KR20080092602A - 기판 처리 시스템 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 시스템 및 기판 처리 방법 Download PDF

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KR20080092602A
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Abstract

본 발명은 반송 챔버의 외측에 공정 챔버 그리고, 에지 식각 챔버 및/또는 반송 챔버를 부착하고, 이들 각각이 진공 상태에서 기판 처리 공정을 수행하도록 하여 기판의 대기 노출없이 기판에 막을 증착하거나 기판 막을 식각하고, 이와 동시에 기판 에지 영역의 식각 그리고, 기판 후면 영역의 식각을 단일 시스템 내에서 수행할 수 있는 기판 처리 시스템 및 기판 처리 방법을 제공한다.
기판, 처리 공정, 에지 식각, 후면 식각, 진공

Description

기판 처리 시스템 및 기판 처리 방법{SYSTEM AND METHOD FOR TREATING SUBSTRATES}
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기판 처리 시스템의 개념도.
도 2는 제 1 실시예에 따른 공정 챔버의 개념 단면도.
도 3는 제 1 실시예에 따른 에지 식각 챔버의 개념 단면도.
도 4는 제 1 실시예에 따른 검사 챔버의 개념 단면도.
도 5는 제 1 실시예의 변형예에 따른 기판 처리 시스템의 개념도.
도 6은 제 1 실시예의 변형예에 따른 공정 챔버의 개념 단면도.
도 7은 제 1 실시예의 변형예에 따른 에지 식각 챔버의 개념 단면도.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기판 처리 시스템의 개념도.
도 9는 제 2 실시예에 따른 후면 식각 챔버의 개념 단면도.
도 10은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 기판 처리 시스템의 개념도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 기판 100 : 반송 챔버
110 : 반송 장치 200 : 로드락 챔버
300 : 공정 챔버 400 : 에지 식각 챔버
500 : 검사 챔버 600 : 후면 식각 챔버
101, 201, 302, 401, 501, 601 : 게이트 밸브
본 발명은 기판 처리 시스템 및 기판 처리 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판 상에 막을 증착하거나 기판 상의 막을 식각하는 공정 그리고, 기판의 에지 영역 및 후면(backside) 식각 공정 및 기판 검사 공정을 하나의 시스템 내에서 진행하는 기판 처리 시스템 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자를 제작하기 위한 반도체 기판 상에 막을 증착하고, 이를 식각하는 공정을 복수번 번갈아 가며 진행하게 된다. 이때, 증착 장치에서 기판 상에 막을 증착하는 경우, 기판 에지 영역 및 기판 후면 영역에 원치 않는 막이 증착된다. 또한, 식각 장치에서 기판상의 막을 식각하는 경우에도 기판 에지 영역 및 기판 후면 영역에 파티클이 흡착되는 문제가 발생한다.
이에, 별도의 에지 식각 장치 또는 후면 식각 장치를 이용하여 증착 및 식각이 완료된 기판의 에지 또는 후면 영역을 식각하여야 한다. 그러나 기존에는 이러한 에지 식각 장치와 후면 식각 장치는 증착 장치 및 식각 장치와 분리되어 독립적으로 존재한다. 이에, 상기 증착 또는 식각 장치 내의 기판이 에지 식각 장치 또는 후면 식각 장치로 이송되기 위해서는 기판이 대기중에 노출되어야 하는 문제가 발생한다.
따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 기판의 대기 노출 없이 기판 상에 막을 증착 하거나 식각하는 공정과, 기판의 에지 영역과 후면 영역을 식각하는 공정을 단일 프로세스로 진행할 수 있으며, 에지 및 후면 식각 공정의 불량 유무를 판단할 수 있는 기판 처리 시스템 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명에 따른 기판이 저장된 로드락 챔버와, 상기 기판에 막을 형성하거나, 상기 기판 또는 상기 기판상의 막을 식각하는 공정을 수행하는 적어도 하나의 공정 챔버와, 상기 기판의 에지 영역을 식각하는 에지 식각 챔버 및 상기 기판을 이송하고, 상기 로드락 챔버, 상기 공정 챔버 및 상기 에지 식각 챔버가 부착된 반송 챔버를 포함하는 기판 처리 시스템을 제공한다.
상기 로드락 챔버, 상기 공정 챔버 및 상기 에지 식각 챔버는 각기 개폐 수단에 의해 상기 반송 챔버에 부착되고, 상기 개폐 수단에 의해 상기 로드락 챔버, 상기 공정 챔버 및 상기 에지 식각 챔버 각각의 내측 공간과 반송 챔버의 내측 공간이 분리 또는 연통되는 것이 바람직하다.
상기 에지 식각 챔버는, 상기 기판을 지지하고 기판 에지 하측 영역을 노출시키는 스테이지부와, 상기 스테이지부에 인접 배치되어 상기 기판의 중심 영역 상에 마련되어 기판 에지 상측 영역을 노출시키는 차폐부와, 상기 기판 에지 영역에 플라즈마를 생성하는 플라즈마 생성부를 포함하는 것이 가능하다.
상기 차폐부를 통해 노출된 기판 에지 영역에 공정 가스를 제공하는 것이 바람직하다. 상기 차폐부 내측을 관통하여 상기 차폐부 하단의 상기 기판 전면에 비활성 가스를 분사하는 비활성 가스 분사부를 더 구비하는 것이 효과적이다.
상기 플라즈마 생성부는 상기 스테이지부의 가장자리 영역에 마련된 제 1 전극링과, 상기 차폐부의 가장자리 영역에 마련된 제 2 전극링과, 플라즈마 전원 공급부를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 플라즈마 전원 공급부는 상기 제 1 전극링 또는 상기 제 2 전극링에 플라즈마 전원을 공급하는 것이 효과적이다.
상기 플라즈마 생성부는 상기 기판 에지 영역 외측에 위치하여 상기 플라즈마 전원 공급부의 플라즈마 전원을 공급받는 안테나부를 더 구비하는 것이 가능하다.
상기 플라즈마 생성부는 상기 스테이지부의 가장자리 영역 또는 상기 차폐부의 가장자리 영역에 마련된 전극링과, 상기 스테이지부에 플라즈마 전원을 공급하는 플라즈마 전원 공급부를 포함하는 것이 가능하다.
상기 플라즈마 생성부는 상기 기판 에지 영역 외측에 위치하는 안테나부와, 상기 안테나부에 플라즈마 전원을 공급하는 플라즈마 전원 공급부를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 기판이 저장된 로드락 챔버와, 상기 기판에 막을 형성하거나, 상기 기판 또는 상기 기판상의 막을 식각하는 공정을 수행하는 공정 챔버와, 상기 기판의 후면 영역을 식각하는 후면 식각 챔버 및 상기 기판을 이송하고, 상기 로드락 챔버, 상기 공정 챔버 및 상기 후면 식각 챔버가 부착된 반송 챔버를 포함하는 기판 처리 시스템을 제공한다.
상기 로드락 챔버, 상기 공정 챔버 및 상기 후면 식각 챔버는 각기 개폐 수단에 의해 상기 반송 챔버에 부착되고, 상기 개폐 수단에 의해 상기 로드락 챔버, 상기 공정 챔버 및 상기 후면 식각 챔버 각각의 내측 공간과 반송 챔버의 내측 공간이 분리 또는 연통되는 것이 바람직하다.
상기 후면 식각 챔버는, 상기 기판의 후면을 노출시키고, 기판을 지지하는 기판 지지부와, 상기 기판의 후면 영역에 위치하여 공정 가스를 공급하는 공정 가스 공급부와, 상기 기판의 후면 영역에 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 후면 식각 챔버는 상기 기판의 전면에 인접 배치되는 차폐부를 더 구비하는 것이 바람직하다.
상기 플라즈마 발생부는 상기 기판 후면 영역에 위치하는 전극부와, 상기 전극부에 플라즈마 전원을 제공하는 플라즈마 전원 공급부를 포함하는 것이 효과적이다.
상기 전극부와 상기 기판 후면 사이의 거리가 상기 차폐부와 상기 기판 전면 사이의 거리보다 더 길은 것이 바람직하다.
상기 차폐부 내측을 관통하여 상기 차폐부 하단의 상기 기판 전면에 비활성 가스를 분사하는 비활성 가스 분사부를 더 구비하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 기판이 저장된 로드락 챔버와, 상기 기판에 막을 형성하거나, 상기 기판 또는 상기 기판상의 막을 식각하는 공정을 수행하는 공정 챔버와, 상기 기판의 에지 영역을 식각하는 에지 식각 챔버와, 상기 기판의 후면 영역을 식각하는 후면 식각 챔버 및 상기 기판을 이송하고, 상기 로드락 챔버, 상기 공정 챔버, 상기 에지 식각 챔버 및 상기 후면 식각 챔버가 부착된 반송 챔버를 포함하는 기판 처리 시스템을 제공한다.
상기 로드락 챔버, 상기 공정 챔버, 상기 에지 식각 챔버 및 상기 후면 식각 챔버는 각기 개폐 수단에 의해 상기 반송 챔버에 부착되고, 상기 개폐 수단에 의해 상기 로드락 챔버, 상기 공정 챔버, 상기 에지 식각 챔버 및 상기 후면 식각 챔버 각각의 내측 공간과 반송 챔버의 내측 공간이 분리 또는 연통되는 것이 효과적이다.
또한, 본 발명에 따른 기판의 에지 영역을 식각하는 에지 식각 챔버와, 상기 기판의 후면 영역을 식각하는 후면 식각 챔버 및 상기 기판을 이송하고, 상기 로드락 챔버, 상기 에지 식각 챔버 및 상기 후면 식각 챔버가 부착된 반송 챔버를 포함하는 기판 처리 시스템을 제공한다.
상기 기판이 저장된 로드락 챔버를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기의 공정 챔버는 증착 챔버 또는 식각 챔버를 사용하는 것이 효과적이다.
상기 반송 챔버에 부착된 기판 검사용 검사 챔버를 더 포함하는 것이 가능하 다.
상기 로드락 챔버와 연결되고, 상기 로드락 챔버로 상기 기판을 이송하는 기판 이송 수단을 구비하는 기판 이송부와, 상기 기판 이송부에 연결되어 상기 기판을 정렬시키는 기판 정렬 수단을 구비하는 것이 바람직하다.
상기 로드락 챔버에 연결되어 상기 기판을 검사하는 기판 검사 수단을 더 구비하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 로드락 챔버에 저장된 기판을 반송 챔버로 이송하는 단계와, 상기 반송 챔버로 이송된 상기 기판을 상기 공정 챔버로 인입시켜 상기 기판에 막을 형성하거나, 상기 기판 또는 상기 기판상의 막을 제거하는 단계와, 상기 공정 챔버 내의 기판을 상기 반송 챔버를 거쳐 에지 식각 챔버로 인입시켜 기판 에지 영역을 식각하는 단계 및 상기 에지 식각 챔버 내의 기판을 상기 반송 챔버를 거쳐 상기 로드락 챔버로 인입시키는 단계를 포함하는 기판 처리 방법을 제공한다.
상기 로드락 챔버에 저장된 상기 기판을 상기 반송 챔버로 이송하는 단계 전에, 상기 기판을 정렬 시키는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 에지 식각 챔버 내의 상기 기판을 상기 반송 챔버를 거쳐 상기 로드락 챔버로 인입시키는 단계 이후, 상기 기판의 에지 영역을 검사하는 단계를 더 포함하는 것이 효과적이다.
상기 기판 에지 영역을 식각 하는 단계 전 또는 후에, 상기 기판을 후면 식각 챔버로 인입시켜 기판 후면 영역을 식각하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 로드락 챔버에 저장된 기판을 반송 챔버로 이송하는 단계와, 상기 반송 챔버로 이송된 상기 기판을 상기 공정 챔버로 인입시켜 상기 기판에 막을 형성하거나, 상기 기판 또는 상기 기판상의 막을 제거하는 단계와, 상기 공정 챔버 내의 기판을 상기 반송 챔버를 거쳐 후면 식각 챔버로 인입시켜 기판 후면 영역을 식각하는 단계 및 상기 후면 식각 챔버 내의 기판을 상기 반송 챔버를 거쳐 상기 로드락 챔버로 인입시키는 단계를 포함하는 기판 처리 방법을 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기판 처리 시스템의 개념도이다.
도 2는 제 1 실시예에 따른 공정 챔버의 개념 단면도이고, 도 3는 제 1 실시예에 따른 에지 식각 챔버의 개념 단면도이고, 도 4는 제 1 실시예에 따른 검사 챔버의 개념 단면도이다. 도 5는 제 1 실시예의 변형예에 따른 기판 처리 시스템의 개념도이다. 도 6은 제 1 실시예의 변형예에 따른 공정 챔버의 개념 단면도이다. 도 7은 제 1 실시예의 변형예에 따른 에지 식각 챔버의 개념 단면도이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 기판 처리 시스템은 반송 챔 버(100)와, 반송 챔버(100)의 외측에 마련된 로드락 챔버(200), 공정 챔버(300), 에지 식각 챔버(400) 및 검사 챔버(500)를 포함한다.
상기 반송 챔버(100), 공정 챔버(300), 에지 식각 챔버(400) 및 검사 챔버(500)는 진공을 유지하는 것이 바람직하다.
상술한, 반송 챔버(100)는 진공 상태를 유지하고, 기판(10)을 각 챔버들로부터 인출하여 다른 챔버로 인입시킨다. 즉, 기판(10)의 이송을 담당한다. 즉, 로드락 챔버(200)로부터 인입된 기판(10)을 공정 챔버(300)로 인입시킨다. 공정 챔버(300) 내의 처리 공정이 완료된 기판(10)을 인출하고, 이를 에지 식각 챔버(400)로 인입시킨다. 에지 식각 챔버(400) 내의 에지영역 식각이 완료된 기판(10)을 인출하고, 이를 검사 챔버(500)로 인입시킨다. 검사 챔버(500)내의 검사가 완료된 기판(10)을 인출하고, 이를 로드락 챔버(200)로 인입시킨다. 이를 위해 반송 챔버(100)는 기판(10) 이송을 위한 반송부(110)를 구비하고, 압력 조절을 위한 압력 조절부(미도시)를 구비한다. 그리고, 반송부(110)로 로봇암을 사용하는 것이 바람직하다. 로봇암으로 기판(10)을 반송하는 경우 로봇암 상부에서 기판(10) 정렬이 어긋날 수 있다. 이와 같이 기판(10)이 어긋나는 경우 이의 보정을 위해 반송 챔버(100)의 일측에는 기판(10)의 정렬을 위한 정렬부(미도시)가 마련될 수 있다. 이때, 반송 챔버(100)는 도 5의 변형예에서와 같이 복수의 반송부(110)를 가질 수 있다. 이를 통해 기판 처리 공정 속도를 증대시킬 수 있다. 즉, 공정 챔버(300)에서 기판 처리를 수행하고 있는 동안 로드락 챔버(200)의 기판(10)을 인입하는 것이 가능하다. 또한, 공정 챔버(300)와 에지 식각 챔버(400)에 동시에 기판(10)을 인입 시킬 수도 있다.
그리고, 반송 챔버(100)의 외주면에는 공정 챔버(300), 에지 식각 챔버(400) 및 검사 챔버(500) 그리고, 로드락 챔버(200)가 접속된다. 즉, 로드락 챔버(200), 공정 챔버(300), 에지 식각 챔버(400) 및 검사 챔버(500)들 각각은 반송 챔버(100)와 게이트 밸브(201, 301, 401, 501)를 구비하는 개폐 수단으로 연결된다. 예를 들어 반송 챔버(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 그 수평 단면이 대략 사각형 형상으로 마련되고, 사각형의 각변에 게이트 밸브(201, 301, 401, 501)를 통해 로드락 챔버(200), 공정 챔버(300), 에지 식각 챔버(400) 및 검사 챔버(500)가 접속된다. 이와 같이 본 실시예에서는 반송 챔버(100)의 외측에 공정 챔버(300), 에지 식각 챔버(400) 그리고, 검사 챔버(500)를 배치시켜 진공 상태에서 기판 중심부 처리와, 기판 에지 영역의 막 및 파티클을 제거할 수 있고, 기판 에지 영역 및 기판 처리 결과를 동시에 검사할 수 있게 된다. 물론 이에 한정되지 않고, 도 5의 변형예에서와 같이 검사 챔버(500)는 반송 챔버(100)와 별도로 마련될 수 있다. 즉, 반송 챔버(100)의 외측면에는 로드락 챔버(200), 공정 챔버(300) 그리고 에지 식각 챔버(400)가 위치하고, 로드락 챔버(300)의 인접 영역에 검사 챔버(500)가 이격배치될 수 있다. 이를 통해 공정 챔버(300) 및 에지 식각 챔버(400)를 거쳐 기판 처리 및 에지 영역의 식각이 완료된 기판(10)이 로드락 챔버(200)를 거쳐 검사 챔버(500)에 인입되어 기판 처리 결과에 관한 검사가 수행될 수 있다. 또한, 상기 반송 챔버(100)에는 복수개의 공정 챔버(300), 복수개의 로드락 챔버(200), 에지 식각 챔버(400)가 부착될 수도 있다.
이어서, 로드락 챔버(200)는 시스템의 외부(즉, 대기중)로부터 기판(10)을 인입하거나, 시스템을 통해 처리가 완료된 기판을 시스템 외측을 인출시키는 역할을 담당한다. 로드락 챔버(200)는 도시되지 않았지만, 복수의 기판(10)을 저장하는 저장부를 구비하고, 압력을 조절하기 위한 압력 조절부를 구비한다. 또한, 기판(10)의 정렬을 위한 기판 정렬 수단을 더 구비할 수 있다. 로드락 챔버(200)는 로드락용 게이트 밸브(201)를 통해 반송 챔버(100)의 일측에 접속된다. 로드락 챔버(200)는 도 5의 변형예에서와 같이 인입 및 인출 로드락 챔버(200a, 200b)로 분리될 수 있다. 이를 통해 처리 공정이 수행될 기판(10)은 인입 로드락 챔버(200a)에 저장된 후, 반송 챔버(100)를 통해 공정 챔버(300)로 인입된다. 그리고, 기판 처리가 완료된 기판(10)은 에지 식각 챔버(400) 또는 검사 챔버(500)에서 인출되어 인출 로드락 챔버(200b)에 저장된다. 이와 같이 시스템 내부로 인입되는 기판(10)과 외부로 인출되는 기판(10)을 분리하여 기판(10)의 오염을 방지할 수 있고, 기판 처리 공정 시간을 단축할 수도 있다.
이어서, 공정 챔버(300)는 기판(10)상에 막을 증착하거나, 기판(10)상의 막을 식각하는 기판 처리 공정을 담당한다.
도 2에는 기판(10)상에 막을 증착하는 공정 챔버(300)를 도시하였다. 공정 챔버(300)는 도 2에 도시된 바와 같이 반송 챔버(100)에 접속된 공정챔버용 게이트 밸브(301)와, 기판(10)이 위치하는 기판 지지부(310)와, 공정 가스를 분사하는 공정 가스 분사부(320)와, 상기 기판(10) 및 챔버 내부의 온도를 조절하는 온도 조절부(미도시)와, 상기 챔버 내부의 공정 가스를 배기하는 배기부(330)를 구비한다. 그리고, 공정 가스 분사부(320)에 공정 가스를 제공하는 공정 가스 공급부(340)를 더 포함한다. 물론 도시되지 않았지만, 상기 챔버 내부에 플라즈마를 발생시키기 위한 플라즈마 생성부를 더 포함할 수 있다.
상기 기판 지지부(310)로 정전척을 사용하는 것이 바람직하다. 물론 이에 한정되지 않고, 처리 공정 중 기판(10)을 지지할 수 있는 다양한 장치들이 사용될 수 있다. 그리고 기판 지지부(310) 상에는 복수의 기판(10)이 위치할 수도 있다. 또한, 상기 기판 지지부(310) 내측에 가열 수단 또는 냉각 수단(311)이 마련되어 기판의 온도를 일정하게 조절할 수 있다. 상기 공정 가스 분사부(320)로 샤워헤드를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 공정 가스는 절연막, 반도체막 또는 금속막 증착을 위한 다양한 원료 가스를 포함한다. 그리고, 상기 공정 가스 분사부(320)와, 플라즈마 생성부가 일체로 제작될 수 있다. 즉, 공정 가스 분사부(320)의 몸체의 적어도 일부를 플라즈마 생성을 위한 전극으로 사용할 수 있다.
또한, 공정 챔버(300)로 도 6의 변형예와 같이 기판 또는 기판상의 막을 식각하는 식각 챔버가 사용될 수도 있다.
도 6에 도시된 바와 같이 공정 챔버(300)는 공정 챔버용 게이트 밸브(301)와, 기판(10)이 위치하는 기판 지지부(350)와, 공정 가스를 분사하는 공정 가스 분사부(320)와, 플라즈마 발생을 위한 상측 전극부(360)와, 상측 전극부(360)에 플라즈마 발생용 전원을 공급하는 플라즈마 전원 공급부(370)와, 상기 기판 지지부(350)에 바이어스 전원을 인가하는 바이어스 전원 공급부(380)를 구비한다. 챔버 내부의 공정 가스를 배기하는 배기부(330)와, 공정 가스를 공급하는 공정 가스 공 급부(340)를 더 포함한다.
기판 지지부(350)는 기판 지지척(351)과, 기판 지지척(351)의 상측 가장자리 둘레에 마련된 에지링(352)을 포함한다. 상측 전극부(350)는 복수의 관통홀이 마련된 원형 판 형상으로 제작되된다. 그리고, 상측 전극부(350)는 도 6에 도시된 바와 같이 공정 가스 분사부(320) 하측에 위치한다. 물론 이에 한정되지 않고, 상측 전극부(350)는 공정 가스 분사부(320)의 상측 영역 및 공정 가스 분사부(320) 내측 영역에 위치할 수도 있다. 상측 전극부(350)는 플라즈마 전원 공급부(370)에 접속된다. 이를 통해 플라즈마 전원 공급부(370)로부터 공급된 플라즈마 전원을 이용하여 챔버 내측에 플라즈마를 발생시킨다. 여기서, 공정 가스는 기판(10) 또는 기판상의 막을 식각하기 위한 식각용 가스를 포함한다. 기판 지지부(350)는 바이어스 전원 공급부(380)에 접속되어 바이어스 전원을 공급받는다.
상술한 설명에서는 플라즈마 발생을 위해 용량성 결합에 의한 플라즈마 발생 장치(CCP; Capacitively coupled plasma)를 갖는 챔버에 관해 설명하였다. 하지만, 이에 한정되지 않고, 용량성 결합에 의한 플라즈마 발생 장치(ICP; Inductively Coupled Plasma), 하이브리드 타입의 플라즈마 발생장치, ECR(Electron cyclotorn resonance)플라즈마 발생장치, SWP(Surface wave plasma)발생장치 등을 사용할 수 있다.
그리고, 공정 챔버(300)로 식각 챔버를 사용하는 경우 식각시 사용된 감광막 및 하드 마스크막 그리고, 기판 중심부의 파티클들을 제거하기 위한 별도의 에싱 또는 세정 챔버를 더 구비할 수 있다.
물론 상기의 공정 챔버(300)로 상술한 증착 챔버와 식각 챔버 뿐만 아니라 반도체 소자 제조를 위한 다양한 챔버가 사용될 수 있다.
이어서, 에지 식각 챔버(400)는 기판 에지 영역에 형성된 막 또는 잔류하는 파티클을 제거한다. 이를 통해 후속 공정시 에지 영역의 막 및 파티클에 의한 기판 및 기판 중심의 소자 패턴이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
에지 식각 챔버(400)는 도 3에 도시된 바와 같이 기판(10)이 위치하는 스테이지부(410)와, 기판(10)의 중심 영역 상에 위치하고 공정 가스를 기판 에지 영역에 공급하는 차폐부(420)와, 플라즈마를 생성하는 플라즈마 생성부(430)를 구비한다. 이때, 플라즈마 생성부(430)는 스테이지부(410)의 가장자리 영역에 마련된 하측 전극링(431)과, 차폐부(420)의 가장자리 영역에 마련된 상측 전극링(433)과, 상기 하측 전극링(431)에 플라즈마 전원을 공급하는 플라즈마 전원 공급부(435)를 포함한다. 그리고, 상기 차폐부(420)에 공정 가스를 공급하는 가스 공급부(440)와, 공정 가스를 배기하는 배기부(450)를 더 포함한다. 스테이지부(410)와 차폐부(420)는 돌출부를 구비하고, 돌출부의 형상은 기판(10)과 동일한 형상으로 제작된다. 그리고, 돌출부의 사이즈는 기판(10)의 사이즈보다 작게 제작된다. 그리고, 상기 스테이지부(410) 및/또는 차폐부(420)는 상하 이동을 할 수 있다. 이를 통해 스테이지부(410)와 차폐부(420)의 돌출부들 간의 간격을 자유롭게 조절할 수 있다. 따라서, 기판(10)을 스테이지부(410)의 돌출부 상에 위치시키고, 차폐부(420)의 돌출부를 인접 배치시키면 두 돌출부에 의해 스테이지부(410)와 차폐부(420)의 측면 영역으로 기판(10)의 에지 영역이 노출된다. 이때, 노출되는 기판(10)의 에지 영역 은 기판 끝단에서 0.1 내지 5mm 인 것이 바람직하다.
스테이지부(410)의 돌출부 둘레에 하측 전극링(431)이 마련되고, 차폐부(420)의 돌출부 둘레에는 상측 전극링(433)이 마련된다. 이를 통해 상기 기판(10)의 에지 영역의 상하부에 각기 상측 전극링(433)과 하측 전극링(431)이 위치하게 된다. 상기 하측 전극링(431)과 상측 전극링(433)의 사이 간격은 스테이지부(410)의 돌출부와 차폐부(420)의 돌출부보다 넓은 것이 바람직하다. 이때, 하측 전극링(431)과 상측 전극링(432)은 플라즈마 전원을 통해 두 전극링 사이 공간에 플라즈마가 발생될 수 있는 간격만큼 이격되는 것이 바람직하다. 따라서, 기판(10)의 에지 영역에 플라즈마를 집중시킬 수 있다. 그리고, 차폐부(420)의 돌출부와 상측 전극링(433) 사이에는 도면에 도시된 바와 같이 공정 가스를 분사하는 가스 분사공(421)이 마련된다. 이를 통해 공정 가스를 기판(10)의 에지 영역에 분사할 수 있다.
상기 하측 전극링(431)은 플라즈마 전원 공급부(435)에 접속되어 플라즈마 전원을 제공받는다. 그리고, 상측 전극링(433)은 접지에 접속되는 것이 바람직하다. 물론 이와 반대의 접속도 가능하다. 즉, 하측 전극링(431)에 플라즈마 전원이 제공되고, 공정 가스가 기판 에지 영역에 분사되면 하측 전극링(431)과 상측 전극링(433) 사이에 플라즈마가 발생되고, 공정 가스를 플라즈마화 시킨다. 플라즈마화된 공정 가스는 기판(10)의 에지 영역의 막 또는 파티클과 반응하여 이들을 식각한다.
물론, 상술한 기판 에지 식각 챔버(400)는 이에 한정되지 않고, 도 7의 변형 예에서와 같이 기판(10)을 지지하고 기판(10)의 에지 영역을 노출시키는 스테이지부(410)와, 기판(10)의 중심 영역을 차폐하는 차폐부(420)와, 스테이지부(410)와 차폐부(420)에 의해 노출된 기판 에지 영역의 상하에 위치하는 상측 및 하측 전극부(450, 460)와, 노출된 기판 에지 영역의 측면영역에 마련되고, 챔버 내측에 마련된 안테나부(470)와, 상기 안테나부(470)를 고립시키는 실드부(480)를 포함한다. 그리고, 상기 차폐부(420)를 통해 기판 에지 영역에 공정 가스를 공급하는 공정 가스 공급부(440)와 안테나부(470)에 플라즈마 전원을 공급하는 플라즈마 전원 공급부(490)를 더 포함한다. 여기서, 안테나부(470)는 플라즈마 발생을 위한 고주파 전원을 인가받고, 상측 및 하측 전극부(450, 460)는 접지에 접속된다. 그리고, 스테이지부(410)는 바이어스 전원을 인가받는다. 도면에 도시된 바와 같이 상측 전극부(450)는 차폐부(420)의 가장자리 둘레에 위치하고, 하측 전극부(460)는 스테이지부(410)의 가장자리 둘레에 위치한다. 이때, 하측 전극부(460)와 스테이지부(410)에 각기 서로 다른 전원이 인가되기 때문에 이들간을 절연시키기 위한 절연막(461)이 이들 사이에 위치한다. 그리고, 필요에 따라 상측 전극부(450) 및 하측 전극부(460) 중 어느 하나의 전극은 생략가능하다. 그리고, 에지 식각 챔버(400)는 상부 몸체(402)와 하부 몸체(403)로 분리되어 제작될 수 있다. 이때, 실드부(480)는 하부 몸체(403)에서 상부 몸체(402)로 연장된 원형 링 형상으로 제작되는 것이 바람직하다. 그리고, 실드부(480) 내측과 외측 영역을 공간적으로 분리시키는 것이 효과적이다.
이와 같이 기판(10)의 에지 영역을 식각 또는 세정하는 기판 에지 식각 챔 버(400)는 사용하는 플라즈마 발생 장치에 따라 그 구성 및 형상이 다양할 수 있다.
이어서, 검사 챔버(500)는 공정 챔버(300)를 통해 수행된 막의 증착 또는 막의 식각 상태를 검사하거나, 에지 식각 챔버(400)를 통해 수행된 기판(10)의 에지 영역의 식각 불량을 검사한다. 검사 챔버(500)는 도 4에 도시된 바와 같이 기판(10)을 지지하고, 기판(10)의 에지 영역을 노출시키는 기판 지지부(510)와, 기판(10) 표면을 검사하는 검사 장치(520)를 구비한다. 기판 지지부(510)는 도면에서와 같이 판형상으로 제작된다. 물론 이에 한정되지 않고, 핀 형태로 돌출될 수 있다. 검사 장치(520)는 카메라부와 이를 판독하는 판독부를 포함한다. 도면에 도시된 바와 같이 검사 장치(520)는 기판(10)의 상하부 면에 위치할 수 있다. 그리고, 기판(10) 상측에 위치하는 검사 장치(520)는 전후좌우로 이동할 수 있고, 회전운동을 할 수도 있다. 이를 통해 기판(10)의 모든 영역을 정밀하게 검사할 수 있다. 카메라부는 적어도 하나의 크랙검사 카메라와, 적어도 하나의 에지폭 검출 카메라를 구비한다. 이때, 크랙검출 카메라는 기판(10)의 이미지를 촬영하고, 촬영된 이미지를 마이컴(미도시)으로 전송한다. 마이컴은 전송받은 이미지를 통해 기판 (10)의 크랙존재 여부를 판단한다. 에지폭 검출 카메라는 기판(10)의 에지 영역의 이미지를 촬영하고, 촬영된 이미지를 마이컴으로 전송한다. 이때, 기판 에지 영역의 식각 후, 기판의 식각 영역과 미 식각 영역 사이에는 식각 라인이 존재한다. 이때, 마이컴은 전송받은 이미지를 이용하여 에지 영역에 생긴 식각 라인과 기판 끝단과의 거리를 판단한다.
하기에서는, 반송 챔버(100), 로드락 챔버(200), 공정 챔버(300), 에지 식각 챔버(400) 및 검사 챔버(500)를 포함하는 기판 처리 시스템의 기판 처리 방법을 설명한다.
시스템의 외부로부터 기판(10)을 로드락 챔버(200)로 인입시킨다. 이때, 로드락 챔버(200)는 시스템 외부와 동일한 대기압 상태이고, 로드락 챔버(200)를 제외한 나머지 챔버(200)들은 진공 상태를 유지한다. 로드락 챔버(200)의 내부 압력을 반송 챔버(100)의 압력과 동일하게 되도록 한다. 반송부(110)를 통해 로드락 챔버(200) 내의 기판을 반송 챔버(100)로 이동시킨다. 반송 챔버(100)로 이송된 기판(10)은 공정 챔버(300)의 기판 지지부(310)에 안착된다. 공정 챔버(300) 내에서 기판(10)상에 막을 증착하거나, 기판(10)을 식각하거나, 기판(10)상의 막을 식각하는 등의 기판 처리 공정을 실시한다. 기판 처리 공정이 완료된 후, 반송부(110)를 통해 처리 완료된 기판(10)을 공정 챔버(300)로부터 인출한 다음, 반송 챔버(100)를 거쳐 에지 식각 챔버(400)로 이송한다. 기판(10)은 에지 식각 챔버(400)에서 기판 에지 영역에 형성된 막은 물론 파티클과 같은 불순물들을 제거한다. 이와 같이 기판 에지 영역의 식각을 완료한 다음 반송부(110)를 통해 기판(10)은 에지 식각 챔버(400)로부터 인출되고, 반송 챔버(100)를 거쳐 검사 챔버(500)로 이송된다. 기판(10)은 검사 챔버(500) 내에서 기판 중심 영역의 막 또는 패턴 불량 검사는 물론, 기판 에지 영역의 불량도 함께 검사한다. 기판(10)의 검사가 완료된 후, 반송부(110)를 통해 기판(10)을 검사 챔버(500)로부터 인출하고, 반송 챔버(100)를 거쳐 로드락 챔버(200)로 이송된다. 이후, 로드락 챔버(200)에 이송된 기판은 시스템 외측으로 배출된다.
이때, 상기 반송 챔버, 공정 챔버, 에지 식각 챔버 및 검사 챔버는 유사한 압력(진공)하에 있는 것이 바람직하다. 이를 통해 막의 증착 또는 막의 식각 공정, 그리고, 기판 에지 영역의 막의 제거 공정 및 기판의 검사 공정을 단일의 시스템 내에서 수행할 수 있고, 기판의 대기중 노출을 방지하여 기판이 오염되는 것을 예방할 수 있다.
본 발명에 따른 기판 처리 시스템은 상술한 설명에 한정되지 않고, 막의 증착/식각 공정과 기판 후면 영역 식각공정을 단일 시스템 내에서 수행할 수 있다. 하기에서는 도면을 참조하여 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기판 처리 시스템을 설명한다. 후술되는 설명중 상술한 실시예와 중복되는 설명은 생략한다. 그리고, 후술되는 설명의 기술은 상술한 실시예에 적용될 수 있다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기판 처리 시스템의 개념도이다.
도 9는 제 2 실시예에 따른 후면 식각 챔버의 개념 단면도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 기판 처리 시스템은 반송 챔버(100), 반송 챔버(100)의 외측에 마련된 로드락 챔버(200), 공정 챔버(300), 후면 식각 챔버(600) 및 검사 챔버(500)를 포함한다.
본 실시예에서는 공정 챔버(300)를 통해 기판(10)에 막을 증착하거나, 기판(10) 또는 기판(10)의 막을 제거하는 공정을 수행하고, 진공을 유지한 상태에서 후면 식각 챔버(600)를 통해 기판 후면 영역에 위치하는 불필요한 막 또는 파티클을 제거한다.
예를 들어 공정 챔버(300)를 통해 기판(10) 상에 막을 증착하는 경우, 증착 공정시 제공되는 공정 가스가 기판(10)과 기판 지지부(310) 사이로 침투하게 되어 기판(10)의 후면 영역에 원치않는 막이 증착된다. 따라서, 상기 막을 제거하지 않고 다음 공정을 진행할 경우, 상기 막으로 인해 기판(10)이 휘거나 뒤틀리게 되는 문제가 발생한다. 따라서, 공정 챔버(300)를 통해 기판(10) 처리후에 기판 후면 영역을 식각하는 공정을 수행하여 상기의 문제들을 해결할 수 있다.
이를 위해 본 실시예에서는 반송 챔버(100)의 외주면에 게이트 밸브(301, 601)를 통해 공정 챔버(300)와 후면 식각 챔버(600)가 부착된다. 이를 통해 공정 챔버(300)를 통해 처리 완료된 기판(10)을 대기중에 노출되지 않고, 후면 식각 챔버(600)로 이송시켜 기판(10) 후면을 식각할 수 있다.
여기서, 반송 챔버(100), 공정 챔버(300) 및 검사 챔버(500)는 앞선 제 1 실시예의 설명과 유사하므로 생략한다. 이때, 반송 챔버(100)는 도 8에 도시된 바와 같이, 원형 형상의 몸체를 가질 수 있다. 이때, 반송 장치(110)가 상기 원형 몸체의 중심에 위치하여 반송 장치(110)의 활동 영역을 충분히 확보할 수 있다. 이를 통해 반송 챔버(100) 내에서의 기판 이송을 자유롭게 할 수 있다.
상술한 후면 식각 챔버(600)는 기판(10)의 후면을 노출시키고 기판(10)을 지지하는 기판 지지부(610)와, 기판(10)의 전면을 차폐하는 차폐부(620)와, 기판(10)의 후면 영역에 위치하여 공정 가스를 공급하는 공정 가스 공급부(630)와, 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생부(640)와, 상기 차폐부(620)를 통해 기판(10) 전면에 비활성 가스를 분사하는 비활성 가스 공급부(650)와, 기판 지지부(610)을 승강 시키는 승강부(660)를 구비한다. 그리고, 가스를 배기하는 배기부(670)를 더 포함한다.
기판 지지부(610)은 도면에 도시된 바와 같이 기판 후면 에지 영역을 지지하는 돌기부를 구비하고, 상기 돌기부에서 연장되어 승강부(660)에 접속 고정되는 연장부를 구비한다. 돌기부는 대략 원형 링 형상으로 배치되고, 링의 내측으로 기판 후면 에지 영역이 위치한다. 그리고, 돌기부는 소정의 경사면을 갖고 있고, 기판이 안착되는 안착면을 가지고 있다. 이를 통해 기판을 자동적으로 정렬시킬 수 있다. 그리고, 상기 돌기부를 통해 기판 후면 에지 영역을 지지하기 때문에 기판 후면의 거의 대부분 영역이 노출될 수 있다. 연장부는 승강부(660)에 접속되어 돌기부를 고정지지한다. 그리고, 연장부는 승강부(660)에 의해 승강한다. 이를 통해 돌기부의 위치가 상하로 이동할 수 있게 되어 기판(10)의 인입 및 인출을 용이하게 수행할 수 있으며, 돌기부 상에 위치한 기판(10)과 차폐부(620) 사이 간격을 다양하게 조절할 수 있다.
차폐부(620)는 대략 기판(10)과 동일한 판 형상으로 마련되고, 기판 상측 영역에 위치한다. 차폐부(620)는 도 9에 도시된 바와 같이 후면 식각 챔버(600)의 상부벽에 고정된다. 물론 필요에 따라 상기 차폐부(620)가 기판 상측 영역에 위치하고 상하 운동을 수행할 수도 있다. 그리고, 차폐부(620)의 사이즈는 기판(10) 전면 전체를 차폐하기 위해 기판(10)의 사이즈와 같거나 큰 것이 바람직하다. 그리고, 차폐부(620)는 전극으로써 작용할 수도 있다. 이때, 차폐부(620)는 접지에 접속될 수 있고, 소정의 바이어스 전원에 접속될 수도 있다. 물론 차폐부(620)가 전 극영역과 차폐영역으로 분리 제작될 수도 있다.
비활성 가스 공급부(630)은 차폐부(620) 내측을 관통하여 차폐부(620) 하단의 기판(10) 전면에 비활성 가스를 분사하는 비활성 가스 분사부(651)와, 상기 비활성 가스 분사부(651)에 비활성 가스를 공급하는 비활성 가스 저장부(652)를 구비한다. 이와 같이 비활성 가스를 차폐부(620)와 기판(10)의 전면 사이 공간에 분사하여 후면 식각을 위한 식각 가스가 상기 공간으로 침투하는 것을 방지할 수 있다.
공정 가스 공급부(630)은 기판(10)의 후면에 위치하여 기판의 후면에 공정 가스를 분사하는 공정 가스 분사부(631)와, 상기 공정 가스 분사부(631)에 공정 가스를 공급하는 공정 가스 저장부(632)를 구비한다. 이때, 공정 가스 분사부(631)로 샤워헤드 방식을 사용하는 것이 효과적이다. 이를 통해 기판(10)의 후면에 공정 가스를 고르게 분사시킬 수 있다.
플라즈마 발생부(640)는 플라즈마 전원을 제공하는 플라즈마 전원 공급부(642)와, 상기 플라즈마 전원에 따라 기판(10) 후면 영역에 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 전극부(641)를 구비한다. 플라즈마 전극부(641)는 상기 기판(10) 후면 하단 영역에 위치한다. 플라즈마 전극부(641)는 9에 도시된 바와 같이 공정 가스 분사부(630)의 상측 면즉, 공정 가스 분사부(631)의 상측 표면상에 위치한다. 이때, 플라즈마 전극부(641)에는 공정 가스 분사부(631)의 노즐부에 대응하는 관통홀이 마련된다. 본 실시예에서는 플라즈마 전극부(641)와 기판(10) 사이의 이격 거리가 차폐부(620)와 기판(10) 사이의 이격 거리보다 더 긴 것이 바람직하다. 차폐부(620)와 기판(10) 사이의 거리를 일정 거리(예를 들어 0.1mm 내지 5mm) 이상 가 깝게 하여 이둘 사이 영역에서의 플라즈마 발생을 방지할 수 있다. 따라서, 플라즈마 전극부(641)과 기판(10)의 후면 사이 공간에만 선택적으로 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 이때, 기판(10)과, 차폐부(620) 및 플라즈마 전극부(641) 간의 이격 간격은 승강부(660)에 의해 이동하는 기판 지지부(610)에 의해 조절된다.
이러한 후면 식각 챔버(600)는 기판 지지부(610)가 하강하여 게이트 밸브(601)를 통해 인입되는 기판(10)을 지지한다. 이어서, 승강부(660)에 의해 기판 지지부(610)가 상승하여 기판(10)을 차폐부(620)에 인접 배치시키고, 기판(10)과 플라즈마 발생부(640) 사이 간격이 일정 거리(플라즈마를 발생시킬 수 있는 거리) 이상이 되도록 한다. 이어서, 플라즈마 전원을 공급하여, 기판(10)과 플라즈마 발생부(640) 사이 공간에 플라즈마를 발생시키고, 공정 가스를 공급하여 이를 플라즈마화시킨다. 이와 같이 플라즈마화된 공정 가스는 기판(10) 후면의 막 및 파티클과 반응하여 이들을 제거한다.
상기 후면 식각 챔버(600)로 인입되는 기판(10)은 공정 챔버(300)에서 증착 또는 식각 처리 공정이 완료된 기판(10)으로 반송 챔버(100)를 통해 이송된다. 이를 통해 기판(10)이 대기중에 노출되지 않을 수 있다. 물론 공정 챔버(300)에서 나온 기판(10)은 세정 챔버(미도시)를 먼저 거친 다음 후면 식각 챔버(600)로 제공될 수 있다. 그리고, 후면 식각 챔버(600)에 의해 기판 후면 영역의 막 및 파티클을 제거한 다음 상기 기판(10)은 검사 챔버(500)로 인입되어 검사를 수행한다. 검사가 완료된 기판(10)은 로드락 챔버(200)를 통해 시스템 외측으로 배출된다.
이와 같이 본 실시예에서는 기판(10)에 막을 증착하거나, 식각하는 공정 챔 버(300)와 기판 후면 영역을 식각하는 후면 식각 챔버(600)를 단일 진공 시스템 내에 위치시켜 막 증착 또는 식각후에 기판 후면 영역에 형성된 막 또는 파티클들을 진공중에서 효과적으로 제거할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 기판 처리 시스템은 상술한 설명에 한정되지 않고, 막의 증착/식각 공정과 기판 에지 영역 및 기판 후면 영역 식각 공정을 단일 시스템 내에서 수행할 수 있다. 하기에서는 도면을 참조하여 본 발명의 제 3 실시예에 따른 기판 처리 시스템을 설명한다. 후술되는 설명중 상술한 실시예들와 중복되는 설명은 생략한다. 그리고, 후술되는 설명의 기술은 상술한 실시예들에 적용될 수 있다.
도 10은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 기판 처리 시스템의 개념도이다. 도 11은 제 3 실시예의 일 변형예에 따른 기판 처리 시스템의 개념도이다. 도 12는 제 3 실시예의 다른 변형예에 따른 기판 처리 시스템의 개념도이다.
도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 기판 처리 시스템은 반송 챔버(100)와 반송 챔버(100)의 외측에 마련된 로드락 챔버(200), 공정 챔버(300), 에지 식각 챔버(400) 및 후면 식각 챔버(600)를 포함한다.
이를 통해 기판(10)에 막을 증착하거나, 기판(10) 또는 기판(10)의 막을 제거하는 공정과, 기판 에지 영역의 막 또는 파티클을 제거하는 공정 그리고, 기판 후면 영역의 막 또는 파티클을 제거하는 공정을 단일의 시스템 내에서 수행할 수 있다. 이를 통해 기판(10)의 대기중 노출시간을 줄여 산화는 물론, 불순물이 기판(10)에 흡착되는 현상을 방지할 수 있다. 그리고, 기판(10)의 이송 거리를 줄여 공정 시간을 단출시킬 수 있다.
반송 챔버(100)는 도 10에 도시된 바와 같이 8각형 형상의 몸체를 갖는 것이 바람직하다. 물론 이에 한정되지 않고, 다각형 형상의 몸체를 가질 수 있다. 그리고, 상기 반송 챔버(100)는 8각형 형상의 몸체의 외주면에 각기 게이트 밸브(201, 301, 401, 601)를 통해 로드락 챔버(200), 공정 챔버(300), 에지 식각 챔버(400) 및 후면 식각 챔버(600)가 결합된다.
반송 챔버(100)의 반송 장치(110)를 통해 로드락 챔버(200)의 기판(10)이 공정 챔버(300)에 인입된다. 공정 챔버(300)는 인입된 기판(10) 상에 막을 형성하거나, 막을 식각하는 처리 공정을 수행한다. 이때, 로드락 챔버(200)의 인접 영역에 공정 챔버(300)가 위치하는 것이 바람직하다. 이를 통해 기판(10)의 이송거리를 줄일 수 있다. 하기에서는 공정 챔버(300)가 기판(10)상에 막을 형성함을 중심으로 설명한다.
이어서, 처리 공정이 완료된 기판(10)은 공정 챔버(300)에서 배출되어 에지 식각 챔버(400)로 인입된다. 이때, 상기 공정 챔버(300)에 새로운 기판이 로딩될 수 있다. 에지 식각 챔버(400)는 처리 공정이 완료된 기판(10)의 에지 영역, 즉, 기판(10) 단부의 상측면, 측벽면 및 단부 하측면의 막 또는 파티클을 제거한다. 상기 에지 식각 챔버(400)는 공정 챔버(300)와 인접 배치되는 것이 바람직하다.
이어서, 기판 에지 영역의 식각이 완료된 기판(10)은 에지 식각 챔버(400)에서 배출되어 후면 식각 챔버(600)로 인입된다. 이때, 공정 챔버(300)로 부터 기판(10)이 배출되어 에지 식각 챔버(400)에 인입될 수도 있다. 후면 식각 챔버(600) 는 에지 영역이 식각된 기판(10)의 후면 영역의 막 또는 파티클을 제거한다. 즉, 후면 식각 챔버(600)는 공정 챔버(300)와 에지 식각 챔버(400)에 의한 처리 공정 중 형성된 막 또는 파티클들을 제거한다. 그리고, 후면 식각 챔버(600)는 에지 식각 챔버(400)와 인접 배치된다.
상술한 설명에서는 기판(10)이 공정 챔버(300)를 거친 다음 에지 식각 챔버(400)와 후면 식각 챔버(600)를 순차적으로 거친 다음 로드락 챔버(200)로 인입되어 시스템 외부로 배출됨을 설명하였다.
하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 필요에 따라 공정 챔버(300), 에지 식각 챔버(400) 및 후면 식각 챔버(600)에 인입되어 처리되는 기판(10)의 순서가 다양하게 변화되고, 이에 따라 기판(10)의 처리 방법도 다양하게 변화될 수 있다. 예를 들어 공정 챔버(300), 후면 식각 챔버(600) 및 에지 식각 챔버(400)를 순차적으로 거치면서 기판(10)에 막을 형성하고, 기판(10) 후면의 막을 제거하고, 기판 에지 영역의 막 또는 파티클을 제거한다. 또한, 공정 챔버(300)에 기판(10)을 인입시키기 전에 에지 식각 챔버(400) 및/또는 후면 식각 챔버(600)에 기판(10)을 먼저 인입시켜 기판(10)의 에지 영역 및 후면 영역을 식각할 수 있다.
물론, 본 실시예는 도시되지 않았지만, 반송 챔버(100)의 일측에는 검사 챔버가 마련될 수 있다. 이때, 복수의 검사 챔버가 마련될 수 있다. 즉, 기판 에지 영역을 검사하는 검사 챔버를 통해 에지 식각 챔버(400)로 부터 배출된 기판(10)의 에지 영역 표면 검사를 수행한다. 또한, 기판 후면 영역을 검사하는 검사 챔버를 통해 후면 식각 챔버(600)로부터 배출된 기판(10)의 후면 영역의 검사를 수행할 수 도 있다. 물론 이에 한정되지 않고, 하나의 검사 챔버를 통해 기판 에지 영역과 기판 후면 영역을 모두 검사할 수도 있다. 그리고, 상술한 실시예에서도 언급하였던 바와 같이 상기 검사 챔버는 반송 챔버로부터 별도로 분리되어 위치할 수도 있다.
도 11에 도시된 바와 같이 검사 챔버의 기능을 하는 검사 수단(240)이 로드락 챔버(200) 내측에 마련될 수 있다. 즉, 도 11에 따른 로드락 챔버(200)는 반송 챔버(100)에 접속된 로드락부(210)와, 기판(10)이 저장된 카셋트부(250)와, 상기 로드락부(210)와 카셋트부(250) 사이 영역에 마련된 기판 이송부(220)를 구비한다. 그리고, 상기 기판 이송부(220) 내에는 기판(10)의 정렬을 담당하는 기판 정렬 수단(230)과 기판(10)의 검사를 수행하는 기판 검사 수단(240)을 구비한다. 그리고, 기판 이송부(220)에는 기판(10)의 이송을 담당하는 로봇암(260)이 마련된다. 이를 통해 카셋트부(250)에 위치한 기판(10)을 로봇암(260)이 외부로 인출한다. 인출된 기판(10)은 기판 정렬 수단(230)에서 정렬된 다음 로봇암(260)을 통해 로드락부(210)에 인입되어 반송 챔버(100) 내부로 이송된다. 그리고, 기판(10) 처리 공정이 완료되어 반송 챔버(100)로부터 로드락부(210)로 이송된 기판(10)은 로봇암(260)에 의해 기판 검사 수단(240)에 안치된다. 기판 검사 수단(240)에서는 기판(10)의 에지 영역의 검사를 수행한 다음 다시 로봇암(260)에 의해 카셋트부(250)에 장착된다. 그리고, 도 11의 변형예에 따른 기판 처리 시스템은 복수개 의 공정 챔버(300)를 마련할 수 있다. 즉, 도면에서는 두개의 공정 챔버(300a, 300b)를 구비하였다.
또한, 도 12의 변형예에 따른 기판 처리 시스템은 공정 챔버(300)를 생락할 수 있다. 즉, 반송 챔버(100)의 외측에 에지 식각 챔버(400), 후면 식각 챔버(600), 검사 챔버(500) 및 로드락 챔버(200)가 부착될 수 있다. 이를 통해 단일 시스템 내에서 기판(10)의 에지 영역 및 후면 영역을 식각한 다음 에지 영역과 후면 영역의 불량을 한꺼번에 검사할 수 있다. 물론 본 발명은 이에 한정되지 않고, 다양한 변형예가 가능하다. 예를 들어, 필요에 따라 기판 처리 시스템이 로드락 챔버(200)를 생략하는 것이 가능하다.
상술한 바와 같이 본 발명은 반송 챔버 외측에 공정 챔버와 에지 식각 챔버그리고, 후면 식각 챔버를 배치시켜 기판의 대기 노출없이 기판에 막을 증착하거나 기판 막을 식각하고, 이와 동시에 기판 에지 영역의 식각 그리고, 기판 후면 영역의 식각을 단일 챔버 시스템 내에서 수행할 수 있다.
또한, 본 발명은 반송 챔버 외측에 검사 챔버를 두어 공정 챔버, 에지 식각 챔버 또는 후면 식각 챔버에 의해 수행된 기판 처리 공정의 불량 유무를 신속하게 판단할 수 있다.
본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.

Claims (30)

  1. 기판이 저장된 로드락 챔버;
    상기 기판에 막을 형성하거나, 상기 기판 또는 상기 기판상의 막을 식각하는 공정을 수행하는 적어도 하나의 공정 챔버;
    상기 기판의 에지 영역을 식각하는 에지 식각 챔버; 및
    상기 기판을 이송하고, 상기 로드락 챔버, 상기 공정 챔버 및 상기 에지 식각 챔버가 부착된 반송 챔버를 포함하는 기판 처리 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 로드락 챔버, 상기 공정 챔버 및 상기 에지 식각 챔버는 각기 개폐 수단에 의해 상기 반송 챔버에 부착되고,
    상기 개폐 수단에 의해 상기 로드락 챔버, 상기 공정 챔버 및 상기 에지 식각 챔버 각각의 내측 공간과 반송 챔버의 내측 공간이 분리 또는 연통되는 기판 처리 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 에지 식각 챔버는,
    상기 기판을 지지하고 기판 에지 하측 영역을 노출시키는 스테이지부와,
    상기 스테이지부에 인접 배치되어 상기 기판의 중심 영역 상에 마련되어 기판 에지 상측 영역을 노출시키는 차폐부와,
    상기 기판 에지 영역에 플라즈마를 생성하는 플라즈마 생성부를 포함하는 기판 처리 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 차폐부를 통해 노출된 기판 에지 영역에 공정 가스를 제공하는 기판 처리 시스템.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 차폐부 내측을 관통하여 상기 차폐부 하단의 상기 기판 전면에 비활성 가스를 분사하는 비활성 가스 분사부를 더 구비하는 기판 처리 시스템.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 플라즈마 생성부는 상기 스테이지부의 가장자리 영역에 마련된 제 1 전극링과, 상기 차폐부의 가장자리 영역에 마련된 제 2 전극링과, 플라즈마 전원 공급부를 포함하는 기판 처리 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 플라즈마 전원 공급부는 상기 제 1 전극링 또는 상기 제 2 전극링에 플라즈마 전원을 공급하는 기판 처리 시스템.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 플라즈마 생성부는 상기 기판 에지 영역 외측에 위치하여 상기 플라즈마 전원 공급부의 플라즈마 전원을 공급받는 안테나부를 더 구비하는 기판 처리 시스템.
  9. 청구항 3에 있어서,
    상기 플라즈마 생성부는 상기 스테이지부의 가장자리 영역 또는 상기 차폐부의 가장자리 영역에 마련된 전극링과, 상기 스테이지부에 플라즈마 전원을 공급하는 플라즈마 전원 공급부를 포함하는 기판 처리 시스템.
  10. 청구항 3에 있어서,
    상기 플라즈마 생성부는 상기 기판 에지 영역 외측에 위치하는 안테나부와, 상기 안테나부에 플라즈마 전원을 공급하는 플라즈마 전원 공급부를 포함하는 기판 처리 시스템.
  11. 기판이 저장된 로드락 챔버;
    상기 기판에 막을 형성하거나, 상기 기판 또는 상기 기판상의 막을 식각하는 공정을 수행하는 공정 챔버;
    상기 기판의 후면 영역을 식각하는 후면 식각 챔버; 및
    상기 기판을 이송하고, 상기 로드락 챔버, 상기 공정 챔버 및 상기 후면 식 각 챔버가 부착된 반송 챔버를 포함하는 기판 처리 시스템.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 로드락 챔버, 상기 공정 챔버 및 상기 후면 식각 챔버는 각기 개폐 수단에 의해 상기 반송 챔버에 부착되고,
    상기 개폐 수단에 의해 상기 로드락 챔버, 상기 공정 챔버 및 상기 후면 식각 챔버 각각의 내측 공간과 반송 챔버의 내측 공간이 분리 또는 연통되는 기판 처리 시스템.
  13. 청구항 11에 있어서, 상기 후면 식각 챔버는,
    상기 기판의 후면을 노출시키고, 기판을 지지하는 기판 지지부와,
    상기 기판의 후면 영역에 위치하여 공정 가스를 공급하는 공정 가스 공급부와,
    상기 기판의 후면 영역에 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생부를 포함하는 기판 처리 시스템.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 후면 식각 챔버는 상기 기판의 전면에 인접 배치되는 차폐부를 더 구비하는 기판 처리 시스템.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 플라즈마 발생부는 상기 기판 후면 영역에 위치하는 전극부와, 상기 전극부에 플라즈마 전원을 제공하는 플라즈마 전원 공급부를 포함하는 기판 처리 시스템.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 전극부와 상기 기판 후면 사이의 거리가 상기 차폐부와 상기 기판 전면 사이의 거리보다 더 길은 기판 처리 시스템.
  17. 청구항 14에 있어서,
    상기 차폐부 내측을 관통하여 상기 차폐부 하단의 상기 기판 전면에 비활성 가스를 분사하는 비활성 가스 분사부를 더 구비하는 기판 처리 시스템.
  18. 기판이 저장된 로드락 챔버;
    상기 기판에 막을 형성하거나, 상기 기판 또는 상기 기판상의 막을 식각하는 공정을 수행하는 공정 챔버;
    상기 기판의 에지 영역을 식각하는 에지 식각 챔버;
    상기 기판의 후면 영역을 식각하는 후면 식각 챔버; 및
    상기 기판을 이송하고, 상기 로드락 챔버, 상기 공정 챔버, 상기 에지 식각 챔버 및 상기 후면 식각 챔버가 부착된 반송 챔버를 포함하는 기판 처리 시스템.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 로드락 챔버, 상기 공정 챔버, 상기 에지 식각 챔버 및 상기 후면 식각 챔버는 각기 개폐 수단에 의해 상기 반송 챔버에 부착되고,
    상기 개폐 수단에 의해 상기 로드락 챔버, 상기 공정 챔버, 상기 에지 식각 챔버 및 상기 후면 식각 챔버 각각의 내측 공간과 반송 챔버의 내측 공간이 분리 또는 연통되는 기판 처리 시스템.
  20. 기판의 에지 영역을 식각하는 에지 식각 챔버;
    상기 기판의 후면 영역을 식각하는 후면 식각 챔버; 및
    상기 기판을 이송하고, 상기 로드락 챔버, 상기 에지 식각 챔버 및 상기 후면 식각 챔버가 부착된 반송 챔버를 포함하는 기판 처리 시스템.
  21. 청구항 20에 있어서,
    상기 기판이 저장된 로드락 챔버를 더 포함하는 기판 처리 시스템.
  22. 청구항 1, 10 및 18 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공정 챔버는 증착 챔버 또는 식각 챔버를 사용하는 기판 처리 시스템.
  23. 청구항 1, 10, 18 및 20 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반송 챔버에 부착된 기판 검사용 검사 챔버를 더 포함하는 기판 처리 시스템.
  24. 청구항 1, 10, 18 및 21 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 로드락 챔버와 연결되고, 상기 로드락 챔버로 상기 기판을 이송하는 기판 이송 수단을 구비하는 기판 이송부와,
    상기 기판 이송부에 연결되어 상기 기판을 정렬시키는 기판 정렬 수단을 구비하는 기판 처리 시스템.
  25. 청구항 1, 10, 18 및 21 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 로드락 챔버에 연결되어 상기 기판을 검사하는 기판 검사 수단을 더 구비하는 기판 처리 시스템.
  26. 로드락 챔버에 저장된 기판을 반송 챔버로 이송하는 단계;
    상기 반송 챔버로 이송된 상기 기판을 상기 공정 챔버로 인입시켜 상기 기판에 막을 형성하거나, 상기 기판 또는 상기 기판상의 막을 제거하는 단계;
    상기 공정 챔버 내의 기판을 상기 반송 챔버를 거쳐 에지 식각 챔버로 인입시켜 기판 에지 영역을 식각하는 단계; 및
    상기 에지 식각 챔버 내의 기판을 상기 반송 챔버를 거쳐 상기 로드락 챔버로 인입시키는 단계를 포함하는 기판 처리 방법.
  27. 청구항 26에 있어서, 상기 로드락 챔버에 저장된 상기 기판을 상기 반송 챔버로 이송하는 단계 전에,
    상기 기판을 정렬 시키는 단계를 더 포함하는 기판 처리 방법.
  28. 청구항 26에 있어서, 상기 에지 식각 챔버 내의 상기 기판을 상기 반송 챔버를 거쳐 상기 로드락 챔버로 인입시키는 단계 이후,
    상기 기판의 에지 영역을 검사하는 단계를 더 포함하는 기판 처리 방법.
  29. 청구항 26에 있어서, 상기 기판 에지 영역을 식각 하는 단계 전 또는 후에,
    상기 기판을 후면 식각 챔버로 인입시켜 기판 후면 영역을 식각하는 단계를 더 포함하는 기판 처리 방법.
  30. 로드락 챔버에 저장된 기판을 반송 챔버로 이송하는 단계;
    상기 반송 챔버로 이송된 상기 기판을 상기 공정 챔버로 인입시켜 상기 기판에 막을 형성하거나, 상기 기판 또는 상기 기판상의 막을 제거하는 단계;
    상기 공정 챔버 내의 기판을 상기 반송 챔버를 거쳐 후면 식각 챔버로 인입시켜 기판 후면 영역을 식각하는 단계; 및
    상기 후면 식각 챔버 내의 기판을 상기 반송 챔버를 거쳐 상기 로드락 챔버로 인입시키는 단계를 포함하는 기판 처리 방법.
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