KR20230144781A - Substrate processing apparatus - Google Patents

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박우영
편승철
고녕아
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Abstract

본 발명의 일 관점에 따른 기판 처리 장치는, 공정 챔버, 제 1 가스 공급부, 제 1 배기부를 포함하는 공정 모듈; 트랜스퍼 챔버, 제 2 가스 공급부, 제 2 배기부를 포함하는 트랜스퍼 모듈; 및 로드락 챔버, 제 3 가스 공급부, 제 3 배기부를 포함하는 로드락 모듈; 상기 로드락 모듈, 상기 트랜스퍼 모듈 및 상기 공정 모듈로의 기판 이송 시 상기 제 1 가스 공급부, 상기 제 2 가스 공급부 및 상기 제 3 가스 공급부를 통해 가스를 지속 공급하되, 상기 제 1 배기부, 상기 제 2 배기부 및 상기 제 3 배기부에 구비된 밸브를 제어하여 상기 공정 모듈, 상기 트랜스퍼 모듈 및 상기 로드락 모듈 내부의 가스 배출량을 독립적으로 조절하는 제어부; 를 포함한다.A substrate processing apparatus according to one aspect of the present invention includes a process module including a process chamber, a first gas supply unit, and a first exhaust unit; A transfer module including a transfer chamber, a second gas supply unit, and a second exhaust unit; and a load lock module including a load lock chamber, a third gas supply unit, and a third exhaust unit; When transferring a substrate to the load lock module, the transfer module, and the process module, gas is continuously supplied through the first gas supply unit, the second gas supply unit, and the third gas supply unit, and the first exhaust unit and the third gas supply unit a control unit that controls valves provided in the second exhaust unit and the third exhaust unit to independently adjust gas emissions inside the process module, the transfer module, and the load lock module; Includes.

Description

기판 처리 장치{Substrate processing apparatus}Substrate processing apparatus

본 발명은 반도체 제조에 관한 것으로서, 더 상세하게는 기판 처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to semiconductor manufacturing, and more specifically to substrate processing equipment.

반도체 소자의 박막은 다양한 기상 증착 방법 등에 의하여 반도체 기판 상에 형성된다. 이러한 방법을 수행하기 위한 기판 처리 장치는 통상적으로, 공정 챔버와, 공정 챔버 내부에 각종 가스를 공급하는 가스 라인과, 공정 챔버 내부로 각종 가스를 분사하는 가스 분사부와, 기판을 안착시키기 위한 기판 지지부와 공정 챔버 내부의 각종 가스를 배기하는 배기부를 구비하는 공정 모듈을 포함한다. 나아가, 이러한 기판 처리 장치는 복수의 공정 모듈들이 트랜스퍼 모듈에 결합되고 트랜스퍼 모듈은 로드락 모듈에 결합되는 클러스터 시스템을 형성할 수 있다.Thin films of semiconductor devices are formed on semiconductor substrates by various vapor deposition methods. A substrate processing device for performing this method typically includes a process chamber, a gas line for supplying various gases into the process chamber, a gas injection unit for spraying various gases into the process chamber, and a substrate for seating the substrate. It includes a process module having a support part and an exhaust part that exhausts various gases inside the process chamber. Furthermore, this substrate processing apparatus can form a cluster system in which a plurality of process modules are coupled to a transfer module and the transfer module is coupled to a load lock module.

이러한 기판 처리 장치에서, 기판은 로드락 모듈, 트랜스퍼 모듈 및 공정 모듈 사이에서 이송되면서 스왑된다. 기판 스왑 시, 공정 모듈, 트랜스퍼 모듈, 로드락 모듈로 파티클 및 가스가 역류되는 흐름이 발생할 수 있으며, 배기부에 구비된 밸브를 이용하여 배기라인을 오픈하는 초기 단계에서 공정 챔버 내부의 기류 변동이 발생할 수 있다. In these substrate processing devices, substrates are transferred and swapped between load lock modules, transfer modules, and process modules. When swapping substrates, reverse flow of particles and gas may occur in the process module, transfer module, and load lock module, and airflow fluctuations inside the process chamber may occur during the initial stage of opening the exhaust line using the valve provided in the exhaust section. It can happen.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기판 스왑 시 파티클 및 가스가 역류되는 흐름을 제어하고 공정 챔버 내부의 기류 변동을 완화할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.The present invention is intended to solve the above-described problems, and its purpose is to provide a substrate processing device that can control the reverse flow of particles and gases when swapping substrates and alleviate airflow fluctuations inside a process chamber. However, these tasks are illustrative and do not limit the scope of the present invention.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 관점에 따른 기판 처리 장치는, 공정 챔버, 제 1 가스 공급부, 제 1 배기부를 포함하는 공정 모듈; 트랜스퍼 챔버, 제 2 가스 공급부, 제 2 배기부를 포함하는 트랜스퍼 모듈; 및 로드락 챔버, 제 3 가스 공급부, 제 3 배기부를 포함하는 로드락 모듈; 상기 로드락 모듈, 상기 트랜스퍼 모듈 및 상기 공정 모듈로의 기판 이송 시 상기 제 1 가스 공급부, 상기 제 2 가스 공급부 및 상기 제 3 가스 공급부를 통해 가스를 지속 공급하되, 상기 제 1 배기부, 상기 제 2 배기부 및 상기 제 3 배기부에 구비된 밸브를 제어하여 상기 공정 모듈, 상기 트랜스퍼 모듈 및 상기 로드락 모듈 내부의 가스 배출량을 독립적으로 조절하는 제어부; 를 포함한다.A substrate processing apparatus according to one aspect of the present invention for solving the above problems includes a process module including a process chamber, a first gas supply unit, and a first exhaust unit; A transfer module including a transfer chamber, a second gas supply unit, and a second exhaust unit; and a load lock module including a load lock chamber, a third gas supply unit, and a third exhaust unit; When transferring a substrate to the load lock module, the transfer module, and the process module, gas is continuously supplied through the first gas supply unit, the second gas supply unit, and the third gas supply unit, and the first exhaust unit and the third gas supply unit a control unit that controls valves provided in the second exhaust unit and the third exhaust unit to independently adjust gas emissions inside the process module, the transfer module, and the load lock module; Includes.

상기 기판 처리 장치에서, 상기 제어부는 상기 로드락 모듈, 상기 트랜스퍼 모듈 및 상기 공정 모듈로의 기판 이송 시 상기 제 1 가스 공급부를 통해 상기 공정 챔버에 퍼지 가스를 지속 공급하도록 제어할 수 있다.In the substrate processing apparatus, the control unit may control continuous supply of purge gas to the process chamber through the first gas supply unit when transferring a substrate to the load lock module, the transfer module, and the process module.

상기 기판 처리 장치에서, 상기 제어부는, 상기 트랜스퍼 모듈과 상기 공정 모듈에서의 기판 이송 시 상기 트랜스퍼 모듈의 압력 조건과 상기 공정 모듈의 압력 조건을 상호 비교하여 설정 압력 조건이 달성되는 경우, 상기 공정 챔버의 슬롯 밸브(slot valve)를 오픈하도록 제어하고 상기 공정 모듈의 제 1 배기부에 구비된 스로틀 밸브의 개도 각도를 상기 압력 조건 달성 시의 상기 스로틀 밸브의 제 1 개도 각도로 유지하도록 제어할 수 있다.In the substrate processing apparatus, the control unit compares the pressure conditions of the transfer module and the pressure conditions of the process module when transferring substrates in the transfer module and the process module, and when a set pressure condition is achieved, the process chamber The slot valve may be controlled to open and the opening angle of the throttle valve provided in the first exhaust portion of the process module may be controlled to maintain the first opening angle of the throttle valve when the pressure condition is achieved. .

상기 기판 처리 장치에서, 상기 설정 압력 조건은 상기 트랜스퍼 모듈의 압력이 상기 공정 모듈의 압력 보다 높은 압력일 수 있다.In the substrate processing apparatus, the set pressure condition may be a pressure in which the pressure of the transfer module is higher than the pressure of the process module.

상기 기판 처리 장치에서, 상기 제어부는 상기 트랜스퍼 모듈과 상기 공정 모듈에서의 기판 이송 시 상기 공정 모듈의 제 1 배기부에 구비된 스로틀 밸브의 개도 각도를 상기 제 1 개도 각도로 유지한 후 램핑 단계로서 상기 제 1 개도 각도보다 큰 제 2 개도 각도로 유지하도록 제어할 수 있다.In the substrate processing apparatus, the control unit maintains the opening angle of the throttle valve provided in the first exhaust part of the process module at the first opening angle when transferring substrates in the transfer module and the process module, and then performs a ramping step. It can be controlled to maintain the second opening angle larger than the first opening angle.

상기 기판 처리 장치에서, 상기 제어부는, 상기 트랜스퍼 모듈과 상기 공정 모듈에서의 기판 이송 시, 상기 공정 모듈의 제 1 배기부에 구비된 스로틀 밸브의 개도 각도를 상기 제 2 개도 각도로 유지한 후, 상기 트랜스퍼 모듈의 압력이 상기 공정 모듈의 압력보다 높도록 상기 공정 모듈의 제 1 배기부에 구비된 스로틀 밸브의 개도 각도를 상기 공정 모듈의 압력과 상기 트랜스퍼 모듈의 압력에 연동하여 제어할 수 있다.In the substrate processing apparatus, when transferring substrates in the transfer module and the process module, the control unit maintains the opening angle of the throttle valve provided in the first exhaust portion of the process module at the second opening angle, The opening angle of the throttle valve provided in the first exhaust part of the process module may be controlled in conjunction with the pressure of the process module and the pressure of the transfer module so that the pressure of the transfer module is higher than the pressure of the process module.

상기 기판 처리 장치에서, 상기 제어부는 상기 로드락 모듈, 상기 트랜스퍼 모듈 및 상기 공정 모듈로의 기판 이송 시 상기 제 2 배기부에 구비된 러핑 밸브 및 상기 제 3 배기부에 구비된 러핑 밸브 중 적어도 하나 이상의 러핑 밸브를 제어할 수 있다.In the substrate processing apparatus, the control unit operates at least one of a roughing valve provided in the second exhaust unit and a roughing valve provided in the third exhaust unit when transferring a substrate to the load lock module, the transfer module, and the process module. The above roughing valves can be controlled.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치에 따르면, 기판 스왑 시 파티클 및 가스가 역류되는 흐름을 제어하고 공정 챔버 내부의 기류 변동을 완화하여 파티클 생성을 억제할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.According to the substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention as described above, particle generation can be suppressed by controlling the reverse flow of particles and gas when swapping substrates and alleviating airflow fluctuations inside the process chamber. Of course, the scope of the present invention is not limited by this effect.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 구성을 개요적으로 도해하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치에서 가스 흐름을 개요적으로 도해하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치에서 공정 모듈과 트랜스퍼 모듈의 일부를 도해하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치에서 기판이 이송되는 동안 공정 챔버 내 퍼지 가스가 유동하는 양상을 도해하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치에서 기판이 이송되는 동안 공정 모듈과 트랜스퍼 모듈의 압력 변동 양상을 도해하는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 동작 구성을 도해하는 순서도이다.
도 7은 본 발명의 실험예에 따른 기판 처리 장치에서 파티클 감소 양상을 확인한 결과를 나타낸 도면이다.
1 is a diagram schematically illustrating the configuration of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a gas flow in a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a diagram illustrating parts of a process module and a transfer module in a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating the flow of purge gas in a process chamber while a substrate is transferred in a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a graph illustrating pressure fluctuations of a process module and a transfer module while a substrate is transferred in a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating the operational configuration of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a diagram showing the results of confirming the particle reduction pattern in the substrate processing apparatus according to an experimental example of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, various preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art, and the following examples may be modified into various other forms, and the scope of the present invention is as follows. It is not limited to the examples. Rather, these embodiments are provided to make the present disclosure more faithful and complete and to fully convey the spirit of the present invention to those skilled in the art. Additionally, the thickness and size of each layer in the drawings are exaggerated for convenience and clarity of explanation.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 구성을 개요적으로 도해하는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치에서 가스 흐름을 개요적으로 도해하는 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치에서 공정 모듈과 트랜스퍼 모듈의 일부를 도해하는 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치에서 기판이 이송되는 동안 공정 챔버 내 퍼지 가스가 유동하는 양상을 도해하는 도면이다.FIG. 1 is a diagram schematically illustrating the configuration of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a gas flow in a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention. , FIG. 3 is a diagram illustrating parts of a process module and a transfer module in a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a diagram illustrating a process while a substrate is transferred in a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention. This is a diagram illustrating the flow of purge gas in the chamber.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 기판 처리 장치(1000)는 적어도 하나의 로드락 모듈(300), 트랜스퍼 모듈(200), 및 적어도 하나의 공정 모듈(100)을 포함할 수 있다. Referring to FIGS. 1 to 4 , the substrate processing apparatus 1000 may include at least one load lock module 300, a transfer module 200, and at least one process module 100.

공정 모듈(100)은 공정 챔버(110), 공정 챔버(110)에 가스를 공급할 수 있는 제 1 가스 공급부(174), 공정 챔버(110)로부터 외부로 가스를 배기하도록 구성된 제 1 배기부(118)를 포함한다. 트랜스퍼 모듈(200)은 트랜스퍼 챔버(210), 트랜스퍼 챔버(210)에 가스를 공급할 수 있는 제 2 가스 공급부(274), 트랜스퍼 챔버(210)로부터 외부로 가스를 배기하도록 구성된 제 2 배기부(218)를 포함한다. 로드락 모듈(300)은 로드락 챔버(310), 로드락 챔버(310)에 가스를 공급할 수 있는 제 3 가스 공급부(374), 로드락 챔버(310)로부터 외부로 가스를 배기하도록 구성된 제 3 배기부(318)를 포함한다.The process module 100 includes a process chamber 110, a first gas supply unit 174 capable of supplying gas to the process chamber 110, and a first exhaust unit 118 configured to exhaust gas from the process chamber 110 to the outside. ) includes. The transfer module 200 includes a transfer chamber 210, a second gas supply unit 274 capable of supplying gas to the transfer chamber 210, and a second exhaust unit 218 configured to exhaust gas from the transfer chamber 210 to the outside. ) includes. The load lock module 300 includes a load lock chamber 310, a third gas supply unit 374 capable of supplying gas to the load lock chamber 310, and a third gas supply unit configured to exhaust gas from the load lock chamber 310 to the outside. Includes an exhaust section 318.

로드락 챔버들(300)은 대기압 환경의 외부와 진공 환경의 트랜스퍼 모듈(200) 사이에 설치될 수 있다. 로드락 챔버들(300)은 대기압 환경에서는 외부와 연통되어 외부로부터 기판(S)을 반입하도록 허용하고, 진공 환경에서는 트랜스퍼 모듈(200)과 연통되어 트랜스퍼 모듈(200)과 기판(S)이 스왑되는 것을 허용할 수 있다.The load lock chambers 300 may be installed between the outside of an atmospheric pressure environment and the transfer module 200 of a vacuum environment. The load lock chambers 300 are in communication with the outside in an atmospheric pressure environment and allow the substrate (S) to be brought in from the outside, and in a vacuum environment, they are in communication with the transfer module 200 so that the transfer module 200 and the substrate (S) can be swapped. It can be allowed to happen.

로드락 챔버들(300)의 외부에는 대기압 환경 하에서 기판(S)을 핸들링하기 위한 설비 프런트 엔드 모듈(EFEM, 400)이 설치될 수 있다. 이 설비 프런트 엔드 모듈(400)에는 기판(S)을 이송하는 대기 로봇(432)이 설치될 수 있다. 설비 프런트 엔드 모듈(400)은 로드락 챔버들(300)과 기판 이송 용기(FOUP, 500)들 사이에 배치되어, 대기 로봇(432)을 이용하여 둘 상에서 기판(S)을 이송할 수 있다. 일부 실시예에서, 기판 처리 장치(1000)에서 설비 프런트 엔드 모듈(400)이 생략되고, 공장 내 설비를 이용하는 등의 다른 방식으로 로드락 챔버들(300)로 기판(S)이 로딩될 수도 있다. An equipment front end module (EFEM, 400) for handling the substrate S under an atmospheric pressure environment may be installed outside the load lock chambers 300. A standby robot 432 that transfers the substrate S may be installed in this equipment front end module 400. The facility front end module 400 is disposed between the load lock chambers 300 and the substrate transfer containers FOUP 500 and can transfer the substrate S on both using the waiting robot 432. In some embodiments, the facility front end module 400 may be omitted from the substrate processing apparatus 1000, and the substrate S may be loaded into the load lock chambers 300 in another manner, such as using an in-factory facility. .

트랜스퍼 모듈(200)은 공정 모듈(100)들과 로드락 모듈(300)들 사이에서 배치될 수 있다. 예를 들어, 트랜스퍼 모듈(200)은 다각 형상을 가질 수 있고, 공정 모듈(100)들과 로드락 모듈(300)들은 다각 형상의 각 면에 배치될 수도 있다. 기판 처리 장치(1000)에서 공정 챔버들(100)과 로드락 챔버들(300)의 수는 적절하게 선택될 수 있고 이 실시예의 범위를 제한하지 않는 것으로 해석될 수 있다. 트랜스퍼 챔버(25)에는 기판(S)의 이송을 위한 이송 로봇(252)이 설치될 수 있다. 이러한 이송 로봇(252)은 공정 챔버들(100) 사이에서 기판(S)을 이송하거나 또는 공정 챔버들(100)과 로드락 챔버들(300) 사이에서 기판(S)을 이송하는 데 이용될 수 있다.The transfer module 200 may be disposed between the process modules 100 and the load lock module 300. For example, the transfer module 200 may have a polygonal shape, and the process modules 100 and load lock modules 300 may be arranged on each side of the polygonal shape. The number of process chambers 100 and load lock chambers 300 in the substrate processing apparatus 1000 may be appropriately selected and may not be interpreted as limiting the scope of this embodiment. A transfer robot 252 for transferring the substrate S may be installed in the transfer chamber 25. This transfer robot 252 can be used to transfer the substrate S between the process chambers 100 or between the process chambers 100 and the load lock chambers 300. there is.

복수의 공정 모듈(100)들이 트랜스퍼 모듈(200)에 연결될 수 있다. 공정 모듈(100)은 공정 챔버(110), 공정 챔버(110)에 가스를 공급할 수 있는 제 1 가스 공급부(174), 가스 분사부(120), 기판 지지부(130), 공정 챔버(110)로부터 외부로 가스를 배기하도록 구성된 제 1 배기부(118)를 포함한다.A plurality of process modules 100 may be connected to the transfer module 200. The process module 100 includes a process chamber 110, a first gas supply unit 174 capable of supplying gas to the process chamber 110, a gas injection unit 120, a substrate support unit 130, and a process chamber 110. It includes a first exhaust unit 118 configured to exhaust gas to the outside.

공정 챔버(110)는 내부에 기판(S)을 처리하기 위한 반응 공간(112)을 한정할 수 있다. 예를 들어, 공정 챔버(110)는 기밀을 유지하도록 구성되며, 반응 공간(112) 내 처리 가스를 배출하고 반응 공간(112) 내 진공도를 조절하도록 배기 배관(114)을 통해서 진공 펌프(116)에 연결될 수 있다. 공정 챔버(110)로부터 외부로 가스를 배기하도록 구성된 제 1 배기부(118)는 상술한 배기 배관(114) 및 진공 펌프(116)를 포함할 수 있다.The process chamber 110 may define a reaction space 112 therein for processing the substrate S. For example, the process chamber 110 is configured to maintain airtightness, and a vacuum pump 116 is installed through the exhaust pipe 114 to discharge the process gas in the reaction space 112 and adjust the degree of vacuum in the reaction space 112. can be connected to The first exhaust unit 118 configured to exhaust gas from the process chamber 110 to the outside may include the exhaust pipe 114 and the vacuum pump 116 described above.

공정 챔버(110)는 다양한 형상으로 제공될 수 있으며, 예컨대 반응 공간(112)을 한정하는 측벽부와 측벽부 상단에 위치하는 덮개부, 예컨대 탑리드(top lead)를 포함할 수 있다.The process chamber 110 may be provided in various shapes, and may include, for example, a side wall defining the reaction space 112 and a cover located on top of the side wall, for example, a top lead.

일부 실시예에서, 공정 챔버(110)는 트랜스퍼 모듈(200)에 연결될 수 있다. 공정 챔버(110)에는 트랜스퍼 모듈(200)과 기판(S)을 스왑하기 위한 출입구와 이를 개폐하는 게이트(113)가 형성될 수 있다. 출입구를 개폐하는 게이트(113)의 움직임은 게이트(113)에 연결된 슬롯 밸브(slot valve)의 온/오프에 의하여 구현될 수 있다.In some embodiments, process chamber 110 may be connected to transfer module 200. An entrance for swapping the transfer module 200 and the substrate S and a gate 113 for opening and closing the process chamber 110 may be formed. The movement of the gate 113 that opens and closes the entrance can be implemented by turning on/off a slot valve connected to the gate 113.

트랜스퍼 모듈(200)은 공정 챔버(110)로 기판(S)을 로딩하거나 공정 챔버(110)로부터 기판(S)을 언로딩할 때 버퍼 챔버로 사용될 수 있다.The transfer module 200 may be used as a buffer chamber when loading the substrate S into the process chamber 110 or unloading the substrate S from the process chamber 110 .

가스 분사부(120)는 공정 챔버(110)의 외부로부터 공급된 처리 가스(퍼지 가스(SG1) 또는 공정 가스)를 반응 공간(112)으로 공급하도록 공정 챔버(110)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 가스 분사부(120)는 기판 지지부(130)에 대향되도록 공정 챔버(110)에 결합될 수 있다. 가스 분사부(120)는 기판 지지부(130) 상에 안착된 기판(S)에 처리 가스를 분사하도록 공정 챔버(110)의 상부에 설치될 수 있다. 예를 들어, 가스 분사부(120)는 가스 배관(172)을 통해서 처리 가스가 인입되는 유입구와, 유입구를 통과한 처리 가스를 분산시키기 위한 블록커 플레이트(blocker plate)와, 처리 가스를 반응 공간(112) 내로 분사하기 위한 분사 플레이트(distribution plate)를 포함할 수 있다.The gas injection unit 120 may be coupled to the process chamber 110 to supply a processing gas (purge gas (SG1) or process gas) supplied from outside the process chamber 110 to the reaction space 112. For example, the gas injection unit 120 may be coupled to the process chamber 110 so as to face the substrate support unit 130 . The gas injection unit 120 may be installed at the upper part of the process chamber 110 to spray processing gas on the substrate S seated on the substrate supporter 130. For example, the gas injection unit 120 includes an inlet through which the processing gas is introduced through the gas pipe 172, a blocker plate for dispersing the processing gas passing through the inlet, and a reaction space for dispersing the processing gas. (112) It may include a distribution plate for spraying into the inside.

일부 실시예들에서, 가스 분사부(120)는 샤워 헤드(shower head) 형태, 노즐(nozzle) 형태 등 다양한 형태를 가질 수 있다. 가스 분사부(120)가 샤워 헤드 형태인 경우, 가스 분사부(120)는 공정 챔버(110)의 상부를 부분적으로 덮는 형태로 공정 챔버(110)에 결합될 수도 있다. 예를 들어, 가스 분사부(120)는 공정 챔버(110)의 덮개부 또는 측벽부에 결합될 수 있다.In some embodiments, the gas injection unit 120 may have various shapes, such as a shower head shape or a nozzle shape. When the gas injection unit 120 is in the form of a shower head, the gas injection unit 120 may be coupled to the process chamber 110 in a form that partially covers the upper part of the process chamber 110. For example, the gas injection unit 120 may be coupled to the cover or side wall of the process chamber 110.

기판 지지부(130)는 반응 공간(112) 내에서 기판(S)을 지지하도록 공정 챔버(110)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 기판 지지부(130)는 가스 분사부(120)에 대향되게 공정 챔버(110)에 설치될 수 있다.The substrate support 130 may be coupled to the process chamber 110 to support the substrate S within the reaction space 112. For example, the substrate support unit 130 may be installed in the process chamber 110 to face the gas injection unit 120 .

기판 지지부(130)의 상판 형상은 대체로 기판(S)의 모양에 대응되나 이에 한정되지 않고 기판(S)을 안정적으로 안착시킬 수 있도록 기판(S)보다 크게 다양한 형상으로 제공될 수 있다. 일 예에서, 기판 지지부(130)의 샤프트는 승하강이 가능하도록 외부 모터(미도시)에 연결될 수 있으며, 이 경우 기밀 유지를 위하여 벨로우즈관(미도시)이 연결될 수도 있다. 나아가, 기판 지지부(130)는 그 위에 기판(S)을 안치하도록 구성되기 때문에, 기판 안착부, 서셉터 등으로 불릴 수도 있다.The shape of the upper plate of the substrate supporter 130 generally corresponds to the shape of the substrate S, but is not limited to this and may be provided in a variety of shapes larger than the substrate S so as to stably seat the substrate S. In one example, the shaft of the substrate supporter 130 may be connected to an external motor (not shown) to enable raising and lowering, and in this case, a bellows pipe (not shown) may be connected to maintain airtightness. Furthermore, since the substrate support portion 130 is configured to place the substrate S thereon, it may also be called a substrate seating portion, a susceptor, etc.

본 발명의 일 실시예에서 기판 처리 장치(1000)는 기판(S) 상에 박막을 증착하기 위한 박막증착장치, 예를 들어, 화학기상증착(chemical vapor deposition, CVD) 장치, 플라즈마 강화 화학기상증착(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD) 장치, 원자층 증착(atomic layer deposition, ALD) 장치로 이용될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the substrate processing device 1000 is a thin film deposition device for depositing a thin film on the substrate (S), for example, a chemical vapor deposition (CVD) device, a plasma enhanced chemical vapor deposition (CVD) device. It can be used as a plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) device or an atomic layer deposition (ALD) device.

원자층 증착(ALD) 공정은 크게 공간 분할 방식과 시간 분할 방식의 두 가지 방식이 사용되고 있다. 공간 분할 방식의 원자층 증착 공정은 처리 가스들이 연속적으로 분사되는 동안 복수의 기판들이 안착된 기판 지지부(130)가 회전하는 방식으로 생산성(throughput)이 우수하다. 시간 분할 방식의 원자층 증착 공정은 기판 상으로 처리 가스들이 시차를 두고 분사되는 방식으로 균일도가 우수하다.There are two main methods used in the atomic layer deposition (ALD) process: space division method and time division method. The spatial division atomic layer deposition process has excellent throughput in that the substrate support 130 on which a plurality of substrates is seated rotates while processing gases are continuously sprayed. The time-division atomic layer deposition process has excellent uniformity by spraying processing gases onto the substrate at different times.

공정 모듈(100)이 공간 분할 방식의 원자층 증착 공정을 구현하는 경우, 반응 공간(112) 내 처리 가스를 배출하고 반응 공간(112) 내 진공도를 조절하는 제 1 배기부(118)는 소스 가스, 반응가스 및/또는 퍼지 가스를 배기하는 제 1 배기부(118)를 포함할 수 있다.When the process module 100 implements a space-division atomic layer deposition process, the first exhaust unit 118, which exhausts the processing gas within the reaction space 112 and adjusts the vacuum level within the reaction space 112, is used to discharge the process gas within the reaction space 112. , may include a first exhaust unit 118 that exhausts the reaction gas and/or purge gas.

본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(1000)는 공정 모듈(100), 트랜스퍼 모듈(200) 및 로드락 모듈(300)로의 기판 이송 시 상기 제 1 가스 공급부, 상기 제 2 가스 공급부 및 상기 제 3 가스 공급부를 통해 가스를 지속 공급하되, 상기 제 1 배기부, 상기 제 2 배기부 및 상기 제 3 배기부에 구비된 밸브를 제어하여 상기 공정 모듈, 상기 트랜스퍼 모듈 및 상기 로드락 모듈 내부의 가스 배출량을 독립적으로 조절하는 제어부(600); 를 포함할 수 있다.When transferring a substrate to the process module 100, the transfer module 200, and the load lock module 300, the substrate processing apparatus 1000 according to an embodiment of the present invention includes the first gas supply unit, the second gas supply unit, and the Gas is continuously supplied through a third gas supply unit, and valves provided in the first exhaust unit, the second exhaust unit, and the third exhaust unit are controlled to control the gas inside the process module, the transfer module, and the load lock module. A control unit 600 that independently adjusts gas emissions; may include.

제어부(600)는 로드락 모듈(300), 트랜스퍼 모듈(200)과 공정 챔버(110) 사이에서 기판(S)의 스왑 시 파티클 발생을 줄이기 위해서, 가스 공급 여부, 가스 유량, 배기부 동작을 제어할 수 있다. 일부 실시예에서, 제어부(600)는 기판 처리 장치(1000)의 운용을 전체적으로 제어하는 중앙처리장치(CPU)로 동작할 수도 있다.The control unit 600 controls gas supply, gas flow rate, and exhaust operation to reduce particle generation when swapping the substrate S between the load lock module 300, the transfer module 200, and the process chamber 110. can do. In some embodiments, the control unit 600 may operate as a central processing unit (CPU) that overall controls the operation of the substrate processing apparatus 1000.

기판 처리 장치(1000)에서, 공정 모듈(100), 트랜스퍼 모듈(200) 및 로드락 모듈(300)로의 기판 이송 시 제 1 가스 공급부(174), 제 2 가스 공급부(274) 및 제 3 가스 공급부(374)를 통해 가스가 지속 공급할 수 있다. 예를 들어, 기판 스왑시, 제 2 가스 공급부(274)를 통해 가스를 지속 공급하여 트랜스퍼 챔버(210) 내 오버 프레셔 플로우(over pressure flow) 분위기를 형성하며, 제 3 가스 공급부(374)를 통해 가스를 지속 공급하여 로드락 챔버(310) 내 오버 프레셔 플로우(over pressure flow) 분위기를 형성할 수 있다. 나아가, 기판 스왑시, 제 1 가스 공급부(174)를 통해 공정 챔버(110) 내 퍼지 가스를 지속적으로 공급할 수 있다. 일 예로, 공정 모듈(100)에서 원자층 증착 공정의 사이클을 복수회 반복하여 수행하는 경우, 제 1 가스 공급부(174)를 통해 공정 챔버(110) 내 퍼지 가스를 지속적으로 공급하는 단계는 하나의 사이클이 완료된 후 다음의 후속 사이클이 시작되기 전의 구간 동안 계속적으로 수행될 수 있다.In the substrate processing apparatus 1000, when transferring a substrate to the process module 100, the transfer module 200, and the load lock module 300, the first gas supply unit 174, the second gas supply unit 274, and the third gas supply unit Gas can be continuously supplied through (374). For example, when swapping substrates, gas is continuously supplied through the second gas supply unit 274 to form an over pressure flow atmosphere in the transfer chamber 210, and gas is supplied through the third gas supply unit 374. By continuously supplying gas, an over pressure flow atmosphere can be created in the load lock chamber 310. Furthermore, when swapping substrates, purge gas may be continuously supplied into the process chamber 110 through the first gas supply unit 174. As an example, when the cycle of the atomic layer deposition process is repeated multiple times in the process module 100, the step of continuously supplying the purge gas in the process chamber 110 through the first gas supply unit 174 is one step. It may be performed continuously during the interval after the cycle is completed and before the next subsequent cycle begins.

나아가, 기판 처리 장치(1000)에서 제 1 배기부(118), 제 2 배기부(218) 및 제 3 배기부(318)에 구비된 밸브를 제어하여 상기 공정 모듈, 상기 트랜스퍼 모듈 및 상기 로드락 모듈 내부의 가스 배출량을 독립적으로 조절할 수 있다. Furthermore, in the substrate processing apparatus 1000, the valves provided in the first exhaust unit 118, the second exhaust unit 218, and the third exhaust unit 318 are controlled to control the process module, the transfer module, and the load lock. The gas emissions inside the module can be adjusted independently.

제 1 배기부(118)는 스로틀 밸브(T/V(1)) 및 러핑 밸브(R/V(1))를 포함할 수 있다. 또한, 제 2 배기부(218)는 러핑 밸브(R/V(3))를 포함할 수 있고, 제 3 배기부(318)는 러핑 밸브(R/V(4))를 포함할 수 있다. The first exhaust unit 118 may include a throttle valve (T/V(1)) and a roughing valve (R/V(1)). Additionally, the second exhaust unit 218 may include a roughing valve (R/V(3)), and the third exhaust unit 318 may include a roughing valve (R/V(4)).

제어부(600)는 로드락 모듈(300), 트랜스퍼 모듈(200) 및 공정 모듈(100)로의 기판 이송 시 제 2 배기부(218)에 구비된 러핑 밸브(R/V(3)) 및 제 3 배기부(318)에 구비된 러핑 밸브(R/V(4)) 중 적어도 하나 이상의 러핑 밸브를 제어할 수 있다. 일 예로, 로드락 모듈(300), 트랜스퍼 모듈(200) 및 공정 모듈(100)로의 기판 이송 시 제 2 배기부(218)에 구비된 러핑 밸브(R/V(3))와 제 3 배기부(318)에 구비된 러핑 밸브(R/V(4)) 모두를 오픈(open)하도록 제어할 수 있다.When transferring a substrate to the load lock module 300, transfer module 200, and process module 100, the control unit 600 operates the roughing valve (R/V(3)) provided in the second exhaust unit 218 and the third At least one roughing valve (R/V(4)) provided in the exhaust unit 318 can be controlled. As an example, when transferring a substrate to the load lock module 300, transfer module 200, and process module 100, the roughing valve (R/V(3)) provided in the second exhaust unit 218 and the third exhaust unit All of the roughing valves (R/V(4)) provided at (318) can be controlled to open.

상술한 구성을 도입함으로써, 기판 스왑 시 공정 모듈(100) 내 퍼지 가스를 지속적으로 플로우하게 하고, 트랜스퍼 모듈(200)과 로드락 모듈(300)의 러핑 밸브를 오픈하여 독립적인 가스 플로우를 형성하게 하므로 공정 모듈(100)에서 트랜스퍼 모듈(200)을 거쳐 로드락 모듈(300)까지 파티클 및 가스가 역류하는 현상을 억제할 수 있다. By introducing the above-described configuration, the purge gas in the process module 100 flows continuously when swapping substrates, and the roughing valves of the transfer module 200 and the load lock module 300 are opened to form an independent gas flow. Therefore, it is possible to suppress the backflow of particles and gas from the process module 100 through the transfer module 200 to the load lock module 300.

이하에서는 기판 스왑 시 공정 모듈(100)을 구성하는 스로틀 밸브의 개도 각도(throttle valve angle)를 위치(position) 제어 방식에서 압력(pressure) 제어 방식으로 변경함으로써 급격한 압력 변화를 방지할 수 있음을 설명한다.Hereinafter, it will be explained that sudden pressure changes can be prevented by changing the opening angle of the throttle valve constituting the process module 100 from the position control method to the pressure control method when swapping substrates. do.

본 명세서에서 공정 모듈의 압력은 공정 챔버 내 압력을 포함하고, 트랜스퍼 모듈의 압력은 트랜스퍼 챔버 내 압력을 포함하고, 로드락 모듈의 압력은 로드락 챔버 내 압력을 포함할 수 있다.In this specification, the pressure of the process module may include the pressure within the process chamber, the pressure of the transfer module may include the pressure within the transfer chamber, and the pressure of the load lock module may include the pressure within the load lock chamber.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치에서 기판이 이송되는 동안 공정 모듈과 트랜스퍼 모듈의 압력 변동 양상을 도해하는 그래프이다.FIG. 5 is a graph illustrating pressure fluctuations of a process module and a transfer module while a substrate is transferred in a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(1000)에서, 제어부(600)는 트랜스퍼 모듈(200)과 공정 모듈(100)에서의 기판 이송 시 트랜스퍼 모듈(200)의 압력 조건과 공정 모듈(100)의 압력 조건을 상호 비교하여 설정 압력 조건이 달성되는 경우, 상기 공정 챔버(110)의 슬롯 밸브(slot valve)를 오픈하도록 제어하고 상기 공정 모듈(100)의 제 1 배기부(118)에 구비된 스로틀 밸브(T/V(1))의 개도 각도를 상기 압력 조건 달성 시의 상기 스로틀 밸브(T/V(1))의 제 1 개도 각도로 유지하도록 제어할 수 있다(제 1 단계). 1 to 5, in the substrate processing apparatus 1000 according to an embodiment of the present invention, the control unit 600 controls the transfer module 200 and the transfer module 200 when transferring a substrate in the process module 100. ) and the pressure conditions of the process module 100 are compared to each other, and when the set pressure condition is achieved, the slot valve of the process chamber 110 is controlled to open, and the process module 100 is controlled to open. Controlling to maintain the opening angle of the throttle valve (T/V(1)) provided in the first exhaust unit 118 at the first opening angle of the throttle valve (T/V(1)) when the pressure condition is achieved. You can do it (step 1).

상기 스로틀 밸브(T/V(1))의 제 1 개도 각도는 상기 설정 압력 조건을 만족하여 슬롯 밸브(slot valve)를 오픈하기 직전의 상기 스로틀 밸브(T/V(1))의 개도 각도를 의미할 수 있다.The first opening angle of the throttle valve (T/V(1)) is the opening angle of the throttle valve (T/V(1)) just before opening the slot valve by satisfying the set pressure condition. It can mean.

상기 설정 압력 조건은 트랜스퍼 모듈(200)의 압력이 공정 모듈(100)의 압력 보다 높은 압력일 수 있다. 슬롯 밸브(slot valve)를 오픈하기 전에 상기 압력 조건을 만족하기 위하여 트랜스퍼 모듈(200) 및 공정 모듈(100)의 가스 공급 유량 및 배기부 동작을 조절할 수 있다. The set pressure condition may be that the pressure of the transfer module 200 is higher than the pressure of the process module 100. The gas supply flow rate and exhaust operation of the transfer module 200 and the process module 100 may be adjusted to satisfy the above pressure conditions before opening the slot valve.

계속하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(1000)에서, 제어부(600)는 트랜스퍼 모듈(200)과 공정 모듈(100)에서의 기판 이송 시 공정 모듈(100)의 제 1 배기부(118)에 구비된 스로틀 밸브(T/V(1))의 개도 각도를 상기 제 1 개도 각도로 유지(제 1 단계)한 후, 램핑 단계로서 상기 제 1 개도 각도보다 큰 제 2 개도 각도로 유지하도록 제어할 수 있다(제 2 단계). 예를 들어, 상기 제 2 단계에서 공정 모듈(100)의 제 1 배기부(118)에 구비된 스로틀 밸브(T/V(1))의 개도 각도를 상기 제 1 개도 각도보다 10% 더 큰 제 2 각도로 유지하도록 제어할 수 있다. Continuing, in the substrate processing apparatus 1000 according to an embodiment of the present invention, the control unit 600 operates the first exhaust part of the process module 100 when transferring the substrate in the transfer module 200 and the process module 100. After maintaining the opening angle of the throttle valve (T/V(1)) provided at (118) at the first opening angle (first step), the opening angle is increased to a second opening angle greater than the first opening angle as a ramping step. It can be controlled to maintain (second stage). For example, in the second step, the opening angle of the throttle valve (T/V(1)) provided in the first exhaust unit 118 of the process module 100 is set to be 10% greater than the first opening angle. 2 It can be controlled to maintain the angle.

계속하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(1000)에서, 제어부(600)는 트랜스퍼 모듈(200)과 공정 모듈(100)에서의 기판 이송 시 공정 모듈(100)의 제 1 배기부(118)에 구비된 스로틀 밸브(T/V(1))의 개도 각도를 상기 제 2 개도 각도로 유지(제 2 단계)한 후, 트랜스퍼 모듈(200)의 압력이 공정 모듈(100)의 압력보다 높도록 공정 모듈(100)의 제 1 배기부(118)에 구비된 스로틀 밸브(T/V(1))의 개도 각도를 일정하게 고정하지 않고 공정 모듈(100)의 압력과 트랜스퍼 모듈(200)의 압력에 연동하는 압력(pressure) 제어 방식으로 제어(제 3 단계)할 수 있다.Continuing, in the substrate processing apparatus 1000 according to an embodiment of the present invention, the control unit 600 operates the first exhaust part of the process module 100 when transferring the substrate in the transfer module 200 and the process module 100. After maintaining the opening angle of the throttle valve (T/V(1)) provided at (118) at the second opening angle (second step), the pressure of the transfer module 200 is equal to the pressure of the process module 100. Instead of fixing the opening angle of the throttle valve (T/V(1)) provided in the first exhaust part 118 of the process module 100 to be higher, the pressure of the process module 100 and the transfer module 200 ) can be controlled (third step) using a pressure control method linked to the pressure.

상술한 제 1 단계 및 제 2 단계는 스로틀 밸브의 개도 각도(throttle valve angle)를 위치(position) 제어 방식으로 조절하는 구성이며, 상술한 제 3 단계는 압력(pressure) 제어 방식으로 조절하는 구성이다. 기판 스왑 시 공정 모듈(100)을 구성하는 스로틀 밸브의 개도 각도(throttle valve angle)를 위치(position) 제어 방식에서 압력(pressure) 제어 방식으로 변경함으로써 급격한 압력 변화를 방지할 수 있다. 상기 제 1 단계는 슬롯 밸브(slot valve)를 오픈한 직후 급격한 개도 각도의 변화를 방지하기 위하여 수행될 수 있으며, 상기 제 3 단계는 트랜스퍼 모듈(200)의 압력과 공정 모듈(100)의 압력 차이를 유지하기 위하여 수행되며, 상기 제 2 단계는 상기 제 3 단계에서 급격한 챔버 압력의 변화를 방지하기 위하여 수행될 수 있다.The above-described first and second steps are a configuration for controlling the opening angle of the throttle valve using a position control method, and the above-described third step is a configuration for adjusting the opening angle of the throttle valve using a pressure control method. . When swapping substrates, a sudden change in pressure can be prevented by changing the opening angle of the throttle valve constituting the process module 100 from a position control method to a pressure control method. The first step may be performed to prevent a sudden change in the opening angle immediately after opening the slot valve, and the third step may be performed to determine the difference between the pressure of the transfer module 200 and the pressure of the process module 100. , and the second step may be performed to prevent a sudden change in chamber pressure in the third step.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 동작 구성을 도해하는 순서도이다. 상기 동작 구성은 앞에서 설명한 기판 처리 장치에서 구현되는바 이에 관한 설명으로 이해될 수 있다.6 is a flowchart illustrating the operational configuration of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention. The operation configuration is implemented in the substrate processing apparatus described above and can be understood from the description thereof.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 동작 구성은 공정 챔버(110) 내의 기판 상에 공정(예를 들어, 증착 공정 또는 식각 공정)이 끝나고 기판 스왑 완료 후 다른 기판 상에 상기 공정이 시작하기 이전의 구간에서 수행되는 동작 구성이다. 로드락 모듈(300), 트랜스퍼 모듈(200) 및 공정 모듈(100)로의 기판 이송 시 공정 챔버(110)에 퍼지 가스가 지속적으로 공급된다.Referring to FIGS. 1 to 6 , the operational configuration of the substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes completing a process (for example, a deposition process or an etching process) on a substrate in the process chamber 110 and completing substrate swap. This is an operation configuration that is performed in the section before the start of the process on another substrate. When transferring a substrate to the load lock module 300, transfer module 200, and process module 100, purge gas is continuously supplied to the process chamber 110.

먼저, 로드락 모듈(300)에 구비된 러핑 밸브(R/V(4))와 트랜스퍼 모듈(200)에 구비된 러핑 밸브(R/V(3))를 오픈한다(S1). First, open the roughing valve (R/V(4)) provided in the load lock module 300 and the roughing valve (R/V(3)) provided in the transfer module 200 (S1).

제 3 가스 공급부(374)를 통해 가스를 지속 공급하여 로드락 챔버(310) 내 오버 프레셔 플로우(over pressure flow) 분위기를 형성하며(S2), 제 2 가스 공급부(274)를 통해 가스를 지속 공급하여 트랜스퍼 챔버(210) 내 오버 프레셔 플로우(over pressure flow) 분위기를 형성할 수 있다(S3).Gas is continuously supplied through the third gas supply unit 374 to form an over pressure flow atmosphere in the load lock chamber 310 (S2), and gas is continuously supplied through the second gas supply unit 274. Thus, an over pressure flow atmosphere can be created in the transfer chamber 210 (S3).

슬롯 밸브(slot valve) 앞에서 기판(S)이 대기(S4)한 후에, 공정 모듈(100)에 구비된 스로틀 밸브(T/V(1))를 조정하여 공정 챔버(110) 내 압력을 조절한다.After the substrate S waits (S4) in front of the slot valve, the pressure in the process chamber 110 is adjusted by adjusting the throttle valve (T/V(1)) provided in the process module 100. .

트랜스퍼 모듈(200)과 공정 모듈(100)에서의 기판 이송 시 트랜스퍼 모듈(200)의 압력 조건과 공정 모듈(100)의 압력 조건을 상호 비교하여 설정 압력 조건이 달성되는지 여부를 판단한다(S6). 상기 설정 압력 조건은 트랜스퍼 모듈(200)의 압력이 공정 모듈(100)의 압력 보다 높은 압력인 조건일 수 있다. 상기 설정 압력 조건이 만족되지 않는 경우(N), 공정 모듈(100)에 구비된 스로틀 밸브(T/V(1))를 조정하여 공정 챔버(110) 내 압력을 재조정한다. 상기 설정 압력 조건을 만족하는 경우, 챔버 슬롯 밸브(slot valve)를 오픈한다(S7). 이 경우 공정 챔버(110)에 구비된 스로틀 밸브(T/V(1))의 개도 각도는 챔버 슬롯 밸브(slot valve)를 오픈하기 직전의 스로틀 밸브(T/V(1))의 개도 각도(제 1 개도 각도)를 유지한다(제 1 단계; S8).When transferring a substrate between the transfer module 200 and the process module 100, the pressure conditions of the transfer module 200 and the pressure conditions of the process module 100 are compared to determine whether the set pressure condition is achieved (S6) . The set pressure condition may be a condition in which the pressure of the transfer module 200 is higher than the pressure of the process module 100. If the set pressure condition is not satisfied (N), the pressure in the process chamber 110 is readjusted by adjusting the throttle valve (T/V(1)) provided in the process module 100. If the set pressure condition is satisfied, the chamber slot valve is opened (S7). In this case, the opening angle of the throttle valve (T/V(1)) provided in the process chamber 110 is the opening angle of the throttle valve (T/V(1)) immediately before opening the chamber slot valve (slot valve) ( Maintain the first opening degree angle (step 1; S8).

계속하여, 공정 챔버(110)의 스로틀 밸브(T/V(1))의 개도 각도를 램핑 단계로서 상기 제 1 개도 각도보다 큰 제 2 개도 각도로 유지할 수 있다(제 2 단계; S9). 예를 들어, 상기 제 2 단계(S9)에서 공정 모듈(100)의 제 1 배기부(118)에 구비된 스로틀 밸브(T/V(1))의 개도 각도를 상기 제 1 개도 각도보다 10% 더 큰 제 2 각도로 유지할 수 있다.Subsequently, the opening angle of the throttle valve (T/V(1)) of the process chamber 110 may be maintained at a second opening angle that is larger than the first opening angle as a ramping step (second step; S9). For example, in the second step (S9), the opening angle of the throttle valve (T/V(1)) provided in the first exhaust unit 118 of the process module 100 is increased by 10% compared to the first opening angle. It can be maintained at a larger second angle.

계속하여, 트랜스퍼 모듈(200)의 압력이 공정 모듈(100)의 압력보다 높도록 공정 모듈(100)의 제 1 배기부(118)에 구비된 스로틀 밸브(T/V(1))의 개도 각도를 일정하게 고정하지 않고 공정 모듈(100)의 압력과 트랜스퍼 모듈(200)의 압력에 연동하는 압력(pressure) 제어 방식으로 제어(제 3 단계; S10)할 수 있다. 상술한 제 1 단계(S8) 및 제 2 단계(S9)는 스로틀 밸브의 개도 각도(throttle valve angle)를 위치(position) 제어 방식으로 조절하는 구성이며, 상술한 제 3 단계(S10)는 압력(pressure) 제어 방식으로 조절하는 구성이다. 상기 압력 제어 방식은 공정 모듈(100)의 압력이 트랜스퍼 모듈(200)의 압력보다 높은 압력 조건을 유지하도록 공정 모듈(100)의 제 1 배기부(118)에 구비된 스로틀 밸브(T/V(1))의 개도 각도를 동적으로 조정하는 방식이다.Subsequently, the opening angle of the throttle valve (T/V(1)) provided in the first exhaust portion 118 of the process module 100 so that the pressure of the transfer module 200 is higher than the pressure of the process module 100 Can be controlled (third step; S10) by a pressure control method that links the pressure of the process module 100 and the pressure of the transfer module 200 without fixing it at a constant level. The above-described first step (S8) and second step (S9) are configured to adjust the opening angle of the throttle valve by position control, and the above-described third step (S10) is a pressure ( It is a configuration that is controlled by pressure control method. The pressure control method uses a throttle valve (T/V) provided in the first exhaust unit 118 of the process module 100 to maintain a pressure condition in which the pressure of the process module 100 is higher than the pressure of the transfer module 200. 1)) This is a method of dynamically adjusting the opening angle.

이어서, 기판 스왑 후 챔버 슬롯 밸브(slot valve)를 닫고(S11), 후속 공정을 수행할 수 있다.Next, after swapping the substrate, the chamber slot valve is closed (S11) and a subsequent process can be performed.

도 7은 본 발명의 실험예에 따른 기판 처리 장치에서 파티클 감소 양상을 확인한 결과를 나타낸 도면이다. 도 7의 실험예들은 기판 스왑 시 공정 모듈(100) 내 퍼지 가스를 지속적으로 플로우하는 공정을 적용하였다. 다만, GROUP1은 슬롯 밸브(slot valve)를 오픈한 직후 상술한 제 1 단계 및 제 2 단계를 수행하지 않고 제 3 단계를 바로 수행한 경우에 해당하며, GROUP2는 슬롯 밸브(slot valve)를 오픈한 직후 상술한 제 1 단계, 제 2 단계 및 제 3 단계를 순차적으로 수행한 경우에 해당한다. L/L(Ar sccm)은 기판 스왑 시 로드락 모듈(300)에 공급하는 Ar 가스의 유량을 의미하고, TM(Ar sccm)은 기판 스왑 시 트랜스퍼 모듈(200)에 공급하는 Ar 가스의 유량을 의미하고, TM(Bara, Torr)은 기판 스왑 시 트랜스퍼 모듈(200) 내 챔버 압력을 의미하고, PM(Bara, Torr)은 기판 스왑 시 공정 모듈(100) 내 챔버 압력을 의미하고, Delta Prs은 기판 스왑 시 슬롯 밸브(slot valve)를 오픈하기 직전 트랜스퍼 모듈(200)의 압력과 공정 모듈(100)의 압력의 차이를 의미하며, L/L(R/V Open)은 기판 스왑 시 로드락 모듈(300)의 배기부에 구비된 러핑 밸브의 오픈 여부를 의미한다.Figure 7 is a diagram showing the results of confirming the particle reduction pattern in the substrate processing apparatus according to an experimental example of the present invention. The experimental examples in FIG. 7 applied a process of continuously flowing purge gas in the process module 100 when swapping substrates. However, GROUP1 corresponds to the case where the third step is performed immediately after opening the slot valve without performing the first and second steps described above, and GROUP2 is performed immediately after opening the slot valve. This corresponds to the case where the above-described first step, second step, and third step are performed sequentially. L/L (Ar sccm) refers to the flow rate of Ar gas supplied to the load lock module 300 when swapping substrates, and TM (Ar sccm) refers to the flow rate of Ar gas supplied to the transfer module 200 when swapping substrates. means, TM (Bara, Torr) means the chamber pressure within the transfer module 200 when swapping substrates, PM (Bara, Torr) means the chamber pressure within the process module 100 when swapping substrates, and Delta Prs is It refers to the difference between the pressure of the transfer module 200 and the pressure of the process module 100 just before opening the slot valve when swapping substrates. L/L (R/V Open) refers to the difference between the pressure of the transfer module 200 and the pressure of the process module 100 when swapping substrates. It means whether the roughing valve provided in the exhaust part of (300) is open.

도 7을 참조하면, 기판 스왑 시 공정 모듈(100) 내 퍼지 가스를 지속적으로 플로우하게 하고, 로드락 모듈(300)의 러핑 밸브를 오픈하여 독립적인 가스 플로우를 형성하면 공정 모듈(100)에서 트랜스퍼 모듈(200)을 거쳐 로드락 모듈(300)까지 파티클 및 가스가 역류하는 현상을 억제하여, 파티클 발생이 현저하게 감소함을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 7, when swapping substrates, the purge gas in the process module 100 is allowed to flow continuously, and the roughing valve of the load lock module 300 is opened to form an independent gas flow, thereby causing a transfer in the process module 100. It can be confirmed that the reverse flow of particles and gas through the module 200 to the load lock module 300 is suppressed, and the generation of particles is significantly reduced.

나아가, 슬롯 밸브(slot valve)를 오픈한 직후 상술한 제 1 단계, 제 2 단계 및 제 3 단계를 순차적으로 수행함으로써, 기판 스왑 시 공정 모듈(100)을 구성하는 스로틀 밸브의 개도 각도(throttle valve angle)를 위치(position) 제어 방식에서 압력(pressure) 제어 방식으로 변경함으로써 급격한 압력 변화를 방지하여, 파티클 발생이 현저하게 감소함을 확인할 수 있다.Furthermore, by sequentially performing the above-described first, second, and third steps immediately after opening the slot valve, the opening angle of the throttle valve constituting the process module 100 is changed during substrate swapping. It can be seen that by changing the angle from the position control method to the pressure control method, rapid pressure changes are prevented, and particle generation is significantly reduced.

이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will now be described with reference to drawings that schematically show ideal embodiments of the present invention. In the drawings, variations of the depicted shape may be expected, for example, depending on manufacturing technology and/or tolerances. Accordingly, embodiments of the present invention should not be construed as being limited to the specific shape of the area shown in this specification, but should include, for example, changes in shape resulting from manufacturing.

1000: 기판 처리 장치
100: 공정 모듈
200: 트랜스퍼 모듈
300: 로드락 모듈
600: 제어부
1000: Substrate processing device
100: Process module
200: transfer module
300: Load lock module
600: Control unit

Claims (7)

공정 챔버, 제 1 가스 공급부, 제 1 배기부를 포함하는 공정 모듈;
트랜스퍼 챔버, 제 2 가스 공급부, 제 2 배기부를 포함하는 트랜스퍼 모듈;
로드락 챔버, 제 3 가스 공급부, 제 3 배기부를 포함하는 로드락 모듈; 및
상기 로드락 모듈, 상기 트랜스퍼 모듈 및 상기 공정 모듈로의 기판 이송 시 상기 제 1 가스 공급부, 상기 제 2 가스 공급부 및 상기 제 3 가스 공급부를 통해 가스를 지속 공급하되, 상기 제 1 배기부, 상기 제 2 배기부 및 상기 제 3 배기부에 구비된 밸브를 제어하여 상기 공정 모듈, 상기 트랜스퍼 모듈 및 상기 로드락 모듈 내부의 가스 배출량을 독립적으로 조절하는 제어부; 를 포함하는,
기판 처리 장치.
A process module including a process chamber, a first gas supply, and a first exhaust;
A transfer module including a transfer chamber, a second gas supply unit, and a second exhaust unit;
A load lock module including a load lock chamber, a third gas supply unit, and a third exhaust unit; and
When transferring a substrate to the load lock module, the transfer module, and the process module, gas is continuously supplied through the first gas supply unit, the second gas supply unit, and the third gas supply unit, and the first exhaust unit and the third gas supply unit a control unit that controls valves provided in the second exhaust unit and the third exhaust unit to independently adjust gas emissions inside the process module, the transfer module, and the load lock module; Including,
Substrate processing equipment.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 로드락 모듈, 상기 트랜스퍼 모듈 및 상기 공정 모듈로의 기판 이송 시 상기 제 1 가스 공급부를 통해 상기 공정 챔버에 퍼지 가스를 지속 공급하도록 제어하는,
기판 처리 장치.
According to claim 1,
The control unit controls to continuously supply purge gas to the process chamber through the first gas supply unit when transferring the substrate to the load lock module, the transfer module, and the process module.
Substrate processing equipment.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 트랜스퍼 모듈과 상기 공정 모듈에서의 기판 이송 시 상기 트랜스퍼 모듈의 압력 조건과 상기 공정 모듈의 압력 조건을 상호 비교하여 설정 압력 조건이 달성되는 경우, 상기 공정 챔버의 슬롯 밸브(slot valve)를 오픈하도록 제어하고 상기 공정 모듈의 제 1 배기부에 구비된 스로틀 밸브의 개도 각도를 상기 압력 조건 달성 시의 상기 스로틀 밸브의 제 1 개도 각도로 유지하도록 제어하는,
기판 처리 장치.
According to claim 1,
The control unit compares the pressure conditions of the transfer module and the pressure conditions of the process module when transferring substrates in the transfer module and the process module, and when a set pressure condition is achieved, the slot valve of the process chamber ) is controlled to open and the opening angle of the throttle valve provided in the first exhaust portion of the process module is controlled to maintain the first opening angle of the throttle valve when the pressure condition is achieved,
Substrate processing equipment.
제 3 항에 있어서,
상기 설정 압력 조건은 상기 트랜스퍼 모듈의 압력이 상기 공정 모듈의 압력 보다 높은 압력인 것을 특징으로 하는,
기판 처리 장치.
According to claim 3,
The set pressure condition is characterized in that the pressure of the transfer module is higher than the pressure of the process module,
Substrate processing equipment.
제 3 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 트랜스퍼 모듈과 상기 공정 모듈에서의 기판 이송 시 상기 공정 모듈의 제 1 배기부에 구비된 스로틀 밸브의 개도 각도를 상기 제 1 개도 각도로 유지한 후 램핑 단계로서 상기 제 1 개도 각도보다 큰 제 2 개도 각도로 유지하도록 제어하는,
기판 처리 장치.
According to claim 3,
When transferring a substrate in the transfer module and the process module, the control unit maintains the opening angle of the throttle valve provided in the first exhaust part of the process module at the first opening angle, and then, as a ramping step, opens the opening angle more than the first opening angle. Controlled to maintain a large second degree angle,
Substrate processing equipment.
제 4 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 트랜스퍼 모듈과 상기 공정 모듈에서의 기판 이송 시, 상기 공정 모듈의 제 1 배기부에 구비된 스로틀 밸브의 개도 각도를 상기 제 2 개도 각도로 유지한 후, 상기 트랜스퍼 모듈의 압력이 상기 공정 모듈의 압력보다 높도록 상기 공정 모듈의 제 1 배기부에 구비된 스로틀 밸브의 개도 각도를 상기 공정 모듈의 압력과 상기 트랜스퍼 모듈의 압력에 연동하여 제어하는,
기판 처리 장치.
According to claim 4,
When transferring a substrate between the transfer module and the process module, the control unit maintains the opening angle of the throttle valve provided in the first exhaust part of the process module at the second opening angle, and then adjusts the pressure of the transfer module to the second opening angle. Controlling the opening angle of the throttle valve provided in the first exhaust part of the process module to be higher than the pressure of the process module in conjunction with the pressure of the process module and the pressure of the transfer module,
Substrate processing equipment.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 로드락 모듈, 상기 트랜스퍼 모듈 및 상기 공정 모듈로의 기판 이송 시 상기 제 2 배기부에 구비된 러핑 밸브 및 상기 제 3 배기부에 구비된 러핑 밸브 중 적어도 하나 이상의 러핑 밸브를 제어하는,
기판 처리 장치.
According to claim 1,
The control unit controls at least one roughing valve among the roughing valve provided in the second exhaust portion and the roughing valve provided in the third exhaust portion when transferring the substrate to the load lock module, the transfer module, and the process module. ,
Substrate processing equipment.
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