KR20230063970A - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

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KR20230063970A
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김동욱
김인회
손형규
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세메스 주식회사
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Abstract

본 발명의 실시예는 내부 공간이 형성되는 챔버; 상기 내부 공간에 제공되고, 상기 챔버와 조합되어 상기 내부 공간을 복수의 처리 공간과 이송 공간으로 분리하는 분리 유닛; 상기 복수의 처리 공간에 각각 제공되며, 기판을 지지하는 복수의 지지 유닛; 상기 복수의 처리 공간에 각각 제공되며, 상기 복수의 지지 유닛에 지지된 상기 기판으로 공정 가스를 공급하는 복수의 가스 공급 유닛; 및 상기 이송 공간에 제공되고, 상기 기판을 상기 복수의 처리 공간 간에 이송하는 이송 유닛을 포함하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{APPARATUS FOR TREATING SUBSTATE AND METHOD FOR TREATING SUBSTRATE}
본 발명의 실시예는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자들은 기판으로 사용되는 실리콘 웨이퍼에 대하여 일련의 처리 공정들을 반복적으로 수행하여 제조된다. 예를 들면, 기판 상에 박막을 형성하기 위한 증착 공정과, 박막 상에 포토레지스트 패턴을 형성하기 위한 포토리소그래피 공정과, 박막을 패터닝하거나 제거하기 위한 식각 공정 등이 수행될 수 있다.
최근 반도체 소자는 고집적화를 추구하고 있으며, 이러한 반도체 소자의 고집적화를 위해 고종횡비(High Aspect Ratio, HAR)를 갖는 패턴의 형성이 요구되고 있다. 고종횡비를 갖는 패턴을 형성하기 위하여, 증착 공정과 식각 공정을 조합하여 패턴을 형성하는 방법이 알려져 있다. 증착 공정과 식각 공정을 조합하여 패턴을 형성하는 공정의 경우 각각의 공정이 진행되는 공정 온도가 서로 다르며, 이에 따라 증착 공정과 식각 공정을 수행하는 공정의 장치적인 문제가 있다.
일 예로, 하나의 챔버 내에서 동일한 기판 지지 유닛을 사용하는 증착-식각 복합 공정의 경우에는 각 공정을 진행할 때마다 챔버 또는 기판 지지 유닛의 온도를 해당 공정의 공정 온도로 변환하여야 한다. 이때 온도 변환에 따른 열충격(Heat Shock)에 의해 챔버 내부의 부품이 손상되는 문제 및 이에 따른 챔버 또는 챔버 내의 부품의 수명이 저하되는 문제가 있다. 또한, 온도 변환시 챔버의 내부 공간에 잔존하는 기체가 응축됨에 따른 파티클(Particle)과 같은 오염 물질이 생성되는 문제 및 이에 따른 기판이 오염되는 문제가 있다. 또한, 온도 변환 및 안정화에 시간이 소요됨에 따른 공정시간이 증가되는 문제가 있다.
다른 예로, 하나의 챔버 내에서 여러 장의 기판을 처리하는 멀티-스테이지 방식(Multi-stage type)의 경우에는 챔버 내부에서 기판을 이송하는 로봇이 오염되는 문제 및 로봇의 오염으로 인해 생성된 오염 물질이 챔버를 오염시키는 문제가 있다.
또 다른 예로, 증착 공정이 수행되는 증착 챔버와 식각 공정이 수행되는 식각 챔버를 별도로 구성하는 경우에는 온도 변환이 불필요한 장점이 있다. 그러나 기판을 증착 챔버에서 식각 챔버 간에 이송 및 반입을 위하여 챔버가 열리게 되며, 이 때 챔버 내부의 환경이 변하게 되어 최적의 공정 조건을 유지하기 어려운 문제가 있다. 또한, 증착 챔버와 식각 챔버가 별도로 마련되는 기판 처리 장치의 경우, 상술한 일 예의 장치 또는 상술한 다른 예의 장치 보다 장치의 크기가 크기 때문에 공간 활용 측면에서 불리한 문제가 있다.
본 발명의 실시예는 기판을 효율적으로 처리할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 실시예는 증착 공정과 식각 공정을 조합하여 고종횡비의 피처를 갖는 기판을 제공할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 실시예는 증착 공정과 식각 공정을 동시에 진행할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자가 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예는 기판을 처리하는 장치를 개시한다. 기판 처리 장치는 내부 공간이 형성되는 챔버; 상기 내부 공간에 제공되고, 상기 챔버와 조합되어 상기 내부 공간을 복수의 처리 공간과 이송 공간으로 분리하는 분리 유닛; 상기 복수의 처리 공간에 각각 제공되며, 기판을 지지하는 복수의 지지 유닛; 상기 복수의 처리 공간에 각각 제공되며, 상기 복수의 지지 유닛에 지지된 상기 기판으로 공정 가스를 공급하는 복수의 가스 공급 유닛; 및 상기 이송 공간에 제공되고, 상기 기판을 상기 복수의 처리 공간 간에 이송하는 이송 유닛을 포함한다.
상기 챔버는, 상벽, 상기 상벽의 반대편에 배치되는 하벽, 상기 상벽과 상기 하벽을 연결하는 복수의 측벽, 상기 하벽으로부터 위로 돌출되는 복수의 돌출벽, 및 복수의 격벽을 포함하고, 상기 분리 유닛은, 상판, 상기 상판의 외측 가장자리로부터 아래로 연장되는 복수의 측판 및 상기 상판으로부터 아래로 연장되는 분리판을 포함하고,상기 분리 유닛의 상기 분리판은 상기 챔버의 상기 격벽과 대향하고, 상기 분리 유닛의 상기 측판은 상기 챔버의 돌출벽과 대향할 수 있다.
상기 분리 유닛은 상기 내부 공간 내에서 상하 방향으로 이동 가능하게 제공되고, 상기 분리 유닛은 상기 분리 유닛의 상기 분리판이 상기 챔버의 상기 격벽과 접촉하는 접촉 위치와, 상기 분리 유닛의 상기 분리판이 상기 챔버의 상기 격벽과 이격되는 이격 위치 간에 이동 가능하게 제공될 수 있다.
상기 분리 유닛은 상기 접촉 위치에서 상기 내부 공간을 상기 복수의 처리 공간과 상기 이송 공간으로 분리할 수 있다.
상기 분리 유닛의 상기 측판은 서로 이웃하는 제1 내지 제4측판을 포함하고, 상기 분리 유닛의 상기 분리판은, 일단이 상기 제1측판에 결합되는 제1분리판, 일단이 상기 제2측판에 결합되고 타단이 상기 제1분리판의 타단에 결합되는 제2분리판, 일단이 상기 제3측판에 결합되는 제3분리판, 및 일단이 상기 제2측판에 결합되고 타단이 상기 제3분리판의 타단에 결합되며 상기 제2분리판과 이격되는 제4분리판을 포함하고, 상기 복수의 처리 공간은 이격되는 제1처리 공간과 제2처리 공간을 포함하되, 상기 제1처리 공간은 상기 제1측판, 상기 제2측판, 상기 제1분리판 및 상기 제2분리판의 조합으로 형성되고, 상기 제2처리 공간은 상기 제2측판, 상기 제3측판, 상기 제3분리판 및 상기 제4분리판의 조합으로 형성될 수 있다.
상기 제1처리 공간과 상기 제2처리 공간에서는 서로 다른 기판 처리 공정이 수행되되, 상기 제1처리 공간에서는 증착 공정과 식각 공정 중 어느 하나의 공정이 수행되고, 상기 제2처리 공간에서는 상기 증착 공정과 상기 식각 공정 중 다른 하나의 공정이 수행될 수 있다.
상기 제1처리 공간과 상기 제2처리 공간은 번갈아가면서 제공되도록 배치될 수 있다.
상기 복수의 처리 공간 각각에는 복수의 기판이 반입되고, 상기 복수의 처리 공간에서는 서로 다른 기판 처리 공정이 동시에 수행될 수 있다.
상기 분리 유닛은, 상기 상판, 상기 측판 및 상기 분리판에 내장되는 퍼지 가스 공급 라인과 상기 퍼지 가스 공급 라인으로 퍼지가스를 공급하는 가스 공급원을 포함하고, 상기 측판의 단부 및 상기 분리판의 단부에는 상기 퍼지 가스 공급 라인의 토출구가 형성되고, 상기 분리 유닛이 상기 이격 위치에 위치할 때, 상기 토출구로부터 상기 퍼지 가스가 공급되어 에어 커튼을 형성할 수 있다.
상기 분리 유닛의 상기 분리판은, 일단이 상기 제3측판에 결합되고 상기 제3분리판과 이격되는 제5분리판, 일단이 상기 제4측판에 결합되고 타단이 상기 제5분리판의 타단과 결합되는 제6분리판, 일단이 상기 제1측판에 결합되고 상기 제1분리판과 이격되는 제7분리판, 일단이 상기 제4측판에 결합되고 타단이 상기 제7분리판의 타단에 결합되며 상기 제6분리판과 이격되는 제8분리판을 포함하고, 상기 복수의 처리 공간은 상기 제3측판, 상기 제4측판, 상기 제5분리판 및 상기 제6분리판에 의해 형성되는 제3처리 공간과, 상기 제4측판, 상기 제1측판, 상기 제7분리판 및 상기 제8분리판에 의해 형성되는 제4처리 공간을 더 포함할 수 있다.
상기 이송 공간은 상기 복수의 처리 공간 사이에 형성되고, 상기 이송 유닛은 상기 분리 유닛이 상기 이격 위치에 위치한 상태에서 상기 복수의 처리 공간 각각에서 처리된 기판을 이웃하는 다른 처리 공간으로 시계 방향 또는 반시계 방향으로 이송할 수 있다.
상기 복수의 처리 공간은 4개의 처리 공간 또는 6개의 처리 공간을 포함하고, 상기 이송 공간은 상기 복수의 처리 공간 사이에 형성될 수 있다.
상기 복수의 처리 공간에서는 공정 온도가 서로 다른 공정이 동시에 수행될 수 있다.
상기 이송 유닛은, 회전축이 결합되는 중앙부; 및 상기 중앙부로부터 외측으로 연장되며 상기 기판을 지지하는 복수의 아암을 포함하고, 상기 복수의 아암은 상기 복수의 처리 공간과 대응되는 수로 마련될 수 있다.
본 발명의 실시예는 기판이 복수의 처리 공간을 순차적으로 이동하면서 증착 공정과 식각 공정을 번갈아가면서 수행하는 기판 처리 방법을 개시한다. 기판 처리 방법은 상기 증착 공정과 상기 식각 공정은 하나의 챔버에서 동시에 수행되되, 상기 챔버는 서로 분리된 복수의 처리 공간과, 상기 복수의 처리 공간 사이에 제공되며 상기 기판을 상기 복수의 처리 공간 간에 이송하는 이송 유닛이 제공되는 이송 공간을 포함하고, 상기 복수의 처리 공간 중 일부에서는 상기 증착 공정이 수행되고, 상기 복수의 처리 공간 중 나머지에서는 상기 식각 공정이 수행되며, 상기 증착 공정이 수행되는 처리 공간과 상기 식각 공정이 수행되는 처리 공간은 교대로 배치되고, 상기 증착 공정이 수행된 기판은 상기 이송 유닛에 의해 상기 식각 공정이 수행되는 처리 공간으로 이송되고, 상기 식각 공정이 수행된 기판은 상기 이송 유닛에 의해 상기 증착 공정이 수행되는 처리 공간으로 이송된다.
상기 챔버는 분리 유닛에 의해 상기 복수의 처리 공간과 상기 이송 공간으로 분리되되, 상기 분리 유닛은 상하 방향으로 이동 가능하게 제공될 수 있다.
상기 분리 유닛은 상기 챔버와 접촉되어 상기 복수의 처리 공간 각각 및 상기 복수의 처리 공간과 상기 이송 공간을 밀폐시키는 접촉 위치와, 상기 챔버와 이격되어 상기 복수의 처리 공간과 상기 이송 공간을 개방하는 이격 위치 사이를 이동하고, 상기 분리 유닛이 상기 접촉 위치에 위치되는 경우 상기 기판에 대하여 공정이 수행되고, 상기 분리 유닛이 상기 이격 위치에 위치되는 경우 상기 이송 유닛이 상기 기판을 이송할 수 있다.
상기 분리 유닛은 상기 분리 유닛에 내장되는 퍼지 가스 공급 라인과, 상기 퍼지 가스 공급 라인에 퍼지 가스를 공급하는 가스 공급원을 포함하고, 상기 분리 유닛이 상기 이격 위치에 위치되는 경우, 상기 분리 유닛은 상기 퍼지 가스를 공급하여 에어 커튼을 형성할 수 있다.
상기 증착 공정과 상기 식각 공정은 공정 온도가 서로 상이한 공정일 수 있다.
상기 복수의 처리 공간은 짝수개의 처리 공간으로 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예는 기판을 처리하는 장치를 개시한다. 기판 처리 장치는 내부 공간이 형성되는 챔버; 상기 내부 공간에 제공되고, 상기 챔버와 조합되어 상기 내부 공간을 복수의 처리 공간과 이송 공간으로 분리하는 분리 유닛; 상기 복수의 처리 공간에 각각 제공되며, 기판을 지지하는 복수의 지지 유닛; 상기 복수의 처리 공간에 각각 제공되며, 상기 복수의 지지 유닛에 지지된 상기 기판으로 공정 가스를 공급하는 복수의 가스 공급 유닛; 및 상기 이송 공간에 제공되고, 상기 기판을 상기 복수의 처리 공간 간에 이송하는 이송 유닛을 포함하고, 상기 분리 유닛은 상기 내부 공간에서 상기 분리 유닛이 상기 챔버와 접촉되는 접촉 위치와 상기 분리 유닛이 상기 챔버와 이격되는 이격 위치 사이를 이동 가능하게 제공되고, 상기 분리 유닛은 상기 분리 유닛에 내장되며 퍼지 가스를 토출하여 에어 커튼을 형성하는 퍼지 가스 공급 라인을 포함하고, 상기 분리 유닛은 상기 접촉 위치에 위치되는 경우에는 상기 분리 유닛과 상기 챔버의 접촉에 의해 상기 복수의 처리 공간과 상기 이송 공간을 분리하고, 상기 이격 위치에 위치되는 경우에는 상기 에어 커튼을 형성하여 상기 복수의 처리 공간과 상기 이송 공간을 분리한다.
상기 복수의 처리 공간 중 일부는 증착 공정이 수행되는 처리 공간으로 제공되고, 상기 복수의 처리 공간 중 나머지는 식각 공정이 수행되는 처리 공간으로 제공되고, 상기 증착 공정이 수행되는 처리 공간과 상기 식각 공정이 수행되는 처리 공간을 교대로 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 기판을 효율적으로 처리할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 증착 공정과 식각 공정을 조합하여 고종횡비의 피처를 갖는 기판을 효율적으로 처리할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 동일 챔버 내에서 증착 공정이 수행되는 영역과 식각 공정이 수행되는 영역을 분리하여 온도 변화 없이 증착-식각 복합 공정이 가능할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 동일 챔버 내에서 증착 공정과 식각 공정을 독립적으로 동시에 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 동일 챔버 내에서 기판을 이동시키는 로봇을 분리된 영역에 위치됨에 따라 로봇으로 인한 오염 가능성을 최소화할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것을 아니며, 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 설비를 보여주는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치의 평단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 챔버의 단면사시도이다.
도 4는 도 2에 도시된 분리 유닛의 저면 사시도이다.
도 5는 도 2에 도시된 분리 유닛의 단면 사시도이다.
도 6은 도 2의 기판 처리 장치의 처리 공간이 밀폐되는 때의 모습을 개략적으로 도시한 측단면도이다.
도 7은 도 2의 기판 처리 장치의 처리 공간이 개방되는 때의 모습을 개략적으로 도시한 측 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치에서 기판 처리 공정이 수행되는 때의 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치에서 기판 처리 공정이 수행되지 않을 때의 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 분리 유닛의 평면도이다.
도 11 내지 도 17은 도 2의 기판 처리 장치에서 복수의 기판에 증착 공정과 식각 공정이 번갈아가며 수행되는 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 18은 도 2의 기판 처리 장치의 변형례를 도시한 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
어떤 구성요소를 '포함한다'는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 구체적으로, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 "연결된다"라는 의미는 A 부재와 B 부재가 직접 연결되는 경우뿐만 아니라, A 부재와 B 부재의 사이에 C 부재가 개재되어 A 부재와 B 부재가 간접 연결되는 경우도 의미한다.
본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.
본 발명의 실시예에서는 플라즈마 또는 플라즈마 이외의 가스를 이용하여 기판(W)을 처리하는 공정을 일 예로 설명한다. 본 발명의 실시예는 증착 공정과 식각 공정을 반복 수행하여 기판(W)을 처리하는 공정을 일 예로 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않고, 세정 공정, 애싱 공정, 현상 공정과 같은 액을 이용한 기판 처리 공정 등에서도 다양하게 적용될 수 있다.
여기서, 기판은 반도체 소자나 평판 디스플레이(FPD: flat panel display) 및 그 밖에 박막에 회로패턴이 형성된 물건의 제조에 이용되는 기판을 모두 포함하는 포괄적인 개념이다. 이러한 기판(W)의 예로는, 실리콘 웨이퍼, 유리기판, 유기기판 등이 있다.
이하, 도 1 내지 도 18을 참조하여 본 발명의 일 예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 설비를 보여주는 평면도이다. 도 1을 참조하면, 기판 처리 설비(1)는 인덱스 모듈(10), 처리 모듈(20) 및 로드락 모듈(30)을 포함할 수 있다.
인덱스 모듈(10)은 로드 포트(120)와 반송 프레임(140)을 포함할 수 있다. 로드 포트(120), 반송 프레임(140), 로드락 모듈(30) 및 처리 모듈(20)을 순차적으로 일렬로 배열될 수 있다. 이하, 로드 포트(120), 반송 프레임(140), 로드락 모듈(30) 및 처리 모듈(20)이 배열된 방향을 제1방향(12)이라 하고, 상부에서 바라볼 때 제1방향(12)과 수직한 방향을 제2방향(14)이라고 하며, 제1방향(12)과 제2방향(14)을 포함한 평면에 수직인 방향을 제3방향(16)이라고 한다. 제3방향(16)은 제1방향(12) 및 제2방향(14) 모두에 수직인 방향일 수 있다.
로드 포트(120)에는 복수의 기판(W)이 수납된 카세트(18)가 안착될 수 있다. 로드 포트(120)는 복수 개로 제공될 수 있다. 복수의 로드 포트(120)는 제2방향(14)을 따라 일렬로 배치될 수 있다. 복수의 로드 포트(120)는 제2방향(14)을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다. 도 1에서는 4개의 로드 포트(120)가 제공되는 것으로 도시하였으나, 이에 제한되지 않으며, 로드 포트(120)의 개수는 처리 모듈(20)의 처리 효율 및 풋 프린트 등의 조건에 따라 증가하거나 감소될 수 있다.
카세트(18)에는 기판(W)의 가장자리 영역을 지지하는 슬롯(미도시)이 형성될 수 있다. 슬롯은 복수의 슬롯을 포함할 수 있다. 복수의 슬롯은 제3방향(16)을 따라 서로 이격되게 형성될 수 있다. 복수의 기판(W)은 복수의 슬롯 각각에 지지되며, 이 경우 복수의 기판(W)은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 카세트(18) 내에 위치될 수 있다. 카세트(18)로는 전면 개방 일체형 포드(Front Opening Unified Pod, FOUP)가 사용될 수 있다.
반송 프레임(140)은 로드 포트(120)에 안착된 카세트(18), 로드락 모듈(30) 간에 기판(W)을 반송한다. 반송 프레임(140)은 로드 포트(120)와 제1방향(12)으로 배열될 수 있다. 반송 프레임(140)은 로드 포트(120)와 로드락 모듈(30) 사이에 배치될 수 있다. 반송 프레임(140)에는 인덱스 레일(142)과 인덱스 로봇(144)이 제공될 수 있다. 인덱스 레일(142)은 그 길이 방향이 제2방향(14)와 나란하게 형성될 수 있다. 인덱스 로봇(144)는 인덱스 레일(142) 상에 설치될 수 있다. 인덱스 로봇(144)는 인덱스 레일(142) 상에서 이동 가능하게 제공될 수 있다. 인덱스 로봇(144)은 인덱스 레일(142)을 따라 제2방향(14)으로 직선 이동 가능하게 제공될 수 있다. 인덱스 로봇(144)은 베이스(144a), 몸체(144b), 인덱스 암(144c) 및 핸드(144d)를 포함할 수 있다. 베이스(144a)는 인덱스 레일(142)을 따라 이동 가능하게 설치될 수 있다. 몸체(144b)는 베이스(144a)에 결합될 수 있다. 몸체(144b)는 베이스(144a) 상에서 제3방향(16)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다. 몸체(144b)는 베이스(144a) 상에서 회전 가능하게 제공될 수 있다. 인덱스 암(144c)은 몸체(144b)에 결합될 수 있다. 인덱스 암(144c)은 몸체(144b)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하게 제공될 수 있다. 인덱스 암(144c)은 복수의 인덱스 암(144c)을 포함할 수 있다. 복수의 인덱스 암(144c)은 개별 구동될 수 있다. 복수의 인덱스 암(144c)은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치될 수 있다. 복수의 인덱스 암(144c) 중 일부는 처리 모듈(20)에서 카세트(18)로 기판(W)을 반송할 때 사용될 수 있다. 복수의 인덱스 암(144c) 중 다른 일부는 카세트(18)에서 처리 모듈(20)로 기판(W)을 반송할 때 사용될 수 있다. 이 경우, 인덱스 로봇(144)이 기판(W)을 반입 또는 반출하는 과정에서 공정 처리 전의 기판(W)으로부터 발생된 파티클이 공정 처리 후의 기판(W)에 부착되는 것을 방지할 수 있다.
로드락 모듈(30)은 반송 프레임(140)과 반송 유닛(240) 사이에서 기판(W)을 반송하기 위해 로드락 모듈(30)의 내부 분위기를 상압 분위기와 진공 분위기 사이에서 전환할 수 있다. 로드락 모듈(30)은 처리 모듈(20)로 반입되는 기판(W)에 대하여 인덱스 모듈(10)의 상압 분위기를 처리 모듈(20)의 진공 분위기로 전환하거나, 인덱스 모듈(10)로 반출되는 기판(W)에 대해 처리 모듈(20)의 진공 분위기를 인데스 모듈(10)의 상압 분위기로 전환할 수 있다. 반송 프레임(140)과 반송 유닛(240) 사이에 배치될 수 있다. 로드락 모듈(30)과 반송 프레임(140) 사이에는 기판(W)이 반송되는 개구를 개폐하는 도어(미도시)가 설치될 수 있다. 로드락 모듈(30)과 반송 유닛(240) 사이에는 기판(W)이 반송되는 개구를 개폐하는 게이트 밸브(미도시)가 설치될 수 있다. 로드락 모듈(30)은 반송 프레임(140)과 반송 유닛(240) 간에 기판(W)이 반송되기 전에 기판(W)이 머무르는 공간을 제공할 수 있다. 로드락 모듈(30)은 로드락 챔버(32)와 언로드락 챔버(34)를 포함할 수 있다.
로드락 챔버(32)는 인덱스 모듈(10)에서 처리 모듈(20)로 반송되는 기판(W)이 임시로 머무르는 공간을 제공할 수 있다. 인덱스 모듈(10)로부터 로드락 챔버(32)에 기판(W)이 반입되기 전에는 로드락 챔버(32)는 상압 분위기를 유지할 수 있다. 이때, 로드락 챔버(32)는 인덱스 모듈(10)에 대하여는 개방된 상태를 유지하고, 처리 모듈(20)에 대하여는 차단될 수 있다. 즉, 로드락 챔버(32)와 인덱스 모듈(10) 사이의 도어는 열리고, 로드락 챔버(32)과 반송 유닛(240) 사이의 게이트 밸브는 닫힌 상태를 유지할 수 있다. 로드락 챔버(32)에 기판(W)이 반입되면, 로드락 챔버(32)의 내부 공간을 인덱스 모듈(10)과 처리 모듈(20) 각각에 대하여 밀폐할 수 있다. 즉, 로드락 챔버(32)와 인덱스 모듈(10) 사이의 도어와 로드락 챔버(32)과 반송 유닛(240) 사이의 게이트 밸브가 모두 닫힌 상태를 유지할 수 있다. 이후, 로드락 챔버(32)의 내부 공간은 상압 분위기에서 진공 분위기로 전환될 수 있다. 이후, 로드락 챔버(32)는 인덱스 모듈(10)에 대하여 차단된 상태에서 처리 모듈(20)에 대하여 개방될 수 있다. 즉, 로드락 챔버(32)와 인덱스 모듈(10) 사이의 도어는 닫히고, 로드락 챔버(32)과 반송 유닛(240) 사이의 게이트 밸브는 열릴수 있다.
언로드락 챔버(34)는 처리 모듈(20)에서 인덱스 모듈(10)로 반송되는 기판(W)이 임시로 머무르는 공간을 제공할 수 있다. 처리 모듈(20)로부터 언로드락 챔버(34)에 기판(W)이 반입되기 전에는 언로드락 챔버(34)는 진공 분위기를 유지할 수 있다. 이때, 언로드락 챔버(34)는 처리 모듈(20)에 대하여는 개방된 상태를 유지하고, 인덱스 모듈(10)에 대하여는 차단될 수 있다. 즉, 언로드락 챔버(34)와 반송 유닛(240) 사이의 게이트 밸브는 열리고, 언로드락 챔버(34)와 인덱스 모듈(10) 사이의 도어는 닫힌 상태를 유지할 수 있다. 언로드락 챔버(34)에 기판(W)이 반입되면, 언로드락 챔버(34)의 내부 공간을 인덱스 모듈(10)과 처리 모듈(20) 각각에 대하여 밀폐할 수 있다. 즉, 언로드락 챔버(34)와 인덱스 모듈(10) 사이의 도어와 언로드락 챔버(34)과 반송 유닛(240) 사이의 게이트 밸브가 모두 닫힌 상태를 유지할 수 있다. 이후, 언로드락 챔버(34)의 내부 공간은 진공 분위기에서 상압 분위기로 전환될 수 있다. 이후, 언로드락 챔버(34)는 처리 모듈(20)에 대하여 차단된 상태에서 인덱스 모듈(10)에 대하여 개방될 수 있다. 즉, 언로드락 챔버(34)와 인덱스 모듈(10) 사이의 도어는 열리고, 언로드락 챔버(34)과 반송 유닛(240) 사이의 게이트 밸브는 닫힐수 있다.
처리 모듈(20)은 반송 유닛(220)과 기판 처리 장치(300)를 포함할 수 있다.
반송 유닛(220)은 로드락 챔버(32), 언로드락 챔버(34) 및 복수의 기판 처리 장치(300) 간에 기판(W)을 반송할 수 있다.
반송 유닛(220)은 반송 챔버(222)를 포함할 수 있다. 반송 챔버(222)는 단면이 직사각형으로 제공될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며, 반송 챔버(222)는 단면이 오각형, 육각형 등의 다각형상을 포함한 다양한 형상으로 제공될 수 있다. 반송 챔버(222)의 형상에 따라 기판 처리 설비(1)는 리니어 타입(Linear Type) 또는 클러스터 타입(cluster Type)으로 구분될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 설비(1)는 리니어 타입 또는 클러스터 타입으로 제공될 수 있다.
반송 유닛(222)에는 반송 레일(224)과 반송 로봇(226)이 제공될 수 있다. 반송 레일(224)은 그 길이 방향이 제1방향(12)와 나란하게 형성될 수 있다. 반송 로봇(226)는 반송 레일(224) 상에 설치될 수 있다. 반송 로봇(226)는 반송 레일(224) 상에서 이동 가능하게 제공될 수 있다. 반송 로봇(226)은 반송 레일(224)을 따라 제1방향(12)으로 직선 이동 가능하게 제공될 수 있다. 반송 로봇(226)은 베이스(226a), 몸체(226b), 반송 암(226c) 및 핸드(226d)를 포함할 수 있다. 베이스(226a)는 반송 레일(224)을 따라 이동 가능하게 설치될 수 있다. 몸체(226b)는 베이스(226a)에 결합될 수 있다. 몸체(226b)는 베이스(226a) 상에서 제3방향(16)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다. 몸체(226b)는 베이스(226a) 상에서 회전 가능하게 제공될 수 있다. 반송 암(226c)은 몸체(226b)에 결합될 수 있다. 반송 암(226c)은 몸체(226b)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하게 제공될 수 있다. 반송 암(226c)은 복수의 반송 암(226c)을 포함할 수 있다. 복수의 반송 암(226c)은 개별 구동될 수 있다. 복수의 반송 암(226c)은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치될 수 있다. 복수의 반송 암(226c)은 복수의 기판(W)을 동시에 기판 처리 장치(300)로 반송할 수 있다. 일 예로, 복수의 반송 암(226c)은 짝수 매의 기판(W)을 동시에 기판 처리 장치(300)로 반송할 수 있다.
반송 챔버(222)에는 기판 처리 장치(300)가 결합될 수 있다. 반송 챔버(222)에는 복수의 기판 처리 장치(300)가 접속될 수 있다. 반송 챔버(222)의 양 측면에는 복수의 기판 처리 장치(300)가 위치될 수 있다. 반송 챔버(222)과 기판 처리 장치(300) 사이에는 기판(W)이 반입 및 반출되는 반송구(미도시)를 개폐하는 게이트 밸브가 설치될 수 있다. 반송 챔버(222)의 내부에는 기판(W)을 반송하기 위한 반송 공간이 형성될 수 있다. 반송 공간은 진공 환경으로 제공될 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치(300)에 대하여 도면을 참조하면 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치의 평단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 챔버의 단면사시도이고, 도 4는 도 2에 도시된 분리 유닛의 저면 사시도이고, 도 5는 도 2에 도시된 분리 유닛의 단면 사시도이고, 도 6은 도 2의 기판 처리 장치의 처리 공간이 밀폐되는 때의 모습을 개략적으로 도시한 측단면도이고, 도 7은 도 2의 기판 처리 장치의 처리 공간이 개방되는 때의 모습을 개략적으로 도시한 측 단면도이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치에서 기판 처리 공정이 수행되는 때의 모습을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치에서 기판 처리 공정이 수행되지 않을 때의 모습을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 분리 유닛의 평면도이고, 도 11 내지 도 17은 도 2의 기판 처리 장치에서 복수의 기판에 증착 공정과 식각 공정이 번갈아가며 수행되는 모습을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 18은 도 2의 기판 처리 장치의 변형례를 도시한 도면이다.
도 2를 참고하면, 기판 처리 장치(300)는 챔버(320)를 포함할 수 있다. 챔버(320)는 내부에 내부 공간(302)이 형성될 수 있다. 챔버(320)는 내부 공간(302)에 복수의 기판(W)을 수용할 수 있다. 챔버(320)는 단면이 사각 형상으로 형성될 수 있다. 다만 이에 제한되지 않으며, 복수의 기판(W)을 수용할 수 있는 다양한 형상으로 제공될 수 있다.
챔버(320)의 내부 공간(302)에는 후술하는 바와 같이 복수의 처리 공간과 이송 공간이 형성되며, 복수의 처리 공간 각각에는 기판(W)을 지지하는 복수의 지지 유닛(340)과, 복수의 지지 유닛(340) 각각에 지지된 기판(W)으로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛(360)이 제공될 수 있다. 지지 유닛(340)과 가스 공급 유닛(360)은 복수의 처리 공간의 개수와 대응되는 수로 마련될 수 있다.
가스 공급 유닛(360)은 공정 가스를 공급하는 가스 공급 라인(362)과, 가스 공급 라인(362)의 외측에 설치되는 퍼지 가스 공급 라인(364)을 포함할 수 있다. 복수의 가스 공급 유닛(360) 각각은 기판(W)에 대하여 처리하는 처리 공정의 종류에 따라 서로 다른 공정 가스를 각 처리 공간으로 공급할 수 있다. 일 예로, 기판에 대하여 증착 공정이 수행되는 처리 공간에 배치되는 가스 공급 유닛(360)에서는 증착 가스를 해당 처리 공간으로 공급하고, 기판에 대하여 식각 공정이 수행되는 처리 공간에 배치되는 가스 공급 유닛(360)에서는 식각 가스를 해당 처리 공간으로 공급할 수 있다. 퍼지 가스 공급 라인(364)은 각 처리 공간에서 복수의 기판에 대하여 처리 공정이 진행될 때, 퍼지 가스를 처리 공간으로 공급하여 에어 커튼 플로우를 형성할 수 있다. 이를 통해, 처리 공간에 하강 기류를 형성하며, 밀폐된 각 처리 공간을 청정한 상태로 유지할 수 있다. 퍼지 가스 공급 라인(364)은 분리 유닛(400)이 하강하여 복수의 처리 공간을 밀폐하는 경우에, 복수의 처리 공간 각각으로 퍼지 가스를 공급하여 에어 커튼 플로우를 형성할 수 있다. 공정 진행 중(분리 유닛(400)이 하강하여 각 처리 공간이 밀폐되는 경우)에 퍼지 가스 공급 라인(364)으로부터 형성되는 에어 커튼 플로우는 가스 공급 라인(362)에서 각 처리 공간에 공급되는 반응 가스의 흐름을 안내할 수 있다. 예건대, 각 처리 공간을 배기하는 배기관(미도시)으로 반응 가스가 잘 배기되도록 반응 가스의 흐름을 안내할 수 있다. 또한, 퍼지 가스 공급 라인(364)로부터 공급 및 형성되는 에어 커튼 플로우가 각 처리 공간을 규정짓는 스테이지의 외벽을 타고 흐르기 때문에 반응가스가 각각의 스테이지의 외벽에 부착/고착되는 등 스테이지 외벽을 오염시키는 현상을 방지할 수 있다.
분리 유닛(400)이 상승하여 각 처리 공간이 개방되는 경우(공정이 진행되지 않는 경우 및 이송 유닛에 의해 기판이 이동되는 경우), 퍼지 가스 공급 라인(364)으로부터 공급되어 형성되는 에어커튼 플로우는, 분리 유닛(400)으로부터 공급 및 형성되는 에어 커튼과 마찬가지로 각 처리 공간의 반응 가스가 이웃한 처리 공간으로 유입되는 것을 방지하는 역할을 수행할 수 있다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 챔버(320)는 상벽(322), 상벽(322)의 반대편에 배치되는 하벽(324), 및 상벽(322)과 하벽(324)를 연결하는 복수의 측벽(326)을 포함할 수 있다. 복수의 측벽(326) 중 어느 하나의 측벽(326)에는 기판(W)이 반입 및/또는 반출되는 반송구(미도시)가 형성될 수 있으며, 반송구는 상술한 게이트 밸브를 통해 개폐될 수 있다. 챔버(320)의 내부 공간(302)는 상벽(322), 하벽(324) 및 복수의 측벽(236)이 조합되어 형성될 수 있다. 복수의 측벽(326)은 서로 이웃하는 제1 내지 제4측벽(3262, 3264, 3266, 3268)을 포함할 수 있다.
챔버(320)는 하벽(324)으로부터 위로 돌출되는 복수의 돌출벽(327)을 포함할 수 있다. 복수의 돌출벽(327)은 복수의 측벽(326)으로부터 내측으로 돌출될 수 있다. 복수의 돌출벽(327)은 복수의 측벽(326)의 내측면을 따라 연장 형성될 수 있다. 복수의 돌출벽(327)은 제1 내지 제4돌출벽(3272, 3274, 3276, 3278)을 포함할 수 있다. 제1돌출벽(3272)은 제1측벽(3262)으로부터 내측으로 돌출될 수 있다. 제2돌출벽(3274)은 제2측벽(3264)으로부터 내측으로 돌출될 수 있다. 제3돌출벽(3276)은 제3측벽(3266)으로부터 내측으로 돌출될 수 있다. 제4돌출벽(3278)은 제4측벽(3268)으로부터 내측으로 돌출될 수 있다. 제1 내지 제4돌출벽(3272, 3274, 3276, 3278)은 조합에 의해 내부에 공간이 형성되는 사각 링을 형성할 수 있다. 복수의 돌출벽(327)은 후술하는 분리 유닛(400)의 측판(420)과 대응되는 개수로 제공될 수 있다.
돌출벽(327)은 측벽(326)보다 낮은 높이를 갖도록 제공될 수 있다. 일 예로, 돌출벽(327)은 후술하는 지지 유닛(340)과 동일한 높이를 갖도록 형성될 수 있다. 또는, 돌출벽(327)은 지지 유닛(340)보다 낮은 높이를 갖도록 형성될 수 있다. 이를 통해, 후술하는 이송 유닛(380)에 의해 기판(W)이 이송될 때 돌출벽(327)과의 간섭 또는 충돌을 회피할 수 있다.
돌출벽(327)은 후술하는 분리 유닛(400)의 측판(420)과 대향할 수 있다. 돌출벽(327)의 상부면은 분리 유닛(400)이 상하 방향으로 이동됨에 따라 측판(420)과 이격되거나, 측판(420)과 접촉될 수 있다. 제1돌출벽(3272)는 제1측판(422)과 대향하고, 제2돌출벽(3274)는 제2측판(424)와 대향하고, 제3돌출벽(3276)은 제3측판(426)과 대향하고, 제4돌출벽(3278)은 제4측판(428)과 대향할 수 있다.
챔버(320)는 하벽(324)으로부터 위로 돌출되는 복수의 격벽(328)을 포함할 수 있다. 복수의 격벽(328)은 후술하는 분리 유닛(400)읜 분리판(430)과 대응되는 개수로 제공될 수 있다. 격벽(328)은 돌출벽(327)과 대응되는 높이로 제공될 수 있다. 격벽(328)은 지지 유닛(340)과 대응되는 높이로 제공될 수 있다. 또는 격벽(328)는 지지 유닛(340)보다 낮은 높이로 제공될 수 있다. 이를 통해, 후술하는 이송 유닛(380)에 의해 기판(W)이 이송될 때 격벽(328)과의 간섭 또는 충돌을 회피할 수 있다.
격벽(328)은 후술하는 분리 유닛(400)의 분리판(430)과 대향할 수 있다. 격벽(328)의 상부면은 분리 유닛(400)이 상하 방향으로 이동됨에 따라 분리판(430)과 이격되거나, 분리판(430)과 접촉될 수 있다.
격벽(328)은 일단이 제1돌출벽(3272)에 결합되는 제1격벽(3281)과, 일단이 제2돌출벽(3274)에 결합되고 타단이 제1격벽(3281)의 타단과 결합되는 제2격벽(3282)을 포함할 수 있다. 제1격벽(3281)은 제2돌출벽(3274)와 대향할 수 있다. 제1격벽(3281)은 제2돌출벽(3274)과 이격될 수 있다. 제2격벽(3282)은 제1돌출벽(3272)와 대향할 수 있다. 제2격벽(3282)은 제1돌출벽(3272)과 이격될 수 있다. 제1돌출벽(3272), 제2돌출벽(3274), 제1격벽(3281) 및 제2격벽(3282)는 조합되어 제1처리 공간(303)을 형성할 수 있다.
제1격벽(3281)은 후술하는 제1분리판(431)과 대향하고, 제2격벽(3282)는 후술하는 제2분리판(432)와 대향할 수 있다. 분리 유닛(400)이 하강 이동되는 경우, 제1격벽(3281)은 제1분리판(431)과 접촉되고, 제2격벽(3282)는 제2분리판(432)와 접촉될 수 있다. 분리 유닛(400)이 상승 이동되는 경우, 제1격벽(3281)은 제1분리판(431)과 이격되고, 제2격벽(3282)는 제2분리판(432)와 이격될 수 있다.
격벽(328)은 일단이 제3돌출벽(3276)에 결합되는 제3격벽(3283)과, 일단이 제2돌출벽(3274)에 결합되고 타단이 제3격벽(3283)의 타단과 결합되는 제4격벽(3284)을 포함할 수 있다. 제3격벽(3283)은 제2돌출벽(3274)와 대향할 수 있다. 제3격벽(3283)은 제2돌출벽(3274)과 이격될 수 있다. 제4격벽(3284)은 제3돌출벽(3276)와 대향할 수 있다. 제4격벽(3284)는 제2격벽(3282)과 대향할 수 있다. 제4격벽(3284)은 제3돌출벽(3276)과 이격될 수 있다. 제2돌출벽(3274), 제3돌출벽(3276), 제3격벽(3283) 및 제4격벽(3284)은 조합되어 제2처리 공간(304)을 형성할 수 있다.
제3격벽(3283)은 후술하는 제3분리판(433)과 대향하고, 제4격벽(3284)는 후술하는 제4분리판(434)와 대향할 수 있다. 분리 유닛(400)이 하강 이동되는 경우, 제3격벽(3283)은 제3분리판(433)과 접촉되고, 제4격벽(3284)는 제4분리판(434)과 접촉될 수 있다. 분리 유닛(400)이 상승 이동되는 경우, 제3격벽(3283)은 제3분리판(433)과 이격되고, 제4격벽(3284)는 제4분리판(434)와 이격될 수 있다.
격벽(328)은 일단이 제3돌출벽(3276)에 결합되는 제5격벽(3285)과, 일단이 제4돌출벽(3278)에 결합되고 타단이 제5격벽(3285)의 타단과 결합되는 제6격벽(3286)을 포함할 수 있다. 제5격벽(3285)은 제4돌출벽(3278)와 대향할 수 있다. 제5격벽(3285)은 제3격벽(3283)과 대향할 수 있다. 제6격벽(3286)은 제3돌출벽(3276)과 이격될 수 있다. 제6격벽(3286)은 제3돌출벽(3276)와 대향할 수 있다. 제3돌출벽(3276), 제4돌출벽(3278), 제5격벽(3285) 및 제6격벽(3286)은 조합되어 제3처리 공간(305)을 형성할 수 있다.
제5격벽(3285)은 후술하는 제5분리판(435)과 상하 방향으로 대향하고, 제6격벽(3286)는 후술하는 제6분리판(436)과 상하 방향으로 대향할 수 있다. 분리 유닛(400)이 하강 이동되는 경우, 제5격벽(3285)은 제5분리판(435)과 접촉되고, 제6격벽(3286)은 제6분리판(436)과 접촉될 수 있다. 분리 유닛(400)이 상승 이동되는 경우, 제5격벽(3285)은 제5분리판(435)과 이격되고, 제6격벽(3286)는 제6분리판(436)과 이격될 수 있다.
격벽(328)은 일단이 제1돌출벽(3272)에 결합되는 제7격벽(3287)과, 일단이 제4돌출벽(3278)에 결합되고 타단이 제7격벽(3287)의 타단과 결합되는 제8격벽(3288)을 포함할 수 있다. 제7격벽(3287)은 제4돌출벽(3278)와 대향할 수 있다. 제7격벽(3287)은 제1격벽(3281)과 대향할 수 있다. 제8격벽(3288)은 제1돌출벽(3272)과 이격될 수 있다. 제8격벽(3288)은 제1돌출벽(3272)와 대향할 수 있다. 제1돌출벽(3272), 제4돌출벽(3278), 제7격벽(3287) 및 제8격벽(3288)은 조합되어 제4처리 공간(306)을 형성할 수 있다.
제7격벽(3287)은 후술하는 제7분리판(437)과 상하 방향으로 대향하고, 제8격벽(3286)는 후술하는 제8분리판(438)과 상하 방향으로 대향할 수 있다. 분리 유닛(400)이 하강 이동되는 경우, 제7격벽(3287)은 제7분리판(437)과 접촉되고, 제8격벽(3288)은 제8분리판(438)과 접촉될 수 있다. 분리 유닛(400)이 상승 이동되는 경우, 제7격벽(3287)은 제7분리판(437)과 이격되고, 제8격벽(3288)는 제8분리판(438)과 이격될 수 있다.
도 2, 도 4 및 도 5를 참조하면, 기판 처리 장치(300)는 분리 유닛(400)을 포함할 수 있다. 분리 유닛(400)은 챔버(320)의 내부 공간(302)에 제공될 수 있다. 분리 유닛(400)은 챔버(320)와 조합되어 내부 공간(302)을 복수의 처리 공간(303 내지 306)과 이송 공간(307)으로 분리할 수 있다.
분리 유닛(400)은 상판(410)과, 상판(410)의 외측 가장자리로부터 아래로 연장되는 측판(420)과, 상판(410)으로부터 아래로 연장되는 분리판(430)을 포함할 수 있다.
상판(410)은 챔버(320)의 상벽(322)과 대향할 수 있다. 상판(410)은 챔버(320)의 상벽(322)과 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 일 예로, 상판(410)은 사각 형상으로 제공될 수 있다. 상판(410)은 상벽(322)의 아래에 제공되며, 상벽(322)과 이격될 수 있다.
측판(420)은 돌출벽(327)과 대향할 수 있다. 측판(420)은 돌출벽(327)의 위에 제공될 수 있다. 측판(420)은 돌출벽(327)과 상하 방향으로 중첩될 수 있다. 측판(420)은 돌출벽(327)의 적어도 일부와 상하 방향으로 중첩될 수 있다. 측판(420)의 단면적은 돌출벽(327)의 단면적보다 작은 면적으로 제공될 수 있다. 측판(420)의 내측면은 돌출벽(327)의 내측면과 동일 평면상에 위치되고, 측판(420)의 외측면은 돌출벽(327)의 외측면 보다 내측에 위치될 수 있다. 측판(420)의 외측면은 챔버(320)의 측벽(326)의 내측면보다 내측에 위치될 수 있다. 측판(420)의 외측면은 챔버(320)의 측벽(326)의 내측면과 이격될 수 있다.
측판(420)은 복수의 측판(420)을 포함할 수 있다. 복수의 측판(420)은 챔버(320)의 돌출벽(327)과 대응되는 수로 제공될 수 있다. 일 예로, 복수의 측판(420)은 제1 내지 제4측판(422, 424, 426, 428)을 포함할 수 있다. 측판(420)의 하단부는 분리 유닛(400)이 상하 방향으로 이동됨에 따라 돌출벽(327)과 접촉하거나, 돌출벽(327)과 이격될 수 있다.
분리판(430)은 격벽(328)과 대향할 수 있다. 분리판(430)은 격벽(328)과 상하 방향으로 중첩될 수 있다. 분리판(430)은 격벽(328)의 위에 제공될 수 있다. 분리판(430)은 측판(420)의 내측에 제공될 수 있다. 분리판(430)은 복수의 분리판(430)을 포함할 수 있다. 복수의 분리판(430)은 복수의 격벽(328)과 대응되는 수로 제공될 수 있다.
복수의 분리판(430)은 일단이 제1측판(422)에 결합되는 제1분리판(431), 일단이 제2측판(424)에 결합되고 타단이 제1분리판(431)의 타단에 결합되는 제2분리판(432)을 포함할 수 있다. 제1분리판(431)은 제2측판(424)와 대향할 수 있다. 제1분리판(431)은 제2측판(424)와 이격될 수 있다. 제1분리판(431)은 제7분리판(437)과 대향할 수 있다. 제1분리판(431)은 제1격벽(3281)의 위에 제공될 수 있다. 제1분리판(431)은 제1격벽(3281)과 상하 방향으로 중첩될 수 있다. 제2분리판(432)은 제1측판(422)과 대향할 수 있다. 제2분리판(432)은 제1측판(422)과 이격될 수 있다. 제2분리판(432)은 제4분리판(434)와 대향할 수 있다. 제2분리판(432)는 제4분리판(434)과 이격될 수 있다. 제2분리판(432)은 제2격벽(3282)의 위에 제공될 수 있다. 제2분리판(432)은 제2격벽(3282)과 상하 방향으로 중첩될 수 있다. 제1측판(422), 제2측판(424), 제1분리판(431) 및 제2분리판(432)은 서로 조합되어 제1처리 공간(303)을 형성할 수 있다. 제1처리 공간(303)을 규정짓는 제1측판(422), 제2측판(424), 제1분리판(431) 및 제2분리판(432)은 제1스테이지라고 호칭될 수 있다. 즉, 챔버(320)는 복수의 처리 공간을 포함하는 하나의 전체 챔버를 의미할 수 있고, 분리 유닛(400)에 의해 분리되는 각각의 처리 공간을 규정하는 부분(상술한 제1스테이지)을 의미할 수 있다.
복수의 분리판(430)은 일단이 제3측판(426)에 결합되는 제3분리판(433)과 일단이 제2측판(424)에 결합되고 타단이 제3분리판(433)의 타단에 결합되는 제4분리판(434)을 포함할 수 있다. 제3분리판(433)은 제2측판(424)와 대향할 수 있다. 제3분리판(433)은 제2측판(424)와 이격될 수 있다. 제3분리판(433)은 제5분리판(435)와 대향할 수 있다. 제3분리판(433)은 제5분리판(435)와 이격될 수 있다. 제3분리판(433)은 제3격벽(3283)의 위에 제공될 수 있다. 제3분리판(433)은 제3격벽(3283)과 상하 방향으로 중첩될 수 있다. 제4분리판(434)은 제3측판(426)과 대향할 수 있다. 제4분리판(434)은 제3측판(426)과 이격될 수 있다. 제4분리판(434)은 제2분리판(432)와 대향할 수 있다. 제4분리판(434)은 제2분리판(432)와 이격될 수 있다. 제4분리판(434)은 제4격벽(3284)의 위에 제공될 수 있다. 제4분리판(434)은 제4격벽(3284)와 상하 방향으로 오버랩될 수 있다. 제2측판(424), 제3측판(426), 제3분리판(433) 및 제4분리판(434)는 서로 조합되어 제2처리 공간(304)을 형성할 수 있다. 제2처리 공간(302)을 규정짓는 제2측판(424), 제3측판(426), 제3분리판(433) 및 제4분리판(434)은 제2스테이지라고 호칭될 수 있다. 즉, 챔버(320)는 복수의 처리 공간을 포함하는 하나의 전체 챔버를 의미할 수 있고, 분리 유닛(400)에 의해 분리되는 각각의 처리 공간을 규정하는 부분(상술한 제2스테이지)을 의미할 수 있다.
복수의 분리판(430)은 일단이 제3측판(426)에 결합되는 제5분리판(435)과 일단이 제4측판(428)에 결합되고 타단이 제5분리판(435)의 타단과 결합되는 제6분리판(436)을 포함할 수 있다. 제5분리판(435)은 제4측판(428)과 대향할 수 있다. 제5분리판(435)은 제4측판(428)과 이격될 수 있다. 제5분리판(435)은 제3분리판(433)과 대향할 수 있다. 제5분리판(435)은 제3분리판(433)과 이격될 수 있다. 제5분리판(435)은 제5격벽(3285)의 위에 제공될 수 있다. 제5분리판(435)은 제5격벽(3285)과 상하 방향으로 중첩될 수 있다. 제6분리판(436)은 제3측판(426)과 대향할 수 있다. 제6분리판(436)은 제3측판(426)과 이격될 수 있다. 제6분리판(436)은 제8분리판(438)과 대향할 수 있다. 제6분리판(436)은 제8분리판(438)과 이격될 수 있다. 제6분리판(436)은 제6격벽(3286)의 위에 제공될 수 있다. 제6분리판(436)은 제6격벽(3286)과 상하 방향으로 오버랩될 수 있다. 제3측판(426), 제4측판(428), 제5분리판(435) 및 제6분리판(436)은 서로 조합되어 제3처리 공간(305)을 형성할 수 있다. 제3처리 공간(305)을 규정짓는 3측판(426), 제4측판(428), 제5분리판(435) 및 제6분리판(436)은 제3스테이지라고 호칭될 수 있다. 즉, 챔버(320)는 복수의 처리 공간을 포함하는 하나의 전체 챔버를 의미할 수 있고, 분리 유닛(400)에 의해 분리되는 각각의 처리 공간을 규정하는 부분(상술한 제3스테이지)을 의미할 수 있다.
복수의 분리판(430)은 일단이 제1측판(422)에 결합되는 제7분리판(437), 일단이 제4측판(428)에 결합되고 타단이 제7분리판(437)의 타단에 결합되는 제8분리판(438)을 포함할 수 있다. 제7분리판(437)은 제4측판(428)과 대향할 수 있다. 제7분리판(437)은 제4측판(428)과 이격될 수 있다. 제7분리판(437)은 제1분리판(431)과 대향할 수 있다. 제7분리판(437)은 제1분리판(431)과 이격될 수 있다. 제7분리판(437)은 제7격벽(3287)의 위에 제공될 수 있다. 제7분리판(437)은 제7격벽(3287)과 상하 방향으로 오버랩될 수 있다. 제8분리판(438)은 제1측판(422)와 대향할 수 있다. 제8분리판(438)은 제1측판(422)와 이격될 수 있다. 제8분리판(438)은 제6분리판(436)과 대향할 수 있다. 제8분리판(438)은 제6분리판(436)과 이격될 수 있다. 제8분리판(438)은 제8격벽(3288)의 위에 제공될 수 있다. 제8분리판(438)은 제8격벽(3288)과 상하 방향으로 오버랩될 수 있다. 제4측판(428), 제1측판(422), 제7분리판(437) 및 제8분리판(438)은 서로 조합되어 제4처리 공간을 형성할 수 있다. 제4처리 공간(306)을 규정짓는 4측판(428), 제1측판(422), 제7분리판(437) 및 제8분리판(438)은 제4스테이지라고 호칭될 수 있다. 즉, 챔버(320)는 복수의 처리 공간을 포함하는 하나의 전체 챔버를 의미할 수 있고, 분리 유닛(400)에 의해 분리되는 각각의 처리 공간을 규정하는 부분(상술한 제4스테이지)을 의미할 수 있다. 즉, 챔버(320)는 제1 내지 제4스테이지를 포함하는 전체 챔버를 의미하거나, 제1 내지 제4스테이지 각각을 의미할 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 분리 유닛(400)은 내부 공간(302) 내에서 상하 방향으로 이동 가능하게 제공될 수 있다. 분리 유닛(400)은 구동기(미도시)에 의해 내부 공간(302) 내에서 상하 방향으로 이동될 수 있다. 구동기(미도시)는 모터를 포함할 수 있다. 분리 유닛(400)은 분리판(430)이 격벽(328)과 접촉하는 접촉 위치와, 분리판(430)이 격벽(328)과 이격되는 이격 위치 간에 이동 가능하게 제공될 수 있다. 분리 유닛(400)은 측판(420)이 돌출벽(327)과 접촉하는 접촉 위치와, 측판(420)이 돌출벽(327)과 이격되는 이격 위치 간에 이동 가능하게 제공될 수 있다. 분리 유닛(400)은 접촉 위치에서 처리 공간을 밀폐하고, 이격 위치에서 처리 공간을 개방한다.
도 8을 참조하면, 분리 유닛(400)이 접촉 위치에 위치되어 각 처리 공간이 밀폐되는 경우, 각 처리 공간에서는 설정된 기판 처리 공정이 수행된다. 이때, 가스 공급 라인(362)에서는 설정된 기판 처리 공정에 사용되는 공정 가스를 각 처리 공간으로 공급한다. 또한, 퍼지 가스 공급 라인(364)는 각 처리 공간으로 퍼지 가스(공정 가스를 구성하는)를 공급하여 하강 기류를 형성함으로써 각 처리 공간을 청정한 상태로 유지할 수 있다. 또한, 퍼지 가스로 인하여 각 처리 공간에는 에어 커튼 플로우가 형성되며, 에어 커튼 플로우를 통해 분리 유닛(400)과 챔버(320) 사이의 미세한 틈으로 공정 가스가 다른 처리 공간으로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
도 9를 참조하면, 분리 유닛(400)은 퍼지 가스 공급부(440)를 포함할 수 있다. 퍼지 가스 공급부(440)는 퍼지 가스 공급 라인(442)과, 퍼지 가스 공급 라인(442)으로 퍼지 가스를 공급하는 퍼지 가스 공급원(444)을 포함할 수 있다. 퍼지 가스 공급 라인(442)는 상판(410), 복수의 측판(420) 및 복수의 분리판(430)에 내장될 수 있다. 퍼지 가스 공급원(444)는 퍼지 가스 공급 라인(442)으로 퍼지 가스를 공급할 수 있다. 퍼지 가스는 질소 가스(N2), 아르곤 가스(Ar) 등의 비활성 기체로 제공될 수 있다. 퍼지 가스 공급 라인(442)의 토출구는 복수의 측판(420) 각각의 단부 및 복수의 분리판(430) 각각의 단부에 형성될 수 있다. 퍼지 가스 공급부(440)는 분리 유닛(400)이 이격 위치에 위치할 때, 퍼지 가스 공급 라인(442)의 토출구를 통해 퍼지 가스를 공급할 수 있다. 이때, 공급되는 퍼지 가스는 에어 커튼을 형성할 수 있다. 이를 통해, 분리 유닛(400) 챔버(320)의 복수의 돌출벽(327)과 복수의 격벽(328)과 이격되는 경우에도, 에어 커튼에 의해서 복수의 처리 공간 및 이송 공간은 분리된 상태를 유지할 수 있다. 이를 통해, 각 처리 공간에서 사용되는 공정 가스가 섞이는 것을 방지할 수 있다. 또한, 각 처리 공간에서 처리 후 발생된 부산물, 이물질 등이 다른 처리 공간이나 이송 공간으로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 챔버(320)의 내부 공간(302)은 복수의 처리 공간과 이송 공간을 포함할 수 있다. 복수의 처리 공간과 이송 공간은 분리 유닛(400)이 접촉 위치에 위치됨에 따라 분리될 수 있다. 일 예로, 복수의 처리 공간은 제1 내지 제4처리 공간을 포함할 수 있다. 제1처리 공간(303)은 제1돌출벽(3272), 제2돌출벽(3274), 제1격벽(3281) 및 제2격벽(3282)을 포함하는 챔버(320)의 부분과, 제1측판(422), 제2측판(424), 제1분리판(431) 및 제2분리판(432)를 포함하는 분리 유닛(400)의 부분의 접촉에 의해 다른 공간들과 분리된다. 제1처리 공간(303)은 제2돌출벽(3274), 제3돌출벽(3276), 제3격벽(3283) 및 제4격벽(3284)을 포함하는 챔버(320)의 부분과, 제2측판(424), 제3측판(426), 제3분리판(433) 및 제4분리판(434)를 포함하는 분리 유닛(400)의 부분의 접촉에 의해 다른 공간들과 분리된다. 제3처리 공간(305)은 제4돌출벽(3278), 제1돌출벽(3272), 제7격벽(3287) 및 제8격벽(3288)을 포함하는 챔버(320)의 부분과, 제4측판(428), 제1측판(422), 제7분리판(437) 및 제8분리판(438)를 포함하는 분리 유닛(400)의 부분의 접촉에 의해 다른 공간들과 분리된다. 제4처리 공간(306)은 제3돌출벽(3276), 제4돌출벽(3278), 제5격벽(3285) 및 제6격벽(3286)을 포함하는 챔버(320)의 부분과, 제3측판(426), 제4측판(428), 제5분리판(435) 및 제6분리판(436)를 포함하는 분리 유닛(400)의 부분의 접촉에 의해 다른 공간들과 분리된다.
이송 공간(307)은 제1 내지 제4처리 공간(303 내지 306) 사이에 형성된다. 이송 공간(307)은 이송 유닛(500)이 위치하는 중앙 영역(3071)과, 제1처리 공간(303)과 제2처리 공간(304) 사이의 제1영역(3072)과, 제2처리 공간(304)과 제3처리 공간(305) 사이의 제2영역(3073)과, 제3처리 공간(305)과 제4처리 공간(306) 사이의 제3영역(3074)과, 제4처리 공간(306)과 제1처리 공간(303) 사이의 제4영역(3075)을 포함할 수 있다.
이송 유닛(500)은 이송 공간(307)에 제공될 수 있다. 이송 유닛(500)은 분리 유닛(400)이 이격 위치에 위치할 때에 기판(W)을 이송할 수 있다. 이송 유닛(500)은 복수의 처리 공간 각각에 반입된 복수의 기판(W)을 복수의 처리 공간 간에 이송할 수 있다. 이송 유닛(500)은 복수의 처리 공간 각각에 반입되어 처리가 완료된 기판(W)을 이웃하는 처리 공간으로 이송할 수 있다. 이송 유닛(500)은 복수의 처리 공간 각각에 반입된 복수의 기판(W)을 동시에 이송할 수 있다. 이송 유닛(500)은 시계 방향 또는 반시계 방향으로 복수의 기판(W)을 동시에 이송할 수 있다.
이송 유닛(500)은 이송 공간의 중앙 영역에 설치되는 중앙부(520)와, 중앙부(520)로부터 외측으로 연장되며 기판(W)을 지지하는 복수의 아암(540)을 포함할 수 있다. 중앙부(520)는 회전 가능하게 제공될 수 있다. 중앙부(520)는 소정 각도로 회전 가능하게 제공될 수 있다. 중앙부(520)는 베이스(522), 베이스(522)에 회전 가능하게 결합되는 회전축(524) 및 회전축(524)에 결합되어 회전축(524)과 함께 회전되는 몸체(526)을 포함할 수 있다. 복수의 아암(540)은 몸체(526)에 결합되며, 몸체(526)가 회전됨에 따라 함께 회전될 수 있다.
복수의 아암(540)은 복수의 처리 공간의 수와 대응되는 수로 제공될 수 있다. 일 예로, 복수의 처리 공간이 4개의 처리 공간을 포함할 경우에 복수의 아암(540)은 4개의 아암을 포함할 수 있다. 복수의 처리 공간이 6개의 처리 공간을 포함할 경우에 복수의 아암(540)은 6개의 아암을 포함할 수 있다. 이하에서는 복수의 아암(540)이 4개의 아암을 포함하는 실시예에 대하여 설명한다.
복수의 아암(540)은 제1 내지 제4아암(542, 544, 546, 548)을 포함할 수 있다. 복수의 아암(540)은 서로 이격될 수 있다. 제1아암(542)은 중앙부(520)로부터 이송 공간의 제1영역으로 연장되고, 제2아암(544)은 중앙부(520)로부터 이송 공간의 제2영역으로 연장되고, 제3아암(546)은 중앙부(520)로부터 이송 공간의 제3영역으로 연장되고, 제4아암(548)은 중앙부(520)로부터 이송 공간의 제4영역으로 연장될 수 있다. 제1아암(542)은 제1처리 공간(303)과 제2처리 공간(304) 간에 기판을 이송할 수 있다. 제2아암(544)은 제2처리 공간(304)과 제3처리 공간(305) 간에 기판을 이송할 수 있다. 제3아암(546)은 제3처리 공간(305)과 제4처리 공간(306) 간에 기판을 이송할 수 있다. 제4아암(458)은 제4처리 공간(306)과 제1처리 공간(303) 간에 기판을 이송할 수 있다.
복수의 아암(540)에는 기판(W)을 지지하는 핸드(미도시)가 제공될 수 있다. 핸드는 기판(W)을 흡착 지지할 수 있다.
이하에서는, 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 방법을 보다 상세히 설명한다.
도 11 내지 도 17은 도 2의 기판 처리 장치에서 복수의 기판에 증착 공정과 식각 공정이 번갈아가며 수행되는 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 11 내지 도 17은 복수의 기판 처리 공간 각각에 반입된 기판에 대하여 1번의 사이클 공정이 진행되는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 11은 복수의 처리 공간 각각에 기판이 반입된 상태를 도시한 도면이고, 도 12 및 도 13은 도 11에서 기판 처리 공정이 수행된 이후 기판이 인접한 처리 공간으로 이송되는 과정을 도시한 도면이고, 도 14 및 도 15는 도 13에서 기판 처리 공정이 수행된 이후 기판이 인접한 처리 공간으로 이송되는 과정을 도시한 도면이고, 도 16 및 도 17은 도 15에서 기판 처리 공정이 수행된 이후 기판이 인접한 처리 공간으로 이송되는 과정을 도시한 도면이다. 사이클 공정이 종료된 기판은 이후에 반송 유닛(240)으로 반출된다.
제1 내지 제4처리 공간(303 내지 306) 각각에서는 서로 다른 공정이 수행될 수 있다. 제1 내지 제4처리 공간(303 내지 306) 각각에서는 공정 온도 조건이 서로 상이한 다른 공정이 수행될 수 있다. 제1 내지 제4처리 공간(303 내지 306) 중 어느 하나의 공간과, 제1 내지 제4처리 공간(303 내지 306) 중 다른 하나의 공간에서는 서로 다른 공정이 수행될 수 있다. 제1 내지 제4처리 공간(303 내지 306) 중 이웃하는 공간에서는 서로 다른 공정이 수행될 수 있다. 일 예로, 제1처리 공간(303)과 제3처리 공간(305)에서는 증착 공정이 수행되고, 제2처리 공간(304)과 제4처리 공간(306)에서는 식각 공정이 수행될 수 있다. 또 다른 예로, 제1처리 공간(303)과 제3처리 공간(305)에서는 식각 공정이 수행되고, 제2처리 공간(304)과 제4처리 공간(306)에서는 증착 공정이 수행될 수 있다.
도 11 내지 도 17을 참고하면, 복수의 기판(W)은 제1 내지 제4처리 공간(303 내지 306) 각각에 반입되고, 제1 내지 제4처리 공간(303 내지 306) 각각에 반입된 복수의 기판(W)은 동시에 처리된다. 기판(W)은 복수의 처리 공간을 순차적으로 이동하면서 식각 공정과 증착 공정을 번갈아가면서 수행된다. 일 예로, 제1처리 공간(303)에 반입된 제1기판(W1)은 제1처리 공간(303)에서 증착 공정이 수행된 후 이송 유닛(500)에 의해 제2처리 공간(304)으로 이송되고, 제2처리 공간(304)에서 식각 공정이 수행된 후 이송 유닛(500)에 의해 제3처리 공간(305)으로 이송되며, 제3처리 공간(305)에서 증착 공정이 수행된 후 이송 유닛(500)에 의해 제4처리 공간(306)으로 이송되며, 제4처리 공간(306)에서 식각 공정이 수행된다. 즉, 제1기판(W1)은 제1 내지 제4처리 공간(303 내지 306)을 순차적으로 이송되며 증착 공정과 식각 공정이 반복 수행되고, 최종 공정이 완료되면 반송 유닛(240)으로 반출된다. 마찬가지로, 제2처리 공간(304)에 반입된 제2기판(W2)은 제2처리 공간(304), 제3처리 공간(305), 제4처리 공간(306) 및 제1처리 공간(303)으로 순차적으로 이송되어 각 공간에서 처리된다. 제3처리 공간(305)에 반입된 제3기판(W3)은 제3처리 공간(305), 제4처리 공간(306), 제1처리 공간(303) 및 제2처리 공간(304)으로 순차적으로 이송되어 각 공간에서 처리된다. 제4처리 공간(306)에 반입된 제4기판(W4)은 제4처리 공간(306), 제1처리 공간(303), 제2처리 공간(304) 및 제3처리 공간(305)으로 순차적으로 이송되어 각 공간에서 처리된다. 제1 내지 제4처리 공간(303 내지 306)에 반입된 복수의 기판(W)은 공정 레시피에 따라 제1 내지 제4처리 공간(303 내지 306)에서 복수 회로 처리 공정이 수행될 수 있다. 즉, 기판(W)에 대하여 사이클 공정이 수행될 수 있으며, 사이클 횟수는 처리 목적에 따라 다르게 설정될 수 있다.
제1 내지 제4처리 공간(303 내지 306) 각각에 반입되는 기판(W)은 동시에 공정이 수행될 수 있다. 제1 내지 제4처리 공간(303 내지 306)에서 동시에 기판 처리 공정이 수행되는 경우, 분리 유닛(400)은 접촉 위치에 위치될 수 있다. 제1 내지 제4처리 공간(303 내지 306)에서 수행되는 기판 처리 공정이 종료되면 분리 유닛(400)은 이격 위치로 이동되고, 이송 유닛(500)은 기판(W)을 이웃하는 처리 공간으로 이송할 수 있다.
이상에서는, 기판 처리 장치(300)에 4개의 처리 공간이 형성되어 4매의 기판에 대하여 동시에 기판 처리 공정을 수행하는 사항을 일 예로 설명하였다. 그러나, 공정 효율, 풋프린트 등의 조건에 따라서 복수의 처리 공간은 다양한 개수로 마련될 수 있다. 일 예로 복수의 처리 공간을 짝수 개의 공간으로 마련될 수 있다. 일 예로, 도 16을 참조하면, 기판 처리 장치(300)는 6개의 처리 공간을 갖는 챔버를 가질 수 있다.
한편, 상술한 실시 예들에 따른 기판 처리 장치와 기판 처리 방법은 제어기(미도시)에 의해 제어되어 행해질 수 있다. 제어기의 구성, 저장 및 관리는 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 조합의 형태로 실현 가능하다. 제어기를 이루는 파일 데이터 및/또는 상기 소프트웨어는 예를 들어, 삭제 가능 또는 재기록 가능 여부와 상관없이, ROM(Read Only Memory) 등과 같은 휘발성 또는 비휘발성 저장 장치, 또는 예를 들어, RAM(Random Access Memory), 메모리 칩, 장치 또는 집적 회로와 같은 메모리, 또는 예를 들어 CD(Compact Disk), DVD(Digital Versatile Disc), 자기 디스크 또는 자기 테이프 등과 같은 광학 또는 자기적으로 기록 가능함과 동시에 기계(예를 들어, 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체에 저장될 수 있음은 물론이다.
본 발명의 실시예는 증착(Deposition) 공정과 식각(Etch) 공정을 동시에 진행할 수 있는 기판 처리 장치를 제공한다. 증착 공정과 식각 공정을 조합하여 패턴을 형성하는 기판 처리 장치의 난제는 각각의 공정이 진행되는 온도가 대부분의 경우 서로 달라 증착 공정과 식각 공정의 변환시마다 온도를 변경해야 한다는 데 있다. 본 발명의 실시예는 동일 챔버 내의 증착 공정이 수행되는 처리 공간과 식각 공정이 수행되는 처리 공간을 분리하여 온도 변경 없이 증착-식각 복합 공정이 가능하도록 하면서, 공정 진행 중에는 챔버 내부의 상하 이동 가능하게 제공되는 분리 유닛(300)이 각 공정이 이루어지는 처리 공간을 물리적으로 분리하여 증착 공정과 식각 공정이 독립적으로 이루어질 수 있도록 한다. 동시에, 분리 유닛(400)은 챔버 내부에서 이판을 이동시키는 이송 유닛(500)을 공정 중에 분리(밀폐)된 이송 영역에 보호함으로써 공정으로 인해 오염될 가능성을 최소화할 수 있다.
본 발명의 실시예는 증착 공정과 식각 공정을 각각 수행하는 지지 유닛이 동일 챔버 내에 존재하여 온도 변경이 필요 없고, 움직일 수 있는 분리 유닛(400)을 통해 각 지지 유닛과 이송 유닛이 공정 진행중에는 물리적으로 분리되어 오염 문제를 최소화할 수 있다는 것을 특징으로 한다. 또한, 챔버 내에서 이송 유닛이 기판을 이송할 때는 분리 유닛(400)이 먼저 올라가 챔버 내 각 지지 유닛 간 기판의 이동이 가능하도록 한 상태에서 이송 유닛이 기판을 다음 지지 유닛으로 이동시킨다. 이때 분리 유닛은 위로 올라간 상황에서는 분리 유닛의 내부에 위치한 배관 또는 통로를 통해 퍼지 가스(Purge Gas)를 처리 공간으로 공급하여 각 지지 유닛에서 증착 공정과 식각 공정을 위해 사용되는 가스와 부산물이 인근 지지 유닛으로 유입되어 섞이는 것을 막는 에어커튼 역할을 하도록 한다.
본 발명의 구성을 통해 얻어지는 효과는 증착과 식각이 이루어지는 스테이지가 분리되기 때문에 온도를 변경할 필요가 없어 온도 변화로 인한 부품의 열충격을 방지하고, 공정 시간을 단축시키는 효과가 있다. 그리고 공정이 진행되는 동안에는 챔버 전체가 아이솔레이션(isolation)된 상태이므로 기판의 이송을 위해 챔버의 도어가 열리고 닫히는 과정을 생략할 수 있어 챔버의 내부 환경이 공정 진행중에 변하는 일이 없게 된다. 따라서 최적의 공정 조건을 공정이 진행되는 내내 유지할 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 바람직하거나 다양한 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. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한, 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

Claims (22)

  1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    내부 공간이 형성되는 챔버;
    상기 내부 공간에 제공되고, 상기 챔버와 조합되어 상기 내부 공간을 복수의 처리 공간과 이송 공간으로 분리하는 분리 유닛;
    상기 복수의 처리 공간에 각각 제공되며, 기판을 지지하는 복수의 지지 유닛;
    상기 복수의 처리 공간에 각각 제공되며, 상기 복수의 지지 유닛에 지지된 상기 기판으로 공정 가스를 공급하는 복수의 가스 공급 유닛; 및
    상기 이송 공간에 제공되고, 상기 기판을 상기 복수의 처리 공간 간에 이송하는 이송 유닛을 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 챔버는,
    상벽, 상기 상벽의 반대편에 배치되는 하벽, 상기 상벽과 상기 하벽을 연결하는 복수의 측벽, 상기 하벽으로부터 위로 돌출되는 복수의 돌출벽, 및 복수의 격벽을 포함하고,
    상기 분리 유닛은,
    상판, 상기 상판의 외측 가장자리로부터 아래로 연장되는 복수의 측판 및 상기 상판으로부터 아래로 연장되는 분리판을 포함하고,상기 분리 유닛의 상기 분리판은 상기 챔버의 상기 격벽과 대향하고,
    상기 분리 유닛의 상기 측판은 상기 챔버의 돌출벽과 대향하는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 분리 유닛은 상기 내부 공간 내에서 상하 방향으로 이동 가능하게 제공되고,
    상기 분리 유닛은 상기 분리 유닛의 상기 분리판이 상기 챔버의 상기 격벽과 접촉하는 접촉 위치와, 상기 분리 유닛의 상기 분리판이 상기 챔버의 상기 격벽과 이격되는 이격 위치 간에 이동 가능하게 제공되는 기판 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 분리 유닛은 상기 접촉 위치에서 상기 내부 공간을 상기 복수의 처리 공간과 상기 이송 공간으로 분리하는 기판 처리 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 분리 유닛의 상기 측판은 서로 이웃하는 제1 내지 제4측판을 포함하고,
    상기 분리 유닛의 상기 분리판은,
    일단이 상기 제1측판에 결합되는 제1분리판, 일단이 상기 제2측판에 결합되고 타단이 상기 제1분리판의 타단에 결합되는 제2분리판, 일단이 상기 제3측판에 결합되는 제3분리판, 및 일단이 상기 제2측판에 결합되고 타단이 상기 제3분리판의 타단에 결합되며 상기 제2분리판과 이격되는 제4분리판을 포함하고,
    상기 복수의 처리 공간은 이격되는 제1처리 공간과 제2처리 공간을 포함하되,
    상기 제1처리 공간은 상기 제1측판, 상기 제2측판, 상기 제1분리판 및 상기 제2분리판의 조합으로 형성되고,
    상기 제2처리 공간은 상기 제2측판, 상기 제3측판, 상기 제3분리판 및 상기 제4분리판의 조합으로 형성되는 기판 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1처리 공간과 상기 제2처리 공간에서는 서로 다른 기판 처리 공정이 수행되되,
    상기 제1처리 공간에서는 증착 공정과 식각 공정 중 어느 하나의 공정이 수행되고,
    상기 제2처리 공간에서는 상기 증착 공정과 상기 식각 공정 중 다른 하나의 공정이 수행되는 기판 처리 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제1처리 공간과 상기 제2처리 공간은 번갈아가면서 제공되도록 배치되는 기판 처리 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 처리 공간 각각에는 복수의 기판이 반입되고,
    상기 복수의 처리 공간에서는 서로 다른 기판 처리 공정이 동시에 수행되는 기판 처리 장치.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 분리 유닛은,
    상기 상판, 상기 측판 및 상기 분리판에 내장되는 퍼지 가스 공급 라인과 상기 퍼지 가스 공급 라인으로 퍼지가스를 공급하는 가스 공급원을 포함하고,
    상기 측판의 단부 및 상기 분리판의 단부에는 상기 퍼지 가스 공급 라인의 토출구가 형성되고,
    상기 분리 유닛이 상기 이격 위치에 위치할 때, 상기 토출구로부터 상기 퍼지 가스가 공급되어 에어 커튼을 형성하는 기판 처리 장치.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 분리 유닛의 상기 분리판은,
    일단이 상기 제3측판에 결합되고 상기 제3분리판과 이격되는 제5분리판, 일단이 상기 제4측판에 결합되고 타단이 상기 제5분리판의 타단과 결합되는 제6분리판, 일단이 상기 제1측판에 결합되고 상기 제1분리판과 이격되는 제7분리판, 일단이 상기 제4측판에 결합되고 타단이 상기 제7분리판의 타단에 결합되며 상기 제6분리판과 이격되는 제8분리판을 포함하고,
    상기 복수의 처리 공간은 상기 제3측판, 상기 제4측판, 상기 제5분리판 및 상기 제6분리판에 의해 형성되는 제3처리 공간과, 상기 제4측판, 상기 제1측판, 상기 제7분리판 및 상기 제8분리판에 의해 형성되는 제4처리 공간을 더 포함하는 기판 처리 장치.
  11. 제3항에 있어서,
    상기 이송 공간은 상기 복수의 처리 공간 사이에 형성되고,
    상기 이송 유닛은 상기 분리 유닛이 상기 이격 위치에 위치한 상태에서 상기 복수의 처리 공간 각각에서 처리된 기판을 이웃하는 다른 처리 공간으로 시계 방향 또는 반시계 방향으로 이송하는 기판 처리 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 처리 공간은 4개의 처리 공간 또는 6개의 처리 공간을 포함하고,
    상기 이송 공간은 상기 복수의 처리 공간 사이에 형성되는 기판 처리 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 처리 공간에서는 공정 온도가 서로 다른 공정이 동시에 수행되는 기판 처리 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 이송 유닛은,
    회전축이 결합되는 중앙부; 및
    상기 중앙부로부터 외측으로 연장되며 상기 기판을 지지하는 복수의 아암을 포함하고,
    상기 복수의 아암은 상기 복수의 처리 공간과 대응되는 수로 마련되는 기판 처리 장치.
  15. 기판이 복수의 처리 공간을 순차적으로 이동하면서 증착 공정과 식각 공정을 번갈아가면서 수행하는 기판 처리 방법에 있어서,
    상기 증착 공정과 상기 식각 공정은 하나의 챔버에서 동시에 수행되되,
    상기 챔버는 서로 분리된 복수의 처리 공간과, 상기 복수의 처리 공간 사이에 제공되며 상기 기판을 상기 복수의 처리 공간 간에 이송하는 이송 유닛이 제공되는 이송 공간을 포함하고,
    상기 복수의 처리 공간 중 일부에서는 상기 증착 공정이 수행되고,
    상기 복수의 처리 공간 중 나머지에서는 상기 식각 공정이 수행되며,
    상기 증착 공정이 수행되는 처리 공간과 상기 식각 공정이 수행되는 처리 공간은 교대로 배치되고,
    상기 증착 공정이 수행된 기판은 상기 이송 유닛에 의해 상기 식각 공정이 수행되는 처리 공간으로 이송되고, 상기 식각 공정이 수행된 기판은 상기 이송 유닛에 의해 상기 증착 공정이 수행되는 처리 공간으로 이송되는 기판 처리 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 챔버는 분리 유닛에 의해 상기 복수의 처리 공간과 상기 이송 공간으로 분리되되,
    상기 분리 유닛은 상하 방향으로 이동 가능하게 제공되는 기판 처리 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 분리 유닛은 상기 챔버와 접촉되어 상기 복수의 처리 공간 각각 및 상기 복수의 처리 공간과 상기 이송 공간을 밀폐시키는 접촉 위치와, 상기 챔버와 이격되어 상기 복수의 처리 공간과 상기 이송 공간을 개방하는 이격 위치 사이를 이동하고,
    상기 분리 유닛이 상기 접촉 위치에 위치되는 경우 상기 기판에 대하여 공정이 수행되고,
    상기 분리 유닛이 상기 이격 위치에 위치되는 경우 상기 이송 유닛이 상기 기판을 이송하는 기판 처리 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 분리 유닛은 상기 분리 유닛에 내장되는 퍼지 가스 공급 라인과, 상기 퍼지 가스 공급 라인에 퍼지 가스를 공급하는 가스 공급원을 포함하고,
    상기 분리 유닛이 상기 이격 위치에 위치되는 경우, 상기 분리 유닛은 상기 퍼지 가스를 공급하여 에어 커튼을 형성하는 기판 처리 방법.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 증착 공정과 상기 식각 공정은 공정 온도가 서로 상이한 공정인 기판 처리 방법.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 복수의 처리 공간은 짝수개의 처리 공간으로 제공되는 기판 처리 방법.
  21. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    내부 공간이 형성되는 챔버;
    상기 내부 공간에 제공되고, 상기 챔버와 조합되어 상기 내부 공간을 복수의 처리 공간과 이송 공간으로 분리하는 분리 유닛;
    상기 복수의 처리 공간에 각각 제공되며, 기판을 지지하는 복수의 지지 유닛;
    상기 복수의 처리 공간에 각각 제공되며, 상기 복수의 지지 유닛에 지지된 상기 기판으로 공정 가스를 공급하는 복수의 가스 공급 유닛; 및
    상기 이송 공간에 제공되고, 상기 기판을 상기 복수의 처리 공간 간에 이송하는 이송 유닛을 포함하고,
    상기 분리 유닛은 상기 내부 공간에서 상기 분리 유닛이 상기 챔버와 접촉되는 접촉 위치와 상기 분리 유닛이 상기 챔버와 이격되는 이격 위치 사이를 이동 가능하게 제공되고,
    상기 분리 유닛은 상기 분리 유닛에 내장되며 퍼지 가스를 토출하여 에어 커튼을 형성하는 퍼지 가스 공급 라인을 포함하고,
    상기 분리 유닛은 상기 접촉 위치에 위치되는 경우에는 상기 분리 유닛과 상기 챔버의 접촉에 의해 상기 복수의 처리 공간과 상기 이송 공간을 분리하고, 상기 이격 위치에 위치되는 경우에는 상기 에어 커튼을 형성하여 상기 복수의 처리 공간과 상기 이송 공간을 분리하는 기판 처리 장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 복수의 처리 공간 중 일부는 증착 공정이 수행되는 처리 공간으로 제공되고, 상기 복수의 처리 공간 중 나머지는 식각 공정이 수행되는 처리 공간으로 제공되고,
    상기 증착 공정이 수행되는 처리 공간과 상기 식각 공정이 수행되는 처리 공간을 교대로 배치되는 기판 처리 장치.
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