KR100235917B1 - 진공처리장치 - Google Patents

Abstract

복수의 피처리기판을 수납한 기판카세트를 공급하고, 처리가 끝난 기판을 기판카세트에 수납하여 회수하는 방식의 진공처리장치. 따라서, 이 진공처리장치는 대기중에 설치되어 복수의 피처리 기판을 수납한 기판카세트와, 적어도 1개의 진공처리실고, 기판카세트와 진공처리실과의 사이에서 피처리기판을 진공분위기 속으로 반출입하는 적어도 1개의 로드록실과, 이 로드록실과 기판 카세트와의 사이에서 피처리 기판을 반송하는 기판반송장치를 구비하고, 또한 기판카세트는 실질적으로 수평한 평면상에 복수개 설치되고, 각각의 기판카세트는 상,하 방향 2위치의 정지 위치를 갖고, 피처리기판의 반출 및 수납은 정지위치의 어느 한쪽만으로 행하는 구성을 갖는다. 이 구성에 의하여 본원발명은 생산라인이 자동화에의 대응이 용이하고, 또한 먼지발생 등에 의한 제품의 오염을 저감할 수 있어 높은 생산율과 높은 제품의 비율을 실현할 수 있다.

Description

진공처리장치

제1도는 본 발명의 일실시예의 드라이에칭장치의 정면도.

제2도는 같은 평면도.

본 발명은 복수의 피처리기판을 수납한 기판카세트를 공급하고, 처리가 끝난 기판을 기판카세트에 수납하여 회수하는 방식의 진공처리장치에 관한 것이다.

드라이에칭장치, CVD장치 또는 스패터링장치 등의 진공처리장치에 있어서는 정해진 복수매의 피처리기판을 해나이 단위(일반적으로 로트라 불리운다)로서 기판카세트에 수납하여 장치에 투입하고, 처리가 끝난 기판도 동일단위 마다 기판카세트에 수용하여 회수함으로서 생산의 효율화를 도모하는 것이 일반적인 운전방법이다.

종래의 진공처리장치의 일예를 나타낸 것으로서 예를들면 일본국 특개소 60-74531호 공보에 개시된 장치가 있다. 본 장치에 있어서는 기판카세트는 대기중에 세트되고, 도입실을 대기압으로 하여 격리밸브를 개방하고, 카세트 구동장치와 기판반송장치를 연동시켜 기판카세트이 최하단에 수용된 미처리기판을 도입실로 반입한다. 다음에 도입실내를 진공배기한후 도입실과 기판처리실 사이의 격리밸브를 개방하여 도입실과 기판처리실을 연통시켜 기판처리실에 기판을 반입하고, 격리밸브를 페쇄하여 기판에 소망의 처리를 행한다. 이 처리를 행하는 사이에 도입실은 다시 대기압으로 복귀되고, 도입측 기판 카세트의 아래쪽으로부터 2단째에 수납된 미처리기판이 도입실에 반입된다. 1장째의 기판의 처리가 완료하면, 1장째의 기판은 인출실로, 2장째의 기판은 기판처리실로 순차적으로 보내지고, 2장째의 기판에 처리가 행하여지는 사이에 1장째의 기판은 대기압으로 되돌려진 인출실로부터 인출측 기판카세트의 최상단으로 반송, 수납된다. 이하 마찬가지로 하여 1장씩 처리를 행하고, 최후의 기판이 인출측 기판 카세트에 수납된 후 기판카세트를 회수한다.

또는 경우에 따라서는 도입실을 거치지 않고 직접 진공처리실에 기판을 반입하여도 좋고, 그와 같은 진공처리장치의 예로서는 예를들면, 일본국 특개소 55-162231호 공보에 개시된 장치 등을 들수 있다.

또, 반도체 제조공정에 있어서의 웨이퍼의 반송처리시 웨이퍼나 웨이퍼 카세트에 부착하는 먼지등에 의하여 오염이 발생하는 것을 방지하기 위하여 고안된 반송장치로서 예를들면 특개소 63-273331호 공보에 개시된 장치가 있다. 본 예에 있어서는 웨이퍼를 처리할 때 카세트 내로부터 웨이퍼를 반송하기도 하고, 카세트 내에 웨이퍼를 수납하는 등의 경우에 카세트를 설치하는 스테이지를 고정하고, 또한, 반송암측을 상하 및 회전, 직진 자유롭게 함과 동시에 그 구동부를 커버 내부에 수납함으로서 목적을 달성하고 있다.

또, 그 밖의 유사기술의 예로서 예를들면, 일본국 특개소 63-211645호 공보에 개시된 장치가 있다. 본 예에 있어서는 카세트를 고정하고, 상하 2단의 배치된 2개의 반송암을 상하 운동시키는 기구를 사용함으로써 먼지등에 의한 오염이 생기는 것을 방지함과 동시에 카세트내의 웨이퍼에 대한 랜덤액세스를 가능하게 하고, 처리가 끝난 웨이퍼를 미처리시에 수용되어 있던 원래의 위치로 반입하는 장치가 개시되어 있다.

최근 반도체소자를 처음으로 하는 전자디바이스에 대한 미세화, 고집적화 고밀도화의 요구는 점점 높아지는 한편, 제품의 수율향상을 저해하는 파티클 발생의 최대요인인 인간을 생산환경으로부터 배제하는 움직임이 강해지고 있다. 이러한 생산현장에서는 종래 인간에게 의존하고 있던 각 장치간, 생산라인간의 제품의 이동이나, 장치에의 미처리 기판의 투입/회수작업 등을 반송 로보트에 의하여 행하는 방식이 채용되고 있고, 생산장치측에도 반송로보트와의 인터페이스를 구비할 것이 요구되고 있다.

또 상기와 같은 소위 생산라인의 자동화에 수반하여 생산관리 시스템도 자동화되고, 로보트가 반송하는 제품 단위마다 생산관리 정보를 부여하여 각 공정에서는 부여된 정보를 기초로 처리를 행하고, 기록을 관리한다고 했던 시스템이 사용되고 있다. 그곳에서는 로보트가 반송하는 제품단위도 표준적으로는 1카세트가 1단위이지만 2카세트에서 1단위, 또는 반대로 1카세트 중에 복수의 제품단위가 혼재한다고 했던 경우도 있고, 사용자의 사용방법에 따라 신속하게 대응할 수 있는 생산장치가 요구되고 있다.

이상과 같은 환경의 변화를 근거로 하여 상기 종래 기술을 보면 상기 제1의 종래예에 있어서는 제품단위가 복수의 카세트로 구성되어 있는 바와 같은 경우에는 이에 대응하여 로드/언로드 양측에 복수의 카세트 이동기구를 설치할 필요가 있고, 구조의 복잡화, 비용상승의 문제가 현저해지게 된다. 또, 카세트 내에 수납된 기판은 미처리/처리가 끝났음에도 불구하고, 1장의 기판을 출납할 때 마다 모든 기판이 이동할 필요가 있고, 먼지의 발생, 부착이라고 하는 문제를 피할 수 없게 되어 있다.

상기 일본국 특개소 63-273331호 공보에 개시된 장치는 상기 문제점을 감안하여 카세트를 고정화 함으로써 장치의 간력화, 먼지발생의 문제해결을 도모한 것이다. 그러나, 이것을 예를들면 상기 제1의 종래예와 같은 장치와 조합시켜 장치를 구성한 경우에 있어서도 또한, 하기와 같은 문제가 있었다. 즉, 상기 종래 기술에 있어서는 도입측에 세트하는 미처리기판을 수납한 기판카세트와 인출측에 세트하는 빈 기판카세트가 항상 한쌍으로 투입, 회수될 필요가 있고, 또 처리가 끝난 기판은 도입측 기판카세트에 수납되어 있던 때와는 반대의 순번으로 인출측의 기판 카세트에 수납되도록 되어 있다. 따라서, 일반적으로 사용되고 있는 각 카세트를 단위로서 카세트마다 생산정보를 부여하는 방식에 대응하려면 일단 회수한 인출측의 기판카세트로부터 비게된 도입측의 기판카세트에 다시 처리가 끝난 기판을 바꿀 필요가 있고, 공정수가 증가 할 뿐만 아니라, 먼지의 발생에 의한 제품수율의 저하 등의 문제가 발생하고 있었다.

또, 장치 가동효율 면에서도, 도입측 기판카세트로부터 최후에 투입된 기판이 모두 인출측 기판카세트에 수납되어, 다음의 빈카세트가 설치되기까지는 새로운 투입을 기다리든지 또는 새로이 투입한 기판의 처리진행을 중단하고 기다릴 필요가 발생한다고 하는 불편이 발생하고 있었다.

한편, 상기 일본국 특개소 63-211645호 공보에 개시된 장치는 카세트를 고정하고, 상하 2단에 설치된 2개의 반송암을 상하 운동시키는 기구를 사용함으로써 카세트 내의 웨이퍼에 대한 랜덤액세스를 가능하게 하고, 처리가 끝난 웨이퍼를 미처리시에 수용되어 있던 원래의 위치에 반입할 수 있도록 하여 상기의 문제점을 해결하고 있다. 그러나, 생산라인의 자동화에 대응한 장치간 혹은 공정간이 반송로보트와의 문제에 관해서는 아무런 배려가 되어 있지 않다. 예를들면, 본 종래장치에 있어서는 복수의 카세트를 장치에 투입할 경우에는 카세트를 상하 2단 혹은 그 이상으로 세트할 필요가 있다. 이것은 라인측의 반송로보트에 복잡한 동작을 요구하는 상,하측에 세트된 카세트는 상측의 카세트를 회수한 후가 아니면 사실상 회수불가능하고, 복수의 카세트를 투입하여도 장치의 데드타임(카세트 교환을 위한 불가동시간)이 크다고 하는 결점이 있다.

본 발명의 목적은 생산라인의 자동화에의 대응이 용이하고, 또한, 먼지 발생등에 의한 제품의 오염을 저감할 수 있고 높은 생산효율과 높은 제품의 수율을 실현하는 진공처리장치를 제공하는데 있다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 대기압 분위기속에 복수의 피처리기판을 수납한 기판카세트를 대략 수평의 평면상에 복수개 설치한다. 또한, 각각의 기판카세트는 상,하 방향 2위치의 정지위치를 갖고, 피처리 기판의 반출 및 수납은 상기 상,하 2위치의 정지위치의 어느 한쪽만으로 행한다.

본 발명에 있어서는 대기압 분위기 속에, 복수의 피처리기판을 수납한 기판카세트를 대략 수평의 평면상에 복수개 설치하고, 각각의 기판 카세트는 상,하 방향 2위치의 정지위치를 갖도록 함과 함께 피처리기판의 반출 및 수납은 상기 상,하 2위치의 정지위치의 어느 한쪽만으로 행하도록 함으로서, 생산라인의 자동화에의 대응이 용이하고 또한, 먼지의 발생등에 의한 제품의 오염을 저감할 수 있고, 높은 생산효율과 높은 제품의 수율을 실현하는 진공처리 장치를 제공한다.

이하, 본 발명의 일실시예를 제1도 및 제2도에 의하여 설명한다.

제1도는 본 발명에 의한 진공처리장치의 일예이고 반도체 웨이퍼에 대한 드라이에칭처리를 행하는 장치에의 응용을 나타내는 도이고, 제2도는 그 평면도이다.

장치는 미처리의 웨이퍼를 수납한 상태에서 장치에 처리대상을 공급하고, 또한, 처리가 끝난 웨이퍼를 다시 원래의 위치에 수납하여 회수하기 위한 복수(통상25매)의 웨이퍼를 수납할 수 있는 복수의 카세트(1a, 1b)와 상기 카세트(1a, 1b)를 설치하고, 장치에의 도입/회수의 위치를 결정하기 위한 카세트대(2a, 2b)와 진공배기장치(3) 및 가스도입장치(4)를 장비하고 있다. 또한, 본 장치는 미처리의 웨이퍼를 진공분위기에 도입하기 위한 로드록실(5), 마찬가지로 처리가 끝난 웨이퍼를 대기중에 인출하기 위한 언로드록실(6) 웨이퍼에 에칭을 하기 위한 방전부(7)와 웨이퍼스테이지(8)와 진공배기장치(9)와 가스도입장치(10)를 구비한 에칭처리실(11) 이것들의 각실을 각각 기밀하게 분리가능한 격리밸브(12) 및 로드록실(5)/언로드록실(6)과 카세트(1a, 1b)와의 사이에 설치하고, X, Y, Z 및 θ 축을 갖는 로보트를 구비한 로드록실(5)/언로드록실(6)과 카세트(1a, 1b)와의 사이에서 웨이퍼를 수수하기 위한 반송장치(13)를 구비하고 있다.

장치의 동작으로서는 먼지 미처리의 웨이퍼를 수납한 카세트(1a, 1b)가 스토커로부터 장치와 로보트 또는 오퍼레이터에 의하여 공급되고, 카세트대(2a, 2b)에 설치된다. 이때 카세트대(2a, 2b)는 대략 수평한 동일평면상에 있기 때문에 카세트의 공급동작을 단순화하는 것이 가능하고, 생산라인의 자동화에의 대응이 용이하다. 장치는, 카세트에 부여된 생산정보를 스스로 인식하든지, 상위의 제어장치로부터 보내지는 정보에 의거하든지 또는 오퍼레이터가 입력하는 명령에 의하든지 어느 한쪽의 방법에 의하여 웨이퍼에 처리를 행할 수가 있다.

카세트(1a)에 수납된 적어도 1장의 미처리 웨이퍼(20)를 반송장치(13)에 의하여 인출하고, 반송장치(13)에 대하여는 카세트(1a)와는 반대측에 설치된 로드록실(5)에 격리밸브(12a)를 통하여 반입된다. 이때 웨이퍼(20)는 카세트(1a)내의 어느 한 장소에 수납된 것이라도 좋다. 웨이퍼(20)는 격리밸브(12a)로부터 로드록실(5)에 들어간 후, 격리밸브(12b)로부터 언로드록실(6)을 나오기까지, 장치외부의 분위기와는 완전히 차단된 상태에 있다. 이 때문에 격리밸브(12a, 12b)를 경계로 하여 간막이를 설차히고, 카세트대(2a, 2b)와 그곳에 설치된 카세트(1a, 1b) 및 반송장치(13)만은 청정도가 높은 크린룸측에 설치하고, 나머지 부분은 청정도가 낮은 메인테넌스룸측에 둘수가 있다. 로드록실(5)은 격리밸브(12a)를 폐쇄한 후 배기장치(3)에 의하여 소정의 압력까지 진공배기되고, 이어서 격리밸브(12b)가 개방되어 웨이퍼(20)는 에칭실(11)에 반송되어, 시료대(8)상에 설치된다.

에칭실(11)에 반입된 웨이퍼(20)는 소정의 조건에 의하여 에칭처리를 하게 된다. 그동안, 로드록실(5)은 격리밸브(12a, 12b)를 폐쇄한 상태에서 가스도입장치 (4)에 의하여 대기압으로 복귀되고, 개방된 격리밸브(12a)로부터 1회째의 웨이퍼와 마찬가지로 2회째의 웨이퍼가 반송장치(13)에 의하여 반입되고, 다시 배기장치(3)에 의하여 소정의 압력까지 진공배기된다. 1회째의 웨이퍼(20)의 에칭처리가 종료하면, 격리밸브(12c)가 개방되어 처리가 끝난 웨이퍼(20)가 언로드록실(6)에 반출되고, 계속해서 격리밸브(12c)가 폐쇄되고, 격리밸브(12b)가 개방되어 2회째의 웨이퍼가 로드록실(5)로부터 반입되고, 격리밸브(12b)를 폐쇄한 후 에칭처리가 개시된다.

언로드록실(6)에 반출된 처리가 끝난 웨이퍼(20)는 언로드록실(6)을 대기압으로 복귀한 후, 격리밸브(12d)를 통하여 반송장치(13)에 의하여 대기중에 인출되어 당초 수납되어 있던 카세트(1a)내의 원래의 위치로 되돌아간다.

이상의 동작을 반복하여 카세트(1a)에 수납되어 있던 미처리웨이퍼의 처리가 완료하여 원래의 위치에 다시 수납을 끝내면 카세트(1a)는 회수가능하게 되어 따로 미처리의 웨이퍼를 수납한 카세트와 교환된다.

장치는 그동안 카세트(1b) 내의 미처리 웨이퍼의 처리를 계속하고 있다. 카세트(1b)의 모든 웨이퍼의 처리가 완료하기 전에 따로 미처리 웨이퍼를 수납한 카세트가 공급되면 장치는 항상 연속적으로 가동 가능하다.

이때, 생산라인측의 카세트공급/회수 로보트의 동작 자유도의 제한에 의하여 카세트(1a), 카세트(1b)가 수평인 동일 또는 거의 동일한 평면상에 있기 때문에 카세트(1a)의 회수작업 및 따로 미처리 웨이퍼를 수납한 카세트의 공급작업을 행함에 있어서 카세트(1b)가 장해가 될 경우에는, 카세트(1b)를 아래쪽에 설치한 퇴피위치(100)(또는 위쪽에 설치한 퇴피위치(101))에 퇴피시킨다. 퇴피위치에의 카세트(1b)의 이동은 통상의 카세트 엘리베이터에서 사용되는 바와 같은 핀치동작이 불필요하기 때문에, 퇴피개시로부터 원래의 위치에의 복귀까지를 신속하게 행할 수가 있고, 반송장치(13)에 의한 카세트(1b)에의 액세스에 거의 영향을 주는 일이 없이 작업을 행할 수가 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면 로봇에 의한 기판카세트의 투입/회수를 용이하게 행할 수 있고, 또한 연속적으로 처리가 가능하기 때문에 생산라인의 자동화에의 대응을 용이하게 할수 있다고 하는 효과가 있다. 또, 개개의 웨이퍼는 처리에 필요한 최저한의 이동을 하는데 그치기 때문에 먼지의 발생을 억제할 수가 있어 높은 제품의 수율을 실현할 수 있다. 고 하는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 내부의 각각의 위치에 저장된 복수의 웨이퍼를 각각 구비하는 2개의 카세트와; 그들 사이의 경계부에 분리장치가 없이 수평으로 이격된 관계에 있으며 상기 2개의 카세트를 각각 지지하는 제1 및 제2카세트대와; 제1 및 제2의 수직으로 이격된 위치 사이에서 상기 각각의 제1 및 제2카세트대를 이동시키는 수단과; 내부의 진공상태에서 상기 웨이퍼를 처리하는 진공처리실과; 상기 카세트대와 상기 진공처리실 사이에 위치되어, 관련된 카세트대가 제1위치에 유지될 때 각각의 카세트와 상기 진공처리실 사이에서 상기 웨이퍼를 반송하는 웨이퍼반송수단과; 상기 제1 및 제2카세트대 중의 하나가 제2위치에 있을 때 제1위치에 있는 상기 제1 및 제2카세트대 중의 다른 하나로 카세트를 공급/인출하는 카세트 공급 및 인출수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼처리시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 웨이퍼반송수단은, 상기 카세트가 제1위치로부터 이동될 필요없이 각각의 카세트 내에 상기 웨이퍼를 반송하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼처리시스템.
3. 각각의 웨이퍼가 저장되는 복수의 위치를 갖는 복수의 카세트를 수용하고 있는 웨이퍼처리시스템에 있어서; 대기 내에서 각각의 카세트를 수평으로 이격된 관계로 설치하는 복수의 카세트대로서, 상기 웨이퍼가 액세스될 때 상기 각각의 카세트대는 고정위치를 갖고 제1 및 제2의 수직으로 이격된 위치 사이에서 상기 각각의 복수의 카세트대를 이동시키는 수단을 구비하여, 상기 하나의 카세트대 중의 한 카세트대가 제 1위치에 있고 상기 카세트대 중의 다른 카세트대가 제 2위치에 있을 때 상기 카세트대 중 한, 카세트대 위의 카세트를 새로운 카세트와 교환하는 복수의 카세트대와; 내부의 진공상태에서 상기 웨이퍼를 처리하는 진공처리실과; 상기 복수의 카세트대와 상기 진공처리실 사이의 웨이퍼 반송패스를 가로질러 이동가능하고, 상기 카세트대에 설치된 상기 카세트 내의 상기 위치를 액세스하도록 높이 방향으로 이동가능하여 상기 웨이퍼를 반입/인출하는 웨이퍼 반송용의 웨이퍼 반송로봇을 포함하는 웨이퍼반송장치와; 상기 반송로봇과 상기 진공처리실 사이의 상기 웨이퍼 반송패스를 따라 배치되어, 상기 웨이퍼가 카세트로부터 수용되는 경우에는 상기 대기로, 상기 웨이퍼가 상기 처리실로 공급되는 경우에는 상기 진공사태로 상기 웨이퍼를 반송하는 로드록실과; 상기 반송로봇과 상기 진공처리실 사이의 상기 웨이퍼 반송패스를 따라 배치되어, 상기 웨이퍼가 카세트로 공급되는 경우에는 상기 대기로, 상기 웨이퍼가 상기 처리실로부터 수용되는 경우에는 상기 진공상태로 상기 웨이퍼를 반송하는 언로드록실을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리시스템.
4. 제3항에 있어서, 상기 웨이퍼반송로봇은 상기 카세트대에 지지된 상기 각각의 카세트내의 모든 위치로 이동가능하여 상기 카세트의 상기 위치가 변화되지 않는 동안 상기 카세트 내의 모든 위치를 액세스하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼처리시스템.
5. 각각의 웨이퍼가 정장되는 복수의 위치를 갖는 2개의 카세트를 수용하고 있는 웨이퍼처리시스템에 있어서; 대기 내에서 그들 사이의 경계부에 분리장치가 없이 수평으로 이격된 관계에 있으며 각각의 카세트를 설치하고, 각각이 서로로부터 수직으로 이격된 제1 및 제2위치 사이에서 관련된 카세트대를 이동시키는 수단을 구비하는 2개의 카세트대와; 상기 2개의 카세트대 중 상기 하나가 상기 제1위치에 있고 다른 카세트가 설치된 상기 2개의 카세트대 중 다른 하나가 상기 제2위치에 있을 때 상기 2개의 카세트대 중 하나에 설치된 하나의 카세트를 새로운 카세트와 교환하는 수단과; 내부의 진공상태에서 상기 웨이퍼를 처리하는 진공처리실과; 상기 카세트대와 상기 진공처리실 사이에 위치되어 상기 제1위치에 있는 상기 카세트대상에 설치된 상기 각각의 카세트와 상기 진공처리실 사이에서 상기 웨이퍼를 반송하는 웨이퍼반송수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼처리시스템.