KR20230101672A - 기판 처리 장치 - Google Patents

기판 처리 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20230101672A
KR20230101672A KR1020220077080A KR20220077080A KR20230101672A KR 20230101672 A KR20230101672 A KR 20230101672A KR 1020220077080 A KR1020220077080 A KR 1020220077080A KR 20220077080 A KR20220077080 A KR 20220077080A KR 20230101672 A KR20230101672 A KR 20230101672A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
lift pin
flow path
heat transfer
support unit
Prior art date
Application number
KR1020220077080A
Other languages
English (en)
Inventor
이상기
정소형
Original Assignee
세메스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 세메스 주식회사 filed Critical 세메스 주식회사
Priority to US18/147,462 priority Critical patent/US20230207288A1/en
Priority to JP2022211321A priority patent/JP2023098865A/ja
Priority to CN202211716253.XA priority patent/CN116364517A/zh
Publication of KR20230101672A publication Critical patent/KR20230101672A/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68785Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by the mechanical construction of the susceptor, stage or support
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32091Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being capacitively coupled to the plasma
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32715Workpiece holder
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67069Apparatus for fluid treatment for etching for drying etching
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67109Apparatus for thermal treatment mainly by convection
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68742Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a lifting arrangement, e.g. lift pins
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68757Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a coating or a hardness or a material

Abstract

본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 일 실시예에 의한 기판 처리 장치는 기판을 처리하는 처리 공간을 가지는 하우징, 상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 지지 유닛 및 상기 처리 공간에 가스를 공급하는 가스 공급 유닛을 포함하되, 상기 지지 유닛의 내부에는 상기 지지 유닛에 지지된 기판으로 열 전달 매체를 공급하는 열 전달 유로와, 상기 지지 유닛에 지지된 기판을 승하강시키는 리프트 핀의 승강 경로를 정의하는 핀 홀과, 상기 열 전달 유로와 상기 핀 홀을 서로 유체 연통시키는 연결부가 형성되고, 상기 연결부는 다공성(Porous) 구조를 포함할 수 있다.

Description

기판 처리 장치{AN APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATE}
본 발명은 기판을 처리하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판을 플라즈마 처리하는 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 과정에서 기판의 온도는 일정하게 유지될 필요가 있다. 기판의 온도를 일정하게 유지하기 위해 기판을 지지하는 지지 유닛에는 히터나 냉매 유로 등의 온도 조절 수단이 구비될 수 있다. 또한, 이러한 온도 조절 수단과 기판 간의 효율적인 열 교환을 위해 일반적으로 기판의 하면으로 열 전달 가스를 공급하기 위한 열 전달 가스 유로가 구비될 수 있다.
플라즈마와 기판 상의 박막이 충돌하는 동안, 기판의 온도는 상승한다. 이에 따라, 열 전달 가스는 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 동안에 기판의 하면으로 공급된다. 플라즈마는 기판의 하면과 지지 유닛의 상면 사이의 미세한 공간으로 침투하여 지지 유닛 내부에 침투할 수 있다. 지지 유닛 내부로 침투한 플라즈마는 지지 유닛 내부에 구비된 아킹(Arcing)에 취약한 부재에 영향을 미친다.
기판을 지지 유닛으로부터 승강시키는 리프트 핀의 이동 경로로 기능하는 핀 홀은 지지 유닛의 상면을 관통하는 홀로써 지지 유닛의 내부에 형성된다. 이에 따라, 플라즈마는 핀 홀의 내부로 침투하여 핀 홀을 비롯한 핀 홀에 인접하게 배치된 부재들에 영향을 미친다. 핀 홀과 핀 홀에 인접하게 배치된 부재들은 플라즈마에 장시간 노출되어 아킹이 발생한다. 특히, 최근 고종횡비의 에칭 레이트를 만족하기 위해 고전압의 RF 파워를 인가하여 플라즈마를 형성하는 경우, 핀 홀과 핀 홀에 인접하게 배치된 부재들은 강한 플라즈마에 노출된다. 이로 인해 핀 홀과 핀 홀에 인접하게 배치된 부재들의 아킹 현상이 심화된다.
본 발명은 플라즈마에 의해 아킹 현상이 발생하는 것을 최소화할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 핀 홀의 인근에서 플라즈마에 의해 아킹 현상이 발생하는 것을 최소화할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 핀 홀을 통해 기판의 하면으로 열 전달 매체를 공급하여 기판의 온도를 조절하고, 동시에 핀 홀 내부의 온도를 조절할 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. 일 실시예에 의한 기판 처리 장치는 기판을 처리하는 처리 공간을 가지는 하우징, 상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 지지 유닛 및 상기 처리 공간에 가스를 공급하는 가스 공급 유닛을 포함하되, 상기 지지 유닛의 내부에는 상기 지지 유닛에 지지된 기판으로 열 전달 매체를 공급하는 열 전달 유로와, 상기 지지 유닛에 지지된 기판을 승하강시키는 리프트 핀의 승강 경로를 정의하는 핀 홀과, 상기 열 전달 유로와 상기 핀 홀을 서로 유체 연통시키는 연결부가 형성되고, 상기 연결부는 다공성(Porous) 구조를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 지지 유닛은 기판을 지지하는 지지판 및 상기 지지판의 아래에 위치하고, 고주파 전력이 인가되어 상기 처리 공간에 플라즈마를 발생시키는 몸체를 포함하고, 상기 몸체의 내부에는 상기 핀 홀의 일부를 이루는 중공이 형성된 리프트 핀 부쉬가 배치되고, 상기 연결부는 상기 리프트 핀 부쉬의 측면에 형성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 연결부는 상기 리프트 핀 부쉬의 측면에 일체로 형성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 중공에는 상기 리프트 핀의 외측면과 상기 중공의 측면을 실링하는 오링이 배치되고, 상기 오링은 정면에서 바라볼 때, 상기 연결부보다 아래에 위치할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 열 전달 유로는 상기 몸체 내부에 형성되어 상기 열 전달 매체가 순환하는 메인 유로, 상기 메인 유로와 연결되고, 상기 몸체와 상기 지지판의 내부에 상하 방향으로 형성되어 상기 기판의 하면으로 상기 열 전달 매체를 공급하는 제1유로, 상기 몸체 내부에 형성되고, 상기 메인 유로 및 상기 연결부를 연결하는 제2유로를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제2유로의 직경은 상기 연결부의 직경과 대응되거나, 상기 연결부의 직경보다 작을 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 지지판의 하면과 상기 몸체의 상면은 접착층에 의해 서로 접착될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 리프트 핀 부쉬 및 상기 연결부 각각은 상기 접착층 및 상기 제2유로보다 상대적으로 내플라즈마성이 강한 재질을 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 리프트 핀 부쉬 및 상기 연결부 각각의 재질은 세라믹을 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제2유로의 표면은 아노다이징(Anodizing) 처리될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 메인 유로는 상기 몸체의 중심을 포함하는 중앙 영역에 형성되는 중앙 유로 및 상기 중앙 영역을 감싸는 가장자리 영역에 형성되는 가장자리 유로를 포함하고, 상기 제2유로는 상기 중앙 유로 및/또는 상기 가장자리 유로와 상기 연결부를 연결할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 지지 유닛의 내부에는 상기 핀 홀이 복수 개 형성되고, 상기 몸체의 내부에는 상기 제2유로가 복수 개 형성되되, 복수 개의 상기 핀 홀들 각각은 복수 개의 상기 제2유로들 각각과 유체 연통할 수 있다.
또한, 본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 일 실시예에 의한 기판 처리 장치는 기판을 처리하는 처리 공간을 가지는 하우징, 상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 지지 유닛, 상기 처리 공간에 가스를 공급하는 가스 공급 유닛 및 상기 가스를 여기시켜 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스를 포함하되, 상기 지지 유닛은 상기 지지 유닛 내부에 형성되고, 상기 지지 유닛에 지지된 기판으로 열 전달 매체를 공급하는 열 전달 유로, 상기 지지 유닛 내부에 배치되고, 중공이 형성된 리프트 핀 부쉬 및 상기 중공을 통해 승강 이동하여 상기 지지 유닛에 지지된 기판을 승강시키는 리프트 핀을 포함하되, 상기 리프트 핀 부쉬의 측면에는 다공성(Porous) 구조를 포함하는 연결부가 형성되고, 상기 열 전달 유로는 상기 연결부와 연결될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 연결부와 상기 리프트 핀 부쉬는 동시 소결되어 일체로 형성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 리프트 핀 부쉬는 상기 리프트 핀 부쉬의 상부(upper portion)는 제1직경을 가지고, 상기 리프트 핀 부쉬의 하부(lower portion)는 상기 제1직경보다 큰 제2직경을 가지되, 상기 연결부는 상기 리프트 핀 부쉬의 상부에 형성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 지지 유닛은 기판을 지지하는 지지판 및 상기 지지판의 아래에 위치하고, 고주파 전력이 인가되어 상기 처리 공간에 플라즈마를 발생시키는 몸체를 더 포함하되, 상기 열 전달 유로는 상기 몸체의 내부에 형성되고, 상기 리프트 핀 부쉬는 상기 몸체의 내부에 배치되고, 상기 리프트 핀 부쉬의 상면은 상기 몸체의 상면과 상기 지지판의 하면 사이에 위치하고, 상기 지지판의 하면과 상기 몸체의 상면, 그리고 상기 지지판의 하면과 상기 리프트 핀 부쉬의 상면 사이는 접착층에 의해 서로 접착될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 리프트 핀 부쉬 및 상기 연결부 각각은 상기 접착층보다 상대적으로 내플라즈마성이 강한 재질을 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 중공에는 상기 리프트 핀의 외측면과 상기 중공의 측면을 실링하는 오링이 배치될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 오링은 정면에서 바라볼 때, 상기 연결부보다 아래에 위치할 수 있다.
또한, 본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 일 실시예에 의한 기판 처리 장치는 기판을 처리하는 처리 공간을 가지는 하우징, 상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 지지 유닛, 상기 처리 공간에 가스를 공급하는 가스 공급 유닛 및 상기 가스를 여기시켜 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스를 포함하되, 상기 지지 유닛은 기판을 지지하는 지지판, 상기 지지판의 아래에 위치하고, 고주파 전력이 인가되어 상기 처리 공간에 플라즈마를 발생시키는 몸체, 상기 몸체의 내부에 형성되고, 상기 지지 유닛에 지지된 기판으로 열 전달 매체를 공급하는 열 전달 유로, 상기 몸체의 내부에 배치되고, 중공이 형성된 리프트 핀 부쉬 및 상기 중공을 통해 승강 이동하여 상기 지지 유닛에 지지된 기판을 상기 지지판으로부터 승강 이동시키는 리프트 핀을 포함하고, 상기 열 전달 유로는 상기 몸체 내부에 형성되어 상기 열 전달 매체가 순환하는 메인 유로, 상기 메인 유로와 연결되고, 상기 몸체와 상기 지지판의 내부에 상하 방향으로 형성되어 상기 기판의 하면으로 상기 열 전달 매체를 공급하는 제1유로, 상기 몸체의 내부에 형성되어 상기 메인 유로와 상기 중공을 유체 연통시키는 제2유로를 포함하고, 상기 리프트 핀 부쉬의 측면에는 다공성(Porous) 구조로 형성된 연결부가 일체로 형성되고, 상기 제2유로의 일단은 상기 연결부와 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 플라즈마에 의해 아킹 현상이 발생하는 것을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면 핀 홀의 인근에서 플라즈마에 의해 아킹 현상이 발생하는 것을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면 핀 홀을 통해 기판의 하면으로 열 전달 매체를 공급하여 기판의 온도를 조절하고, 동시에 핀 홀 내부의 온도를 조절할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판 처리 장치의 구조적 복잡성을 최소화할 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 일 실시예에 따른 공정 챔버를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 도 2의 일 실시예에 따른 메인 유로를 상부(upper portion)에서 바라본 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 4는 도 2의 일 실시예에 따른 리프트 핀 부쉬를 개략적으로 보여주는 사시도이다.
도 5는 도 2의 일 실시예에 따른 지지 유닛의 일부 확대도이다.
도 6은 도 5의 일 실시예에 따른 핀 홀 내부에서 열 전달 매체가 유동하는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 7은 도 2의 다른 실시예에 따른 메인 유로를 상부에서 바라본 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 8은 도 2의 다른 실시예에 따른 공정 챔버를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 9는 도 7의 일 실시예에 따른 메인 유로를 상부에서 바라본 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.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
이하에서는, 도 1 내지 도 9를 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. 상압 이송 모듈(20)의 일 측에는 적어도 하나 이상의 로드 포트(10)가 배치될 수 있다. 로드 포트(10)의 개수는 공정 효율 및 풋 프린트 조건 등에 따라 증가하거나 감소할 수 있다.
용기(12)는 로드 포트(10)에 놓일 수 있다. 용기(12)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(12)는 수납되는 물품의 종류에 따라 다양한 종류의 용기를 포함할 수 있다. 용기(12)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 배치될 수 있다. 이하에서는, 위에서 바라볼 때 제1방향(2)과 수직한 방향을 제2방향(4)이라 정의한다. 또한, 제1방향(2) 및 제2방향(4)을 모두 포함하는 평면에 수직한 방향을 제3방향(6)이라 정의한다. 일 예로, 제3방향(6)은 지면에 대해 수직한 방향을 의미할 수 있다.
상압 이송 모듈(20)은 용기(12)와 후술하는 로드락 챔버(40) 간에 기판(W)을 반송할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 상압 이송 모듈(20)은 용기(12)로부터 기판(W)을 인출하여 로드락 챔버(40)로 반송하거나, 로드락 챔버(40)로부터 기판(W)을 인출하여 용기(12)의 내부로 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 배치될 수 있다. 반송 프레임(220)에는 로드 포트(10)가 접속될 수 있다. 반송 프레임(220)의 내부는 상압 분위기를 유지할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 반송 프레임(220)의 내부는 대기압 분위기로 조성될 수 있다.
반송 프레임(220)에는 반송 레일(230)이 배치된다. 반송 레일(230)의 길이 방향은 반송 프레임(220)의 길이 방향과 수평할 수 있다. 반송 레일(230) 상에는 제1반송 로봇(240)이 위치할 수 있다.
제1반송 로봇(240)은 로드 포트(10)에 안착된 용기(12)와 후술하는 로드락 챔버(40) 사이에서 기판(W)을 반송할 수 있다. 제1반송 로봇(240)은 반송 레일(230)을 따라 제2방향(4)으로 전진 및 후진 이동할 수 있다. 또한, 제1반송 로봇(240)은 수직한 방향(예컨대, 제3방향(6))으로 이동할 수 있다.
제1반송 로봇(240)은 제1반송 핸드(242)를 가진다. 제1반송 핸드(242)에는 기판(W)이 놓인다. 제1반송 핸드(242)는 수평면 상에서 전진, 후진, 및/또는 회전할 수 있다. 제1반송 로봇(240)은 복수 개의 제1반송 핸드(242)를 가질 수 있다. 복수 개의 제1반송 핸드(242)들은 상하 방향으로 서로 이격되게 배치될 수 있다.
진공 이송 모듈(30)은 후술하는 로드락 챔버(40)와 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)의 내부는 진공압 분위기로 유지될 수 있다. 트랜스퍼 챔버(320)에는 제2반송 로봇(340)이 배치될 수 있다. 예컨대, 제2반송 로봇(340)은 트랜스퍼 챔버(320)의 중심부에 배치될 수 있다. 제2반송 로봇(340)은 후술하는 로드락 챔버(40)와 공정 챔버(50) 간에 기판(W)을 반송한다. 또한, 제2반송 로봇(340)은 공정 챔버(50)들 간에 기판(W)을 반송할 수 있다.
제2반송 로봇(340)은 수직한 방향(예컨대, 제3방향(6))을 따라 이동할 수 있다. 제2반송 로봇(340)은 수평면 상에서 전진, 후진, 및/또는 회전하는 제2반송 핸드(342)를 가질 수 있다. 제2반송 핸드(342)에는 기판(W)이 놓인다. 제2반송 로봇(340)은 복수 개의 제2반송 핸드(342)를 가질 수 있다. 복수 개의 제2반송 핸드(342)들은 상하 방향을 따라 서로 이격되게 배치될 수 있다.
트랜스퍼 챔버(320)에는 적어도 하나 이상의 공정 챔버(50)가 접속될 수 있다. 일 실시예에 의하면, 트랜스퍼 챔버(320)는 다각형의 형상을 가질 수 있다. 트랜스퍼 챔버(320)의 둘레에는 후술하는 로드락 챔버(40)와 공정 챔버(50)가 배치될 수 있다. 예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이, 진공 이송 모듈(30)의 중앙부에 육각형의 형상을 가지는 트랜스퍼 챔버(320)가 배치되고, 그 둘레를 따라 로드락 챔버(40)와 공정 챔버(50)가 배치될 수 있다. 상술한 바와 달리, 트랜스퍼 챔버(320)의 형상 및 공정 챔버(50)의 개수는 사용자의 요구 조건에 따라 또는 공정 요구 조건에 따라 다양하게 변경될 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) 사이에서, 기판(W)이 교환되는 버퍼 공간을 가진다. 예컨대, 공정 챔버(50)에서 소정의 처리가 완료된 기판(W)은 로드락 챔버(40)의 버퍼 공간에서 일시적으로 머무를 수 있다. 또한, 용기(12)로부터 인출되어 소정의 처리가 예정된 기판(W)은 로드락 챔버(40)의 버퍼 공간에서 일시적으로 머무를 수 있다.
전술한 바와 같이, 반송 프레임(220)의 내부는 대기압 분위기로 유지될 수 있고, 트랜스퍼 챔버(320)의 내부는 진공압 분위기로 유지될 수 있다. 이에, 로드락 챔버(40)는 반송 프레임(220)과 트랜스퍼 챔버(320) 사이에 배치되어, 그 내부 분위기가 대기압과 진공압 사이에서 전환될 수 있다.
공정 챔버(50)는 트랜스퍼 챔버(320)에 접속된다. 공정 챔버(50)는 복수 개일 수 있다. 공정 챔버(50)는 기판(W)에 대해 소정의 공정을 수행하는 챔버일 수 있다. 일 실시예에 의하면, 공정 챔버(50)는 플라즈마를 이용하여 기판(W)을 처리하는 챔버일 수 있다.
예컨대, 공정 챔버(50)는 플라즈마를 이용하여 기판(W) 상의 박막을 제거하는 에칭(Etching) 공정, 포토 레지스트막을 제거하는 애싱(Ashing) 공정, 기판(W) 상에 박막을 형성하는 증착 공정, 드라이 클리닝 공정, 기판 상에 원자층을 증착하는 ALD 공정(Atomic Layer Deposition), 또는 기판 상의 원자층을 식각하는 ALE 공정(Atomic Layer Etching)을 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 일 실시예에 따른 공정 챔버를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 2를 참조하면, 일 실시예에 의한 공정 챔버(50)에서는 기판(W)이 플라즈마 처리될 수 있다. 공정 챔버(50)는 하우징(500), 지지 유닛(600), 가스 공급 유닛(700), 그리고 샤워 헤드 유닛(800)을 포함할 수 있다.
하우징(500)은 내부가 밀폐된 형상을 가질 수 있다. 하우징(500)은 내부 공간을 가진다. 하우징(500)의 내부 공간은 기판(W)을 처리하는 처리 공간(501)으로 기능한다. 처리 공간(501)은 기판(W)을 처리하는 동안 대체로 진공 분위기로 유지될 수 있다. 하우징(500)의 재질은 금속을 포함할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 하우징(500)의 재질은 알루미늄을 포함할 수 있다. 또한, 하우징(500)은 접지될 수 있다.
하우징(500)의 일 측벽에는 반입구(미도시)가 형성될 수 있다. 반입구(미도시)는 기판(W)이 처리 공간(501)으로 반입 또는 반출하는 공간으로 기능한다. 반입구(미도시)는 도시되지 않은 도어 어셈블리에 의해 선택적으로 개폐될 수 있다.
하우징(500)의 저면에는 배기 홀(530)이 형성될 수 있다. 배기 홀(530)은 배기 라인(540)과 연결된다. 배기 라인(540)에는 도시되지 않은 감압 부재가 설치될 수 있다. 감압 부재(미도시)는 공지된 펌프 중 어느 하나일 수 있다. 감압 부재(미도시)가 배기 라인(540)에 음압을 형성하면, 처리 공간(501)에 공급된 가스와 공정 불순물(Byproduct) 등은 배기 홀(530)과 배기 라인(540)을 순차적으로 거쳐 처리 공간(501)으로부터 배출될 수 있다. 또한, 감압 부재(미도시)는 처리 공간(501)의 음압 상태를 조절하여 처리 공간(501)의 압력을 조절할 수 있다.
배기 홀(530)의 상측에는 배기 배플(550)이 배치될 수 있다. 배기 배플(550)은 하우징(500)의 측벽과 후술하는 지지 유닛(600) 사이에 배치될 수 있다. 배기 배플(550)은 위에서 바라볼 때, 대체로 링 형상을 가질 수 있다. 배기 배플(550)에는 적어도 하나 이상의 배플 홀(552)이 형성될 수 있다. 배플 홀(552)은 배기 배플(550)의 상면과 하면을 관통할 수 있다. 처리 공간(501)의 가스와 공정 불순물 등은 배플 홀(552)을 통과하여 배기 홀(530)과 배기 라인(540)으로 유동할 수 있다.
지지 유닛(600)은 하우징(500)의 내부에 배치된다. 지지 유닛(600)은 처리 공간(501)에 배치될 수 있다. 지지 유닛(600)은 하우징(500)의 바닥면으로부터 상측으로 일정 거리 이격되어 배치될 수 있다. 지지 유닛(600)은 기판(W)을 지지한다. 지지 유닛(600)은 정전기력(Electrostatic Force)을 이용하여 기판(W)을 흡착하는 정전 척을 포함할 수 있다. 이와 달리, 지지 유닛(600)은 진공 흡착 또는 기계적 클램핑 등의 다양한 방식을 이용하여 기판(W)을 지지할 수 있다. 이하에서는, 정전 척을 포함하는 지지 유닛(600)을 예로 들어 설명한다.
지지 유닛(600)은 정전 척, 절연판(650), 그리고 하부 커버(660)를 포함할 수 있다.
정전 척은 기판(W)을 지지한다. 정전 척은 지지판(610)과 몸체(630)를 포함할 수 있다. 지지판(610)은 지지 유닛(600)의 상부(upper portion)에 위치한다. 지지판(610)은 원판 형상의 유전체(Dielectric substance)일 수 있다. 지지판(610)의 상면에는 기판(W)이 놓인다. 일 실시예에 의하면, 지지판(610)의 상면은 기판(W)보다 작은 반경을 가질 수 있다. 기판(W)이 지지판(610)의 상면에 놓일 때, 기판(W)의 가장자리 영역은 지지판(610)의 바깥에 위치할 수 있다.
지지판(610)의 재질은 내플라즈마성이 강한 소재를 포함할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 지지판(610)의 재질은 세라믹을 포함할 수 있다.
지지판(610)의 내부에는 전극(611)과 히터(612)가 배치된다. 일 실시예에 의하면, 전극(611)은 지지판(610)의 내부에서 히터(612)보다 상측에 위치할 수 있다. 전극(611)은 제1전원(611a)과 전기적으로 연결된다. 제1전원(611a)은 직류 전원을 포함할 수 있다. 전극(611)과 제1전원(611a) 사이에는 제1스위치(611b)가 설치된다. 제1스위치(611b)가 온(ON) 되면, 전극(611)은 제1전원(611a)과 전기적으로 연결되고, 전극(611)에는 직류 전류가 흐를 수 있다. 전극(611)에 흐르는 전류에 의해서 전극(611)과 기판(W) 사이에는 정전기의 힘이 작용한다. 이에 따라, 기판(W)은 지지판(610)에 흡착된다.
히터(612)는 제2전원(612a)과 전기적으로 연결된다. 히터(612)와 제2전원(612a) 사이에는 제2스위치(612b)가 설치된다. 제2스위치(612b)가 온(ON) 되면, 히터(612)는 제2전원(612a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 히터(612)는 제2전원(612a)으로부터 공급된 전류에 저항함으로써 열을 발생시킬 수 있다. 히터(612)에서 발생한 열은 지지판(610)을 매개로 기판(W)에 전달된다. 히터(612)에서 발생한 열에 의해 지지판(610)에 놓인 기판(W)은 소정의 온도로 유지될 수 있다. 상술한 예에서는 지지판(610)의 내부에 히터(612)가 위치하는 것을 예로 들어 설명하였으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 지지판(610)의 내부에는 히터(612)가 위치하지 않을 수 있다.
몸체(630)는 지지판(610)의 아래에 위치한다. 몸체(630)와 지지판(610)은 접착층(620)에 의해 서로 접착될 수 있다. 일 실시예에 의하면, 몸체(630)의 상면과 지지판(610)의 하면은 접착층(620)에 의해 접착될 수 있다. 또한, 일 실시예에 의하면, 지지판(610)의 하면과 후술하는 리프트 핀 부쉬(640)의 상면은 접착층(620)에 의해 접착될 수 있다. 일 실시예에 의한 접착층(620)은 실리콘 접착제를 포함할 수 있다.
몸체(630)는 원판 형상을 가질 수 있다. 몸체(630)의 상면은, 그 중심 영역이 가장자리 영역보다 높게 형성되도록 단차질 수 있다. 몸체(630)의 상부(upper portion) 중심 영역은 지지판(610)의 저면과 상응하는 면적을 가질 수 있다. 몸체(630)의 상면 중심 영역은 접착층(620)에 의해 지지판(610)의 저면과 접착될 수 있다. 또한, 몸체(630)의 상면 가장자리 영역에는 후술하는 링 부재(R)가 위치할 수 있다.
몸체(630)는 도전성 재질을 포함할 수 있다. 예컨대, 몸체(630)의 재질을 알루미늄을 포함할 수 있다. 몸체(630)는 금속판일 수 있다.
몸체(630)는 제3전원(630a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제3전원(630a)은 고주파 전력을 발생시키는 고주파 전원일 수 있다. 예컨대, 고주파 전원은 알에프(RF) 전원일 수 있다. 알에프 전원은 하이 바이어스 파워 알에프(High Bias Power RF) 전원일 수 있다.
몸체(630)는 제2전원(630a)으로부터 고주파 전력을 인가받는다. 이로 인해, 몸체(630)는 전기장을 발생시키는 전극으로 기능할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 몸체(630)는 후술하는 플라즈마 소스의 하부 전극으로 기능할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 몸체(630)는 접지되어 하부 전극으로 기능할 수도 있다.
링 부재(R)는 링 형상을 가진다. 일 실시예에 의하면, 링 부재(R)는 포커스 링일 수 있다. 링 부재 (R)는 정전 척의 가장자리 영역에 배치된다. 링 부재(R)는 몸체(630)의 가장자리 영역의 상측에 배치될 수 있다. 또한, 링 부재(R)는 지지판(610)의 둘레를 따라 배치된다.
링 부재(R)의 상면은 단차지게 형성될 수 있다. 일 실시예에 의하면, 링 부재(R)의 상면 내측부는 지지판(610)의 상면과 동일한 높이에 위치할 수 있다. 또한, 링 부재(R)의 상면 내측부는 지지판(610)의 바깥에 위치된 기판(W)의 가장자리 영역 하면을 지지할 수 있다. 링 부재(R)의 상면 외측부는 기판(W)의 가장자리 영역의 측면을 둘러쌀 수 있다.
지지 유닛(600)의 내부에는 핀 홀이 형성될 수 있다. 일 실시예에 의하면, 핀 홀은 지지 유닛(600)의 내부를 상하 방향으로 관통하는 관통 홀일 수 있다. 예컨대, 핀 홀은 지지판(610)의 상면으로부터 후술하는 절연판(650)의 하면까지 형성될 수 있다. 핀 홀은 후술하는 리프트 핀(671)이 상하 방향으로 이동하는 승강 경로로 기능한다.
지지 유닛(600)의 내부에는 열 전달 유로(631)가 위치할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 정전 척의 내부에는 열 전달 유로(631)가 위치할 수 있다. 열 전달 유로(631)는 지지판(610)에 지지된 기판(W)의 하면으로 열 전달 매체를 공급한다. 열 전달 매체는 기판(W)에 대해 플라즈마 처리를 수행하는 동안, 기판(W)의 온도 불균일성을 해소하기 위해 기판(W)의 하면에 공급하는 유체일 수 있다. 또한, 열 전달 매체는 기판(W)에 대해 플라즈마 처리를 수행하는 동안, 플라즈마로부터 기판(W)으로 전달된 열을, 기판(W)으로부터 지지판(610)과 링 부재(R)로 전달하는 매개체 역할을 수행할 수 있다.
열 전달 매체는 불활성 가스를 포함할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 열 전달 매체는 헬륨(He) 가스를 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 열 전달 매체는 다양한 종류의 기체 또는 액체를 포함할 수 있다.
열 전달 유로(631)는 메인 유로(632), 제1유로(635), 그리고 제2유로(636)를 포함할 수 있다.
도 3은 도 2의 일 실시예에 따른 메인 유로를 상부에서 바라본 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 3에 도시된 일점 쇄선은 메인 유로(632)를 간략히 도시한 것이다. 이하에서는 도 2와 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 열 전달 유로에 대해 상세히 설명한다.
메인 유로(632)는 열 전달 매체가 순환하는 통로일 수 있다. 메인 유로(632)는 몸체(630)의 내부에 위치할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 메인 유로(632)는 정면에서 바라볼 때, 후술하는 리프트 핀 부쉬(640)의 상부(642)와 대응되는 높이에 위치할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 메인 유로(632)는 몸체(630)의 내부를 천공(穿孔)하여 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 메인 유로(632)는 몸체(630)의 내부에 배관 형태로 매설될 수 있다. 메인 유로(632)는 몸체(630)의 내부에서, 후술하는 냉각 유로(637)보다 상측에 구비될 수 있다.
메인 유로(632)는 중앙 유로(633)와 가장자리 유로(634)를 포함할 수 있다. 중앙 유로(633)는 몸체(630)의 중심을 포함하는 몸체(630)의 중앙 영역에 위치할 수 있다. 중앙 유로(633)는 위에서 바라볼 때, 대체로 원 형상을 가질 수 있다. 가장자리 유로(634)는 몸체(630)의 중앙 영역을 감싸는 몸체(630)의 가장자리 영역에 위치할 수 있다. 가장자리 유로(634)는 위에서 바라볼 때, 대체로 원 형상을 가질 수 있다.
중앙 유로(633)와 가장자리 유로(634)는 각각 공급 라인(632b)과 연결된다. 공급 라인(632b)은 공급원(632a)과 연결된다. 공급원(632a)에는 열 전달 매체가 저장된다. 이에, 공급원(632a)에 저장된 열 전달 매체는 공급 라인(632b)을 통해 중앙 유로(633)와 가장자리 유로(634)로 공급될 수 있다. 또한, 공급 라인(632b)에는 회수 라인(632c)이 연결될 수 있다. 회수 라인(632c)은 열 전달 매체를 회수할 수 있다. 회수 라인(632c)에는 펌프(632d)가 설치될 수 있다. 펌프(632d)는 음압을 가하는 공지된 펌프일 수 있다. 공급 라인(632b)과 회수 라인(632c)이 서로 연결된 영역에는 밸브(632c)가 설치될 수 있다. 일 실시예에 의하면, 밸브(632c)는 3웨이 밸브(3way valve)일 수 있다. 밸브(632c)의 개폐를 조절함에 따라, 열 전달 매체가 중앙 유로(633) 및 가장자리 유로(634)로 공급되거나, 열 전달 매체가 중앙 유로(633) 및 가장자리 유로(634)로부터 회수될 수 있다.
제1유로(635)는 상하 방향의 길이 방향을 가질 수 있다. 제1유로(635)는 지지판(610)과 몸체(630)의 내부에 형성될 수 있다. 제1유로(635)는 지지판(610)의 상면으로부터 몸체(630)의 상부(upper portion)까지 형성될 수 있다. 제1유로(635)는 복수 개일 수 있다. 복수의 제1유로(635)들은 서로 일정 간격 이격되게 배치될 수 있다.
제1유로(635)의 일단은 메인 유로(632)와 연결된다. 제1유로(635)는 메인 유로(632)와 서로 유체 연통할 수 있다. 예컨대, 제1유로(635) 중 어느 일부는 중앙 유로(633)와 연결되고, 제1유로(635) 중 다른 일부는 가장자리 유로(634)와 연결될 수 있다. 중앙 유로(633)와 가장자리 유로(634)의 내부를 순환하는 열 전달 매체는 제1유로(635)를 통해 지지판(610)에 지지된 기판(W)의 하면으로 공급될 수 있다.
제2유로(636)의 내표면은 아노다이징(Anodizing) 처리될 수 있다. 제2유로(636)는 몸체(630) 내부에 형성될 수 있다. 일 실시예에 의하면, 제2유로(636)는 정면에서 바라볼 때, 후술하는 리프트 핀 부쉬(640)의 상부(642)와 대응되는 높이에 위치할 수 있다. 제2유로(636)의 일단은 메인 유로(632)와 연결될 수 있다. 일 실시예에 의하면, 제2유로(636)의 일단은 중앙 유로(633)와 연결될 수 있다.
제2유로(636)의 타단은 후술하는 리프트 핀 부쉬(640)와 연결될 수 있다. 예컨대, 제2유로(636)의 타단은 리프트 핀 부쉬(640)의 측면과 연결될 수 있다. 제2유로(636)의 타단은 리프트 핀 부쉬(640)의 측면에 형성된 후술하는 연결 부재(646)와 연결될 수 있다. 중앙 유로(633)의 내부를 순환하는 열 전달 매체의 일부는 제2유로(636)를 통해 리프트 핀 부쉬(640)의 내부에 형성된 중공으로 공급될 수 있다. 제2유로(636)를 통해 열 전달 매체가 유동하는 메커니즘에 대한 상세한 설명은 후술한다.
냉각 유로(637)는 몸체(630)의 내부에 위치할 수 있다. 냉각 유로(637)는 열 전달 유로(631)보다 하측에 위치할 수 있다. 냉각 유로(637)는 냉각 유체가 순환하는 통로일 수 있다. 냉각 유로(637)는 나선 형상을 가질 수 있다. 선택적으로, 냉각 유로(637)는 서로 다른 반경을 가지는 링 형상의 유로 들이 서로 동일한 중심을 공유하도록 배치될 수 있다. 냉각 유로(637)는 냉각 유체 공급 라인(637b)을 통해 냉각 유체 공급원(637a)과 연결된다.
냉각 유체 공급원(637a)에는 냉각 유체가 저장된다. 예컨대, 냉각 유체는 냉각수일 수 있다. 냉각 유체 공급원(637a)에는 도시되지 않은 냉각기가 설치될 수 있다. 냉각기(미도시)는 냉각 유체를 소정의 온도로 냉각시킬 수 있다. 상술한 예와 같이, 냉각기(미도시)는 냉각 유체 공급 라인(637b)에 설치될 수 있다. 냉각 유체 공급 라인(637b)에는 냉각 밸브((637c)가 설치된다. 냉각 밸브((637c)는 개폐 밸브일 수 있다. 냉각 유체는 냉각 유체 공급 라인(637b)을 통해 냉각 유로(637)로 공급된다. 냉각 유로(637)를 유동하는 냉각 유체는 몸체(630)를 냉각할 수 있다. 기판(W)은 몸체(630)를 매개로 함께 냉각될 수 있다.
도 4는 도 2의 일 실시예에 따른 리프트 핀 부쉬를 개략적으로 보여주는 사시도이다. 도 5는 도 2의 일 실시예에 따른 지지 유닛의 일부 확대도이다. 이하에서는 도 2 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 리프트 핀 부쉬에 대해 상세히 설명한다.
몸체(630)의 내부에는 리프트 핀 부쉬(640)가 배치될 수 있다. 일 실시예에 의하면, 리프트 핀 부쉬(640)는 몸체(630)에 삽입될 수 있다. 리프트 핀 부쉬(640)의 재질은 내플라즈마성이 강한 소재를 포함할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 리프트 핀 부쉬(640)의 재질은 세라믹을 포함할 수 있다.
리프트 핀 부쉬(640)는 상부(642, upper portion)와 하부(644, lower portion)로 이루어질 수 있다. 상부(642)와 하부(644)는 일체로 형성된다. 상부(642)와 하부(644)는 내부에 중공을 가지는 원통 형상으로 형성될 수 있다. 중공은 전술한 핀 홀(H)의 일부를 구성할 수 있다. 즉, 후술하는 리프트 핀(671)은 중공을 통해 승강할 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해 상부(642)와 하부(644)에 형성된 중공을 핀 홀(H)로 통칭한다.
일 실시예에 의하면, 상부(642)는 제1직경을 가지는 원통 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 하부(644)는 제1직경보다 큰 제2직경을 가지는 원통 형상으로 형성될 수 있다. 하부(644)의 하면은 정면에서 바라볼 때, 몸체(630)의 하면과 동일한 높이에 위치할 수 있다. 또한, 상부(642)의 상면은 정면에서 바라볼 때, 지지판(610)의 하면과 몸체(630)의 상면 사이에 위치할 수 있다. 즉, 리프트 핀 부쉬(640)의 상면은 몸체(630)의 상면으로부터 위 방향으로 돌출될 수 있다. 리프트 핀 부쉬(640)의 상면과 지지판(610)의 하면은 접착층(620)에 의해 접착될 수 있다.
리프트 핀 부쉬(640)의 측면에는 연결부(646)가 형성된다. 연결부(646)는 내플라즈마성이 강한 소재를 포함할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 연결부(646)의 재질은 세라믹을 포함할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 연결부(646)는 상부(642)의 측면에 형성될 수 있다. 연결부(646)는 상부(642)와 동시 소결(Sintering)될 수 있다. 연결부(646)와 상부(642)는 화학적 또는 열적으로 동시 소결될 수 있다. 이에, 연결부(646)는 상부(642)와 일체로 형성된다.
또한, 연결부(646)는 다공성(Porous) 구조를 포함할 수 있다. 즉, 연결부(646)는 미세한 구멍이 형성된 구조를 가질 수 있다. 일 실시예에 의하면, 연결부(646)의 전 영역은 다공성 구조로 형성될 수 있다. 선택적으로, 연결부(646)의 전 영역 중 일부 영역만이 다공성 구조로 형성될 수 있다. 예컨대, 후술하는 바와 같이 연결부(646)는 제2유로(636)와 연결될 수 있는데, 연결부(646)의 전 영역 중 제2유로(636)와 연결되는 영역만이 다공성 구조로 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 연결부(646)에 형성되는 다공성 구조는 제2유로(636)와 연결되는 영역을 모두 커버할 수 있는 영역의 범위 내에서 다양하게 변형될 수 있다. 후술하는 바와 같이, 연결부(646)에 형성된 다공성 구조에 의해 핀 홀(H)을 통해 유입되는 플라즈마로부터 발생될 수 있는 아킹 현상을 억제할 수 있으므로, 다공성 구조는 연결부(646)의 전 영역에 형성되는 것이 바람직하다. 이하에서는, 이해의 편의를 위해 연결부(646)의 전 영역이 다공성 구조로 형성된 것을 예로 들어 설명한다.
연결부(646)는 제2유로(636)와 연결될 수 있다. 연결부(646)는 제2유로(636) 및 핀 홀(H)을 서로 유체 연통시킬 수 있다. 이에, 열 전달 매체는 제2유로(636)로부터 연결부(646)를 거쳐 핀 홀(H)로 공급될 수 있다.
연결부(646)는 그 종단면에서 바라볼 때, 대체로 원 형상을 가질 수 있다. 연결부(646)의 직경은 제2유로(636)의 직경과 대응되거나, 제2유로(636)의 직경보다 상대적으로 클 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 연결부(646)는 다양한 형상으로 변경되되, 연결부(646)는 그 종단면에서 바라볼 때, 제2유로(636)의 전 영역을 덮을 수 있는 형상으로 형성될 수 있다.
리프트 핀 부쉬(640)의 내부에는 오링(648)이 배치될 수 있다. 예컨대, 리프트 핀 부쉬(640)의 내부에 형성된 중공(핀 홀, H)에는 오링(648)이 배치될 수 있다. 오링(648)은 대체로 링 형상을 가질 수 있다. 오링(648)은 후술하는 리프트 핀(671)의 외측면과 핀 홀(H)의 측면을 실링할 수 있다. 오링(648)은 정면에서 바라볼 때, 연결부(646)보다 아래에 위치할 수 있다.
도 6은 도 5의 일 실시예에 따른 핀 홀 내부에서 열 전달 매체가 유동하는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 이하에서는, 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 열 전달 매체가 유동하는 메커니즘에 대해 상세히 설명한다.
열 전달 매체(F)는 처리 공간(501, 도 2 참조)에 플라즈마가 발생하는 동안, 중앙 유로(633)와 가장자리 유로(634, 도 2 참조)로 공급될 수 있다. 열 전달 매체(F)는 중앙 유로(633)로부터 제2유로(636), 그리고 연결부(646)를 순차적으로 통과하여 핀 홀(H)로 공급된다. 즉, 열 전달 매체(F)는 리프트 핀(671)의 외측면과 핀 홀(H)의 측면 사이의 공간으로 공급된다.
전술한 오링(648)에 의해 핀 홀(H) 내부에 공급된 열 전달 매체(F)는 아래 방향으로의 유동이 제한된다. 이에 따라, 열 전달 매체(F)는 핀 홀(H)을 따라 위 방향으로 유동하여 기판(W)의 하면으로 공급된다. 기판(W)의 하면으로 공급된 열 전달 매체는 기판(W)의 온도를 소정의 온도로 조절할 수 있다.
일반적으로 처리 공간(501, 도 2 참조)에 발생한 플라즈마는 기판(W)의 하면과 지지판(610)의 상면 사이의 미세한 이격 공간으로 침투할 수 있다. 특히, 플라즈마는 지지판(610)에 형성된 핀 홀(H)로 침투할 수 있다. 핀 홀(H)과 인접하게 배치된 부재들은 핀 홀(H)로 침투한 플라즈마에 노출된다. 플라즈마에 노출되는 부재들이 내플라즈마성이 상대적으로 약한 재질을 포함한다면, 이와 같은 부재들은 침투한 플라즈마에 의해 아킹(Arcing) 될 수 있다.
내플라즈마성이 상대적으로 약한 접착층(620)은 침투한 플라즈마에 의해 아킹 될 우려가 높다. 특히, 리프트 핀 부쉬(640)의 상면과 지지판(610)의 하면 사이에 있는 접착층(620)은 핀 홀(H)과 아주 인접하게 위치하므로, 핀 홀(H)로 침투한 플라즈마에 의해 아킹 될 우려가 상대적으로 높다.
이에, 상술한 본 발명의 일 실시예에 의하면, 열 전달 매체(F)를 핀 홀(H)로 공급하고, 핀 홀(H)로 공급된 열 전달 매체가 위 방향으로 유동하면서 핀 홀(H)과 인접하게 있는 접착층(620)의 온도를 조절할 수 있다. 이에 따라, 접착층(620)이 핀 홀(H)로 침투한 플라즈마에 의해 아킹 되는 것을 최소화할 수 있다.
열 전달 매체를 핀 홀(H)로 직접적으로 공급하는 경우, 핀 홀(H)과 연결된 유로(예컨대, 제유로(636))의 일단은 핀 홀(H)로 침투한 플라즈마에 의해 아킹 될 수 있다. 이에, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 내부에 핀 홀(H)의 일부를 이루는 중공이 형성된 리프트 핀 부쉬(640)를 몸체(630)의 내부에 배치할 수 있다. 일 실시예에 따른 리프트 핀 부쉬(640)의 재질은 내플라즈마성이 강한 소재를 포함하므로, 리프트 핀 부쉬(640)가 핀 홀(H)에 침투한 플라즈마에 의해 아킹 될 우려가 상대적으로 낮다.
또한, 상술한 본 발명의 일 실시예에 의하면, 열 전달 매체를 핀 홀(H)로 공급하기 위해 리프트 핀 부쉬(640)의 측면에 연결부(646)를 형성할 수 있다. 일 실시예에 의한 연결부(646)는 내플라즈마성이 강한 재질을 포함하므로, 핀 홀(H)로 침투한 플라즈마에 의해 아킹 될 우려가 현저히 낮다.
일반적으로, 플라즈마가 침투하는 영역에 위치하는 구조들에 접합부가 존재하거나, 단차가 존재하는 경우 하전이 발생될 우려가 증가한다. 상술한 본 발명의 일 실시예에 의하면, 연결부(646)는 리프트 핀 부쉬(640)와 동시 소결되어 일체로 형성될 수 있다. 이에 따라, 리프트 핀 부쉬(640)와 연결부(646) 사이에 접합부가 존재하지 않는다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 연결부(646)는 리프트 핀 부쉬(640)와 일체로 형성되어, 핀 홀(H)로 침투한 플라즈마에 의해 아킹 될 우려를 최소화할 수 있다.
일반적으로 플라즈마에 의한 아킹 현상은 플라즈마에 노출되는 부재의 노출 면적이 클수록 심화된다. 예컨대, 직경이 상대적으로 큰 부재 내부에 플라즈마가 유입되는 경우 직경이 큰 부재는 직경이 작은 부재보다 상대적으로 플라즈마에 의해 쉽게 아킹된다. 이에, 본 발명의 상술한 실시예에 따르면, 연결부(646)는 미세한 구멍이 형성된 다공성 구조를 포함하므로, 핀 홀(H)을 통해 플라즈마가 연결부(646)로 침투하더라도, 침투한 플라즈마에 의해 연결부(646)가 아킹되는 것을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명의 상술한 실시예에 따르면, 제2유로(636)의 내표면은 아노다이징(Anodizing) 처리될 수 있다. 제2유로(636)의 내표면을 아노다이징 처리함으로써, 핀 홀(H)로 침투한 플라즈마의 일부가 연결부(646)를 통과하여 제2유로(636)로 침투하더라도, 플라즈마에 의한 방전 현상을 억제할 수 있다.
이에 따라, 열 전달 매체를 공급하는 제2유로(636)는 연결부(646)를 매개로 핀 홀(H)과 유체 연통되므로, 제2유로(636)가 핀 홀(H)로 침투하는 플라즈마에 의해 아킹 될 위험을 최소화할 수 있다.
또한, 상술한 본 발명의 일 실시예에 의하면, 메인 유로(632)와 제2유로(636)는 리프트 핀 부쉬(640)의 상부(642)와 대응되는 높이에 배치될 수 있다. 리프트 핀 부쉬(640)의 상부(642)는 하부(644)보다 작은 직경을 가진다. 이에 따라, 메인 유로(632)와 제2유로(636)가 몸체(630)의 내부에 배치되는 공간을 효율적으로 확보할 수 있으므로, 구조적 복잡성을 해소할 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 몸체(630)의 하측에는 절연판(650)이 위치한다. 절연판(650)은 절연 재질을 포함할 수 있다. 절연판(650)은 몸체(630)와 후술하는 하부 커버(660)를 전기적으로 절연시킨다. 절연판(650)은 위에서 바라볼 때, 대체로 원판 형상을 가질 수 있다. 절연판(650)은 몸체(630)와 상응하는 면적을 가질 수 있다.
하부 커버(660)는 절연판(650)의 하측에 위치한다. 하부 커버(660)는 위에서 바라볼 때, 상면이 개방된 원통 형상을 가질 수 있다. 하부 커버(660)의 상면은 절연판(650)에 의해 덮일 수 있다. 하부 커버(660)의 내부 공간에는 후술하는 리프트 핀 어셈블리(670)가 위치할 수 있다.
하부 커버(660)는 복수 개의 연결 부재(662)를 포함할 수 있다. 연결 부재(662)는 하부 커버(660)의 외측면과 하우징(500)의 내측벽을 서로 연결할 수 있다. 복수 개의 연결 부재(662)들은 하부 커버(660)의 둘레 방향을 따라 이격되어 배치될 수 있다. 연결 부재(662)는 하우징(500)의 내부에서 지지 유닛(600)을 지지한다. 또한, 연결 부재(662)는 접지된 하우징(500)과 연결되어 하부 커버(660)를 접지시킬 수 있다.
리프트 핀 어셈블리(670)는 기판(W)을 승강시킨다. 리프트 핀 어셈블리(670)는 지지판(610)에 지지된 기판(W)을 승강시킨다. 리프트 핀 어셈블리(670)는 리프트 핀(671)과 승강 플레이트(672)를 포함할 수 있다.
리프트 핀(671)은 지지 유닛(600)의 내부에 형성된 핀 홀(H)을 따라 승강할 수 있다. 리프트 핀(671)의 직경은 핀 홀(H)의 직경보다 상대적으로 작을 수 있다. 또한, 리프트 핀(671)의 상단은 라운드지게 형성될 수 있다. 리프트 핀(671)은 복수 개일 수 있다. 예컨대, 리프트 핀(671)은 3개일 수 있다. 승강 플레이트(672)는 하부 커버(660)의 내부 공간에 위치할 수 있다. 승강 플레이트(672)는 도시되지 않은 구동 부재에 의해 상하 방향으로 이동할 수 있다. 이에, 승강 플레이트(672)는 리프트 핀(671)을 승강시킬 수 있다.
가스 공급 유닛(700)은 처리 공간(501)에 가스를 공급한다. 가스 공급 유닛(700)은 가스 공급 노즐(710), 가스 공급 라인(720), 그리고 가스 공급원(730)을 포함할 수 있다.
가스 공급 노즐(710)은 하우징(500)의 상면 중앙 영역에 설치될 수 있다. 가스 공급 노즐(710)의 저면에는 분사구(미도시)가 형성된다. 분사구(미도시)는 하우징(500)의 내부로 가스를 분사할 수 있다.
가스 공급 라인(720)의 일단은 가스 공급 노즐(710)과 연결된다. 가스 공급 라인(720)의 타단은 가스 공급원(730)과 연결된다. 가스 공급원(730)은 가스를 저장할 수 있다. 가스는 후술하는 플라즈마 소스에 의해 플라즈마 상태로 여기되는 가스일 수 있다. 일 실시예에 의하면, 가스는 NH3, NF3, 및/또는 불활성 가스 등을 포함할 수 있다. 가스 공급 라인(720)에는 가스 밸브(740)가 설치된다. 가스 밸브(740)는 개폐 밸브일 수 있다.
플라즈마 소스는 하우징(500) 내에 공급한 가스를 플라즈마 상태로 여기시킨다. 본 발명의 일 실시예에 의한 플라즈마 소스는 용량 결합형 플라즈마(Capacitively Coupled Plasma, CCP)가 사용될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 유도 결합형 플라즈마(Inductively Coupled Plasma, ICP) 또는 마이크로파 플라즈마(Microwave Plasma)를 사용하여 처리 공간(501)에 공급된 가스를 플라즈마 상태로 여기시킬 수 있다. 이하에서는, 일 실시예에 의한 플라즈마 소스로 용량 결합형 플라즈마(CCP)가 사용되는 경우를 예로 들어 설명한다.
플라즈마 소스는 상부 전극 및 하부 전극을 포함할 수 있다. 상부 전극과 하부 전극은 하우징(500)의 내부에서 서로 마주하게 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 전극의 사이 공간에는 전기장이 형성되고, 이 공간에 공급되는 가스는 플라즈마 상태로 여기될 수 있다. 플라즈마를 이용하여 기판 처리 공정이 수행된다. 일 실시예에 의하면, 상부 전극은 후술할 전극 플레이트(830)고, 하부 전극은 상술한 몸체(630)일 수 있다.
샤워 헤드 유닛(800)은 하우징(500)의 내부에 위치한다. 또한, 샤워 헤드 유닛(800)은 지지 유닛(600)의 상측에 위치한다. 샤워 헤드 유닛(800)은 샤워 플레이트(810), 전극 플레이트(830), 그리고 지지부(850)를 포함할 수 있다.
샤워 플레이트(810)는 지지 유닛(600)의 상측에서, 지지 유닛(600)과 대향되게 위치한다. 샤워 플레이트(810)는 하우징(500)의 천정면으로부터 아래 방향으로 이격되게 위치할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 샤워 플레이트(810)는 두께가 일정한 원판 형상을 가질 수 있다. 샤워 플레이트(810)는 절연체일 수 있다. 샤워 플레이트(810)에는 복수 개의 관통 홀(812)이 형성된다.
관통 홀(812)은 샤워 플레이트(810)의 상면과 하면을 관통할 수 있다. 관통 홀(812)은 후술하는 전극 플레이트(830)에 형성된 홀(832)과 대향되게 위치한다.
전극 플레이트(830)는 샤워 플레이트(810)의 상측에 배치된다. 전극 플레이트(830)는 하우징(500)의 천정면에서 하측으로 일정 거리 이격되게 배치될 수 있다. 이에, 전극 플레이트(830)와 하우징(500)의 천정면 사이에는 공간이 형성될 수 있다. 전극 플레이트(830)는 두께가 일정한 원판 형상을 가질 수 있다.
전극 플레이트(830)의 재질은 금속을 포함할 수 있다. 전극 플레이트(830)는 접지될 수 있다. 다만, 전술한 바와 같이, 전극 플레이트(830)는 고주파 전원(미도시)과 전기적으로 연결될 수 있다. 전극 플레이트(830)의 저면은 플라즈마에 의한 아킹(Arcing)을 최소화하기 위해, 그 표면이 양극화 처리될 수 있다. 전극 플레이트(830)의 단면은 지지 유닛(600)과 동일한 형상과 단면적을 갖도록 형성될 수 있다.
전극 플레이트(830)에는 복수 개의 홀(832)이 형성된다. 홀(832)은 전극 플레이트(830)의 상면과 하면을 수직 방향으로 관통한다. 복수 개의 홀(832)들 각각은 샤워 플레이트(810)에 형성된 복수 개의 관통 홀(812)들과 각각 대응된다. 이에, 가스 공급 노즐(710)에서 분사된 가스는 전극 플레이트(830)와 하우징(500)이 서로 조합하여 형성한 공간으로 유동한다. 가스는 공간으로부터 홀(832)과 관통 홀(812)을 거쳐 처리 공간(501)으로 공급될 수 있다.
지지부(850)는 샤워 플레이트(810)의 측부와 전극 플레이트(830)의 측부를 각각 지지한다. 지지부(850)의 상단은 하우징(500)의 천정면과 연결되고, 지지부(850)의 하부(lower portion)는 샤워 플레이트(810)의 측부 및 전극 플레이트(830)의 측부와 각각 연결된다. 지지부(850)의 재질은 비금속을 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 일 실시예에서는, 연결부(646)가 리프트 핀 부쉬(640)의 상부(642)에 형성되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 연결부(646)는 하부(644)의 측면에 형성될 수 있다. 또한, 연결부(646)는 하부(644)와 동시 소결될 수 있다.
이하에서는 다른 실시예에 따른 열 전달 유로에 대해 설명한다. 이하에서 설명하는 일 실시예에 따른 열 전달 유로는 추가적으로 설명하는 경우 외에는 도 2 내지 도 6을 참조하여 설명한 열 전달 유로의 구성과 대부분 동일 또는 유사하므로, 중복되는 구성에 대한 설명은 생략한다.
도 7은 도 2의 다른 실시예에 따른 메인 유로를 상부에서 바라본 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 7을 참조하면, 중앙 유로(633)는 복수 개의 유로를 포함할 수 있다. 예컨대, 중앙 유로(633)는 제1중앙 유로(633a), 제2중앙 유로(633b), 그리고 제3중앙 유로(633c)를 포함할 수 있다. 제1중앙 유로(633a), 제2중앙 유로(633b), 그리고 제3중앙 유로(633c)는 각각 위에서 바라볼 때, 대체로 원 형상을 가질 수 있다. 제1중앙 유로(633a), 제2중앙 유로(633b), 그리고 제3중앙 유로(633c)는 각각 몸체(630)의 중심을 공유하되, 서로 다른 직경을 가질 수 있다.
예컨대, 제1중앙 유로(633a)는 몸체(630)의 중심과 인접하게 위치하고, 제2중앙 유로(633b)는 제1중앙 유로(633a)를 감싸도록 위치할 수 있다. 또한, 제3중앙 유로(633c)는 제2중앙 유로(633b)를 감싸도록 위치할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 제2유로(636)는 제1중앙 유로(633a), 제2중앙 유로(633b), 그리고 제3중앙 유로(633c) 중 제3중앙 유로(633c)와 연결될 수 있다. 이에, 핀 홀(H)과 제3중앙 유로(633c)는 서로 유체 연통할 수 있다.
가장자리 유로(634)는 복수 개의 유로를 포함할 수 있다. 예컨대, 가장자리 유로(634)는 제1가장자리 유로(634a)와 제2가장자리 유로(634b)를 포함할 수 있다. 제1가장자리 유로(634a)와 제2가장자리 유로(634b)는 각각 위에서 바라볼 때, 대체로 원 형상을 가질 수 있다. 제1가장자리 유로(634a)와 제2가장자리 유로(634b)는 각각 몸체(630)의 중심을 공유하되, 서로 다른 직경을 가질 수 있다. 제2가장자리 유로(634b)는 제1가장자리 유로(634a)를 감싸도록 위치할 수 있다.
상술한 예와 달리, 제1중앙 유로(633a), 제2중앙 유로(633b), 그리고 제3중앙 유로(633c)는 서로 연결되어 유체 연통할 수 있다. 또한, 중앙 유로(633)는 2개 또는 4개 이상의 유로를 포함할 수 있다. 또한, 제1가장자리 유로(634a)와 제2가장자리 유로(634b)는 서로 연결되어 유체 연통할 수 있다. 또한, 가장자리 유로(634)는 3개 이상의 유로를 포함할 수 있다.
도 8은 도 2의 다른 실시예에 따른 공정 챔버를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 9는 도 7의 일 실시예에 따른 메인 유로를 상부에서 바라본 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 8과 도 9를 참조하면, 제2유로(636)는 가장자리 유로(634)와 연결될 수 있다. 즉, 제2유로(636)는 가장자리 유로(634)와 핀 홀(H)을 서로 유체 연통시킬 수 있다. 이에, 열 전달 매체는 가장자리 유로(634)로부터 핀 홀(H)로 공급될 수 있다.
비록 도시되지 않았으나, 제2유로(636) 중 어느 일부는 중앙 유로(633)와 연결되고, 다른 일부는 가장자리 유로(634)와 연결될 수 있다. 이에 따라, 제2유로(636)는, 중앙 유로(633)와 핀 홀(H), 그리고 가장자리 유로(634)와 핀 홀(H)을 서로 유체 연통시킬 수 있다. 또한, 도 2 내지 도 9를 참조하여 설명한 중앙 유로(633)와 가장자리 유로(634)는 위에서 바라볼 때, 나선 형상으로 형성될 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
500 : 하우징
600 : 지지 유닛
610 : 지지판
620 : 접착층
630 : 몸체
631 : 열 전달 유로
632 : 메인 유로
633 : 중앙 유로
634 : 가장자리 유로
635 : 제1유로
636 : 제2유로
640 : 리프트 핀 부쉬
646 : 연결부
648 : 오링
700 : 가스 공급 유닛
800 : 샤워 헤드 유닛
H : 핀 홀
F : 열 전달 매체

Claims (20)

  1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    기판을 처리하는 처리 공간을 가지는 하우징;
    상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 지지 유닛; 및
    상기 처리 공간에 가스를 공급하는 가스 공급 유닛을 포함하되,
    상기 지지 유닛의 내부에는,
    상기 지지 유닛에 지지된 기판으로 열 전달 매체를 공급하는 열 전달 유로와, 상기 지지 유닛에 지지된 기판을 승하강시키는 리프트 핀의 승강 경로를 정의하는 핀 홀과, 상기 열 전달 유로와 상기 핀 홀을 서로 유체 연통시키는 연결부가 형성되고,
    상기 연결부는 다공성(Porous) 구조를 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지 유닛은,
    기판을 지지하는 지지판; 및
    상기 지지판의 아래에 위치하고, 고주파 전력이 인가되어 상기 처리 공간에 플라즈마를 발생시키는 몸체를 포함하고,
    상기 몸체의 내부에는 상기 핀 홀의 일부를 이루는 중공이 형성된 리프트 핀 부쉬가 배치되고,
    상기 연결부는 상기 리프트 핀 부쉬의 측면에 형성되는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 연결부는 상기 리프트 핀 부쉬의 측면에 일체로 형성되는 기판 처리 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 중공에는 상기 리프트 핀의 외측면과 상기 중공의 측면을 실링하는 오링이 배치되고,
    상기 오링은 정면에서 바라볼 때, 상기 연결부보다 아래에 위치하는 기판 처리 장치.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열 전달 유로는,
    상기 몸체 내부에 형성되어 상기 열 전달 매체가 순환하는 메인 유로;
    상기 메인 유로와 연결되고, 상기 몸체와 상기 지지판의 내부에 상하 방향으로 형성되어 상기 기판의 하면으로 상기 열 전달 매체를 공급하는 제1유로;
    상기 몸체 내부에 형성되고, 상기 메인 유로 및 상기 연결부를 연결하는 제2유로를 포함하는 기판 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2유로의 직경은,
    상기 연결부의 직경과 대응되거나, 상기 연결부의 직경보다 작은 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 지지판의 하면과 상기 몸체의 상면은 접착층에 의해 서로 접착되는 기판 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 리프트 핀 부쉬 및 상기 연결부 각각은 상기 접착층 및 상기 제2유로보다 상대적으로 내플라즈마성이 강한 재질을 포함하는 기판 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 리프트 핀 부쉬 및 상기 연결부 각각의 재질은 세라믹을 포함하는 기판 처리 장치.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 제2유로의 표면은 아노다이징(Anodizing) 처리되는 기판 처리 장치.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 메인 유로는,
    상기 몸체의 중심을 포함하는 중앙 영역에 형성되는 중앙 유로; 및
    상기 중앙 영역을 감싸는 가장자리 영역에 형성되는 가장자리 유로를 포함하고,
    상기 제2유로는,
    상기 중앙 유로 및/또는 상기 가장자리 유로와 상기 연결부를 연결하는 기판 처리 장치.
  12. 제5항에 있어서,
    상기 지지 유닛의 내부에는 상기 핀 홀이 복수 개 형성되고,
    상기 몸체의 내부에는 상기 제2유로가 복수 개 형성되되,
    복수 개의 상기 핀 홀들 각각은 복수 개의 상기 제2유로들 각각과 유체 연통하는 기판 처리 장치.
  13. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    기판을 처리하는 처리 공간을 가지는 하우징;
    상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 지지 유닛;
    상기 처리 공간에 가스를 공급하는 가스 공급 유닛; 및
    상기 가스를 여기시켜 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스를 포함하되,
    상기 지지 유닛은,
    상기 지지 유닛 내부에 형성되고, 상기 지지 유닛에 지지된 기판으로 열 전달 매체를 공급하는 열 전달 유로;
    상기 지지 유닛 내부에 배치되고, 중공이 형성된 리프트 핀 부쉬; 및
    상기 중공을 통해 승강 이동하여 상기 지지 유닛에 지지된 기판을 승강시키는 리프트 핀을 포함하되,
    상기 리프트 핀 부쉬의 측면에는 다공성(Porous) 구조를 포함하는 연결부가 형성되고,
    상기 열 전달 유로는 상기 연결부와 연결되는 기판 처리 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 연결부와 상기 리프트 핀 부쉬는 동시 소결되어 일체로 형성되는 기판 처리 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 리프트 핀 부쉬는,
    상기 리프트 핀 부쉬의 상부(upper portion)는 제1직경을 가지고, 상기 리프트 핀 부쉬의 하부(lower portion)는 상기 제1직경보다 큰 제2직경을 가지되,
    상기 연결부는 상기 리프트 핀 부쉬의 상부에 형성되는 기판 처리 장치.
  16. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지 유닛은,
    기판을 지지하는 지지판; 및
    상기 지지판의 아래에 위치하고, 고주파 전력이 인가되어 상기 처리 공간에 플라즈마를 발생시키는 몸체를 더 포함하되,
    상기 열 전달 유로는 상기 몸체의 내부에 형성되고,
    상기 리프트 핀 부쉬는 상기 몸체의 내부에 배치되고,
    상기 리프트 핀 부쉬의 상면은 상기 몸체의 상면과 상기 지지판의 하면 사이에 위치하고,
    상기 지지판의 하면과 상기 몸체의 상면, 그리고 상기 지지판의 하면과 상기 리프트 핀 부쉬의 상면 사이는 접착층에 의해 서로 접착되는 기판 처리 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 리프트 핀 부쉬 및 상기 연결부 각각은 상기 접착층보다 상대적으로 내플라즈마성이 강한 재질을 포함하는 기판 처리 장치.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 중공에는,
    상기 리프트 핀의 외측면과 상기 중공의 측면을 실링하는 오링이 배치되는 기판 처리 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 오링은,
    정면에서 바라볼 때, 상기 연결부보다 아래에 위치하는 기판 처리 장치.
  20. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    기판을 처리하는 처리 공간을 가지는 하우징;
    상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 지지 유닛;
    상기 처리 공간에 가스를 공급하는 가스 공급 유닛; 및
    상기 가스를 여기시켜 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스를 포함하되,
    상기 지지 유닛은,
    기판을 지지하는 지지판;
    상기 지지판의 아래에 위치하고, 고주파 전력이 인가되어 상기 처리 공간에 플라즈마를 발생시키는 몸체;
    상기 몸체의 내부에 형성되고, 상기 지지 유닛에 지지된 기판으로 열 전달 매체를 공급하는 열 전달 유로;
    상기 몸체의 내부에 배치되고, 중공이 형성된 리프트 핀 부쉬; 및
    상기 중공을 통해 승강 이동하여 상기 지지 유닛에 지지된 기판을 상기 지지판으로부터 승강 이동시키는 리프트 핀을 포함하고,
    상기 열 전달 유로는,
    상기 몸체 내부에 형성되어 상기 열 전달 매체가 순환하는 메인 유로;
    상기 메인 유로와 연결되고, 상기 몸체와 상기 지지판의 내부에 상하 방향으로 형성되어 상기 기판의 하면으로 상기 열 전달 매체를 공급하는 제1유로;
    상기 몸체의 내부에 형성되어 상기 메인 유로와 상기 중공을 유체 연통시키는 제2유로를 포함하고,
    상기 리프트 핀 부쉬의 측면에는 다공성(Porous) 구조로 형성된 연결부가 일체로 형성되고,
    상기 제2유로의 일단은 상기 연결부와 연결되는 기판 처리 장치.
KR1020220077080A 2021-12-29 2022-06-23 기판 처리 장치 KR20230101672A (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US18/147,462 US20230207288A1 (en) 2021-12-29 2022-12-28 Substrate treatment apparatus
JP2022211321A JP2023098865A (ja) 2021-12-29 2022-12-28 基板処理装置
CN202211716253.XA CN116364517A (zh) 2021-12-29 2022-12-29 基板处理设备

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20210191337 2021-12-29
KR1020210191337 2021-12-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230101672A true KR20230101672A (ko) 2023-07-06

Family

ID=87185744

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220077080A KR20230101672A (ko) 2021-12-29 2022-06-23 기판 처리 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20230101672A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210233799A1 (en) * 2017-07-20 2021-07-29 Applied Materials, Inc. Lift pin assembly

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210233799A1 (en) * 2017-07-20 2021-07-29 Applied Materials, Inc. Lift pin assembly

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102275757B1 (ko) 기판 처리 장치
KR101495288B1 (ko) 기판 처리 장치 및 방법
JP7320874B2 (ja) 基板処理装置及び基板処理方法
US11056367B2 (en) Buffer unit, and apparatus for treating substrate with the unit
KR20230101672A (ko) 기판 처리 장치
US20210074519A1 (en) Heat medium circulation system and substrate processing apparatus
US20230207288A1 (en) Substrate treatment apparatus
KR20210008549A (ko) 버퍼 유닛, 그리고 이를 가지는 기판 처리 장치 및 방법
KR20230101670A (ko) 기판 처리 장치
KR20230021332A (ko) 기판 처리 장치
US20240071733A1 (en) Apparatus for treating substrate
KR20230064021A (ko) 기판 처리 장치
US20220415679A1 (en) Transfer assembly and apparatus for treating a substrate with the transfer assembly
JP2023098863A (ja) 基板処理装置
KR102600534B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
US20230411196A1 (en) Component carrier for semiconductor manufacturing and component transport system using same
KR20230101679A (ko) 가스 공급 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
US20240071783A1 (en) Apparatus for treating substrate
KR20230064019A (ko) 반송 로봇, 이를 가지는 기판 처리 장치
KR20230099615A (ko) 가스 공급 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR102290913B1 (ko) 기판 처리 장치
KR20230103889A (ko) 기판 처리 장치 및 챔버 클리닝 방법
US20240153747A1 (en) Substrate supporting unit, apparatus for treating substrate including the same, and ring transfer method
KR20230103858A (ko) 기판 지지 유닛 및 기판 처리 장치
KR20230100555A (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal