KR20230015061A - 기판 처리 장치 및 도어 어셈블리 구동 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 도어 어셈블리 구동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판을 처리하는 장치는 기판을 처리하는 처리 공간을 가지고, 기판이 출입하는 반입구가 형성된 챔버, 상기 처리 공간에 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛, 상기 공정 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 유닛 및 상기 반입구를 개폐하는 도어 어셈블리를 포함하되, 상기 도어 어셈블리는 상기 반입구를 개폐하는 도어 및 상기 도어를 개방 위치 및 폐쇄 위치 간에 이동시키는 도어 구동기를 포함하고, 상기 도어는 일 측면에 기류가 유입되는 통로가 형성되고, 내부 공간을 가지는 하우징, 상기 통로를 개방 또는 폐쇄하는 밸브 및 상기 밸브를 개방 위치 또는 폐쇄 위치 간에 이동시키는 밸브 구동기를 포함할 수 있다.

Description

기판 처리 장치 및 도어 어셈블리 구동 방법{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND METHOD OF DRIVING DOOR ASSEMBLY}
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자의 제조 공정에는 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 다양한 공정들이 사용된다. 플라즈마는 이온이나 라디칼, 그리고 전자 등으로 이루어진 이온화된 가스 상태를 말한다. 플라즈마는 매우 높은 온도나, 강한 전계 혹은 고주파 전자계(RF Electromagnetic Fields)에 의해 생성된다. 이러한 공정들로는 식각, 증착, 그리고 세정 공정 등이 사용되고 있다.
도 1은 일반적인 공정 챔버의 일 측벽에서 도어가 개방되는 모습을 보여주는 도면이다. 도 2는 도 1의 A 부분을 확대하여 보여주는 도면이다. 도 1과 도 2를 참조하면, 챔버(9000)에는 기판이 반입 또는 반출하는 반입구가 형성된다. 또한, 챔버(9000)를 외부의 환경과 단절시키기 위해, 반입구를 개방 또는 폐쇄하는 도어 어셈블리(9200)가 제공된다. 챔버 내부의 압력과 챔버 외부의 압력은 상이하게 제공된다. 이에, 도어 어셈블리가 반입구를 개폐하기 위해 이동하는 경우, 도어 어셈블리와 반입구의 사이 공간으로 챔버 외부의 기류가 챔버 내부로 유입된다. 챔버 외부의 기류에는 각종 파티클(Particle)이 포함된다. 이에, 챔버 내부로 파티클이 유입된다. 챔버 내부로 유입된 파티클은 챔버 내부 환경에 영향을 주고, 기판 처리 공정의 불량을 야기한다.
본 발명은 챔버의 도어를 개방하기 이전에, 챔버의 내부 압력과 챔버의 외부 압력의 차이를 최소화할 수 있는 기판 처리 장치 및 도어 어셈블리 구동 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 챔부의 내부로 파티클이 유입되는 것을 최소화할 수 있는 기판 처리 장치 및 도어 어셈블리 구동 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판을 처리하는 장치는 기판을 처리하는 처리 공간을 가지고, 기판이 출입하는 반입구가 형성된 챔버, 상기 처리 공간에 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛, 상기 공정 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 유닛 및 상기 반입구를 개폐하는 도어 어셈블리를 포함하되, 상기 도어 어셈블리는 상기 반입구를 개폐하는 도어 및 상기 도어를 개방 위치 및 폐쇄 위치 간에 이동시키는 도어 구동기를 포함하고, 상기 도어는 일 측면에 기류가 유입되는 통로가 형성되고, 내부 공간을 가지는 하우징, 상기 통로를 개방 또는 폐쇄하는 밸브 및 상기 밸브를 개방 위치 또는 폐쇄 위치 간에 이동시키는 밸브 구동기를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 장치는 상기 도어 구동기와 밸브 구동기를 제어하는 제어기를 더 포함하고, 상기 제어기는 상기 처리 공간에서 기판을 반출할 때, 상기 밸브가 개방 위치로 이동하도록 상기 밸브 구동기를 제어하고, 이후에 상기 도어가 개방 위치로 이동하도록 상기 도어 구동기를 제어할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 내부 공간에는 상기 기류가 유동하는 타공이 형성된 타공 부재가 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 타공 부재는 필터를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 타공 부재는 상기 도어의 일 측면과 마주보는 타 측면에 배치되며, 복수의 타공이 형성된 플레이트를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 타공 부재는 상기 도어의 일 측면과 마주보는 타 측면에 배치되며, 복수의 타공이 형성된 플레이트 및 상기 통로와 상기 플레이트 사이에 배치되는 필터를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 타공은 상기 통로보다 작은 면적으로 제공될 수 있다.
또한, 본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판을 처리하는 장치는 기판이 출입하는 반입구가 형성된 챔버 및 상기 반입구를 개폐하는 도어 어셈블리를 포함하되, 상기 도어 어셈블리는 상기 챔버의 외측에 위치하여 상기 반입구를 개폐하는 도어 및 상기 도어를 개방 위치 및 폐쇄 위치 간에 이동시키는 도어 구동기를 포함하고, 상기 도어는 일 측면에 기류가 유입되는 통로가 형성되고, 내부 공간을 가지는 하우징, 상기 통로를 개방 또는 폐쇄하는 밸브 및 상기 밸브를 개방 위치 또는 폐쇄 위치 간에 이동시키는 밸브 구동기를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 장치는 상기 도어 구동기와 밸브 구동기를 제어하는 제어기를 더 포함하고, 상기 제어기는 상기 챔버에서 기판을 반출할 때, 상기 밸브가 개방 위치로 이동하도록 상기 밸브 구동기를 제어하고, 상기 밸브가 개방 위치로 이동한 이후, 상기 도어가 개방 위치로 이동하도록 상기 도어 구동기를 제어할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 내부 공간에는 상기 기류가 유동하는 타공이 형성된 타공 부재를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 타공 부재는 필터를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 타공 부재는 상기 도어의 일 측면과 마주보는 타 측면에 배치되며, 복수의 타공이 형성된 플레이트 및 상기 통로와 상기 플레이트 사이에 배치되는 필터를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 타공은 상기 통로보다 작은 면적으로 제공될 수 있다.
또한, 본 발명은 기판을 처리하는 장치에서 도어 어셈블리를 구동하는 방법을 제공한다. 도어 어셈블리 구동 방법은 상기 밸브가 개방 위치로 이동하여 상기 통로를 개방하는 밸브 개방 단계 및 상기 밸브 개방 단계 이후, 상기 도어가 개방 위치로 이동하는 도어 개방 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 기판 처리 장치는 진공압에서 기판을 처리하는 장치일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 챔버의 도어를 개방하기 이전에, 챔버의 내부 압력과 챔버의 외부 압력의 차이를 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 챔부의 내부로 파티클이 유입되는 것을 최소화할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일반적인 공정 챔버의 일 측벽에서 도어가 개방되는 모습을 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 A 부분을 확대하여 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 4는 도 3의 기판 처리 장치의 프로세스 챔버 중 플라즈마 처리 공정을 수행하는 프로세스 챔버의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 5는 도 4의 일 실시예에 따른 도어 어셈블리를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 6은 도 5의 밸브가 개방 위치로 이동한 경우 기류의 흐름을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 7 및 도 8은 도 4의 다른 실시예에 따른 도어 어셈블리를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 9는 도 4의 다른 실시예에 따른 도어 어셈블리를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 10은 도 9의 밸브가 개방 위치로 이동한 경우 기류의 흐름을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 도어 어셈블리 구동 방법에 대한 순서도이다.
도 12는 도 11의 플라즈마 처리 단계를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 13은 도 11의 밸브 개방 단계를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 14는 도 11의 도어 개방 단계를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 15는 도 11의 기판 반출 단계를 개략적으로 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장된 것이다.
이하에서는 도 3 내지 도 15를 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 3을 참조하면, 기판 처리 장치(1)는 전방 단부 모듈(Equipment Front End Module, EFEM)(20) 및 처리 모듈(30)을 가진다. 전방 단부 모듈(20)과 처리 모듈(30)은 일 방향으로 배치된다.
전방 단부 모듈(20)은 로드 포트(Load port, 200) 및 이송 프레임(220)을 가진다. 로드 포트(200)는 제1방향(2)으로 전방 단부 모듈(20)의 전방에 배치된다. 로드 포트(200)는 복수 개의 지지부(202)를 가진다. 각각의 지지부(202)는 제2방향(4)으로 일렬로 배치되며, 공정에 제공될 기판(W) 및 공정 처리가 완료된 기판(W)이 수납된 캐리어(C)(예를 들어, 카세트, FOUP등)가 안착된다. 캐리어(C)에는 공정에 제공될 기판(W) 및 공정 처리가 완료된 기판(W)이 수납된다. 이송 프레임(220)은 로드 포트(200)와 처리 모듈(30) 사이에 배치된다. 이송 프레임(220)은 그 내부에 배치되고 로드 포트(200)와 처리 모듈(30)간에 기판(W)을 이송하는 제1이송 로봇(222)을 포함한다. 제1이송 로봇(222)은 제2방향(4)으로 구비된 이송 레일(224)을 따라 이동하여 캐리어(C)와 처리 모듈(30)간에 기판(W)을 이송한다.
처리 모듈(30)은 로드락 챔버(300), 트랜스퍼 챔버(400), 그리고 프로세스 챔버(500)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서 기판을 처리하는 처리 공간을 가지고 기판이 출입하는 반입구가 형성된 챔버는 로드락 챔버(300), 트랜스퍼 챔버(400) 또는 프로세스 챔버(500)를 포함한다.
로드락 챔버(300)는 이송 프레임(220)에 인접하게 배치된다. 일 예로, 로드락 챔버(300)는 트랜스퍼 챔버(400)와 전방 단부 모듈(20)사이에 배치될 수 있다. 로드락 챔버(300)는 공정에 제공될 기판(W)이 프로세스 챔버(500)로 이송되기 전, 또는 공정 처리가 완료된 기판(W)이 전방 단부 모듈(20)로 이송되기 전 대기하는 공간을 제공한다.
트랜스퍼 챔버(400)는 로드락 챔버(300)에 인접하게 배치된다. 트랜스퍼 챔버(400)는 상부에서 바라볼 때, 다각형의 몸체를 갖는다. 일 예로, 트랜스퍼 챔버(400)는 상부에서 바라볼 때, 오각형의 몸체를 갖을 수 있다. 몸체의 외측에는 로드락 챔버(300)와 복수 개의 프로세스 챔버(500)들이 몸체의 둘레를 따라 배치된다. 몸체의 각 측벽에는 기판(W)이 출입하는 통로(미도시)가 형성되며, 통로는 트랜스퍼 챔버(400)와 로드락 챔버(300) 또는 프로세스 챔버(500)들을 연결한다. 각 통로에는 통로를 개폐하여 내부를 밀폐시키는 도어(미도시)가 제공된다. 트랜스퍼 챔버(400)의 내부 공간에는 로드락 챔버(300)와 프로세스 챔버(500)들간에 기판(W)을 이송하는 제2이송 로봇(420)이 배치된다. 제2이송 로봇(420)은 로드락 챔버(300)에서 대기하는 미처리된 기판(W)을 프로세스 챔버(500)로 이송하거나, 공정 처리가 완료된 기판(W)을 로드락 챔버(300)로 이송한다. 그리고, 복수 개의 프로세스 챔버(500)에 기판(W)을 순차적으로 제공하기 위하여 프로세스 챔버(500)간에 기판(W)을 이송한다. 일 예로, 도 1과 같이, 트랜스퍼 챔버(400)가 오각형의 몸체를 가질 때, 전방 단부 모듈(20)과 인접한 측벽에는 로드락 챔버(300)가 각각 배치되며, 나머지 측벽에는 프로세스 챔버(500)들이 연속하여 배치된다. 트랜스퍼 챔버(400)의 형상은 이에 한정되지 않고, 요구되는 공정 모듈에 따라 다양한 형태로 변형되어 제공될 수 있다.
프로세스 챔버(500)는 트랜스퍼 챔버(400)의 둘레를 따라 배치된다. 프로세스 챔버(500)는 복수 개 제공될 수 있다. 각각의 프로세스 챔버(500)내에서는 기판(W)에 대한 공정 처리가 진행된다. 프로세스 챔버(500)는 제2이송 로봇(420)으로부터 기판(W)을 이송 받아 공정 처리를 하고, 공정 처리가 완료된 기판(W)을 제2이송 로봇(420)으로 제공한다. 각각의 프로세스 챔버(500)에서 진행되는 공정 처리는 서로 상이할 수 있다.
도 4는 도 1의 기판 처리 장치의 프로세스 챔버 중 플라즈마 처리 공정을 수행하는 프로세스 챔버를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 4를 참조하면, 프로세스 챔버(500)는 플라즈마를 이용하여 기판(W) 상에 소정의 공정을 수행한다. 일 예로, 기판(W) 상의 박막을 식각 또는 애싱(Ashing)할 수 있다. 박막은 폴리 실리콘막, 산화막, 그리고 실리콘 질화막 등 다양한 종류의 막일 수 있다. 선택적으로, 박막은 자연 산화막이나 화학적으로 생성된 산화막일 수 있다.
프로세스 챔버(500)는 처리실(520), 플라즈마 발생실(540), 그리고 확산실(560), 그리고 배기실(580)을 포함한다.
처리실(520)은 기판(W)이 놓이고, 기판(W)에 대한 처리가 수행되는 처리 공간(5200)을 제공한다. 후술하는 플라즈마 발생실(540)에서 공정 가스를 방전시켜 플라즈마(Plasma)를 생성시키고, 이를 처리실(520)의 처리 공간(5200)으로 공급한다. 처리실(520)의 내부에 머무르는 공정 가스 및/또는 기판(W)을 처리하는 과정에서 발생한 반응 부산물 등은 후술하는 배기실(580)을 통해 외부로 배출한다. 이로 인해, 처리실(520) 내의 압력을 설정 압력으로 유지할 수 있다. 처리실(520)은 하우징(5220), 지지 유닛(5240), 그리고 배기 배플(5260)을 포함할 수 있다.
하우징(5220)의 내부에는 기판 처리 공정을 수행하는 처리 공간(5200)을 가질 수 있다. 하우징(5220)은 상부가 개방될 수 있다. 하우징(5220)의 외벽은 도체로 제공될 수 있다. 일 예로, 하우징(5220)의 외벽은 알루미늄을 포함하는 금속 재질로 제공될 수 있다. 하우징(5220)의 바닥면에는 배기홀(5222)이 형성된다. 배기홀(5222)을 통해 처리 공간(5200) 내 공정 가스 및/또는 부산물을 처리 공간(5200)의 외부로 배기할 수 있다. 배기홀(5222)은 후술하는 배기실(580)이 포함하는 구성들과 연결될 수 있다.
하우징(5220)의 측벽에는 반입구(5201)가 형성될 수 있다. 반입구(5201)는 기판(W)이 반입 또는 반출되는 공간으로써 기능할 수 있다. 기판(W)은 반입구(5201)를 통하여 하우징(5220)의 내부로 반입. 선택적으로, 기판(W)은 반입구(5201)를 통하여 하우징(5220)의 외부로 반출된다. 반입구(5201)는 도어 어셈블리(600)에 의해 개폐될 수 있다.
도 5는 도 4의 일 실시예에 따른 도어 어셈블리를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 5를 참조하면, 도어 어셈블리(600)는 반입구(5201)를 개방 또는 폐쇄할 수 있다. 도어 어셈블리(600)는 도어(620)와 도어 구동기(640)를 포함할 수 있다.
도어(620)는 반입구(5201)를 개방 또는 폐쇄할 수 있다. 도어(620)는 후술하는 도어 구동기(640)에 의해 개방 위치 또는 폐쇄 위치 간에 이동할 수 있다. 도어(620)는 하우징(622), 밸브(624), 밸브 구동기(626), 그리고 타공 부재(630)를 포함할 수 있다.
하우징(622)은 대체로 직육면체 형상으로 제공될 수 있다. 하우징(622)은 정면에서 바라볼 때, 대체로 반입구(5201)의 면적보다 크게 제공될 수 있다. 하우징(622)은 정면에서 바라볼 때, 반입구(5201)를 덮을 수 있다. 이에, 도어(620)가 후술하는 도어 구동기(640)에 의해 폐쇄 위치로 이동하면, 도어(620)에 의해 반입구(5201)가 폐쇄될 수 있다.
하우징(622)은 내부 공간을 갖는다. 하우징(622)의 내부 공간에는 후술하는 필터(634)가 제공될 수 있다. 하우징(622)의 일 측면에는 기류가 유입되는 통로(621)가 형성된다. 처리 공간(5200)과 인접한 하우징(622)의 타 측면과 마주보는 하우징(622)의 일 측면에는 프로세스 챔버(500) 외부의 기류가 유입되는 통로(621)가 형성된다. 하우징(622)의 타 측면에는 후술하는 플레이트(632)가 제공될 수 있다.
밸브(624)는 도어(620)의 외부에 위치할 수 있다. 밸브(624)는 하우징(622)의 일 측면에 위치할 수 있다. 밸브(624)는 통로(621)가 형성된 하우징(622)의 외측면에 위치할 수 있다. 정면에서 바라볼 때, 밸브(624)의 면적은 통로(621)의 면적보다 크게 제공될 수 있다. 밸브(624)는 통로(621)를 개방하거나 폐쇄할 수 있다. 밸브(624)는 후술하는 밸브 구동기(626)에 의해 개방 위치 또는 폐쇄 위치 간에 이동할 수 있다. 밸브(624)는 통로(621)를 개방함으로써, 프로세스 챔버(500)의 외부의 기류가 하우징(622)의 내부 공간으로 유입되게 할 수 있다. 밸브(624)는 통로(621)를 폐쇄함으로써, 프로세스 챔버(500)의 외부의 기류가 하우징(622)의 내부 공간으로 유입되는 것을 차단할 수 있다.
밸브 구동기(626)는 하우징(622)의 외부에 설치될 수 있다. 일 예로, 밸브 구동기(626)는 하우징(622)의 외측면에 설치될 수 있다. 밸브 구동기(626)는 밸브(624)가 통로(621)를 개방하는 개방 위치로 이동시킬 수 있다. 밸브 구동기(626)는 밸브(624)가 통로(621)를 폐쇄하는 폐쇄 위치로 이동시킬 수 있다. 밸브 구동기(626)는 밸브(624)를 하우징(622)의 측면에 대하여 수직 방향으로 이동시킬 수 있다.
일 예로, 밸브 구동기(626)는 밸브(624)를 개방 위치로 이동시킬 때, 아래 방향으로 밸브(624)를 수직 이동시킬 수 있다. 일 예로, 밸브 구동기(626)는 밸브(624)를 폐쇄 위치로 이동시킬 때, 위 방향으로 밸브(624)를 수직 이동시킬 수 있다. 밸브 구동기(626)는 구동력을 제공할 수 있는 다양한 공지된 장치로 변형되어 제공될 수 있다.
타공 부재(630)는 하우징(622) 내에 제공될 수 있다. 타공 부재(630)는 하우징(622)의 내부 공간에 제공될 수 있다. 타공 부재(630)에는 타공이 형성된다. 타공 부재(630)에 형성된 타공은 밸브(624)가 개방되어 통로(621)를 통해 유입되는 프로세스 챔버(500)의 외부의 기류가 유동하는 공간으로 제공될 수 있다. 타공 부재(630)에 형성된 타공의 면적은 통로(621)의 면적보다 작은 면적으로 제공될 수 있다. 타공 부재(630)는 플레이트(632)와 필터(634)를 포함할 수 있다.
플레이트(632)는 통로(621)가 형성된 도어(620)의 일 측면과 마주보는 도어(620)의 타 측면에 배치될 수 있다. 플레이트(632)는 통로(621)가 형성된 하우징(622)의 일 측면과 마주보는 하우징(622)의 타 측면에 배치될 수 있다. 플레이트(632)에는 복수의 타공들이 형성된다. 복수의 타공들의 면적은 통로(621)의 면적보다 작은 면적으로 제공될 수 있다. 복수의 타공들은 플레이트(632)를 상하로 관통하여 형성될 수 있다. 일 예로, 복수의 타공들은 서로 직경이 동일하게 제공될 수 있다. 이와 달리, 복수의 타공들은 서로 직경이 상이하게 제공될 수 있다. 복수의 타공들은 프로세스 챔버(500)의 외부 기류가 유동하는 방향과 평행한 방향으로 그 관통 방향이 형성될 수 있다. 일 예로, 복수의 타공들은 통로(621)의 길이 방향과 플레이트(632) 내 관통 방향이 평행하게 제공될 수 있다. 플레이트(632)는 하우징(622)과 일체로 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 플레이트(632)는 하우징(622)과 구분되어 하우징(622)의 타 측면에 배치될 수 있다.
필터(634)는 하우징(622)의 내부 공간에 배치될 수 있다. 필터(634)는 내부 공간 상에서, 하우징(622)의 일 측면과 하우징(622)의 타 측면 사이에 배치될 수 있다. 일 예로, 필터(634)는 내부 공간 상에서, 통로(621)와 플레이트(632) 사이에 배치될 수 있다. 필터(634)는 측면에서 바라볼 때, 그 길이 방향이 플레이트(632)에 제공된 복수의 타공들의 관통 방향과 수직하게 제공될 수 있다.
도어 구동기(640)는 도어(620)가 반입구(5201)를 개방하는 개방 위치로 이동시킬 수 있다. 도어 구동기(640)는 도어(620)가 반입구(5201)를 폐쇄하는 폐쇄 위치로 이동시킬 수 있다. 도어 구동기(640)는 도어(620)를 하우징(5220)의 측벽에 대하여 수직 방향 또는 수평 방향으로 이동시킬 수 있다.
일 예로, 도어 구동기(640)는 도어(620)를 개방 위치로 이동시킬 때, 하우징(5220)의 측벽에 대해서 멀어지는 방향으로 도어(620)를 수평 이동시킨 이후, 도어(620)를 아래를 향하는 방향으로 수직 이동시킬 수 있다. 일 예로, 도어 구동기(640)는 도어(620)를 폐쇄 위치로 이동시킬 때, 도어(620)를 위를 향하는 방향으로 수직 이동시킨 이후, 도어(620)를 하우징(5220)의 측벽에 대해서 가까워지는 방향으로 도어(620)를 수평 이동시킬 수 있다.
도어 구동기(640)는 모터(642) 및 모터(642)와 도어(620)를 연결하는 연결 부재(644)로 구성될 수 있다. 모터(642)의 구동에 의하여 연결 부재(644)가 수직 또는 수평 방향으로 이동함으로써, 도어(620)를 하우징(5220)의 측벽에 대하여 수직 또는 수평 방향으로 이동시킬 수 있다. 모터(642)는 구동력을 제공하는 공지된 다양한 장치로 제공될 수 있다.
상술한 예에서는 도어 구동기(640)가 수평 또는 수직 이동하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 도어 구동기(640)는 수평 이동, 수직 이동, 또는/및 지면에 대해 경사진 이동을 할 수 있다. 일 예로, 도어 구동기(640)는 도어(620)가 대체로 ‘Z’ 이동하도록 구동될 수 있다.
제어기(700)는 밸브 구동기(626)와 도어 구동기(640)를 제어할 수 있다. 제어기(700)는 밸브 구동기(626)가 개방 위치와 폐쇄 위치로 이동하도록 밸브 구동기(626)를 제어할 수 있다. 제어기(700)는 도어 구동기(640)가 개방 위치와 폐쇄 위치로 이동하도록 도어 구동기(640)를 제어할 수 있다.
제어기(700)는 처리 공간(5200)에서 기판(W)을 반출할 때, 밸브(624)가 개방 위치로 이동하도록 밸브 구동기(626)를 제어할 수 있다. 일 예로, 제어기(700)는 기판(W)에 대해 플라즈마 처리가 완료된 이후, 그리고 처리 공간(5200)에서 기판(W)을 반출하기 이전에, 밸브(624)가 아래 방향으로 수직 이동하도록 밸브 구동기(626)를 제어할 수 있다. 제어기(700)는 기판(W)에 대해 플라즈마 처리가 완료된 이후, 그리고 처리 공간(5200)에서 기판(W)을 반출하기 이전에, 밸브(624)가 통로(621)의 일부를 개방하도록 밸브 구동기(626)를 제어할 수 있다. 제어기(700)는 밸브(624)가 일부 개방되고 설정 시간이 소요된 이후, 밸브(624)가 통로(621)를 전부 개방하도록 밸브 구동기(626)를 제어할 수 있다. 즉. 제어기(700)는 기판(W)에 대해 플라즈마 처리가 완료된 시점으로부터 밸브(624)가 통로(621)를 완전 개방하는 시점까지, 통로(621)의 개방율이 커지도록 밸브 구동기(626)를 제어할 수 있다.
제어기(700)는 밸브(624)가 통로(621)를 완전 개방한 이후, 도어(620)가 개방 위치로 이동하도록 도어 구동기(640)를 제어할 수 있다. 제어기(700)는 밸브(624)가 통로(621)를 완전 개방한 이후, 도어(620)가 반입구(5201)로부터 멀어지는 방향으로 수평 이동하도록 도어 구동기(640)를 제어할 수 있다. 제어기(700)는 도어(620)의 수평 이동이 완료되면, 도어(620)가 아래 방향으로 수직 이동하도록 도어 구동기(640)를 제어할 수 있다. 도어(620)가 아래 방향으로 이동이 완료되면, 기판(W)은 반입구(5201)를 통해 반송될 수 있다.
외부의 환경과 단절된 챔버의 반입구를 개방하는 경우, 챔버의 내부와 외부의 환경 조건 차이로 인해, 외부의 파티클이 처리 공간 내로 유입될 수 있다. 특히, 플라즈마 공정을 진행하는 챔버는 진공압을 유지하므로, 진공압을 유지하지 않는 챔버의 외부 기류가 빠른 유속으로 챔버의 내부로 유입될 수 있다. 이러한 현상은 챔버의 반입구를 개방하는 도어를 저속으로 개방하더라도 마찬가지이다. 저속으로 개방하는 경우에도 챔버의 외부 압력과 내부 압력의 차이로 인해, 도어와 반입구 사이에 형성된 사이 공간으로 외부의 기류가 빠른 속도로 유입되어, 처리 공간 내부가 파티클에 의해 오염된다.
이상에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 프로세스 챔버(500)에 형성된 반입구(5201)를 개방하기 이전에 도어(620)에 형성된 밸브(624)를 먼저 개방함으로써, 반입구(5201)가 개방되기 이전에 프로세스 챔버(500)의 내부와 외부 간의 압력 차이를 최소화할 수 있다. 이에, 프로세스 챔버(500) 내로 파티클을 포함한 외부의 기류의 유입을 최소화할 수 있다. 이로 인해, 기판 처리 공정에 불량을 최소화할 수 있다.
도 6은 도 5의 밸브가 개방 위치로 이동한 경우 기류의 흐름을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 6을 참조하면, 도어(620)의 내부 공간에 타공 부재(630)가 배치됨으로써, 밸브(624)의 개방에 따른 외부의 기류 및 이에 포함되는 파티클이 처리 공간(5200)으로 유입되는 것을 최소화할 수 있다. 구체적으로, 필터(634)에 의해 1차적으로 외부의 기류에 포함되는 파티클을 필터링하여, 처리 공간(5200)으로 파티클이 유입되는 것을 방지할 수 있다. 나아가, 필터(634)에 의해 통로(621)를 통해 유입되는 외부의 기류의 유속을 저하시킬 수 있다. 플레이트(632)에 의해 2차적으로 외부의 기류에 포함되는 파티클을 필터링할 수 있다. 또한, 필터(634)에 의해 감속된 외부의 기류가 플레이트(632) 상의 타공들이 형성되지 않은 부분에 충돌함으로써 외부 기류의 유속을 한층 더 감소시킬 수 있다.
다시 도 4를 참조하면, 지지 유닛(5240)은 처리 공간(5200)에서 기판(W)을 지지한다. 지지 유닛(5240)은 지지 플레이트(5242), 그리고 지지 축(5244)을 포함할 수 있다.
지지 플레이트(5242)는 처리 공간(5200)에서 기판(W)을 지지할 수 있다. 지지 플레이트(5242)는 지지 축(5244)에 의해 지지될 수 있다. 지지 플레이트(5242)는 외부 전원과 연결되며, 인가된 전력에 의해 정전기를 발생시킬 수 있다. 발생된 정전기가 가지는 정전기력은 기판(W)을 지지 유닛(5240)에 고정시킬 수 있다.
지지 축(5244)은 대상물을 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 지지 축(5244)은 기판(W)을 상하 방향으로 이동시킬 수 있다. 일 예로, 지지 축(5244)은 지지 플레이트(5242)와 결합되고, 지지 플레이트(5242)를 승하강시켜 기판(W)을 이동시킬 수 있다.
배기 배플(5260)은 처리 공간(5200)에서 플라즈마를 영역 별로 균일하게 배기시킨다. 배기 배플(5260)은 상부에서 바라볼 때, 환형의 링 형상을 가진다. 배기 배플(5260)은 처리 공간(5200) 내에서 하우징(5220)의 내측벽과 지지 유닛(5240) 사이에 위치한다. 배기 배플(5260)에는 복수의 배기 홀(5262)들이 형성된다. 배기 홀(5262)들은 상하 방향을 향하도록 제공된다. 배기 홀(5262)들은 배기 배플(5260)의 상단에서 하단까지 연장되는 홀들로 제공된다. 배기 홀(5262)들은 배기 배플(5260)의 원주 방향을 따라 서로 이격되게 배열된다.
플라즈마 발생실(540)은 후술하는 가스 공급 유닛(5440)으로부터 공급되는 공정 가스를 방전시켜 플라즈마를 생성하고, 생성된 플라즈마를 처리 공간(5200)으로 공급할 수 있다.
플라즈마 발생실(540)은 처리실(520)의 상부에 위치될 수 있다. 플라즈마 발생실(540)은 하우징(5220)과 후술하는 확산실(560)보다 상부에 위치될 수 있다. 처리실(520), 확산실(560), 그리고 플라즈마 발생실(540)은 제1방향(2) 및 제2방향(4)과 모두 수직한 제3방향(6)을 따라, 지면으로부터 순차적으로 위치할 수 있다.
플라즈마 발생실(540)은 플라즈마 챔버(5420), 가스 공급 유닛(5440), 그리고 전력 인가 유닛(5460)을 포함할 수 있다.
플라즈마 챔버(5420)는 상면, 그리고 하면이 개방된 형상을 가질 수 있다. 플라즈마 챔버(5420)는 상면, 그리고 하면이 개방된 통 형상을 가질 수 있다. 플라즈마 챔버(5420)는 상면, 그리고 하면이 개방된 원통 형상을 가질 수 있다. 플라즈마 챔버(5420)의 상단 및 하단에는 직경(D1)을 갖는 개구가 형성될 수 있다. 플라즈마 챔버(5420)는 플라즈마 발생 공간(5422)을 가질 수 있다. 플라즈마 챔버(5420)는 산화 알루미늄(Al2O3)을 포함하는 재질로 제공될 수 있다.
플라즈마 챔버(5420)의 상면은 가스 공급 포트(5424)에 의해 밀폐될 수 있다. 가스 공급 포트(5424)는 후술하는 가스 공급 유닛(5440)과 연결될 수 있다. 공정 가스는 가스 공급 포트(5424)를 통해 플라즈마 발생 공간(5422)으로 공급될 수 있다. 플라즈마 발생 공간(5422)으로 공급된 공정 가스는 후술하는 분배 플레이트(5640)를 거쳐 처리 공간(5200)으로 균일하게 분배될 수 있다.
가스 공급 유닛(5440)은 공정 가스를 공급할 수 있다. 가스 공급 유닛(5440)은 가스 공급 포트(5424)와 연결될 수 있다. 가스 공급 유닛(5440)이 공급하는 공정 가스는 플루오린(Fluorine) 및/또는 하이드러전(Hydrogen)을 포함할 수 있다.
전력 인가 유닛(5460)은 플라즈마 발생 공간(5422)에 고주파 전력을 인가한다. 전력 인가 유닛(5460)은 플라즈마 발생 공간(5422)에서 공정 가스를 여기하여 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스일 수 있다. 전력 인가 유닛(5460)은 안테나(5462)와 전원(5464)을 포함할 수 있다.
안테나(5462)는 유도 결합형 플라즈마(ICP) 안테나일 수 있다. 안테나(5462)는 코일 형상으로 제공될 수 있다. 안테나(5462)는 플라즈마 챔버(5420)의 외부에서 플라즈마 챔버(5420)를 복수 회 감을 수 있다. 안테나(5462)는 플라즈마 챔버(5420)의 외부에서 나선 형으로 플라즈마 챔버(5420)를 복수 회 감을 수 있다.
안테나(5462)는 플라즈마 발생 공간(5422)에 대응하는 영역에서 플라즈마 챔버(5420)에 감길 수 있다. 안테나(5462)의 일단은 플라즈마 챔버(5420)의 정단면에서 바라볼 때, 플라즈마 챔버(5420)의 상부 영역과 대응되는 높이에 제공될 수 있다. 안테나(5462)의 타단은 플라즈마 챔버(5420)의 정단면에서 바라볼 때, 플라즈마 챔버(5420)의 하부 영역과 대응되는 높이에 제공될 수 있다.
전원(5464)은 안테나(5462)에 전력을 인가할 수 있다. 전원(5464)은 안테나(5462)에 고주파 교류 전류를 인가할 수 있다. 안테나(5462)에 인가된 고주파 교류 전류는 플라즈마 발생 공간(5422)에 유도 전기장을 형성할 수 있다. 플라즈마 발생 공간(5422) 내로 공급되는 공정 가스는 유도 전기장으로부터 이온화에 필요한 에너지를 얻어 플라즈마 상태로 변환될 수 있다.
전원(5464)은 안테나(5462)의 일단에 연결될 수 있다. 전원(5464)은 플라즈마 챔버(5420)의 상부 영역과 대응되는 높이에 제공되는 안테나(5462)의 일단에 연결될 수 있다. 또한, 안테나(5462)의 타단은 접지될 수 있다. 플라즈마 챔버(5420)의 하부 영역과 대응되는 높이에 제공되는 안테나(5462)의 타단은 접지될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고, 안테나(5462)의 일단이 접지되고, 안테나(5462)의 타단에 전원(5464)이 연결될 수 있다.
확산실(560)은 플라즈마 발생실(540)에서 발생된 플라즈마를 처리 공간(5200)으로 확산시킬 수 있다. 확산실(560)은 확산 챔버(5620)와 배플(5640)을 포함할 수 있다.
확산 챔버(5620)는 플라즈마 챔버(5420)에서 발생된 플라즈마를 확산시키는 플라즈마 확산 공간(5622)을 제공한다. 확산 챔버(5620)는 전체적으로 역 깔대기 형상을 가질 수 있다. 확산 챔버(5620)는 상부와 하부가 개방된 형상일 수 있다. 플라즈마 발생실(540)에서 발생된 플라즈마는 플라즈마 확산 공간(5622)을 거치면서 확산될 수 있다. 플라즈마 확산 공간(5622)으로 유입된 플라즈마는 후술하는 배플(5640)을 거쳐 처리 공간(5200)으로 균일하게 분배될 수 있다.
확산 챔버(5620)는 플라즈마 챔버(5420)의 하부에 위치할 수 있다. 확산 챔버(5620)는 하우징(5220)과 플라즈마 챔버(5420) 사이에 위치할 수 있다. 하우징(5220), 확산 챔버(5620), 그리고 플라즈마 챔버(5420)는 제3방향(6)을 따라 지면으로부터 순차적으로 위치할 수 있다. 확산 챔버(5620)의 내주면은 부도체로 제공될 수 있다. 일 예로, 확산 챔버(5620)의 내주면은 석영(Quartz)을 포함하는 재질로 제공될 수 있다.
배플(5640)은 처리 공간(5200)으로 유입되는 플라즈마가 기판(W)으로 균일하게 공급되도록 한다. 배플(5640)에는 복수의 배플 홀(5642)들이 형성될 수 있다. 복수의 배플 홀(5642)들은 배플(5640)의 상면에서 하면까지 제공되는 관통 홀로 제공될 수 있다. 복수의 배플 홀(5642)들은 배플(5640)의 각 영역에 균일하게 형성될 수 있다. 배플(5640)은 지지 유닛(5240)과 마주보도록 지지 유닛(5240)의 상부에 위치한다. 배플(5640)은 지지 유닛(5240)과 플라즈마 발생실(540) 사이에 위치할 수 있다. 플라즈마 발생실(540)에서 발생되는 플라즈마는 배플(5640)에 형성된 복수의 배플 홀(5642)들을 통과할 수 있다.
배기실(580)은 처리실(520) 내부의 공정 가스 및 불순물을 외부로 배기할 수 있다. 배기실(580)은 기판(W) 처리 과정에서 발생하는 불순물을 프로세스 챔버(500)의 외부로 배기할 수 있다. 배기실(580)은 처리 공간(5200) 내로 공급된 공정 가스를 외부로 배기할 수 있다. 배기실(580)은 배기 라인(5820)과 감압 부재(5840)를 포함할 수 있다. 배기 라인(5820)은 하우징(5220)의 바닥면에 형성된 배기홀(5222)과 연결될 수 있다. 배기 라인(5820)은 감압을 제공하는 감압 부재(5840)와 연결될 수 있다.
감압 부재(5840)는 처리 공간(5200)에 감압을 제공할 수 있다. 감압 부재(5840)는 처리 공간(5200)에 잔류하는 플라즈마 및 불순물을 하우징(5220)의 외부로 배출할 수 있다. 또한, 감압 부재(5840)는 처리 공간(5200)의 압력을 기 설정된 압력으로 유지하도록 감압을 제공할 수 있다. 감압 부재(5840)는 펌프 일 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 감압 부재(5840)는 감압을 제공하는 공지된 장치로 제공될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 일 실시예에서는 프로세스 챔버(500)에 도어 어셈블리(600)가 제공되고, 도어 어셈블리(600)가 구동하는 것으로 설명하였다. 다만, 이에 한정되지 않고, 도어 어셈블리(600)는 로드락 챔버(300), 트랜스퍼 챔버(400)에 제공되어 유사하게 구동될 수 있다.
도 7 및 도 8은 도 4의 다른 실시예에 따른 도어 어셈블리를 개략적으로 보여주는 도면이다. 이하에서 설명하는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치에 대한 설명 중 추가적으로 설명하는 경우 외에는 전술한 본 발명의 일 실시예에 의한 기판 처리 장치에 대한 설명과 유사한 것으로써, 내용의 중복을 방지하기 위해 이하에서는 유사한 구성에 대한 설명을 생략한다.
도 7을 참조하면, 도어(620)는 반입구(5201)를 개방 또는 폐쇄할 수 있다. 도어(620)는 도어 구동기(640)에 의해 개방 위치 또는 폐쇄 위치 간에 이동할 수 있다. 도어(620)는 하우징(622), 밸브(624), 밸브 구동기(626), 그리고 타공 부재(630)를 포함할 수 있다.
하우징(622)은 대체로 직육면체 형상으로 제공될 수 있다. 하우징(622)은 정면에서 바라볼 때, 대체로 반입구(5201)의 면적보다 크게 제공될 수 있다. 하우징(622)은 정면에서 바라볼 때, 반입구(5201)를 덮을 수 있다. 이에, 도어(620)가 후술하는 도어 구동기(640)에 의해 폐쇄 위치로 이동하면, 도어(620)에 의해 반입구(5201)가 폐쇄될 수 있다. 하우징(622)은 내부 공간을 갖는다. 하우징(622)의 내부 공간에는 후술하는 필터(634)가 제공될 수 있다. 하우징(622)의 일 측면에는 기류가 유입되는 통로(621)가 형성된다. 처리 공간(5200)과 인접한 하우징(622)의 타 측면과 마주는 하우징(622)의 일 측면에는 프로세스 챔버(500) 외부의 기류가 유입되는 통로(621)가 형성된다.
밸브(624)는 도어(620)의 외부에 위치할 수 있다. 밸브(624)는 하우징(622)의 일 측면에 위치할 수 있다. 밸브(624)는 통로(621)가 형성된 하우징(622)의 외측면에 위치할 수 있다. 정면에서 바라볼 때, 밸브(624)의 면적은 통로(621)의 면적보다 크게 제공될 수 있다. 밸브(624)는 통로(621)를 개방하거나 폐쇄할 수 있다. 밸브(624)는 밸브 구동기(626)에 의해 개방 위치 또는 폐쇄 위치 간에 이동할 수 있다. 밸브(624)는 통로(621)를 개방함으로써, 프로세스 챔버(500)의 외부의 기류가 하우징(622)의 내부 공간으로 유입되게 할 수 있다. 밸브(624)는 통로(621)를 폐쇄함으로써, 프로세스 챔버(500)의 외부의 기류가 하우징(622)의 내부 공간으로 유입되는 것을 차단할 수 있다.
밸브 구동기(626)는 하우징(622)의 외부에 설치될 수 있다. 일 예로, 밸브 구동기(626)는 하우징(622)의 외측면에 설치될 수 있다. 밸브 구동기(626)는 밸브(624)가 통로(621)를 개방하는 개방 위치로 이동시킬 수 있다. 밸브 구동기(626)는 밸브(624)가 통로(621)를 폐쇄하는 폐쇄 위치로 이동시킬 수 있다. 밸브 구동기(626)는 밸브(624)를 하우징(622)의 측면에 대하여 수직 방향으로 이동시킬 수 있다.
일 예로, 밸브 구동기(626)는 밸브(624)를 개방 위치로 이동시킬 때, 아래 방향으로 밸브(624)를 수직 이동시킬 수 있다. 일 예로, 밸브 구동기(626)는 밸브(624)를 폐쇄 위치로 이동시킬 때, 위 방향으로 밸브(624)를 수직 이동시킬 수 있다. 밸브 구동기(626)는 구동력을 제공할 수 있는 다양한 공지된 장치로 변형되어 제공될 수 있다.
타공 부재(630)는 하우징(622) 내에 제공될 수 있다. 타공 부재(630)는 하우징(622)의 내부 공간에 제공될 수 있다. 타공 부재(630)에는 타공이 형성된다. 타공 부재(630)에 형성된 타공은 밸브(624)가 개방되어 통로(621)를 통해 유입되는 프로세스 챔버(500)의 외부의 기류가 유동하는 공간으로 제공될 수 있다. 타공 부재(630)에 형성된 타공의 면적은 통로(621)의 면적보다 작은 면적으로 제공될 수 있다. 타공 부재(630)는 필터(634)를 포함할 수 있다.
필터(634)는 하우징(622)의 내부 공간에 배치될 수 있다. 필터(634)는 내부 공간 상에서, 하우징(622)의 일 측면과 하우징(622)의 타 측면 사이에 배치될 수 있다. 일 예로, 필터(634)는 내부 공간 상에서, 통로(621)와 플레이트(632) 사이에 배치될 수 있다. 이에, 밸브(624)의 개방에 따른 프로세스 챔버(500) 외부의 기류 및 이에 포함되는 파티클이 필터(634)에 의해 제거되어 처리 공간(5200) 내로 유입되는 것을 최소화할 수 있다. 또한, 밸브(624)의 개방으로 인해 프로세스 챔버(500)의 내부로 유입되는 외부의 기류의 유속을 저감시킬 수 있다. 이에, 프로세스 챔버(500)의 급격한 압력 변동을 최소화할 수 있다.
도 8을 참조하면, 도어(620)는 반입구(5201)를 개방 또는 폐쇄할 수 있다. 도어(620)는 도어 구동기(640)에 의해 개방 위치 또는 폐쇄 위치 간에 이동할 수 있다. 도어(620)는 하우징(622), 밸브(624), 밸브 구동기(626), 그리고 타공 부재(630)를 포함할 수 있다.
하우징(622)은 대체로 직육면체 형상으로 제공될 수 있다. 하우징(622)은 정면에서 바라볼 때, 대체로 반입구(5201)의 면적보다 크게 제공될 수 있다. 하우징(622)은 정면에서 바라볼 때, 반입구(5201)를 덮을 수 있다. 이에, 도어(620)가 후술하는 도어 구동기(640)에 의해 폐쇄 위치로 이동하면, 도어(620)에 의해 반입구(5201)가 폐쇄될 수 있다. 하우징(622)은 내부 공간을 갖는다. 하우징(622)의 일 측면에는 기류가 유입되는 통로(621)가 형성된다. 처리 공간(5200)과 인접한 하우징(622)의 타 측면과 마주는 하우징(622)의 일 측면에는 프로세스 챔버(500) 외부의 기류가 유입되는 통로(621)가 형성된다. 하우징(622)의 타 측면에는 후술하는 플레이트(632)가 제공될 수 있다.
밸브(624)는 도어(620)의 외부에 위치할 수 있다. 밸브(624)는 하우징(622)의 일 측면에 위치할 수 있다. 밸브(624)는 통로(621)가 형성된 하우징(622)의 외측면에 위치할 수 있다. 정면에서 바라볼 때, 밸브(624)의 면적은 통로(621)의 면적보다 크게 제공될 수 있다. 밸브(624)는 통로(621)를 개방하거나 폐쇄할 수 있다. 밸브(624)는 밸브 구동기(626)에 의해 개방 위치 또는 폐쇄 위치 간에 이동할 수 있다. 밸브(624)는 통로(621)를 개방함으로써, 프로세스 챔버(500)의 외부의 기류가 하우징(622)의 내부 공간으로 유입되게 할 수 있다. 밸브(624)는 통로(621)를 폐쇄함으로써, 프로세스 챔버(500)의 외부의 기류가 하우징(622)의 내부 공간으로 유입되는 것을 차단할 수 있다.
밸브 구동기(626)는 하우징(622)의 외부에 설치될 수 있다. 일 예로, 밸브 구동기(626)는 하우징(622)의 외측면에 설치될 수 있다. 밸브 구동기(626)는 밸브(624)가 통로(621)를 개방하는 개방 위치로 이동시킬 수 있다. 밸브 구동기(626)는 밸브(624)가 통로(621)를 폐쇄하는 폐쇄 위치로 이동시킬 수 있다. 밸브 구동기(626)는 밸브(624)를 하우징(622)의 측면에 대하여 수직 방향으로 이동시킬 수 있다.
일 예로, 밸브 구동기(626)는 밸브(624)를 개방 위치로 이동시킬 때, 아래 방향으로 밸브(624)를 수직 이동시킬 수 있다. 일 예로, 밸브 구동기(626)는 밸브(624)를 폐쇄 위치로 이동시킬 때, 위 방향으로 밸브(624)를 수직 이동시킬 수 있다. 밸브 구동기(626)는 구동력을 제공할 수 있는 다양한 공지된 장치로 변형되어 제공될 수 있다.
타공 부재(630)는 하우징(622) 내에 제공될 수 있다. 타공 부재(630)는 하우징(622)의 내부 공간에 제공될 수 있다. 타공 부재(630)에는 타공이 형성된다. 타공 부재(630)에 형성된 타공은 밸브(624)가 개방되어 통로(621)를 통해 유입되는 프로세스 챔버(500)의 외부의 기류가 유동하는 공간으로 제공될 수 있다. 타공 부재(630)에 형성된 타공의 면적은 통로(621)의 면적보다 작은 면적으로 제공될 수 있다. 타공 부재(630)는 플레이트(632)를 포함할 수 있다.
플레이트(632)는 통로(621)가 형성된 도어(620)의 일 측면과 마주보는 도어(620)의 타 측면에 배치될 수 있다. 플레이트(632)는 통로(621)가 형성된 하우징(622)의 일 측면과 마주보는 하우징(622)의 타 측면에 배치될 수 있다. 플레이트(632)에는 복수의 타공들이 형성된다. 복수의 타공들의 면적은 통로(621)의 면적보다 작은 면적으로 제공될 수 있다. 복수의 타공들은 플레이트(632)를 상하로 관통하여 형성될 수 있다. 일 예로, 복수의 타공들은 서로 직경이 동일하게 제공될 수 있다. 이와 달리, 복수의 타공들은 서로 직경이 상이하게 제공될 수 있다. 복수의 타공들은 프로세스 챔버(500)의 외부 기류가 유동하는 방향과 평행한 방향으로 그 관통 방향이 형성될 수 있다. 일 예로, 복수의 타공들은 통로(621)의 길이 방향과 플레이트(632) 내 관통 방향이 평행하게 제공될 수 있다. 플레이트(632)는 하우징(622)과 일체로 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 플레이트(632)는 하우징(622)과 구분되어 하우징(622)의 타 측면에 배치될 수 있다.
플레이트(632)에 복수의 타공들이 형성됨으로 인해, 밸브(624)의 개방에 따른 프로세스 챔버(500) 외부의 기류 및 이에 포함되는 파티클이 플레이트(632)에 타공이 형성되지 않은 부분으로 충돌된다. 이에, 외부의 기류 및 이에 포함되는 파티클들이 밸브(624)의 개방으로 인해 곧바로 프로세스 챔버(500) 내부로 유입되는 것을 최소화할 수 있다. 또한, 밸브(624)의 개방으로 인해 프로세스 챔버(500)의 내부로 유입되는 외부의 기류의 유속을 저감시킬 수 있다. 이에, 프로세스 챔버(500)의 급격한 압력 변동을 최소화할 수 있다.
도 9는 도 4의 다른 실시예에 따른 도어 어셈블리를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 10은 도 9의 밸브가 개방 위치로 이동한 경우 기류의 흐름을 개략적으로 보여주는 도면이다. 이하에서 설명하는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도어 어셈블리는 플레이트를 제외하고 도 5 및 도 6에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 도어 어셈블리와 유사하게 제공된다. 이에, 중복되는 설명을 배제하고자 유사한 구성에 대해서는 설명을 생략한다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 플레이트(632)는 통로(621)가 형성된 도어(620)의 일 측면과 마주보는 도어(620)의 타 측면에 배치될 수 있다. 플레이트(632)는 통로(621)가 형성된 하우징(622)의 일 측면과 마주보는 하우징(622)의 타 측면에 배치될 수 있다. 플레이트(632)는 하우징(622)과 일체로 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 플레이트(632)는 하우징(622)과 구분되어 하우징(622)의 타 측면에 배치될 수 있다.
도어(620)를 정면에서 바라볼 때, 플레이트(632)는 제1영역과 제2영역을 가질 수 있다. 제1영역은 플레이트(632)의 중심을 포함할 수 있다. 밸브(624)가 폐쇄 위치에 있는 상태에서 도어(620)를 정면에서 바라볼 때, 제1영역은 통로(621)와 중첩되는 영역일 수 있다. 제2영역은 제1영역을 둘러싼 영역일 수 있다.
플레이트(632)에는 복수의 타공들이 형성된다. 복수의 타공들의 면적은 통로(621)의 면적보다 작은 면적으로 제공될 수 있다. 복수의 타공들은 플레이트(632)를 상하로 관통하여 형성될 수 있다. 일 예로, 복수의 타공들은 서로 직경이 동일하게 제공될 수 있다. 이와 달리, 복수의 타공들은 서로 직경이 상이하게 제공될 수 있다. 복수의 타공들은 프로세스 챔버(500)의 외부 기류가 유동하는 방향과 평행한 방향으로 그 관통 방향이 형성될 수 있다. 일 예로, 복수의 타공들은 통로(621)의 길이 방향과 플레이트(632) 내 관통 방향이 평행하게 제공될 수 있다. 복수의 타공들은 제1영역과 제2영역 중 제2영역에 형성될 수 있다. 일 예로, 복수의 타공들은 제2영역에만 형성될 수 있다.
상술한 본 발명의 실시예에 따르면, 도어(620)의 내부 공간에 타공 부재(630)가 배치됨으로써, 밸브(624)의 개방에 따른 외부의 기류 및 이에 포함되는 파티클이 처리 공간(5200)으로 유입되는 것을 최소화할 수 있다. 구체적으로, 필터(634)에 의해 1차적으로 외부의 기류에 포함되는 파티클을 필터링하여, 처리 공간(5200)으로 파티클이 유입되는 것을 방지할 수 있다. 나아가, 필터(634)에 의해 통로(621)를 통해 유입되는 외부의 기류의 유속을 저하시킬 수 있다.
플레이트(632)에 의해 2차적으로 외부의 기류에 포함되는 파티클을 필터링할 수 있다. 외부의 기류는 통로(621)를 통과하여 하우징(622)의 내부 공간으로 유입된다. 이에, 플레이트(632)의 제1영역에 타공을 형성하지 않음으로써, 통로(621)를 통과한 외부의 기류가 타공이 형성되지 않은 제1영역에 충돌함으로써, 외부 기류의 유속을 효과적으로 감속시킬 수 있다.
상술한 본 발명의 실시예들에서는 밸브(624)가 개방 위치와 폐쇄 위치로 이동하여 통로(621)를 개폐하는 것을 예로 들어 설명하였다. 다만, 이에 한정되지 않고, 밸브(624)는 개구율을 조절할 수 있는 조리개로 제공될 수 있다. 밸브(624)가 개방 위치로 이동하는 경우, 밸브(624)의 조리개를 완전 개방할 수 있다. 밸브(624)가 폐쇄 위치로 이동하는 경우, 밸브(624)의 조리개를 완전 폐쇄할 수 있다. 밸브(624)가 프로세스 챔버(500)의 외부로부터 유입되는 기류의 양을 조절하고자 하는 경우, 밸브(624)는 조리개의 개방율을 조절하여 유입되는 외부의 기류의 양을 조절할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 도어 어셈블리 구동 방법에 대한 순서도이다. 도 12는 도 11의 플라즈마 처리 단계를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 13은 도 11의 밸브 개방 단계를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 14는 도 11의 도어 개방 단계를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 15는 도 11의 기판 반출 단계를 개략적으로 보여주는 도면이다. 이하에서는 도 11 내지 도 15를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 도어 어셈블리 구동 방법에 대해 상세히 설명한다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 도어 어셈블리 구동 방법은 플라즈마 처리 단계(S10), 밸브 개방 단계(S20), 도어 개방 단계(S30), 기판 반출 단계(S40), 기판 반입 단계(S50), 그리고 밸브 폐쇄 및 도어 폐쇄 단계(S60)를 순차적으로 수행할 수 있다.
도 12를 참조하면, 플라즈마 처리 단계(S10)는 프로세스 챔버(500) 내에서 기판(W)에 대해 플라즈마 처리를 진행한다. 플라즈마 처리 단계(S10)에서는 도어(620) 및 밸브(624) 각각이 폐쇄 위치에 위치된다. 이에, 플라즈마 처리 단계(S10)에서는 처리 공간(5200) 내부에 대해 진공압을 유지한 상태로 진행할 수 있다.
도 13을 참조하면, 밸브 개방 단계(S20)는 밸브(624)가 개방 위치로 이동한다. 밸브 개방 단계(S20)는 밸브(624)가 폐쇄 위치에서 개방 위치로 이동한다. 밸브(624)는 밸브 구동기(626)에 의해 아래 방향으로 수직 이동할 수 있다. 밸브(624)는 밸브 구동기(626)에 의해 아래 방향으로 슬라이딩 이동할 수 있다. 밸브(624)는 처리 공간(5200)에서 기판(W)을 반출할 때, 개방 위치로 이동할 수 있다.
일 예로, 기판(W)에 대해 플라즈마 처리가 완료된 이후, 그리고 처리 공간(5200)에서 기판(W)을 반출하기 이전에, 밸브(624)는 아래 방향으로 이동할 수 있다. 일 예로, 기판(W)에 대해 플라즈마 처리가 완료된 이후, 그리고 처리 공간(5200)에서 기판(W)을 반출하기 이전에, 밸브(624)는 아래 방향으로 일정 거리 이동하여 통로(621)의 일부를 개방할 수 있다. 밸브(624)가 통로(621)의 일부를 개방한 이후 설정 시간이 경과하면, 밸브(624)는 재차 아래 방향으로 이동하여 통로(621)의 전부를 개방할 수 있다. 즉, 밸브(624)는 기판(W)에 대해 플라즈마 처리가 완료된 시점으로부터 밸브(624)가 통로(621)를 완전 개방하는 시점까지 통로(621)의 개방율이 점진적으로 증가하도록 아래 방향으로 이동할 수 있다. 이에, 프로세스 챔버(500)의 외부 기류가 진공압 상태인 처리 공간(5200) 내부로 급격하게 유입되는 것을 최소화할 수 있다. 또한, 밸브 개방 단계(S20)에서는 프로세스 챔버(500)의 외부 압력과 프로세스 챔버(500)의 내부 압력이 동일하게 될 때까지 밸브(624)를 완전 개방 위치에 위치시킬 수 있다. 이에, 후술할 도어 개방 단계(S30)에서 반입구(5201)를 개방하더라도, 압력 차이로 인해 외부의 기류가 급격히 처리 공간(5200)으로 유입되는 것을 최소화할 수 있따.
도 14를 참조하면, 도어 개방 단계(S30)는 도어(620)가 개방 위치로 이동한다. 도어 개방 단계(S30)는 밸브 개방 단계(S20)에서 밸브(624)가 통로(621)를 완전 개방한 이후, 도어(620)가 폐쇄 위치에서 개방 위치로 이동한다. 도어(620)는 밸브(624)가 통로를 완전 개방한 이후, 도어(620)가 반입구(5201)로부터 멀어지는 방향을 향해 수평 이동한다. 도어(620)의 수평 이동이 완료되면, 도어(620)는 아래 방향으로 수직 이동한다. 이와 달리, 도어(620)의 수평 이동 이후, 도어(620)는 지면에 대해 경사진 이동을 더 수행할 수 있다. 도어(620)가 경사진 이동을 수행한 이후, 도어(620)는 아래 방향으로 수직 이동할 수도 있다. 도어(620)가 아래 방향으로 수직 이동을 완료하면 도어 개방 단계(S30)가 완료된다.
도 15를 참조하면, 기판 반출 단계(S40)는 프로세스 챔버(500)로부터 처리가 완료된 기판(W)을 반출한다. 기판 반출 단계(S40)는 제2이송 로봇(420)에 의해 프로세스 챔버(500)로부터 트랜스퍼 챔버(400)로 처리가 완료된 기판(W)을 반송한다. 기판 반입 단계(S50)는 프로세스 챔버(500)로 기판(W)을 반입한다. 기판 반입 단계(S50)는 제2이송 로봇(420)에 의해 트랜스퍼 챔버(400)로부터 프로세스 챔버(500)로 기판(W)을 반입한다.
밸브 폐쇄 및 도어 폐쇄 단계(S60)는 밸브(624)가 폐쇄 위치로 이동하고, 도어(620)가 폐쇄 위치로 이동한다. 밸브 폐쇄 및 도어 폐쇄 단계(S60)는 기판(W)이 프로세스 챔버(500) 내부로 반송된 이후, 밸브(624)와 도어(620)를 폐쇄 위치로 이동시킨다. 밸브(624)와 도어(620)의 폐쇄 위치로 이동하는 과정은 각각 밸브 개방 단계(S20)와 도어 개방 단계(S30)의 역순으로 진행된다. 밸브 폐쇄 및 도어 폐쇄 단계(S60)가 완료된 이후, 다시 플라즈마 처리 단계(S10)를 수행한다.
상술한 본 발명의 다양한 실시예들에서는 프로세스 챔버(500)에 도어 어셈블리(600)가 제공되고, 프로세스 챔버(500)에서 도어 어셈블리(600)가 구동하는 방법에 대해 설명하였다. 다만, 이에 한정되지 않고, 도어 어셈블리(600)는 로드락 챔버(300), 트랜스퍼 챔버(400) 등 다양한 챔버에 제공될 수 있다. 일 예로, 도어 어셈블리(600)는 기판이 출입하는 반입구가 형성된 챔버에는 모두 적용될 수 있다.
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. 전술한 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.
20 : 전방 단부 모듈
30 : 처리 모듈
500 : 프로세스 챔버
600 : 도어 어셈블리
620 : 도어
622 : 하우징
624 : 밸브
626 : 밸브 구동기
630 : 타공 부재
632 : 플레이트
634 : 필터
640 : 도어 구동기
700 : 제어기

Claims (15)

  1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    기판을 처리하는 처리 공간을 가지고, 기판이 출입하는 반입구가 형성된 챔버;
    상기 처리 공간에 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛;
    상기 공정 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 유닛; 및
    상기 반입구를 개폐하는 도어 어셈블리를 포함하되,
    상기 도어 어셈블리는,
    상기 반입구를 개폐하는 도어; 및
    상기 도어를 개방 위치 및 폐쇄 위치 간에 이동시키는 도어 구동기를 포함하고,
    상기 도어는.
    일 측면에 기류가 유입되는 통로가 형성되고, 내부 공간을 가지는 하우징;
    상기 통로를 개방 또는 폐쇄하는 밸브; 및
    상기 밸브를 개방 위치 또는 폐쇄 위치 간에 이동시키는 밸브 구동기를 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 장치는,
    상기 도어 구동기와 밸브 구동기를 제어하는 제어기를 더 포함하고,
    상기 제어기는,
    상기 처리 공간에서 기판을 반출할 때, 상기 밸브가 개방 위치로 이동하도록 상기 밸브 구동기를 제어하고, 이후에 상기 도어가 개방 위치로 이동하도록 상기 도어 구동기를 제어하는 기판 처리 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 내부 공간에는 상기 기류가 유동하는 타공이 형성된 타공 부재가 제공되는 기판 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 타공 부재는 필터를 포함하는 기판 처리 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 타공 부재는,
    상기 도어의 일 측면과 마주보는 타 측면에 배치되며, 복수의 타공이 형성된 플레이트를 포함하는 기판 처리 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 타공 부재는,
    상기 도어의 일 측면과 마주보는 타 측면에 배치되며, 복수의 타공이 형성된 플레이트; 및
    상기 통로와 상기 플레이트 사이에 배치되는 필터를 포함하는 기판 처리 장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 타공은 상기 통로보다 작은 면적으로 제공되는 기판 처리 장치.
  8. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    기판이 출입하는 반입구가 형성된 챔버; 및
    상기 반입구를 개폐하는 도어 어셈블리를 포함하되,
    상기 도어 어셈블리는,
    상기 챔버의 외측에 위치하여 상기 반입구를 개폐하는 도어; 및
    상기 도어를 개방 위치 및 폐쇄 위치 간에 이동시키는 도어 구동기를 포함하고,
    상기 도어는.
    일 측면에 기류가 유입되는 통로가 형성되고, 내부 공간을 가지는 하우징;
    상기 통로를 개방 또는 폐쇄하는 밸브; 및
    상기 밸브를 개방 위치 또는 폐쇄 위치 간에 이동시키는 밸브 구동기를 포함하는 기판 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 장치는,
    상기 도어 구동기와 밸브 구동기를 제어하는 제어기를 더 포함하고,
    상기 제어기는,
    상기 챔버에서 기판을 반출할 때, 상기 밸브가 개방 위치로 이동하도록 상기 밸브 구동기를 제어하고, 상기 밸브가 개방 위치로 이동한 이후, 상기 도어가 개방 위치로 이동하도록 상기 도어 구동기를 제어하는 기판 처리 장치.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 내부 공간에는 상기 기류가 유동하는 타공이 형성된 타공 부재를 포함하는 기판 처리 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 타공 부재는 필터를 포함하는 기판 처리 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 타공 부재는,
    상기 도어의 일 측면과 마주보는 타 측면에 배치되며, 복수의 타공이 형성된 플레이트; 및
    상기 통로와 상기 플레이트 사이에 배치되는 필터를 포함하는 기판 처리 장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 타공은 상기 통로보다 작은 면적으로 제공되는 기판 처리 장치.
  14. 제8항의 기판 처리 장치에서 상기 도어 어셈블리를 구동하는 방법에 있어서,
    상기 밸브가 개방 위치로 이동하여 상기 통로를 개방하는 밸브 개방 단계; 및
    상기 밸브 개방 단계 이후, 상기 도어가 개방 위치로 이동하는 도어 개방 단계를 포함하는 도어 어셈블리 구동 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 기판 처리 장치는 진공압에서 기판을 처리하는 장치인 도어 어셈블리 구동 방법.
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