KR20070098674A - 기판 이송 장치, 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents
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Abstract
입자의 발생을 억제하는 것이 가능한 기판 이송 장치가 개시된다. 기판 처리 장치(1)는 웨이퍼(W)를 수용하는 처리실(12), 처리실에 웨이퍼를 이송하는 이송 아암(17) 및 이송된 웨이퍼가 탑재된 처리실 내에 배치되는 서셉터(susceptor)(45)를 포함한다. 서셉터(45)의 상부에 복수의 돌기부(55a)를 구비하는 정전 척(55)이 배치된다. 웨이퍼를 유지하기 위한 복수의 돌기부(25a)를 구비하는 이송 포크(25)는 이송 아암의 선단부에 배치된다. 돌기부(25a)는 정전 척의 돌기부(55a)에 의한 웨이퍼의 유지되는 일부분(80)과 돌기부(25a)에 의한 웨이퍼의 유지되는 일부분(81)이 상이하도록 이송 포크(25) 내에 제공된다.
Description
도 1은 본 실시예에 의한 기판 이송 장치를 구비하는 기판 처리 장치의 개략적인 구성을 도시한 평면도,
도 2는 웨이퍼의 RIE(reactive ion etching) 처리되는 프로세스 시프(process ship)의 개략적인 구성을 도시한 단면도,
도 3a는 본 실시예에 의한 정전 척(chunk) 및 이송 포크(fork)의 평면도,
도 3b는 도 3a의 A부분의 확대도,
도 4는 웨이퍼를 유지하는 정전 척 및 이송 포크의 측면도,
도 5a는 도 3의 정전 척 및 이송 포크의 변형예를 도시한 평면도,
도 5b는 도 5a의 B부분의 확대도,
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 기판 이송 장치를 구비하는 기판 처리 장치의 변형예의 개략적인 구성을 도시한 평면도.
※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※
25: 이송 포크 25a: 돌기부
55: 정전 척 55a: 돌기부
59: 열전달가스공급구 61: 돌출 핀
본 발명은 기판 이송 장치, 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것으로, 특히 피처리 기판을 이송하는 기판 이송 장치, 상기 기판 이송 장치를 포함하는 기판 처리 장치 및 상기 기판 처리 장치용 기판 처리 방법에 관한 것이다.
피처리 기판으로서 웨이퍼에 예를 들어 에칭처리와 같은 플라즈마(plasma)처리를 수행하는 기판 처리 장치는 웨이퍼가 수용되는 수용실, 상기 수용실로 웨이퍼를 이송하는 이송 아암(transferring arm) 및 수용실 내에 배치되고 웨이퍼가 탑재되는 탑재대(stage)를 구비한다. 이러한 기판 처리 장치는 수용실 내에 플라즈마를 발생시키고, 그 플라즈마에 의해 웨이퍼는 에칭처리된다.
탑재대는 전극판이 내포된 절연성부재를 포함하는 정전 척(chunk)을 상부에 구비하고, 웨이퍼는 정전 척에 탑재된다. 웨이퍼가 에칭처리되는 동안, 전극판에는 직류전압이 인가되고 그 직류전압에 의해 발생된 쿨롱힘(Coulomb force) 또는 존슨-라벡힘(Johnson-Rahbek force)으로 정전 척은 웨이퍼를 흡착한다.
정전 척은 그 표면에 예를 들어, 알루미나 등과 같은 세라믹을 용사시켜서 용사피막을 형성한다. 웨이퍼는 용사피막이 형성된 정전 척의 표면에 탑재된다.
용사피막을 입힌 정전 척의 표면이 부서지기 쉽기 때문에, 척 표면 및 거기 에 탑재된 웨이퍼 사이의 접촉부는 입자를 발생시키며 닳으며, 그 입자들은 웨이퍼의 이면에 부착된다. 웨이퍼가 이송될 때 웨이퍼의 이면에 부착된 입자들은 이송 아암과 물리적으로 접촉하고 웨이퍼의 이면으로부터 박리되어, 결과적으로 기판 처리 장치 내의 입자가 증가하면서 기판 처리 장치의 제품 수율이 저하된다.
웨이퍼의 이면에 부착된 입자들을 감소시키기 위해, 최근 몇년간, 웨이퍼를 복수의 돌기부로 유지하는 정전 척이 제안되었다(예를 들어, 일본 특허 공개 공보 제 2005-191561 호 참조).
어떠한 경우에는, 플라즈마 처리가 되는 동안에 발생되는 반응 생성물과 같은 이물질은 플라즈마 처리된 웨이퍼의 외연부에 퇴적된다.
이송되는 웨이퍼의 외연부에 퇴적되는 반응 생성물 등의 이물질과 이송 아암의 물리적 접촉으로 인한 입자의 발생을 방지하기 위해 웨이펴의 이면을 유지하면서 웨이퍼를 이송하는 이송 아암은 여기에 상술된 바와 같이 제안되었다(예를 들어, 일본 특허 공개 공보 제 2000-3951 호 참조).
상술된 종래 기술을 사용하면 기판 처리 장치 내의 입자를 감소하는 것이 가능하다.
종래의 기술을 조합하여 사용하는 경우에, 그러나, 정전 척의 돌기부와 접촉하는 웨이퍼 부분은 이송 아암의 유지부가 접촉하는 웨이퍼 부분과 중첩된다. 후술되는 설명에서 이해되는 바와 같이, 정전 척의 돌기부에서 이송 아암이 웨이퍼에 부착되는 입자들과 물리적으로 접촉될 때 기판 처리 장치에서 입자들은 쉽게 발생한다. 추가적으로, 이러한 입자들은 갑자기 발생한다. 그리하여 입자의 발생을 억 제하여 관리하는 것을 어렵게 한다. 웨이퍼가 양산처리되는 동안 입자들이 많이 발생하면, 최종제품의 수율 저하를 피할 수 없다.
본 발명은 입자의 발생을 억제하는 것이 가능한 기판 이송 장치, 그 기판 이송 장치를 구비하는 기판 처리 장치 및 상기 기판 처리 장치용 기판 처리 방법을 제공한다.
본 발명의 제 1 태양에 의하면, 처리실에 배치된 탑재대에 피처리 기판을 이송하고 피처리 기판을 유지하도록 개조된 제 1 유지부를 구비하는 기판 이송 장치가 제공되고, 그 기판 이송 장치는 탑재대의 제 1 유지부에 의해 유지되고 피처리 기판의 부분과 다른 피처리 기판의 부분을 유지하도록 개조된 제 2 유지부를 포함한다.
본 발명에 의하면, 기판 이송 장치의 제 2 유지부는 탑재대의 제 1 유지부에 의해 유지되는 기판부분과 다른 기판부분을 유지한다. 이것은 기판 이송 장치의 제 2 유지부에 의해 유지되는 기판부분 및 탑재대의 제 1 유지부에 의해 유지되는 제 1 유지부의 기판부분이 상호간에 중첩되는 것을 방지할 수 있게 한다. 결과적으로, 기판 이송 장치와 탑재대에 기판이 탑재될 때 기판에 부착되는 입자들과의 물리적 접촉이 방지될 수 있고, 그리하여 기판의 처리로 인한 입자의 박리를 방지하는바, 기판 이송 장치 내에 입자의 발생이 방지된다.
제 2 유지부는 피처리 기판의 외연부에 있지 않은 피처리 기판의 부분을 유 지하도록 개조될 수 있다.
이러한 경우, 기판 이송 장치의 제 2 유지부는 기판의 외연부와 다른 피처리 기판의 부분을 유지한다. 이것은 기판 이송 장치가 기판의 처리 동안 및/또는 후에 기판의 외연부에 부착된 반응 생성물과의 물리적 접촉을 방지하여, 반응 생성물과의 기판 처리 장치의 물리적 접촉으로 인한 입자의 발생을 방지하는 것을 가능케 한다.
제 1 유지부 및 제 2 유지부는 각각 복수의 돌기부를 포함할 수 있다.
이러한 경우에, 탑재대의 제 1 유지부 및 기판 처리 장치의 제 2 유지부가 각각 돌기부를 포함하는바, 기판이 제 1 유지부 및 제 2 유지부에 의해 유지될 때 피처리 기판에 부착된 입자를 감소시키는 것이 가능하다.
제 1 유지부 및 제 2 유지부 각각은 복수의 환형 돌기부를 포함할 수 있다.
이러한 경우에, 탑재대의 제 1 유지부 및 기판 처리 장치의 제 2 유지부가 각각 환형 돌기부를 포함하는바, 기판이 제 1 유지부 및 제 2 유지부에 의해 유지될 때 피처리 기판에 부착된 입자를 감소시키는 것이 가능하다. 추가적으로, 탑재대의 제 1 유지부가 환형 돌기부를 포함하는바, 탑재대 및 기판 사이의 공간을 복수의 공간으로 나눌 수 있어서, 각각의 공간에 공급되는 열 전달 가스의 압력을 개별적으로 제어하는 것이 가능하다.
본 발명의 제 2 태양에 의하면, 피처리 기판이 탑재대에 탑재된 피처리 기판의 부분과 다른 부분에 탑재되었으며, 피처리 기판을 이송하도록 개조된 기판 이송 장치 및 피처리 기판이 탑재되는 탑재대를 내부에 구비하는 처리실을 포함하는 기 판 처리 장치가 제공된다.
본 발명에 의하면, 기판부분들은 탑재대에 탑재된 기판부분과 다른 기판부분이 기판 이송 장치에 탑재된다. 그리하여 기판 이송 장치에 탑재된 기판부분 및 탑재대에 탑재된 기판부분이 상호간에 중첩되는 것을 방지하는 것이 가능하다. 결과적으로 기판 이송 장치는 탑재대에 탑재된 기판이 처리되는 동안 부착되는 입자들과의 물리적 접촉을 방지할 수 있어서, 피처리 기판으로부터 입자의 박리를 방지하는바, 기판 처리 장치 내에 입자가 발생되는 것을 방지한다.
본 발명의 제 3 태양에 따르면, 피처리 기판이 탑재대에 탑재된 피처리 기판의 부분과 다른 부분에 탑재되었으며, 피처리 기판을 이송하도록 개조된 기판 이송 장치 및 피처리 기판이 탑재되는 탑재대를 내부에 구비하는 처리실을 포함하는 기판 처리 장치용 기판 처리 방법으로서, 상기 피처리 기판이 상기 탑재대에 탑재되는 제 1 탑재 단계와, 상기 피처리 기판이 상기 탑재대에 탑재되는 부분과 상이한 부분으로 상기 기판 이송 장치 상에서 처리되는 상기 기판을 탑재하는 제 2 탑재 단계를 포함하는, 상기 기판 처리 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 특징들은 첨부되는 도면으로 참조되는 실시예의 후술되는 설명으로 명확해질 것이다.
본 발명은 발명의 실시예를 도시하는 도면을 참조하여 후술 될 것이다.
도 1은 본 실시 형태에 의한 기판 이송 장치를 구비하는 기판 처리 장치의 개략적인 구성을 도시한 평면도이다.
도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(1)는 반도체 장치 웨이퍼(이하 "웨이퍼"라고 한다)를 반응성 이온 에칭(reactive ion etching, 이하 "RIE"라고 한다)되도록 하는 복수의 프로세스 시프(process ship)(11)(도 2) 및 프로세스 시프(11)가 연결되는 장방형의 공통이송실인 장전장치(9)를 포함한다.
장전장치(9)는 프로세스 시프(11) 이외에, 25개의 웨이퍼(W)를 수용하는 용기인 FOUP(Front Opening Unified Pod)(14)가 각각 탑재된 3개의 FOUP 탑재대(15) 및 FOUP(14)부터 이송되는 웨이퍼(W)의 위치를 각각 예비 정렬하는 배치기(orienter)(16)에 연결된다.
복수의 프로세스 시프(11)는 장전장치(9)의 측벽에 연결되어 있고, 장전장치(9)를 사이에 두고 3개의 FOUP 탑재대(15)를 향하여 배치된다. 배치기(16)는 장전장치(9)의 세로방향으로 장전장치(9)의 한 단부에 배치된다.
장전장치(9)는 내부에 배치된 웨이퍼(W)를 이송도록 개조된 기판 이송 장치의 이송 아암 메카니즘(19) 및 FOUP 탑재대(15)에 대응하여 장전장치(9)의 측벽에 배치된 3개의 장전 포트(20)를 포함한다. 이송 아암 메카니즘(19)은 FOUP 탑재대(15)에 탑재된 FOUP(14)로부터 웨이퍼(W)를 대응하는 장전 포트(20)를 통해 가져가고, 가져간 웨이퍼(W)를 프로세스 시프(11) 및 배치기(16)에 출입 이송케 한다.
프로세스 시프(11) 각각은 웨이퍼(W)가 RIE 처리되는 진공용기인 처리실(12) 및 처리실(12)로 웨이퍼(W)를 운반하는 기판 이송 장치인 이송 아암(17)을 내장하는 장전연결장치(18)를 포함한다.
장전장치(9)의 내압은 대기압에 유지되고, 각각의 프로세스 시프(11)에서 처리실(12)의 내압은 진공으로 유지된다. 이 때문에, 내압이 조정가능한 진공예비이송실을 구성하는 장전연결장치(18)는 장전연결장치(18)와 처리 용기(12) 사이의 연결부 안에 진공게이트밸브(21) 및 장전연결장치(18)와 장전장치(9) 사이의 연결부 안에 대기게이트밸브(22)를 제공한다.
장전연결장치(18) 내에, 이송 아암(17)은 제 1 장전연결장치(18)의 중앙부에 배치되고, 제 1 버퍼(23)는 이송 아암(17)보다 처리실(12) 측에 배치되며, 제 2 버퍼(24)는 이송 아암(17)보다 장전장치(9) 측에 배치된다. 제 1 버퍼(23) 및 제 2 버퍼(24)는 (후술되는) 이송 포크(25)가 이동하는 궤도상에 배치된다. RIE 처리가 된 다음에, 각 웨이퍼(W)는 이송 포크(25)의 궤도상에 일시적으로 놓이게 되고, RIE 처리된 웨이퍼(W) 및 RIE 처리가 되지 않은 웨이퍼(W)가 처리실(12) 내에서 원활하게 교환가능하도록 한다.
기판 처리 장치(1)는 프로세스 시프(11), 장전장치(9) 및 배치기(16)(이하 "각 구성요소"라고 한다)의 동작을 제어하는, 후술되는, 시스템 제어기(도시되지 않음) 및 장전장치(9)의 세로방향에 배치되는 작동 GUI(Graphical User Interface)(26)를 포함한다.
상기 시스템 제어기는 RIE 처리에 대응되는 프로그램에 따른 각 구성요소의 동작을 제어한다. 작동 GUI(26)는 예를 들어, 터치 패널 디스플레이(touch panel display)를 지지하는 디스플레이 스탠드(display stand)(도시되지 않음) 및 LCD(Liquid Crystal Display)를 구비하는 터치 패널 디스플레이를 포함한다. 각 구성요소의 동작상태가 터치 패널 디스플레이에 표시되며, 터치 패널 디스플레이를 통해 조작 입력을 받는다.
도 2는 웨이퍼의 RIE 처리되기 위한 프로세스 시프(11) 각각의 개략적인 구성을 도시한 단면도이다.
도 2에 의하면, 프로세스 시프(11)는 웨이퍼(W)가 수용된 처리실(12)를 포함한다. 처리실(12) 내에는, 웨이퍼(W)가 탑재된 탑재대인 원주형의 서셉터(susceptor)(45)가 제공된다.
프로세스 시프(11) 내에 서셉터(45) 위의 가스가 용기(12)에서 배출되는 유로의 기능을 하는 측방배기로(46)가 처리실(12)의 내측벽 및 서셉터(45)의 측면 사이에 형성된다. 배플 플레이트(baffle plate)는 측방배기로(46) 도중에 배치된다.
배플 플레이트(47)는 다수의 구멍을 가진 판형부재이며, 처리실(12)를 상부 및 하부로 나누는 칸막이판으로 기능한다. 처리실(12)의 상부(48)는 배플 플레이트(47)에 의해 분할되고, 그 안에 웨이퍼(W)가 탑재되는 서셉터(45)가 배치되며, 그 안에 플라즈마가 발생한다. 이하 처리실(12)의 상부를 "반응실"이라 한다. 처리실(12)의 하부(51)(이하 "배기실"이라 한다)에 열린 러핑배기관(roughing exhaust pipe)(49) 및 본배기관(50)은 처리실(12)의 가스를 배기한다. 러핑배기관(49)은 연결되어있는 (도시되지 않은) DP(dry pump) 및 연결되어있는 (도시되지 않은) TMP(turbo-molecular pump)를 구비한다. 배플 플레이트(47)는 반응실(48) 내에, 후술되는, 처리공간(S)에서 발생된 이온 및 기를 포획하거나 반사하여 배기실(51) 내 이온 및 기의 누출을 방지한다.
러핑배기관(49), 본배기관(50), DP, TMP등은 배기장치를 같이 구성한다. 러핑배기관(49) 및 본배기관(50)은 반응실(48) 내에 배기가스를 배기실(51)을 통해 처리실(12) 밖으로 배출한다. 특히, 러핑배기관(49)은 처리실(12) 내의 압력을 대기압에서 저진공상태로 감소시키고, 본배기관(50)은 러핑배기관(49)과 협력하여 처리실(12) 내의 압력을 대기압에서 저진공상태보다 압력이 낮은 고진공상태(예를 들어, 133Pa(1torr) 이하의 압력)으로 감소시킨다.
하부고주파전원(52)은 정합기(53)를 통해 서셉터(45)에 연결된다. 하부고주파전원(52)은 서셉터(45)에게 소정의 고주파전력을 공급한다. 서셉터(45)는 따라서 하부전극으로 기능한다. 정합기(53)는 서셉터(45)의 고주파전력의 공급효율을 최대로 하기 위해 서셉터(45)의 고주파전력의 반사를 저감시킨다.
서셉터(45)의 상부에는, 전극판(54)을 내포하는 절연부재, 예를 들어, 산화이트륨, 알루미나(Al203) 또는 실리카(SiO2)로 만들어진 (도 3에서 후술되는) 원반형의 정전 척(55)이 배치된다. 서셉터(45)에 웨이퍼(W)가 탑재되면, 웨이퍼(W)가 정전 척(55) 위에 배치된다. 직류전원(56)은 전극판(54)에 전기적으로 연결된다. 전극판(54)에 음의 직류전압이 인가되면, 웨이퍼(W)의 이면에 양전위가 발생하고, 웨이퍼의 표면에 음전위가 발생한다. 따라서 전극판(54) 및 웨이퍼(W)의 이면 사이에 전위차가 발생하는바, 전위차에 기인한 쿨롱힘(Coulomb force) 또는 존슨-라벡힘(Johnson-Rahbek force)를 통해 정전 척(55)의 윗면에 웨이퍼(W)가 흡착유지된다.
더욱이, 환형의 초점링(57)은 정전 척(55)에 의해 흡착유지되는 웨이퍼(W)를 둘러쌀 수 있도록, 서셉터(45)의 윗면에 배치된다. 초점링(57)은 처리공간(S) 내에 노출되고 웨이퍼(W)의 표면에 향하는 처리공간(S) 내의 플라즈마의 초점을 맞추어 RIE 처리의 효율을 개선한다.
환형의 냉매실(72)은 예를 들어 서셉터(45) 내에 제공되는 서셉터(45)의 원주방향으로 연장된다. 냉매, 예를 들어, 냉각수 또는 Galden(등록 상표) 액체는 냉각장치(도시되지 않음)로부터 냉매용배관(58)을 통해 냉매실(72)을 통과하여 소정의 온도에서 공급순환된다. 정전 척(55)에 흡착유지되는 웨이퍼(W)의 처리온도는 냉매의 온도를 통해 제어된다.
웨이퍼(W)가 흡착유지되는 정전 척(55)의 일부분(이하 "흡착면"이라 한다)내에 웨이퍼(W)를 유지하기 위한 복수의 돌기부(55a)(도 3b)가 제공된다. 돌기부(55a)에 의해 웨이퍼(W)를 유지함으로써, 웨이퍼(W)의 이면에 정전 척(55)에 부착된 입자들이 감소될 수 있다.
복수의 열전달가스공급구(59)는 웨이퍼(W)가 흡착유지되는 정전 척(55)의 일부분에 개방된다. 열전달가스공급구(59)는 열전달가스공급라인에 의해 열전달가스공급장치(도시되지 않음)와 연결된다. 열전달가스공급장치는 정전 척(55)의 흡착면 및 웨이퍼의 이면 사이의 틈으로 열전달가스공급구(59)를 통해 열전달가스로 헬륨가스를 공급한다. 정전 척(55)의 흡착면 및 웨이퍼의 이면 사이의 틈으로 공급된 열전달가스는 웨이퍼(W)부터 서셉터(45)까지의 열을 정전 척(55)을 통해 전달한다.
복수의 돌출 핀(pusher pin)(61)은 정전 척(55)으로부터 돌출되도록 만들어진 리프팅핀(lifting pin)으로 서셉터(45)의 흡착면에 제공된다. 돌출 핀(61)의 소정의 이양지점에서, 웨이퍼(W)는 이송 아암(17)의 선단부에 배치된 이송 포크(25)로부터 인도되고 이송 포크(25)로 인도된다. 돌출 핀(61)은 볼나사(도시되지 않음)에 의해 모터(도시되지 않음)에 연결되고, 볼나사에 의해 병진운동으로 전환되는 모터의 회전운동에 의해 서셉터(45)의 흡착면으로부터 돌출되도록 제작될 수 있다. 돌출 핀(61)은 웨이퍼(W)가 RIE 처리되도록 서셉터(45)의 흡착면에 웨이퍼(W)가 흡착유지될 때 서셉터(45) 내에 수용되고, 웨이퍼(W)가 RIE 처리된 후 처리실(12)로부터 밖으로 이송될 때, 서셉터(45)로부터 웨이퍼(W)를 들어올리도록 정전 척(55)으로부터 돌출되도록 제작된다.
가스도입샤워헤드(62)는 용기(12)(반응실(48))의 천정부 내에 서셉터(45)를 향하도록 배치된다. 상부고주파전원(64)은 정합기(63)를 통해 가스도입샤워헤드에 연결된다. 상부고주파전원(64)은 가스도입샤워헤드(62)에 소정의 고주파전력을 공급한다. 가스도입샤워헤드(62)는 따라서 상부전극으로 기능한다. 정합기(63)는 상술된 정합기(53)와 유사한 기능을 가진다.
가스도입샤워헤드(62)는 그 안에 다수의 가스구(65)를 구비하는 천정전극판(66) 및 천정전극판(66)이 착탈가능하게 지지된 전극지지체(67)를 포함한다. 전극지지체(67) 내에 버퍼실(68)이 제공된다. 처리가스도입관(69)이 버퍼실(68)과 연결된다. 버퍼실(68) 내로 처리가스도입관(69)으로부터 공급되는 처리가스는 가스구(65)를 통해 처리실(12)(반응실(48)) 내로 가스도입샤워헤드(62)에 의해 공급 된다.
웨이퍼이송구(70)는 돌출 핀(61)에 의해 서셉터(45)로부터 상승된 웨이퍼(W)의 높이 지점에서 처리실(12)의 측벽에 제공된다. 이송구(70)의 개폐구인 게이트밸브(21)는 이송구(70) 내에 제공된다.
프로세스 시프(11)의 처리실(12) 내에 상술된 바와 같이 고주파전력은 서셉터(45) 및 가스도입샤워헤드(62) 사이의 처리공간(S) 내에 고주파전력을 인가하기 위해 서셉터(45) 및 가스도입샤워헤드(62)에 공급되고, 가스도입샤워헤드(62)으로부터 처리공간(S) 내로 공급되는 처리가스가 고밀도플라즈마로 변하여 이온 및 기가 발생되고 웨이퍼(W)가 이온 등에 의해 RIE 처리된다.
이하에서 본 실시예에 의한 기판 이송 장치인 이송 아암(17)내의 이송 포크(25)의 형상 및 본 실시예에 의한 정전 척(55)의 형상이 설명된다.
도 3a는 본 실시예에 의한 정전 척(55) 및 이송 포크(25)를 도시하는 평면도이며, 도 3b는 도 3a의 일부분(A)을 보여주는 확대도이다. 도 4는 웨이퍼(W)가 유지되는 정전 척(55) 및 이송 포크(25)의 측면도이다.
도 3 및 도 4에서 도시하는 바와 같이, 정전 척(55)은 그 흡착면에, 도 4에서 도시하는 바와 같은 돌기부(55a)에 의해 웨이퍼(W)가 유지되도록 웨이퍼(W)를 유지하는 복수의 돌기부(55a)(도 3b)를 제공한다. 정전 척(55)의 흡착면에는 상기 3개의 돌출 핀(61)이 정전 척(55)의 중심 주위에 동축상에 배치된다. 본 실시예에 의한 직경이 300mm인 웨이퍼(W)가 처리되는 경우, 정전 척(55)의 직경은 300mm이고, 돌기부(55a)의 폭은 1mm 정도이며, 돌출 핀(61)은 2mm에서 3mm사이의 직경을 가지고, 3개의 돌출 핀(61)이 각 돌출 핀(61)의 중심 및 정전 척(55)의 중심 간의 길이에 대응되는 반경을 가지는 약 170mm의 PCD(pitch circle diameter)를 가진다.
웨이퍼(W)를 유지하는 복수의 돌기부(25a)(도 3b)가 각각의 이송 포크(25)에 제공된다. 도 4에서 도시하는 바와 같이 웨이퍼(W)는 돌기부(25a)에 의해 유지된다. 돌기부(25a)는 웨이퍼(W)가 이송되는 동안 유지할 수 있을 만큼 다수가 있다. 본 실시예에 의한 직경이 각각 300mm인 웨이퍼(W)의 경우, 각각의 돌기부(25a)는 폭이 약 7mm이며, 이송 포크(25)는 약 270mm의 외경 및 약 200mm의 내경을 가진다.
이송 포크(25)의 돌기부(25a)는 이송 포크(25)의 돌기부(25a)에 의해 유지되는 웨이퍼(W)의 일부분(81)이 정전 척(55)의 돌기부(55a)에 의해 유지되는 웨이퍼(W)의 다른 일부분과 다르도록 배치된다. 특히 돌기부(25a)는 이송 포크(25) 및 정전 척(55) 간에 웨이퍼(W)가 이양되는 소정의 이양지점에 이송 포크(25)가 위치함과 동시에 상기에서 도시하는 정전 척(55)의 돌기부(55a)의 위치와 다르게 돌기부(25a)가 이송 포크(25) 내에 제공된다. 그러므로 이송 포크(25)의 돌기부(25a)에 의해 유지되는 웨이퍼의 일부분은 정전 척(55)의 돌기부(55a)에 의해 유지되는 웨이퍼의 일부분과 다르다.
본 실시예에 의하면, 이송 포크(25)의 돌기부(25a)는 정전 척(55)의 돌기부(55a)에 의해 유지되는 웨이퍼의 일부분(80)과 다른 웨이퍼의 일부분(81)을 유지한다. 이는 이송 포크(25)의 돌기부(25a) 및 정전 척(55)의 돌기부(55a)에 의해 각각 유지되는 웨이퍼 일부분(81, 80)이 상호간에 중첩되는 것을 방지할 수 있게 한다. 결과적으로 이송 포크(25)가 정전 척(55)에 탑재된 웨이퍼(W)의 일부분에 부착되었던 입자들과 물리적 접촉을 방지하는 것이 가능하게 되고, 이는 웨이퍼(W)로부터 입자가 벗겨지는 것을 방지하며, 기판 처리 장치로부터 발생되는 입자들을 억제할 수 있게 한다.
본 실시예에서는, 이송 포크(25)의 돌기부(25a)는 정전 척(55)의 돌기부(55a)에 의해 유지되는 웨이퍼의 일부분(80)과 다른 웨이퍼 일부분(81)을 유지하도록 배치된다. 바람직하게는, 이송 포크(25)의 돌기부(25a)는 정전 척(55)의 돌기부(55a)에 의해 유지되는 웨이퍼의 일부분(80)뿐만 아니라 웨이퍼(W)의 예비 정렬을 수행하는 배치기(16)의 고무핀과 같은 다른 웨이퍼 유지 요소에 의해 유지되는 웨이퍼의 일부분과도 위치가 다른 웨이퍼 일부분(81)을 유지하도록 구성된다.
도 5a는 도 3에서 도시하는 정전 척(55) 및 이송 포크(25)의 변형예를 도시한 평면도이며, 도 5b는 도 5a의 B부분의 확대도이다.
도 5에서 도시한 바와 같이, 정전 척(355)은 웨이퍼(W)를 유지하는 제 1 환형 돌기부(355a) 및 제 1 환형 돌기부(355a)의 내측에 제 1 환형 돌기부(355a)과 동심원상에 형성된 제 2 환형 돌기부(355b)를 가지는 흡착면의 외연부에 제공된다. 정전 척(355) 내에는 웨이퍼(W)가 제 1 환형 돌기부(355a) 및 제 2 환형 돌기부(355b)에 의해 유지된다.
다른 한편으로는, 이송 포크(325)는 웨이퍼(W)가 환형 돌기부(325a)에 의해 유지되도록 웨이퍼(W)를 유지하는 환형 돌기부(325a)를 포함한다. 상호간에 동심원상으로 배치된 환형 돌기부(325a)는 웨이퍼(W)가 이송되는 동안 유지할 수 있을 만큼 다수가 있다.
환형 돌기부(325a)는 정전 척(355)의 제 1 환형 돌기부(355a) 및 제 2 환형 돌기부(355b)에 의해 유지되는 웨이퍼의 일부분이 환형 돌기부(325a)에 의해 유지되는 웨이퍼의 일부분과 다른 위치가 되도록 이송 포크(325) 내에 제공된다. 특히 환형 돌기부(325a)는 웨이퍼(W)가 이송 포크(325) 및 정전 척(355) 사이에서 이양되는 소정의 이양지점에 위치되는 이송 포크(325)에 있어서, 상기에서 도시하는 정전 척(355)의 제 1 환형 돌기부(355a) 및 제 2 환형 돌기부(355b)과 다르게 이송 포크(325) 내에 제공된다. 그러므로, 이송 포크(325)의 돌기부(325a)에 의해 유지되는 웨이퍼 일부분은 정전 척(355)의 제 1 환형 돌기부(355a) 및 제 2 환형 돌기부(355b)에 의해 유지되는 웨이퍼 일부분과 다른 위치에 있게 된다.
본 변형예에 의하면, 이송 포크(325)의 환형 돌기부(325a)는 정전 척(355)의 제 1 환형 돌기부(355a) 및 제 2 환형 돌기부(355b)에 의해 유지되는 웨이퍼 일부분과 위치가 다른 웨이퍼 일부분을 유지한다. 이것은 이송 포크(325)의 환형 돌기부(325a)에 의해 유지되는 웨이퍼 일부분과 정전 척(355)의 제 1 환형 돌기부(355a) 및 제 2 환형 돌기부(355b)에 의해 유지되는 웨이퍼 일부분이 상호간에 중첩되는 것을 방지할 수 있게 한다. 결과적으로 상술한 실시예와 같거나 유사한 장점들을 달성할 수 있게 된다.
추가적으로, 본 변형예에 의한 정전 척(355)이 제 1 환형 돌기부(355a) 및 제 2 환형 돌기부(355b)를 포함하기 때문에, 정전 척(355) 및 웨이퍼(W) 사이의 공간을 제 1 환형 돌기부(355a) 및 제 2 환형 돌기부(355b)에 의해 2 개의 공간으로 나눌 수 있게 되고, 2 개의 공간 각각에 공급되는 열전달가스의 압력을 개별적으로 제어할 수 있게 된다.
본 변형예에서는, 이송 포크(325)의 환형 돌기부(325a)는 정전 척(355)의 제 1 환형 돌기부(355a) 및 제 2 환형 돌기부(355b)에 의해 유지되는 웨이퍼 일부분과 다른 위치의 웨이퍼 일부분을 유지하도록 배치된다. 바람직하게는, 이송 포크(325)의 돌기부(325a)는 정전 척(355)의 제 1 환형 돌기부(355a) 및 제 2 환형 돌기부(355b)에 의해 유지되는 웨이퍼의 일부분뿐만 아니라 웨이퍼의 예비 정렬을 수행하는 배치기(16)의 고무핀과 같은 다른 웨이퍼 유지 요소에 의해 유지되는 웨이퍼의 일부분과도 위치가 다른 웨이퍼 일부분을 유지하도록 구성된다.
상술된 실시예에 의한 기판 이송 장치를 구비하는 기판 처리 장치는 도 1에서 도시하는 바와 같이 상호간에 평행하게 배치된 2 개의 프로세스 시프를 구비하는 평행형 기판 처리 장치에만 적용되도록 한정된 것은 아니고, 도 6에서 도시하는 방사형으로 배치된, 웨이퍼(W)에 수행되는 소정의 처리를 하는 진동처리실인, 복수의 처리장치를 구비하는 기판 처리 장치에도 적용될 수 있다.
도 6은 본 실시예에 의한 기판 이송 장치를 구비하는 기판 처리 장치의 변형예의 개략적인 구성을 도시한 평면도이다. 도 6에서는 도 1에서 도시하는 기판 처리 장치(1)의 구성요소와 동일하거나 유사하게 대응되는 구성요소가 대응되는 참조번호로 표시되며, 따라서 설명은 생략될 것이다.
도 6에 의하면, 기판 처리 장치(137)는 육각형의 단면을 구비하는 이송장치(138), 이송장치(138)의 반경방향으로 배치되고 웨이퍼(W)가 소정의 처리가 되는 4 개의 처리장치(139 내지 142), 장방형의 공통이송실인 장전장치(9) 및 장치(138, 9)를 연결하도록 이송장치(138)와 장전장치(9) 사이에 각각 배치되는 2 개의 장전연결장치(143, 144)를 포함한다.
이송장치(138) 및 각각의 처리장치(139 내지 142)의 내압은 진공으로 유지된다. 이송장치(138)는 진공게이트밸브(145 내지 148)에 의해 각각 처리장치(139 내지 142)와 연결되어 있다.
기판 처리 장치(137)에서, 장전장치(9)의 내압은 대기합으로 유지되며, 이송장치(138)의 내압은 진공으로 유지된다. 장전연결장치(143, 144)는 따라서 장전연결장치 및 이송장치(138) 사이의 연결부 내에 진공게이트밸브(149 또는 150), 그리고 내압이 조정가능한 진공예비이송실로 각각 구성된 장전연결장치(143, 144)에서 장전연결장치 및 장전장치(9) 사이의 연결부 내의 대기출입구밸브(atmospheric door valve)(151, 152)에 의해 각각 제공된다. 더욱이, 장전연결장치(143, 144)는 각각 장전장치(9) 및 이송장치(138) 간의 이송되는 웨이퍼(W)가 일시적으로 탑재되기 위한 웨이퍼탑재대(153 또는 154)를 구비한다.
이송장치(138)는 그 안에 배치된 굴신 및 선회가 자유자재인 개구리 다리형 이송 아암(155)을 가진다. 이송 아암(155)은 처리장치(139 내지 142) 및 장전연결장치(143, 144) 사이의 웨이퍼(W)를 이송한다.
각각의 처리장치(139 내지 142)는 각각 처리되는 웨이퍼(W)가 탑재되는 탑재대(도시되지 않음)가 각각 그 안에 구비된다. 여기서, 처리장치(139, 140)는 기판 처리 장치(1)내 프로세스 시프(11)처럼 각각 구성된다.
기판 처리 장치(137) 내 구성요소의 작동은 기판 처리 장치(1) 내의 시스템 제어기와 같이 구성된 시스템 제어기를 이용하여 제어된다.
본 발명에 의하면, 기판 이송 장치의 제 2 유지부에 의해 유지되는 기판부분 및 탑재대의 제 1 유지부에 의해 유지되는 기판부분이 상호간에 중첩되는 것을 방지할 수 있어서, 기판 이송 장치와 탑재대에 기판이 탑재될 때 기판에 부착되는 입자들과의 물리적 접촉이 방지될 수 있고, 그리하여 기판의 처리로 인한 입자의 박리를 방지하는바, 기판 이송 장치 내에 입자의 발생이 방지된다.
또한 기판 이송 장치의 제 2 유지부는 기판의 외연부와 다른 피처리 기판의 부분을 유지하면 기판 이송 장치가 기판의 처리 동안 및/또는 후에 기판의 외연부에 부착된 반응 생성물과의 물리적 접촉을 방지하여, 반응 생성물과의 기판 처리 장치의 물리적 접촉으로 인한 입자의 발생을 방지하는 것을 가능케 한다.
그리고 탑재대의 제 1 유지부 및 기판 처리 장치의 제 2 유지부가 각각 복수의 돌기부를 포함하는바, 기판이 제 1 유지부 및 제 2 유지부에 의해 유지될 때 피처리 기판에 부착된 입자를 감소시키는 것이 가능하다. 추가적으로, 탑재대의 제 1 유지부가 환형 돌기부를 포함하는 경우 탑재대 및 기판 사이의 공간을 복수의 공간으로 나눌 수 있어서, 각각의 공간에 공급되는 열 전달 가스의 압력을 개별적으로 제어하는 것이 가능하다.
Claims (12)
- 처리실의 내부에 배치되고 피처리 기판을 유지하는 제 1 유지부를 구비하는 탑재대로 상기 피처리 기판을 이송하는 기판 이송 장치에 있어서,상기 탑재대의 제 1 유지부에 의해 유지되는 상기 피처리 기판의 부분과 상이한 상기 피처리 기판의 부분을 유지하는 제 2 유지부를 포함하는기판 이송 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 2 유지부가 상기 피처리 기판의 외연부 이외의 부분을 유지하는기판 이송 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 유지부 및 제 2 유지부가 각각 다수의 돌기부로 이루어지는기판 이송 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 유지부 및 제 2 유지부가 각각 다수의 환형 돌기부로 이루어지는기판 이송 장치.
- 피처리 기판을 탑재하는 탑재대를 내부에 구비하는 처리실과 상기 피처리 기판을 이송하는 기판 이송 장치를 구비하는 기판 처리 장치에 있어서,상기 기판 이송 장치는 상기 피처리 기판이 상기 탑재대에 탑재되는 상기 피처리 기판의 부분과 상이한 부분에서 상기 기판 이송 장치에 탑재되는 것을 특징으로하는기판 처리 장치.
- 제 5 항에 있어서,상기 피처리 기판은 상기 피처리 기판의 외연부 이외의 부분에서 상기 기판 이송 장치 상에 장착되는 것을 특징으로 하는기판 처리 장치.
- 제 5 항에 있어서,상기 탑재대는 상기 피처리 기판이 탑재되고, 다수의 돌기부가 형성되는 부분을 구비하며, 상기 기판 이송 장치는 상기 피처리 기판이 탑재되고, 다수의 돌기부가 형성되는 부분을 구비하는 것을 특징으로 하는기판 처리 장치.
- 제 5 항에 있어서,상기 탑재대는 상기 피처리 기판이 탑재되고, 다수의 환형 돌기부가 형성되 는 부분을 구비하며, 상기 기판 이송 장치는 상기 피처리 기판이 탑재되고, 다수의 환형 돌기부가 형성되는 것을 특징으로 하는기판 처리 장치.
- 피처리 기판을 탑재하는 탑재대를 내부에 구비하는 처리실과 상기 피처리 기판을 이송하는 기판 이송 장치를 구비하는 기판 처리 장치용 기판 처리 방법에 있어서,상기 피처리 기판을 상기 탑재대에 탑재하는 제 1 탑재 단계와,상기 피처리 기판이 상기 탑재대에 탑재되는 상기 피처리 기판의 부분과 상이한 부분에서 상기 기판 이송 장치 상에 상기 피처리 기판을 탑재하는 제 2 탑재 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는기판 처리 방법.
- 제 9 항에 있어서,상기 제 2 탑재 단계에서, 상기 피처리 기판은 상기 피처리 기판의 외연부 이외의 부분에서 상기 기판 이송 장치 상에 탑재되는 것을 특징으로 하는기판 처리 방법.
- 제 9 항에 있어서,상기 제 1 탑재 단계에서, 상기 피처리 기판은 상기 탑재대 상에 형성되는 다수의 돌기부 상에 탑재되고, 상기 제 2 탑재 단계에서, 상기 피처리 기판은 상기 기판 이송 장치 상에 형성되는 다수의 돌기부 상에 탑재되는 것을 특징으로 하는기판 처리 방법.
- 제 9 항에 있어서,상기 제 1 탑재 단계에서, 상기 피처리 기판은 상기 탑재대 상에 형성되는 다수의 환형 돌기부 상에 탑재되고, 상기 제 2 탑재 단계에서, 상기 피처리 기판은 상기 기판 이송 장치 상에 형성되는 다수의 환형 돌기부 상에 탑재되는 것을 특징으로 하는기판 처리 방법.
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