의 상부에 형성된다. 개구들(12a)의 개수는 서셉터의 개수와 동일하다.
샤워헤드(60)는 각각의 개구(12a) 상에 설치되며, 상부면으로부터 함몰된 버퍼공간(64) 및 버퍼공간(64)에 연결된 복수의 분사홀들(62)을 가진다. 상부챔버들(12)은 각각 샤워헤드(60)의 상부에 설치되어 버퍼공간(64)을 외부로부터 차단한다. 상부챔버(12)는 가스공급포트(16)를 가지며, 공정가스는 가스공급포트(16)를 통해 버퍼공간(64)에 공급된다. 공정가스는 기판(W)의 표면에 박막을 증착하기 위한 것이며, 박막에 따라 다양한 가스가 사용될 수 있다. 블록 플레이트(70)는 버퍼공간(64)에 설치되며, 복수의 확산홀들을 가진다.
공정가스는 가스공급포트(16)를 통해 버퍼공간(64)에 공급되며, 블록 플레이트(70)를 통해 확산된 후 샤워헤드(60)의 확산홀들(62)을 통해 서셉터의 상부에 공급된다. 공정가스는 각각의 서셉터에 놓여진 기판(W)의 상부로 이동하여 기판(W)의 표면에서 박막을 형성한다.
본 발명을 바람직한 실시예들을 통하여 상세하게 설명하였으나, 이와 다른 형태의 실시예들도 가능하다. 그러므로, 이하에 기재된 청구항들의 기술적 사상과 범위는 바람직한 실시예들에 한정되지 않는다.
10 : 하부챔버 11 : 통로
12 : 상부챔버 13 : 게이트밸브
14 : 실린더 15 : 배기포트
16 : 가스공급포트 18 : 안테나
22 : 회전축 23 : 회전판
24 : 지지판 26 : 구동모듈
27 : 암 28 : 포크
29 : 지지팁 32 : 히팅플레이트
34 : 지지축 36 : 브래킷
38 : 커버 42 : 상부배플
44 : 하부배플 46,48 : 지지대
52 : 지지면 54 ; 삽입홈
56 : 수용홈

Claims (11)

  1. 상부가 개방되며, 일측에 기판이 출입하는 통로가 형성되는 하부챔버;
    상기 하부챔버의 내부에 설치되어 기설정된 중심을 기준으로 둘레에 고정배치되며, 공정진행시 상부에 상기 기판이 각각 놓여지는 복수의 서셉터들;
    상기 중심에 설치되어 상기 중심을 기준으로 회전가능한 회전부재;
    상기 회전부재에 각각 연결되어 상기 회전부재와 함께 회전하며, 상기 기판이 각각 놓여지는 하나 이상의 안착면을 각각 가지는 복수의 홀더들;
    상기 회전부재에 연결되며, 상기 회전부재를 구동하여 상기 홀더들 중 어느 하나를 상기 통로에 대응되는 전달위치로 이동하는 구동모듈;
    상기 하부챔버의 바닥면으로부터 돌출되어 상기 서셉터들의 외측에 각각 기립설치되는 외측 지지대들; 및
    상기 외측 지지대들의 내측에 각각 이격설치되어 상기 외측 지지대와의 사이에 배기공간들을 각각 형성하는 내측 지지대들을 포함하되,
    상기 하부챔버는 하부벽의 가장자리를 따라 형성되어 상기 서셉터들의 외측에 각각 배치되고 상기 배기공간들과 각각 연통되어 상기 배기공간 내의 반응부산물을 상기 하부벽의 가장자리로 유도하는 배기포트들을 가지는, 기판 처리 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구동모듈은 상기 회전부재를 승강하여 상기 홀더들을 수용높이 및 로딩높이로 전환하며,
    상기 홀더들은,
    상기 수용높이에서 상기 서셉터들보다 높게 위치하며,
    상기 로딩높이에서 각각의 상기 안착면이 상기 서셉터의 상부면보다 낮게 위치하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 홀더들은 상기 수용높이에 놓인 상태에서 상기 전달위치로 이동하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 모듈.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 홀더는,
    상기 하부챔버의 외측을 향해 개방되며, 중심각이 180도 이상인 원호 형상의 포크; 및
    상기 포크에 연결되어 상기 포크의 내측을 향해 돌출되며, 상기 안착면을 제공하는 하나 이상의 지지팁을 구비하며,
    상기 서셉터는 상부에 위치한 상기 홀더가 상기 로딩높이로 전환시 상기 지지팁이 삽입되는 하나 이상의 삽입홈을 가지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 서셉터는,
    히팅 플레이트; 및
    상기 히팅플레이트의 상부에 위치하며, 상기 기판이 놓여지는 지지면을 가지는 커버를 구비하며,
    상기 삽입홈은 상기 지지면의 가장자리에 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 서셉터들 및 상기 홀더들은 상기 중심을 기준으로 등각을 이루도록 배치되며,
    상기 서셉터들의 개수는 상기 홀더들의 개수와 동일한 것을 특징으로 하는 기판 처리 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 서셉터들 중 어느 하나는 상기 통로에 대응되도록 위치하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 기판 처리 모듈은 상기 외측 지지대들과 상기 내측 지지대들 사이에 각각 설치되며 상기 반응부산물이 통과하는 관통홀들을 각각 가지는 배플을 더 포함하는, 기판 처리 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 기판 처리 모듈은,
    상기 하부챔버의 상부에 연결되며, 상기 중심에 대응되는 개구를 가지는 상부챔버;
    하부가 개방된 형상이며, 상기 하부가 상기 상부챔버의 상기 개구에 연결되는 실린더;
    상기 실린더에 연결되며, 외부로부터 공급된 공정가스를 상기 실린더의 내부에 공급하는 가스공급포트; 및
    상기 실린더를 감싸며, 상기 실린더의 내부에 전계를 형성하는 안테나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 모듈.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 하부챔버는 상기 서셉터들에 각각 대응되는 복수의 개구들을 가지며,
    상기 기판 처리 모듈은,
    각각의 상기 개구 상에 설치되며, 상부면으로부터 함몰된 버퍼공간 및 상기 버퍼공간에 연결되는 복수의 분사홀들을 각각 가지는 샤워헤드들; 및
    상기 샤워헤드의 상부에 각각 설치되어 상기 버퍼공간을 외부로부터 차단하며, 외부로부터 공급된 공정가스를 상기 버퍼공간에 공급하는 가스공급포트를 각각 가지는 상부챔버들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 모듈.
  11. 외부로부터 이송된 기판이 놓여지며, 내부가 진공 상태 및 대기압 상태로 전환되는 로드록 챔버;
    상기 기판에 대한 공정이 이루어지는 기판 처리 모듈; 및
    상기 로드록 챔버와 상기 기판 처리 모듈 사이에 배치되며, 상기 로드록 챔버와 상기 기판 처리 모듈 사이에서 상기 기판을 이송하는 기판 이송 로봇을 구비하는 기판 이송 모듈을 포함하되,
    상기 기판 처리 모듈은,
    상부가 개방되며, 일측에 기판이 출입하는 통로가 형성되는 하부챔버;
    상기 하부챔버의 내부에 설치되어 기설정된 중심을 기준으로 둘레에 고정배치되며, 공정진행시 상부에 상기 기판이 각각 놓여지는 복수의 서셉터들;
    상기 중심에 설치되어 상기 중심을 기준으로 회전가능한 회전부재;
    상기 회전부재에 각각 연결되어 상기 회전부재와 함께 회전하며, 상기 기판이 각각 놓여지는 하나 이상의 안착면을 각각 가지는 복수의 홀더들;
    상기 회전부재에 연결되며, 상기 회전부재를 구동하여 상기 홀더들 중 어느 하나를 상기 통로에 대응되는 전달위치로 이동하는 구동모듈;
    상기 하부챔버의 바닥면으로부터 돌출되어 상기 서셉터들의 외측에 각각 기립설치되는 외측 지지대들; 및
    상기 외측 지지대들의 내측에 각각 이격설치되어 상기 외측 지지대와의 사이에 배기공간들을 각각 형성하는 내측지지대들을 포함하되,
    상기 하부챔버는 하부벽의 가장자리를 따라 형성되어 상기 서셉터들의 외측에 각각 배치되고 상기 배기공간들과 각각 연통되어 상기 배기공간 내의 반응부산물을 상기 하부벽의 가장자리로 유도하는 배기포트들을 가지는, 기판 처리 장치.
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