KR20230151586A - 가스 공급 유닛을 포함하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

가스 공급 유닛을 포함하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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KR20230151586A
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Abstract

본 발명에 따른 가스 공급 유닛은 기판을 처리하기 위한 공정 가스를 제공하는 가스 공급 수단, 상기 가스 공급 수단으로부터 공정 가스를 제공받아 처리 공간으로 전달하기 위한 제1 전달 수단과 제2 전달 수단, 상기 제1 전달 수단 및 상기 제2 전달 수단과 연결되고, 상기 제1 전달 수단 및 상기 제2 전달 수단 중 적어도 하나 이상을 퍼지하기 위한 퍼지 처리부 및 상기 제1 전달 수단과 상기 제2 전달 수단의 공정 가스 공급을 선택적으로 제어하고, 상기 제1 전달 수단과 상기 제2 전달 수단 중 공정 가스 전달에 사용되지 않는 전달 수단에 대한 퍼지 처리가 수행되도록 상기 퍼지 처리부를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

가스 공급 유닛을 포함하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD INCLUDING A GAS SUPPLY UNIT}
본 발명은 가스 공급 유닛을 포함하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자의 제조 공정은 웨이퍼 등의 기판을 대상으로 박막 증착 공정, 식각 공정, 세정 공정, 포토 공정 등의 다양한 단위 공정을 반복적으로 수행하도록 이루어진다.
반도체 소자의 미세화 및 집적화에 따라 최근 반도체 집적회로의 설계에서 디자인 룰이 더욱 감소되어 나노미터 수준의 임계치수(Critical Dimension)가 요구되기에 이르렀다. 이러한 나노미터급 반도체 소자를 구현하기 위해서는 증착 공정 및 식각 공정의 정밀한 제어가 필수적이며, 정밀 증착을 위한 증착 방법 중 하나인 원자층 증착법(ALD; Atomic Layer Deposition)과 정밀 식각을 위한 식각 방법 중 하나인 원자층 식각법(ALE, Atomic Layer Etching)에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.
원자층 증착법은 두 가지 이상의 공정 가스 또는 프리커서를 공급하여 1차 반응과 2차 반응을 순차적으로 진행하여 원자층 두께의 박막을 증착하는 공정이고, 원자층 식각법은 두 가지 이상의 공정 가스 또는 프리커서를 공급하여 1차 반응과 2차 반응을 순차적으로 진행하여 원자층 두께로 박막을 식각하는 공정이다.
예를 들어, 원자층 증착법과 원자층 식각법은 1차 반응, 퍼지, 2차 반응, 퍼지로 이루어지는 순환 사이클을 포함하며, 1차 반응 단계와 2차 반응 단계는 처리 공간으로 공정 가스를 공급하여 플라즈마 파워를 인가하거나 히팅 파워를 인가하여 처리 공간 내 반응을 유도하는 단계를 포함할 수 있다. 하나의 사이클은 2차 반응 이상보다 많은 반응 단계를 포함할 수 있다.
이론적으로, 하나의 사이클에 의하면 하나의 층(layer)이 증착 또는 식각될 수 있고, 원하는 두께에 도달될 때까지 사이클이 반복될 수 있다. 또한, 원자층 증착법 및 원자층 식각법은 표면이 포화되면 반응이 자동으로 중지되는 자체 제한(Self-limited) 특성을 가지므로 원하는 만큼의 층이 정확하게 제거되는 장점을 가진다.
종래의 ALD 장치 또는 ALE 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 가스 공급원(21, 22, 23) 및 퍼지 가스 공급원(24)이 하나의 배관(30)에 연결되므로 반응 공정과 퍼지 공정이 동시 진행이 불가능하다. 따라서 퍼지 공정에 의한 전체 공정 시간이 증가하는 문제가 있다. 또한, 퍼지 가스가 챔버(10)를 거쳐 배출되는 구성에 의하여 배관(30) 내 잔류 가스가 챔버(10)로 유입되며 공정 오차가 발생할 가능성이 존재한다. 또한, 배관(30)에 대한 퍼지 공정이 필요한 경우에도 챔버(10)를 통한 퍼지만 가능하므로 퍼지 공정에 다량의 퍼지 가스가 소모되는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 기판 처리 공정과 퍼지 공정을 동시에 진행할 수 있는 가스 공급 유닛을 포함하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 퍼지 공정에 의한 처리 공간 및 시료 추가 오염을 방지할 수 있는 가스 공급 유닛을 포함하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 퍼지 대상인 전달 라인 및 처리 공간 각각에 대한 독립적인 퍼지 처리가 가능한 가스 공급 유닛을 포함하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 목적은 전술한 바에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판을 처리하기 위한 공정 가스를 제공하는 가스 공급 수단; 상기 가스 공급 수단으로부터 공정 가스를 제공받아 처리 공간으로 전달하기 위한 제1 전달 수단과 제2 전달 수단; 상기 제1 전달 수단 및 상기 제2 전달 수단과 연결되고, 상기 제1 전달 수단 및 상기 제2 전달 수단 중 적어도 하나 이상을 퍼지하기 위한 퍼지 처리부; 및 상기 제1 전달 수단과 상기 제2 전달 수단의 공정 가스 공급을 제어하고, 상기 퍼지 처리부가 상기 제1 전달 수단과 상기 제2 전달 수단 중 공정 가스 공급에 사용되지 않는 전달 수단에 대해 퍼지 처리를 수행하도록 제어하는 제어부를 포함하는 가스 공급 유닛이 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 전달 수단은, 상기 가스 공급 수단과 연결되어 상기 처리 공간으로 상기 공정 가스를 전달하는 제1 전달 라인을 포함하고, 상기 제2 전달 수단은 상기 가스 공급 수단과 연결되어 상기 처리 공간으로 상기 공정 가스를 전달하는 제2 전달 라인을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 전달 수단은, 상기 제1 전달 라인에 배치되어 개폐에 따라 상기 제1 전달 라인의 공정 가스를 선택적으로 공급하는 복수의 전달 밸브를 더 포함하고, 상기 제2 전달 수단은, 상기 제2 전달 라인에 배치되어 개폐에 따라 상기 제2 전달 라인의 공정 가스를 선택적으로 공급하는 복수의 전달 밸브를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 복수의 전달 밸브를 제어하여 상기 처리 공간으로의 공정 가스 공급에 사용될 전달 수단을 선택할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 퍼지 처리부는, 퍼지 처리를 위한 퍼지 가스를 제공하는 퍼지 가스 공급원; 상기 퍼지 가스 공급원으로부터 퍼지 가스를 제공받아 퍼지 대상으로 공급하기 위한 퍼지 가스 라인; 및 상기 퍼지 가스를 배출하기 위한 배출부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 퍼지 가스 라인은, 일단이 상기 퍼지 가스 공급원과 연결되고 타단이 분기되어 상기 제1 전달 라인 및 상기 제2 전달 라인에 각각 연결되고, 상기 분기된 각각의 퍼지 가스 라인 상에는 공급되는 퍼지 가스의 유량을 제어하는 퍼지 밸브가 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 배출부는, 상기 제1 전달 라인과 연결되는 제1 배출 라인; 상기 제1 배출 라인 상에 배치되어 개폐에 따라 상기 제1 배출 라인의 퍼지 가스를 선택적으로 배출하는 제1 배출 밸브; 상기 제2 전달 라인과 연결되는 제2 배출 라인; 상기 제2 배출 라인 상에 배치되어 개폐에 따라 상기 제2 배출 라인의 퍼지 가스를 선택적으로 배출하는 제2 배출 밸브를 포함하며, 상기 제어부는 상기 퍼지 밸브, 상기 제1 배출 밸브, 상기 제2 배출 밸브의 개폐를 제어하여 퍼지 처리 대상을 선택할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 퍼지 밸브를 제어하여 상기 제1 전달 라인 및 상기 제2 전달 라인으로 공급되는 퍼지 가스의 유량을 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 가스 공급 수단은, 각기 다른 공정 가스를 제공하는 복수의 가스 공급원; 상기 각 가스 공급원으로부터의 공정 가스를 상기 제1 전달 수단 및 상기 제2 전달 수단으로 공급하기 위한 복수의 공급 라인을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 복수의 가스 공급 라인은, 일단이 상기 복수의 가스 공급원과 일대일 대응 방식으로 연결되고 타단이 분기되어 상기 제1 전달 수단 및 상기 제2 전달 수단에 연결되며, 각각의 상기 복수의 가스 공급 라인 상에는 개폐에 따라 상기 공정 가스를 선택적으로 공급하기 위한 공급 밸브가 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판을 처리하기 위한 처리 공간을 제공하는 챔버; 상기 처리 공간에서 상기 기판을 지지하는 지지 유닛; 상기 처리 공간으로 상기 기판을 처리하기 위한 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛; 및 상기 처리 공간을 배기하는 배기 유닛을 포함하고, 상기 가스 공급 유닛은, 상기 공정 가스를 제공하는 가스 공급 수단; 상기 가스 공급 수단으로부터 공정 가스를 제공받아 처리 공간으로 전달하기 위한 제1 전달 수단과 제2 전달 수단; 상기 제1 전달 수단 및 상기 제2 전달 수단과 연결되고, 상기 제1 전달 수단 및 상기 제2 전달 수단 중 적어도 하나 이상을 퍼지하기 위한 퍼지 처리부; 및 상기 제1 전달 수단과 상기 제2 전달 수단의 공정 가스 공급을 선택적으로 제어하고, 상기 제1 전달 수단과 상기 제2 전달 수단 중 공정 가스 전달에 사용되지 않는 전달 수단에 대한 퍼지 처리가 수행되도록 상기 퍼지 처리부를 제어하는 제어부를 포함하는 기판 처리 장치가 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 퍼지 처리부는, 상기 제1 전달 수단과 상기 제2 전달 수잔 및 상기 처리 공간에 대한 퍼지 공정을 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 가스 공급 수단으로부터의 공정 가스를 전달 수단을 통해 처리 공간으로 공급하는 가스 공급 단계; 및 상기 공정 가스를 상기 처리 공간으로 공급하기 위한 복수의 전달 수단 중 적어도 하나의 전달 수단으로 퍼지 가스를 공급하여 상기 전달 수단을 퍼지하는 제1 퍼지 단계를 포함하고, 상기 가스 공급 단계와 상기 제1 퍼지 단계는 동시에 수행되는 기판 처리 방법이 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 퍼지 단계는, 상기 가스 공급 단계에 이용되는 전달 수단을 제외한 전달 수단을 퍼지하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 기판 처리 방법은 상기 처리 공간으로 퍼지 가스를 공급하여 상기 처리 공간을 퍼지하는 제2 퍼지 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 기판 처리 방법은 상기 전달 수단에 대한 퍼지 처리를 단독으로 수행하는 제3 퍼지 단계를 더 포함할 수 있다. 일 예로, 제3 퍼지 단계에서 사용된 퍼지 가스는 처리 공간을 거치지 않고 외부로 배출될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 일단이 가스 공급 라인들과 연결되고 타단이 처리 공간과 연결되는 가스 전달 라인을 복수로 구비하고, 가스 전달 라인 상에 배치된 밸브를 제어함으로써 기판 처리 공정(공정 가스 공급)과 라인 퍼지 공정을 동시에 수행할 수 있다. 이에 따라 공정 시간을 단축할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 라인 퍼지 공정에 사용된 퍼지 가스가 배출되는 배출부가 별도로 구비됨으로써 라인 퍼지 공정을 단독 수행할 수 있으므로 라인 내 잔류 가스에 의한 처리 공간 및 시료 추가 오염이 방지될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 퍼지 대상에 따라 퍼지 가스 공급량을 조절 가능하도록 제공되어 가스 소모량을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 효과는 위에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 가스 공급 유닛의 일 예를 도시한다.
도 2는 본 발명이 적용되는 기판 처리 장치의 일 예를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명이 적용되는 기판 처리 장치의 다른 예를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 가스 공급 유닛의 일 실시예에 대한 구성도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 공급 유닛을 도시한다.
도 6은 본 발명에 따른 기판 처리 방법을 도시한 흐름도이다.
도 7은 도 6의 가스 공급 단계의 일 실시예를 도시한 흐름도이다.
도 8은 본 발명에 따른 기판 처리 장치에서 제1 가스를 사용하는 제1 실시예를 도시한다.
도 9는 본 발명에 따른 기판 처리 장치에서 제2 가스를 공급하는 제1 실시예를 도시한다.
도 10은 본 발명에 따른 기판 처리 장치에서 제3 가스를 공급하는 제1 실시예를 도시한다.
도 11은 본 발명에 따른 기판 처리 장치에서 제1 가스를 사용하는 제2 실시예를 도시한다.
도 12는 본 발명에 따른 기판 처리 장치에서 제2 가스를 공급하는 제2 실시예를 도시한다.
도 13은 본 발명에 따른 기판 처리 장치에서 제3 가스를 공급하는 제2 실시예를 도시한다.
도 14는 본 발명에 따른 기판 처리 장치에 의하여 수행되는 제2 퍼지 단계를 도시한다.
도 15는 본 발명에 따른 기판 처리 장치에 의하여 수행되는 제3 퍼지 단계를 도시한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이 쉽게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 다른 형태로 구현될 수 있고 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명의 실시예를 설명하는 데 있어서, 관련된 공지 기능이나 구성에 대한 구체적 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 구체적 설명을 생략하고, 유사 기능 및 작용을 하는 부분은 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용하기로 한다.
명세서에서 사용되는 용어들 중 적어도 일부는 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이기에 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 그 용어에 대해서는 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서, 어떤 구성 요소를 포함한다고 하는 때, 이것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 그리고, 어떤 부분이 다른 부분과 연결(또는, 결합)된다고 하는 때, 이것은, 직접적으로 연결(또는, 결합)되는 경우뿐만 아니라, 다른 부분을 사이에 두고 간접적으로 연결(또는, 결합)되는 경우도 포함한다.
한편, 도면에서 구성 요소의 크기나 형상, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다.
본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들의 개략적인 도해를 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해의 형상으로부터의 변화들, 예를 들면, 제작 방법 및/또는 허용 오차의 변화는 충분히 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로 설명되어지는 것이 아니라 형상에서의 편차를 포함하는 것이며, 도면에 설명된 요소들은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상은 요소들의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 기판 처리 장치(100)는 하우징(housing; 110), 기판 지지 유닛(120), 플라즈마 발생 유닛(130), 샤워 헤드 유닛(shower head unit; 140), 제1 가스 공급 유닛(150), 제2 가스 공급 유닛(160), 월 라이너(wall liner unit; 170), 배플 유닛(baffle unit; 180) 및 상부 모듈(190)을 포함하여 구성될 수 있다.
기판 처리 장치(100)는 진공 환경에서 식각 공정(예를 들어, 건식 식각 공정(dry etching process))을 이용하여 기판(W)(예를 들어, 웨이퍼(wafer))을 처리하는 시스템이다. 기판 처리 장치(100)은 예를 들어, 플라즈마 공정(plasma process)을 이용하여 기판(W)을 처리할 수 있다.
하우징(110)은 플라즈마 공정이 수행되는 처리 공간을 제공하는 것이다. 이러한 하우징(110)은 그 하부에 배기 유닛을 구비할 수 있다.
배기 유닛은 배기 홀(111), 펌프(112), 배기 라인(113), 배기 밸브(114)를 포함할 수 있다. 배기 홀(111)은 펌프(112)가 장착된 배기 라인(113)과 연결될 수 있다. 이러한 배기 홀(111)은 배기 라인(113)을 통해 플라즈마 공정 과정에서 발생된 반응 부산물과 하우징(110)의 내부에 잔여하는 가스를 하우징(110)의 외부로 배출할 수 있다. 이 경우, 하우징(110)의 내부 공간은 소정의 압력으로 감압될 수 있다. 배기 라인(113) 상에는 배기 밸브(114)가 설치될 수 있다.
하우징(110)은 그 측벽에 개구부(115)가 형성될 수 있다. 개구부(115)는 하우징(110)의 내부로 기판(W)이 출입하는 통로로서 기능할 수 있다. 이러한 개구부(115)는 도어 어셈블리(116)에 의해 개폐되도록 구성될 수 있다.
도어 어셈블리(116)는 외측 도어(116a) 및 도어 구동기(116b)를 포함하여 구성될 수 있다. 외측 도어(116a)는 하우징(110)의 외벽에 제공되는 것이다. 이러한 외측 도어(116a)는 도어 구동기(116b)를 통해 상하 방향(즉, 제 3 방향(30))으로 이동될 수 있다. 도어 구동기(116b)는 모터, 유압 실린더, 공압 실린더 등을 이용하여 작동할 수 있다.
기판 지지 유닛(120)은 하우징(110)의 내부 하측 영역에 설치되는 것이다. 이러한 기판 지지 유닛(120)은 정전기력을 이용하여 기판(W)을 지지할 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 기판 지지 유닛(120)은 기계적 클램핑(mechanical clamping), 진공(vacuum) 등과 같은 다양한 방식으로 기판(W)을 지지하는 것도 가능하다.
기판 지지 유닛(120)은 정전기력을 이용하여 기판(W)을 지지하는 경우, 베이스 부재(base component; 121)와 척킹 부재(chucking component; 122)를 포함하는 정전 척(ESC; Electro-Static Chuck)을 포함할 수 있다.
베이스 부재(121)는 척킹 부재를 지지하는 것이다. 베이스 부재(121)는 예를 들어, 알루미늄 성분을 소재로 하여 제작되어 알루미늄 베이스 플레이트(Al base plate)로 제공될 수 있다.
척킹 부재(122)는 정전기력을 이용하여 그 상부에 안착되는 기판(W)을 지지하는 것이다. 이러한 척킹 부재(122)는 세라믹 성분을 소재로 하여 제작되어 세라믹 플레이트(ceramic plate) 또는 세라믹 퍽(ceramic puck)으로 제공될 수 있으며, 베이스 부재(121) 상에 고정되도록 베이스 부재(121)와 결합될 수 있다.
베이스 부재(121)와 그 위에 형성되는 척킹 부재(122) 사이에는 접합층(bonding layer)이 형성될 수 있다.
링 어셈블리(128)는 기판 지지 유닛(120)의 가장자리 영역에 배치될 수 있다. 링 어셈블리(128)는 링 형상을 가지며, 정전 척의 둘레를 따라 배치될 수 있다. 링 어셈블리(128)의 상면은 외측부가 내측부보다 높게 위치할 수 있다. 예를 들어, 링 어셈블리(128)의 상면 내측부는 척킹 부재(122)의 상면과 동일 높이에 위치될 수 있다. 링 어셈블리(128)의 상면 내측부는 척킹 부재(122)에 지지된 기판(W)의 가장자리 영역을 지지할 수 있다. 링 어셈블리(128)는 기판(W)의 전체 영역에서 플라즈마의 밀도가 균일하게 분포하도록 전기장을 제어할 수 있다. 이에 의해, 기판(W)의 전체 영역에 걸쳐 플라즈마가 균일하게 형성되어 기판(W)의 각 영역이 균일하게 식각될 수 있다.
제1 가스 공급 유닛(150)은 기판(W)의 저면으로 열전달 가스를 공급할 수 있다. 열전달 가스는 기판(W)과 정전 척 간에 열 교환을 돕는 매개체 역할을 한다. 열전달 가스에 의하여 기판(W)의 전체 온도가 균일해질 수 있다. 열전달 가스는 불활성 가스를 포함한다. 일 예로, 열전달 가스는 헬륨(He) 가스를 포함할 수 있다. 이러한 제1 가스 공급 유닛(150)은 제1 공급원(151) 및 제1 가스 라인(152)을 포함하여 구성될 수 있다.
제1 공급원(151)은 제1 가스로 헬륨 가스(He gas)를 공급할 수 있다. 제1 공급원(151)으로부터의 제1 가스는 제1 가스 라인(152)을 통해 기판(W) 저면으로 공급될 수 있다.
가열 부재(124) 및 냉각 부재(125)는 하우징(110)의 내부에서 식각 공정이 진행되고 있을 때에 기판(W)이 공정 온도를 유지할 수 있도록 제공되는 것이다. 가열 부재(124)는 이를 위해 열선으로 제공될 수 있으며, 냉각 부재(125)는 이를 위해 냉매가 흐르는 냉각 라인으로 제공될 수 있다.
가열 부재(124) 및 냉각 부재(125)는 기판(W)이 공정 온도를 유지할 수 있도록 하기 위해 정전 척의 내부에 설치될 수 있다. 일 예로, 가열 부재(124)는 척킹 부재(122)의 내부에 설치될 수 있으며, 냉각 부재(125)는 베이스 부재(121)의 내부에 설치될 수 있다.
한편, 냉각 부재(125)는 냉각 장치(chiller; 126)를 이용하여 냉매를 공급받을 수 있다. 냉각 장치(126)는 하우징(110)의 외부에 설치될 수 있다.
플라즈마 생성 유닛(130)은 방전 공간에 잔류하는 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 것이다. 여기서, 방전 공간은 하우징(110)의 내부 공간 중에서 정전 척(120)의 상부에 위치하는 공간을 의미한다.
플라즈마 생성 유닛(130)은 유도 결합형 플라즈마(ICP; Inductively Coupled Plasma) 소스를 이용하여 하우징(110) 내부의 방전 공간에 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 이 경우, 플라즈마 생성 유닛(130)은 상부 모듈(190)에 설치되는 안테나 유닛(antenna unit; 193)을 상부 전극으로 이용하고, 정전 척을 하부 전극으로 이용할 수 있다.
그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 플라즈마 생성 유닛(130)은 용량 결합형 플라즈마(CCP; Capacitively Coupled Plasma) 소스를 이용하여 하우징(110) 내부의 방전 공간에 플라즈마를 발생시키는 것도 가능하다. 이 경우, 플라즈마 생성 유닛(130)은 도 3에 도시된 바와 같이 샤워 헤드 유닛(140)을 상부 전극으로 이용하고, 정전 척을 하부 전극으로 이용할 수 있다. 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치의 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.
다시 도 2를 참조하여 설명한다.
플라즈마 생성 유닛(130)은 상부 전극, 하부 전극, 상부 전원(131) 및 하부 전원(133)을 포함하여 구성될 수 있다.
상부 전원(131)은 상부 전극, 즉 안테나 유닛(193)에 전력을 인가하는 것이다. 이러한 상부 전원(131)은 플라즈마의 특성을 제어하도록 제공될 수 있다. 상부 전원(131)은 예를 들어, 이온 충격 에너지(ion bombardment energy)를 조절하도록 제공될 수 있다.
상부 전원(131)은 도 2에 단일 개 도시되어 있지만, 본 실시예에서 복수 개 구비되는 것도 가능하다. 상부 전원(131)이 복수 개 구비되는 경우, 기판 처리 장치(100)는 복수 개의 상부 전원과 전기적으로 연결되는 제1 매칭 네트워크(미도시)를 더 포함할 수 있다.
제1 매칭 네트워크는 각각의 상부 전원으로부터 입력되는 상이한 크기의 주파수 전력들을 매칭하여 안테나 유닛(193)에 인가할 수 있다.
한편, 상부 전원(131)과 안테나 유닛(193)을 연결하는 제1 전송 선로(132) 상에는 임피던스 정합을 목적으로 제1 임피던스 정합 회로(미도시)가 마련될 수 있다.
제1 임피던스 정합 회로는 무손실 수동 회로로 작용하여 상부 전원(131)으로부터 안테나 유닛(193)으로 전기 에너지가 효과적으로(즉, 최대로) 전달되도록 할 수 있다.
하부 전원(133)은 하부 전극, 즉 정전 척에 전력을 인가하는 것이다. 이러한 하부 전원(133)은 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스 역할을 하거나, 상부 전원(131)과 더불어 플라즈마의 특성을 제어하는 역할을 할 수 있다.
하부 전원(133)은 도 2에 단일 개 도시되어 있지만, 상부 전원(131)과 마찬가지로 본 실시예에서 복수 개 구비되는 것도 가능하다. 하부 전원(133)이 복수 개 구비되는 경우, 복수 개의 하부 전원과 전기적으로 연결되는 제 2 매칭 네트워크(미도시)를 더 포함할 수 있다.
제2 매칭 네트워크는 각각의 하부 전원으로부터 입력되는 상이한 크기의 주파수 전력들을 매칭하여 정전 척에 인가할 수 있다.
한편, 하부 전원(133)과 정전 척을 연결하는 제2 전송 선로(134) 상에는 임피던스 정합을 목적으로 제2 임피던스 정합 회로(미도시)가 마련될 수 있다.
제2 임피던스 정합 회로는 제1 임피던스 정합 회로와 마찬가지로 무손실 수동 회로로 작용하여 하부 전원(133)으로부터 정전 척으로 전기 에너지가 효과적으로(즉, 최대로) 전달되도록 할 수 있다.
샤워 헤드 유닛(140)은 정전 척과 하우징(110)의 내부에서 상하로 대향되도록 설치될 수 있다. 이러한 샤워 헤드 유닛(140)은 하우징(110)의 내부로 가스를 분사하기 위해 복수 개의 가스 분사 홀(gas feeding hole; 141)을 구비할 수 있으며, 정전 척보다 더 큰 직경을 가지도록 제공될 수 있다.
한편, 샤워 헤드 유닛(140)은 실리콘 성분을 소재로 하여 제작될 수 있으며, 금속 성분을 소재로 하여 제작되는 것도 가능하다.
제2 가스 공급 유닛(160)은 샤워 헤드 유닛(140)을 통해 하우징(110)의 내부로 공정 가스(제2 가스)를 공급하는 것이다. 이러한 제2 가스 공급 유닛(160)은 제2 공급원(161) 및 제2 가스 공급 라인(162)을 포함할 수 있다.
제2 공급원(161)은 기판(W)을 처리하는 데에 이용되는 공정 가스를 공급할 수 있다. 일 예로, 제2 공급원(161)은 공정 가스로 불소(fluorine) 성분을 포함하는 가스(예를 들어, SF6, CF4, C4F8, C2F4 등의 가스)를 공급할 수 있다.
제2 공급원(161)은 복수 개 구비되어 공정 가스를 샤워 헤드 유닛(140)으로 공급할 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
제2 가스 라인(162)은 제2 공급원(161)과 샤워 헤드 유닛(140)을 연결하는 것이다. 제2 가스 라인(162)은 제2 공급원(161)을 통해 공급되는 공정 가스를 샤워 헤드 유닛(140)으로 이송하여, 공정 가스가 하우징(110)의 내부로 유입될 수 있도록 한다.
한편, 샤워 헤드 유닛(140)이 센터 영역(center zone), 미들 영역(middle zone), 에지 영역(edge zone) 등으로 분할되는 경우, 제2 가스 공급 유닛(160)은 샤워 헤드 유닛(140)의 각 영역으로 공정 가스를 공급하기 위해 가스 분배기(미도시)와 가스 분배 라인(미도시)을 더 포함할 수 있다.
가스 분배기는 제2 공급원(161)으로부터 공급되는 공정 가스를 샤워 헤드 유닛(140)의 각 영역으로 분배하는 것이다. 이러한 가스 분배기는 제2 가스 라인(161)을 통해 제2 공급원(161)과 연결될 수 있다.
가스 분배 라인은 가스 분배기와 샤워 헤드 유닛(140)의 각 영역을 연결하는 것이다. 가스 분배 라인은 이를 통해 가스 분배기에 의해 분배된 공정 가스를 샤워 헤드 유닛(140)의 각 영역으로 이송할 수 있다.
월 라이너 유닛(170)은 공정 가스가 여기되는 과정에서 발생되는 아크 방전, 기판 처리 공정 중에 발생되는 불순물 등으로부터 하우징(110)의 내측면을 보호하기 위한 것이다. 이러한 월 라이너 유닛(170)은 하우징(110)의 내부에 상부와 하부가 각각 개방된 원통 형상으로 제공될 수 있다. 선택적으로, 월 라이너 유닛(170)은 제공되지 않을 수 있다.
월 라이너 유닛(170)은 하우징(110)의 내측벽에 인접하도록 제공될 수 있다. 이러한 월 라이너 유닛(170)은 그 상부에 지지 링(171)을 구비할 수 있다. 지지 링(171)은 월 라이너 유닛(170)의 상부에서 외측 방향(즉, 제1 방향(10))으로 돌출 형성되며, 하우징(110)의 상단에 놓여 월 라이너 유닛(170)을 지지할 수 있다.
배플 유닛(180)은 플라즈마의 공정 부산물, 미반응 가스 등을 배기하는 역할을 한다. 이러한 배플 유닛(180)은 하우징(110)의 내측벽과 정전 척 사이에 설치될 수 있다. 배플 유닛(180)은 환형의 링 형상으로 제공될 수 있으며, 상하 방향(즉, 제3 방향(30))으로 관통되는 복수 개의 관통 홀을 구비할 수 있다. 배플 유닛(180)은 관통 홀의 개수 및 형상에 따라 공정 가스의 흐름을 제어할 수 있다.
상부 모듈(190)은 하우징(110)의 개방된 상부를 덮도록 설치되는 것이다. 이러한 상부 모듈(190)은 윈도우 부재(191), 안테나 부재(192) 및 안테나 유닛(193)을 포함할 수 있다.
윈도우 부재(191)는 하우징(110)의 내부 공간을 밀폐시키기 위해 하우징(110)의 상부를 덮도록 형성되는 것이다. 이러한 윈도우 부재(191)는 판(예를 들어, 원판) 형상으로 제공될 수 있으며, 절연 물질(예를 들어, 알루미나(Al2O3))을 소재로 하여 형성될 수 있다.
윈도우 부재(191)는 유전체 창(dielectric window)을 포함하여 형성될 수 있다. 윈도우 부재(191)는 제2 가스 공급 라인(162)이 삽입되기 위한 통공이 형성될 수 있으며, 하우징(110)의 내부에서 플라즈마 공정이 수행될 때 파티클(particle)의 발생을 억제하기 위해 그 표면에 코팅막이 형성될 수 있다.
안테나 부재(192)는 윈도우 부재(191)의 상부에 설치되는 것으로서, 안테나 유닛(193)이 그 내부에 배치될 수 있도록 소정 크기의 공간이 제공될 수 있다.
안테나 부재(192)는 하부가 개방된 원통 형상으로 형성될 수 있으며, 하우징(110)과 대응되는 직경을 가지도록 제공될 수 있다. 안테나 부재(192)는 윈도우 부재(191)에 탈착 가능하도록 제공될 수 있다.
안테나 유닛(193)은 상부 전극으로 기능하는 것으로서, 폐루프를 형성하도록 제공되는 코일이 장착된 것이다. 이러한 안테나 유닛(193)은 상부 전원(131)으로부터 공급되는 전력을 기초로 하우징(110)의 내부에 자기장 및 전기장을 생성하여, 샤워 헤드 유닛(140)를 통해 하우징(110)의 내부로 유입된 가스를 플라즈마로 여기시키는 기능을 한다.
안테나 유닛(193)은 평판 스파이럴(planar spiral) 형태의 코일을 장착할 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 코일의 구조나 크기 등은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양하게 변경될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 가스 공급 유닛에 대하여 실시예를 통해 설명하도록 한다. 본 발명에 따른 가스 공급 유닛은 앞서 설명한 제2 가스 공급 유닛(160)에 적용될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 가스 공급 유닛의 일 실시예에 대한 구성도를 도시한다.
도 4를 참조하면, 가스 공급 유닛(200)은, 가스 공급 수단(210), 전달 수단(230), 퍼지 처리부(240), 제어부(250) 등을 포함할 수 있다.
가스 공급 수단(210)은 기판을 처리하기 위한 공정 가스를 제공한다. 가스 공급 수단(210)은 하나 이상의 가스 공급원 및 가스 공급원의 수와 동일한 수만큼 구비되고 각 가스 공급원에 연결되는 하나 이상의 공급 라인을 포함하며, 가스 공급원의 공정 가스를 전달 수단(230)으로 공급할 수 있다. 일 예로서, 가스 공급 수단(210)은 복수의 가스 공급원으로부터 각기 다른 공정 가스를 전달 수단(230)으로 공급할 수 있다. 또는, 가스 공급 수단(210)은 한 종류의 가스 공급원으로부터 공정 가스를 공급할 수도 있다.
전달 수단(230)은 가스 공급 수단(210)으로부터 제공받은 공정 가스를 기판 처리 장치(100)의 처리 공간으로 전달할 수 있다. 전달 수단(230)은 복수로 구성된다. 즉, 본 발명에서 가스 공급 유닛(200)은 가스 공급 수단(210)으로부터 공정 가스를 제공받아 복수의 전달 수단 중 하나의 전달 수단을 통해 기판 처리 장치(100)의 처리 공간으로 공급할 수 있다. 전달 수단(230)이 복수로 구성됨에 따라, 처리 공간으로의 공정 가스 공급 공정과 퍼지 공정이 동시에 수행될 수 있다.
퍼지 처리부(240)는 전달 수단(230)에 대하여 퍼지 처리를 수행할 수 있다. 복수의 전달 수단 중 적어도 하나 이상의 전달 수단에 대하여 퍼지 처리를 수행할 수 있다. 일 예로, 퍼지 처리부(240)는 처리 공간으로 공정 가스를 공급하는 전달 수단을 제외한 전달 수단 중 적어도 하나 이상의 전달 수단으로 퍼지 가스를 공급하여 퍼지 처리를 수행할 수 있다.
제어부(250)는 복수의 전달 수단(230) 중 하나의 전달 수단이 공정 가스를 기판 처리 장치(100)의 처리 공간으로 공급할 수 있도록 제어하고, 퍼지 처리부(240)가 공정 가스 공급에 사용되지 않는 전달 수단에 대한 퍼지 처리를 수행하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(250)는 가스 공급 유닛에 제공된 모든 밸브들을 제어할 수 있도록 구성될 수 있다.
이러한 본 발명에 따른 가스 공급 유닛에 대하여 구체적인 실시예를 통해 좀 더 자세히 살펴보기로 한다.
도 5는 본 발명에 따른 약액 공급 유닛의 일 실시예를 도시한다.
도 5를 참조하면, 가스 공급 수단(210)은 복수의 가스 A, B, C 각각의 가스 공급원(212, 214, 216)를 포함하여 가스 A, B, C를 제공하며, 가스 공급원(212, 214, 216) 각각에 연결되는 공급 라인(222, 224, 226)을 통해 전달 수단(230)으로 처리 가스를 공급할 수 있다. 상세히 도시되지는 않았지만. 각각의 공급 라인(222, 224, 226) 상에는 각 공정 가스의 유량을 조절하기 위한 유량 제어기가 구비될 수 있다.
공급 라인(222, 224, 226)은 가스 공급원의 수와 동일한 수로 구비되고 일단이 각 가스 공급원(212, 214, 216)과 일대일 연결되고 타단이 분기된 형태로서 복수의 전달 수단(230)과 각각 연결될 수 있다.
여기서 공급 라인(222, 224, 226)은 동일한 유량의 공정 가스를 각각의 전달 수단으로 공급할 수 있다.
가스 공급 수단(210)은 공급 라인(222, 224, 226) 상에 배치된 공급 밸브(223, 225, 227)를 포함하며, 공급 밸브(223, 225, 227)의 개폐 동작을 제어함으로써 공정 가스가 선택적으로 처리 공간으로 제공될 수 있다. 공급 밸브의 개폐 동작은 제어부(250)에 의하여 제어될 수 있다. 일 예로, 가스 공급 수단(210)은 공정 가스 A, B, C 중 하나의 가스를 공정 순서에 따라 순차적으로 공급할 수 있다.
가스 공급 수단(210)에 구비된 가스 공급원의 수는 이에 제한되지 않으며, 가스 공급원의 개수와 공급 라인의 개수와 공급 밸브의 개수는 동일하게 구비되어 일대일 대응될 수 있다.
전달 수단(230)은 제1 전달 수단과 제2 전달 수단을 포함할 수 있다. 제1 전달 수단과 제2 전달 수단은 가스 공급원(212, 214, 216)으로부터의 공정 가스를 처리 공간으로 전달할 수 있다.
제1 전달 수단은 제1 전달 라인(232)을 포함하고, 제2 전달 수단은 제2 전달 라인(234)을 포함할 수 있다. 제1 전달 라인(232)과 제2 전달 라인(234)은 복수의 공급 라인(222, 224, 226)과 연결되어 가스 공급원(212, 214, 216)으로부터의 공정 가스를 제공받을 수 있다. 일 예로, 제1 전달 라인(232)과 제2 전달 라인(234)은 하나의 라인으로 합류된 상태로 기판 처리 장치(100)와 연결될 수 있다.
제1 전달 수단은 제1 전달 라인(232) 상에 배치된 복수의 전달 밸브를 더 포함하고, 제2 전달 수단은 제2 전달 라인(234) 상에 배치되는 복수의 전달 밸브를 더 포함할 수 있다. 복수의 전달 밸브는 제어부(250)의 제어를 통해 개폐가 동작됨으로써 제1 전달 라인(232) 및 제2 전달 라인(234)을 통해 공정 가스가 선택적으로 처리 공간으로 제공될 수 있다.
예를 들어, 제1 전달 라인(232) 상에는 제1 전달 밸브(2321)와 제2 전달 밸브(2322)가 배치되고, 제2 전달 라인(234) 상에는 제3 전달 밸브(2341)와 제4 전달 밸브(2343)가 배치될 수 있다. 구체적으로, 제1 전달 밸브(2321)는 제1 전달 라인(232)의 최전단(예: 제1 전달 라인과 공급 라인의 연결 지점과 제1 전달 라인과 제1 퍼지 라인의 연결 지점의 사이 영역)에 배치되고, 제2 전달 밸브(2322)는 제1 전달 라인(232)의 최후단(예: 제1 전달 라인과 제1 배출 라인의 연결 지점 이후의 영역)에 배치될 수 있다. 제3 전달 밸브(2341)는 제2 전달 라인(234)의 최전단(예: 제2 전달 라인과 공급 라인의 연결 지점과 제2 전달 라인과 제2 퍼지 라인의 연결 지점의 사이 영역)에 배치되고, 제4 전달 밸브(2342)는 제2 전달 라인(234)의 최후단(예: 제2 전달 라인과 제2 배출 라인의 연결 지점 이후의 영역)에 배치될 수 있다.
제어부(250)에 의하여 전달 밸브들(2321, 2322, 2341, 2343)의 개폐 동작이 제어됨으로써 처리 공간으로의 공정 가스 공급에 사용될 전달 수단이 선택될 수 있다.
퍼지 처리부(240)는 퍼지 가스 공급원(242), 퍼지 가스 라인(244), 배출부를 포함할 수 있다.
퍼지 가스 공급원(242) 퍼지 처리를 위한 퍼지 가스를 제공하며 퍼지 가스 라인(244)과 연결된다. 예를 들어, 퍼지 가스는 질소 등과 같은 불활성 가스일 수 있다.
퍼지 가스 라인(244)은 퍼지 가스 공급원(242)으로부터 퍼지 가스를 제공받아 퍼지 대상으로 공급할 수 있다. 퍼지 대상은 전달 수단과 처리 공간을 포함할 수 있다. 퍼지 가스 라인(244)은 일단이 퍼지 가스 공급원(242)과 연결되고, 타단이 분기되어 제1 전달 라인(232) 및 제2 전달 라인(234)에 각각 연결될 수 있다. 분기된 각각의 퍼지 가스 라인 상에는 공급되는 퍼지 가스의 유량을 제어하기 위한 퍼지 밸브가 배치될 수 있다. 일 예로, 퍼지 가스 라인(244)으로부터 분기된 제1 퍼지 라인(2442)은 제1 전달 라인(232)과 연결되고, 제2 퍼지 라인(2444)은 제2 전달 라인(234)과 연결될 수 있다. 제1 퍼지 라인(2442) 상에는 제1 퍼지 밸브(2443)이 배치되고, 제2 퍼지 라인(2444) 상에는 제2 퍼지 밸브(2445)가 배치될 수 있다.
배출부는 배출 라인(246)과 배출 라인(246)에 장착된 배출 펌프(248)를 포함할 수 있다. 배출부는 퍼지 처리에 사용된 퍼지 가스를 가스 공급 유닛(200) 외부로 배출시킬 수 있다. 퍼지 처리에 사용된 퍼지 가스는 퍼지 처리부(240)의 배출부 또는 기판 처리 장치(100)의 배출 유닛을 통해 외부로 배출될 수 있다.
배출 라인(246)은 제1 전달 라인(232)과 연결되는 제1 배출 라인(2462)과 제2 전달 라인(234)과 연결되는 제2 배출 라인(2464)을 포함할 수 있다. 제1 배출 라인(2462) 상에는 제1 배출 밸브(2463)가 배치되고, 제2 배출 라인(2463) 상에는 제2 배출 밸브(2465)가 배치될 수 있다. 제1 배출 밸브(2463)와 제2 배출 밸브(2465)는 개폐에 따라 배출 라인(246)의 퍼지 가스를 선택적으로 배출할 수 있다.
제1 퍼지 밸브(2443), 제2 퍼지 밸브(2445), 제1 배출 밸브(2463), 그리고 제2 배출 밸브(2465)는 제어부(250)에 의하여 제어될 수 있다. 제어부(250)는 제1 퍼지 밸브(2443), 제2 퍼지 밸브(2445), 제1 배출 밸브(2463) 및 제2 배출 밸브(2465)의 개폐를 제어함으로써 퍼지 처리 대상을 선택할 수 있다.
일 예로, 퍼지 처리 대상은, 처리 공간으로의 공정 가스 공급이 수행되는 경우, 공정 가스를 처리 공간으로 공급하는 전달 라인을 제외한 전달 라인 중 하나 이상의 전달 라인일 수 있다. 또는, 퍼지 처리 대상은, 처리 공간으로의 공정 가스 공급이 중단된 경우, 전체 전달 라인 및 처리 공간 중 적어도 하나 이상일 수 있다.
또한, 제어부(250)는 제1 퍼지 밸브(2443) 및 제2 퍼지 밸브(2445)의 개도 등을 제어함으로써 제1 전달 라인(232) 및 제2 전달 라인(234)으로 공급되는 퍼지 가스의 유량을 제어할 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 가스 공급 유닛(200)은 전달 수단(230)을 복수로 구비함으로써 처리 공간으로 공정 가스를 공급하여 기판 처리 공정을 수행하는 동시에 처리 공간으로의 공정 가스 공급에 사용되지 않는 전달 수단에 대한 퍼지 공정을 수행할 수 있다.
본 발명에서는 상기에서 살펴본 본 발명에 따른 가스 공급 유닛을 통해 공정 가스를 공급하는 방법을 제시하는데, 이하에서는 본 발명에 따른 가스 공급 방법에 대하여 실시예를 통해 살펴보기로 한다. 본 발명에 따른 가스 공급 방법은 앞서 살펴본 본 발명에 따른 가스 공급 유닛을 포함하는 기판 처리 장치에서 구현되므로, 상기 본 발명에 따른 가스 공급 장치의 실시예를 함께 참조하도록 한다.
도 6은 본 발명에 따른 가스 공급 방법의 일 실시예에 대한 흐름도를 도시한다. 도 7은 도 6의 가스 공급 단계의 일 실시예에 대한 흐름도를 도시한다.
본 발명에 따른 가스 공급 방법은 전달 수단(230)을 통해 처리 공간으로 공정 가스를 공급하는 가스 공급 단계와 복수의 전달 수단(230) 중 적어도 하나 이상의 전달 수단으로 퍼지 가스를 공급하여 전달 수단을 퍼지하는 제1 퍼지 단계를 포함할 수 있다. 가스 공급 단계와 제1 퍼지 단계는 동시에 수행될 수 있다(S100).
이때, 가스 공급 단계에 이용되는 전달 수단과 제1 퍼지 단계가 수행되는 전달 수단은 상이하다. 즉, 제1 퍼지 단계는, 복수의 전달 수단 중 가스 공급 단계에 이용되는 전달 수단을 제외한 전달 수단 중 하나 이상의 전달 수단을 퍼지하는 단계이다.
본 발명에 따른 가스 공급 방법은 처리 공간을 퍼지하기 위한 제2 퍼지 단계(S200)를 포함할 수 있다. 제2 퍼지 단계(S200)는 퍼지 가스를 처리 공간으로 공급함으로써 수행될 수 있다. 제2 퍼지 단계(S200)는 배기 밸브(114)가 개방된 상태로 수행되고, 제2 퍼지 단계(S200)에 사용된 퍼지 가스는 기판 처리 장치(100)의 배기 유닛을 통해 외부로 배출될 수 있다. 제2 퍼지 단계(S200)는 하나의 가스 공급 단계가 완료된 이후에 수행될 수 있다. 제2 퍼지 단계(S200)는 제1 퍼지 단계와 동시에 수행되는 가스 공급 단계(S100)가 완료된 이후에 수행될 수 있다. 또한, 제2 퍼지 단계(S200)는 하나의 가스 공급 단계와 다른 하나의 가스 공급 단계 사이에 수행될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 가스 공급 방법은 전달 수단(230)에 대한 퍼지 처리를 단독으로 수행하기 위한 제3 퍼지 단계를 더 포함할 수 있다. 제3 퍼지 단계는 처리 공간으로 공정 가스를 공급할 수 있는 전달 라인에 대한 퍼지를 단독으로 수행하는 단계로, 배기 밸브(114)가 차단된 상태에서 수행될 수 있다. 제3 퍼지 단계에서 사용된 퍼지 가스는 처리 공간을 거치지 않고 퍼지 처리부(240)의 배출부를 통해 배출될 수 있다.
일 예로, 도 7에 도시된 바와 같이, 가스 공급 단계는 가스 A를 공급하는 제1 가스 공급 단계(S110), 가스 B를 공급하는 제2 가스 공급 단계(S120), 가스 C를 공급하는 제3 가스 공급 단계(S130)를 포함할 수 있다. 제1 가스 공급 단계(S110), 제2 가스 공급 단계(S120), 제3 가스 공급 단계(S130)는 각각 제1 퍼지 단계와 동시에 수행될 수 있다. 제1 가스 공급 단계(S110), 제2 가스 공급 단계(S120), 제3 가스 공급 단계(S130)는 공정 레시피에 따라 순차적으로 수행될 수 있다. 일 예로, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 각각의 가스 공급 단계 사이에는 기판 처리 장치의 처리 공간을 퍼지하는 제2 퍼지 단계(S200)가 수행될 수 있다. 제2 퍼지 단계(S200)에 의하여 처리 공간에 잔류하는 직전 단계에 사용된 공정 가스가 처리 공간 외부로 모두 배출될 수 있다. 필요에 따라 제2 퍼지 단계(S200)는 생략될 수 있다.
가스 공급 수단(210)은 제1 전달 라인(232) 또는 제2 전달 라인(234)으로 공정 가스를 공급하는데, 제1 전달 라인(232) 또는 제2 전달 라인(234) 중 하나의 전달 라인을 통해 처리 공간으로 공정 가스를 공급할 수 있다. 퍼지 처리부(240)는 가스 공급 단계에서 사용되지 않는 전달 라인으로 퍼지 가스를 공급할 수 있다.
도 8 내지 도 13은 본 발명에 따른 기판 처리 장치에서 가스 공급 단계와 제1 퍼지 단계가 동시에 수행되는 실시예들 도시한다. 도 8은 본 발명에 따른 기판 처리 장치에서 제1 가스를 사용하는 제1 실시예를 도시하고, 도 9는 본 발명에 따른 기판 처리 장치에서 제1 가스를 사용하는 제2 실시예를 도시한다. 도 10은 본 발명에 따른 기판 처리 장치에서 제2 가스를 사용하는 제1 실시예를 도시하며, 도 11은 본 발명에 따른 기판 처리 장치에서 제2 가스를 사용하는 제2 실시예를 도시한다. 도 12는 제3 가스를 사용하는 제1 실시예를 도시하며, 도 13은 본 발명에 따른 기판 처리 장치에서 제3 가스를 사용하는 제2 실시예를 도시한다.
도 8을　참조하면, 제1 가스 공급 단계가 제1 전달 수단을 통해 수행되는 경우, 제1 퍼지 단계는 제2 전달 수단에 대하여 수행될 수 있다. 이때, 제어부(250)에 의하여 제1 공급 밸브(223), 제1 전달 밸브(2321), 제2 전달 밸브(2322), 제2 퍼지 밸브(2445), 제2 배출 밸브(2465)가 개방되고, 나머지 밸브들은 폐쇄된 상태를 유지할 수 있다.
가스 A는 제1 가스 공급원(212)으로부터 제1 공급 라인(222)으로 제공되고, 제1 공급 밸브(223)를 거쳐 제1 전달 수단으로 전달될 수 있다. 제1 공급 라인(222)의 가스 A는 제1 전달 라인(232)과 제1 전달 밸브(2321), 제2 전달 밸브(2322)를 거쳐 기판 처리 장치(100)의 처리 공간으로 공급될 수 있다. 처리 공간으로 공급된 가스 A는 기판으로 공급되어 기판 처리에 사용될 수 있다.
제1 전달 수단에 의한 제1 가스 공급 단계가 수행되는 동안, 제2 전달 수단에 대한 퍼지 처리가 수행될 수 있다. 퍼지 가스 공급원(242)으로부터 제2 퍼지 라인(2444)으로 제공된 퍼지 가스는, 제2 퍼지 밸브(2445), 제2 전달 라인(234), 제2 배출 라인(2464), 제2 배출 밸브(2465), 배출 펌프(248)를 거쳐 가스 공급 유닛(200)의 외부로 배출될 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 기판 처리 장치에서 제1 가스(가스 A)를 사용하는 제1 실시예는, 제1 전달 라인(232)을 통해 가스 A가 처리 공간으로 공급되는 제1 가스 공급 단계와 제2 전달 라인(234)에 대한 퍼지 처리가 수행되는 제1 퍼지 단계가 동시에 수행될 수 있다.
이때, 퍼지 가스 공급원(242)으로부터 제2 퍼지 라인(2444)으로 제공되는 퍼지 가스의 유량은 제어부(250)에 의하여 조절될 수 있다. 예를 들어, 제2 퍼지 라인(2444)으로 제공되는 퍼지 가스의 유량은 퍼지 대상인 제2 전달 라인(234)의 체적과 동일할 수 있다.
도 9를　참조하면, 제1 가스 공급 단계가 제2 전달 수단을 통해 수행되는 경우, 제1 퍼지 단계는 제1 전달 수단에 대하여 수행될 수 있다. 이때, 제어부(250)에 의하여 제1 공급 밸브(223), 제3 전달 밸브(2341), 제4 전달 밸브(2342), 제1 퍼지 밸브(2443), 제1 배출 밸브(2463)가 개방되고, 나머지 밸브들은 폐쇄된 상태를 유지할 수 있다.
가스 A는 제1 가스 공급원(212)으로부터 제1 공급 라인(222)으로 제공되고, 제1 공급 밸브(223)를 거쳐 제2 전달 수단으로 전달될 수 있다. 제1 공급 라인(222)의 가스 A는 제2 전달 라인(234)과 제3 전달 밸브(2341), 제4 전달 밸브(2342)를 거쳐 기판 처리 장치(100)의 처리 공간으로 공급될 수 있다.
제2 전달 수단에 의한 제1 가스 공급 단계가 수행되는 동안, 제1 전달 수단에 대한 퍼지 처리가 수행될 수 있다. 퍼지 가스 공급원(242)으로부터 제1 퍼지 라인(2442)으로 제공된 퍼지 가스는, 제1 퍼지 밸브(2443), 제1 전달 라인(232), 제1 배출 라인(2462), 제1 배출 밸브(2463), 배출 펌프(248)를 거쳐 가스 공급 유닛(200)의 외부로 배출될 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 기판 처리 장치에서 제1 가스(가스 A)를 사용하는 제2 실시예는, 제2 전달 라인(234)을 통해 가스 A가 처리 공간으로 공급되는 제1 가스 공급 단계와 제1 전달 라인(232)에 대한 퍼지 처리가 수행되는 제1 퍼지 단계가 동시에 수행될 수 있다.
이때, 퍼지 가스 공급원(242)으로부터 제1 퍼지 라인(2442)으로 제공되는 퍼지 가스의 유량은 제어부(250)에 의하여 조절될 수 있다. 예를 들어, 제1 퍼지 라인(2442)으로 제공되는 퍼지 가스의 유량은 퍼지 대상인 제1 전달 라인(232)의 체적과 동일할 수 있다.
도 10을　참조하면, 제2 가스 공급 단계가 제1 전달 수단을 통해 수행되는 경우, 제1 퍼지 단계는 제2 전달 수단에 대하여 수행될 수 있다. 이때, 제어부(250)에 의하여 제2 공급 밸브(225), 제1 전달 밸브(2321), 제2 전달 밸브(2322), 제2 퍼지 밸브(2445), 제2 배출 밸브(2465)가 개방되고, 나머지 밸브들은 폐쇄된 상태를 유지할 수 있다.
가스 B는 제2 가스 공급원(214)으로부터 제2 공급 라인(224)으로 제공되고, 제2 공급 밸브(225)를 거쳐 제1 전달 수단으로 전달될 수 있다. 제2 공급 라인(224)의 가스 B는 제1 전달 라인(232)과 제1 전달 밸브(2321), 제2 전달 밸브(2322)를 거쳐 기판 처리 장치(100)의 처리 공간으로 공급될 수 있다. 처리 공간으로 공급된 가스 B는 기판으로 공급되어 기판 처리에 사용될 수 있다.
제1 전달 수단에 의한 제2 가스 공급 단계가 수행되는 동안, 제2 전달 수단에 대한 퍼지 처리가 수행될 수 있다. 퍼지 가스 공급원(242)으로부터 제2 퍼지 라인(2444)으로 제공된 퍼지 가스는, 제2 퍼지 밸브(2445), 제2 전달 라인(234), 제2 배출 라인(2464), 제2 배출 밸브(2465), 배출 펌프(248)를 거쳐 가스 공급 유닛(200)의 외부로 배출될 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 기판 처리 장치에서 제2 가스(가스 B)를 사용하는 제1 실시예는, 제1 전달 라인(232)을 통해 가스 B가 처리 공간으로 공급되는 제2 가스 공급 단계와 제2 전달 라인(234)에 대한 퍼지 처리가 수행되는 제1 퍼지 단계가 동시에 수행될 수 있다.
이때, 퍼지 가스 공급원(242)으로부터 제2 퍼지 라인(2444)으로 제공되는 퍼지 가스의 유량은 제어부(250)에 의하여 조절될 수 있다. 예를 들어, 제2 퍼지 라인(2444)으로 제공되는 퍼지 가스의 유량은 퍼지 대상인 제2 전달 라인(234)의 체적과 동일할 수 있다.
도 11을　참조하면, 제2 가스 공급 단계가 제2 전달 수단을 통해 수행되는 경우, 제1 퍼지 단계는 제1 전달 수단에 대하여 수행될 수 있다. 이때, 제어부(250)에 의하여 제2 공급 밸브(225), 제3 전달 밸브(2341), 제4 전달 밸브(2342), 제1 퍼지 밸브(2443), 제1 배출 밸브(2463)가 개방되고, 나머지 밸브들은 폐쇄된 상태를 유지할 수 있다.
가스 B는 제2 가스 공급원(214)으로부터 제2 공급 라인(224)으로 제공되고, 제2 공급 밸브(225)를 거쳐 제2 전달 수단으로 전달될 수 있다. 제2 공급 라인(224)의 가스 B는 제2 전달 라인(234)과 제3 전달 밸브(2341), 제4 전달 밸브(2342)를 거쳐 기판 처리 장치(100)의 처리 공간으로 공급될 수 있다. 처리 공간으로 공급된 가스 B는 기판으로 공급되어 기판 처리에 사용될 수 있다.
제2 전달 수단에 의한 제2 가스 공급 단계가 수행되는 동안, 제1 전달 수단에 대한 퍼지 처리가 수행될 수 있다. 퍼지 가스 공급원(242)으로부터 제1 퍼지 라인(2442)으로 제공된 퍼지 가스는, 제1 퍼지 밸브(2443), 제1 전달 라인(232), 제1 배출 라인(2462), 제1 배출 밸브(2463), 배출 펌프(248)를 거쳐 가스 공급 유닛(200)의 외부로 배출될 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 기판 처리 장치에서 제2 가스(가스 B)를 사용하는 제2 실시예는, 제2 전달 라인(234)을 통해 가스 B가 처리 공간으로 공급되는 제2 가스 공급 단계와 제1 전달 라인(232)에 대한 퍼지 처리가 수행되는 제1 퍼지 단계가 동시에 수행될 수 있다.
이때, 퍼지 가스 공급원(242)으로부터 제1 퍼지 라인(2442)으로 제공되는 퍼지 가스의 유량은 제어부(250)에 의하여 조절될 수 있다. 예를 들어, 제1 퍼지 라인(2442)으로 제공되는 퍼지 가스의 유량은 퍼지 대상인 제1 전달 라인(232)의 체적과 동일할 수 있다.
도 12를　참조하면, 제3 가스 공급 단계가 제1 전달 수단을 통해 수행되는 경우, 제1 퍼지 단계는 제2 전달 수단에 대하여 수행될 수 있다. 이때, 제어부(250)에 의하여 제3 공급 밸브(227), 제1 전달 밸브(2321), 제2 전달 밸브(2322), 제2 퍼지 밸브(2445), 제2 배출 밸브(2465)가 개방되고, 나머지 밸브들은 폐쇄된 상태를 유지할 수 있다.
가스 C는 제3 가스 공급원(216)으로부터 제3 공급 라인(226)으로 제공되고, 제3 공급 밸브(227)를 거쳐 제1 전달 수단으로 전달될 수 있다. 제3 공급 라인(226)의 가스 C는 제1 전달 라인(232)과 제1 전달 밸브(2321), 제2 전달 밸브(2322)를 거쳐 기판 처리 장치(100)의 처리 공간으로 공급될 수 있다. 처리 공간으로 공급된 가스 C는 기판으로 공급되어 기판 처리에 사용될 수 있다.
제1 전달 수단을 통한 제3 가스 공급 단계가 수행되는 동안, 제2 전달 수단에 대한 퍼지 처리가 수행될 수 있다. 퍼지 가스 공급원(242)으로부터 제2 퍼지 라인(2444)으로 제공된 퍼지 가스는, 제2 퍼지 밸브(2445), 제2 전달 라인(234), 제2 배출 라인(2464), 제2 배출 밸브(2465), 배출 펌프(248)를 거쳐 가스 공급 유닛(200)의 외부로 배출될 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 기판 처리 장치에서 제3 가스(가스 C)를 사용하는 제1 실시예는, 제1 전달 라인(232)을 통해 가스 C가 처리 공간으로 공급되는 제3 가스 공급 단계와 제2 전달 라인(234)에 대한 퍼지 처리가 수행되는 제1 퍼지 단계가 동시에 수행될 수 있다.
이때, 퍼지 가스 공급원(242)으로부터 제2 퍼지 라인(2444)으로 제공되는 퍼지 가스의 유량은 제어부(250)에 의하여 조절될 수 있다. 예를 들어, 제2 퍼지 라인(2444)으로 제공되는 퍼지 가스의 유량은 퍼지 대상인 제2 전달 라인(234)의 체적과 동일할 수 있다.
도 13을　참조하면, 제3 가스 공급 단계가 제2 전달 수단을 통해 수행되는 경우, 제1 퍼지 단계는 제1 전달 수단에 대하여 수행될 수 있다. 이때, 제어부(250)에 의하여 제3 공급 밸브(227), 제3 전달 밸브(2341), 제4 전달 밸브(2342), 제1 퍼지 밸브(2443), 제1 배출 밸브(2463)가 개방되고, 나머지 밸브들은 폐쇄된 상태를 유지할 수 있다.
가스 C는 제3 가스 공급원(216)으로부터 제3 공급 라인(226)으로 제공되고, 제3 공급 밸브(227)를 거쳐 제2 전달 수단으로 전달될 수 있다. 제3 공급 라인(226)의 가스 C는 제2 전달 라인(234)과 제3 전달 밸브(2341), 제4 전달 밸브(2342)를 거쳐 기판 처리 장치(100)의 처리 공간으로 공급될 수 있다. 처리 공간으로 공급된 가스 C는 기판으로 공급되어 기판 처리에 사용될 수 있다.
제2 전달 수단을 통한 제3 가스 공급 단계가 수행되는 동안, 제1 전달 수단에 대한 퍼지 처리가 수행될 수 있다. 퍼지 가스 공급원(242)으로부터 제1 퍼지 라인(2442)으로 제공된 퍼지 가스는, 제1 퍼지 밸브(2443), 제1 전달 라인(232), 제1 배출 라인(2462), 제1 배출 밸브(2463), 배출 펌프(248)를 거쳐 가스 공급 유닛(200)의 외부로 배출될 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 기판 처리 장치에서 제3 가스(가스 C)를 사용하는 제2 실시예는, 제2 전달 라인(234)을 통해 가스 C가 처리 공간으로 공급되는 제3 가스 공급 단계와 제1 전달 라인(232)에 대한 퍼지 처리가 수행되는 제1 퍼지 단계가 동시에 수행될 수 있다.
이때, 퍼지 가스 공급원(242)으로부터 제1 퍼지 라인(2442)으로 제공되는 퍼지 가스의 유량은 제어부(250)에 의하여 조절될 수 있다. 예를 들어, 제1 퍼지 라인(2442)으로 제공되는 퍼지 가스의 유량은 퍼지 대상인 제1 전달 라인(232)의 체적과 동일할 수 있다.
도 14는 본 발명에 따른 기판 처리 장치에 의하여 수행되는 제2 퍼지 단계를 도시하고, 도 15는 본 발명에 따른 기판 처리 장치에 의하여 수행되는 제3 퍼지 단계를 도시한다.
도 14를 참조하면, 제2 퍼지 단계(S200)는 기판 처리 장치(100)의 처리 공간을 퍼지하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 제어부(250)에 의하여 제1 퍼지 밸브(2443), 제2 퍼지 밸브(2445), 제2 전달 밸브(2322), 제4 전달 밸브(2342), 배기 밸브(114)가 개방되고, 나머지 밸브들은 폐쇄된 상태를 유지할 수 있다.
제2 퍼지 단계(S200)는 가스 공급 단계 및 제1 퍼지 단계(S100)가 완료된 이후에 수행될 수 있다. 또는, 가스 공급 단계 및 제1 퍼지 단계(S100)가 수행되기 이전에 수행될 수 있다. 제2 퍼지 단계(S200)에서, 퍼지 가스 공급원(242)으로부터 퍼지 가스가 제1 퍼지 라인(2442) 및 제2 퍼지 라인(2444)으로 제공되고, 제1 전달 라인(232) 및 제2 전달 라인(234)을 거쳐 처리 공간으로 공급되어 처리 공간에 대한 퍼지 공정에 사용될 수 있다. 처리 공간으로 제공된 후 사용이 완료된 퍼지 가스는 배기 라인(113), 배기 밸브(114), 배기 펌프(112)를 거쳐 기판 처리 장치(100)의 외부로 배출될 수 있다. 이때, 퍼지 가스 공급원(242)으로부터 제1 퍼지 라인(2442)으로 제공되는 퍼지 가스의 유량은 제어부(250)에 의하여 조절될 수 있다. 예를 들어, 제1 퍼지 라인(2442)으로 제공되는 퍼지 가스의 유량은 제1 퍼지 라인(2442)의 체적과 동일할 수 있다.
제2 퍼지 단계(S200)에 의하면, 제1 전달 수단과 제2 전달 수단 그리고 처리 공간에 대한 퍼지 처리가 모두 수행될 수 있다. 제2 퍼지 단계(S200)는 가스 공급 단계의 직전 단계 또는 직후 단계로 수행될 수 있으며, 필요에 따라 생략될 수 있다.
제3 퍼지 단계는 전달 수단(230)에 대한 단독 퍼지를 수행하기 위한 단계일 수 있다. 제3 퍼지 단계에 의하여 전달 수단(230)에 대한 퍼지 처리를 단독으로 수행함으로써 가스 공급 단계 이전 또는 이후에 전달 수단에 잔류하는 시료(공정 가스)를 제거함으로써 전달 수단 상의 잔류 시료에 의한 처리 공간 및 시료 추가 오염이 방지될 수 있다. 제3 퍼지 단계는 전체 전달 수단 중 적어도 하나 이상의 전달 수단에 대하여 수행되고, 이때 퍼지 대상 전달 수단에 대한 퍼지 처리만이 단독으로 수행된다.
일 예로, 도 15에 도시된 바와 같이, 제3 퍼지 단계는 가스 공급 유닛(200)에 구비된 전체 전달 수단(230)을 퍼지하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 제어부(250)에 의하여 제1 퍼지 밸브(2443), 제2 퍼지 밸브(2445), 제1 배출 밸브(2463), 제2 배출 밸브(2465)가 개방되고, 나머지 밸브들은 폐쇄된 상태를 유지할 수 있다.
이때, 퍼지 가스 공급원(242)으로부터 제1 퍼지 라인(2442) 및 제2 퍼지 라인(2444)으로 제공되는 퍼지 가스의 유량은 제어부(250)에 의하여 조절될 수 있다. 예를 들어, 제1 퍼지 라인(2442)으로 제공되는 퍼지 가스의 유량은 제1 전달 라인(232)의 체적과 동일하고, 제2 퍼지 라인(2444)으로 제공되는 퍼지 가스의 유량은 제2 전달 라인(234)의 체적과 동일할 수 있다.
제3 퍼지 단계는 가스 공급 단계 및 제1 퍼지 단계(S100)가 완료된 이후에 수행될 수 있다. 또는, 가스 공급 단계 및 제1 퍼지 단계(S100) 이전에 수행될 수 있다. 제3 퍼지 단계에서, 퍼지 가스 공급원(242)으로부터 퍼지 가스가 제1 퍼지 라인(2442) 및 제2 퍼지 라인(2444)으로 제공되고, 제1 전달 라인(232) 및 제2 전달 라인(234)을 거쳐 제1 배출 라인(2462), 제2 배출 라인(2464), 배출 펌프(248)를 통해 가스 공급 유닛(200) 외부로 배출됨으로써 제1 전달 수단 및 제2 전달 수단에 대한 퍼지 처리가 수행될 수 있다.
제3 퍼지 단계는 가스 공급 단계의 직전 단계 또는 직후 단계로 수행될 수 있으며, 필요에 따라 생략될 수 있다.
본 발명에서는, 제3 퍼지 단계가 전달 수단 전체에 대하여 수행되는 것을 예로 들었지만, 제3 퍼지 단계는 전체 전달 수단 중 일부에 대해서 수행될 수도 있다.
한편, 본 발명에서는 밸브로서 2방향 밸브가 적용된 것을 예로 들었지만, 가스 공급 유닛(200) 상에 배치된 밸브들은 두 개의 밸브를 결합시켜 3방향 밸브로 구성할 수 있다. 예를 들어, 제1 전달 밸브(2321)와 제1 퍼지 밸브(2443)를 결합하여 하나의 3방향 밸브로 구성하고, 제2 전달 밸브(2322)와 제1 배출 밸브(2463)를 결합하여 하나의 3방향 밸브로 구성하고, 제3 전달 밸브(2341)와 제2 퍼지 밸브(2445)를 결합하여 하나의 3방향 밸브로 구성하고, 제4 전달 밸브(2342)와 제2 배출 밸브(2465)를 결합하여 하나의 3방향 밸브로 구성할 수도 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면 복수로 구성된 전달 라인에 의하여 기판 처리 공간으로 공정 가스를 공급하여 기판을 처리하는 기판 처리 공정과 공정 가스를 전달하는 전달 수단을 퍼지하는 퍼지 공정을 동시에 수행할 수 있게 된다. 이에 따라 공정 시간을 단축시킬 수 있다.
특히, 가스 공급 유닛에 제공된 배출부 및 제어부에 의하여 각 전달 라인에 대한 퍼지 공정이 독립적으로 수행 가능하고, 전달 수단에 대한 단독 퍼지를 수행함으로써 전달 수단에 잔류하는 공정 가스에 의한 처리 공간 오염 및 시료 추가 오염이 방지될 수 있다.
또한, 제어부가 퍼지 대상에 따라 제공되는 퍼지 가스의 유량을 조절 가능하도록 구성되므로 퍼지 처리에 소모되는 가스 소모량을 감소시킬 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 기재된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상이 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의해서 해석되어야하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 기판 처리 장치
200: 가스 공급 유닛
210: 가스 공급 수단
212, 214, 216: 가스 공급원
222, 224, 226: 공급 라인
223, 225, 227: 공급 밸브
230: 전달 수단
232: 제1 전달 라인
234: 제2 전달 라인
2321: 제1 전달 밸브
2322: 제2 전달 밸브
2341: 제3 전달 밸브
2342: 제4 전달 밸브
240: 퍼지 처리부
242: 퍼지 가스 공급원
244: 퍼지 가스 라인
2442: 제1 퍼지 라인
2443: 제1 퍼지 밸브
2444: 제2 퍼지 라인
2445: 제2 퍼지 밸브
246: 배출 라인
2462: 제1 배출 라인
2463: 제1 배출 밸브
2464: 제2 배출 라인
2465: 제2 배출 밸브
248: 배출 펌프
250: 제어부

Claims (15)

  1. 기판을 처리하기 위한 공정 가스를 제공하는 가스 공급 수단;
    상기 가스 공급 수단으로부터 공정 가스를 제공받아 처리 공간으로 전달하기 위한 제1 전달 수단과 제2 전달 수단;
    상기 제1 전달 수단 및 상기 제2 전달 수단과 연결되고, 상기 제1 전달 수단 및 상기 제2 전달 수단 중 적어도 하나 이상을 퍼지하기 위한 퍼지 처리부; 및
    상기 제1 전달 수단과 상기 제2 전달 수단의 공정 가스 공급을 제어하고, 상기 퍼지 처리부가 상기 제1 전달 수단과 상기 제2 전달 수단 중 공정 가스 공급에 사용되지 않는 전달 수단에 대해 퍼지 처리를 수행하도록 제어하는 제어부를 포함하는 가스 공급 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전달 수단은,
    상기 가스 공급 수단과 연결되어 상기 처리 공간으로 상기 공정 가스를 전달하는 제1 전달 라인을 포함하고,
    상기 제2 전달 수단은
    상기 가스 공급 수단과 연결되어 상기 처리 공간으로 상기 공정 가스를 전달하는 제2 전달 라인을 포함하는 가스 공급 유닛.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 전달 수단은,
    상기 제1 전달 라인에 배치되어 개폐에 따라 상기 제1 전달 라인의 공정 가스를 선택적으로 공급하는 복수의 전달 밸브를 더 포함하고,
    상기 제2 전달 수단은,
    상기 제2 전달 라인에 배치되어 개폐에 따라 상기 제2 전달 라인의 공정 가스를 선택적으로 공급하는 복수의 전달 밸브를 더 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 복수의 전달 밸브를 제어하여 상기 처리 공간으로의 공정 가스 공급에 사용될 전달 수단을 선택하는 것을 특징으로 하는 가스 공급 유닛.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 퍼지 처리부는,
    퍼지 처리를 위한 퍼지 가스를 제공하는 퍼지 가스 공급원;
    상기 퍼지 가스 공급원으로부터 퍼지 가스를 제공받아 퍼지 대상으로 공급하기 위한 퍼지 가스 라인; 및
    상기 퍼지 가스를 배출하기 위한 배출부를 포함하는 가스 공급 유닛.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 퍼지 가스 라인은,
    일단이 상기 퍼지 가스 공급원과 연결되고 타단이 분기되어 상기 제1 전달 라인 및 상기 제2 전달 라인에 각각 연결되고,
    상기 분기된 각각의 퍼지 가스 라인 상에는 공급되는 퍼지 가스의 유량을 제어하는 퍼지 밸브가 배치되는 가스 공급 유닛.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 배출부는,
    상기 제1 전달 라인과 연결되는 제1 배출 라인;
    상기 제1 배출 라인 상에 배치되어 개폐에 따라 상기 제1 배출 라인의 퍼지 가스를 선택적으로 배출하는 제1 배출 밸브;
    상기 제2 전달 라인과 연결되는 제2 배출 라인;
    상기 제2 배출 라인 상에 배치되어 개폐에 따라 상기 제2 배출 라인의 퍼지 가스를 선택적으로 배출하는 제2 배출 밸브를 포함하며,
    상기 제어부는 상기 퍼지 밸브, 상기 제1 배출 밸브, 상기 제2 배출 밸브의 개폐를 제어하여 퍼지 처리 대상을 선택하는 가스 공급 유닛.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 퍼지 밸브를 제어하여 상기 제1 전달 라인 및 상기 제2 전달 라인으로 공급되는 퍼지 가스의 유량을 제어하는 가스 공급 유닛.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 가스 공급 수단은,
    각기 다른 공정 가스를 제공하는 복수의 가스 공급원;
    상기 각 가스 공급원으로부터의 공정 가스를 상기 제1 전달 수단 및 상기 제2 전달 수단으로 공급하기 위한 복수의 공급 라인을 포함하는 가스 공급 유닛.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 가스 공급 라인은,
    일단이 상기 복수의 가스 공급원과 일대일 대응 방식으로 연결되고 타단이 분기되어 상기 제1 전달 수단 및 상기 제2 전달 수단에 연결되며,
    각각의 상기 복수의 가스 공급 라인 상에는 개폐에 따라 상기 공정 가스를 선택적으로 공급하기 위한 공급 밸브가 배치되는 가스 공급 유닛.
  10. 기판을 처리하기 위한 처리 공간을 제공하는 챔버;
    상기 처리 공간에서 상기 기판을 지지하는 지지 유닛;
    상기 처리 공간으로 상기 기판을 처리하기 위한 공정 가스를 공급하는 가스 공급 유닛; 및
    상기 처리 공간을 배기하는 배기 유닛을 포함하고,
    상기 가스 공급 유닛은,
    상기 공정 가스를 제공하는 가스 공급 수단;
    상기 가스 공급 수단으로부터 공정 가스를 제공받아 처리 공간으로 전달하기 위한 제1 전달 수단과 제2 전달 수단;
    상기 제1 전달 수단 및 상기 제2 전달 수단과 연결되고, 상기 제1 전달 수단 및 상기 제2 전달 수단 중 적어도 하나 이상을 퍼지하기 위한 퍼지 처리부; 및
    상기 제1 전달 수단과 상기 제2 전달 수단의 공정 가스 공급을 선택적으로 제어하고, 상기 제1 전달 수단과 상기 제2 전달 수단 중 공정 가스 전달에 사용되지 않는 전달 수단에 대한 퍼지 처리가 수행되도록 상기 퍼지 처리부를 제어하는 제어부를 포함하는 기판 처리 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 퍼지 처리부는,
    상기 제1 전달 수단과 상기 제2 전달 수잔 및 상기 처리 공간에 대한 퍼지 공정을 수행하는 기판 처리 장치.
  12. 가스 공급 수단으로부터의 공정 가스를 전달 수단을 통해 처리 공간으로 공급하는 가스 공급 단계; 및
    상기 공정 가스를 상기 처리 공간으로 공급하기 위한 복수의 전달 수단 중 적어도 하나의 전달 수단으로 퍼지 가스를 공급하여 상기 전달 수단을 퍼지하는 제1 퍼지 단계를 포함하고,
    상기 가스 공급 단계와 상기 제1 퍼지 단계는 동시에 수행되는 기판 처리 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 퍼지 단계는,
    상기 가스 공급 단계에 이용되는 전달 수단을 제외한 전달 수단을 퍼지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 처리 공간으로 퍼지 가스를 공급하여 상기 처리 공간을 퍼지하는 제2 퍼지 단계를 더 포함하는 기판 처리 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 전달 수단에 대한 퍼지 처리를 단독으로 수행하는 제3 퍼지 단계를 더 포함하는 기판 처리 방법.
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