KR100523822B1 - 진공처리장치 및 진공처리시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 시료의 대구경화에 대응하면서 제조비용의 상승을 억제할 수 있고, 또한 메인티넌스성이 우수한 진공처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 진공처리장치는, 병설한 복수의 카세트대(2a, 2b) 및 이들 카세트대로부터 또는 카세트대로 웨이퍼(20)를 반송하기 위한 반송장치(13)를 구비한 대기 로더(1)와, 웨이퍼를 처리하기 위한 에칭처리실(11a, 11b) 및 이것에 게이트밸브(15a, 15b)를 거쳐 연이어 접속된 진공반송실(16)을 구비한 진공로더(7)와, 상기 반송장치(13)와 상기 진공 반송실(16)을 연이어 접속하기 위한 게이트밸브 (12a, 12b, 12c, 12d)를 구비한 로드록실(6a) 및 언로드록실(6b)로 이루어지는 록장치(6)를 포함하여 구성되어 있다. 그리고 웨이퍼를 처리하기 위한 에칭처리실은 UHF-ECR 리액터에 의해 형성되는 에칭처리실이며, 그 에칭처리실은 진공 반송실 및 록장치의 중앙을 지나는 축선 A선에 대하여 대칭으로 하고, 또한 진공반송실의 반대측에만 2개 설치되며, 또한 진공반송실에 대하여 상기 2개의 에칭처리실의 배치위치는 진공반송실의 반대측에서 예각을 이루고 있고, UHF-ECR의 안테나(110a, 110b)는 상기 축선에 대하여 대략 평행하며, 또한 상기 진공반송실과는 반대측으로 개방된다.

Description

진공처리장치 및 진공처리시스템{VACUUM PROCESSING APPARATUS AND VACUUM PROCESSING SYSTEM}
본 발명은 진공처리장치에 관한 것으로, 특히 Si 등의 반도체소자 기판인 시료에 대하여 에칭, CVD(화학적 기상성장),스패터링, 애싱, 헹굼(수세) 등의 매엽처리를 하는 데 적합한 진공처리장치와 이를 사용하여 반도체 디바이스를 제조하는 반도체제조라인에 관한 것이다.
시료를 처리하는 진공처리장치는, 크게 나누면 카세트블록과 진공처리블록으로 구성되어 있고, 카세트블록은 반도체 제조라인의 베이통로에 면하여 길이방향으로 신장되는 프론트를 가지며, 시료용 카세트나 시료의 오리엔테이션을 합친 얼라인먼트유닛과 대기로봇이 있다. 진공처리블록에는 로드측 로드록실, 언로드측 로드록실, 진공처리실, 후진공처리실, 진공펌프 및 진공로봇 등이 설치되어 있다.
이들 진공처리장치에서는 카세트블록의 카세트로부터 인출된 시료가 대기로봇에 의해 진공처리블록의 로드록실까지 반송된다. 로드록실로부터 진공로봇에 의해 다시 처리실로 반송되고, 처리실내의 전극 구조체상에 세트된 시료는 플라즈마에칭 등의 처리가 이루어진다. 그 후 필요에 따라 후진공처리실로 반송, 처리된다. 처리가 끝난 시료는 진공로봇 및 대기로봇에 의해 카세트블록의 카세트로 반송된다.
시료를 플라즈마에칭처리하는 진공처리장치의 예로서는, 예를 들어 일본국 특공소61-8153호 공보, 일본국 특개소63-133532호 공보, 일본국 특공평6-30369호 공보, 일본국 특개평6-314729호 공보, 일본국 특개평6-314730호 공보, 미국 특허 제5,314,509호 명세서 및 5,784,799호 명세서에 기재된 것 등이 있다.
상기 종래기술의 진공처리장치는, 처리실이나 로드록실을 동심형상으로 배치하거나, 직사각형상으로 배치하고 있다. 예를 들어 미국 특허 제5,314,509호 명세서에 기재된 장치는 진공처리블록의 중앙부근에 진공로봇, 그 주위에 3개의 처리실이 동심형상으로 배치되고, 진공로봇과 카세트블록의 사이에 로드측 로드록실, 언로드측 로드록실이 설치되어 있다. 이들 장치에서는 대기로봇이나 진공로봇의 반송아암의 회전각도가 크고, 따라서 장치 전체의 필요 바닥면적이 크다는 문제가 있다.
한편, 진공처리장치의 진공처리블록내의 처리실이나 진공펌프, 그 밖의 각종 배관기기에 대해서는 정기적으로 혹은 비정기적으로 점검수리 등의 메인티넌스를 행하는 것이 필요하다. 그 때문에 일반적으로 진공처리블록의 주위에는 도어가 설치되어 있고, 이 도어를 개방함으로써 로드록실, 언로드록실, 처리실, 진공로봇 및 각종 배관기기의 점검수리를 할 수 있게 되어 있다.
종래의 진공처리장치는 처리하는 시료의 직경(d)이 8인치(약 200 mm)이하이나, 카세트의 외형치수(Cw)도 약 250 mm 정도이며, 이것에서도 바닥면적의 크기는 큰 문제로 되어 있었다. 또한 직경(d)이 12인치(약 300 mm)와 같은 대구경의 시료를 처리하는 것을 생각하면, 카세트의 외형치수(Cw)는 캐리어포드가 필요하게 되기 때문에 약 350 mm정도로 커지게 되고, 복수의 캐리어포드를 수납하는 카세트블록의 폭도 커진다. 이 폭에 맞추어 진공처리블록의 폭을 결정하면 진공처리장치 전체가 큰 공간을 필요로 하게 된다. 일례로서 4개의 캐리어포드를 수납하는 카세트블록에 대하여 생각하면 시료의 직경(d)이 8인치 내지 12인치로 된 경우, 카세트의 폭은 적어도 약 40 cm 이상 커지지 않을 수 없다.
한편, 일반의 반도체제조라인에서는 시료에 각종 처리를 행하면서 대량의 처리를 행하기 때문에 동일처리를 행하는 복수의 진공처리장치를 동일한 베이에 모으고, 각 베이 사이의 반송을 자동 또는 매뉴얼로 행하고 있다. 이와 같은 반도체제조라인은 높은 청정도를 필요로 하기 때문에, 반도체제조라인 전체가 큰 청정룸내에 설치된다. 시료의 대구경화에 따르는 진공처리장치의 대형화는 청정룸 점유면적의 대형화를 수반하나, 이것은 원래 건설비용이 비싼 청정룸의 건설비용을 한층 증가시키게 된다. 만약 동일한 면적의 청정룸에 점유면적이 큰 진공처리장치를 설치한다고 하면, 진공처리장치의 전체의 대수를 줄이거나, 또는 각 진공처리장치 사이의 간격을 좁게 하지 않을 수 없다. 동일한 면적의 청정룸에 있어서의 진공처리장치의 설치대수 감소는 필연적으로 반도체의 제조라인의 생산성의 저하, 나아가서는 반도체의 제조비용의 상승을 수반한다. 한편, 각 진공처리장치 사이의 간격을 좁게 하는 것은 점검수리를 위한 메인티넌스공간을 부족하게 하여, 진공처리장치의 메인티넌스성을 현저하게 저해한다.
본 발명의 목적은 시료의 대구경화에 대응하면서 제조비용의 상승을 억제할 수 있는 진공처리장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 시료의 대구경화에 대응하면서 메인티넌스성이 뛰어난 진공처리장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 시료의 대구경화에 대응하면서 진공처리장치의 필요설치대수를 확보하여 제조비용의 상승을 억제하고, 또한 메인티넌스성도 손상되지 않는 반도체제조라인 등의 진공처리시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 특징은 병설한 복수의 카세트대와 이들 카세트대로부터 또는 카세트대로 웨이퍼를 반송하기 위한 반송장치를 구비한 대기로더와, 상기 웨이퍼를 처리 하기 위한 진공처리실과, 이 진공처리실에 게이트밸브를 거쳐 연속하여 접속된 진공반송실을 구비한 진공로더와, 상기 반송장치와 상기 진공반송실을 연속하여 접속하기 위한 게이트밸브를 구비한 로드록실 및 언로드록실로 이루어지는 록장치를 포함하여 구성되는 진공처리장치에 있어서,
상기 진공처리실이 유자장 UHF대 전자파방사 방전방식 리액터(UHF-ECR 리액터)에 의해 형성되는 진공처리실이며, 이 진공처리실에는 분해가능한 측벽 내부유닛 및 안테나가 설치되고, 상기 진공처리실은 상기 진공반송실 및 상기 록장치의 중앙을 지나는 축선에 대하여 대칭으로 하고, 또한 상기 진공반송실을 중심으로 하여 상기 록장치의 반대측에만 2개 설치되고, 또한 상기 진공반송실에 대하여 상기 2개의 진공처리실의 배치위치는 예각을 이루고 있는 데 있다.
본 발명의 다른 특징은 병설한 복수의 카세트대와 이들 카세트대로부터 또는 카세트대로 웨이퍼를 반송하기 위한 반송장치를 구비한 대기로더와, 상기 웨이퍼를 처리하기 위한 진공처리실과, 이 진공처리실에 게이트밸브를 거쳐 연이어 접속된 진공반송실을 구비한 진공로더와, 상기 반송장치와 상기 진공반송실을 연이어 접속하기 위한 게이트밸브를 구비한 로드록실 및 언로드록실로 이루어지는 록장치를 포함하여 구성되는 진공처리장치에 있어서,
상기 진공처리실이 UHF-ECR 리액터에 의해 형성된 진공처리실이며, 이 진공처리실은 상기 진공반송실 및 상기 록장치의 중앙을 지나는 축선에 대하여 대칭으로 하고, 또한 상기 진공반송실을 중심으로 하여 상기 록장치의 반대측에만 2개 설치되고, 또한 상기 진공반송실에 대하여 상기 2개의 진공처리실의 배치위치는 예각을 이루고 있으며, 상기 UHF-ECR의 안테나는 상기 축선에 대하여 대략 평행하고, 또한 상기 진공반송실과는 반대측으로 개방되는 데 있다.
본 발명의 다른 특징은 병설한 복수의 카세트대와 이들 카세트대로부터 또는 카세트대로 웨이퍼를 반송하기 위한 반송장치를 구비한 대기로더와, 상기 웨이퍼를 처리하기 위한 진공처리실과, 이 진공처리실에 게이트밸브를 거쳐 연이어 접속된 진공반송실을 구비한 진공로더와, 상기 반송장치와 상기 진공반송실을 연이어 접속하기 위한 게이트밸브를 구비한 로드록실 및 언로드록실로 이루어지는 록장치를 포함하여 구성되는 진공처리장치에 있어서,
상기 진공처리실은 UHF-ECR 리액터에 의해 형성되는 진공처리실이며, 이 진공처리실에는 분해가능한 측벽 내부유닛 및 안테나가 설치되고, 이 진공처리실은 상기 진공반송실 및 상기 록장치의 중앙을 지나는 축선에 대하여 대칭으로 하고, 또한 상기 진공반송실을 중심으로 하여 상기 록장치의 반대측에만 2개 설치되고, 또한 상기 진공반송실에 대하여 상기 2개의 진공처리실의 배치위치는 예각을 이루고 있고, 상기 대기로더, 진공로더 및 록장치는 T자형상으로 배치되어 있는 데 있다.
본 발명의 다른 특징은 병설한 복수의 카세트대와 이들 카세트대로부터 또는 카세트대로 웨이퍼를 반송하기 위한 반송장치를 구비한 대기로더와, 상기 웨이퍼를 처리하기 위한 진공처리실과, 이 진공처리실에 게이트밸브를 거쳐 연이어 접속된 진공반송실을 구비한 진공로더와, 상기 반송장치와 상기 진공반송실을 연이어 접속하기 위한 게이트밸브를 구비한 로드록실 및 언로드록실로 이루어지는 록장치를 포함하여 구성되는 진공처리장치가 평행하게 복수대 병설된 진공처리시스템에 있어서,
상기 진공처리실이 UHF-ECR 리액터에 의해 형성되는 진공처리실이며, 이 진공처리실은 상기 진공반송실 및 상기 록장치의 중앙을 지나는 축선에 대하여 대칭으로 하고, 또한 상기 진공반송실을 중심으로 하여 상기 록장치의 반대측에만 2개 설치되고, 또한 상기 진공반송실에 대하여 상기 2개의 진공처리실의 배치위치는 예각을 이루고 있고, 병설된 상기 복수의 진공처리장치의 모든 진공처리실이 일직선상에 배열되어 있는 데 있다.
본 발명에 의하면 시료의 대구경화에 대응하면서 제조비용의 상승을 억제할 수 있고, 또한 메인티넌스성이 뛰어난 진공처리장치를 제공할 수 있다. 또한 본 발명의 진공처리장치를 반도체제조라인에 조립함으로써 시료의 대구경화에 대응하면서 진공처리장치의 필요 설치대수를 확보하여 제조비용의 상승을 억제하고, 또한 메인티넌스성도 손상되지 않는 반도체제조라인 등의 진공처리시스템을 제공할 수 있다.
또한 본 발명에 의하면, 처리실을 구성하는 진공용기의 일부를 개폐시킬 수 있는 개폐가능부분으로 하여 구성하고, 이 개폐가능부분이 처리실측을 위쪽을 향하여 부품류가 수평에 가까운 상태에서 조작측에 마찰에 의하여 또는 걸어멈춤부분에 의해 물리적으로 안정된 상태로 유지된다. 그 때문에 처리실 상부가 메인티넌스작업용 영역으로 개방되므로, 작업자의 처리실에 대한 엑세스가 용이하게 되고, 메인티넌스작업을 위쪽으로부터 편한 자세로 할 수 있다. 이 결과 작업자에게 있어서는 메인티넌스시의 부품류의 조작성이 용이하게 되어 작업성이 향상하기 때문에 메인티넌스성이나 사용상 편리함이 뛰어난 플라즈마처리장치를 실현할 수 있어 생산성의 향상에 기여하는 플라즈마처리장치를 제공할 수 있다.
이하, 본 발명에 관한 진공처리시스템을 도면에 의거하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예인 진공처리시스템으로서, 진공처리장치(10)를 3개 연이어 접속한 경우의 구성예를 나타낸다. 진공처리장치의 각각을 10A, 10B, 1OC로 나타낸다.
도 1에 나타내는 진공처리시스템을 설명하기 전에, 도 2 내지 도 4에 의거하여 본 발명의 진공처리장치를 설명한다. 도 2는 본 발명의 실시예가 되는 진공처리장치의 개념구성을 나타내고, 도 3은 그 측면구성을 나타낸다. 본 발명의 진공처리장치는 본 실시예의 경우에는 피처리기판인 웨이퍼를 가스플라즈마에 의해 에칭처리하는 드라이에칭장치이다. 이들 도면에 있어서 진공처리장치(10)는 병설한 복수의 카세트대(2a, 2b 및 2c)로부터, 또는 카세트대(2a, 2b 및 2c)로 카세트(1a, 1b, 1c)에 넣어진 웨이퍼를 반송하기 위한 반송장치(13)를 구비한 대기로더(atmospheric loader; 1)와, 웨이퍼를 처리하기 위한 진공처리실(에칭처리실)(11a, 11b) 및 이것에 게이트밸브(15a, 15b)를 거쳐 연이어 접속된 진공반송실(16)을 구비한 진공로더(vacuum loader; 7)와, 상기 반송장치와 상기 진공반송실을 연이어 접속하기 위한 게이트밸브를 구비한 로드록실(loading lock chamber; 6a) 및 언로드록실(unloading lock chamber; 6b)로 이루어지는 록장치(6)를 포함하여 구성된다.
카세트대(2a 내지 2c)는 이 경우 평행형으로 배치되고, 그 위치 및 자세를 바꾸는 일 없이, 장치에 대한 도입/인출가능한 위치, 즉 카세트(1a 내지 1c)가 대략 수평의 평면상에서 항상 일정한 위치에 고정된다. 카세트대(2a 및 2b)는 평행하게 인접하여 배치되어 있다. 카세트대(2c)는 가장 오른쪽 끝단에 배치되어 있다. 카세트 (1a 및 1b)는 처리를 행하기 위한 미처리 웨이퍼를 수납하거나, 처리가 끝난 웨이퍼를 회수하기 위한 것으로, 복수매(통상 25매)의 피처리기판인 웨이퍼(20)가 수납 가능하게 되어 있다. 카세트(1c)는 이 경우 플라즈마를 사용한 드라이클리닝(이하, 「플라즈마 클리닝」이라 함)을 행하기 위한 더미웨이퍼를 수납하거나 플라즈마 클리닝후의 더미웨이퍼를 회수하기 위한 것으로 복수매(통상 25매)의 더미웨이퍼(30)가 수납가능하게 되어 있다.
카세트대(2a, 2b)에 대향하여 대기로더(1)내에 로드록실(6a) 및 언로드록실 (6b)이 배치되어 있고, 카세트대(2a, 2b)와 로드록실(6a) 및 언로드록실(6b)와의 사이에 반송장치(13)가 배치되어 있다. 로드록실(6a)은 진공배기장치(3) 및 가스도입장치(4)를 구비함과 더불어 게이트밸브(12a)를 거쳐 미처리 웨이퍼를 진공로더 (7)내로 도입가능하게 되어 있다. 언로드록실(6b)은 마찬가지로 진공배기장치(3) 및 가스도입장치(4)를 구비함과 더불어 게이트밸브(12d)를 거쳐 처리가 끝난 웨이퍼를 대기로더(1)로 인출가능하게 되어 있다. 반송장치(13)는 X, Y, Z 및 θ축을 가지는 로봇을 구비하고, 로드록실(6a) 및 언로드록실(6b)과 카세트(1a, 1b) 사이에서 웨이퍼(20)를, 그리고 로드록실(6a) 및 언로드록실(6b)과 카세트(1c) 사이에서 더미웨이퍼(30)를 수수가능하게 동작한다.
로드록실(6a) 및 언로드록실(6b)은 게이트밸브(12b, 12c)를 거쳐 진공반송실 (16)에 연결된다. 이 경우에는 진공반송실(16)은 둥근형상이고, 진공반송실(16)의 2쪽의 측벽에는 게이트밸브(15a, 15b)를 거쳐 진공처리실인 에칭처리실(11a, 11b)이 설치되어 있다. 이하, 에칭처리실을 예로 들어 설명한다. 진공반송실(16)내에는 로드록실(6a), 언로드록실(6b) 및 에칭처리실(11a, 11b) 사이에서 웨이퍼(20) 또는 더미웨이퍼(30)를 수수가능하게 동작하는 반송장치(14)가 설치되어 있다. 진공반송실(16)은 독립으로 진공배기 가능한 진공배기장치(17)를 구비하고 있다.
UHF-ECR 리액터의 에칭처리실(11a, 11b)은 이 경우에는 동일한 구성으로 대칭배치로 되어 에칭처리가 행하여지게 되어 있다. 에칭처리실(11a)을 예로 설명한다. 에칭처리실(11a)은 웨이퍼(20)를 배치하기 위한 시료대를 가지고, 시료대(8a)의 상부에 방전부(7a)를 형성하도록 방전실이 설치되어 있다. 에칭처리실(11a)은 방전부(7a)에 대한 처리가스공급을 위한 가스도입장치(10a)를 가짐과 더불어, 에칭처리실(11a)내를 소정 압력으로 감압배기하는 진공배기장치(9a)를 가지며, 방전부 (7a)의 처리가스를 플라즈마화하기 위한, 이 경우에는 UHF파와 자장의 발생수단을 가지고 있다.
이 경우, 에칭처리실에 플라즈마광의 발광강도를 계측하는 센서(18)가 설치되어 있다. 센서(18)의 계측치는 제어장치(19)에 입력된다. 제어장치(19)는 센서 (18)로부터의 계측치를 소정치와 비교하여 에칭처리실내의 클리닝시기를 판단한다. 또 제어장치(19)는 진공반송장치(13 및 14)을 제어하여 더미웨이퍼(30)를 카세트 (1c) 및 에칭처리실(11a 내지 11b)의 사이에서 반송제어한다.
이와 같이 구성된 진공처리장치에서는 먼저, 상위의 제어장치로부터 보내지는 정보에 의거하여 동작하는 라인반송로봇 또는 오퍼레이터에 의하여 카세트대 (2a, 2b)에 미처리의 웨이퍼를 수납한 카세트(1a, 1b)가 얹어놓여진다. 한편 카세트대(2c)에는 더미웨이퍼를 수납한 카세트(1c)가 얹어놓여진다. 장치는 카세트(1a 내지 1c)에 부여된 생산정보를 스스로 인식하거나, 상위의 제어장치로부터 보내지는 정보에 의거하거나 또는 오퍼레이터가 입력하는 명령에 의하거나, 어느 하나의 방법에 의하여 웨이퍼처리 또는 플라즈마클리닝을 실행한다.
예를 들어 반송장치(13) 및 반송장치(14)에 의하여 카세트(1a)내의 웨이퍼 (20)를 밑으로부터 순서대로 에칭처리실(11a, 11b)로 반입하여 각각의 웨이퍼(20)를 에칭처리한다. 처리된 각각의 웨이퍼(20)는 진공반송장치(14) 및 반송장치(13)에 의하여 카세트(1a)내의 원래의 위치에 수납된다. 이 경우에는 운전개시로부터 종료에 이르는 동안, 카세트의 위치 및 자세를 바꾸는 일 없이 미처리 웨이퍼를 인출하고, 그리고 처리가 끝난 웨이퍼를 미처리의 웨이퍼가 수납되어 있던 원래의 위치로 되돌려 수납한다. 이와 같이 함으로써 생산라인의 자동화에 대한 대응이 용이하고, 또한 쓰레기의 발생에 의한 웨이퍼의 오염을 저감할 수 있으며, 높은 생산효율과 높은 제품수율을 실현할 수 있다.
에칭실(11a 내지 11b)은 에칭처리를 중첩함에 따라 반응생성물이 에칭처리실의 내벽면에 부착, 퇴적하기 때문에, 플라즈마클리닝에 의해 부착물을 제거하여 원래의 상태로 복구할 필요가 있다. 플라즈마 클리닝을 행하는 시기의 판단은 제어장치(19)에 의하여 행한다. 이 경우, 에칭처리실(11a 내지 11b)의 각각에 플라즈마광이 투과하는 부분을 설치하여 두고, 그 투과한 플라즈마광의 발광강도를 센서 (18)에 의하여 계측하고, 그 값이 소정치에 도달한 시점에서 플라즈마 클리닝시기에 도달한 것을 판단한다. 또는 제어장치(19)에 의하여 각각의 에칭처리실에서의 웨이퍼처리매수를 계수하여 두고, 그 값이 소정치에 도달한 시점에서 플라즈마 클리닝시기에 도달한 것을 판단하여도 좋다. 실제로 행하는 행하는 플라즈마 클리닝의 타이밍은 카세트(1a 또는 1b) 내의 웨이퍼(20)의 소정매수의 처리도중에서도 좋고, 웨이퍼(20)의 처리가 모두 끝나고, 다음 카세트내의 웨이퍼처리로 옮기기 전이어도 좋다.
플라즈마 클리닝의 실시에 있어서는 다음의 순서로 행하여진다. 이 경우 카세트(1c)에 수납된 더미웨이퍼(30)(이 경우 25매 수용되어 있다)중 2매의 더미웨이퍼(30)를 사용하여 에칭처리실(11a 내지 11b)을 플라즈마 클리닝하는 경우에 대하여 설명한다.
카세트(1c)에 수납된 미사용 또는 허용사용회수내의 더미웨이퍼(30)를 반송장치(13)에 의해 빼낸다. 이 때 더미웨이퍼(30)는 카세트(1c)내의 어느 장소에 수납된 것이라도 좋으나, 이 경우에는 제어장치(19)에 카세트내의 더미웨이퍼의 위치번호 및 사용회수를 기억하도록 하여 두고, 항상 사용회수가 적은 것부터 인출하도록 하고 있다. 그 후 더미 웨이퍼(30)는 웨이퍼(20)의 에칭처리시의 반송과 마찬가지로 반송장치(13)에 의해 카세트(1a)와는 반대측에 배치된 로드록실(6a)에 게이트밸브(격리밸브)(12a)를 거쳐 반입된다. 로드록실(6a)은 게이트밸브(12a)를 폐쇄한 후, 진공배기장치(3)에 의해 소정의 압력까지 진공배기되고, 이어서 게이트밸브 (12b) 및 게이트밸브(격리밸브)(15a)가 개방되고, 반송장치(14)에 의해 더미 웨이퍼(30)는 진공반송실(16)을 거쳐 로드록실(6a)로부터 에칭실(11a)로 반송되어 시료대(8a)상에 얹어놓여진다. 더미웨이퍼(30)가 배치된 에칭실(11a)은 게이트밸브 (15a)를 폐쇄한 후, 소정의 조건에 의해 플라즈마 클리닝의 처리가 실시된다.
그 사이에 로드록실(6a)은 게이트밸브(12a, 12b)를 폐쇄하고 가스도입장치 (4)에 의해 대기압으로 복귀된다. 다음으로, 게이트밸브(12a)를 개방하여 1매째의 더미웨이퍼(30)와 마찬가지로 2매째의 더미웨이퍼(30)를 반송장치(13)에 의하여 로드록실(5)내로 반입하고, 게이트밸브(12a)를 폐쇄하여 다시 진공배기장치(3)에 의하여 소정의 압력까지 진공배기한다. 그 후 게이트밸브(12b) 및 게이트밸브(15b)를 개방하여 반송장치(13)에 의하여 2매째의 더미웨이퍼(30)를 반송실(16)를 거쳐 로드록실(6a)로부터 에칭처리실(11b)로 반입하고, 게이트밸브(15b)를 폐쇄한 후, 플라즈마 클리닝의 처리를 개시한다.
1매째의 더미웨이퍼(20)가 배치된 에칭실(11a)의 플라즈마 클리닝이 종료하면, 게이트밸브(15a) 및 게이트밸브(12c)가 개방된다. 사용이 끝난 더미웨이퍼 (30)는 반송장치(14)에 의해 에칭실(11a)로부터 언로드록실(6b)로 반출된다. 계속해서 게이트밸브(12c)가 폐쇄된다. 가스도입장치(4)에 의해 언로드록실(6b)을 대기압으로 복귀시킨 후, 게이트밸브(12d)가 개방된다. 언로드록실(6b)로 반출된 사용이 끝난 더미웨이퍼(30)는 반송장치(13)에 의해 게이트밸브(12d)를 거쳐 대기중으로 인출되어 당초 수납되어 있던 카세트(1c)내의 원래의 위치로 되돌아간다.
에칭실(11b)의 플라즈마 클리닝이 종료하면, 마찬가지로 2매째의 더미웨이퍼 (20)가 카세트(1c)내의 원래의 위치로 되돌아간다.
이와 같이 사용이 끝난 더미웨이퍼(30)는 카세트(1c)내의 원래의 위치로 되돌아가고, 더미웨이퍼(30)는 항상 카세트(1c)내에 적재(stock)된다. 또한 카세트 (1c)의 더미웨이퍼(30)가 모두 플라즈마 클리닝에 사용된 경우나, 수회의 사용에 의하여 예정사용회수에 도달한 경우, 더미웨이퍼(30)는 카세트(1c)마다 모두 교환된다. 이 카세트의 교환시기는 제어장치(19)에 의해 관리되고, 라인반송로봇을 제어하는 상위 제어장치 또는 오퍼레이터에 지시된다.
또한 이 경우의 플라즈마 클리닝은 카세트(1c)내의 더미웨이퍼(30)중 2매의 더미웨이퍼(30)를 사용하여 에칭처리실(11a 내지 11b)을 연속적으로 플라즈마 클리닝하는 경우에 대하여 설명하였으나, 다른 처리방법으로 하여도 좋다.
예를 들어 1매의 더미웨이퍼(30)를 사용하여 에칭처리실(11a 내지 11b)을 순차 플라즈마 클리닝한다. 이와 같은 플라즈마 클리닝의 경우는 플라즈마 클리닝의 대상이 되는 에칭처리실 이외의 다른 에칭처리실에 있어서는 미처리 웨이퍼(20)를 에칭처리할 수 있고, 에칭처리를 중단시키지 않고 장치를 클리닝할 수 있다.
또 처리실이 예를 들어 에칭실, 후처리실, 성막실이라는 바와 같이 서로 상이하며, 순서대로 웨이퍼가 각 처리실을 지나 처리되는 경우에는, 카세트(1a 또는 2a)내의 웨이퍼(20)를 순서대로 보내어 처리하는 도중에 더미웨이퍼(30)를 보내고, 플라즈마 클리닝이 필요없는 처리실에서는 단지 통과시킬 뿐이고, 플라즈마 클리닝이 필요한 처리실로 왔을 때에만 처리하도록 하여, 처리실의 각각을 적절히 플라즈마 클리닝하도록 하여도 좋다.
이상 본 실시예에 의하면, 더미웨이퍼를 수용한 카세트와 처리용 웨이퍼를 수용한 카세트를 함께 대기분위기중에 배치하고, 클리닝시에 웨이퍼의 반송과 동일한 반송장치에 의하여 더미웨이퍼를 카세트내로부터 장치내로 도입하여 플라즈마 클리닝을 행하고, 사용이 끝난 더미웨이퍼를 카세트내의 원래의 위치로 되돌림으로써, 플라즈마 클리닝을 위한 전용기구를 설치할 필요가 없어 장치를 간단하게 할 수 있다. 또 플라즈마 클리닝을 특별한 처리시퀀스로서 처리할 필요는 없으며, 통상의 에칭처리속에 세팅하여 일련의 작업으로서 효율좋게 행할 수 있다.
또 플라즈마 클리닝에 사용한 더미웨이퍼는 대기중에 배치한 카세트의 원래의 위치로 되돌리도록 하고 있기 때문에, 진공실내에서는 사용이 끝난 더미웨이퍼와 처리전 및 처리후의 웨이퍼가 동일한 실내에서 혼재하는 일이 없고, 종래의 장치와 같이 먼지의 발생이나 잔류가스 등에 의해 웨이퍼를 오염시킬 염려가 없다.
또 사용이 끝난 더미웨이퍼는 카세트의 원래의 위치로 되돌림과 더불어, 사용회수를 관리하고 있기 때문에, 사용이 끝난 더미웨이퍼와 미사용 더미웨이퍼 및 사용회수가 적은 더미웨이퍼와 사용회수가 많은 더미웨이퍼의 혼동을 방지할 수 있고, 플라즈마 클리닝을 행할 때 더미웨이퍼를 유효하게, 또한 불편함없이 사용할 수있다.
또한 복수의 처리실을 가지고, 동일한 반송장치에 의해 웨이퍼 및 더미웨이퍼를 반송가능한 장치로 함과 더불어, 제어장치에 의해 각각의 처리실의 클리닝시기를 관리하여 플라즈마 클리닝을 행할 수 있게 하고 있기 때문에, 클리닝을 실시하는 주기를 임의로 설정할 수 있음과 동시에, 처리의 흐름을 중단하는 일 없이 드라이클리닝을 행할 수 있어 효율적인 처리를 할 수 있고, 높은 생산효율을 올릴 수 있다.
이상과 같은 구성에 있어서, 진공반송실 및 록장치의 중앙을 지나는 축선을 A선, 진공반송실의 중앙과 에칭처리실(11a)의 중앙을 지나는 축선을 B선, 진공반송실의 중앙과 에칭처리실(11b)의 중앙을 지나는 축선을 C선이라 한다.
웨이퍼를 처리하기 위한 진공처리실인 에칭처리실(11a, 11b)은, UHF-ECR 리액터에 의하여 형성되는 진공처리실로서, 에칭처리실(11a, 11b)은 진공반송실(16) 및 록장치(6)의 중앙을 지나는 축선 A선에 대하여 대칭으로 하고, 또한 진공반송실 (16)을 중심으로 하여 록장치의 반대측에만 2개 설치되고, 또한 진공반송실(16)에 대하여 상기 2개의 에칭처리실(11a, 11b)의 배치위치는 진공반송실의 반대측에서 B 선과 C선이 이루는 각도(α)가 예각을 이루고 있다.
에칭처리실(11a, 11b)은 진공반송실(16) 및 록장치(6)의 중앙을 지나는 축선 A선에 대하여 대칭으로 하고, 또한 진공반송실(16)을 중심으로 하여 록장치의 반대측에만 2개 설치되며, 또한 진공반송실(16)에 대하여 상기 2개의 에칭처리실(11a, 11b)의 배치위치는 진공반송실(16)의 반대측에서 예각을 이루고 있으며, 대기로더(1), 진공로더(7) 및 록장치(6)는 T자 배치로 된다.
도 4에 나타내는 바와 같이 UHF-ECR의 안테나(110a, 110b)는 상기 축선에 대하여 평행하고, 또한 진공반송실과는 반대측으로 개방된다. 그 구조에 대해서는 뒤에서 설명한다.
안테나(110a, 110b)의 개방에 앞서 에칭처리실(11a, 11b)에 사용되는 자장형성장치(101a, 101b), 안테나 전원시스템(120a, 120b)은 상하장치(200)에 의해 위쪽으로 끌어올려 떼어낸다. 다른 구성에 대해서는 뒤에서 설명하는 바와 같이 도 8에 상세하게 설명된다.
본 실시예의 장치에 있어서의 웨트클리닝시의 장치의 분해·조립의 개략의 순서나 부품류의 떼어냄 방법을 도 5 내지 도 7을 사용하여 설명한다.
도 5는 본 발명에 의한 메인티넌스의 상황을 나타내기 위하여 플라즈마 에칭장치의 요부를 사시도에 의해 모식적으로 나타낸 것으로, 일부를 단면으로 나타내고 있다. 진공실(105)에 얹어놓여진 측벽(102)의 위에 안테나(110)가 설치되고, 그 주위에 자장형성수단(101)이 설치됨과 동시에, 안테나(110)에 도입단자(126)를 거쳐 안테나 전원시스템(120)이 접속되어 있다.
웨트클리닝에 있어서의 장치분해시에는 처리실(100) 및 진공실(105)을 대기개방하고, 안테나(110)와 안테나 전원시스템(120)을 접속하는 도입단자(126)의 접속을 해제한다.
다음 단계는 도 6에 나타나 있다. 먼저 도 6의 화살표(1)에 나타낸 바와 같이 자장형성장치(101) 및 안테나 전원시스템(120)(도시 생략)을 상하장치(200)에 의해 상승시켜 메인티넌스작업에 지장이 없는 위치에 고정한다. 그리고 화살표(2)에 나타내는 바와 같이 안테나(110)를 힌지(118)의 축의 주위로 회전시켜 개방하여 개략 수평위치로 유지하고, 플레이트(115), 링(116)을 화살표 (3), (4)에 나타내는 바와 같이 위쪽으로 떼어낸다. 이 경우에는 도 4에 나타내는 바와 같이 안테나(110)는 진공반송실 (16)의 반대측인 조작측으로 회전·유지된다.
또한, 다음 단계는 도 7에 나타나 있고, 화살표(5), (6)으로 나타내는 바와 같이 측벽 내부유닛(103)과 하부커버(135)를 위쪽으로 끌어올려 떼어낸다.
또 하부전극에 대해서도 포커스링(132)을 떼어낸다. 떼어낸 부품은 퇴적막의 제거나 초음파세정과 건조 등의 처리를 행한다. 그리고 상기와 반대의 순서에 의하여 부품류를 설치하여 장치를 원래의 상태로 복구시키고, 진공뽑기를 행한다.
그 후, 처리실(100)이 진공도가 소정의 값에 도달한 것을 확인하고, 필요에 따라 이물체크나 레이트체크를 행하여 장치의 동작을 확인하고 장치는 가동상태로 복귀하여 웨트클리닝작업을 종료한다. 미리 교환부품을 1식 준비하여 두면, 장치의 복구·진공뽑기를 신속하게 행할 수 있기 때문에 장치의 다운타임을 단축할 수 있다.
또한 진공플랜지부의 밀봉부분 등에 볼트류를 사용하지 않는 등의 연구에 의해 웨트클리닝의 작업성을 향상시킴으로써 장치의 다운타임(Good wafer to Good wafer)를 대략 3 내지 4시간 정도로 억제하여 장치의 가동율을 확보하고 있다.
본 실시예에 있어서는 도 6에 나타내는 바와 같이, 안테나(110)를 힌지(118)의 축 주위로 회전시켜 개방하는 구조로 하고 있기 때문에, 안테나(110) 전체를 처리실로부터 들어 올려 떼어내거나 할 필요는 없으며, 작업자에게는 중량물의 들어올림이라는 부담이 걸리지 않는다. 또 안테나(110a, 110b)는 동일방향으로 회전·유지되기 때문에 작업이 하기 쉬워짐과 더불어, 서로 간섭하는 일이 없고, 배치가 유연하고 공간을 효율적으로 활용할 수 있다. 이미 설명한 바와 같이 플레이트 (115)나 링(116)을 떼어낼 때에도 도 4의 화살표(3), (4)와 같이 위쪽으로 들어 올리면 되고, 작업성이 좋기 때문에 작업의 효율을 올릴 수 있으며, 부품이 파손될 가능성도 작아진다.
도 8은 풀플랫 개방구조의 진공용기를 플라즈마처리장치 시스템에 탑재한 본 발명의 다른 실시예로서, 위쪽에서 본 평면도이다. 본 장치는 2개의 플라즈마처리실(E1, E2)을 구비하고 있으며, 시료 웨이퍼는 로더기구(151)로부터 로드록실(152)을 통과하여 버퍼실(153)로 반송되고, 시료반송기구(154)에 의해 플라즈마처리실(E1, E2)로 반송된다.
플라즈마처리실(E1)은 장치가 조립된 상태이며, 진공실(105)의 위에 자장형성수단(101), 안테나 전원시스템(120)이 탑재되어 있다. 플라즈마처리실(E2)은 웨트클리닝작업중의 상태이며, 처리실(100) 내부가 대기개방되어 있고, 안테나(110)가 힌지(118)에 의해 풀플랫인 상태로 개방되어 있다. 자장형성수단(101), 안테나전원시스템(120)은 작업에 지장이 없는 위치로 퇴피되어 있다. 안테나(110)는 메인티넌스영역에 있는 작업자(M)의 방향[베이스 프레임(150)의 바깥쪽 방향]으로 개방되어 있고, 시스템의 베이스 프레임(150)에 대하여 절반정도가 돌출된 형으로 되어 있기 때문에 작업자(M)는 메인티넌스작업을 용이하게 행할 수 있다. 메인티넌스영역으로 과도하게 내밀어져 청정룸내의 공간을 여분으로 점유하는 일도 없다. 이와 같이 풀플랫 개방구조의 플라즈마처리실(리액터)을 탑재함으로써, 전체의 배치의 콤팩트함과 메인티넌스성을 겸비한 밸런스가 좋은 플라즈마처리장치 시스템을 실현할 수 있다.
또한 자장형성수단(101)이 도 8에서는 도시된 관계로 장치영역으로부터 밀려 나와 있으나, 플라즈마처리실(E2)의 위쪽으로 퇴피시키면 밖으로 내밀어지는 일은 없다.
이상의 구성에 있어서 도 1로 되돌아가면 에칭처리실은 진공반송실 및 록장치의 중앙을 지나는 축선에 대하여 대칭으로 되고, 또한 진공반송실을 중심으로 하여 록장치의 반대측에만 2개 설치되며, 또한 진공반송실에 대하여 상기 2개의 진공처리실의 배치위치는 진공반송실의 반대측에서 예각을 이루고 있고, 병설된 진공처리장치의 모든 진공처리실에 D선상에 일직선상으로 배열된다. 또 진공반송실의 중앙을 연결하는 E선에 D선은 평행을 이룬다. 이와 같이 배치함으로써, 안테나의 개방방향이 D선 및 E선에 대하여 수직한 방향이기 때문에, 인접하는 진공처리장치의 진공처리실을 동시에 대기개방하여 메인티넌스하는 경우도 진공반송실로부터 진공처리실을 향하는 방향으로 안테나를 개방한 경우와 비교하여 메인티넌스 베이스를 충분히 넓게 잡을 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 시료의 대구경화에 대응하면서 제조비용의 상승을 억제할 수 있고, 또한 메인티넌스성이 뛰어난 진공처리장치를 제공할 수 있다. 또 본 발명의 진공처리장치를 반도체제조라인에 세팅함으로써, 시료의 대구경화에 대응하면서 진공처리장치의 필요설치대수를 확보하여 제조비용의 상승을 억제하고, 또한 메인티넌스성도 손상되지 않는 반도체제조라인을 제공할 수 있다.
또한 본 발명에 의하면 처리실을 구성하는 진공용기의 일부를 개폐가능한 개폐가능부분으로 하여 구성하고, 이 개폐가능부분이 처리실측을 위쪽을 향하여 부품류가 수평에 가까운 상태에서 조작측으로 마찰에 의해 또는 걸어멈춤부분에 의해 물리적으로 안정된 상태로 유지된다. 그 때문에 처리실 상부가 메인티넌스 작업용 영역으로 개방되기 때문에 작업자의 처리실에 대한 엑세스가 용이하게 되고, 메인티넌스작업을 위쪽에서 편한 자세로 행할 수 있다. 이 결과, 작업자에 있어서는 메인티넌스시의 부품류의 핸들링이 용이하게 되고 작업성이 향상하기 때문에, 메인티넌스성이나 사용상 편리함이 뛰어난 플라즈마처리장치를 실현할 수 있고, 생산성의 향상에 기여하는 플라즈마 처리장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예가 되는 진공처리시스템의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예가 되는 진공처리장치의 기본구성을 나타내는 개념도,
도 3은 도 2의 진공처리장치의 측면개략도,
도 4는 도 2의 진공처리장치의 작업상의 일 형태를 나타내는 도,
도 5는 본 실시예에 의한 플라즈마 에칭장치에 있어서의 메인티넌스작업시의 상황을 모식적으로 나타내는 모식도,
도 6은 본 실시예에 의한 플라즈마 에칭장치에 있어서의 메인티넌스작업시의 상황을 모식적으로 나타내는 모식도,
도 7은 본 실시예에 의한 플라즈마 에칭장치에 있어서의 메인티넌스작업시의 상황을 모식적으로 나타내는 모식도,
도 8은 본 발명의 풀플랫 개방구조의 진공용기를 플라즈마처리장치 시스템에 탑재한 실시예를 나타내는 모식도이다.

Claims (5)

  1. 서로 인접하여 병렬설치된 복수의 카세트대와, 이들 카세트대로부터 또는 카세트대로 웨이퍼를 반송하기 위한 반송장치를 구비한 대기로더와;
    한 쌍의 진공처리실과, 상기 진공처리실과 게이트밸브를 거쳐 연이어 접속된 진공반송실을 구비한 진공로더와;
    상기 대기로더의 반송장치와 상기 진공반송실을 연이어 접속하기 위한 게이트밸브를 구비한 로드록실 및 언로드록실을 구비하는 록장치를 포함하여 구성되는 진공처리장치에 있어서,
    상기 한쌍의 진공처리실은 모두 유자장(magnetized) 전자파방사 방전방식 시스템에 의해 형성되며, 상기 진공처리실은 안테나를 회전시켜 거의 수평방향으로 개방함으로써 분해가능하도록 장착되는 측벽 내부유닛 및 안테나를 구비하고,
    상기 한쌍의 진공처리실은 상기 진공반송실 및 상기 록장치의 중앙을 지나는 축선에 대하여 대칭으로 배치되고, 또한 상기 진공반송실을 중심으로 하여 상기 록장치의 반대측에만 설치되고, 또한 상기 한쌍의 진공처리실은 상기 진공반송실에 대하여 예각을 이루도록 배치되는 것을 특징으로 하는 진공처리장치.
  2. 서로 인접하여 병렬설치된 복수의 카세트대와, 이들 카세트대로부터 또는 카세트대로 웨이퍼를 반송하기 위한 반송장치를 구비한 대기로더와;
    한 쌍의 진공처리실과, 상기 진공처리실과 게이트밸브를 거쳐 연이어 접속된 진공반송실을 구비한 진공로더와;
    상기 대기로더의 반송장치와 상기 진공반송실을 연결하기 위한 게이트밸브를 구비한 로드록실 및 언로드록실을 구비하는 록장치를 포함하여 구성되는 진공처리장치에 있어서,
    상기 한쌍의 진공처리실은 상기 진공반송실 및 상기 록장치의 중앙을 지나는 축선에 대하여 대칭으로 배치되고, 또한 상기 진공반송실을 중심으로 하여 상기 록장치의 반대측에만 설치되고, 또한 상기 진공반송실에 대하여 예각으로 설치되며, 상기 한쌍의 진공처리실은 안테나를 회전시켜 거의 수평방향으로 개방함으로써 분해가능하도록 장착되는 측벽 내부유닛 및 안테나를 구비하고,
    상기 진공처리실의 안테나는 상기 축선에 대하여 대략 평행하게 향하고, 또한 상기 진공반송실과는 반대측으로 개방되는 것을 특징으로 하는 진공처리장치.
  3. 서로 인접하여 설치된 복수의 카세트대와, 이들 카세트대로부터 또는 카세트대로 웨이퍼를 반송하기 위한 반송장치를 구비한 대기로더와;
    한 쌍의 진공처리실과, 상기 진공처리실과 게이트밸브를 거쳐 연이어 접속된 진공반송실을 구비한 진공로더와;
    상기 대기로더의 반송장치와 상기 진공반송실을 연이어 접속하기 위한 게이트밸브를 구비한 로드록실 및 언로드록실을 구비하는 록장치를 포함하여 구성되는 진공처리장치에 있어서,
    상기 한쌍의 진공처리실은 모두 유자장 전자파방사 방전방식 시스템에 의해 형성되며, 상기 진공처리실은 안테나를 회전시켜 거의 수평방향으로 개방함으로써 분해가능하도록 장착되는 측벽 내부유닛 및 안테나를 구비하고,
    상기 한쌍의 진공처리실은 상기 진공반송실 및 상기 록장치의 중앙을 지나는 축선에 대하여 대칭으로 배치되고, 또한 상기 진공반송실을 중심으로 하여 상기 록장치의 반대측에만 설치되고, 또한 상기 진공반송실에 대하여 예각을 이루도록 배치되며, 상기 대기로더, 진공로더 및 록장치는 T자 형상으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 진공처리장치.
  4. 병렬설치되는 복수대의 진공처리장치를 포함하는 진공처리시스템에 있어서,
    상기 각 진공처리장치는:
    서로 인접하여 설치된 복수의 카세트대와, 이들 카세트대로부터 또는 카세트대로 웨이퍼를 반송하기 위한 반송장치를 구비한 대기로더와;
    한 쌍의 진공처리실과, 상기 진공처리실과 게이트밸브를 거쳐 연이어 접속된 진공반송실을 구비한 진공로더와;
    상기 대기로더의 반송장치와 상기 진공반송실을 연이어 접속하기 위한 게이트밸브를 구비한 로드록실 및 언로드록실을 구비하는 록장치를 포함하여 구성되며,
    상기 한쌍의 진공처리실은 상기 진공반송실 및 상기 록장치의 중앙을 지나는 축선에 대하여 대칭으로 배치되고, 또한 상기 진공반송실을 중심으로 하여 상기 록장치의 반대측에만 설치되고, 또한 상기 진공반송실에 대하여 예각으로 설치되며, 상기 한쌍의 진공처리실은 안테나를 회전시켜 거의 수평방향으로 개방함으로써 분해가능하도록 장착되는 측벽 내부유닛 및 안테나를 구비하고,
    병렬설치된 상기 복수의 진공처리장치의 모든 진공처리실이 일직선상에 배치되는 것을 특징으로 하는 진공처리시스템.
  5. 서로 인접하여 배치된 복수의 카세트대와;
    상기 카세트대로부터 또는 카세트대로 웨이퍼를 반송하기 위한 대기반송장치와;
    복수의 진공처리실과;
    상기 진공처리실과 연이어 접속되는 진공반송실과;
    상기 대기반송장치와 상기 진공반송실을 연결하기 위한 게이트밸브를 구비한 로드 및 언로드 록실(lock chamber)을 포함하여 이루어지는 진공처리장치에 있어서,
    상기 각 진공처리실은 분해가능하도록 설치된 측벽 내부유닛과 안테나를 구비하며, 상기 복수의 진공처리실은 상기 진공반송실 및 상기 록실의 중앙을 지나는 축선에 대하여 대칭으로 배치되고, 또한 상기 진공반송실을 가로질러 상기 록실의 반대측에만 설치되고, 또한 상기 진공처리실은 상기 진공반송실에 대하여 예각을 형성하도록 설치되며,
    상기 안테나는 상기 축선에 대하여 대략 평행하게 향하고, 각각의 상기 안테나는 상기 진공반송실과는 반대측으로 회전시켜 대략 수평위치로 개방되는 것을 특징으로 하는 진공처리장치.
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