KR20160086477A - 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR20160086477A
KR20160086477A KR1020150003380A KR20150003380A KR20160086477A KR 20160086477 A KR20160086477 A KR 20160086477A KR 1020150003380 A KR1020150003380 A KR 1020150003380A KR 20150003380 A KR20150003380 A KR 20150003380A KR 20160086477 A KR20160086477 A KR 20160086477A
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주철원
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피에스케이 주식회사
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Abstract

본 발명은 기판을 처리하는 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 내부에 처리 공간을 가지는 챔버와 상기 처리 공간으로 가스를 공급하는 가스 공급관과 그리고 상기 가스 공급관과 상기 챔버를 결합시키는 결합 유닛을 포함하되 상기 결합 유닛은 상기 가스 공급관이 삽입되는 개구를 가지는 브라켓과 상기 브라켓을 상기 챔버에 고정시키는 체결 부재를 포함하는 기판 처리 장치를 포함한다.

Description

기판 처리 장치{Apparatus for treating substrate}
본 발명은 기판을 처리하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 또는 평판 디스플레이 페널을 제조하기 위해서는 수많은 공정이 수행된다. 이러한 공정들 각각을 수행하기 위해 다양한 종류의 장치들이 사용된다.
이들 중 기판 처리 장치는 외부에 가스를 공급받아 기판을 처리하는 공정에 사용된다. 이 때, 외부의 가스는 별도의 공급관을 통하여 기판을 처리하는 챔버로 공급된다. 일반적으로 챔버와 공급관은 서로 상이한 재질로 구성된다. 공급관은 석영, 세라믹 등의 비금속 재질로, 챔버는 금속 재질로 사용되는 것이 일반적이다. 이러한 비금속 재질의 공급관을 금속 재질의 챔버와 체결은, 일반적으로 금속 재질과 비금속 재질을 나사 등을 이용하여 직접 체결하는 방식이 사용된다. 이러한 체결 방식은 비금속 재질의 공급관이 깨짐이나, 크랙 등을 일으켜 외부와 실링이 되지 않는 문제점이 있다.
본 발명은 기판 처리 공정의 효율을 향상시킬 수 있는 기판 처리 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 기판 처리 장치의 가스 공급관과 챔버를 효과적으로 고정결합할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하기 위한것이다.
본 발명은 기판 처리 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기판 처리 장치는 내부에 처리 공간을 가지는 챔버; 상기 처리 공간으로 가스를 공급하는 가스 공급관; 그리고 상기 가스 공급관과 상기 챔버를 결합시키는 결합 유닛을 포함하되, 상기 결합 유닛은 상기 가스 공급관이 삽입되는 개구를 가지는 브라켓과 상기 브라켓을 상기 챔버에 고정시키는 체결 부재를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 가스 공급관의 외부면에 접촉되며 상기 가스 공급관과 상기 챔버 사이를 실링하는 실링 부재를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 브라켓에는 상기 실링 부재의 일부 영역이 위치되는 챔퍼가 형성되며 상기 챔퍼는 상기 브라켓과 상기 챔버가 접촉되는 내측 가장자리 영역에 제공될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 가스 공급관은 상기 챔버의 재질 및 상기 브라켓의 재질과 상이한 재질로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 챔버와 상기 브라켓은 서로 동일한 재질로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 챔버와 상기 브라켓은 금속 재질로 제공되며, 상기 가스 공급관은 석영 또는 세라믹 재질로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 가스 공급관은 메인관과 상기 메인관에서 분기되는 복수의 분기관을 포함하되 각각의 상기 분기관과 상기 챔버의 사이에는 상기 결합 유닛이 제공될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 브라켓에는 복수의 제1체결홀이 제공되며, 상기 브라켓과 접촉되는 상기 챔버에는 복수의 제2체결홀이 제공되고, 서로 대향되는 상기 제1체결홀과 상기 제2체결홀에는 상기 체결 부재가 삽입될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판 처리 장치에서 서로 다른 재질의 가스 공급관과 챔버를 효과적으로 고정결합하여 기판 처리 공정의 효율을 향상 시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판 처리 장치에서 서로 다른 재질의 가스 공급관과 챔버를 고정결합시 가스 공급관이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 가스 공급관에 직접 접촉하는 실링 부재를 제공하여 가스 공급관에서 공급되는 가스가 외부로 빠져나가는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공정 챔버를 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 2의 가스 공급관을 보여주는 사시도이다.
도 4는 도 2의 가스 공급관을 보여주는 도면이다.
도 5는 도 2의 브라켓을 보여주는 사시도이다.
도 6은 도 2의 가스 공급관의 다른 실시 예를 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 평면도이다. 도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(1)는 설비 전방 단부 모듈(equipment front end module, EFEM, 10)과 공정 처리 모듈(20)를 포함한다. 설비 전방 단부 모듈(EFEM, 10)과 공정 처리 모듈(20)은 일 방향으로 배치된다. 이하, 설비 전방 단부 모듈(EFEM, 10)과 공정 처리 모듈(20)이 배열된 방향을 제1방향(2)이라 하고, 상부에서 바라볼 때 제1방향(2)에 수직한 방향을 제2방향(3)이라 한다. 제1방향(2)과 제2방향(3)에 모두 수직한 방향을 제3방향(4)이라 한다.
설비 전방 단부 모듈(10)은 공정 처리 모듈(20) 전방에 장착되며, 기판(W)이 수납된 캐리어(16)와 공정 처리 모듈(20) 간에 기판(W)을 이송한다. 설비 전방 단부 모듈(10)은 로드 포트(12)와 프레임(14)을 포함한다.
로드 포트(12)는 프레임(14) 전방에 배치된다. 로드 포트(12)는 복수 개 제공된다. 로드 포트(12)들은 서로 이격하여 제2방향(3)을 따라 일렬로 배치된다. 캐리어(16)(예를 들어, 카세트, FOUP 등)는 로드 포트(12)들에 각각 안착된다. 캐리어(16)에는 공정에 제공될 기판(W) 및 공정처리가 완료된 기판(W)이 수납된다.
프레임(14)은 로드 포트(12)와 로드락 챔버(22) 사이에 배치된다. 프레임(14) 내부에는 로드 포트(12)와 로드락 챔버(22)간에 기판(W)을 이송하는 이송로봇(18)이 배치된다. 이송로봇(18)은 제2방향(3)으로 구비된 이송레일(19)을 따라 이동가능하다.
공정처리실(20)은 로드락 챔버(22), 트랜스퍼 챔버(24), 그리고 복수 개의 공정 챔버(30)를 포함한다.
로드락 챔버(22)는 트랜스퍼 챔버(24)와 프레임(14) 사이에 배치된다. 로드락 챔버(22)는 공정에 제공될 기판(W)이 공정 챔버(30)로 이송되기 전, 또는 공정 처리가 완료된 기판(W)이 캐리어(16)로 이송되기 전 대기하는 공간을 제공한다. 로드락 챔버(22)는 하나 또는 복수 개 제공될 수 있다. 일 실시예에 의하면, 로드락 챔버(22)는 두 개가 제공된다. 하나의 로드락 챔버(22)에는 공정 처리를 위해 공정 챔버(30)로 제공되는 기판(W)이 수납되고, 다른 로드락 챔버(22)에는 공정 챔버(30)에서 공정이 완료된 기판(W)이 수납될 수 있다.
트랜스퍼 챔버(24)는 제1방향(2)을 따라 로드락 챔버(22)의 후방에 배치되며, 상부에서 바라볼 때 다각형의 몸체(25)를 갖는다. 몸체(25)의 외측에는 로드락 챔버(22)들과 복수 개의 공정 챔버(30)들이 몸체(25)의 둘레를 따라 배치된다. 일 실시예에 의하면, 트랜스퍼 챔버(24)는 상부에서 바라볼 때, 육각형의 몸체를 갖는다. 설비 전방 단부 모듈(10)과 인접한 두 측벽에는 로드락 챔버(22)가 각각 배치되고, 나머지 측벽에는 공정 챔버(30)들이 배치된다. 몸체(25)의 각 측벽에는 기판(W)이 출입하는 통로(미도시)가 형성된다. 통로에는 트랜스퍼 챔버(24)와 로드락 챔버(22) 간에, 또는 트랜스퍼 챔버(24)와 공정 챔버(30) 간에 기판(W)이 출입하는 공간을 제공한다. 각 통로에는 통로를 개폐하는 도어(미도시)가 제공된다. 트랜스퍼 챔버(24)는 요구되는 공정 모듈에 따라 다양한 형상으로 제공될 수 있다.
트랜스퍼 챔버(24)의 내부에는 반송로봇(26)이 배치된다. 반송로봇(26)은 로드락 챔버(22)에서 대기하는 미처리 기판(W)을 공정 챔버(30)로 이송하거나, 공정 챔버(30)에서 공정처리가 완료된 기판(W)을 로드락 챔버(22)로 이송한다. 반송 로봇(26)은 공정 챔버(30)들에 순차적으로 기판(W)을 제공할 수 있다.
공정 챔버(30)는 기판에 대해 소정의 공정을 수행한다. 이하에서는 공정 챔버(30)가 에칭(etching) 공정을 수행하는 것으로 설명하나, 이에 한정되지 않으며 애싱(Ashing) 공정과 증착(deposition) 공정 등 다른 공정을 수행할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공정 챔버를 나타내는 단면도이다.
도 2를 참조하면, 공정 챔버(30)는 챔버(100), 지지 유닛(200), 가스 공급관(300), 결합 유닛(400) 그리고 플라즈마 발생 유닛(500)을 포함한다.
챔버(100)는 하우징(110)과 연결관(130)을 가진다.
하우징(110)은 기판(W) 처리가 수행되는 처리 공간을 제공한다. 하우징(110)은 상면이 개방되며 내부에 공간이 형성된다. 하우징(110)의 측벽에는 기판(W)이 출입하는 개구(미도시)가 형성된다. 개구는 슬릿 도어(slit door)(미도시)와 같은 개폐 부재에 의해 개폐된다. 개폐 부재는 하우징(110) 내에서 기판(W) 처리가 수행되는 동안 개구를 폐쇄한다. 개폐 부재는 기판(W)이 하우징(110) 내부로 반입될 때와 하우징(110) 외부로 반출될 때 개구를 개방한다.
하우징(110)의 하부벽에는 배기홀(121)이 형성된다. 배기홀(121)은 배기 라인(170)과 연결된다. 배기 라인(170)에는 펌프(미도시)가 설치된다. 배기 라인(170)을 통해 하우징(110)의 내부 압력이 조절된다. 또한, 배기 라인(170)을 통해 공정에서 발생된 반응 부산물이 하우징(110) 외부로 배출된다.
연결관(130)은 하우징(110)의 상부와 연결된다. 연결관(130)에는 후술하는 가스 공급관(300)이 연결된다. 연결관(130)은 가스 공급관(300)에서 공급된 플라즈마를 하우징(110)으로 공급한다. 연결관(130)은 상부에서 바라 볼 때, 사각형의 형상을 가질 수 있다. 이와는 달리 오각형, 육각형의 형상으로 제공될 수 있다. 연결관(130)은 하면이 개방된다. 연결관(130)은 내부에 공간이 형성된다.
지지 유닛(200)은 처리 공간에 위치한다. 지지 유닛(200)은 기판(W)을 지지한다. 지지 유닛(200)은 정전력에 의해 기판(W)을 흡착하는 정전 척(Electro Static Chuck)이 제공될 수 있다. 지지 유닛(200)에는 리프트 홀(미도시)들이 형성될 수 있다. 리프트 홀들에는 리프트 핀(미도시)들이 각각 제공된다. 리프트 핀들은 기판(W)이 지지 유닛(200)상에 로딩/언로딩되는 경우, 리프트 홀들을 따라 승강한다. 지지 유닛(200) 내부에는 히터(미도시)가 제공될 수 있다. 히터는 기판(W)을 가열하여 공정온도로 유지시킨다.
도 3은 도 2의 가스 공급관을 보여주는 사시도이고, 도 4는 도 2의 가스 공급관을 보여주는 도면이고, 도 5는 도 2의 브라켓을 보여주는 사시도이다. 이하, 도 3 내지 도 5를 참조하면, 가스 공급관(300)은 외부의 가스를 챔버(100)로 공급한다. 가스 공급관(300)은 외부의 가스 저장부(350)로부터 공급되는 가스를 챔버(100)로 공급한다. 가스 공급 라인에는 별도의 밸브(330)가 설치되어 가스의 유량을 조절한다. 가스 공급관(300)은 복수개 제공될 수 있다. 일 예로 가스 공급관(300)은 4개가 제공될 수 있다. 4개의 가스 공급관(300)은 유도관(190)의 사면에 각각 제공될 수 있다. 가스 공급관(300)은 챔버(100)와 상이한 재질로 제공될 수 있다. 일 예로 가스 공급관(300)은 비금속 재질로 제공될 수 있다. 가스 공급관(300)은 석영 또는 세라믹 재질로 제공될 수 있다.
가스 공급관(300)은 메인관(311)과 분기관(312,313)을 포함한다. 메인관(311)은 그 길이방향에 수직한 단면이 사각형 형상으로 제공될 수 있다.
분기관(312,313)은 메인관(311)으로부터 분기되어 제공된다. 분기관(312,313)은 복수개 제공된다. 분기관(312,313)은 그 길이방향에 수직한 단면이 사각형 형상으로 제공될 수 있다. 일 예로 분기관(312,313)은 제1분기관(312)과 제2분기관(313)을 포함한다. 제1분기관(312)과 제2분기관(313)은 챔버(100)와 고정결합된다. 제1분기관(312)은 제2분기관(313)보다 챔버(313)의 상부 위치에 고정결합된다. 각각의 분기관(312,313)과 챔버(100)사이에는 결합 유닛(400)이 제공된다.
결합 유닛(400)은 가스 공급관(300)과 챔버(100)를 고정결합한다. 결합 유닛(400)은 브라켓(410), 실링 부재(430) 그리고 체결 부재(450)를 포함한다.
브라켓(410)은 사각형의 플레이트로 제공될 수 있다. 브라켓(410)의 내부에는 개구가 형성된다. 개구에는 가스 공급관(300)이 삽입될 수 있다. 일 예로 개구에는 분기관(312,313)이 삽입될 수 있다. 브라켓(410)의 개구에는 챔퍼(411)가 형성된다. 챔퍼(411)는 개구의 내측 가장자리 영역에 형성된다. 챔퍼(411)에는 후술하는 실링 부재(430)의 일부가 삽입된다.
브라켓(410)에는 제1체결홀(413)이 제공된다. 제1체결홀(413)은 복수개 제공된다. 브라켓(410)은 챔버(100)와 동일한 재질로 제공될 수 있다. 일 예로 브라켓(410)은 금속 재질로 제공될 수 있다.
실링 부재(430)는 가스 공급관(300)과 챔버(100)의 사이를 실링한다. 실링 부재(430)는 가스 공급관(300)의 외부면에 접촉되어 제공된다. 실링 부재(430)는 브라켓(410)의 내부에 일부 영역에 위치한다. 일 예로 실링 부재(430)는 오링형상으로 제공될 수 있다.
체결 부재(450)는 브라켓(410)을 챔버(100)에 고정결합시킨다. 체결 부재(450)는 브라켓(410)의 제1체결홀(413)과 챔버(100)의 제2체결홀(191)에 삽입되어 브라켓(410)과 챔버(100)를 고정결합시킨다. 제1체결홀(413)과 제2체결홀(191)은 서로 대향되게 제공된다. 제1체결홀(413)과 제2체결홀(191)은 각각 4개가 제공될 수 있다. 이에 대응하여 체결 부재(450)도 4개가 제공된다. 일 예로 체결 부재(450)는 볼트로 제공될 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는 체결 부재(450)가 4개가 제공된 것을 예로 설명하였으나 이와는 달리 상이한 수의 체결 부재가 제공될 수 있다.
플라즈마 발생 유닛(500)은 가스 공급관(300)의 가스를 이용하여 플라즈마를 발생시킨다. 플라즈마 발생 유닛(500)은 외부에 전원(530)과 유도 코일(510) 등을 이용하여 플라즈마를 생성시킬 수 있다. 플라즈마 발생 유닛(500)은 유도 코일(510)과 전원(530)을 포함한다.
유도 코일(510)은 가스 공급관(300)의 둘레를 따라 복수회 감긴다. 유도 코일(510)의 일단은 전원(530)과 연결되고, 타단은 접지된다. 전원(530)은 유도 코일(510)에 고주파 전력 또는 마이크로파 전력을 인가한다.
상술한 가스 공급관(300)과 챔버(100)의 고정결합을 결합 유닛(400)에 의해서 체결하였다. 이러한 방식은 브라켓(410)과 챔버(100)의 재질이 동일한 금속 재질로 제공되어 체결 부재(450)로 체결 시 크랙이 발생되거나 깨지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 실링 부재(430)를 가스 공급관(300)에 직접 접촉하여 공급되는 가스가 외부로 누설되는 것을 차단가능하다.
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.
100: 챔버 200: 지지 유닛
300: 가스 공급관 311: 메인관
312,313: 분기관 400: 결합 유닛
410: 브라켓 430: 실링 부재
450: 체결 부재

Claims (8)

  1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    내부에 처리 공간을 가지는 챔버와;
    상기 처리 공간으로 가스를 공급하는 가스 공급관과; 그리고
    상기 가스 공급관과 상기 챔버를 결합시키는 결합 유닛을; 포함하되,
    상기 결합 유닛은,
    상기 가스 공급관이 삽입되는 개구를 가지는 브라켓과;
    상기 브라켓을 상기 챔버에 고정시키는 체결 부재를 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가스 공급관의 외부면에 접촉되며, 상기 가스 공급관과 상기 챔버 사이를 실링하는 실링 부재를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 브라켓에는 상기 실링 부재의 일부 영역이 위치되는 챔퍼가 형성되며,
    상기 챔퍼는 상기 브라켓과 상기 챔버가 접촉되는 내측 가장자리 영역에 제공되는 기판 처리 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스 공급관은 상기 챔버의 재질 및 상기 브라켓의 재질과 상이한 재질로 제공되는 기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 챔버와 상기 브라켓은 서로 동일한 재질로 제공되는 기판 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 챔버와 상기 브라켓은 금속 재질로 제공되며, 상기 가스 공급관은 석영 또는 세라믹 재질로 제공되는 기판 처리 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 가스공급관은,
    메인관과;
    상기 메인관에서 분기되는 복수의 분기관을 포함하되,
    각각의 상기 분기관과 상기 챔버의 사이에는 상기 결합 유닛이 제공되는 기판 처리 장치.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 브라켓에는 복수의 제1체결홀이 제공되며, 상기 브라켓과 접촉되는 상기 챔버에는 복수의 제2체결홀이 제공되고, 서로 대향되는 상기 제1체결홀과 상기 제2체결홀에는 상기 체결 부재가 삽입되는 기판 처리 장치.
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