KR20160127797A

KR20160127797A - 기판 처리 시스템

Info

Publication number: KR20160127797A
Application number: KR1020167026835A
Authority: KR
Inventors: 유타카 후지노
Original assignee: 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2015-02-27
Publication date: 2016-11-04
Also published as: JP6271322B2; CN106165082B; CN106165082A; US20170110349A1; JP2015198097A; US10170347B2; WO2015151676A1; KR101866112B1

Abstract

복수의 기판에 대하여 처리를 실시하는 기판 처리 시스템은, 복수 매의 기판을 수용해서 소정의 처리를 실시하는 원환 형상의 처리 챔버와, 복수 매의 기판을 수용하는 카세트를 적재하는 카세트 적재부와, 당해 처리 챔버와 당해 카세트 적재부와의 사이에서 기판을 반송하는 기판 반송 기구를 갖고, 당해 처리 챔버 내에는, 복수의 기판이 평면에서 볼 때 동심원 형상으로 배치된다.

Description

기판 처리 시스템{SUBSTRATE PROCESSING SYSTEM}

(관련 출원의 상호 참조)

본원은, 2014년 3월 31일에 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2014-073450호에 기초하여, 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

본 발명은 복수의 기판에 소정의 처리를 실시하는 기판 처리 시스템에 관한 것이다.

예를 들어 반도체 디바이스 등의 제조 프로세스에 있어서는, 기판으로서의 반도체 웨이퍼(이하, 「웨이퍼」라고 함)에 대하여 이온 주입 처리, 에칭 처리, 성막 처리 등의 각종 처리가 행하여진다. 웨이퍼에 대하여 성막 처리를 행하는, 소위 ALD(Atomic Layer Deposition)나 MLD(Molecular Layer Deposition)라고 불리는 처리는, 예를 들어 진공으로 배기된 처리 챔버 내에서 복수의 웨이퍼에 대하여 처리를 행하는 뱃치 처리 시스템에서 행하여진다.

이러한 뱃치 처리 시스템으로서는, 예를 들어 특허문헌 1에 개시된 바와 같은 시스템이 사용된다. 예를 들어 도 13에 도시한 바와 같이, 이 뱃치 처리 시스템(200)은, 각 웨이퍼 처리의 면내 균일성 향상이나 웨이퍼(W)간의 처리의 균일성의 향상을 도모하기 위해서, 복수의 웨이퍼(W)를 동심원 형상으로 적재하는, 예를 들어 원형의 적재대(210)와, 당해 적재대(210)를 수용하는 원통 형상의 처리 챔버(211)를 구비하고 있다.

처리 챔버(211)에는, 진공 반송실(212)이 인접해서 설치되고, 대기측에 배치된 카세트 스테이션(201)의 카세트(C)에 수용된 웨이퍼(W)는, 대기측에 배치된 반송 아암(213)과, 진공 반송실(212)에 인접하는 로드 로크실(214)을 통해서, 진공 반송실(212)에 설치된 반송 아암(215)에 의해 처리 챔버(211) 내에 반송된다.

일본 특허 공개2010-245449호 공보

그런데, 웨이퍼(W)를 동심원 형상으로 적재하는 적재대(210)에 있어서는, 도 13의 처리 챔버(211) 내에 파선으로 나타낸 바와 같이, 그 중심에 웨이퍼(W)가 적재되지 않는 공간(A)이 발생한다. 그리고, 적재대(210)에 적재하는 웨이퍼(W)의 매수, 바꾸어 말하면, 처리 챔버(211) 내에 수용하는 웨이퍼(W)의 매수가 증가할수록, 이 공간(A)은 점차 증가해 간다. 따라서, 도 13에 도시한 바와 같은, 웨이퍼(W)를 동심원 형상으로 적재해서 처리하는 처리 챔버(211)에 있어서는, 웨이퍼(W)의 처리 매수를 증가시킬수록, 웨이퍼(W) 1매당의 처리에 필요로 하는 처리 챔버(211)의 용적(이하, 이 용적을 「필요 처리 용적」이라고 함)이 증가하게 된다. 그렇게 하면, 웨이퍼(W)를 1매 처리하기 위해서 배기하는 공간의 용적이 증가하기 때문에, 처리 챔버(211) 내를 소정의 진공도까지 배기하기 위한 시간이 증가하고, 그 결과, 웨이퍼 처리의 스루풋이 저하된다고 하는 문제가 있다.

그 때문에, 웨이퍼(W) 1매당의 처리 챔버(211)의 용적이 과잉으로 커지지 않도록, 통상은, 처리 챔버(211)에서 처리하는 웨이퍼(W)의 매수를 6매 정도로 하고, 그와 같이 구성한 처리 챔버(211)가 진공 반송실(212)에 인접해서 복수대 설치된다.

그러나, 복수의 처리 챔버(211)를 진공 반송실(212)을 개재해서 설치하면, 진공 반송실(212) 그 자체가 커져, 뱃치 처리 시스템(200) 전체로서의 풋프린트가 증대되는 문제도 발생하게 된다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것이며, 복수의 기판에 소정의 처리를 실시하는 기판 처리 시스템에 있어서, 처리 챔버에서 처리하는 웨이퍼(W)의 매수의 증가에 수반하는, 처리 챔버의 용적의 증가를 최소한으로 하는 것을 목적으로 하고 있다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 복수 매의 기판을 수용하는 원환 형상의 처리 챔버와, 복수 매의 기판을 수용하는 카세트를 적재하는 카세트 적재부와, 상기 처리 챔버와 상기 카세트 적재부와의 사이에서 기판을 반송하는 기판 반송 기구를 갖고, 상기 처리 챔버 내에는, 상기 복수의 기판이 평면에서 볼 때 동심원 형상으로 배치된다.

본 발명에 따르면, 처리 챔버가 원환 형상으로 형성되고, 기판이 당해 처리 챔버 내에서 동심원 형상으로 배치되므로, 종래의 원통 형상의 처리 챔버에 있어서, 기판의 수용 매수의 증가와 함께 점차적으로 증가하는, 앞서 설명한 공간(A)이 발생하지 않는다. 따라서, 처리 챔버에서 처리하는 기판의 매수를 증가시켜도, 처리 챔버의 용적의 증가를 최소한으로 할 수 있다.

본 발명에 따르면, 복수의 기판에 소정의 처리를 실시하는 기판 처리 시스템에 있어서, 처리 챔버에서 처리하는 웨이퍼의 매수의 증가에 수반하는, 처리 챔버의 용적의 증가를 최소한으로 억제할 수 있다.

도 1은 본 실시 형태에 따른 웨이퍼 처리 시스템의 구성의 개략을 도시하는 평면도이다.
도 2는 본 실시 형태에 따른 웨이퍼 처리 시스템의 구성의 개략을 도시하는 종단면도이다.
도 3은 처리 챔버의 구성의 개략을 도시하는 설명도이다.
도 4는 다른 실시 형태에 따른 웨이퍼 처리 시스템의 구성의 개략을 도시하는 종단면도이다.
도 5는 처리 챔버에서의 웨이퍼의 처리 매수와 처리 챔버의 용적과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 6은 처리 챔버에 있어서의 필요 처리 용적에 관한 설명도이다.
도 7은 웨이퍼 처리 시스템의 풋프린트를 도시하는 설명도이다.
도 8은 종래의 뱃치 처리 시스템의 풋프린트를 도시하는 설명도이다.
도 9는 다른 실시 형태에 따른 웨이퍼 처리 시스템의 구성의 개략을 도시하는 평면도이다.
도 10은 종래의 뱃치 처리 시스템의 구성의 개략을 도시하는 평면도이다.
도 11은 다른 실시 형태에 따른 웨이퍼 처리 시스템의 구성의 개략을 도시하는 종단면도이다.
도 12는 다른 실시 형태에 따른 웨이퍼 처리 시스템의 구성의 개략을 도시하는 종단면도이다.
도 13은 종래의 뱃치 처리 시스템의 구성의 개략을 도시하는 평면도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태 일례에 대해서 설명한다. 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 부여함으로써 중복 설명을 생략한다. 도 1은, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템으로서의 웨이퍼 처리 시스템(1)의 구성의 개략을 도시하는 평면도이다. 도 2는, 본 실시 형태에 따른 웨이퍼 처리 시스템(1)의 구성의 개략을 도시하는 종단면도이다. 또한, 본 실시 형태의 웨이퍼(W)로서는, 예를 들어 반도체 웨이퍼가 사용되고, 웨이퍼 처리 시스템(1)에서는 웨이퍼에 대하여 성막 처리를 행하는, 소위 ALD가 행하여지는 경우를 예로 들어 설명한다.

웨이퍼 처리 시스템(1)은, 도 1에 도시한 바와 같이 복수의 웨이퍼(W)를 카세트 단위로 반출입하는 카세트 스테이션(2)과, 예를 들어 복수의 웨이퍼(W)를 뱃치식으로 처리하는 처리 스테이션(3)과, 처리 스테이션(3)에 있어서의 웨이퍼(W)의 처리의 제어를 행하는 제어 장치(4)를 갖고 있다. 카세트 스테이션(2)과 처리 스테이션(3)은, 로드 로크실(5)을 개재해서 일체로 접속된 구성으로 되어 있다.

카세트 스테이션(2)은, 카세트 적재부(10)와, 카세트 적재부(10)에 인접해서 설치된 반송실(11)을 구비하고 있다. 카세트 적재부(10)에는, 복수의 웨이퍼(W)를 수용 가능한 카세트(C)를, X 방향(도 1 중의 좌우 방향)으로 복수, 예를 들어 3개 배열해서 적재할 수 있다. 반송실(11)에는, 웨이퍼 반송 아암(12)이 설치되어 있다. 웨이퍼 반송 아암(12)은, 상하 방향, 좌우 방향 및 연직축을 중심으로(θ 방향)로 이동 가능하며, 카세트 적재부(10)의 카세트(C)와, 로드 로크실(5)과의 사이에서 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다. 또한, 도 1에서는 반송실(11)에 웨이퍼 반송 아암(12)을 1기 배치한 상태를 도시하고 있는데, 웨이퍼 반송 아암(12)의 배치나 설치 수 등은 본 실시 형태의 내용에 한정되는 것이 아니라, 임의로 설정할 수 있다.

처리 스테이션(3)은, 복수의 웨이퍼(W)를 뱃치식으로 처리하는 대략 원환 형상의 처리 챔버(20)와, 원환 형상의 처리 챔버(20)에 둘러싸인 내측의 공간에, 처리 챔버(20)와 인접해서 설치된 진공 반송실(21)을 구비하고 있다. 예를 들어 도 2에 도시한 바와 같이, 처리 챔버(20)의 단면의 폭(S)은, 웨이퍼(W)를 수평하게 수용할 수 있도록, 웨이퍼(W)의 직경보다도 크게 구성되어 있다. 처리 챔버(20)의 내부에는, 복수의 웨이퍼(W)를 적재하는 적재대(22)가 설치되어 있다. 또한, 도 2에서는, 처리 챔버(20)의 단면을 사각 형상으로 도시하고 있지만, 처리 챔버(20)의 단면 형상은, 그 내부에 원환 형상의 적재대(22)를 배치할 수 있는 것이라면 본 실시 형태의 내용에 한정되는 것이 아니라, 임의로 설정이 가능하다.

적재대(22)는, 예를 들어 도 1에 도시한 바와 같이, 처리 챔버(20)와 마찬가지로 원환 형상으로 형성되어 있고, 처리 챔버(20)와 동심원 형상으로 배치되어 있다. 적재대(22)에는, 복수의 웨이퍼(W)가 당해 적재대(22)의 둘레 방향을 따라 동일 원주 상에 배치된다. 도 1에서는, 적재대(22) 상에 예를 들어 14매의 웨이퍼(W)가 적재된 상태를 도시하고 있는데, 웨이퍼(W)의 설치 매수나 적재대(22)의 크기에 대해서는, 임의로 설정이 가능하다.

적재대(22)의 예를 들어 하면에는, 적재대(22)를 당해 적재대(22)의 중심축을 회전축으로 해서 수평 방향으로 회전시키는 구동 기구(23)가 설치되어 있다. 구동 기구(23)로서는, 예를 들어 회동 가능한 롤러 등에 의해 구성되어 있다. 또한, 적재대(22)에는, 도시하지 않은 승강 핀이 내장되어 있어, 후술하는 웨이퍼 반송 기구(40)와의 사이에서 웨이퍼(W)의 수수가 가능하도록 구성되어 있다.

처리 챔버(20)에는, 예를 들어 도 2에 도시한 바와 같이, 배기 기구(24)가 배기관(25)을 통해서 접속되어 있고, 이 배기 기구(24)에 의해 내부를 감압 가능하게 구성되어 있다. 배기관(25)에는, 배기 기구(24)에 의한 배기량을 조정하는 조정 밸브(26)가 설치되어 있다. 처리 챔버(20)의 진공 반송실(21)과 대향하는 측면에는, 바꾸어 말하면, 처리 챔버(20)와 진공 반송실(21)과의 사이에는, 예를 들어 도 3에 도시한 바와 같이, 게이트 밸브(27)가 복수 개소에 설치되어 있다. 이 게이트 밸브(27)는, 통상 상태에서는 폐쇄된 상태로 되어 있고, 개방 조작함으로써, 진공 반송실(21)과 처리 챔버(20)와의 사이에서 웨이퍼(W)의 반송이 가능하게 된다. 또한, 도 3에서는, 게이트 밸브(27)가 3군데에 등간격으로 설치되어 있는 상태를 도시하고 있지만, 게이트 밸브(27)의 배치나 설치 수에 대해서는 임의로 설정할 수 있다. 또한, 도 2에서는, 예를 들어 처리 챔버(20)의 측면의 1개소에만 배기관(25)이 접속된 상태를 도시하고 있지만, 처리 챔버(20) 내를 균일하게 배기해서 편류를 방지한다는 관점에서는, 처리 챔버(20)의 복수 개소에 배기관(25)을 설치하는 것이 바람직하다.

또한, 처리 챔버(20)의 예를 들어 천장면에는, 당해 처리 챔버(20)의 내부에 소정의 처리 가스를 공급하는 가스 공급 기구(30)가, 가스 공급관(31)을 통해서 접속되어 있다. 가스 공급관(31)에는, 처리 가스의 공급량을 조정하는 유량 조정 기구(32)가 설치되어 있다. 또한, 도 2에서는, 예를 들어 처리 챔버(20)의 천장면의 1개소에만 가스 공급관(31)이 접속된 상태를 도시하고 있지만, 처리 챔버(20) 내에 균일하게 처리 가스를 공급하여, 균일한 웨이퍼 처리를 행한다는 관점에서는, 배기관(25)의 경우와 마찬가지로, 처리 챔버(20)의 복수 개소에 가스 공급관(31)을 설치하는 것이 바람직하다. 또한, 가스 공급관(31)의 접속 개소는, 처리 챔버(20)의 천장면에 한정되는 것이 아니며, 처리 챔버(20)의 측면 등이어도 된다. 특히, 처리 챔버(20)의 상면이나 측면에는, 웨이퍼(W)에의 성막을 어시스트하기 위한 플라즈마를 처리 챔버(20) 내에 도입하기 위한 플라즈마원이 배치되는 경우가 있다. 따라서, 처리 챔버(20) 외부에서의 기기의 배치에 대해서는, 웨이퍼 처리 시스템(1)에서 행하는 처리의 내용 등에 따라 임의로 설정할 수 있다.

로드 로크실(5)은, 예를 들어 도 2에 도시한 바와 같이, 처리 챔버(20)의 하방에 배치되어 있다. 바꾸어 말하면, 평면에서 볼 때 처리 챔버(20)의 하방을 걸쳐서 배치되어 있다. 로드 로크실(5)은, 진공 반송실(21)과 반송실(11)을 접속하고 있다. 로드 로크실(5)과 반송실(11)과의 사이 및 로드 로크실(5)과 진공 반송실(21)과의 사이에는, 도시하지 않은 게이트 밸브가 설치되어 있고, 웨이퍼(W)의 반송 시에 당해 게이트 밸브를 개방 조작함으로써, 웨이퍼(W)가 로드 로크실(5)을 통과 가능하게 된다.

진공 반송실(21)은, 상부가 게이트 밸브(27)를 통해서 처리 챔버(20)와 접속되어 있고, 하부가 도시하지 않은 게이트 밸브를 통해서 로드 로크실(5)과 접속되어 있다. 따라서, 진공 반송실(21)은, 예를 들어 처리 챔버(20)의 저면으로부터 하방으로 연신되어 있어, 예를 들어 저면이 로드 로크실(5)의 저면과 동일 정도의 높이로 구성되어 있다. 또한, 도 2에서는, 처리 챔버(20)의 하방에 로드 로크실(5)이 설치되어 있는 상태를 도시하고 있지만, 예를 들어 도 4에 도시한 바와 같이, 처리 챔버(20)의 상방에 로드 로크실(5)을 설치해도 된다. 바꾸어 말하면, 로드 로크실(5)을 평면에서 볼 때 처리 챔버(20)의 상방을 걸쳐서 배치해도 된다.

진공 반송실(21)에는, 처리 챔버(20)와 마찬가지로 배기 기구(도시하지 않음)가 접속되어 있고, 이 배기 기구에 의해 내부를 감압 가능하게 구성되어 있다. 진공 반송실(21)의 내부에는, 로드 로크실(5)과 처리 챔버(20)와의 사이에서 웨이퍼(W)를 반송하는 웨이퍼 반송 기구(40)가 설치되어 있다.

웨이퍼 반송 기구(40)는, 선회 및 신축 가능한 다관절의 반송 아암(41)을 복수 구비하고 있다. 각 반송 아암(41)은, 예를 들어 진공 반송실(21)의 중심부에 연직 방향으로 연신되어 설치된 지지 부재(42)에 의해 지지되어 있다. 또한, 각 반송 아암(41)은, 도시하지 않은 승강 기구에 의해, 지지 부재(42)를 따라 승강 가능하게 구성되어 로드 로크실(5)과 처리 챔버(20)와의 사이에서 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다. 또한, 도 1에서는, 예를 들어 3개의 반송 아암(41)이 설치된 상태를 도시하고 있지만, 반송 아암(41)의 설치 수에 대해서는 임의로 설정이 가능하다. 또한, 웨이퍼 반송 기구(40)의 구성에 대해서도 본 실시 형태의 내용에 한정되는 것이 아니라, 로드 로크실(5)과 처리 챔버(20)와의 사이에서 웨이퍼(W)를 반송할 수 있는 것이라면, 그 구조나 형식은 임의로 설정할 수 있다.

제어 장치(4)는, 예를 들어 컴퓨터이며, 프로그램 저장부(도시하지 않음)를 갖고 있다. 프로그램 저장부에는, 웨이퍼 처리 시스템(1)에서의 웨이퍼(W)의 처리를 제어하는 프로그램이 저장되어 있다. 또한, 상기 프로그램은, 예를 들어 컴퓨터 판독 가능한 하드 디스크(HD), 플렉시블 디스크(FD), 콤팩트 디스크(CD), 마그넷 옵티컬 디스크(MO), 메모리 카드 등의 컴퓨터에 판독 가능한 기억 매체에 기록되어 있던 것으로서, 그 기억 매체로부터 제어 장치(4)에 인스톨된 것이어도 된다.

본 실시 형태에 따른 웨이퍼 처리 시스템(1)은 이상과 같이 구성되어 있다. 이어서, 이 웨이퍼 처리 시스템(1)에서 행하여지는 웨이퍼 처리에 대해서 설명한다.

웨이퍼(W)의 처리를 행할 때는, 우선, 복수의 미처리의 웨이퍼(W)가 웨이퍼 반송 아암(12)에 의해 카세트 스테이션(2)의 카세트(C)로부터 취출되어, 로드 로크실(5) 내에 순차적으로 반송된다. 그 후, 로드 로크실(5) 내를 배기하여, 내부를 소정의 압력까지 감압한다.

계속해서, 로드 로크실(5)과, 내부가 미리 감압 상태로 유지되어 있는 진공 반송실(21)과의 사이의 게이트 밸브(도시하지 않음)를 열어, 로드 로크실(5) 내의 웨이퍼(W)를 웨이퍼 반송 기구(40)의 반송 아암(41)에 의해 순차적으로 진공 반송실(21)을 통해서, 미리 감압 상태로 유지된 처리 챔버(20) 내에 반입한다.

처리 챔버(20) 내에 반송된 웨이퍼(W)는, 승강 핀(도시하지 않음)을 통해서 순차적으로 적재대(22) 상에 적재된다.

처리 챔버(20) 내에 모든 웨이퍼(W)가 반입되면, 게이트 밸브(27)가 폐쇄되고, 제어 장치(4)에 의해 웨이퍼(W)의 처리가 실행된다. 웨이퍼(W)의 처리에 있어서는, 배기 기구(24)에 의해 처리 챔버(20) 내가 소정의 압력까지 감압된다. 이때, 처리 챔버(20)는, 원환 형상으로 형성되어 있으므로, 빠르게 배기가 행하여진다. 즉, 종래의 원통형의 처리 챔버(211)에 있어서는, 도 13의 공간(A)의 부분에 대해서도 배기를 행할 필요가 있었다. 그리고, 이 공간(A)은, 처리 챔버(211)에 배치하는 웨이퍼(W)의 매수의 증가에 수반해서 증가하는데, 웨이퍼(W)의 증가와 함께 공간(A)의 직경이 증가하기 때문에, 웨이퍼(W) 1매당의 처리에 필요로 하는 처리 챔버(211)의 용적(필요 처리 용적)도, 공간(A)의 반경의 제곱에 비례해서 점차적으로 증가되고 있었다. 그 때문에, 처리 챔버(211)의 용적은 선형으로 증가하는 것이 아니라, 예를 들어 도 5의 선 P로 나타낸 바와 같이, 점차적으로 증가하는 것으로 되어 있었다. 따라서, 웨이퍼(W)의 증가에 수반하여, 처리 챔버(211) 내를 배기하는 시간이 증가하게 되는 문제가 있었다. 또한, 도 5의 횡축은, 웨이퍼(W)의 설치 매수, 종축은 처리 챔버 내의 용적이다. 또한, 도 5는, 웨이퍼(W)의 직경이 300mm인 경우에 관한 것이다.

그 한편, 본 실시 형태의 처리 챔버(20)에 있어서는, 처리 챔버(20) 내에 설치하는 웨이퍼(W)의 매수를 증가시키는 경우, 처리 챔버(20)의 폭(S)을 일정하게 유지한 상태에서, 도 2에 도시하는 처리 챔버(20)의 직경(R)만을 확대하면 된다. 바꾸어 말하면, 처리 챔버(20) 내에 설치하는 웨이퍼(W)의 매수를 증가시켜도, 처리 챔버(20)에 있어서의 필요 처리 용적인, 예를 들어 도 6의 사선으로 둘러싸인 공간(B)의 용적은 일정한 상태 그대로이다. 그 때문에, 예를 들어 웨이퍼(W)의 설치 매수를 1매 증가시킨 경우, 처리 챔버(20)의 용적은 웨이퍼 1매분의 공간(B)분만 증가시키면 되며, 종래의 처리 챔버(211)와 같이, 공간(A)의 직경의 변화에 수반하는 처리 챔버(211)의 용적의 증가는 발생하지 않는다. 그 결과, 웨이퍼(W)의 매수의 증가에 대한 처리 챔버(20)의 용적의 증가는, 도 5의 선 Q로 나타내는 바와 같이 선형인 것으로 된다. 따라서, 처리 챔버(20) 내에 설치하는 웨이퍼(W)의 매수를 증가시켜도, 종래의 처리 챔버(211)와 비교하여, 배기 시간을 대폭 단축할 수 있다. 보다 구체적으로는, 예를 들어 도 5에 도시한 바와 같이, 12매의 웨이퍼(W)를 배치 가능한 처리 챔버(20)를 구성한 경우, 종래의 처리 챔버(211)에서는, 동일한 용적으로 대략 웨이퍼(W) 8매밖에 배치할 수 없어, 웨이퍼 1매당 필요로 하는 배기 시간이 길어지게 된다.

처리 챔버(20) 내가 소정의 압력까지 감압되면, 가스 공급 기구(30)로부터 소정의 처리 가스가 공급되어, 웨이퍼(W)에 대해 성막 처리가 행하여진다. 이때, 상술한 바와 같이 본 실시 형태의 처리 챔버(20)에 있어서는, 종래의 처리 챔버(211)보다도 필요 처리 용적이 작기 때문에, 웨이퍼(W) 1매당을 처리하기 위해서 공급하는 처리 가스의 유량도 저감할 수 있고, 웨이퍼 처리 시스템(1)의 러닝 코스트를 저감할 수 있다. 처리 챔버(20) 내에서의 성막 처리가 종료되면, 게이트 밸브(27)가 열린다. 계속해서, 웨이퍼 반송 기구(40)의 반송 아암(41)에 의해, 처리가 끝난 웨이퍼(W)가 처리 챔버(20)로부터 진공 반송실(21)에 순차적으로 반출된다. 그 후 웨이퍼(W)는, 로드 로크실(5)을 통해서 카세트 스테이션(2)의 카세트(C) 내에 순차적으로 수용된다. 그리고, 모든 웨이퍼(W)가 카세트(C)에 수용되면, 카세트(C)가 카세트 스테이션(2)의 외부에 반송됨과 함께, 미처리의 웨이퍼(W)를 수용한 새로운 카세트(C)가 카세트 스테이션(2)에 반송된다. 그리고, 이 미처리 웨이퍼(W)가 순차적으로 처리 챔버(20)에 반송되고, 이 일련의 처리가 반복해서 행하여진다.

이상의 실시 형태에 의하면, 처리 챔버(20)가 원환 형상으로 형성되고, 웨이퍼(W)가 당해 처리 챔버(20) 내에서 동심원 형상으로 배치되므로, 종래의 원통 형상의 처리 챔버(211)에 있어서, 웨이퍼(W)의 수용 매수의 증가와 함께 점차적으로 증가한 공간(A)이 발생하지 않는다. 따라서, 처리 챔버(20)에서 처리하는 웨이퍼의 매수를 증가시켜도, 처리 챔버의 용적의 증가를 최소한으로 억제할 수 있다.

또한, 종래의 뱃치 처리 시스템(200)에 있어서는, 처리 챔버(211)의 설치 수를 증가시킨 경우, 반송 아암(215)의 증가에 수반해서 처리 챔버(211)의 외부에 설치된 진공 반송실(212)을 확대할 필요가 발생하였다. 그 때문에, 처리 챔버(211)의 증가에 수반하는 풋프린트의 증가 이외에, 진공 반송실(212)을 확대하는 것에 수반하는 풋프린트의 증가도 발생하고 있었다.

이에 반해 본 실시 형태에서는, 원환 형상의 처리 챔버(20)의 내측의 공간에 진공 반송실(21)을 설치하고 있으므로, 웨이퍼 처리 시스템(1)의 풋프린트의 증가는, 처리 챔버(20)의 증가분만으로 억제할 수 있다. 즉, 본 실시 형태의 웨이퍼 처리 시스템(1)에서의 웨이퍼(W)의 처리 매수에 대한 풋프린트의 증가는, 진공 반송실(21)의 외부에 설치되는 반송계인, 카세트 스테이션(2)이나 로드 로크실(5)의 크기에 변화가 없으면, 대략 선형인 것으로 된다. 따라서, 본 실시 형태에 의하면, 동일한 풋프린트당 웨이퍼(W)의 처리 매수를 종래와 비교해서 향상시킬 수 있다.

또한, 종래의 뱃치 처리 시스템(200)과 본 실시 형태에 따른 웨이퍼 처리 시스템(1)에 있어서, 카세트 스테이션(2, 201)이나 로드 로크실(5, 214)의 구성이 대략 동일하다고 하면, 도 7에 나타내는 본 실시 형태의 웨이퍼 처리 시스템의 풋프린트(F)(도 7 중의 일점 쇄선으로 나타냄)는, 예를 들어 도 8에 도시한 바와 같이, 종래의 뱃치 처리 시스템(200)의, 대략 카세트 스테이션(201), 로드 로크실(214) 및 진공 반송실(212)을 덮을 정도의 영역에 수용된 것이 된다. 본 발명자에 의하면, 본 실시 형태에 따른 웨이퍼 처리 시스템(1)의 풋프린트는, 예를 들어 웨이퍼 처리 시스템(1)에서 12매의 웨이퍼(W)를 뱃치식으로 처리하는 경우, 종래의 뱃치 처리 시스템(200)과 비교해서 풋프린트를 약 3할 삭감할 수 있는 것이 확인되었다.

또한, 본 실시 형태에 따른 웨이퍼 처리 시스템(1)에서는, 로드 로크실(5)을 처리 챔버(20)의 상방 또는 하방을 걸쳐서 설치하고 있으므로, 평면에서 볼 때 로드 로크실(5)과 처리 챔버(20)가 겹치는 부분에 대해서도 풋프린트를 삭감할 수 있다.

또한, 이상의 실시 형태에서는, 진공 반송실(21)을 원환 형상의 처리 챔버(20)의 내측에 배치했지만, 처리 챔버(20)의 필요 처리 용적을 증가시키지 않는다는 관점에서는, 처리 챔버(20)를 원환 형상으로 형성하면 되기 때문에, 진공 반송실(21)은 반드시 처리 챔버(20)의 내측에 설치할 필요는 없다. 이러한 경우, 게이트 밸브(27)는 처리 챔버(20)의 외측에 설치하도록 해도 된다.

단, 진공 반송실(21)을 처리 챔버(20)의 내측에 설치한 경우, 게이트 밸브(27)를 처리 챔버(20)의 내측의 어느 위치에 설치해도 반송 아암(41)은 게이트 밸브(27)에 액세스 가능하다. 바꾸어 말하면, 진공 반송실(21)을 처리 챔버(20)의 내측에 설치한 경우, 게이트 밸브(27)의 배치는 자유롭게 설정할 수 있다. 따라서, 진공 반송실(21)을 처리 챔버(20)의 내측에 설치하는 것이 바람직하다. 특히, 웨이퍼 반송 기구(40)를 진공 반송실(21)의 중심부에 배치함으로써, 각 반송 아암(41)으로부터 처리 챔버(20)에의 거리가 동등해져, 반송 거리의 차이에 의한 반송 지연이 발생하지 않게 되기 때문에, 웨이퍼(W)의 반송 시간의 관리가 용이하게 되고, 또한 반송 아암(41)의 설치 수를 증가시킬수록 단위 시간당 반송 매수를 증가시킬 수 있다.

이상의 실시 형태에서는, 1개의 처리 챔버(20)를 갖는 웨이퍼 처리 시스템(1)에 대해서 설명했지만, 처리 챔버(20)는 복수 설치해도 된다. 예를 들어 처리 챔버(20)를 2개 설치하는 경우, 도 9에 도시한 바와 같이, 카세트 스테이션(2)을 사이에 두고, 바꾸어 말하면 카세트 스테이션(2)의 양측에 처리 챔버(20)를 배치해도 된다. 이렇게 함으로써, 풋프린트의 증가를 최소한으로 억제할 수 있다. 또한, 도 9에서는, 반송실(11)을 2개의 처리 챔버(20)에 대하여 공통으로 설치하고, 카세트(C)를 반송실(11) 측방에 배치하도록 카세트 스테이션(2)을 구성하고 있지만, 그 밖의 구성에 대해서는 상술한 내용과 마찬가지이다.

그 한편, 종래의 뱃치 처리 시스템(200)에 있어서 카세트 스테이션(2)의 양측에 처리 챔버(211)를 배치하면, 대폭적인 풋프린트의 증가를 초래하게 된다. 일례로서, 도 10은, 카세트 스테이션(2)의 양측에 처리 챔버(211)를 배치한 종래의 뱃치 처리 시스템(200)이며, 도 10 중에 나타내는 일점 쇄선의 영역은, 도 9에 나타내는 웨이퍼 처리 시스템(1)의 풋프린트(F)이다. 이와 같이, 본 실시 형태에 따른 처리 챔버(20)를 사용함으로써, 웨이퍼(W)의 처리 매수에 수반하는 풋프린트의 증가를 최소한으로 억제할 수 있다.

이상의 실시 형태에서는, 로드 로크실(5)을 처리 챔버(20)의 상방 또는 하방의 한쪽에만 배치하고 있었지만, 예를 들어 도 11에 도시한 바와 같이, 처리 챔버(20)의 상방 및 하방에 배치하고, 처리 챔버(20)의 상방 및 하방의 양쪽을 걸치도록 2개의 로드 로크실(5a, 5b)을 설치해도 된다. 이러한 경우, 진공 반송실(21)은, 로드 로크실(5a, 5b)의 양쪽과 웨이퍼(W)의 반송을 행할 수 있는 높이로 구성되는 것이 바람직하다. 일반적으로, 진공 반송실(21)과 카세트(C)와의 사이의 반송 속도는, 로드 로크실(5)에서 율속되는 경우가 있는데, 도 11에 도시한 바와 같이, 로드 로크실(5a, 5b)을 상하 방향으로 다단으로 배치함으로써, 로드 로크실이 보틀넥으로 되는 것을 해소할 수 있다.

또한, 도 11에서는, 로드 로크실(5)을 다단으로 설치하는 경우에 대해서 나타냈지만, 처리 챔버(20)에 대해서도, 예를 들어 도 12에 도시한 바와 같이, 상하 방향으로 다단으로 배치하도록 해도 된다. 이러한 경우에 대해서도, 진공 반송실(21)은, 상하 방향으로 설치되는 처리 챔버(20)의 단수에 따른 높이로 구성되는 것이 바람직하다. 이와 같이, 처리 챔버(20)를 상하 방향으로 다단으로 설치함으로써, 웨이퍼 처리 시스템(1)의 풋프린트를 증가시키지 않고, 웨이퍼 처리 시스템(1)에 있어서의 웨이퍼(W) 처리의 스루풋을 향상시킬 수 있다.

이상의 실시 형태에서는, 복수의 웨이퍼(W)를 처리 챔버(20) 내에서 일괄해서 처리하는 뱃치식의 처리를 행하는 경우를 예로서 설명했지만, 본 실시 형태에 따른 처리 챔버의 적용은, 뱃치 처리에만 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 6에 나타내는 공간(B)마다 처리 챔버(20) 내가 구획되어, 각 공간(B)마다 개별로 웨이퍼(W)의 처리가 행하여지는 낱장식의 웨이퍼 처리 시스템에 있어서도 적용이 가능하다. 또한, 2개 이상의 공간(B)을 연결시킨 공간에서 2매 이상의 웨이퍼(W)가 동시에 처리되는 경우, 바꾸어 말하면, 예를 들어 인접하는 공간(B)을 복수 연결시켜서 하나의 공간으로서 구획하고, 당해 구획된 공간에서 복수 매의 웨이퍼(W)에 동시에 처리가 행하여지는 방식의 웨이퍼 처리 시스템에 있어서도 적용이 가능하다.

이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 당업자라면 청구범위에 기재된 사상의 범주 내에서, 각종 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있음은 명확하고, 그들에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것이라고 이해된다. 본 발명은 이 예에 한하지 않고 다양한 형태를 채용할 수 있는 것이다. 또한, 본 발명은 처리 장치에서 행하여지는 처리가 성막 처리 이외의, 예를 들어 에칭 처리 등의 다른 처리에도 적용할 수 있다.

1 : 웨이퍼 처리 시스템 2 : 카세트 스테이션
3 : 처리 스테이션 4 : 제어 장치
5 : 로드 로크실 10 : 카세트 적재부
11 : 반송실 12 : 웨이퍼 반송 아암
20 : 처리 챔버 21 : 진공 반송실
22 : 적재대 23 : 구동 기구
24 : 배기 기구 27 : 게이트 밸브
30 : 가스 공급 기구 40 : 웨이퍼 반송 기구
C : 카세트

Claims

복수의 기판에 대하여 처리를 실시하는 기판 처리 시스템으로서,
복수 매의 기판을 수용해서 소정의 처리를 실시하는 원환 형상의 처리 챔버와,
복수 매의 기판을 수용하는 카세트를 적재하는 카세트 적재부와,
상기 처리 챔버와 상기 카세트 적재부와의 사이에서 기판을 반송하는 기판 반송 기구를 갖고,
상기 처리 챔버 내에는, 상기 복수의 기판이 평면에서 볼 때 동심원 형상으로 배치되는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 시스템.
제1항에 있어서,
상기 기판 반송 기구는, 상기 원환 형상의 처리 챔버의 중심부의 공간에 배치되고,
처리 챔버에 있어서의 상기 기판 반송 기구와 대향하는 면에는 게이트 밸브가 설치되어 있는, 기판 처리 시스템.
제2항에 있어서,
상기 원환 형상의 처리 챔버의 중심부의 공간에는, 당해 처리 챔버에 인접해서 진공 반송실이 설치되고,
상기 기판 반송 기구는, 상기 진공 반송실 내에 배치되어 있는, 기판 처리 시스템.
제3항에 있어서,
상기 진공 반송실과 상기 카세트 적재부는, 로드 로크실을 통해서 접속되으 있는, 기판 처리 시스템.
제4항에 있어서,
상기 로드 로크실은, 상기 처리 챔버의 상방, 상기 처리 챔버의 하방, 또는 상기 처리 챔버의 상방 및 하방의 양쪽에 배치되어 있는, 기판 처리 시스템.
제1항에 있어서,
상기 처리 챔버 내에는, 상기 복수의 기판을 적재하는 원환 형상의 적재대와, 상기 적재대를 상기 처리 챔버 내에서 회전시키는 구동 기구가 설치되어 있는, 기판 처리 시스템.
제2항에 있어서,
상기 처리 챔버 내에는, 상기 복수의 기판을 적재하는 원환 형상의 적재대와, 상기 적재대를 상기 처리 챔버 내에서 회전시키는 구동 기구가 설치되어 있는, 기판 처리 시스템.
제3항에 있어서,
상기 처리 챔버 내에는, 상기 복수의 기판을 적재하는 원환 형상의 적재대와, 상기 적재대를 상기 처리 챔버 내에서 회전시키는 구동 기구가 설치되어 있는, 기판 처리 시스템.
제4항에 있어서,
상기 처리 챔버 내에는, 상기 복수의 기판을 적재하는 원환 형상의 적재대와, 상기 적재대를 상기 처리 챔버 내에서 회전시키는 구동 기구가 설치되어 있는, 기판 처리 시스템.
제5항에 있어서,
상기 처리 챔버 내에는, 상기 복수의 기판을 적재하는 원환 형상의 적재대와, 상기 적재대를 상기 처리 챔버 내에서 회전시키는 구동 기구가 설치되어 있는, 기판 처리 시스템.