KR100196036B1 - 플라즈마 처리장치 및 그 운전방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 플라즈마 처리장치 및 그 운전방법에 관한 것으로써, 본 발명은 플라즈마 방전에 의해 기판(W)의 표면처리를 행하는 처리실(10)과, 이 처리실(10)을 형성하는 벽부(10a)에 형성된 개폐구(11R)(11L)를 통해 상기 처리실(10)과 연통 가능한 로드록실(20R)(20L)과, 개폐구(11R)(11L)를 벽부(10a)의 처리실(10) 내면쪽에서 회동 또는 왕복 운동하면서 로드록실(20R)(20L)을 교대로 개폐하는 도어체(30)를 구비한 개폐수단과, 상기 처리실(10)과 로드록실(20R)(20L) 사이에서 기판(W)을 이송하는 이송보트를 포함한 이송수단을 구비하여, 기판의 플라즈마 처리시 처리효율 즉, 작업처리량을 증대시킬 수 있는 플라즈마 처리장치 및 그 운전방법에 관한 것이다.
Description
제1도는 본 발명에 대한 플라즈마 처리장치의 일실시예를 도시한 평단면도.
제2도는 제1도에 있어서 X-X선을 절결한 단면전개도.
제3도는 본 발명에 관한 플라즈마 처리장치의 운전방법의 일실시예를 도시한 타임챠트이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 처리실 10a : 벽부
11R : 개폐구(제1개폐구) 11L : 개폐구(제2개폐구)
20R : 로드록실(제1의 로드록실) 20L : 로드록실(제2의 로드록실)
20b : 상부벽부 22 : 기판장전·인출구멍
23 : 실린더(구동기구) 23a : 피스톤로드
24 : 기판 25 : 기판수수테이블
30 : 도어체 30a : 축체
40R : 이송보트(제1의 이송보트) 40L : 이송보트(제2의 이송보트)
40b : 클릭(지지부) W : 기판
본 발명은 반도체기판, 디스플레이기판, 멀티 칩 모듈(MCM), 프린트기판 등의 에칭, 회화(灰化)처리(ashing), 디포지션, 표면 개질(改質), 표면크리닝 등에 사용되는 플라즈마 처리장치 및 그 운전방법에 관한 것으로써, 특히 처리량을 향상시키는 기술이나 처리될 기판에 플라즈마 발생시의 피해를 주지않는 기술에 관한 것이다.
종래의 대규모 집적회로(LSI)의 제조공정에는 반도체기판 등의 에칭, 회화처리, 디포지션, 표면개질, 표면 크리닝 등에 있어서, 감압하에서 플라즈마를 발생시켜서 기판을 처리하는 각종 플라즈마 처리장치가 널리 사용되고 있다.
그와 같은 플라즈마 처리장치에서는, 플라즈마 처리를 행하는 처리실에 인접된 위치에 로드록실을 형성하고, 이 로드록실로부터 기판의 이송이 행해지고 있다. 이 경우, 처리실과 로드록실 사이에 기판을 이송하기 위한 개폐구를 형성하고, 처리시에는 이 개폐구를 게이트밸브라 불리우는 도어체에 의해 기밀상태로 폐쇄하고, 이송시에는 이 개폐구에서 기판의 출입을 행한다.
그런데, 상기 종래의 플라즈마 처리장치에 있어서는, 도어체가 로드록실측에 형성된 상태에서 이 로드록실측에서부터 개폐구의 개폐작동을 행하므로, 로드록실내에 도어체를 구동시키는 구동기구 및 도어체의 구동공간을 배치할 필요가 있었다. 그 때문에, 로드록실의 용적이 커지게 되어 진공배기에 시간을 소모함으로써 기판 1매당 처리효율, 즉 작업처리량을 저하시키는 요인이 되었다.
한편, 플라즈마 처리는 피처리기판을 소정의 처리위치에까지 이송한 후 플라즈마를 발생시키며 행해지는데, 이때 플라즈마 발생시에는 정상상태에서의 플라즈마 유지전압보다 큰 방전개시전압이 가해져서 일시적으로 다량의 전자 및 이온이 생성되고, 반도체기판 등의 피처리기판은 초기적으로 생성된 이들 전자 및 이온에 의해 피해를 입을 우려가 있다는 문제가 있었다.
본 발명은 상기의 사정을 감안하여 이루어진 것으로써, 플라즈마 처리의 효율을 향상시키는 장치 및 피처리기판에 플라즈마 발생시 피해를 주지않는 운전방법을 제공하는 것을 그 목적으로 하는 것이다.
청구항 3 기재의 플라즈마 처리장치에 있어서는, 플라즈마 방전에 의해 기판의 표면처리를 행하는 처리실과, 이 처리실을 형성하는 벽부에 형성된 개폐구를 통해 상기 처리실과 연통가능한 로드록실과, 상기 개폐구를 상기 벽부의 처리실 내면쪽부터 개폐하는 도어체를 구비한 개폐수단과, 상기 처리실과 로드록실 사이에서 기판의 이송을 행하는 이송보트를 포함한 이송수단을 구비하되, 이 플라즈마 처리장치에서 상기 개폐구가 상기 벽부에 다수 형성됨과 동시에 상기 처리실과 하나의 로드록실을 1단위로 하여 각 단위마다 형성되고, 플라즈마 방전에 의해 기판의 표면처리를 행하는 처리실과, 이 처리실을 형성하는 벽부에 형성된 제1개폐구를 통해 상기 처리실과 연통 가능한 제1의 로드록실과, 상기 벽부에 형성된 제2개폐구를 통해 상기 처리실과 연통 가능한 제2의 로드록실과, 상기 처리실내에 지지되며, 상기 처리실내에서 이동하여 상기 처리실 내면측으로부터 상기 제1개폐구, 제2개폐구를 번갈아 개폐하는 도어체와, 이 도어체의 상기 제1의 로드록실쪽으로 고정되어 상기 기판을 지지하고, 상기 도어체가 상기 제1개폐구를 닫았을 때 상기 기판을 상기 제1의 로드록실에 위치시켜서 상기 도어체가 상기 제2개페구를 닫았을 때 상기 기판을 상기 처리실내에 위치시키는 제1의 이송보트와, 상기 제2의 로드록실쪽으로 고정되어 상기 기판을 지지하고, 상기 도어체가 상기 제2개폐구를 닫았을 때 상기 기판을 상기 제2의 로드록실에 위치시켜서 상기 도어체가 상기 제1개페구를 닫았을 때 상기 기판을 상기 처리실내에 위치시키는 제2의 이송보트를 구비한 것을 특징으로 하고 있다.
청구항 4 기재의 플라즈마 처리장치에 있어서는 청구항 3 기재의 플라즈마 처리장치에 있어서, 상기 도어체는 상기 처리실내에 수직방향의 축선으로 배치됨과 동시에 구동원에 의해 회동되는 축체에 고정되며, 상기 축체의 회동에 의해 요동되어 상기 제1개폐구, 제2개폐구를 번갈아 개폐하도록 구성된 것을 특징으로 하고 있다.
청구항 5 기재의 플라즈마 처리장치에 있어서는, 청구항 3 또는 청구항 4 기재의 플라즈마 처리장치에 있어서, 상기 제1, 제2의 이송보트는 각각 기판의 하부면 둘레부가 얹어진 지지부를 가지며, 상기 제1, 제2의 로드록실에는 각각 그 상부벽부에 기판장전·인출구멍이 형성됨과 동시에, 상하 방향으로 이동함으로써 상기 기판장전·인출구멍을 개폐하는 덮개체가 배설되고, 또 그 내부에서 상하방향 이동 가능하게 됨과 동시에 하한위치에서 상부로 이동했을 때 상기 내부에서 상기 지지부상에 얹어진 기판을 들어올려서 그 기판을 상기 기판장전·인출구멍으로부터 외부로 이동시키거나 혹은 상한위치로부터 하부로 이동했을 때 상기 기판장전·인출구멍의 상부에서 받아들인 기판을 상기 지지부상에 얹는 기판수수테이블이 배치되며, 또 상기 덮개체와 기판수수테이블을 동기시켜서 상하방향으로 이동시키는 구동기구가 설치되는 것을 특징으로 하고 있다.
청구항 7 및 청구항 8 기재의 플라즈마 처리장치의 운전방법에 있어서는, 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 하나에 기재된 플라즈마 처리장치를 운전하는 방법으로써, 다수의 기판이송 사이에서 플라즈마 처리를 행하기 위한 플라즈마 방전을 연속적으로 유지하는 것을 특징으로 하고 있다.
청구항 3 기재의 플라즈마 처리장치에 있어서는, 항상 감압상태로 유지됨으로써 용적을 크게 하더라도 작업처리량에 영향을 미치지 않게끔 처리실내에 도어체가 배치되므로, 로드록실측에 도어체 및 도어체의 개폐에 필요한 공간을 배치할 필요가 없다. 그 때문에, 대기개방과 진공배기가 반복되어 그 용접이 작업처리효율에 영향을 주는 로드록실은 그 용적이 매우 작게 구성되며, 진공배기에 요하는 시간이 단축되어 처리효율이 향상됨과 더불어, 로드록실이 다수임에 따라, 어떤 로드록실에서 기판이송을 할 때 다른 로드록실에 대해서는 기판이송의 준비가 행해진다. 즉, 기판이송과 이송준비작업이 병행하여 이루어지므로 처리효율이 향상되고, 1개의 도어체에 의해 제1 및 제2개페구의 개폐조작이 하나의 동작으로 이루어지므로, 도어체의 개폐시간이 단축되어 처리효율이 향상된다. 또한, 도어체에는 제1 및 제2의 이송보트가 일체적으로 고정되어 있으므로, 개폐조작과 동시에 기판이송이 행해져서 장치구성이 현저하게 단순해진다.
청구항 4 기재의 플라즈마 처리장치에 있어서는 처리실내에 형성된 축체를 중심으로 도어체가 요동되어 제1 및 제2개폐구가 번갈아 개폐되므로, 도어체에 의한 제1 및 제2개폐구의 상호 교대 개폐가 용이한 구성으로 실현된다.
청구항 5 기재의 플라즈마 처리장치에 있어서는, 기판이 장전·인출은 구동기구에 의해 덮개체와 기판수수테이블이 상하방향으로 이동됨에 따라 이루어진다.
즉, 덮개체와 기판수수테이블이 모두 상부로 이동하면 덮개체의 상승에 의해 기판장전·인출구멍이 개방되며, 이와 동시에 기판수수테이블의 상승에 의해 지지부상에 얹어진 기판을 들어올려서 그 기판을 기판장전·인출구멍으로부터 외부로 이동시킴으로써 기판이 회수된다.
반대로, 덮개체와 기판수수테이블이 모두 하부로 이동하면 기판수수테이블의 하강에 의해 기판장전·인출구멍의 상부에서 받아들여진 기판이 상기 지지부상에 얹어지며, 이와 동시에 덮개체와 하강에 의해 기판장전·인출구멍이 페쇄되어 기판이 장전된다.
청구항 7 및 청구항 8 기재의 플라즈마 처리장치의 운전방법에 있어서는 다수의 기판이송 동안에 플라즈마 방전이 연속적으로 유지되어 플라즈마 방전이 정상적으로행해지고 있는 상태에서 피처리기판이 처리실내로 반입, 또 처리실내에서 반출되므로, 피처리기판에 플라즈마 발생시 피해는 생기지 않는다.
이하, 본 발명에 대한 플라즈마 처리장치의 일실시예에 대해 제1도 및 제2도를 참조해서 설명한다.
제1도 및 제2도는 본 발명에 관한 플라즈마 처리장치의 일실시예를 도시한 것으로써, 도면중 부호(1)은 베이스플레이트, (10)은 처리실, (20R)(20L)은 모두 로드록실(제1 및 제2의 로드록실), (30)은 도어체, (40R,40L)은 모두 이송보트(제1 및 제2의 이송보트), W는 기판을 나타낸다.
처리실(10)은 벽부(10a)에 의해 형성됨과 동시에, 베이스플레이트(1)상에 고정되어 있다. 벽부(10a)에는 개폐구(11R)(11L)제1 및 제2개폐구, 배기구(12), 개구(13)가 형성되어 있다. 배기구(12)에는 예를 들면 터보분자 펌프(14a) 및 드라이펌프(14b)의 조합으로 이루어진 고진공 배기수단(14)이 접속되어 있으며, 배기구(12)를 통해 처리실(10)내가 고진공으로 배기되도록 되어 있다. 처리실(10)에는 개구(13)를 연통하여 플라즈마 방전을 일으키는 플라즈마 발생실(13a)이 접속되어 있다. 또, 처리실(10)에는 상하운동이 가능하게 된 기판위치 조정수단(15)이 배치되어 기판(W)을 상하로 이동시킬 수 있다.
로드록실(20R)(20L)은 기판(W) 처리실(10)에 이송 및 기판(W) 외부로부터 장전·인출에 이용되는 것으로써, 처리실(10)의 양측에 동심원상으로 각각 인접하여 배치되어 있다. 로드록실(20R)(20L)에는 개폐구(11R)(11L)와 연통하는 개구부(21)가 형성되며, 이들 개구부(21) 및 개폐구(11R)(11L)를 통해 처리실(10)과 연통가능하게 됨과 동시에, 이 개구부(21)를 둘러싼 로드록실(20R)(20L)의 측벽부(20a)에는 0링 등의 시일재(21a)가 배치되고, 측벽부(20a)와 처리실(10)의 측벽부(10b)가 시일재(21a)를 끼운 상태에서 기밀상태로 고정되어 있다. 로드록실(20R)(20L)에는 그 상부벽부(20b)상에 기판장전·인출구멍(22)이 형성되어 있다.
로드록실(20R)(20L)의 외부측방에는 실린더(23)(구동기구)가 배치되며, 실린더(23)에 설치된 피스톤로드(23a)의 노출상태에 있는 상단에는 상하방향으로 이동함으로서 기판장전·인출구멍(22)을 개방·페쇄 가능하게 배설된 덮개체(24)가 접속체(23b)에 의해 일체적으로 장착되며, 피스톤로드(23a)의 노출상태에 있는 하단에는 하부벽부(20c)를 기밀상태로 관통한 상태에서 상하운동 가능하게 배설된 기판수수테이블(25)이 접속체(23b)에 의해 일체적으로 장착되어 있다. 이 경우, 피스톤로드(23a)의 상하단은 일체적으로 이동하므로, 덮개체(24)와 기판수수테이블(25)은 동시에(동기하여) 상하운동을 행한다. 또한, 로드록실(20R)(20L)에는 도시하지 않은 고진공 배기수단이 밸브 등에 의해 접속·분리 가능하게 접속되어 있음과 동시에, 아르곤, 질소, 공기 등의 불활성 가스를 도입하기 위한 리크밸브(leek valve)가 구성되어 있다.
도어체(30)는 처리실(10)내에서 수직방향의 축선으로 배치됨과 동시에, 도시하지 않은 구동원에 의해 회동되는 축체(30a)에 고정됨으로써 이 축체(30a)의 회동에 의해 처리실(10)내에서 요동하여 개폐구(11R)(11L)를 벽부(10a)의 처리실(10) 내면측에서부 번갈아 개폐하는 것이다. 이 경우 도어체(30)에 의한 개폐구(11R)의 폐쇄는, 개폐구(11R)을 둘러싼 처리실(10)의 측벽부(10b)의 처리실 내면측 둘레부(10c)에 배치된 0링 등의 시일재(30b)를 향해 도어체(30)의 로드록실(20R) 측면벽(30c)이 기밀상태로 압압된 상태에서 축체(30a)에 배설된 록기구(도시생략)에 의해 고정됨에 따라 이루어진다. 도어체(30)에 의한 개폐구(11L)의 폐쇄도 마찬가지로 이루어지는데, 이 경우에는 로드록실(20L) 측면벽(30d)이 시일재(30b)쪽으로 압압되게 된다. 여기서, 도어체(30), 축체(30a), 구동원 및 록기구에 의한 개폐구(11R)(11L)를 개폐하는 개폐수단으로서의 역할을 수행하도록 구성되어 있는 것이다.
이송보트(40R)(40L)는, 도어체(30)의 2개의 로드록실(20R)(20L)을 향하는 양측방에 각각 일체적으로 고정된 것이며, 도어체(30)의 요동에 의해서도 로드록실(20R)(20L) 및 개폐구(11R)(11L)와 간섭하지 않도록 배치되어 있으며, 기판(W)보다 약간 크게 오목부(40a)가 형성됨과 동시에, 이 오목부(40a)의 안쪽으로 뻗으면서 형성된 클릭(40b)(지지부)상에 기판(W)의 하단 둘레부를 얹은 것이다. 또한 이송보트(40R)(40L)와 기판수수테이블(25)은 소정 위치에서 기판수수테이블(25)이 상하운동할 때 서로 간섭을 피할 수 있도록 설계되어 있으며, 예를 들면 기판수수테이블(25)의 외경은 오목부(40a)보다 작은 직경으로 설정됨과 동시에, 기판수수테이블(25)의 외주 가장자리에는 클릭(40b)과의 간섭을 피하기 위한 오목부(25a)가 형성되어 있고, 이 구성을 토대로 기판수수테이블(25)이 상승하여 클릭(40b)상에 얹어진 기판(W)을 들어올리거나, 반대로 기판(W)을 얹은 기판수수테이블(25)이 하강하여 클릭(40b)상에 기판(W)을 얹어 놓는 것이 가능하다.
그리고, 이송보트(40R)는 도어체(30)가 개폐구(11R)을 닫았을 때 기판(W)을 로드록실(20R)에 위치시키며, 도어체(30)가 개폐구(11L)를 닫았을 때 기판(W)을 처리실(10)내에 위치시키는 것이고, 이송보트(40L)는 이와는 반대로 도어체(30)가 개폐구(11R)을 닫았을 때에는 기판(W)을 처리실(10)내에 위치시키고, 도어체(30)가 개폐구(11L)를 닫았을 때 기판(W)을 로드록실(20L)에 위치시키는 것이다. 이 경우, 처리실(10)과, 로드록실(20R)을 1단위로 보았을 경우, 도어체(30) 개폐수단의 구동원이 이송수단의 구동원을 겸하고 있으며, 이송보트(40R) 및 도어체(30)의 개폐수단에 의해 이송수단을 구성하고 있다. 처리실(10)과 로드록실(20L)을 1단위로 보았을 경우에도 마찬가지이다.
상기와 같이 구성된 플라즈마 처리장치를 사용한 경우의 플라즈마 처리에 대해 제3도를 참조해서 이하에 설명한다.
① 처리준비
먼저, 도어체(30)가 예를 들면 제1도 및 제2도에 도시된 바와 같이, 로드록실(20R)의 개폐구(11R)를 폐쇄한 상태에서 처리실(10) 및 로드록실(20R)을 각각의 진공배기수단에 의해 고진공으로 배기하고, 소저의 진공도를 얻은 후, 플라즈마 발생실(13a)에서 처리 목적에 맞는 플라즈마를 발생시킨다.
② 1회째의 처리
②-1 로드록실(20R)에의 외부로부터의 기판도입
도어체(30)에 의해 개폐구(11R)가 폐쇄되어 있는 로드록실(20R)에 대해 진공배기수단을 분리하고, 또 리크밸브에 의해 불활성가스를 도입하여 이 로드록실(20R)내를 표준압력(혹은 표준압력보다 약간 높은 압력)으로 한다.
실린더(23)를 구동하여 피스톤로드(23a)를 상승시킴에 따라 덮개체(24)가 상승하여 로드록실(20R)의 기판장전·인출구멍(22)이 개방되고, 이와 동시에 기판수수테이블(25)이 하한위치에서 상부로 이동하고 기판장전·인출구멍(22)으로부터 외부로 이동하여 기판(W)을 받아들일 수 있는 상태로 한다. 이 상태의 기판수수테이블(25)상에 피처리기판(W)을 얹어 놓은 후 실린더(23)를 구동하여 피스톤로드(23a)를 하강시키고, 덮개체(24)에 의해 기판장전·인출구멍(22)을 폐쇄함과 동시에, 기판수수테이블(25)이 상한위치에서 하부로 이동하여 기판장전·인출구멍(22)의 상부에 받아들인 피처리기판(W)을 로드록실(20R)내에 도입하고, 이송보트(40R)의 클릭(40b)상에 얹어 놓는다.
그 후, 로드록실(20R)은 진공배기수단에 의해 처리실(10)과 같은 정도의 진공도로 진공배기를 한다.
②-2 로드록실(20R)로부터 처리실(10)에의 이송
축체(30a)를 중심으로 도어체(30)를 도시한 시계반대방향으로 요동시켜서 도어체(30)가 로드록실(20L)의 개폐구(11L)를 폐쇄한 상태로 한다. 이 하나의 동작으로 도어체(30)에 의한 개폐구(11R)의 개방조작과 개폐구(11L)의 폐쇄조작과, 이송보트(40R)에 의한 피처리기판(W)의 반입이 달성된다.
②-3 플라즈마 처리
처리실(10)내에 있어서, 기판위치 조정수단(15)에 의한 높이조절 등 처리조건의 최적화가 진행되면서 플라즈마 발생실(13a) 로부터의 래디칼(radical) 등에 의한 표면처리가 실시된다.
③ 2회째의 처리
③-1 로드록실(20L)에 대한 외부로부터의 기판도입
상기와 같이, 로드록실(20L)이 폐쇄된 시점에서 로드록실(20L)에의 기판도입을 실시한다. 즉 상기 「②-3 플라즈마 처리」와 병행하여 로드록실(20L)에의 기판도입작업을 개시한다.
기판도입은 상기 「②-1 로드록실(20R)에 대한 외부로부터의 기판도입」과같은 수순으로 행한다.
③-2 로드록실(20L)로부터 처리실(10)에의 이송
축체(30a)를 중심으로 도어체(30)를 도시한 시계방향으로 요동시켜서 도어체(30)가 로드록실(20R)의 개폐구(11R)를 폐쇄한 상태로 한다. 이 하나의 동작으로 로드록실(20L)로부터 처리실(10)에의 피처리기판(W)의 반입이 달성됨과 동시에, 처리실(10)로부터 로드록실(20R)에의 처리가 끝난 기판(W)의 반출이 달성된다.
③-3 플라즈마 처리
로드록실(20L)로부터 처리실(10)에 반입된 피처리기판(W)에 대해서는 상기 「②-3 플라즈마 처리」와 같은 수순으로 플라즈마 처리가 실시된다.
④ 3번째 이후의 처리
④-1 로드록실(20R)에 있어서의 기판 교체
상기 「③-3 플라즈마 처리」가 개시된 시점에서 병행하여 로드록실(20R)의 기판 교체를 행한다.
수순은 상기 「②-1 로드록실(20R)에 대한 외부로부터의 기판 도입」과 같으며, 다른 점은 기판수수테이블(25)을 상승시킬 때 기판수수테이블(25)이 로드록실(20R)내에서 클릭(40b)상의 처리가 끝난 기판(W)을 들어올려 외부로 이동시켜서 처리가 끝난 기판(W)을 회수하는 조작이 부가될 뿐이다.
이하는, ④-2에 기재한 이송후, ④-3과 ⑤-1을 병행하여 실시하는 등의 조작을 차례로 반복해서 실시한다. 이 때, 처리가 종료되기까지 플라즈마는 끊임없이 연속운전된다.
[실험예]
상기 구성을 가진 플라즈마 처리장치를 제조하고, 플라즈마 처리의 일예인 회화처리를 시도했던 바, 제3도에 도시한 바와 같이 기판(W) 교체가 45초(기판회수·세트에 5초, 로드록실(20)의 진공배기에 40초), 도어체(30)의 요동에 의한 기판이송이 5초, 회화처리 시간(플라즈마 처리시간)이 40초이며, 합계 90초에 하나의 공정을 실시하였다. 그러나, 제3도에 도시한 바와 같이, 2개의 로드록실(20R)(20L)을 병행하여 사용함으로써, 즉 플라즈마 처리와 기판교체를 병행하여 행함으로써 1매당 처리에 요하는 사이클을 50초를 달성할 수 있어서 72매/hr이라는 높은 처리효율을 얻을 수 있다.
상기 플라즈마 처리장치에 있어서는 처리실(10)내의 도어체(30)가 배치되므로, 로드록실(20R)(20L)에 도어체 및 그 구동기구·구동공간을 배치할 필요가 없다. 그 때문에, 로드록실(20R)(20L)의 용적을 아주 작게 구성할 수 있으며, 진공배기에 요하는 시간을, 예를 들면 상기 실험예에서는 40초로 현저하게 단축할 수 있어서 처리효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 로드록실(20R)(20L)이 2개임에 따라 한쪽 로드록실로부터의 기판이송후 플라즈마 처리와 다른쪽 로드록실에 대한 기판이송의 준비(기판교체)를 병행하여 할 수 있으며, 예를 들면 상기 실험예에서는 실시간이 90초인 공정을 병행하여 처리함으로써 50초로 할 수 있어서 작업처리량을 향상시킬 수 있다.
또한, 1개의 도어체(30)에 의해 2개의 로드록실(20R)(20L) 개폐구(11R)(11L)의 개폐조작을 하나의 동작으로 행할 수 있어서 도어체(30)의 개폐시간을 단축하여 작업처리효율을 향상시킬 수 있다. 이와 아울러 도어체(30)에는 이송보트(40R)(40L)가 일체적으로 고정되어 있으므로, 개폐조작과 동시에 기판이송을 할 수 있으며, 예를 들면 상기 실험에에서는 이 개폐조작과 기판이송이 5초만에 실현되어 처리효율을 향상시킬 수 있음과 동시에, 장치구성을 단순화시킬 수 있어 장치코스트를 저감할 수 있다.
또한, 축체(30a)를 중심으로 도어체(30)를 요동시켜서 개폐구(11R)(11L)를 번갈아 개폐하는 단순한 구성이므로 장치코스트를 저감할 수 있다.
그리고, 실린더(23)를 구동하는 것 만으로 로드록실(20R)(20L)의 기판(W) 교체를 할 수 있어서 기판(W) 교체를 용이하고 신속하게 할 수 있다. 아울러, 로드록실(20R)(20L)은 기판(W)·이송보트(40R) 또는 이송보트(40L)·기판수수테이블(25)을 수용하는 만큼의 용적으로 충분하므로 용적을 아주 작게 설계할 수 있어서 로드록실(20R)(20L)의 진공배기에 요하는 시간을 예를들면 상기 실험예에서는 40초로 현저하게 단축할 수 있어서 처리 효율의 향상에 기여할 수 있다.
또한, 다수의 기판이송 동안에 플라즈마 방전이 끊이지 않고, 연속적으로 유지됨에 따라 플라즈마 방전이 정상적으로 행해지고 있는 상태에서 피처리기판(W)의 출입을 행하므로, 피처리기판에 플라즈마 발생시의 피해를 일으키는 일이 없다. 이 운전 방법은,
(1) 로드록실(20R)(20L)의 소용적화에 따른 진공배기시간의 단축,
(2) 로드록실(20R)(20L)의 병행이용에 따른 효율향상,
(3) 한 개의 도어체(30)가 2개의 로드록실(20R)(20L) 개폐구(21)(21) 사이를 하나의 동작으로 개폐함에 따른 개폐조작의 신속화,
(4) 도어체(30)에 이송보트(40R)(40L)가 일체화되어 있기 때문에 로드록실(20R)(20L)의 개폐화 기판이송이 하나의 동작으로 이루어짐에 따른 기판이송조작의 신속화,
(5) 로드록실(20R)(20L)의 기판교체기구(실린더(23), 덮개체(24), 기판수수테이블(25))에 의한 기판교체가 빠르다는 것을 요인으로 해서 플라즈마를 단절하지 않는 연속운전이 현실적으로 무리가 없어서 유리한 운전방법이 되고 있다.
또한, 본 발명의 플라즈마 처리장치는 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이하의 실시양태로 할 수도 있다.
a) 2개의 로드록실(20R)(20L)을 형성하는 대신 한 개의 로드록실을 형성하거나, 혹은 3개 이상의 로드록실을 형성한다.
b) 2개의 로드록실(20R)(20L)에 대해 한 개의 도어체(30)를 배설하는 대신 2개의 로드록실에 대해 각각 도어체를 형성한다.
c) 도어체(30)에 의한 2개의 로드록실(20R)(20L)의 개폐구(11R)(11L)의 폐쇄를 요동운동으로 하는 대신 직선적인 왕복운동으로 행한다.
d) 2개의 로드록실(20R)(20L)을 처리실(10)에 대해 동심원상에 인접배치하는 대신 직선형상으로 인접배치하거나, 혹은 임의의 위치관계로 배치한다.
e) 이송보트(40R)(40L)를 도어체(30)에 대해 일체적으로 배설하는 대신 별체로 배설할 것.
f) 기판수수테이블(25)을 로드록실(20R)(20L)내에 배설하는 대신 로드록실(20R)(20L)의 하벽부(20c)에 덮개체(24)와 같은 덮개체를 배설하여 그 덮개체를 기판수수테이블로 사용할 것.
g) 플라즈마 발생실(13a)을 처리실(10)에 접속하는 대신 처리실(10)내에 플라즈마 발생기구를 배치한다.
h) 로드록실(20R)(20L)에 처리실(10)의 고진공 배기수단(14)과는 별도의 진공배기수단을 배설하는 대신, 로드록실(20R)(20L)의 진공배기에 고진공 배기수단(14)을 겸용할 것.
i) 플라즈마 처리로서 회화처리를 행하는 대신 에칭처리, 디포지션, 표면개질 등 다른 플라즈마 처리를 한다.
j) 처리실과 로드록실의 각 단위마다 개별적으로 이송수단을 배설한다.
청구항 3 기재의 플라즈마 처리장치에 의하면 처리실내에 도어체가 배치되므로, 로드록실측에 도어체 및 그 구동기구·구동공간을 배치할 필요가 없다. 그 때문에, 로드록실의 용적을 아주 작게 구성할 수 있으며, 진공배기에 요하는 시간을 단축할 수 있어서 처리효율을 향상시킬 수 있고, 로드록실이 다수임에 따라, 어떤 로드록실로부터 기판이송이 행해지는 동안 다른 로드록실에 대해서는 기판이송의 준비를 할 수 있다. 즉, 기판이송과 이송준비작업을 병행하여 실시할 수 있어서 처리 효율을 향상시킬 수 있으며, 1개의 도어체에 의해 제1 및 제2개폐구의 개폐조작을 하나의 동작으로 할 수 있어서 도어체의 개폐시간을 단축하여 처리효율을 향상시킬 수 있다. 이와 아울러, 도어체에는 제1 및 제2의 이송보트가 일체적으로 고정되어 있으므로, 개페조작과 동시에 기판이송을 행할 수 있으며, 장치구성을 단순화할 수 있어서 장치코스트를 저감할 수 있다.
청구항 4 기재의 플라즈마 처리장치에 의하면, 처리실내에 배설된 축체를 중심으로 도어체가 요동되어 제1 및 제2개페구가 번갈아 개폐되므로, 도어체에 대한 제1 및 제2개폐구의 상호 교대 개폐를 용이한 구성으로 실현 할 수 있어서 장치코스트를 저감할 수 있다.
청구항 5 기재의 플라즈마 처리장치에 있어서는, 기판의 장전·인출은 구동기구에 의해 덮개체와 기판수수테이블을 상하방향으로 이동시킴으로써 달성되므로, 기판의 교체를 용이하고 신속하게 할 수 있다. 아울러, 로드록실의 용적을 아주 작게 설게할 수 있다.
청구항 7 및 청구항 8 기재의 플라즈마 처리장치의 운전방법에 의하면, 다수의 기판이송 사이에서 플라즈마 방전이 연속적으로 유지되어 있음으로써, 플라즈마 방전이 정상적으로 행해지고 있는 상태에서 피처리기판의 출입을 행하므로, 피처리기판에 플라즈마 발생시의 피해를 주지 않는다.
Claims (5)
- 플라즈마 방전에 의해 기판의 표면처리를 행하는 처리실, 이 처리실을 형성하는 벽부에 형성된 제1개폐구를 통해 상기 처리실과 연통가능한 제1 로드록실, 상기 벽부에 형성된 제2개폐구를 통해 상기 처리실과 연통가능한 제2 로드록실, 상기 처리실 내에 지지되고, 상기 처리실 내에서 이동하여 상기 처리실 내면쪽에서 상기 제1개폐구와 제2개폐구를 교대로 개폐하는 도어체, 상기 도어체의 상기 제1 로드록실측에 고정된 기판을 지지하고, 상기 도어체가 상기 제1개폐구를 폐쇄한 때 상기 기판을 제1 로드록실에 위치시키고, 상기 도어체가 상기 제2개폐구를 폐쇄한 때 상기 기판을 상기 처리실내에 위치시키는 제1 이송보트, 및 상기 도어체의 상기 제2 로드록실측에 고정된 기판을 지지하고, 상기 도어체가 상기 제2개폐구를 폐쇄한 때 상기 기판을 제2 로드록실에 위치시키고, 상기 도어체가 상기 제1개폐구를 폐쇄한 때 상기 기판을 상기 처리실내에 위치시키는 제2 이송보트를 구비하여 이루어지고, 상기 1개의 도어체로 상기 2개의 로드록실이 개폐 가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
- 제1항에 있어서, 상기 도어체는, 상기 처리실 내에 수직방향의 축선을 가지고 배치됨과 동시에, 구동원에 의해 회동되는 축체에 고정되며, 상기 축체의 회전에 의해 회동되어 상기 제1의 개폐구, 제2의 개폐구를 교대로 개폐하는 구성으로 된 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 및 제2 이송보트는, 각각 기판의 하면 둘레 가장자리부가 얹어지는 지지부를 가지고, 상기 제1 및 제2 로드록실에는, 각각 그의 상벽부에 기판장전·인출구멍이 형성됨과 동시에, 상하방향으로 이동함으로써 상기 기판장전·인출구멍을 개폐하는 덮개체가 설비되고, 또, 그의 내부에 상하방향으로 이동 가능하게 됨과 동시에 하한 위치로부터 상부로 이동한 때 상기 내부에 있어서의 상기 지지부 상에 얹어진 기판을 들어올려 그 기판을 상기 기판장전·인출구멍으로부터 외부로 이동시키거나 상한위치에서 하부로 이동한 때 상기 기판장전·인출구멍의 상부에서 받아들인 기판을 상기 지지부 상에 얹어놓는 기판수수테이블이 배치되며, 또 상기 덮개체와 기판수수테이블을 동기시켜서 상하방향으로 이동시키는 구동기구가 설치된 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
- 제1항 또는 제2항에 의한 플라즈마 처리장치의 운전방법에 있어서, 상기 다수의 기판이송 동안에 걸쳐 플라즈마 처리를 수행하기 위한 플라즈마 방전을 연속적으로 유지하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치의 운전방법.
- 제3항에 의한 플라즈마 처리장치의 운전방법에 있어서, 상기 다수의 기판이송 동안에 걸쳐 플라즈마 처리를 수행하기 위한 플라즈마 방전을 연속적으로 유지하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치의 운전방법.
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