KR102290913B1 - 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판 처리 장치는 내부에 처리 공간을 가지는 공정 챔버, 상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛, 상기 처리 공간으로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛, 상기 공정 가스로부터 플라즈마를 생성하는 플라즈마 소스, 그리고 상기 기판 지지 유닛에 제공되며, 상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판을 가열하는 가열 유닛을 포함하되, 상기 가열 유닛은 전류의 공급에 의해 발열하는 발열체를 포함하고, 상기 발열체는 상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판의 제1영역과 마주하는 제1발열 라인 및 상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판의 제2영역과 마주하며, 상기 제1발열 라인으로부터 연장되는 제2발열 라인을 포함하되, 상기 제1발열 라인과 상기 제2발열 라인은 상기 제1영역을 상기 제2영역보다 더 높은 온도로 가열하도록 제공된다. 이로 인해 외부 환경에 의해 기판의 일부 영역의 온도가 낮아질지라도 이를 열 보상할 수 있다.

Description

기판 처리 장치{Apparatus for treating substrate}
본 발명은 기판을 처리하는 장치에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하는 공정에 있어서 사진, 식각, 박막 증착, 이온주입, 그리고 세정 등 다양한 공정들이 수행된다. 이러한 공정들 중 식각, 박막 증착, 이온 주입, 그리고 세정 공정에는 가스를 이용한 기판 처리 장치가 사용된다.
가스 처리 공정은 챔버 내에 공정 가스를 공급하여 기판을 가스 처리한다. 이러한 가스 처리 공정은 온도에 많은 영향을 받으며, 공정 온도는 기판의 처리 효율을 결정하는데 중요한 요인이다.
일반적으로 가스 처리 공정은 상온보다 높은 고온에서 진행된다. 이로 인해 챔버의 내부 공간과 외부 간에는 온도차가 발생된다.
그러나 도 1과 같이 챔버(2)의 일측에는 기판(W)이 반출입되는 개구(4)가 형성되며, 챔버(2)의 내부 공간 중 개구(4)와 인접한 영역(8)은 외부(6)의 온도에 많은 영향을 받는다. 이로 인해 개구(4)에 인접한 영역(8)은 이와 다른 영역보다 상대적으로 낮은 온도를 가진다. 이는 기판(W)의 불균일한 처리 결과를 야기한다.
또한 챔버의 내부 공간은 밀폐된 공간으로 배기 유닛에 의해 배기된다. 챔버의 내부 분위기는 영역 별로 균일하게 배기되어야 하며, 이는 기판을 영역 별로 균일하게 처리하기 위한 것과 연관된다.
그러나 도 2와 같이, 챔버의 배기량을 조절하는 개폐 밸브(9)는 그 위치가 이동됨에 따라 개구율을 조절하며, 개구율은 비대칭적 개방 영역을 가진다. 이로 인해 챔버 내에는 비대칭적 가스의 흐름이 발생되며, 이는 기판(W)에 불균일한 온도 영향을 끼침에 따라 불균일한 처리 결과를 야기한다.
한국 공개 특허 공보 2016-0113410
본 발명은 기판을 균일하게 가열 처리할 수 있는 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한 본 발명은 챔버의 외부 온도에 취약한 영역에 의해 기판이 불균일하게 가열되는 것을 방지할 수 있는 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한 본 발명은 챔버 내에 비대칭적으로 발생되는 가스의 흐름으로 인해 기판이 불균일하게 가열되는 것을 방지할 수 있는 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예는 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판 처리 장치는 내부에 처리 공간을 가지는 공정 챔버, 상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛, 상기 처리 공간으로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛, 상기 공정 가스로부터 플라즈마를 생성하는 플라즈마 소스, 그리고 상기 기판 지지 유닛에 제공되며, 상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판을 가열하는 가열 유닛을 포함하되, 상기 가열 유닛은 전류의 공급에 의해 발열하는 발열체를 포함하고, 상기 발열체는 상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판의 제1영역과 마주하는 제1발열 라인 및 상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판의 제2영역과 마주하며, 상기 제1발열 라인으로부터 연장되는 제2발열 라인을 포함하되, 상기 제1발열 라인과 상기 제2발열 라인은 상기 제1영역을 상기 제2영역보다 더 높은 온도로 가열하도록 제공된다.
상기 제1발열 라인은 서로 병렬로 연결된 복수의 브랜치 라인을 포함하고, 각각의 상기 브랜치 라인은 상기 제2발열 라인과 직렬로 연결될 수 있다.
또한 상부에서 바라볼 때 단위 면적에 제공되는 상기 제1발열 라인의 밀집도는 상기 제2발열 라인의 밀집도보다 클 수 있다. 상기 제1발열 라인은 지그재그 형상으로 제공되고, 상기 제2발열 라인은 원호 형상으로 제공될 수 있다.
또한 상기 제1발열 라인은 상기 제2발열 라인보다 굵기가 두껍게 제공될 수 있다.
또한 상기 제1발열 라인은 상기 제2발열 라인에 비해 상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판에 더 가깝게 위치될 수 있다.
상기 발열체는 복수 개로 제공되며 서로 다른 직경을 가지는 환형의 링 형상을 가지고, 복수의 상기 발열체들은 서로 독립적으로 전류가 인가되며, 각각의 상기 발열체는 서로 동심원을 가지도록 배치될 수 있다.
상기 공정 챔버에는 기판이 상기 처리 공간으로 출입되는 반입구가 형성되고, 상기 제1영역은 상기 제2영역보다 상기 반입구에 더 인접한 영역일 수 있다.
상기 장치는 상기 처리 공간의 내부를 배기하는 배기 유닛을 더 포함하되, 상기 공정 챔버는 상기 기판 지지 유닛의 하부에 위치되며, 상기 처리 공간의 분위기를 배기하는 배기 포트를 가지고, 상기 배기 유닛은 상기 배기 포트와 연통되는 배기 라인과, 상기 배기 라인에 설치되어 상기 배기 포트에 진공압을 제공하는 감압 부재와, 상기 배기 포트에 설치되어 개방 위치에서 차단 위치로 이동 가능하게 제공되는 개폐 밸브를 포함하고, 상기 배기 포트가 상기 개폐 밸브에 의해 개방되는 개방 영역은 상부에서 바라볼 때 비대칭적으로 제공되며, 상부에서 바라볼 때 상기 개방 영역은 상기 제2영역보다 상기 제1영역에 더 가깝게 위치될 수 있다.
또한 기판을 처리하는 장치는 내부에 처리 공간을 가지는 공정 챔버, 상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛, 그리고 상기 기판 지지 유닛에 제공되며, 상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판을 가열하는 가열 유닛을 포함하되, 상기 가열 유닛은 전류의 공급에 의해 발열하는 발열체를 포함하고, 상기 발열체는 상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판의 제1영역과 마주하는 제1발열 라인 및 상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판의 제2영역과 마주하며, 상기 제1발열 라인으로부터 연장되는 제2발열 라인을 포함하되, 상기 제1발열 라인과 상기 제2발열 라인은 상기 제1영역을 상기 제2영역보다 더 높은 온도로 가열하도록 제공된다.
상기 제1발열 라인은 서로 병렬로 연결된 복수의 브랜치 라인을 포함하고, 각각의 상기 브랜치 라인은 상기 제2발열 라인과 직렬로 연결될 수 있다.
상부에서 바라볼 때 단위 면적에 제공되는 상기 제1발열 라인의 밀집도는 상기 제2발열 라인의 밀집도보다 클 수 있다. 상기 제1발열 라인은 상기 제2발열 라인보다 굵기가 두껍게 제공될 수 있다.
상기 제1발열 라인은 상기 제2발열 라인에 비해 상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판에 더 가깝게 위치될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 서로 연장되게 제공되는 제1발열 라인과 제2발열 라인은 기판의 제1영역이 제2영역보다 더 높은 온도로 가열되도록 제공된다. 이로 인해 외부 환경에 의해 기판의 일부 영역의 온도가 낮아질지라도 이를 열 보상할 수 있다.
도 1은 챔버의 외부 영향으로 인해 변화되는 내부 온도를 보여주는 단면도이다.
도 2는 배기 유닛에 의한 챔버 내부의 배기 흐름을 보여주는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 설비를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 4는 도 3의 기판 처리 장치의 단면도이다.
도 5는 도 4의 배기 배플을 보여주는 평면도이다.
도 6은 도 4의 가열 유닛의 제1실시예를 보여주는 평면도이다.
도 7은 도 6의 가열 유닛의 제2실시예를 보여주는 평면도이다.
도 8은 도 6의 가열 유닛의 제3실시예를 보여주는 평면도이다.
도 9는 도 6의 가열 유닛의 제4실시예를 보여주는 사시도이다.
본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예로 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장된 것이다.
본 발명의 실시예에서는 플라즈마를 이용하여 기판을 식각하는 기판 처리 장치에 대해 설명한다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않고, 가스를 이용하여 기판을 처리하는 다양한 종류의 장치에 적용 가능하다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 설비를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 3을 참조하면, 기판 처리 설비(1)는 인덱스 모듈(10), 로딩 모듈(30), 그리고 공정 모듈(20)을 가지고, 인덱스 모듈(10)은 로드 포트(120), 이송 프레임(140), 그리고 버퍼 유닛(2000)을 가진다. 로드 포트(120), 이송 프레임(140), 그리고 공정 모듈(20)은 순차적으로 일렬로 배열된다. 이하, 로드 포트(120), 이송 프레임(140), 로딩 모듈(30), 그리고 공정 모듈(20)이 배열된 방향을 제1방향(12)이라 하고, 상부에서 바라볼 때, 제1방향(12)과 수직한 방향을 제2방향(14)이라 하며, 제1방향(12)과 제2방향(14)을 포함한 평면에 수직인 방향을 제3방향(16)이라 칭한다.
로드 포트(120)에는 복수 개의 기판들(W)이 수납된 캐리어(18)가 안착된다. 로드 포트(120)는 복수 개가 제공되며 이들은 제2방향(14)을 따라 일렬로 배치된다. 도 2에서는 3 개의 로드 포트(120)가 제공된 것으로 도시하였다. 그러나 로드 포트(120)의 개수는 공정 모듈(20)의 공정효율 및 풋 프린트 등의 조건에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다. 캐리어(18)에는 기판의 가장자리를 지지하도록 제공된 슬롯(도시되지 않음)이 형성된다. 슬롯은 제3방향(16)을 따라 복수 개가 제공되고, 기판은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 캐리어 내에 위치된다. 캐리어(18)로는 전면 개방 일체형 포드(Front Opening Unified Pod;FOUP)가 사용될 수 있다.
이송 프레임(140)은 로드 포트(120)에 안착된 캐리어(18), 버퍼 유닛(2000), 그리고 로딩 모듈(30) 간에 기판(W)을 반송한다. 이송 프레임(140)에는 인덱스 레일(142)과 인덱스 로봇(144)이 제공된다. 인덱스 레일(142)은 그 길이 방향이 제2방향(14)과 나란하게 제공된다. 인덱스 로봇(144)은 인덱스 레일(142) 상에 설치되며, 인덱스 레일(142)을 따라 제2방향(14)으로 직선 이동된다. 인덱스 로봇(144)은 베이스(144a), 몸체(144b), 그리고 인덱스암(144c)을 가진다. 베이스(144a)는 인덱스 레일(142)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 몸체(144b)는 베이스(144a)에 결합된다. 몸체(144b)는 베이스(144a) 상에서 제3방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 몸체(144b)는 베이스(144a) 상에서 회전 가능하도록 제공된다. 인덱스암(144c)은 몸체(144b)에 결합되고, 몸체(144b)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하도록 제공된다. 인덱스암(144c)은 복수 개 제공되어 각각 개별 구동되도록 제공된다. 인덱스암(144c)들은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다. 인덱스암(144c)들 중 일부는 공정 모듈(20)에서 캐리어(18)로 기판(W)을 반송할 때 사용되고, 다른 일부는 캐리어(18)에서 공정 모듈(20)로 기판(W)을 반송할 때 사용될 수 있다. 이는 인덱스 로봇(144)이 기판(W)을 반입 및 반출하는 과정에서 공정 처리 전의 기판(W)으로부터 발생된 파티클이 공정 처리 후의 기판(W)에 부착되는 것을 방지할 수 있다.
버퍼 유닛(2000)은 기판(W)을 임시 보관한다. 버퍼 유닛(2000)에서 기판(W) 상에 잔류되는 공정 부산물은 제거된다. 버퍼 유닛(2000)에서 공정 부산물의 제거는 버퍼 유닛(2000) 내로 퍼지 가스를 공급함으로써 이루어진다. 버퍼 유닛(2000)은 복수 개로 제공될 수 있다. 예컨대, 버퍼 유닛(2000)은 2개가 제공될 수 있다. 2개의 버퍼 유닛(2000)은 이송 프레임(140)의 양측에 각각 제공되어, 이송 프레임(140)을 사이에 두고 서로 대향되게 위치될 수 있다. 선택적으로 버퍼 유닛(2000)은 이송 프레임(140)의 일측에 1개만 제공될 수 있다.
로딩 모듈(30)은 이송 프레임(140)과 반송 챔버(242) 사이에 배치된다. 로딩 모듈(30)은 반송 챔버(242)와 이송 프레임(140) 간에 기판(W)이 반송되기 전에 기판(W)이 머무르는 공간을 제공한다. 로딩 모듈(30)은 로드락 챔버(32) 및 언로드락 챔버(34)를 포함한다. 로드락 챔버(32) 및 언로드락 챔버(34)는 각각 그 내부가 진공 분위기와 상압 분위기 간에 전환 가능하도록 제공된다.
로드락 챔버(32)는 인덱스 모듈(10)에서 공정 모듈(20)로 반송되는 기판(W)이 임시로 머무른다. 로드락 챔버(32)에 기판(W)이 반입되면, 내부 공간을 인덱스 모듈(10)과 공정 모듈(20) 각각에 대해 밀폐한다. 이후 로드락 챔버(32)의 내부 공간을 상압 분위기에서 진공 분위기로 전환하고, 인덱스 모듈(10)에 대해 밀폐가 유지된 상태에서 공정 모듈(20)에 대해 개방된다.
언로드락 챔버(34)는 공정 모듈(20)에서 인덱스 모듈(10)로 반송되는 기판(W)이 임시로 머무른다. 언로드락 챔버(34)에 기판(W)이 반입되면, 내부 공간을 인덱스 모듈(10)과 공정 모듈(20) 각각에 대해 밀폐한다. 이후 언로드락 챔버(34)의 내부 공간을 진공 분위기에서 상압 분위기로 전환하고, 공정 모듈(20)에 대해 밀폐가 유지된 상태에서 인덱스 모듈(10)에 대해 개방된다.
공정 모듈(20)은 반송 챔버(242) 및 복수 개의 공정 챔버들을 포함한다.
반송 챔버(242)는 로드락 챔버(32), 언로드락 챔버(34), 그리고 복수 개의 공정 챔버들(260) 간에 기판(W)을 반송한다. 반송 챔버(242)는 상부에서 바라볼 때 육각의 형상으로 제공될 수 있다. 선택적으로 반송 챔버(242)는 직사각 또는 오각의 형상으로 제공될 수 있다. 반송 챔버(242)의 둘레에는 로드락 챔버(32), 언로드락 챔버(34), 그리고 복수 개의 공정 챔버들(260)이 위치된다. 반송 챔버(242) 내에 반송 로봇(250)이 제공된다. 반송 로봇(250)은 반송 챔버(242)의 중앙부에 위치될 수 있다. 반송 로봇(250)은 수평, 수직 방향으로 이동할 수 있고, 수평면 상에서 전진, 후진 또는 회전이 가능한 복수 개의 핸드들(252)을 가질 수 있다. 각 핸드(252)는 독립 구동이 가능하며, 기판(W)은 핸드(252)에 수평 상태로 안착될 수 있다.
아래에서는 공정 챔버(260)에 제공된 기판 처리 장치(1000)에 대해 설명한다. 기판 처리 장치는 기판(W)을 식각 처리한다.
도 4는 도 3의 기판 처리 장치의 단면도이다. 도 4를 참조하면, 가스 처리 장치(1000)는 챔버(1100), 기판 지지 유닛(1200), 가스 공급 유닛(1300), 플라즈마 소스(1400), 배기 배플(1500), 배기 유닛(1600), 그리고 가열 유닛(2000)을 포함한다.
챔버(1100)는 기판(W)이 처리되는 처리 공간(1106)을 가진다. 챔버(1100)는 원형의 통 형상으로 제공된다. 챔버(1100)는 금속 재질로 제공된다. 예컨대, 챔버(1100)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 챔버(1100)의 일측벽에는 반입구가 형성된다. 반입구는 기판(W)이 반출입되는 개구로 기능한다. 반입구는 도어(1120)에 의해 개폐된다. 챔버(1100)의 하부에는 배기 포트(1140)가 제공된다. 배기 포트(1140)는 기판 지지 유닛(1200)의 아래에 위치된다. 배기 포트(1140)는 처리 공간(1106)의 분위기가 배출되는 유출구로 기능한다. 배기 포트(1140)는 챔버(1100)와 그 중심축과 일치되도록 위치된다.
기판 지지 유닛(1200)은 처리 공간(1106)에서 기판(W)을 지지한다. 기판 지지 유닛(1200)은 정전기력을 이용하여 기판(W)을 지지하는 정전척(1200)으로 제공될 수 있다. 선택적으로 기판 지지 유닛(1200)은 기계적 클램핑과 같은 다양한 방식으로 기판(W)을 지지할 수 있다.
정전척(1200)은 유전판(1210), 베이스(1230), 그리고 포커스링(1250)을 포함한다. 유전판(1210)은 유전체 재질로 제공될 수 있다. 유전판(1210)의 상면에는 기판(W)이 직접 놓인다. 유전판(1210)은 원판 형상으로 제공된다. 유전판(1210)은 기판(W)보다 작은 반경을 가질 수 있다. 유전판(1210)의 내부에는 척킹용 전극(1212)이 설치된다. 척킹용 전극(1212)에는 전원(미도시)이 연결되고, 전원(미도시)으로부터 전력이 인가되며, 기판(W)은 정전기력에 의해 유전판(1210)에 흡착된다.
베이스(1230)는 유전판(1210)을 지지한다. 베이스(1230)는 유전판(1210)의 아래에 위치되며, 유전판(1210)과 고정결합된다. 베이스(1230)의 상면은 그 중앙영역이 가장자리영역에 비해 높도록 단차진 형상을 가진다. 베이스(1230)는 그 상면의 중앙영역이 유전판(1210)의 저면에 대응하는 면적을 가진다. 베이스(1230)의 내부에는 냉각 유로(1232)가 형성된다. 냉각 유로(232)는 냉각 유체가 순환하는 통로로 제공된다. 냉각 유로(1232)는 베이스(1230)의 내부에서 나선 형상으로 제공될 수 있다. 베이스에는 외부에 위치된 고주파 전원(1234)과 연결된다. 고주파 전원(1234)은 베이스(1230)에 전력을 인가한다. 베이스(1230)에 인가된 전력은 챔버(1100) 내에 발생된 플라즈마가 베이스(1230)를 향해 이동되도록 안내한다. 베이스(1230)는 금속 재질로 제공될 수 있다.
포커스링(1250)은 플라즈마를 기판(W)으로 집중시킨다. 포커스링(1250)은 내측링(1252) 및 외측링(1254)을 포함한다. 내측링(1252)은 유전판(1210)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 내측링(1252)을 베이스(1230)의 가장자리영역에 위치된다. 내측링(1252)의 상면은 유전판(1210)의 상면과 동일한 높이를 가지도록 제공된다. 내측링(1252)의 상면 내측부는 기판(W)의 저면 가장자리영역을 지지한다. 예컨대, 내측링(1252)은 도전성 재질로 제공될 수 있다. 외측링(1254)은 내측링(1252)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 외측링(1254)은 베이스(1230)의 가장자리 영역에서 내측링(1252)과 인접하게 위치된다. 외측링(1254)은 내측링(1252)에 비해 그 높은 상단을 가진다. 외측링(1254)은 절연 물질로 제공될 수 있다.
가스 공급 유닛(1300)은 기판 지지 유닛(1200)에 지지된 기판(W) 상으로 공정 가스를 공급한다. 가스 공급 유닛(1300)은 가스 저장부(1350), 가스 공급 라인(1330), 그리고 가스 유입 포트(1310)를 포함한다. 가스 공급 라인(1330)은 가스 저장부(1350) 및 가스 유입 포트(1310)를 연결한다. 가스 저장부(1350)에 저장된 공정 가스는 가스 공급 라인(1330)을 통해 가스 유입 포트(1310)으로 공급한다. 가스 유입 포트(1310)는 챔버(1100)의 상부벽에 설치된다. 가스 유입 포트(1310)는 기판 지지 유닛(1200)과 대향되게 위치된다. 일 예에 의하면, 가스 유입 포트(1310)는 챔버(1100) 상부벽의 중심에 설치될 수 있다. 가스 공급 라인(1330)에는 밸브가 설치되어 그 내부 통로를 개폐하거나, 그 내부 통로에 흐르는 가스의 유량을 조절할 수 있다. 예컨대, 공정 가스는 식각 가스일 수 있다.
플라즈마 소스(1400)는 챔버(1100) 내에 공정가스를 플라즈마 상태로 여기시킨다. 플라즈마 소스(1400)로는 유도 결합형 플라즈마(ICP: inductively coupled plasma) 소스가 사용될 수 있다. 플라즈마 소스(1400)는 안테나(1410) 및 외부 전원(1430)을 포함한다. 안테나(1410)는 챔버(1100)의 외측 상부에 배치된다. 안테나(1410)는 복수 회 감기는 나선 형상으로 제공되고, 외부 전원(1430)과 연결된다. 안테나(1410)는 외부 전원(1430)으로부터 전력을 인가받는다. 전력이 인가된 안테나(1410)는 챔버(1100)의 내부 공간에 방전 공간을 형성한다. 방전 공간 내에 머무르는 공정 가스는 플라즈마 상태로 여기될 수 있다.
배기 배플(1500)은 처리 공간(1106)에서 플라즈마를 영역 별로 균일하게 배기시킨다. 도 5는 도 4의 배기 배플을 보여주는 평면도이다. 도 5를 참조하면, 배기 배플(1500)은 환형의 링 형상을 가진다. 배기 배플(1500)은 처리 공간(1106)에서 챔버(1100)의 내측벽과 기판 지지 유닛(1200)의 사이에 위치된다. 배기 배플(1500)에는 복수의 배플홀들(1502)이 형성된다. 배플홀들(1502)은 상하 방향을 향하도록 제공된다. 배플홀들(1502)은 배기 배플(1500)의 상단에서 하단까지 연장되는 홀들로 제공된다. 배플홀들(1502)은 배기 배플(1500)의 원주방향을 따라 서로 이격되게 배열된다. 각각의 배플홀(1502)은 슬릿 형상을 가지며, 반경 방향을 향하는 길이 방향을 가진다.
다시 도 4를 참조하면, 배기 유닛(1600)은 처리 공간(1106)의 분위기를 배기한다. 배기 유닛(1600)은 배기 라인(1620), 개폐 밸브(1640) 그리고 감압 부재(1660)를 포함한다. 배기 포트에는 배기 라인(1620)이 설치되고, 배기 라인(1620)에는 감압 부재(1660)가 설치된다. 감압 부재(1660)는 배기 포트에 진공압을 제공한다. 공정 진행 중에 발생되는 부산물 및 챔버(1100) 내에 머무르는 플라즈마는 진공압에 의해 챔버(1100)의 외부로 배출된다. 개폐 밸브(1640)는 감압 부재(1660)로부터 제공되는 배기압을 조절한다. 개폐 밸브(1640)는 배기 라인(1620)을 개폐한다. 개폐 밸브(1640)는 개방 위치와 차단 위치로 이동 가능하다. 개폐 밸브(1640)는 배기 라인(1620)의 길이 방향과 수직한 방향으로 이동 가능하다. 개폐 밸브(1640)는 직선 이동 또는 스윙 이동이 가능하다. 여기서 개방 위치는 개폐 밸브(1640)에 의해 배기 라인(1620)이 개방되는 위치이고, 차단 위치는 개폐 밸브(1640)에 의해 배기 라인(1620)이 차단되는 위치이다. 일 예에 의하면, 공정 진행 시 배기 라인(1620)의 일부 영역은 개방되게 제공된다. 개방 영역은 비대칭적 영역으로 제공될 수 있다. 상부에서 바라볼 때 개방 영역은 기판 지지 유닛(1200)에 놓인 기판(W)의 중심을 기준으로 챔버(1100)의 반입구(1122)에 가깝게 위치될 수 있다.
가열 유닛(2000)은 유전판(1210)에 놓여진 기판(W)을 가열한다. 가열 유닛(2000)은 유전판(1210)에서 전극(1212)의 아래에 위치된다. 가열 유닛(2000)은 발열체(2200) 및 전력 공급 부재(2400)를 포함한다. 발열체(2200)는 전력 공급 부재(2400)로부터 전류가 인가되어 발열된다. 발열체(2200)는 복수 개로 제공되며, 각각은 환형의 링 형상을 가지도록 제공된다. 각각의 발열체(2200)에는 전류가 독립적으로 인가되며, 서로 다른 직경을 가진다. 예컨대, 발열체(2200)들은 동일한 높이에서 서로 동심원을 가지도록 배치될 수 있다.
도 6은 도 4의 가열 유닛의 제1실시예를 보여주는 평면도이다. 도 6을 참조하면, 각각의 발열체(2200)는 제1발열 라인(2220)과 제2발열 라인(2240)을 가진다. 제1발열 라인(2220)은 기판 지지 유닛(1200)에 놓인 기판(W)의 제1영역과 마주하게 위치되고, 제2발열 라인(2240)은 기판 지지 유닛(1200)에 놓인 기판(W)의 제2영역과 마주하게 위치된다. 제1영역과 제2영역은 서로 다른 영역으로 제공된다. 여기서 제1영역은 상부에서 바라볼 때 제2영역에 비해 반입구에 더 인접한 영역으로 정의한다. 선택적으로 제1영역은 상부에서 바라볼 때 제2영역보다 배기 라인(1620)의 개방 영역에 더 가까운 영역으로 제공될 수 있다.
제1발열 라인(2220)과 제2발열 라인(2240)은 제1영역을 제2영역보다 더 높은 온도로 가열하도록 제공된다. 일 예에 의하면, 제1영역은 제1온도로 가열되고, 제2발열 라인(2240)은 제2영역을 제2온도로 가열될 수 있다. 제1온도는 제2온도보다 높은 온도일 수 있다.
발열체(2200)의 제1부분은 제1발열 라인(2220)에 해당되고, 제2부분은 제2발열 라인(2240)에 해당된다. 제1부분과 제2부분은 서로 더해져 환형의 링 형상을 가진다. 즉, 제1발열 라인(2220)은 일단이 제2발열 라인(2240)의 일단으로부터 연장되고, 제1발열 라인(2220)의 타단이 제2발열 라인(2240)의 타단으로부터 연장되게 제공된다. 제1발열 라인(2220)은 복수의 브랜치 라인(2222)들을 가진다. 각각의 브랜치 라인(2222)은 서로 병렬로 연결된다. 각각의 브랜치 라인(2222)은 제2발열 라인(2240)과 직렬로 연결된다. 브랜치 라인(2222)들 각각은 제2발열 라인(2240)과 동일한 온도로 발열된다. 그러나 복수 개이 브랜치 라인(2222)들이 제1영역을 집중 가열함에 따라 제1영역은 보다 신속하게 기설정 온도에 도달 가능하며, 제2영역에 비해 더 높은 온도로 가열될 수 있다.
기판(W)의 제1영역은 제2영역에 비해 챔버(1100)의 반입구에 더 가깝게 위치된다. 처리 공간(1106)에서 반입구에 인접한 영역은 다른 영역에 비해 외부의 온도 영향을 더 많이 받는다. 이에 따라 제1영역은 제2영역에 비해 처리 공간(1106)의 외부 온도에 영향을 더 많이 받는다.
또한 배기 라인(1620)의 개방 영역은 상부에서 바라볼 때 제2영역보다 제1영역에 더 가깝게 위치된다. 이로 인해 처리 공간(1106)의 가스는 제2영역보다 제1영역에 더 다량으로 흐르며, 이는 제1영역의 온도를 낮출 수 있다.
그러나 본 실시예에 의하면, 제1영역은 제2영역보다 더 높은 온도로 가열된다. 이로 인해 제1영역의 열 보상이 이루어지며, 제1영역과 제2영역이 균일하게 가열될 수 있다.
가열 유닛(2000)의 제2실시예에 의하면, 도 7과 같이 제1발열 라인(2220a)은 제2발열 라인(2240)보다 큰 밀집도를 가지는 형상으로 제공될 수 있다. 상부에서 바라볼 때 단위 면적에 제공되는 제1발열 라인(2220a)의 밀집도는 제2발열 라인(2240)의 밀집도보다 클 수 있다. 제1발열 라인(2220a)은 원주 방향을 따라 지그재그 형상으로 제공되고, 제2발열 라인(2240)은 원호 형상으로 제공될 수 있다. 이로 인해 제1영역은 제2영역보다 더 높은 온도로 가열될 수 있다.
가열 유닛(2000)의 제3실시예에 의하면, 도 8과 같이, 제1발열 라인(2220b)은 제2발열 라인(2240)보다 굵기가 두껍게 제공될 수 있다. 이로 인해 제1영역은 제2영역보다 더 높은 온도로 가열될 수 있다.
가열 유닛(2000)의 제4실시예에 의하면, 도 9와 같이, 제1발열 라인(2220c)은 제2발열 라인(2240)에 비해 기판 지지 유닛(1200)에 놓인 기판(W)에 더 가깝게 위치될 수 있다. 이로 인해 제1영역은 제2영역보다 더 높은 온도로 가열될 수 있다.
상술한 실시예는 가열 유닛(2000)이 기판(W)을 플라즈마 처리하는 장치에 사용되는 것으로 설명하였다. 그러나 본 실시예는 플라즈마 처리 장치에 한정되지 않으며, 기판(W)을 열 처리하는 장치라면 다양하게 적용 가능하다.
1100: 챔버 1200: 기판 지지 유닛
1300: 가스 공급 유닛 1400: 플라즈마 소스
1500: 배기 배플 1600: 배기 유닛
2000: 가열 유닛 2200: 발열체
2220: 제1발열 라인 2240: 제2발열 라인

Claims (12)

  1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    내부에 처리 공간을 가지는 공정 챔버와;
    상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛과;
    상기 처리 공간으로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과;
    상기 처리 공간의 내부를 배기하는 배기 유닛과;
    상기 공정 가스로부터 플라즈마를 생성하는 플라즈마 소스와;
    상기 기판 지지 유닛에 제공되며, 상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판을 가열하는 가열 유닛을 포함하되,
    상기 공정 챔버는 상기 기판 지지 유닛의 하부에 위치되는 배기 포트를 가지고,
    상기 배기 유닛은 상기 배기 포트와 연통되는 배기 라인과, 상기 배기 라인에 설치되어 상기 배기 포트에 진공압을 제공하는 감압 부재와, 그리고 상기 배기 포트에 설치되어 개방 위치에서 차단 위치로 이동 가능하게 제공되는 개폐 밸브를 포함하며,
    상기 배기 포트가 상기 개폐 밸브에 의해 개방되는 개방 영역은 상부에서 바라볼 때 비대칭적으로 제공되고,
    상기 가열 유닛은 전류의 공급에 의해 발열하는 발열체를 포함하고,
    상기 발열체는,
    상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판의 제1영역과 마주하는 제1발열 라인과;
    상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판의 제2영역과 마주하며, 상기 제1발열 라인으로부터 연장되는 제2발열 라인을 포함하되,
    상기 제1발열 라인은 서로 병렬로 연결된 복수의 브랜치 라인을 포함하고,
    각각의 상기 브랜치 라인은 상기 제2발열 라인과 직렬로 연결되며,
    각각의 상기 브랜치 라인은 상기 제2발열 라인과 동일한 온도로 발열되고,
    상기 제1발열 라인과 상기 제2발열 라인은 상기 제1영역을 상기 제2영역보다 더 높은 온도로 가열하도록 제공되며,
    상부에서 바라볼 때 상기 개방 영역은 상기 제2영역보다 상기 제1영역에 더 가깝게 위치되는 기판 처리 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상부에서 바라볼 때 단위 면적에 제공되는 상기 제1발열 라인의 밀집도는 상기 제2발열 라인의 밀집도보다 큰 기판 처리 장치.
  4. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    내부에 처리 공간을 가지는 공정 챔버와;
    상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛과;
    상기 처리 공간으로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과;
    상기 처리 공간의 내부를 배기하는 배기 유닛과;
    상기 공정 가스로부터 플라즈마를 생성하는 플라즈마 소스와;
    상기 기판 지지 유닛에 제공되며, 상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판을 가열하는 가열 유닛을 포함하되,
    상기 공정 챔버는 상기 기판 지지 유닛의 하부에 위치되는 배기 포트를 가지고,
    상기 배기 유닛은 상기 배기 포트와 연통되는 배기 라인과, 상기 배기 라인에 설치되어 상기 배기 포트에 진공압을 제공하는 감압 부재와, 그리고 상기 배기 포트에 설치되어 개방 위치에서 차단 위치로 이동 가능하게 제공되는 개폐 밸브를 포함하며,
    상기 배기 포트가 상기 개폐 밸브에 의해 개방되는 개방 영역은 상부에서 바라볼 때 비대칭적으로 제공되고,
    상기 가열 유닛은 전류의 공급에 의해 발열하는 발열체를 포함하고,
    상기 발열체는,
    상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판의 제1영역과 마주하는 제1발열 라인과;
    상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판의 제2영역과 마주하며, 상기 제1발열 라인으로부터 연장되는 제2발열 라인을 포함하되,
    상기 제1발열 라인은 지그재그 형상으로 제공되고, 상기 제2발열 라인은 원호 형상으로 제공되고,
    상기 제1발열 라인과 상기 제2발열 라인은 상기 제1영역을 상기 제2영역보다 더 높은 온도로 가열하도록 제공되며,
    상부에서 바라볼 때 상기 개방 영역은 상기 제2영역보다 상기 제1영역에 더 가깝게 위치되는 기판 처리 장치.
  5. 삭제
  6. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    내부에 처리 공간을 가지는 공정 챔버와;
    상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛과;
    상기 처리 공간으로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과;
    상기 처리 공간의 내부를 배기하는 배기 유닛과;
    상기 공정 가스로부터 플라즈마를 생성하는 플라즈마 소스와;
    상기 기판 지지 유닛에 제공되며, 상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판을 가열하는 가열 유닛을 포함하되,
    상기 공정 챔버는 상기 기판 지지 유닛의 하부에 위치되는 배기 포트를 가지고,
    상기 배기 유닛은 상기 배기 포트와 연통되는 배기 라인과, 상기 배기 라인에 설치되어 상기 배기 포트에 진공압을 제공하는 감압 부재와, 그리고 상기 배기 포트에 설치되어 개방 위치에서 차단 위치로 이동 가능하게 제공되는 개폐 밸브를 포함하며,
    상기 배기 포트가 상기 개폐 밸브에 의해 개방되는 개방 영역은 상부에서 바라볼 때 비대칭적으로 제공되고,
    상기 가열 유닛은 전류의 공급에 의해 발열하는 발열체를 포함하고,
    상기 발열체는,
    상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판의 제1영역과 마주하는 제1발열 라인과;
    상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판의 제2영역과 마주하며, 상기 제1발열 라인으로부터 연장되는 제2발열 라인을 포함하되,
    상기 제1발열 라인은 상기 제2발열 라인에 비해 상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판에 더 가깝게 위치되고,
    상기 제1발열 라인과 상기 제2발열 라인은 상기 제1영역을 상기 제2영역보다 더 높은 온도로 가열하도록 제공되며,
    상부에서 바라볼 때 상기 개방 영역은 상기 제2영역보다 상기 제1영역에 더 가깝게 위치되는 기판 처리 장치.
  7. 제1항, 제3항 내지 제4항, 그리고 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발열체는 복수 개로 제공되며 서로 다른 직경을 가지는 환형의 링 형상을 가지고, 복수의 상기 발열체들은 서로 독립적으로 전류가 인가되며,
    각각의 상기 발열체는 서로 동심원을 가지도록 배치되는 기판 처리 장치.
  8. 제1항, 제3항 내지 제4항, 그리고 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공정 챔버에는 기판이 상기 처리 공간으로 출입되는 반입구가 형성되고, 상기 제1영역은 상기 제2영역보다 상기 반입구에 더 인접한 영역인 기판 처리 장치.
  9. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    내부에 처리 공간을 가지는 공정 챔버와;
    상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛과;
    상기 기판 지지 유닛에 제공되며, 상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판을 가열하는 가열 유닛을 포함하되,
    상기 가열 유닛은 전류의 공급에 의해 발열하는 발열체를 포함하고,
    상기 발열체는,
    상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판의 제1영역과 마주하는 제1발열 라인과;
    상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판의 제2영역과 마주하며, 상기 제1발열 라인으로부터 연장되는 제2발열 라인을 포함하되,
    상기 제1발열 라인은 서로 병렬로 연결된 복수의 브랜치 라인을 포함하고,
    각각의 상기 브랜치 라인은 상기 제2발열 라인과 직렬로 연결되며,
    각각의 상기 브랜치 라인은 상기 제2발열 라인과 동일한 온도로 발열되고,
    상기 제1발열 라인과 상기 제2발열 라인은 상기 제1영역을 상기 제2영역보다 더 높은 온도로 가열하도록 제공되고,
    상부에서 바라볼 때 단위 면적에 제공되는 상기 제1발열 라인의 밀집도는 상기 제2발열 라인의 밀집도보다 큰 기판 처리 장치.
  10. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    내부에 처리 공간을 가지는 공정 챔버와;
    상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛과;
    상기 기판 지지 유닛에 제공되며, 상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판을 가열하는 가열 유닛을 포함하되,
    상기 가열 유닛은 전류의 공급에 의해 발열하는 발열체를 포함하고,
    상기 발열체는,
    상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판의 제1영역과 마주하는 제1발열 라인과;
    상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판의 제2영역과 마주하며, 상기 제1발열 라인으로부터 연장되는 제2발열 라인을 포함하되,
    상기 제1발열 라인은 지그재그 형상으로 제공되고, 상기 제2발열 라인은 원호 형상으로 제공되고,
    상기 제1발열 라인과 상기 제2발열 라인은 상기 제1영역을 상기 제2영역보다 더 높은 온도로 가열하도록 제공되고,
    상부에서 바라볼 때 단위 면적에 제공되는 상기 제1발열 라인의 밀집도는 상기 제2발열 라인의 밀집도보다 큰 기판 처리 장치.
  11. 삭제
  12. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    내부에 처리 공간을 가지는 공정 챔버와;
    상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛과;
    상기 기판 지지 유닛에 제공되며, 상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판을 가열하는 가열 유닛을 포함하되,
    상기 가열 유닛은 전류의 공급에 의해 발열하는 발열체를 포함하고,
    상기 발열체는,
    상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판의 제1영역과 마주하는 제1발열 라인과;
    상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판의 제2영역과 마주하며, 상기 제1발열 라인으로부터 연장되는 제2발열 라인을 포함하되,
    상기 제1발열 라인은 상기 제2발열 라인에 비해 상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판에 더 가깝게 위치되고,
    상기 제1발열 라인과 상기 제2발열 라인은 상기 제1영역을 상기 제2영역보다 더 높은 온도로 가열하도록 제공되고,
    상부에서 바라볼 때 단위 면적에 제공되는 상기 제1발열 라인의 밀집도는 상기 제2발열 라인의 밀집도보다 큰 기판 처리 장치.
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