KR20230068788A - 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR20230068788A
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vacuum pump
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substrate support
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한민성
이재후
배성학
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세메스 주식회사
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Abstract

진공 펌프에 연결되어 기판을 고정시키는 기판 지지 유닛을 포함하는 기판 처리 장치가 제공된다. 기판 처리 장치는 내부에 처리 공간을 포함하는 챔버, 상기 처리 공간 내에 배치되고, 기판(W)을 지지하는 기판 지지 유닛, 제1 진공 펌프, 상기 챔버의 상기 처리 공간에 연결되는 제2 진공 펌프, 상기 제1 진공 펌프와 상기 제2 진공 펌프 사이에 배치되는 제1 밸브 및 상기 제1 진공 펌프와 상기 기판 지지 유닛 사이에 배치되는 제2 밸브를 포함하고, 상기 제1 진공 펌프는 상기 제2 밸브가 턴 온 됨으로써, 상기 기판 지지 유닛과 상기 기판 사이의 공간의 압력을 감소시켜 상기 기판 지지 유닛에 상기 기판을 고정시킨다.

Description

기판 처리 장치{apparatus for processing substrate}
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 소자 제조 공정은 반도체 제조 설비 내에서 연속적으로 수행될 수 있으며, 전공정 및 후공정으로 구분될 수 있다. 반도체 제조 설비는 반도체 소자를 제조하기 위해 팹(FAB)으로 정의되는 공간 내에 설치될 수 있다.
전공정은 웨이퍼(Wafer) 상에 회로 패턴을 형성하여 칩(Chip)을 완성하는 공정을 말한다. 이러한 전공정은 기판 상에 박막을 형성하는 증착 공정(Deposition Process), 포토 마스크(Photo Mask)를 이용하여 박막 상에 포토 레지스트(Photo Resist)를 전사하는 노광 공정(Photo Lithography Process), 기판 상에 원하는 회로 패턴을 형성하기 위해 화학 물질이나 반응성 가스를 이용하여 필요 없는 부분을 선택적으로 제거하는 식각 공정(Etching Process), 식각 후에 남아있는 포토 레지스트를 제거하는 에싱 공정(Ashing Process), 회로 패턴과 연결되는 부분에 이온을 주입하여 전자 소자의 특성을 가지도록 하는 이온 주입 공정(Ion Implantation Process), 기판 상에서 오염원을 제거하는 세정 공정(Cleaning Process) 등을 포함할 수 있다.
후공정은 전공정을 통해 완성된 제품의 성능을 평가하는 공정을 말한다. 후공정은 기판 상의 각각의 칩에 대해 동작 여부를 검사하여 양품과 불량을 선별하는 기판 검사 공정, 다이싱(Dicing), 다이 본딩(Die Bonding), 와이어 본딩(Wire Bonding), 몰딩(Molding), 마킹(Marking) 등을 통해 각각의 칩을 절단 및 분리하여 제품의 형상을 갖추도록 하는 패키지 공정(Package Process), 전기적 특성 검사, 번인(Burn In) 검사 등을 통해 제품의 특성과 신뢰성을 최종적으로 검사하는 최종 검사 공정 등을 포함할 수 있다.
기판 처리 공정을 수행하는 경우, 기판 지지 유닛 상에 기판을 고정할 필요가 있다. 최근에 기판 처리 장치의 구조가 보다 간단해짐에 따라서, 정전 척(electrostatic chuck)이 아닌 기판 지지 유닛이 사용될 수 있고, 이 경우 기판을 고정하는 방법이 필요할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 진공 펌프에 연결되어 기판을 고정시키는 기판 지지 유닛을 포함하는 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 기판에 전달되는 열 전달 효율을 개선시키는 기판 지지 유닛을 포함하는 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기판 처리 장치는 내부에 처리 공간을 포함하는 챔버, 상기 처리 공간 내에 배치되고, 기판(W)을 지지하는 기판 지지 유닛, 제1 진공 펌프, 상기 챔버의 상기 처리 공간에 연결되는 제2 진공 펌프, 상기 제1 진공 펌프와 상기 제2 진공 펌프 사이에 배치되는 제1 밸브 및 상기 제1 진공 펌프와 상기 기판 지지 유닛 사이에 배치되는 제2 밸브를 포함하고, 상기 제1 진공 펌프는 상기 제2 밸브가 턴 온 됨으로써, 상기 기판 지지 유닛과 상기 기판 사이의 공간의 압력을 감소시켜 상기 기판 지지 유닛에 상기 기판을 고정시킬 수 있다.
상기 기판 처리 장치는 상기 제1 진공 펌프와 상기 처리 공간 사이에 배치되는 제3 밸브를 더 포함하고, 상기 제1 진공 펌프는 상기 제3 밸브가 턴 온 됨으로써, 상기 처리 공간의 압력을 감소시킬 수 있다.
상기 제3 밸브는 상기 제2 밸브보다 먼저 턴 온 될 수 있다.
상기 기판은, 상기 제2 밸브가 턴 오프 됨으로써, 상기 기판 지지 유닛으로부터 분리되고, 상기 제2 밸브가 턴 오프 된 후에, 상기 제3 밸브가 턴 오프 될 수 있다.
상기 기판 처리 장치는 상기 제2 진공 펌프와 상기 처리 공간 사이에 배치되는 제4 밸브를 더 포함하고, 상기 제1 진공 펌프는 상기 제1 밸브가 턴 온 됨으로써, 상기 제2 진공 펌프와 연결될 수 있다.
상기 제2 진공 펌프는 상기 제4 밸브가 턴 온 됨으로써, 상기 처리 공간의 압력을 감소시키고, 상기 제1 밸브는 상기 제4 밸브보다 먼저 턴 온 될 수 있다.
상기 제4 밸브는 상기 제2 밸브보다 먼저 턴 온 될 수 있다.
상기 기판 지지 유닛은 상기 제2 밸브와 상기 기판 사이의 유로를 포함하고, 상기 제1 진공 펌프는 상기 유로 내의 가스를 흡수할 수 있다.
상기 기판 처리 장치는 상기 처리 공간에 가스를 공급하는 가스 공급부를 더 포함하고, 상기 가스 공급부는 가스를 배출하고, 상기 제1 및 제2 진공 펌프는 가스를 흡수할 수 있다.
상기 기판 지지 유닛과 상기 기판 사이의 공간은 상기 가스 공급부에 연결되지 않을 수 있다.
상기 기판 처리 장치는 상기 제2 진공 펌프와 상기 기판 지지 유닛 사이에 배치되는 제5 밸브를 더 포함하고, 상기 제2 진공 펌프는 상기 제5 밸브가 턴 온 됨으로써, 상기 기판 지지 유닛과 상기 기판 사이의 공간의 압력을 감소시켜 상기 기판 지지 유닛에 상기 기판을 고정시킬 수 있다.
상기 제5 밸브가 턴 온 되는 경우 상기 제2 밸브는 턴 오프 될 수 있다.
상기 제2 밸브 및 상기 제5 밸브 중 적어도 하나는 턴 온 될 수 있다.
상기 제1 진공 펌프는 드라이 펌프를 포함하고, 상기 제2 진공 펌프는 터보 분자 펌프를 포함할 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기판 처리 장치는 내부에 처리 공간을 포함하는 챔버, 상기 처리 공간 내에 배치되고, 기판을 지지하는 기판 지지 유닛, 제1 진공 펌프, 상기 제1 진공 펌프에 연결되는 제2 진공 펌프, 상기 제2 진공 펌프와 상기 챔버의 상기 처리 공간 사이에 연결되는 제1 밸브, 및 상기 제2 진공 펌프와 상기 기판 지지 유닛 사이에 배치되는 제2 밸브를 포함하고, 상기 제2 진공 펌프는 상기 제2 밸브가 턴 온 됨으로써, 상기 기판 지지 유닛과 상기 기판 사이의 공간의 압력을 감소시켜 상기 기판 지지 유닛에 상기 기판을 고정시킬 수 있다.
상기 제2 진공 펌프는 상기 제1 밸브가 턴 온 됨으로써, 상기 처리 공간의 압력을 감소시키고, 상기 제1 밸브는 상기 제2 밸브보다 먼저 턴 온 될 수 있다.
상기 기판 처리 장치는 상기 제1 진공 펌프와 상기 처리 공간 사이에 연결되는 제3 밸브를 더 포함하고, 상기 제3 밸브는 상기 제1 밸브보다 먼저 턴 온 될 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기판 처리 장치는 내부에 처리 공간을 포함하는 챔버, 상기 처리 공간 내에 배치되고, 상부의 노출된 홀 및 상기 홀과 연결된 유로를 포함하는 기판 지지 유닛, 제1 밸브를 통해 상기 처리 공간에 연결되는 제1 진공 펌프, 제2 밸브를 통해 상기 제1 진공 펌프에 연결되고, 제3 밸브를 통해 상기 처리 공간에 연결되는 제2 진공 펌프, 및 상기 기판 지지 유닛의 유로와 상기 제1 진공 펌프를 연결하는 제4 밸브를 포함하고, 상기 제1 진공 펌프는 상기 제1 밸브가 턴 온 됨으로써, 상기 처리 공간의 압력을 감소시키고, 상기 제2 진공 펌프는 상기 제2 밸브 및 상기 제3 밸브가 턴 온 됨으로써, 상기 처리 공간의 압력을 감소시키고, 상기 제1 진공 펌프는 상기 기판 지지 유닛 상에 기판이 탑재되는 경우, 상기 제4 밸브가 턴 온 됨으로써, 상기 유로의 압력을 감소시켜 상기 기판 지지 유닛에 상기 기판을 고정시키고, 상기 기판에 대한 처리가 완료된 후, 상기 제4 밸브는 턴 오프 되고, 상기 제4 밸브가 턴 오프 된 후에, 상기 기판은 반출될 수 있다.
상기 기판 처리 장치는 상기 처리 공간에 가스를 공급하는 가스 공급부를 더 포함하고, 상기 가스 공급부는 가스를 배출하고, 상기 제1 및 제2 진공 펌프는 가스를 흡수할 수 있다.
상기 제1 진공 펌프, 상기 제2 진공 펌프 및 상기 유로는 상기 가스 공급부와 직접 연결되지 않을 수 있다.
도 1은 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치에 대한 도면이다.
도 2는 도 1의 기판 지지 유닛의 입체도이다.
도 3은 도 2의 A-A를 따라 절단한 기판 지지 유닛의 단면도이다.
도 4 및 도 5는 몇몇 실시예에 따른 기판 지지 유닛의 상면도이다.
도 6은 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치의 동작 방법에 대한 순서도이다.
도 7 내지 도 9는 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 10는 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치의 동작 방법에 대한 순서도이다.
도 11은 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치에 대한 도면이다.
도 12는 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치에 대한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치에 대한 도면이다.
도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(1)는 배기 장치(100), 가스 공급 장치(200), 전극 모듈(300), 컨트롤러(400) 및 챔버(500)를 포함할 수 있다.
챔버(500)는 내부에 기판(W)이 처리되는 처리 공간(501)을 제공할 수 있다. 여기서 챔버(500)는 원형의 통 형상을 가질 수 있다. 챔버(500)는 금속 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 챔버(500)는 알루미늄으로 구성될 수 있다. 개구부(520)는 챔버(500)의 일측에 형성될 수 있다. 개구부(520)는 기판(W)이 반출입 가능한 출입구에 해당할 수 있다. 여기서, 개구부(520)는 도어에 의하여 개폐가 가능할 수 있다.
이송 로봇(530)은 개구부(520)를 통과하여 기판(W)을 반출입할 수 있다. 예를 들어, 개구부(520)가 열리는 경우, 이송 로봇(530)는 개구부(520)를 통과하여 처리 공간(501) 내의 기판 지지 유닛(510) 상에 기판(W)을 배치시킬 수 있다. 기판(W)에 대한 공정이 종료된 후에, 이송 로봇(530)는 기판 지지 유닛(510)으로부터 기판(W)을 반출할 수 있다. 이 때, 이송 로봇(530)는 개구부(520)를 통과할 수 있다.
챔버(500)는 처리 공간(501) 내에 배치되는 기판 지지 유닛(510)을 포함할 수 있다. 여기서, 기판 지지 유닛(510)은 척(chuck)으로 지칭될 수 있다. 기판 지지 유닛(510)은 기판(W)을 지지할 수 있고, 기판(W)이 이동하지 않도록 기판(W)을 고정시킬 수 있다. 또한, 기판 지지 유닛(510)은 기판(W)을 가열시키기 위한 히터를 포함할 수 있다. 여기서, 기판 지지 유닛(510)은 챔버(500)의 중앙 부분에 위치할 수 있다. 기판 지지 유닛(510)은 배기 장치(100)와 연결될 수 있지만, 가스 공급 장치(200) 및 전극 모듈(300)과 연결되지 않을 수 있다. 하지만 본 발명의 실시예는 이에 제한되지 않는다.
가스 공급 장치(200)는 제1 공정 가스 공급부(210), 제2 공정 가스 공급부(220) 및 제3 공정 가스 공급부(230)를 포함할 수 있다. 제1 내지 제3 공정 가스 공급부(210, 220 및 230)는 서로 다른 가스를 전극 모듈(300) 및 챔버(500)에 제공할 수 있다. 예를 들어, 제1 공정 가스 공급부(210)는 제1 공정에 사용되는 가스를 생성할 수 있고, 제2 공정 가스 공급부(220)는 제2 공정에 사용되는 가스를 생성할 수 있고, 제3 공정 가스 공급부(230)는 제3 공정에 사용되는 가스를 생성할 수 있다.
전극 모듈(300)은 고주파 전원(310), 전극(320), 이온 블록커(330), 샤워 헤드(340), 히터 링(350) 등을 포함할 수 있다. 전극 모듈(300)은 가스 공급 장치(200)로부터 제공되는 가스를 이용하여 플라즈마를 생성하여, 처리 공간(501)에 제공할 수 있다.
전극(320)과 이온 블록커(330) 사이에 제1 공간(301)이 형성될 수 있고, 이온 블록커(330)와 샤워 헤드(340) 사이에 제2 공간(302)이 형성될 수 있다. 샤워 헤드(340)의 하부에는 처리 공간(501)이 형성될 수 있다.
전극(320)은 고주파 전원(310)에 연결될 수 있고, 이온 블록커(330)는 정전압에 연결될 수 있다. 전극(320)은 복수의 공급홀들을 포함할 수 있다. 제1 공정 가스 공급부(210)는 전극(320)을 통해 제1 공정 가스를 제1 공간(301)에 제공할 수 있다.
전극(320)과 이온 블록커(330) 사이에서 발생한 전자기장은 제1 공정 가스를 플라즈마 상태로 여기시킬 수 있다. 플라즈마 상태로 여기된 제1 공정 가스(예를 들어, 플라즈마 유출물)는 라디칼, 이온 및/또는 전자를 포함할 수 있다. 제1 공정 가스는 타겟 물질에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 타겟 물질이 기판(W) 상에 형성된 실리콘 산화물을 포함하는 경우 제1 공정가스는 삼불화질소(NF3)일 수 있고, 추가적으로 불활성 가스(예를 들어, He)를 더 포함할 수 있다.
이온 블록커(330)는 도전성 물질을 포함할 수 있고, 원판 형상을 가질 수 있다. 이온 블록커(330)는 복수의 제1 관통 홀들을 포함할 수 있다. 플라즈마 유출물 중에서 라이칼은 이온 블록커(330)의 제1 관통 홀들을 통과할 수 있다. 반면, 대전된 이온은 이온 블록커(330)이 제1 관통 홀들을 통과할 수 없다.
제2 공정 가스 공급부(220)는 이온 블록커(330)에 제2 공정 가스를 제공할 수 있고, 이를 통해 제2 공정 가스를 제2 공간(302)에 제공할 수 있다.
샤워 헤드(340)는 도전성 물질을 포함할 수 있고, 원판 형상을 가질 수 있다. 샤워 헤드(340)는 복수의 제2 관통 홀들을 포함할 수 있다. 샤워 헤드(340)는 제2 관통 홀들을 통해서 처리 공간(501)에 가스를 제공할 수 있다.
제3 공정 가스 공급부(230)는 샤워 헤드(340)에 형성된 공급구에 제3 공정 가스를 제공할 수 있고, 이를 통해 제3 공정 가스를 제2 공간(302)에 제공할 수 있다.
히터 링(350)은 이온 블록커(330)와 샤워 헤드(340) 사이에 배치되고, 제2 공간(302)을 둘러쌀 수 있다. 히터 링(350)은 샤워 헤드(340)의 온도를 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 기판(W)은 기판 지지 유닛(510) 상에 배치될 수 있다. 하지만, 공정에 따라서, 기판(W)은 기판 지지 유닛(510)으로부터 반출될 수도 있다.
배기 장치(100)는 제1 진공 펌프(110), 제2 진공 펌프(120), 유로(130), 제1 밸브(131), 제2 밸브(132), 제3 밸브(133) 및 제4 밸브(134)를 포함할 수 있다. 배기 장치(100)는 챔버(500)의 하부에 배치될 수 있으며, 챔버(500)와 직접 연결될 수 있다. 예를 들어, 배기 장치(100)는 처리 공간(501) 및 기판 지지 유닛(510)과 직접 연결될 수 있다. 배기 장치(100)는 가스 공급 장치(200)와 전극 모듈(300)과 직접 연결되지 않을 수 있다.
배기 장치(100)는 가스를 흡수하는 기능을 수행하고 가스를 배출하는 기능을 수행하는 반면에, 가스 공급 장치(200)는 가스를 흡수하지 않고 가스를 배출하는 기능을 수행할 수 있다. 즉, 배기 장치(100)와 가스 공급 장치(200)는 서로 분리되고, 서로 다른 기능을 수행할 수 있다.
여기서 컨트롤러(400)는 배기 장치(100), 가스 공급 장치(200) 및 전극 모듈(300)의 동작을 전반적으로 조절할 수 있다.
제1 진공 펌프(110)는 유로(130)를 통하여 처리 공간(501) 내의 가스 또는 파티클을 배기시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 진공 펌프(110)에 연결된 유로(130)는 제1 밸브(131)와 연결될 수 있고, 제1 밸브(131)는 챔버(500)에 연결될 수 있다. 제1 밸브(131)가 턴 오프 되는 경우, 제1 진공 펌프(110)는 처리 공간(501) 내의 가스를 배기시킬 수 없다. 제1 밸브(131)가 턴 온 되는 경우, 제1 진공 펌프(110)는 유로(130)를 통해 처리 공간(501) 내의 가스를 배기시킬 수 있다. 이에 따라서, 처리 공간(501)의 압력은 대기압으로부터 0 atm에 가까운 압력으로 감소할 수 있다. 여기서 제1 진공 펌프(110)는 드라이 펌프(dry pump)를 포함할 수 있다.
제2 진공 펌프(120)는 처리 공간(501) 내의 가스 또는 파티클을 배기시킬 수 있다. 예를 들어, 제2 진공 펌프(120)는 제2 밸브(132)를 통해 제1 진공 펌프(110)와 연결될 수 있다. 또한, 제2 진공 펌프(120)는 제3 밸브(133)를 통해 챔버(500)에 연결될 수 있다. 제2 밸브(132)와 제3 밸브(133)가 턴 온 되는 경우, 제2 진공 펌프(120)는 유로(130)를 통해 처리 공간(501) 내의 가스를 배기시킬 수 있다. 제2 진공 펌프(120)의 가스 배기는 제1 진공 펌프(110)의 가스 배기보다 늦게 수행될 수 있다. 제2 진공 펌프(120)는 0 atm에 가까운 압력을 갖는 처리 공간(501)의 압력을 진공이 되게 할 수 있다. 이 때, 제2 및 제3 밸브(132, 133)는 제1 밸브(131)보다 늦게 턴 온 될 수 있다. 즉 제1 진공 펌프(110)가 동작한 후에, 제2 진공 펌프(120)가 동작할 수 있다. 제1 진공 펌프(110)는 제2 진공 펌프(120)로부터 흡수된 가스, 파티클 등을 배기시킬 수 있다. 여기서 제2 진공 펌프(120)는 터보 분자 펌프(turbo molecular pump)를 포함할 수 있다.
제4 밸브(134)는 제1 진공 펌프(110)와 기판 지지 유닛(510) 사이에 배치될 수 있다. 제4 밸브(134)는 제1 진공 펌프(110)와 기판 지지 유닛(510)을 연결시킬 수 있다. 예를 들어, 제4 밸브(134)는 유로(130)를 통해 제1 진공 펌프(110)와 연결될 수 있고, 기판 지지 유닛(510)의 내부에 형성된 유로와 연결될 수 있다. 여기서, 기판 지지 유닛(510)의 내부에 형성된 유로는 기판 지지 유닛(510)의 상부에 노출될 수 있다. 즉, 유로는 기판 지지 유닛(510)의 상부의 홀에 연결될 수 있다. 기판 지지 유닛(510)의 상부의 홀은 기판(W)과 직접 접촉할 수 있다. 즉, 기판 지지 유닛(510)의 유로는 기판(W)과 제4 밸브(134) 사이에 형성될 수 있다.
제4 밸브(134)가 턴 온 되는 경우, 제1 진공 펌프(110)는 기판 지지 유닛(510)과 기판(W) 사이의 공간의 가스를 흡수할 수 있다. 즉, 제1 진공 펌프(110)는 유로의 압력을 감소시킬 수 있다. 이에 따라서, 기판 지지 유닛(510)은 기판(W)을 흡착할 수 있고, 기판(W)은 기판 지지 유닛(510)에 고정될 수 있다. 여기서 제4 밸브(134)는 제1 내지 제3 밸브(131 내지 133)가 턴 온 된 후에, 턴 온 될 수 있다. 즉, 처리 공간(501)이 진공이 된 후에, 제4 밸브(134)가 턴 온 될 수 있고, 제1 진공 펌프(110)가 기판(W)을 기판 지지 유닛(510)에 고정시킬 수 있다. 하지만 본 발명의 실시예는 이에 제한되지 않으며, 제1 내지 제4 밸브(131 내지 134)의 동작 순서는 이와 다를 수 있다.
제4 밸브(134)가 턴 오프 되는 경우, 제1 진공 펌프(110)는 기판 지지 유닛(510)과 기판(W) 사이의 공간의 가스를 흡수하지 않을 수 있다. 즉, 기판 지지 유닛(510)은 기판(W)을 흡착하지 않을 수 있다. 이에 따라서, 기판(W)은 기판 지지 유닛(510)에 고정되지 않을 수 있고, 탈착될 수 있다.
이에 따라서, 공정 진행 중에 기판(W)은 기판 지지 유닛(510)에 고정될 수 있다. 또한, 공정 종료 후에, 기판(W)은 기판 지지 유닛(510)으로부터 고정되지 않고, 반출될 수 있다. 즉, 기판 지지 유닛(510)에 전압이 인가되지 않아도, 기판(W)은 기판 지지 유닛(510)에 고정될 수 있다. 또한, 제1 진공 펌프(110)와 제4 밸브(134)를 이용하여 기판 지지 유닛(510)에 기판(W)을 고정함으로써, 보다 간단한 구조를 갖는 기판 지지 유닛(510)을 포함하는 기판 처리 장치(1)가 제공될 수 있다.
또한, 기판(W)이 기판 지지 유닛(510)에 고정됨으로써, 기판 지지 유닛(510)으로부터 발생한 열이 기판(W)에 전달될 수 있다. 즉, 기판(W)에 전달되는 열 전달 효율을 개선시키는 기판 지지 유닛(510)을 포함하는 기판 처리 장치(1)가 제공될 수 있다.
이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여 기판 지지 유닛(510)에 대하여 보다 상세하게 설명한다.
도 2는 도 1의 기판 지지 유닛의 입체도이다. 도 3은 도 2의 A-A를 따라 절단한 기판 지지 유닛의 단면도이다. 도 4 및 도 5는 몇몇 실시예에 따른 기판 지지 유닛의 상면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 기판 지지 유닛(510)은 원통 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 기판 지지 유닛(510)은 챔버(500)에 연결되는 제1 원통과, 제1 원통 상에 연결되는 제2 원통의 형상을 가질 수 있다. 하지만 본 발명의 실시예는 이에 제한되지 않는다.
기판(W)은 기판 지지 유닛(510)의 상부에 배치될 수 있다. 이 때, 기판(W)은 기판 지지 유닛(510)의 유로(511)에 연결될 수 있다. 기판 지지 유닛(510)은 내부에 유로(511)를 포함할 수 있다. 유로(511)는 제4 밸브(134)와 기판(W) 사이의 공간에 해당할 수 있다. 제4 밸브(134)가 턴 온 되는 경우, 유로(511) 내부의 가스는 제1 진공 펌프(110)에 의해 외부로 배기될 수 있다. 이에 따라서, 유로(511)의 압력은 진공이 될 수 있으며, 기판(W)은 기판 지지 유닛(510)에 흡착될 수 있다.
이 때, 유로(511)는 기판 지지 유닛(510)의 상부의 복수의 홀들을 포함할 수 있다. 도 4를 참조하면, 기판 지지 유닛(510)은 복수의 흡착 홀(512)들을 포함할 수 있다. 여기서 복수의 흡착 홀(512)들은 기판 지지 유닛(510)의 상면에 산개적으로 배치될 수 있다. 이에 따라서, 흡착 홀(512) 내부의 가스가 배기됨에 따라서, 기판(W)은 기판 지지 유닛(510)에 흡착될 수 있다.
도 5를 참조하면, 기판 지지 유닛(510)는 복수의 흡착 홀(513)들을 포함할 수 있다. 여기서 복수의 흡착 홀(513)들은 기판 지지 유닛(510)의 상면에 배치된 복수의 동심원 형태를 가질 수 있다. 흡착 홀(513) 내부의 가스가 배기됨에 따라서, 기판(W)이 기판 지지 유닛(510)에 흡착될 수 있다.
이하, 도 6 내지 도 9를 참조하여 기판 처리 장치(1)의 동작 방법에 대하여 설명한다.
도 6은 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치의 동작 방법에 대한 순서도이다. 도 7 내지 도 9는 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 먼저 제1 및 제2 진공 펌프(110 및 120)가 턴 온 될 수 있다(S600). 이 때, 제1 내지 제4 밸브(131 내지 134)는 턴 오프 된 상태일 수 있다. 즉, 처리 공간(501)의 압력은 대기압으로 유지될 수 있다.
이후에 제1 밸브(131)가 턴 온 될 수 있다(S601). 제1 밸브(131)가 턴 온 됨으로써, 제1 진공 펌프(110)는 처리 공간(501)의 가스를 흡입할 수 있다. 이에 따라서, 처리 공간(501)의 압력은 0 atm에 가깝게 될 수 있다.
이후에, 제2 및 제3 밸브(132 및 133)가 턴 온 될 수 있다(S602). 제2 및 제3 밸브(132 및 133)가 턴 온 됨으로써, 제2 진공 펌프(120)는 제1 진공 펌프(110)에 연결될 수 있고, 처리 공간(501)의 가스를 흡입할 수 있다. 제1 진공 펌프(110) 및 제2 진공 펌프(120)에 의해 처리 공간(501)은 진공 상태로 유지될 수 있다.
이후에, 기판 지지 유닛(510)에 기판(W)이 탑재될 수 있다(S603). 이송 로봇(530)은 기판(W)을 기판 지지 유닛(510)의 상부에 탑재시킬 수 있다. 이 때, 기판(W)은 기판 지지 유닛(510)의 흡착 홀과 직접 접촉할 수 있다.
도 6 및 도 8을 참조하면, 제4 밸브(134)가 턴 온 될 수 있다(S604). 제4 밸브(134)가 턴 온 됨으로써, 제1 진공 펌프(110)는 기판 지지 유닛(510) 내의 가스를 흡입할 수 있다. 이에 따라서 기판 지지 유닛(510)에 기판(W)이 고정될 수 있다. 또한, 기판 지지 유닛(510)으로부터 발생하는 열이 기판(W)에 전달될 수 있다. 이에 따라서, 기판(W)은 공정의 진행 동안에 위치가 고정될 수 있다.
이후에, 가스 공급 장치(200)와 전극 모듈(300)이 동작할 수 있다(S605). 이에 따라서 제1 공간(301) 및 제2 공간(302)에서 생성된 플라즈마가 처리 공간(501)에 제공될 수 있다. 이에 따라서, 기판(W)에 대한 처리 공정이 수행될 수 있다.
도 6 및 도 9를 참조하면, 공정이 종료될 수 있다(S606). 즉 기판(W)에 대한 처리 공정이 종료될 수 있다.
이어서, 제4 밸브(134)가 턴 오프 될 수 있다(S607). 이에 따라서, 제1 진공 펌프(110)는 기판 지지 유닛(510) 내의 가스를 흡입할 수 없다. 따라서, 기판 지지 유닛(510)과 기판(W) 사이의 공간은 진공으로 유지될 수 없다. 따라서, 기판(W)은 기판 지지 유닛(510)에 고정되지 않는다. 이 때, 제1 내지 제3 밸브(131 내지 133)는 턴 온 상태를 유지할 수 있다. 즉, 처리 공간(501)은 진공으로 유지될 수 있다.
이어서, 기판 지지 유닛(510)으로부터 기판(W)이 반출될 수 있다(S608). 이송 로봇(530)은 기판 지지 유닛(510) 상의 기판(W)을 반출할 수 있다. 이 때, 기판(W)은 기판 지지 유닛(510)에 고정된 상태가 아니므로, 자유롭게 반출될 수 있다. 상기 살펴본 바와 같이, 제1 진공 펌프(110) 및 제4 밸브(134)를 통해 기판(W)은 기판 지지 유닛(510)에 고정될 수 있다.
도 10는 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치의 동작 방법에 대한 순서도이다.
도 1 및 도 10을 참조하면, 제1 및 제2 진공 펌프(110 및 120)가 턴 온 될 수 있다(S610). 이후에, 제1 밸브(131)가 턴 온 될 수 있다(S611). 이에 따라서 처리 공간(501)의 압력은 0 atm에 가깝게 될 수 있다. 이 때, 제2 내지 제4 밸브(132 내지 134)는 턴 오프 상태일 수 있다.
이어서, 기판 지지 유닛(510)에 기판(W)이 탑재될 수 있다(S612). 이후에, 제4 밸브(134)가 턴 온 될 수 있다(S613). 이에 따라서 기판(W)은 기판 지지 유닛(510)에 고정될 수 있다. 기판(W)이 고정된 후에, 제2 및 제3 밸브(132 및 133)가 턴 온 될 수 있다(S614). 이에 따라서, 제2 진공 펌프(120)는 처리 공간(501)을 진공 상태로 유지시킬 수 있다.
이어서, 가스 공급 장치(200) 및 전극 모듈(300)이 동작할 수 있고(S615), 이후에 공정이 종료된 후에(S616), 제4 밸브(134)가 턴 오프 될 수 있다(S617). 이에 따라서, 기판(W)은 기판 지지 유닛(510)에 고정되지 않을 수 있다. 이어서, 기판 지지 유닛(510)으로부터 기판(W)이 반출될 수 있다(S618).
이하, 도 11을 참조하여 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치(1')에 대하여 설명한다. 도 1 내지 도 10을 참조하여 앞서 설명한 내용 중, 중복되는 내용은 생략하도록 한다.
도 11은 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치에 대한 도면이다.
도 11을 참조하면, 배기 장치(100)는 제1 진공 펌프(110), 제2 진공 펌프(120), 제1 밸브(131), 제2 밸브(132), 제3 밸브(133) 및 제4 밸브(134')를 포함할 수 있다.
여기서, 제1 밸브(131)는 제1 진공 펌프(110)와 챔버(500)를 연결시킬 수 있고, 제2 밸브(132)는 제1 진공 펌프(110)와 제2 진공 펌프(120)를 연결시킬 수 있다. 제3 밸브(133)는 제2 진공 펌프(120)와 챔버(500)를 연결시킬 수 있다. 또한, 제4 밸브(134')는 제2 진공 펌프(120)와 기판 지지 유닛(510)을 연결시킬 수 있다.
이 때, 제4 밸브(134')가 턴 오프 된 경우, 기판 지지 유닛(510)은 기판(W)을 고정하지 않을 수 있다. 제4 밸브(134')와 기판 지지 유닛(510) 사이의 공간은 진공으로 유지되지 않을 수 있다.
제4 밸브(134')가 턴 온 된 경우, 제2 진공 펌프(120)는 기판 지지 유닛(510)과 기판(W) 사이의 공간의 압력을 감소시킬 수 있다. 이에 따라서, 기판(W)은 기판 지지 유닛(510)에 고정될 수 있다. 도 1 내지 도 10을 참조하여 설명한 기판 처리 장치(1)에서 제1 진공 펌프(110)가 기판 지지 유닛(510)과 기판(W) 사이의 공간의 압력을 감소시킨 것과 달리, 도 11을 참조하여 설명한 기판 처리 장치(1')는 제2 진공 펌프(120)에 의해 기판(W)을 고정시킬 수 있다. 즉, 기판 처리 장치(1')의 기판 지지 유닛(510)은 제1 진공 펌프(110)와 직접 연결되지 않을 수 있다.
이하, 도 12를 참조하여 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치(1'')에 대하여 설명한다. 도 1 내지 도 10을 참조하여 앞서 설명한 내용 중, 중복되는 내용은 생략하도록 한다.
도 12는 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치에 대한 도면이다.
도 12를 참조하면, 기판 처리 장치(1'')의 배기 장치(100)는 제1 진공 펌프(110), 제2 진공 펌프(120), 제1 밸브(131), 제2 밸브(132), 제3 밸브(133), 제5 밸브(135) 및 제6 밸브(136)를 포함할 수 있다.
여기서, 제5 밸브(135)는 제1 진공 펌프(110)와 기판 지지 유닛(510)을 연결할 수 있고, 제6 밸브(136)는 제2 진공 펌프(120)와 기판 지지 유닛(510)을 연결할 수 있다. 또한, 제5 밸브(135)와 제6 밸브(136)는 유로를 통하여 서로 연결될 수 있다.
제5 밸브(135)가 턴 온 되는 경우, 제1 진공 펌프(110)는 기판 지지 유닛(510)에 기판(W)을 고정시킬 수 있다. 제5 밸브(135)가 턴 온 되는 경우, 제2 진공 펌프(120)는 기판 지지 유닛(510)에 기판(W)을 고정시킬 수 있다. 제5 및 제6 밸브(135 및 136)가 턴 온 되는 경우, 제1 및 제2 진공 펌프(110 및 120)는 기판 지지 유닛(510)에 기판(W)을 고정시킬 수 있다. 제5 및 제6 밸브(135 및 136)가 모두 턴 오프 되는 경우, 제1 및 제2 진공 펌프(110 및 120)는 기판 지지 유닛(510)에 기판(W)을 고정시킬 수 있다.
정리하면, 제5 및 제6 밸브(135 및 136) 중 적어도 하나가 턴 온 되는 경우, 기판(W)은 기판 지지 유닛(510)에 고정될 수 있다. 하지만 본 발명의 실시예는 이에 제한되지 않는다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: 기판 처리 장치 100: 배기 장치
110: 제1 진공 펌프 120: 제2 진공 펌프
130: 유로 131: 제1 밸브
132: 제2 밸브 133: 제3 밸브
134: 제4 밸브 200: 가스 공급 장치
300: 전극 모듈 400: 밸브 컨트롤러
500: 챔버 501: 처리 공간
510: 기판 지지 유닛 511: 유로
512: 흡착 홀 513: 흡착 홀

Claims (20)

  1. 내부에 처리 공간을 포함하는 챔버;
    상기 처리 공간 내에 배치되고, 기판을 지지하는 기판 지지 유닛;
    제1 진공 펌프;
    상기 챔버의 상기 처리 공간에 연결되는 제2 진공 펌프;
    상기 제1 진공 펌프와 상기 제2 진공 펌프 사이에 배치되는 제1 밸브; 및
    상기 제1 진공 펌프와 상기 기판 지지 유닛 사이에 배치되는 제2 밸브를 포함하고,
    상기 제1 진공 펌프는 상기 제2 밸브가 턴 온 됨으로써, 상기 기판 지지 유닛과 상기 기판 사이의 공간의 압력을 감소시켜 상기 기판 지지 유닛에 상기 기판을 고정시키는 기판 처리 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 진공 펌프와 상기 처리 공간 사이에 배치되는 제3 밸브를 더 포함하고,
    상기 제1 진공 펌프는 상기 제3 밸브가 턴 온 됨으로써, 상기 처리 공간의 압력을 감소시키는 기판 처리 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제3 밸브는 상기 제2 밸브보다 먼저 턴 온 되는 기판 처리 장치.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 기판은, 상기 제2 밸브가 턴 오프 됨으로써, 상기 기판 지지 유닛으로부터 분리되고,
    상기 제2 밸브가 턴 오프 된 후에, 상기 제3 밸브가 턴 오프 되는 기판 처리 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 진공 펌프와 상기 처리 공간 사이에 배치되는 제4 밸브를 더 포함하고,
    상기 제1 진공 펌프는 상기 제1 밸브가 턴 온 됨으로써, 상기 제2 진공 펌프와 연결되는 기판 처리 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제2 진공 펌프는 상기 제4 밸브가 턴 온 됨으로써, 상기 처리 공간의 압력을 감소시키고,
    상기 제1 밸브는 상기 제4 밸브보다 먼저 턴 온 되는 기판 처리 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제4 밸브는 상기 제2 밸브보다 먼저 턴 온 되는 기판 처리 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 기판 지지 유닛은 상기 제2 밸브와 상기 기판 사이의 유로를 포함하고,
    상기 제1 진공 펌프는 상기 유로 내의 가스를 흡수하는 기판 처리 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 처리 공간에 가스를 공급하는 가스 공급부를 더 포함하고,
    상기 가스 공급부는 가스를 배출하고, 상기 제1 및 제2 진공 펌프는 가스를 흡수하는 기판 처리 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 기판 지지 유닛과 상기 기판 사이의 공간은 상기 가스 공급부에 연결되지 않는 기판 처리 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 진공 펌프와 상기 기판 지지 유닛 사이에 배치되는 제5 밸브를 더 포함하고,
    상기 제2 진공 펌프는 상기 제5 밸브가 턴 온 됨으로써, 상기 기판 지지 유닛과 상기 기판 사이의 공간의 압력을 감소시켜 상기 기판 지지 유닛에 상기 기판을 고정시키는 기판 처리 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제5 밸브가 턴 온 되는 경우 상기 제2 밸브는 턴 오프 되는 기판 처리 장치.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 제2 밸브 및 상기 제5 밸브 중 적어도 하나는 턴 온 되는 기판 처리 장치.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 진공 펌프는 드라이 펌프를 포함하고, 상기 제2 진공 펌프는 터보 분자 펌프를 포함하는 기판 처리 장치.
  15. 내부에 처리 공간을 포함하는 챔버;
    상기 처리 공간 내에 배치되고, 기판을 지지하는 기판 지지 유닛;
    제1 진공 펌프;
    상기 제1 진공 펌프에 연결되는 제2 진공 펌프;
    상기 제2 진공 펌프와 상기 챔버의 상기 처리 공간 사이에 연결되는 제1 밸브; 및
    상기 제2 진공 펌프와 상기 기판 지지 유닛 사이에 배치되는 제2 밸브를 포함하고,
    상기 제2 진공 펌프는 상기 제2 밸브가 턴 온 됨으로써, 상기 기판 지지 유닛과 상기 기판 사이의 공간의 압력을 감소시켜 상기 기판 지지 유닛에 상기 기판을 고정시키는 기판 처리 장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 제2 진공 펌프는 상기 제1 밸브가 턴 온 됨으로써, 상기 처리 공간의 압력을 감소시키고,
    상기 제1 밸브는 상기 제2 밸브보다 먼저 턴 온 되는 기판 처리 장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 제1 진공 펌프와 상기 처리 공간 사이에 연결되는 제3 밸브를 더 포함하고,
    상기 제3 밸브는 상기 제1 밸브보다 먼저 턴 온 되는 기판 처리 장치.
  18. 내부에 처리 공간을 포함하는 챔버;
    상기 처리 공간 내에 배치되고, 상부의 노출된 홀 및 상기 홀과 연결된 유로를 포함하는 기판 지지 유닛;
    제1 밸브를 통해 상기 처리 공간에 연결되는 제1 진공 펌프;
    제2 밸브를 통해 상기 제1 진공 펌프에 연결되고, 제3 밸브를 통해 상기 처리 공간에 연결되는 제2 진공 펌프; 및
    상기 기판 지지 유닛의 유로와 상기 제1 진공 펌프를 연결하는 제4 밸브를 포함하고,
    상기 제1 진공 펌프는 상기 제1 밸브가 턴 온 됨으로써, 상기 처리 공간의 압력을 감소시키고,
    상기 제2 진공 펌프는 상기 제2 밸브 및 상기 제3 밸브가 턴 온 됨으로써, 상기 처리 공간의 압력을 감소시키고,
    상기 제1 진공 펌프는 상기 기판 지지 유닛 상에 기판이 탑재되는 경우, 상기 제4 밸브가 턴 온 됨으로써, 상기 유로의 압력을 감소시켜 상기 기판 지지 유닛에 상기 기판을 고정시키고,
    상기 기판에 대한 처리가 완료된 후, 상기 제4 밸브는 턴 오프 되고,
    상기 제4 밸브가 턴 오프 된 후에, 상기 기판은 반출되는 기판 처리 장치.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 처리 공간에 가스를 공급하는 가스 공급부를 더 포함하고,
    상기 가스 공급부는 가스를 배출하고, 상기 제1 및 제2 진공 펌프는 가스를 흡수하는 기판 처리 장치.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 제1 진공 펌프, 상기 제2 진공 펌프 및 상기 유로는 상기 가스 공급부와 직접 연결되지 않는 기판 처리 장치.
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