KR20190084659A - 기판 처리 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기판을 인라인 방식으로 이송하며 플라즈마를 이용하여 기판을 연속적으로 처리할 수 있는 기판 처리 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 일측에 기판이 반입되는 기판 반입구와 타측에 반입된 기판이 반출되는 기판 반출구가 형성되어 있는 공정챔버와, 공정챔버 내에 설치되며 기판을 기판 반입구로부터 기판 반출구로 이송하는 기판 이송부와, 기판에 대해 플라즈마가 조사되도록 공정챔버 내에 설치되는 플라즈마 발생부와, 공정챔버 내부를 배기하는 제1 펌프와, 기판 반입구를 개방시키거나 차단되도록 설치된 제1 게이트 밸브와, 기판 반출구를 개방시키거나 차단되도록 설치된 제2 게이트 밸브와, 기판 반입구가 개방되도록 제1 게이트 밸브가 열린 상태에서 기판 처리가 수행될 때 공정챔버 내부의 가스 및 입자가 기판 반입구를 통해 상기 공정챔버의 외부로 배출되지 않도록 기판 반입구 주변에 배치되며 기판 반입구 주변의 가스 및 입자가 유입되는 제1 배기부와, 기판 반출구가 개방되도록 제2 게이트 밸브가 열린 상태에서 기판 처리가 수행될 때 공정챔버 내부의 가스 및 입자가 기판 반출구를 통해 공정챔버의 외부로 배출되지 않도록 기판 반출구 주변에 배치되며 기판 반출구 주변의 가스 및 입자가 유입되는 제2 배기부와, 그리고, 제1 배기부 및 제2 배기부와 연결되어 제1 배기부 및 제2 배기부에 유입된 가스 및 입자를 배기하는 제2 펌프를 포함한다.
Description
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판을 인라인 방식으로 이송하며 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
태양전지, 액정 디스플레이 또는 발광다이오드 등의 제조를 위해서는 기판에 여러 가지 공정이 수행될 것이 요구된다. 이를테면, 기판을 열처리하기 위한 열처리 공정, 기판에 박막을 증착하는 증착 공정, 증착된 박막을 식각하는 식각 공정, 기판을 플라즈마 처리하기 위한 플라즈마 공정 등이 기판에 대해 수행된다.
이러한 기판에 대한 여러 가지 공정들은 하나의 챔버에서 이루어질 수도 있으나, 각 공정별로 사용되는 가스가 상이하고 특성이 상이하며 부산물 등의 문제도 있어 대부분 해당 공정을 담당하는 챔버에서 해당 공정이 이루어지는 것이 일반적이다. 즉, 열처리 공정은 열처리 공정챔버에서, 증착 공정은 증착 공정챔버에서, 식각 공정은 식각 공정챔버에서, 플라즈마 공정은 플라즈마 공정챔버에서 이루어지는 것이 일반적이다.
이를 위해, 종래에는 로드락(Load Lock) 챔버와 공정챔버가 클러스터 형태를 이루고 있는 클러스터 타입의 기판 처리 시스템이 이용되었으나, 로드락 챔버와 공정챔버들 사이에서 기판을 이송하는 로봇이 공간을 차지하게 되어 전체 시스템이 차지하는 면적이 증가하게 되고, 로드락 챔버와 공정챔버들 사이에서 기판을 이송해야 함에 따라 전체 공정시간이 증가하는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 다양한 공정챔버를 일렬로 배치하고 각 챔버에서 기판의 처리가 이루어진 후에는 각 챔버에 설치된 구동 롤러로 기판을 이송하는 인라인 타입의 기판 처리 시스템이 소개되었다. 이 기판 처리 시스템은 클러스터 타입의 기판 처리 시스템에 비해 시스템이 차지하는 면적이 작으며, 전체 공정시간도 단축시킬 수 있다.
그러나 이러한 인라인 타입의 기판 처리 시스템도 로드락 챔버를 구비하는 것이 통상적이므로, 로드락 챔버를 통한 기판의 로딩, 언로딩 등의 과정들을 수행하는데 시간이 많이 소요되기 때문에, 기판이 연속적으로 처리되지 못하는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 기판을 연속적으로 처리할 수 있는 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 인라인 기판 처리 장치를 제공하는 데에 있다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명에 따른 기판 처리 장치에 대한 일 실시예는 일측에 기판이 반입되는 기판 반입구와 타측에 반입된 기판이 반출되는 기판 반출구가 형성되어 있는 공정챔버; 상기 공정챔버 내에 설치되며, 기판을 상기 기판 반입구로부터 상기 기판 반출구로 이송하는 기판 이송부; 상기 기판에 대해 플라즈마가 조사되도록 상기 공정챔버 내에 설치되는 플라즈마 발생부; 상기 공정챔버 내부를 배기하는 제1 펌프; 상기 기판 반입구를 개방시키거나 차단되도록 설치된 제1 게이트 밸브; 상기 기판 반출구를 개방시키거나 차단되도록 설치된 제2 게이트 밸브; 상기 기판 반입구가 개방되도록 상기 제1 게이트 밸브가 열린 상태에서 기판 처리가 수행될 때, 상기 공정챔버 내부의 가스 및 입자가 상기 기판 반입구를 통해 상기 공정챔버의 외부로 배출되지 않도록 상기 기판 반입구 주변에 배치되며, 상기 기판 반입구 주변의 가스 및 입자가 유입되는 제1 배기부; 상기 기판 반출구가 개방되도록 상기 제2 게이트 밸브가 열린 상태에서 기판 처리가 수행될 때, 상기 공정챔버 내부의 가스 및 입자가 상기 기판 반출구를 통해 상기 공정챔버의 외부로 배출되지 않도록 상기 기판 반출구 주변에 배치되며, 상기 기판 반출구 주변의 가스 및 입자가 유입되는 제2 배기부; 및 상기 제1 배기부 및 상기 제2 배기부와 연결되어, 상기 제1 배기부 및 상기 제2 배기부에 유입된 가스 및 입자를 배기하는 제2 펌프;를 포함한다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명에 따른 기판 처리 장치에 대한 다른 실시예는 일측에 기판이 반입되는 기판 반입구와 타측에 반입된 기판이 반출되는 기판 반출구가 형성되어 있는 공정챔버; 상기 공정챔버 내에 설치되며, 기판을 상기 기판 반입구로부터 상기 기판 반출구로 이송하는 기판 이송부; 상기 기판에 대해 플라즈마가 조사되도록 상기 공정챔버 내에 설치되는 플라즈마 발생부; 상기 공정챔버 내부를 배기하는 제1 펌프; 상기 플라즈마 발생부 주변에 배치되며, 기판 처리시 발생되는 가스 및 입자가 유입되는 내부 배기부; 및 상기 내부 배기부와 연결되어, 상기 내부 배기부에 유입된 가스 및 입자를 배기하는 제2 펌프;를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 상기 기판 반입구를 개방시키거나 차단되도록 설치된 제1 게이트 밸브; 상기 기판 반출구를 개방시키거나 차단되도록 설치된 제2 게이트 밸브; 상기 기판 반입구가 개방되도록 상기 제1 게이트 밸브가 열린 상태에서 기판 처리가 수행될 때, 상기 공정챔버 내부의 가스 및 입자가 상기 기판 반입구를 통해 상기 공정챔버의 외부로 배출되지 않도록 상기 기판 반입구 주변에 배치되며, 상기 기판 반입구 주변의 가스 및 입자가 유입되는 제1 배기부; 및 상기 기판 반출구가 개방되도록 상기 제2 게이트 밸브가 열린 상태에서 기판 처리가 수행될 때, 상기 공정챔버 내부의 가스 및 입자가 상기 기판 반출구를 통해 상기 공정챔버의 외부로 배출되지 않도록 상기 기판 반출구 주변에 배치되며, 상기 기판 반출구 주변의 가스 및 입자가 유입되는 제2 배기부;를 더 포함하며, 상기 제2 펌프는, 상기 제1 배기부, 상기 제2 배기부 및 상기 내부 배기부와 연결되어, 상기 제1 배기부, 상기 제2 배기부 및 상기 내부 배기부에 유입된 가스 및 입자를 배기할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 상기 기판 반입구를 개방시키거나 차단되도록 설치된 제1 게이트 밸브; 상기 기판 반출구를 개방시키거나 차단되도록 설치된 제2 게이트 밸브; 상기 기판 반입구가 개방되도록 상기 제1 게이트 밸브가 열린 상태에서 기판 처리가 수행될 때, 상기 공정챔버 내부의 가스 및 입자가 상기 기판 반입구를 통해 상기 공정챔버의 외부로 배출되지 않게 하기 위해, 상기 기판 반입구 주변에 가스 커튼이 형성되도록 가스를 공급하는 제1 가스 공급부; 및 상기 기판 반출구가 개방되도록 상기 제2 게이트 밸브가 열린 상태에서 기판 처리가 수행될 때, 상기 공정챔버 내부의 가스 및 입자가 상기 기판 반출구를 통해 상기 공정챔버의 외부로 배출되지 않게 하기 위해, 상기 기판 반출구 주변에 가스 커튼이 형성되도록 가스를 공급하는 제2 가스 공급부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 공정챔버 내의 가스나 입자가 게이트 밸브를 통해 외부로 배출되는 것이 방지되므로, 게이트 밸브가 열린 상태로 공정 수행이 가능하게 되어 기판을 연속적으로 처리할 수 있게 된다. 이에 따라 공정시간이 크게 단축되어 생산성이 향상된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 제1 실시예에 따른 기판 처리 장치에 이용되는 배기부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 제2 실시예에 따른 기판 처리 장치에 이용되는 배기부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 제2 실시예에 따른 기판 처리장치에 이용되는 이온빔 발생장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 기판 처리장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 제1 실시예에 따른 기판 처리 장치에 이용되는 배기부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 제2 실시예에 따른 기판 처리 장치에 이용되는 배기부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 제2 실시예에 따른 기판 처리장치에 이용되는 이온빔 발생장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 기판 처리장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다. 동일한 부호는 시종 동일한 요소를 의미한다. 나아가, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되지 않는다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 처리 장치(100)는 공정챔버(110), 기판 이송부(미도시), 플라즈마 발생부(130), 제1 펌프(140), 제1 게이트 밸브(150), 제2 게이트 밸브(160), 제1 배기부(170), 제2 배기부(180) 및 제2 펌프(190)를 구비한다.
공정챔버(110)는 기판(W)에 대한 소정의 처리가 이루어지는 공간을 제공한다. 공정챔버(110)의 형상은 특별한 형태로 제한되지 않으며, 공정챔버(110)의 재질은 스테인리스 스틸, 알루미늄, 또는 석영 등일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 공정챔버(110)는 일측에 기판(W)이 반입되는 기판 반입구(112)와 타측에 반입된 기판(W)이 반출되는 기판 반출구(114)가 형성되어 있다.
공정챔버(110) 내에는 기판(W)을 기판 반입구(112)로부터 기판 반출구(114)로 이송하는 기판 이송부(미도시)가 설치되어 있다. 기판 이송부는 기판(W)을 수평하게 이송할 수 있도록 설치되며, 이를 위해 컨베이어 벨트, 롤러, 선형 엑츄에이터 또는 로봇암 등이 이용될 수 있다.
플라즈마 발생부(130)는 공정챔버(110) 내에 설치되며, 플라즈마 발생부(130)에 의해 기판(W)에 플라즈마가 조사된다. 플라즈마 발생부(130)는 기판(W) 처리를 위해 플라즈마를 발생하여 기판(W)에 조사하는 것으로, 이때 발생되는 플라즈마는 선형 플라즈마일 수 있으며, 이를 위해 이온빔 발생장치가 이용될 수 있다. 본 실시예에 따른 기판 처리 장치(100)는 인라인 기판 처리 장치로, 이를 위해 기판이 이송되는 방향과 교차되는 방향으로 플라즈마가 조사될 수 있다. 플라즈마 발생부(130)는 하나 또는 복수 개 설치될 수 있으며, 플라즈마 발생부(130)의 개수는 택트 타임(tact time)에 따라 적절히 선택될 수 있다.
공정챔버(110)에는 기판(W)의 처리를 위해 필요한 가스를 공급하는 가스 공급 수단(미도시)이 형성되어 있을 수 있다.
제1 펌프(140)는 공정챔버(110) 내부를 배기하는 펌프로, 제1 펌프(140)를 통해 공정챔버(110) 내부의 진공이 유지된다.
제1 게이트 밸브(150)와 제2 게이트 밸브(160)는 각각 기판 반입구(112)와 기판 반출구(114)를 개방시키거나 차단되도록 설치된다. 통상의 기판 처리 장치에서의 게이트 밸브(150, 160)는 기판(W)이 반입되거나 반출될 때 개방되고, 공정 중에는 차단된 상태가 유지된다. 그러나 기판(W)의 반입, 반출시에 개방되고 공정 중에는 차단을 하면 연속적인 기판(W) 처리가 이루어지지 않아 공정 시간이 크게 증가하게 된다. 이를 해결하기 위해 본 발명에서는 기판(W)의 반입이나 반출 뿐만 아니라, 기판(W) 처리 과정 중에도 게이트 밸브(150, 160)를 개방시켜 연속적인 기판(W) 처리가 가능하도록 한다.
다만, 게이트 밸브(150, 160)를 개방시키고 기판(W)을 처리하게 되면, 공정챔버(110) 내의 가스 및 입자가 기판 반입구(112)나 기판 반출구(114)를 통해 외부로 배출되는 문제점이 발생할 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 실시예에서는 기판 반입구(112)와 기판 반출구(114) 주변에 각각 제1 배기부(170)와 제2 배기부(180)를 설치한다. 제1 배기부(170)는 기판 반입구(112)가 개방되도록 제1 게이트 밸브(150)가 열린 상태에서 기판 처리가 수행될 때, 공정챔버(110) 내부의 가스 및 입자가 기판 반입구(112)를 통해 공정챔버(110)의 외부로 배출되지 않도록 기판 반입구(112) 주변의 가스 및 입자가 유입된다. 제2 배기부(180)는 기판 반출구(114)가 개방되도록 제2 게이트 밸브(160)가 열린 상태에서 기판 처리가 수행될 때, 공정챔버(110) 내부의 가스 및 입자가 기판 반출구(114)를 통해 공정챔버(110)의 외부로 배출되지 않도록 기판 반출구(112) 주변의 가스 및 입자가 유입된다.
그리고 제1 배기부(170)와 제2 배기부(180)로 유입된 가스 및 입자는 제1 배기부(170)와 제2 배기부(180)와 연결된 제2 펌프(190)를 통해 외부로 배기된다.
배기부(170, 180)는 기판 반입구(112)와 기판 반출구(114) 주변의 가스 및 입자를 유입하기만 하면 어떠한 형태로 이루어져도 관계없다. 이러한 제1 배기부(170)의 일 예를 도 2에 나타내었다. 도 2a는 제1 배기부(170)를 기판 반입구(112)에서 바라본 단면도이고, 도 2b 및 도 2c는 기판 반입구(112)와 수직한 면에서 바라본 단면도를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 2에는 제1 배기부(170)의 일 예만을 나타내었으나, 제2 배기부(180)도 대응되는 형태로 이루어질 수 있다.
도 2를 참조하면, 제1 배기부(170)는 복수의 제1 배기홀(172)과 제1 배기유로(174)로 구성될 수 있다. 제1 배기홀(172)은 기판 반입구(112)와 연통되며 기판 반입구(112) 주위를 감싸도록 배치되어, 기판 반입구(112) 주변의 가스 및 공기가 외부로 유출되지 않고 제1 배기홀(172)로 유입되도록 한다. 이때 복수의 제1 배기홀(172) 각각은 단열(도 2b 참조) 또는 복수열(도 2c 참조)로 구성될 수 있다. 제1 배기유로(174)는 복수의 제1 배기홀(172)과 모두 연결되어 제1 배기홀(172)로 유입된 가스 및 입자가 제2 펌프(190)를 통해 배기되도록 한다. 제1 배기유로(174)에는 제1 배기유로(174)의 압력을 측정할 수 있는 제1 압력 측정 수단(176)이 배치될 수 있다. 제1 압력 측정 수단(176)으로부터 측정된 압력을 통해 제2 펌프(190)의 펌핑 스피드를 제어함으로써 기판 반입구(112) 주변의 가스 및 입자가 보다 원활하게 제1 배기부(170)를 통해 배기될 수 있도록 할 수 있다.
이와 같이 기판 반입구(112) 주변의 가스 및 입자는 제1 배기부(170)와 제2 펌프(190)를 통해 외부로 배기되고, 기판 반출구(114) 주변의 가스 및 입자는 제2 배기부(180)와 제2 펌프(190)를 통해 외부로 배기되므로, 공정챔버(110) 내의 가스 및 입자가 기판 반입구(112)나 기판 반출구(114)를 통해 외부로 배출되지 않게 되어, 게이트 밸브(150, 160)를 개방시킨 상태에서 연속적으로 기판(W) 처리를 수행하여도 공정챔버(110) 내의 가스 및 입자가 외부로 배출되는 문제점이 발생하지 않는다. 따라서 본 발명에 따르면 연속적으로 기판(W) 처리가 가능하므로 공정시간이 크게 감소하여 생산성이 향상된다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 처리 장치(200)는 공정챔버(210), 기판 이송부(미도시), 플라즈마 발생부(230), 제1 펌프(240), 제1 게이트 밸브(250), 제2 게이트 밸브(260), 내부 배기부(220) 및 제2 펌프(290)를 구비한다.
공정챔버(210)는 기판(W)에 대한 소정의 처리가 이루어지는 공간을 제공한다. 공정챔버(210)의 형상은 특별한 형태로 제한되지 않으며, 공정챔버(210)의 재질은 스테인리스 스틸, 알루미늄, 또는 석영 등일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 공정챔버(210)는 일측에 기판(W)이 반입되는 기판 반입구(212)와 타측에 반입된 기판(W)이 반출되는 기판 반출구(214)가 형성되어 있다.
공정챔버(210) 내에는 기판(W)을 기판 반입구(212)로부터 기판 반출구(214)로 이송하는 기판 이송부(미도시)가 설치되어 있다. 기판 이송부는 기판(W)을 수평하게 이송할 수 있도록 설치되며, 이를 위해 컨베이어 벨트, 롤러, 선형 엑츄에이터 또는 로봇암 등이 이용될 수 있다.
플라즈마 발생부(230)는 공정챔버(210) 내에 설치되며, 플라즈마 발생부(230)에 의해 기판(W)에 플라즈마가 조사된다. 플라즈마 발생부(230)는 기판(W) 처리를 위해 플라즈마를 발생하여 기판(W)에 조사하는 것으로, 이때 발생되는 플라즈마는 선형 플라즈마일 수 있으며, 이를 위해 이온빔 발생장치가 이용될 수 있다. 본 실시예에 따른 기판 처리 장치(200)는 인라인 기판 처리 장치로, 이를 위해 기판이 이송되는 방향과 교차되는 방향으로 플라즈마가 조사될 수 있다. 플라즈마 발생부(230)는 하나 또는 복수 개 설치될 수 있으며, 플라즈마 발생부(230)의 개수는 택트 타임(tact time)에 따라 적절히 선택될 수 있다.
공정챔버(210)에는 기판(W)의 처리를 위해 필요한 가스를 공급하는 가스 공급 수단(미도시)이 형성되어 있을 수 있다.
제1 펌프(240)는 공정챔버(210) 내부를 배기하는 펌프로, 제1 펌프(240)를 통해 공정챔버(210) 내부의 진공이 유지된다.
제1 게이트 밸브(250)와 제2 게이트 밸브(260)는 각각 기판 반입구(212)와 기판 반출구(214)를 개방시키거나 차단되도록 설치된다. 통상의 기판 처리 장치에서의 게이트 밸브(250, 260)는 기판(W)이 반입되거나 반출될 때 개방되고, 공정 중에는 차단된 상태가 유지된다. 그러나 기판(W)의 반입, 반출시에 개방되고 공정 중에는 차단을 하면 연속적인 기판(W) 처리가 이루어지지 않아 공정 시간이 크게 증가하게 된다. 이를 해결하기 위해 본 발명에서는 기판(W)의 반입이나 반출 뿐만 아니라, 기판(W) 처리 과정 중에도 게이트 밸브(250, 260)를 개방시켜 연속적인 기판(W) 처리가 가능하도록 한다.
다만, 게이트 밸브(250, 260)를 개방시키고 기판(W)을 처리하게 되면, 공정챔버(110) 내의 가스 및 입자가 기판 반입구(212)나 기판 반출구(214)를 통해 외부로 배출되는 문제점이 발생할 수 있다. 특히 기판(W) 처리시에 발생되는 가스 및 입자가 외부로 배출되는 문제점이 발생할 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 실시예에서는 플라즈마 발생부(230) 주변에 내부 배기부(220)를 설치한다. 플라즈마에 의해 기판(W)이 처리될 때 발생되는 가스 및 입자는 플라즈마 발생부(220) 주변에 많이 분포되므로, 내부 배기부(220)를 플라즈마 발생부 주변에 배치함으로써 기판(W) 처리시에 발생하는 가스 및 입자를 빠르게 외부로 배기할 수 있게 된다. 이에 따라 기판(W) 처리시에 발생되는 가스 및 입자가 외부로 배출되는 것을 방지된다. 내부 배기부(220)는 도 3에 도시된 바와 같이 복수의 플라즈마 발생부(230) 각각의 주변에 모두 설치될 수 있다.
그리고 내부 배기부(220)로 유입된 가스 및 입자는 내부 배기부(220)와 연결된 제2 펌프(290)를 통해 외부로 배기된다.
내부 배기부(220)는 플라즈마 발생부(230) 주변의 가스 및 입자를 유입하기만 하면 어떠한 형태로 이루어져도 관계없다. 이러한 내부 배기부(220)의 일 예를 도 4에 나타내었다. 도 4a는 제1 배기부(170)를 기판(W) 이송 방향에서 바라본 단면도이고, 도 4b 및 도 4c는 기판(W) 이송 방향과 수직한 면에서 바라본 단면도를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 내부 배기부(220)는 복수의 내부 배기홀(222)과 내부 배기유로(224)로 구성될 수 있다. 내부 배기홀(222)은 플라즈마 발생부(220) 주변과 플라즈마 발생부(220) 주위를 감싸도록 배치되어, 플라즈마 발생부(220) 주변의 가스 및 공기가 내부 배기홀(222)로 유입되도록 한다. 이때 복수의 내부 배기홀(222) 각각은 단열(도 4b 참조) 또는 복수열(도 4c 참조)로 구성될 수 있다. 내부 배기유로(224)는 복수의 내부 배기홀(222)과 모두 연결되어 내부 배기홀(222)로 유입된 가스 및 입자가 제2 펌프(290)를 통해 배기되도록 한다. 내부 배기유로(224)에는 내부 배기유로(224)의 압력을 측정할 수 있는 내부 압력 측정 수단(226)이 배치될 수 있다. 내부 압력 측정 수단(226)으로부터 측정된 압력을 통해 제2 펌프(290)의 펌핑 스피드를 제어함으로써 플라즈마 발생부(230) 주변의 기판(W) 처리시에 발생되는 가스 및 입자가 보다 원활하게 내부 배기부(220)를 통해 배기될 수 있도록 할 수 있다.
도 3과 도 4에서는 플라즈마 발생부(230)와 내부 배기부(220)가 별도로 설치되는 형태에 대해 도시하고 설명하였으나 이에 한정되지 않으며, 플라즈마 발생부(230)와 내부 배기부(220)는 일체로 형성될 수도 있다. 이때 플라즈마 발생부(230)는 이온빔 발생수단일 수 있으며, 이 이온빔 발생수단과 내부 배기부가 일체로 형성된 이온빔 발생 장치가 플라즈마 발생부(230)와 내부 배기부(220)를 대체하여 사용될 수도 있다. 도 5는 이러한 이온빔 발생 장치(500)에 대해 개략적으로 나타내었다.
도 5를 참조하면, 이온빔 발생 장치(500)는 프레임(510), 이온빔 발생 수단(520), 이온빔 인출부(530) 및 배기부(540)를 구비한다.
프레임(510)은 바닥부(512)와 측면부(514)를 구비하며, 바닥부(512)와 측면부(514)로부터 내부에 일면이 개방된 수용부가 형성된다. 측면부(514)는 바닥부(512)의 가장자리로부터 상방향으로 연장 형성되며, 측면부(514)와 바닥부(512)는 일체로 형성될 수도 있다.
이온빔 발생 수단(520)은 프레임(510)의 수용부 내에 배치된다. 이온빔 발생 수단(520)은 예컨대, 자성체와 방전가스에 고전압을 인가하는 양극과 음극으로 이루어진 형태일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
이온빔 인출부(530)는 프레임(510)의 개방된 일면이 덮이도록 배치된다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 이온빔 발생 수단(520)이 덮이도록 프레임(510)의 상면이 덮이도록 배치된다. 그리고 이온빔 인출부(530)에는 이온빔 발생 수단(520)에서 발생된 이온빔의 인출경로(532)가 형성되어 있다. 이때 이온빔 인출경로(532)는 이온빔 발생 장치(500)가 선형 이온빔 소스(Linear Ion Beam Source)가 되도록 형성된다.
그리고 프레임(510)의 주변의 가스 및 입자가 유입되는 배기부(540)가 프레임(510)의 측면부(514)에 형성된다. 그리고 도 5에 도시된 바와 같이, 프레임(510)의 측면부(514)는 이온빔 인출부(520)보다 상방으로 연장형성되며, 배기부(540)는 측면부(514)의 상단에 형성된다. 이때, 배기부(540)는 측면부(514)의 상단에 형성되어 프레임(510)의 주변의 가스 및 입자가 유입되는 배기구(542)와 배기구(542)로 유입된 가스 및 입자가 외부로 배기되는 배기유로(544)를 구비한다.
이러한 이온빔 발생 장치(500)의 상방으로 기판(W)이 이송되면서 기판(W)의 처리가 수행되며, 이때 도 5에 도시된 바와 같이 프레임(510)의 측면부(514)가 기판(W)을 향해 연장형성되고 그 내부에 배기부(540)가 형성되면, 기판(W) 처리시에 발생되는 가스 및 입자가 배기부(540)의 배기구(542)로 유입되기 용이하다. 그리고 배기유로(544)는 제2 펌프(290)와 연결되어 배기부(540)로 유입된 가스 및 입자를 배기시킬 수 있다. 이온빔 발생 수단(520)과 배기부(540)(도 3에서는 내부 배기부(220))가 일체로 형성된 이온빔 발생 장치(500)를 기판 처리 장치(200)에 설치하면, 기판(W) 처리시에 발생되는 가스 및 입자를 보다 원활히 외부로 배기할 수 있다.
이와 같이 기판(W) 처리시에 발생되는 가스 및 입자는 내부 배기부(220)(도 5에 도시된 이온빔 발생 장치(500)를 이용할 경우에는 배기부(540))와 제2 펌프(290)를 통해 외부로 배기되므로, 기판(W) 처리시에 발생되는 가스 및 입자가 기판 반입구(212)나 기판 반출구(214)를 통해 외부로 배출되지 않게 되어, 게이트 밸브(250, 260)를 개방시킨 상태에서 연속적으로 기판(W) 처리를 수행하여도 기판(W) 처리시에 발생되는 가스 및 입자가 외부로 배출되는 문제점이 발생하지 않는다. 따라서 본 발명에 따르면 연속적으로 기판(W) 처리가 가능하므로 공정시간이 크게 감소하여 생산성이 향상된다.
그러나 도 2에 도시된 제2 실시예는 기판(W) 처리시에 발생되는 가스 및 입자는 내부 배기부(220)를 통해 외부로 용이하게 배기할 수 있으나, 기판 반입구(212)나 기판 반출구(214)를 통해 공정챔버(210) 내의 가스 및 입자가 외부로 배출되는 것을 방지하는 것은 용이치 않다. 따라서 기판 반입구(212)나 기판 반출구(214)를 통해 공정챔버(210) 내의 가스 및 입자가 외부로 배출되는 것을 방지하기 위한 구성이 부가될 경우 그 효능이 더욱 우수하게 된다. 이를 위해, 제1 실시예에서 도시하고 설명한 바와 같이 기판 반입구(212)와 기판 반출구(214) 주변에 각각 제1 배기부(270)와 제2 배기부(280)를 설치할 수 있다. 이를 도 6에 개략적으로 나타내었다.
도 6에 도시된 기판 처리 장치(600)는 도 1에 도시된 제1 실시예와 도 3에 도시된 제2 실시예가 조합된 구성이므로 동일한 도면부호로 표시된 동일한 명칭의 구성요소의 기능은 동일하므로 자세한 설명은 생략한다. 다만, 제1 배기부(270), 제2 배기부(280) 및 내부 배기부(220)는 하나의 펌프(제2 펌프(290))를 통해 유입된 가스 및 입자를 외부로 배기한다.
도 6에 도시된 기판 처리 장치(600)와 같은 구성을 가지면, 기판(W) 처리시에 발생된 가스 및 입자는 내부 배기부(220)를 통해 외부로 배기되고, 기판 반입구(212)나 기판 반출구(214) 주변의 가스 및 입자는 제1 배기부(270)와 제2 배기부(280)를 통해 외부로 배기되므로, 공정챔버(210) 내의 가스 및 입자가 기판 반입구(212)나 기판 반출구(214)를 통해 외부로 배출될 가능성이 현저히 감소하게 된다.
도 7은 기판 반입구(212)나 기판 반출구(214)를 통해 공정챔버(210) 내의 가스 및 입자가 외부로 배출되는 방지하기 위한 또 다른 기판 처리 장치(700)를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7에 도시된 기판 처리장치(700)는 도 3에 도시된 제2 실시예에 따른 기판 처리 장치(200)에 제1 가스 공급부(710)와 제2 가스 공급부(720)가 부가된 형태이고 다른 구성요소는 제2 실시예와 동일하므로, 동일한 도면부호로 표시된 동일한 명칭의 구성요소의 기능은 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.
제1 가스 공급부(710)는 기판 반입구(212) 주변에 가스 커튼이 형성되도록 가스를 공급하는 것으로, 이 가스 커튼을 통해 공정챔버(210) 내부의 가스 및 입자가 기판 반입구(212)를 통해 공정챔버(210)의 외부로 배출되는 것을 억제한다. 제2 가스 공급부(720)는 기판 반출구(214) 주변에 가스 커튼이 형성되도록 가스를 공급하는 것으로, 이 가스 커튼을 통해 공정챔버(210) 내부의 가스 및 입자가 기판 반출구(214)를 통해 공정챔버(210)의 외부로 배출되는 것을 억제한다.
즉, 도 7에 도시된 기판 처리 장치(700)는 기판(W) 처리시에 발생된 가스 및 입자는 내부 배기부(220)를 통해 외부로 배기시키고, 기판 반입구(212)나 기판 반출구(214) 주변의 가스 및 입자는 제1 가스 공급부(710)와 제2 가스 공급부(720)에 의해 형성된 가스 커튼에 의해 기판 반입구(212)나 기판 반출구(214)를 통해 외부로 배출되는 것이 억제되므로, 공정챔버(210) 내의 가스 및 입자가 기판 반입구(212)나 기판 반출구(214)를 통해 외부로 배출될 가능성이 현저히 감소하게 된다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
Claims (4)
- 일측에 기판이 반입되는 기판 반입구와 타측에 반입된 기판이 반출되는 기판 반출구가 형성되어 있는 공정챔버;
상기 공정챔버 내에 설치되며, 기판을 상기 기판 반입구로부터 상기 기판 반출구로 이송하는 기판 이송부;
상기 기판에 대해 플라즈마가 조사되도록 상기 공정챔버 내에 설치되는 플라즈마 발생부;
상기 공정챔버 내부를 배기하는 제1 펌프;
상기 기판 반입구를 개방시키거나 차단되도록 설치된 제1 게이트 밸브;
상기 기판 반출구를 개방시키거나 차단되도록 설치된 제2 게이트 밸브;
상기 기판 반입구가 개방되도록 상기 제1 게이트 밸브가 열린 상태에서 기판 처리가 수행될 때, 상기 공정챔버 내부의 가스 및 입자가 상기 기판 반입구를 통해 상기 공정챔버의 외부로 배출되지 않도록 상기 기판 반입구 주변에 배치되며, 상기 기판 반입구 주변의 가스 및 입자가 유입되는 제1 배기부;
상기 기판 반출구가 개방되도록 상기 제2 게이트 밸브가 열린 상태에서 기판 처리가 수행될 때, 상기 공정챔버 내부의 가스 및 입자가 상기 기판 반출구를 통해 상기 공정챔버의 외부로 배출되지 않도록 상기 기판 반출구 주변에 배치되며, 상기 기판 반출구 주변의 가스 및 입자가 유입되는 제2 배기부; 및
상기 제1 배기부 및 상기 제2 배기부와 연결되어, 상기 제1 배기부 및 상기 제2 배기부에 유입된 가스 및 입자를 배기하는 제2 펌프;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치. - 일측에 기판이 반입되는 기판 반입구와 타측에 반입된 기판이 반출되는 기판 반출구가 형성되어 있는 공정챔버;
상기 공정챔버 내에 설치되며, 기판을 상기 기판 반입구로부터 상기 기판 반출구로 이송하는 기판 이송부;
상기 기판에 대해 플라즈마가 조사되도록 상기 공정챔버 내에 설치되는 플라즈마 발생부;
상기 공정챔버 내부를 배기하는 제1 펌프;
상기 플라즈마 발생부 주변에 배치되며, 기판 처리시 발생되는 가스 및 입자가 유입되는 내부 배기부; 및
상기 내부 배기부와 연결되어, 상기 내부 배기부에 유입된 가스 및 입자를 배기하는 제2 펌프;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치. - 제2항에 있어서,
상기 기판 반입구를 개방시키거나 차단되도록 설치된 제1 게이트 밸브;
상기 기판 반출구를 개방시키거나 차단되도록 설치된 제2 게이트 밸브;
상기 기판 반입구가 개방되도록 상기 제1 게이트 밸브가 열린 상태에서 기판 처리가 수행될 때, 상기 공정챔버 내부의 가스 및 입자가 상기 기판 반입구를 통해 상기 공정챔버의 외부로 배출되지 않도록 상기 기판 반입구 주변에 배치되며, 상기 기판 반입구 주변의 가스 및 입자가 유입되는 제1 배기부; 및
상기 기판 반출구가 개방되도록 상기 제2 게이트 밸브가 열린 상태에서 기판 처리가 수행될 때, 상기 공정챔버 내부의 가스 및 입자가 상기 기판 반출구를 통해 상기 공정챔버의 외부로 배출되지 않도록 상기 기판 반출구 주변에 배치되며, 상기 기판 반출구 주변의 가스 및 입자가 유입되는 제2 배기부;를 더 포함하며,
상기 제2 펌프는,
상기 제1 배기부, 상기 제2 배기부 및 상기 내부 배기부와 연결되어, 상기 제1 배기부, 상기 제2 배기부 및 상기 내부 배기부에 유입된 가스 및 입자를 배기하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치. - 제2항에 있어서,
상기 기판 반입구를 개방시키거나 차단되도록 설치된 제1 게이트 밸브;
상기 기판 반출구를 개방시키거나 차단되도록 설치된 제2 게이트 밸브;
상기 기판 반입구가 개방되도록 상기 제1 게이트 밸브가 열린 상태에서 기판 처리가 수행될 때, 상기 공정챔버 내부의 가스 및 입자가 상기 기판 반입구를 통해 상기 공정챔버의 외부로 배출되지 않게 하기 위해, 상기 기판 반입구 주변에 가스 커튼이 형성되도록 가스를 공급하는 제1 가스 공급부; 및
상기 기판 반출구가 개방되도록 상기 제2 게이트 밸브가 열린 상태에서 기판 처리가 수행될 때, 상기 공정챔버 내부의 가스 및 입자가 상기 기판 반출구를 통해 상기 공정챔버의 외부로 배출되지 않게 하기 위해, 상기 기판 반출구 주변에 가스 커튼이 형성되도록 가스를 공급하는 제2 가스 공급부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
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