KR101015228B1 - Multi-chamber system for manufacturing semiconductor device and method for substrate processing in the system - Google Patents

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Abstract

본 발명은 설비면적으로 최소화 할 수 있는 그리고 설비 증설이 용이한 반도체소자 제조를 위한 멀티챔버 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 반도체소자 제조를 위한 멀티챔버 시스템은 기판들이 적재된 카세트가 놓여지는 로드포트를 갖는 인덱스; 상기 인덱스와는 게이트밸브를 통해 연결되고, 내부공간이 대기압와 진공압으로 선택적 전환이 가능한 로드락 챔버; 상기 로드락 챔버와는 게이트밸브를 통해 연결되며, 기판 반송에 필요한 반송장치가 구비된 반송챔버가 버퍼챔버를 사이에 두고 적어도 2개 이상 직렬로 연결되어 구성되는 반송부; 및 상기 반송챔버와는 게이트밸브를 통해 연결되는 공정챔버를 포함하되; 상기 버퍼챔버는 상기 반송장치에 의해 반송되는 공정전 기판이 일시적으로 놓여지는 제1카세트; 및 상기 제1카세트에 놓여진 공정전 기판이 또 다른 상기 반송장치에 의해 인출될 때 공정전 기판의 노치 방향이 항상 일정하도록 상기 제1카세트를 회전시키는 회전부재를 포함한다.The present invention relates to a multi-chamber system for manufacturing a semiconductor device that can minimize the area of the equipment and is easy to add equipment. The multichamber system for manufacturing a semiconductor device of the present invention comprises: an index having a load port on which a cassette on which substrates are loaded is placed; A load lock chamber connected to the index through a gate valve, the internal space being selectively switched to atmospheric pressure and vacuum pressure; A conveying unit connected to the load lock chamber through a gate valve, the conveying chamber having a conveying apparatus necessary for conveying the substrate being connected in series with at least two of the buffer chambers; And a process chamber connected to the conveying chamber through a gate valve; The buffer chamber includes: a first cassette in which a pre-process substrate to be conveyed by the conveying device is temporarily placed; And a rotating member which rotates the first cassette so that the notch direction of the substrate before processing is always constant when the substrate before processing placed on the first cassette is pulled out by another conveying apparatus.

Description

반도체소자 제조를 위한 멀티챔버 시스템 및 그 시스템에서의 기판 처리 방법{MULTI-CHAMBER SYSTEM FOR MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE AND METHOD FOR SUBSTRATE PROCESSING IN THE SYSTEM} MULTI-CHAMBER SYSTEM FOR MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE AND METHOD FOR SUBSTRATE PROCESSING IN THE SYSTEM}

본 발명은 설비면적으로 최소화 할 수 있는 그리고 설비 증설이 용이한 반도체소자 제조를 위한 멀티챔버 시스템 및 그 시스템에서의 기판 처리 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a multi-chamber system for manufacturing a semiconductor device capable of minimizing the equipment area and easily expanding equipment, and a substrate processing method in the system.

일반적으로, 클라스터(cluster) 시스템은 반송 로봇(또는 핸들러;handler)와 그 주위에 마련된 복수의 처리 모듈을 포함하는 멀티 챔버형 장치를 지칭한다. 최근에는, 액정 모니터 장치(LCD), 플라즈마 디스플레이 장치, 반도체 제조 장치 등에 있어서 복수의 처리를 일관해서 실행할 수 있는 클러스터 시스템의 수요가 높아지고 있다. In general, a cluster system refers to a multi-chambered device comprising a transfer robot (or handler) and a plurality of processing modules arranged around it. In recent years, the demand of the cluster system which can perform a some process consistently in a liquid crystal monitor (LCD), a plasma display apparatus, a semiconductor manufacturing apparatus, etc. is increasing.

특히, 플라즈마를 이용한 건식식각공정에서 사용되는 클라스터 시스템은, 플라즈마의 생성을 위하여 고진공환경이 요구되는 다수개의 공정챔버를 구비하고, 저진공상태의 중앙챔버 내에서 상기 다수개의 진공챔버로 웨이퍼를 로딩 및 언로딩하는 챔버내 반송장치를 구비하는 집중형 멀티챔버 시스 템이다. In particular, the cluster system used in the dry etching process using plasma includes a plurality of process chambers that require a high vacuum environment for generating plasma, and transfers wafers to the plurality of vacuum chambers in a central chamber in a low vacuum state. It is a centralized multichamber system having an in-chamber conveying device for loading and unloading.

통상적인 반도체소자 제조용 식각설비의 멀티챔버 시스템은, 중앙에 6각형의 중앙챔버가 설치되고, 상기 중앙챔버의 각진 측면에 각각 공정이 이루어지는 4개의 공정챔버가 연결되어 설치되는 구성이다.A multichamber system of an etching apparatus for manufacturing a conventional semiconductor device has a hexagonal central chamber in the center and four process chambers in which processes are formed on each side of the central chamber are connected to each other.

그러나, 이러한 통상적인 집중형 멀티챔버 시스템은, 상술한 바와 같이 6각형의 중앙챔버를 구성하는 데 있어서(기본적으로 4개의 공정챔버와 2개의 로드락챔버로 구성되는 경우), 중앙챔버가 차지하는 면적 때문에 설비전체의 면적은 물론, 제조 라인 내의 설비배치에 있어서 중시되는 설비폭(w)이 필요이상으로 증가되고, 중앙챔버를 진공상태로 유지시키는 데 필요한 진공설비의 규모가 증가되어 장치비 및 설치비가 증가된다. However, such a conventional centralized multichamber system, as described above, constitutes a hexagonal central chamber (when basically composed of four process chambers and two load lock chambers), the area occupied by the central chamber. As a result, the installation width (w), which is important in the arrangement of equipment in the manufacturing line, as well as the entire area of the equipment, is increased more than necessary, and the size of the vacuum equipment required to keep the central chamber in vacuum is increased, thereby increasing the equipment cost and installation cost. Is increased.

또한, 이러한 중앙챔버의 면적은, 설치되는 공정챔버의 갯수가 증가함에 따라서 더욱 가중되는 것이다. 예를 들면 설치되는 동일크기의 공정챔버를 4개에서 6개로 증가시키려면 중앙챔버를 정8각형으로 구성하여야 하고,이 경우 중앙챔버의 면적증가는 더욱 증대된다. 때문에, 필요한 공정챔버의 갯수가 증가하면 상기와 같은 집중형 멀티챔버 시스템을 하나 더 추가하여 설치하게 된다.In addition, the area of the central chamber is further increased as the number of process chambers installed increases. For example, to increase the number of process chambers of the same size from four to six, the central chamber should be composed of a regular octagon, and in this case the area increase of the central chamber is further increased. Therefore, when the number of process chambers required increases, one more centralized multichamber system is installed.

그러나, 고가인 집중형 멀티챔버 시스템을 구입하는 구입비 및 설치비가 과중하게 소요되고, 필요이상으로 설비의 면적이 넓어지므로 설비의 바닥면적(Footprint)이 증가하여 고가의 유지비가 소요되는 청정실을 넓게 차지하게 되고, 공정챔버나 로드락챔버에 부설되는 각종의 공정가스 및 진 공관련장치들이 중복되는 등의 문제점이 있었다. However, the purchase cost and installation cost of purchasing expensive intensive multichamber system are excessively increased, and the area of the facility is expanded more than necessary, so the footprint of the facility is increased, thus occupying a large clean room requiring expensive maintenance cost. In addition, various process gases and vacuum-related devices installed in the process chamber or the load lock chamber are overlapped.

그리고, 트랜스퍼 챔버가 다단으로 붙는 인라인 시스템의 경우에는 첫 번째 트랜스퍼 챔버에서의 기판 노치 방향과 두 번째 트랜스퍼 챔버에서의 기판 노치 방향이 틀어지게 되는 문제점이 발생된다. In the case of the inline system in which the transfer chamber is attached in multiple stages, a problem arises in that the substrate notch direction in the first transfer chamber and the substrate notch direction in the second transfer chamber are misaligned.

본 발명은 기판의 노치 방향을 항상 일정하게 맞출 수 있는 새로운 형태의 반도체소자 제조를 위한 멀티챔버 시스템 및 그 시스템에서의 기판 처리 방법을 제공하는데 있다. The present invention provides a multi-chamber system for manufacturing a new type of semiconductor device capable of constantly matching the notch direction of a substrate, and a substrate processing method in the system.

또한, 본 발명은 불필요한 진공면적을 축소함으로써 장치비 및 설치비를 최소화할 수 있는 새로운 형태의 반도체소자 제조를 위한 멀티챔버 시스템 및 그 시스템에서의 기판 처리 방법을 제공하는데 그 목적이 있다. Another object of the present invention is to provide a multichamber system for manufacturing a new type of semiconductor device capable of minimizing device cost and installation cost by reducing unnecessary vacuum area, and a substrate processing method in the system.

또한, 본 발명은 양측면에 고정챔버가 연결된 반송챔버를 직렬로 연결되도록 배치함으로써 설비의 면적 및 설비폭을 획기적으로 축소할 수 있는 새로운 형태의 반도체소자 제조를 위한 멀티챔버 시스템 및 그 시스템에서의 기판 처리 방법을 제공하는데 그 목적이 있다. In addition, the present invention is a multi-chamber system for manufacturing a new type of semiconductor device that can significantly reduce the area and equipment width of the equipment by arranging the transfer chamber connected to the fixed chamber on both sides in series, and the substrate in the system Its purpose is to provide a treatment method.

또한, 본 발명은 설비 증설이 용이한 새로운 형태의 반도체소자 제조를 위한 멀티챔버 시스템 및 그 시스템에서의 기판 처리 방법을 제공하는데 그 목적이 있다. In addition, an object of the present invention is to provide a multi-chamber system for manufacturing a new type of semiconductor device that is easy to expand equipment and a substrate processing method in the system.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The problem to be solved by the present invention is not limited thereto, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 반도체소자 제조를 위한 멀티챔버 시스템은 기판들이 적재된 카세트가 놓여지는 로드포트를 갖는 인덱스; 상기 인덱스와는 게이트밸브를 통해 연결되고, 내부공간이 대기압와 진공압으로 선택적 전환이 가능한 로드락 챔버; 상기 로드락 챔버와는 게이트밸브를 통해 연결되며, 기판 반송에 필요한 반송장치가 구비된 반송챔버가 버퍼챔버를 사이에 두고 적어도 2개 이상 직렬로 연결되어 구성되는 반송부; 및 상기 반송챔버와는 게이트밸브를 통해 연결되는 공정챔버를 포함하되; 상기 버퍼챔버는 상기 반송장치에 의해 반송되는 공정전 기판이 일시적으로 놓여지는 제1카세트; 및 상기 제1카세트에 놓여진 공정전 기판이 또 다른 상기 반송장치에 의해 인출될 때 공정전 기판의 노치 방향이 항상 일정하도록 상기 제1카세트를 회전시키는 회전부재를 포함한다.The multichamber system for manufacturing a semiconductor device of the present invention comprises: an index having a load port on which a cassette on which substrates are loaded is placed; A load lock chamber connected to the index through a gate valve, the internal space being selectively switched to atmospheric pressure and vacuum pressure; A conveying unit connected to the load lock chamber through a gate valve, the conveying chamber having a conveying apparatus necessary for conveying the substrate being connected in series with at least two of the buffer chambers; And a process chamber connected to the conveying chamber through a gate valve; The buffer chamber includes: a first cassette in which a pre-process substrate to be conveyed by the conveying device is temporarily placed; And a rotating member which rotates the first cassette so that the notch direction of the substrate before processing is always constant when the substrate before processing placed on the first cassette is pulled out by another conveying apparatus.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 버퍼 챔버는 상기 제1카세트의 상부에 위치되는 그리고 상기 반송장치에 의해 반송되는 공정후 기판이 일시적으로 놓여지는 제2카세트를 포함한다.According to an embodiment of the invention, the buffer chamber comprises a second cassette located on top of the first cassette and in which the substrate is temporarily placed after the process carried by the conveying device.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제2카세트는 상기 버퍼 챔버의 상부에 고정 설치된다.According to an embodiment of the present invention, the second cassette is fixedly installed on an upper portion of the buffer chamber.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 버퍼 챔버는 상기 회전 부재에 의해 제1카세트가 회전되었을 때 기판의 돌출 및 정렬을 감지하는 센서들을 더 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the buffer chamber further includes sensors for detecting protrusion and alignment of the substrate when the first cassette is rotated by the rotating member.

본 발명의 기판 반송을 위해 반송챔버들 사이에 설치되는 버퍼챔버를 갖는 멀티챔버 시스템은 상기 버퍼챔버는 상기 반송챔버들 간의 기판 반송을 위해 기판이 일시적으로 대기하는 제1,2카세트; 및 상기 제1카세트에 놓여진 기판이 항상 일정한 방향으로 이송되도록 상기 제1카세트를 회전시키는 회전부재를 포함한다.A multichamber system having a buffer chamber disposed between conveying chambers for conveying substrates of the present invention comprises: first and second cassettes in which the substrate temporarily waits for conveying substrates between the conveying chambers; And a rotating member which rotates the first cassette so that the substrate placed on the first cassette is always transferred in a constant direction.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제1카세트와 상기 제2카세트는 상기 버퍼 챔버의 수직 방향으로 상부와 하부에 배치된다.According to an embodiment of the present invention, the first cassette and the second cassette are disposed above and below in the vertical direction of the buffer chamber.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제1카세트에는 상기 공정챔버로 공급되는 공정 처리전 기판이 놓여지고, 상기 제2카세트는 상기 공정챔버에서 공정 처리된 기판이 놓여진다.According to an embodiment of the present invention, a substrate before a process treatment supplied to the process chamber is placed in the first cassette, and a substrate processed in the process chamber is placed in the second cassette.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제1카세트 및 상기 제2카세트는 기판이 놓여지는 복수의 슬롯을 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the first cassette and the second cassette include a plurality of slots in which the substrate is placed.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 버퍼 챔버는 상기 회전 부재에 의해 제1카세트가 회전되었을 때 기판의 돌출 및 정렬을 감지하는 센서들을 더 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the buffer chamber further includes sensors for detecting protrusion and alignment of the substrate when the first cassette is rotated by the rotating member.

이와 같은 본 발명은 반송챔버들 간의 기판 인계과정에서 기판의 노치방향을 일정하게 맞출 수 있다. As described above, the present invention can constantly adjust the notch direction of the substrate in the process of taking over the substrate between the transfer chambers.

또한, 본 발명은 기판의 노치방향을 맞추기 위해 카세트를 회전시킬 때 발생될 수 있는 기판의 슬라이딩을 방지할 수 있다. In addition, the present invention can prevent the sliding of the substrate that may occur when the cassette is rotated to match the notch direction of the substrate.

또한, 본 발명은 설비 폭을 획기적으로 축소할 수 있다. In addition, the present invention can significantly reduce the width of the equipment.

또한, 본 발명은 설비 증설이 용이하다. In addition, the present invention is easy to expand equipment.

또한 본 발명은 불필요한 진공면적을 축소함으로써 장치비 및 설치비를 최소 화할 수 있다. In addition, the present invention can minimize the equipment cost and installation cost by reducing the unnecessary vacuum area.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면 도 1 내지 도 5를 참조하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 1 to 5. The embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the following embodiments. This embodiment is provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Therefore, the shape of the elements in the drawings are exaggerated to emphasize a more clear description.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 1 내지 도 5를 참조하면서 보다 상세히 설명한다. 상기 도면들에 있어서 동일한 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호가 병기되어 있다. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 1 to 5. In the drawings, the same reference numerals are given to components that perform the same function.

도 1에는 본 발명의 실시예에 따른 멀티 챔버 시스템의 구성도이다. 1 is a block diagram of a multi-chamber system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 멀티 챔버 시스템(100)은 인덱스(110), 로드락챔버(120), 반송부(130) 그리고 반송부(130)에 연결된 6개의 공정챔버(150)들을 포함한다. Referring to FIG. 1, the multi-chamber system 100 includes six process chambers 150 connected to an index 110, a load lock chamber 120, a carrier 130, and a carrier 130.

인덱스(110)는 멀티 챔버 시스템(100)의 전방에 배치된다. 인덱스(110)는 기판들이 적재된 풉(front open unified pod, FOUP;일명 캐리어)(112)이 안착되는 그리고 풉(112)의 덮개를 개폐하는 3개의 풉 오프너(이하, 로드 포트라고도 함)(114)와, 대기압에서 동작되는 대기압 반송 로봇(116)을 포함한다. 풉(112)은 생산을 위한 일반적인 로트(lot)용 캐리어로써, 물류 자동화 장치(예를 들어, OHT, AGV, RGV)에 의하여 로드 포트에 안착된다. 인덱스는 최근 300mm 웨이퍼 반송 장치로 많이 사용되는 설비 전방 단부 모듈(equipment front end module, 이하 EFEM) 또는 로드락 챔버라고 불리는 인터페이스이다. Index 110 is disposed in front of multi-chamber system 100. Index 110 includes three pull openers (hereinafter also referred to as load ports) on which the front open unified pod (FOUP; also known as carrier) 112 rests and which opens and closes the lid of the pull 112 ( 114 and an atmospheric pressure transport robot 116 operated at atmospheric pressure. The pull 112 is a carrier for a general lot for production and is seated in the load port by means of logistics automation devices (eg OHT, AGV, RGV). The index is an interface called an equipment front end module (EFEM), or load lock chamber, which is now widely used in 300 mm wafer transfer devices.

대기압 반송 로봇(116)은 로드포트(114)와 로드락 챔버(120) 사이에서 기판을 반송하기 위해 동작할 수 있는 것이다. 대기압 반송 로봇(116)는 로드 포트(114)에 놓여진 풉(112)으로부터 일회 동작에 한 장의 기판을 반출하여 로드락 챔버(120)의 카세트(122)에 반입할 수 있는 1개의 암 구조를 갖는 로봇으로 구성될 수 있다. 인덱스(110)에 설치되는 대기압 반송 로봇(116)은 본 실시예에서 보여주는 싱글 암 구조의 방식 이외에도 통상적인 반도체 제조 공정에서 사용되는 다양한 로봇들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 두 장의 기판을 하나의 암으로 핸들링 할 수 있는 더블 블레이드 구조의 암을 구비한 로봇이나, 2개 이상의 암을 구비한 로봇 또는 이들을 혼합적으로 채용한 로봇이 사용될 수 있다. The atmospheric transfer robot 116 is operable to transport the substrate between the load port 114 and the load lock chamber 120. Atmospheric pressure transfer robot 116 has a single arm structure capable of carrying out a single substrate from the pull 112 placed in the load port 114 in one operation and bringing it into the cassette 122 of the load lock chamber 120. It can be composed of a robot. In addition to the single arm structure shown in the present embodiment, the atmospheric transfer carrier robot 116 installed at the index 110 may use various robots used in a conventional semiconductor manufacturing process. For example, a robot having an arm having a double blade structure capable of handling two substrates as one arm, a robot having two or more arms, or a robot employing a mixture thereof may be used.

로드락 챔버(120)는 일측이 하나의 게이트밸브(180)에 의해 인덱스(110)에 접속되고, 타측은 다른 하나의 게이트밸브(180)에 의해 반송부(130)의 제1반송챔버(132a)와 접속된다. 로드락 챔버(120)는 제1반송챔버(132a)의 반송로봇(140)이 기판을 로딩 또는 언로딩하는 시기에 제1반송챔버(132a)와 동일한(근접한) 진공분위기를 형성하며, 인덱스(110)로부터 미가공 기판을 공급받거나 이미 가공된 기판을 인덱스(110)로 반송시키게 될 때에는 대기압 상태로서 전환된다. 즉, 로드락 챔버(120)는 제1반송챔버(132a)의 기압상태가 변화되는 것을 방지시키기 위해 그 자체적으로 진공 상태와 대기압 상태를 교차하면서 압력을 유지하게 되는 특징이 있 다. 로드락챔버(120)는 기판들이 임시 대기하는 카세트를 구비한다. One side of the load lock chamber 120 is connected to the index 110 by one gate valve 180, and the other side of the load lock chamber 120 is connected to the index 110 by the other gate valve 180. ) Is connected. The load lock chamber 120 forms the same (near) vacuum atmosphere as that of the first transport chamber 132a at the time when the transport robot 140 of the first transport chamber 132a loads or unloads the substrate. When the raw substrate is supplied from the substrate 110 or the substrate which has already been processed is transferred to the index 110, the substrate is switched to the atmospheric pressure state. That is, the load lock chamber 120 has a feature that maintains the pressure itself while crossing the vacuum state and the atmospheric pressure state in order to prevent the air pressure state of the first transfer chamber 132a from being changed. The load lock chamber 120 has a cassette in which substrates are temporarily waiting.

반송부(130)는 기판 반송이 이루어지는 공간으로 복수의 반송챔버들이 직렬로 배치된 구조로 이루어지며, 본 실시예에서는 제1반송챔버(132a)와 제2반송챔버(132b) 그리고 제3반송챔버(132c)가 직렬로 배치된 구조를 예를 들어 설명한다. 반송부(130)는 반송챔버들(132a,132b,132c) 사이에 게이트밸브를 설치하지 않고 제1반송챔버(132a), 제2반송챔버(132b) 그리고 제3반송챔버(132c)를 일체적으로 연결한다. 즉, 반송부(130)는 제1,2,3반송챔버(132a,132b,132c) 전체를 둘러싸는 하나의 큰 챔버로 이루어진다고 볼 수 있다. 이 경우에는 제1,2,3반송챔버(132a,132b,132c) 각각에 진공펌프를 포함하는 배기 시스템을 설치할 필요가 없고, 제1,2,3반송챔버(132a,132b,132c) 중 어느 하나에만 배기 시스템을 설치하면 되기 때문에 비용의 삭감을 도모할 수 있다. 물론, 본 발명의 반송부(130)는 각각의 반송챔버들 사이에 게이트 밸브가 설치될 수 있으며, 이 경우 제1,2,3반송챔버(132a,132b,132c) 각각에 진공펌프를 포함하는 배기 시스템이 연결된다.The conveying unit 130 has a structure in which a plurality of conveying chambers are arranged in series in a space in which the substrate is conveyed, and in this embodiment, the first conveying chamber 132a, the second conveying chamber 132b, and the third conveying chamber A structure in which 132c is arranged in series will be described by way of example. The conveyer 130 integrally integrates the first conveying chamber 132a, the second conveying chamber 132b, and the third conveying chamber 132c without installing a gate valve between the conveying chambers 132a, 132b, and 132c. Connect with That is, the carrier 130 may be regarded as one large chamber surrounding the entire first, second, and third transfer chambers 132a, 132b, and 132c. In this case, it is not necessary to install an exhaust system including a vacuum pump in each of the first, second and third conveying chambers 132a, 132b and 132c, and any of the first, second and third conveying chambers 132a, 132b and 132c may be used. Since only one exhaust system needs to be installed, the cost can be reduced. Of course, the transfer unit 130 of the present invention may be provided with a gate valve between the respective transfer chambers, in this case, the first, second, third transfer chambers (132a, 132b, 132c) each comprising a vacuum pump The exhaust system is connected.

제1반송챔버(132a), 제2반송챔버(132b) 그리고 제3반송챔버(132c) 각각에는 기판 반송에 필요한 반송로봇(140)이 구비되며, 양측면에는 게이트밸브(180)를 통해 2개의 공정챔버(150)가 접속된다. 그리고, 제1반송챔버(132a)와 제2반송챔버(132b) 사이 그리고 제2반송챔버(132b)와 제3반송챔버(132c) 사이에는 반송로봇(140) 간의 기판 인계(주고받음)가 직접 이루어지지 못하기 때문에 기판 패스를 위해 기판이 일시적으로 머무르는 버퍼 챔버(142)가 구비된다. Each of the first conveying chamber 132a, the second conveying chamber 132b, and the third conveying chamber 132c is provided with a conveying robot 140 for conveying the substrate, and two processes are provided on both sides through the gate valve 180. The chamber 150 is connected. Subsequently, the transfer of the substrate between the transfer robot 140 is directly performed between the first transfer chamber 132a and the second transfer chamber 132b and between the second transfer chamber 132b and the third transfer chamber 132c. The buffer chamber 142 is provided in which the substrate temporarily stays for the substrate pass because it cannot be made.

버퍼 챔버(142)는 제1카세트와 제2카세트가 아래위에 수직방향으로 배치되 며, 이중 제1카세트는 공정을 진행할 기판들이 대기하는 장소로 사용되고, 제2카세트는 공정을 마친 기판들이 대기하기 장소로 사용된다. 그리고, 제1카세트는 기판의 노치 방향을 정렬하기 위해 회전부재에 의해 회전된다. The buffer chamber 142 has a first cassette and a second cassette disposed vertically up and down, wherein the first cassette is used as a place where the substrates to be processed are waiting, and the second cassette is used to wait for the substrates to be finished. Used as a place Then, the first cassette is rotated by the rotating member to align the notch direction of the substrate.

이와 같은 구조를 갖는 본 발명의 멀티 챔버 시스템(100)은 제3반송챔버(132c) 옆으로 반송챔버를 추가 연결하고, 추가로 연결된 반송챔버의 양측에 공정챔버를 연결 배치하는 것으로 공정챔버의 증설이 이루어질 수 있다. 따라서, 기존의 중앙 집중형 멀티챔버 시스템에 비해 공정챔버의 증설이 용이하다. 특히, 본 발명의 멀티 챔버 시스템(100)은 기존의 중앙 집중형 시스템과 비교하면, 설비의 폭을 최소화할 수 있게 된다. 따라서, 설비면적은 통상적인 멀티챔버 시스템과 비교하여 월등하게 축소될 뿐만 아니라, 설비를 더욱 콤팩트(compact)하게 구성할 수 있는 것이다. The multi-chamber system 100 of the present invention having such a structure additionally connects the transfer chamber next to the third transfer chamber 132c, and expands the process chamber by connecting the process chambers to both sides of the additionally connected transfer chamber. This can be done. Therefore, it is easier to expand the process chamber than the existing centralized multichamber system. In particular, the multi-chamber system 100 of the present invention can minimize the width of the installation, compared to the existing centralized system. Thus, the plant area is not only significantly reduced compared to a conventional multichamber system, but also can make the plant more compact.

여기서, 상기 공정 챔버(150)들은 인터커넥트 구조들을 형성하기 위해 절연막에 애퍼쳐(aperture)들이나 개구들을 에치하도록 구성된 식각 챔버로 설명하였으나, 그 외에도 다양한 기판 프로세싱 작동들을 수행하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 공정 챔버는 절연막을 증착시키도록 구성된 CVD 챔버일 수 있고; 공정 챔버는 장벽(barrier) 막을 증착시키도록 구성된 PVD 챔버일 수 있다. Although the process chambers 150 are described as etch chambers configured to etch apertures or openings in the insulating film to form interconnect structures, the process chambers 150 may be configured to perform various substrate processing operations. For example, the process chamber can be a CVD chamber configured to deposit an insulating film; The process chamber may be a PVD chamber configured to deposit a barrier film.

도 2는 버퍼 챔버의 측단면도이다. 도 3은 버퍼 챔버의 부분 단면 사시도이다. 2 is a side cross-sectional view of the buffer chamber. 3 is a partial cross-sectional perspective view of the buffer chamber.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 버퍼챔버(142)는 기판이 일시적으로 대기하는 제1,2카세트(144a,144b)와, 기판의 노치가 항상 일정한 방향을 향하도록 제1 카세트(144)를 회전시키는 회전부재(160) 그리고 제1,2카세트(144a,144b)에 놓여진 기판이 돌출되었는지 그리고 제1카세트(144a)가 회전부재(160)에 의해 회전되었을 때 기판의 정렬 상태를 감지하는 감지센서(149)들을 포함한다. 제1카세트(144a)는 기판이 놓여지는 2개의 슬롯(145a)을 갖으며, 제2카세트(144b)는 기판이 놓여지는 4개의 슬롯(145b)을 갖는다. As shown in FIGS. 2 and 3, the buffer chamber 142 includes the first and second cassettes 144a and 144b on which the substrate is temporarily standing, and the first cassette 144 so that the notch of the substrate always faces a certain direction. Sensing the alignment of the substrate when the substrate placed on the rotating member 160 and the first and second cassettes 144a and 144b is rotated and the first cassette 144a is rotated by the rotating member 160. Including detection sensors 149. The first cassette 144a has two slots 145a on which the substrate is placed, and the second cassette 144b has four slots 145b on which the substrate is placed.

제1카세트(144a)는 버퍼챔버(142)의 하부에 회전 가능하게 설치되고, 제2카세트(144b)는 버퍼 챔버(142)의 상부에 고정되게 설치된다. 제1카세트(144a)는 버퍼 챔버(142)의 아래에 설치된 회전부재(190)와 연결되며, 회전부재(190)의 동작에 의해 기판의 노치 방향을 바꾸기 위해 회전된다. The first cassette 144a is rotatably installed at the lower portion of the buffer chamber 142, and the second cassette 144b is fixedly installed at the upper portion of the buffer chamber 142. The first cassette 144a is connected to the rotating member 190 installed below the buffer chamber 142, and is rotated to change the notch direction of the substrate by the operation of the rotating member 190.

도 5에서와 같이, 제1카세트에는 기판 슬라이딩을 방지하기 위해 기판(w)을 홀딩하는 홀딩부재가 추가될 수 있다. As shown in FIG. 5, a holding member holding the substrate w may be added to the first cassette to prevent sliding of the substrate.

홀딩부재(170)는 제1카세트(144a)의 일측에 설치되는 2개의 지지대(172)와, 제1카세트(144a)의 타측에 설치되는 가압부재(174)를 포함한다. 가압부재(174)는 기판(w)을 지지대(172)들 방향으로 밀어 고정하기 위한 구성으로, 기판(w)과 접촉하는 가압판(176)과, 가압판(176)을 전후 이동시키기 위한 구동부(177) 그리고 가압판(176)에 설치되는 스프링과 같은 완충부재(178)를 포함한다. 완충부재(178)는 가압판(176)이 기판(w)과 접촉하여 가압할 때 기판으로 전해지는 충격을 완화시키기 위한 것으로, 스프링 이외에 탄성을 갖는 고무 등이 사용될 수 있다. 그리고 본 실시예에서는 구동부(177)를 유압 실린더로 도시하고 설명하였으나, 유압 실린더 이외에 가압판(176)을 전후 이동시킬 수 있는 다른 구성으로도 변경 가능하다.The holding member 170 includes two support members 172 installed at one side of the first cassette 144a and a pressing member 174 installed at the other side of the first cassette 144a. The pressing member 174 is configured to push and fix the substrate w in the direction of the supporters 172, and the pressing plate 176 in contact with the substrate w and the driving unit 177 for moving the pressing plate 176 back and forth. And a shock absorbing member 178 such as a spring installed on the pressure plate 176. The shock absorbing member 178 is intended to mitigate the impact transmitted to the substrate when the pressure plate 176 is pressed against the substrate w, and rubber having elasticity other than the spring may be used. In the present embodiment, the driving unit 177 is illustrated and described as a hydraulic cylinder. However, the driving unit 177 may be changed to another configuration capable of moving the pressure plate 176 back and forth in addition to the hydraulic cylinder.

상술한 바와 같은 구성으로 이루어지는 버퍼 챔버(142)는, 반송챔버들 간의 기판 인계과정에서 기판(w)의 노치방향을 일정하게 맞출 수 있다. 또한, 기판의 노치방향을 맞추기 위해 제1카세트(144a)를 회전시킬 때 발생될 수 있는 기판(w)의 슬라이딩을 방지하고, 기판의 정렬 상태를 체크할 수 있다. The buffer chamber 142 having the above-described configuration may constantly match the notch direction of the substrate w during a substrate takeover process between the transfer chambers. In addition, it is possible to prevent sliding of the substrate w, which may occur when the first cassette 144a is rotated to match the notch direction of the substrate, and to check the alignment state of the substrate.

도 4a 내지 도 4c는 제1카세트에서의 기판 노치 정렬 동작을 보여주는 도면들이다. 여기에 도시된, 버퍼챔버(142)는 제1반송챔버(132a)와 제2반송챔버(132b) 사이에 위치되는 버퍼 챔버를 보여주며, 공정처리전 기판은 제1반송챔버(132a)에서 제2반송챔버(132b)로 이송되는 것을 예를 들어 설명한다. 4A-4C illustrate substrate notch alignment operations in a first cassette. Shown here, the buffer chamber 142 shows a buffer chamber located between the first transfer chamber 132a and the second transfer chamber 132b, and the substrate before the process is removed from the first transfer chamber 132a. For example, the transfer to the two transfer chambers 132b will be described.

도 4a에 도시된 바와 같이, 공정처리전 기판(w)은 제1반송챔버(132a)의 반송로봇(140)에 의해 버퍼챔버(142)의 제1카세트(144a)에 놓여진다. 이때, 공정처리전 기판의 노치는 제1반송챔버(132a) 방향을 향하고 있다. 제2반송챔버(132b)의 반송로봇(140)이 버퍼챔버에 놓여진 기판을 인출하여 공정챔버로 이송하고자 하는 경우에는 기판의 노치 방향을 180도 돌려놓아야 한다. 그렇게 해야지만 제2반송챔버(132b)에 연결된 공정챔버(150)에 놓여지는 기판의 노치 방향과 제1반송챔버(132a)에 연결된 공정챔버(150)에 놓여지는 기판의 노치 방향과 일치되는 것이다. 그러므로, 제1카세트(144a)는 공정처리전 기판(w)의 노치방향을 맞추기 위해 회전부재(190)에 의해 180도 회전된다(도 4b 참조). As shown in FIG. 4A, the substrate w before the process is placed in the first cassette 144a of the buffer chamber 142 by the transfer robot 140 of the first transfer chamber 132a. At this time, the notch of the substrate before the processing is directed toward the first transport chamber 132a. When the transfer robot 140 of the second transfer chamber 132b is to take out the substrate placed in the buffer chamber and transfer the substrate to the process chamber, the notch direction of the substrate should be turned 180 degrees. Although it should be so, the notch direction of the substrate placed in the process chamber 150 connected to the second transfer chamber 132b coincides with the notch direction of the substrate placed in the process chamber 150 connected to the first transfer chamber 132a. . Therefore, the first cassette 144a is rotated 180 degrees by the rotating member 190 in order to match the notch direction of the substrate w before the process (see FIG. 4B).

도 4c를 참조하면, 제1카세트(144a)가 회전부재(190)에 의해 180도 회전이 완료되면, 기판의 노치 방향이 제2반송챔버(132b)를 향하게 된다. Referring to FIG. 4C, when the first cassette 144a is rotated 180 degrees by the rotating member 190, the notch direction of the substrate faces the second transfer chamber 132b.

이상에서, 본 발명에 따른 멀티 챔버 시스템의 구성 및 작용을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.In the above, the configuration and operation of the multi-chamber system according to the present invention are shown in accordance with the above description and drawings, but this is merely an example, and various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Of course.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 멀티 챔버 시스템의 구성도이다. 1 is a block diagram of a multi-chamber system according to an embodiment of the present invention.

도 2는 버퍼 챔버의 측단면도이다. 2 is a side cross-sectional view of the buffer chamber.

도 3은 버퍼 챔버의 부분 단면 사시도이다. 3 is a partial cross-sectional perspective view of the buffer chamber.

도 4a 내지 도 4c는 제1카세트에서의 기판 노치 정렬 동작을 보여주는 도면들이다. 4A-4C illustrate substrate notch alignment operations in a first cassette.

도 5는 기판을 홀딩하는 홀딩부재가 설치된 제1카세트를 보여주는 도면이다.5 is a view showing a first cassette in which a holding member for holding a substrate is installed.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*Description of the Related Art [0002]

110 : 인덱스110: index

120 : 로드락 챔버120: load lock chamber

130 : 반송부130: the return unit

142 : 버퍼 챔버142: buffer chamber

144a : 제1카세트144a: first cassette

144b : 제2카세트144b: second cassette

Claims (10)

반도체소자 제조를 위한 멀티챔버 시스템에 있어서:In a multichamber system for manufacturing a semiconductor device: 기판들이 적재된 카세트가 놓여지는 로드포트를 갖는 인덱스;An index having a load port on which a cassette on which substrates are loaded is placed; 상기 인덱스와는 게이트밸브를 통해 연결되고, 내부공간이 대기압와 진공압으로 선택적 전환이 가능한 로드락 챔버;A load lock chamber connected to the index through a gate valve, the internal space being selectively switched to atmospheric pressure and vacuum pressure; 상기 로드락 챔버와는 게이트밸브를 통해 연결되며, 기판 반송에 필요한 반송장치가 구비된 반송챔버가 버퍼챔버를 사이에 두고 적어도 2개 이상 직렬로 연결되어 구성되는 반송부; 및A conveying unit connected to the load lock chamber through a gate valve, the conveying chamber having a conveying apparatus necessary for conveying the substrate being connected in series with at least two of the buffer chambers; And 상기 반송챔버와는 게이트밸브를 통해 연결되는 공정챔버를 포함하되;A process chamber connected to the conveying chamber through a gate valve; 상기 버퍼챔버는 The buffer chamber is 상기 반송장치에 의해 반송되는 공정전 기판이 일시적으로 놓여지는 제1카세트; 및 A first cassette for temporarily placing a substrate before the process conveyed by the conveying apparatus; And 상기 제1카세트에 놓여진 공정전 기판이 또 다른 상기 반송장치에 의해 인출될 때 공정전 기판의 노치 방향이 항상 일정하도록 상기 제1카세트를 회전시키는 회전부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조를 위한 멀티챔버 시스템. And a rotating member which rotates the first cassette so that the notch direction of the substrate before processing is always constant when the substrate before processing placed on the first cassette is pulled out by another carrier. Multichamber system. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 버퍼 챔버는The buffer chamber 상기 제1카세트의 상부에 위치되는 그리고 상기 반송장치에 의해 반송되는 공정후 기판이 일시적으로 놓여지는 제2카세트를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조를 위한 멀티챔버 시스템.And a second cassette located on top of the first cassette and temporarily placed after the process carried by the transfer apparatus. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제2카세트는 The second cassette is 상기 버퍼 챔버의 상부에 고정 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조를 위한 멀티챔버 시스템.Multi-chamber system for manufacturing a semiconductor device, characterized in that fixed to the upper portion of the buffer chamber. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 버퍼 챔버는 The buffer chamber 상기 회전 부재에 의해 제1카세트가 회전되었을 때 기판의 돌출 및 정렬을 감지하는 센서들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조를 위한 멀티챔버 시스템.And a sensor for detecting protrusion and alignment of the substrate when the first cassette is rotated by the rotating member. 기판 반송을 위해 반송챔버들 사이에 설치되는 버퍼챔버를 갖는 멀티챔버 시스템에 있어서: In a multichamber system having a buffer chamber installed between conveying chambers for substrate conveyance: 상기 버퍼챔버는 The buffer chamber is 상기 반송챔버들 간의 기판 반송을 위해 기판이 일시적으로 대기하는 제1,2카세트; 및First and second cassettes in which a substrate is temporarily waiting for substrate transfer between the transfer chambers; And 상기 제1카세트에 놓여진 기판이 항상 일정한 방향으로 이송되도록 상기 제1카세트를 회전시키는 회전부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조를 위한 멀티챔버 시스템. And a rotating member which rotates the first cassette so that the substrate placed on the first cassette is always transferred in a constant direction. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제1카세트와 상기 제2카세트는 The first cassette and the second cassette 상기 버퍼 챔버의 수직 방향으로 상부와 하부에 배치되는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조를 위한 멀티챔버 시스템. Multi-chamber system for manufacturing a semiconductor device, characterized in that disposed in the upper and lower in the vertical direction of the buffer chamber. 제5항 또는 제6항에 있어서,The method according to claim 5 or 6, 상기 제1카세트에는 공정 처리전 기판이 놓여지고, 상기 제2카세트는 공정 처리된 기판이 놓여지는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조를 위한 멀티챔버 시스템. The first cassette is placed in the substrate before the process treatment, the second cassette is a multi-chamber system for manufacturing a semiconductor device, characterized in that the substrate placed on the process. 제5항 또는 제6항에 있어서,The method according to claim 5 or 6, 상기 제1카세트 및 상기 제2카세트는 기판이 놓여지는 복수의 슬롯을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조를 위한 멀티챔버 시스템. And said first cassette and said second cassette comprise a plurality of slots in which a substrate is placed. 제5항 또는 제6항에 있어서,The method according to claim 5 or 6, 상기 버퍼 챔버는 The buffer chamber 상기 회전 부재에 의해 제1카세트가 회전되었을 때 기판의 돌출 및 정렬을 감지하는 센서들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조를 위한 멀티챔버 시스템.And a sensor for detecting protrusion and alignment of the substrate when the first cassette is rotated by the rotating member. 반송장치가 구비된 반송챔버가 버퍼챔버를 사이에 두고 직렬로 연결된 멀티챔버 시스템에서의 기판 처리 방법에 있어서: A substrate processing method in a multichamber system in which a conveying chamber having a conveying device is connected in series with a buffer chamber interposed therebetween: 상기 반송장치들 간에 공정전 기판을 주고 받을때에는 상기 버퍼 챔버에 설치된 제1카세트를 통해 기판의 노치 방향이 정렬되도록 회전된 후 반입반출되고, When exchanging substrates between the transfer devices, the substrate is rotated to align the notch direction of the substrate through a first cassette installed in the buffer chamber, and then loaded in and out. 상기 반송장치들 간에 공정후 기판을 주고 받을 때에는 상기 버퍼 챔버에 설치된 제2카세트를 통해 반입반출되는 것을 특징으로 하는 기판 반송 방법.And transferring the substrates between the transfer apparatuses through a second cassette installed in the buffer chamber.
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