KR102299883B1 - 기판 처리 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판을 처리하는 장치 및 방법을 제공한다.
기판 처리 장치는 기판이 수용된 용기가 놓이는 로드포트 및 상기 로드포트에 놓인 상기 용기에서 기판을 반송하는 이송 프레임을 가지는 인덱스 모듈, 기판을 공정 처리하는 공정 챔버 및 상기 기판을 상기 공정 챔버로 반송하는 반송 챔버를 가지는 공정 모듈, 상기 인덱스 모듈과 상기 공정 모듈 사이에 배치되며, 상기 인덱스 모듈과 상기 공정 모듈 간에 반송되는 상기 기판이 놓이는 로드락 챔버, 그리고 상기 공정 모듈에서 공정 처리된 기판을 후처리하는 후처리 유닛을 포함하되, 상기 후처리 유닛은 상기 기판에 잔류된 파티클을 세정하는 세정 부재를 포함하되, 상기 세정 부재는 상기 기판으로 플라즈마를 토출하는 플라즈마 토치를 가진다.

Description

기판 처리 장치 및 방법{Apparatus and Method for treating substrate}
본 발명은 기판을 처리하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
반도체소자를 제조하기 위해서, 기판에 패턴을 형성하기 위해 사진 공정, 식각 공정, 애싱 공정, 이온주입 공정, 그리고 박막 증착 공정 등의 다양한 공정들을 수행한다. 이러한 공정들 중 식각 공정, 이온 주입 공정, 그리고 박막 증착 공정은 진공 분위기에서 기판을 가스 처리한다. 진공 분위기에서 대기 분위기로 이동된 기판은 대기에 노출되면서 기판에는 파티클 및 퓸(Fume)이 형성된다. 따라서 기판 처리 공정 후에는 기판에 잔류된 파티클 및 퓸을 제거하는 공정이 수행되어야 한다.
일반적으로 파티클을 제거하는 공정으로는, 비활성 가스를 블로우하여 잔류 파티클을 제거한다. 그러나 파티클은 기판을 처리 시에 사용된 가스와 밀접한 관계가 있으며, 파티클은 기판에 강한 힘으로 부착되어 있어 제거하는 것이 어렵다.
본 발명은 가스 처리된 기판으로부터 파티클을 제거하는 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한 본 발명은 파티클의 제거가 용이한 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 실시예는 기판을 처리하는 장치 및 방법을 제공한다.
기판 처리 장치는 기판이 수용된 용기가 놓이는 로드포트 및 상기 로드포트에 놓인 상기 용기에서 기판을 반송하는 이송 프레임을 가지는 인덱스 모듈, 기판을 공정 처리하는 공정 챔버 및 상기 기판을 상기 공정 챔버로 반송하는 반송 챔버를 가지는 공정 모듈, 상기 인덱스 모듈과 상기 공정 모듈 사이에 배치되며, 상기 인덱스 모듈과 상기 공정 모듈 간에 반송되는 상기 기판이 놓이는 로드락 챔버, 그리고 상기 공정 모듈에서 공정 처리된 기판을 후처리하는 후처리 유닛을 포함하되, 상기 후처리 유닛은 상기 기판에 잔류된 파티클을 세정하는 세정 부재를 포함하되, 상기 세정 부재는 상기 기판으로 플라즈마를 토출하는 플라즈마 토치를 가진다.
상기 후처리 유닛은 상기 로드락 챔버에 위치될 수 있다.
선택적으로 상기 후처리 유닛은 상기 인덱스 모듈에 위치될 수 있다.
상기 후처리 유닛은 하우징과 상기 하우징 내에서 상기 기판을 지지하는 지지 부재와 상기 플라즈마 토치를 상기 기판과 평행한 방향으로 상대 이동시키는 이동 부재를 포함할 수 있다.
상기 후처리 유닛은 상기 하우징의 내부 압력을 조절하여 상기 플라즈마 토치로부터 토출되는 플라즈마의 토출 영역을 조절하는 압력 조절 부재를 더 포함하되, 상기 압력 조절 부재는 상기 플라즈마가 상기 기판의 전체 영역에 동시 토출되도록 상기 내부 압력을 조절할 수 있다.
상기 압력 조절 부재는 상기 내부 압력을 상압보다 낮은 압력으로 조절할 수 있다.
상기 플라즈마를 생성하는 가스는 에어를 포함할 수 있다.
상기 플라즈마를 생성하는 가스는 황을 더 포함할 수 있다.
또한 기판을 처리하는 방법은 상기 기판을 진공 분위기의 처리 공간에서 공정 처리하는 공정 처리 단계와 공정 처리된 상기 기판을 상기 처리 공간으로부터 반출하여 상기 기판을 세정 처리하는 세정 처리 단계를 포함하되, 상기 세정 처리 단계에서 상기 기판은 플라즈마 토치로부터 토출된 플라즈마에 의해 세정된다.
상기 공정 처리 단계에서 처리되어 반출된 상기 기판의 표면에는 탄소가 함유되고, 상기 플라즈마를 생성하는 가스는 에어를 포함할 수 있다.
상기 세정 처리 단계에는 상기 플라즈마 토치를 상기 기판에 대해 상대 이동시키면서 상기 플라즈마를 상기 기판의 전체 영역에 공급할 수 있다.
상기 세정 처리 단계에는 상기 플라즈마가 상기 기판의 전체 영역에 동시 토출되도록 상기 세정 처리가 이루어지는 공간을 상압보다 낮은 압력으로 조절할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 가스 처리된 기판에는 플라즈마 토치로부터 발생된 플라즈마가 공급된다. 이로 인해 기판 상의 잔류 파티클을 쉽게 제거할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 설비를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 2는 도 1의 가스 처리 장치의 단면도이다.
도 3은 도 1의 로드락 챔버를 보여주는 단면도이다.
도 4 및 도 5는 도 3의 챔버 내의 압력에 따른 세정 부재의 플라즈마 변화량 보여주는 도면들이다.
도 6은 도 3의 세정 부재의 다른 실시예를 보여주는 도면이다.
도 7은 도 1의 세정 부재의 또 다른 실시예를 보여주는 도면이다.
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 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 설비를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 1을 참조하면, 기판 처리 설비(1)는 인덱스 모듈(10), 로딩 모듈(30), 공정 모듈(20), 그리고 후처리 유닛(2000)을 가지고, 인덱스 모듈(10)은 로드 포트(120), 이송 프레임(140), 정렬 유닛(150) 그리고 버퍼 유닛(300)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(300), 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. 인덱스암들(144c)은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다. 인덱스암들(144c) 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.
정렬 유닛(150)은 이송 프레임 내에서 기판(W)의 방향을 정렬한다. 일 예에 의하면, 기판(W)은 플랫존을 가지는 웨이퍼(W)로 제공될 수 있다. 즉, 기판(W)은 일부가 절단된 원판 형상으로 제공될 수 있다. 정렬 유닛(150)은 각 기판(W)의 플랫존이 동일한 방향을 향하도록 기판(W)의 방향을 정렬할 수 있다.
버퍼 유닛(300)은 공정 모듈(20)에서 처리된 기판(W)을 임시 보관한다. 버퍼 유닛(300)은 기판(W) 상에 잔류되는 공정 부산물은 제거된다. 버퍼 유닛(300)에서의 공정 부산물 제거는 버퍼 유닛(300)의 내부를 가압하거나 감압함으로써 이루어진다. 버퍼 유닛(300)은 복수 개로 제공될 수 있다. 예컨대, 버퍼 유닛(300)은 2개가 제공될 수 있다. 2개의 버퍼 유닛(300)은 이송 프레임(140)의 양측에 각각 제공되어, 이송 프레임(140)을 사이에 두고 서로 대향되게 위치될 수 있다. 선택적으로 버퍼 유닛(300)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 복수 개의 로드락 챔버들(32,34)을 포함한다. 로드락 챔버(32,34)는 각각 그 내부가 진공 분위기와 상압 분위기 간에 전환 가능하도록 제공된다.
로드락 챔버(32,34)는 인덱스 모듈(10)과 공정 모듈(20) 간에 반송되는 기판(W)이 임시로 머무른다. 로드락 챔버(32,34)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 분위기 또는 진공 분위기로 전환하고, 인덱스 모듈(10)과 공정 모둘(20) 중 어느 하나에 대해 밀폐가 유지된 상태에서 다른 하나에 대해 개방된다.
예컨대, 기판이 인덱스 모듈(10)에서 공정 모듈(20)로 반송될 때, 로드락 챔버(32,34)는 내부 공간을 상압 분위기에서 진공 분위기로 전환한 후에, 인덱스 모듈(10)에 대해 밀폐를 유지한 상태에서 공정 모듈(20)에 대해 개방될 수 있다.
이와 반대로, 기판이 공정 모듈(20)에서 인덱스 모듈(10)로 반송될 때, 로드락 챔버(32,34)는 내부 공간을 진공 분위기에서 상압 분위기로 전환한 후에, 공정 모듈(20)에 대해 밀폐를 유지한 상태에서 인덱스 모듈(10)에 대해 개방될 수 있다.
선택적으로, 로드락 챔버(32,34) 중 어느 하나는 기판을 인덱스 모듈(10)에서 공정 모듈(20)로 반송될 때에 사용되고, 다른 하나는 기판을 공정 모듈(20)에서 인덱스 모듈(10)로 반송될 때 사용될 수 있다.
공정 모듈(20)은 반송 챔버(242) 및 복수 개의 공정 유닛들(260)을 포함한다.
반송 챔버(242)는 로드락 챔버(32,34) 및 복수 개의 공정 유닛들(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(32,34) 및 복수 개의 공정 유닛들(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 유닛(260)에 제공된 가스 처리 장치(1000)에 대해 설명한다. 가스 처리 장치는 기판(W)을 식각 또는 증착 처리한다. 일 예에 의하면, 각각의 가스 처리 장치는 서로 다른 가스 처리 공정을 수행할 수 있다. 가스 처리 공정에 사용되는 가스는 탄소(C)를 포함하는 가스일 수 있다. 가스 처리 공정에 사용되는 가스는 메탄(CH4) 일 수 있다
도 2는 도 1의 가스 처리 장치의 단면도이다. 도 2를 참조하면, 가스 처리 장치(1000)는 챔버(1100), 기판 지지 유닛(1200), 가스 공급 유닛(1300), 플라즈마 소스(1400), 그리고 배기 배플(1500)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 개구가 형성된다. 개구는 기판(W)이 반출입되는 입구로 기능한다. 개구는 도어(1120)에 의해 개폐된다. 챔버(1100)의 바닥면에는 하부홀(1150)이 형성된다. 하부홀(1150)에는 감압 부재(미도시)가 연결된다. 챔버(1100)의 처리 공간(1106)은 감압 부재에 의해 배기 가능하며, 공정 진행시 감압 분위기로 유지될 수 있다.
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. 유전판(1210)의 내부에는 기판(W)을 가열하는 히터(1214)가 설치된다. 히터(1214)는 척킹용 전극(1212)의 아래에 위치된다. 히터(1214)는 나선 형상의 코일로 제공될 수 있다.
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. 냉각유로(232)는 냉각유체가 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 가장자리영역에서 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. 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 배기홀들(1502)이 형성된다. 배기홀들(1502)은 상하 방향을 향하도록 제공된다. 배기홀들(1502)은 배기 배플(1500)의 상단에서 하단까지 연장되는 홀들로 제공된다. 배기홀들(1502)은 배기 배플(1500)의 원주방향을 따라 서로 이격되게 배열된다. 각각의 배기홀(1502)은 슬릿 형상을 가지며, 반경 방향을 향하는 길이 방향을 가진다.
후처리 유닛(2000)은 가스 처리 장치에서 가스 처리된 기판(W)을 후처리한다. 후처리 유닛(2000)은 로드락 챔버(32,34)에 위치된다. 후처리 유닛(2000)은 로드락 챔버(32,34)와 일체로 제공될 수 있다. 도 3은 도 1의 로드락 챔버(32,34)를 보여주는 단면도이다. 도 3을 참조하면, 후처리 유닛(2000)은 하우징(2100), 지지 부재(2200), 압력 조절 부재(2400), 그리고 세정 부재(2300)를 포함한다.
하우징(2100)은 일측이 인덱스 모듈(10)과 마주하고, 이와 마주하는 타측이 공정 모듈(20)에 마주하게 위치된다. 하우징(2100)의 일측 및 타측 각각은 개폐 가능하도록 제공된다. 하우징(2100)의 내부는 기판(W)을 후처리하는 후처리 공간(2120)으로 제공될 수 있다.
지지 부재(2200)는 후처리 공간(2120)에서 기판(W)을 지지한다. 지지 부재(2200)는 상하 방향으로 배열된 복수 개의 슬롯으로 제공될 수 있다. 지지 부재(2200)는 복수의 기판(W)들을 상하 방향으로 배열되도록 기판(W)들을 지지할 수 있다. 예컨대, 지지 부재(2200)는 기판(W)을 2단으로 적층되게 지지할 수 있다. 하단은 기판(W)을 공정 모듈(20)로 반송할 때 지지하고, 상단은 기판(W)을 공정 모듈(20)로부터 반출할 때 지지할 수 있다.
선택적으로, 지지 부재(2200)는 1단으로 제공될 수 있다.
압력 조절 부재(2400)는 후처리 공간(2120)의 압력을 조절한다. 압력 조절 부재(2400)는 기판(W)을 공정 모듈(20)로 반송하거나 인덱스 모듈(10)로 반송할 때에, 후처리 공간(2120)을 진공 분위기 또는 상압 분위기로 조절한다. 또한 압력 조절 부재(2400)는 기판(W)에 대해 후처리 공정을 수행할 때에 후처리 공간(2120)의 압력을 상기 진공 분위기와 상기 상압 분위기의 사이 압력인 후처리 압력으로 조절할 수 있다. 일 예에 의하면, 후처리 압력은 기판(W)으로 토출되는 플라즈마가 기판(W)의 전체 영역에 동시 토출시키는 압력일 수 있다. 압력 조절 부재(2400)는 후처리 공간(2120)으로 에어를 공급하는 에어 공급 라인(2340)과 후처리 공간(2120)을 배기하는 배기 라인(2420)을 포함한다. 에어 공급 라인(2340)은 플라즈마 토치(2320) 및 후처리 공간(2120) 각각에 에어를 공급할 수 있다. 배기 라인(2420)에는 감압 부재(2440)가 설치되어 후처리 공간(2120)을 진공 분위기로 감압 가능하다.
세정 부재(2300)는 공정 모듈(20)에서 가스 처리된 기판(W)을 세정 처리한다. 세정 부재(2300)는 기판(W) 상에 잔류된 파티클을 세정 처리한다. 세정 부재(2300)는 후처리 공간(2120)에서 지지 부재(2200)의 상부에 위치된다. 세정 부재(2300)는 지지 부재(2200)에 지지된 기판(W)으로 플라즈마를 토출하는 플라즈마 토치(2320)를 포함한다. 플라즈마 토치(2320)는 토출단이 지지 부재(2200)에 지지된 기판(W)의 중심과 마주하도록 위치될 수 있다. 플라즈마 토치(2320)로부터 토출되는 플라즈마 토출 영역은 후처리 공간(2120)의 압력에 의해 조절될 수 있다. 도 4 및 도 5는 도 3의 챔버 내의 압력에 따른 세정 부재(2300)의 플라즈마 변화량 보여주는 도면들이다. 도 4를 참조하면, 플라즈마의 토출 영역과 후처리 공간(2120)의 압력은 반비례되도록 제공될 수 있다. 예컨대, 플라즈마 토치(2320)는 대기압에서 플라즈마를 형성할 수 있다. 플라즈마 토치(2320)는 공정 가스로부터 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 공정 가스는 에어 또는 황을 포함할 수 있다. 플라즈마 토치(2320)는 마이크로 웨이브에 의해 형성된 전기장으로 공정 가스를 공급하여 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 이에 따라 플라즈마 토치(2320)에 의해 형성된 플라즈마는 기판(W) 상에 잔류 파티클 중 특정 파티클을 타겟으로 제거할 수 있다. 예컨대. 에어에 포함되는 산소 가스(O2)는 탄소(C)를 타켓으로 제거할 수 있다.
다음은 상술한 기판 처리 장치를 이용하여 기판(W)을 처리하는 과정을 설명한다. 기판(W)을 처리하는 과정은 공정 처리 단계 및 세정 처리 단계를 포함한다. 공정 처리 단계는 공정 모듈(20)의 가스 처리 장치 내에서 기판(W)을 가스 처리하는 단계이다. 공정 처리 단계에는 기판(W)을 플라즈마로 처리한다. 공정 처리 단계에는 메탄 가스로부터 플라즈마를 발생시켜 기판(W)을 처리할 수 있다. 공정 처리 단계가 완료되면, 기판(W)은 로드락 챔버(32,34)로 이동되어 세정 처리 단계를 수행한다.
세정 처리 단계는 기판(W)의 후처리 공정을 수행한다. 세정 처리 단계에는 기판(W)을 로드락 챔버(32,34)로 반송한 상태에서 로드락 챔버(32,34)의 양측을 각각 밀폐한다. 하우징(2100)의 내부 공간은 후처리 압력으로 조절되며, 하우징(2100) 내에 위치된 기판(W) 상으로 플라즈마가 토출된다. 플라즈마는 기판(W)의 전체 영역으로 공급되어 잔류 파티클을 제거한다. 파티클 제거가 완료되면, 플라즈마의 토출은 종료되고, 인덱스 모듈(10)과 마주하는 하우징(2100)의 일측을 개방되고, 기판(W)은 로드락 챔버(32,34)로부터 반출된다.
상술한 실시예에는 플라즈마 토치(2320)로부터 발생되는 플라즈마가 기판(W)의 전체 영역으로 동시 토출되는 것으로 설명하였다. 그러나 플라즈마는 기판(W)의 전체 영역보다 작게 제공되며, 플라즈마 토치(2320)는 플라즈마가 기판(W)의 전체 영역을 포함하는 이동 경로를 가지도록 이동될 수 있다. 플라즈마는 도 6과 같은 이동 경로를 가질 수 있다.
또한 상술한 실시예에는 플라즈 토치가 로드락 챔버(32,34)에 위치되어 가스 처리된 기판(W)의 잔류 파티클을 제거하는 것으로 설명하였다. 그러나 플라즈마 토치(2320)는 인덱스 모듈(10)에서 기판(W)의 후처리 공정을 수행할 수 있다. 플라즈마 토치(2320)는 도 7과 같이, 정렬 유닛(150) 또는 버퍼 유닛(300)에 위치될 수 있다. 플라즈마 토치(2320)가 이송 프레임(140)에 위치되는 경우, 플라즈마 토치(2320)는 정렬 유닛(150)에 위치될 수 있다. 플라즈마 토치(2320)의 위치는 압력 조절이 어려운 공간이다. 이로 인해 플라즈마 토치(2320)가 후처리 공정이 위치되는 경우에는 이동 부재(2600)를 통해 플라즈마의 토출 영역을 이동시켜 기판(W)의 후처리 공정을 진행하는 것이 바람직한다. 예컨대, 이동 부재(260)는 플라즈마 토치(2320)를 기판(W)과 평행한 방향으로 상대 이동시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에서 플라즈마 토치(2320)는 대기압에서 플라즈마 토출이 가능하다. 이로 인해 가스 처리된 기판(W)을 로드락 챔버(32,34) 또는 인덱스 모듈(10)과 같이 대기압을 포함하는 분위기에서 기판(W)의 후처리 공정을 수행 가능하다.
또한 본 발명의 실시예에는 플라즈마 처리된 기판(W)을 플라즈마로 후처리한다. 이로 인해 잔류 파티클의 제거율을 향상시킬 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
2000: 후처리 유닛 2100: 하우징
2200: 지지 부재 2300: 세정 부재
2400: 압력 조절 부재

Claims (12)

  1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    기판이 수용된 용기가 놓이는 로드포트 및 상기 로드포트에 놓인 상기 용기에서 기판을 반송하는 이송 프레임을 가지는 인덱스 모듈과;
    기판을 공정 처리하는 공정 챔버 및 상기 기판을 상기 공정 챔버로 반송하는 반송 챔버를 가지는 공정 모듈과;
    상기 인덱스 모듈과 상기 공정 모듈 사이에 배치되며, 상기 인덱스 모듈과 상기 공정 모듈 간에 반송되는 상기 기판이 놓이는 로드락 챔버와;
    상기 공정 모듈에서 공정 처리된 기판을 후처리하는 후처리 유닛을 포함하되,
    상기 후처리 유닛은,
    상기 기판으로 플라즈마를 토출하는 플라즈마 토치를 가지고, 상기 기판에 잔류된 파티클을 세정하는 세정 부재와;
    하우징과;
    상기 하우징 내에서 상기 기판을 지지하는 지지 부재와;
    상기 플라즈마 토치를 상기 기판과 평행한 방향으로 상대 이동시키는 이동 부재와;
    상기 하우징의 내부 압력을 조절하여 상기 플라즈마 토치로부터 토출되는 플라즈마의 토출 영역을 조절하는 압력 조절 부재를 더 포함하되;
    상기 압력 조절 부재는 상기 플라즈마가 상기 기판의 전체 영역에 동시 토출되도록 상기 내부 압력을 조절하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 후처리 유닛은 상기 로드락 챔버에 위치되는 기판 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 후처리 유닛은 상기 인덱스 모듈에 위치되는 기판 처리 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 압력 조절 부재는 상기 하우징의 내부 압력을 상압보다 낮은 압력으로 조절하는 기판 처리 장치.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플라즈마를 생성하는 가스는 에어를 포함하는 기판 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 플라즈마를 생성하는 가스는 황을 포함하는 기판 처리 장치.
  9. 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    상기 기판을 진공 분위기의 처리 공간에서 공정 처리하는 공정 처리 단계와;
    공정 처리된 상기 기판을 상기 처리 공간으로부터 반출하여 상기 기판을 세정 처리하는 세정 처리 단계를 포함하되,
    상기 세정 처리 단계에서 상기 기판은 플라즈마 토치로부터 토출된 플라즈마에 의해 세정되며, 상기 플라즈마 토치를 상기 기판에 대해 상대 이동시키면서 상기 플라즈마를 상기 기판의 전체 영역에 공급되며, 상기 플라즈마가 상기 기판의 전체 영역에 동시 토출되도록 상기 세정 처리가 이루어지는 공간을 상압보다 낮은 압력으로 조절하는 기판 처리 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 공정 처리 단계에서 처리되어 반출된 상기 기판의 표면에는 탄소가 함유되고,
    상기 플라즈마를 생성하는 가스는 에어를 포함하는 기판 처리 방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
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