KR101552110B1 - 기판 처리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판 처리 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법은 프로세스 챔버에서 기판의 처리가 완료되면, 더미 기판을 상기 프로세스 챔버로부터 진공압으로 유지된 공간으로 반출하는 단계; 상기 프로세스 챔버에 대해 후-공정을 진행하는 단계; 및 상기 후-공정이 완료되면, 상기 반출된 더미 기판을 상기 프로세스 챔버로 반입하는 단계를 포함한다.

Description

기판 처리 방법{SUBSTRATE TREATING METHOD}

본 발명은 기판 처리 장치, 기판 처리용 클러스터 설비 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.

반도체 공정에서 여러 장의 웨이퍼를 적재하여 한꺼번에 처리하는 배치(batch) 타입 공정은 한 번에 한 장의 웨이퍼만을 처리하는 싱글 타입 공정에 비해 생산성이 높다. 배치 타입으로 공정을 수행할 시, 웨이퍼가 적재되는 적재 유닛의 슬랏 일부가 비어 있는 경우, 더미 웨이퍼(dummy wafer)로 채워 넣어 배치 단위로 공정이 진행되도록 한다.

종래에는 공정 챔버에서 웨이퍼의 처리가 완료된 경우, 상기 더미 웨이퍼를 공정 챔버로부터 더미 웨이퍼를 위한 버퍼로 반출하고 나서 공정 챔버를 세정한 뒤 다시 더미 웨이퍼를 공정 챔버로 반입하거나, 더미 웨이퍼를 공정 챔버 내에 남겨둔 채 세정 작업을 실시하였다.

하지만, 상기 버퍼는 더미 웨이퍼를 대기 상태에서 보관하기 때문에 더미 웨이퍼의 반출 및 재반입 과정에서 공정 챔버나 상기 공정 챔버에서 처리되는 다른 웨이퍼가 오염될 수 있다. 반면, 더미 웨이퍼를 버퍼로 반출하지 않고 공정 챔버 내에 남겨둔 채 세정 작업을 실시하더라도, 세정 작업 시 수반되는 더미 웨이퍼의 에칭으로 인해 공정 챔버 내에 파티클이 날려 챔버가 오염될 수 있다. 나아가, 세정 작업 시 더미 웨이퍼가 에칭되면 더미 웨이퍼에 균열이 발생될 수 있어 수명 단축을 초래할 수도 있다.

본 발명의 실시예는 더미 웨이퍼로 인한 챔버 및 다른 웨이퍼의 오염을 방지하는 기판 처리 장치, 기판 처리용 클러스터 설비 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시예는 챔버의 세정 공정으로 인한 더미 웨이퍼의 파손을 막아 더미 웨이퍼의 기대 수명을 늘릴 수 있는 기판 처리 장치, 기판 처리용 클러스터 설비 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는, 기판이 적재된 카세트를 수납하는 로드 포트; 내부 압력이 대기압과 진공압 간에 선택적으로 전환 가능한 로드락 챔버; 상기 로드 포트와 상기 로드락 챔버 간에 상기 기판을 이송하는 제 1 기판 이송 로봇; 상기 기판을 처리하는 프로세스 챔버를 갖는 공정 처리 모듈; 상기 로드락 챔버와 상기 공정 처리 모듈 간에 상기 기판을 이송하는 제 2 기판 이송 로봇; 및 상기 기판을 처리하기 위한 공정이 수행되도록 기판 처리 장치의 동작을 제어하되, 상기 기판의 처리가 완료되면 더미 기판을 상기 프로세스 챔버로부터 진공압으로 유지된 공간으로 반출한 뒤 상기 프로세스 챔버에 대해 후-공정을 진행하고, 상기 후-공정이 완료되면 상기 반출된 더미 기판을 상기 프로세스 챔버로 반입하도록 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.

상기 후-공정은 세정 공정을 포함할 수 있다.

상기 제어부는: 상기 기판의 처리가 완료되면 상기 더미 기판을 상기 프로세스 챔버로부터 진공압으로 유지된 상기 로드락 챔버로 반출하고, 상기 후-공정이 완료되면 상기 반출된 더미 기판을 상기 로드락 챔버로부터 상기 프로세스 챔버로 반입하도록 제어할 수 있다.

상기 로드락 챔버는 상기 후-공정이 진행되는 동안 상기 더미 기판을 진공압 하에서 보관할 수 있다.

상기 기판 처리 장치는, 상기 제 2 기판 이송 로봇을 수용하며, 내부 압력을 진공압으로 유지 가능한 트랜스퍼 챔버를 더 포함할 수 있다.

상기 제어부는: 상기 기판의 처리가 완료되면 상기 제 2 기판 이송 로봇이 상기 더미 기판을 상기 트랜스퍼 챔버로 반출시킨 뒤, 상기 후-공정이 진행되는 동안 진공압으로 유지된 상기 트랜스퍼 챔버 내에서 상기 반출된 더미 기판을 보유하고, 상기 후-공정이 완료되면 상기 반출된 더미 기판을 반입시키도록 제어할 수 있다.

상기 제어부는: 상기 더미 기판의 반출 전, 처리가 완료된 기판을 상기 프로세스 챔버로부터 상기 로드 포트로 이송하도록 제어할 수 있다.

상기 제어부는: 상기 더미 기판의 반입 후, 새로 처리될 기판을 상기 로드 포트로부터 상기 프로세스 챔버로 이송하도록 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리용 클러스터 설비는, 기판이 적재된 카세트가 위치하는 복수의 로드 포트들을 가지며, 상기 기판을 이송하기 위한 제 1 기판 이송 로봇을 구비하는 설비 전방 단부 모듈; 상기 설비 전방 단부 모듈과 게이트 밸브를 통해 연결되고, 내부 압력이 대기압과 진공압 간에 선택적으로 전환 가능한 복수의 로드락 챔버들; 상기 로드락 챔버들과 게이트 밸브를 통해 연결되고, 상기 기판을 이송하기 위한 제 2 기판 이송 로봇을 구비하는 트랜스퍼 챔버; 상기 트랜스퍼 챔버와 게이트 밸브를 통해 연결되고, 상기 기판이 배치식으로 적재되는 기판 적재 유닛을 구비하는 복수의 처리 모듈용 로드락 챔버들; 상기 처리 모듈용 로드락 챔버들의 상부에 배치되고, 상기 기판 적재 유닛에 적재된 기판을 처리하는 복수의 프로세스 챔버들; 및 상기 기판을 처리하기 위한 공정이 수행되도록 상기 클러스터 설비의 동작을 제어하되, 상기 기판의 처리가 완료되면 더미 기판을 프로세스 챔버로부터 진공압으로 유지된 공간으로 반출한 뒤 상기 프로세스 챔버에 대해 후-공정을 진행하고, 상기 후-공정이 완료되면 상기 반출된 더미 기판을 상기 프로세스 챔버로 반입하도록 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.

상기 후-공정은 세정 공정을 포함할 수 있다.

상기 제어부는: 상기 기판의 처리가 완료되면 상기 더미 기판을 상기 프로세스 챔버로부터 진공압으로 유지된 로드락 챔버로 반출하고, 상기 후-공정이 완료되면 상기 반출된 더미 기판을 상기 로드락 챔버로부터 상기 프로세스 챔버로 반입하도록 제어할 수 있다.

상기 로드락 챔버는 상기 후-공정이 진행되는 동안 상기 더미 기판을 진공압 하에서 보관할 수 있다.

상기 제어부는: 상기 기판의 처리가 완료되면 상기 제 2 기판 이송 로봇이 상기 더미 기판을 상기 트랜스퍼 챔버로 반출시킨 뒤, 상기 후-공정이 진행되는 동안 진공압으로 유지된 상기 트랜스퍼 챔버 내에서 상기 반출된 더미 기판을 보유하고, 상기 후-공정이 완료되면 상기 반출된 더미 기판을 반입시키도록 제어할 수 있다.

상기 제어부는: 상기 더미 기판의 반출 전, 처리가 완료된 기판을 상기 프로세스 챔버로부터 상기 로드 포트로 이송하도록 제어할 수 있다.

상기 제어부는: 상기 더미 기판의 반입 후, 새로 처리될 기판을 상기 로드 포트로부터 상기 프로세스 챔버로 이송하도록 제어할 수 있다.

상기 제어부는: 하나의 프로세스 챔버에서 기판의 처리가 완료되면 상기 더미 기판을 상기 처리가 완료된 프로세스 챔버로부터 비어 있는 다른 프로세스 챔버의 기판 적재 유닛으로 반출하도록 제어할 수 있다.

상기 제어부는: 상기 처리가 완료된 프로세스 챔버에서 후-공정이 완료되면 상기 반출된 더미 기판을 상기 기판 적재 유닛으로부터 상기 후-공정이 완료된 프로세스 챔버로 반입하도록 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법은, 프로세스 챔버에서 기판의 처리가 완료되면, 더미 기판을 상기 프로세스 챔버로부터 진공압으로 유지된 공간으로 반출하는 단계; 상기 프로세스 챔버에 대해 후-공정을 진행하는 단계; 및 상기 후-공정이 완료되면, 상기 반출된 더미 기판을 상기 프로세스 챔버로 반입하는 단계;를 포함할 수 있다.

상기 후-공정을 진행하는 단계는: 상기 프로세스 챔버를 세정하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 더미 기판을 반출하는 단계는: 상기 더미 기판을 상기 프로세스 챔버로부터 진공 상태로 유지된 로드락 챔버로 반출하는 단계;를 포함할 수 있다.

상기 더미 기판을 반출하는 단계는: 상기 더미 기판을 진공 상태로 유지된 트랜스퍼 챔버로 반출하는 단계; 및 기판 이송 로봇이 상기 트랜스퍼 챔버 내에서 상기 반출된 더미 기판을 보유하는 단계;를 포함할 수 있다.

상기 기판 처리 방법은, 상기 더미 기판이 반출되기 전, 처리가 완료된 기판을 상기 프로세스 챔버로부터 로드 포트로 이송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 기판 처리 방법은, 상기 더미 기판이 반입된 후, 새로 처리될 기판을 로드 포트로부터 상기 프로세스 챔버로 이송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 더미 기판을 반출하는 단계는: 상기 더미 기판을 상기 프로세스 챔버로부터 비어 있는 다른 프로세스 챔버의 기판 적재 유닛으로 반출하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 반출된 더미 기판을 프로세스 챔버로 반입하는 단계는: 상기 반출된 더미 기판을 상기 기판 적재 유닛으로부터 상기 후-공정이 완료된 프로세스 챔버로 반입하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 방법은 컴퓨터로 실행될 수 있는 프로그램으로 구현되어, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 더미 웨이퍼로 인해 챔버 및 다른 웨이퍼가 오염되는 것을 방지하여 제품의 수율을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 세정 공정으로 인한 더미 웨이퍼의 파손을 막아 더미 웨이퍼의 기대 수명을 늘릴 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 챔버의 세정 공정 시 더미 웨이퍼를 버퍼로 반출하는 것에 비해 공정 시간이 단축되어 생산성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리용 클러스터 설비를 나타내는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리용 클러스터 설비를 나타내는 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세스 챔버를 나타내는 단면도이다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 후-공정 및 그에 수반하는 기판의 반입 및 반출 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 후-공정 및 그에 수반하는 기판의 반입 및 반출 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 후-공정 및 그에 수반하는 기판의 반입 및 반출 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따라 기판을 처리하는 과정을 설명하기 위한 예시적인 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법을 설명하기 위한 예시적인 흐름도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 방법을 설명하기 위한 예시적인 흐름도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 처리 방법을 설명하기 위한 예시적인 흐름도이다.

본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적인 사전들에 의해 정의된 용어들은 관련된 기술 그리고/혹은 본 출원의 본문에 의미하는 것과 동일한 의미를 갖는 것으로 해석될 수 있고, 그리고 여기서 명확하게 정의된 표현이 아니더라도 개념화되거나 혹은 과도하게 형식적으로 해석되지 않을 것이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다' 및/또는 이 동사의 다양한 활용형들 예를 들어, '포함', '포함하는', '포함하고', '포함하며' 등은 언급된 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 본 명세서에서 '및/또는' 이라는 용어는 나열된 구성들 각각 또는 이들의 다양한 조합을 가리킨다.

도 1 및 도 2는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리용 클러스터 설비를 나타내는 평면도 및 측면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 기판 처리용 클러스터 설비(1)는 설비 전방 단부 모듈(900), 로드락 챔버(200), 트랜스퍼 챔버(300) 및 공정 처리 모듈(400)을 포함한다.

설비 전방 단부 모듈(Equipment Front End Module, EFEM)(900)은 클러스터 설비(1)의 전면에 배치된다. 설비 전방 단부 모듈(900)은 카세트(C)가 로딩 및 언로딩되는 로드 포트(load port)(910)와, 카세트(C)로부터 기판을 인출하는 제 1 기판 이송 로봇(930)이 구비되어 카세트(C)와 로드락 챔버(200) 간에 기판을 이송하도록 하는 인덱스 챔버(920)를 포함한다. 여기서, 제 1 기판 이송 로봇(930)은 ATM(Atmosphere) 로봇이 사용된다.

인덱스 챔버(920)는 로드 포트(910)와 로드락 챔버(200) 사이에 위치된다. 인덱스 챔버(920)는 전면 패널(922), 후면 패널(924) 그리고 양측면 패널(926)을 포함하는 직육면체의 형상을 가지며, 그 내부에는 기판을 이송하기 위한 제 1 기판 이송 로봇(930)이 제공된다. 도시하지는 않았지만, 인덱스 챔버(920)는 내부 공간으로 입자 오염물이 유입되는 것을 방지하기 위하여, 벤트들(vents), 층류 시스템(laminar flow system)과 같은 제어된 공기 유동 시스템을 포함할 수 있다.

인덱스 챔버(920)는 로드락 챔버(200)와 접하는 후면 패널(924)에 로드락 챔버(200)와의 웨이퍼 이송을 위한 통로가 게이트 밸브(GV1)에 의해 개폐된다.

로드 포트(910)는 인덱스 챔버(920)의 전면 패널(922) 상에 일렬로 배치된다. 로드 포트(204)에는 카세트(C)가 로딩 및 언로딩된다. 카세트(C)는 전방이 개방된 몸체와 몸체의 전방을 개폐하는 도어를 갖는 전면 개방 일체식 포드(front open unified pod)일 수 있다.

인덱스 챔버(920)의 양측면 패널(926)에는 더미(dummy) 기판 저장부(940)가 제공된다. 더미 기판 저장부(940)는 더미 기판(DW)이 적층 보관되는 더미 기판 보관 용기(942)를 제공한다. 더미 기판 보관 용기(942)에 보관되는 더미 기판(DW)은 공정 처리 모듈(400)에서 기판이 부족할 경우 사용된다.

도시하지는 않았지만, 더미 기판 보관 용기(942)는 인덱스 챔버의 측면이 아닌 다른 챔버로 변경하여 제공될 수 있다. 일 예로, 더미 기판 보관 용기(942)는 트랜스퍼 챔버(300)에 설치될 수도 있다.

로드락 챔버(200)는 게이트 밸브(GV1)를 통해 설비 전방 단부 모듈(900)과 연결된다. 로드락 챔버(200)는 설비 전방 단부 모듈(900)과 트랜스퍼 챔버(300) 사이에 배치된다. 설비 전방 단부 모듈(900)과 트랜스퍼 챔버(300) 사이에는 3 개의 로드락 챔버(200)가 제공될 수 있다. 로드락 챔버(200)는 내부 공간이 대기압와 진공압으로 선택적 전환이 가능하다. 로드락 챔버(200)에는 기판이 적재되는 적재 용기(210)가 제공된다.

트랜스퍼 챔버(300)는 게이트 밸브(GV2)를 통해 로드락 챔버(200)와 연결된다. 트랜스퍼 챔버(300)는 로드락 챔버(200)와 공정 처리 모듈(400) 사이에 배치된다. 트랜스퍼 챔버(300)는 직육면체의 박스 형상을 가지며, 그 내부에는 기판을 이송하기 위한 제 2 기판 이송 로봇(330)이 제공된다. 제 2 기판 이송 로봇(330)은 로드락 챔버(200)와 공정 처리 모듈(400)의 처리 모듈용 로드락 챔버(410)에 구비된 기판 적재 유닛(130) 간에 기판을 이송한다. 제 2 기판 이송 로봇(330)은 1장의 기판 또는 5장의 기판을 반송할 수 있는 앤드 이펙터를 포함할 수 있다. 여기서, 제 2 기판 이송 로봇(330)은 진공 환경에서 기판을 이송시킬 수 있는 진공 로봇이 사용된다.

트랜스퍼 챔버(300)에는 복수 개의 공정 처리 모듈(400)이 게이트 밸브(GV3)를 통해 연결될 수 있다. 일 예로, 트랜스퍼 챔버(300)에는 3 개의 공정 처리 모듈(400)이 연결될 수 있으며, 그 개수는 이에 제한되지 않는다.

도 2를 참조하면, 클러스터 설비(1)는 진공 배기부(500)와 가스 공급부(600)를 포함한다. 진공 배기부(500)는 로드락 챔버(200), 트랜스퍼 챔버(300), 처리 모듈용 로드락 챔버(410) 그리고 프로세스 챔버(100) 각각에 연결되어 각 챔버에 진공압을 제공하는 진공 라인(510)을 포함한다. 가스 공급부(600)는 로드락 챔버(200), 트랜스퍼 챔버(300), 처리 모듈용 로드락 챔버(410) 그리고 프로세스 챔버(100) 간의 차압 형성을 위해 각각의 챔버에 가스를 공급하는 가스 공급라인(610)을 포함한다.

또한, 인덱스 챔버(920)와 로드락 챔버(200), 로드락 챔버(200)와 트랜스퍼 챔버(300), 그리고 트랜스퍼 챔버(300)와 처리 모듈용 로드락 챔버(410)는 게이트밸브(GV1, GV2, GV3)를 통해 연결되어, 각각의 챔버 압력을 독립적으로 제어할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세스 챔버(100)를 나타내는 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 공정 처리 모듈(400)은 처리 모듈용 로드락 챔버(410)와 프로세스 챔버(100)를 포함한다.

처리 모듈용 로드락 챔버(410)는 게이트 밸브(GV3)를 통해 트랜스퍼 챔버(300)와 연결된다. 처리 모듈용 로드락 챔버(410)에는 기판들이 배치식으로 적재되는 기판 적재 유닛(130)을 프로세스 챔버(100)의 공정튜브(110)의 내부공간으로 로딩/언로딩시키기 위한 승강 부재(430)가 제공된다. 일 예로, 기판 적재 유닛(130)은 기판들이 25매, 50매씩 적재될 수 있도록 슬롯들을 구비한 보우트(boat)를 포함할 수 있다. 처리 모듈용 로드락 챔버(410)의 상부에는 프로세스 챔버(100)가 배치된다.

프로세스 챔버(100)는 기판을 처리하기 위한 장치를 포함할 수 있다. 일 예로, 프로세스 챔버(100)는 공정 튜브(110), 히터 어셈블리(120), 기판 적재 유닛(130), 사이드 노즐부(140), 보트 회전부(160), 제어부(170) 및 공급부(190)를 포함할 수 있다.

공정 튜브(110)는 기판 적재 유닛(130)이 수용되는 이너 튜브(112)와, 이너 튜브(112)를 감싸는 아우터 튜브(114)를 포함한다. 공정 튜브(110)는 기판이 적재된 기판 적재 유닛(130)이 로딩되어 기판에 처리가 진행되는 내부 공간을 제공한다. 공정 튜브(110)는 높은 온도에서 견딜 수 있는 재질, 예컨대 석영으로 제작될 수 있다. 이너 튜브(112)와 아우터 튜브(114)는 상부가 막혀 있는 원통관 형상으로 이루어진다. 특히, 이너 튜브(112)는 일측에 길이방향(수직한 방향)을 따라 절개부(113)가 형성된다. 절개부(113)는 슬롯형태로 제공된다. 절개부(113)는 면형상 노즐(142)과 일직선 상에 형성된다.

절개부(113)는 하단에서 상단으로 갈수록 폭이 넓어지는 역삼각형 모양, 하단에서 상단으로 갈수록 폭이 좁아지는 삼각형 모양처럼 상하 대칭이 이루어지지 않는 모양으로 제공될 수 있다. 또한, 절개부(113)는 면형상 노즐(142)의 분사홀에 대향되게 개별 홀 형태로 제공될 수 있다. 또한, 절개부(113)는 상단에서 하단까지 동일한 폭으로 제공될 수 있다.

다시 도 1 내지 도 3을 참조하면, 공정 튜브(110)는 플랜지(118) 일측에 내부를 감압시키기 위해 내부 공기를 강제 흡입하여 배기하기 위한 배기 포트(119)와, 배기 포트(119) 반대편에 공정 튜브(110) 내부로 공정 가스를 주입하기 위한 사이드 노즐부(140) 장착을 위한 노즐 포트(118)가 제공된다. 배기 포트(119)는 공정 시 공정 튜브(110) 내 공기를 외부로 배출시키기 위해 제공된다. 배기 포트(119)에는 진공 배기 장치(미도시)가 연결되며, 배기 포트(119)를 통해 공정 튜브(110)로 공급되는 공정 가스의 배기 및 내부 감압이 이루어진다. 히터 어셈블리(120)는 공정튜브(110)를 둘러싸도록 설치된다.

기판 적재 유닛(130)은 복수 개(일 예로 50장)의 기판들이 삽입되는 슬롯들을 구비할 수 있다. 기판 적재 유닛(130)은 시일 캡(180) 상에 장착되며, 시일 캡(180)은 엘리베이터 장치인 승강부재(430)에 의해 공정 튜브(110) 안으로 로딩되거나 또는 공정 튜브(110) 밖으로 언로딩된다. 기판 적재 유닛(130)이 공정 튜브(110)에 로딩되면, 시일 캡(180)은 공정 튜브(110)의 플랜지(111)와 결합된다. 한편, 공정 튜브(110)의 플랜지(111)와 시일 캡(180)이 접촉하는 부분에는 실링(sealing)을 위한 오-링(O-ring)과 같은 밀폐 부재가 제공되어 공정가스가 공정 튜브(110)와 시일 캡(180) 사이에서 새어나가지 않도록 한다.

한편, 보트 회전부(160)는 기판 적재 유닛(130)을 회전시키기 위한 회전력을 제공한다. 보트 회전부(160)는 모터가 사용될 수 있다. 보트 회전부(160)는 시일 캡(180) 상에 설치된다. 보트 회전부(160)는 기판 적재 유닛(130)의 회전 속도를 감지하기 위한 센서가 구비될 수 있다. 센서에 의해 감지된 기판 적재 유닛(130)의 회전 속도는 제어부(170)로 제공될 수 있다.

제어부(170)는 보트 회전부(160)의 동작을 제어한다. 제어부(170)는 사이드 노즐부(140)의 노즐을 통해 공급되는 가스 공급 단계별 시간에 따라 보트 회전부(160)의 회전속도를 제어한다. 또한, 상기 제어부(170)는 기판을 처리하기 위한 공정이 수행되도록 전술한 클러스터 설비(1)의 동작을 제어할 수도 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 프로세스 챔버(100)에서 기판의 처리가 완료되면 더미 기판(DW)은 상기 프로세스 챔버(100)로부터 진공 상태로 유지된 진공 공간으로 반출되고, 세정 공정과 같은 후-공정이 상기 프로세스 챔버(100)에 대해 수행될 수 있다. 그러고 나서, 상기 후-공정이 완료되면 상기 반출된 더미 기판(DW)은 다시 상기 프로세스 챔버(100)로 반입될 수 있다.

도 4 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 후-공정 및 그에 수반하는 기판의 반입 및 반출 과정을 설명하기 위한 도면이다.

전술한 바와 같이, 공정 처리 모듈(400)은 기판 처리 공정이 수행되는 프로세스 챔버(100)를 포함하며, 상기 프로세스 챔버(100)는 배치 방식으로 공정을 수행하기 위하여 다수의 기판을 수용할 수 있다. 도 3을 참조하면, 상기 프로세스 챔버(100)에 수용되는 기판은 처리 공정을 통해 제품으로 생산되는 기판(PW) 뿐만 아니라, 기판 적재 유닛(130)의 비어 있는 슬롯을 채우기 위한 더미 기판(DW)을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 프로세스 챔버(100)에서 기판 처리 공정이 완료되면, 처리가 완료된 기판(PW)이 프로세스 챔버(100)로부터 로드 포트(910)로 이송될 수 있다.

예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 처리가 완료된 기판(PW)은 먼저 프로세스 챔버(100)로부터 로드락 챔버(200)로 이송될 수 있다(도 4의 (i)). 상기 로드락 챔버(200)로 기판(PW)을 이송하는 공정은 제 2 기판 이송 로봇(330)에 의해 수행될 수 있다.

그리고, 상기 로드락 챔버(200)로 이송된 기판(PW)은 로드 포트(910)로 이송될 수 있다(도 4의 (ii)). 상기 로드 포트(910)로 기판(PW)을 이송하는 공정은 제 1 기판 이송 로봇(930)에 의해 수행될 수 있다.

그러고 나서, 더미 기판(DW)이 프로세스 챔버(100)로부터 진공압으로 유지된 공간으로 반출될 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 더미 기판(DW)은 프로세스 챔버(100)로부터 진공압으로 유지된 로드락 챔버(200)로 반출될 수 있다(도 5의 (iii)). 다시 말해, 이 실시예에서 상기 더미 기판(DW)이 반출되는 진공 공간은 로드락 챔버(200)이다.

이 실시예에서, 상기 더미 기판(DW)은 처리가 완료된 기판(PW)이 이송된 로드락 챔버와 상이한 로드락 챔버로 반출될 수 있다.

예를 들어, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 로드락 챔버(200)가 다수 개인 경우, 처리가 완료된 기판(PW)은 다수의 로드락 챔버(200) 중 어느 하나(예컨대, 도 4에서 좌측 로드락 챔버)로 이송되고, 더미 기판(DW)은 다른 하나(예컨대, 도 5에서 중간 로드락 챔버)로 반출될 수 있다. 그러나, 상기 처리가 완료된 기판(PW) 및 더미 기판(DW)은 동일한 로드락 챔버로 이송될 수도 있으며, 특히 로드락 챔버가 하나만 구비된 경우에는 기판(PW) 및 더미 기판(DW)이 동일한 로드락 챔버로 이송된다.

더미 기판(DW)이 프로세스 챔버(100)로부터 진공 공간으로 반출된 후, 상기 프로세스 챔버(100)에 대해 후-공정이 진행된다. 일 실시예에 따르면, 상기 후-공정은 세정 공정을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.

그러고 나서, 상기 후-공정이 완료되면, 반출된 더미 기판(DW)은 다시 프로세스 챔버(100)로 반입된다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 로드락 챔버(200)로 반출된 더미 기판(DW)은 후-공정 완료 후 프로세스 챔버(100)로 재반입될 수 있다.

상기 더미 기판(DW)이 반입된 후, 새로 처리될 기판(PW)이 로드 포트(910)로부터 프로세스 챔버(100)로 이송될 수 있다. 도 7을 참조하면, 로드 포트(910)에 적재된 새로운 기판(PW)은 로드락 챔버(200)로 이송되고(도 7의 (v)), 로드락 챔버(200)로부터 프로세스 챔버(100)로 이송될 수 있다(도 7의 (vi)).

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 새로 처리될 기판(PW)은 더미 기판(DW)이 반출된 로드락 챔버(예컨대, 도 6에서 중간 로드락 챔버)와 상이한 로드락 챔버(예컨대, 도 7에서 좌측 로드락 챔버)로 이송될 수 있으나, 이에 제한되지 않고 동일한 로드락 챔버로 이송될 수도 있다.

전술한 바와 같이, 기판 처리 공정이 완료된 후, 더미 기판(DW)은 더미 기판의 보관을 위한 버퍼(예컨대, 더미 기판 저장부(940))로 반출되거나 프로세스 챔버(100)에 남아있지 않고, 진공 상태로 유지된 진공 공간, 예컨대 로드락 챔버(200)로 반출된 뒤 후-처리 공정이 진행될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 더미 기판(DW)은 트랜스퍼 챔버(300)로 반출되어 후-공정이 진행되는 동안 제 2 기판 이송 로봇(330)에 의해 보유될 수도 있다. 다시 말해, 이 실시예에서 더미 기판(DW)이 반출되는 진공 공간은 로드락 챔버(200)가 아닌 트랜스퍼 챔버(300)이다.

예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 더미 기판(DW)은 기판 처리 공정의 완료 후 제 2 기판 이송 로봇(330)에 의해 트랜스퍼 챔버(300)로 반출되고(도 8의 (iii)), 후-공정이 진행되는 동안 진공압으로 유지된 트랜스퍼 챔버(300) 내에서 제 2 기판 이송 로봇(330)에 의해 보유될 수 있다. 그러고 나서, 후-공정이 완료되면, 상기 더미 기판(DW)은 다시 프로세스 챔버(100)로 반입될 수 있다(도 8의 (iv)).

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 더미 기판(DW)은 다수의 프로세스 챔버들 중 비어 있는 프로세스 챔버로 반출될 수도 있다. 다시 말해, 이 실시예에서 더미 기판(DW)이 반출되는 진공 공간은 로드락 챔버(200)나 트랜스퍼 챔버(300)가 아닌 다른 프로세스 챔버(100)이다.

예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 클러스터 설비(1)가 다수의 공정 처리 모듈(400)을 포함하는 경우, 하나의 프로세스 챔버(예컨대, 도 9에서 좌측 프로세스 챔버)에서 기판 처리 공정이 완료되면, 상기 더미 기판(DW)은 상기 처리가 완료된 프로세스 챔버로부터 비어 있는 다른 프로세스 챔버(예컨대, 도 9에서 중간 프로세스 챔버)의 기판 적재 유닛(130)으로 반출될 수 있다(도 9의 (iii)). 그러고 나서, 후-공정이 완료되면, 상기 더미 기판(DW)은 다시 기판 적재 유닛(130)으로부터 상기 후-공정이 완료된 프로세스 챔버(예컨대, 도 9에서 좌측 프로세스 챔버)로 반입될 수 있다(도 9의 (iv)).

처리가 완료된 기판(PW)의 로드락 챔버(300)로의 이송(도 4의 (i)), 처리가 완료된 기판(PW)의 로드 포트(910)로의 이송(도 4의 (ii)), 더미 기판(DW)의 진공 공간으로의 반출(도 5, 도 8 및 도 9의 (iii)), 더미 기판(DW)의 프로세스 챔버(100)로의 반입(도 6, 도 8 및 도 9의 (iv)), 새로 처리될 기판(PW)의 로드락 챔버(200)로의 이송(도 7의 (v)), 그리고 새로 처리될 기판(PW)의 프로세스 챔버(100)로의 이송(도 7의 (vi))은 순차적으로 수행될 수 있으나, 공정 순서는 이에 제한되지 않는다.

예를 들어, 더미 기판(DW)이 먼저 진공 공간으로 반출되고, 처리가 완료된 기판(PW)의 이송이 수행될 수도 있다. 또한, 새로 처리될 기판(PW)이 프로세스 챔버(100)로 이송된 뒤, 더미 기판(DW)이 프로세스 챔버(100)로 반입될 수도 있다.

나아가, 처리가 완료된 기판(PW)의 로드 포트(910)로의 이송(도 4의 (ii))과, 더미 기판(DW)의 진공 공간으로의 반출(도 5, 도 8 및 도 9의 (iii))은 동시에 수행될 수도 있다. 또한, 더미 기판(DW)의 프로세스 챔버(100)로의 반입(도 6, 도 8 및 도 9의 (iv))과, 새로 처리될 기판(PW)의 로드락 챔버(200)로의 이송(도 7의 (v)) 역시 동시에 수행될 수도 있다.

전술한 더미 기판(DW)을 반출 및 반입하는 공정은 로드 포트(910), 로드락 챔버(200), 공정 처리 모듈(400) 등이 복수 개 구비되는 클러스터 설비(1)를 기반으로 설명되었으나, 본 발명의 실시예에 따른 더미 기판(DW) 반출입 공정은 로드 포트, 로드락 챔버, 공정 처리 모듈 등이 하나씩만 구비된 기판 처리 장치에도 적용될 수 있다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따라 기판을 처리하는 과정을 설명하기 위한 예시적인 흐름도이다.

도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 방법(700)은 프로세스 챔버(100)에서 기판의 처리가 완료되면, 더미 기판(DW)을 프로세스 챔버(100)로부터 진공압으로 유지된 진공 공간으로 반출하는 단계(S710), 상기 프로세스 챔버(100)에 대해 후-공정을 진행하는 단계(S720), 및 후-공정이 완료되면 반출된 더미 기판(DW)을 프로세스 챔버(100)로 반입하는 단계(S730)를 포함할 수 있다.

상기 기판 처리 방법(700)은 전술한 본 발명의 실시예에 따른 클러스터 설비(1)에서 수행될 수 있다. 클러스터 설비(1)가 기판 처리 방법(700)에 따라 동작할 수 있도록 상기 제어부(170)는 상기 클러스터 설비를 구성하는 각 부분으로 미리 설정된 타이밍에 제어 신호를 생성하여 전송할 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법(700)을 설명하기 위한 예시적인 흐름도이다.

도 11을 참조하면, 상기 기판 처리 방법(700)은, 상기 더미 기판(DW)이 반출되기 전에, 처리가 완료된 기판(PW)을 프로세스 챔버(100)로부터 로드 포트(910)로 이송하는 단계(S701)를 더 포함할 수 있다. 그리고, 상기 기판 처리 방법(700)은, 상기 더미 기판(DW)이 반입된 후에, 새로 처리될 기판(PW)을 로드 포트(910)로부터 프로세스 챔버(100)로 이송하는 단계(S740)를 더 포함할 수 있다. 그러나, 처리가 완료된 기판(PW)의 이송, 더미 기판(DW)의 반출과 반입, 그리고 새로 처리될 기판(PW)의 이송은 도 11에 도시된 순서로 제한되지는 않는다.

또한, 도 11을 참조하면, 상기 더미 기판(DW)을 진공 공간으로 반출하는 단계(S710)는, 상기 더미 기판(DW)을 프로세스 챔버(100)로부터 진공압으로 유지된 로드락 챔버(200)로 반출하는 단계를 포함할 수 있다. 다시 말해, 이 실시예에서 더미 기판(DW)이 반출되는 진공 공간은 로드락 챔버이다.

도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 방법(700)을 설명하기 위한 예시적인 흐름도이다.

도 12를 참조하면, 상기 더미 기판(DW)을 진공 공간으로 반출하는 단계(S710)는, 상기 더미 기판(DW)을 진공압이 유지된 트랜스퍼 챔버(300)로 반출하는 단계(S712), 및 제 2 기판 이송 로봇(330)이 트랜스퍼 챔버(300) 내에서 더미 기판(DW)을 보유하는 단계(S713)를 포함할 수 있다. 다시 말해, 이 실시예에서 더미 기판(DW)이 반출되는 진공 공간은 트랜스퍼 챔버이며, 후-공정이 진행되는 동안 상기 더미 기판(DW)은 트랜스퍼 챔버 내에서 기판 이송 로봇에 의해 보유될 수 있다.

도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 처리 방법(700)을 설명하기 위한 예시적인 흐름도이다.

도 13을 참조하면, 상기 더미 기판(DW)을 진공 공간으로 반출하는 단계(S710)는, 프로세스 챔버(100)가 복수 개 구비되어 있고, 이들 중 비어 있는 유휴 프로세스 챔버가 있는 경우((S714)에서 예), 상기 더미 기판(DW)을 처리 공정이 완료된 프로세스 챔버로부터 비어 있는 다른 프로세스 챔버의 기판 적재 유닛(130)으로 반출하는 단계(S715)를 포함할 수 있다. 다시 말해, 이 실시예에서 더미 기판(DW)이 반출되는 진공 공간은 복수의 프로세스 챔버들 중 비어 있는 유휴 프로세스 챔버의 기판 적재 유닛이다.

또한, 상기 반출된 더미 기판(DW)을 프로세스 챔버(100)로 반입하는 단계(S730)는, 상기 반출된 더미 기판(DW)을 기판 적재 유닛(130)으로부터 후-공정이 완료된 프로세스 챔버로 반입하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 후-공정을 진행하는 단계(S720)는, 프로세스 챔버(100)를 세정하는 단계를 포함할 수 있으나, 후-공정은 이에 제한되지는 않는다.

전술한 기판 처리 방법(700)을 수행하기 위한 레시피는 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체에 저장될 수 있다. 상기 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 저장 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있다. 상기 제어부(170)는 기록매체에 저장된 프로그램을 불러와 실행하여 레시피에 따라 상기 기판 처리 방법(700)을 수행하도록 클러스터 설비(1)의 각 부분에 제어 신호를 전송할 수 있다.

이상, 처리 공정 완료 후 후-공정 진행 시, 프로세스 챔버로부터 진공 공간으로 더미 기판을 회피시켜 보관하는 기판 처리 장치, 기판 처리용 클러스터 설비 및 기판 처리 방법이 설명되었다.

전술한 본 발명의 실시예에 따르면, 더미 웨이퍼가 대기에 노출되거나 후-공정 시 챔버 내에 남아있게 되어 챔버 및 다른 기판을 오염시키는 것을 방지할 수 있다. 또한, 후-공정으로 인해 더미 웨이퍼가 파손되는 것을 방지하여 더미 웨이퍼의 기대 수명을 늘릴 수 있다. 나아가, 후-공정 시 더미 웨이퍼를 버퍼로 반출 및 반입하는 방식에 비해 본 발명의 실시예는 더미 웨이퍼의 이동에 걸리는 시간이 줄어들어 공정 시간이 단축되고 생산성이 향상될 수 있다.

1: 클러스터 설비
100: 프로세스 챔버
200: 로드락 챔버
300: 트랜스퍼 챔버
330: 제 2 기판 이송 로봇
400: 공정 처리 모듈
910: 로드 포트
930: 제 1 기판 이송 로봇
DW: 더미 기판

Claims (9)

1. 프로세스 챔버에서 기판의 처리가 완료되면, 더미 기판을 상기 프로세스 챔버로부터 진공압으로 유지된 공간으로 반출하는 단계;
   상기 프로세스 챔버에 대해 후-공정을 진행하는 단계; 및
   상기 후-공정이 완료되면, 상기 반출된 더미 기판을 상기 프로세스 챔버로 반입하는 단계를 포함하되;
   상기 더미 기판을 반출하는 단계는:
   상기 더미 기판을 상기 프로세스 챔버로부터 진공 상태로 유지된 로드락 챔버로 반출하는 단계;
   를 포함하는 기판 처리 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 후-공정을 진행하는 단계는:
   상기 프로세스 챔버를 세정하는 단계를 포함하는 기판 처리 방법.
3. 삭제
4. 프로세스 챔버에서 기판의 처리가 완료되면, 더미 기판을 상기 프로세스 챔버로부터 진공압으로 유지된 공간으로 반출하는 단계;
   상기 프로세스 챔버에 대해 후-공정을 진행하는 단계; 및
   상기 후-공정이 완료되면, 상기 반출된 더미 기판을 상기 프로세스 챔버로 반입하는 단계를 포함하되;
   상기 더미 기판을 반출하는 단계는:
   상기 더미 기판을 진공 상태로 유지된 트랜스퍼 챔버로 반출하는 단계; 및
   기판 이송 로봇이 상기 트랜스퍼 챔버 내에서 상기 반출된 더미 기판을 보유하는 단계;
   를 포함하는 기판 처리 방법.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 더미 기판이 반출되기 전, 처리가 완료된 기판을 상기 프로세스 챔버로부터 로드 포트로 이송하는 단계를 더 포함하는 기판 처리 방법.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 더미 기판이 반입된 후, 새로 처리될 기판을 로드 포트로부터 상기 프로세스 챔버로 이송하는 단계를 더 포함하는 기판 처리 방법.
7. 프로세스 챔버에서 기판의 처리가 완료되면, 더미 기판을 상기 프로세스 챔버로부터 진공압으로 유지된 공간으로 반출하는 단계;
   상기 프로세스 챔버에 대해 후-공정을 진행하는 단계; 및
   상기 후-공정이 완료되면, 상기 반출된 더미 기판을 상기 프로세스 챔버로 반입하는 단계를 포함하되;
   상기 더미 기판을 반출하는 단계는:
   상기 더미 기판을 상기 프로세스 챔버로부터 비어 있는 다른 프로세스 챔버의 기판 적재 유닛으로 반출하는 단계를 포함하는 기판 처리 방법.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 반출된 더미 기판을 프로세스 챔버로 반입하는 단계는:
   상기 반출된 더미 기판을 상기 기판 적재 유닛으로부터 상기 후-공정이 완료된 프로세스 챔버로 반입하는 단계를 포함하는 기판 처리 방법.
9. 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 있어서,
   제 1 항 제 4 항 그리고 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 기판 처리 방법을 실행하는 프로그램이 기록된 기록매체.

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