KR102622159B1 - atomic layer deposition chamber - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 원자층 증착 공정을 수행할 수 있는 원자층 복합 증착 챔버로서, 전체적으로 링 형상으로 형성되고, 상면에 복수개의 웨이퍼가 상기 링 형상의 중심축을 기준으로 방사상으로 등각 배치될 수 있는 하부 공정 챔버; 상기 하부 공정 챔버와 대응되는 형상으로 형성될 수 있도록 전체적으로 상기 링 형상으로 형성되어 상기 하부 공정 챔버의 상부에 설치되고, 공간적으로 분리되어 상기 하부 공정 챔버에 배치된 상기 웨이퍼들 각각에 독립적으로 증착 공정이 수행될 수 있도록, 공정 공간을 형성하는 복수의 공정 모듈이 상기 중심축을 기준으로 방사상으로 등각 배치되는 상부 공정 챔버; 상기 링 형상으로 형성되는 상기 상부 공정 챔버의 중심부에 설치되고, 상기 복수의 공정 모듈에서 증착 공정이 완료된 웨이퍼 또는 대기 중인 웨이퍼를 보관할 수 있는 커뮤니티 챔버; 상기 커뮤니티 챔버의 하측에 설치되어, 상기 대기 중인 웨이퍼를 상기 복수의 공정 모듈 중 하나의 공정 공간으로 이송시키거나, 상기 복수의 공정 모듈 중 하나의 공정 모듈에서 상기 증착 공정이 완료된 웨이퍼를 상기 커뮤니티 챔버로 이송시킬 수 있는 웨이퍼 이송 로봇; 상기 복수의 공정 모듈 각각의 상기 공정 공간을 개별적으로 개폐시킬 수 있도록, 상기 커뮤니터 챔버와 상기 복수의 공정 모듈 사이에 형성되는 복수의 게이트 밸브를 포함하는 밸브 조립체; 및 상기 복수의 공정 모듈로 공급되는 공정 가스를 제어할 수 있는 제어부; 를 포함할 수 있다.The present invention is an atomic layer composite deposition chamber capable of performing an atomic layer deposition process, which is formed overall in a ring shape, and has a bottom process in which a plurality of wafers can be arranged radially and conformally on the upper surface with respect to the central axis of the ring shape. chamber; A deposition process is performed independently on each of the wafers disposed in the lower process chamber while being spatially separated and formed entirely in the ring shape so as to be formed in a shape corresponding to the lower process chamber. To enable this to be performed, an upper process chamber in which a plurality of process modules forming a process space are radially and equiangularly arranged with respect to the central axis; a community chamber installed at the center of the ring-shaped upper process chamber and capable of storing wafers on which deposition processes have been completed or waiting wafers in the plurality of process modules; It is installed on the lower side of the community chamber to transfer the waiting wafer to a process space of one of the plurality of process modules, or to transfer the wafer on which the deposition process is completed in one of the plurality of process modules to the community chamber. A wafer transfer robot that can be transferred to; a valve assembly including a plurality of gate valves formed between the communicator chamber and the plurality of process modules to individually open and close the process space of each of the plurality of process modules; and a control unit capable of controlling process gas supplied to the plurality of process modules. may include.

Description

원자층 복합 증착 챔버{atomic layer deposition chamber}Atomic layer deposition chamber

본 발명은 원자층 복합 증착 챔버로써, 더 상세하게는, 복수개의 웨이퍼에 원자층을 증착시킬 수 있는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an atomic layer composite deposition chamber, and more specifically, to a device capable of depositing an atomic layer on a plurality of wafers.

반도체의 박막을 형성하는 방법은 크게 물리적 기상 증착법인 PVD(Physical Vapor Deposition)와, 화학적 기상 증착법인 CVD(Chemical Vapor Deposition), 그리고 원자층 증착법인 ALD(Atomic Layer Deposition)가 있다. 이들 중 원자층 증착법은 원자를 이용해 박막을 형성하는 것으로, 원자층을 한 층씩 쌓아 올릴 수 있어 박막의 얇은 두께와 신뢰성을 동시에 만족시킬 수 있다는 장점이 있다.Methods for forming thin films of semiconductors include physical vapor deposition (PVD) (Physical Vapor Deposition), chemical vapor deposition (CVD), and ALD (Atomic Layer Deposition). Among these, the atomic layer deposition method uses atoms to form a thin film, and has the advantage of being able to stack atomic layers one by one, satisfying both the thinness and reliability of the thin film.

점점 고도화되는 반도체 기술에 따라 줄어드는 배선 폭, 집적도 향상 등을 위한 얇은 박막의 증착이 중요하기 때문에, 원자층 증착법(ALD)은, 기존 PVD나 CVD에서 불가능한 극한의 얇은 박막을 형성하는 것이 가능하여 기존의 증착 방법이 사용되는 분야들 중 많은 영역을 대체할 수 있는 방법이다.As semiconductor technology becomes increasingly sophisticated, the deposition of thin films is important for reducing wiring widths and improving integration, so atomic layer deposition (ALD) makes it possible to form extremely thin films that are impossible with existing PVD or CVD. It is a method that can replace many areas where the deposition method is used.

그러나, 원자층을 적층하는 방법은 웨이퍼 프로세싱 시, 아무리 많은 반응가스를 공급해도 하나의 원자층만 적층되는 자기 제한적 표면처리 공법으로, 프로세스 회수에 따라 원자층이 적층되는 특성이 있어 박막의 성장 속도가 느리다는 단점이 있다.However, the method of stacking atomic layers is a self-limiting surface treatment method in which only one atomic layer is stacked no matter how much reaction gas is supplied during wafer processing. It has the characteristic of stacking atomic layers according to the number of processes, thus reducing the growth rate of the thin film. The downside is that it is slow.

이를 해결하기 위해, 하나의 큰 챔버 내부에 다수개의 웨이퍼를 적층한 후 공정가스를 분사하여 한번에 증착 공정을 수행하는 방법이 제안되었으나, 공정가스 분사구와 가까운 쪽의 웨이퍼는 증착 공정이 원활히 수행되지만 공정가스 분사구와 멀리 떨어진 쪽의 웨이퍼는 증착 공정이 충분히 이루어 지지 않아 더욱 많은 양의 공정가스에 노출시켜야 했으며, 이에 따른 퍼지가스의 공급량 또한 증가하는 문제점이 있다. 또한 다수개의 웨이퍼가 하나의 챔버 안에 적층되어 공정이 진행되므로 모두 동일한 공정만이 수행되는 한계가 있다.To solve this problem, a method of stacking multiple wafers inside one large chamber and then spraying process gas to perform the deposition process at once has been proposed. However, the deposition process is performed smoothly on the wafers close to the process gas injection port, but the process gas is not sprayed. The wafer on the side farthest from the gas nozzle had to be exposed to a larger amount of process gas because the deposition process was not sufficiently completed, and there was a problem in that the supply amount of purge gas also increased accordingly. Additionally, since multiple wafers are stacked in one chamber to proceed with the process, there is a limitation in that only the same process is performed for all wafers.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함한 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 복수개의 공정 모듈을 통해 한번에 여러 개의 웨이퍼에 원자층을 적층 할 수 있으며, 각각의 공정 모듈은 격벽을 통해 서로 완전히 분리되어 모두 동일한 증착 공정이 수행되거나 각기 다른 종류의 증착 공정이 수행될 수 있고, 증착 장치 내부에 증착 공정이 완료된 웨이퍼 또는 대기 중인 웨이퍼를 다수 개 배치할 수 있는 원자층 복합 증착 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.The present invention is intended to solve various problems including the problems described above. It is possible to stack atomic layers on multiple wafers at a time through a plurality of process modules, and each process module is completely separated from each other through a partition so that they are all identical. The purpose of the present invention is to provide an atomic layer composite deposition device that can perform a deposition process or different types of deposition processes and can place a plurality of wafers on which the deposition process has been completed or waiting wafers inside the deposition device. However, these tasks are illustrative and do not limit the scope of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 원자층 복합 증착 챔버가 제공된다. 상기 원자층 복합 증착 챔버는, 전체적으로 링 형상으로 형성되고, 상면에 복수개의 웨이퍼가 상기 링 형상의 중심축을 기준으로 방사상으로 등각 배치될 수 있는 하부 공정 챔버; 상기 하부 공정 챔버와 대응되는 형상으로 형성될 수 있도록 전체적으로 상기 링 형상으로 형성되어 상기 하부 공정 챔버의 상부에 설치되고, 공간적으로 분리되어 상기 하부 공정 챔버에 배치된 상기 웨이퍼들 각각에 독립적으로 증착 공정이 수행될 수 있도록, 공정 공간을 형성하는 복수의 공정 모듈이 상기 중심축을 기준으로 방사상으로 등각 배치되는 상부 공정 챔버; 상기 링 형상으로 형성되는 상기 상부 공정 챔버의 중심부에 설치되고, 상기 복수의 공정 모듈에서 증착 공정이 완료된 웨이퍼 또는 대기 중인 웨이퍼를 보관할 수 있는 커뮤니티 챔버; 상기 커뮤니티 챔버의 하측에 설치되어, 상기 대기 중인 웨이퍼를 상기 복수의 공정 모듈 중 하나의 공정 공간으로 이송시키거나, 상기 복수의 공정 모듈 중 하나의 공정 모듈에서 상기 증착 공정이 완료된 웨이퍼를 상기 커뮤니티 챔버로 이송시킬 수 있는 웨이퍼 이송 로봇; 상기 복수의 공정 모듈 각각의 상기 공정 공간을 개별적으로 개폐시킬 수 있도록, 상기 커뮤니터 챔버와 상기 복수의 공정 모듈 사이에 형성되는 복수의 게이트 밸브를 포함하는 밸브 조립체; 및 상기 복수의 공정 모듈로 공급되는 공정 가스를 제어할 수 있는 제어부;를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, an atomic layer composite deposition chamber is provided. The atomic layer composite deposition chamber includes a lower process chamber that is generally formed in a ring shape and in which a plurality of wafers can be arranged radially and conformally on an upper surface with respect to the central axis of the ring shape; A deposition process is performed independently on each of the wafers disposed in the lower process chamber while being spatially separated and formed entirely in the ring shape so as to be formed in a shape corresponding to the lower process chamber. To enable this to be performed, an upper process chamber in which a plurality of process modules forming a process space are radially and equiangularly arranged with respect to the central axis; a community chamber installed at the center of the ring-shaped upper process chamber and capable of storing wafers on which deposition processes have been completed or waiting wafers in the plurality of process modules; It is installed on the lower side of the community chamber to transfer the waiting wafer to a process space of one of the plurality of process modules, or to transfer the wafer on which the deposition process is completed in one of the plurality of process modules to the community chamber. A wafer transfer robot that can be transferred to; a valve assembly including a plurality of gate valves formed between the communicator chamber and the plurality of process modules to individually open and close the process space of each of the plurality of process modules; and a control unit capable of controlling process gas supplied to the plurality of process modules.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 밸브 조립체는, 전체적으로 링 형상으로 형성되어, 상기 커뮤니티 챔버와 상기 복수의 공정 모듈 사이에 형성되는 밸브 프레임; 복수개가 상기 밸브 프레임을 따라 상기 복수의 공정 모듈의 각 입구와 대응되는 위치에 배치되고, 각각 개별적으로 승하강 가능하도록 상기 밸브 프레임에 설치되는 상기 게이트밸브; 및 상기 게이트 밸브가 승하강하는 구동력을 제공할 수 있도록, 상기 밸브 프레임에서 복수의 상기 게이트 밸브가 설치된 위치 마다 설치되는 전자석 모듈;을 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the valve assembly includes a valve frame that is generally formed in a ring shape and is formed between the community chamber and the plurality of process modules; A plurality of gate valves are disposed along the valve frame at positions corresponding to each inlet of the plurality of process modules, and are installed on the valve frame so as to be individually raised and lowered; and an electromagnet module installed at each position where the plurality of gate valves are installed in the valve frame so as to provide a driving force for the gate valve to rise and fall.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 게이트 밸브는, 상기 밸브 프레임에서 하강하여 상기 공정 공간을 패쇄 시, 상기 공정 공간의 밀폐력을 확보할 수 있도록, 탄성을 가지는 재질로 형성되어 상기 게이트 밸브의 하면에 길이 방향을 따라 오목하게 형성되는 오림 홈부에 삽입되는 밀폐 부재;를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the gate valve is made of an elastic material to secure the sealing force of the process space when descending from the valve frame and closing the process space, and is formed on the lower surface of the gate valve. It may include a sealing member inserted into the concave groove formed concavely along the longitudinal direction.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 커뮤니티 챔버는, 전체적으로 원기둥 형상으로 형성되는 챔버 몸체; 상기 챔버 몸체 내부에 복수개가 적층되고, 상기 복수의 공정 모듈에서 증착 공정이 완료된 웨이퍼 또는 대기 중인 웨이퍼가 다수 개 배치될 수 있는 웨이퍼 트레이; 및 장비 프론트 엔드 모듈(EFEM)과 연결되어 상기 웨이퍼를 상기 커뮤니티 챔버로 반입 또는 반출 시킬 수 있도록, 상기 커뮤니티 챔버의 일측면에 형성되는 진공 덕트;를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the community chamber includes a chamber body formed as a whole in a cylindrical shape; a plurality of wafer trays stacked inside the chamber body and on which a plurality of wafers on which a deposition process has been completed or waiting wafers in the plurality of process modules can be placed; and a vacuum duct connected to an equipment front end module (EFEM) and formed on one side of the community chamber to allow the wafer to be brought into or taken out of the community chamber.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 커뮤니티 챔버는, 상기 진공 덕트와 상기 커뮤니티 챔버 사이에 형성되어 상기 장비 프론트 엔드 모듈(EFEM)과 상기 커뮤니티 챔버가 연결될 때, 상기 장비 프론트 엔드 모듈(EFEM)과 상기 커뮤니티 챔버 내부의 진공을 유지하며 입구를 개폐할 수 있는 덕트 밸브;를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the community chamber is formed between the vacuum duct and the community chamber, and when the equipment front end module (EFEM) and the community chamber are connected, the equipment front end module (EFEM) and It may include a duct valve capable of opening and closing the inlet while maintaining a vacuum inside the community chamber.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 웨이퍼 트레이는, 상기 웨이퍼 이송 로봇이 간섭 없이 승하강하여 복수의 층으로 적층된 상기 웨이퍼 트레이에 대기 중인 웨이퍼를 상기 복수의 공정 모듈 중 하나로 이송시키거나, 상기 복수의 공정 모듈 중 하나 에서 증착 공정이 완료된 웨이퍼를 상기 웨이퍼 트레이로 이송시킬 수 있도록 일측에 U자 형태의 로봇 이동 공간이 형성될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the wafer tray moves up and down without the wafer transfer robot to transfer the wafer waiting on the wafer tray stacked in multiple layers to one of the plurality of process modules, or to the plurality of process modules. A U-shaped robot movement space may be formed on one side to transfer a wafer on which the deposition process has been completed in one of the process modules to the wafer tray.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 커뮤니티 챔버는, 상기 상부 공정 챔버와 일체형으로 형성될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the community chamber may be formed integrally with the upper process chamber.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 커뮤니티 챔버는, 모듈로 형성되어 상기 상부 공정 챔버 및 상기 하부 공정 챔버의 중심부에 탈부착 가능할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the community chamber may be formed as a module and may be detachable from the center of the upper process chamber and the lower process chamber.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 상부 공정 챔버, 상기 하부 공정 챔버 및 상기 커뮤니티 챔버를 지지하는 지지프레임을 더 포함하고, 상기 지지프레임은, 상기 하부 공정 챔버를 기준으로 승하강할 수 있는 상기 상부 공정 챔버의 승하강 운동을 안내할 수 있도록 상기 상부 공정 프레임의 둘레를 따라 형성되는 가이드 봉;을 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, it further includes a support frame supporting the upper process chamber, the lower process chamber, and the community chamber, wherein the support frame is configured to raise and lower the upper process chamber. It may include a guide rod formed along the circumference of the upper process frame to guide the upward and downward movement of the process chamber.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 커뮤니티 챔버는, 상기 공정 모듈로 공급된 상기 공정 가스를 흡기하여 상기 공정 모듈 및 상기 커뮤니티 챔버에 진공을 형성할 때, 흡기되는 상기 공정 가스의 흐름이 상기 커뮤니티 챔버의 상측에서 하측으로 형성될 수 있도록, 상기 커뮤니티 챔버에서 상기 웨이퍼 트레이가 설치되는 위치보다 낮은 위치에 형성되는 진공 포트;를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, when the community chamber absorbs the process gas supplied to the process module to form a vacuum in the process module and the community chamber, the flow of the absorbed process gas flows into the community. It may include a vacuum port formed at a lower position than the position where the wafer tray is installed in the community chamber so that it can be formed from the upper side of the chamber to the lower side.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 복수의 공정 모듈에서 동일한 공정이 수행되도록, 모든 상기 복수의 공정 모듈로 동일한 상기 공정 가스를 공급하도록 제어할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the control unit may control to supply the same process gas to all of the plurality of process modules so that the same process is performed in the plurality of process modules.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 복수의 공정 모듈 각각에서 적어도 두가지 이상의 서로 다른 공정이 수행되도록, 상기 복수의 공정 모듈 각각에 적어도 두가지 이상의 서로 다른 상기 공정 가스를 공급하도록 제어할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the control unit controls to supply at least two different process gases to each of the plurality of process modules so that at least two different processes are performed in each of the plurality of process modules. You can.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예 및 다른 실시예에 따르면, 한번에 복수개의 웨이퍼에 증착 공정을 수행할 수 있고, 복수의 공정 모듈에서 증착 공정이 완료된 웨이퍼 또는 대기 중인 웨이퍼를 보관할 수 있다.According to one embodiment and another embodiment of the present invention made as described above, a deposition process can be performed on a plurality of wafers at once, and wafers on which the deposition process has been completed or wafers waiting for the deposition process can be stored in a plurality of process modules.

또한, 복수의 공정 모듈 모두에 동일한 공정을 수행하거나, 복수의 공정 모듈 각각에 서로 다른 공정을 수행하도록 제어할 수 있고, 하나의 원자층 증착 장비에서 필요에 따른 다양한 증착 공정을 수행할 수 있으므로, 챔버 내부의 진진공을 깨트리지 않고 원자층 증착 공정에 사용되는 공정가스를 효율적으로 사용하여 전체 공정에 필요한 공정가스의 사용량을 줄일 수 있는 효과가 있다.In addition, the same process can be performed on all of a plurality of process modules, or each of the plurality of process modules can be controlled to perform a different process, and various deposition processes as needed can be performed with a single atomic layer deposition equipment. This has the effect of reducing the amount of process gas required for the entire process by efficiently using the process gas used in the atomic layer deposition process without breaking the vacuum inside the chamber.

또한, 공정 모듈로 공급된 상기 공정 가스를 흡기하여 상기 공정 모듈 및 상기 커뮤니티 챔버에 진공을 형성할 때, 흡기되는 상기 공정가스의 흐름이 상기 커뮤니티 챔버의 상측에서 하측으로 형성되어, 커뮤니티 챔버 내부의 파티클 오염을 방지할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.In addition, when the process gas supplied to the process module is sucked in to form a vacuum in the process module and the community chamber, a flow of the sucked process gas is formed from the top to the bottom of the community chamber, Particle pollution can be prevented. Of course, the scope of the present invention is not limited by this effect.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 복합 증착 챔버를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 복합 증착 챔버의 하부 공정 챔버의 상면을 개략적으로 나타낸 저면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 복합 증착 챔버의 상부 공정 챔버의 하면을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 복합 증착 챔버의 밸브 조립체를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브 조립체와 게이트 밸브의 결합상태를 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 복합 증착 챔버의 내부 구조을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 복합 증착 챔버의 단면을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 복합 증착 챔버의 웨이퍼 이송 로봇을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 복합 증착 챔버의 후면을 개략적으로 나타낸 배면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 복합 증착 챔버와 장비 프론트 엔드 모듈이 결합된 모습을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 원자층 복합 증착 챔버의 커뮤니티 챔버와 상부 공정 챔버의 결합 상태를 나타내는 사시도이다.1 is a perspective view schematically showing an atomic layer composite deposition chamber according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a bottom view schematically showing the upper surface of the lower process chamber of the atomic layer composite deposition chamber according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a plan view schematically showing the lower surface of the upper process chamber of the atomic layer composite deposition chamber according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a perspective view schematically showing the valve assembly of an atomic layer composite deposition chamber according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a perspective view showing a combined state of a valve assembly and a gate valve according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a perspective view schematically showing the internal structure of an atomic layer composite deposition chamber according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a cross-sectional view schematically showing a cross-section of an atomic layer composite deposition chamber according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 is a perspective view schematically showing a wafer transfer robot of an atomic layer composite deposition chamber according to an embodiment of the present invention.
Figure 9 is a rear view schematically showing the back of an atomic layer composite deposition chamber according to an embodiment of the present invention.
Figure 10 is a perspective view schematically showing an atomic layer composite deposition chamber and an equipment front-end module combined according to an embodiment of the present invention.
Figure 11 is a perspective view showing a combined state of a community chamber and an upper process chamber of an atomic layer composite deposition chamber according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, various preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art, and the following examples may be modified into various other forms, and the scope of the present invention is as follows. It is not limited to examples. Rather, these embodiments are provided to make the present disclosure more faithful and complete and to fully convey the spirit of the present invention to those skilled in the art. Additionally, the thickness and size of each layer in the drawings are exaggerated for convenience and clarity of explanation.

이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will now be described with reference to drawings that schematically show ideal embodiments of the present invention. In the drawings, variations of the depicted shape may be expected, for example, depending on manufacturing technology and/or tolerances. Accordingly, embodiments of the present invention should not be construed as being limited to the specific shape of the area shown in this specification, but should include, for example, changes in shape resulting from manufacturing.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 복합 증착 챔버를 개략적으로 나타낸 사시도이다. 먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 복합 증착 챔버(1000)는 하부 공정 챔버(100), 상부 공정 챔버(200), 커뮤니티 챔버(300) 및 지지 프레임(600)을 포함할 수 있다.1 is a perspective view schematically showing an atomic layer composite deposition chamber according to an embodiment of the present invention. First, as shown in FIG. 1, the atomic layer composite deposition chamber 1000 according to an embodiment of the present invention includes a lower process chamber 100, an upper process chamber 200, a community chamber 300, and a support frame ( 600).

본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 복합 증착 챔버(1000)는, 전체적으로 링 형상으로 형성되는 하부 공정 챔버(100)의 상부에 전체적으로 링 형상으로 형성되는 상부 공정 챔버(200)가 결합될 수 있다. 이어서, 전체적으로 원통 형상으로 형성되는 커뮤니티 챔버(300)가 하부 공정 챔버(100)와 상부 공정 챔버(200)의 중심부에 설치될 수 있다. 또한, 결합된 하부 공정 챔버(100), 상부 공정 챔버(200) 및 커뮤니티 챔버를 지지할 수 있도록 지지 프레임(600)이 결합될 수 있다.In the atomic layer composite deposition chamber 1000 according to an embodiment of the present invention, an upper process chamber 200, which is generally formed in a ring shape, may be coupled to the upper part of a lower process chamber 100, which is generally formed in a ring shape. . Subsequently, the community chamber 300, which is formed in an overall cylindrical shape, may be installed at the center of the lower process chamber 100 and the upper process chamber 200. Additionally, the support frame 600 may be coupled to support the combined lower process chamber 100, upper process chamber 200, and community chamber.

구체적으로, 하부 공정 챔버(100)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 전체적으로 링 형상으로 형성되고, 상면에 복수개의 웨이퍼가 링 형상의 중심축을 기준으로 방사상으로 등각 배치될 수 있다. 복수개의 웨이퍼를 배치할 수 있도록 하부 공정 챔버(100)의 상면에는 기판 배치부(110)가 링 형상의 중심축을 기준으로 방사상으로 등각 배치될 수 있다.Specifically, as shown in FIG. 2, the lower process chamber 100 is formed in an overall ring shape, and a plurality of wafers may be radially and equiangularly arranged on the upper surface with respect to the central axis of the ring shape. The substrate placement unit 110 may be arranged radially and conformally on the upper surface of the lower process chamber 100 to enable placement of a plurality of wafers, based on the central axis of the ring shape.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 상부 공정 챔버(200)는 하부 공정 챔버(100)와 대응되는 형상으로 형성될 수 있도록 전체적으로 링 형상으로 형성되어 하부 공정 챔버(100)의 상부에 설치되고, 공간적으로 분리되어 하부 공정 챔버(100)에 배치된 웨이퍼들 각각에 독립적으로 증착 공정이 수행될 수 있도록, 공정 공간을 형성하는 복수의 공정 모듈(210)이 링 형상의 중심축을 기준으로 방사상으로 등각 배치될 수 있다.In addition, as shown in FIG. 3, the upper process chamber 200 is formed in an overall ring shape so that it can be formed into a shape corresponding to the lower process chamber 100 and is installed on the upper part of the lower process chamber 100, A plurality of process modules 210 forming the process space are radially equiangular with respect to the ring-shaped central axis so that the deposition process can be performed independently on each of the wafers spatially separated and placed in the lower process chamber 100. can be placed.

공정 모듈(210)은 공정 공간 안에 웨이퍼들이 배치될 수 있도록 하부 공정 챔버(100)의 기판 배치부(110)가 배치되는 위치와 대응되는 위치에 링 형상의 중심축을 기준으로 방사상으로 등각 배치될 수 있다. 이때, 각각의 공정 공간을 구분할 수 있도록 다수개의 격벽(211)이 형성될 수 있다.The process module 210 may be arranged radially and conformally with respect to the central axis of the ring shape at a position corresponding to the position where the substrate arrangement unit 110 of the lower process chamber 100 is arranged so that wafers can be arranged in the process space. there is. At this time, multiple partition walls 211 may be formed to distinguish each process space.

도면에는 도시되지 않았으나, 공정 모듈(210)에는, 프리커서 공급관, 퍼지가스 공급관, 및 반응가스 공급관 등 원자층 증착을 위한 다양한 가스 공급관이 연결될 수 있으며, 이들 가스의 공급을 제어할 수 있는 프리커서 제어 밸브, 퍼지가스 제어 밸브, 및 반응가스 제어 밸브를 포함할 수 있다.Although not shown in the drawing, various gas supply pipes for atomic layer deposition, such as a precursor supply pipe, a purge gas supply pipe, and a reaction gas supply pipe, may be connected to the process module 210, and a precursor capable of controlling the supply of these gases It may include a control valve, a purge gas control valve, and a reaction gas control valve.

또한, 공정 모듈(210)을 개폐시킬 수 있도록, 커뮤니터 챔버(300)와 복수의 공정 모듈(210) 사이에 밸브 조립체(400)가 결합될 수 있다. 구체적으로, 밸브 조립체(400)는 복수의 공정 모듈(210)을 개별적으로 개폐시킬 수 있도록, 커뮤니터 챔버(300)와 복수의 공정 모듈(210) 사이에 형성되는 복수의 게이트 밸브(420)를 포함할 수 있다.Additionally, a valve assembly 400 may be coupled between the communicator chamber 300 and the plurality of process modules 210 to open and close the process module 210. Specifically, the valve assembly 400 includes a plurality of gate valves 420 formed between the communicator chamber 300 and the plurality of process modules 210 to individually open and close the plurality of process modules 210. It can be included.

이러한 하부 공정 챔버(100), 상부 공정 챔버(200), 및 커뮤니티 챔버(300)를 지지할 수 있도록, 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 복합 증착 챔버(1000)는 지지 프레임(600)을 포함할 수 있다. 지지 프레임(600)은 하부 공정 챔버(100), 상부 공정 챔버(200), 및 커뮤니티 챔버(300)를 지지할 뿐만 아니라 상부 공정 챔버(200)가 승하강 할 수 있도록 가이드 봉(610)을 포함할 수 있다.To support the lower process chamber 100, the upper process chamber 200, and the community chamber 300, the atomic layer composite deposition chamber 1000 according to an embodiment of the present invention includes a support frame 600. It can be included. The support frame 600 not only supports the lower process chamber 100, the upper process chamber 200, and the community chamber 300, but also includes a guide rod 610 so that the upper process chamber 200 can be raised and lowered. can do.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 복합 증착 챔버(1000)의 밸브 조립체를 개략적으로 나타낸 사시도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 복합 증착 챔버(1000)의 밸브 조립체(400)는, 밸브 프레임(410)에 게이트 밸브(420)가 결합되어 형성될 수 있다.Figure 4 is a perspective view schematically showing the valve assembly of the atomic layer composite deposition chamber 1000 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the valve assembly 400 of the atomic layer composite deposition chamber 1000 according to an embodiment of the present invention may be formed by coupling a gate valve 420 to a valve frame 410. .

밸브 프레임(410)은 전체적으로 링 형상으로 형성되어 그 둘레를 따라 게이트 밸브(420)가 결합될 수 있다. 이때, 도 5에 도시된 바와 같이, 게이트 밸브(420)와 밸브 프레임(410)은 전자석(411)을 이용해 결합되어 전류를 가함에 따라 게이트 밸브(420)가 승하강 함으로써 공정 모듈(210)의 입구를 개폐할 수 있다. 그러나, 본 발명의 게이트 밸브(420)와 밸브 프레임(410)이 결합되는 방식은 이에 한정되지 않으며, 유압이나 공압을 이용하거나 전기 모터를 이용하는 등 다양한 방법이 사용될 수 있다.The valve frame 410 is formed as a whole in a ring shape, so that a gate valve 420 can be coupled along its circumference. At this time, as shown in FIG. 5, the gate valve 420 and the valve frame 410 are coupled using an electromagnet 411, and as current is applied, the gate valve 420 rises and falls, thereby increasing the process module 210. The entrance can be opened and closed. However, the method of combining the gate valve 420 and the valve frame 410 of the present invention is not limited to this, and various methods such as using hydraulic or pneumatic pressure or using an electric motor can be used.

또한, 게이트 밸브(420)는, 공정 모듈(210)과 커뮤니티 챔버(300)의 진공을 확보할 수 있도록, 하면의 적어도 일부분에 게이트 밸브(420)의 길이 방향을 따라 오링 홈부(421)가 형성되며, 오링 홈부(421)에는 오링 씰(430)이 삽입되어 공정 모듈(210)과 커뮤니티 챔버(300)의 진공을 확보할 수 있다.In addition, the gate valve 420 has an O-ring groove 421 formed along the longitudinal direction of the gate valve 420 on at least a portion of the lower surface to ensure the vacuum of the process module 210 and the community chamber 300. In addition, the O-ring seal 430 is inserted into the O-ring groove 421 to secure the vacuum of the process module 210 and the community chamber 300.

도면에는 도시되지 않았으나, 하부 공정 챔버(100)와 상부 공정 챔버(200)가 결합될 때 서로 만나는 접촉면 및, 격벽(211)과 게이트 밸브(420)가 서로 만나는 접촉면 또한 진공을 확보할 수 있도록 상술한 오링 씰(430)이 동일하게 적용되거나 고무 패킹 등의 다른 부재가 사용될 수 있다.Although not shown in the drawing, the contact surface where the lower process chamber 100 and the upper process chamber 200 meet each other when combined, and the contact surface where the partition wall 211 and the gate valve 420 meet each other are also detailed to ensure vacuum. One O-ring seal 430 may be applied in the same manner or other members such as rubber packing may be used.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 복합 증착 챔버(1000)의 내부 구조을 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 7은 그 단면도이다. 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 복합 증착 챔버(1000)의 커뮤니티 챔버(300)는, 챔버 몸체(310), 웨이퍼 트레이(320), 웨이퍼 이송 로봇(330)을 포함할 수 있다. 챔버 몸체(310)는, 전체적으로 원기둥 형상으로 형성되어 내부에 웨이퍼 트레이(320) 및 웨이퍼 이송 로봇(330)을 수용할 수 있다.FIG. 6 is a perspective view schematically showing the internal structure of the atomic layer composite deposition chamber 1000 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a cross-sectional view thereof. As shown in FIGS. 6 and 7, the community chamber 300 of the atomic layer composite deposition chamber 1000 according to an embodiment of the present invention includes a chamber body 310, a wafer tray 320, and a wafer transfer robot. It may include (330). The chamber body 310 is formed in an overall cylindrical shape and can accommodate the wafer tray 320 and the wafer transfer robot 330 therein.

웨이퍼 트레이(320)는, 챔버 몸체(310) 내부에 복수개가 적층되며, 공정 모듈(210)에서 증착 공정이 완료된 웨이퍼 또는 대기중인 웨이퍼가 웨이퍼 트레이(320)의 상면에 다수 개 배치될 수 있다. 예컨대, 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 복합 증착 챔버(1000)의 웨이퍼 트레이(320)의 상면에는 3개의 웨이퍼가 배치될 수 있다.A plurality of wafer trays 320 are stacked inside the chamber body 310, and a plurality of wafers that have completed a deposition process in the process module 210 or wafers that are waiting may be placed on the upper surface of the wafer tray 320. For example, three wafers may be placed on the upper surface of the wafer tray 320 of the atomic layer composite deposition chamber 1000 according to an embodiment of the present invention.

웨이퍼 이송 로봇(330)은, 커뮤니티 챔버(300)의 하측에 설치되어, 대기중인 웨이퍼를 복수의 공정 모듈(210) 중 하나의 공정 공간으로 이송시키거나, 공정 모듈(210)에서 증착 공정이 완료된 웨이퍼를 커뮤니티 챔버(300)의 웨이퍼 트레이(320)로 이송시킬 수 있다. 이때, 웨이퍼 이송 로봇(300)은 웨이퍼를 집어 올리거나 떠받칠 수 있는 이송 헤드부(331)를 포함하여 웨이퍼를 원하는 위치로 이송시킬 수 있다.The wafer transfer robot 330 is installed on the lower side of the community chamber 300 and transfers the waiting wafer to one of the process spaces among the plurality of process modules 210, or transfers the wafer after the deposition process has been completed in the process module 210. The wafer may be transferred to the wafer tray 320 of the community chamber 300. At this time, the wafer transfer robot 300 includes a transfer head unit 331 that can pick up or support the wafer and can transfer the wafer to a desired location.

본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 로봇(330)의 이송 헤드부(331)는, 커뮤니티 챔버(300)의 중심에 위치할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 트레이(320)는, 웨이퍼 이송 로봇(330)이 간섭 없이 승하강하여 복수의 층으로 적층된 웨이퍼 트레이(320)에 대기 중인 웨이퍼를 복수의 공정 모듈(210) 중 어느 하나로 이송시키거나 복수의 공정 모듈(210)중 어느 하나에서 증착 공정이 완료된 웨이퍼를 웨이퍼 트레이(320)로 이송시킬 수 있도록 일측에 U자 형태의 로봇 이동 공간이 형성될 수 있다.The transfer head unit 331 of the wafer transfer robot 330 according to an embodiment of the present invention may be located at the center of the community chamber 300. Accordingly, the wafer tray 320 according to an embodiment of the present invention allows the wafer transfer robot 330 to rise and fall without interference to transfer wafers waiting on the wafer tray 320 stacked in multiple layers to a plurality of process modules ( A U-shaped robot movement space may be formed on one side to transfer a wafer to one of 210) or to transfer a wafer on which the deposition process has been completed in one of the plurality of process modules 210 to the wafer tray 320.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 복합 증착 챔버(1000)의 웨이퍼 이송 로봇을 개략적으로 나타낸 사시도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 복합 증착 챔버(1000)의 웨이퍼 이송 로봇(330)은 이송 헤드부(331) 및 이송 승하강부(332)를 포함할 수 있다.Figure 8 is a perspective view schematically showing a wafer transfer robot of the atomic layer composite deposition chamber 1000 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 8, the wafer transfer robot 330 of the atomic layer composite deposition chamber 1000 according to an embodiment of the present invention may include a transfer head unit 331 and a transfer elevation unit 332. .

이송 헤드부(331)는, 슬라이딩 가이드가 형성되어 웨이퍼의 하면을 떠받쳐 들어올린 후 슬라이딩시켜 이송하거나, 일측 단부에 집게 형상의 엔드 이펙터(End effector)가 형성되어 웨이퍼를 직접 이송하는 방법 등 다양한 방법으로 웨이퍼를 이송할 수 있다. 또한 웨이퍼 이송 로봇(330)은 이송 승하강부(332)에 의해 승하강 가능하여 복수의 층으로 적층된 웨이퍼 트레이(320)에 대기 중인 웨이퍼를 복수의 공정 모듈(210) 중 하나로 이송시키거나, 복수의 공정 모듈(210) 중 하나에서 증착 공정이 완료된 웨이퍼를 웨이퍼 트레이(320)로 이송시킬 수 있다. 따라서 원자층 복합 증착 챔버(1000)가 포함하고 있는 공정 모듈(210)의 개수보다 많은 수의 웨이퍼를 커뮤니티 챔버(300)에 보관하여 한번에 많은 수의 웨이퍼에 증착 공정을 수행할 수 있다.The transfer head unit 331 is formed with a sliding guide to lift the lower surface of the wafer and then slides it to transfer it, or a pincer-shaped end effector is formed at one end to directly transfer the wafer, etc. in various ways. The wafer can be transported using this method. In addition, the wafer transfer robot 330 is capable of being raised and lowered by the transfer elevation unit 332 to transfer wafers waiting on the wafer tray 320 stacked in multiple layers to one of a plurality of process modules 210 or to one of a plurality of process modules 210. A wafer on which the deposition process has been completed in one of the process modules 210 may be transferred to the wafer tray 320 . Accordingly, by storing more wafers in the community chamber 300 than the number of process modules 210 included in the atomic layer composite deposition chamber 1000, a deposition process can be performed on a large number of wafers at once.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 복합 증착 챔버(1000)의 후면을 나타내는 배면도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 복합 증착 챔버(1000)의 커뮤니티 챔버(300)는 공정 모듈(210) 내부 또는 커뮤니티 챔버(300) 내부의 공정 가스를 흡기할 수 있도록 진공 포트(360)를 포함할 수 있다.FIG. 9 is a rear view showing the rear of the atomic layer composite deposition chamber 1000 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 9, the community chamber 300 of the atomic layer composite deposition chamber 1000 according to an embodiment of the present invention absorbs the process gas inside the process module 210 or the community chamber 300. It may include a vacuum port 360 to allow.

이때 진공 포트(360)는, 공정 모듈(210) 또는 커뮤니티 챔버(300) 내부의 공정 가스를 흡기하여 진공을 형성할 때, 흡기되는 공정 가스의 흐름이 커뮤니티 챔버의 상측에서 하측으로 형성될 수 있도록, 커뮤니티 챔버(300)에서 웨이퍼 트레이(320)가 설치되는 위치보다 낮은 위치에 형성될 수 있다. 이를 통해, 커뮤니티 챔버(300) 내부의 잔여 공정 가스로 의한 웨이퍼의 오염을 절감할 수 있는 효과가 있다.At this time, the vacuum port 360 is configured to form a vacuum by sucking in the process gas inside the process module 210 or the community chamber 300 so that the flow of the sucked process gas can be formed from the upper side to the lower side of the community chamber. , may be formed in the community chamber 300 at a lower position than where the wafer tray 320 is installed. Through this, there is an effect of reducing wafer contamination caused by residual process gas inside the community chamber 300.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 복합 증착 챔버(1000)가 외부의 장비 프론트 엔드 모듈(500)과 결합되는 형태를 나타낸 사시도이다. 도 1 및 도 10에 개시된 바와 같이, 커뮤니티 챔버(300)는, 장비 프론트 엔드 모듈(500)과 결합하여 웨이퍼 이송 로봇(330)이 웨이퍼를 커뮤니티 챔버(300)의 외부로부터 내부로 또는 커뮤니티 챔버(300)의 내부로부터 외부로 이송할 수 있도록 일측면에 형성되는 진공 덕트(340)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 커뮤니티 챔버(300)는, 진공 덕트(340)를 통해 커뮤니티 챔버(300)와 장비 프론트 엔드 모듈(500)이 결합될 때 커뮤니티 챔버(300)와 장비 프론트 엔드 모듈(500) 내부의 진공을 유지하며 입구를 개폐할 수 있도록 덕트 밸브(350)를 포함할 수 있다. 이때, 장비 프론트 엔드 모듈(500)의 덕트 밸브(350) 또한 밸브 프레임(410)과 유사하게 진공을 유지하는 홈부 및 씰링이 적용될 수 있다.Figure 10 is a perspective view showing the atomic layer composite deposition chamber 1000 combined with an external equipment front end module 500 according to an embodiment of the present invention. 1 and 10, the community chamber 300 is combined with the equipment front end module 500 so that the wafer transfer robot 330 moves the wafer from the outside of the community chamber 300 to the inside or into the community chamber ( It may include a vacuum duct 340 formed on one side of the 300) to allow transport from the inside to the outside. Accordingly, the community chamber 300 is a vacuum inside the community chamber 300 and the equipment front end module 500 when the community chamber 300 and the equipment front end module 500 are combined through the vacuum duct 340. It may include a duct valve 350 to open and close the inlet while maintaining . At this time, the duct valve 350 of the equipment front end module 500 may also have grooves and sealing that maintain a vacuum similar to the valve frame 410.

또한, 도면에는 도시되지 않았으나, 장비 프론트 엔드 모듈(500)은, 웨이퍼를 커뮤니티 챔버(300) 내부로 이송할 때, 커뮤니티 챔버(300) 내부의 진공을 깨트리지 않으며 이송할 수 있도록, 진공 덕트(340)와 장비 프론트 엔드 모듈(500) 사이에 중간 단계의 진공을 형성할 수 있는 로드락 챔버를 포함할 수 있다.In addition, although not shown in the drawing, the equipment front end module 500 is provided with a vacuum duct ( It may include a load lock chamber capable of forming an intermediate vacuum between the 340) and the equipment front end module 500.

이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 복합 증착 챔버(1000)의 커뮤니티 챔버(300)는 상부 공정 챔버(200)와 일체형으로 형성되어, 진공을 확보하기 위한 추가적인 진공 씰링 없이 공정을 진행할 수 있는 효과가 있다.The community chamber 300 of the atomic layer composite deposition chamber 1000 according to an embodiment of the present invention is formed integrally with the upper process chamber 200, allowing the process to proceed without additional vacuum sealing to secure vacuum. It works.

도 1 및 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 복합 증착 챔버(1000)는 제어부(700)를 포함할 수 있다. 제어부(700)는, 복수의 공정 모듈(210) 모두에 동일한 공정이 수행되도록 상기 복수의 공정 모듈(210)로 동일한 상기 공정 가스를 공급하도록 제어할 수 있다.As shown in FIGS. 1 and 10 , the atomic layer composite deposition chamber 1000 according to an embodiment of the present invention may include a control unit 700 . The controller 700 may control supply of the same process gas to the plurality of process modules 210 so that the same process is performed in all of the plurality of process modules 210 .

예컨대, 제어부(700)는, 먼저 커뮤니티 챔버(300)와 모든 복수의 공정 모듈(210)에 동등한 수준의 진공 분위기를 형성한 후, 웨이퍼 이송 로봇(330)이 커뮤니티 챔버(300)에 적층되어 대기 중인 웨이퍼를 각각의 공정 모듈(210)로 이송하여 증착 공정을 준비할 수 있다. 이어서, 제어부(700)는 각각의 공정 모듈(210)로 어느 한 종류의 반응 가스를 동시에 공급하여 웨이퍼에 제 1 막을 증착한 뒤 각각의 공정 모듈(210)로 퍼지 가스를 동시에 공급하여 각각의 공정 모듈에 반응 가스의 잔여물이 남지 않도록 공정 공간을 퍼지하고, 이후, 퍼지된 각각의 공정 모듈(210)로 동일한 반응 가스 또는 다른 종류의 반응 가스를 동시에 공급하여 제 1 막 상에 제 2 막이 증착되도록 제어할 수 있다. 이러한 반응 가스를 공급하고 퍼지하는 공정 단계를 소정 횟수 반복하여 웨이퍼 상에 복수개의 박막을 증착할 수 있다. 웨이퍼의 증착이 완료된 후, 웨이퍼 이송 로봇(330)이 각 공정 모듈(210)로부터 웨이퍼를 반출하여 커뮤니티 챔버(300)에 적층시키도록 제어할 수 있다.For example, the control unit 700 first forms a vacuum atmosphere at the same level in the community chamber 300 and all the plurality of process modules 210, and then the wafer transfer robot 330 is stacked in the community chamber 300 and waits. The wafer in progress can be transferred to each process module 210 to prepare for the deposition process. Next, the control unit 700 simultaneously supplies one type of reaction gas to each process module 210 to deposit a first film on the wafer, and then simultaneously supplies a purge gas to each process module 210 to perform each process. The process space is purged so that no residue of the reaction gas remains in the module, and then the same reaction gas or a different type of reaction gas is simultaneously supplied to each purged process module 210 to deposit a second film on the first film. It can be controlled as much as possible. This process of supplying and purging the reaction gas can be repeated a predetermined number of times to deposit a plurality of thin films on the wafer. After deposition of the wafer is completed, the wafer transfer robot 330 can be controlled to remove the wafer from each process module 210 and stack it in the community chamber 300.

또한, 제어부(700)는, 복수의 공정 모듈(210) 각각에 서로 다른 공정이 수행되도록 상기 복수의 공정 모듈 각각에 상기 공정 가스를 공급하도록 제어할 수 있다. 예컨대, 제어부(700)는, 먼저 상술한 예시와 동일하게 증착 공정을 준비할 수 있다. 이어서, 제어부(700)는 각각의 공정 모듈(210)로 적어도 두가지 이상의 서로 다른 반응 가스를 동시에 공급하여 웨이퍼에 제 1 막을 증착한 뒤 각각의 공정 모듈(210)로 퍼지 가스를 동시에 공급하여 각각의 공정 모듈에 반응 가스의 잔여물이 남지 않도록 공정 공간을 퍼지하고, 이후, 퍼지된 각각의 공정 모듈(210)로 동일한 반응 가스 또는 다른 종류의 반응 가스를 동시에 공급하여 제 1 막 상에 제 2 막이 증착되도록 제어할 수 있다. 또한, 제어부(700)는 이러한 반응 가스를 공급하고 퍼지하는 공정 단계를 소정 횟수 반복함에 따라 웨이퍼 상에 복수개의 박막을 증착한 후, 웨이퍼 이송 로봇(330)이 각 공정 모듈(210)로부터 웨이퍼를 반출하여 커뮤니티 챔버(300)에 적층시키도록 제어할 수 있다.Additionally, the controller 700 may control supply of the process gas to each of the plurality of process modules 210 so that each of the plurality of process modules 210 performs a different process. For example, the control unit 700 may prepare a deposition process in the same manner as the example described above. Next, the control unit 700 simultaneously supplies at least two different reaction gases to each process module 210 to deposit a first film on the wafer, and then simultaneously supplies a purge gas to each process module 210 to The process space is purged so that no residue of the reaction gas remains in the process module, and then the same reaction gas or a different type of reaction gas is simultaneously supplied to each purged process module 210 to form a second film on the first film. Deposition can be controlled. In addition, the control unit 700 repeats the process steps of supplying and purging the reaction gas a predetermined number of times to deposit a plurality of thin films on the wafer, and then the wafer transfer robot 330 transfers the wafers from each process module 210. It can be controlled to take it out and stack it in the community chamber 300.

상술한 예시의 제어부(700) 통해 모든 웨이퍼의 증착 공정이 완료되면, 진공 덕트(340)를 통해 커뮤니티 챔버(300)와 장비 프론트 엔드 모듈(500)을 연결하여 진공을 깨트리지 않으면서 증착 공정이 완료된 웨이퍼를 커뮤니티 챔버의 외부로 반출할 수 있다.When the deposition process of all wafers is completed through the control unit 700 in the above example, the community chamber 300 and the equipment front end module 500 are connected through the vacuum duct 340 to perform the deposition process without breaking the vacuum. The completed wafer can be taken out of the community chamber.

이에 따라, 각각의 공정 모듈(210)에서 독립적으로 증착 공정이 수행되기 위해 밸브 조립체(400)의 게이트 밸브(420) 또한 제어부(700)에 의해서 모두 동시에 승하강되거나, 독립적으로 승하강될 수 있으며, 이러한 게이트 밸브(420)는 전자석부(411)에 전류를 가해 제어하여 승하강되므로 간단한 구조로 제어될 수 있다. 그러나, 제어부(700)는 이에 한정되지 않고, 상부 공정 챔버(200)의 승하강, 덕트 밸브(350)의 개폐 등 본 발명의 원자층 복합 증착 챔버(1000)를 통해 증착 공정을 수행하기 위한 다양한 구성요소들을 제어할 수 있다.Accordingly, in order to independently perform the deposition process in each process module 210, the gate valves 420 of the valve assembly 400 can also be raised and lowered simultaneously or independently by the control unit 700. , This gate valve 420 is controlled by applying current to the electromagnet unit 411 to raise and lower, so it can be controlled with a simple structure. However, the control unit 700 is not limited to this, and performs various functions for performing a deposition process through the atomic layer composite deposition chamber 1000 of the present invention, such as raising and lowering the upper process chamber 200 and opening and closing the duct valve 350. Components can be controlled.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 원자층 복합 증착 챔버(2000)의 커뮤니티 챔버(300)와 상부 공정 챔버(200)의 결합 상태를 나타내는 사시도이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 커뮤니티 챔버(300)는 모듈로 형성되어 상부 공정 챔버(200) 및 하부 공정 챔버(100)의 중심부에 탈부착 가능할 수 있다. 이때, 커뮤니티 챔버(300)와 공정 모듈(210)을 서로 연결하기 위한 챔버 결합 홈부(311)가 형성될 수 있다. 챔버 결합 홈부(311)는 공정 모듈(210)의 개수와 동일한 개수만큼 형성되며, 각각의 공정 모듈(210)의 입구와 대응되는 형상으로 형성될 수 있다.FIG. 11 is a perspective view showing a combined state of the community chamber 300 and the upper process chamber 200 of the atomic layer composite deposition chamber 2000 according to another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 11 , the community chamber 300 may be formed as a module and be attachable and detachable to the center of the upper process chamber 200 and the lower process chamber 100 . At this time, a chamber coupling groove 311 may be formed to connect the community chamber 300 and the process module 210 to each other. The number of chamber coupling grooves 311 is equal to the number of process modules 210, and may be formed in a shape corresponding to the entrance of each process module 210.

이때, 제어부(700)는, 상술한 예시의 제어부(700) 통해 모든 웨이퍼의 증착 공정이 완료되면, 증착 공정이 완료된 웨이퍼들이 적층된 커뮤니티 챔버(300)의 진공 분위기를 해제한 후 상부 공정 챔버(200)에서 분리하고, 대기 중인 웨이퍼들이 적층된 새로운 커뮤니티 챔버(300)를 장착하여 증착 공정을 이어 나갈 수 있다.At this time, when the deposition process of all wafers is completed through the control unit 700 of the above-described example, the control unit 700 releases the vacuum atmosphere of the community chamber 300 in which the wafers for which the deposition process has been completed are stacked, and then operates the upper process chamber ( The deposition process can be continued by separating from 200 and installing a new community chamber 300 in which waiting wafers are stacked.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 복합 증착 챔버(1000) 및 본 발명의 다른 실시예에 따른 원자층 복합 증착 챔버(2000)에 따르면, 한번에 복수개의 웨이퍼에 증착 공정을 수행할 수 있고, 복수의 공정 모듈(210)에서 증착 공정이 완료된 웨이퍼 또는 대기 중인 웨이퍼를 보관할 수 있어, 높은 생산성을 가진 원자층 증착 장치를 제공한다.Therefore, according to the atomic layer composite deposition chamber 1000 according to one embodiment of the present invention and the atomic layer composite deposition chamber 2000 according to another embodiment of the present invention, a deposition process can be performed on a plurality of wafers at once. , wafers that have completed the deposition process or wafers that are waiting can be stored in a plurality of process modules 210, providing an atomic layer deposition device with high productivity.

또한, 커뮤니티 챔버(300)와 공정 모듈(210)의 진공을 깨트리지 않으면서 복수의 공정 모듈(210) 모두에 동일한 공정을 수행하거나, 복수의 공정 모듈(210) 각각에 서로 다른 공정을 수행하도록 제어할 수 있어 하나의 원자층 증착 장치에서 필요에 따라 다양한 증착 공정을 동시에 수행할 수 있으므로, 공정 가스를 효율적으로 사용하여 전체 공정에 필요한 공정 가스의 사용량을 줄일 수 있으며, 공정 시간이 절감되는 효과가 있다.In addition, the same process can be performed on all of the plurality of process modules 210 without breaking the vacuum of the community chamber 300 and the process module 210, or a different process can be performed on each of the plurality of process modules 210. Because it can be controlled, various deposition processes can be performed simultaneously in one atomic layer deposition device as needed, so the amount of process gas required for the entire process can be reduced by using process gas efficiently, which has the effect of reducing process time. There is.

또한, 공정 모듈(210)로 공급된 공정 가스를 흡기하여 공정 모듈(210) 및 커뮤니티 챔버(300)에 진공을 형성할 때, 흡기되는 공정 가스의 흐름이 상기 커뮤니티 챔버(300)의 상측에서 하측으로 형성되어, 커뮤니티 챔버(300) 내부에 적층되어 있는 웨이퍼들이 잔여 파티클에 의해 오염되는 것을 방지할 수 있다.In addition, when the process gas supplied to the process module 210 is sucked in to form a vacuum in the process module 210 and the community chamber 300, the flow of the sucked process gas flows from the upper side to the lower side of the community chamber 300. It is possible to prevent wafers stacked inside the community chamber 300 from being contaminated by residual particles.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.The present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but these are merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true scope of technical protection of the present invention should be determined by the technical spirit of the attached patent claims.

1000, 2000: 원자층 복합 증착 챔버
100: 하부 공정 챔버
110: 기판 배치부
200: 상부 공정 챔버
210: 공정 모듈
211: 격벽
220: 돌출부
300: 커뮤니티 챔버
310: 챔버 몸체
320: 웨이퍼 트레이
321: 로봇 이동 공간
330: 웨이퍼 이송 로봇
331: 이송 헤드부
332: 이송 승하강부
340: 진공 덕트:
350: 덕트 밸브
360: 진공 포트
400: 밸브 조립체
410: 밸브 프레임
411: 전자석부
420: 게이트 밸브
421: 오링 홈부
430: 오링 씰
500: 장비 프론트 엔드 모듈
600: 지지 프레임
610: 가이드 봉
700: 제어부1000, 2000: Atomic layer composite deposition chamber
100: lower process chamber
110: substrate placement unit
200: upper process chamber
210: Process module
211: Bulkhead
220: protrusion
300: Community Chamber
310: chamber body
320: wafer tray
321: Robot movement space
330: Wafer transfer robot
331: Transfer head part
332: Transfer elevating and lowering unit
340: Vacuum duct:
350: Duct valve
360: vacuum port
400: valve assembly
410: valve frame
411: Electromagnet part
420: gate valve
421: O-ring groove part
430: O-ring seal
500: Equipment front-end module
600: support frame
610: Guide rod
700: Control unit

Claims (12)

전체적으로 링 형상으로 형성되고, 상면에 복수개의 웨이퍼가 상기 링 형상의 중심축을 기준으로 방사상으로 등각 배치될 수 있는 하부 공정 챔버;
상기 하부 공정 챔버와 대응되는 형상으로 형성될 수 있도록 전체적으로 상기 링 형상으로 형성되어 상기 하부 공정 챔버의 상부에 설치되고, 공간적으로 분리되어 상기 하부 공정 챔버에 배치된 상기 복수의 웨이퍼들 각각에 독립적으로 증착 공정이 수행될 수 있도록, 공정 공간을 형성하는 복수의 공정 모듈이 상기 중심축을 기준으로 방사상으로 등각 배치되는 상부 공정 챔버;
상기 링 형상으로 형성되는 상기 상부 공정 챔버의 중심부에 설치되고, 상기 복수의 공정 모듈에서 증착 공정이 완료된 웨이퍼 또는 대기 중인 웨이퍼를 보관할 수 있는 커뮤니티 챔버;
상기 커뮤니티 챔버의 하측에 설치되어, 상기 대기 중인 웨이퍼를 상기 복수의 공정 모듈 중 하나의 공정 공간으로 이송시키거나, 상기 복수의 공정 모듈 중 하나의 공정 모듈에서 상기 증착 공정이 완료된 웨이퍼를 상기 커뮤니티 챔버로 이송시킬 수 있는 웨이퍼 이송 로봇;
상기 복수의 공정 모듈 각각의 상기 공정 공간을 개별적으로 개폐시킬 수 있도록, 상기 커뮤니티 챔버와 상기 복수의 공정 모듈 사이에 형성되는 복수의 게이트 밸브를 포함하는 밸브 조립체; 및
상기 복수의 공정 모듈로 공급되는 공정 가스를 제어할 수 있는 제어부; 를 포함하고,
상기 커뮤니티 챔버는,
전체적으로 원기둥 형상으로 형성되는 챔버 몸체;
상기 챔버 몸체 내부에 복수개가 적층되고, 상기 복수의 공정 모듈에서 증착 공정이 완료된 웨이퍼 또는 대기 중인 웨이퍼가 다수 개 배치될 수 있는 웨이퍼 트레이; 및
장비 프론트 엔드 모듈(EFEM)과 연결되어 상기 웨이퍼를 상기 커뮤니티 챔버로 반입 또는 반출시킬 수 있도록, 상기 커뮤니티 챔버의 일측면에 형성되는 진공 덕트;
를 포함하는, 원자층 복합 증착 챔버.A lower process chamber that is generally formed in a ring shape and has a plurality of wafers disposed radially and conformally on its upper surface with respect to the central axis of the ring shape;
It is formed as a whole in the ring shape so as to be formed in a shape corresponding to the lower process chamber, is installed on the upper part of the lower process chamber, and is spatially separated from each other independently of the plurality of wafers disposed in the lower process chamber. an upper process chamber in which a plurality of process modules forming a process space are arranged radially and conformally with respect to the central axis so that a deposition process can be performed;
a community chamber installed at the center of the ring-shaped upper process chamber and capable of storing wafers on which deposition processes have been completed or waiting wafers in the plurality of process modules;
It is installed on the lower side of the community chamber to transfer the waiting wafer to a process space of one of the plurality of process modules, or to transfer the wafer on which the deposition process is completed in one of the plurality of process modules to the community chamber. A wafer transfer robot that can be transferred to;
a valve assembly including a plurality of gate valves formed between the community chamber and the plurality of process modules to individually open and close the process space of each of the plurality of process modules; and
a control unit capable of controlling process gas supplied to the plurality of process modules; Including,
The community chamber is,
A chamber body generally formed in a cylindrical shape;
a plurality of wafer trays stacked inside the chamber body and on which a plurality of wafers on which a deposition process has been completed or waiting wafers in the plurality of process modules can be placed; and
A vacuum duct connected to an equipment front end module (EFEM) and formed on one side of the community chamber to allow the wafer to be brought into or taken out of the community chamber;
An atomic layer composite deposition chamber comprising: 제 1 항에 있어서,
상기 밸브 조립체는,
전체적으로 링 형상으로 형성되어, 상기 커뮤니티 챔버와 상기 복수의 공정 모듈 사이에 형성되는 밸브 프레임;
복수개가 상기 밸브 프레임을 따라 상기 복수의 공정 모듈의 각 입구와 대응되는 위치에 배치되고, 각각 개별적으로 승하강 가능하도록 상기 밸브 프레임에 설치되는 상기 게이트 밸브; 및
상기 게이트 밸브가 승하강하는 구동력을 제공할 수 있도록, 상기 밸브 프레임에서 복수의 상기 게이트 밸브가 설치된 위치 마다 설치되는 전자석 모듈;
을 포함하는, 원자층 복합 증착 챔버.According to claim 1,
The valve assembly is,
A valve frame that is generally formed in a ring shape and is formed between the community chamber and the plurality of process modules;
A plurality of gate valves are disposed along the valve frame at positions corresponding to each inlet of the plurality of process modules, and are installed on the valve frame so as to be individually raised and lowered; and
An electromagnet module installed at each position where the plurality of gate valves are installed in the valve frame so as to provide a driving force for the gate valve to rise and fall;
An atomic layer composite deposition chamber comprising: 제 2 항에 있어서,
상기 게이트 밸브는,
상기 밸브 프레임에서 하강하여 상기 공정 공간을 패쇄 시, 상기 공정 공간의 밀폐력을 확보할 수 있도록, 탄성을 가지는 재질로 형성되어 상기 게이트 밸브의 하면에 길이 방향을 따라 오목하게 형성되는 오링 홈부에 삽입되는 밀폐 부재;
를 포함하는, 원자층 복합 증착 챔버.According to claim 2,
The gate valve is,
When descending from the valve frame and closing the process space, it is made of an elastic material and is inserted into the O-ring groove formed concavely along the longitudinal direction on the lower surface of the gate valve to secure the sealing force of the process space. lack of sealing;
An atomic layer composite deposition chamber comprising: 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 커뮤니티 챔버는,
상기 진공 덕트와 상기 커뮤니티 챔버 사이에 형성되어 상기 장비 프론트 엔드 모듈(EFEM)과 상기 커뮤니티 챔버가 연결될 때, 상기 장비 프론트 엔드 모듈(EFEM)과 상기 커뮤니티 챔버 내부의 진공을 유지하며 입구를 개폐할 수 있는 덕트 밸브;
를 포함하는, 원자층 복합 증착 챔버.According to claim 1,
The community chamber is,
When the vacuum duct is formed between the vacuum duct and the community chamber and the equipment front end module (EFEM) and the community chamber are connected, the entrance can be opened and closed while maintaining the vacuum inside the equipment front end module (EFEM) and the community chamber. duct valve;
An atomic layer composite deposition chamber comprising: 제 1 항에 있어서,
상기 웨이퍼 트레이는,
상기 웨이퍼 이송 로봇이 간섭 없이 승하강하여 복수의 층으로 적층된 상기 웨이퍼 트레이에 대기 중인 웨이퍼를 상기 복수의 공정 모듈 중 하나로 이송시키거나, 상기 복수의 공정 모듈 중 하나 에서 증착 공정이 완료된 웨이퍼를 상기 웨이퍼 트레이로 이송시킬 수 있도록 일측에 U자 형태의 로봇 이동 공간이 형성되는, 원자층 복합 증착 챔버.According to claim 1,
The wafer tray is,
The wafer transfer robot moves up and down without interference to transfer a wafer waiting on the wafer tray stacked in multiple layers to one of the plurality of process modules, or to transfer a wafer whose deposition process has been completed in one of the plurality of process modules to the wafer. An atomic layer composite deposition chamber in which a U-shaped robot movement space is formed on one side to allow transfer to a tray. 제 1 항에 있어서,
상기 커뮤니티 챔버는,
상기 상부 공정 챔버와 일체형으로 형성되는, 원자층 복합 증착 챔버.According to claim 1,
The community chamber is,
An atomic layer composite deposition chamber formed integrally with the upper process chamber. 제 1 항에 있어서,
상기 커뮤니티 챔버는,
모듈로 형성되어 상기 상부 공정 챔버 및 상기 하부 공정 챔버의 중심부에 탈부착 가능한, 원자층 복합 증착 챔버.According to claim 1,
The community chamber is,
An atomic layer composite deposition chamber formed as a module and detachable from the center of the upper process chamber and the lower process chamber. 제 1 항에 있어서,
상기 상부 공정 챔버, 상기 하부 공정 챔버 및 상기 커뮤니티 챔버를 지지하는 지지프레임을 더 포함하고,
상기 지지프레임은,
상기 하부 공정 챔버를 기준으로 승하강할 수 있는 상기 상부 공정 챔버의 승하강 운동을 안내할 수 있도록 상기 상부 공정 챔버의 둘레를 따라 형성되는 가이드 봉;
을 포함하는, 원자층 복합 증착 챔버.According to claim 1,
Further comprising a support frame supporting the upper process chamber, the lower process chamber, and the community chamber,
The support frame is,
a guide rod formed along the periphery of the upper process chamber to guide the raising and lowering movement of the upper process chamber, which can be raised and lowered relative to the lower process chamber;
An atomic layer composite deposition chamber comprising: 제 1 항에 있어서,
상기 커뮤니티 챔버는,
상기 공정 모듈로 공급된 상기 공정 가스를 흡기하여 상기 공정 모듈 및 상기 커뮤니티 챔버에 진공을 형성할 때, 흡기되는 상기 공정 가스의 흐름이 상기 커뮤니티 챔버의 상측에서 하측으로 형성될 수 있도록, 상기 커뮤니티 챔버에서 상기 웨이퍼 트레이가 설치되는 위치보다 낮은 위치에 형성되는 진공 포트;
를 포함하는, 원자층 복합 증착 챔버.According to claim 1,
The community chamber is,
When the process gas supplied to the process module is sucked in to form a vacuum in the process module and the community chamber, the flow of the sucked process gas is formed from the upper side of the community chamber to the lower side of the community chamber. a vacuum port formed at a lower position than the position where the wafer tray is installed;
An atomic layer composite deposition chamber comprising: 제 1 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 복수의 공정 모듈에서 동일한 공정이 수행되도록, 모든 상기 복수의 공정 모듈로 동일한 상기 공정 가스를 공급하도록 제어하는, 원자층 복합 증착 챔버.According to claim 1,
The control unit,
An atomic layer composite deposition chamber that controls to supply the same process gas to all of the plurality of process modules so that the same process is performed in the plurality of process modules. 제 1 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 복수의 공정 모듈 각각에서 적어도 두가지 이상의 서로 다른 공정이 수행되도록, 상기 복수의 공정 모듈 각각에 적어도 두가지 이상의 서로 다른 상기 공정 가스를 공급하도록 제어하는, 원자층 복합 증착 챔버.According to claim 1,
The control unit,
An atomic layer composite deposition chamber that controls supply of at least two different process gases to each of the plurality of process modules so that at least two different processes are performed in each of the plurality of process modules.
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