KR0162102B1 - 반도체 제조장치 - Google Patents

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KR0162102B1
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히로미 구마가이
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이노우에 아키라
도오교오 에레구토론 가부시끼 가이샤
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Abstract

반도체 제조장치에 있어서, 감압분위기 하에서 피처리물에 소정의 처리를 가하는 진공처리실과, 내부에 이 피처리물을 반송하기 위한 반송아암과 이 피처리물을 지지하는 지지기구와를 구비한 1개의 예비진공실을 진공처리실에 인접하여 설치한다. 이것에 의해 에비진공실을 통하여 진공처리실에 피처리물을 반입하고, 또, 진공처리실로부터 반출한다.

Description

반도체 제조장치
제1도는 본 발명의 제1실시예의 반도체 제조장치의 전체 구성을 나타낸 일부 파단 사시도.
제2도는 본 발명의 제2실시예의 반도체 제조장치의 예비 진공실의 종단면도.
제3도는 제2도에 나타낸 예비 진공실의 횡단면도.
제4도는 본 발명의 제3실시예의 반도체 제조장치의 반송 아암의 평면도.
제5도는 제4도에 나타낸 반송 아암의 측면도.
제6도는 종래의 반도체 제조장치의 종단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 에칭 장치 2 : 진공처리실
3 : 예비 진공실 3a, 3b : 로드록실
4 : 반도체 웨이퍼 5, 5a : 반송 아암
6, 6a : 웨이퍼 지지기구 7 : 반입 · 반출용 개구
7a, 10a : 게이트 밸브 8 : 카세트 재치대
8a : 슬라이더대 9 : 웨이퍼 카세트
10 : 반입 · 반출용 개구 12 : 볼 스크류
12a : 다른 스크류 13 : 왕복 운동기구
13a : 로드 14 : 벨로우즈
15 : 액압 실린더 15a : 액압 실린더 로드
20 : 네일 30 : 축
31 : 웨이퍼 지지부 32 : 공급관
32a, 33a : 칸막이 밸브 33 : 배기관
34 : 가스원 35 : 진공펌프
50 : 아암
본 발명은 반도체 제조장치, 예를 들면 에칭 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 디바이스의 제조 공정에 있어서는, 반도체 제조장치의 진공 처리실내로 반도체 웨이퍼 등의 피처리물을 반입하여 감압 분위기하에서 그의 처리를 하는 공정이 많이 사용되고 있다.
이와 같이 감압 분위기하에서 피처리물에 처리를 가하는 반도체 제조장치에서는 반도체 웨이퍼 등의 피처리물을 진공 처리실내에 반입·반출할 때마다 진공 처리실내를 상압으로 되돌리면, 다시 진공 처리실내를 감압하여 처리를 개시할 때까지에 많은 시간을 요하여 단위 시간 내에 처리할 수 있는 작업량의 저하를 초래하게 된다.
이 때문에, 진공처리실에 인접하여 그 내부의 용적이 진공처리실보다도 적은 예비 진공실 이른바 로드록실을 설치한 것이 많다.
즉, 제6도에 나타낸 바와 같이, 감압 분위기하에서 피처리물의 처리를 하는 종래의 반도체 제조장치(예를 들면 에칭 장치등)에서는 진공처리실(2)에 인접하여 2개의 로드록실(3a)(3b)을 설치하여서, 한 쪽의 로드록실(3a)을 통하여 반도체 웨이퍼 등의 피처리물(4)을 진공처리실(2)내에 반송아암(5a)에 의해 반입하고, 다른쪽 로드록실(3b)을 통하여 처리 종료된 반도체 웨이퍼 등의 피처리물(4)을 반송아암(5b)에 의해 반송하도록 한다.
이와 같이 하여 진공처리실(2)내를 상압으로 되돌리지 않고, 반도체 웨이퍼 등의 피처리물을 진공처리실(2)에 반입·반출하도록 하여 반도체 제조장치 전체의 단위시간당 처리량의 향상을 도모하고 있다.
또한, 반도체 디바이스의 제조 공정에 있어서는 그 때에 발생하는 먼지가 미세한 그 회로 패턴의 형성에 악영향을 미치게 한다.
이 때문에, 반도체 제조장치는 천정에서 마루로 향해서 청정화 공기의 흐름(다운 플로우)이 형성된 클린룸내에 배치되어 있다.
그러나, 근년 반도체 디바이스는 급속히 그의 고집적화 및 미세화될 경향에 있다.
이 때문에, 반도체 제조 공정에 있어서는 공정수의 증가에 따라서, 반도체 제조장치수가 증대되고, 그 때문에 이들 장치를 수용하는 클린룸 면적이 증대되고, 또한 설비 코스트가 증대하여 제품 코스트의 상승을 초래한다고 하는 문제점이 생기고 있다.
본 발명은, 이와 같은 종래의 반도체 장치가 지닌 문제점에 대처하여 이루어진 것으로, 종래의 장치에 비하여 장치 코스트를 저감할 수가 있는 동시에 설치 스페이스를 삭감할 수가 있어, 그 결과 설비 코스트의 삭감에 의한 제품 코스트의 저감을 도모할 수 있는 반도체 제조장치를 제공하는 것이다.
즉, 본 발명의 제1실시예의 반도체 제조장치는 감압 분위기하에서 피처리물에 소정의 처리를 가하는 진공처리실과 내부에 피처리물을 반송하기 위한 반송아암과 피처리물을 지지하기 위한 지지기구를 구비한 하나의 예비 진공실을 이 진공처리실에 인접하여 배열 설치하고, 이 예비 진공실을 통하여 진공처리실에 피처리물을 반입·반출하도록 구성한다.
또, 본 발명의 제2실시예의 반도체 제조장치는 감압 분위기하에서 피처리물에 처리를 가하는 진공처리실과, 내부에 적어도 2개의 피처리물을 지지하여 반송 가능하게 구성된 반송 아암을 갖춘 하나의 예비 진공실을 이 진공처리실에 인접하여 배열 설치하고, 이 예비 진공실을 통하여 진공처리실에 피처리물을 반입·반출하도록 구성한다.
본 발명의 반도체 제조장치에서는 1개의 예비 진공실에 피처리물의 지지기구를 설치함으로써, 장치 코스트의 저감 및 설치 스페이스의 삭감을 실현할 수가 있다.
또, 예비 진공실내에 설치한 1개 혹은 2개의 피처리물을 지지하여 반송 가능하게 구성된 반송 아암에 의하여, 1개 혹은 2개의 피처리물을 취급할 수 있기 때문에, 효율적으로 피처리물의 반입·반출을 실시할 수가 있다.
그 때문에 1개의 예비 진공실에 의하여 반입용 예비 진공실과 반출용 예비 진공실의 2개의 예비 진공실을 설치한 종래의 반도체 제조장치와 거의 같은 단위시간당 처리량을 확보할 수 있다.
따라서, 종래 장치에 비하여 장치 코스트를 저감할 수 있는 동시에, 설치 스페이스를 삭감할 수 있어서, 설비 코스트의 삭감에 의한 제품 코스트의 저감을 도모할 수가 있다.
이하, 본 발명을 반도체 웨이퍼에 에칭 처리를 가하는 에칭 장치에 적용한 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.
제1도에 나타낸 바와 같이, 에칭 장치(1)에는, 감압 분위기하에서 반도체 웨이퍼(4)에 에칭 처리를 가하는 진공처리실(프로세스 챔버)(2)이 설치되어 있다.
이 진공처리실(2)의 측방에 인접하여 예비 진공실(로드록실)(3)이 1개만 설치되어 있다.
이 예비 진공실(3)내에는 반도체 웨이퍼(4)를 반송하기 위한 반송 아암(5)과, 상하에 선반 형상으로 2매의 반도체 웨이퍼(4)를 지지 가능하게 구성된 웨이퍼 지지기구(6)가 설치되어 있다.
이 웨이퍼 지지기구(6)는 도시하지 않은 구동 기구에 의해 상하 운동이 가능하게 구성되어 있다.
또, 예비 진공실(3)에는 게이트 밸브(7a)(제2도 참조)를 갖춘 반입·반출용 개구(7)가 설치되어 있고, 이 반입·반출용 개구(7)의 바깥쪽에는 카세트 재치대(8)가 설치되어 있다.
이 카세트 재치대(8)는 여러 장(예를 들면 25매 정도)의 반도체 웨이퍼(4)를 수용한 웨이퍼 카세트(9)를 1대 혹은 수대(도시한 것은 2대)얹어 놓을 수 있도록 구성되어 있다.
도시된 화살표와 같이 이 웨이퍼 카세트(9)는 볼 스크류(12)를 구동하여 상하 운동시킬 수 있는 동시에 다른 스크류(12a)에 의하여 슬라이더대(8a)를 통하여 좌우 운동할 수 있도록 구성되어 있다.
또 진공처리실(2)과 예비 진공실(3)과의 사이에는, 게이트 밸브(10a)(제2도 참조)를 갖춘 반입·반출용 개구(10)가 설치되어 있다.
또한, 예비 진공실(3)내를 퍼지하여 O2프리상태에 유지하는 N2가스원(34)이 칸막이 밸브(32a)와 공급관(32)을 통하여 예비 진공실(3)에 접속되어 있다.
진공처리실(2)에도 동일하게 진공원과 N2가스원이 접속되어 있다.
다음에 상기 구성의 본 발명의 제1실시예의 에칭 장치(1)의 동작을 설명한다.
먼저, 카세트 재치대(8)를 상하 및 좌우 운동시켜서 웨이퍼 카세트(9)를 반입·반출용 개구(10)가 닫혀진 상태에서 반입·반출용 개구(7)를 열고, 반송아암(5)을 0점을 중심으로 선회시켜서 카세트 재치대(8)에 배열 설치된 웨이퍼 카세트(9)로부터 한 장씩 반도체 웨이퍼(4)를 꺼내어 예비 진공실(3)내로 반입한다.
그리고, 반송 아암(5)의 아암(50)을 신장시켜서 상하 어느 한쪽의 웨이퍼 지지기구(6) 상에 반도체 웨이퍼(4)를 위치시켜 이 상태에서 웨이퍼 지지기구(6)를 상승시킴으로써 반도체 웨이퍼(4)를 웨이퍼지지기구(6) 상에 받아넘긴다.
이때, 아암(5)의 신축에는 2 내지 3초 요한다. 또, 이때 반도체 웨이퍼(4)가 반송아암(5) 상에서 이동하면 더스트가 생기므로, 극력 그 이동을 저지한다.
다음에, 예비 진공실(3)의 반입·반출용 개구(7)를 닫고, 예비 진공실(3) 내의 배기(진공빼기)를 진공펌프(35)에 의해 실시하고, 예비 진공실(3) 내가 소정의 진공도에 도달한 후, N2가스를 도입하여 퍼지를 실시하여, 반입·반출용 개구(10)를 연다.
이때, 예비 진공실(3)의 진공 빼기에는 통상 30 내지 40초 또, N2에 의한 퍼지에는 30 내지 40초 요한다.
그리고, 반송아암(5)에 의하여 진공처리실(2) 내의 처리 종료된 반도체 웨이퍼(4)를 꺼내어 상술한 바와 같이 하여 예비진공실(3) 내의 비어 있는 쪽의 웨이퍼지지기구(6) 상에 받아넘긴다.
그후, 반송아암(5)에 의하여 웨이퍼지지기구(6) 상에 지지되어 있는 미처리의 반도체 웨이퍼(4)를 반송하여 진공처리실(2) 내의 처리부에 이 미처리 반도체 웨이퍼(4)를 배치한다.
그후, 반입·반출용 개구(10)를 닫고, 예비진공실(3) 내를 상압으로 되돌려서 반입·반출용 개구(7)를 연다.
그리고, 반송아암(5)에 의하여 웨이퍼지지기구(6) 상에 지지된 처리 종료된 반도체 웨이퍼(4)를 예비진공실(3) 밖으로 반출하고, 카세트 재치대(8)에 배치한 웨이퍼 카세트(9) 내에 반도체 웨이퍼(4)를 되돌린다.
이때, 진공처리실(2) 내에서는 상술한 바와 같이 하여 반입된 반도체 웨이퍼(4)의 에칭 처리를 병행하여 실시한다.
그리고, 웨이퍼카세트(9) 내에 미처리 반도체 웨이퍼(4)가 있는 경우는 다음의 반도체 웨이퍼(4)를 상술한 바와 같이 하여 진공처리실(2) 내의 처리부에 배치하여 에칭 처리를 한다.
이와 같이, 제1실시예의 에칭장치(1)에서는 진공처리실(2)에 대하여 예비진공실(3)이 1개만 설치되어 있다.
그 때문에, 반입용 예비진공실과 반출용 예비진공실의 2개의 예비진공실을 구비한 종래의 에칭장치에 비하여 큰 폭의 장치 코스트의 저감 및 설치스페이스의 삭감을 할 수가 있다.
또, 예비진공실(3) 내에 설치된 웨이퍼 지지기구(6)에, 일단 반도체 웨이퍼(4)를 일시적으로 배치함으로써, 효율적으로 다른 반도체 웨이퍼(4)의 반입, 반출을 실시할 수가 있다.
그 때문에, 본 실시예에 의하면 1개의 예비진공실에 의해 반입용 예비진공실과 반출용 예비진공실의 2개의 예비진공실을 구비한 종래의 장치와 거의 같은 단위시간당 처리량을 확보할 수가 있다.
또한, 예를 들면 종래의 장치와 같이 예비진공실(3)내에 웨이퍼지지기구(6)가 없는 경우는 여기에 반도체 웨이퍼(4)의 일시적 배치를 할 수 없기 때문에 처리 종료의 반도체 웨이퍼(4)를 반출하고 난 다음이 아니면, 다음의 반도체 웨이퍼(4)의 반입동작을 실시할 수가 없으며 그 때문에, 큰 폭의 단위시간당 처리량의 저하를 초래하게 된다.
따라서, 본 발명의 제1실시예에 의하면 종래에 비하여 장치 코스트를 저감할 수 있는 동시에 설치 스페이스를 삭감할 수 있으며, 설비 코스트의 삭감에 의한 제품 코스트의 저감을 도모할 수가 있다.
다음에 제2도와 제3도에 본 발명의 반도체 제조장치의 제2실시예를 나타낸다.
이 제2실시예에서는 예비진공실(3) 내에는 그 천정부로부터 웨이퍼지지기구(6a)가 2개 매달아지게 설치되어 있다.
이들 웨이퍼지지기구(6a)는 천정부에 설치한 액압 실린더 등의 왕복운동기구(13)에 의해 상하 이동이 가능하게 구성되어서 그 로드(13a)는 벨로우드(14)에 의하여 보호되어 있다.
도면 중에 화살표로 나타낸 바와 같이 액압 실린더(15)의 로드(15a)에 의하여 회동이 가능하게 구성된 여러 개의 네일(20)에 의하여 반도체 웨이퍼(4)의 둘레부를 걸도록 구성되어 있다.
그리고, 반송 아암(5)에 의하여 반도체 웨이퍼(4)를 반송하여 웨이퍼지지기구(6a)의 아래쪽에 위치시키면 웨이퍼지지기구(6a)가 네일(20)의 회동에 의하여 반도체 웨이퍼(4)의 둘레를 걸고, 그런 뒤 약간 상승함으로써, 반도체 웨이퍼(4)를 반송 아암(5)으로부터 받는다. 한편, 네일(20)의 반대의 회동동작에 의하여, 그 걸림을 해제하여 이 반도체 웨이퍼(4)를 반송 아암(5)에 받아넘기도록 구성되어 있다.
이와 같이 구성된 예비진공실(3)을 사용하면, 상술한 제1실시예와 같은 효과를 얻을 수 있는 동시에, 반도체 웨이퍼(4)를 보다 소형화할 수 있고, 예를 들면 그 안의 배기(진공빼기)에 요하는 시간의 단축 등을 도모할 수가 있다.
또, 상술한 제1실시예에서는, 반도체 웨이퍼(4) 내에 웨이퍼지지기구(6)(6a)를 설치한 예에 대해서 설명하였다. 그러나, 제4도 및 제5도에 나타낸 바와 같이, 2매의 반도체 웨이퍼(4)를 지지 가능하게 구성된 반송 아암(5a)을 사용할 수도 있다.
즉, 이 제3실시예에서는 반송아암(5a)은, 축(30)을 중심으로 하여 회동 가능하게 구성되고, 동시에, 2매의 반도체 웨이퍼(4)를 지지할 수도 있도록 구성된 웨이퍼 지지부(31)를 그 양끝단에 구비하고 있다. 웨이퍼지지부(31)를 축(30)을 중심으로 회전시킴으로써, 예를 들면 처리종료의 반도체 웨이퍼(4)의 언로드동작과, 미처리의 예비진공실(3)의 로드동작과를 계속해서 실시할 수 있도록 구성되어 있다.
이와 같은 반송아암(5a)을 사용한다면 상술한 실시예와 같이 웨이퍼지지기구(6)(6a) 등을 사용하지 않고도 단위시간당 처리량의 저하를 방지할 수가 있다. 또, 예를 들면 상술한 반송아암(5) 등은, 예를 들면 상하 2단으로 포개듯이 예비진공실 내에 2개 설치하여, 2매의 반도체 웨이퍼(4)를 동시에 지지할 수 있도록 해도 된다.
또한, 본 발명은 에칭장치에 한하지 않고, 진공분위기 하에서 처리를 하는 매엽식의 반도체 제조장치라면 모든 장치에 적용할 수가 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 반도체 제조장치에 의하면, 종래의 장치에 비하여 장치코스트를 저감할 수가 있는 동시에, 설치스페이스를 삭감할 수 있고, 아울러 설비코스트의 삭감에 의한 제품코스트의 저감을 도모할 수가 있다.

Claims (7)

  1. 감압분위기 하에서 피처리물에 소정의 처리를 실시하는 진공처리실(2)과, 내부에 이 처리물을 반송하기 위한 반송아암(5)과 이 피처리물을 지지하는 지지기구를 구비한 1개의 예비진공실(3)을 상기 진공처리실(2)에 인접하여 설치하고, 상기 예비진공실(3)을 통하여 상기 진송처리실(2)에 상기 피처리물을 반입하고, 상기 진공처리실(2)로부터 반출하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 반송아암(5)이 적어도 2개의 상기 피처리물을 유지하여 반송할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 피처리물 지지기구가 상하로 선반형상으로 피처리물을 지지할 수 있는 상하운동이 자유로운 부재로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 피처리물 지지기구가 상기 예비진공실(3)의 천정부로부터 매달아지고, 동시에, 회동이 자유로운 한 쌍의 네일(20)을 가지며, 이 네일(20)에 의해 상기 피처리물의 둘레부를 걸도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 피처리물 지지기구가 축(30)을 중심으로 회동되고 동시에, 적어도 2매의 피처리물을 지지할 수 있도록 구성된 지지부를 가진 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 피처리물이 반도체 웨이퍼(4)인 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 소정의 처리가 에칭처리인 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.
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