KR20000011076A - 감압처리장치 - Google Patents

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Abstract

가스플라즈마를 사용하여, 에칭, 애싱, CVD박막형성을 하는 반도체제조장치이다. 감압처리장치는 2개의 처리실(23)을 가지고, 그것에 접속되는 제 1로드록실(21)과 제 1로드록실에 접속되는 제 2로드록실(22)과의, 동일한 압력설정을 행하는 2개의 로드록실을 가지고, 제 1로드록실에는 기판을 얹어 놓을 수 있는 4개의 스테이지유니트(30)가 고정된 중심축을 가진 원판(19)이 배치되고, 그 원판의 상하동작, 180°회전 등의 반(搬)회전동작에 의해, 기판의 반송과 동시에 처리실과 제 2로드록실을 형성한다. 처리실과 제 2로드록실의 형성은, 원판의 상하움직임에 의해 제 1로드록실의 위뚜껑(24)과 제 2로드록실의 위뚜껑(25) 및 처리실의 위뚜껑(26)과의 사이를 밀봉함으로써 행한다.

Description

감압처리장치
종래의 감압처리장치(01)은, 도 6, 도 7에 표시한 바와 같이 기판을 복수의 처리실(02),(03)에 반송하기 위한 복수의 핸드링암을 가진 반송로봇(04)을 로드록실(05)내에 탑재하고, 그 동작속도를 높임으로써 반송에 관한 시간을 단축하여, 생산성을 향상시키고 있었다.
그러나, 이와 같은 종래예에서는 감압하에 있어서 기판의 반송을 행하기 위한 반송로봇을 사용한다. 이 경우, 대기속의 반송로봇이면 진공흡착에 의해 기판은 유지되나, 감압하에서는 기판은 핸드링암위에 놓여 있을 뿐이며, 따라서 반송로봇의 고속동작은 불가능하고, 반송시간의 단축에는 한계가 있었다.
또, 도 6에 표시된 바와 같이 기판이 항상 대기압하의 카세트 스테이지(07),(08)에 있을 경우에는, 반송로봇이 탑재된 로드록실(05)을 2매의 기판처리마다 대기로 되돌릴 필요가 있고, 최근의 기판의 대구경화에 따른 로드록실의 대용량화에 의해, 퍼어지, 진공빼기에 요하는 시간도 시스템효율의 저하를 초래하는 요소로 되어 있다. 가령 이와같은 종래예에 고속퍼어지 고속진공빼기의 기능을 부가 하였다고 해도, 그 때의 공기의 고속흐름에 의해 핸드링암위에서 기판이 어긋나거나 먼지의 말아올림 등에 의해 불편이 발생하는 결과가 된다.
도 7은 그 개량형으로서, 기판카세트(07),(08)를 로드록실(09)에 수납하고, 그 퍼어지, 진공빼기시간을 단축할 수 있다는 이점은 있으나, 최근의 FA화에 따른 기판의 자동공급, 회수시스템에 적합하자면 불편이 많고, 그것에 대응하기 위해서는, 기판카세트를 로드록실에 자동공급, 회수하는 별도시스템을 준비할 필요가 있고, 코스트상승을 초래하는 결과가 되었다. 또 카세트로드록실도 기판의 대구경화에 따른 대용량화에 의해, 처리로드마다 퍼어지, 진공빼기에 소요되는 시간도 생산성을 떨어뜨리는 요소로 되어 있다.
따라서, 본원 발명은 이와 같은 종래의 결점을 해소하고, 대구경기판을 자동공급, 고속반송할 수 있고, 높은 시스템효율의 감압처리장치를 제공하는 것이다.
[발명의 개시]
본 발명은, 가스플라즈마를 사용하여 에칭, 애싱, CVD박막형성을 하는 반도체제조장치에 있어서, 2개의 처리실을 가지고, 그것에 접속되는 제 1로드록실과 제 1로드록실에 접속되는 제 2로드록실과의 동일한 압력설정을 행하는 2개의 로드록실을 가지고, 제 1로드록실에는 기판을 얹어 놓을 수 있는 4개의 스테이지유니트가 고정된 중심축을 가진 원판이 배치되고, 그 원판의 상하동작, 180°회전 등의 반송회전동작에 의해, 기판의 반송과 동시에 처리실과 제 2로드록실을 형성하는 높은 시스템효율감압처리장치이다.
또, 처리실과 제 2로드록실의 형성은, 원판의 상하움직임에 의해 제 1로드록실의 위뚜껑과 제 2로드록실의 위뚜껑 및 처리실의 위뚜껑과의 사이를 시일함으로써 행할 수 있다. 그리고, 제 1로드록실에는 퍼어지용공기도입구를 접속하고, 제 2로드록실에는 질소가스(N2)의 도입에 의한 퍼어지가 가능한 배관을 접속하고, 또한, 스테이지유니트는, 유니트본체의 상부외주에 고리형상돌기로 이루어진 기판가이드를 설치한 것으로 한다.
본 발명은 가스 플라즈마를 사용하여, 에칭, 애싱, CVD박막형성을 하는 반도체제조장치에 관하여, 특히 그 높은 시스템효율 감압처리장치를 제공한다.
동시에, 로드록실을 가진 감압처리장치에 있어서, 2매이상의 피처리물(웨이퍼)의 반송을 동시에 안정적으로 행하고, 또한 처리가 실행될때까지 피처리물의 온도를 소정의 설정치에 상승 또는 하강시켜, 시스템효율을 올림으로써 생산성이 높은 감압처리장치를 제공하는 것이다.
도 1은 본원 발명의 처리장치의 개요를 표시한 평면도
도 2는 제 1도의 처리장치의 정면도
도 3은 갑압처리부의 평면도
도 4는 제 3도의 감압처리부의 정면도
도 5는 스테이지유니트의 단면도
도 6은 종래 공지의 일예를 표시한 개략도
도 7은 종래공지의 다른 예를 표시한 개략도
도 8은 본원 발명의 처리부의 동작순서설명도
[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]
본 발명을 보다 상세하게 상술하기 위해서, 첨부한 도면에 따라서 이것을 설명한다.
도 1, 도 2는 감압처리장치의 개요를 표시하고, 좌우 2개의 카세트스테이지(11), 각각의 카세트(12), 마찬가지로 2기의 반송로봇(13) 및 감압처리부분(20)으로 구성되어 있다. 감압처리부분(20)의 상세는, 도 3, 도 4에 표시하고 있고, 제 1로드록실(21)과, 그 내부에서 4개의 스테이지유니트(30)를 지지해서 상하 움직임 및 180°요동가능한 원판(19)을, 구동기구(15)에 의해 지지축(16)을 개재해서 지지하는 구조로 이루어져 있다.
도 3, 도 4에 있어서 특히 명백한 바와 같이, 제 1로드록실(21)은 제 1로드록실위뚜껑(24)을 가지고, 또, 상기 위뚜껑(24)에는 그 상부에 2개의 제 2로드록실(22)을 구성하기 위한 위뚜껑(25)과, 마찬가지로 2개의 처리실(23)을 구성하기 위한 위뚜껑(26)을 가지고 있다. 지지축(16)에 의해 상하움직임 및 요동가능하게 지지된 원판(19)의 상기 제 2로드록실(22) 및 처리실(23)에 대응하는 위치에는, 상기 지지축(16)을 중심으로 해서 대상위치에 4개의 스테이지유니트(30)가 설치되어 있다. 또, 각 스테이지유니트(30)의 외주를 구획하는 시일재 S1을 구비하고 있고, 제 1로드록실(21)과의 사이에서 제 1로드록실(21), 제 2로드록실(22), 처리실(23)사이를 시일가능하다.
제 1로드록실위뚜껑(24)의 위쪽에서 각각 2개의 제 2로드록실(22), 처리실(23)을 구성하는 각각의 위뚜껑(25), 위뚜껑(26)은, 상기 제 1로드록실의 위뚜껑(24)의 상면과 시일가능하며 또한 각각 개폐가능하게 설치되어 있다.
또, 처리실(23)과 원판(19) 및 위뚜껑(24)사이의 공간은 각각 밸브 V1을 개재해서 펌프P1에 의해 감압가능하게 접속되어 있고, 또, 제 2로드록실(22)과 제 1로드록실(21)은 마찬가지로, 각각 밸브 V2를 개재해서 펌프 2에 감압가능하게 접속되어 있다.
또, 제 1로드록실(21)에는 필터F1을 개재해서 공기의 도입이 가능한 퍼어지라인이, 제 2로드록실(22)에는 필터F2를 개재해서 질소가스(N2)의 도입이 가능한 퍼어지라인이 각각 따로따로 접속되어 있다.
도 5는, 도 1에 표시한 4개의 스테이지유니트(30)의 상세한 구조를 표시하고 있으며, 그 스테이지유니트본체(31)의 상단부면외주에는 고리형상돌기로 이루어진 기판가이드(32)를 가지고, 중앙부상면에는 기판(16)을 지지하는 복수의 핀이 배설되어 감압하에서의 기판의 고속반송을 가능하게 하고 있다.
도 1, 도 2에 있어서, 좌우각각의 카세트스테이지(11)에 놓여진 카세트(12)의 기판은 좌우각각의 대기 반송로봇(13)의 핸드링 암(14)에 의해 진공흡착되고, 동시에 제 2로드록실(22)에 보내진다. 그 때 4개의 스테이지유니트(30)가 고정된 원판(19)은 도 8의 (a)에 표시되는 상위치에 있고, 처리실은 원판(19)이 회전, 요동할때의 압력보다 감압되고, 동시에 제 1로드록실과 제 2로드록실은 각각에 접속된 퍼어지라인으로부터 도입된 공기, N2에 의해 대기압과 동압(動壓)으로 되어 있다.
계속해서 도 8에 따라서, 본 발명에 관한 감압처리장치의 작동을 설명한다.
각 실의 압력이 소정의 압력인 것을 확인한 후, 제 8도의 (a)와 같이 제 2로드록실(22)의 위뚜껑(25)을 개방하고, 기판(16)은 도 5와 같이 스테이지유니트(30)의 기판가이드(32)에 따라서 반송로봇(13)의 진공흡착핸드링암(14)에 의해 세트된다. 스테이지유니트(30)에는, 기판의 가열 혹은 냉각용의 기구(도시생략)를 구비하고 있고, 대기속에서 상온으로 유지된 기판은, 처리에 가장 적합한 온도로의 승온 혹은 강온이 행해져서, 다음 동작이 완료할때까지 그 온도에 도달할 수 있다.
다음에, 도 8의 (b), 도 8의 (c)에 있어서, 제 2로드록실(22)에 위뚜껑(25)을 닫고, 제 1로드록실, 제 2로드록실의 진공빼기, 처리실의 퍼어지에 의해 모든 압력실의 압력을 동일한 압력의 감압상태로 한 후, 도 8의 (d), (e)와 같이 하강, 180°CW회전하여, 기판(16)을 스테이지유니트(30)마다 처리실(23)의 아래로 보낸다. 도 8의 (f)에서 원판을 상승시키고, 처리실의 진공빼기를 실시하고, 처리실에서는 소정의 처리를 행한다. 그때, 도 8의 (g)에서 제 1로드록실과 제 2로드록실을 공기, N2에 의해서 별도 라인으로부터 동시에 퍼어지를 행하여 대기압으로 복귀시키고, 제 2로드록실의 위뚜껑(25)을 개방하고 다음에 처리를 행하는 기판을 받아들인다.
따라서, 그때 처리실은 감압상태, 제 1로드록실, 제 2로드록실 모두 대기압상태이기 때문에, 스테이지유니트의 상위치에서의 유지력, 추진력은 극히 작다.
이어서 도 8의 (h)에 있어서 재차, 제 2로드록실, 제 1로드록실의 진공빼기를 행하고, 처리가 종료되는 것을 기다린다. 처리의 종료와 동시에 모든 압력실을 동일한 압력의 감압상태로 하고, 원판을 하강시킨다. 그 후, 도 8의 (e)와 같이 원판은 180°1CCW회전하여, 처리완료의 기판을 제 2로드록실(22)의 아래로, 다음 처리기판을 처리실(23)의 아래로 동시에 보낸다.
이상의 동작을 반복하여 처리를 계속한다.
또한, 도 4에 대해서 설명한 바와 같이, 제 1로드록실(21)과 제 2로드록실(22)은 동일한 진공펌프P2에 밸브V2를 개재하여 접속되고, 처리실(23)의 배기는 그것과는 별개의 진공펌프P1에 밸브 V1을 개재해서 접속되어 있고, 상기 시이퀀스를 실시한다.
이상과 같이, 본원 발명의 감압처리장치에 의하면, 2매이상의 기판의 반송을 동시에 또한 안정적으로 행할 수 있고, 처리온도로의 상승 및 하강을 신속하게 할 수 있다.
또, 스테이지유니트의 이용에 의해 기판의 반송속도를 고속 또한 안정화 할 수 있고, 또 2매이상의 기판의 처리중에 처리완료기판의 언로드(Unload), 다음처리기판의 로드를 완료할 수 있기 때문에, 장치의 시스템효율은, 거의 기판의 처리시간에만 의존하는 장치인 동시에, 기판의 자동공급에 대응할 수 있는 장치의 제공이 가능하게 되었다.

Claims (3)

  1. 가스프라즈마를 사용하여, 에칭, 애싱, CVD박막형성을 하는 반도체제조장치에 있어서, 2개의 처리실(23)을 가지고, 그것에 접속되고 또한 퍼어지용 공기도입구가 접속되는 제 1로드록실(21)과, 상기 제 1로드록실에 접속되고 또한 질소가스(N2)의 도입에 의한 퍼어지가 가능한 배관이 접속되는 제 2로드록실(22)과의, 동일한 압력설정을 행하는 2개의 로드록실을 가지고, 제 1로드록실에는 기판을 얹어 놓을 수 있는 4개의 스테이지 유니트(30)가 고정된 중심축을 가진 원판(19)이 배치되고, 그 원판의 상하동작, 180°회전 등의 반(搬)회전동작에 의해, 기판의 반송과 동시에 처리실 제 2로드록실을 형성하는 것을 특징으로 하는 높은 시스템효율감압처리장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 처리실과 제 2로드록실의 형성은, 원판의 상하 움직임에 의해 제 1로드록실의 위뚜껑(24)과 제 2로드록실의 위뚜껑(25) 및 처리실의 위뚜껑(26)과의 사이를 시일함으로써 행하는 것을 특징으로 하는 감압처리장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 스테이지유니트는, 유니트본체의 상부외주에 고리형상돌기로 이루어진 기판가이드(32)를 가진 것임을 특징으로 하는 감압처리장치.
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