KR20220090609A

KR20220090609A - 기판 처리 방법

Info

Publication number: KR20220090609A
Application number: KR1020200180494A
Authority: KR
Inventors: 이인재
Original assignee: 주식회사 원익아이피에스
Priority date: 2020-12-22
Filing date: 2020-12-22
Publication date: 2022-06-30

Abstract

본 기술의 실시예에 따른 기판 처리 방법은 기판을 처리하기 위한 처리 공간이 형성된 공정 챔버와, 상기 처리 공간으로 가스를 공급하기 위한 가스분사부와 상기 기판을 안착시키기 위한 기판지지부와 상기 기판지지부로부터 상기 기판을 이격 지지하도록 상기 기판지지부를 관통하는 복수의 리프트 핀을 포함하는 기판 처리 장치의 기판 처리 방법으로서, 공정 챔버 내의 리프트 핀 상에 기판을 안착시키는 단계; 기판지지부와 상기 리프트 핀의 거리를 제1 간격으로 위치하여 상기 공정 챔버 내부를 펌핑하는 제1 처리 단계; 상기 기판지지부와 상기 리프트 핀의 거리를 제2 간격으로 위치하여 상기 공정 챔버 내부에 제1 가스를 공급하는 제2 처리 단계; 및 상기 제1 처리 단계 및 상기 제2 처리 단계를 사이클을 적어도 1회 이상 반복 수행하는 단계; 를 포함할 수 있다.

Description

기판 처리 방법{PROCESSING METHOD OF SUBSTRATE}

본 기술은 기판 처리 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판의 휨 상태를 개선할 수 있는 기판 처리 방법에 관한 것이다.

반도체 및 디스플레이 장치는 기판 상에 박막 적층, 이온 주입 및 열처리 등의 단위 공정을 반복 실시하여 기판 상에 원하는 회로의 동작 특성을 가지는 소자를 형성하는 방식으로 제조된다. 이 때, 일반적으로 기판은 밀폐된 카세트에 수납되어 공정 설비까지 운반되고, 반송 로봇에 의해 공정 설비에 반입된다. 이후, 처리가 완료된 기판은 반송 로봇에 의해 공정 설비에서 반출되어 카세트에 수납된 후, 다음 번 공정을 위한 공정 설비로 운반된다.

한편, 각종 단위 공정을 수행하는 중에 기판이 변형될 수 있다. 그 중 기판에 휨(warpage)이 발생할 수 있는데, 이를 반송 로봇이 사전에 인지하지 못하고 무리하게 기판의 반송을 시도하면, 기판이 반송 로봇의 로봇 암에서 탈락할 수 있다. 이 경우, 해당 기판이 손상되는 것은 물론이고, 반송 로봇과 카세트 및 공정 설비까지 손상될 수 있고, 공정이 지연되는 문제가 생길 수 있다.

본 기술의 실시예에 따라 기판의 제조 공정 과정 중 발생할 수 있는 기판의 휨(warpage) 현상을 개선할 수 있는 기판 처리 방법을 제공하는 것이다. 그러나, 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 기술의 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 기술의 실시예에 따르면, 기판의 휨(warpage) 현상을 방지할 수 있어, 공정 진행 시 불량을 방지할 수 있으며, 기판의 탈락을 방지하여 공정 설비 내 불량으로 인한 제조 공정이 지연되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 기술의 실시예에 따른 기판 처리 방법 순서도이다.
도 2a 내지 도 2d는 본 기술의 실시예에 따른 기판 처리 방법을 간략하게 나타낸 단면도이다.

본 기술의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 기술은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 기술의 개시가 완전하도록 하며, 본 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 기술의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 기술은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다

본 기술의 실시예에 따른 기판 처리 방법을 통해 기판의 휨(Warpage) 현상을 개선할 수 있다. 기판은 공정을 진행하기 위해 공정 챔버 내부로 제공된다. 이 때, 기판이 기판지지부에 안착되는 과정에서 기판 내에 센터(Center) 및 엣지(Edge)에 불균일하게 열이 전달됨에 따라 기판의 휨(Warpage)이 발생할 수 있다. 본 기술은 이러한 기판의 휨(Warpage) 현상을 해결하고자 한다.

본 기술의 실시예에 따른 기판 처리 방법은 기판을 공정 챔버 내로 제공한 뒤 히터가 포함되어 있는 기판지지부에 기판을 바로 안착시키지 않고 기판지지부와 기판의 간격을 제1 간격 또는 제2 간격으로 반복적으로 위치함에 따라 기판의 센터 및 엣지에 서서히 균일하게 열을 전달하여 휨(Warpage) 현상을 개선할 수 있다.

도 1은 본 기술의 실시예에 따른 기판 처리 방법 순서도이고, 도2a 내지 도 2d는 본 기술의 실시예에 따른 기판 처리 방법을 간략하게 나타낸 단면도이다.

도 2a를 참조하면, 본 기술의 실시예에 따른 기판 처리 방법은 기판(100)을 처리하기 위한 기판 처리 공간이 형성된 공정 챔버(200)와, 기판 처리 공간으로 가스를 공급하기 위한 가스분사부(300), 기판(100)을 안착시키기 위한 기판지지부(400)와 기판지지부(400)로부터 기판(100)을 이격 지지하기 위한 기판지지부(400)를 관통하는 복수의 리프트 핀(500)을 포함하는 기판 처리 장치(10)를 이용할 수 있다.

도 1 및 도 2a를 참조하면, 기판(100)이 공정 챔버(200) 내로 제공된다(S101). 공정 챔버(200) 내로 제공되는 기판(100)은 리프트 핀(500)에 안착될 수 있다. 이 때, 리프트 핀(500)은 기판지지부(400)의 높이와 같지 않고, 기판(100)이 안착되기 위해 리프트 핀(500)은 기판지지부(400)의 높이보다 높게 위치될 수 있다. 공정 챔버(200) 내의 기판지지부(400)는 히터(도시하지 않음)를 포함할 수 있으며, 필요에 따라 기판(100) 및 공정 챔버(200) 내부의 온도를 조절할 수 있는 역할을 한다.

리프트 핀(500)에 안착된 기판(100)은 기판지지부(400)와 리프트 핀(500) 사이가 제1 간격(h1)으로 위치하게 되고, 공정 챔버(200) 내부를 펌핑하는 제1 처리 단계가 진행된다(S103).

간격은 리프트 핀(500)과 기판지지부(400)의 높이 차이를 명시할 수 있다. 제1 간격(h1)은 기판(100)이 공정 챔버(200) 내에 제공되어 리프트 핀(500)에 안착될 때의 리프트 핀(500)과 기판지지부(400)의 높이 차이와 같거나 더 먼 간격일 수 있다.

공정 챔버(200) 내부로 제공된 기판(100)의 슬라이딩(Sliding)을 방지하고자 공정 챔버(200) 내부를 펌핑할 수 있다.

기판(100)은 리프트 핀(500)과 기판지지부(400)의 사이가 제2 간격(h2)으로 위치하게 되고, 공정 챔버(200) 내부에 제1 가스를 공급하는 제2 처리 단계가 진행된다(S105).

제2 간격(h2)은 제1 처리 단계를 진행하던 제1 간격(h1)보다 더 좁은 간격일 수 있다. 제1 가스는 불활성 가스를 사용할 수 있고, 예를 들어 질소(N)를 포함한 가스를 사용할 수 있다. 제1 가스는 히터(도시하지 않음)를 포함하는 기판지지부(400)에서 기판(100)으로 열 전달되는 것을 보다 용이하게 하고자 공급해줄 수 있다.

제1 처리 단계 및 제2 처리 단계 진행하는 것을 1 싸이클(Cycle)로 적어도 한 번 이상의 싸이클을 진행할 수 있다.

제1 간격(h1)과 제2 간격(h2)으로 기판(100)과 기판지지부(400)의 간격을 조절함에 따라 기판지지부(400)의 히터(도시하지 않음)와 직접적으로 맞닿지 않고, 기판(100)의 센터(center) 및 엣지(edge)에 균일하게 열을 전달할 수 있다. 제1 간격(h1)을 갖는 제1 처리 단계와 제2 간격(h2)을 갖는 제2 처리 단계의 싸이클을 반복적으로 수행함으로써, 기판(100)이 히터를 내장한 기판지지부(400)와 바로 맞닿아 온도가 급변하는 것을 방지할 수 있다. 제1 간격(h1)과 제2 간격(h2)을 반복적으로 위치함으로써 기판(100)과 기판지지부(400)가 바로 맞닿지 않기 때문에 기판(100)의 온도가 급격하게 변화되지 않고 서서히 변할 수 있게 된다. 제1 처리 단계와 제2 처리 단계를 포함하는 싸이클을 기설정된 횟수만큼 반복 진행할 수 있다.

제1 처리 단계 및 제2 처리 단계를 포함하는 한 싸이클이 기설정된 반복 횟수에 도달하지 않았다면(S107:N), 제1 처리 단계 및 제2 처리 단계를 포함하는 싸이클을 추가 진행할 수 있다. 도 2b 및 도 2c를 참조하면, 기판(100)이 안착되어 있는 리프트 핀(500)과 기판지지부(400)의 간격이 제1 간격(h1)에서 제2 간격(h2)으로 좁아지거나 제2 간격(h2)에서 제1 간격(h1)으로 멀어지는 싸이클을 반복할 수 있다.

제1 처리 단계 및 제2 처리 단계를 포함하는 한 싸이클이 기설정된 반복 횟수에 도달한다면(S107:Y), 도 2d와 같이 기판(100)이 안착되어 있는 리프트 핀(500)과 기판지지부(400)의 간격을 좁혀 동일한 높이에 위치할 수 있다.

도 2d와 같이 기판(100)이 안착된 리프트 핀(500)이 기판지지부(400)와 동일한 높이에 위치하여, 기판(100)이 기판지지부(400)와 맞닿아 안착되게 되며, 후속 공정을 진행할 수 있다(S109).

본 기술의 실시예에 따라 기판을 처리하는 방법은 히터를 포함하는 기판지지부(400)와 기판(100)을 안착한 리프트 핀(500)의 거리를 제1 간격(h1) 및 제2 간격(h2)으로 위치를 조정할 수 있다.

본 기술의 실시예에 따라 리프트 핀(500)은 고정된 채 기판지지부(400)가 상하로 동작하여 제1 간격(h1) 및 제2 간격(h2)으로 위치를 조절할 수 있다.

본 기술의 다른 실시예에 따라 기판지지부(400)는 고정된 채 리프트 핀(500)이 상하로 동작하여 제1 간격(h1) 및 제2 간격(h2)으로 위치를 조절할 수 있다.

본 기술의 실시예와 같이 기판(100)이 공정 챔버(200) 내에 투입되었을 때, 히터를 포함하고 있는 기판지지부(400)에 바로 안착되지 않는다. 기판(100)이 안착된 리프트 핀(500)과 히터를 포함하고 있는 기판지지부(400)의 간격을 제1 간격(h1) 또는 제2 간격(h2)으로 단계에 걸쳐 반복적인 싸이클을 진행할 수 있다. 상기 싸이클을 진행함으로써 기판(100) 내 센터와 엣지에 균등하게 열이 전달될 수 있다.

본 기술의 실시예에 따라 기판(100)과 히터의 간격을 조절하면서 기판(100)에 가해지는 열을 균등하게 만들 수 있다. 제1 간격 및 제2 간격 뿐 아니라 필요에 따라 추가적으로 제1 간격과 제2 간격과 다른 제3 간격을 설정할 수 있다. 공정 조건에 따라 기판지지부(400)와 기판(100)의 간격을 순차적으로 줄이거나 간격을 조절하면서 반복적인 싸이클을 진행할 수 있다.

본 기술의 실시예에 따라, 공정 조건이 고온일수록 제1 간격(h1) 및 제2 간격(h2)을 포함하는 싸이클의 설정되는 횟수가 많아질 수 있다. 반대로, 공정 조건이 저온일수록 제1 간격(h1) 및 제2 간격(h2)을 포함하는 싸이클의 설정되는 횟수가 고온의 공정 조건일 때보다 적을 수 있다.

본 기술의 실시예에 따라 기판 내 센터와 엣지에 열을 균등하게 전달하여 휨(warpage) 현상을 개선할 수 있다. 기판의 휨(warpage) 현상은 공정 과정 중 불량을 발생시킬 수 있다. 일례로, 증착 공정을 진행할 때 기판에 휨이 발생했을 경우, 기판 내 센터와 엣지의 증착 두께 차이가 발생할 수 있다. 또한, 기판의 휨 현상은 기판을 이동시키는 로봇의 암에 비정상적으로 걸림이 발생하는 등 그로 인해 기판이 추락할 수 있다. 기판이 공정 설비 내에 추락하게 되면, 이를 재정비하기 위한 시간이 소요되고, 제조 공정의 효율이 떨어질 수 있다.

따라서, 본 기술의 실시예에 따른 기판 처리 방법을 통해 기판의 휨(warpage) 현상을 개선할 수 있고, 제조 공정의 효율을 높일 수 있다.

이와 같이, 본 기술이 속하는 기술분야의 당업자는 본 기술이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 기술의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 기술의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 기판 200 : 공정 챔버
300 : 가스분사부 400 : 기판지지부
500 : 리프트 핀

Claims

기판을 처리하기 위한 처리 공간이 형성된 공정 챔버와, 상기 처리 공간으로 가스를 공급하기 위한 가스분사부와 상기 기판을 안착시키기 위한 기판지지부와 상기 기판지지부로부터 상기 기판을 이격 지지하도록 상기 기판지지부를 관통하는 복수의 리프트 핀을 포함하는 기판 처리 장치의 기판 처리 방법으로서,
공정 챔버 내의 리프트 핀 상에 기판을 안착시키는 단계;
기판지지부와 상기 리프트 핀의 거리를 제1 간격으로 위치하여 상기 공정 챔버 내부를 펌핑하는 제1 처리 단계;
상기 기판지지부와 상기 리프트 핀의 거리를 제2 간격으로 위치하여 상기 공정 챔버 내부에 제1 가스를 공급하는 제2 처리 단계; 및
상기 제1 처리 단계 및 상기 제2 처리 단계를 포함하는 사이클을 적어도 1회 이상 반복 수행하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
제1항에 있어서,
상기 제1 간격은 상기 제2 간격보다 넓은 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
제1항에 있어서,
상기 제1 가스는 질소(N)를 포함하는 불활성 가스를 이용하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
제1항에 있어서,
상기 기판지지부와 상기 리프트 핀의 거리를 상기 제1 간격 또는 상기 제2 간격으로 위치시키기 위해 상기 리프트 핀이 상하로 이동하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
제1항에 있어서,
상기 기판지지부와 상기 리프트 핀의 거리를 상기 제1 간격 또는 상기 제2 간격으로 위치시키기 위해 상기 기판지지부가 상하 수직 운동하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
제1항에 있어서,
상기 기판지지부는 히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
제1항에 있어서,
상기 제1 처리 단계 및 상기 제2 처리 단계를 포함하는 사이클을 적어도 1회 이상 반복 수행하는 단계 이후에,
상기 기판을 상기 기판지지부 상에 안착시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.