KR20220070128A - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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전진홍
한규완
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Abstract

기판 처리 장치는 내부에서 기판에 대한 식각 공정이 수행되는 제1 챔버, 제1 챔버의 일면에 배치되는 챔버 윈도우, 제1 챔버의 외부에 배치되고, 챔버 윈도우를 통해 기판으로 레이저 빔을 조사하여 식각 공정을 수행하는 레이저 모듈, 기판과 챔버 윈도우 사이에 위치하는 제1 보호 윈도우, 제1 챔버의 일측에 배치되는 제2 챔버, 제1 보호 윈도우를 제1 챔버에서 제2 챔버로 이송하는 이송부 및 제2 챔버의 내부에 배치되고, 제2 챔버로 이송된 제1 보호 윈도우에 대한 세정 공정을 수행하는 세정 모듈을 포함한다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD}
본 발명은 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 하향식 기판 레이저 식각 장치 및 방법에 관한 것이다.
평판 표시 장치는 경량 및 박형 등의 특성으로 인하여, 음극선관 표시 장치를 대체하는 표시 장치로써 사용되고 있다. 이러한 평판 표시 장치의 대표적인 예로서 액정 표시 장치와 유기 발광 표시 장치가 있다.
표시 장치의 제조 공정은 반도체와 마찬가지로 물리적 또는 화학적인 다양한 방법들이 사용되고 있다. 예를 들면, 표시 장치의 제조 공정은 레이저에 의한 기판의 식각 공정을 포함할 수 있다. 레이저에 의한 기판의 식각 공정은 다른 방법들에 비해 구조가 간단하고 공정 시간을 줄일 수 있어 널리 사용되고 있다.
한편, 레이저에 의한 하향식 기판 식각 공정에 있어서, 기판에서 발생되어 낙하되는 파티클로부터 챔버 윈도우의 오염을 방지하기 위해 보호 윈도우가 사용될 수 있다. 이 때, 보호 윈도우 상에 파티클이 일정량 이상 적재되면 보호 윈도우를 교체하거나 세정해야 한다. 따라서, 보호 윈도우의 교체 또는 세정을 위해 진공 챔버를 개방해야 하므로, 챔버가 다시 진공 상태에 도달할 때까지 식각 공정이 중단되어 기판의 처리 효율이 떨어질 수 있다.
본 발명의 일 목적은 기판 처리 효율이 향상된 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 기판 처리 효율이 향상된 기판 처리 방법을 제공하는 것이다.
그러나, 본 발명이 상술한 목적들에 의해 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
상술한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 기판 처리 장치는 내부에서 기판에 대한 식각 공정이 수행되는 제1 챔버, 상기 제1 챔버의 일면에 배치되는 챔버 윈도우, 상기 제1 챔버의 외부에 배치되고, 상기 챔버 윈도우를 통해 상기 기판으로 레이저 빔을 조사하여 상기 식각 공정을 수행하는 레이저 모듈, 상기 기판과 상기 챔버 윈도우 사이에 위치하는 제1 보호 윈도우, 상기 제1 챔버의 일측에 배치되는 제2 챔버, 상기 제1 보호 윈도우를 상기 제1 챔버에서 상기 제2 챔버로 이송하는 이송부 및 상기 제2 챔버의 내부에 배치되고, 상기 제2 챔버로 이송된 상기 제1 보호 윈도우에 대한 세정 공정을 수행하는 세정 모듈을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 챔버 윈도우를 통과한 상기 레이저 빔은 상기 제1 보호 윈도우를 통과하여 상기 기판에 조사될 수 있다. 상기 제1 보호 윈도우의 일면 상에는 상기 레이저 빔에 의해 상기 기판에서 발생되는 파티클이 낙하되어 적재될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 세정 모듈은 상기 제1 보호 윈도우의 상기 일면 상에 세정제를 제공할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 세정제는 승화성 고체 입자를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 이송부는 상기 세정 공정이 수행된 상기 제1 보호 윈도우를 상기 제2 챔버에서 상기 제1 챔버로 이송할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 챔버의 내부는 상기 식각 공정 시 진공 상태를 가질 수 있다. 상기 제2 챔버의 내부는 상기 세정 공정 시 대기압 상태를 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 기판 처리 장치는 상기 제1 챔버의 외부에 배치되고, 상기 제1 보호 윈도우의 오염 상태를 감지하는 오염 감지부를 더 포함할 수 있다. 상기 이송부는 감지된 상기 제1 보호 윈도우의 상기 오염 상태에 기초하여 상기 제1 보호 윈도우를 상기 제1 챔버에서 상기 제2 챔버로 이송할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 기판 처리 장치는 상기 제2 챔버의 내부에 배치되고, 상기 제1 보호 윈도우의 세정 상태를 감지하는 세정 감지부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 세정 감지부는 상기 제2 챔버로 이송된 상기 제1 보호 윈도우의 일측에 배치되고, 상기 제1 보호 윈도우를 향해 제1 광을 조사하는 광원부 및 상기 제1 보호 윈도우의 타측에 배치되고, 상기 제1 광 및 상기 제1 광이 상기 제1 보호 윈도우를 투과한 제2 광을 이용하여 상기 제1 보호 윈도우의 투과율을 측정하는 측정부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 기판 처리 장치는 상기 제1 챔버와 상기 제2 챔버 사이에 배치되고, 진공 상태와 대기압 상태가 반복적으로 유지되는 제3 챔버를 더 포함할 수 있다. 상기 이송부는 상기 제1 보호 윈도우를 상기 제1 챔버에서 상기 제3 챔버를 통해 상기 제2 챔버로 이송할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 기판 처리 장치는 상기 제1 보호 윈도우가 상기 제1 챔버의 내부에 위치할 때, 상기 제2 챔버의 내부에 위치하는 제2 보호 윈도우를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 챔버의 내부에서 상기 제1 보호 윈도우를 이용하여 상기 기판에 대한 상기 식각 공정이 수행되는 동안, 상기 제2 챔버의 내부에서 상기 제2 보호 윈도우에 대한 세정 공정이 수행될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 이송부는 상기 제1 보호 윈도우를 상기 제1 챔버에서 상기 제3 챔버를 통해 상기 제2 챔버로 이송할 때, 상기 제2 보호 윈도우를 상기 제2 챔버에서 상기 제3 챔버로 이송할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 기판 처리 장치는 상기 제1 보호 윈도우가 상기 제1 챔버의 내부에 위치할 때, 상기 제3 챔버의 내부에 위치하는 제3 보호 윈도우를 더 포함할 수 있다. 상기 이송부는 상기 제1 보호 윈도우를 상기 제1 챔버에서 상기 제3 챔버를 통해 상기 제2 챔버로 이송할 때, 상기 제3 보호 윈도우를 상기 제3 챔버에서 상기 제1 챔버로 이송할 수 있다.
상술한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 기판 처리 방법은 챔버 윈도우를 포함하는 제1 챔버, 상기 제1 챔버의 외부에 배치된 레이저 모듈, 및 상기 제1 챔버의 일측에 배치되며 세정 모듈을 포함하는 제2 챔버를 준비하는 단계, 상기 제1 챔버의 내부에 상기 챔버 윈도우와 중첩하도록 제1 보호 윈도우를 배치하는 단계, 상기 제1 챔버의 내부에 기판을 배치하는 단계, 상기 레이저 모듈을 이용하여 상기 챔버 윈도우와 상기 제1 보호 윈도우를 통해 상기 기판으로 레이저 빔을 조사하여 상기 기판을 식각하는 단계, 상기 제1 보호 윈도우를 상기 제1 챔버에서 상기 제2 챔버로 이송하는 단계 및 상기 세정 모듈을 이용하여 상기 제2 챔버로 이송된 상기 제1 보호 윈도우를 세정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 기판 처리 방법은 상기 기판을 식각하는 단계 이후에, 상기 제1 보호 윈도우의 오염 상태를 감지하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 보호 윈도우를 상기 제1 챔버에서 상기 제2 챔버로 이송하는 단계는, 감지된 상기 제1 보호 윈도우의 상기 오염 상태에 기초하여 상기 제1 보호 윈도우를 상기 제1 챔버에서 상기 제2 챔버로 이송할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 기판 처리 방법은 상기 제1 보호 윈도우를 세정하는 단계 이후에, 상기 제1 보호 윈도우를 상기 제2 챔버에서 상기 제1 챔버로 이송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 기판 처리 방법은 상기 제1 보호 윈도우를 세정하는 단계와 상기 제1 보호 윈도우를 상기 제2 챔버에서 상기 제1 챔버로 이송하는 단계 사이에, 상기 제1 보호 윈도우의 세정 상태를 감지하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 보호 윈도우를 상기 제2 챔버에서 상기 제1 챔버로 이송하는 단계는, 감지된 상기 제1 보호 윈도우의 상기 세정 상태에 기초하여 상기 제1 보호 윈도우를 상기 제2 챔버에서 상기 제1 챔버로 이송할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 기판 처리 방법은 상기 세정 모듈을 이용하여 상기 제2 챔버의 내부에 배치된 제2 보호 윈도우를 세정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 보호 윈도우를 세정하는 단계는 상기 기판을 식각하는 단계와 동시에 수행될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 제1 챔버의 내부에서 보호 윈도우를 이용한 기판에 대한 식각 공정이 수행되고, 상기 식각 공정에 따라 상기 보호 윈도우가 오염될 수 있다. 오염된 상기 보호 윈도우는 이송부에 의해 제2 챔버로 이송되고, 상기 제2 챔버의 내부에서 세정될 수 있다. 이후, 세정이 완료된 상기 보호 윈도우가 다시 상기 제1 챔버로 이송되고, 이를 이용하여 상기 제1 챔버 내부에서 상기 기판에 대한 식각 공정이 다시 수행될 수 있다. 따라서, 상기 제1 챔버의 외부 개방 없이 기판 처리 장치 내에서 오염된 상기 보호 윈도우를 자체 세정할 수 있으므로, 기판 처리 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 상기 제1 챔버의 내부에서 제1 보호 윈도우를 이용하여 상기 기판에 대한 식각 공정이 수행되는 동안, 상기 제2 챔버의 내부에서는 제2 보호 윈도우가 세정될 수 있다. 상기 이송부는 상기 식각 공정으로 오염된 상기 제1 보호 윈도우를 상기 제1 챔버에서 상기 제2 챔버로 이송할 때, 세정이 완료된 상기 제2 보호 윈도우를 상기 제1 챔버로 이송할 수 있다. 따라서, 세정된 상태의 보호 윈도우를 준비하기 위해 상기 제1 챔버의 내부에서 상기 식각 공정이 중단되는 시간을 최소화하여, 기판 처리 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 기판 처리 장치의 내부를 나타내는 평면도이다.
도 3a 내지 도 3h는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 첨부된 도면들 상의 동일한 구성 요소들에 대해서는 동일하거나 유사한 참조 부호들을 사용한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 단면도이고, 도 2는 도 1의 기판 처리 장치의 내부를 나타내는 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(10)는 제1 챔버(CH1), 캐리어(CR), 레이저 모듈(LM), 제1 및 제2 챔버 윈도우들(CW1, CW2), 보호 윈도우(PW), 오염 감지부(100), 이송부(200), 제2 챔버(CH2), 세정 모듈(CM), 세정 감지부(300) 및 제3 챔버(CH3)를 포함할 수 있다.
제1 챔버(CH1)는 내부에서 기판(SUB)에 대한 식각 공정이 수행되는 공간일 수 있다. 제1 챔버(CH1)의 내부는 기판(SUB)에 대한 식각 공정 시 진공 상태를 가질 수 있다. 예를 들면, 제1 챔버(CH1)의 내부는 진공 펌프 및 진공 밸브(미도시)에 의해 진공 상태가 유지될 수 있다.
기판(SUB)은 기판 처리 장치(10)의 피처리체로서, 유기 발광층을 포함하는 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode)를 이용하는 유기 발광 표시 장치, 및 초소형 발광 다이오드(micro LED)를 이용하는 초소형 발광 다이오드 표시 장치, 양자점 발광층을 포함하는 양자점 발광 소자(Quantum dot Light Emitting Diode)를 이용하는 양자점 발광 표시 장치, 또는 무기 반도체를 포함하는 무기 발광 소자를 이용하는 무기 발광 표시 장치 등 어떠한 종류의 기판도 적용될 수 있다.
제1 챔버(CH1)의 일측에는 제1 게이트 밸브(G1)가 배치될 수 있다. 제1 게이트 밸브(G1)를 통해 외부로부터 제1 챔버(CH1)의 내부로 기판(SUB)이 공급될 수 있다. 즉, 제1 게이트 밸브(G1)는 기판(SUB)이 출입할 수 있는 경로를 제공할 수 있다.
캐리어(CR)는 제1 챔버(CH1)의 내부에 배치될 수 있다. 캐리어(CR)는 기판(SUB)을 흡착하여 이동시키는 역할을 하며, 기판(SUB)을 흡착하기 위한 정전척(미도시) 등을 포함할 수 있다.
레이저 모듈(LM)은 제1 챔버(CH1)의 외부에 배치될 수 있다. 예를 들면, 레이저 모듈(LM)은 제1 챔버(CH1)의 하부에 배치될 수 있다. 레이저 모듈(LM)은 기판(SUB)을 식각하기 위해 기판(SUB)을 향해(예컨대, 상측으로) 레이저 빔(L)을 조사할 수 있다. 레이저 모듈(LM)에서 조사되는 레이저 빔(L)은 제1 챔버 윈도우(CW1) 및 보호 윈도우(PW)를 통과하여 기판(SUB)의 일면(예컨대, 저면) 상에 조사됨으로써, 기판(SUB)에 대한 식각 공정이 수행될 수 있다. 레이저 모듈(LM)은 식각하고자 하는 기판(SUB)의 너비 등에 따라, 1개 또는 2개 이상으로 구성될 수 있다. 도면에 도시되지는 않았으나, 레이저 모듈(LM)은 레이저 유닛, 렌즈, 미러, 빔 익스팬더, 필터 또는 스캐너 등을 포함할 수 있다.
제1 챔버 윈도우(CW1)는 제1 챔버(CH1)의 일면에 배치될 수 있다. 예를 들면, 제1 챔버 윈도우(CW1)는 레이저 모듈(LM)에 인접한 제1 챔버(CH1)의 일면(예컨대, 저면)에 배치될 수 있다. 제1 챔버 윈도우(CW1)는 레이저 모듈(LM)로부터 조사된 레이저 빔(L)을 투과시킬 수 있는 투명한 재질(예컨대, 쿼츠(quartz) 등)로 이루어질 수 있다. 제1 챔버(CH1)의 외부에 배치된 레이저 모듈(LM)로부터 조사된 레이저 빔(L)은 제1 챔버 윈도우(CW1)를 통해 제1 챔버(CH1)의 내부로 진입할 수 있다.
제1 챔버 윈도우(CW1)는 레이저 모듈(LM)과 캐리어(CR)(또는 기판(SUB)) 사이에 배치될 수 있다. 즉, 제1 챔버 윈도우(CW1)는 레이저 모듈(LM) 및 캐리어(CR)(또는 기판(SUB))와 중첩하도록 배치될 수 있다.
보호 윈도우(PW)는 제1 챔버의 내부에 배치되며, 캐리어(CR)(또는 기판(SUB))와 제1 챔버 윈도우(CW1) 사이에 위치할 수 있다. 즉, 보호 윈도우(PW)는 제1 챔버 윈도우(CW1) 및 캐리어(CR)(또는 기판(SUB))와 중첩하도록 배치될 수 있다. 예를 들면, 보호 윈도우(PW)는 제1 챔버 윈도우(CW1)의 상부 및 캐리어(CR)(또는 기판(SUB))의 하부에 배치될 수 있다.
보호 윈도우(PW)는 제1 챔버 윈도우(CW1)를 통해 제1 챔버(CH1)의 내부로 진입한 레이저 빔(L)을 투과시킬 수 있는 투명한 재질로 이루어질 수 있다. 따라서, 제1 챔버 윈도우(CW1)를 통과한 레이저 빔(L)은 보호 윈도우(PW)를 더 통과하여 기판(SUB)의 상기 일면(예컨대, 저면) 상에 조사될 수 있다. 예를 들면, 보호 윈도우(PW)는 제1 챔버 윈도우(CW1)와 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
보호 윈도우(PW)는 레이저 빔(L)을 투과시킴과 동시에, 기판(SUB)에 대한 식각 공정이 수행됨에 따라 기판(SUB)에서 발생되는 파티클(P)로부터 제1 챔버 윈도우(CW1)가 오염되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 레이저 빔(L)에 의해 기판(SUB)에서 발생되는 파티클(P)은 제1 챔버 윈도우(CW1)가 아닌 보호 윈도우(PW)의 일면(예컨대, 상면) 상에 낙하되어 적재될 수 있다. 이에 따라, 제1 챔버 윈도우(CW1) 상의 파티클(P)로 인한 레이저 빔(L)의 굴절 또는 투과율 저하를 방지할 수 있으므로, 기판(SUB)의 처리 품질이 향상될 수 있다. 또한, 제1 챔버 윈도우(CW1)의 교체 또는 세정이 불필요하거나, 이를 위해 제1 챔버(CH1)를 개방하는 주기가 길어질 수 있으므로, 기판 처리 장치(10)의 처리 효율을 향상시킬 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 보호 윈도우(PW)는 1개 또는 2개 이상으로 구성될 수 있다. 예를 들면, 식각하고자 하는 기판(SUB)이 대면적을 갖는 경우, 도 2에 도시된 바와 같이 상대적으로 작은 면적의 보호 윈도우(PW)가 복수개로 구성될 수 있다. 다른 예를 들면, 기판(SUB)의 면적에 대응하도록 상대적으로 큰 면적의 보호 윈도우(PW) 1개로 구성될 수도 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 챔버(CH1)의 내부에 위치된 보호 윈도우(PW)는 제1 보호 윈도우 이동 모듈(미도시)에 의해 소정의 범위 내에서(예컨대, 제1 챔버 윈도우(CW1)를 커버하는 범위 내에서) 좌우로 이동될 수 있다. 레이저 모듈(LM)과 보호 윈도우(PW)가 고정된 상태에서 기판(SUB)에 대한 식각 공정이 수행되는 경우, 보호 윈도우(PW)의 상면 상의 특정 영역에만 파티클(P)이 중점적으로 낙하되어 적재될 수 있다. 상기 제1 보호 윈도우 이동 모듈은 보호 윈도우(PW)를 좌우로 이동시켜 보호 윈도우(PW)의 상면 상의 좌우 영역 전체에 고르게 파티클(P)을 적재시킬 수 있다. 따라서, 보호 윈도우(PW)의 교체 또는 세정 주기가 길어질 수 있으므로, 기판 처리 장치(10)의 처리 효율이 증대될 수 있다.
제2 챔버 윈도우(CW2)는 제1 챔버(CH1)의 타면(예컨대, 상면)에 배치될 수 있다. 즉, 제2 챔버 윈도우(CW2)는 제1 챔버 윈도우(CW1)와 대향하도록 제1 챔버(CH1)의 상기 타면에 배치될 수 있다. 제2 챔버 윈도우(CW2)는 보호 윈도우(PW)와 오염 감지부(100) 사이에 배치될 수 있다. 제2 챔버 윈도우(CW2)는 레이저 모듈(LM)로부터 조사된 레이저 빔(L)을 투과시킬 수 있는 투명한 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 제2 챔버 윈도우(CW2)는 제1 챔버 윈도우(CW1)와 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
오염 감지부(100)는 제1 챔버(CH1)의 외부에 배치되고, 보호 윈도우(PW)의 오염 상태를 감지할 수 있다. 예를 들면, 오염 감지부(100)는 제1 챔버(CH1)의 상부에 배치될 수 있다. 오염 감지부(100)는 레이저 모듈(LM), 제1 챔버 윈도우(CW1), 보호 윈도우(PW) 및 제2 챔버 윈도우(CW2)와 중첩할 수 있다.
오염 감지부(100)가 보호 윈도우(PW)의 오염 상태를 감지하기 위하여, 레이저 모듈(LM)에서 조사된 레이저 빔(L)은 제1 챔버 윈도우(CW1), 보호 윈도우(PW) 및 제2 챔버 윈도우(CW2)를 통과하여 제1 챔버(CH1)의 외부에 배치된 오염 감지부(100)에 도달할 수 있다. 오염 감지부(100)는 보호 윈도우(PW)를 통과한 레이저 빔(L)의 굴절률 또는 투과율 등을 측정함으로써, 보호 윈도우(PW)의 오염 상태를 감지할 수 있다. 이 경우, 캐리어(CR) 및 기판(SUB)은 레이저 빔(L)의 경로 상에 위치하지 않을 수 있다. 즉, 오염 감지부(100)의 보호 윈도우(PW)에 대한 오염 상태 감지는 캐리어(CR) 및 기판(SUB)이 보호 윈도우(PW)와 중첩하지 않는 위치일 때 수행될 수 있다.
이송부(200)는 보호 윈도우(PW)를 제1 챔버(CH1)에서 제2 챔버(CH2)로 이송하거나, 제2 챔버(CH2)에서 제1 챔버(CH1)로 이송할 수 있다. 예를 들면, 이송부(200)는 오염 감지부(100)에 의해 오염된 것으로 감지된 보호 윈도우(PW)를 제1 챔버(CH1)에서 제3 챔버(CH3)를 통해 제2 챔버(CH2)로 이송할 수 있다. 또한, 이송부(200)는 세정 감지부(300)에 의해 세정이 완료된 것으로 감지된 보호 윈도우(PW)를 제2 챔버(CH2)에서 제3 챔버(CH3)를 통해 제1 챔버(CH1)로 이송할 수 있다.
예를 들면, 이송부(200)는 로봇 이송 또는 스테이지 이송 등의 방식을 이용하여 보호 윈도우(PW)를 제1 내지 제3 챔버들(CH1, CH2, CH3) 사이에서 이송시킬 수 있다. 도 1에는 이송부(200)가 제1 챔버(CH1)의 내부에 배치되는 것으로 도시되었으나, 이는 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 예를 들면, 이송부(200)는 제1 내지 제3 챔버들(CH1, CH2, CH3) 각각에 배치되거나, 제1 내지 제3 챔버들(CH1, CH2, CH3)에 걸쳐 배치될 수 있다.
제2 챔버(CH2)는 제1 챔버(CH1)의 일측(예컨대, 우측)에 배치될 수 있다. 제2 챔버(CH2)는 내부에서 보호 윈도우(PW)에 대한 세정 공정이 수행되는 공간일 수 있다. 제2 챔버(CH2)의 내부는 보호 윈도우(PW)에 대한 세정 공정 시 대기압 상태를 가질 수 있다.
세정 모듈(CM)은 제2 챔버(CH2)의 내부에 배치될 수 있다. 세정 모듈(CM)은 제2 챔버(CH2)의 내부에 배치되며, 보호 윈도우(PW)에 대한 세정 공정을 수행할 수 있다. 즉, 세정 모듈(CM)은 이송부(200)에 의해 제1 챔버(CH1)에서 제2 챔버(CH2)로 이송된 오염 상태의(즉, 상면 상에 파티클(P)이 적재된 상태의) 보호 윈도우(PW)에 대하여 세정 공정을 수행할 수 있다.
세정 모듈(CM)은 파티클(P)이 적재된 보호 윈도우(PW)의 상기 일면(예컨대, 상면) 상에 세정제를 제공할 수 있다. 예를 들면, 상기 세정제는 질소, 아르곤, 공기 등과 같은 비반응 가스 또는 드라이아이스 등과 같은 승화성 고체 입자를 포함할 수 있다. 드라이아이스 등과 같은 승화성 고체 입자를 세정제로 사용하는 경우, 보호 윈도우(PW) 상에 제공된 상기 세정제가 이물질인 파티클(P)을 제거한 후 승화됨으로써, 잔존물의 발생이나 보호 윈도우(PW)의 손상 등을 방지하거나 줄일 수 있다. 도면에 도시되지는 않았으나, 세정 모듈(CM)은 상기 세정제를 분사하는 노즐, 상기 세정제가 저장되는 저장부, 제거된 파티클(P)을 흡입하는 흡입부 등을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 세정 모듈(CM)은 1개 또는 2개 이상으로 구성될 수 있다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이 상대적으로 작은 면적의 보호 윈도우(PW)가 복수개로 구성되는 경우, 세정 모듈(CM)은 각각의 보호 윈도우(PW)에 대응되도록 복수개로 구성될 수 있다. 다른 예를 들면, 1개의 세정 모듈(CM)이 복수개의 보호 윈도우(PW) 상에 동시에 상기 세정제를 제공하도록 구성될 수도 있다.
예를 들면, 세정 모듈(CM)은 소정의 범위 내에서 좌우로 이동될 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 세정하고자 하는 보호 윈도우(PW)가 고정되는 경우, 세정 모듈(CM)이 좌우로 이동됨에 따라 보호 윈도우(PW)의 상면 상의 좌우 영역 전체에 걸쳐 상기 세정제를 제공할 수 있다. 따라서, 보호 윈도우(PW)의 상기 상면 전체에 대하여 파티클(P)을 제거할 수 있다. 다른 예를 들면, 세정 모듈(CM)은 고정되고, 제2 챔버(CH2)의 내부에 위치된 보호 윈도우(PW)가 제2 보호 윈도우 이동 모듈(미도시)에 의해 소정의 범위 내에서 좌우로 이동될 수도 있다.
세정 감지부(300)는 제2 챔버(CH2)의 내부에 배치되고, 보호 윈도우(PW)의 세정 상태를 감지할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 세정 감지부(300)는 광원부(310) 및 측정부(320)를 포함할 수 있다.
광원부(310)는 제2 챔버(CH2)에 위치된 보호 윈도우(PW)의 일측에(예컨대, 하측에) 배치되고, 보호 윈도우(PW)를 향해 제1 광을 조사할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 광은 자외선 레이저, 가시광 레이저, 적외선 레이저, 엑시머 레이저 등일 수 있다.
측정부(320)는 제2 챔버(CH2)의 내부에 위치된 보호 윈도우(PW)의 타측에(예컨대, 상측에) 배치되고, 상기 제1 광 및 상기 제1 광이 보호 윈도우(PW)를 투과한 제2 광을 이용하여 보호 윈도우(PW)의 투과율을 측정함으로써, 보호 윈도우(PW)의 세정 상태를 감지할 수 있다. 예를 들면, 측정부(320)는 수광부 및 계산부를 포함할 수 있다. 상기 수광부는 광원부(310)로부터 조사된 상기 제1 광이 보호 윈도우(PW)를 투과한 제2 광을 수광할 수 있다. 예를 들면, 상기 수광부는 광량을 측정하고, 이를 전기 신호로 변환할 수 있는 광 센서일 수 있다. 상기 계산부는 상기 광원부(310)로부터 조사된 상기 제1 광과 상기 수광부에서 수광된 상기 제2 광을 기초로 보호 윈도우(PW)의 투과율을 계산함으로써, 보호 윈도우(PW)의 세정 상태를 감지할 수 있다.
예를 들면, 세정 감지부(300)는 소정의 범위 내에서 좌우로 이동될 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 세정 상태를 감지하고자 하는 보호 윈도우(PW)가 고정되는 경우, 세정 감지부(300)가 좌우로 이동되며 보호 윈도우(PW)의 상면 상의 좌우 전체에 걸쳐 세정 상태를 감지할 수 있다. 다른 예를 들면, 상술한 바와 같이 제2 챔버(CH2)의 내부에 위치된 보호 윈도우(PW)가 상기 제2 보호 윈도우 이동 모듈에 의해 소정의 범위 내에서 좌우로 이동되는 경우, 세정 감지부(300)는 고정될 수도 있다.
제3 챔버(CH3)는 제1 챔버(CH1)와 제2 챔버(CH2) 사이에 배치될 수 있다. 제3 챔버(CH3)는 진공 상태를 갖는 제1 챔버(CH1)와 대기압 상태를 갖는 제2 챔버(CH2) 사이에서 보호 윈도우(PW)를 효율적으로 이송시키기 위하여, 진공 상태와 대기압 상태가 반복적으로 유지되는 공간일 수 있다. 예를 들면, 제3 챔버(CH3)의 크기는 제2 챔버(CH2)의 크기보다 작을 수 있다.
제1 챔버(CH1)와 제3 챔버(CH3) 사이에는 제2 게이트 밸브(G2)가 배치되고, 제2 챔버(CH2)와 제3 챔버(CH3) 사이에는 제3 게이트 밸브(G3)가 배치될 수 있다. 제2 및 제3 게이트 밸브들(G2, G3)을 통해 보호 윈도우(PW)가 제1 내지 제3 챔버들(CH1, CH2, CH3) 사이에서 이송될 수 있다. 또한, 제2 및 제3 게이트 밸브들(G2, G3)을 통해 제1 내지 제3 챔버들(CH1, CH2, CH3) 각각의 내부가 진공 또는 대기압 상태로 유지될 수 있다.
선택적으로, 제3 챔버(CH3) 및 제3 게이트 밸브(G3)는 생략될 수도 있다. 즉, 제1 챔버(CH1)와 제2 챔버(CH2) 사이에 제2 게이트 밸브(G2)가 배치될 수 있다. 이 경우, 진공 상태를 갖는 제1 챔버(CH1)와 대기압 상태를 갖는 제2 챔버(CH2) 사이에서 보호 윈도우(PW)를 이송시키기 위하여, 제2 챔버(CH2)의 내부를 진공 상태로 변환한 후 제2 게이트 밸브(G2)를 열어 보호 윈도우(PW)를 이송시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(10)에 의하면, 제1 챔버(CH1)의 내부에서 보호 윈도우(PW)를 이용한 기판(SUB)에 대한 식각 공정이 수행되고, 상기 식각 공정에 따라 보호 윈도우(PW)가 오염될 수 있다. 오염된 보호 윈도우(PW)는 이송부(200)에 의해 제2 챔버(CH2)로 이송되고, 제2 챔버(CH2)의 내부에서 세정될 수 있다. 이후, 세정이 완료된 보호 윈도우(PW)가 다시 제1 챔버(CH1)로 이송되고, 이를 이용하여 제1 챔버(CH1)의 내부에서 기판(SUB)에 대한 식각 공정이 다시 수행될 수 있다. 따라서, 제1 챔버(CH1)의 개방 없이 기판 처리 장치(10) 내에서 오염된 보호 윈도우(PW)를 자체 세정할 수 있으므로, 기판 처리 장치(10)의 처리 효율을 향상시킬 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 보호 윈도우(PW)는 제1 내지 제3 챔버들(CH1, CH2, CH3) 각각에 동시에 구비될 수 있다. 예를 들면, 제1 챔버(CH1)의 내부에 제1 보호 윈도우(PW1)가 위치할 때, 제2 챔버(CH2)의 내부에는 제2 보호 윈도우(PW2)가 위치하고, 제3 챔버(CH3)의 내부에는 제3 보호 윈도우(PW3)가 위치할 수 있다. 예를 들면, 제2 보호 윈도우(PW2)는 오염된 상태이고, 제3 보호 윈도우(PW3)는 세정이 완료된 상태일 수 있다. 제1 챔버(CH1)의 내부에서 제1 보호 윈도우(PW1)를 이용하여 기판(SUB)에 대한 식각 공정이 수행되는 동안, 제2 챔버(CH2)의 내부에서는 세정 모듈(CM)에 의해 제2 보호 윈도우(PW2)에 대한 세정 공정이 수행될 수 있다. 즉, 제1 챔버(CH1)의 내부에서 상기 식각 공정에 의해 제1 보호 윈도우(PW1)가 오염되는 동안, 제2 챔버(CH2)의 내부에서는 상기 세정 공정에 의해 제2 보호 윈도우(PW2)가 세정될 수 있다. 이송부(200)는 상기 식각 공정으로 오염된 제1 보호 윈도우(PW1)의 세정을 위해 제1 보호 윈도우(PW1)를 제1 챔버(CH1)에서 제3 챔버(CH3)를 통해 제2 챔버(CH2)로 이송할 때, 제3 보호 윈도우(PW3)를 제3 챔버(CH3)에서 제1 챔버(CH1)로 이송하고, 제2 보호 윈도우(PW2)를 제2 챔버(CH2)에서 제3 챔버(CH3)로 이송할 수 있다. 이 때, 제2 및 제3 보호 윈도우들(PW2, PW3) 각각은 세정이 완료된 상태일 수 있다. 이 경우, 제1 챔버(CH1)의 내부에서 식각 공정이 중단되는 시간을 최소화하여, 기판 처리 장치(10)의 처리 효율을 더욱 향상시킬 수 있다. 이에 대하여는 도 4a 내지 도 4e와 결부하여 상세히 후술한다.
도 3a 내지 도 3h는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 3a를 참조하면, 제1 챔버(CH1), 레이저 모듈(LM) 및 제2 챔버(CH2)를 포함하는 기판 처리 장치(10)를 준비할 수 있다. 제1 챔버(CH1)는 제1 및 제2 챔버 윈도우들(CW1, CW2)을 포함할 수 있다. 레이저 모듈(LM)은 제1 챔버(CH1)의 외부에(예컨대, 하부에) 배치될 수 있다. 제2 챔버(CH2)는 제1 챔버(CH1)의 일측에(예컨대, 우측에) 배치되며, 세정 모듈(CM)을 포함할 수 있다.
제1 챔버(CH1)의 내부에 제1 챔버 윈도우(CW1)와 중첩하도록 보호 윈도우(PW)를 배치할 수 있다. 보호 윈도우(PW)는 캐리어(CR)(또는 기판(SUB))와 제1 챔버 윈도우(CW1) 사이에 위치할 수 있다. 제1 챔버 윈도우(CW1) 및 보호 윈도우(PW)는 레이저 모듈(LM)로부터 조사된 레이저 빔(L)을 투과시킬 수 있는 투명한 재질(예컨대, 쿼츠 등)로 이루어질 수 있다.
제1 챔버(CH1)의 내부에 기판(SUB)을 배치할 수 있다. 예를 들면, 기판(SUB)은 캐리어(CR)에 흡착되어 좌우로 이동될 수 있다.
레이저 모듈(LM)을 이용하여 기판(SUB)으로 레이저 빔(L)을 조사하여 기판(SUB)을 식각할 수 있다. 레이저 모듈(LM)에서 조사되는 레이저 빔(L)은 제1 챔버 윈도우(CW1) 및 보호 윈도우(PW)를 통과하여 기판(SUB)의 일면(예컨대, 저면) 상에 조사됨으로써, 기판(SUB)의 상기 일면이 식각될 수 있다.
기판(SUB)이 레이저 빔(L)에 의해 식각됨에 따라, 기판(SUB)으로부터 발생되는 파티클(P)이 보호 윈도우(PW)의 일면(예컨대, 상면) 상에 낙하되어 적재될 수 있다. 기판(SUB)에 대한 식각 공정이 진행됨에 따라 보호 윈도우(PW)의 상기 일면 상에 적재된 파티클(P)의 양이 많아질수록, 파티클(P)로 인한 레이저 빔(L)의 굴절이나 레이저 빔(L)의 투과율 저하로 기판(SUB)에 대한 식각 공정의 품질이 저하될 수 있다.
도 3b를 참조하면, 제1 챔버(CH1)의 외부에(예컨대, 상부에) 배치되는 오염 감지부(100)를 이용하여 보호 윈도우(PW)의 오염 상태를 감지할 수 있다. 예를 들면, 오염 감지부(100)는 미리 설정된 감지 주기에 따라 보호 윈도우(PW)의 오염을 자동으로 감지할 수 있다. 오염 감지부(100)의 상기 감지 주기는 식각 공정 시간 및 기판(SUB) 회수 등을 고려하여 다양하게 설정될 수 있다.
오염 감지부(100)가 보호 윈도우(PW)의 오염 상태를 감지하기 위하여, 레이저 모듈(LM)에서 조사된 레이저 빔(L)은 제1 챔버 윈도우(CW1), 보호 윈도우(PW) 및 제2 챔버 윈도우(CW2)를 통과하여 제1 챔버(CH1)의 외부에 배치된 오염 감지부(100)에 도달할 수 있다. 오염 감지부(100)는 보호 윈도우(PW)를 통과한 레이저 빔(L)의 굴절률 또는 투과율 등을 측정하여 보호 윈도우(PW)의 오염 상태를 감지할 수 있다.
오염 감지부(100)가 보호 윈도우(PW)의 오염 상태를 감지할 때, 캐리어(CR) 및 기판(SUB)은 레이저 빔(L)의 경로 상에 위치하지 않을 수 있다.
일 실시예에 있어서, 오염 감지부(100)의 상기 감지 주기는 기판(SUB)의 교체 주기와 일치할 수 있다. 즉, 보호 윈도우(PW)의 오염 상태를 감지하는 단계는 기판(SUB)의 식각 종료 시점에 수행될 수 있다. 즉, 보호 윈도우(PW)의 오염 상태를 감지하는 단계는 기판(SUB)이 제1 챔버(CH1)의 외부로 반출된 상태에서 수행될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 예를 들면, 오염 감지부(100)의 상기 감지 주기에 맞춰 캐리어(CR) 및 기판(SUB)이 레이저 빔(L)의 경로 상에 위치하지 않도록 제1 챔버(CH1)의 내부에서 좌측 또는 우측으로 이동될 수도 있다.
도 3c 내지 도 3e를 참조하면, 이송부(200)를 이용하여 보호 윈도우(PW)를 제1 챔버(CH1)에서 제2 챔버(CH2)로 이송할 수 있다. 예를 들면, 이송부(200)는 오염 감지부(100)에 의해 감지된 보호 윈도우(PW)의 오염 상태에 기초하여, 보호 윈도우(PW)를 제1 챔버(CH1)에서 제2 챔버(CH2)로 이송할 수 있다. 즉, 이송부(200)는 보호 윈도우(PW)의 오염 상태가 미리 설정된 임계치에 도달한 경우, 보호 윈도우(PW)를 세정하기 위하여 제2 챔버(CH2)로 이송할 수 있다. 선택적으로, 오염 감지부(100)가 생략되는 경우, 이송부(200)는 미리 설정된 이송 주기에 따라 보호 윈도우(PW)를 제1 챔버(CH1)에서 제2 챔버(CH2)로 이송할 수도 있다.
도 3c 및 도 3d를 참조하면, 이송부(200)는 먼저 보호 윈도우(PW)를 제1 챔버(CH1)에서 제1 챔버(CH1)와 제2 챔버(CH2) 사이에 배치된 제3 챔버(CH3)로 이송할 수 있다. 예를 들면, 제1 챔버(CH1)의 내부가 진공 상태를 가지므로, 제3 챔버(CH3)의 내부를 진공 상태로 설정한 후 제2 게이트 밸브(G2)를 열어 보호 윈도우(PW)를 제1 챔버(CH1)에서 제3 챔버(CH3)로 이송할 수 있다.
이어서, 도 3d 및 도 3e를 참조하면, 제2 게이트 밸브(G2)를 닫은 후, 제3 챔버(CH3)의 내부를 대기압 상태로 변환할 수 있다. 그리고, 제3 게이트 밸브(G3)를 열어 보호 윈도우(PW)를 제3 챔버(CH3)에서 제2 챔버(CH2)로 이송할 수 있다.
예를 들면, 제3 챔버(CH3)의 크기는 제2 챔버(CH2)의 크기보다 작을 수 있다. 즉, 상대적으로 크기가 큰 제2 챔버(CH2)의 내부를 진공 또는 대기압 상태로 변환하는 대신, 제2 챔버(CH2)의 내부를 대기압 상태로 유지하되 상대적으로 크기가 작은 제3 챔버(CH3)의 내부를 진공 또는 대기압 상태로 변환함으로써, 챔버 내부 상태의 변환에 소요되는 시간을 단축할 수 있다. 따라서, 진공 상태를 갖는 제1 챔버(CH1)와 대기압 상태를 갖는 제2 챔버(CH2) 사이에서 보호 윈도우(PW)를 효율적으로 이송시킬 수 있다.
선택적으로, 제3 챔버(CH3) 및 제3 게이트 밸브(G3)가 생략되는 경우, 이송부(200)는 보호 윈도우(PW)를 제1 챔버(CH1)에서 제2 챔버(CH2)로 바로 이송할 수 있다. 이 경우, 제1 챔버(CH1)의 내부가 진공 상태를 가지므로, 제2 챔버(CH2)의 내부를 진공 상태로 변환한 후, 제2 게이트 밸브(G2)를 열어 보호 윈도우(PW)를 제1 챔버(CH1)에서 제2 챔버(CH2)로 이송시킬 수 있다. 그리고, 제2 게이트 밸브(G2)를 닫은 후, 제2 챔버(CH2)의 내부를 다시 대기압 상태로 변환할 수 있다.
이어서, 세정 모듈(CM)을 이용하여 제2 챔버(CH2)의 내부에 위치된 보호 윈도우(PW)를 세정할 수 있다. 즉, 제1 챔버(CH1)의 내부에서 오염된(즉, 파티클(P)이 적재된) 보호 윈도우(PW)가 이송부(200)에 의해 제2 챔버(CH2)로 이송되고, 제2 챔버(CH2)의 내부에서 세정 모듈(CM)에 의해 세정될 수 있다. 세정 모듈(CM)은 파티클(P)이 적재된 보호 윈도우(PW)의 상기 일면(예컨대, 상면) 상에 세정제를 제공할 수 있다. 예를 들면, 상기 세정제는 질소, 아르곤, 공기 등과 같은 비반응 가스 또는 드라이아이스 등과 같은 승화성 고체 입자를 포함할 수 있다.
이어서, 제2 챔버(CH2)의 내부에 배치되는 세정 감지부(300)를 이용하여 보호 윈도우(PW)의 세정 상태를 감지할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 세정 감지부(300)는 보호 윈도우(PW)의 일측에 배치되는 광원부(310) 및 보호 윈도우(PW)의 타측에 배치되는 측정부(320)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 보호 윈도우(PW)의 세정 상태는 광원부(310)로부터 조사된 제1 광과 상기 제1 광이 보호 윈도우(PW)를 투과한 제2 광을 이용하여 보호 윈도우(PW)의 투과율을 계산하는 측정부(320)에 의해 감지될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 보호 윈도우(PW)의 세정 상태를 감지하는 단계는 보호 윈도우(PW)를 세정하는 단계와 동시에 수행될 수 있다. 예를 들면, 세정 모듈(CM)과 세정 감지부(300)가 고정되고, 제2 챔버(CH2)의 내부에 위치된 보호 윈도우(PW)가 상기 제2 보호 윈도우 이동 모듈에 의해 소정의 범위 내에서 좌우로 이동될 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 보호 윈도우 이동 모듈에 의해 보호 윈도우(PW)를 좌측에서 우측으로 이동시키면서, 보호 윈도우(PW)의 상면의 우측 영역부터 좌측 방향을 따라 순차적으로 세정제를 제공할 수 있다. 이때, 세정 감지부(300)가 세정 모듈(CM)의 우측에 위치하며 고정되는 경우, 상기 세정제가 제공된 보호 윈도우(PW)의 우측 영역부터 좌측 방향을 따라 순차적으로 세정 상태를 감지할 수 있다. 다른 예를 들면, 제2 챔버(CH2)의 내부에서 보호 윈도우(PW)의 위치가 고정되고, 세정 모듈(CM) 및 세정 감지부(300)가 좌우로 이동되며 세정 공정 및 세정 상태 감지를 수행할 수도 있다.
도 3e 내지 도 3g를 참조하면, 이송부(200)를 이용하여 보호 윈도우(PW)를 제2 챔버(CH2)에서 제1 챔버(CH1)로 이송할 수 있다. 예를 들면, 이송부(200)는 세정 감지부(300)에 의해 감지된 보호 윈도우(PW)의 세정 상태에 기초하여, 보호 윈도우(PW)를 제2 챔버(CH2)에서 제1 챔버(CH1)로 이송할 수 있다. 즉, 이송부(200)는 보호 윈도우(PW)의 세정 상태가 미리 설정된 임계치에 도달한 경우, 보호 윈도우(PW)를 다시 제1 챔버(CH1)로 이송할 수 있다. 선택적으로, 세정 감지부(300)가 생략되는 경우, 이송부(200)는 미리 설정된 이송 주기에 따라 보호 윈도우(PW)를 제2 챔버(CH2)에서 제2 챔버(CH1)로 이송할 수도 있다.
도 3e 및 도 3f를 참조하면, 이송부(200)는 먼저 보호 윈도우(PW)를 제2 챔버(CH2)에서 제3 챔버(CH3)로 이송할 수 있다. 예를 들면, 제3 챔버(CH3)의 내부는 대기압 상태가 유지될 수 있다. 따라서, 제3 게이트 밸브(G3)를 열어 보호 윈도우(PW)를 제2 챔버(CH2)에서 제3 챔버(CH3)로 이송할 수 있다.
이어서, 도 3f 및 도 3g를 참조하면, 제3 게이트 밸브(G3)를 닫은 후, 제3 챔버(CH3)의 내부를 진공 상태로 변환할 수 있다. 그리고, 제3 게이트 밸브(G3)를 열어 보호 윈도우(PW)를 제3 챔버(CH3)에서 제1 챔버(CH1)로 이송할 수 있다.
이어서, 도 3h를 참조하면, 제1 챔버(CH1)로 이송된 보호 윈도우(PW)를 기판(SUB)과 제1 챔버 윈도우(CW1) 사이에 위치시킬 수 있다. 그리고, 레이저 모듈(LM)을 이용하여 기판(SUB)으로 레이저 빔(L)을 조사하여 기판(SUB)을 식각할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법에 의하면, 제1 챔버(CH1)의 내부에서 보호 윈도우(PW)를 이용한 기판(SUB)에 대한 식각 공정이 수행되고, 상기 식각 공정에 따라 보호 윈도우(PW)가 오염될 수 있다. 오염된 보호 윈도우(PW)는 이송부(200)에 의해 제2 챔버(CH2)로 이송되고, 제2 챔버(CH2)의 내부에서 세정될 수 있다. 이후, 세정이 완료된 보호 윈도우(PW)가 다시 제1 챔버(CH1)로 이송되고, 이를 이용하여 제1 챔버(CH1)의 내부에서 기판(SUB)에 대한 식각 공정이 다시 수행될 수 있다. 따라서, 제1 챔버(CH1)의 개방 없이 기판 처리 장치(10) 내에서 오염된 보호 윈도우(PW)를 자체 세정할 수 있으므로, 상기 기판 처리 방법의 처리 효율을 향상시킬 수 있다.
도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 도 4a 내지 도 4e를 참조하여 설명하는 다른 실시예에 따른 기판 처리 방법에 있어서, 도 3a 내지 도 3h를 참조하여 설명한 일 실시예에 따른 기판 처리 방법의 구성과 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조 번호로 지칭하며, 중복 설명은 생략하거나 간략화하기로 한다.
도 4a를 참조하면, 다른 실시예에 따른 기판 처리 방법은 보호 윈도우(PW)가 제1 내지 제3 챔버들(CH1, CH2, CH3) 각각에 동시에 구비된다는 점에서 도 3a 내지 도 3h의 실시예와 상이하다.
예를 들면, 제1 챔버(CH1)의 내부에 제1 보호 윈도우(PW1)가 위치할 때, 제2 챔버(CH2)의 내부에는 제2 보호 윈도우(PW2)가 위치하고, 제3 챔버(CH3)의 내부에는 제3 보호 윈도우(PW3)가 위치할 수 있다. 예를 들면, 제1 및 제3 보호 윈도우들(PW1, PW3) 각각은 오염되지 않은 상태이고(즉, 세정이 완료된 상태이고), 제2 보호 윈도우(PW2)는 오염된 상태일 수 있다. 즉, 제1 및 제3 보호 윈도우들(PW1, PW3)의 상면들 상에는 파티클(P)이 적재되지 않고, 제2 보호 윈도우(PW2)의 상면 상에는 파티클(P)이 적재된 상태일 수 있다.
제1 보호 윈도우(PW1)가 기판(SUB)과 제1 챔버 윈도우(CW1) 사이에 배치된 상태에서, 레이저 모듈(LM)을 이용하여 기판(SUB)으로 레이저 빔(L)을 조사하여 기판(SUB)을 식각할 수 있다. 즉, 제1 챔버(CH1)의 내부에서는 제1 보호 윈도우(PW1)를 이용한 기판(SUB)에 대한 식각 공정이 수행될 수 있다. 레이저 모듈(LM)에서 조사되는 레이저 빔(L)은 제1 챔버 윈도우(CW1) 및 제1 보호 윈도우(PW1)를 통과하여 기판(SUB)의 저면 상에 조사됨으로써, 기판(SUB)의 상기 저면이 식각될 수 있다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 기판(SUB)의 상기 저면이 레이저 빔(L)에 의해 식각됨에 따라, 기판(SUB)으로부터 발생되는 파티클(P)이 제1 보호 윈도우(PW1)의 상면 상에 낙하되어 적재될 수 있다.
한편, 도 4a에 도시된 바와 같이, 세정 모듈(CM)을 이용하여 제2 챔버(CH2)의 내부에 배치된 제2 보호 윈도우(PW2)를 세정할 수 있다. 즉, 제2 챔버(CH2)의 내부에서는 제2 보호 윈도우(PW2)에 대한 세정 공정이 수행될 수 있다. 세정 모듈(CM)은 파티클(P)이 적재된 제2 보호 윈도우(PW2)의 상면 상에 세정제를 제공할 수 있다.
예를 들면, 제2 챔버(CH2)의 내부에서 수행되는 제2 보호 윈도우(PW2)를 세정하는 단계는 제1 챔버(CH1)의 내부에서 수행되는 제1 보호 윈도우(PW1)를 이용하여 기판(SUB)을 식각하는 단계와 동시에 수행될 수 있다. 즉, 제1 챔버(CH1)의 내부에서 제1 보호 윈도우(PW1)를 이용하여 기판(SUB)에 대한 식각 공정이 수행되는 동안, 제2 챔버(CH2)의 내부에서는 세정 모듈(CM)에 의해 제2 보호 윈도우(PW2)에 대한 세정 공정이 수행될 수 있다. 다시 말하면, 제1 챔버(CH1)의 내부에서 상기 식각 공정에 의해 제1 보호 윈도우(PW1)가 오염되는 동안, 제2 챔버(CH2)의 내부에서는 제2 보호 윈도우(PW2)가 세정될 수 있다. 여기서, 제1 보호 윈도우(PW2)를 이용하여 기판(SUB)을 식각하는 단계(이하, 제1 단계)와 제2 보호 윈도우(PW2)를 세정하는 단계(이하, 제2 단계)가 동시에 수행될 수 있다는 것은, 상기 제1 단계의 적어도 일부와 상기 제2 단계의 적어도 일부가 시간적으로 중첩한다는 의미일 수 있다. 즉, 상기 제1 단계의 시작 시점 및 종료 시점과 상기 제2 단계의 시작 시점 및 종료 시점은 서로 일치하지 않을 수도 있다. 예를 들면, 상기 제1 단계는 상기 제2 단계보다 먼저 시작될 수 있고, 상기 제2 단계는 상기 제1 단계보다 먼저 종료될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 단계에 소요되는 시간은 상기 제2 단계에 소요되는 시간보다 길 수 있다.
도 4b를 참조하면, 제1 챔버(CH1)의 상부에 배치되는 오염 감지부(100)를 통해 제1 보호 윈도우(PW1)의 오염 상태를 감지할 수 있다. 예를 들면, 오염 감지부(100)는 미리 설정된 감지 주기에 따라 보호 윈도우(PW)의 오염을 자동으로 감지할 수 있다.
제2 챔버(CH2)의 내부에 배치되는 세정 감지부(300)를 통해 제2 보호 윈도우(PW2)의 세정 상태를 감지할 수 있다. 예를 들면, 제2 보호 윈도우(PW2)의 세정 상태를 감지하는 단계는 제2 보호 윈도우(PW2)를 세정하는 단계와 동시에 수행될 수 있다. 다른 예를 들면, 제2 보호 윈도우(PW2)의 세정 상태를 감지하는 단계는 제1 보호 윈도우(PW1)의 오염 상태를 감지하는 단계와 동시에 수행될 수도 있다.
도 4c 내지 도 4e를 참조하면, 이송부(200)를 이용하여 제1 내지 제3 보호 윈도우들(PW1, PW2, PW3)을 제1 내지 제3 챔버들(CH1, CH2, CH3) 사이에서 이송할 수 있다. 예를 들면, 이송부(200)는 오염 감지부(100)에 의해 감지된 제1 보호 윈도우(PW1)의 오염 상태 및 세정 감지부(300)에 의해 감지된 제2 보호 윈도우(PW2)의 세정 상태에 기초하여, 제1 내지 제3 보호 윈도우들(PW1, PW2, PW3)을 제1 내지 제3 챔버들(CH1, CH2, CH3) 사이에서 이송할 수 있다.
도 4c 및 도 4d를 참조하면, 이송부(200)는 먼저 제1 보호 윈도우(PW1)를 제1 챔버(CH1)에서 제3 챔버(CH3)로 이송하고, 제3 보호 윈도우(PW3)를 제3 챔버(CH3)에서 제1 챔버(CH1)로 이송할 수 있다. 즉, 제1 챔버(CH1)에 위치하는 오염된 상태의 제1 보호 윈도우(PW1)와 제3 챔버(CH3)에 위치하는 세정된 상태의 제3 보호 윈도우(PW3)를 서로 교환할 수 있다. 예를 들면, 제1 챔버(CH1)의 내부가 진공 상태를 가지므로, 제3 챔버(CH3)의 내부를 진공 상태로 설정한 후 제2 게이트 밸브(G2)를 열어 제1 및 제3 보호 윈도우들(PW1, PW3)을 서로 교환할 수 있다.
이어서, 도 4d 및 도 4e를 참조하면, 제2 게이트 밸브(G2)를 닫은 후, 제3 챔버(CH3)의 내부를 대기압 상태로 변환할 수 있다. 그리고, 제3 게이트 밸브(G3)를 열어 제1 보호 윈도우(PW1)를 제3 챔버(CH3)에서 제2 챔버(CH2)로 이송하고, 제2 보호 윈도우(PW2)를 제2 챔버(CH2)에서 제3 챔버(CH3)로 이송할 수 있다. 즉, 제3 챔버(CH3)에 위치하는 오염된 상태의 제1 보호 윈도우(PW1)와 제2 챔버(CH2)에 위치하는 세정된 상태의 제2 보호 윈도우(PW2)를 서로 교환할 수 있다.
도 4e를 참조하면, 제3 보호 윈도우(PW3)가 제1 챔버(CH1)로 이송된 후(즉, 제2 게이트 밸브(G2)가 닫힌 후), 제1 챔버(CH1)의 내부에서는 제3 보호 윈도우(PW3)를 이용한 기판(SUB)에 대한 식각 공정이 수행될 수 있다. 즉, 이송부(200)에 의해 제3 챔버(CH3)에서 제1 챔버(CH1)로 이송된 세정된 상태의 제3 보호 윈도우(PW3)는 제1 챔버 윈도우(CW1)와 기판(SUB) 사이에 배치될 수 있다. 그리고, 레이저 모듈(LM)을 이용하여 기판(SUB)으로 레이저 빔(L)을 조사하여 기판(SUB)을 식각할 수 있다.
제1 보호 윈도우(PW1)가 제2 챔버(CH2)로 이송된 후, 제2 챔버(CH2)의 내부에서는 세정 모듈(CM)을 이용한 제1 보호 윈도우(PW1)에 대한 세정 공정이 수행될 수 있다. 예를 들면, 제2 챔버(CH2)의 내부에서 수행되는 제1 보호 윈도우(PW1)를 세정하는 단계는 제1 챔버(CH1)의 내부에서 수행되는 제3 보호 윈도우(PW3)를 이용하여 기판(SUB)을 식각하는 단계와 동시에 수행될 수 있다. 상술한 다른 실시예에 따른 기판 처리 방법은 다수 회의 사이클을 반복하도록 수행될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 방법에 의하면, 제1 챔버(CH1)의 내부에서 제1 보호 윈도우(PW1)를 이용하여 기판(SUB)에 대한 식각 공정이 수행되는 동안, 제2 챔버(CH2)의 내부에서는 제2 보호 윈도우(PW2)가 세정 모듈(CM)에 의해 세정될 수 있다. 즉, 제1 챔버(CH1)의 내부에서 상기 식각 공정에 의해 제1 보호 윈도우(PW1)가 오염되는 동안, 제2 챔버(CH2)의 내부에서는 이전 사이클에서 오염된 제2 보호 윈도우(PW2)가 세정될 수 있다. 이송부(200)는 상기 식각 공정으로 오염된 제1 보호 윈도우(PW1)의 세정을 위해 제1 보호 윈도우(PW1)를 제1 챔버(CH1)에서 제3 챔버(CH3)를 통해 제2 챔버(CH2)로 이송할 때, 세정이 완료된 상태의 제3 보호 윈도우(PW3)를 제3 챔버(CH3)에서 제1 챔버(CH1)로 이송하고, 제2 보호 윈도우(PW2)를 제2 챔버(CH2)에서 제3 챔버(CH3)로 이송할 수 있다. 따라서, 세정된 상태의 보호 윈도우(PW)를 준비하기 위해 제1 챔버(CH1)의 내부에서 기판(SUB)에 대한 식각 공정이 중단되는 시간을 최소화하여, 기판 처리 장치(10)의 처리 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 제1 및 제2 보호 윈도우들(PW1, PW2)이 사용되고, 제3 보호 윈도우(PW3)가 생략될 수도 있다. 이 경우, 제1 챔버(CH1)에서의 기판(SUB)에 대한 식각 공정으로 오염된 제1 보호 윈도우(PW1)가 제2 챔버(CH2)로 이송될 때, 제2 챔버(CH2)에서 세정된 제2 보호 윈도우(PW2)가 제1 챔버(CH1)로 이송될 수 있다. 예를 들면, 제1 보호 윈도우(PW1)가 임계치 이상으로 오염되는 것보다 제2 보호 윈도우(PW2)의 세정이 먼저 완료될 수 있다. 이 경우, 세정이 완료된 상태의 제2 보호 윈도우(PW2)가 제3 챔버(CH3)의 내부로 이송되고, 제3 챔버(CH3)의 내부가 진공 상태로 변환될 수 있다. 그리고, 제1 보호 윈도우(PW1)의 오염 상태가 임계치 이상에 도달하면, 제2 게이트 밸브(G2)를 열어 오염된 상태의 제1 보호 윈도우(PW1)와 세정된 상태의 제2 보호 윈도우(PW2)를 교환할 수 있다. 따라서, 세정된 상태의 보호 윈도우(PW)를 준비하기 위해 제1 챔버(CH1)의 내부에서 기판(SUB)에 대한 식각 공정이 중단되는 시간을 최소화하여, 기판 처리 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
본 발명은 다양한 기판 처리 장치들에 적용될 수 있다. 예를 들면, 본 발명은 컴퓨터, 노트북, 휴대폰, 스마트폰, 스마트패드, 피엠피(PMP), 피디에이(PDA), MP3 플레이어 등에 포함되는 표시 장치의 제조를 위한 기판 식각 장치에 적용될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 예시적인 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 것이다.
10: 기판 처리 장치 SUB: 기판
CH1, CH2, CH3: 제1 내지 제3 챔버들
CW1, CW2: 제1 및 제2 챔버 윈도우들
LM: 레이저 모듈 PW: 보호 윈도우
100: 오염 감지부 200: 이송부
CM: 세정 모듈 300: 세정 감지부
310: 광원부 320: 측정부

Claims (20)

  1. 내부에서 기판에 대한 식각 공정이 수행되는 제1 챔버;
    상기 제1 챔버의 일면에 배치되는 챔버 윈도우;
    상기 제1 챔버의 외부에 배치되고, 상기 챔버 윈도우를 통해 상기 기판으로 레이저 빔을 조사하여 상기 식각 공정을 수행하는 레이저 모듈;
    상기 기판과 상기 챔버 윈도우 사이에 위치하는 제1 보호 윈도우;
    상기 제1 챔버의 일측에 배치되는 제2 챔버;
    상기 제1 보호 윈도우를 상기 제1 챔버에서 상기 제2 챔버로 이송하는 이송부; 및
    상기 제2 챔버의 내부에 배치되고, 상기 제2 챔버로 이송된 상기 제1 보호 윈도우에 대한 세정 공정을 수행하는 세정 모듈을 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 챔버 윈도우를 통과한 상기 레이저 빔은 상기 제1 보호 윈도우를 통과하여 상기 기판에 조사되고,
    상기 제1 보호 윈도우의 일면 상에는 상기 레이저 빔에 의해 상기 기판에서 발생되는 파티클이 낙하되어 적재되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 세정 모듈은 상기 제1 보호 윈도우의 상기 일면 상에 세정제를 제공하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 세정제는 승화성 고체 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 이송부는 상기 세정 공정이 수행된 상기 제1 보호 윈도우를 상기 제2 챔버에서 상기 제1 챔버로 이송하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 제1 챔버의 내부는 상기 식각 공정 시 진공 상태를 가지고,
    상기 제2 챔버의 내부는 상기 세정 공정 시 대기압 상태를 갖는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 챔버의 외부에 배치되고, 상기 제1 보호 윈도우의 오염 상태를 감지하는 오염 감지부를 더 포함하고,
    상기 이송부는 감지된 상기 제1 보호 윈도우의 상기 오염 상태에 기초하여 상기 제1 보호 윈도우를 상기 제1 챔버에서 상기 제2 챔버로 이송하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 챔버의 내부에 배치되고, 상기 제1 보호 윈도우의 세정 상태를 감지하는 세정 감지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  9. 제8 항에 있어서, 상기 세정 감지부는,
    상기 제2 챔버로 이송된 상기 제1 보호 윈도우의 일측에 배치되고, 상기 제1 보호 윈도우를 향해 제1 광을 조사하는 광원부; 및
    상기 제1 보호 윈도우의 타측에 배치되고, 상기 제1 광 및 상기 제1 광이 상기 제1 보호 윈도우를 투과한 제2 광을 이용하여 상기 제1 보호 윈도우의 투과율을 측정하는 측정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 챔버와 상기 제2 챔버 사이에 배치되고, 진공 상태와 대기압 상태가 반복적으로 유지되는 제3 챔버를 더 포함하고,
    상기 이송부는 상기 제1 보호 윈도우를 상기 제1 챔버에서 상기 제3 챔버를 통해 상기 제2 챔버로 이송하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 보호 윈도우가 상기 제1 챔버의 내부에 위치할 때, 상기 제2 챔버의 내부에 위치하는 제2 보호 윈도우를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  12. 제11 항에 있어서, 상기 제1 챔버의 내부에서 상기 제1 보호 윈도우를 이용하여 상기 기판에 대한 상기 식각 공정이 수행되는 동안, 상기 제2 챔버의 내부에서 상기 제2 보호 윈도우에 대한 세정 공정이 수행되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  13. 제11 항에 있어서, 상기 이송부는 상기 제1 보호 윈도우를 상기 제1 챔버에서 상기 제3 챔버를 통해 상기 제2 챔버로 이송할 때, 상기 제2 보호 윈도우를 상기 제2 챔버에서 상기 제3 챔버로 이송하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 보호 윈도우가 상기 제1 챔버의 내부에 위치할 때, 상기 제3 챔버의 내부에 위치하는 제3 보호 윈도우를 더 포함하고,
    상기 이송부는 상기 제1 보호 윈도우를 상기 제1 챔버에서 상기 제3 챔버를 통해 상기 제2 챔버로 이송할 때, 상기 제3 보호 윈도우를 상기 제3 챔버에서 상기 제1 챔버로 이송하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  15. 챔버 윈도우를 포함하는 제1 챔버, 상기 제1 챔버의 외부에 배치된 레이저 모듈, 및 상기 제1 챔버의 일측에 배치되며 세정 모듈을 포함하는 제2 챔버를 준비하는 단계;
    상기 제1 챔버의 내부에 상기 챔버 윈도우와 중첩하도록 제1 보호 윈도우를 배치하는 단계;
    상기 제1 챔버의 내부에 기판을 배치하는 단계;
    상기 레이저 모듈을 이용하여 상기 챔버 윈도우와 상기 제1 보호 윈도우를 통해 상기 기판으로 레이저 빔을 조사하여 상기 기판을 식각하는 단계;
    상기 제1 보호 윈도우를 상기 제1 챔버에서 상기 제2 챔버로 이송하는 단계; 및
    상기 세정 모듈을 이용하여 상기 제2 챔버로 이송된 상기 제1 보호 윈도우를 세정하는 단계를 포함하는 기판 처리 방법.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 기판을 식각하는 단계 이후에, 상기 제1 보호 윈도우의 오염 상태를 감지하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제1 보호 윈도우를 상기 제1 챔버에서 상기 제2 챔버로 이송하는 단계는, 감지된 상기 제1 보호 윈도우의 상기 오염 상태에 기초하여 상기 제1 보호 윈도우를 상기 제1 챔버에서 상기 제2 챔버로 이송하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  17. 제15 항에 있어서,
    상기 제1 보호 윈도우를 세정하는 단계 이후에, 상기 제1 보호 윈도우를 상기 제2 챔버에서 상기 제1 챔버로 이송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 제1 보호 윈도우를 세정하는 단계와 상기 제1 보호 윈도우를 상기 제2 챔버에서 상기 제1 챔버로 이송하는 단계 사이에, 상기 제1 보호 윈도우의 세정 상태를 감지하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제1 보호 윈도우를 상기 제2 챔버에서 상기 제1 챔버로 이송하는 단계는, 감지된 상기 제1 보호 윈도우의 상기 세정 상태에 기초하여 상기 제1 보호 윈도우를 상기 제2 챔버에서 상기 제1 챔버로 이송하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  19. 제15 항에 있어서,
    상기 세정 모듈을 이용하여 상기 제2 챔버의 내부에 배치된 제2 보호 윈도우를 세정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  20. 제19 항에 있어서, 상기 제2 보호 윈도우를 세정하는 단계는 상기 기판을 식각하는 단계와 동시에 수행되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
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