CN104658946A - 集群批处理式基板处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了集群批处理式基板处理系统。本发明涉及的集群批处理式基板处理系统，其特征在于，具备：基板搬入部(1)，用于搬入基板(40)；基板搬运机器人(7)，围绕旋转轴进行旋转，用于装载或卸载基板(40)；以及多个批处理式基板处理装置(9：9a、9b)，以基板搬运机器人(7)为中心配置成放射状。

Description

集群批处理式基板处理系统
技术领域
本发明涉及集群批处理式基板处理系统，更具体地，以基板搬运机器人为中心，将多个批处理式基板处理装置配置成放射状，从而最大限度地提高基板处理效率以及生产率的集群批处理式基板处理系统。
背景技术
为了制造半导体元件，必须进行在硅晶片等基板上沉积必要的薄膜的工艺。在薄膜沉积工艺中主要使用溅射法(Sputtering)、化学气相沉积法(CVD：Chemical Vapor Deposition)、原子层沉积法(ALD：Atomic layer Deposition)等。
溅射法是将在等离子体状态下生成的氩离子撞击靶材表面，使从靶材表面脱离的靶材物质以薄膜状态沉积在基板上的技术。溅射法虽然能够形成粘附性优异的高纯度薄膜，但是在形成具有高纵横比(High Aspect Ratio)的细微图案时存在局限性。
化学气象沉积法是将各种气体注入到反应腔室内，使通过热、光或等离子体等被高能量诱导的气体与反应气体进行化学反应，以在基板上沉积薄膜的技术。由于化学气相沉积法利用迅速发生的化学反应，因此很难控制原子的热力学(Thermodynamic)稳定性，而且使薄膜的物理特性、化学特性以及电子特性降低。
原子层沉积法是交替供给作为反应气体的源气体和吹扫气体，以在基板上沉积原子层单位的薄膜的技术。由于原子层沉积法为了克服阶梯覆盖性(Step Coverage)的局限性而利用表面反应的技术，因此适于形成具有高纵横比的细微图案，并且使薄膜具有优异的电子特性以及物理特性。
原子层沉积装置可以分为，向腔室内逐一装载基板以进行沉积工艺的单片式装置以及向腔室内装载多个基板以进行批量沉积工艺的批处理(Batch)式装置。
图1是示出现有的批处理式原子层沉积系统的侧剖视图，图2是图1的俯视图，图3是示出现有的批处理式原子层沉积系统的基板处理装置的立体图。
参照图1以及图2，现有的批处理式原子层沉积系统可以通过装载端口(Load Port)2将包含多个基板40的FOUP(Front Opening Unified Pod：前开式标准片盒)4搬入至系统内部而保管在FOUP装载部(FOUP stocker)3。放置于FOUP装载部3的FOUP装载台3a上而被保管的FOUP4可以通过FOUP搬运机器人5向FIMS(Front-opening Interface Mechanical Standard：前开式机械界面标准)门单元6紧贴，该FOUP搬运机器人5沿着向垂直方向延伸的FOUP搬运机器人导轨5a进行移动。基板搬运机器人7使用搬运叉7a从紧贴于FIMS门单元6而一面被打开的FOUP4′卸载基板40，基板搬运机器人7沿着基板搬运机器人导轨7b向下移动，从而能够使基板40层叠于晶舟50的支撑杆55上。
参照图1至图3，现有的批处理式原子层沉积系统的基板处理装置8具有形成腔室11的处理室10，该腔室11是通过装载基板40来进行沉积工艺的空间。并且，可以在处理室10的内部设置沉积工艺所需的供气部20、排气部30等部件。层叠有基板40的晶舟50可以进行升降运动，当晶舟50上升时，托架部51与处理室10封闭结合，突出部53可以插入到处理室10内部。
如上所述的现有的批处理式原子层沉积系统由于通过所具有的仅一个基板处理装置8来进行基板处理工艺，因此每单位时间处理基板的生产率低。此外，由于基板搬入部1以及基板搬运机器人7只对一个基板处理装置8搬运基板40，因此运转效率低，当基板处理装置8发生问题而停止时，需要中止批处理式原子层沉积系统整体的运转。
此外，如上所述的现有的批处理式原子层沉积系统的基板处理装置8可以具有能够容纳100个基板40高度的腔室11空间。因此，为了进行沉积工艺需要供给大量的工艺气体，以填充腔室11，从而存在供给工艺气体耗时以及浪费工艺气体的问题，并且存在沉积工艺后排出大量存在于腔室11内部的工艺气体也耗时的问题。
此外，要对不必要地宽大的腔室11内部层叠的所有约100个基板40可靠地进行原子层沉积，存在难以控制源气体以及吹扫气体的问题，结果只有对配置在特定位置上的基板40能够扎实进行原子层沉积。
为了解决上述问题，采用了如下方法：只有在扎实进行原子层沉积的特定位置配置基板40，而不完全进行原子层沉积的位置插入虚拟(dummy)基板41，从而对部分(约25个)基板40进行原子层沉积，但是通过该方法也无法解决浪费工艺气体以及排出工艺气体所需时间消耗增加的问题。
另外，再次参照图3，现有的批处理式原子层沉积系统的基板处理装置8，基板40与处理室10内周表面之间的距离d1'大于基板40与供气部20之间的距离d2'(d1'>d2')。即、由于现有的批处理式原子层沉积装置在处理室10内部(或腔室11)设有供气部20、排气部30等部件，从而导致处理室10的内部腔室11的体积不必要地变大。
此外，作为容易地承受腔室11内部压力的理想形态，现有的原子层沉积装置一般使用钟形的处理室10，但是，由于钟形腔室11的上部空间12结构，导致工艺气体的供给和排出耗时大，且浪费工艺气体。
发明内容
本发明为了解决如上所述的现有技术的所有问题而提出，目的在于提供一种集群批处理式基板处理系统，其以基板搬运机器人为中心将多个批处理式基板处理装置配置成放射状，从而最大限度地提高基板处理效率和生产率。
此外，本发明的目的在于提供一种集群批处理式基板处理系统，其通过最大限度地减小进行基板处理工艺的批处理式基板处理装置的内部空间尺寸，从而减少基板处理工艺中所使用的基板处理气体的使用量，同时顺利地供给和排出基板处理气体，从而大大缩短基板处理工艺时间。
为了实现上述目的，本发明的一实施方式涉及的集群批处理式基板处理系统，其特征在于，具备：基板搬入部，用于搬入基板；基板搬运机器人，围绕旋转轴进行旋转，用于装载或卸载基板；以及多个批处理式基板处理装置，以所述基板搬运机器人为中心配置成放射状。
根据如上构成的本发明，以基板搬运机器人为中心，将多个批处理式基板处理装置配置成放射状，从而最大限度地提高基板处理效率和生产率。
此外，本发明配置有多个批处理式装置，因此即使任一个批处理式基板处理装置发生问题，也能够通过其余的批处理式基板处理装置来进行基板处理工艺。
此外，本发明通过最大限度地减小进行基板处理工艺的批处理式基板处理装置的内部空间尺寸，从而减少基板处理工艺中所使用的基板处理气体的使用量，由此节省基板处理工艺成本。
此外，本发明通过最大限度地减小进行基板处理工艺的批处理式基板处理装置的内部空间尺寸，并顺利地供给和排出基板处理工艺中所使用的基板处理气体，从而大大缩短基板处理工艺时间，由此提高基板处理工艺的生产率。
附图说明
图1是示出现有的批处理式原子层沉积系统的侧剖视图。
图2是图1的俯视图。
图3是示出现有的批处理式原子层沉积系统的基板处理装置的立体图。
图4是示出本发明的一实施方式涉及的集群批处理式基板处理系统的侧剖视图。
图5是示出本发明的一实施方式涉及的集群批处理式基板处理系统的俯视图。
图6是示出本发明的另一实施方式涉及的集群批处理式基板处理系统的俯视图。
图7是示出本发明的一实施方式涉及的批处理式基板处理装置的立体图。
图8是图7的局部分解立体图。
图9是本发明的一实施方式涉及的批处理式基板处理装置的俯视图。
图10是本发明的一实施方式涉及的供气部以及排气部的放大立体图。
图11是示出本发明的一实施方式涉及的在上侧表面结合有加强筋的批处理式基板处理装置的立体图。
图12是示出本发明的一实施方式涉及的在外表面上设有加热器的批处理式基板处理装置的立体图。
图13是示出本发明的一实施方式涉及的以双重方式层叠批处理式基板处理装置的集群批处理式基板处理系统的侧剖视图。
附图标记
1：基板搬入部
2：装载端口(load port)
3：FOUP装载部(FOUP stocker)
4、4'、4"：FOUP(前开式标准片盒)
5：FOUP搬运机器人
6、6'：FIMS门单元
7：基板搬运机器人
8、9：批处理式基板处理装置
40：基板
100：基板处理部
110：基板处理部内部空间
120、130：加强筋
150、160：加热器
200：供气部
250：供气流道
251：供气管
252：吐气孔
300：排气部
350：排气流道
351：排气管
352：排气孔
400：壳体
450：歧管
500：基板装载部
d1：基板与基板处理部内周表面之间的距离
d2：基板与供气流道之间的距离
CS：冷却部
实施发明的具体形式
参照图示的附图，对可实施本发明的特定实施方式的本发明进行详细说明。通过这些实施方式，所属领域的技术人员能够充分实施本发明。虽然本发明的各种实施方式相互不同，但不应理解为相互排斥，例如，记载于此的特定形状、结构以及特性在一实施方式中，在不脱离本发明的精神以及范围的基础上能够以其他实施方式体现。此外，应理解为，每个公开的实施方式中的个别的构成要素的位置或配置在不脱离本发明的精神以及范围的基础上能够变更。因此，后述的详细说明并非旨在限定，确切地讲，本发明的范围仅限于其权利要求所主张的均等的所有范围以及添付的权利要求。附图中类似的附图标记在几个侧面具有相同或类似的功能，而且，为了便于表示，也有可能夸张表现长度、面积、厚度等其形状。
应理解为，本说明书中的基板包括半导体基板、在LED、LCD等显示装置中使用的基板、太阳能电池基板等。
此外，在本说明书中，基板处理工艺意味着沉积工艺，优选为使用原子层沉积法的沉积工艺，但并非限定于此，也可以理解为包括使用化学气相沉积法的沉积工艺、热处理工艺等。只是，下面对使用原子层沉积法的沉积工艺的示例进行说明。
下面参照附图来详细说明本发明的实施方式涉及的集群批处理式基板处理系统。
图4是示出本发明的一实施方式涉及的集群批处理式基板处理系统的侧剖视图，图5是示出本发明的一实施方式涉及的集群批处理式基板处理系统的俯视图，图6是示出本发明的另一实施方式涉及的集群批处理式基板处理系统的俯视图。
参照图4以及图5，本发明的一实施方式涉及的集群批处理式基板处理系统具备基板搬入部1(2、3、5、6)、基板搬运机器人7以及以基板搬运机器人7为中心配置成放射状的批处理式基板处理装置9(9a、9b)。每个批处理式基板处理装置9可以彼此邻接地配置在基板搬运机器人7(即、配置有基板搬运机器人7的空间)的一侧。虽然图5中示出以基板搬运机器人7为中心配置有两个批处理式基板处理装置9的结构，但是也可以以基板搬运机器人7为中心，将如图6的(a)所示的三个批处理式基板处理装置9′(9a′、9b′、9c′)或如图6的(b)所示的四个批处理式基板处理装置9"(9a"、9b"、9c"、9d")或其以上的批处理基板处理装置9配置成放射状。但是为了便于说明，本说明书中以配置有两个批处理式基板处理装置9(9a、9b)的结构作为示例进行说明。此外，基板搬入部1以及基板搬运机器人7的结构属于所属领域的公知技术范畴，因此，下面除了主要的结构特征之外省略详细的说明。
基板搬入部1是将从外部搬入基板40而移送至基板搬运机器人7的结构的统称。基板搬入部1可以具备装载端口(load port)2、FOUP装载部(FOUPstocker)3、FOUP搬运机器人5以及FIMS门单元6。
包含多个基板40的FOUP(Front Opening Unified Pod：前开式标准片盒)4可以通过外部的FOUP输送机系统(未图示)搬运至装载端口2并被载放。为了增加基板处理量，可以具有至少两个用于载放FOUP4的装载端口2。
FOUP装载部3可以提供将通过装载端口2搬入的FOUP4在进行基板处理工艺之前载放在多个FOUP装载台3a上以等待的场所。作为一例，FOUP装载部3内可以装载有14个FOUP 4。
FOUP搬运机器人5可以将载放在装载端口2上的FOUP4搬运至FOUP装载部3或者将载放在FOUP装载部3上的FOUP4搬运至FIMS(Front-openingInterface Mechanical Standard：前开式机械界面标准)门单元6。FOUP搬运机器人5可以沿着垂直方向延伸的FOUP搬运机器人导轨5a进行上下运动或旋转运动。
FIMS门单元6可以提供以无尘状态下将FOUPP4内部的基板40搬运至批处理式基板处理装置9的通道。通过FOUP搬运机器人5从FOUP装载部3搬运至FIMS门单元6的FOUP 4可以紧贴于FIMS门单元6而与FIMS门单元6封闭结合。在该状态下，紧贴于FIMS门单元6的FOUP 4的一面被打开，通过被打开的一面，基板40可以由基板搬运机器人7搬出。可以设置至少两个FIMS门单元，以便能够向多个批处理式基板处理装置9内部搬出大量基板40。
基板搬运机器人7可以将通过基板搬入部1(即、FIMS门单元6)搬入的基板40装载至批处理式基板处理装置9或从批处理式基板处理装置9卸载。基板搬运机器人7可以沿着垂直方向延伸的纵式基板搬运机器人导轨7b进行上下运动，并且可以以纵式基板搬运机器人导轨7b的旋转轴为基准进行旋转运动。基板搬运机器人7在以纵式基板搬运机器人导轨7b的旋转轴为基准进行旋转的过程中，使基板40与作为装载对象的批处理式基板处理装置9对齐成直线的状态下，可以通过延伸搬运叉7a将基板40装载至该批处理式基板处理装置9的内部。当然，当从批处理式基板处理装置9的内部卸载基板40时进行与上述装载过程相反的顺序。
基板搬运机器人7包括五个搬运叉7a，能够一次向批处理式基板处理装置9的基板装载部500装载5个基板40，从而能够缩短工艺时间。作为一例，当FOUP4内装载有25个基板40时，基板搬运机器人7可以通过往返五次来将基板40装载至基板装载部500上。当然，也可以选择性地将1至5个基板40装载至批处理式基板处理装置9的基板装载部500上。作为一例，当FOUP4内装载有24个基板40时，可以以每次搬运5个搬运四次之后再搬运4个的方式来搬运基板40。此外，也可以根据装载于FOUP4上的基板40的数量来任意变更搬运叉7a的数量。假设FOUP4内装载有24个基板40时，可将搬运叉7a的数量设置成相当于24的约数的4或6，以提高基板40的搬运效率。
本发明的集群批处理式基板处理系统，其特征在于，具备多个批处理式基板处理装置9，该批处理式基板处理装置9以基板搬运机器人7为中心配置成放射状，该基板搬运机器人7围绕旋转轴进行旋转。因此，与基板搬入部1以及基板搬运机器人7只对应于一个基板处理装置8进行基板处理工艺的现有技术(参照图1以及图2)不同，本发明根据批处理式基板处理装置9的数量，生产率成比例地大幅提高。此外，基板搬运机器人7无需进行水平运行，而是围绕旋转轴进行旋转的方式将通过基板搬入部1搬入的基板40直接装载至批处理式基板处理装置9或从批处理式基板处理装置9卸载，从而能够大大缩短搬运基板40所需的工艺时间。这是通过将批处理式基板处理装置9以基板搬运机器人7为中心配置成放射状而可以得到的效果。
此外，本发明由于将多个批处理式基板处理装置9以基板搬运机器人7为中心配置成放射状，因此当任一个批处理式基板处理装置9a、9b发生问题而停止时，运转其余的批处理式基板处理装置9a、9b，从而可以不中止整个系统运转。如图5所示，当批处理式基板处理装置9a、9b发生问题时，使用者可以从每个批处理式基板处理装置9a、9b的任一侧的门(未图示)进入(M2、M3)，从而容易地进行修理、管理等。当然，当基板搬运机器人7发生问题时，也可以从一侧的门(未图示)进入(M1)而进行修理、管理等。
再次参照图4，本发明的集群批处理式基板处理系统的基板搬入部1还可以具备冷却部CS，该冷却部CS用于冷却在批处理式基板处理装置9中经过基板处理工艺后被卸载的基板40。本发明，由于在多个批处理式基板处理装置9中进行处理的基板40数量大幅增加，所以能够冷却大量基板40时才不影响生产率以及效率，从而能够实现本发明的目的。因此，通过在冷却部CS还设置至少一个以上的FIMS门单元6′，从而可以通过基板搬运机械人7将从批处理式基板处理装置9卸载的基板40收容在紧贴于FIMS门单元6′的FOUP4"中，以进行冷却。图4以及图5中示出通过在冷却部CS配置FOUP 4"来冷却基板40的结构，但是除了FOUP 4"以外，也可以设置晶舟(未图示)来收容基板40。此外，冷却部CS内还可以具备用于提高冷却效率的风扇单元(未图示)、通风管(未图示)等。
下面对批处理式基板处理装置9的结构进行详细说明。
图7是示出本发明的一实施方式涉及的批处理式基板处理装置9的立体图，图8是图7的局部分解立体图，图9是本发明的一实施方式涉及的批处理式基板处理装置的俯视图，图10是本发明的一实施方式涉及的供气部200以及排气部300的放大立体图。
参照图7至图9，本实施方式涉及的批处理式基板处理装置9具备基板处理部100以及供气部200。
可以说基板处理部100起到处理室的功能。基板处理部100提供腔室110空间，该腔室110空间内收容有层叠多个基板100的基板装载部500，并且能够进行沉积膜形成工艺等基板处理工艺。为了最大限度地减小腔室110空间以避免工艺气体的浪费并提高产品收率，本发明的批处理式基板处理装置9的高度可以是现有批处理式基板处理装置8的一半以下。由此，腔室110空间尺寸也是图1以及图3中示出的腔室11空间的一半以下。
基板处理部100的材质可以是石英(Quartz)、不锈钢(SUS)、铝(Aluminium)、石墨(Graphite)、碳化硅(Silicon carbide)和氧化铝(Aluminiumoxide)中的至少一种。
根据本发明的一实施方式，最优选为在基板处理部100的腔室110空间内处理25个基板40，但是只要是能够实现本发明目的的范围内，也可以处理4至64个基板40。当基板处理部100收容少于4个数量的基板40时，反而降低生产率以及效率，当基板处理部100收容多于64个数量的基板40时，与现有的批处理式原子层沉积系统相同地，存在使用大腔室11而出现的问题。使用者也可以通过在层叠基板40的上端、下端或特定位置插入规定的虚拟基板41以提高收率。
现有的批处理式原子层沉积系统的基板处理装置8虽然具有可容纳约100个基板40的腔室11空间，但是如果除去虚拟基板41，则只能够处理约25至30个基板40。其结果，如果考虑在一个基板处理装置9中处理25个基板40的本发明的优选实施方式，则在多个批处理式基板处理装置9中可以通过一次基板处理工艺处理50个基板40，因此本发明相对于现有的批处理式原子层沉积系统，显著提高生产率。
此外，减少向相对于现有装置减小至一半以下的腔室110空间供给的工艺气体的使用量，且缩短沉积工艺后排出残留于腔室110内部的工艺气体所需的时间。
此外，在相对于现有装置减小至一半左右的腔室110内，易于控制进行原子层沉积的源气体以及吹扫气体，从而提高完成基板处理工艺的基板40的收率以及质量。
供气部200可以提供收容有至少一个供气流道250的空间210，以在基板处理部100的一侧外周表面上突出的结构形成，能够向基板处理部100的内部空间110供给基板处理气体。其中，供气流道250是可从外部接收基板处理气体并向基板处理部100的内部进行供给的通道，可以具有管状、中空状等形状，特别是，为了精密地控制基板处理气体的供给量，优选以管状构成。下面，对由三个供气管251构成供气流道250的示例进行说明。
另外，排气部300提供收容有至少一个排气流道350的空间310，以在基板处理部100的另一侧外周表面上(即供气部200的相反侧)突出的结构形成，能够排出流入到基板处理部100内部空间110的基板处理气体。其中，排气流道350是可以将基板处理部100内部的基板处理气体向外部排出的通道，可以具有管状、中空状等形状，特别是，为了顺畅地排出基板处理气体，优选以大于供气管251直径的管形成。另一方面，排气流道350也可以形成为，不具有排气管351的中空状，也可以在排气流道350上连接泵来抽吸基板处理气体而排出。下面，对由一个排气管351构成排气流道350的示例进行说明。
基板处理部100的外周表面可以与供气部200的外周表面连接成一体。此外，基板处理部100的外周表面可以与排气部300的外周表面连接成一体。考虑到这种结构，优选供气部200和排气部300的材质与基板处理部100的材质相同。基板处理部100、供气部200以及排气部300的外周表面之间的连接可以通过以下方式实现：分别单独制造基板处理部100、供气部200以及排气部300后，可以通过焊接等方式结合基板处理部100、供气部200以及排气部300。此外，也可以通过以下方式实现：首先制造具有一定厚度的基板处理部100，之后，对基板处理部100的外周表面上的除了向一侧和另一侧突出的部位以外的其他部位进行切削加工，使供气部200以及排气部300在基板处理部100上形成为一体。
本实施方式涉及的批处理式基板处理装置9还可以具有壳体(Housing)400和基板装载部500。壳体400底面开放，并形成为一侧突出的圆筒形，以便包围基板处理部100以及供气部200，壳体400的顶面侧可以支撑设置在批处理式基板处理装置9a、9b的上方。参照图9，为了起到形成基板处理部100以及供气部200的热环境的隔热体作用，壳体400可以形成为，一侧和另一侧突出的组装(bulk)体，或一侧和另一侧朝垂直方向突出的圆环形态的单位体410，以便包围基板处理部100以及供气部200的外周，可以用不锈钢、铝等形成壳体400的最外层420。此外，在壳体400内侧表面可以设置加热器430，该加热器430由折弯部(作为一例，形成为“∪”或“∩”形状)连续连接而形成。
基板装载部500设置成可通过公知的升降机系统(未图示)进行升降，并且具有主托架部510、辅助托架部520以及基板支撑部530。
主托架部510大致呈圆筒形，可以安装在批处理式基板处理装置9a、9b、9c、9d的底面等，并且上方与歧管(Manifold)450封闭结合，该歧管450与壳体400的下端部侧结合。
辅助托架部520大致呈圆筒形，安装在主托架部510的上方，并且直径小于基板处理部100的内径，插入在基板处理部100的内部空间110。辅助托架部520可以设置成，与电机(未图示)可联动地旋转，为了确保半导体制造工艺的均匀性，基板40能够在基板处理工艺过程中旋转。此外，为了确保工艺的可靠性，在辅助托架部520内部可以设置用于在基板处理过程中从基板40的下侧施加热的辅助加热器(未图示)。装载保存在基板装载部500上的基板40在基板处理工艺之前可通过所述辅助加热器进行预热。
沿着辅助托架部520的边缘部侧隔着间隔设置多个基板支撑部530。在朝向辅助托架部520的中心侧的基板支撑部530的内表面分别形成有相互对应的多个支撑槽。支撑槽内插入支撑有基板40的边缘部，由此，通过基板搬运机器人7经由基板搬入部1搬入的多个基板40以上下层叠的方式装载保存在基板装载部500上。
基板装载部500在升降过程中可以可拆卸地结合在歧管450的下端，该歧管450的上端与基板处理部100的下端以及供气部200的下端结合。供气连接管253插入连通于歧管450的供气连通孔451，排气连接管353插入连通于歧管450的排气连通孔455，其中，供气连接管253从构成供气部200的供气流道250的供气管251延伸，排气连接管353从构成排气部300的排气流道350的排气管351延伸。此外，当基板装载部500上升使基板装载部500的主托架部510的顶面结合在歧管450的下端侧时，基板400被装载至基板处理部100的内部空间110，基板处理部100处于密封状态。为了稳定的密封，可以在歧管450和基板装载部500的主托架部510之间设置密封部件(未图示)。
参照图8以及图9，基板处理部100与壳体400形成同心，并设置在壳体400的内部，壳体400可以设置成，包裹连接成一体的基板处理部100、供气部200以及排气部300的形状。
在供气部200的内部空间210可以收容供气流道250。参照图9以及图10的(a)，供气流道250具有：多个供气管251，沿着供气部200的长度方向形成；多个吐气孔252，朝向基板处理部100，形成在供气管251的一侧。吐气孔252分别在各供气管251上形成多个。此外，从供气管251连通的供气连接管253插入连通于形成在歧管450上的供气连通孔451。
在排气部300的内部空间310可以收容排气流道350。参照图9以及图10的(b)，排气流道350具备：排气管351，沿着排气部300的长度方向形成；多个排气孔352，朝向基板处理部100，形成在排气管351的一侧。排气孔352在排气管351上形成多个。此外，从排气管351连通的排气连接管353插入连通于形成在歧管450上的排气连通孔455。
当基板装载部500结合在歧管450上，使多个基板40收容于基板处理部100时，优选，吐气孔252和排气孔352分别位于被基板支撑部530支撑的相邻的基板40与基板40之间的间隙上，以便向基板40均匀地供给基板处理气体，并容易地吸入基板处理气体后向外部排出。
由于供气部200和排气部300从基板处理部100的外周表面突出形成，因此，基板40与供气流道250之间的距离d2可相同或大于基板40与基板处理部100的内助表面之间的距离d1。即、在图3所示现有技术中，由于在进行基板处理工艺的处理室10的内部空间11内设置有供气部20或排气部30，因此基板40与处理室10内周表面之间的距离d1'大于基板40与供气部20之间的距离d2'(d1'>d2')。与现有技术不同，本发明在基板处理部100的外部设置供气部200或排气部300以满足d1≤d2的条件，从而能够将基板处理部100的内部空间110减小至能够收容基板装载部500的最小尺寸(或能够收容基板40的最小尺寸)。由此，通过减小进行基板处理工艺的基板处理部100的内部空间110尺寸，不仅能够减少基板处理气体的使用量并且相应地降低基板处理工艺成本，而且，由于缩短基板处理气体的供给时间和排出时间，从而相应地提高基板处理工艺的生产率。
图11是示出本发明的一实施方式涉及的在上侧表面结合有加强筋120、130的批处理式基板处理装置9的立体图。
与以钟形的现有批处理式基板处理装置8的处理室10结构不同，本发明的批处理式基板处理装置9的基板处理部100具有圆柱状，并且顶面可以具有平坦的形状。通过使基板处理部100的顶面具有平坦的结构，以去除无法收容基板40的钟形腔室11的上部空间12(参照图1以及图3)，从而进一步减小基板处理部100的内部空间110尺寸。只是，与现有的钟形腔室11相比，无法均匀地分散内部压力，为了解决由此产生的耐久性问题，本发明的批处理式基板处理装置9的特征在于，基板处理部100的顶面上结合有多个加强筋120、130。
加强筋120、130的材质可以与基板处理部100的材质相同，但并非限定于此，在能够支撑基板处理部100的顶面的目的范围内，可使用各种材质。
如图11的(a)所示，加强筋120、130可以设置成，将多个加强筋121、122交叉配置，并结合在基板处理部100的顶面上，或如图11的(b)所示，将多个加强筋131、132平行配置，并结合在基板处理部100的顶面上。加强筋120、130可以通过焊接方式等结合在基板处理部100的顶面上。
图12是示出本发明的一实施方式涉及的在外表面设有加热器150、160的批处理式基板处理装置9的立体图。
参照图12，如图8所示，可以在壳体400的内侧表面设置加热器430，或者可以在基板处理部100的顶面以及外周表面设置用于加热基板40的加热器150、160，而不在壳体400的内侧表面设置加热器430。虽然未图示，根据需要也可以在供气部200以及排气部300的顶面以及外周表面设置加热器。
加热器150、160可以形成为板状，以有效地向基板处理部100的内部空间110进行热传递，其可以由选自石墨(Graphite)和碳(Carbon)复合体中的任一种形成。或者，加热器150、160可由选自碳化硅(Silicon carbide)或钼中的任一种形成，或者可以由铬铝钴耐热钢(Kanthal)形成。
图13是示出本发明的一实施方式涉及的以双重方式层叠批处理式基板处理装置9的集群批处理式基板处理系统的侧剖视图。图13中，除了批处理式基板处理装置9a'、9b'在批处理式基板处理装置9a、9b的上侧层叠成双重方式的结构以外，其他结构与图4以及图5的集群批处理式基板处理系统相同，因此省略对其的说明。
相对于现有的基板处理装置8，由于批处理式基板处理装置9a、9a'、9b、9b'的腔室空间11减小至一半以下，因此即使形成双重层叠结构，其高度与现有的基板处理装置8的高度没有较大差异。由此，通过在上侧和下侧将相同结构的批处理式基板处理装置9a、9a'、9b、9b'层叠成双重方式，从而能够进一步提高生产率。
这样，本发明的集群批处理式基板处理系统围绕旋转轴进行旋转的基板搬运机器人7为中心，将多个批处理式基板处理装置9配置成放射状，从而能够最大限度地提高基板处理的生产率以及基板搬运效率，而且可以通过减少基板处理气体的使用量来节省工艺成本，并通过缩短基板处理气体的供给以及排出时间来提高工艺效率。
此外，由于具备能够顺利地冷却经过基板处理的大量基板40的空间、即冷却部CS，从而能够进一步提高基板处理的生产率以及工艺效率。
此外，通过将收容有供气流道250的供气部200以及收容有排气流道350的排气部300与进行基板处理工艺的基板处理部100分离配置，同时使基板处理部100的顶面具有平坦的结构，从而能够最大限度地减小基板处理部100的内部空间110尺寸，能够进一步提高如上所述的基板处理的生产率以及工艺效率。
此外，通过最大限度地减小批处理式基板处理装置9的内部空间110尺寸，从而易于控制进行原子层沉积的源气体以及吹扫气体，由此提高产品的收率以及质量。
此外，由于基板搬运机器人7向多个批处理式基板处理装置9搬运基板40，因此运转效率优异，而且即使发生问题也无需中止整个系统的运转，并且能容易地修理以及管理每个批处理式基板处理装置9。
如上所述，通过优选实施方式进行图示并加以说明，但是本发明并非限定于上述实施方式，在不脱离本发明的精神的范围内，所属领域的技术人员可以进行各种变形和变更。但是，这些变形例以及变更例应视为属于本发明和所添附的权利要求书范围内。

Claims (20)

1.一种集群批处理式基板处理系统，其特征在于，具备：
基板搬入部，用于搬入基板；
基板搬运机器人，围绕旋转轴进行旋转，用于装载或卸载基板；以及
多个批处理式基板处理装置，以所述基板搬运机器人为中心配置成放射状。
2.根据权利要求1所述的集群批处理式基板处理系统，其特征在于，
配置有两个所述批处理式基板处理装置，所述批处理式基板处理装置彼此邻接地配置在所述基板搬运机器人的一侧。
3.根据权利要求1所述的集群批处理式基板处理系统，其特征在于，所述基板搬入部具备：
装载端口；
FOUP装载部，用于保管通过所述装载端口搬入的FOUP(前开式标准片盒)；
FOUP搬运机器人，用于从所述装载端口向所述FOUP装载部搬运FOUP、或者从所述FOUP装载部向FIMS门单元搬运FOUP；以及
FIMS(前开式机械界面标准)门单元，提供从所述FOUP向所述基板搬运机器人搬出所述基板的通道。
4.根据权利要求3所述的集群批处理式基板处理系统，其特征在于，
所述基板搬入部还具备冷却部，该冷却部用于冷却从所述批处理式基板处理装置卸载的所述基板。
5.根据权利要求1所述的集群批处理式基板处理系统，其特征在于，
所述基板搬运机器人具备5个搬运叉，该5个搬运叉可搬运1至5个所述基板。
6.根据权利要求1所述的集群批处理式基板处理系统，其特征在于，
在所述批处理式基板处理装置的上侧以双重方式层叠有批处理式基板处理装置。
7.根据权利要求1所述的集群批处理式基板处理系统，其特征在于，
每个所述批处理式基板处理装置可以处理4至64个所述基板。
8.根据权利要求1所述的集群批处理式基板处理系统，其特征在于，
所述批处理式基板处理装置具备：
基板处理部，收容并处理层叠在基板装载部上的多个基板；以及
供气部，形成在所述基板处理部的一侧外周表面上，收容有供基板处理气体流通的至少一个供气流道，以将基板处理气体供给至所述基板处理部，
当基板与所述基板处理部的内周表面之间的距离为d1，基板与所述供气流道之间的距离为d2时，d1≤d2。
9.根据权利要求8所述的集群批处理式基板处理系统，其特征在于，还具备：
排气部，其形成在所述基板处理部的另一侧外周表面上，收容有供基板处理气体流通的至少一个排气流道，以排出向所述基板处理部供给的基板处理气体。
10.根据权利要求9所述的集群批处理式基板处理系统，其特征在于，
所述基板处理部的所述外周表面与所述供气部的外周表面连接成一体，
所述基板处理部的所述外周表面与所述排气部的外周表面连接成一体。
11.根据权利要求9所述的集群批处理式基板处理系统，其特征在于，
所述供气流道具有：
多个供气管，其沿着所述供气部的长度方向形成；
多个吐气孔，其朝向所述基板处理部形成在所述供气管的一侧。
12.根据权利要求11所述的集群批处理式基板处理系统，其特征在于，
所述排气流道具有：
排气管，其沿着所述排气部的长度方向形成；
多个排气孔，其朝向所述基板处理部形成在所述排气管的一侧。
13.根据权利要求8所述的集群批处理式基板处理系统，其特征在于，
所述基板处理部具有圆柱状，并且顶面平坦。
14.根据权利要求13所述的集群批处理式基板处理系统，其特征在于，
所述基板处理部的顶面上结合有多个加强筋。
15.根据权利要求14所述的集群批处理式基板处理系统，其特征在于，
交叉配置或平行配置所述多个加强筋，并结合在所述基板处理部的顶面上。
16.根据权利要求8所述的集群批处理式基板处理系统，其特征在于，
在所述基板处理部的外周表面以及顶面上设有加热器。
17.根据权利要求16所述的集群批处理式基板处理系统，其特征在于，
所述加热器形成为板状。
18.根据权利要求8所述的集群批处理式基板处理系统，其特征在于，
所述基板处理部的底面处于开放状态，
以包裹所述基板处理部及所述供气部的方式设有底面呈开放状态的壳体，
进一步具备基板装载部，其设置成可升降，用于将多个所述基板装载至所述基板处理部。
19.根据权利要求18所述的集群批处理式基板处理系统，其特征在于，
所述基板装载部在升降过程中可拆卸地结合在歧管的下端，该歧管的上端与所述基板处理部的下端以及所述供气部的下端结合，
当所述基板装载部结合于所述歧管的下端时，所述基板装载至所述基板处理部。
20.根据权利要求12所述的集群批处理式基板处理系统，其特征在于，
当层叠有多个所述基板的所述基板装载部被收容于所述基板处理部内时，所述吐气孔和所述排气孔分别位于被所述基板装载部支撑的相邻的所述基板与基板之间的间隙上。
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