KR100272890B1 - 이중 카세트 로드 로크 - Google Patents

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엠. 살츠만 필
씨. 머도크 스티븐
왕 쳉
에이. 스텐홀른 마크
호워드 제임스
홀 레오나드
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조셉 제이. 스위니
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Abstract

가공물 로딩 인터페이스는 진공으로 기공들, 전형적으로 웨이퍼를 처리하는 가공물 처리 시스템내에 포함된다. 가공물 로딩 인터페이스는 두개의 분리된 챔버료 포함한다. 각 챔버는 따로따로 펌핑되어 내려와진다. 이리하여, 제1챔버로 부터 웨이퍼의 제1카세트가 액세스되는 동안, 웨이퍼의 제2카세트는 제2챔버에 로드되고 제2챔버가 펌핑되어 내려와 질수 있다. 각 챔버는 클린 룸(clean room)으로의 침입을 최소화 하도록 설계되어 있다. 이리하여, 각 챔버의 문은, 열릴때, 먼저 문을 챔버에 있는 개구로 부터 약간 이동시키고 나서 문이 챔버에 평행하게 아래로 이동되는 기계조적 구조를 갖는다. 문이 열린 후, 웨이퍼의 카세트는 가동교와 같은 움직임으로 개구를 통하여 낮아진다. 웨이퍼가 카세트로 부터 액세스되는 위치가 카세트가 챔버로 부터 낮아지는 위치와 다를때 카세트는 챔버내에서 피봇 회전될 수 있다.

Description

이중 카세트 로드 로크
제1도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 두개의 카세트 로드 로크를 포함하는 반도체 처리장치의 블록 타이어그램의 평면도.
제2도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제1도에 도시된 반도체 처리장치의 일부분인 로드 로크의 블록 다이어그램.
제3도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제2도에 도시된 로드 로크의 제 2블록 타이어그램.
제4도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제2도에 도시된 또 다른 블록 타이어그램.
제5도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제2도에 도시된 로드 로크로부터 연장된 위치에 있는 카세트 웨이퍼 홀더의 블록 타이어그램.
제6도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제2도에 도시된 로드 로크내의 직립한 위치에 있는 제5도에 도시된 카세트 웨이퍼의 블록 다이아그램.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 반도체 처리장치 2 : 중앙챔버
3,4,5,6 : 처리챔버 7,8,9 : 챔버
10,11 : 웨이퍼 14,15 : 피봇점
16, 17 : 웨이퍼 카세트 19, 20 : 진공챔버
21 : 문 35,36 : 링크
본 발명은 반도체 처리장치에서 가공물의 로딩에 사용되는 전면부 로딩 인터페이스에 관한 것이다.
반도체 처리장치는 종종 처리가 수행되는 다수의 챔버를 갖는다. 아암 어셈블리 또는 다른 로봇 장치는 가공물, 전형적으로 웨이퍼를 웨이퍼 대기 스테이션으로부터 여러 처리 챔버로 이송시키는데 사용된다. 처리가 종료될때 웨이퍼는 대기 스테이션으로 되돌아 온다. 종래의 반도체 처리장치의 일례가, 쿼드 프로세서(Quad Processor)라는 명칭으로 Maher 등에게 허여된 미합중국 특허 제 4,715,921호에 개시되어 있다.
반도체 처리는 전형적으로 진공 상태하에서 행해진다. 따라서, 처리될 웨이퍼의 카세트가 놓여지는 웨이퍼 대기 스테이션은 웨이퍼가 액세스되기 전에 펌핑되어야 한다. 이것은 미처리된 웨이퍼의 카세트와 교환될 처리된 웨이퍼의 카세트를 기다리고 웨이퍼 대기 스테이션을 펌핑하는동안 반도체 처리장치가 쉬게되는 시간을 상당히 증가시킨다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 가공물 로딩 인터페이스는 가공물 처리 시스템내에 포함된다. 가공물 로딩 인터페이스는 두개의 개별 챔버를 포함한다. 각 챔버는 개별적으로 펑핑될 수 있다. 따라서, 제1챔버로부터 가공물, 전형적으로 웨이퍼의 제1카세트가 액세스되는 동안, 웨이퍼의 제2카세트가 제2챔버에 로드될 수 있고 그 다음에 제2챔버가 펌핑될 수 있다. 이것은 가공물 처리 시스템을 통하여 가공물, 즉 웨이퍼의 스루풋을 상당히 증가시킬 수 있다.
바람직한 실시예에서, 각 챔버는 청정실로의 침입을 최소화하도록 설계된다. 따라서, 각 챔버의 문은, 열릴때, 챔버의 개구부로부터 약간 떨어지도록 이동된 다음 챔버에 평행하게 아래로 이동되는 메커니즘을 갖는다. 문이 열린후, 웨이퍼의 카세트는 가동교(可動橋)와 같은 움직임으로 개구부를 통하여 하강된다. 웨이퍼의 카세트는 측판이 없는 지지물상에 놓여지므로, 처리된 웨이퍼의 카세트는 자동화된 장치에 의하여 미처리된 웨이퍼의 카세트와 용이하게 교체된다. 카세트는 웨이퍼가 카세트로부터 액세스 되는 위치와 카세트가 챔버로부터 하강된 위치가 다를때 챔버내에서 피봇 회전될 수 있다.
제1도에는 반도체 처리장치(1)의 평면도가 도시되어 있다. 반도체 처리장치(1)는, 예를 들어 웨이퍼를 에칭시키는데 사용될 수 있다.
반도체 처리장치(1)는, 예를 들어 처리챔버(3), 처리챔버(4), 처리챔버(5) 및 처리챔버(6)를 포함한다. 중앙챔버(2)는 웨이퍼가 여러 처리챔버로 이송되거나 여러 처리챔버로부터 이송될때 로봇 장치(7)상의 웨이퍼를 일시적으로 보관하기 위하여 사용될 수 있다.
반도체 처리장치(1)는 또한 이중 카세트 로드 로크를 포함한다. 챔버(8)내에서, 웨이퍼 카세트(또는 웨이퍼 캐리어)(16)는 웨이퍼(10)를 지지한다. 챔버(9)내에서, 웨이퍼 카세트(17)는 웨이퍼(11)를 지지한다. 웨이퍼 카세트(17)는 피봇점(15) 주위를 피봇 회전한다. 카세트(17)로부터의 웨이퍼(11)가 반도체 처리장치(1)에 의해 액세스될 때, 웨이퍼 카세트(17)는 도시된 바와같이 게이트(13)에 대해서 평행하게되어 중앙챔버(2)내로의 이송을 위하여 로봇 장치(7)에 의하여 쉽게 액세스 된다. 웨이퍼 카세트(17)가 챔버(9)로부터 제거될 때, 웨이퍼 카세트(17)는 챔버(9)의 열림과 챔버(9)로부터의 제거에 대비하여 게이트(13)로부터 다시 피봇 회전한다.
유사하게, 웨이퍼 카세트(16)는 피봇점(14) 주위를 피봇 회전한다. 웨이퍼 카세트(16)로부터의 웨이퍼(10)가 처리를 위한 반도체 처리장치(1)에 의하여 액세스될 때, 웨이퍼 카세트(16)는 게이트(12)에 대해서 평행하게 되어 중앙 챔버(2)로의 이송을 위해 로봇 장치(7)에 의하여 쉽게 액세스된다. 웨이퍼 카세트(16)가 챔버(8)로부터 제거될 때, 웨이퍼 카세트(10)는, 도시된 바와같이, 챔버(8)의 열림과 챔버(9)로부터의 제거에 대비하여 게이트(12)로부터 다시 각도(18)로 피봇 회전될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 각도(18)는 약 21°이다.
챔버(8)와 챔버(9)는 분리되어 개별적으로 펌핑될 수 있다. 진공펌프(19)는 챔버(8)를 진공상태로 만들 수 있다. 진공펌프(20)는 챔버(9)를 진공 상태로 만들 수 있다. 제1도에는 진공펌프(19,20)가 개략적으로 도시되어 있다. 전형적으로 진공 펌프(19,20)는 반도체 처리장치(1)내에 있다. 또한, 제1도가 두개의 개별 펌프를 도시하고 있을지라도, 단일 펌프가 챔버(8)와 챔버(9)를 분리하여 개별적으로 펌핑하기 위하여 사용될 수 있다.
제2도는 웨이퍼 챔버(8)의 간략화된 블록 정면도이다. 바람직한 실시예에서, 챔버(8)의 용적은 46리터이다. 문(21)은 닫힌 위치로 도시되어 있다. 문(21)은 관찰창(22)을 포함한다. 문(21)은 로드(rod)(24) 내의 유압 작동기에 의해 열리고 닫힌다. 유압 작동기 인터페이스내의 자석은 외부 링(26)을 끌어당긴다. 외부링(26)은 어셈블리(23)를 통하여 문(21)에 연결된다.
제3도는 개방 위치로 하강된 문(21)을 도시한다. 개구부(25)는 예를들어 높이가 15인치이며 폭이 10½인치일 수 있다. 아래로 개방시킴으로써, 청정실내로의 문의 침입이 최소화될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 전체 침입은 약 1인치이다.
일단 문(21)이 하강하면, 지지 구조물(43)상의 웨이퍼 카세트(16)는 가동교가 성문 입구에서 하강하는 것과 같이 챔버(8)로부터 하강될 수 있다. 그 다음에, 웨이퍼 카세트(16)는 제거되고 새로운 웨이퍼 카세트가 지지 구조물(43)상에 놓여질 수 있다. 지지 구조물(43)은 문(21)이 열려서 웨이퍼 카세트(16)가 하강할때 층 공기흐름이 웨이퍼(10)를 세정할 수 있도록 공동(空洞)의 바닥으로 설계되어 있다.
제4도에는 문(21)의 열고 닫힘을 제어하는 메커니즘의 추가 상세도가 도시되어 있다. 문(21)의 측판(31)은 스프링(34) 및 링크(35,36)에 의하여 캐리지(30)에 연결된다. 로드(24)내의 유압 작동기에 의하여 제어되는 것처럼, 문(21)은 레일(50)에 평행하게 위아래로 이동한다. 닫힐 때, 문(21)이 돌출부(32)에 의하여 정지된다. 그러나, 캐리지(30)는 갭(33)이 완전히 닫혀질때까지 스프링(34)의 팽창에 의해 계속하여 위쪽으로 이동한다. 캐리지(30)가 계속하여 위로 이동하는 동안, 링크(36)에 연결된 피봇(39)과 링크(35)에 연결된 피봇(40)은 계속하여 위로 이동한다. 그러나, 링크(36)에 연결된 피봇(37)과 링크(35)에 연결된 피봇(38)은 문(21)이 캐리지(30) 쪽으로 이동하도록 한다. 따라서, 갭(33)이 닫힐때, 링크(35,36)는 캐리지(30)의 상향 이동을 문(21)의 수평 이동으로 바꾼다. 이리하여, 문(21)은 챔버와 꼭맞게 되어 챔버(8)를 밀봉시킨다.
문(21)이 열릴때, 스프링(34)은 간격(33)이 다시 나타나고 링크(35,36)가 곧게 되도록 압축된다. 따라서, 문(21)은 챔버(8)로부터 수평으로 이동한다.
제5도 및 제6도는 지지 구조물(43)의 하강 및 상승을 안내하는 어셈블리의 하나의 가능한 실행에 대한 블록 다이어그램을 보여준다. 제5도에서, 지지 구조물(43)과 카세트(16)는 챔버(8)로부터 하강하는 것으로 보여져 있다. 지지 구조물(43)에 연결된 로울러(44)는 캠을 포함하는 슬롯(46)의 연장부가 챔버(8)내에 놓이도록 도시되어 있다. 또한, 지지 구조물(43)에 연결된 로울러(45)는 슬롯트랙(46)의 제 1단부에 도시되어 있다.
제6도에서, 지지 구조물(43)과 카세트(16)는 챔버(8)내의 직립한 위치에 놓여있다. 이 위치에서, 웨이퍼(10)는 반도체 처리장치(1)에 의해서 액세스될 수 있도록 수평하게 적층되어있다. 지지 구조물(43)과 카세트(16)가 직립한 위치에 있을때, 로울러(45)는 슬롯 트랙(46)의 제2단부로 굴르며 로울러(7)는 정지부(49)에 놓인다. 정지부(49)는 슬롯(46)을 포함하는 캠의 연장부이다.

Claims (19)

  1. 중앙이송챔버와; 상기 중앙이송챔버에 연결된 다수의 진공처리챔버와; 가공물 캐리어를 반입하기 위한 개구부를 각각 가진 이중 외부챔버와; 상기 가공물 캐리어가 상기 개구부를 통해 액세스될 수 있는 제1위치와 상기 가공물 캐리어가 상기 중앙챔버내에 포함된 가공물 조절기를 통해 액세스될 수 있는 제2위치사이에서 상기 가공물 캐리어를 피봇 회전시키기 위하여 상기 각각의 이중 외부챔버내에 배치된 피봇 메커니즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 가공물 처리시스템.
  2. 제1항에 있어서, 닫을 때 개구부를 덮어 밀봉하는 문과; 상기 문을 열 때, 상기 개구부로부터 약간 떨어지도록 상기 문을 이동시킨다음 상기 챔버에 대해 평행하게 문을 아래쪽으로 이동시키는 문 메커니즘을 더 포함하며, 이동하는 상기 문은 상기 챔버에 평행하게 이동하기 때문에 표면 마찰이 일어나지 않는 것을 특징으로 하는 가공물 처리시스템.
  3. 중앙이송챔버와; 상기 중앙이송챔버에 연결된 다수의 진공처리챔버와; 하나 이상의 가공물을 반입하기 위한 개구부를 각각 가진 이중 외부 챔버와; 가동교 이동방식으로 상기 가공물을 상기 각각의 외부챔버로부터 상기 개구부를 통해 하강시키는 가공물 캐리어 지지 메커니즘을 포함하는 것을 특징으로 가공물 처리시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 가공물 캐리어 지지 메커니즘은 상기 외부챔버의 외부에서 수직방향으로 가공물 캐리어를 반입하며, 상기 가공물이 상기 개구부를 통해 이동할 때 상기 가공물 캐리어를 수평방향으로 회전시키는 것을 특징으로 하는 가공물 처리시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 가공물 캐리어 지지물은 상기 가공물 캐리어가 상기 챔버의 외부에서 수직방향으로 있을 때 상기 가공물 캐리어 아래에 위치하는 개구부를 가지며, 층공기는 상기 개구부를 통해 용이하게 흐르는 것을 특징으로 하는 가공물 처리시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 가공물 캐리어 지지물은 다수의 가공물을 포함하는 가공물 캐리어를 지지하는 것을 특징으로 하는 가공물 처리시스템.
  7. 제3항에 있어서, 닫을 때, 상기 개구부를 덮어서 밀봉하는 문과; 상기 문을 열 때 상기 개구부로부터 약간 떨어지도록 문을 이동시킨다음 상기 챔버에 평행하게 상기 문을 아래쪽으로 이동시키는 문 메커니즘을 포함하며, 이동하는 상기 문은 상기 챔버에 평행하게 이동하기 때문에 표면마찰이 일어나지 않는 것을 특징으로 하는 가공물 처리시스템.
  8. 제3항에 있어서, 상기 가공물 캐리어가 상기 개구부를 통해 액세스될 수 있는 제1위치와 상기 가공물 캐리어가 상기 중앙이송챔버내에 포함된 가공물 조절기를 통해 액세스될 수 있는 제 2위치사이에서 상기 가공물 캐리어를 피봇 회전시키기 위하여 상기 각각의 이중 외부챔버내에 배치된 피봇 메커니즘을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가공물 처리시스템.
  9. 제8항에 있어서, 닫을 때, 상기 개구부를 덮어서 밀봉하는 문과; 상기 문을 열 때 상기 개구부로부터 약간 떨어지도록 상기 문을 이동시킨다음 상기 챔버에 평행하게 상기 문을 아래쪽으로 이동시키는 문 메커니즘을 포함하며, 이동하는 상기 문은 상기 챔버에 평행하게 이동하기 때문에 표면마찰이 일어나지 않는 것을 특징으로 하는 가공물 처리시스템.
  10. 중앙이송챔버와; 상기 중앙이송챔버에 연결된 다수의 진공처리챔버와; 하나 이상의 가공물을 반입하기 위한 개구부를 각각 가지는 이중 외부챔버와; 닫을 때, 상기 개구부를 덮어서 밀봉하는 문과; 상기 문을 열 때 상기 개구부로부터 약간 떨어지도록 상기 문을 이동시킨다음 상기 챔버에 평행하게 상기 문을 아래쪽으로 이동시키는 문 메커니즘을 포함하며, 이동하는 상기 문은 상기 챔버에 평행하게 이동하기 때문에 표면마찰이 일어나지 않는 것을 특징으로 하는 가공물 처리시스템.
  11. 하나 이상의 가공물을 반입하기 위한 개구부를 가진 외부 챔버와; 닫을 때, 상기 개구부를 덮어서 밀봉하는 문과; 상기 문을 열 때 상기 개구부로부터 약간 떨어지도록 상기 문을 이동시킨다음 상기 챔버에 평행하게 상기 문을 아래쪽으로 이동시키는 문 메커니즘을 포함하며, 이동하는 상기 문은 상기 챔버에 평행하게 이동하기 때문에 표면마찰이 일어나지 않는 것을 특징으로 하는 가공물 처리시스템.
  12. 이송챔버에 연결된 적어도 하나의 진공처리챔버를 포함하는 가공물 처리시스템에서, 상기 가공물을 상기 이송챔버내로 로딩하는 방법에 있어서, 피봇 가공물 캐리어 지지물, 상기 처리시스템의 외부로부터 가공물 캐리어를 반입하기 위한 제1 개구부, 및 상기 처리시스템에 상기 가공물을 이송하기 위한 제2 개구부를 가지며, 상기 이송챔버에 연결된 가공물 로드/ 언로드 챔버를 제공하는 단계와; 상기 가공물 캐리어 지지물이 상기 제1 개구부에 인접하도록하여 상기 제1개구부를 통해 상기 가공물 캐리어 지지물상에 상기 가공물 캐리어를 반입하는 단계와; 상기 가공물 캐리어 지지물이 상기 제2개구부에 인접하도록 상기 가공물 캐리어 지지물을 피봇 회전시키는 단계와; 상기 가공물 캐리어로부터 적어도 하나의 가공물을 추출하는 단계와; 상기 적어도 하나의 가공물을 상기 적어도 하나의 진공처리챔버에 이송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 가공물 캐리어 지지물상에 가공물 캐리어를 반입하기 위한 상기 단계는, 가동교 이동방식으로 상기 제 1개구부를 통해 상기 가공물 캐리어 지지물을 하강시키는 단계와; 상기 가공물 캐리어가 하강위치에 있는동안 상기 가공물 캐리어를 받아들이는 단계와; 가동교 이동방식으로 상기 제1개구부를 통해 상기 가공물 캐리어 지지물을 상승시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 가공물 캐리어를 받아들이는 상기 단계는 수직 방향의 가공물 캐리어를 받아들이는 단계를 포함하며, 상기 제1개구부를 통해 상기 가공물 캐리어 지지물을 상승시키는 상기 단계는 상기 가공물 캐리어를 수평 위치로 회전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 수직방향의 가공물 캐리어를 받아들이는 상기 단계는 상기 수직방향의 가공물 캐리어를 통해 그리고 상기 가공물 캐리어 지지물의 개구부를 통해 층 공기를 흐르게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 이송챔버에 연결된 적어도 하나의 진공처리챔버를 포함하는 가공물 처리시스템에서, 가공물을 상기 이송챔버내로 로딩하는 방법에 있어서, 가공물 캐리어 지지물, 상기 처리시스템 외부로부터 상기 가공물 캐리어를 반입하기 위한 제1개구부 및 상기 처리 시스템에 가공물을 이송하기 위한 제2개구부를 가지며, 상기 이송챔버에 연결된 가공물 로드/언로드 챔버를 제공하는 단계와, 상기 가동교 이동방식으로 상기 제1개구부를 통해 상기 가공물 캐리어 지지물을 하강시키는 단계와; 상기 가공물 캐리어 지지물이 상기 하강위치에 있는 동안 상기 가공물 캐리어를 받아들이는 단계와; 가동교 이동방식으로 제1개구부를 통해 상기 가공물 캐리어를 상승시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 가공물 캐리어를 받아들이는 상기 단계는 수직방향의 가공물 캐리어를 받아들이는 단계를 포함하며, 제1개구부를 통해 가공물 캐리어 지지물을 상승시키는 상기 단계는 수평위치로 상기 가공물 캐리어를 회전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제17항에 있어서, 수직방향의 가공물 캐리어를 받아들이는 상기 단계는 상기 수직방향의 가공물 캐리어를 통해 그리고 상기 가공물 캐리어 지지물의 개구부를 통해 층 공기를 흐르게 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 이송챔버에 연결된 적어도 하나의 진공처리챔버를 포함하는 가공물 처리시스템에서, 가공물을 상기 이송챔버내로 로딩하는 방법에 있어서, 상기 처리시스템 외부로부터 가공물 캐리어를 반입하기 위한 제1개구부 및 상기 개구부를 덮어서 밀봉하는 문을 가지며, 상기 이송챔버에 연결된 가공물 로드/언로드 챔버를 제공하는 단계와: 상기 개구부로부터 약간 떨어지도록 상기 문을 수평방향으로 이동시키는 단계와; 상기 챔버 표면에 평행하게 상기 문을 아래쪽으로 이동시키는 단계와; 상기 제1개구부를 통해 상기 가공물 캐리어를 반입하는 단계를 포함하며, 이동하는 상기 문은 상기 챔버에 평행하게 이동하기 때문에 표면마찰이 일어나지 않는 것을 특징으로 하는 방법.
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