KR20080082260A - 기판 처리 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 클러스터 타입의 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법을 개시한 것으로서, 트랜스퍼 챔버의 둘레에 배치된 제 1 처리실들 중 적어도 하나의 제 1 처리실과 설비 전방 단부 모듈의 사이에 제 2 처리실이 배치되고, 제 1 및 제 2 처리실에서 순차적으로 처리된 기판이 제 2 처리실로부터 설비 전방 단부 모듈로 직접 이송되는 것을 특징으로 한다.
이러한 특징에 의하면, 본 발명은 기판 처리 장치 내에서 일련의 공정을 연속적으로 진행함으로써, 설비 간에 기판의 이동에 따른 오염을 최소화할 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
Figure P1020070022885
클러스터, 증착, 식각, 세정

Description

기판 처리 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TREATING SUBSTRATE}
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 구성을 개략적으로 보여주는 도면,
도 2는 도 1의 기판 처리 장치를 이용한 공정의 흐름을 개략적으로 보여주는 도면이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100 : 설비 전방 단부 모듈
200 : 공정 설비
230 : 처리실
232 : 공정 챔버
235 : 건식 세정 챔버
236 : 습식 세정 챔버
238 : 이송 챔버
본 발명은 기판 처리 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도 체 디바이스 제조 공정을 일괄 처리할 수 있는 클러스터 타입의 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 미세화 및 고집적화에 따라 공정의 고정밀도화, 복잡화, 웨이퍼의 대구경화 등이 요구되고 있으며, 복합 공정의 증가나 매엽식화에 수반되는 스루풋의 향상이라는 관점에서 반도체 디바이스 제조 공정을 일괄 처리할 수 있는 클러스터(Cluster) 타입의 반도체 제조 설비가 널리 사용되고 있다
일반적으로 반도체 소자는 웨이퍼 상에 여러 가지 물질을 박막 형태로 증착하고 이를 패터닝하여 제조된다. 이를 위하여 증착 공정, 식각 공정, 세정 공정 및 건조 공정 등 여러 단계의 서로 다른 공정이 요구된다.
그런데, 일반적으로 사용되고 있는 클러스터 타입의 반도체 제조 설비는 하나의 설비 내에서 일련의 단위 공정을 연속적으로 처리하지 못한다. 예를 들어, 하나의 설비에서 웨이퍼에 대한 증착 공정 또는 식각 공정이 완료되면, 이어지는 세정 공정과 건조 공정의 진행을 위해서 웨이퍼는 다른 설비로 이동되어야 한다. 이로 인하여, 개별 공정 설비 간에 웨이퍼를 이동시킬 때 웨이퍼가 오염될 가능성이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 하나의 설비 내에서 웨이퍼에 대한 일련의 공정을 연속적으로 진행할 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 설비 간에 기판의 이동에 따른 웨이퍼의 오염을 최소화할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 기판 처리 장치는, 기판 처리 공정이 진행되는 처리실들과; 상기 처리실들로 이송될 기판을 전달받는 로드락 챔버와; 상기 로드락 챔버와 상기 처리실들의 사이에 배치되며, 상기 처리실들 간 또는 상기 처리실들과 상기 로드락 챔버 간에 기판을 이송하는 트랜스퍼 챔버와; 상기 로드락 챔버의 전방에 배치되어 기판이 수용된 용기와 상기 로드락 챔버 간에 기판을 이송하는 설비 전방 단부 모듈;을 포함하되, 상기 처리실들은 기판상에 패턴을 형성하기 위한 공정이 진행되는 공정 챔버들과; 상기 공정 챔버들에서 공정이 진행된 기판을 세정 처리하는 세정 챔버들;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 기판 처리 장치에 있어서, 상기 세정 챔버들은 기판을 건식 세정 처리하는 건식 세정 챔버와; 상기 건식 세정 챔버에서 세정 처리된 기판을 습식 세정 처리하는 습식 세정 챔버;를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 건식 세정 챔버는 상기 트랜스퍼 챔버의 측부에 배치되고, 상기 습식 세정 챔버는 일 측이 상기 건식 세정 챔버와 인접하고, 타 측이 상기 설비 전방 단부 모듈과 인접하도록 배치되는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 건식 세정 챔버 및 상기 습식 세정 챔버에 인접하게 배치되며, 상기 건식 세정 챔버로부터 상기 습식 세정 챔버로 기판을 이송하는 이송 챔버;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 기판 처리 장치는, 기판 처 리 공정이 진행되는 처리실들과; 상기 처리실들로 이송될 기판을 전달받는 로드락 챔버와; 상기 로드락 챔버와 상기 처리실들의 사이에 배치되며, 상기 처리실들 간 또는 상기 처리실들과 상기 로드락 챔버 간에 기판을 이송하는 트랜스퍼 챔버와; 상기 로드락 챔버의 전방에 배치되어 기판이 수용된 용기와 상기 로드락 챔버 간에 기판을 이송하는 설비 전방 단부 모듈;을 포함하되, 상기 처리실들은 상기 트랜스퍼 챔버의 둘레에 배치되는 제 1 처리실들과; 상기 제 1 처리실들 중 적어도 하나의 제 1 처리실과 상기 설비 전방 단부 모듈의 사이에 배치되는 제 2 처리실;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 기판 처리 장치에 있어서, 상기 제 2 처리실과 상기 제 2 처리실에 인접 배치된 상기 제 1 처리실의 사이에 배치되며, 상기 제 1 처리실로부터 상기 제 2 처리실로 기판을 이송하는 이송 챔버;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 기판 처리 방법은, 기판을 처리하는 방법에 있어서, 설비 전방 단부 모듈로부터 로드락 챔버로 기판을 이송하고, 상기 로드락 챔버로부터 트랜스퍼 챔버의 둘레에 배치된 공정 챔버로 기판을 이송하여 기판상에 패턴을 형성하기 위한 공정을 진행하고, 상기 공정 챔버에서 공정이 진행된 기판을 상기 트랜스퍼 챔버의 둘레에 배치된 세정 챔버로 이송하여 기판을 세정 처리하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 특징을 가지는 본 발명에 의한 기판 처리 방법에 있어서, 상기 세정 챔버는 건식 세정 챔버와 습식 세정 챔버를 포함하며, 상기 공정 챔버에 서 공정이 진행된 기판을 상기 건식 세정 챔버에서 건식 세정 처리하고, 상기 건식 세정 챔버에서 처리된 기판을 상기 습식 세정 챔버에서 습식 세정 처리하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 건식 세정 챔버는 상기 트랜스퍼 챔버의 측부에 배치되고, 상기 습식 세정 챔버는 일 측이 상기 건식 세정 챔버와 인접하고, 타 측이 상기 설비 전방 단부 모듈과 인접하도록 배치되며, 상기 습식 세정 챔버에서 처리된 기판은 상기 습식 세정 챔버로부터 상기 설비 전방 단부 모듈로 이송되는 것이 바람직하다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 기판 처리 장치 및 방법을 상세히 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
( 실시 예 )
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 설비 전방 단부 모듈(Equipment Front End Module, EFEM)(100)과 공정 설비(200)를 가진다. 설비 전방 단부 모듈(100)은 공정 설비(200)의 전방에 장착되어, 기판들이 수용된 용기(112)와 공정 설비(200) 간에 기판을 이송한다. 설비 전방 단부 모듈(100)은 복수의 로드포트들(Loadports)(110)과 프레임(Frame)(120)을 가진다. 프레임(120)은 로드포트(110)와 공정 설비(200) 사이에 위치된다. 기판을 수용하는 용기(112)는 오버헤드 트랜스퍼(Overhead Transfer), 오버헤드 컨베이어(Overhead Conveyor), 또는 자동 안내 차량(Automatic Guided Vehicle)과 같은 이송 수단(도시되지 않음)에 의해 로드포트(110) 상에 놓여진다. 용기(112)는 전면 개방 일체식 포드(Front Open Unified Pod)와 같은 밀폐용 용기가 사용될 수 있다. 프레임(120) 내에는 로드포트(110)에 놓여진 용기(112)와 공정 설비(200) 간에 기판을 이송하는 프레임 로봇(122)이 설치된다. 프레임(120) 내에는 용기(112)의 도어를 자동으로 개폐하는 도어 오프너(도시되지 않음)가 설치될 수 있다. 또한, 프레임(120)에는 청정 공기가 프레임(120) 내 상부에서 하부로 흐르도록 청정 공기를 프레임(120) 내로 공급하는 팬 필터 유닛(Fan Filter Unit)(미도시)이 제공될 수 있다.
공정 설비(200)에서는 기판에 대해 소정의 공정들이 수행된다. 공정 설비(200)는 트랜스퍼 챔버(210), 로드락 챔버(220), 그리고 처리실들(230)을 가진다. 트랜스퍼 챔버(210)는 상부에서 바라볼 때 대체로 다각의 형상을 가진다. 트랜스퍼 챔버(210)의 측면들에는 로드락 챔버(220)와 처리실들(230)이 위치된다. 로드락 챔버(220)는 트랜스퍼 챔버(210)의 측면들 중 설비 전방 단부 모듈(100)과 인접한 측면에 위치되고, 처리실들(230)은 다른 측면들에 위치한다. 트랜스퍼 챔버(210)의 내측에는 처리실들(230) 간 또는 로드락 챔버(220)와 처리실들(230) 간에 기판을 이송하는 제 1 이송 로봇(212)이 설치된다.
로드락 챔버(220)는 공정 진행을 위해 공정 설비(200)로 유입되는 기판들이 일시적으로 머무르는 공간을 제공한다. 트랜스퍼 챔버(210) 및 처리실들(230) 내부는 진공으로 유지되고, 로드락 챔버(220) 내부는 진공 및 대기압으로 전환된다. 로드락 챔버(220)는 외부 오염 물질이 트랜스퍼 챔버(220) 및 처리실들(230)로 유입되는 것을 방지한다. 로드락 챔버(220)와 트랜스퍼 챔버(210) 사이, 그리고 로드락 챔버(220)와 설비 전방 단부 모듈(100) 사이에는 게이트 밸브(도시되지 않음)가 설치된다. 설비 전방 단부 모듈(100)과 로드락 챔버(220) 간에 기판이 이동되는 경우 로드락 챔버(220)와 트랜스퍼 챔버(210) 사이에 제공되는 게이트 밸브가 닫히고, 로드락 챔버(220)와 트랜스퍼 챔버(210) 간에 기판이 이동되는 경우, 로드락 챔버(220)와 설비 전방 단부 모듈(100) 사이에 제공되는 게이트 밸브가 닫힌다.
처리실들(230)은 다각형 형상을 가지는 트랜스퍼 챔버(210)의 측면들에 위치하는 공정 챔버들(232)과 세정 챔버들(234)을 가진다. 공정 챔버들(232)에서는 기판상에 패턴을 형성하기 위한 공정이 진행된다. 예를 들어, 공정 챔버들(232)에서는 기판상에 박막을 증착하는 공정이나, 기판상에 증착된 박막을 식각 처리하는 공정이 진행될 수 있다. 세정 챔버들(234)에서는 공정 챔버들(232)에서 증착이나 식각 공정이 진행된 기판을 세정 처리하는 공정이 진행될 수 있으며, 기판의 세정 처리는 건식 세정 처리와 습식 세정 처리로 이루어질 수 있다.
세정 챔버들(234)은 기판을 건식 세정 처리하는 건식 세정 챔버(235)와, 습식 세정 처리하는 습식 세정 챔버(236)를 가진다. 건식 세정 챔버(235)는 트랜스퍼 챔버(210)의 측면에 배치된다. 건식 세정 챔버(235)는 플라즈마를 이용하여 기판을 세정 처리하며, 플라즈마를 이용한 기판의 세정 처리에는 포토레지스트 스트립 공정이 포함될 수 있다.
습식 세정 챔버(236)는 일 측이 건식 세정 챔버(235)와 인접하고, 타 측이 설비 전방 단부 모듈(100)과 인접하도록 배치된다. 그리고, 건식 세정 챔버(235) 및 습식 세정 챔버(236)의 측면에는 이송 챔버(238)가 배치된다. 이송 챔버(238)의 내측에는 건식 세정 챔버(235)로부터 습식 세정 챔버(236)로 기판을 이송하는 제 2 이송 로봇(239)이 설치된다. 이송 챔버(238)는 건식 세정 챔버(235)와 습식 세정 챔버(236)의 사이에 배치될 수도 있다. 습식 세정 챔버(236)는 건식 세정 챔버(235)에서 처리된 기판을 이송 챔버(238)를 통해 전달받고, 기판을 습식 세정 처리한다. 기판의 습식 세정 처리는 화학 약액을 이용하여 기판을 약액 처리하는 공정을 포함한다. 또한, 기판의 습식 세정 처리는 약액 처리된 기판을 탈이온수를 이용하여 린스 처리하는 공정과, 린스 처리된 기판상에 건조 가스를 공급하여 기판을 건조시키는 공정을 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 구성에 의해, 공정 챔버(232), 건식 세정 챔버(235) 및 습식 세정 챔버(236)에서 기판에 대한 증착, 건식 세정 및 습식 세정 공정(또는 식각, 건식 세정 및 습식 세정 공정)이 순차적으로 진행되고, 공정들이 완료된 기판이 습식 세정 챔버(236)로부터 설비 전방 단부 모듈(100)로 직접 이송될 수 있다.
도 2는 도 1의 기판 처리 장치를 이용한 공정의 흐름을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 이용한 기 판 처리 공정의 흐름을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 프레임 로봇(122)이 로드 포트(110)에 놓인 용기(112)로부터 기판을 반출한다. 로드락 챔버(220)는 진공 상태에서 대기압 상태로 전환되고, 프레임 로봇(1122)은 로드락 챔버(220)로 기판을 이송한다. 이후 로드락 챔버(220)는 대기압 상태에서 진공 상태로 전환되고, 트랜스퍼 챔버(210)의 제 1 이송 로봇(212)은 로드락 챔버(220)로부터 공정 챔버(232)로 기판을 이송한다. 공정 챔버(232)는 기판에 대해 증착 또는 식각과 같은 패턴 형성을 위한 공정을 진행한다. 제 1 이송 로봇(212)은 공정 챔버(232)에서 공정이 진행된 기판을 건식 세정 챔버(235)로 이송한다. 건식 세정 챔버(235)는 플라즈마를 이용하여 기판을 건식 세정 처리한다. 이송 챔버(238)의 제 2 이송 로봇(239)이 건식 세정 챔버(235)에서 처리된 기판을 습식 세정 챔버(236)로 이송한다. 습식 세정 챔버(236)는 기판에 대해 약액 처리, 린스 처리 및 건조 처리를 수행한다. 습식 세정 챔버(236)에서 처리된 기판은 설비 전방 단부 모듈(100)의 프레임 로봇(122)에 의해 로드 포트(110)에 놓인 용기(112)로 반입된다.
상술한 본 실시 예에서 언급된 공정 챔버(232) 및 건식 세정 챔버(235)는 청구항에 따라서는 제 1 처리실에 해당되며, 습식 세정 챔버(236)는 청구항에 따라서는 제 2 처리실에 해당된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따 라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 하나의 설비 내에서 기판에 대해 증착 및 세정 또는 식각 및 세정 등과 같은 일련의 공정들을 연속적으로 수행할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 설비 간에 기판의 이동에 따른 기판의 오염을 최소화할 수 있다.

Claims (9)

  1. 기판 처리 공정이 진행되는 처리실들과;
    상기 처리실들로 이송될 기판을 전달받는 로드락 챔버와;
    상기 로드락 챔버와 상기 처리실들의 사이에 배치되며, 상기 처리실들 간 또는 상기 처리실들과 상기 로드락 챔버 간에 기판을 이송하는 트랜스퍼 챔버와;
    상기 로드락 챔버의 전방에 배치되어 기판이 수용된 용기와 상기 로드락 챔버 간에 기판을 이송하는 설비 전방 단부 모듈;을 포함하되,
    상기 처리실들은,
    기판상에 패턴을 형성하기 위한 공정이 진행되는 공정 챔버들과;
    상기 공정 챔버들에서 공정이 진행된 기판을 세정 처리하는 세정 챔버들;을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 세정 챔버들은,
    기판을 건식 세정 처리하는 건식 세정 챔버와;
    상기 건식 세정 챔버에서 세정 처리된 기판을 습식 세정 처리하는 습식 세정 챔버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 건식 세정 챔버는 상기 트랜스퍼 챔버의 측부에 배치되고,
    상기 습식 세정 챔버는 일 측이 상기 건식 세정 챔버와 인접하고, 타 측이 상기 설비 전방 단부 모듈과 인접하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 건식 세정 챔버 및 상기 습식 세정 챔버에 인접하게 배치되며, 상기 건식 세정 챔버로부터 상기 습식 세정 챔버로 기판을 이송하는 이송 챔버;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  5. 기판 처리 공정이 진행되는 처리실들과;
    상기 처리실들로 이송될 기판을 전달받는 로드락 챔버와;
    상기 로드락 챔버와 상기 처리실들의 사이에 배치되며, 상기 처리실들 간 또는 상기 처리실들과 상기 로드락 챔버 간에 기판을 이송하는 트랜스퍼 챔버와;
    상기 로드락 챔버의 전방에 배치되어 기판이 수용된 용기와 상기 로드락 챔버 간에 기판을 이송하는 설비 전방 단부 모듈;을 포함하되,
    상기 처리실들은,
    상기 트랜스퍼 챔버의 둘레에 배치되는 제 1 처리실들과;
    상기 제 1 처리실들 중 적어도 하나의 제 1 처리실과 상기 설비 전방 단부 모듈의 사이에 배치되는 제 2 처리실;을 포함하는 것을 특징으로 하는 하는 기판 처리 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 처리실과 상기 제 2 처리실에 인접 배치된 상기 제 1 처리실의 사이에 배치되며, 상기 제 1 처리실로부터 상기 제 2 처리실로 기판을 이송하는 이송 챔버;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  7. 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    설비 전방 단부 모듈로부터 로드락 챔버로 기판을 이송하고,
    상기 로드락 챔버로부터 트랜스퍼 챔버의 둘레에 배치된 공정 챔버로 기판을 이송하여 기판상에 패턴을 형성하기 위한 공정을 진행하고,
    상기 공정 챔버에서 공정이 진행된 기판을 상기 트랜스퍼 챔버의 둘레에 배치된 세정 챔버로 이송하여 기판을 세정 처리하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 세정 챔버는 건식 세정 챔버와 습식 세정 챔버를 포함하며,
    상기 공정 챔버에서 공정이 진행된 기판을 상기 건식 세정 챔버에서 건식 세정 처리하고,
    상기 건식 세정 챔버에서 처리된 기판을 상기 습식 세정 챔버에서 습식 세정 처리하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 건식 세정 챔버는 상기 트랜스퍼 챔버의 측부에 배치되고,
    상기 습식 세정 챔버는 일 측이 상기 건식 세정 챔버와 인접하고, 타 측이 상기 설비 전방 단부 모듈과 인접하도록 배치되며,
    상기 습식 세정 챔버에서 처리된 기판은 상기 습식 세정 챔버로부터 상기 설비 전방 단부 모듈로 직접 이송되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
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