KR20230064019A - 반송 로봇, 이를 가지는 기판 처리 장치 - Google Patents

반송 로봇, 이를 가지는 기판 처리 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판을 처리하는 장치는 기판을 플라즈마 처리하는 공정 챔버 및 제1링, 상기 제1링과 상이한 직경을 갖는 제2링, 또는/및 기판을 상기 공정 챔버로 이송하는 반송 핸드를 가지는 반송 로봇이 제공된 이송 모듈을 포함하되, 상기 반송 핸드는 상기 기판을 지지하는 내측 지지부, 상기 제1링을 지지하는 중간 지지부 및 상기 제2링을 지지하는 외측 지지부를 포함하되, 상기 내측 지지부, 상기 중간 지지부, 그리고 상기 외측 지지부는 서로 동심원으로 제공될 수 있다.

Description

반송 로봇, 이를 가지는 기판 처리 장치{TRANSFER ROBOT AND APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATE WITH THE ROBOT}
본 발명은 반송 로봇 및 이를 가지는 기판 처리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판을 반송하는 반송 로봇과 이를 가지는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
플라즈마는 이온이나 라디칼, 그리고 전자 등으로 이루어진 이온화 된 가스 상태를 말한다. 플라즈마는 매우 높은 온도, 강한 전계, 또는 고주파 전자계(RF Electromagnetic Fields)에 의해 생성된다. 반도체 소자 제조 공정은 플라즈마를 이용하여 웨이퍼 등의 기판 상에 형성된 박막을 제거하는 에칭 공정(Etching Process)을 포함할 수 있다. 에칭 공정은 플라즈마의 이온 및/또는 라디칼들이 기판 상의 박막과 충돌하거나, 박막과 반응하여 수행된다.
플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 장치는 공정 챔버, 공정 챔버 내에서 기판을 지지하는 지지 어셈블리, 그리고 기판을 처리하는 가스로부터 플라즈마를 생성하는 플라즈마 소스를 가진다. 지지 어셈블리는 정전기력으로 기판을 고정하는 정전 척과 정전 척에 안착된 기판의 외주를 둘러싸는 포커스 링을 포함한다. 포커스 링은 기판 표면 상에서 플라즈마를 균일성 높게 분포시킨다. 포커스 링은 공정 챔버 내에서 기판과 마주하는 영역으로 플라즈마가 집중되도록 한다. 기판에 대한 에칭이 반복적으로 수행되면 포커스 링도 함께 에칭되며, 이로 인해 포커스 링의 형상은 점차 변화된다. 포커스 링의 형상 변화에 기인하여 기판에 플라즈마가 집중되지 못하므로, 소모된 포커스 링에 대한 교체가 진행된다.
포커스 링은 반송 로봇에 의해 이송되어 교체되는데, 포커스 링의 직경 크기와 기판의 직경 크기가 상이하다. 기판과 포커스 링을 반송 로봇에 의해 각각 반송하는 경우, 공정의 효율성이 떨어진다. 또한, 기판을 감싸는 포커스 링, 그리고 포커스 링을 감싸는 커버 링 등 다양한 형상과 상이한 직경을 가지는 링 부재가 제공될 수 있다. 반송 로봇에 의한 기판, 그리고 다양한 직경을 가지는 링 부재를 독립적으로 반송하는 경우, 공정의 효율성은 더욱 낮아지는 문제가 발생한다.
본 발명은 기판, 그리고 링 부재를 효율적으로 반송할 수 있는 반송 로봇 및 이를 가지는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기판, 그리고 링 부재를 동시에 반송할 수 있는 반송 로봇 및 이를 가지는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 링 부재를 효율적으로 교체할 수 있는 반송 로봇 및 이를 가지는 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 플라즈마 처리하는 공정 챔버 및 제1링, 상기 제1링과 상이한 직경을 갖는 제2링, 또는/및 기판을 상기 공정 챔버로 이송하는 반송 핸드를 가지는 반송 로봇이 제공된 이송 모듈을 포함하되, 상기 반송 핸드는 상기 기판을 지지하는 내측 지지부, 상기 제1링을 지지하는 중간 지지부 및 상기 제2링을 지지하는 외측 지지부를 포함하되, 상기 내측 지지부, 상기 중간 지지부, 그리고 상기 외측 지지부는 서로 동심원으로 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 내측 지지부는 제1직경을 가지고 복수 개의 내측 패드로 제공되고, 상기 중간 지지부는 제2직경을 가지고, 복수 개의 중간 패드로 제공되고, 상기 외측 지지부는 제3직경을 가지고, 복수 개의 외측 패드로 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1직경은 상기 제2직경보다 작게 제공되고, 상기 제2직경은 상기 제3직경보다 작게 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 공정 챔버는 내부에 처리 공간을 가지는 하우징, 상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하는 지지 유닛, 상기 처리 공간 내부에 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛 및 상기 처리 공간 내부에 공급된 상기 공정 가스를 여기시키는 플라즈마 생성 유닛을 포함하되, 상기 지지 유닛은 기판이 놓이는 지지체 및 상기 지지체에 놓인 기판을 둘러싸도록 제공되며, 상기 지지체로부터 착탈 가능하게 제공되는 상기 제1링과 상기 제2링을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 제1링, 상기 제1링과 상이한 직경을 갖는 제2링, 또는/및 기판을 공정 챔버로 이송하는 반송 핸드를 가지는 반송 로봇을 제공한다. 상기 반송 핸드는 상기 기판을 지지하는 내측 지지부, 상기 제1링을 지지하는 중간 지지부 및 상기 제2링을 지지하는 외측 지지부를 포함하되, 상기 내측 지지부, 상기 중간 지지부, 그리고 상기 외측 지지부는 서로 동심원으로 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 내측 지지부는 제1직경을 가지고 복수 개의 내측 패드로 제공되고, 상기 중간 지지부는 제2직경을 가지고, 복수 개의 중간 패드로 제공되고, 상기 외측 지지부는 제3직경을 가지고, 복수 개의 외측 패드로 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1직경은 상기 제2직경보다 작게 제공되고, 상기 제2직경은 상기 제3직경보다 작게 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 반송 로봇은 상압 이송 모듈, 그리고 진공 이송 모듈에 각각 제공되되, 상기 상압 이송 모듈은 상기 기판, 상기 제1링, 또는 상기 제2링이 수납되는 용기가 놓이는 로드 포트와 내부 공간이 상압과 진공 간에 변환 가능한 로드락 챔버 간에 상기 기판, 상기 제1링, 또는/및 상기 제2링을 이송하고, 상기 로드락 챔버와 기판을 플라즈마 처리하는 공정 챔버 간에 상기 기판, 상기 제1링, 또는/및 상기 제2링을 이송할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판, 그리고 링 부재를 효율적으로 반송할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판, 그리고 링 부재를 동시에 반송할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 링 부재를 효율적으로 교체할 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 제1반송 핸드의 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1의 제2반송 핸드의 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 4는 도 3의 제2반송 핸드가 제1링을 반송하는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 5는 도 3의 제2반송 핸드가 제2링을 반송하는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 6은 도 3의 제2반송 핸드가 기판을 반송하는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 7은 도 1의 공정 챔버에 대한 일 실시예를 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 7을 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 전면 개방 일체형 포드(Front Opening Unifed Pod, FOUP)와 같은 밀폐용 용기가 사용될 수 있다.
용기(F) 내에는 다양한 물품이 수납될 수 있다. 용기(F)에는 기판(W) 및/또는 링 부재(R)가 수납될 수 있다. 용기(F)는 수납되는 물품의 종류에 따라 다양한 종류의 용기를 포함할 수 있다. 예컨대, 용기(F)들 중 어느 하나에는 기판 처리 장치(1)에서 처리되는 피처리물이 수납될 수 있다. 용기(F)들 중 다른 하나에는 기판 처리 장치(1)에 장착되며 교체가 필요한 링 부재(R)가 수납될 수 있다. 링 부재(R)는 후술하는 공정 챔버(50)에서 설치되는 포커스 링, 유전체 링, 또는 커버 링일 수 있다. 링 부재(R)는 후술하는 제1링(R1), 그리고 제1링(R1)과 상이한 직경을 가지는 제2링(R2)을 포함할 수 있다.
상압 이송 모듈(20)과 진공 이송 모듈(30)은 이송 모듈로 정의된다. 이송 모듈은 후술하는 링 부재(R) 또는/및 기판(W)을 공정 챔버(50)로 이송한다. 이송 모듈은 후술하는 제1링(R1), 상기 제1링(R1)과 상이한 직경을 가지는 제2링(R2), 또는/및 기판(W)을 공정 챔버(50)로 이송할 수 있다. 이송 모듈에는 후술하는 반송 로봇(240, 340)이 제공된다. 이송 모듈에 제공된 반송 로봇(240, 340)은 각각 제1링(R1), 상기 제1링(R1)과 상이한 직경을 가지는 제2링(R2), 또는/및 기판(W)을 공정 챔버(50)로 이송할 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/및 링 부재(R)를 반송할 수 있다. 일 예로, 상압 이송 모듈(20)은 용기(F)와 후술하는 로드락 챔버(40) 간에 기판(W), 제1링(R1), 또는 제2링(R2)을 선택적으로 반송할 수 있다. 선택적으로, 상압 이송 모듈(20)은 용기(F2)와 후술하는 로드락 챔버(40) 간에 기판(W), 제1링(R1), 그리고 제2링(R2) 중 적어도 어느 하나 이상을 반송할 수 있다. 선택적으로, 상압 이송 모듈(20)은 용기(F)와 후술하는 로드락 챔버(40) 간에 기판(W), 제1링(R1), 그리고 제2링(R2)을 동시에 반송할 수 있다.
예를 들어, 상압 이송 모듈(20)은 용기(F)로부터 기판(W) 및/또는 링 부재(R)를 인출하여 로드락 챔버(40)로 반송하거나, 로드락 챔버(40)로부터 기판(W) 및/또는 링 부재(R)를 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) 및/또는 링 부재(R)를 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.
도 2는 도 1의 제1반송 핸드의 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 2를 참조하면, 제1반송 핸드(242)는 기판(W), 및/또는 링 부재(R)를 반송할 수 있다. 제1반송 핸드(242)는 기판(W), 후술하는 제1링(R1), 그리고 제1링(R1)과 상이한 직경을 가지는 제2링(R2)을 반송할 수 있다. 예컨대, 제1반송 핸드(242)는 기판(W), 제1링(R1), 또는 제2링(R2)을 선택적으로 반송할 수 있다. 선택적으로, 제1반송 핸드(242)는 기판(W), 제1링(R1), 그리고 제2링(R2) 중 적어도 어느 하나 이상을 반송할 수 있다. 선택적으로, 제1반송 핸드(242)는 기판(W), 제1링(R1), 그리고 제2링(R2)을 동시에 반송할 수 있다.
제1반송 핸드(242)는 후술하는 제2반송 핸드(342)보다 상대적으로 작은 크기를 가질 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 제2반송 핸드(342)는 제1반송 핸드(242)의 크기와 유사하게 제공될 수 있다. 제1반송 핸드(242)는 외측 지지부(242a, 242f), 중간 지지부(242b, 242e), 그리고 내측 지지부(242c, 242d)를 포함할 수 있다.
외측 지지부(242a, 242f)는 제1반송 핸드(242)의 상면에 형성될 수 있다. 외측 지지부(242a, 242f)는 후술하는 제1링(R1)을 지지할 수 있다. 일 예로, 제1링(R1)은 후술하는 제2링(R2)보다 직경이 크게 제공될 수 있다. 링 형상으로 제공되는 제1링(R1)은 제2링(R2)보다 외경 및 내경이 크게 제공될 수 있다.
외측 지지부(242a, 242f)는 복수 개의 외측 패드로 제공될 수 있다. 일 예로, 외측 패드들은 4개로 제공되어 제1링(R1)을 4점 지지할 수 있다. 외측 지지부(242a, 242f)는 한 쌍의 제1외측 패드(242a), 그리고 한 쌍의 제2외측 패드(242f)로 구성될 수 있다.
한 쌍의 제1외측 패드(242a)의 상면은 제1링(R1)의 하면과 면접할 수 있다. 한 쌍의 제2외측 패드(242f)의 상면은 제1링(R1)의 하면과 면접할 수 있다. 한 쌍의 제1외측 패드(242a), 그리고 한 쌍의 제2외측 패드(242f)는 그 상면에 놓이는 제1링(R1)의 미끄러짐을 방지할 수 있다. 한 쌍의 제1외측 패드(242a)와 한 쌍의 제2외측 패드(242f)는 상부에서 바라볼 때, 대체로 원판 형상으로 제공될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 외측 패드들의 형상은 다양하게 변형되어 제공될 수 있다.
한 쌍의 제1외측 패드(242a)와 한 쌍의 제2외측 패드(242f)는 상부에서 바라볼 때, 일 반경을 가지는 가상의 원의 원주 방향을 따라 배열될 수 있다. 예컨대, 한 쌍의 제1외측 패드(242a)와 한 쌍의 제2외측 패드(242f)는 제1반송 핸드(242)의 중심(C)을 기준으로 제1반경을 가지는 제1원의 원주 방향을 따라 배열될 수 있다.
중간 지지부(242b, 242e)는 제1반송 핸드(242)의 상면에 형성될 수 있다. 중간 지지부(242b, 242e)는 제2링(R2)을 지지할 수 있다. 링 형상으로 제공되는 제2링(R2)은 제1링(R1)보다 외경 및 내경이 크게 제공될 수 있다. 제2링(R2)의 내경은 기판(W)의 직경보다 크게 제공될 수 있다.
중간 지지부(242b, 242e)는 복수 개의 중간 패드로 제공될 수 있다. 일 예로, 중간 패드들은 4개로 제공되어 제2링(R2)을 4점 지지할 수 있다. 중간 지지부(242b, 242e)는 한 쌍의 제1중간 패드(242b), 그리고 한 쌍의 제2중간 패드(242e)로 이루어질 수 있다.
한 쌍의 제1중간 패드(242b)의 상면은 제2링(R2)의 하면과 접할 수 있다. 한 쌍의 제2중간 패드(242e)의 상면은 제2링(R2)의 하면과 접할 수 있다. 한 쌍의 제1중간 패드(242b), 그리고 한 쌍의 제2중간 패드(242e)는 그 상면에 놓이는 제2링(R2)의 미끄러짐을 방지할 수 있다. 한 쌍의 제1중간 패드(242b), 그리고 한 쌍의 제2중간 패드(242e)는 상부에서 바라볼 때, 대체로 원판 형상으로 제공될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고 다양한 형상으로 제공될 수 있다.
한 쌍의 제1중간 패드(242b), 그리고 한 쌍의 제2중간 패드(242e)는 상부에서 바라볼 때, 일 반경을 가지는 가상의 원의 원주 방향을 따라 배열될 수 있다. 예컨대, 한 쌍의 제1중간 패드(242b)와 한 쌍의 제2중간 패드(242e)는 제1반송 핸드(242)의 중심(C)을 기준으로 제2반경을 가지는 제2원의 원주 방향을 따라 배열될 수 있다. 이에, 한 쌍의 제1중간 패드(242b), 그리고 한 쌍의 제2중간 패드(242e)는 한 쌍의 제1외측 패드(242a)와 한 쌍의 제2외측 패드(242f)와 동심을 갖도록 제공된다. 한 쌍의 제1중간 패드(242b)와 한 쌍의 제2중간 패드(242e)가 가지는 제2반경은 한 쌍의 제1외측 패드(242a)와 한 쌍의 제2외측 패드(242f)가 가지는 제1반경보다 작을 수 있다.
내측 지지부(242c, 242d)는 제1반송 핸드(242)의 상면에 형성될 수 있다. 내측 지지부(242c, 242d)는 기판(W)을 지지할 수 있다. 내측 지지부(242c, 242d)는 복수 개의 내측 패드로 제공될 수 있다. 일 예로, 내측 패드들은 4개로 제공되어 기판(W)을 4점 지지할 수 있다. 일 예로, 기판(W)은 제1링(R1)과 제2링(R2)보다 직경이 작게 제공될 수 있다.
내측 지지부(242c, 242d)는 한 쌍의 제1내측 패드(242c), 그리고 한 쌍의 제2내측 패드(242d)로 구성될 수 있다. 한 쌍의 제1내측 패드(242c)의 상면은 기판(W)의 하면과 면접할 수 있다. 한 쌍의 제2내측 패드(242d)의 상면은 기판(W)의 하면과 면접할 수 있다. 한 쌍의 제1내측 패드(242c), 그리고 한 쌍의 제2내측 패드(242d)는 그 상면에 놓이는 기판(W)의 미끄러짐을 방지할 수 있다. 한 쌍의 제1내측 패드(242c)와 한 쌍의 제2내측 패드(242d)는 상부에서 바라볼 때, 대체로 원판 형상으로 제공될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 내측 패드들의 형상은 다양하게 변형되어 제공될 수 있다.
한 쌍의 제1내측 패드(242c)와 한 쌍의 제2내측 패드(242d)는 상부에서 바라볼 때, 일 반경을 가지는 가상의 원의 원주 방향을 따라 배열될 수 있다. 일 예로, 한 쌍의 제1내측 패드(242c)와 한 쌍의 제2내측 패드(242d)는 중심(C)을 기준으로 제3반경을 가지는 제3원의 원주 방향을 따라 배열될 수 있다. 이에, 한 쌍의 제1내측 패드(242c)와 한 쌍의 제2내측 패드(242d)는 한 쌍의 제1외측 패드(242a), 한 쌍의 제2외측 패드(242f), 한 쌍의 제1중간 패드(242b), 그리고 한 쌍의 제2중간 패드(242e)와 동심을 갖도록 제공된다.
한 쌍의 제1내측 패드(242c)와 한 쌍의 제2내측 패드(242d)가 가지는 제3반경은 한 쌍의 제1중간 패드(242b)와 한 쌍의 제2중간 패드(242e)가 가지는 제2반경, 그리고 한 쌍의 제1외측 패드(242a)와 한 쌍의 제2외측 패드(242f)가 가지는 제1반경보다 작을 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 진공 이송 모듈(30)은 후술하는 로드락 챔버(40), 그리고 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), 및/또는 링 부재(R)를 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.
도 3은 도 1의 제2반송 핸드의 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 3을 참조하면, 제2반송 핸드(342)는 기판(W), 후술하는 제1링(R1), 그리고 제1링(R1)과 상이한 직경을 가지는 제2링(R2)을 반송할 수 있다. 예컨대, 제2반송 핸드(342)는 기판(W), 제1링(R1), 또는 제2링(R2)을 선택적으로 반송할 수 있다. 선택적으로, 제2반송 핸드(342)는 기판(W), 제1링(R1), 그리고 제2링(R2) 중 적어도 어느 하나 이상을 반송할 수 있다. 선택적으로, 제2반송 핸드(342)는 기판(W), 제1링(R1), 그리고 제2링(R2)을 동시에 반송할 수 있다.
제2반송 핸드(342)는 제1반송 핸드(242)보다 상대적으로 큰 크기를 가질 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 제2반송 핸드(342)는 제1반송 핸드(242)의 크기와 유사하게 제공될 수 있다. 제2반송 핸드(342)는 외측 지지부(342a, 342f), 중간 지지부(342b, 342e), 그리고 내측 지지부(342c, 342d)를 포함할 수 있다.
외측 지지부(342a, 342f)는 제2반송 핸드(342)의 상면에 형성될 수 있다. 외측 지지부(342a, 342f)는 후술하는 제1링(R1)을 지지할 수 있다. 일 예로, 제1링(R1)은 후술하는 제2링(R2)보다 직경이 크게 제공될 수 있다. 링 형상으로 제공되는 제1링(R1)은 제2링(R2)보다 외경 및 내경이 크게 제공될 수 있다.
외측 지지부(342a, 342f)는 복수 개의 외측 패드로 제공될 수 있다. 일 예로, 외측 패드들은 4개로 제공되어 제1링(R1)을 4점 지지할 수 있다. 외측 지지부(342a, 342f)는 한 쌍의 제1외측 패드(342a), 그리고 한 쌍의 제2외측 패드(342f)로 구성될 수 있다.
한 쌍의 제1외측 패드(242a)의 상면은 제1링(R1)의 하면과 면접할 수 있다. 한 쌍의 제2외측 패드(342f)의 상면은 제1링(R1)의 하면과 면접할 수 있다. 한 쌍의 제1외측 패드(342a), 그리고 한 쌍의 제2외측 패드(342f)는 그 상면에 놓이는 제1링(R1)의 미끄러짐을 방지할 수 있다. 한 쌍의 제1외측 패드(342a)와 한 쌍의 제2외측 패드(342f)는 상부에서 바라볼 때, 대체로 원판 형상으로 제공될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 외측 패드들의 형상은 다양하게 변형되어 제공될 수 있다.
한 쌍의 제1외측 패드(342a)와 한 쌍의 제2외측 패드(342f)는 상부에서 바라볼 때, 일 반경을 가지는 가상의 원의 원주 방향을 따라 배열될 수 있다. 예컨대, 한 쌍의 제1외측 패드(342a)와 한 쌍의 제2외측 패드(342f)는 제2반송 핸드(342)의 중심(C)을 기준으로 제1반경을 가지는 제1원의 원주 방향을 따라 배열될 수 있다.
도 4는 도 3의 제2반송 핸드가 제1링을 반송하는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 4를 참조하면, 한 쌍의 제1외측 패드(342a)와 한 쌍의 제2외측 패드(342f)는 제1링(R1)을 지지할 수 있다. 한 쌍의 제1외측 패드(342a)와 한 쌍의 제2외측 패드(342f)는 제1링(R1)의 하면을 4점 지지할 수 있다. 한 쌍의 제1외측 패드(342a)와 한 쌍의 제2외측 패드(342f)에 의해 지지된 제1링(R1)은 제2반송 로봇(340)에 의해 반송될 수 있다. 제1링(R1)은 제2반송 로봇(340)에 의해 반송될 때, 한 쌍의 제1외측 패드(342a)와 한 쌍의 제2외측 패드(342f)에 의해 미끄러지지 않고 안정적으로 반송될 수 있다.
중간 지지부(342b, 342e)는 제2반송 핸드(342)의 상면에 형성될 수 있다. 중간 지지부(342b, 342e)는 제2링(R2)을 지지할 수 있다. 링 형상으로 제공되는 제2링(R2)은 제1링(R1)보다 외경 및 내경이 크게 제공될 수 있다. 제2링(R2)의 내경은 기판(W)의 직경보다 크게 제공될 수 있다.
중간 지지부(342b, 342e)는 복수 개의 중간 패드로 제공될 수 있다. 일 예로, 중간 패드들은 4개로 제공되어 제2링(R2)을 4점 지지할 수 있다. 중간 지지부(342b, 342e)는 한 쌍의 제1중간 패드(342b), 그리고 한 쌍의 제2중간 패드(342e)로 이루어질 수 있다.
한 쌍의 제1중간 패드(342b)의 상면은 제2링(R2)의 하면과 접할 수 있다. 한 쌍의 제2중간 패드(342e)의 상면은 제2링(R2)의 하면과 접할 수 있다. 한 쌍의 제1중간 패드(342b), 그리고 한 쌍의 제2중간 패드(342e)는 그 상면에 놓이는 제2링(R2)의 미끄러짐을 방지할 수 있다. 한 쌍의 제1중간 패드(342b), 그리고 한 쌍의 제2중간 패드(342e)는 상부에서 바라볼 때, 대체로 원판 형상으로 제공될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고 다양한 형상으로 제공될 수 있다.
한 쌍의 제1중간 패드(342b), 그리고 한 쌍의 제2중간 패드(342e)는 상부에서 바라볼 때, 일 반경을 가지는 가상의 원의 원주 방향을 따라 배열될 수 있다. 예컨대, 한 쌍의 제1중간 패드(342b)와 한 쌍의 제2중간 패드(342e)는 제2반송 핸드(342)의 중심(C)을 기준으로 제2반경을 가지는 제2원의 원주 방향을 따라 배열될 수 있다. 이에, 한 쌍의 제1중간 패드(342b), 그리고 한 쌍의 제2중간 패드(342e)는 한 쌍의 제1외측 패드(342a)와 한 쌍의 제2외측 패드(342f)와 동심원을 갖도록 제공된다. 한 쌍의 제1중간 패드(342b)와 한 쌍의 제2중간 패드(342e)가 가지는 제2반경은 한 쌍의 제1외측 패드(342a)와 한 쌍의 제2외측 패드(342f)가 가지는 제1반경보다 작을 수 있다.
도 5는 도 3의 제2반송 핸드가 제2링을 반송하는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 5를 참조하면, 한 쌍의 제1중간 패드(342b)와 한 쌍의 제2중간 패드(342e)는 제1링(R1)을 지지할 수 있다. 한 쌍의 제1중간 패드(342b)와 한 쌍의 제2중간 패드(342e)는 제2링(R2)의 하면을 4점 지지할 수 있다. 한 쌍의 제1중간 패드(342b)와 한 쌍의 제2중간 패드(342e)에 의해 지지된 제2링(R2)은 제2반송 로봇(340)에 의해 반송될 수 있다. 제2링(R2)은 제2반송 로봇(340)에 의해 반송될 때, 한 쌍의 제1중간 패드(342b)와 한 쌍의 제2중간 패드(342e)에 의해 미끄러지지 않고 안정적으로 반송될 수 있다.
내측 지지부(342c, 342d)는 제2반송 핸드(342)의 상면에 형성될 수 있다. 내측 지지부(342c, 342d)는 기판(W)을 지지할 수 있다. 내측 지지부(342c, 342d)는 복수 개의 내측 패드로 제공될 수 있다. 일 예로, 내측 패드들은 4개로 제공되어 기판(W)을 4점 지지할 수 있다. 일 예로, 기판(W)은 제1링(R1)과 제2링(R2)보다 직경이 작게 제공될 수 있다.
내측 지지부(342c, 342d)는 한 쌍의 제1내측 패드(342c), 그리고 한 쌍의 제2내측 패드(342d)로 구성될 수 있다. 한 쌍의 제1내측 패드(342c)의 상면은 기판(W)의 하면과 면접할 수 있다. 한 쌍의 제2내측 패드(342d)의 상면은 기판(W)의 하면과 면접할 수 있다. 한 쌍의 제1내측 패드(342c), 그리고 한 쌍의 제2내측 패드(342d)는 그 상면에 놓이는 기판(W)의 미끄러짐을 방지할 수 있다. 한 쌍의 제1내측 패드(342c)와 한 쌍의 제2내측 패드(342d)는 상부에서 바라볼 때, 대체로 원판 형상으로 제공될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 내측 패드들의 형상은 다양하게 변형되어 제공될 수 있다.
한 쌍의 제1내측 패드(342c)와 한 쌍의 제2내측 패드(342d)는 상부에서 바라볼 때, 일 반경을 가지는 가상의 원의 원주 방향을 따라 배열될 수 있다. 일 예로, 한 쌍의 제1내측 패드(342c)와 한 쌍의 제2내측 패드(342d)는 중심(C)을 기준으로 제3반경을 가지는 제3원의 원주 방향을 따라 배열될 수 있다. 이에, 한 쌍의 제1내측 패드(342c)와 한 쌍의 제2내측 패드(342d)는 한 쌍의 제1외측 패드(342a), 한 쌍의 제2외측 패드(342f), 한 쌍의 제1중간 패드(342b), 그리고 한 쌍의 제2중간 패드(342e)와 동심을 갖도록 제공된다.
한 쌍의 제1내측 패드(342c)와 한 쌍의 제2내측 패드(342d)가 가지는 제3반경은 한 쌍의 제1중간 패드(342b)와 한 쌍의 제2중간 패드(342e)가 가지는 제2반경, 그리고 한 쌍의 제1외측 패드(342a)와 한 쌍의 제2외측 패드(342f)가 가지는 제1반경보다 작을 수 있다.
도 6은 도 3의 제2반송 핸드가 기판을 반송하는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 6을 참조하면, 한 쌍의 제1내측 패드(342c)와 한 쌍의 제2내측 패드(342d)는 기판(W)을 지지할 수 있다. 한 쌍의 제1내측 패드(342c)와 한 쌍의 제2내측 패드(342d)는 기판(W)의 하면을 4점 지지할 수 있다. 한 쌍의 제1내측 패드(342c)와 한 쌍의 제2내측 패드(342d)에 의해 지지된 기판(W)은 제2반송 로봇(340)에 의해 반송될 수 있다. 기판(W)은 제2반송 로봇(340)에 의해 반송될 때, 한 쌍의 제1내측 패드(342c)와 한 쌍의 제2내측 패드(342d)에 의해 미끄러지지 않고 안정적으로 반송될 수 있다.
비록 도시되지 않았으나, 제2반송 로봇(340)은 한 쌍의 제1외측 패드(342a)와 한 쌍의 제2외측 패드(342f)에 의해 제1링(R1)을, 한 쌍의 제1중간 패드(342b)와 한 쌍의 제2중간 패드(342e)에 의해 제2링(R2)을, 한 쌍의 제1내측 패드(342c)와 한 쌍의 제2내측 패드(342d)에 의해 기판(W)을 동시에 지지하고 반송할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 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) 및/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 7은 도 1의 공정 챔버에 대한 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 7을 참조하면, 공정 챔버(50)는 기판(W)에 플라즈마를 전달하여 기판(W)을 처리할 수 있다. 공정 챔버(50)는 하우징(510), 지지 유닛(520), 가스 공급 유닛(530), 그리고 플라즈마 소스(540)를 포함할 수 있다.
하우징(510)은 내부에 기판 처리 공간이 수행되는 처리 공간을 제공한다. 하우징(510)은 밀폐된 형상으로 제공될 수 있다. 기판(W)을 처리할 때, 하우징(510)의 처리 공간은 대체로 진공 분위기로 유지될 수 있다. 하우징(510)은 금속 재질로 제공될 수 있다. 일 예로, 하우징(510)은 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 하우징(510)은 접지될 수 있다. 하우징(510)의 일 측에는 기판(W), 그리고 링 부재(600)가 반입 또는 반출되는 반입구(512)가 형성될 수 있다. 반입구(512)는 게이트 밸브(514)에 의해 선택적으로 개폐될 수 있다.
하우징(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 하우징(510)의 처리 공간에 공급된 공정 가스, 공정 부산물 등을 하우징(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.
하우징(510)의 벽에는 히터(518)가 제공된다. 히터(518)는 하우징(510)의 벽을 가열한다. 히터(518)는 가열 전원(미도시)과 전기적으로 연결된다. 히터(518)는 가열 전원(미도시)에서 인가된 전류에 저항함으로써 열을 발생시킨다. 히터(518)에서 발생된 열은 처리 공간으로 전달되어 처리 공간을 소정 온도로 유지시킨다. 히터(518)는 코일 형상의 열선으로 제공될 수 있다. 히터(518)는 하우징(510)의 벽에 복수 개가 제공될 수 있다.
지지 유닛(520)은 하우징(510)의 내부에 위치한다. 지지 유닛(520)은 하우징(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 유전판(521), 전극판(522), 절연판(523), 하부 바디(524), 링 부재(R), 승강 부재(700), 그리고 제어기(900)를 포함할 수 있다.
유전판(521)은 기판(W)이 놓이는 지지체로 정의될 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(600)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.
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 기판 승강 모듈(580)과 후술하는 승강 부재(700)가 위치할 수 있다.
하부 바디(524)는 연결 부재(524a)를 갖는다. 연결 부재(524a)는 하부 바디(524)의 외측면과 하우징(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 하우징(510)의 내부에서 지지한다. 또한, 연결 부재(524a)는 하우징(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 하우징(510)의 외부로 연장된다.
가스 공급 유닛(530)은 하우징(510)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 하우징(510)의 상면 중앙부에 설치될 수 있다. 가스 공급 노즐(532)의 저면에는 분사구가 형성된다. 분사구는 하우징(510) 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 하우징(510) 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(510) 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 하우징(510) 내부에 상부 전극 및 하부 전극을 포함할 수 있다. 상부 전극 및 하부 전극은 하우징(510) 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(510) 내부에 제공된 공정 가스를 플라즈마 상태로 여기시킨다.
링 부재(R)는 지지 유닛(520)의 가장자리 영역에 배치된다. 링 부재(R)는 상부에서 바라볼 때, 대체로 링 형상을 가질 수 있다. 링 부재(R)는 공정 챔버(50) 내에서 기판(W)과 마주하는 영역으로 플라즈마가 집중되도록 한다. 링 부재(R)는 제1링(R1)과 제2링(R2)을 포함할 수 있다.
제1링(R1)은 링 형상으로 제공될 수 있다. 제1링(R1)은 제2링(R2)을 보호하는 커버 링으로 기능할 수 있다. 제1링(R1)은 제2링(R2)을 감싸도록 제공될 수 있다. 제1링(R1)은 제2링(R2)의 외측면을 감싸도록 제공될 수 있다. 제1링(R1)이 제2링(R2)을 감싸도록 제공됨으로써, 제2링(R2)이 플라즈마에 노출되는 부분을 최소화할 수 있다. 제1링(R1)은 석영(Quartz)과 같은 절연체 재질로 제공될 수 있다.
제2링(R2)은 포커스 링으로 기능할 수 있다. 제2링(R2)은 Si(규소), SiC(탄화 규소)를 포함하는 재질로 제공될 수 있다. 제2링(R2)은 링 형상으로 제공될 수 있다. 제1링(R1)은 유전판(521)에 놓인 기판(W)의 둘레를 감싸도록 제공된다. 제2링(R2)의 상면은 기판(W)의 상면보다 높게 위치될 수 있다. 이에, 제2링(R2)은 공정 챔버(50) 내에서 기판(W)과 마주하는 영역으로 플라즈마가 집중되도록 한다.
승강 부재(700)는 링 부재(R)를 승하강시킬 수 있다. 승강 부재(700)는 하부 바디(524)의 내부 공간에 위치할 수 있다. 승강 부재(700)는 베이스 플레이트(710), 제1승강 부재(730), 그리고 제2승강 부재(770)를 포함할 수 있다.
베이스 플레이트(710)는 대체로 원형의 형상으로 제공될 수 있다. 베이스 플레이트(710)에는 제1승강 부재(730)와 제2승강 부재(770)가 제공될 수 있다.
제1승강 부재(730)는 제1리프트 핀(732)과 제1구동부(734)를 포함할 수 있다. 제1리프트 핀(732)은 유전판(521), 전극판(522), 및/또는 절연판(523)에 형성된 핀 홀을 따라 상하 방향으로 이동할 수 있다. 제1리프트 핀(732)은 복수 개로 제공될 수 있다. 일 예로, 제1리프트 핀(732)은 3개가 제공될 수 있다. 제1리프트 핀(732)은 제2링(R2)을 승하강시킬 수 있다. 제1리프트 핀(732)의 상단은 제2링(R2)의 하면과 접촉할 수 있다. 제2링(R2)은 제1리프트 핀(732)의 승하강에 의해 승강할 수 있다.
복수 개의 제1리프트 핀(732)들은 상부에서 바라볼 때, 베이스 플레이트(710)의 중심을 공유하고, 서로 같은 반지름을 갖도록 형성될 수 있다. 복수 개의 제1리프트 핀(732)들은 제2원주 상에 위치할 수 있다. 제1리프트 핀(732)은 상부에서 바라볼 때, 히터(526) 및 상부 유로(527)와 중첩되지 않도록 배치될 수 있다.
제1구동부(734)는 제1리프트 핀(732)을 상하 방향으로 이동시킬 수 있다. 제1구동부(734)는 제1리프트 핀(732)과 대응되는 개수로 제공될 수 있다. 제1구동부(734)는 복수 개로 제공될 수 있다. 일 예로, 제1구동부(734)는 3개가 제공될 수 있다. 제1구동부(734)는 공압 또는 유압을 이용한 실린더 또는 모터일 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 제1구동부(734)는 구동력을 제공할 수 있는 다양한 공지된 장치로 변형되어 제공될 수 있다.
제2승강 부재(770)는 제2리프트 핀(772)과 제2구동부(774)를 포함할 수 있다. 제2리프트 핀(772)은 유전판(521), 전극판(522), 및/또는 절연판(523)에 형성된 핀 홀을 따라 상하 방향으로 이동할 수 있다. 제2리프트 핀(772)은 제1링(R1)을 승강시킬 수 있다. 제2리프트 핀(772)의 상단은 제1링(R1)의 하면과 접촉할 수 있다.
제2리프트 핀(772)은 복수 개로 제공될 수 있다. 일 예로, 제2리프트 핀(772)은 3개가 제공될 수 있다. 복수 개의 제2리프트 핀(772)들은 상부에서 바라볼 때, 베이스 플레이트(710)의 중심을 공유하고, 서로 같은 반지름을 갖도록 형성될 수 있다. 복수 개의 제2리프트 핀(772)들은 제1원주 상에 위치할 수 있다. 복수 개의 제2리프트 핀(772)들은 제1리프트 핀(732)들과는 서로 다른 원주 상에 배치될 수 있다. 일 예로, 제1원주는 제2원주보다 반지름이 크게 제공될 수 있다. 제2리프트 핀(772)은 상부에서 바라볼 때, 히터(526) 및 상부 유로(527)와 중첩되지 않도록 배치될 수 있다.
제2구동부(774)는 제2리프트 핀(772)을 상하 방향으로 이동시킬 수 있다. 제2구동부(774)는 제2리프트 핀(772)과 대응되는 개수로 제공될 수 있다. 제2구동부(774)는 복수 개로 제공될 수 있다. 일 예로, 제2구동부(774)는 3개가 제공될 수 있다. 제2구동부(774)는 공압 또는 유압을 이용한 실린더 또는 모터일 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 제2구동부(774)는 구동력을 제공할 수 있는 다양한 공지된 장치로 변형되어 제공될 수 있다.
기판 승강 모듈(580)은 기판(W)을 승강시킬 수 있다. 기판 승강 모듈(580)은 승강 핀(582), 승강 플레이트(584), 그리고 승강 핀 구동부(미도시)를 포함할 수 있다. 승강 핀(582)은 승강 플레이트(584)에 결합될 수 있다. 승강 플레이트(584)는 승강 핀 구동부(미도시)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 하우징(510)의 상면에서 하부로 일정 거리 이격되어 위치할 수 있다. 가스 분사판(594)과 하우징(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 하우징(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 하우징(510)의 상면과 연결되고, 하단은 샤워 헤드(592)와 가스 분사판(594)의 측부와 연결된다. 지지부(596)는 비금속 재질을 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 직경이 서로 상이한 기판(W), 제1링(R1), 그리고 제2링(R2)을 하나의 반송 로봇(240, 340)으로 이송할 수 있다. 이에, 반송 로봇(240, 340)의 구조가 단순화되어 기판 처리 장치(1)의 구조적 복잡성이 해소될 수 있다. 또한, 직경이 서로 상이한 기판(W), 제1링(R1), 그리고 제2링(R2)을 동시에 이송할 수 있으므로, 공정의 효율성이 증가할 수 있다.
상술한 본 발명의 일 실시예에서는 링 부재(R)가 제1링(R1)과 제2링(R2)을 포함하는 것을 예로 들어 설명하였으나 이에 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 링 부재(R)는 제3링(R3)을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 반송 로봇(240, 340)에 포함되는 지지부가 더 형성되어, 제3링(R3)을 지지할 수 있다.
또한, 상술한 본 발명의 일 실시예에서는 제1반송 로봇(240)과 제2반송 로봇(340) 각각에 내측 지지부, 외측 지지부, 그리고 중간 지지부가 형성되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 제1반송 로봇(240) 또는 제2반송 로봇(340) 중 어느 하나에만 형성될 수도 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
240 : 제1반송 로봇
242 : 제1반송 핸드
340 : 제2반송 로봇
342 : 제2반송 핸드
510 : 하우징
520 : 지지 유닛
700 : 승강 부재
710: 베이스 플레이트
730 : 제1승강 부재
770 : 제2승강 부재
R : 링 부재
R1 : 제1링
R2 : 제2링

Claims (8)

  1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    기판을 플라즈마 처리하는 공정 챔버; 및
    제1링, 상기 제1링과 상이한 직경을 갖는 제2링, 또는/및 기판을 상기 공정 챔버로 이송하는 반송 핸드를 가지는 반송 로봇이 제공된 이송 모듈을 포함하되,
    상기 반송 핸드는,
    상기 기판을 지지하는 내측 지지부;
    상기 제1링을 지지하는 중간 지지부; 및
    상기 제2링을 지지하는 외측 지지부를 포함하되,
    상기 내측 지지부, 상기 중간 지지부, 그리고 상기 외측 지지부는 서로 동심원으로 제공되는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 내측 지지부는 제1직경을 가지고 복수 개의 내측 패드로 제공되고,
    상기 중간 지지부는 제2직경을 가지고, 복수 개의 중간 패드로 제공되고,
    상기 외측 지지부는 제3직경을 가지고, 복수 개의 외측 패드로 제공되는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1직경은 상기 제2직경보다 작게 제공되고, 상기 제2직경은 상기 제3직경보다 작게 제공되는 기판 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 공정 챔버는,
    내부에 처리 공간을 가지는 하우징;
    상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하는 지지 유닛;
    상기 처리 공간 내부에 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛; 및
    상기 처리 공간 내부에 공급된 상기 공정 가스를 여기시키는 플라즈마 소스를 포함하되,
    상기 지지 유닛은,
    기판이 놓이는 지지체; 및
    상기 지지체에 놓인 기판을 둘러싸도록 제공되며, 상기 지지체로부터 착탈 가능하게 제공되는 상기 제1링과 상기 제2링을 포함하는 기판 처리 장치.
  5. 제1링, 상기 제1링과 상이한 직경을 갖는 제2링, 또는/및 기판을 공정 챔버로 이송하는 반송 핸드를 가지는 반송 로봇에 있어서,
    상기 반송 핸드는,
    상기 기판을 지지하는 내측 지지부;
    상기 제1링을 지지하는 중간 지지부; 및
    상기 제2링을 지지하는 외측 지지부를 포함하되,
    상기 내측 지지부, 상기 중간 지지부, 그리고 상기 외측 지지부는 서로 동심원으로 제공되는 반송 로봇.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 내측 지지부는 제1직경을 가지고 복수 개의 내측 패드로 제공되고,
    상기 중간 지지부는 제2직경을 가지고, 복수 개의 중간 패드로 제공되고,
    상기 외측 지지부는 제3직경을 가지고, 복수 개의 외측 패드로 제공되는 반송 로봇.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1직경은 상기 제2직경보다 작게 제공되고, 상기 제2직경은 상기 제3직경보다 작게 제공되는 반송 로봇.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 반송 로봇은 상압 이송 모듈, 그리고 진공 이송 모듈에 각각 제공되되,
    상기 상압 이송 모듈은,
    상기 기판, 상기 제1링, 또는 상기 제2링이 수납되는 용기가 놓이는 로드 포트와 내부 공간이 상압과 진공 간에 변환 가능한 로드락 챔버 간에 상기 기판, 상기 제1링, 또는/및 상기 제2링을 이송하고,
    상기 로드락 챔버와 기판을 플라즈마 처리하는 공정 챔버 간에 상기 기판, 상기 제1링, 또는/및 상기 제2링을 이송하는 반송 로봇.
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