KR102475096B1 - 기판처리장치 및 기판이동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판처리장치 및 기판이동방법에 대한 것으로서, 보다 상세하게는 챔버 내에서 기판을 회전 및 스테이션을 따라 이동시킴으로써 기판에 대한 처리공정의 불균일을 최대한 억제할 수 있는 기판처리장치 및 기판이동방법에 대한 것이다.

Description

기판처리장치 및 기판이동방법 {Substrate processing apparatus and Substrate moving method}
본 발명은 기판처리장치 및 기판이동방법에 대한 것으로서, 보다 상세하게는 챔버 내에서 기판을 회전 및 스테이션을 따라 이동시킴으로써 기판에 대한 처리공정의 불균일을 최대한 억제할 수 있는 기판처리장치 및 기판이동방법에 대한 것이다.
일반적으로 기판처리장치는 챔버 내부에 기판을 배치하고 기판에 대한 증착 또는 식각 등과 같은 처리공정을 수행하게 된다. 최근에는 챔버 내부에 복수개의 스테이션을 구비한 기판처리장치 등이 개발되고 있다.
도 7은 챔버몸체(105) 내부에 4개의 스테이션을 구비한 종래기술에 따른 기판처리장치에서 기판(12, 14, 16, 18)에 대한 처리공정을 수행하는 경우를 도시한다. 상기 기판(12, 14, 16, 18)에 대한 명암은 설명의 편의를 위해 도시된 것임을 밝혀둔다.
도 7에 도시된 바와 같이, 챔버몸체(105)의 내측에 4개의 스테이션을 구비하고, 각 기판지지부(35A, 35B, 35C, 35D)에 상기 기판(12, 14, 16, 18)이 안착되어 상기 기판(12, 14, 16, 18)에 대한 증착, 식각 등의 공정을 수행할 수 있다.
그런데, 도 7과 같이 4개의 스테이션의 기판지지부(35A, 35B, 35C, 35D)에 각각 기판(12, 14, 16, 18)이 안착되어 기판에 대한 처리공정을 수행하는 경우 각 기판(12, 14, 16, 18)에 대한 챔버 내 환경이 다르게 되어 기판(12, 14, 16, 18)에 대한 처리가 균일하게 수행되지 않을 수 있다.
즉, 4개의 기판지지부(35A, 35B, 35C, 35D)의 중앙부와 바깥쪽의 열전달율이 상이할 수 있으며, 예를 들어 4개의 기판지지부(35A, 35B, 35C, 35D)의 중앙부의 온도가 바깥쪽에 비해 상대적으로 더 높을 수 있다. 경우에 따라서는 4개의 기판지지부(35A, 35B, 35C, 35D)의 중앙부의 온도가 바깥쪽에 비해 상대적으로 더 낮을 수 있다.
특히 슬릿(110, 112)이 위치한 제1 기판지지부(35A)와 제2 기판지지부(35B)에 안착된 기판(12, 14)의 경우 제3 기판지지부(35C)와 제4 기판지지부(35D)에 안착된 기판(16, 18)에 비해 열손실이 클 수 있다.
또한, 챔버몸체(105)의 중앙부에 위치한 스핀들유닛(400)의 로딩암(410A, 410B, 410C, 410D)에 의해 기판(12, 14, 16, 18)을 다른 스테이션의 기판지지부(35A, 35B, 35C, 35D)로 이동시키는 경우에도 스핀들유닛(400)이 챔버(100)의 중앙부에서 회전하면서 기판을 이동시키게 되므로 기판이 다른 스테이션의 기판지지부(35A, 35B, 35C, 35D)로 이송되는 경우에도 기판의 중앙부를 향하는 영역은 변함이 없게 되어 전술한 문제점을 해결할 수 없게 된다.
이와 같이, 처리공정 중에 각 기판지지부(35A, 35B, 35C, 35D)의 환경이 다르게 되어 기판(12, 14, 16, 18)에 대한 처리공정이 균일하게 진행되지 않게 되면 기판(12, 14, 16, 18)에 대한 증착 또는 식각 등의 처리공정의 균일도를 유지하기가 어렵게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 챔버 내의 기판 환경이 상이한 경우에도 각 기판에 대한 처리공정의 불균일을 최대한 억제할 수 있는 기판처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 본 발명의 목적은 챔버, 상기 챔버 내측에 구비되어 기판에 대한 반응공간을 제공하는 복수개의 스테이션, 상기 스테이션에 배치되어 상기 기판을 지지하는 기판지지부, 상기 챔버의 하부 외측에 구비되어 상기 기판지지부를 회전시키는 회전유닛, 상기 챔버의 하부 외측에 구비되어 상기 기판지지부를 상하로 이동시키는 상하이동유닛 및 상기 챔버의 하부 외측에서 상기 회전유닛 또는 상하이동유닛 중에 하나에 연결되는 벨로우즈를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치에 의해 달성된다.
또한, 상기와 같은 본 발명의 목적은 챔버 내측에 구비되어 기판을 지지하며 상하이동 및 회전이 가능한 복수개의 기판지지부와, 상기 기판지지부에서 상기 기판을 승하강시키는 리프트핀과, 상기 복수개의 기판지지부 사이에 배치되어 상기 기판을 상기 기판지지부 사이에서 이동시키는 스핀들유닛을 구비한 기판처리장치의 기판이동방법에 있어서, 상기 복수개의 기판지지부에 상기 기판이 안착된 상태에서 상기 기판지지부를 미리 결정된 제1 각도만큼 제1 방향으로 회전시키는 단계와, 상기 기판을 상기 기판지지부에서 이격시키는 단계 및 상기 기판지지부를 미리 결정된 제2 각도만큼 상기 제1 방향과 반대되는 제2 방향으로 회전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 기판이동방법에 의해 달성된다.
여기서, 상기 제2 각도는 상기 제1 각도와 동일할 수 있다.
한편, 상기 기판을 상기 기판지지부에서 이격시키는 단계는 상기 리프트핀을 상승시켜 상기 기판을 상기 기판지지부에서 상승시키는 단계와, 상기 스핀들유닛의 로딩암을 상기 리프트핀의 하부로 회전시키고, 상기 스핀들유닛을 상승시켜 상기 기판을 상기 리프트핀에서 상승시키는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 기판지지부를 미리 결정된 제1 각도만큼 제1 방향으로 회전시키는 단계와, 상기 기판을 상기 기판지지부에서 이격시키는 단계와, 상기 기판지지부를 미리 결정된 제2 각도만큼 상기 제1 방향과 반대되는 제2 방향으로 회전시키는 단계는 상기 기판에 대한 공정 중에 수행될 수 있다.
나아가, 상기 기판지지부를 미리 결정된 제1 각도만큼 제1 방향으로 회전시키는 단계와, 상기 기판을 상기 기판지지부에서 이격시키는 단계와, 상기 기판지지부를 미리 결정된 제2 각도만큼 상기 제1 방향과 반대되는 제2 방향으로 회전시키는 단계를 수행하는 중에는 상기 챔버 내부로 원료가스와 반응가스의 공급을 중지할 수 있다.
한편, 상기 기판지지부를 상기 제2 방향으로 회전시키는 단계에 이어서 상기 기판을 이웃하는 기판지지부로 이송시키는 단계를 더 포함하고, 상기 기판을 이웃하는 기판지지부로 이송시키는 단계는, 상기 스핀들유닛을 회전시키는 단계와, 상기 스핀들유닛을 하강시켜 상기 기판을 상기 리프트핀에 안착시키는 단계 및 상기 리프트핀을 하강시켜 상기 기판을 상기 기판지지부에 안착시키는 단계를 포함할 수 있다.
나아가, 상기 복수개의 기판지지부에 상기 기판이 안착된 상태에서 상기 기판지지부를 미리 결정된 제1 각도만큼 제1 방향으로 회전시키는 단계를 2회 이상 반복할 수 있다.
또한, 상기 복수개의 기판지지부에 상기 기판이 안착된 상태에서 상기 기판지지부를 미리 결정된 제1 각도만큼 제1 방향으로 회전시키는 단계를 수행하는 중에는 상기 챔버 내부로 원료가스와 반응가스의 공급을 중지할 수 있다.
한편, 상기 기판지지부를 상기 제2 방향으로 회전시키는 단계에 이어서 상기 기판을 상기 챔버에서 인출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
전술한 구성을 가지는 본 발명에 따르면, 챔버 내의 기판 환경이 상이한 경우에도 각 기판을 자체적으로 회전시키는 동시에 챔버 내의 스테이션을 따라 상기 기판을 이동시킴으로써 기판에 대한 처리공정의 불균일을 최대한 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치의 분해사시도,
도 2는 기판지지부의 구성을 도시한 일부 측단면도,
도 3은 본 발명의 일 실시에에 따른 기판이동방법을 도시한 순서도,
도 4 내지 도 6은 기판처리장치의 스테이션에서 기판의 회전 및 이동을 도시한 평면도,
도 7은 종래기술에 따른 기판처리장치의 평면도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치의 구조 및 기판이동방법에 대해서 상세하게 살펴보도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치(1000)의 사시도이고, 도 2는 기판지지부(305A)의 구성을 도시한 일부 측단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 기판처리장치(1000)는 기판이 수용되는 공간을 제공하는 챔버(100)와, 상기 챔버(100)의 내측에 배치되어 상기 기판(12, 14, 16, 18)(도 4 참조)을 지지하는 기판지지부(305A, 305B, 305C, 305D)와, 상기 챔버(100)의 하부 외측에 구비되어 상기 기판지지부(305A, 305B, 305C, 305D)를 회전시키는 회전유닛(3000)과, 상기 챔버(100)의 하부 외측에 구비되어 상기 기판지지부(305A, 305B, 305C, 305D)를 상하로 이동시키는 상하이동유닛(3900) 및 상기 챔버(100)의 하부 외측에서 상기 회전유닛(3000) 또는 상하이동유닛(3900)에 연결되는 벨로우즈(106)를 구비할 수 있다.
상기 챔버(100)는 상기 기판처리장치(1000)의 외관을 형성하며, 상기 챔버(100)의 일측에 형성된 슬릿(110, 112)을 통해 기판(12, 14, 16, 18)이 상기 챔버(100) 내부로 인입되거나, 또는 상기 챔버(100)에서 외부로 인출될 수 있다. 상기 챔버(100)는 챔버몸체(105)와, 상기 챔버몸체(105)의 상부를 밀폐하는 챔버리드(120)로 구성될 수 있다.
상기 기판은 상기 슬릿(110, 112)을 관통하여 상기 챔버(100)의 내부로 이동되어 리프트핀(310A, 310B, 310C, 310D)의 상부에 안착된다. 또한, 상기 슬릿(110, 112)을 통해 상기 챔버(100)의 내부에서 상기 기판(12, 14, 16, 18)이 상기 챔버(100)의 외부로 이송된다.
한편, 상기 챔버(100)의 내부(102)에는 상기 기판(12, 14, 16, 18)에 대한 반응공간을 각각 제공하는 복수개의 스테이션(300A, 300B, 300C, 300D)을 구비할 수 있다.
예를 들어, 상기 각 스테이션(300A, 300B, 300C, 300D)은 상기 슬릿(110, 112)에 인접하게 배치되어 기판이 인입 또는 인출되는 제1 스테이션(300A) 및 제2 스테이션(300B)과, 상기 슬릿(110, 112)에서 이격되어 배치되는 제3 스테이션(300C) 및 제4 스테이션(300D)을 구비할 수 있다.
이 경우, 상기 각 스테이션(300A, 300B, 300C, 300D)은 별도로 기판에 대한 반응공간을 제공하게 되므로, 복수개의 기판(12, 14, 16, 18)에 대한 증착공정을 동시에 수행할 수 있게 되어 상기 기판처리장치(1000)의 생산성(Throughput)을 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 기판처리장치(1000)가 원자층증착법(ALD : Atomic Layer Deposition)에 의해 기판(12, 14, 16, 18)에 박막을 증착하는 경우에 종래 원자층층착법에 의해 증착하는 장치에 비해 생산성을 현저히 향상시킬 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 기판처리장치(1000)는 플라즈마화학기상증착법(PECVD: Plasma-enhanced Chemical Vapor Deposition)에 의해 기판(12, 14, 16, 18)에 박막을 증착할 수도 있다.
한편, 상기 각 스테이션(300A, 300B, 300C, 300D)은 기판을 지지하며 승하강 운동이 가능한 기판지지부(305A, 305B, 305C, 305D)를 각각 구비한다. 상기 각 기판지지부(305A, 305B, 305C, 305D)에는 리프트핀(310A, 310B, 310C, 310D)이 승하강 가능하게 배치된다. 도면에서는 각 기판지지부(305A, 305B, 305C, 305D)에 3개의 리프트핀(310A, 310B, 310C, 310D)이 도시되지만 적절하게 변형될 수 있다.
또한, 상기 챔버(100)의 상부에는 챔버리드(120)가 구비되며, 상기 챔버리드(120)에는 상기 각 기판지지부(305A, 305B, 305C, 305D)에 대응하는 가스공급부(500A, 500B, 500C, 500D)가 구비된다. 따라서, 상기 각 가스공급부(500A, 500B, 500C, 500D)에 대해서 상기 기판지지부(305A, 305B, 305C, 305D)가 상승하는 경우에 상기 각 가스공급부(500A, 500B, 500C, 500D)와 기판지지부(305A, 305B, 305C, 305D) 사이에 반응공간이 형성된다.
도 1에서는 상기 챔버(100)의 내측에 4개의 스테이션(300A, 300B, 300C, 300D)이 구비된 것으로 도시되지만, 이에 한정되지는 않으며, 상기 스테이션(300A, 300B, 300C, 300D)의 개수는 적절히 변형될 수 있다.
한편, 상기 챔버(100)의 내측으로 이송된 상기 기판(12, 14, 16, 18)은 상기 각 스테이션(300A, 300B, 300C, 300D)에 안착될 수 있다. 이를 위하여 상기 챔버(100)의 내측 중앙부에 상기 기판(12, 14, 16, 18)을 이동시키는 이송장치로서 스핀들유닛(spindle unit)(400)이 구비될 수 있다.
상기 스핀들유닛(400)은 상기 챔버(100)의 내부에 구비되며, 구체적으로 상기 챔버(100)의 중앙부 또는 상기 각 스테이션(300A, 300B, 300C, 300D)의 중앙부에 구비될 수 있다.
상기 스핀들유닛(400)은 회동 및 승하강 운동하는 몸체부(420)와, 상기 몸체부(420)에서 연장 형성되어 상기 기판(12, 14, 16, 18)이 안착되는 복수개의 로딩암(410A, 410B, 410C, 410D)을 구비한다. 상기 로딩암(410A, 410B, 410C, 410D)의 개수는 상기 스테이션(300A, 300B, 300C, 300D)의 개수에 대응하여 결정된다. 즉, 상기 로딩암(410A, 410B, 410C, 410D)의 개수는 상기 스테이션(300A, 300B, 300C, 300D)의 개수와 동일하다.
상기 스핀들유닛(400)이 승하강 운동 및 회전 운동을 하여 상기 슬릿(110, 112)을 통해 상기 챔버(100)의 제1 스테이션(300A) 및 제2 스테이션(300B)으로 인입된 기판을 제3 스테이션(300C) 및 제4 스테이션(300D)으로 이동시켜 안착시키게 된다.
또한, 상기 스핀들유닛(400)은 상기 제3 스테이션(300C) 및 제4 스테이션(300D)에서 제1 스테이션(300A) 및 제2 스테이션(300B)으로 기판을 이송시켜, 상기 제1 스테이션(300A) 및 제2 스테이션(300B)에서 상기 챔버(100)의 외부로 상기 기판(12, 14, 16, 18)을 인출시키게 된다.
본 발명에서는 전술한 문제점, 즉 챔버(100) 내의 기판 환경이 상이한 경우에도 각 기판(12, 14, 16, 18)에 대한 처리공정의 불균일을 최대한 억제할 수 있는 기판처리장치를 제공하고자 한다.
도 2는 전술한 챔버(100) 내의 제1 스테이션(300A)에 위치한 기판지지부(305A)의 구성을 도시한 일부 측단면도이다.
도 2를 참조하면, 상기 기판처리장치(1000)는 상기 챔버(100)의 내측에 배치되어 상기 기판(12)을 지지하는 기판지지부(305A)를 구비할 수 있다. 상기 기판지지부(305A)는 하부를 향해 연장된 구동바(3100)를 구비한다. 또한, 상기 기판지지부(305A)에는 리프트핀(310A)이 승하강 가능하게 배치된다. 상기 기판지지부(305A)의 하부에는 고정부(150)가 설치될 수 있다. 따라서, 상기 기판지지부(305A)가 하강을 하는 경우에 상기 리프트핀(310A)의 하단부가 상기 고정부(150)에 의해 지지되어, 상기 리프트핀(310A)이 상기 기판지지부(305A)의 상부로 돌출할 수 있다.
한편, 상기 구동바(3100)는 상기 챔버(100)의 하부의 개구부(108)를 통해 외부로 돌출될 수 있다. 이 경우, 벨로우즈(106)가 상기 챔버(100)의 개구부(108)를 감싸도록 배치되어 챔버(100) 내부의 밀폐를 유지하게 된다.
상기 챔버(100)의 하부 외측에는 상기 기판지지부(305A)를 회전시키는 회전유닛(3000)과 상기 기판지지부(305A)를 상하로 이동시키는 상하이동유닛(3900)이 구비될 수 있다.
예를 들어, 상기 회전유닛(3000)은 상기 구동바(3100)의 하단부에 위치한 연장부(3120)에 연결되는 실링부(3200)와, 상기 연장부(3120)를 회전시키는 제1 구동부(3300)를 구비할 수 있다.
상기 제1 구동부(3300)의 구동에 의해 상기 연장부(3120)가 회전하게 되며, 상기 연장부(3120)와 함께 상기 구동바(3100) 및 기판지지부(305A)가 회전하게 된다.
한편, 상기 상하이동유닛(3900)은 상기 연장부(3120)를 상하로 이동시키는 상하모듈(3500) 및 상기 상하모듈(3500)에 연결되는 제2 구동부(3600)를 구비할 수 있다. 상기 상하모듈(3500)은 상기 실링부(3200)에 연결될 수 있으며, 이 경우 상기 상하모듈(3500)과 실링부(3200) 사이에 연결부(3400)를 더 구비할 수 있다. 상기 제2 구동부(3600)의 구동에 의해 상기 상하모듈(3500)이 상하로 이동하게 되며, 상기 상하모듈(3500)의 상하이동에 따라 상기 구동바(3100) 및 기판지지부(305A)가 함께 상하로 이동하게 된다.
도 2에서는 상기 연장부(3120)에 상기 회전유닛(3000)이 연결되고, 상기 회전유닛(3000)에 상기 상하이동유닛(3900)이 연결되는 것으로 도시되지만, 반대로 상기 연장부(3120)에 상기 상하이동유닛(3900)이 연결되고, 상기 상하이동유닛(3900)에 회전유닛(3000)이 연결되는 구성도 가능하다.
또한, 전술한 벨로우즈(106)는 상기 챔버(100)의 하부와 상기 회전유닛(3000) 사이를 연결하여 밀폐하게 된다. 도면에 도시되지 않았지만 상기 연장부(3120)에 상기 상하이동유닛(3900)이 연결되는 경우 상기 벨로우즈(106)가 상기 챔버(100)의 하부와 상기 상하이동유닛(3900)사이를 연결할 수 있다.
전술한 구성을 가지는 기판처리장치(1000)의 경우, 상기 기판지지부(305A, 305B, 305C, 305D)를 회전시켜 상기 기판지지부(305A, 305B, 305C, 305D)에 안착된 기판(12, 14, 16, 18)을 회전시킴으로써 기판(12, 14, 16, 18)에 대한 처리공정이 균일하게 수행되도록 할 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 기판처리장치(1000)의 경우 상기 기판지지부(305A, 305B, 305C, 305D)를 회전시킴으로써 파티클 발생을 최대한 억제할 수 있다. 예를 들어, 챔버(100) 내부에 배치된 스핀들유닛을 이용하여 기판(12, 14, 16, 18)을 자체적으로 회전시키는 경우 스핀들유닛이 매우 복잡하게 구성될 수밖에 없다. 이 경우, 상기 스핀들유닛이 상기 기판을 회전시키기 위하여 동작하는 경우 복잡한 구성으로 인해 파티클 등이 발생할 수 있다. 상기 스핀들유닛은 챔버(100)의 내측에 위치하게 되므로 상기 스핀들유닛에서 발생하는 파티클은 기판에 악영향을 미치게 된다. 본 발명에서는 기판을 회전시키는 회전유닛(3000)을 챔버(100)의 외측에 배치하며, 나아가 기판지지부(305A, 305B, 305C, 305D) 자체를 회전시키게 되어 챔버 내부에서 파티클을 최대한 억제할 수 있다.
이하, 전술한 구성을 가지는 기판처리장치(1000)에서 기판이동방법을 살펴보기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실예에 따른 기판이동방법을 도시한 순서도이다.
도 3을 참조하면, 상기 기판이동방법은 상기 복수개의 기판지지부(305A, 305B, 305C, 305D)에 상기 기판(12, 14, 16, 18)이 안착된 상태에서 상기 기판지지부(305A, 305B, 305C, 305D)를 미리 결정된 제1 각도만큼 제1 방향으로 회전시키는 단계(S310)와, 상기 기판(12, 14, 16, 18)을 상기 기판지지부(305A, 305B, 305C, 305D)에서 이격시키는 단계(S330)와, 상기 기판지지부(305A, 305B, 305C, 305D)를 미리 결정된 제2 각도만큼 상기 제1 방향과 반대되는 제2 방향으로 회전시키는 단계(S350)를 포함할 수 있다.
도 4는 전술한 기판이동방법이 수행되기 전에 챔버(100) 내부의 각 기판지지부(305A, 305B, 305C, 305D)에 기판이 안착된 상태를 도시한다. 도 4에서 기판(12, 14, 16, 18)에 도시된 영역구분은 설명의 편의를 위해 도시된 것임을 밝혀둔다. 각 기판(12, 14, 16, 18)의 영역은 4개로 구획되어 시계방향으로 'A', 'B', 'C' 및 'D' 영역으로 구분되며, 챔버(100)의 중앙부를 향하는 영역이 'A' 영역으로 도시된다.
도 4를 참조하면, 상기 복수개의 기판지지부(305A, 305B, 305C, 305D)에 상기 기판(12, 14, 16, 18)이 각각 안착된 상태에서 상기 기판지지부(305A, 305B, 305C, 305D)를 미리 결정된 제1 각도만큼 제1 방향으로 회전시키게 된다.
즉, 상기 각 기판지지부(305A, 305B, 305C, 305D)에 상기 기판(12, 14, 16, 18)이 안착된 상태에서 상기 기판지지부(305A, 305B, 305C, 305D)를 회전시키게 된다.
상기 각 기판지지부(305A, 305B, 305C, 305D)는 전술한 회전유닛(3000)의 구동에 의해 회전하게 된다. 여기서 제1 방향은 시계방향 또는 반시계방향으로 정해질 수 있다. 이하에서는 제1 방향이 시계방향에 해당되는 것으로 설명한다.
한편, 상기 각 기판지지부(305A, 305B, 305C, 305D)는 미리 정해진 제1 각도만큼 제1 방향으로 회전하게 된다. 이때, 상기 제1 각도는 0도 보다 크고 360도 보다 작은 각도로서 미리 정해질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 각도는 90도로 설정될 수 있으며, 이하 상기 제1 각도를 90도로 상정하여 설명한다.
도 5는 도 4에서 각 기판지지부(305A, 305B, 305C, 305D)가 제1 방향(예를 들어, 시계방향)으로 제1 각도(예를 들어, 90도)만큼 회전한 상태를 도시한다.
도 5를 참조하면, 각 기판지지부(305A, 305B, 305C, 305D)가 90도만큼 회전하게 되어 각 기판(12, 14, 16, 18)의 'D' 영역이 챔버(100)의 중앙부를 향하게 된다.
이어서, 상기 기판(12, 14, 16, 18)을 기판지지부(305A, 305B, 305C, 305D)에서 이격시키게 된다.
예를 들어, 상기 기판(12, 14, 16, 18)을 기판지지부(305A, 305B, 305C, 305D)에서 이격시키는 단계는 먼저 상기 리프트핀(310A, 310B, 310C, 310D)을 상승시켜 상기 기판(12, 14, 16, 18)을 상기 기판지지부(305A, 305B, 305C, 305D)에서 상승시키게 된다.
이후, 상기 챔버(100)의 중앙부에 배치된 상기 스핀들유닛(400)을 회전시켜 상기 스핀들유닛(400)의 각 로딩암(410A, 410B, 410C, 410D)을 리프트핀(310A, 310B, 310C, 310D)의 하부에 위치시킨다. 이어서, 상기 스핀들유닛(400)을 상기 리프트핀(310A, 310B, 310C, 310D)의 높이보다 높게 상승시켜 상기 기판(12, 14, 16, 18)을 상기 리프트핀(310A, 310B, 310C, 310D)에서 상승시켜 이격시키게 된다.
한편, 상기 기판지지부(305A, 305B, 305C, 305D)를 미리 결정된 제2 각도만큼 상기 제1 방향과 반대되는 제2 방향으로 회전시키는 단계는 상기 기판(12, 14, 16, 18)이 상기 스핀들유닛(400)에 의해 상기 리프트핀(310A, 310B, 310C, 310D)에서 이격된 중에 수행될 수 있다.
예를 들어, 상기 기판지지부(305A, 305B, 305C, 305D)를 미리 결정된 제2 각도만큼 상기 제1 방향과 반대되는 제2 방향으로 회전시키는 단계는 상기 스핀들유닛(400)을 상승시켜 상기 기판(12, 14, 16, 18)을 상기 리프트핀(310A, 310B, 310C, 310D)에서 이격시킨 후에 수행될 수 있다.
상기 기판지지부(305A, 305B, 305C, 305D)를 상기 제1 방향과 반대되는 제2 방향으로 다시 회전시키는 이유는 상기 스핀들유닛(400)이 상기 리프트핀(310A, 310B, 310C, 310D)의 하부로 회전하여 들어가는 경우 상기 리프트핀(310A, 310B, 310C, 310D)과 상기 스핀들유닛(400)의 로딩암(410A, 410B, 410C, 410D)의 간섭을 방지하기 위함이다. 예를 들어, 상기 제2 각도는 전술한 제1 각도와 동일한 각도를 가질 수 있다.
한편, 상기 기판지지부(305A, 305B, 305C, 305D)를 미리 결정된 제2 각도만큼 상기 제1 방향과 반대되는 제2 방향으로 회전시키는 단계에 이어서 상기 기판(12, 14, 16, 18)을 이웃하는 기판지지부(305A, 305B, 305C, 305D)로 이송시키는 단계를 수행할 수 있다.
즉, 상기 기판(12, 14, 16, 18)에 대한 처리공정이 종료되기 전에 또는 상기 기판(12, 14, 16, 18)에 대한 처리공정 중에 본 발명에 따른 기판이송방법을 수행할 수 있다.
이 경우, 상기 기판(12, 14, 16, 18)에 대한 처리공정이 완전히 종료되기 전에 상기 기판(12, 14, 16, 18)을 이웃하는 스테이션으로 옮기는 중에 수행될 수 있다.
또한, 상기 기판이동방법을 수행하는 중에는 상기 챔버(100) 내부로 원료가스와 반응가스 등의 공정가스의 공급을 중지할 수 있다. 나아가 플라즈마를 위한 고주파 파워의 공급을 중지할 수 있다. 기판의 이동 중에는 처리공정을 원활하게 수행할 수 없기 때문이다. 다만, 상기 챔버(100) 내부로 공급되는 불활성 가스 등과 같이 분위기 조성 가스는 계속 공급될 수 있다.
한편, 상기 기판(12, 14, 16, 18)을 이웃하는 기판지지부(305A, 305B, 305C, 305D)로 이송시키는 단계는 상기 기판(12, 14, 16, 18)을 상기 리프트핀(310A, 310B, 310C, 310D)에서 상승시킨 다음, 상기 스핀들유닛(400)을 제1 방향 또는 제2 방향으로 회전시켜 각 기판(12, 14, 16, 18)이 이웃하는 스테이션(300A, 300B, 300C, 300D)의 기판지지부(305A, 305B, 305C, 305D) 상에 위치하도록 한다. 본 설명에서는 상기 스핀들유닛(400)이 시계방향으로 회전하여 기판(12, 14, 16, 18)을 이동시키는 것으로 설명한다.
이어서, 상기 스핀들유닛(400)을 하강시켜 상기 기판(12, 14, 16, 18)을 상기 리프트핀(310A, 310B, 310C, 310D)에 안착시키고, 상기 리프트핀(310A, 310B, 310C, 310D)을 하강시켜 상기 기판(12, 14, 16, 18)을 상기 기판지지부(305A, 305B, 305C, 305D)에 안착시키게 된다.
도 6은 도 5에서 상기 스핀들유닛(400)에 의해 기판(12, 14, 16, 18)이 시계방향으로 회전하여 이웃하는 스테이션의 기판지지부(305A, 305B, 305C, 305D)에 안착된 상태를 도시한다.
도 6을 참조하면, 상기 각 기판지지부(305A, 305B, 305C, 305D)에 안착된 기판(12, 14, 16, 18)은 'D' 영역이 중앙부를 향하도록 배치된다. 즉, 기판(12, 14, 16, 18)의 'A' 영역이 중앙부를 향하는 도 4의 배치에서 기판(12, 14, 16, 18)이 회전하여 'D' 영역이 중앙부를 향하게 된다.
또한, 상기 제1 스테이션(300A) 및 제2 스테이션(300B)의 경우 상기 슬릿(110, 112)과 인접하여 배치되므로 상기 제1 스테이션(300A) 및 제2 스테이션(300B)의 열손실은 제3 스테이션(300C) 및 제4 스테이션(300D)과 상이할 수밖에 없다. 본 발명의 경우 기판(12, 14, 16, 18)을 자체적으로 회전시킴과 동시에 기판(12, 14, 16, 18)을 이웃하는 스테이션(300A, 300B, 300C, 300D)으로 이동시킴으로써 전술한 기판(12, 14, 16, 18)과 챔버(100) 내벽 사이의 환경 변화에 따른 처리공정의 불균일을 최대한 억제할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 기판이동방법을 기판에 대한 처리공정 중에 반복적으로 수행하게 되면 기판이 각 스테이션을 모두 거치면서 공정이 수행되므로 기판에 대한 처리공정을 보다 균일하게 수행할 수 있다.
한편, 상기 복수개의 기판지지부(305A, 305B, 305C, 305D)에 상기 기판(12, 14, 16, 18)이 안착된 상태에서 상기 기판지지부(305A, 305B, 305C, 305D)를 미리 결정된 제1 각도만큼 제1 방향으로 회전시키는 단계는 2회 이상 반복될 수 있다.
즉, 상기 기판(12, 14, 16, 18)에 대한 처리공정이 종료되기 전에 상기 기판지지부(305A, 305B, 305C, 305D)를 제1 방향으로 회전시키는 단계를 2회 이상, 복수회 수행할 수 있다.
이 경우, 제1 각도는 0도 보다 크고 360도 보다 작은 각도로서 미리 정해질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 각도가 90도로 정해지면 상기 기판지지부(305A, 305B, 305C, 305D)를 제1 방향으로 회전시키는 단계를 3회 반복할 수 있다. 즉, 상기 기판(12, 14, 16, 18)이 상기 기판지지부(305A, 305B, 305C, 305D)에 안착된 상태에서 최초 공정후에 상기 기판지지부(305A, 305B, 305C, 305D)를 90도만큼 제1 방향으로 회전시키는 단계를 3회 반복하며 공정을 수행하게 되면 기판(12, 14, 16, 18)의 모든 영역이 중앙부를 향하도록 배치된 상태에서 공정이 진행되어 처리공정의 불균일성을 해소할 수 있다. 이 경우에는 상기 기판(12, 14, 16, 18)을 스테이션(300A, 300B, 300C, 300D)을 따라 이송시키지 않는 경우에도 상기 기판(12, 14, 16, 18)에 대한 처리공정의 불균일성을 해소할 수 있다.
다만, 상기 기판지지부(305A, 305B, 305C, 305D)를 제1 방향으로 회전시키는 단계를 수행하는 중에는 상기 챔버(100) 내부로 원료가스와 반응가스 등의 공정가스의 공급을 중지할 수 있다. 나아가 플라즈마를 위한 고주파 파워의 공급을 중지할 수 있다. 플라즈마가 공급되는 상태에서 상기 기판지지부(305A, 305B, 305C, 305D)를 회전시킨면 아크 발생 및 플라즈마 프로파일 변화 등이 발생할 수 있기 때문이다.
한편, 상기 기판지지부(305A, 305B, 305C, 305D)를 상기 제2 방향으로 회전시키는 단계에 이어서 상기 기판(12, 14, 16, 18)을 상기 챔버(100)에서 인출할 수 있다.
즉, 상기 기판지지부(305A, 305B, 305C, 305D)를 미리 결정된 제1 각도만큼 제1 방향으로 회전시키는 단계를 복수회 반복하여 상기 기판(12, 14, 16, 18)에 대한 처리공정이 종료된 경우 상기 기판지지부(305A, 305B, 305C, 305D)를 상기 제2 방향으로 회전시키는 단계에 이어서 상기 기판(12, 14, 16, 18)을 상기 챔버(100)에서 인출하게 된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.
12, 14, 16, 18 : 기판
100 : 챔버
105 : 챔버몸체
120 : 챔버리드
110, 112 : 슬릿
300A, 300B, 300C, 300D : 스테이션
305A, 305B, 305C, 305D : 기판지지부
310A, 310B, 310C, 310D : 리프트핀
400 : 스핀들유닛
410A, 410B, 410C, 410D : 로딩암
500A, 500B, 500C, 500D : 가스공급부
1000 : 기판처리장치

Claims (10)

  1. 챔버;
    상기 챔버 내측에 구비되어 기판에 대한 반응공간을 제공하는 복수개의 스테이션;
    상기 복수개의 스테이션에 각각 배치되어 상기 기판을 지지하는 복수개의 기판지지부;
    상기 챔버의 하부 외측에 구비되어 상기 복수개의 기판지지부를 각각 회전시키는 복수개의 회전유닛;
    상기 챔버의 하부 외측에 구비되어 상기 기판지지부를 상하로 이동시키는 상하이동유닛; 및
    상기 챔버의 하부 외측에서 상기 회전유닛 또는 상하이동유닛 중에 하나에 연결되는 벨로우즈;를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  2. 챔버 내측에 구비되어 기판을 지지하며 상하이동 및 회전이 가능한 복수개의 기판지지부와, 상기 기판지지부에서 상기 기판을 승하강시키는 리프트핀과, 상기 복수개의 기판지지부 사이에 배치되어 상기 기판을 상기 기판지지부 사이에서 이동시키는 스핀들유닛을 구비한 기판처리장치의 기판이동방법에 있어서,
    상기 복수개의 기판지지부에 상기 기판이 안착된 상태에서 상기 기판지지부를 미리 결정된 제1 각도만큼 제1 방향으로 회전시키는 단계;
    상기 기판을 상기 기판지지부에서 이격시키는 단계; 및
    상기 기판지지부를 미리 결정된 제2 각도만큼 상기 제1 방향과 반대되는 제2 방향으로 회전시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 기판이동방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 각도는 상기 제1 각도와 동일한 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 기판이동방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 기판을 상기 기판지지부에서 이격시키는 단계는
    상기 리프트핀을 상승시켜 상기 기판을 상기 기판지지부에서 상승시키는 단계와, 상기 스핀들유닛의 로딩암을 상기 리프트핀의 하부로 회전시키고, 상기 스핀들유닛을 상승시켜 상기 기판을 상기 리프트핀에서 상승시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 기판이동방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 기판지지부를 미리 결정된 제1 각도만큼 제1 방향으로 회전시키는 단계와, 상기 기판을 상기 기판지지부에서 이격시키는 단계와, 상기 기판지지부를 미리 결정된 제2 각도만큼 상기 제1 방향과 반대되는 제2 방향으로 회전시키는 단계는
    상기 기판에 대한 공정 중에 수행되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 기판이동방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 기판지지부를 미리 결정된 제1 각도만큼 제1 방향으로 회전시키는 단계와, 상기 기판을 상기 기판지지부에서 이격시키는 단계와, 상기 기판지지부를 미리 결정된 제2 각도만큼 상기 제1 방향과 반대되는 제2 방향으로 회전시키는 단계를 수행하는 중에는
    상기 챔버 내측으로 원료가스와 반응가스의 공급을 중지하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 기판이동방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 기판지지부를 상기 제2 방향으로 회전시키는 단계에 이어서 상기 기판을 이웃하는 기판지지부로 이송시키는 단계를 더 포함하고,
    상기 기판을 이웃하는 기판지지부로 이송시키는 단계는,
    상기 스핀들유닛을 회전시키는 단계;
    상기 스핀들유닛을 하강시켜 상기 기판을 상기 리프트핀에 안착시키는 단계; 및
    상기 리프트핀을 하강시켜 상기 기판을 상기 기판지지부에 안착시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 기판이동방법.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 복수개의 기판지지부에 상기 기판이 안착된 상태에서 상기 기판지지부를 미리 결정된 제1 각도만큼 제1 방향으로 회전시키는 단계를 2회 이상 반복하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 기판이동방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수개의 기판지지부에 상기 기판이 안착된 상태에서 상기 기판지지부를 미리 결정된 제1 각도만큼 제1 방향으로 회전시키는 단계를 수행하는 중에는
    상기 챔버 내측으로 원료가스와 반응가스의 공급을 중지하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 기판이동방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 기판지지부를 상기 제2 방향으로 회전시키는 단계에 이어서 상기 기판을 상기 챔버에서 인출하는 단계를 더 포함하는 특징으로 하는 기판처리장치의 기판이동방법.

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