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KR20200022682A - 버퍼 유닛, 그리고 이를 가지는 기판 처리 장치 및 방법 - Google Patents

버퍼 유닛, 그리고 이를 가지는 기판 처리 장치 및 방법 Download PDF

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KR20200022682A
KR20200022682A KR1020180098590A KR20180098590A KR20200022682A KR 20200022682 A KR20200022682 A KR 20200022682A KR 1020180098590 A KR1020180098590 A KR 1020180098590A KR 20180098590 A KR20180098590 A KR 20180098590A KR 20200022682 A KR20200022682 A KR 20200022682A
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KR
South Korea
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gas
exhaust
buffer space
mode
unit
Prior art date
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Abandoned
Application number
KR1020180098590A
Other languages
English (en)
Inventor
손덕현
이상기
Original Assignee
세메스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 세메스 주식회사 filed Critical 세메스 주식회사
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Priority to US16/546,104 priority patent/US11056367B2/en
Priority to CN201910782611.9A priority patent/CN110858559B/zh
Publication of KR20200022682A publication Critical patent/KR20200022682A/ko
Priority to KR1020210003344A priority patent/KR102335471B1/ko
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Abstract

본 발명의 실시예는 기판을 보관하는 장치 및 방법을 제공한다.
기판을 저장하는 버퍼 유닛은 일측에 반출입구가 형성되며, 내부에 버퍼 공간을 가지는 하우징, 상기 버퍼 공간 내에서 하나 또는 복수의 기판을 지지하는 기판 지지 유닛, 상기 버퍼 공간의 압력을 조절하는 압력 조절 유닛, 그리고 상기 압력 조절 유닛을 제어하는 제어기를 포함하되, 상기 압력 조절 유닛은 상기 버퍼 공간을 가압하는 가스를 공급하는 하나 또는 복수의 가스 공급 라인 및 상기 버퍼 공간을 감압하는 하나 또는 복수의 가스 배기 라인을 포함하고, 상기 가스 공급 라인과 상기 가스 배기 라인 중 적어도 하나는 복수 개로 제공되며, 상기 제어기는 상기 버퍼 공간에 가스를 충진한 상태로 유지하는 충진 모드와 상기 버퍼 공간을 배기한 상태로 유지하는 배기 모드 중 선택된 모드로 유지되도록 상기 압력 조절 유닛을 제어하되, 상기 충진 모드와 상기 배기모드 각각에서 사용되는 상기 가스 공급 라인의 수 또는 상기 가스 배기 라인의 수는 서로 상이하도록 상기 압력 조절 유닛을 제어한다. 이로 인해 사용되는 가스 공급 라인의 수와 가스 배기 라인의 수를 달리함으로써, 충진 모드와 배기 모드 중 어느 하나의 모드로 선택적으로 수행할 수 있다.

Description

버퍼 유닛, 그리고 이를 가지는 기판 처리 장치 및 방법{Buffer unit, Apparatus and Method for treating substrate with the unit}
본 발명은 기판을 처리하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판을 보관하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
반도체소자를 제조하기 위해서, 기판에 패턴을 형성하기 위해 사진 공정, 식각 공정, 애싱 공정, 이온주입 공정, 그리고 박막 증착 공정 등의 다양한 공정들을 수행한다. 이러한 공정들 중 식각 공정, 이온 주입 공정, 그리고 박막 증착 공정은 진공 분위기에서 기판을 처리한다. 진공 분위기에서 대기 분위기로 이동된 기판은 산소에 노출되면서 기판에는 파티클 및 퓸(Fume)이 형성된다. 따라서 기판 처리 공정 후에는 기판이 버퍼 유닛에서 보관되는 중에 그 파티클 및 퓸을 제거하는 공정을 수행한다.
버퍼 유닛에서 퓸을 제거하는 공정으로는 기판이 보관되는 공간의 압력을 조절하는 공정이 수행된다. 압력 조절 공정은 보관 공간의 압력을 양압으로 조절하는 양압 모드 또는 음압으로 조절하는 음압 모드를 가진다. 예컨대, 양압 모드는 보관 공간에 가스를 충진하여 기판 상에 잔류된 이물을 블로우하여 제거한다. 이와 반대로, 음압 모드은 보관 공간을 감압하여 기판에 잔류된 이물을 배기하여 제거한다.
도 1은 일반적인 버퍼 유닛들을 보여주는 도면이다. 도 1을 참조하면, 버퍼 유닛은 제1유닛(2), 제2유닛(4), 그리고 제3유닛(6)과 같은 다양한 유형을 가진다. 제1유닛(2)은 가스 공급 라인(2a)을 가지며, 가스 공급 라인(2a)은 제1유닛(2) 내에 가스를 공급하여 양압 모드를 수행한다. 제2유닛(4)은 가스 배기 라인(4a)을 가지며, 가스 배기 라인(4a)은 제2유닛(4)의 내부를 감압함에 따라 음압 모드가 수행된다.
이로 인해 제1유닛(2)과 제2유닛(4) 각각은 양압 모드와 음압 모드 중 어느 하나만을 수행할 수 있으며 2 이상의 복수 모드를 수행하는 것이 어렵다. 이로 인해 다양한 공정에 대응하여 그 공정에 맞는 세정 모드를 수행하는 것이 어려우며, 그 세정 효율 또한 떨어진다.
본 발명은 기판을 보관하는 중에 보관 공간의 압력을 다양하게 조절하여 기판을 세정할수 있는 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한 본 발명은 버퍼 공간의 압력을 공정에 맞게 조절하여 세정 효율을 높일 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 실시예는 기판을 보관하는 장치 및 방법을 제공한다.
기판을 저장하는 버퍼 유닛은 일측에 반출입구가 형성되며, 내부에 버퍼 공간을 가지는 하우징, 상기 버퍼 공간 내에서 하나 또는 복수의 기판을 지지하는 기판 지지 유닛, 상기 버퍼 공간의 압력을 조절하는 압력 조절 유닛, 그리고 상기 압력 조절 유닛을 제어하는 제어기를 포함하되, 상기 압력 조절 유닛은 상기 버퍼 공간을 가압하는 가스를 공급하는 하나 또는 복수의 가스 공급 라인 및 상기 버퍼 공간을 감압하는 하나 또는 복수의 가스 배기 라인을 포함하고, 상기 가스 공급 라인과 상기 가스 배기 라인 중 적어도 하나는 복수 개로 제공되며, 상기 제어기는 상기 버퍼 공간에 가스를 충진한 상태로 유지하는 충진 모드와 상기 버퍼 공간을 배기한 상태로 유지하는 배기 모드 중 선택된 모드로 유지되도록 상기 압력 조절 유닛을 제어하되, 상기 충진 모드와 상기 배기모드 각각에서 사용되는 상기 가스 공급 라인의 수 또는 상기 가스 배기 라인의 수는 서로 상이하도록 상기 압력 조절 유닛을 제어한다.
상기 가스 공급 라인은 복수 개로 제공되며, 상기 제어기는 상기 충진 모드에서 상기 버퍼 공간으로 가스를 공급하기 위해 사용되는 상기 가스 공급 라인의 수가 상기 배기 모드에서 상기 버퍼 공간으로 가스를 공급하기 위해 사용되는 상기 가스 공급 라인의 수보다 더 많도록 상기 가스 공급 라인을 제어할 수 있다.
상기 압력 조절 유닛은, 상기 가스 공급 라인 중 하나에 연결되고, 상기 버퍼 공간에서 퍼지 가스를 공급하는 제1공급부 및 상기 가스 공급 라인 중 다른 하나에 연결되고, 상기 버퍼 공간에서 퍼지 가스를 공급하는 제2공급부를 포함하되, 상기 제어기는 상기 충진 모드에서 상기 제1공급부 및 상기 제2공급부 각각으로부터 퍼지 가스가 공급되고, 상기 배기 모드에서 상기 제2공급부의 퍼지 가스 공급없이 상기 제1공급부로부터 퍼지 가스가 공급되도록 상기 압력 조절 유닛을 제어할 수 있다,
상기 제1공급부는 상기 제2공급부에 비해 상기 반출입구에 더 가깝게 위치될 수 있다. 상기 제1공급부는 복수의 노즐들을 포함하고, 상기 노즐들은 상부에서 바라볼 때 상기 반출입구와 평행하거나, 상기 반출입구에 대한 퍼지 가스의 토출 방향이 예각을 이루도록 퍼지 가스를 토출할 수 있다. 상기 가스 배기 라인은 복수 개로 제공되며, 상기 제어기는 상기 배기 모드에서 상기 버퍼 공간으로 가스를 배기하기 위해 사용되는 상기 가스 배기 라인의 수가 상기 충진 모드에서 상기 버퍼 공간으로 가스를 배기하기 위해 사용되는 상기 가스 배기 라인의 수보다 더 많도록 상기 가스 공급 라인을 제어할 수 있다.
상기 가스 배기 라인은 복수 개로 제공되되, 상기 압력 조절 유닛은 상기 가스 배기 라인 중 하나에 연결되고, 상기 버퍼 공간을 배기하는 제1배기부 및 상기 가스 배기 라인 중 다른 하나에 연결되고, 상기 버퍼 공간을 배기하는 제2배기부를 더 포함하되, 상기 제어기는 상기 충진 모드에서 상기 제2배기부의 배기없이 상기 제1공급부에 의해 상기 버퍼 공간이 배기되고, 상기 배기 모드에서 상기 제1배기부와 상기 제2배기부 각각에 의해 상기 버퍼 공간이 배기되도록 상기 압력 조절 유닛을 제어할 수 있다. 상기 제1배기부는 상기 제2배기부에 비해 상기 반출입구에 더 가깝게 위치될 수 있다.
상기 제1배기부는 복수의 배기 포트를 포함하고, 상기 배기 포트들은 상부에서 바라볼 때 상기 반출입구와 평행한 방향으로 배열될 수 있다.
상기 제어기는 상기 버퍼 공간에 보관되기 전에 기판을 처리하기 위해 사용되는 공정 가스에 따라 상기 충진 모드와 상기 배기 모드 중 선택된 모드를 유지하도록 상기 압력 조절 유닛을 제어할 수 있다.
상기 제어기는 상기 버퍼 공간에 위치된 기판에 잔류되는 잔류물을 제거하고자 할 때에 상기 배기 모드를 유지하고, 상기 버퍼 공간에 위치된 기판을 건조하고자 할 때에 상기 충진 모드를 유지하도록 상기 압력 조절 유닛을 제어할 수 있다.
또한 상기 가스 공급 라인과 상기 가스 배기 라인은 각각 복수 개로 제공되며, 상기 제어기는 상기 충진 모드에서 상기 버퍼 공간으로 가스를 공급하기 위해 사용되는 상기 가스 공급 라인의 수가 상기 배기 모드에서 상기 버퍼 공간으로 가스를 공급하기 위해 사용되는 상기 가스 공급 라인의 수보다 더 많고, 상기 충진 모드에서 상기 버퍼 공간으로부터 가스를 배기하기 위해 사용되는 상기 가스 배기 라인의 수가 상기 배기 모드에서 상가 버퍼 공간으로부터 가스를 배기하기 위해 사용되는 상기 가스 배기 라인의 수보다 적도록 상기 압력 조절 유닛을 제어할 수 있다.
또한 기판 처리 장치는 기판을 처리하는 공정 모듈 및 상기 공정 모듈의 일측에 위치되는 인덱스 모듈을 포함하되, 상기 인덱스 모듈은 기판을 수용하는 용기가 놓여지는 로드 포트, 상기 로드 포트와 상기 기판 처리 모듈 사이에 배치되는 이송 프레임, 그리고 상기 이송 프레임의 일측에 배치되며, 상기 공정 모듈에서 처리된 기판을 임시 보관하는 버퍼 유닛을 포함하되,
상기 버퍼 유닛은 일측에 반출입구가 형성되며, 내부에 버퍼 공간을 가지는 하우징, 상기 버퍼 공간 내에서 하나 또는 복수의 기판을 지지하는 기판 지지 유닛, 상기 버퍼 공간의 압력을 조절하는 압력 조절 유닛, 그리고 상기 압력 조절 유닛을 제어하는 제어기를 포함하되, 상기 압력 조절 유닛은 상기 버퍼 공간을 가압하는 가스를 공급하는 하나 또는 복수의 가스 공급 라인 및 상기 버퍼 공간을 감압하는 하나 또는 복수의 가스 배기 라인을 포함하고, 상기 가스 공급 라인과 상기 가스 배기 라인 중 적어도 하나는 복수 개로 제공되며, 상기 제어기는 상기 버퍼 공간에 가스를 충진한 상태로 유지하는 충진 모드와 상기 버퍼 공간을 배기한 상태로 유지하는 배기 모드 중 선택된 모드로 유지되도록 상기 압력 조절 유닛을 제어하되, 상기 충진 모드와 상기 배기모드 각각에서 사용되는 상기 가스 공급 라인 또는 상기 가스 배기 라인의 수는 서로 상이하도록 상기 압력 조절 유닛을 제어한다.
상기 가스 공급 라인은 복수 개로 제공되며, 상기 제어기는 상기 충진 모드에서 상기 버퍼 공간으로 가스를 공급하기 위해 사용되는 상기 가스 공급 라인의 수가 상기 배기 모드에서 상기 버퍼 공간을 배기하기 위해 사용되는 상기 가스 공급 라인의 수보다 더 많도록 상기 압력 조절 유닛을 제어할 수 있다.
상기 압력 조절 유닛은, 상기 가스 공급 라인 중 하나에 연결되고, 상기 버퍼 공간에서 퍼지 가스를 공급하는 제1공급부 및 상기 가스 공급 라인 중 다른 하나에 연결되고, 상기 버퍼 공간에서 퍼지 가스를 공급하는 제2공급부, 그리고 상기 가스 배기 라인 중 하나에 연결되고, 상기 버퍼 공간을 배기하는 제1배기부를 더 포함하되, 상기 제1공급부 및 상기 제1배기부 각각은 상기 제2공급부에 비해 상기 반출입구에 더 가깝게 위치될 수 있다.
상기 가스 배기 라인은 복수 개로 제공되며, 상기 제어기는 상기 배기 모드에서 상기 버퍼 공간을 배기하기 위해 사용되는 상기 가스 배기 라인의 수가 상기 충진 모드에서 상기 버퍼 공간에 가스를 공급하기 위해 사용되는 상기 가스 배기 라인의 수보다 더 많도록 상기 압력 조절 유닛을 제어할 수 있다. 상기 압력 조절 유닛은 상기 가스 공급 라인 중 하나에 연결되고, 상기 버퍼 공간에서 퍼지 가스를 공급하는 제1공급부, 상기 가스 배기 라인 중 하나에 연결되고, 상기 버퍼 공간을 배기하는 제1배기부, 그리고 상기 가스 배리 라인 중 다른 하나에 연결되며, 상기 버퍼 공간을 배기하는 제2배기부를 더 포함하되, 상기 제1공급부 및 상기 제1배기부 각각은 상기 제2배기부에 비해 상기 반출입구에 더 가깝게 위치될 수 있다.
상기 제1공급부는 복수의 노즐들을 포함하고, 상기 노즐들은 상부에서 바라볼 때 상기 반출입구와 평행하게 퍼지 가스를 토출하거나, 상기 반출입구에 대한 퍼지 가스의 토출 방향이 예각을 이루도록 퍼지 가스를 토출할 수 있다.
상기 제1배기부는 복수의 배기 포트를 포함하고, 상기 배기 포트들은 상부에서 바라볼 때 상기 반출입구와 평행한 방향으로 배열될 수 있다.
상기 공정 모듈은 제1공정 가스를 사용하여 제1공정을 수행하는 제1공정 유닛 및 제2공정 가스를 사용하여 제2공정을 수행하는 제2공정 유닛을 포함하고, 상기 제어기는 상기 제1공정이 수행된 기판에 대해 상기 버퍼 공간을 상기 배기 모드를 유지하고, 상기 제2공정이 수행된 기판에 대해 상기 버퍼 공간을 충진 모드로 유지하도록 상기 압력 조절 유닛을 제어할 수 있다.
상기 버퍼 유닛은 복수 개로 제공되며, 이 중 하나는 상기 이송 프레임의 일측에 위치되고, 다른 하나는 상기 이송 프레임의 타측에 위치되되, 상기 제1공정이 수행된 기판은 상기 하나에 보관되고, 상기 제2공정이 수행된 기판은 상기 다른 하나에 보관되되, 상기 하나의 상기 버퍼 공간에는 상기 배기 모드가 유지되고, 상기 다른 하나의 상기 버퍼 공간에는 상기 충진 모드가 유지될 수 있다.
또한 기판을 처리하는 방법은 상기 기판을 처리하는 기판 처리 단계 및 상기 기판 처리 단계 이후에, 버퍼 유닛의 내부인 버퍼 공간에 상기 기판을 보관하는 기판 보관 단계를 포함하되, 상기 버퍼 공간은 가스 공급 라인에 의해 공급되는 가스에 의해 가스를 충진되는 충진 모드와 가스 배기 라인에 의해 상기 버퍼 공간이 배기되는 배기 모드 중 선택된 모드로 유지되며, 상기 충진 모드와 상기 배기 모드에서 사용되는 상기 가스 공급 라인과 상기 가스 배기 라인의 수는 서로 상이하게 제공된다.
상기 충진 모드에서 상기 버퍼 공간에 가스를 충진하기 위해 사용되는 상기 가스 공급 라인의 수가 상기 배기 모드에서 상기 버퍼 공간에 가스를 충진하기 위해 사용되는 가스 공급 라인의 수보다 많게 제공될 수 있다.
상기 배기 모드에서 상기 버퍼 공간을 배기하기 위해 사용되는 상기 가스 배기 라인의 수가 상기 충진 모드에서 상기 버퍼 공간을 배기하기 위해 사용되는 상기 가스 배기 라인의 수보다 많게 제공될 수 있다. 상기 기판 처리 단계에는 상기 기판을 제1가스로 처리하는 제1공정과 상기 기판을 제2가스로 처리하는 제2공정 중 하나가 수행되고, 상기 제1가스와 상기 제2가스는 서로 다른 종류의 가스로 제공되며, 상기 기판 처리 단계에서 사용되는 가스의 종류에 따라 상기 선택된 모드가 상이해질 수 있다.
상기 제1공정을 수행한 경우에는 상기 배기 모드를 유지하고, 상기 제2공정을 수행한 경우에는 상기 충진 모드를 유지하되, 상기 제1가스는 불소(F), 염소(Cl), 또는 브롬(Br)을 포함하고, 상기 제2가스는 암모니아(NH3)를 포함할 수 있다.
상기 충진 모드에는 상기 배기 모드보다 상기 버퍼 공간을 더 높은 온도로 가열할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 사용되는 가스 공급 라인의 수와 가스 배기 라인의 수를 달리함으로써, 충진 모드와 배기 모드 중 어느 하나의 모드로 선택적으로 수행할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 충진 모드와 배기 모드 시에는 반출입구에 더 가까운 제1공급부와 제1배기부를 사용함으로써, 외부의 오염물이 유입되는 것을 방지할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 충진 모드와 배기 모드는 기판 처리에 사용된 가스의 종류에 따라 달리 선택된다. 이로 인해 기판의 세정 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 일반적인 버퍼 유닛들을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 설비를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 3은 도 2의 가스 처리 장치의 단면도이다.
도 4는 도 2의 버퍼 유닛을 보여주는 사시도이다.
도 5는 도 4의 버퍼 유닛을 보여주는 평면도이다.
도 6은 도 5의 선 A-A를 따라 절단한 단면도이다.
도 7은 도 4의 압력 조절 유닛을 보여주는 도면이다.
도 8은 도 7의 유닛을 이용하여 배기 모드를 수행하는 과정을 보여주는 도면이다.
도 9는 도 7의 유닛을 이용하여 충진 모드를 수행하는 과정을 보여주는 도면이다.
본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예로 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장된 것이다.
본 발명의 실시예에서는 플라즈마를 이용하여 기판을 식각하는 기판 처리 장치에 대해 설명한다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않고, 가스를 이용하여 기판을 처리하는 다양한 종류의 장치에 적용 가능하다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 설비를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 2를 참조하면, 기판 처리 설비(1)는 인덱스 모듈(10), 로딩 모듈(30), 그리고 공정 모듈(20)을 가지고, 인덱스 모듈(10)은 로드 포트(120), 이송 프레임(140), 그리고 버퍼 유닛(2000)을 가진다. 로드 포트(120), 이송 프레임(140), 그리고 공정 모듈(20)은 순차적으로 일렬로 배열된다. 이하, 로드 포트(120), 이송 프레임(140), 로딩 모듈(30), 그리고 공정 모듈(20)이 배열된 방향을 제1방향(12)이라 하고, 상부에서 바라볼 때, 제1방향(12)과 수직한 방향을 제2방향(14)이라 하며, 제1방향(12)과 제2방향(14)을 포함한 평면에 수직인 방향을 제3방향(16)이라 칭한다.
로드 포트(120)에는 복수 개의 기판들(W)이 수납된 캐리어(18)가 안착된다. 로드 포트(120)는 복수 개가 제공되며 이들은 제2방향(14)을 따라 일렬로 배치된다. 도 2에서는 3 개의 로드 포트(120)가 제공된 것으로 도시하였다. 그러나 로드 포트(120)의 개수는 공정 모듈(20)의 공정효율 및 풋 프린트 등의 조건에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다. 캐리어(18)에는 기판의 가장자리를 지지하도록 제공된 슬롯(도시되지 않음)이 형성된다. 슬롯은 제3방향(16)을 따라 복수 개가 제공되고, 기판은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 캐리어 내에 위치된다. 캐리어(18)로는 전면 개방 일체형 포드(Front Opening Unified Pod;FOUP)가 사용될 수 있다.
이송 프레임(140)은 로드 포트(120)에 안착된 캐리어(18), 버퍼 유닛(2000), 그리고 로딩 모듈(30) 간에 기판(W)을 반송한다. 이송 프레임(140)에는 인덱스 레일(142)과 인덱스 로봇(144)이 제공된다. 인덱스 레일(142)은 그 길이 방향이 제2방향(14)과 나란하게 제공된다. 인덱스 로봇(144)은 인덱스 레일(142) 상에 설치되며, 인덱스 레일(142)을 따라 제2방향(14)으로 직선 이동된다. 인덱스 로봇(144)은 베이스(144a), 몸체(144b), 그리고 인덱스암(144c)을 가진다. 베이스(144a)는 인덱스 레일(142)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 몸체(144b)는 베이스(144a)에 결합된다. 몸체(144b)는 베이스(144a) 상에서 제3방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 몸체(144b)는 베이스(144a) 상에서 회전 가능하도록 제공된다. 인덱스암(144c)은 몸체(144b)에 결합되고, 몸체(144b)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하도록 제공된다. 인덱스암(144c)은 복수 개 제공되어 각각 개별 구동되도록 제공된다. 인덱스암(144c)들은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다. 인덱스암(144c)들 중 일부는 공정 모듈(20)에서 캐리어(18)로 기판(W)을 반송할 때 사용되고, 다른 일부는 캐리어(18)에서 공정 모듈(20)로 기판(W)을 반송할 때 사용될 수 있다. 이는 인덱스 로봇(144)이 기판(W)을 반입 및 반출하는 과정에서 공정 처리 전의 기판(W)으로부터 발생된 파티클이 공정 처리 후의 기판(W)에 부착되는 것을 방지할 수 있다.
버퍼 유닛(2000)은 공정 모듈(20)에서 처리된 기판(W)을 임시 보관한다. 버퍼 유닛(2000)은 기판(W) 상에 잔류되는 공정 부산물은 제거된다. 버퍼 유닛(2000)에서의 공정 부산물 제거는 버퍼 유닛(2000)의 내부를 가압하거나 감압함으로써 이루어진다. 버퍼 유닛(2000)은 복수 개로 제공될 수 있다. 예컨대, 버퍼 유닛(2000)은 2개가 제공될 수 있다. 2개의 버퍼 유닛(2000)은 이송 프레임(140)의 양측에 각각 제공되어, 이송 프레임(140)을 사이에 두고 서로 대향되게 위치될 수 있다. 선택적으로 버퍼 유닛(2000)은 이송 프레임(140)의 일측에 1개만 제공될 수 있다.
로딩 모듈(30)은 이송 프레임(140)과 반송 챔버(242) 사이에 배치된다. 로딩 모듈(30)은 반송 챔버(242)와 이송 프레임(140) 간에 기판(W)이 반송되기 전에 기판(W)이 머무르는 공간을 제공한다. 로딩 모듈(30)은 로드락 챔버(32) 및 언로드락 챔버(34)를 포함한다. 로드락 챔버(32) 및 언로드락 챔버(34)는 각각 그 내부가 진공 분위기와 상압 분위기 간에 전환 가능하도록 제공된다.
로드락 챔버(32)는 인덱스 모듈(10)에서 공정 모듈(20)로 반송되는 기판(W)이 임시로 머무른다. 로드락 챔버(32)에 기판(W)이 반입되면, 내부 공간을 인덱스 모듈(10)과 공정 모듈(20) 각각에 대해 밀폐한다. 이후 로드락 챔버(32)의 내부 공간을 상압 분위기에서 진공 분위기로 전환하고, 인덱스 모듈(10)에 대해 밀폐가 유지된 상태에서 공정 모듈(20)에 대해 개방된다.
언로드락 챔버(34)는 공정 모듈(20)에서 인덱스 모듈(10)로 반송되는 기판(W)이 임시로 머무른다. 언로드락 챔버(34)에 기판(W)이 반입되면, 내부 공간을 인덱스 모듈(10)과 공정 모듈(20) 각각에 대해 밀폐한다. 이후 언로드락 챔버(34)의 내부 공간을 진공 분위기에서 상압 분위기로 전환하고, 공정 모듈(20)에 대해 밀폐가 유지된 상태에서 인덱스 모듈(10)에 대해 개방된다.
공정 모듈(20)은 반송 챔버(242) 및 복수 개의 공정 유닛들(260)을 포함한다.
반송 챔버(242)는 로드락 챔버(32), 언로드락 챔버(34), 그리고 복수 개의 공정 유닛들(260) 간에 기판(W)을 반송한다. 반송 챔버(242)는 상부에서 바라볼 때 육각의 형상으로 제공될 수 있다. 선택적으로 반송 챔버(242)는 직사각 또는 오각의 형상으로 제공될 수 있다. 반송 챔버(242)의 둘레에는 로드락 챔버(32), 언로드락 챔버(34), 그리고 복수 개의 공정 유닛들(260)이 위치된다. 반송 챔버(242) 내에 반송 로봇(250)이 제공된다. 반송 로봇(250)은 반송 챔버(242)의 중앙부에 위치될 수 있다. 반송 로봇(250)은 수평, 수직 방향으로 이동할 수 있고, 수평면 상에서 전진, 후진 또는 회전이 가능한 복수 개의 핸드들(252)을 가질 수 있다. 각 핸드(252)는 독립 구동이 가능하며, 기판(W)은 핸드(252)에 수평 상태로 안착될 수 있다.
아래에서는 공정 유닛(260)에 제공된 가스 처리 장치(1000)에 대해 설명한다. 가스 처리 장치는 기판(W)을 식각 또는 증착 처리한다. 일 예에 의하면, 각각의 가스 처리 장치는 서로 다른 가스 처리 공정을 수행할 수 있다. 제1장치에는 제1가스를 공급하는 제1공정이 수행되고, 제2장치에는 제2가스를 공급하는 제2공정이 수행될 수 있다. 제1가스는 불소(F), 염소(Cl), 또는 브롬(Br)을 포함할 수 있고, 제2가스는 암모니아(NH3)를 포함할 수 있다.
도 3은 도 2의 가스 처리 장치의 단면도이다. 도 3을 참조하면, 가스 처리 장치(1000)는 챔버(1100), 기판 지지 유닛(1200), 가스 공급 유닛(1300), 플라즈마 소스(1400), 그리고 배기 배플(1500)을 포함한다.
챔버(1100)는 기판(W)이 처리되는 처리 공간(1106)을 가진다. 챔버(1100)는 원형의 통 형상으로 제공된다. 챔버(1100)는 금속 재질로 제공된다. 예컨대, 챔버(1100)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 챔버(1100)의 일측벽에는 개구가 형성된다. 개구는 기판(W)이 반출입되는 입구로 기능한다. 개구는 도어(1120)에 의해 개폐된다. 챔버(1100)의 바닥면에는 하부홀(1150)이 형성된다. 하부홀(1150)에는 감압 부재(미도시)가 연결된다. 챔버(1100)의 처리 공간(1106)은 감압 부재에 의해 배기 가능하며, 공정 진행시 감압 분위기로 유지될 수 있다.
기판 지지 유닛(1200)은 처리 공간(1106)에서 기판(W)을 지지한다. 기판 지지 유닛(1200)은 정전기력을 이용하여 기판(W)을 지지하는 정전척(1200)으로 제공될 수 있다. 선택적으로 기판 지지 유닛(1200)은 기계적 클램핑과 같은 다양한 방식으로 기판(W)을 지지할 수 있다.
정전척(1200)은 유전판(1210), 베이스(1230), 그리고 포커스링(1250)을 포함한다. 유전판(1210)은 유전체 재질로 제공될 수 있다. 유전판(1210)의 상면에는 기판(W)이 직접 놓인다. 유전판(1210)은 원판 형상으로 제공된다. 유전판(1210)은 기판(W)보다 작은 반경을 가질 수 있다. 유전판(1210)의 내부에는 척킹용 전극(1212)이 설치된다. 척킹용 전극(1212)에는 전원(미도시)이 연결되고, 전원(미도시)으로부터 전력이 인가되며, 기판(W)은 정전기력에 의해 유전판(1210)에 흡착된다. 유전판(1210)의 내부에는 기판(W)을 가열하는 히터(1214)가 설치된다. 히터(1214)는 척킹용 전극(1212)의 아래에 위치된다. 히터(1214)는 나선 형상의 코일로 제공될 수 있다.
베이스(1230)는 유전판(1210)을 지지한다. 베이스(1230)는 유전판(1210)의 아래에 위치되며, 유전판(1210)과 고정결합된다. 베이스(1230)의 상면은 그 중앙영역이 가장자리영역에 비해 높도록 단차진 형상을 가진다. 베이스(1230)는 그 상면의 중앙영역이 유전판(1210)의 저면에 대응하는 면적을 가진다. 베이스(1230)의 내부에는 냉각 유로(1232)가 형성된다. 냉각유로(232)는 냉각유체가 순환하는 통로로 제공된다. 냉각 유로(1232)는 베이스(1230)의 내부에서 나선 형상으로 제공될 수 있다. 베이스에는 외부에 위치된 고주파 전원(1234)과 연결된다. 고주파 전원(1234)은 베이스(1230)에 전력을 인가한다. 베이스(1230)에 인가된 전력은 챔버(1100) 내에 발생된 플라즈마가 베이스(1230)를 향해 이동되도록 안내한다. 베이스(1230)는 금속 재질로 제공될 수 있다.
포커스링(1250)은 플라즈마를 기판(W)으로 집중시킨다. 포커스링(1250)은 내측링(1252) 및 외측링(1254)을 포함한다. 내측링(1252)은 유전판(1210)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 내측링(1252)을 베이스(1230)의 가장자리영역에 위치된다. 내측링(1252)의 상면은 유전판(1210)의 상면과 동일한 높이를 가지도록 제공된다. 내측링(1252)의 상면 내측부는 기판(W)의 저면 가장자리영역을 지지한다. 예컨대, 내측링(1252)은 도전성 재질로 제공될 수 있다. 외측링(1254)은 내측링(1252)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 외측링(1254)은 베이스(1230)의 가장자리영역에서 내측링(1252)과 인접하게 위치된다. 외측링(1254)은 내측링(1252)에 비해 그 높은 상단을 가진다. 외측링(1254)은 절연 물질로 제공될 수 있다.
가스 공급 유닛(1300)은 기판 지지 유닛(1200)에 지지된 기판(W) 상으로 공정 가스를 공급한다. 가스 공급 유닛(1300)은 가스 저장부(1350), 가스 공급 라인(1330), 그리고 가스 유입 포트(1310)를 포함한다. 가스 공급 라인(1330)은 가스 저장부(1350) 및 가스 유입 포트(1310)를 연결한다. 가스 저장부(1350)에 저장된 공정 가스는 가스 공급 라인(1330)을 통해 가스 유입 포트(1310)으로 공급한다. 가스 유입 포트(1310)는 챔버(1100)의 상부벽에 설치된다. 가스 유입 포트(1310)는 기판 지지 유닛(1200)과 대향되게 위치된다. 일 예에 의하면, 가스 유입 포트(1310)는 챔버(1100) 상부벽의 중심에 설치될 수 있다. 가스 공급 라인(1330)에는 밸브가 설치되어 그 내부 통로를 개폐하거나, 그 내부 통로에 흐르는 가스의 유량을 조절할 수 있다. 예컨대, 공정 가스는 식각 가스일 수 있다.
플라즈마 소스(1400)는 챔버(1100) 내에 공정가스를 플라즈마 상태로 여기시킨다. 플라즈마 소스(1400)로는 유도 결합형 플라즈마(ICP: inductively coupled plasma) 소스가 사용될 수 있다. 플라즈마 소스(1400)는 안테나(1410) 및 외부 전원(1430)을 포함한다. 안테나(1410)는 챔버(1100)의 외측 상부에 배치된다. 안테나(1410)는 복수 회 감기는 나선 형상으로 제공되고, 외부 전원(1430)과 연결된다. 안테나(1410)는 외부 전원(1430)으로부터 전력을 인가받는다. 전력이 인가된 안테나(1410)는 챔버(1100)의 내부 공간에 방전 공간을 형성한다. 방전 공간 내에 머무르는 공정 가스는 플라즈마 상태로 여기될 수 있다.
배기 배플(1500)은 처리 공간(1106)에서 플라즈마를 영역 별로 균일하게 배기시킨다. 배기 배플(1500)은 환형의 링 형상을 가진다. 배기 배플(1500)은 처리 공간(1106)에서 챔버(1100)의 내측벽과 기판 지지 유닛(1200)의 사이에 위치된다. 배기 배플(1500)에는 복수의 배기홀들(1502)이 형성된다. 배기홀들(1502)은 상하 방향을 향하도록 제공된다. 배기홀들(1502)은 배기 배플(1500)의 상단에서 하단까지 연장되는 홀들로 제공된다. 배기홀들(1502)은 배기 배플(1500)의 원주방향을 따라 서로 이격되게 배열된다. 각각의 배기홀(1502)은 슬릿 형상을 가지며, 반경 방향을 향하는 길이 방향을 가진다.
다음은 상술한 버퍼 유닛에 대해 보다 자세히 설명한다. 도 4는 도 2의 버퍼 유닛을 보여주는 사시도이고, 도 5는 도 4의 버퍼 유닛을 보여주는 평면도이며, 도 6은 도 5의 선 A-A를 따라 절단한 단면도이다. 도 4 내지 도 6을 참조하면, 버퍼 유닛(2000)은 하우징(2100), 기판 지지 유닛(2300), 압력 조절 유닛(3000), 그리고 제어기(3600)를 포함한다.
하우징(2100)은 내부에 버퍼 공간(2120)을 가지는 통 형상으로 제공된다. 하우징(2100)은 제3방향(16)을 향하는 길이 방향을 가진다. 버퍼 공간(2120)은 복수 매의 기판들이 수용 가능한 공간으로 제공된다. 하우징(2100)은 일측면에 개방면(2140)을 가진다. 개방면(2140)은 이송 프레임(140)과 마주하는 면으로 제공된다. 개방면(2140)은 이송 프레임과 버퍼 공간(2120) 간에 기판(W)이 반입 및 반출되는 반출입구(2140a)로 기능한다. 하우징의 측벽에는 히터(미도시)가 설치되어 버퍼 공간을 가열할 수 있다.
기판 지지 유닛(2300)은 버퍼 공간(2120)에서 기판(W)을 지지한다. 기판 지지 유닛(2300)은 복수 매의 기판들(W)을 지지한다. 복수 매의 기판들(W)은 기판 지지 유닛(2300)에 의해 상하 방향으로 배열되게 위치된다. 기판 지지 유닛(2300)은 복수 개의 지지 슬롯들(2330)을 포함한다. 지지 슬롯들(2330)은 기판(W)이 안착되는 안착면을 가진다. 여기서 안착면은 지지 슬롯(2330)의 상면일 수 있다. 지지 슬롯들(2330)은 하우징(2100)의 내측면으로부터 돌출되게 제공된다. 상부에서 바라볼 때 동일 높이에 위치되는 2 개의 지지 슬롯들(2330)은 서로 마주하도록 위치된다. 또한 지지 슬롯들(2330)은 제3방향(16)을 따라 서로 이격되게 위치된다. 제3방향(16)에 대해 서로 인접한 지지 슬롯들(2330) 간의 간격은 동일하게 제공될 수 있다. 이에 따라 기판 지지 유닛(2300)에는 복수 개의 기판들(W)이 적층되게 지지될 수 있다. 선택적으로, 상부에서 바라볼 때 지지 슬롯들(2330)은 3 개 이상으로 제공될 수 있다.
압력 조절 유닛(3000)은 버퍼 공간(2120)의 압력을 조절한다. 압력 조절 유닛(3000)은 버퍼 공간(2120)을 상압보다 높은 양압이나 상압보다 낮은 음압으로 조절한다. 압력 조절 유닛(3000)은 제1배기부(2720), 제2배기부(2740), 제1공급부(2620), 제2공급부(2640), 가스 공급 라인(3100), 그리고 가스 배기 라인(3200)을 포함한다.
제1배기부(2720) 및 제2배기부(2740)는 버퍼 공간(2120)의 분위기가 배기되는 통로로 기능한다. 기판(W)으로부터 제거된 파티클 및 퓸은 제1배기부(2720) 및 제2배기부(2740)를 통해 배기된다. 상부에서 바라볼 때 제1배기부(2720)는 제2배기부(2740)에 비해 반출입구(2140a)에 더 가깝게 위치된다. 제1배기부(2720)는 전단 포트들(2720a)을 포함하고, 제2배기부(2740)는 후단 포트(2740a)를 포함한다. 전단 포트(2720a) 및 후단 포트(2740a) 각각은 버퍼 공간(2120)의 분위기를 배기하는 배기 포트로 제공된다. 예컨대, 상부에서 바라볼 때 지지 슬롯(2330)에 지지된 기판(W)을 기준으로 일측에는 전단 포트(2720a)가 위치되고, 타측에는 후단 포트(2740a)가 위치될 수 있다. 전단 포트(2720a)는 복수 개로 제공되며, 반출입구(2140a)와 평행한 방향으로 배열된다. 이로 인해 전단 포트(2720a)는 외부의 오염물이 유입되어 버퍼 공간(2120)의 기판(W)에 접촉되기 전에, 이를 배기하여 기판(W)과 외부의 오염물 간의 접촉을 방지할 수 있다. 또한 버퍼 공간(2120)에서 발생된 오염물이 외부로 배출되기 전에, 이를 배기하여 외부의 오염을 방지할 수 있다. 전단 포트(2720a) 및 후단 포트(2740a)는 하우징의 바닥면과 천장면 중 하나에 설치될 수 있다. 본 실시예에는 전단 포트(2720a) 및 후단 포트(2740a) 각각이 하우징의 바닥면에 설치되는 것으로 설명한다. 선택적으로, 전단 포트(2720a)와 후단 포트(2740a)는 하우징의 천단면에 설치될 수 있으며, 전단 포트(2720a)와 후단 포트(2740a) 중 하나는 천장면에, 그리고 다른 하나는 바닥면에 설치될 수 있다.
제1공급부(2620) 및 제2공급부(2640)는 버퍼 공간(2120)에 퍼지 가스를 공급한다. 제1공급부(2620) 및 제2공급부(2640)로부터 공급된 퍼지 가스로 인해 버퍼 공간(2120)은 양압을 가지며, 기판(W) 상에 잔류된 오염물을 퍼지할 수 있다. 또한 버퍼 공간(2120)이 가지는 양압으로 인해 외부의 오염물이 유입되는 것을 차단할 수 있다. 상부에서 바라볼 때 제1공급부(2620)는 제2공급부(2640)에 비해 반출입구(2140a)에 더 가깝게 위치된다. 제1공급부(2620)는 복수 개의 제1가스 노즐(2620a)들을 포함한다. 제1가스 노즐(2620a)들은 반출입구(2140a)를 정면으로 바라볼 때, 반출입구(2140a)를 기준으로 양측에 각각 위치된다. 양측에 위치된 제1가스 노즐(2620a)들은 서로를 마주하는 방향으로 퍼지 가스를 토출할 수 있다. 제1가스 노즐(2620a)들은 수평한 방향으로 퍼지 가스를 토출할 수 있다. 제1가스 노즐(2620a)들은 퍼지 가스를 반출입구(2140a)와 평행한 방향으로 토출하거나, 퍼지 가스를 반출입구(2140a)에 대해 예각을 이루도록 토출할 수 있다. 이로 인해 외부의 오염물이 버퍼 공간(2120)에 유입되는 것을 차단할 수 있다. 또한 제1가스 노즐(2620a)들은 상하 방향으로 서로 이격되게 배열된다. 예컨대, 서로 인접한 2 개의 제1가스 노즐(2620a)들의 상하 간격은 서로 인접한 2 개의 지지 슬롯들(2330)의 상하 간격과 동일하게 제공될 수 있다. 이로 인해 1 매의 기판(W) 상에는 2 개의 제1가스 노즐(2620a)로부터 퍼지 가스가 공급될 수 있다.
제2공급부(2640)는 복수 개의 제2가스 노즐(2640a)들을 포함한다. 제2가스 노즐(2640a)들은 상하 방향으로 서로 이격되게 위치되며, 제1가스 노즐(2620a)과 동일한 간격을 가지도록 배열된다. 상부에서 바라볼 때 제2가스 노즐(2640a)들은 기판(W)을 향하는 방향으로 퍼지 가스를 토출한다. 이로 인해 1 매의 기판(W) 상에는 적어도 1 개의 제2가스 노즐(2640a)로부터 퍼지 가스가 공급될 수 있으며, 기판(W) 상에 잔류된 오염물을 퍼지하여 세정할 수 있다. 일 예에 의하면, 상하 방향으로 배열된 제2가스 노즐(2640a)들의 그룹은 복수 개로 제공되며, 다양한 각도에서 기판(W)에 퍼지 가스를 공급할 수 있다.
가스 공급 라인(3100)은 제1공급부(2620)와 제2공급부(2640) 각각에 퍼지 가스를 공급한다. 가스 공급 라인(3100)은 복수 개로 제공된다. 본 실시예는 가스 공급 라인(3100)이 제1가스 공급 라인(3120)과 제2가스 공급 라인(3140)으로 제공되는 것을 설명한다. 제1가스 공급 라인(3120)은 제1공급부(2620)에 퍼지 가스를 공급하고, 제2가스 공급 라인(3140)은 제2공급부(2640)에 퍼지 가스를 공급한다. 예컨대, 가스 노즐(2600)은 비활성 가스 또는 에어일 수 있다. 제1가스 공급 라인(3120)에는 제1공급 밸브(3122)가 설치되고, 제1공급 밸브(3122)에 의해 제1가스 공급 라인(3120)은 개폐될 수 있다. 제2가스 공급 라인(3140)에는 제2공급 밸브(3142)가 설치되고, 제2공급 밸브(3142)에 의해 제2가스 공급 라인(3140)은 개폐될 수 있다.
가스 배기 라인(3200)은 제1배기부(2720)와 제2배기부(2740) 각각으로부터 버퍼 공간(2120)의 분위기를 배기한다. 가스 배기 라인(3200)은 복수 개로 제공된다. 본 실시예는 가스 배기 라인(3200)이 제1가스 배기 라인(3220)과 제2가스 배기 라인(3240)으로 제공되는 것을 설명한다. 제1가스 배기 라인(3220)은 제1배기부(2720)에 연결되고, 제2가스 배기 라인(3240)은 제2배기부(2740)에 연결된다. 제1가스 배기 라인(3220)에는 제1배기 밸브(3222)가 설치되어 제1가스 배기 라인(3220)을 개폐할 수 있다. 제2가스 배기 라인(3240)에는 제2배기 밸브(3242)가 설치되어 제2가스 배기 라인(3240)을 설치할 수 있다.
제어기(3600)는 버퍼 공간(2120)을 충진 모드와 배기 모드 중 선택된 모드로 유지하도록 압력 조절 유닛(3000)을 제어한다. 여기서 충진 모드는 버퍼 공간(2120)에 가스가 충진된 상태를 유지하여 버퍼 공간(2120)을 가압하는 모드이고, 배기 모드는 버퍼 공간(2120)을 배기하는 상태를 유지하는 모드이다. 따라서 제어기(3600)는 충진 모드와 배기 모드 중 어느 하나의 모드가 유지되도록 제1공급 밸브(3122), 제2공급 밸브(3142), 제1배기 밸브(3222), 그리고 제2배기 밸브(3242)를 제어한다. 이러한 밸브들(3122,3122,3242,3242)의 조절을 통해 사용되는 가스 공급 라인(3100)의 수와 사용되는 가스 배기 라인(3200)의 수를 서로 상이하게 조절할 수 있다. 충진 모드와 배기 모드 각각에서 사용되는 가스 공급 라인(3100)의 수와 가스 배기 라인(3200)의 수는 서로 상이하게 제공된다.
제어기(3600)는 충진 모드 시 제1공급부(2620) 및 제2공급부(2640) 각각으로부터 퍼지 가스가 공급되고, 제2배기부(2740)의 배기없이 제1배기부(2720)를 통해 버퍼 공간(2120)을 배기하도록 각 밸브(3122,3122,3242,3242)를 제어할 수 있다. 이로 인해 버퍼 공간(2120) 내에는 반출입구(2140a)에 인접한 제1배기부(2720)를 향하는 방향의 기류가 형성되며, 버퍼 공간(2120)의 외부에서 오염물이 유입될지라도, 이는 제1배기부(2720)로 배기되고, 기판(W)에 접촉되는 것을 방지할 수 있다.
또한 배기 모드 시 제1배기부(2720) 및 제2배기부(2740) 각각으로부터 버퍼 공간(2120)을 배기하고, 제2공급부(2640)의 가스 공급없이 제1공급부(2620)를 통해 버퍼 공간(2120)에 퍼지 가스를 공급하도록 각 밸브를 제어할 수 있다. 이로 인해 버퍼 공간(2120)은 음압이 형성되며 버퍼 공간(2120) 내의 잔류물을 제1배기부(2720)와 제2배기부(2740) 각각으로 배기할 수 있고, 버퍼 공간(2120)의 외부에서 유입되는 오염물은 제1공급부(2620)로부터 공급된 퍼지 가스에 의해 차단할 수 있다. 또한 외부의 오염물이 일부 유입될지라도, 제1배기부(2720)를 통해 배기하여 외부의 오염물이 기판(W)과 접촉되는 것을 방지할 수 있다.
일 예에 의하면, 충진 모드에서 사용되는 가스 공급 라인(3100)의 수는 배기 모드에서 사용되는 가스 공급 라인(3100)의 수보다 많게 제공될 수 있다. 또한 배기 모드에서 사용되는 가스 배기 라인(3200)의 수는 충진 모드에서 사용되는 가스 배기 라인(3200)의 수보다 많게 제공될 수 있다.
또한 충진 모드에서 사용되는 가스 공급 라인(3100)의 수는 가스 배기 라인(3200)의 수보다 많게 제공될 수 있고, 배기 모드에서 사용되는 가스 배기 라인(3200)의 수는 가스 공급 라인(3100)의 수보다 많게 제공될 수 있다.
이로 인해 충진 모드에는 가스의 공급압이 가스의 배기압보다 크게 제공되고, 배기 모드에는 가스의 배기압이 가스의 공급압보다 크게 제공될 수 있다.
이러한 충진 모드와 배기 모드는 기판(W)이 버퍼 공간(2120)에 보관되기 전에, 기판(W)을 처리하기 위해 사용되는 가스의 종류에 따라 달리 선택될 수 있다. 일 예에 의하면, 제1공정이 수행된 기판(W)에 대해서는 배기 모드를 유지하고, 상기 제2공정이 수행된 기판(W)에 대해서는 충진 모드를 유지할 수 있다. 제1공정에는 불소(F), 염소(Cl), 또는 브롬(Br)을 포함하는 제1가스가 사용되고, 제2공정에는 암모니아(NH3)를 포함하는 제2가스가 사용될 수 있다.
또한 충진 모드와 배기 모드는 세정 목적에 따라 달리 선택될 수 있다. 일 예에 의하면, 기판(W) 상에 잔류된 잔류물을 제거할 때에는 배기 모드를 유지하고, 기판(W)을 건조하고자 할 때에는 충진 모드를 유지할 수 있다. 충진 모드 시에는 버퍼 공간(2120) 내에 수증기를 제거함으로써, 기판(W) 상에 잔존하는 이온 성분과 수증기 간의 반응을 억제할 수 있다. 하우징 내에 설치된 히터(미도시)에 의해 충진 모드는 배기 모드일 때보다 버퍼 공간(2120)을 더 높은 온도로 조절할 수 있다. 또한 가스 공급 라인(3100) 상에는 히터가 더 설치되어 배기 모드일 때보다 충진 모드일 때 퍼지 가스를 더 높은 온도로 가열할 수 있다.
다음은 상술한 기판 처리 장치를 이용하여 기판(W)을 처리하는 방법을 설명한다. 캐리어(18)에 수납된 제1기판(W1)은 인덱스 로봇(144)에 의해 로드락 챔버(32)로 반송된다. 로드락 챔버(32)의 내부 분위기는 진공 분위기로 전환되고, 제1기판제1기판(W1)은 반송 로봇(250)에 의해 제1공정 유닛으로 반송되어 제1공정이 수행된다. 제1공정이 완료되면, 제1기판(W1)은 반송 로봇(250)에 의해 언로드락 챔버(34)로 반송된다. 언로드락 챔버(34)의 내부 분위기는 상압 분위기로 전환되고, 인덱스 로봇(144)은 제1기판(W1)을 버퍼 유닛(2000)으로 반송한다.
제1기판(W1)은 지지 슬롯(2330)에 놓여지면, 버퍼 공간(2120)은 도 8과 같이 배기 모드가 유지된다. 버퍼 공간(2120)에는 제2공급부(2640)의 퍼지 가스 공급없이, 제1공급부(2620)를 통한 퍼지 가스가 공급된다. 또한 버퍼 공간(2120)은 제1배기부(2720) 및 제2배기부(2740) 각각을 통해 배기된다. 제1공급부(2620)의 퍼지 가스는 외부의 오염물이 유입되는 것을 방지하고, 기판(W) 상에 잔류된 잔류물은 제1배기부(2720) 및 제2배기부(2740)를 통해 배기되어 제거된다. 예컨대, 제1공정에 사용되는 가스는 불소(F), 염소(Cl), 또는 브롬(Br)을 포함할 수 있다.
또한 제1기판(W1)과 다른 제2기판(W2)은 제2공정 유닛에서 제2공정이 수행된다. 제2공정이 완료된 제2기판(W2)은 버퍼 유닛으로 반송되어 지지 슬롯(2330)에 놓여지면, 버퍼 공간(2120)은 도 9와 같이 충진 모드가 유지된다. 버퍼 공간(2120)에는 제1공급부(2620) 및 제2공급부(2640) 각각으로부터 퍼지 가스가 공급된다. 또한 버퍼 공간(2120)은 제2배기부(2740)의 배기없이 제1배기부(2720)를 통한 배기가 이루어진다. 제1공급부(2620)의 퍼지 가스는 외부의 오염물이 유입되는 것을 차단하고, 제2공급부(2640)의 퍼지 가스는 기판(W)을 건조시킨다. 버퍼 공간(2120) 내에는 제1배기부(2720)를 향하는 방향의 기류가 형성되므로, 버퍼 공간(2120) 내에 외부의 오염물이 유입될지라도 이는 기판(W)과 접촉되기 전에 제1배기부(2720)를 통해 배기된다. 예컨대. 제2공정에 사용되는 가스는 암모니아(NH3)를 포함할 수있다.
상술한 실시예에는 제1기판(W1)과 제2기판(W2)이 서로 다른 공정을 수행하는 것으로 설명하였으나, 하나의 기판(W)이 제1공정과 제2공정 중 선택적으로 하나의 공정이 수행되고, 버퍼 공간(2120)에는 선택된 공정의 가스 종류에 따라 충진 모드 및 배기 모드 중 선택된 모드가 유지될 수 있다.
상술한 바와 같이, 충진 모드와 배기 모드 각각에는 사용되는 가스 공급 라인(3100)의 수와 가스 배기 라인(3200)의 수를 달리 적용함으로써, 가스의 공급압과 가스의 배기압을 달리 적용할 수 있다.
또한 각 모드에 따라 퍼지 가스의 공급 위치와 배기 위치를 하나 또는 복수 개로 적용하되, 각 모드에는 적어도 하나의 공급 위치와 배기 위치가 반출입구(2140a)에 인접하게 위치되어 외부의 오염물이 유입되거나 내부의 부산물이 유출되는 것을 방지할 수 있다.
이러한 충진 모드와 배기 모드는 기판(W)이 버퍼 공간(2120)에 보관되기 전에, 기판을 처리하기 위해 사용되는 가스의 종류에 따라 달리 선택되어 기판(W)의 세정 효율을 향상시킬 수 있다.
또한 충진 모드와 배기 모드는 세정 목적에 따라 달리 선택되어 기판(W)의 세정 효율을 향상시킬 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
2620: 제1공급부 2640: 제2공급부
2720: 제1배기부 2740: 제2배기부
3000: 압력 조절 유닛 3100: 가스 공급 라인
3200: 가스 배기 라인

Claims (27)

  1. 기판을 저장하는 버퍼 유닛에 있어서,
    일측에 반출입구가 형성되며, 내부에 버퍼 공간을 가지는 하우징과;
    상기 버퍼 공간 내에서 하나 또는 복수의 기판을 지지하는 기판 지지 유닛과;
    상기 버퍼 공간의 압력을 조절하는 압력 조절 유닛과;
    상기 압력 조절 유닛을 제어하는 제어기를 포함하되,
    상기 압력 조절 유닛은,
    상기 버퍼 공간을 가압하는 가스를 공급하는 하나 또는 복수의 가스 공급 라인과;
    상기 버퍼 공간을 감압하는 하나 또는 복수의 가스 배기 라인을 포함하고,
    상기 가스 공급 라인과 상기 가스 배기 라인 중 적어도 하나는 복수 개로 제공되며,
    상기 제어기는 상기 버퍼 공간에 가스를 충진한 상태로 유지하는 충진 모드와 상기 버퍼 공간을 배기한 상태로 유지하는 배기 모드 중 선택된 모드로 유지되도록 상기 압력 조절 유닛을 제어하되,
    상기 충진 모드와 상기 배기모드 각각에서 사용되는 상기 가스 공급 라인의 수 또는 상기 가스 배기 라인의 수는 서로 상이하도록 상기 압력 조절 유닛을 제어하는 버퍼 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가스 공급 라인은 복수 개로 제공되며,
    상기 제어기는 상기 충진 모드에서 상기 버퍼 공간으로 가스를 공급하기 위해 사용되는 상기 가스 공급 라인의 수가 상기 배기 모드에서 상기 버퍼 공간으로 가스를 공급하기 위해 사용되는 상기 가스 공급 라인의 수보다 더 많도록 상기 가스 공급 라인을 제어하는 버퍼 유닛.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 압력 조절 유닛은,
    상기 가스 공급 라인 중 하나에 연결되고, 상기 버퍼 공간에서 퍼지 가스를 공급하는 제1공급부와;
    상기 가스 공급 라인 중 다른 하나에 연결되고, 상기 버퍼 공간에서 퍼지 가스를 공급하는 제2공급부를 포함하되,
    상기 제어기는 상기 충진 모드에서 상기 제1공급부 및 상기 제2공급부 각각으로부터 퍼지 가스가 공급되고, 상기 배기 모드에서 상기 제2공급부의 퍼지 가스 공급없이 상기 제1공급부로부터 퍼지 가스가 공급되도록 상기 압력 조절 유닛을 제어하는 버퍼 유닛.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1공급부는 상기 제2공급부에 비해 상기 반출입구에 더 가깝게 위치되는 버퍼 유닛.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1공급부는 복수의 노즐들을 포함하고,
    상기 노즐들은 상부에서 바라볼 때 상기 반출입구와 평행하거나, 상기 반출입구에 대한 퍼지 가스의 토출 방향이 예각을 이루도록 퍼지 가스를 토출하는 버퍼 유닛.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 가스 배기 라인은 복수 개로 제공되며,
    상기 제어기는 상기 배기 모드에서 상기 버퍼 공간으로 가스를 배기하기 위해 사용되는 상기 가스 배기 라인의 수가 상기 충진 모드에서 상기 버퍼 공간으로 가스를 배기하기 위해 사용되는 상기 가스 배기 라인의 수보다 더 많도록 상기 가스 공급 라인을 제어하는 버퍼 유닛.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 가스 배기 라인은 복수 개로 제공되되,
    상기 압력 조절 유닛은,
    상기 가스 배기 라인 중 하나에 연결되고, 상기 버퍼 공간을 배기하는 제1배기부와;
    상기 가스 배기 라인 중 다른 하나에 연결되고, 상기 버퍼 공간을 배기하는 제2배기부를 더 포함하되,
    상기 제어기는 상기 충진 모드에서 상기 제2배기부의 배기없이 상기 제1공급부에 의해 상기 버퍼 공간이 배기되고, 상기 배기 모드에서 상기 제1배기부와 상기 제2배기부 각각에 의해 상기 버퍼 공간이 배기되도록 상기 압력 조절 유닛을 제어하는 버퍼 유닛.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1배기부는 상기 제2배기부에 비해 상기 반출입구에 더 가깝게 위치되는 버퍼 유닛.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1배기부는 복수의 배기 포트를 포함하고,
    상기 배기 포트들은 상부에서 바라볼 때 상기 반출입구와 평행한 방향으로 배열되는 버퍼 유닛.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 버퍼 공간에 보관되기 전에 기판을 처리하기 위해 사용되는 공정 가스에 따라 상기 충진 모드와 상기 배기 모드 중 선택된 모드를 유지하도록 상기 압력 조절 유닛을 제어하는 버퍼 유닛.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 버퍼 공간에 위치된 기판에 잔류되는 잔류물을 제거하고자 할 때에 상기 배기 모드를 유지하고, 상기 버퍼 공간에 위치된 기판을 건조하고자 할 때에 상기 충진 모드를 유지하도록 상기 압력 조절 유닛을 제어하는 버퍼 유닛.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 가스 공급 라인과 상기 가스 배기 라인은 각각 복수 개로 제공되며,
    상기 제어기는 상기 충진 모드에서 상기 버퍼 공간으로 가스를 공급하기 위해 사용되는 상기 가스 공급 라인의 수가 상기 배기 모드에서 상기 버퍼 공간으로 가스를 공급하기 위해 사용되는 상기 가스 공급 라인의 수보다 더 많고,
    상기 충진 모드에서 상기 버퍼 공간으로부터 가스를 배기하기 위해 사용되는 상기 가스 배기 라인의 수가 상기 배기 모드에서 상가 버퍼 공간으로부터 가스를 배기하기 위해 사용되는 상기 가스 배기 라인의 수보다 적도록 상기 압력 조절 유닛을 제어하는 버퍼 유닛.
  13. 기판을 처리하는 공정 모듈과;
    상기 공정 모듈의 일측에 위치되는 인덱스 모듈을 포함하되,
    상기 인덱스 모듈은
    기판을 수용하는 용기가 놓여지는 로드 포트와;
    상기 로드 포트와 상기 기판 처리 모듈 사이에 배치되는 이송 프레임과;
    상기 이송 프레임의 일측에 배치되며, 상기 공정 모듈에서 처리된 기판을 임시 보관하는 버퍼 유닛을 포함하되,
    상기 버퍼 유닛에 있어서,
    일측에 반출입구가 형성되며, 내부에 버퍼 공간을 가지는 하우징과;
    상기 버퍼 공간 내에서 하나 또는 복수의 기판을 지지하는 기판 지지 유닛과;
    상기 버퍼 공간의 압력을 조절하는 압력 조절 유닛과;
    상기 압력 조절 유닛을 제어하는 제어기를 포함하되,
    상기 압력 조절 유닛은,
    상기 버퍼 공간을 가압하는 가스를 공급하는 하나 또는 복수의 가스 공급 라인과;
    상기 버퍼 공간을 감압하는 하나 또는 복수의 가스 배기 라인을 포함하고,
    상기 가스 공급 라인과 상기 가스 배기 라인 중 적어도 하나는 복수 개로 제공되며,
    상기 제어기는 상기 버퍼 공간에 가스를 충진한 상태로 유지하는 충진 모드와 상기 버퍼 공간을 배기한 상태로 유지하는 배기 모드 중 선택된 모드로 유지되도록 상기 압력 조절 유닛을 제어하되,
    상기 충진 모드와 상기 배기모드 각각에서 사용되는 상기 가스 공급 라인 또는 상기 가스 배기 라인의 수는 서로 상이하도록 상기 압력 조절 유닛을 제어하는 기판 처리 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 가스 공급 라인은 복수 개로 제공되며,
    상기 제어기는 상기 충진 모드에서 상기 버퍼 공간으로 가스를 공급하기 위해 사용되는 상기 가스 공급 라인의 수가 상기 배기 모드에서 상기 버퍼 공간을 배기하기 위해 사용되는 상기 가스 공급 라인의 수보다 더 많도록 상기 압력 조절 유닛을 제어하는 기판 처리 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 압력 조절 유닛은,
    상기 가스 공급 라인 중 하나에 연결되고, 상기 버퍼 공간에서 퍼지 가스를 공급하는 제1공급부와;
    상기 가스 공급 라인 중 다른 하나에 연결되고, 상기 버퍼 공간에서 퍼지 가스를 공급하는 제2공급부와;
    상기 가스 배기 라인 중 하나에 연결되고, 상기 버퍼 공간을 배기하는 제1배기부를 더 포함하되,
    상기 제1공급부 및 상기 제1배기부 각각은 상기 제2공급부에 비해 상기 반출입구에 더 가깝게 위치되는 기판 처리 장치.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 가스 배기 라인은 복수 개로 제공되며,
    상기 제어기는 상기 배기 모드에서 상기 버퍼 공간을 배기하기 위해 사용되는 상기 가스 배기 라인의 수가 상기 충진 모드에서 상기 버퍼 공간에 가스를 공급하기 위해 사용되는 상기 가스 배기 라인의 수보다 더 많도록 상기 압력 조절 유닛을 제어하는 기판 처리 장치,
  17. 제16항에 있어서,
    상기 압력 조절 유닛은,
    상기 가스 공급 라인 중 하나에 연결되고, 상기 버퍼 공간에서 퍼지 가스를 공급하는 제1공급부와;
    상기 가스 배기 라인 중 하나에 연결되고, 상기 버퍼 공간을 배기하는 제1배기부와;
    상기 가스 배리 라인 중 다른 하나에 연결되며, 상기 버퍼 공간을 배기하는 제2배기부를 더 포함하되,
    상기 제1공급부 및 상기 제1배기부 각각은 상기 제2배기부에 비해 상기 반출입구에 더 가깝게 위치되는 기판 처리 장치.
  18. 제15항 또는 제17항에 있어서,
    상기 제1공급부는 복수의 노즐들을 포함하고,
    상기 노즐들은 상부에서 바라볼 때 상기 반출입구와 평행하게 퍼지 가스를 토출하거나, 상기 반출입구에 대한 퍼지 가스의 토출 방향이 예각을 이루도록 퍼지 가스를 토출하는 기판 처리 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1배기부는 복수의 배기 포트를 포함하고,
    상기 배기 포트들은 상부에서 바라볼 때 상기 반출입구와 평행한 방향으로 배열되는 기판 처리 장치.
  20. 제13항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공정 모듈은,
    제1공정 가스를 사용하여 제1공정을 수행하는 제1공정 유닛과;
    제2공정 가스를 사용하여 제2공정을 수행하는 제2공정 유닛을 포함하고,
    상기 제어기는 상기 제1공정이 수행된 기판에 대해 상기 버퍼 공간을 상기 배기 모드를 유지하고, 상기 제2공정이 수행된 기판에 대해 상기 버퍼 공간을 충진 모드로 유지하도록 상기 압력 조절 유닛을 제어하는 기판 처리 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 버퍼 유닛은 복수 개로 제공되며, 이 중 하나는 상기 이송 프레임의 일측에 위치되고, 다른 하나는 상기 이송 프레임의 타측에 위치되되,
    상기 제1공정이 수행된 기판은 상기 하나에 보관되고,
    상기 제2공정이 수행된 기판은 상기 다른 하나에 보관되되,
    상기 하나의 상기 버퍼 공간에는 상기 배기 모드가 유지되고,
    상기 다른 하나의 상기 버퍼 공간에는 상기 충진 모드가 유지되는 기판 처리 장치.
  22. 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    상기 기판을 처리하는 기판 처리 단계와;
    상기 기판 처리 단계 이후에, 버퍼 유닛의 내부인 버퍼 공간에 상기 기판을 보관하는 기판 보관 단계를 포함하되,
    상기 버퍼 공간은 가스 공급 라인에 의해 공급되는 가스에 의해 가스를 충진되는 충진 모드와 가스 배기 라인에 의해 상기 버퍼 공간이 배기되는 배기 모드 중 선택된 모드로 유지되며,
    상기 충진 모드와 상기 배기 모드에서 사용되는 상기 가스 공급 라인과 상기 가스 배기 라인의 수는 서로 상이한 기판 처리 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 충진 모드에서 상기 버퍼 공간에 가스를 충진하기 위해 사용되는 상기 가스 공급 라인의 수가 상기 배기 모드에서 상기 버퍼 공간에 가스를 충진하기 위해 사용되는 가스 공급 라인의 수보다 많게 제공되는 기판 처리 방법.
  24. 제22항 또는 제23항에 있어서,
    상기 배기 모드에서 상기 버퍼 공간을 배기하기 위해 사용되는 상기 가스 배기 라인의 수가 상기 충진 모드에서 상기 버퍼 공간을 배기하기 위해 사용되는 상기 가스 배기 라인의 수보다 많게 제공되는 기판 처리 방법.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 기판 처리 단계에는 상기 기판을 제1가스로 처리하는 제1공정과 상기 기판을 제2가스로 처리하는 제2공정 중 하나가 수행되고,
    상기 제1가스와 상기 제2가스는 서로 다른 종류의 가스로 제공되며,
    상기 기판 처리 단계에서 사용되는 가스의 종류에 따라 상기 선택된 모드가 상이해지는 기판 처리 방법.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 제1공정을 수행한 경우에는 상기 배기 모드를 유지하고,
    상기 제2공정을 수행한 경우에는 상기 충진 모드를 유지하되,
    상기 제1가스는 불소(F), 염소(Cl), 또는 브롬(Br)을 포함하고,
    상기 제2가스는 암모니아(NH3)를 포함하는 기판 처리 방법.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 충진 모드에는 상기 배기 모드보다 상기 버퍼 공간을 더 높은 온도로 가열하는 기판 처리 방법.



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