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KR20210011548A - 기판 처리 장치 및 방법 - Google Patents

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KR20210011548A
KR20210011548A KR1020190088352A KR20190088352A KR20210011548A KR 20210011548 A KR20210011548 A KR 20210011548A KR 1020190088352 A KR1020190088352 A KR 1020190088352A KR 20190088352 A KR20190088352 A KR 20190088352A KR 20210011548 A KR20210011548 A KR 20210011548A
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KR
South Korea
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line
substrate
filter pipe
processing
gas
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KR1020190088352A
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English (en)
Inventor
김성엽
이석로
위영훈
Original Assignee
세메스 주식회사
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Publication date
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Priority to US16/936,200 priority patent/US11244813B2/en
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Abstract

본 발명은 기판을 가스 처리하는 장치 및 방법을 제공한다. 기판을 처리하는 장치는 기판을 처리하는 처리 공간을 제공하는 챔버, 상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛, 상기 처리 공간에 가스를 공급하는 가스 공급 유닛, 상기 챔버에 연결되는 배기 라인, 그리고 상기 배기 라인을 감압하며, 상기 처리 공간에서 발생된 공정 부산물을 배기하는 감압 부재를 포함하되, 상기 배기 라인은 상기 챔버에 연결되는 제1라인, 상기 감압 부재가 설치되는 제2라인, 상기 제1라인과 상기 제2라인을 연결하는 필터 배관을 포함하되, 상기 필터 배관의 측면은 주름지도록 제공된다.

Description

기판 처리 장치 및 방법{Apparatus and method for treating substrate}
본 발명은 기판을 가스 처리하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하는 공정에 있어서 사진, 식각, 박막 증착, 이온주입, 그리고 세정 등 다양한 공정들이 수행된다. 이러한 공정들 중 식각, 박막 증착, 이온 주입, 그리고 세정 공정에는 가스를 이용한 기판 처리 장치가 사용된다.
가스 처리 공정은 챔버 내에 공정 가스를 공급하여 기판을 가스 처리한다. 기판을 가스 처리하는 과정 중에는 다량의 공정 부산물이 발생된다. 이러한 공정 부산물은 배기 라인을 통해 배기된다. 배기 라인에는 감압 부재가 설치되며, 감압 부재의 감압에 의해 공정 부산물은 강제 배기된다.
일반적으로 공정 부산물은 강제 배기되는 중에 배기 라인 및 감압 부재에 부착된다. 이러한 공정 부산물은 기판을 처리하는 공간으로 역류하거나, 감압 부재를 손상시킬 수 있다. 특히 배기 라인에 부착되는 공정 부산물은 이를 제거하는 것이 매우 어렵다.
이로 인해 공정 부산물의 증착을 최소화하기 위해, 배기 라인에 히터를 설치하여 온도를 높이고, 증착을 저감한다. 이 경우, 감압 부재에 증착되는 공정 부산물은 늘어나게 되며, 감압 부재의 교체 빈도가 높아진다. 감압 부재는 복수의 공간에 연결되며, 이를 교체하는 것은 쉽지 않다.
본 발명은 공정 부산물이 배기 라인 및 감압 부재에 증착되는 양을 줄일 수 있는 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 실시예는 기판을 가스 처리하는 장치 및 방법을 제공한다.
기판을 처리하는 장치는 기판을 처리하는 처리 공간을 제공하는 챔버, 상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛, 상기 처리 공간에 가스를 공급하는 가스 공급 유닛, 상기 챔버에 연결되는 배기 라인, 그리고 상기 배기 라인을 감압하며, 상기 처리 공간에서 발생된 공정 부산물을 배기하는 감압 부재를 포함하되, 상기 배기 라인은 상기 챔버에 연결되는 제1라인, 상기 감압 부재가 설치되는 제2라인, 상기 제1라인과 상기 제2라인을 연결하는 필터 배관을 포함하되, 상기 필터 배관의 측면은 주름지도록 제공된다.
상기 필터 배관은 상기 제1라인 및 상기 제2라인 각각으로부터 탈착 가능하게 제공될 수 있다. 상기 필터 배관은 외주면이 주름진 형상을 가지며, 상기 필터 배관은 상기 제1라인과 상기 제2라인에 비해 낮은 온도를 가지도록 제공될 수 있다.
상기 필터 배관의 외부는 내부에 비해 낮은 온도로 제공되고, 상기 필터 배관은 상기 제1라인 및 상기 제2라인에 비해 높은 열전도율을 가지는 재질로 제공될 수 있다.
상기 배기 라인을 개폐하는 밸브는 상기 제2라인에 설치될 수 있다.
상기 필터 배관은 외주면이 주름진 형상을 가지되, 상기 필터 배관은 양단이 개방된 몸통부와 상기 몸통부의 내측면으로부터 돌출되는 내측 돌출부를 가질 수 있다.
상기 내측 돌출부는 상기 몸통부의 중심축을 감싸는 나선 형상으로 제공될 수 있다.
선택적으로, 상기 내측 돌출부는 복수 개로 제공되며, 환형의 링 형상을 가지고, 상기 몸통부의 길이 방향을 따라 배열될 수 있다.
상기 필터 배관을 길이 방향으로 절단한 절단면을 바라볼 때, 상기 내측 돌출부는 상기 내측면으로부터 내측단을 향하는 방향이 상기 몸통부의 중심축에 가까워질수록 상기 필터 배관의 상류 방향을 향하도록 경사지게 제공될 수 있다.
상술한 장치를 이용하여 상기 기판을 처리하는 방법은 상기 처리 공간에 위치된 상기 기판으로 상기 가스를 공급하여 상기 기판을 처리하고, 상기 기판을 상기 처리 공간으로부터 반출한 후에 상기 장치의 메인터넌스를 수행하되, 상기 메인터넌스를 수행하는 중에는 상기 필터 배관을 상기 제1라인과 상기 제2라인으로부터 분리하여 교체한다.
상기 메인터넌스를 수행하는 중에는 상기 필터 배관을 분리한 후, 그리고 교체하기 이전에, 상기 제1라인에 세정 펌프를 연결하여 상기 처리 공간에 잔류 파티클을 배기할 수 있다. 상기 필터 배관은 외부에 노출되는 노출 면적이 상기 제1라인과 상기 제2라인에 비해 크게 제공되어, 상기 제1라인과 상기 제2라인에 비해 낮은 온도를 가질 수 있다.
상기 가스는 상기 기판을 식각하는 가스로 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 배기 라인은 탈착이 가능한 필터 배관을 가진다. 이로 인해 필터 배관을 교체함으로써, 필터 배관에 부착된 공정 부산물을 용이하게 제거할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 필터 배관은 내측면이 주름진 형상을 가진다. 이로 인해 내측면에는 다량의 공정 부산물이 부착되며, 감압 부재로 전달되는 공정 부산물의 양을 줄일 수 있다.
또한 또한 본 발명의 실시예에 의하면, 필터 배관은 외측면이 주름진 형상을 가진다. 이로 인해 외측면과 외부의 노출 면적은 넓어지며, 필터 배관의 온도를 낮아지고, 필터 배관에 부착되는 공정 부산물의 양을 늘릴 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 설비를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 2는 도 1의 기판 처리 장치의 단면도이다.
도 3은 도 2의 배플을 보여주는 평면도이다.
도 4는 도 2의 배기 라인을 보여주는 분해 사시도이다.
도 5는 도 4의 필터 배관의 제1실시예를 보여주는 단면도이다.
도 6 내지 도 8은 필터 배관을 교체하는 과정을 보여주는 도면들이다.
도 9는 도 5의 필터 배관의 제2실시예를 보여주는 단면도이다.
도 10은 도 5의 필터 배관의 제3실시예를 보여주는 단면도이다.
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 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 설비를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 1을 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 1에서는 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 기판(W)을 임시 보관한다. 버퍼 유닛(2000)에서 기판(W) 상에 잔류되는 공정 부산물은 제거된다. 버퍼 유닛(2000)에서 공정 부산물의 제거는 버퍼 유닛(2000) 내로 퍼지 가스를 공급함으로써 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(250) 사이에 배치된다. 로딩 모듈(30)은 반송 챔버(250)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(250) 및 복수 개의 공정 챔버들(260)을 포함한다.
반송 챔버(250)는 로드락 챔버(32), 언로드락 챔버(34), 그리고 복수 개의 공정 챔버들(260) 간에 기판(W)을 반송한다. 반송 챔버(250)는 상부에서 바라볼 때 육각의 형상으로 제공될 수 있다. 선택적으로 반송 챔버(250)는 직사각 또는 오각의 형상으로 제공될 수 있다. 반송 챔버(250)의 둘레에는 로드락 챔버(32), 언로드락 챔버(34), 그리고 복수 개의 공정 챔버들(260)이 위치된다. 반송 챔버(250) 내에 반송 로봇(242)이 제공된다. 반송 로봇(242)은 반송 챔버(250)의 중앙부에 위치될 수 있다. 반송 로봇(242)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 챔버(260)에 제공된 기판 처리 장치(1000)에 대해 설명한다. 기판 처리 장치(1000)는 기판(W)을 식각 처리한다.
도 2는 도 1의 기판 처리 장치의 단면도이다. 도 2를 참조하면, 기판 처리 장치(1000)는 챔버(1100), 기판 지지 유닛(1200), 가스 공급 유닛(1300), 플라즈마 소스(1400), 배플(1500), 그리고 배기 유닛(1600)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 반입구가 형성된다. 반입구는 기판(W)이 반출입되는 개구로 기능한다. 반입구는 도어(1120)에 의해 개폐된다. 챔버(1100)의 하부에는 배기 포트(1140)가 제공된다. 배기 포트(1140)는 기판 지지 유닛(1200)의 아래에 위치된다. 배기 포트(1140)는 처리 공간(1106)이 배출되는 유출구로 기능한다. 배기 포트(1140)는 챔버(1100)와 그 중심축과 일치되도록 위치된다.
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 지지판(1210), 구획 부재, 베이스(1230), 그리고 포커스링(1250)를 포함한다. 지지판(1210)은 원형의 판 형상으로 제공된다. 지지판(1210)은 유전체 재질로 제공되는 유전판(1210)일 수 있다. 지지판(1210)은 기판(W)보다 작은 반경을 가질 수 있다. 지지판(1210)의 상면에는 복수의 가스홀들이 형성되며, 지지판(1210)에 놓여진 기판의 저면으로 온도 조절용 가스를 공급할 수 있다. 지지판(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 지지판(1210)에 흡착된다.
베이스(1230)는 지지판(1210)을 지지한다. 베이스(1230)는 지지판(1210)의 아래에 위치되며, 지지판(1210)과 고정결합된다. 베이스(1230)의 상면은 그 중앙영역이 가장자리영역에 비해 높도록 단차진 형상을 가진다. 베이스(1230)는 그 상면의 중앙영역이 지지판(1210)의 저면에 대응하는 면적을 가진다. 베이스(1230)의 내부에는 냉각 유로(1232)가 형성된다. 냉각 유로(1232)는 냉각 유체가 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 지지판(1210)을 감싸는 링 부재(1250)로 제공된다. 포커스링(1250)은 내측링(1252) 및 외측링(1254)을 포함한다. 내측링(1252)은 지지판(1210)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 내측링(1252)을 베이스(1230)의 가장자리영역에 위치된다. 내측링(1252)의 상면은 지지판(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 가장자리 영역에서 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.
배플(1500)은 처리 공간(1106)에서 플라즈마를 영역 별로 균일하게 배기시킨다. 도 3은 도 2의 배플을 보여주는 평면도이다. 도 3을 참조하면, 배플(1500)은 환형의 링 형상을 가진다. 배플(1500)은 처리 공간(1106)에서 챔버(1100)의 내측벽과 기판 지지 유닛(1200)의 사이에 위치된다. 배플(1500)에는 복수의 배플홀들(1502)이 형성된다. 배플홀들(1502)은 상하 방향을 향하도록 제공된다. 배플홀들(1502)은 배플(1500)의 상단에서 하단까지 연장되는 홀들로 제공된다. 배플홀들(1502)은 배플(1500)의 원주방향을 따라 서로 이격되게 배열된다. 각각의 배플홀(1502)은 슬릿 형상을 가지며, 반경 방향을 향하는 길이 방향을 가진다.
다시 도 2를 참조하면, 배기 유닛(1600)은 처리 공간(1106)을 강제 배기한다. 배기 유닛(1600)은 배기 라인(1610), 개폐 밸브(1660), 그리고 감압 부재(1680)를 포함한다. 배기 라인(1610)은 배기 포트에 챔버(1100)에 연결된다. 배기 라인(1610)은 제1라인(1620), 제2라인(1640), 그리고 필터 배관(1700)을 포함한다. 제1라인(1620), 필터 배관(1700), 그리고 제2라인(1640)은 배기 방향을 따라 순차적으로 연장되는 라인으로 제공된다. 제1라인(1620)은 배기 포트(1140)로부터 연장되는 라인으로 제공된다. 제2라인(1640)은 배기 방향에 대해 제1라인(1620)보다 하류에 위치된다. 제2라인(1640)에는 개폐 밸브(1660) 및 감압 부재(1680)가 각각 설치되며, 감압 부재(1680)의 음압은 제1라인(1620) 및 처리 공간(1106)에 제공될 수 있다. 개폐 밸브(1660)는 배기 방향에 대해 감압 부재(1680)보다 상류에 위치된다.
필터 배관(1700)은 제1라인(1620)과 제2라인(1640)을 연결한다. 필터 배관(1700)은 제1라인(1620)과 제2라인(1640)으로부터 탈착 가능하게 제공된다. 필터 배관(1700)은 처리 공간에서 발생된 공정 부산물을 필터링한다. 필터 배관(1700)은 공정 부산물이 개폐 밸브(1660) 및 감압 부재(1680)에 전달되는 것을 최소화한다. 필터 배관(1700)과 제1라인(1620), 그리고 필터 배관(1700)과 제2라인(1640) 사이에는 실링 부재가 제공된다. 실링 부재는 필터 배관(1700)과 각 라인 간의 틈을 실링한다. 필터 배관(1700)은 클램프(1690)에 의해 제1라인(1620 및 제2라인(1640)에 고정 결합된다. 필터 배관(1700)은 측면이 주름진 형상을 가지도록 제공된다. 필터 배관(1700)은 내주면 및 외주면 각각이 주름진 형상을 가지도록 제공된다. 필터 배관(1700)의 내주면은 공정 부산물을 필터링하는 기능을 수행하고, 외주면은 필터 배관(1700)의 온도를 낮추는 기능을 수행한다.
다음은 필터 배관(1700)의 형상에 대해 보다 자세히 설명한다. 필터 배관(1700)은 몸통부(1720), 내측 돌출부(1740), 그리고 외측 돌출부(1760)를 가진다. 도 5는 도 4의 필터 배관의 제1실시예를 보여주는 단면도이다. 도 5를 참조하면, 몸통부(1720)는 양단이 개방된 배관 형상으로 제공된다. 몸통부(1720)는 일단이 제1라인(1620)에 연결되고, 타단이 제2라인(1640)에 연결된다. 예컨대, 몸통부(1720)는 원통 형상으로 제공될 수 있다. 내측 돌출부(1740)는 몸통부(1720)의 내주면으로부터 돌출되게 제공된다. 내측 돌출부(1740)는 몸통부(1720)의 중심축을 감싸며, 몸통부(1720)의 일단에서 타단까지 연장되는 나선 형상으로 제공될 수 있다. 이에 따라 필터 배관(1700)을 통과하는 공정 부산물을 영역 별로 균일하게 필터링할 수 있다. 내측 돌출부(1740)는 몸통부(1720)의 내측면으로부터 내측단을 향하는 방향이 몸통부(1720)의 중심축에 가까워질수록 필터 배관(1700)의 상류 방향을 향하도록 경사지게 제공된다. 이에 따라 필터 배관(1700)을 통과하는 공정 부산물은 내측 돌출부(1740)에 걸려 필터링된다.
외측 돌출부(1760)는 몸통부(1720)의 외측면으로부터 돌출되게 제공된다. 외측 돌출부(1760)는 필터 배관(1700)이 외부에 노출되는 면적을 넓이기 위해 제공된다. 일반적으로, 기판(W)을 처리하는 가스 분위기는 상온에 비해 높은 온도에서 진행된다. 즉, 필터 배관(1700)의 외부는 내부에 비해 낮은 온도를 가진다. 외측 돌출부(1760)는 외부와의 노출 면적을 넓힘으로써, 필터 배관(1700)의 온도를 제1라인(1620) 또는 제2라인(1640)에 비해 낮은 온도로 조절할 수 있다. 예컨대, 필터 배관(1700)은 제1라인(1620) 및 제2라인(1640)에 비해 열 전도율이 높은 재질로 제공될 수 있다. 이에 따라 필터 배관(1700)은 제1라인(1620)과 제2라인(1640)에 비해 외부로 신속히 열을 발산하며, 제1라인(1620) 및 제2라인(1640)에 비해 낮은 온도를 유지할 수 있다. 필터 배관(1700)은 온도가 낮을수록 공정 부산물의 부착률이 증가된다. 따라서 필터 배관(1700)의 온도를 낮춤으로써, 필터 배관(1700)에는 다량의 공정 부산물을 부착시킬 수 있으며, 공정 부산물이 개폐 밸브(1660) 및 감압 부재(1680)로 전달되는 것을 최소화할 수 있다.
개폐 밸브(1660)는 감압 부재(1680)로부터 제공되는 배기압을 조절한다. 개폐 밸브(1660)는 배기 라인(1610)을 개폐한다. 개폐 밸브(1660)는 개방 위치와 차단 위치로 이동 가능하다. 개폐 밸브(1660)는 배기 라인(1610)의 길이 방향과 수직한 방향으로 이동 가능하다. 개폐 밸브(1660)는 직선 이동 또는 스윙 이동이 가능하다. 여기서 개방 위치는 개폐 밸브(1660)에 의해 배기 라인(1610)이 개방되는 위치이고, 차단 위치는 개폐 밸브(1660)에 의해 배기 라인(1610)이 차단되는 위치이다. 일 예에 의하면, 공정 진행 시 배기 라인(1610)의 일부 영역은 개방되게 제공된다.
다음은 상술한 기판 처리 장치를 이용하여 기판(W)을 처리하는 방법을 설명한다. 기판 지지 유닛(1200)에 기판(W)이 놓여지면, 처리 공간을 밀폐되고, 처리 공간에는 플라즈마가 공급되어 기판(W)을 식각 처리한다. 플라즈마는 기판(W)과 반응하여 공정 부산물을 형성한다. 공정 부산물은 배플을 통해 배기 라인(1610)으로 배기된다. 공정 부산물은 배기되는 과정에서 필터 배관(1700)에 필터링된다. 기판(W) 처리 공정이 완료되면, 플라즈마의 공급을 중지하고, 기판(W)을 처리 공간으로부터 반출한다. 이후 장치의 메인터넌스를 진행한다.
메인터넌스가 진행되면, 작업자는 처리 공간을 외부로부터 밀폐하고, 필터 배관(1700a)을 제1라인(1620)과 제2라인(1640)으로부터 분리한다. 분리된 필터 배관(1700a)은 외부의 세정 시스템으로 이동되어 세정 처리된다. 필터 배관(1700a)이 탈착된 제1라인(1620)에는 세정 펌프(1800)가 연결된다. 세정 펌프(1800)는 메인터넌스 공정 중에 처리 공간을 강제 배기하기 위한 감압 부재(1680)로 제공된다. 세정 펌프(1800)가 처리 공간을 강제 배기함으로써, 처리 공간에 잔류된 공정 부산물은 세정 펌프(1800)로 강제 배기된다. 이에 따라 공정 부산물이 개폐 밸브(1660) 및 감압 부재(1680)에 전달되는 양을 줄일 수 있다. 메인터너스가 종료되면, 세정 펌프(1800)를 제1라인(1620)으로부터 분리한 후에 세정된 필터 배관(1700b) 혹은 새로운 필터 배관(1700b)을 제1라인(1620)과 제2라인(1640) 각각에 연결한다.
다음은 필터 배관(1700)의 제2실시예에 대해 설명한다. 도 9는 도 5의 필터 배관의 제2실시예를 보여주는 단면도이다. 도 9를 참조하면, 필터 배관(1702)의 내측 돌출부(1740)는 복수 개로 제공된다. 내측 돌출부(1740)는 몸통부(1720)의 길이 방향을 따라 서로 이격되게 제공될 수 있다.
또한 도 10은 필터 배관의 제3실시예를 보여주는 단면도이다. 도 10을 참조하면, 필터 배관(1704)은 측벽이 볼록부와 오목부를 교대로 가지는 형상으로 제공될 수 있다. 필터 배관(1704)은 외주면과 내주면 각각이 볼록부와 오목부를 가지도록 제공된다. 외주면에 볼록부가 제공되면, 이에 반대편인 내주면은 오목부를 가지도록 제공될 수 있다. 이에 따라 필터 배관(1704)은 길이 방향을 따라 균일한 내경을 가지도록 제공되며, 감압 부재(1680)의 배기압 간섭을 최소화할 수 있다. 또한 필터 배관(1704)은 균일한 측벽 두께를 가지므로, 영역 별 온도를 일정하게 유지할 수 있다.
본 실시예는 필터 배관(1700)에 다량의 공정 부산물을 증착시키고, 필터 배관(1700)을 교체함으로써, 공정 부산물이 개폐 밸브(1660) 및 감압 부재(1680)에 부착되는 양을 최소화시킨다. 감압 부재(1680)의 경우에는 복수의 공정 챔버(1100)에 연결될 수 있다. 따라서 감압 부재(1680)에 공정 부산물이 부착되어 손상되는 경우에는 감압 부재(1680)를 교체하여아 하나, 이를 교체하는 것은 매우 어려우며, 많은 비용이 발생된다.
본 실시예는 필터 배관(1700)을 설치 및 교체함으로써, 감압 부재(1680) 및 개폐 밸브(1660)에 비해 교체가 용이하며, 교체 비용을 절감할 수 있다. 또한 감압 부재(1680) 및 개폐 밸브(1660)는 모터와 같은 구동기를 포함하는 장치로 제공된다. 따라서 필터 배관(1700)은 감압 부재(1680) 및 개폐 밸브(1660)을 세정하는 것에 비해 용이하다.
1620: 제1라인 1640: 제2라인
1660: 개폐 밸브 1680: 감압 부재
1700: 필터 배관 1720: 몸통부
1740: 내측 돌출부 1760: 외측 돌출부

Claims (13)

  1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    기판을 처리하는 처리 공간을 제공하는 챔버와;
    상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛과;
    상기 처리 공간에 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과;
    상기 챔버에 연결되는 배기 라인과;
    상기 배기 라인을 감압하며, 상기 처리 공간에서 발생된 공정 부산물을 배기하는 감압 부재를 포함하되,
    상기 배기 라인은,
    상기 챔버에 연결되는 제1라인과;
    상기 감압 부재가 설치되는 제2라인과;
    상기 제1라인과 상기 제2라인을 연결하는 필터 배관을 포함하되,
    상기 필터 배관의 측면은 주름지도록 제공되는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 필터 배관은 상기 제1라인 및 상기 제2라인 각각으로부터 탈착 가능하게 제공되는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 필터 배관은 외주면이 주름진 형상을 가지며,
    상기 필터 배관은 상기 제1라인과 상기 제2라인에 비해 낮은 온도를 가지도록 제공되는 기판 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 필터 배관의 외부는 내부에 비해 낮은 온도로 제공되고,
    상기 필터 배관은 상기 제1라인 및 상기 제2라인에 비해 높은 열전도율을 가지는 재질로 제공되는 기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 배기 라인을 개폐하는 밸브는 상기 제2라인에 설치되는 기판 처리 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필터 배관은 외주면이 주름진 형상을 가지되,
    상기 필터 배관은,
    양단이 개방된 몸통부와;
    상기 몸통부의 내측면으로부터 돌출되는 내측 돌출부를 가지는 기판 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 내측 돌출부는 상기 몸통부의 중심축을 감싸는 나선 형상으로 제공되는 기판 처리 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 내측 돌출부는 복수 개로 제공되며, 환형의 링 형상을 가지고,
    상기 몸통부의 길이 방향을 따라 배열되는 기판 처리 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 필터 배관을 길이 방향으로 절단한 절단면을 바라볼 때, 상기 내측 돌출부는 상기 내측면으로부터 내측단을 향하는 방향이 상기 몸통부의 중심축에 가까워질수록 상기 필터 배관의 상류 방향을 향하도록 경사지게 제공되는 기판 처리 장치.
  10. 제2항에 장치를 이용하여 상기 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    상기 처리 공간에 위치된 상기 기판으로 상기 가스를 공급하여 상기 기판을 처리하고,
    상기 기판을 상기 처리 공간으로부터 반출한 후에 상기 장치의 메인터넌스를 수행하되,
    상기 메인터넌스를 수행하는 중에는 상기 필터 배관을 상기 제1라인과 상기 제2라인으로부터 분리하여 교체하는 기판 처리 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 메인터넌스를 수행하는 중에는 상기 필터 배관을 분리한 후, 그리고 교체하기 이전에, 상기 제1라인에 세정 펌프를 연결하여 상기 처리 공간에 잔류 파티클을 배기하는 기판 처리 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 필터 배관은 외부에 노출되는 노출 면적이 상기 제1라인과 상기 제2라인에 비해 크게 제공되어, 상기 제1라인과 상기 제2라인에 비해 낮은 온도를 가지는 기판 처리 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 가스는 상기 기판을 식각하는 가스로 제공되는 기판 처리 방법.

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