KR20240074928A - Apparatus for processing substrate - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로서, 용량성 결합 플라즈마(CCP; Capacitively Coupled Plasma) 방식 및 원격 플라즈마 발생 방식을 복합적으로 이용하여 기판에 대한 처리를 수행하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치는 기판에 대한 개별적인 복수의 공정을 위한 복수의 셀을 포함하는 공정 챔버, 및 상기 복수의 셀 간에 기판을 이동시키는 이동 로봇을 포함하되, 상기 복수의 셀은, 용량성 결합 플라즈마(CCP; Capacitively Coupled Plasma) 방식으로 플라즈마를 발생시키는 용량성 결합 플라즈마 셀, 및 원격 플라즈마 발생 방식으로 플라즈마를 발생시키는 원격 플라즈마 셀을 포함한다.The present invention relates to a substrate processing device that processes a substrate using a combination of a capacitively coupled plasma (CCP) method and a remote plasma generation method.
A substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a process chamber including a plurality of cells for individual processes on a substrate, and a mobile robot that moves a substrate between the plurality of cells, wherein the plurality of cells are , a capacitively coupled plasma cell that generates plasma by a capacitively coupled plasma (CCP) method, and a remote plasma cell that generates plasma by a remote plasma generation method.
Description
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 용량성 결합 플라즈마(CCP; Capacitively Coupled Plasma) 방식 및 원격 플라즈마 발생 방식을 복합적으로 이용하여 기판에 대한 처리를 수행하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate processing apparatus, and more specifically, to a substrate processing apparatus that processes a substrate using a combination of a capacitively coupled plasma (CCP) method and a remote plasma generation method.
기판에 박막을 증착시키기 위하여 화학 기상 증착법(CVD; Chemical Vapor Deposition) 또는 원자층 박막 증착법(ALD; Atomic Layer Deposition) 등이 이용될 수 있다. 화학 기상 증착법 또는 원자층 박막 증착법에 의한 경우 소스 가스가 기판의 표면에서 화학 반응을 일으켜 박막이 형성될 수 있다. 특히, 원자층 박막 증착법에 의한 경우 기판의 표면에 부착된 원료 기체의 한 층이 박막을 형성하기 때문에 원자의 직경과 유사한 두께의 박막을 형성하는 것이 가능하다.To deposit a thin film on a substrate, chemical vapor deposition (CVD) or atomic layer deposition (ALD) may be used. In the case of chemical vapor deposition or atomic layer thin film deposition, the source gas may cause a chemical reaction on the surface of the substrate to form a thin film. In particular, in the case of atomic layer thin film deposition, it is possible to form a thin film with a thickness similar to the diameter of an atom because one layer of the raw material gas attached to the surface of the substrate forms a thin film.
공정 온도의 범위를 확장하기 위하여 플라즈마 화학 기상 증착법(PECVD; Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 또는 플라즈마 원자층 박막 증착법(PEALD; Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition)이 이용될 수 있다. 플라즈마 화학 기상 증착법 및 플라즈마 원자층 박막 증착법은 화학 기상 증착법 및 원자층 박막 증착법에 비하여 낮은 온도에서 공정 처리가 가능하기 때문에 박막의 물성이 향상될 수 있다.To expand the range of process temperature, plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) or plasma enhanced atomic layer deposition (PEALD) may be used. Since plasma chemical vapor deposition and plasma atomic layer thin film deposition can be processed at a lower temperature than chemical vapor deposition and atomic layer thin film deposition, the physical properties of the thin film can be improved.
플라즈마를 발생시키기 위하여 용량성 결합 플라즈마(CCP; Capacitively Coupled Plasma) 방식, 유도성 결합 플라즈마(ICP; Inductively Coupled Plasma) 방식 및 할로우 캐소드 플라즈마(HCP; Hollow Cathode Plasma) 방식이 이용될 수 있다. 용량성 결합 플라즈마 방식은 2개의 전극의 사이에 전계를 형성하여 플라즈마를 발생시키고, 유도성 결합 플라즈마 방식은 코일의 사이에 전계를 형성하여 플라즈마를 발생시키며, 할로우 캐소드 플라즈마 방식은 원통형 공간에 전계를 형성하여 플라즈마를 발생시킬 수 있다.To generate plasma, a capacitively coupled plasma (CCP) method, an inductively coupled plasma (ICP) method, and a hollow cathode plasma (HCP) method can be used. The capacitively coupled plasma method generates plasma by forming an electric field between two electrodes, the inductively coupled plasma method generates plasma by forming an electric field between coils, and the hollow cathode plasma method generates an electric field in a cylindrical space. It can be formed to generate plasma.
용량성 결합 플라즈마 방식, 유도성 결합 플라즈마 방식 및 할로우 캐소드 플라즈마 방식은 각각 고유한 장점 및 단점을 가지고 있다.Capacitively coupled plasma method, inductively coupled plasma method, and hollow cathode plasma method each have their own unique advantages and disadvantages.
따라서, 서로 다른 플라즈마 발생 방식의 장점을 이용하여 플라즈마를 발생시키는 것을 가능하게 하는 발명의 등장이 요구된다.Therefore, there is a need for an invention that makes it possible to generate plasma by utilizing the advantages of different plasma generation methods.
대한민국 공개특허공보 제10-2014-0099079호 (2014.08.11)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2014-0099079 (2014.08.11)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 용량성 결합 플라즈마(CCP; Capacitively Coupled Plasma) 방식 및 원격 플라즈마 발생 방식을 복합적으로 이용하여 기판에 대한 처리를 수행하는 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a substrate processing device that processes a substrate using a combination of a capacitively coupled plasma (CCP) method and a remote plasma generation method.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치는 기판에 대한 개별적인 복수의 공정을 위한 복수의 셀을 포함하는 공정 챔버, 및 상기 복수의 셀 간에 기판을 이동시키는 이동 로봇을 포함하되, 상기 복수의 셀은, 용량성 결합 플라즈마(CCP; Capacitively Coupled Plasma) 방식으로 플라즈마를 발생시키는 용량성 결합 플라즈마 셀, 및 원격 플라즈마 발생 방식으로 플라즈마를 발생시키는 원격 플라즈마 셀을 포함한다.A substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a process chamber including a plurality of cells for individual processes on a substrate, and a mobile robot that moves a substrate between the plurality of cells, wherein the plurality of cells are , a capacitively coupled plasma cell that generates plasma by a capacitively coupled plasma (CCP) method, and a remote plasma cell that generates plasma by a remote plasma generation method.
상기 원격 플라즈마 셀은 할로우 캐소드 플라즈마(HCP; Hollow Cathode Plasma) 방식으로 플라즈마를 발생시키는 원격 플라즈마 발생기를 포함한다.The remote plasma cell includes a remote plasma generator that generates plasma using a hollow cathode plasma (HCP) method.
상기 이동 로봇은 상기 용량성 결합 플라즈마 셀과 상기 원격 플라즈마 셀 간에 기판을 이동시킨다.The mobile robot moves a substrate between the capacitively coupled plasma cell and the remote plasma cell.
상기 복수의 셀은 기판의 가장자리를 따라 에어를 분사하는 에어 분사부를 포함한다.The plurality of cells include an air injection unit that sprays air along the edge of the substrate.
상기 공정 챔버는 상기 복수의 셀 각각을 격리시키는 격벽을 포함한다.The process chamber includes a partition wall that isolates each of the plurality of cells.
상기 격벽은 상기 복수의 셀 중 인접한 셀을 연결하는 이동홀을 포함하고, 상기 이동 로봇은 상기 이동홀을 통하여 상기 복수의 셀 간에 기판을 이동시킨다.The partition wall includes a moving hole connecting adjacent cells among the plurality of cells, and the mobile robot moves a substrate between the plurality of cells through the moving hole.
상기 복수의 셀은 기판을 지지하는 기판 지지부를 포함하고, 상기 기판 지지부는 기판에 공정이 수행되는 공정 지점으로 상승하거나 기판의 이동이 수행되는 이동 지점으로 하강하고, 상기 이동홀은 상기 이동 지점에 인접하여 상기 격벽에 형성된다.The plurality of cells include a substrate supporter that supports a substrate, the substrate supporter rises to a process point where a process is performed on the substrate or descends to a movement point where movement of the substrate is performed, and the movement hole is located at the movement point. It is formed adjacent to the partition wall.
상기 복수의 셀은 퍼지 가스를 분사하는 퍼지 가스 분사부를 포함한다.The plurality of cells include a purge gas injection unit that sprays a purge gas.
상기 복수의 셀은 공정 가스를 분사하는 샤워헤드를 포함하고, 상기 용량성 결합 플라즈마 셀에 구비된 샤워헤드는 상기 공정 가스 중 소스 가스 및 반응 가스를 분사하고, 상기 원격 플라즈마 셀에 구비된 샤워헤드는 상기 공정 가스 중 반응 가스가 해리되어 발생된 라디칼 및 소스 가스를 분사한다.The plurality of cells include a showerhead that sprays a process gas, a showerhead provided in the capacitively coupled plasma cell sprays a source gas and a reaction gas among the process gas, and a showerhead provided in the remote plasma cell. sprays radicals and source gas generated by dissociation of the reaction gas in the process gas.
상기 공정 챔버에 반입된 기판은 상기 원격 플라즈마 셀에서 공정이 수행된 이후에 상기 용량성 결합 플라즈마 셀에서 공정이 수행된다.The substrate brought into the process chamber is processed in the remote plasma cell and then processed in the capacitively coupled plasma cell.
상기 기판 처리 장치는 상기 공정 챔버의 일측에 배치되는 기판 출입구를 더 포함하고, 상기 기판 출입구는 상기 용량성 결합 플라즈마 셀에 비하여 상기 원격 플라즈마 셀에 인접하여 배치된다.The substrate processing apparatus further includes a substrate entrance disposed on one side of the process chamber, and the substrate entrance is disposed adjacent to the remote plasma cell relative to the capacitively coupled plasma cell.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.
상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치에 따르면 용량성 결합 플라즈마(CCP; Capacitively Coupled Plasma) 방식 및 원격 플라즈마 발생 방식을 복합적으로 이용하여 기판에 대한 처리를 수행하기 때문에 갭이 포함된 기판에 균일한 박막이 증착되도록 하는 장점이 있다.According to the substrate processing apparatus according to the embodiment of the present invention as described above, the substrate is processed using a combination of a capacitively coupled plasma (CCP) method and a remote plasma generation method, so that a gap is included. It has the advantage of allowing a uniform thin film to be deposited on the substrate.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 기판 지지부가 공정 지점으로 이동한 것을 나타낸 도면이다.
도 3은 공정 챔버가 복수의 셀로 구성된 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 기판에 갭이 형성된 것을 나타낸 도면이다.
도 5는 기판에 박막이 형성되는 것을 나타낸 도면이다.
도 6은 이동 로봇의 핸드가 기판으로 전개된 것을 나타낸 도면이다.
도 7은 이동 로봇이 기판을 리프트한 것을 나타낸 도면이다.
도 8은 원격 플라즈마 셀로 기판이 반입되는 것을 나타낸 도면이다.
도 9는 이동 로봇이 원격 플라즈마 셀에 배치된 기판을 리프트한 것을 나타낸 도면이다.
도 10은 이동 로봇이 원격 플라즈마 셀에서 용량성 결합 플라즈마 셀로 기판을 이동시키는 것을 나타낸 도면이다.
도 11은 원격 플라즈마 셀로 새로운 기판이 반입되는 것을 나타낸 도면이다.
도 12는 원격 플라즈마 셀과 용량성 결합 플라즈마 셀 간에 기판이 교환되는 것을 나타낸 도면이다.1 is a diagram showing a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram showing the substrate support moved to the process point.
FIG. 3 is a diagram to explain that a process chamber is composed of a plurality of cells.
Figure 4 is a diagram showing a gap formed in the substrate.
Figure 5 is a diagram showing the formation of a thin film on a substrate.
Figure 6 is a diagram showing the hand of the mobile robot deployed to the board.
Figure 7 is a diagram showing a mobile robot lifting a substrate.
Figure 8 is a diagram showing a substrate being brought into a remote plasma cell.
Figure 9 is a diagram showing a mobile robot lifting a substrate placed in a remote plasma cell.
Figure 10 is a diagram showing a mobile robot moving a substrate from a remote plasma cell to a capacitively coupled plasma cell.
Figure 11 is a diagram showing a new substrate being brought into a remote plasma cell.
Figure 12 is a diagram illustrating substrate exchange between a remote plasma cell and a capacitively coupled plasma cell.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. The advantages and features of the present invention and methods for achieving them will become clear by referring to the embodiments described in detail below along with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various different forms. The present embodiments are merely intended to ensure that the disclosure of the present invention is complete and to provide common knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in this specification may be used with meanings that can be commonly understood by those skilled in the art to which the present invention pertains. Additionally, terms defined in commonly used dictionaries are not interpreted ideally or excessively unless clearly specifically defined.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타낸 도면이고, 도 2는 기판 지지부가 공정 지점으로 이동한 것을 나타낸 도면이며, 도 3은 공정 챔버가 복수의 셀로 구성된 것을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 1 is a diagram showing a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the substrate support moved to a process point, and FIG. 3 is a diagram illustrating that the process chamber is composed of a plurality of cells. .
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치(10)는 공정 챔버(100), 기판 지지부(210, 220), 승강부(310, 320), 샤워헤드(410, 420), 원격 플라즈마 발생기(500), 전력 공급부(610, 620), 이동 로봇(700) 및 제어부(800)를 포함하여 구성된다.1 to 3, the
공정 챔버(100)는 기판(W)의 공정을 위한 공정 처리 공간을 제공한다. 특히, 공정 챔버(100)는 복수의 기판(W)에 대한 공정을 동시에 또는 시간 간격을 두고 수행하기 위한 공정 처리 공간을 제공할 수 있다. 도 3을 참조하여 설명하면, 공정 챔버(100)는 기판(W)에 대한 개별적인 복수의 공정을 위한 복수의 셀(110, 120)을 포함할 수 있다. 복수의 셀(110, 120) 각각에서 서로 다른 기판(W)에 대한 개별적인 공정이 수행될 수 있다. 이를 위하여, 복수의 셀(110, 120) 각각에는 개별적인 공정을 위한 동일하거나 서로 다른 부품이 구비될 수 있다.The
복수의 셀(110, 120)은 용량성 결합 플라즈마 셀(110) 및 원격 플라즈마 셀(120)을 포함할 수 있다. 용량성 결합 플라즈마 셀(110)은 용량성 결합 플라즈마(CCP; Capacitively Coupled Plasma) 방식으로 플라즈마를 발생시키고, 원격 플라즈마 셀(120)은 원격 플라즈마 발생 방식으로 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치(10)는 기판(W)에 박막을 증착할 수 있다. 구체적으로, 기판 처리 장치(10)는 플라즈마 화학 기상 증착법(PECVD; Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 또는 플라즈마 원자층 박막 증착법(PEALD; Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition)을 이용하여 기판(W)에 박막을 증착할 수 있다. 플라즈마의 발생을 위하여 기판 처리 장치(10)는 용량성 결합 플라즈마 방식 및 원격 플라즈마 발생 방식을 복합적으로 이용할 수 있다.The plurality of
공정 챔버(100)는 배출구(111, 121)를 포함할 수 있다. 배출구(111, 121)는 복수의 셀(110, 120)별로 구비될 수 있다. 배출구(111, 121)는 각 셀의 바닥에 형성될 수 있다. 배출구(111, 121)는 해당 셀로 유입된 공정 가스 또는 부산물 등의 배출물을 외부로 배출시키기 위한 통로를 제공할 수 있다.
공정 챔버(100)의 일측에는 기판(W)의 출입을 위한 기판 출입구(130)가 형성될 수 있다. 기판(W)은 기판 출입구(130)를 통해 공정 챔버(100)의 내부로 반입되거나 공정 챔버(100)의 외부로 반출될 수 있다.A
공정 챔버(100)에는 셔터(140)가 구비될 수 있다. 셔터(140)는 기판 출입구(130)를 개방하거나 폐쇄할 수 있다. 셔터(140)가 기판 출입구(130)를 개방한 경우 기판 출입구(130)를 통해 기판(W)이 반입되거나 반출될 수 있다. 기판(W)에 대한 공정이 진행되는 경우에는 셔터(140)가 기판 출입구(130)를 폐쇄하여 공정 챔버(100)의 내부를 외부에 대하여 차단할 수 있다.The
본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치(10)의 공정 챔버(100)는 4개의 셀을 포함할 수 있다. 4개의 셀 중 2개는 용량성 결합 플라즈마 셀(110)이고, 나머지 2개는 원격 플라즈마 셀(120)일 수 있다.The
공정 챔버(100)에 반입된 기판(W)은 원격 플라즈마 셀(120)에서 공정이 수행된 이후에 용량성 결합 플라즈마 셀(110)에서 공정이 수행될 수 있다. 이를 위하여, 기판 출입구(130)는 용량성 결합 플라즈마 셀(110)에 비하여 원격 플라즈마 셀(120)에 인접하여 배치될 수 있다. 즉, 원격 플라즈마 셀(120)에 기판 출입구(130)가 형성될 수 있는 것이다. 원격 플라즈마 셀(120)에서 기판(W)에 대한 공정이 우선적으로 수행되고, 이후에 용량성 결합 플라즈마 셀(110)에서 기판(W)에 대한 공정이 수행될 수 있다.The substrate W brought into the
공정 챔버(100)는 복수의 셀(110, 120) 각각을 격리시키는 격벽(150)을 포함할 수 있다. 복수의 셀(110, 120) 중 인접한 2개의 셀의 사이에 격벽(150)이 배치될 수 있다. 격벽(150)에 의해 인접한 셀 간에 공정 가스가 이동하는 것이 제한될 수 있다.The
격벽(150)은 복수의 셀(110, 120) 중 인접한 셀을 연결하는 이동홀(160)을 포함할 수 있다. 후술하는 바와 같이, 이동 로봇(700)은 복수의 셀(110, 120) 간에 기판(W)을 이동시키는데, 이동 로봇(700)은 이동홀(160)을 통하여 복수의 셀(110, 120) 간에 기판(W)을 이동시킬 수 있다.The
기판 지지부(210, 220)는 기판(W)을 지지할 수 있다. 기판 지지부(210, 220)는 기판(W)이 안착 가능한 안착면을 구비할 수 있다. 기판 지지부(210, 220)의 안착면에 안착된 기판(W)에 대하여 공정이 수행될 수 있다.The substrate supports 210 and 220 may support the substrate W. The substrate supports 210 and 220 may have a seating surface on which the substrate W can be seated. A process may be performed on the substrate W seated on the seating surfaces of the substrate supports 210 and 220.
기판 지지부(210, 220)는 복수의 셀(110, 120)별로 구비될 수 있다. 이하, 용량성 결합 플라즈마 셀(110)에 구비된 기판 지지부(210)를 제1 기판 지지부라 하고, 원격 플라즈마 셀(120)에 구비된 기판 지지부(220)를 제2 기판 지지부라 한다.The substrate supports 210 and 220 may be provided for each of the plurality of
기판 지지부(210, 220)는 기판(W)을 가열할 수 있다. 이를 위하여. 기판 지지부(210, 220)의 내부에는 히터(미도시)가 구비될 수 있다. 히터에서 발산된 열은 기판 지지부(210, 220)의 몸체를 통해 기판(W)으로 전달될 수 있다.The substrate supports 210 and 220 may heat the substrate W. For this purpose. Heaters (not shown) may be provided inside the substrate supports 210 and 220. Heat emitted from the heater may be transferred to the substrate W through the bodies of the substrate supports 210 and 220.
기판 지지부(210, 220)에는 지지 핀(171, 172)이 구비될 수 있다. 지지 핀(171, 172)은 기판(W)을 지지할 수 있다. 구체적으로, 지지 핀(171, 172)은 기판 지지부(210, 220)의 안착면에서 일정 거리만큼 기판(W)이 이격되도록 기판(W)을 지지할 수 있다.The substrate supports 210 and 220 may be provided with
본 발명에서 기판 지지부(210, 220)는 공정 챔버(100)의 내부에서 상하 방향으로 이동할 수 있다. 승강부(310, 320)는 구동력을 발생시켜 기판 지지부(210, 220)를 상하 방향으로 이동시킬 수 있다. 도 1은 기판 지지부(210, 220)가 공정 챔버(100)의 바닥면에 안착된 것을 도시하고 있고, 도 2는 기판 지지부(210, 220)가 공정 챔버(100)의 내부에서 상부 지점으로 이동한 것을 도시하고 있다.In the present invention, the substrate supports 210 and 220 may move in the vertical direction within the
기판(W)이 공정 챔버(100)의 내부로 반입되거나 외부로 반출되는 경우 기판 지지부(210, 220)는 도 1에 도시된 바와 같이 공정 챔버(100)의 바닥면에 안착될 수 있다. 또한, 기판(W)이 인접한 셀 간에 이동하는 경우에도 기판 지지부(210, 220)는 도 1에 도시된 바와 같이 공정 챔버(100)의 바닥면에 안착될 수 있다.When the substrate W is brought into or taken out of the
기판(W)에 대한 공정이 수행되는 경우 기판 지지부(210, 220)는 도 2에 도시된 바와 같이 공정 챔버(100)의 내부에서 상부 지점으로 이동할 수 있다. 이하, 기판(W)에 대한 공정이 수행되는 기판 지지부(210, 220)의 위치를 공정 지점이라 하고, 기판(W)의 반입, 반출 또는 셀 간 이동을 가능하게 하는 기판 지지부(210, 220)의 위치를 이동 지점이라 한다.When a process is performed on the substrate W, the substrate supports 210 and 220 may move to an upper point within the
기판 지지부(210, 220)는 기판(W)에 공정이 수행되는 공정 지점으로 상승하거나 기판(W)의 이동이 수행되는 이동 지점으로 하강할 수 있다. 이동홀(160)은 이동 지점에 인접하여 격벽(150)에 형성될 수 있다. 이동 로봇(700)은 이동홀(160)을 통하여 인접한 셀 간에 기판(W)을 이동시킬 수 있다.The substrate supports 210 and 220 may rise to a process point where a process is performed on the substrate W or may descend to a movement point where the substrate W is moved. The
기판(W)에 대한 공정이 수행되는 경우 기판(W)은 기판 지지부(210, 220)의 안착면에 안착되는 것이 바람직하다. 기판(W)이 기판 지지부(210, 220)의 안착면에 안착됨에 따라 기판(W)의 움직임이 방지된 상태에서 기판(W)에 대한 공정이 수행될 수 있다.When a process is performed on the substrate W, the substrate W is preferably seated on the seating surfaces of the substrate supports 210 and 220. As the substrate W is seated on the seating surfaces of the substrate supports 210 and 220, a process on the substrate W may be performed while the movement of the substrate W is prevented.
한편, 기판(W)이 공정 챔버(100)의 내부로 반입되거나 외부로 반출되거나 인접한 셀 간에 이동하는 경우 기판(W)은 기판 지지부(210, 220)의 안착면에서 이격되는 것이 바람직하다. 기판(W)을 운반하는 이동 로봇(700)의 핸드(730)는 기판(W)의 하측면을 지지하여 기판(W)을 운반할 수 있다. 이동 로봇(700)의 핸드(730)가 기판(W)의 하측면으로 접근할 수 있도록 하기 위하여 기판(W)이 기판 지지부(210, 220)의 안착면에서 일정 거리만큼 이격되어야 하는 것이다.Meanwhile, when the substrate W is brought into or taken out of the
복수의 셀(110, 120)별로 지지 핀(171, 172)이 구비될 수 있다. 지지 핀(171, 172)은 기판(W)을 지지하여 기판(W)이 기판 지지부(210, 220)의 안착면에서 이격되도록 할 수 있다. 지지 핀(171, 172)은 핀 헤드(171a, 172a) 및 핀 몸체(171b, 172b)를 포함할 수 있다. 핀 헤드(171a, 172a)는 기판(W)의 하측면에 직접적으로 접촉할 수 있다. 핀 몸체(171b, 172b)는 핀 헤드(171a, 172a)에서 하측 방향으로 연장 형성될 수 있다. 핀 몸체(171b, 172b)는 일직선의 막대의 형상으로 제공될 수 있다. 핀 몸체(171b, 172b)는 기판 지지부(210, 220)를 관통할 수 있다. 이를 위하여, 기판 지지부(210, 220)에는 관통홀(211b, 221b)이 형성될 수 있다.Support pins 171 and 172 may be provided for each of the plurality of
핀 몸체(171b, 172b)는 관통홀(211b, 221b)을 따라 자유롭게 이동할 수 있다. 기판 지지부(210, 220)가 공정 챔버(100)의 바닥면에 안착된 경우 핀 몸체(171b, 172b)의 하측 말단이 공정 챔버(100)의 바닥면에 접촉됨으로써 핀 헤드(171a, 172a)가 기판 지지부(210, 220)의 안착면에서 이격될 수 있다. 이러한 경우 핀 헤드(171a, 172a)에 의해 지지된 기판(W)은 기판 지지부(210, 220)의 안착면에서 이격될 수 있게 된다. 한편, 기판 지지부(210, 220)가 상승하는 경우 핀 몸체(171b, 172b)가 관통홀(211b, 221b)을 따라 이동하면서 기판 지지부(210, 220)에 대하여 지지 핀(171, 172)이 하강할 수 있다. 지지 핀(171, 172)의 하강은 핀 헤드(171a, 172a)가 기판 지지부(210, 220)의 헤드 수용홈(211a, 221a)에 삽입될 때까지 수행될 수 있다. 핀 헤드(171a, 172a)가 헤드 수용홈(211a, 221a)에 삽입된 경우 핀 헤드(171a, 172a)에 의한 기판(W)의 지지는 해제되고, 기판(W)은 기판 지지부(210, 220)의 안착면에 지지될 수 있다.The pin bodies (171b, 172b) can freely move along the through holes (211b, 221b). When the substrate supports 210 and 220 are seated on the bottom of the
핀 헤드(171a, 172a)의 직경은 핀 몸체(171b, 172b)의 직경에 비하여 크게 형성될 수 있다. 헤드 수용홈(211a, 221a)의 직경은 관통홀(211b, 221b)의 직경에 비하여 크게 형성되고, 핀 헤드(171a, 172a)의 직경은 관통홀(211b, 221b)의 직경에 비하여 크게 형성될 수 있다. 핀 헤드(171a, 172a)가 헤드 수용홈(211a, 221a)에 삽입된 상태에서 기판 지지부(210, 220)가 상승하는 경우 지지 핀(171, 172)도 기판 지지부(210, 220)와 함께 상승할 수 있다. 기판 지지부(210, 220)가 상승하여 공정 지점에 위치한 경우 기판(W)은 기판 지지부(210, 220)의 안착면에 안착된 상태를 유지할 수 있다.The diameter of the pin heads 171a and 172a may be larger than the diameter of the
기판 지지부(210, 220) 중 제1 기판 지지부(210)는 접지된 전극(미도시)을 포함할 수 있다. 후술하는 바와 같이, 용량성 결합 플라즈마 셀(110)에 구비된 샤워헤드(410, 420)에 RF 전력이 공급되는 경우 샤워헤드(410, 420)와 제1 기판 지지부(210)의 사이에 전계가 형성될 수 있다. 전계에 의해 플라즈마가 발생될 수 있다.Among the substrate supports 210 and 220, the
복수의 셀(110, 120)별로 복수의 에어 분사부(181, 182)가 구비될 수 있다. 에어 분사부(181, 182)는 기판(W)의 가장자리를 따라 에어(AIR)를 분사할 수 있다. 복수의 에어 분사부(181, 182)는 기판(W)의 가장자리를 따라 원형으로 배치될 수 있다. 이에, 복수의 에어 분사부(181, 182)에서 분사된 에어(AIR)는 기판(W)의 가장자리를 따라 원통형의 에어 커튼을 형성할 수 있다.A plurality of
에어 분사부(181, 182)는 기판(W)에 대한 공정이 진행되는 도중에 에어(AIR)를 분사하여 에어 커튼을 형성할 수 있다. 에어 커튼은 기판(W)의 공정에 이용되는 공정 가스가 에어 커튼의 영역에서 벗어나지 않도록 할 수 있다. 또한, 에어 커튼은 외부 물질이 에어 커튼의 영역 내로 유입되는 것을 방지할 수도 있다.The
복수의 셀(110, 120)별로 퍼지 가스 분사부(191, 192)가 구비될 수 있다. 퍼지 가스 분사부(191, 192)는 퍼지 가스를 분사할 수 있다. 퍼지 가스는 각 셀에 존재하는 공정 가스를 외부로 배출하는데 이용될 수 있다. 퍼지 가스에 의해 각 셀에 존재하는 공정 가스 또는 부산물 등의 배출물이 배출구(111, 121)를 통해 외부로 배출될 수 있다.Purge
또한, 퍼지 가스는 각 셀의 내부 압력을 일정하게 유지하는 역할을 수행한다. 예를 들어, 기판(W)에 대한 공정이 진행되는 도중에 퍼지 가스 분사부(191, 192)는 퍼지 가스를 분사할 수 있다. 이에, 해당 셀의 내부 압력이 상승하게 되고, 인접한 셀의 가스가 해당 셀로 유입되지 않을 수 있다.Additionally, the purge gas plays a role in maintaining the internal pressure of each cell constant. For example, while a process for the substrate W is in progress, the purge
샤워헤드(410, 420)는 기판(W)에 대한 공정을 위한 공정 가스를 기판(W)으로 분사하는 역할을 수행한다. 본 발명에서 공정 가스는 소스 가스 및 반응 가스를 포함할 수 있다.The
샤워헤드(410, 420)는 복수의 셀(110, 120)별로 구비될 수 있다. 이하, 용량성 결합 플라즈마 셀(110)에 구비된 샤워헤드(410)를 제1 샤워헤드라 하고, 원격 플라즈마 셀(120)에 구비된 샤워헤드(420)를 제2 샤워헤드라 한다.Showerheads 410 and 420 may be provided for each
제1 샤워헤드(410)는 공정 가스 중 소스 가스 및 반응 가스를 분사할 수 있다. 이를 위하여, 제1 샤워헤드(410)에는 제1 소스 가스 이송 라인(SL1) 및 제1 반응 가스 이송 라인(RL1)이 연결될 수 있다. 소스 가스 및 반응 가스는 제1 소스 가스 이송 라인(SL1) 및 제1 반응 가스 이송 라인(RL1)을 통해 이송되어 제1 샤워헤드(410)로 공급될 수 있다.The
소스 가스 및 반응 가스는 순차적으로 분사될 수 있다. 소스 가스 및 반응 가스는 제1 샤워헤드(410)에서 분사된 이후에 서로 충돌하여 반응할 수 있다. 그리고, 반응 가스에 의하여 활성화된 소스 가스가 기판(W)에 접촉하여 기판(W)에 대한 공정 처리가 수행될 수 있다. 예를 들어, 활성화된 소스 가스가 기판(W)에 박막으로 증착될 수 있다.The source gas and reaction gas may be injected sequentially. After the source gas and the reaction gas are sprayed from the
제1 샤워헤드(410)는 전력 공급부(610, 620)로부터 RF 전력을 공급받을 수 있다. 예를 들어, 제1 샤워헤드(410)의 천장면에는 RF 전력을 공급받는 전극 플레이트(미도시)가 구비될 수 있다. 전술한 바와 같이, 용량성 결합 플라즈마 셀(110)에 구비된 제1 기판 지지부(210)는 접지된 전극을 포함할 수 있다. 전극 플레이트로 RF 전력이 공급되는 경우 전극 플레이트와 제1 기판 지지부(210)의 전극의 사이에 전계가 형성될 수 있다. RF 전력의 공급으로 형성된 전계에 의해 공정 챔버(100)로 유입된 공정 가스가 플라즈마 상태의 입자로 변환되고, 플라즈마 입자가 상호간에 반응하거나 기판(W)의 표면과 반응하여 기판(W)에 대한 공정 처리가 수행될 수 있다.The
제2 샤워헤드(420)는 공정 가스 중 반응 가스가 해리되어 발생된 라디칼 및 소스 가스를 분사할 수 있다. 제2 샤워헤드(420)에는 제2 소스 가스 이송 라인(SL2)이 연결될 수 있다. 소스 가스는 제2 소스 가스 이송 라인(SL2)을 통해 이송되어 제2 샤워헤드(420)로 공급될 수 있다.The
원격 플라즈마 셀(120)은 원격 플라즈마 발생기(500)를 포함할 수 있다. 제2 반응 가스 이송 라인(RL2)을 통해 원격 플라즈마 발생기(500)로 반응 가스가 공급될 수 있다. 원격 플라즈마 발생기(500)는 반응 가스를 플라즈마 입자로 변환할 수 있다. 이를 위하여, 원격 플라즈마 발생기(500)로 RF 전력이 공급될 수 있다. 제2 샤워헤드(420)는 원격 플라즈마 발생기(500)에서 발생된 플라즈마 입자 중 라디칼을 분사할 수 있다. 또한, 제2 샤워헤드(420)는 소스 가스를 분사할 수 있다. 소스 가스가 분사된 이후에 반응 가스가 해리된 라디칼이 분사될 수 있다. 라디칼에 의하여 활성화된 소스 가스가 기판(W)에 접촉하여 기판(W)에 대한 공정 처리가 수행될 수 있다. 예를 들어, 활성화된 소스 가스가 기판(W)에 박막으로 증착될 수 있다.
원격 플라즈마 발생기(500)는 할로우 캐소드 플라즈마(HCP; Hollow Cathode Plasma) 방식으로 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 원격 플라즈마 발생기(500)는 음극을 갖는 원통형의 몸체를 통하여 플라즈마를 발생시킬 수 있다.The
전력 공급부(610, 620)는 플라즈마의 발생을 위한 RF 전력을 공급할 수 있다. 전력 공급부(610, 620)는 제1 전력 공급부(610) 및 제2 전력 공급부(620)를 포함할 수 있다. 제1 전력 공급부(610)는 제1 샤워헤드(410)로 RF 전력을 공급하고, 제2 전력 공급부(620)는 원격 플라즈마 발생기(500)로 RF 전력을 공급할 수 있다.The
이동 로봇(700)은 복수의 셀(110, 120) 간에 기판(W)을 이동시키는 역할을 수행한다. 예를 들어, 이동 로봇(700)은 용량성 결합 플라즈마 셀(110)과 원격 플라즈마 셀(120) 간에 기판(W)을 이동시킬 수 있다.The
이동 로봇(700)은 메인 몸체(710), 암(720) 및 핸드(730)를 포함하여 구성된다. 메인 몸체(710)는 공정 챔버(100)에 대하여 회전하거나 상하 방향으로 이동할 수 있다. 이를 위하여, 메인 몸체(710)를 회전시키거나 이동시키기 위한 구동부(미도시)가 메인 몸체(710)의 내부 또는 외부에 구비될 수 있다.The
암(720)의 말단에는 핸드(730)가 구비될 수 있다. 암(720)은 메인 몸체(710)와 핸드(730) 간의 거리를 조절할 수 있다. 예를 들어, 암(720)은 제1 암(721) 및 제2 암(722)을 포함할 수 있다. 제1 암(721)은 메인 몸체(710)에 고정되고, 제2 암(722)은 제1 암(721)에 삽입되거나 제1 암(721)에서 방출될 수 있다. 제2 암(722)의 말단에는 핸드(730)가 구비될 수 있다. 제2 암(722)이 제1 암(721)에 삽입되는 경우 핸드(730)와 메인 몸체(710) 간의 거리가 축소되고, 제2 암(722)이 제1 암(721)에서 방출되는 경우 핸드(730)와 메인 몸체(710) 간의 거리가 증가할 수 있다. 핸드(730)와 메인 몸체(710) 간의 거리를 조절하면서 핸드(730)가 기판(W)을 지지하기 위한 위치로 이동할 수 있다.A
한편, 본 발명의 몇몇 실시예에 따르면 암(720)은 관절로 서로 연결된 복수의 링크를 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 경우 복수의 링크의 자세 전환을 통하여 핸드(730)와 메인 몸체(710) 간의 거리가 조절될 수 있다. 이하, 제1 암(721) 및 제2 암(722)을 포함하여 암(720)이 구성된 것을 위주로 설명하기로 한다.Meanwhile, according to some embodiments of the present invention, the
제어부(800)는 기판 처리 장치(10)에 대한 전반적인 제어를 수행할 수 있다. 예를 들어, 제어부(800)는 셔터(140)를 동작시켜 기판 출입구(130)를 개폐하거나, 승강부(310, 320)를 제어하여 기판 지지부(210, 220)를 이동시킬 수 있다. 또한, 제어부(800)는 샤워헤드(410, 420)를 통하여 소스 가스, 반응 가스 또는 라디칼이 분사되는 것을 제어하거나 전력 공급부(610, 620)에 의해 RF 전력이 공급되는 것을 제어할 수도 있다. 또한, 제어부(800)는 에어 분사부(181, 182) 또는 퍼지 가스 분사부(191, 192)를 제어하여 공정 챔버(100)로 에어(AIR) 또는 퍼지 가스가 분사되도록 하거나, 이동 로봇(700)을 제어하여 복수의 셀(110, 120) 간에 기판(W)이 이동되도록 할 수도 있다.The
도 4는 기판에 갭이 형성된 것을 나타낸 도면이고, 도 5는 기판에 박막이 형성되는 것을 나타낸 도면이다.Figure 4 is a diagram showing a gap being formed on a substrate, and Figure 5 is a diagram showing a thin film being formed on a substrate.
도 4를 참조하면, 기판(W)에는 갭(G)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 갭(G)은 배선 간의 간격일 수 있다.Referring to FIG. 4, a gap G may be formed in the substrate W. For example, the gap G may be the distance between wires.
기판(W)에는 층간 절연막으로 박막이 형성될 수 있다. 이러한 경우 박막의 형성을 위한 공정 물질이 갭(G)에 침투하여 충전되는 것이 바람직하다. 한편, 배선 간의 간격이 미세한 경우 갭(G)으로 공정 물의 침투가 용이하지 않아 올바른 박막의 형성이 수행되지 못할 수 있다. 특히, 갭(G)의 입구 직경(d)이 작고, 갭(G)의 깊이(h)가 깊은 경우에 공정 물질을 갭(G)으로 침투시키는 것이 용이하지 않을 수 있다. 이는 갭(G)의 입구에 형성된 박막이 입구를 차단하여 갭(G)의 내부로 공정 물질이 침투하는 것을 방해하기 때문이다.A thin film may be formed as an interlayer insulating film on the substrate W. In this case, it is preferable that the process material for forming the thin film penetrates and fills the gap (G). On the other hand, when the gap between wires is small, it is not easy for process water to penetrate into the gap (G), so proper thin film formation may not be performed. In particular, when the inlet diameter (d) of the gap (G) is small and the depth (h) of the gap (G) is deep, it may not be easy to infiltrate the process material into the gap (G). This is because the thin film formed at the entrance of the gap G blocks the entrance and prevents the process material from penetrating into the gap G.
도 5를 참조하면, 기판(W)에 박막(F)이 형성될 수 있다. 박막(F)의 두께(TH1, TH2, TH3)는 그 위치에 따라 다르게 형성될 수 있다.Referring to FIG. 5, a thin film (F) may be formed on the substrate (W). The thickness (TH1, TH2, TH3) of the thin film (F) may be formed differently depending on its location.
용량성 결합 플라즈마 방식이 이용되는 경우 갭(G)을 벗어난 기판(W)의 표면에서의 박막(F)의 두께(TH1)가 갭(G)의 내측벽 및 바닥면에서의 박막(F)의 두께(TH2, TH3)에 비하여 크게 형성될 수 있다. 따라서, 용량성 결합 플라즈마 방식이 이용되는 경우 기판(W)의 전반적인 막질이 향상될 수 있다.When the capacitively coupled plasma method is used, the thickness (TH1) of the thin film (F) on the surface of the substrate (W) outside the gap (G) is equal to that of the thin film (F) on the inner wall and bottom surface of the gap (G). It can be formed larger than the thickness (TH2, TH3). Therefore, when the capacitively coupled plasma method is used, the overall film quality of the substrate W can be improved.
원격 플라즈마 발생 방식이 이용되는 경우 갭(G)의 내측벽 및 바닥면에서의 박막(F)의 두께(TH2, TH3)가 균일하게 형성될 수 있다. 라디칼이 갭(G)으로 침투하여 소스 가스를 활성화시키기 때문에 용량성 결합 플라즈마 방식에 비하여 원격 플라즈마 발생 방식이 이용되는 경우 갭(G)의 내부에 형성되는 박막(F)의 두께(TH2, TH3)가 균일하게 형성될 수 있는 것이다.When a remote plasma generation method is used, the thicknesses TH2 and TH3 of the thin film F on the inner wall and bottom surface of the gap G can be formed uniformly. Since radicals penetrate into the gap (G) and activate the source gas, when the remote plasma generation method is used compared to the capacitively coupled plasma method, the thickness (TH2, TH3) of the thin film (F) formed inside the gap (G) can be formed uniformly.
본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치(10)는 용량성 결합 플라즈마 방식으로 기판(W)에 대한 공정을 수행하는 용량성 결합 플라즈마 셀(110) 및 원격 플라즈마 발생 방식으로 기판(W)에 대한 공정을 수행하는 원격 플라즈마 셀(120)을 모두 구비할 수 있다. 용량성 결합 플라즈마 방식 및 원격 플라즈마 발생 방식이 모두 이용되어 기판(W)에 박막(F)이 형성됨에 따라 기판(W)의 전체 영역에 걸친 박막(F)의 막질이 유지되면서 갭(G)의 내부에 형성되는 박막(F)의 두께(TH2, TH3)가 균일하게 형성될 수 있다.The
도 6은 이동 로봇의 핸드가 기판으로 전개된 것을 나타낸 도면이고, 도 7은 이동 로봇이 기판을 리프트한 것을 나타낸 도면이다.FIG. 6 is a diagram showing the hand of the mobile robot being deployed to the substrate, and FIG. 7 is a diagram showing the mobile robot lifting the substrate.
도 6 및 도 7을 참조하면, 이동 로봇(700)은 기판(W)을 리프트할 수 있다.Referring to FIGS. 6 and 7 , the
기판(W)의 리프팅을 위하여 우선적으로 기판 지지부(210, 220)가 공정 챔버(100)의 바닥면에 안착될 수 있다. 이러한 경우 지지 핀(171, 172)에 의해 지지된 기판(W)이 기판 지지부(210, 220)의 안착면에서 이격될 수 있다.In order to lift the substrate W, the substrate supports 210 and 220 may be preferentially seated on the bottom surface of the
기판(W)이 기판 지지부(210, 220)의 안착면에서 이격된 상태에서 이동 로봇(700)의 핸드(730)가 기판(W)으로 전개될 수 있다. 즉, 이동 로봇(700)의 핸드(730)가 기판(W)의 하측면으로 접근하는 것이다. 이를 위하여 메인 몸체(710)의 회전 및 암(720)의 길이 조절이 수행될 수 있다. 메인 몸체(710)의 회전 및 암(720)의 길이 조절이 수행됨에 따라 암(720) 또는 핸드(730)가 지지 핀(171, 172)을 간섭하지 않은 상태에서 핸드(730)가 기판(W)의 하측면에 접근할 수 있게 된다. 도 6은 이동 로봇(700)의 핸드(730)가 기판(W)의 하측면에 접근한 것을 도시하고 있다.While the substrate W is spaced apart from the seating surfaces of the substrate supports 210 and 220, the
핸드(730)가 기판(W)으로 전개된 이후에 메인 몸체(710)는 공정 챔버(100)에 대하여 상승할 수 있다. 메인 몸체(710)가 상승함에 따라 핸드(730)가 기판(W)을 리프트하고, 기판(W)이 지지 핀(171, 172)에서 이탈할 수 있다. 도 7은 이동 로봇(700)이 기판(W)을 리프트한 것을 도시하고 있다. 이동 로봇(700)은 서로 다른 복수의 셀(110, 120)에 배치된 기판(W)을 동시에 지지할 수 있다.After the
기판(W)이 지지 핀(171, 172)에서 이탈된 상태에서 메인 몸체(710)는 회전축(Ax)을 기준으로 회전할 수 있다. 메인 몸체(710)가 회전함에 따라 핸드(730)에 지지된 기판(W)이 이동홀(160)을 통해 인접한 셀로 이동할 수 있다.With the substrate W separated from the support pins 171 and 172, the
도 8은 원격 플라즈마 셀로 기판이 반입되는 것을 나타낸 도면이고, 도 9는 이동 로봇이 원격 플라즈마 셀에 배치된 기판을 리프트한 것을 나타낸 도면이고, 도 10은 이동 로봇이 원격 플라즈마 셀에서 용량성 결합 플라즈마 셀로 기판을 이동시키는 것을 나타낸 도면이고, 도 11은 원격 플라즈마 셀로 새로운 기판이 반입되는 것을 나타낸 도면이며, 도 12는 원격 플라즈마 셀과 용량성 결합 플라즈마 셀 간에 기판이 교환되는 것을 나타낸 도면이다.Figure 8 is a diagram showing a substrate being brought into a remote plasma cell, Figure 9 is a diagram showing a mobile robot lifting a substrate placed in a remote plasma cell, and Figure 10 is a diagram showing a mobile robot lifting a capacitively coupled plasma in a remote plasma cell. This is a diagram showing moving a substrate into a cell, Figure 11 is a diagram showing a new substrate being brought into a remote plasma cell, and Figure 12 is a diagram showing a substrate being exchanged between a remote plasma cell and a capacitively coupled plasma cell.
도 8을 참조하면, 기판 출입구(130)를 통하여 원격 플라즈마 셀(120)로 기판(W1, W2)이 반입될 수 있다.Referring to FIG. 8 , substrates W1 and W2 may be brought into the
원격 플라즈마 셀(120)로 반입된 기판(W1, W2)에 대하여 원격 플라즈마 발생 방식으로 공정이 수행될 수 있다. 이 때, 용량성 결합 플라즈마 셀(110)에는 기판이 반입되지 않았기 때문에 용량성 결합 플라즈마 셀(110)에서는 기판에 대한 공정이 수행되지 않을 수 있다.A process may be performed on the substrates W1 and W2 brought into the
도 9 및 도 10을 참조하면, 이동 로봇(700)은 원격 플라즈마 셀(120)에서 공정이 완료된 기판(W1, W2)을 용량성 결합 플라즈마 셀(110)로 이동시킬 수 있다.Referring to FIGS. 9 and 10 , the
이동 로봇(700)은 원격 플라즈마 셀(120)에서 기판(W1, W2)을 리프트한 이후에 회전축(Ax)을 기준으로 회전할 수 있다. 이동 로봇(700)이 회전함에 따라 기판(W1, W2)이 원격 플라즈마 셀(120)에서 용량성 결합 플라즈마 셀(110)로 이동하게 된다. 셀 간의 이동이 완료된 이후에 이동 로봇(700)은 하강하여 기판(W1, W2)이 용량성 결합 플라즈마 셀(110)의 지지 핀(171, 172)에 지지되도록 할 수 있다.The
도 11을 참조하면, 이동 로봇(700)이 기판(W1, W2)을 원격 플라즈마 셀(120)에서 용량성 결합 플라즈마 셀(110)로 이동시킨 이후에 기판 출입구(130)를 통하여 새로운 기판(W3, W4)이 원격 플라즈마 셀(120)로 반입될 수 있다.Referring to FIG. 11, after the
새로운 기판(W3, W4)이 원격 플라즈마 셀(120)로 반입된 이후에 용량성 결합 플라즈마 셀(110) 및 원격 플라즈마 셀(120)에서 기판(W1, W2, W3, W4)에 대한 공정이 수행될 수 있다. 용량성 결합 플라즈마 셀(110)로 반입된 기판(W1, W2)에 대하여 용량성 결합 플라즈마 발생 방식으로 공정이 수행되고, 원격 플라즈마 셀(120)로 반입된 기판(W3, W4)에 대하여 원격 플라즈마 발생 방식으로 공정이 수행될 수 있다.After the new substrates W3 and W4 are brought into the
도 12를 참조하면, 이동 로봇(700)은 용량성 결합 플라즈마 셀(110)과 원격 플라즈마 셀(120) 간에 기판(W1, W2, W3, W4)을 교환할 수 있다.Referring to FIG. 12, the
이동 로봇(700)은 용량성 결합 플라즈마 셀(110)에서 공정이 완료된 기판(W1, W2)을 원격 플라즈마 셀(120)로 이동시키고, 원격 플라즈마 셀(120)에서 공정이 완료된 기판(W3, W4)을 용량성 결합 플라즈마 셀(110)로 이동시킬 수 있다. 이동 로봇(700)에 의한 기판(W1, W2, W3, W4)의 이동이 완료된 이후에 각 셀에서 기판(W1, W2, W3, W4)에 대한 공정이 수행될 수 있다.The
이와 같은 과정을 통하여 기판(W1, W2, W3, W4)에 대한 용량성 결합 플라즈마 방식에 의한 공정 및 원격 플라즈마 발생 방식에 의한 공정이 반복적으로 수행될 수 있다. 서로 다른 방식의 공정이 수행됨에 따라 용량성 결합 플라즈마 방식 및 원격 플라즈마 발생 방식이 모두 이용되어 기판(W1, W2, W3, W4)에 박막이 형성됨에 따라 기판(W1, W2, W3, W4)의 전체 영역에 걸친 박막의 막질이 유지되면서 갭(G)의 내부에 형성되는 박막의 두께가 균일하게 형성될 수 있다.Through this process, the process using the capacitively coupled plasma method and the process using the remote plasma generation method can be repeatedly performed on the substrates W1, W2, W3, and W4. As different processes are performed, both the capacitively coupled plasma method and the remote plasma generation method are used to form thin films on the substrates (W1, W2, W3, and W4). The thickness of the thin film formed inside the gap G can be formed uniformly while maintaining the film quality of the thin film over the entire area.
모든 공정이 완료된 기판은 기판 출입구(130)를 통하여 배출되고, 또 다른 기판이 기판 출입구(130)를 통하여 반입되어 위와 같은 과정이 반복될 수 있다.The substrate for which all processes have been completed is discharged through the
전술한 바와 같이, 원격 플라즈마 발생기(500)는 할로우 캐소드 플라즈마 방식으로 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 할로우 캐소드 플라즈마 방식을 이용하는 원격 플라즈마 발생기(500)는 전계의 형성 및 해제가 비교적 신속하게 수행될 수 있다. 이에, 원격 플라즈마 셀(120)에서의 공정 개시 및 공정 중단이 비교적 신속하게 수행될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치(10)는 용량성 결합 플라즈마 방식에 의한 공정 및 원격 플라즈마 발생 방식에 의한 공정을 신속하게 반복할 수 있다.As described above, the
또한, 원격 플라즈마 발생기(500)의 내부는 금속 재질로 구성되는데, 이로 인해 공정 가스 및 라디칼의 산화 반응이 방지될 수도 있다.Additionally, the interior of the
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although embodiments of the present invention have been described with reference to the above and the attached drawings, those skilled in the art will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical idea or essential features. You will understand that it exists. Therefore, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive.
10: 기판 처리 장치
100: 공정 챔버
210, 220: 기판 지지부
310, 320: 승강부
410, 420: 샤워헤드
500: 원격 플라즈마 발생기
610, 620: 전력 공급부
700: 이동 로봇
800: 제어부10: substrate processing device 100: process chamber
210, 220:
410, 420: Showerhead 500: Remote plasma generator
610, 620: Power supply unit 700: Mobile robot
800: Control unit
Claims (11)
상기 복수의 셀 간에 기판을 이동시키는 이동 로봇을 포함하되,
상기 복수의 셀은,
용량성 결합 플라즈마(CCP; Capacitively Coupled Plasma) 방식으로 플라즈마를 발생시키는 용량성 결합 플라즈마 셀; 및
원격 플라즈마 발생 방식으로 플라즈마를 발생시키는 원격 플라즈마 셀을 포함하는 기판 처리 장치.a process chamber including a plurality of cells for a plurality of individual processes on a substrate; and
Including a mobile robot that moves the substrate between the plurality of cells,
The plurality of cells are,
A capacitively coupled plasma cell that generates plasma using a capacitively coupled plasma (CCP) method; and
A substrate processing device including a remote plasma cell that generates plasma by remote plasma generation.
상기 원격 플라즈마 셀은 할로우 캐소드 플라즈마(HCP; Hollow Cathode Plasma) 방식으로 플라즈마를 발생시키는 원격 플라즈마 발생기를 포함하는 기판 처리 장치.According to claim 1,
The remote plasma cell is a substrate processing device including a remote plasma generator that generates plasma by a hollow cathode plasma (HCP) method.
상기 이동 로봇은 상기 용량성 결합 플라즈마 셀과 상기 원격 플라즈마 셀 간에 기판을 이동시키는 기판 처리 장치.According to claim 1,
A substrate processing apparatus wherein the mobile robot moves a substrate between the capacitively coupled plasma cell and the remote plasma cell.
상기 복수의 셀은 기판의 가장자리를 따라 에어를 분사하는 에어 분사부를 포함하는 기판 처리 장치.According to claim 1,
A substrate processing apparatus wherein the plurality of cells include an air injection unit that sprays air along the edge of the substrate.
상기 공정 챔버는 상기 복수의 셀 각각을 격리시키는 격벽을 포함하는 기판 처리 장치.According to claim 1,
The process chamber includes a partition wall that isolates each of the plurality of cells.
상기 격벽은 상기 복수의 셀 중 인접한 셀을 연결하는 이동홀을 포함하고, 상기 이동 로봇은 상기 이동홀을 통하여 상기 복수의 셀 간에 기판을 이동시키는 기판 처리 장치.According to clause 5,
The partition wall includes a moving hole connecting adjacent cells among the plurality of cells, and the mobile robot moves a substrate between the plurality of cells through the moving hole.
상기 복수의 셀은 기판을 지지하는 기판 지지부를 포함하고,
상기 기판 지지부는 기판에 공정이 수행되는 공정 지점으로 상승하거나 기판의 이동이 수행되는 이동 지점으로 하강하고,
상기 이동홀은 상기 이동 지점에 인접하여 상기 격벽에 형성되는 기판 처리 장치.According to clause 6,
The plurality of cells include a substrate support portion that supports the substrate,
The substrate support unit rises to a process point where a process is performed on the substrate or descends to a movement point where movement of the substrate is performed,
The moving hole is formed in the partition wall adjacent to the moving point.
상기 복수의 셀은 퍼지 가스를 분사하는 퍼지 가스 분사부를 포함하는 기판 처리 장치.According to claim 1,
A substrate processing apparatus wherein the plurality of cells include a purge gas injection unit that sprays a purge gas.
상기 복수의 셀은 공정 가스를 분사하는 샤워헤드를 포함하고,
상기 용량성 결합 플라즈마 셀에 구비된 샤워헤드는 상기 공정 가스 중 소스 가스 및 반응 가스를 분사하고,
상기 원격 플라즈마 셀에 구비된 샤워헤드는 상기 공정 가스 중 반응 가스가 해리되어 발생된 라디칼 및 소스 가스를 분사하는 기판 처리 장치.According to claim 1,
The plurality of cells include a showerhead that sprays process gas,
A showerhead provided in the capacitively coupled plasma cell sprays a source gas and a reaction gas among the process gas,
A showerhead provided in the remote plasma cell sprays radicals and source gas generated by dissociation of a reaction gas in the process gas.
상기 공정 챔버에 반입된 기판은 상기 원격 플라즈마 셀에서 공정이 수행된 이후에 상기 용량성 결합 플라즈마 셀에서 공정이 수행되는 기판 처리 장치.According to claim 1,
A substrate processing apparatus in which a substrate brought into the process chamber is processed in the capacitively coupled plasma cell after the substrate is processed in the remote plasma cell.
상기 공정 챔버의 일측에 배치되는 기판 출입구를 더 포함하고,
상기 기판 출입구는 상기 용량성 결합 플라즈마 셀에 비하여 상기 원격 플라즈마 셀에 인접하여 배치되는 기판 처리 장치.According to claim 1,
Further comprising a substrate entrance disposed on one side of the process chamber,
and wherein the substrate entrance is disposed adjacent to the remote plasma cell relative to the capacitively coupled plasma cell.
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---|---|---|---|
KR1020220151219A KR20240074928A (en) | 2022-11-14 | 2022-11-14 | Apparatus for processing substrate |
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