KR100440762B1 - Stacked type multi-cluster tool - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 적층식 다중 클러스터 장비는, 복수개의 매엽식 챔버가 수직방향으로 적층되고, 각각의 매엽식 챔버 측벽에는 기체 주입구, 기체 배출구, 및 웨이퍼 장입구가 마련되며, 상기 웨이퍼 장입구들은 수직한 방향으로 일렬로 배열되도록 설치되는 적층식 프로세스 챔버(150); 로보트 아암(135)을 내부에 포함하여 상기 적층식 챔버의 웨이퍼 장입구와 연통되도록 설치되며, 진공상태에서 상기 매엽식 챔버에 웨이퍼를 장입하거나 상기 매엽식 챔버에서 웨이퍼를 빼내는 과정이 진행될 수 있도록 독립적인 진공상태의 유지가 가능한 플랫폼(130); 및 상기 플랫폼에 연결되도록 설치되는 로드락 챔버;를 구비하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 복수개의 매엽식 챔버를 수직 방향으로 적절히 적층하여 장비의 설치면적을 최소화함으로써 매엽식 챔버를 사용할 경우에 실제 생산공정에서 중요한 문제점으로 나타나는 단위면적당 생산량 저하를 극복할 수 있게 된다.In the stacked multi-cluster device according to the present invention, a plurality of sheet-like chambers are stacked in a vertical direction, and each of the sheet-like chamber sidewalls is provided with a gas inlet, a gas outlet, and a wafer charge, and the wafer charges are vertical. A stacked process chamber 150 installed to be aligned in one direction; The robot arm 135 is installed to be in communication with the wafer charging hole of the stacked chamber, and the process of charging the wafer into the wafer chamber or removing the wafer from the wafer chamber in a vacuum state can be performed. A platform 130 capable of maintaining a vacuum state; And a load lock chamber installed to be connected to the platform. According to the present invention, by appropriately stacking a plurality of sheet-type chamber in the vertical direction to minimize the installation area of the equipment it is possible to overcome the decrease in production per unit area, which appears to be an important problem in the actual production process when using the sheet-type chamber.

Description

적층식 다중 클러스터 장비{Stacked type multi-cluster tool}Stacked type multi-cluster tool

본 발명은 적층식 다중 클러스터 장비에 관한 것으로서, 특히 종래의 다중 클러스터 장비에서 매엽식 프로세스 챔버를 수직한 방향으로 복수개 적층한 구조로 설치하는 적층식 다중 클러스터 장비에 관한 것이다.The present invention relates to stacked multi-cluster equipment, and more particularly, to stacked multi-cluster equipment in which a plurality of stacked process chambers are stacked in a vertical direction in a conventional multi-cluster equipment.

반도체소자 제조장비는 웨이퍼를 몇장씩 장입하느냐에 따라 크게 배치형(batch type)과 매엽식(single wafer type)으로 구분할 수 있다. 배치형의 경우에는 공정 불량이 발생할 경우에 한번에 몇십장씩 웨이퍼를 폐기처분해야 하는 단점이 있다. 매엽식의 경우에는 웨이퍼가 챔버에 한장씩 장입되기 때문에 생산수율이 떨어진다는 단점이 있기는 하지만 임계공정에 적합하기 때문에 최근에는 공정에 따라서 매엽식을 많이 사용하고 있다.Semiconductor device manufacturing equipment can be classified into batch type and single wafer type according to how many wafers are loaded. In the case of the batch type, in the case of a process defect, several wafers are disposed of at a time. In the case of single-leaf type, the wafer is charged into the chamber one by one, so the production yield is deteriorated, but it is suitable for the critical process.

매엽식의 단점인 생산수율의 저하를 극복하기 위해서 다중 클러스터 장비가 많이 개발되고 있다. 그러나, 이러한 다중 클러스터 장비는 각기 다른 프로세스 챔버(process chamber)에서 실행되던 복합 공정을 한 대의 클러스터 장비(cluster tool) 안에서 실행하는 공정의 통합화(process integration) 측면에서는 바람직하지만, 장비가 차지하는 면적이 커서 공정 시간이 길 경우에 단위면적당 생산량이 현저히 떨어진다는 단점이 있다.In order to overcome the decrease in production yield, which is a disadvantage of single-leaf type, multi-cluster equipment has been developed. However, such a multi-cluster apparatus is preferable in terms of process integration of a process in which a complex process executed in different process chambers is executed in one cluster tool, but the equipment occupies a large area. If the process time is long, there is a disadvantage that the production per unit area is significantly reduced.

도 1은 종래의 다중 클러스터 장비를 설명하기 위한 개략도이다.1 is a schematic diagram illustrating a conventional multi-cluster equipment.

도 1을 참조하면, 웨이퍼(미도시)는 카세트 로딩부(10)에 장착되어 있는 복수개의 카세트(15)에 배치(batch) 형태로 각각 보관된다. 플랫폼(30)은 7개의 측면을 가지며, 측면에는 1개의 로드락 챔버(40)와 6개의 매엽식 프로세스 챔버(50)가 부착되어 설치된다. 플랫폼(30) 내에는 로보트 아암(35)이 설치된다.Referring to FIG. 1, wafers (not shown) are each stored in a batch form in a plurality of cassettes 15 mounted on the cassette loading unit 10. The platform 30 has seven side surfaces, and one load lock chamber 40 and six single process chambers 50 are attached to the side surface. The robot arm 35 is installed in the platform 30.

웨이퍼는 로보트 아암(25)에 의해 카세트 로딩부(10)에서 로드락 챔버(40)로 반송된다. 로드락 챔버(40)에 반입된 웨이퍼는 로보트 아암(35)의 수평 및 회전 운동에 의해 적절한 매엽식 프로세스 챔버(50)로 반송된다. 매엽식 프로세스 챔버(50)에서 공정이 끝난 후에는 로드락 챔버(40)를 통하여 다시 카세트 로딩부(10)로 반출된다.The wafer is conveyed from the cassette loading section 10 to the load lock chamber 40 by the robot arm 25. The wafer carried in the load lock chamber 40 is conveyed to the appropriate sheet process chamber 50 by the horizontal and rotational movement of the robot arm 35. After the process is completed in the single wafer process chamber 50, it is carried out to the cassette loading unit 10 again through the load lock chamber 40.

상술한 종래의 다중 클러스터 장비는 매엽식 프로세스 챔버(50)들이 수평하게 2차원적으로 배열되어 있기 때문에 설치 면적(foot-print)이 많이 요구된다. 따라서, 단위면적당 생산량이 떨어진다.The conventional multi-cluster equipment described above requires a lot of foot-print because the sheet process chambers 50 are horizontally arranged in two dimensions. Therefore, the yield per unit area falls.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 다중 클러스터 장비의 단점을 보완하기 위하여 프로세스 챔버가 차지하는 면적을 줄임으로써, 매엽식 챔버를 사용하면서도 단위면적당 생산능력을 향상시킬 수 있는 적층식 다중 클러스터 장비를 제공하는 데 있다.Therefore, the technical problem to be achieved by the present invention is to reduce the area occupied by the process chamber to compensate for the shortcomings of the multi-cluster equipment, a multi-layered multi-cluster equipment that can improve the production capacity per unit area while using a single chamber chamber To provide.

도 1은 종래의 다중 클러스터 장비를 설명하기 위한 개략도;1 is a schematic diagram illustrating a conventional multi-cluster equipment;

도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 실시예에 따른 적층식 다중 클러스터 장비를 설명하기 위한 개략도들이다.2A to 2C are schematic diagrams for describing stacked multi-cluster equipment according to an embodiment of the present invention.

< 도면의 주요 부분에 대한 참조번호의 설명 ><Description of Reference Numbers for Main Parts of Drawings>

10: 카세트 로딩부 15: 카세트10: cassette loading unit 15: cassette

25, 35, 135: 로보트 아암 30: 플랫폼25, 35, 135: robot arm 30: platform

40: 로드락 챔버40: load lock chamber

50: 매엽식 프로세스 챔버 113: 웨이퍼50: sheet process chamber 113: wafer

150: 매엽식 챔버 152: 웨이퍼 장입구150: sheet type chamber 152: wafer charging hole

154: 기체배출구154: gas outlet

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 적층식 다중 클러스터 장비는, 복수개의 매엽식 챔버가 수직방향으로 적층되고, 각각의 매엽식 챔버 측벽에는 기체 주입구, 기체 배출구, 및 웨이퍼 장입구가 마련되며, 상기 웨이퍼 장입구들은 수직한 방향으로 일렬로 배열되도록 설치되는 적층식 프로세스 챔버; 외부로부터 웨이퍼를 받아들여 웨이퍼를 수평하게 장착한 상태에서 상하운동하다가 상기 웨이퍼 장입구 중에서 원하는 곳에 위치할 때에 수평운동하여 상기 웨이퍼를 상기 매엽식 챔버에 장입하거나, 그 반대의 운동을 하여 상기 매엽식 챔버에 있는 웨이퍼를 외부로 배출하는 로보트 아암을 내부에 포함하여, 상기 적층식 챔버의 웨이퍼 장입구와 연통되도록 설치되며, 진공상태에서 상기 매엽식 챔버에 웨이퍼를 장입하거나 상기 매엽식 챔버에서 웨이퍼를 빼내는 과정이 진행될 수 있도록 독립적인 진공상태의 유지가 가능한 플랫폼; 및 상기 플랫폼에 연결되도록 설치되는 로드락 챔버;를 구비하는 것을 특징으로 한다.Stacked multi-cluster equipment according to the present invention for achieving the above technical problem, a plurality of sheet-type chamber is stacked in a vertical direction, each of the single chamber side wall is provided with a gas inlet, gas outlet, and wafer charging hole A stacked process chamber in which the wafer charges are arranged to be aligned in a vertical direction; The wafer is picked up from the outside and moved up and down in a state where the wafer is mounted horizontally. When the wafer is positioned at a desired position among the wafer holders, the wafer is moved horizontally to load the wafer into the sheetfed chamber or vice versa. Including a robot arm for discharging the wafer in the chamber to the outside, the robot arm is installed to communicate with the wafer charging hole of the stacked chamber, and the wafer is charged in the vacuum chamber or the wafer is removed from the wafer chamber. A platform capable of maintaining an independent vacuum to allow the extraction process to proceed; And a load lock chamber installed to be connected to the platform.

여기서, 상기 기체 배출구는 상기 매엽식 챔버 측벽에서 수평한 방향으로 돌출된 후 아래방향으로 수직하게 절곡되도록 설치되고, 상기 매엽식 챔버에서 상기 기체 배출구가 돌출되는 부분은 수직한 방향으로 일렬로 배열되지 않도록 설치되는것이 바람직하다.Here, the gas outlets are installed to be bent vertically downward after protruding in a horizontal direction from the side wall of the single chamber, and the portions of the gas outlets protruding from the single chamber are not arranged in a line in the vertical direction. It is desirable to be installed so as not to.

이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.

도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 실시예에 따른 적층식 다중 클러스터 장비를 설명하기 위한 개략도들이다. 여기서, 도 2b는 도 2a의 매엽식 프로세스 챔버(150) 하나만을 도시한 것이다.2A to 2C are schematic diagrams for describing stacked multi-cluster equipment according to an embodiment of the present invention. 2B illustrates only one sheet process chamber 150 of FIG. 2A.

도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 본 발명은 도 1의 카세트 로딩부(10), 카세트(15), 로보트 아암(25), 및 로드락 챔버(40)은 그대로 있고 공정챔버(50) 만이 적층식 구조를 갖는 것을 특징으로 한다. 로보트 아암(135)도 도 1의 로보트 아암(35)에 대응되는 것으로서 단지 수직운동이 가능하다는 것과 같이 동작과정이 약간 다를 뿐이다. 플랫폼(130)도 참조번호만 다를 뿐 도1의 플랫폼(30)과 같은 기능을 한다.적층식 챔버는 매엽식 챔버(150) 복수개가 수직방향으로 적층되어 이루어진다. 여기서, 각각의 매엽식 챔버(150) 측벽에는 기체주입구(미도시), 기체배출구(154), 및 웨이퍼 장입구(152)가 마련된다.2A to 2C, the present invention shows that the cassette loading part 10, the cassette 15, the robot arm 25, and the load lock chamber 40 are left as they are, and only the process chamber 50 is stacked. It has a formula structure. The robot arm 135 also corresponds to the robot arm 35 of FIG. 1, and the operation process is slightly different, such as vertical movement is possible. The platform 130 may also function as the platform 30 of FIG. 1 except that the reference numerals are different from each other. The stacked chamber is formed by stacking a plurality of sheet-type chambers 150 in a vertical direction. Here, a gas injection hole (not shown), a gas discharge hole 154, and a wafer charging hole 152 are provided on the sidewall of each single wafer 150.

로보트 아암(135)을 통하여 웨이퍼(113)를 매엽식 챔버(150)에 장입할 경우에 로보트 아암(135)의 동선이 최소화 되도록 웨이퍼 장입구(152)들은 수직방향으로 일렬로 배열되도록 설치된다.플랫폼(130)은 로보트 아암(135)을 내부에 포함하여 적층식 챔버의 웨이퍼 장입구(152)와 연통되도록 설치되며, 진공상태에서 매엽식 공정챔버(150)에 웨이퍼를 장입하거나 매엽식 공정챔버(150)에서 웨이퍼를 빼내는 과정이 진행될 수 있도록 독립적인 진공상태의 유지가 가능한 구성을 한다.도 2c에 도시된 바와 같이, 플랫폼(130)에는 로드락 챔버(40)와 적층식 챔버가 각각 연결되어 설치된다. 따라서, 하나의 측면에 여러개의 매엽식 프로세스 챔버(150)가 수직으로 적층되어 설치될 수 있기 때문에 플랫폼(130)의 모든 측면에 프로세스 챔버(150)가 설치되지 않더라도 최소공간에서 충분한 수만큼 챔버를 설치할 수 있다.When the wafer 113 is inserted into the single chamber 150 through the robot arm 135, the wafer holders 152 are installed to be aligned in a vertical direction so that the copper line of the robot arm 135 is minimized. The platform 130 includes the robot arm 135 installed therein so as to communicate with the wafer charging hole 152 of the stacked chamber, and loads the wafer into the single wafer process chamber 150 in a vacuum state, or the single wafer process chamber. An independent vacuum state can be maintained so that the process of removing the wafer from 150 can be performed. As shown in FIG. 2C, the load lock chamber 40 and the stacked chamber are connected to the platform 130, respectively. Is installed. Accordingly, since the single sheet process chamber 150 may be vertically stacked and installed on one side, even if the process chamber 150 is not installed on all sides of the platform 130, the chambers may be installed in a sufficient number in a minimum space. Can be installed.

로보트 아암(135)은 웨이퍼(113)를 수평하게 장착한 상태에서 상하운동하다가 웨이퍼 장입구(152) 중에서 원하는 곳에 위치할 때에 수평운동하여 웨이퍼(113)를 매엽식 공정챔버(150)에 한장씩 장입하거나, 그 반대의 운동을 하여 매엽식 공정챔버(150)에 있는 웨이퍼(113)를 밖으로 끌어낼 수 있도록 설치된다.The robot arm 135 moves up and down while the wafer 113 is horizontally mounted, and then moves horizontally when the robot arm 135 is positioned at a desired position among the wafer charging holes 152 to load the wafer 113 into the sheet process chamber 150 one by one. Or, the reverse movement is installed to pull out the wafer 113 in the single process chamber 150.

기체 배출구(154)는 매엽식 챔버(150) 측벽에서 수평방향으로 돌출된 후 아래방향으로 수직하게 절곡되도록 설치된다. 이 때, 기체 배출구(154)에 의해 차지되는 면적이 최소화 되도록 매엽식 챔버(150)에서 기체 배출구(154)가 돌출되는 부분은 수직한 방향으로 일렬로 배열되지 않도록 설치한다.The gas outlet 154 is installed to protrude in the horizontal direction from the side wall of the sheet type chamber 150 and then bend vertically downward. At this time, the portion in which the gas outlet 154 protrudes from the sheet type chamber 150 is installed so that the area occupied by the gas outlet 154 is minimized.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 적층식 다중 클러스터 장비에 의하면, 복수개의 매엽식 프로세스 챔버를 수직 방향으로 적절히 적층하여 장비의 설치면적을 최소화함으로써 매엽식 챔버를 사용할 경우에 실제 생산공정에서 중요한 문제점으로 나타나는 단위면적당 생산량 저하를 극복할 수 있게 된다.According to the stacked multi-cluster equipment according to the present invention as described above, by stacking a plurality of sheet-fed process chambers in the vertical direction to minimize the installation area of the equipment as an important problem in the actual production process when using the sheet-type chamber It is possible to overcome the decrease in production per unit area.

본 발명은 상기 실시예에만 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 많은 변형이 가능함은 명백하다.The present invention is not limited to the above embodiments, and it is apparent that many modifications are possible by those skilled in the art within the technical spirit of the present invention.

Claims (3)

복수개의 매엽식 챔버가 수직방향으로 적층되고, 각각의 매엽식 챔버 측벽에는 기체 주입구, 기체 배출구, 및 웨이퍼 장입구가 마련되며, 상기 웨이퍼 장입구들은 수직한 방향으로 일렬로 배열되도록 설치되는 적층식 프로세스 챔버;A plurality of sheet chambers are stacked in a vertical direction, and each of the sheet chamber side walls is provided with a gas injection hole, a gas discharge hole, and a wafer charging hole, and the wafer charging holes are stacked to be aligned in a vertical direction. Process chambers; 외부로부터 웨이퍼를 받아들여 웨이퍼를 수평하게 장착한 상태에서 상하운동하다가 상기 웨이퍼 장입구 중에서 원하는 곳에 위치할 때에 수평운동하여 상기 웨이퍼를 상기 매엽식 챔버에 장입하거나, 그 반대의 운동을 하여 상기 매엽식 챔버에 있는 웨이퍼를 외부로 배출하는 로보트 아암을 내부에 포함하여, 상기 적층식 챔버의 웨이퍼 장입구와 연통되도록 설치되며, 진공상태에서 상기 매엽식 챔버에 웨이퍼를 장입하거나 상기 매엽식 챔버에서 웨이퍼를 빼내는 과정이 진행될 수 있도록 독립적인 진공상태의 유지가 가능한 플랫폼; 및The wafer is picked up from the outside and moved up and down in a state where the wafer is mounted horizontally. When the wafer is positioned at a desired position among the wafer holders, the wafer is moved horizontally to load the wafer into the sheetfed chamber or vice versa. Including a robot arm for discharging the wafer in the chamber to the outside, the robot arm is installed to communicate with the wafer charging hole of the stacked chamber, and the wafer is charged in the vacuum chamber or the wafer is removed from the wafer chamber. A platform capable of maintaining an independent vacuum to allow the extraction process to proceed; And 상기 플랫폼에 연결되도록 설치되는 로드락 챔버;를 구비하는 것을 특징으로 하는 적층식 다중 클러스터 장비.Stacked multi-cluster equipment comprising a; load lock chamber is installed to be connected to the platform. 제1항에 있어서, 상기 기체 배출구는 상기 매엽식 챔버 측벽에서 수평한 방향으로 돌출된 후 아래방향으로 수직하게 절곡되도록 설치되고, 상기 매엽식 챔버에서 상기 기체 배출구가 돌출되는 부분은 수직한 방향으로 일렬로 배열되지 않도록 설치되는 것을 특징으로 하는 적층식 다중 클러스터 장비.The gas outlet of claim 1, wherein the gas outlet is installed to protrude in a horizontal direction from the side wall of the single wafer, and then bent vertically downward. Stacked multi-cluster equipment, characterized in that the installation is not arranged in a line. 삭제delete
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100265287B1 (en) * 1998-04-21 2000-10-02 윤종용 Multi-chamber system for etching equipment for manufacturing semiconductor device

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