KR20230021332A - 기판 처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판을 처리하는 장치는 기판을 처리하는 처리 공간을 가지고, 기판이 출입하는 반입구가 형성된 하우징, 상기 처리 공간에 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛, 상기 공정 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 유닛 및 도어 어셈블리를 포함하되, 상기 도어 어셈블리는 상기 반입구를 개폐하는 도어 및 상기 도어를 개방 위치 및 폐쇄 위치 간에 이동시키는 도어 구동기를 포함하고, 상기 반입구의 상하 길이 방향은 상기 하우징의 제1높이에서 상기 하우징의 바닥벽의 상면까지 형성되고, 상기 도어의 상하 길이 방향은 상기 하우징의 제2높이에서 상기 하우징의 바닥벽의 하면까지 형성되되, 상기 제2높이는 상기 제1높이보다 클 수 있다.

Description

기판 처리 장치{AN APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATE}

본 발명은 기판을 처리하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판에 플라즈마를 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.

일반적으로 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 공정은 기판이 처리되는 처리 공간 상에 가스를 공급한다. 플라즈마가 기판 상에 고르게 작용하기 위해서는 가스가 처리 공간 상에서 균일하게 공급되어야 한다. 이는 기판에 대한 식각 등의 공정 균일성을 확보하는 측면에서 중요하다.

기판을 처리하는 처리 공간을 제공하는 챔버의 내측벽에는 기판이 반입되는 반입구가 형성된다. 반입구가 형성된 챔버의 내측벽과 반입구를 개폐하는 도어의 일 면 사이에서 단차가 존재한다. 챔버의 내측벽과 도어 사이에 형성된 단차진 공간 상에서 처리 공간으로 유입된 가스가 유동한다. 이에, 처리 공간 내에서 가스가 균일하게 분포되지 못한다. 그 결과, 플라즈마가 기판 상에 고르게 작용하지 못하고, 기판에 대한 식각의 균일성이 떨어지는 문제가 있다.

본 발명은 반입구가 형성된 부재와 반입구를 개폐하는 도어 사이에 형성된 단차를 최소화할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 기판을 처리하는 처리 공간에서 공정 가스가 균일하게 분포될 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 기판에 대한 식각 균일성이 확보될 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.

본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자가 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판을 처리하는 장치는 기판을 처리하는 처리 공간을 가지고, 기판이 출입하는 반입구가 형성된 하우징, 상기 처리 공간에 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛, 상기 공정 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 유닛 및 도어 어셈블리를 포함하되, 상기 도어 어셈블리는 상기 반입구를 개폐하는 도어 및 상기 도어를 개방 위치 및 폐쇄 위치 간에 이동시키는 도어 구동기를 포함하고, 상기 반입구의 상하 길이 방향은 상기 하우징의 제1높이에서 상기 하우징의 바닥벽의 상면까지 형성되고, 상기 도어의 상하 길이 방향은 상기 하우징의 제2높이에서 상기 하우징의 바닥벽의 하면까지 형성되되, 상기 제2높이는 상기 제1높이보다 클 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 도어의 내측면은 상기 하우징의 내측벽과 상기 하우징의 외측벽 사이에 위치할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 하우징은 상기 제1높이와 상기 제2높이 사이에서 단차지게 형성될 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 도어의 내측면은 상기 제1높이와 상기 제2높이에 형성된 단차진 공간 상에서 상기 내측벽과 상기 외측벽 중 상기 내측벽에 인접하게 제공될 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 도어는 상기 도어 구동기에 의해 상하 이동하여 상기 개방위치 및 상기 폐쇄 위치 간에 이동할 수 있다.

또한, 본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판을 처리하는 장치는 내부 공간을 가지고, 기판이 출입하는 제1반입구가 형성된 챔버, 상기 내부 공간에 위치하여 기판을 처리하는 처리 공간을 가지고, 기판이 출입하는 제2반입구가 형성된 하우징, 상기 처리 공간에 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛, 상기 공정 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생 유닛 및 도어 어셈블리를 포함하되, 상기 도어 어셈블리는 상기 제2반입구를 개폐하는 도어 및 상기 도어를 개방 위치 및 폐쇄 위치 간에 이동시키는 도어 구동기를 포함하고, 상기 제2반입구의 상하 길이 방향은 상기 하우징의 제1높이에서 상기 하우징의 바닥벽의 상면까지 형성되고, 상기 도어의 상하 길이 방향은 상기 하우징의 제2높이에서 상기 하우징의 바닥벽의 하면까지 형성되되, 상기 제2높이는 상기 제1높이보다 클 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 도어의 내측면은 상기 하우징의 내측벽과 상기 하우징의 외측벽 사이에 위치할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 하우징은 상기 제1높이와 상기 제2높이 사이에서 단차지게 형성될 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 도어의 내측면은 상기 제1높이와 상기 제2높이에 형성된 단차진 공간 상에서 상기 내측벽과 상기 외측벽 중 상기 내측벽에 인접하게 제공될 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 도어는 상기 도어 구동기에 의해 상하 이동하여 상기 개방위치 및 상기 폐쇄 위치 간에 이동할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 반입구가 형성된 부재와 반입구를 개폐하는 도어 사이에 형성된 단차를 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명은 기판을 처리하는 처리 공간에서 공정 가스가 균일하게 분포할 수 있다.

또한, 본 발명은 기판에 대한 식각 균일성이 확보될 수 있다.

본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 공정 챔버에 대한 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 도 2의 A 부분을 확대한 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 4는 도 2의 도어가 하강한 모습을 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 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(1)는 로드 포트(10), 상압 이송 모듈(20), 진공 이송 모듈(30), 로드락 챔버(40), 그리고 공정 챔버(50)를 포함할 수 있다.

로드 포트(10)는 후술하는 상압 이송 모듈(20)의 일 측에 배치될 수 있다. 로드 포트(10)는 하나 또는 복수 개가 제공될 수 있다. 로드 포트(10)의 개수는 공정 효율 및 풋 프린트 조건 등에 따라 증가하거나 감소할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 용기(F)는 로드 포트(10)에 놓일 수 있다. 용기(F)는 천장 이송 장치(Overhead Transfer Apparatus, OHT), 오버헤드 컨베이어(Overhead Conveyor), 또는 자동 안내 차량(Automatic Guided Vehicle)과 같은 이송 수단(미도시)이나 작업자에 의해 로드 포트(10)에 로딩되거나 로드 포트(10)에서 언로딩 될 수 있다. 용기(F)는 수납되는 물품의 종류에 따라 다양한 종류의 용기를 포함할 수 있다. 용기(F)는 전면 개방 일체형 포드(Front Opening Unifed Pod, FOUP)와 같은 밀폐용 용기가 사용될 수 있다.

상압 이송 모듈(20)과 진공 이송 모듈(30)은 제1방향(2)을 따라 배열될 수 있다. 이하에서는, 상부에서 바라볼 때, 제1방향(2)과 수직한 방향을 제2방향(4)으로 정의한다. 또한, 제1방향(2)과 제2방향(4)을 모두 포함한 평면에 수직한 방향을 제3방향(6)으로 정의한다. 여기서 제3방향(6)은 지면에 대해 수직한 방향이다.

상압 이송 모듈(20)은 용기(F)와 후술하는 로드락 챔버(40) 간에 기판(W) 또는 링 부재(R)를 선택적으로 반송할 수 있다. 예를 들어, 상압 이송 모듈(20)은 용기(F)로부터 기판(W)을 인출하여 로드락 챔버(40)로 반송하거나, 로드락 챔버(40)로부터 기판(W)을 인출하여 용기(F)로 반송할 수 있다. 상압 이송 모듈(20)은 반송 프레임(220)과 제1반송 로봇(240)을 포함할 수 있다. 반송 프레임(220)은 로드 포트(10)와 로드락 챔버(40) 사이에 제공될 수 있다. 즉, 반송 프레임(220)에는 로드 포트(10)가 접속될 수 있다. 반송 프레임(220)은 내부가 상압으로 제공될 수 있다. 반송 프레임(220)은 내부가 대기압 분위기로 유지될 수 있다.

반송 프레임(220)에는 제1반송 로봇(240)이 제공될 수 있다. 제1반송 로봇(240)은 로드 포트(10)에 안착된 용기(F)와 후술하는 로드락 챔버(40) 사이에서 기판(W) 또는 링 부재(R)를 선택적으로 반송할 수 있다.

제1반송 로봇(240)은 수직 방향으로 이동할 수 있다. 제1반송 로봇(240)은 수평면 상에서 전진, 후진 또는 회전하는 제1반송 핸드(242)를 가질 수 있다. 제1반송 로봇(240)의 제1반송 핸드(242)는 하나 또는 복수 개로 제공될 수 있다. 제1반송 핸드(242) 상에 기판(W)이 놓일 수 있다. 제1반송 핸드(242)는 후술하는 링 부재(R)를 반송할 수 있다. 선택적으로, 제1반송 핸드(242) 상에 링 부재(R)를 지지하는 후술하는 링 캐리어(미도시)가 놓일 수 있다. 선택적으로, 제1반송 핸드(242)는 링 부재(R)를 직접 지지할 수 있다. 제1반송 핸드(242) 상에 링 부재(R)가 놓일 수 있다.

진공 이송 모듈(30)은 후술하는 로드락 챔버(40)와 후술하는 공정 챔버(50) 사이에 배치될 수 있다. 진공 이송 모듈(30)은 트랜스퍼 챔버(320)와 제2반송 로봇(340)을 포함할 수 있다.

트랜스퍼 챔버(320)는 내부 분위기가 진공압 분위기로 유지될 수 있다. 트랜스퍼 챔버(320)에는 제2반송 로봇(340)이 제공될 수 있다. 일 예로, 제2반송 로봇(340)은 트랜스퍼 챔버(320)의 중앙부에 위치될 수 있다. 제2반송 로봇(340)은 로드락 챔버(40)와 공정 챔버(50) 간에 기판(W) 또는 링 부재(R)를 선택적으로 반송할 수 있다. 선택적으로, 진공 이송 모듈(30)은 공정 챔버(50)들 간에 기판(W)을 반송할 수 있다. 제2반송 로봇(340)은 수평, 수직 방향으로 이동할 수 있다. 제2반송 로봇(340)은 수평면 상에서 전진, 후진 또는 회전을 하는 제2반송 핸드(342)를 가질 수 있다. 제2반송 로봇(340)의 제2반송 핸드(342)는 적어도 하나 이상으로 제공될 수 있다.

트랜스퍼 챔버(320)에는 적어도 하나 이상의 후술하는 공정 챔버(50)가 접속될 수 있다. 트랜스퍼 챔버(320)는 다각형의 형상으로 제공될 수 있다. 트랜스퍼 챔버(320)의 둘레에는 로드락 챔버(40)와 공정 챔버(50)가 배치될 수 있다. 일 예로, 도 1과 같이, 진공 이송 모듈(30)의 중앙부에 육각형 형상의 트랜스퍼 챔버(320)가 배치되고, 그 둘레에 로드락 챔버(40)와 공정 챔버(50)가 배치될 수 있다. 다만, 트랜스퍼 챔버(320)의 형상 및 공정 챔버의 수는 사용자의 필요에 따라, 다양하게 변형되어 제공될 수 있다.

로드락 챔버(40)는 반송 프레임(220)과 트랜스퍼 챔버(320) 사이에 배치될 수 있다. 로드락 챔버(40)는 반송 프레임(220)과 트랜스퍼 챔버(320) 사이에 기판(W) 또는 링 부재(R)가 교환되는 버퍼 공간(B)을 제공한다. 일 예로, 공정 챔버(50)에 배치된 링 부재(R)의 교체를 위해, 로드락 챔버(40)에는 공정 챔버(50)에서 사용된 링 부재(R)가 일시적으로 머무를 수 있다. 일 예로, 공정 챔버(50)로 교체가 예정된 새로운 링 부재(R)의 반송을 위해, 로드락 챔버(40)에는 새로운 링 부재(R)가 일시적으로 머무를 수 있다.

상술한 바와 같이, 반송 프레임(220)은 내부 분위기가 대기압 분위기로 유지될 수 있으며, 트랜스퍼 챔버(320)는 내부 분위기가 진공압 분위기로 유지될 수 있다. 로드락 챔버(40)는 반송 프레임(220)과 그리고 트랜스퍼 챔버(320) 사이에 배치되어, 그 내부 분위기가 대기압 분위기와 진공압 분위기 사이에서 전환될 수 있다.

트랜스퍼 챔버(320)는 적어도 하나 이상의 공정 챔버(50)가 접속될 수 있다. 공정 챔버(50)는 복수 개로 제공될 수 있다. 공정 챔버(50)는 기판(W)에 대해 공정을 수행하는 챔버일 수 있다. 공정 챔버(50)는 플라즈마를 이용하여 기판(W)을 처리하는 플라즈마 챔버일 수 있다. 예컨대, 공정 챔버(50)는 플라즈마를 이용하여 기판(W) 상의 박막을 제거하는 에칭(Etching) 공정, 포토 레지스트 막을 제거하는 애싱(Ashing) 공정, 기판(W) 상에 박막을 형성하는 증착 공정, 또는 드라이 클리닝 공정을 수행하는 챔버일 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 공정 챔버(50)에서 수행하는 플라즈마 처리 공정은 공지된 플라즈마 처리 공정으로 다양하게 변형될 수 있다.

도 2는 도 1의 공정 챔버에 대한 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 2를 참조하면, 공정 챔버(50)는 기판(W)에 플라즈마를 전달하여 기판(W)을 처리할 수 있다. 공정 챔버(50)는 챔버(510), 지지 유닛(520), 가스 공급 유닛(530), 플라즈마 소스(540), 그리고 하우징(600)을 포함할 수 있다.

챔버(510)는 밀폐된 형상으로 제공될 수 있다. 챔버(510) 내부에 후술하는 하우징(600)이 위치할 수 있다. 하우징(600)은 내부에 기판을 처리하는 처리 공간을 제공한다. 하우징(600)에 대한 자세한 설명은 후술한다.

챔버(510)는 금속 재질로 제공될 수 있다. 일 예로, 챔버(510)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 챔버(510)는 접지될 수 있다. 챔버(510)의 일 측에는 기판(W)이 반입 또는 반출되는 반입구(512)가 형성될 수 있다. 반입구(512)는 게이트 밸브(514)에 의해 선택적으로 개폐될 수 있다.

챔버(510)의 바닥면에는 배기 홀(516)이 형성될 수 있다. 배기 라인(560)은 배기 홀(516)에 연결될 수 있다. 배기 라인(560)은 배기 홀(516)을 통해 공정 가스, 공정 부산물 등을 챔버(510)의 외부로 배기할 수 있다. 배기 홀(516)의 상부에는 처리 공간에 대한 배기가 보다 균일하게 이루어질 수 있도록 하는 배기 배플(550)이 제공될 수 있다. 배기 배플(550)은 상부에서 바라볼 때, 대체로 링 형상을 가질 수 있다. 또한, 배기 배플(550)에는 적어도 하나 이상의 홀이 형성될 수 있다. 배기 배플(550)은 후술하는 하우징(600)의 바닥벽에 형성될 수 있다. 배기 배플(550)은 하우징(600)과 지지 유닛(520) 사이에 위치할 수 있다. 일 예로, 배기 배플(550)은 하우징(600)의 바닥벽으로부터 연장되어 지지 유닛(520)까지 제공될 수 있다.

지지 유닛(520)은 챔버(510)의 내부에 위치한다. 지지 유닛(520)은 후술하는 하우징(600)의 내부에 위치할 수 있다. 지지 유닛(520)은 챔버(510)의 바닥면에서 상부로 이격되어 제공될 수 있다. 지지 유닛(520)은 기판(W)을 지지한다. 지지 유닛(520)은 정전기력(Electrostatic force)을 이용하여 기판(W)을 흡착하는 정전 척을 포함한다. 이와 달리, 지지 유닛(520)은 진공 흡착 방식 또는 기계적 클램핑과 같은 다양한 방식으로 기판(W)을 지지할 수 있다. 이하에서는 정전 척을 포함하는 지지 유닛(520)에 대하여 설명한다.

지지 유닛(520)은 정전 척, 절연판(523), 하부 바디(524), 그리고 링 부재(R)를 포함할 수 있다. 정전 척은 상부에 기판(W)이 안착되고, 고주파 전력이 인가될 수 있다. 정전 척은 유전판(521)과 전극판(522)을 포함할 수 있다.

유전판(521)은 지지 유닛(520)의 상단부에 위치한다. 유전판(521)은 원판 형상의 유전체(Dielectric substance)로 제공될 수 있다. 유전판(521)의 상면에는 기판(W)이 놓인다. 유전판(521)의 상면은 기판(W)보다 작은 반경을 갖는다. 기판(W)이 유전판(521) 상면에 놓일 때, 기판(W)의 가장자리 영역은 유전판(521)의 외측에 위치한다. 유전판(521) 내에는 전극(525)과 히터(526)가 매설된다. 전극(525)은 히터(526)의 상부에 위치할 수 있다.

전극(525)은 제1전원(525a)과 전기적으로 연결된다. 제1전원(525a)은 직류 전원을 포함할 수 있다. 전극(525)과 제1전원(525a) 사이에는 제1스위치(525b)가 설치된다. 전극(525)은 제1스위치(525b)의 온/오프에 의해 제1전원(525a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1스위치(525b)가 온(ON) 되면, 전극(525)에는 직류 전류가 인가된다. 전극(525)에 인가된 전류에 의해 전극(525)과 기판(W) 간에 정전기력이 작용한다. 이에 따라, 기판(W)은 유전판(521)에 흡착된다.

히터(526)는 제2전원(526a)과 전기적으로 연결된다. 히터(526)와 제2전원(526a) 사이에는 제2스위치(526b)가 설치될 수 있다. 히터(526)는 제2스위치(526b)의 온/오프에 의해 제2전원(526a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 히터(526)는 제2전원(526a)에서 인가된 전류에 저항함으로써 열을 발생시킨다. 발생된 열은 유전판(521)을 통해 기판(W)으로 전달된다. 히터(526)에서 발생된 열에 의해 기판(W)은 소정의 온도로 유지될 수 있다. 히터(526)는 나선 형상의 코일을 포함할 수 있다. 히터(526)는 복수 개가 제공된다. 히터(526)는 유전판(521)의 서로 다른 영역에 각각 제공될 수 있다. 예컨대, 유전판(521)의 중앙 영역을 가열하는 히터(526)와 유전판(521)의 가장자리 영역을 가열하는 히터(526)가 각각 제공될 수 있고, 이들 히터(526)들은 서로 간에 독립적으로 제어될 수 있다.

상술한 예에서는 유전판(521) 내에 히터(526)가 제공되는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 유전판(521) 내에 히터(526)가 제공되지 않을 수 있다.

전극판(522)은 유전판(521)의 하부에 위치한다. 전극판(522)은 원판 형상으로 제공될 수 있다. 전극판(522)은 도전성 재질로 제공될 수 있다. 일 예로, 전극판(522)은 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 전극판(522)의 상부 중심 영역은 유전판(521)의 저면과 상응하는 면적을 가질 수 있다.

전극판(522)은 금속판을 포함할 수 있다. 일 예에 의하면, 전극판(522)의 전 영역이 금속판으로 제공될 수 있다. 전극판(522)은 제3전원(522a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제3전원(522a)은 고주파 전력을 발생시키는 고주파 전원으로 제공될 수 있다. 고주파 전원은 알에프(RF) 전원으로 제공될 수 있다. 알에프 전원은 하이 바이어스 파워 알에프(High Bias Power RF) 전원으로 제공될 수 있다. 전극판(522)은 제3전원(522a)으로부터 고주파 전력을 인가받는다. 이로 인해, 전극판(522)은 전극으로서 기능할 수 있다. 전극판(522)은 접지되어 제공될 수 있다. 일 예로, 전극판(522)은 하부 전극으로 기능할 수 있다.

전극판(522)의 내부에는 상부 유로(527)와 하부 유로(528)가 제공될 수 있다. 상부 유로(527)는 열 전달 매체가 순환하는 통로로 제공된다. 상부 유로는 전극판(522) 내부에 나선 형상으로 형성될 수 있다. 상부 유로(527)는 제1유체 공급 라인(527c)을 통해 제1유체 공급원(527a)과 연결된다. 제1유체 공급원(527a)에는 열 전달 매체가 저장된다. 열 전달 매체는 불활성 가스를 포함할 수 있다. 일 예로, 열 전달 매체는 헬륨(He) 가스로 제공될 수 있다. 헬륨 가스는 제1유체 공급 라인(527c)을 통해 상부 유로(527)로 공급된다. 헬륨 가스는 상부 유로(527)를 통해 기판(W)의 저면으로 공급된다. 헬륨 가스는 플라즈마에서 기판(W)으로 전달된 열이 유전판(521)과 링 부재(R)로 전달되는 매개체 역할을 할 수 있다.

하부 유로(528)는 열 전달 매체가 순환하는 통로로 제공된다. 전극판(522) 내부에 나선 형상으로 형성될 수 있다. 하부 유로(528)는 제2유체 공급 라인(528c)을 통해 제2유체 공급원(528a)과 연결된다. 제2유체 공급원(528a)에는 열 전달 매체가 저장된다. 열 전달 매체는 냉각 유체로 제공될 수 있다. 일 예로, 냉각 유체는 냉각수로 제공될 수 있다. 냉각수는 제2유체 공급 라인(528c)을 통해 하부 유로(528)로 공급된다. 냉각수는 하부 유로(528)를 통해 유동하며 전극판(522)을 냉각할 수 있다.

정전 척의 하부에는 절연판(523)이 제공된다. 전극판(522)의 하부에는 절연판(523)이 제공된다. 절연판(523)은 절연 재질로 제공되며, 전극판(522)과 후술할 하부 바디(524)를 전기적으로 절연시킨다. 절연판(523)은 상부에서 바라볼 때, 원형의 판 형상으로 제공될 수 있다. 절연판(523)은 전극판(522)과 상응하는 면적으로 제공될 수 있다.

하부 바디(524)는 전극판(522)의 하부에 제공된다. 하부 바디(524)는 절연판(523)의 하부에 제공될 수 있다. 하부 바디(524)는 상부에서 바라볼 때, 링 형상으로 제공될 수 있다. 하부 바디(524)의 내부 공간에는 후술하는 제1리프트 핀 모듈(570)과 후술하는 제2리프트 핀 모듈(580)이 위치할 수 있다.

하부 바디(524)는 연결 부재(524a)를 갖는다. 연결 부재(524a)는 하부 바디(524)의 외측면과 챔버(510)의 내측벽을 연결한다. 연결 부재(524a)는 하부 바디(524)의 외측면에 일정한 간격으로 복수 개 제공될 수 있다. 연결 부재(524a)는 지지 유닛(520)을 챔버(510)의 내부에서 지지한다. 또한, 연결 부재(524a)는 챔버(510)의 내측벽과 연결됨으로써, 하부 바디(524)가 전기적으로 접지(Grounding)되도록 한다. 제1전원(525a)과 연결되는 제1전원 라인(525c), 제2전원(526a)과 연결되는 제2전원 라인(526c), 상부 유로(527)와 연결되는 제1유체 공급 라인(527c), 그리고 하부 유로(528)와 연결되는 제2유체 공급 라인(528c) 등은 연결 부재(524a)의 내부 공간을 통해 챔버(510)의 외부로 연장된다.

가스 공급 유닛(530)은 후술하는 하우징(600)의 내부에 위치할 수 있다. 가스 공급 유닛(530)은 하우징(600)의 처리 공간에 공정 가스를 공급한다. 가스 공급 유닛(530)은 가스 공급 노즐(532), 가스 공급 라인(534), 그리고 가스 저장부(536)를 포함할 수 있다.

가스 공급 노즐(532)은 챔버(510)의 상면 중앙부에 설치될 수 있다. 가스 공급 노즐(532)의 저면에는 분사구가 형성된다. 분사구는 하우징(600) 내부로 공정 가스를 공급한다. 가스 공급 라인(534)은 가스 공급 노즐(532)과 가스 저장부(536)를 연결한다. 가스 공급 라인(534)은 가스 저장부(536)에 저장된 공정 가스를 가스 공급 노즐(532)에 공급한다. 가스 공급 라인(534)에는 밸브(538)가 설치된다. 밸브(538)는 가스 공급 라인(534)을 개폐하여, 가스 공급 라인(534)을 통해 공급되는 공정 가스의 유량을 조절할 수 있다.

플라즈마 소스(540)는 후술하는 하우징(600) 내 공정 가스를 플라즈마 상태로 여기시킨다. 본 발명의 실시예에서는, 플라즈마 소스로 용량 결합형 플라즈마(Capacitively Coupled Plasma, CCP)가 사용된다. 다만, 이에 한정되지 않고, 유도 결합형 플라즈마(Inductively Coupled Plasma, ICP) 또는 마이크로파 플라즈마(Microwave Plasma)를 사용하여 하우징(600) 내 공정 가스를 플라즈마 상태로 여기시킬 수 있다. 이하에서는, 플라즈마 소스로 용량 결합형 플라즈마(CCP)가 사용되는 경우를 예로 들어 설명한다.

용량 결합형 플라즈마 소스는 챔버(510) 내부에 상부 전극 및 하부 전극을 포함할 수 있다. 용량 결합형 플라즈마 소스는 하우징(600) 내부에 상부 전극 및 하부 전극을 포함할 수 있다. 상부 전극 및 하부 전극은 하우징(600) 내부에서 서로 평행하게 상하로 배치될 수 있다. 양 전극 중 어느 하나의 전극은 고주파 전력을 인가하고, 다른 전극은 접지될 수 있다. 이와 달리, 양 전극 모두 고주파 전력이 인가될 수 있다. 양 전극 간의 공간에는 전자기장이 형성되고, 이 공간에 공급되는 공정 가스는 플라즈마 상태로 여기될 수 있다. 플라즈마를 이용하여 기판 처리 공정이 수행된다.

일 예에 의하면, 상부 전극은 후술할 샤워 헤드 유닛(590)으로 제공되고, 하부 전극은 상술한 금속판으로 제공될 수 있다. 하부 전극에는 고주파 전력이 인가되고, 상부 전극은 접지될 수 있다. 이와 달리, 상부 전극과 하부 전극에 각각 고주파 전력이 인가될 수 있다. 이로 인해, 상부 전극과 하부 전극 사이에 전자기장이 발생된다. 발생된 전자기장은 하우징(600) 내부에 제공된 공정 가스를 플라즈마 상태로 여기시킨다.

제1리프트 핀 모듈(570)은 유전판(521)의 상면에 놓이는 링 부재(R)를 승강시킬 수 있다. 제1리프트 핀 모듈(570)은 제1리프트 핀(572), 그리고 제1핀 구동부(574)를 포함할 수 있다. 제1리프트 핀(572)은 유전판(521), 전극판(522), 및/또는 절연판(523)에 형성된 핀 홀을 따라 상하 방향으로 이동할 수 있다. 제1리프트 핀(572)은 복수로 제공될 수 있다. 제1리프트 핀(572)은 상부에서 바라볼 때, 히터(526) 및 상부 유로(522a)와 중첩되지 않도록 배치될 수 있다. 제1핀 구동부(574)는 제1리프트 핀(572)을 상하 방향으로 이동시킬 수 있다. 제1핀 구동부(574)는 복수로 제공될 수 있다. 제1핀 구동부(574)는 공압 또는 유압을 이용한 실린더 또는 모터일 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 제1핀 구동부(574)는 구동력을 제공할 수 있는 다양한 공지된 장치로 제공될 수 있다.

제2리프트 핀 모듈(580)은 기판(W)을 승강시킬 수 있다. 제2리프트 핀 모듈(580)은 제2리프트 핀(582), 승강 플레이트(584), 그리고 제2핀 구동부(586)를 포함할 수 있다. 제2리프트 핀(582)은 승강 플레이트(584)에 결합될 수 있다. 승강 플레이트(584)는 제2핀 구동부(586)에 의해 상하 방향으로 이동될 수 있다.

샤워 헤드 유닛(590)은 샤워 헤드(592), 가스 분사판(594), 그리고 지지부(596)를 포함할 수 있다. 샤워 헤드(592)는 챔버(510)의 상면에서 하부로 일정 거리 이격되어 위치할 수 있다. 가스 분사판(594)과 챔버(510)의 상면 사이에 일정한 공간이 형성될 수 있다. 샤워 헤드(592)는 두께가 일정한 판 형상으로 제공될 수 있다. 샤워 헤드(592)의 저면은 플라즈마에 의한 아크(arc) 발생을 방지하기 위해 그 표면이 양극화 처리될 수 있다. 샤워 헤드(592)의 단면은 지지 유닛(520)과 동일한 형상과 단면적을 갖도록 제공될 수 있다. 샤워 헤드(592)는 복수 개의 관통 홀(593)을 포함한다. 관통 홀(593)은 샤워 헤드(592)의 상면과 하면을 수직 방향으로 관통한다. 샤워 헤드(592)는 금속 재질을 포함할 수 있다. 샤워 헤드(592)는 제4전원(592a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제4전원(592a)은 고주파 전원으로 제공될 수 있다. 이와 달리, 샤워 헤드(592)는 전기적으로 접지될 수 있다. 일 예로, 샤워 헤드(592)는 상부 전극으로 기능할 수 있다.

가스 분사판(594)은 샤워 헤드(592)의 상면에 위치할 수 있다. 가스 분사판(594)은 챔버(510)의 상면에서 일정 거리 이격되어 위치할 수 있다. 가스 분사판(594)은 두께가 일정한 판 형상으로 제공될 수 있다. 가스 분사판(594)에는 분사 홀(595)이 제공된다. 분사 홀(595)은 가스 분사판(594)의 상면과 하면을 수직 방향으로 관통한다. 분사 홀(595)은 샤워 헤드(592)의 관통 홀(593)과 대향되게 위치한다. 가스 분사판(594)은 금속 재질을 포함할 수 있다.

지지부(596)는 샤워 헤드(592)와 가스 분사판(594)의 측부를 지지한다. 지지부(596)의 상단은 챔버(510)의 상면과 연결되고, 하단은 샤워 헤드(592)와 가스 분사판(594)의 측부와 연결된다. 지지부(596)는 비금속 재질을 포함할 수 있다.

도 3은 도 2의 A 부분을 확대한 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 4는 도 2의 도어가 하강한 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 이하에서는 도 2 내지 도 4를 참조하여, 하우징과 도어 어셈블리에 대해서 자세히 설명한다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 하우징(600)은 밀폐된 형상으로 제공될 수 있다. 하우징(600) 내부에는 기판(W)을 처리하는 처리 공간이 제공된다. 기판(W)을 처리할 때, 하우징(600)의 처리 공간은 대체로 진공 분위기로 유지될 수 있다. 하우징(600)은 금속 재질로 제공될 수 있다. 일 예로, 하우징(600)은 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 하우징(600)은 접지될 수 있다.

하우징(600)은 챔버(510) 내부에 위치할 수 있다. 하우징(600)은 챔버(510)의 측벽과 지지 유닛(520) 사이에 위치할 수 있다. 하우징(600)은 상부에서 바라볼 때, 대체로 상부 및 하부의 일부가 개방된 원통 형상으로 제공될 수 있다. 하우징(600)은 바닥벽과 측벽을 가질 수 있다. 하우징(600)의 측벽은 챔버(510)의 상면으로부터 아래 방향을 향해 연장될 수 있다. 하우징(600)의 바닥벽은 하우징(600)의 측벽 끝단으로부터 연장되어 배기 배플(550)과 연결될 수 있다.

하우징(600)의 일 측벽에는 기판(W)이 출입하는 반입구(601)가 형성된다. 반입구(601)는 챔버(510)에 형성된 반입구(512)와 인접한 위치에 제공될 수 있다. 반입구(601)는 챔버(510)에 형성된 반입구(512)와 마주보게 위치할 수 있다. 반입구(610)는 정면에서 바라볼 때, 대체로 반입구(512)와 대응되는 형상을 갖도록 제공될 수 있다. 일 예로, 하우징(600)에 형성된 반입구(601)와 챔버(510)의 측벽에 형성된 반입구(512)는 대응되는 면적을 갖도록 형성될 수 있다.

반입구(601)의 상하 길이 방향은 지면으로부터 제1높이(H1)로부터 하우징(600)의 바닥벽까지 형성될 수 있다. 반입구(601)의 상하 방향의 길이는 하우징(600)의 제1높이(H1)로부터 하우징(600)의 바닥벽의 상면까지 형성될 수 있다. 일 예로, 반입구(601)의 상단의 높이는 지면으로부터 제1높이(H1)이고, 반입구(601)의 하단의 높이는 지면으로부터 바닥벽의 상면까지의 높이일 수 있다.

반입구(601)의 상단에 위치하는 하우징(600)의 일 측벽은 단차지게 형성될 수 있다. 반입구(601)의 상단에 위치하는 하우징(600)의 일 측벽은 외측벽으로부터 내측벽으로 인입되어 단차지게 형성될 수 있다. 하우징(600)의 단차진 부분은 하우징(600)의 내측벽과 외측벽 중 내측벽에 인접하게 형성될 수 있다. 단차진 공간은 후술하는 도어(720)가 폐쇄 위치에 위치할 때, 도어(720)의 상단이 위치하는 공간으로 제공될 수 있다. 도어(720)가 폐쇄 위치에 위치할 때, 도어(720)와 하우징(600)은 서로 조합되어 기판(W)을 처리하는 처리 공간을 형성한다.

도어 어셈블리(700)는 도어(720)와 도어 구동기(740)를 포함할 수 있다. 도어(720)는 하우징(600)에 형성된 반입구(601)를 개폐한다. 도어(720)는 후술하는 도어 구동기(740)에 의해 개방 위치 및 폐쇄 위치 간에 이동한다. 개방 위치는 반입구(601)에서 기판(W)을 반입 또는 반출하기 위해, 반입구(601)를 개방하도록 도어(720)가 아래 방향으로 이동된 위치이다. 폐쇄 위치는 하우징(600)의 처리 공간에서 기판(W)을 처리하기 위해 반입구(601)를 폐쇄하도록 도어(720)가 위 방향으로 이동된 위치이다.

도어(720)의 상하 방향의 길이는 지면으로부터 제2높이(H2)로부터 하우징(600)의 바닥벽까지 형성될 수 있다. 도어(720)의 상하 길이 방향은 하우징(600)의 제2높이(H2)로부터 하우징(600)의 바닥벽의 하면까지 형성될 수 있다. 일 예로, 도어(720)의 상단 높이는 지면으로부터 제2높이(H2)이고, 도어(720)의 하단의 높이는 지면으로부터 바닥벽의 하면까지의 높이일 수 있다. 반입구의 상단의 높이인 제1높이(H1)는 도어(720)의 상단의 높이인 제2높이(H2)보다 작을 수 있다. 하우징(600)의 일 측벽에 형성된 단차진 부분은 제1높이(H1)와 제2높이(H2) 사이에 위치할 수 있다. 도어(720)가 폐쇄 위치에 위치할 때, 도어(720)의 상단은 하우징(600)의 일 측벽에 형성된 단차진 공간에 위치할 수 있다.

도어(720)의 내측면은 하우징(600)의 내측벽과 외측벽 사이에 위치할 수 있다. 일 예로, 도어(720)가 폐쇄 위치에 위치할 때, 도어(720)의 내측면은 하우징(600)의 내측벽과 외측벽 중 내측벽에 인접하게 위치할 수 있다.

도어 구동기(740)는 도어(720)가 반입구(601)를 개방하는 개방 위치로 이동시킬 수 있다. 도어 구동기(740)는 도어(720)가 반입구(601)를 폐쇄하는 폐쇄 위치로 이동시킬 수 있다. 도어 구동기(740)는 도어(720)를 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.

도어 구동기(740)는 도어(720)를 개방 위치로 이동시킬 때, 도어(720)를 아래 방향으로 이동시킬 수 있다. 일 예로, 도어(720)가 개방 위치로 이동이 완료되면, 도어(720)의 상단은 대체로 하우징(600)의 바닥벽과 대응되는 높이에 위치할 수 있다.

도어 구동기(740)는 도어(720)를 폐쇄 위치로 이동시킬 때, 도어(720)를 위 방향으로 이동시킬 수 있다. 일 예로, 도어(720)가 폐쇄 위치로 이동이 완료되면, 도어(720)의 상단은 하우징(600)의 일 측벽에 형성된 단차진 공간의 상단에 접할 수 있다.

처리 공간을 이루는 부재들 간에 간극이 형성되어 있는 경우, 처리 공간 상의 간극이 형성된 부분에서 공정 가스의 균일하지 못한 기류가 형성된다. 이에, 상술한 본 발명의 실시예에 따르면, 도어(720)가 폐쇄 위치에 위치할 때, 도어(720)의 내측면이 하우징(600)의 외측벽과 내측벽 중 내측벽에 인접하게 위치할 수 있다. 도어(720)의 내측면이 하우징(600)의 측벽들중 내측벽에 인접하게 제공됨으로써, 하우징(600)의 처리 공간을 이루는 내측벽에 형성될 수 있는 간극을 최소화할 수 있다. 기판(W)을 처리하는 처리 공간 상에 단차진 부분을 최소화할 수 있다. 이에, 반입구(601)가 형성된 부근에서 공정 가스가 불균일하게 유동하는 것을 최소화할 수 있다. 그 결과 처리 공간 상에 공급되는 공정 가스가 처리 공간 내에서 전체적으로 균일하게 분포될 수 있다. 이에, 처리 공간에서 기판(W)에 대한 식각 균일성을 확보할 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. 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.

10: 로드 포트
20: 상압 이송 모듈
30: 진공 이송 모듈
40: 로드락 챔버
50: 공정 챔버
510 : 챔버
520 : 지지 유닛
521: 유전판
522: 전극판
523 : 절연판
530 : 가스 공급 유닛
540 : 플라즈마 소스
600 : 하우징
601 : 반입구
700 : 도어 어셈블리
720 : 도어

Claims (10)

1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
   기판을 처리하는 처리 공간을 가지고, 기판이 출입하는 반입구가 형성된 하우징;
   상기 처리 공간에 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛;
   상기 공정 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 유닛; 및
   도어 어셈블리를 포함하되,
   상기 도어 어셈블리는,
   상기 반입구를 개폐하는 도어; 및
   상기 도어를 개방 위치 및 폐쇄 위치 간에 이동시키는 도어 구동기를 포함하고,
   상기 반입구의 상하 길이 방향은 상기 하우징의 제1높이에서 상기 하우징의 바닥벽의 상면까지 형성되고,
   상기 도어의 상하 길이 방향은 상기 하우징의 제2높이에서 상기 하우징의 바닥벽의 하면까지 형성되되,
   상기 제2높이는 상기 제1높이보다 큰 기판 처리 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 도어의 내측면은 상기 하우징의 내측벽과 상기 하우징의 외측벽 사이에 위치하는 기판 처리 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 하우징은,
   상기 제1높이와 상기 제2높이 사이에서 단차지게 형성되는 기판 처리 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 도어의 내측면은 상기 제1높이와 상기 제2높이에 형성된 단차진 공간 상에서 상기 내측벽과 상기 외측벽 중 상기 내측벽에 인접하게 제공되는 기판 처리 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 도어는,
   상기 도어 구동기에 의해 상하 이동하여 상기 개방 위치 및 상기 폐쇄 위치 간에 이동하는 기판 처리 장치.
6. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
   내부 공간을 가지고, 기판이 출입하는 제1반입구가 형성된 챔버;
   상기 내부 공간에 위치하여 기판을 처리하는 처리 공간을 가지고, 기판이 출입하는 제2반입구가 형성된 하우징;
   상기 처리 공간에 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛;
   상기 공정 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생 유닛; 및
   도어 어셈블리를 포함하되,
   상기 도어 어셈블리는,
   상기 제2반입구를 개폐하는 도어; 및
   상기 도어를 개방 위치 및 폐쇄 위치 간에 이동시키는 도어 구동기를 포함하고,
   상기 제2반입구의 상하 길이 방향은 상기 하우징의 제1높이에서 상기 하우징의 바닥벽의 상면까지 형성되고,
   상기 도어의 상하 길이 방향은 상기 하우징의 제2높이에서 상기 하우징의 바닥벽의 하면까지 형성되되,
   상기 제2높이는 상기 제1높이보다 큰 기판 처리 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 도어의 내측면은 상기 하우징의 내측벽과 상기 하우징의 외측벽 사이에 위치하는 기판 처리 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 하우징은,
   상기 제1높이와 상기 제2높이 사이에서 단차지게 형성되는 기판 처리 장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 도어의 내측면은 상기 제1높이와 상기 제2높이에 형성된 단차진 공간 상에서 상기 내측벽과 상기 외측벽 중 상기 내측벽에 인접하게 제공되는 기판 처리 장치.
10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도어는,
    상기 도어 구동기에 의해 상하 이동하여 상기 개방 위치 및 상기 폐쇄 위치 간에 이동하는 기판 처리 장치.

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