KR100569604B1 - A cluster tool system using twin process chamber and a method of plating a thin film thereof - Google Patents

A cluster tool system using twin process chamber and a method of plating a thin film thereof Download PDF

Info

Publication number
KR100569604B1
KR100569604B1 KR1020030100121A KR20030100121A KR100569604B1 KR 100569604 B1 KR100569604 B1 KR 100569604B1 KR 1020030100121 A KR1020030100121 A KR 1020030100121A KR 20030100121 A KR20030100121 A KR 20030100121A KR 100569604 B1 KR100569604 B1 KR 100569604B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
reaction gas
process chamber
gas
chamber
twin
Prior art date
Application number
KR1020030100121A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20050068560A (en
Inventor
박영훈
서태욱
이상규
장호승
Original Assignee
주식회사 아이피에스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 아이피에스 filed Critical 주식회사 아이피에스
Priority to KR1020030100121A priority Critical patent/KR100569604B1/en
Publication of KR20050068560A publication Critical patent/KR20050068560A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100569604B1 publication Critical patent/KR100569604B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67155—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations
    • H01L21/6719—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the construction of the processing chambers, e.g. modular processing chambers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67155—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations
    • H01L21/67196—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the construction of the transfer chamber

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

본 발명은 두 개의 공정챔버를 결합하는 트윈 공정챔버를 이용한 클러스터 툴 시스템 및 이를 통한 박막증착방법에 관한 것이다.The present invention relates to a cluster tool system using a twin process chamber combining two process chambers and a thin film deposition method through the same.

본 발명에 의한 트윈 공정챔버를 이용한 클러스터 툴 시스템은 한번에 웨이퍼 두장을 집거나 놓을 수 있는 하나 또는 두개의 이송 암을 구비하는 이송챔버; 두 개의 챔버 각각 하나씩 배치되어 웨이퍼가 안착되는 웨이퍼 스테이지에 열을 가하는 스테이지 히터 어셈블리, 상기 두 개의 스테이지 히터 어셈블리가 Z-모션이 가능하도록 결합되는 Z-모션 셔틀, 및 상기 두 개의 스테이지 히터 어셈블리가 Z-모션 동기화를 위해 Z-모션 셔틀을 구동시키는 Z-모션 셔틀 구동부 을 포함하는 트윈 공정챔버; 소정의 반응가스를 분할하여 상기 트윈 공정챔버의 복수의 반응가스라인으로 이송하고, 상기 분할되어 이송되는 반응가스량을 제어하는 반응가스 이송 및 제어수단; 및 진공상태의 상기 이송 챔버의 내부 영역과 ATM 상태의 프론트 엔드 모듈 영역 사이에 위치하여 두 영역사이의 기판 유출입경로가 되는 로드락 챔버;를 포함함을 특징으로 한다.A cluster tool system using a twin process chamber according to the present invention comprises: a transfer chamber having one or two transfer arms capable of picking up or placing two wafers at a time; A stage heater assembly disposed in each of the two chambers to apply heat to the wafer stage on which the wafer is seated, a Z-motion shuttle in which the two stage heater assemblies are Z-motion coupled, and the two stage heater assemblies are Z A twin process chamber comprising a Z-motion shuttle drive for driving a Z-motion shuttle for motion synchronization; Reaction gas transfer and control means for dividing a predetermined reaction gas and transferring the reaction gas to a plurality of reaction gas lines of the twin process chamber, and controlling the amount of the reaction gas to be divided and transferred; And a load lock chamber positioned between an inner region of the transfer chamber in a vacuum state and a front end module region in an ATM state to become a substrate outflow path between the two regions.

본 발명에 의하면, 두 개의 공정챔버를 하나의 트윈 공정챔버로 구현함으로써 기판 처리량이 증가하고, 공정비용을 절감할 수 있다. According to the present invention, by implementing two process chambers in one twin process chamber, the substrate throughput can be increased and the process cost can be reduced.

트윈 공정챔버, Z-모션 셔틀, Twin process chamber, Z-motion shuttle,

Description

트윈 공정챔버를 이용한 클러스터 툴 시스템 및 이를 통한 박막 증착 방법{A cluster tool system using twin process chamber and a method of plating a thin film thereof}Cluster tool system using twin process chamber and a method of plating a thin film

도 1은 본 발명에 의한 트윈 공정챔버의 일실시예를 도시한 것이다.Figure 1 shows an embodiment of a twin process chamber according to the present invention.

도 2는 본 발명에 의한 트윈 공정챔버의 다른 일실시예를 도시한 것이다.Figure 2 shows another embodiment of a twin process chamber according to the present invention.

도 3은 본 발명에 의한 트윈 공정챔버와 반응가스 이송 및 제어수단의 연결관계를 도시한 것이다.Figure 3 shows the connection between the twin process chamber and the reaction gas transfer and control means according to the present invention.

도 4는 본 발명에 의한 트윈 공정챔버를 이용한 클러스터 툴 시스템을 도시한 것이다. Figure 4 shows a cluster tool system using a twin process chamber according to the present invention.

본 발명은 화학반응에 기초한 박막 증착 장치에 관한 것으로, 특히 다중웨이퍼 클러스터 툴 시스템에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to chemical reaction based thin film deposition apparatus, and more particularly, to a multi-wafer cluster tool system.

반도체 생산 업계에서 가장 큰 관심사 중 하나는 기판 한 장당 CoO 비용의 절감이며 반도체 제조장치가 이 지수에 큰 영향을 미친다. 즉, 반도체 제조장치의 footprint, 시간당 기판 처리량, 장치 가격 등이 CoO 계산에 포함되어지며 특히 시 간당 기판처리량은 반도체 생산업계가 매우 중요시하는 항목으로서 상기 처리량이 높을 경우 반도체 업계가 생산계획을 잡고 공장을 운용하는데 매우 높은 융통성을 제공할 수 있게 된다. One of the biggest concerns in the semiconductor production industry is the reduction of CoO cost per board, and semiconductor manufacturing equipment has a big impact on this index. In other words, the footprint of the semiconductor manufacturing apparatus, substrate throughput per hour, and device price are included in the CoO calculation. Especially, substrate throughput per hour is a very important item of the semiconductor production industry. It can provide very high flexibility in operating.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 기판 처리량의 증가와 공정비용의 절감을 위하여 두 개의 공정 챔버를 결합하는 트윈 공정챔버를 이용한 클러스터 툴 시스템을 제공하는 것이다. The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a cluster tool system using a twin process chamber to combine the two process chambers in order to increase the substrate throughput and reduce the process cost.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 클러스터 툴 시스템을 이용한 박막증착방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a thin film deposition method using a cluster tool system.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 트윈 공정챔버를 이용한 클러스터 툴 시스템은 한번에 웨이퍼 두장을 집거나 놓을 수 있는 하나 또는 두개의 이송 암을 구비하는 이송챔버; 두 개의 챔버 각각 하나씩 배치되어 웨이퍼가 안착되는 웨이퍼 스테이지에 열을 가하는 스테이지 히터 어셈블리, 상기 두 개의 스테이지 히터 어셈블리가 Z-모션이 가능하도록 결합되는 Z-모션 셔틀, 및 상기 두 개의 스테이지 히터 어셈블리가 Z-모션 동기화를 위해 Z-모션 셔틀을 구동시키는 Z-모션 셔틀 구동부 을 포함하는 트윈 공정챔버; 소정의 반응가스를 분할하여 상기 트윈 공정챔버의 복수의 반응가스라인으로 이송하고, 상기 분할되어 이송되는 반응가스량을 제어하는 반응가스 이송 및 제어수단; 및 진공상태의 상기 이송 챔버의 내부 영역과 ATM 상태의 프론트 엔드 모듈 영역 사이에 위치하여 두 영역사이의 기판 유출입경로가 되는 로드락 챔버;를 포함함을 특징으로 한다.
상기 또 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 트윈 공정챔버를 이용한 클러스터 툴 시스템을 통한 박막 증착 방법은 (a)하나이상의 반응가스들의 교호적이고도 반복적인 분사단계; (b)상기 반응가스들의 교호적이고도 반복적인 분사단계 사이에 퍼지가스를 개재시킨 반응가스 퍼지단계; (c)상기 트윈 공정챔버로의 반응가스 분사 및 퍼지를 동기화 및 동일시간동안 실행하는 단계; 및 (d)상기 동기화된 적어도 하나의 반응가스 분사 및 퍼지를 임의의 한 공정가스 분할부에 의하여 수행하며 상기 반응가스의 동기화 된 피딩은 상기 공정가스 분할부 내의 두 공정가스 릴리즈 밸브들에 의하여 수행되며, 상기 반응가스의 퍼지는 상기 공정가스 분할부 내의 하나의 공정가스 바이패스 밸브에 의하여 수행되는 단계;를 포함함을 특징으로 한다.The cluster tool system using a twin process chamber according to the present invention for solving the above technical problem comprises a transfer chamber having one or two transfer arms capable of picking up or placing two wafers at a time; A stage heater assembly disposed in each of the two chambers to heat the wafer stage on which the wafer is seated, a Z-motion shuttle in which the two stage heater assemblies are Z-motion-coupled, and the two stage heater assemblies are Z A twin process chamber comprising a Z-motion shuttle drive for driving a Z-motion shuttle for motion synchronization; Reaction gas transfer and control means for dividing a predetermined reaction gas and transferring the reaction gas to a plurality of reaction gas lines of the twin process chamber, and controlling the amount of the reaction gas to be divided and transferred; And a load lock chamber positioned between an inner region of the transfer chamber in a vacuum state and a front end module region in an ATM state to become a substrate outflow path between the two regions.
The thin film deposition method using a cluster tool system using a twin process chamber according to the present invention for solving the another technical problem is (a) an alternate and repeated injection step of one or more reaction gases; (b) a reaction gas purge step having a purge gas interposed between the alternating and repetitive injection steps of the reaction gases; (c) synchronizing and executing the reaction gas injection and purge to the twin process chamber for the same time; And (d) the synchronized at least one reactive gas injection and purge is performed by any one process gas divider and the synchronized feeding of the reactant gas is performed by two process gas release valves in the process gas divider. And the step of purging the reaction gas by one process gas bypass valve in the process gas dividing unit.

삭제delete

삭제delete

삭제delete

이하 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의한 트윈 공정챔버의 일실시예를 도시한 것으로, 제1 공정챔버(10), 제2 공정챔버(20), 스테이지 히터 어셈블리(120), Z-모션 셔틀(30) 및 Z-모션 셔틀 구동부(40)로 이루어진다.Figure 1 shows an embodiment of a twin process chamber according to the present invention, the first process chamber 10, the second process chamber 20, the stage heater assembly 120, Z-motion shuttle 30 and Z-motion shuttle drive unit 40.

제1 공정챔버(10), 제2 공정챔버(20)는 웨이퍼를 가공하기 위하여 이송챔버로부터 이송된 웨이퍼를 통상적으로 화학 또는 물리적 증착 및 플라즈마 에칭 등과 같은 일련의 공정을 처리하는 수단으로, 진공으로 유지되는 반응공간을 제공하며, 챔버의 밀봉을 유지하는 탑리드(11), 상기 탑리드(11)에 부착된 샤워헤드(12), 적어도 하나이상의 웨이퍼가 안착되는 웨이퍼 스테이지(13), 상기 웨이퍼 스테이지(13)에 결합되는 웨이퍼 핀(131) 및 챔버와 반응가스 이송 및 제어장치를 연결시켜주는 적어도 하나이상의 반응가스 이송라인으로 이루어진다. The first process chamber 10 and the second process chamber 20 are means for processing a series of processes, such as chemical or physical vapor deposition and plasma etching, of a wafer transferred from a transfer chamber to process a wafer. A top lid 11 which maintains a sealing of the chamber, a shower head 12 attached to the top lid 11, a wafer stage 13 on which at least one wafer is seated, and the wafer At least one reaction gas transfer line connecting the wafer fin 131 and the chamber coupled to the stage 13 with the reaction gas transfer and control device.

스테이지 히터 어셈블리(120)는 상기 웨이퍼 스테이지(13)에 열을 가하는 수단으로, 스테이지 히터 상부 쉴드(121), 스테이지 히터 하부 쉴드(122), 스테이지 히터 밀봉부(123)로 이루어진다.The stage heater assembly 120 is a means for applying heat to the wafer stage 13, and comprises a stage heater upper shield 121, a stage heater lower shield 122, and a stage heater seal 123.

Z-모션 셔틀(30)은 제1 공정챔버(10)와 제2 공정챔버(20)의 스테이지 히터 어셈블리(120)와 연결된다.The Z-motion shuttle 30 is connected to the stage heater assembly 120 of the first process chamber 10 and the second process chamber 20.

Z-모션 셔틀 구동부(40)는 Z-모션 셔틀(30)을 구동시켜 상기 제1 공정챔버(10)와 제2 공정챔버(20)가 Z-모션으로 동작하도록 한다. The Z-motion shuttle driver 40 drives the Z-motion shuttle 30 so that the first process chamber 10 and the second process chamber 20 operate in Z-motion.

상술한 바와 같이 도 1의 구성은 제1 공정챔버(10)와 제2 공정챔버(20)의 스테이지 히터 어셈블리(120)의 스테이지 히터 밀봉부(123)가 z-모션 셔틀(30)에 결합된 형태로서, 상기 제1 및 제2 공정챔버(10,20)는 Z-모션이 가능한 스테이지 히터 어셈블리(120)가 챔버별로 한 개씩 배치되며, 상기 두 개의 스테이지 히터 어셈블리(120)는 기판안착이 동기화 되도록 Z-모션이 동기화 된다.As described above, in the configuration of FIG. 1, the stage heater seal 123 of the stage heater assembly 120 of the first process chamber 10 and the second process chamber 20 is coupled to the z-motion shuttle 30. As a form, the first and second process chambers 10 and 20 are each provided with one Z-motion stage heater assembly 120 for each chamber, and the two stage heater assemblies 120 have synchronized substrate seating. Z-motion is synchronized to ensure that.

상기 제1 공정챔버(10)와 제2 공정챔버(20)로 이루어진 본 발명에 의한 트윈 공정챔버는 하나의 트로틀 밸브(50)와 하나의 펌프(60)를 공유한다.The twin process chamber according to the present invention consisting of the first process chamber 10 and the second process chamber 20 shares one throttle valve 50 and one pump 60.

도 2는 본 발명에 의한 트윈 공정챔버의 다른 일실시예를 도시한 것으로, 제1 공정챔버(10), 제2 공정챔버(20), 웨이퍼 리프트 핀 어셈블리(140), Z-모션 셔틀(30) 및 Z-모션 셔틀 구동부(40)로 이루어진다.Figure 2 shows another embodiment of the twin process chamber according to the present invention, the first process chamber 10, the second process chamber 20, the wafer lift pin assembly 140, Z-motion shuttle 30 ) And the Z-motion shuttle driver 40.

제1 및 제2 공정챔버(10,20)는 웨이퍼를 가공하기 위하여 이송챔버로부터 화학 또는 물리적 증착 및 플라즈마 에칭 등과 같은 일련의 공정을 처리하는 수단으로, 진공으로 유지되는 반응공간을 제공하며, 챔버의 밀봉을 유지하는 탑리드(11), 상기 탑리드(11)에 부착된 샤워헤드(12), 적어도 하나이상의 웨이퍼가 안착되는 웨이퍼 스테이지(13), 웨이퍼 스테이지에 열을 가하는 스테이지 히터 어셈블리(120), 챔버와 반응가스 이송 및 제어장치를 연결시켜주는 적어도 하나이상의 반응가스 이송라인 및 웨이퍼 리프트 핀 어셈블리(140)를 구비한다. The first and second process chambers 10 and 20 are means for processing a series of processes such as chemical or physical deposition and plasma etching from a transfer chamber to process a wafer, and provide a reaction space maintained in a vacuum. A top lid 11 which maintains a seal of the top, a shower head 12 attached to the top lid 11, a wafer stage 13 on which at least one wafer is seated, and a stage heater assembly 120 that applies heat to the wafer stage. ), At least one reaction gas transfer line and wafer lift pin assembly 140 connecting the chamber and the reaction gas transfer and control device.

웨이퍼 리프트 핀 어셈블리(140)는 웨이퍼 리프트 핀(141), 웨이퍼 리프트 핀 홀더(142) 및 웨이퍼 리프트 쉴드(143)로 이루어진다.Wafer lift pin assembly 140 is comprised of wafer lift pin 141, wafer lift pin holder 142, and wafer lift shield 143.

Z-모션 셔틀(30)은 제1 공정챔버(10)와 제2 공정챔버(20)의 웨이퍼 리프트 핀 어셈블리(140)의 웨이퍼 리프트 쉴드(143)와 연결된다. The Z-motion shuttle 30 is connected to the wafer lift shield 143 of the wafer lift pin assembly 140 of the first process chamber 10 and the second process chamber 20.

Z-모션 셔틀 구동부(40)는 Z-모션 셔틀(30)을 구동시켜 상기 제1 공정챔버(10)와 제2 공정챔버(20)가 Z-모션으로 동작하도록 한다. The Z-motion shuttle driver 40 drives the Z-motion shuttle 30 so that the first process chamber 10 and the second process chamber 20 operate in Z-motion.

상술한 바와 같이 도 2의 구성은 제1 공정챔버(10)와 제2 공정챔버(20)의 웨이퍼 리프트 핀 어셈블리(140)의 웨이퍼 리프트 쉴드(143)가 z-모션 셔틀(30)에 결합된 형태로서, 상기 제1 및 제2 공정챔버(10,20)는 Z-모션이 가능한 웨이퍼 리프트 핀 어셈블리(140)가 챔버별로 한 개씩 배치되며, 상기 두 개의 웨이퍼 리프트 핀 어셈블리(140)는 기판안착이 동기화 되도록 Z-모션이 동기화 된다.2, the wafer lift shield 143 of the wafer lift pin assembly 140 of the first process chamber 10 and the second process chamber 20 is coupled to the z-motion shuttle 30. As a form, the first and second process chambers 10 and 20 are provided with one wafer lift pin assembly 140 capable of Z-motion for each chamber, and the two wafer lift pin assemblies 140 are mounted on a substrate. Z-motion is synchronized so that it is synchronized.

상기 제1 공정챔버(10)와 제2 공정챔버(20)로 이루어진 본 발명에 의한 트윈 공정챔버는 하나의 트로틀 밸브(50)와 하나의 펌프(60)를 공유한다.The twin process chamber according to the present invention consisting of the first process chamber 10 and the second process chamber 20 shares one throttle valve 50 and one pump 60.

도 3은 본 발명에 의한 트윈 공정챔버와 반응가스 이송 및 제어수단의 연결관계를 도시한 것이다.Figure 3 shows the connection between the twin process chamber and the reaction gas transfer and control means according to the present invention.

반응가스 이송 및 제어수단(310)은 소정의 반응가스를 제1 공정챔버(320)와 제2 공정챔버(330)에 이송하고, 상기 반응가스의 양을 제어하는 수단이다.Reaction gas transfer and control means 310 is a means for transferring a predetermined reaction gas to the first process chamber 320 and the second process chamber 330, and controls the amount of the reaction gas.

이러한 반응가스 이송 및 제어수단(300)은 상기 반응가스 소스를 상기 제1 공정챔버(320) 및 제2 공정챔버(320)에 연결된 제1 및 제2 반응가스 이송라인으로 이송하기 위하여 반응가스를 분할하는 제1 반응가스 분할부(311)와 제2 반응가스 분할부(312)를 구비한다.The reaction gas transfer and control means 300 transfers the reaction gas source to the first and second reaction gas transfer lines connected to the first process chamber 320 and the second process chamber 320. A first reaction gas dividing unit 311 and a second reaction gas dividing unit 312 are provided.

상기 제1 반응가스 분할부(311)는 소정의 반응가스 소스와 연결된 하나의 유량제어기(MFC)와 상기 유량제어기(MFC)로부터 제2 공정 챔버(320)로 연결되는 라인 상에 있는 제1 니들(needle)밸브(3111)와 제1 니들밸브(3111)와 연결된 제1 공정가스 릴리즈 밸브(3113), 상기 유량제어기(MFC)로부터 제1 공정챔버(320)로 연결되는 라인 상에 있는 제2 니들(needle)밸브(3112)와 제2 니들밸브(3112)와 연결된 제2 공정가스 릴리즈 밸브(3114)를 포함한다.The first reactant gas dividing unit 311 includes one flow controller (MFC) connected to a predetermined reaction gas source and a first needle on a line connected from the flow controller (MFC) to the second process chamber 320. A first process gas release valve 3113 connected to the valve 3111 and the first needle valve 3111 and a second on a line connected to the first process chamber 320 from the flow controller MFC. And a second process gas release valve 3114 connected to the needle valve 3112 and the second needle valve 3112.

또한, 상기 제1 반응가스 분할부(311)는 하나의 유량제어기(MFC)와 병렬로 연결된 제1 및 제2 공정가스 라인 사이에 하나의 바이패스라인을 가지며 상기 바이패스라인에는 펌프로의 가스흐름을 온/오프하는 하나의 바이패스 밸브(3115)가 설치되며, 하나의 공정가스라인 분할 포인트(3116)를 포함한다. 상기 공정가스라인 분할 포인트(3116)는 완전 대칭이다. In addition, the first reaction gas dividing unit 311 has one bypass line between the first and second process gas lines connected in parallel with one flow controller (MFC) and the gas to the pump in the bypass line. One bypass valve 3115 is installed to turn the flow on and off and includes one process gas line split point 3116. The process gas line split point 3116 is fully symmetrical.

따라서, 반응가스 이송 및 제어수단(410)에 의해 이송된 반응가스가 제1 공정챔버(320)와 제2 공정챔버(330)에 주입되고, 상기 제1 공정챔버(320)와 제2 공정챔버(330)에 주입된 반응가스가 적절한지를 메인 컴퓨터(340)에 의해 확인된다.Therefore, the reaction gas transferred by the reaction gas transfer and control means 410 is injected into the first process chamber 320 and the second process chamber 330, and the first process chamber 320 and the second process chamber The main computer 340 confirms whether the reaction gas injected into the 330 is appropriate.

상기 메인 컴퓨터(340)는 반응가스 이송 및 제어수단(310)에 반응가스의 양을 제어하는 역할을 수행한다. The main computer 340 serves to control the amount of reaction gas to the reaction gas transfer and control means 310.

도 4는 본 발명에 의한 트윈 공정챔버를 이용한 클러스터 툴 시스템을 도시한 것으로, 이송챔버(410), 트윈 공정챔버(420a, 420b, 420c), 로드락 챔버(430) 및 프론트 앤드 모듈영역(440)으로 이루어진다.4 illustrates a cluster tool system using a twin process chamber according to the present invention, wherein a transfer chamber 410, twin process chambers 420a, 420b, and 420c, a load lock chamber 430, and a front end module region 440 are illustrated. )

이송챔버(410)는 기판을 이송하는 기능을 수행하는 챔버로서, 한번에 기판 두 장을 집거나 놓을 수 있는 이중 암을 하나 내지는 두 개 포함한다.The transfer chamber 410 is a chamber that performs a function of transferring a substrate, and includes one or two double arms capable of picking up or placing two sheets of substrate at a time.

트윈 공정챔버(420a, 420b, 420c)는 이송챔버(410)의 임의의 한 측면에 부착되는 독립적인 두 개의 공정챔버로서, Z-모션 가능한 스테이지 히터 어셈블리가 챔버별로 한 개씩 배치되어 Z-모션 셔틀에 결합되며, 상기 두 개의 스테이지 히터 어셈블리는 기판 안착이 동기화 되도록 Z-모션이 동기화 된다. The twin process chambers 420a, 420b, and 420c are two independent process chambers attached to any one side of the transfer chamber 410, with a Z-motion-capable stage heater assembly arranged one per chamber and with a Z-motion shuttle. Coupled to the two stage heater assemblies, the Z-motion is synchronized so that the substrate seating is synchronized.

또한, 트윈 공정챔버(420a, 420b, 420c)는 상기 스테이지 히터 어셈블리 대신에 Z-모션 가능한 웨이퍼 리프트 핀 어셈블리가 챔버별로 한 개씩 배치되어 Z-모션 셔틀에 결합되며, 상기 두 개의 웨이퍼 리프트 핀 어셈블리는 기판 안착이 동기화 되도록 Z-모션이 동기화 된다. 그리고, 상기 트윈 공정챔버(420a, 420b, 420c)는 하나의 트로틀 밸브와 하나의 펌브를 공유한다.In addition, the twin process chambers 420a, 420b, and 420c have Z-motion-capable wafer lift pin assemblies disposed one by one instead of the stage heater assembly, and are coupled to the Z-motion shuttle. Z-motion is synchronized so that substrate seating is synchronized. The twin process chambers 420a, 420b, and 420c share one throttle valve and one pump.

로드락 챔버(430)는 진공상태의 이송챔버(410) 내부 영역과 ATM 상태의 프론트 앤드 모듈영역(440) 사이에 위치하여 두 영역사이의 기판 유출입 경로가 된다. The load lock chamber 430 is positioned between the inner region of the transfer chamber 410 in the vacuum state and the front end module region 440 in the ATM state, and serves as a substrate flow path between the two regions.

또한, 로드락 챔버(430)는 다수개의 기판들을 적층하여 내장할 수 있고, Z-모션 가능한 두개로 분리되거나 하나로 통합된 멀티스테이션을 포함한다.In addition, the load lock chamber 430 may be stacked by embedding a plurality of substrates, and includes a multi-station separated into two or integrated into Z-motion capable.

도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 트윈 공정챔버를 이용한 클러스터 툴 시스템은 중앙에 하나의 밀폐된 공간을 구비하는 이송 챔버(410)가 구비되고, 상기 이송 챔버(410)를 중심으로 이송 챔버(410)의 주변에 인접하도록 제1, 제2 및 제3 트윈 공정챔버(420a, 420b, 420c)가 구비되며, 이송챔버(410) 내부 영역과 ATM 상태의 프론트 앤드 모듈영역(440) 사이에 위치하여 두 영역사이의 기판 유출입 경로가 되는 로드락 챔버(430)가 구비된다.As shown in Figure 4, the cluster tool system using a twin process chamber according to the present invention is provided with a transfer chamber 410 having a closed space in the center, the transfer center around the transfer chamber 410 The first, second and third twin process chambers 420a, 420b, and 420c are provided to be adjacent to the periphery of the chamber 410, and between the transfer chamber 410 inner area and the front end module area 440 in the ATM state. The load lock chamber 430 is provided to be a substrate flow path between the two regions.

상기 다수의 제1, 제2 및 제3 트윈 공정챔버(420a, 420b, 420c) 각각은 하나의 밀폐된 공간을 구비하며, 상기 밀폐된 공간에 웨이퍼를 수납하여 가공 공정을 수행한다. Each of the plurality of first, second and third twin process chambers 420a, 420b, and 420c has a closed space, and the wafer is stored in the closed space to perform a processing process.

도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 트윈 공정챔버를 이용한 클러스터 툴 시스템을 이용하여 기판 상에 박막을 증착하기 위한 방법을 설명하면 다음과 같다.As illustrated in FIG. 4, a method for depositing a thin film on a substrate using a cluster tool system using a twin process chamber according to the present invention will be described below.

이송챔버(410)로부터 그 일측에 위치한 동일하면서 완전 분리된 두 개의 독립적인 트윈 공정챔버들(420a, 420b, 420c)에 2장의 기판을 동시에 로딩한다.Two substrates are simultaneously loaded into two independent twin process chambers 420a, 420b, and 420c identically and completely separated from one side of the transfer chamber 410.

하나 이상의 모든 공정가스들을 상기 독립적 트윈 공정챔버들(420a, 420b, 420c)에 동일 유량으로 흘리며, 동시에 하나의 펌프에 의하여 상기 트윈 공정챔버들(420a, 420b, 420c) 내부를 배기한다. At least one process gas flows to the independent twin process chambers 420a, 420b, and 420c at the same flow rate, and simultaneously exhausts the inside of the twin process chambers 420a, 420b, and 420c by one pump.

여기서, 적어도 하나의 공정가스는 도 3에 의해 설명된 바와 같이 반응가스 분할부(311,312)를 경유하여 상기 트윈 공정챔버들(420a, 420b, 420c)로 동일 유량으로 배분되어 흐르게 된다.Here, at least one process gas is distributed at the same flow rate to the twin process chambers 420a, 420b, and 420c via the reaction gas dividers 311 and 312 as described with reference to FIG.

상기 트윈 공정챔버들(420a, 420b, 420c) 내부에 배기된 하나 이상의 반응가스들이 반복적으로 분사되며, 상기 반복적인 분사 도중에 퍼지가스를 개재시킨다.One or more reaction gases exhausted in the twin process chambers 420a, 420b, and 420c are repeatedly injected, and a purge gas is interposed during the repeated injection.

상기 트윈 공정챔버들(420a, 420b, 420c)로의 반응가스 분사 및 퍼지는 동기화 및 동일시간동안 실행하며, 동기화된 적어도 하나의 반응가스 분사 및 퍼지는 임의의 한 반응가스 분할부(311,312)에 의하여 수행되며 상기 반응가스의 동기화 된 피딩은 상기 반응가스 분할부(311,312) 내의 두 공정가스 릴리즈 밸브들(3113,3114,3123,3124)에 의하여 수행되며, 상기 반응가스의 퍼지는 상기 공정가스 분할부 내의 하나의 공정가스 바이패스 밸브(3115,3125)에 의하여 수행된다. 상기 퍼지가스는 N2, Ar, Xe로 이루어진 군에서 선택한 가스를 사용한다.Reaction gas injection and purge to the twin process chambers 420a, 420b, and 420c are performed by synchronization and the same time, and the synchronized at least one reaction gas injection and purge is performed by any one reaction gas divider 311,312. Synchronized feeding of the reaction gas is performed by two process gas release valves 3113, 3114, 3123, and 3124 in the reaction gas divisions 311 and 312, and the purge of the reaction gas is one in the process gas division. Process gas bypass valves 3115 and 3125 are performed. The purge gas is a gas selected from the group consisting of N2, Ar, Xe.

이상으로, 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, the present invention has been described with reference to the embodiments illustrated in the drawings, which are merely exemplary, and it should be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. will be. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

본 발명에 의하면, 두 개의 공정챔버를 하나의 트윈 공정챔버로 구현함으로써 기판 처리량이 증가하고, 공정비용을 절감할 수 있다.



According to the present invention, by implementing two process chambers in one twin process chamber, the substrate throughput can be increased and the process cost can be reduced.



Claims (13)

트윈 공정챔버를 이용한 클러스터 툴 시스템에 있어서,In a cluster tool system using a twin process chamber, 한번에 웨이퍼 두장을 집거나 놓을 수 있는 하나 또는 두개의 이송 암을 구비하는 이송챔버;A transfer chamber having one or two transfer arms for picking up or placing two wafers at a time; 두 개의 챔버 각각 하나씩 배치되어 웨이퍼가 안착되는 웨이퍼 스테이지에 열을 가하는 스테이지 히터 어셈블리, 상기 두 개의 스테이지 히터 어셈블리가 Z-모션이 가능하도록 결합되는 Z-모션 셔틀, 및 상기 두 개의 스테이지 히터 어셈블리가 Z-모션 동기화를 위해 Z-모션 셔틀을 구동시키는 Z-모션 셔틀 구동부 을 포함하는 트윈 공정챔버;A stage heater assembly disposed in each of the two chambers to apply heat to the wafer stage on which the wafer is seated, a Z-motion shuttle in which the two stage heater assemblies are Z-motion coupled, and the two stage heater assemblies are Z A twin process chamber comprising a Z-motion shuttle drive for driving a Z-motion shuttle for motion synchronization; 소정의 반응가스를 분할하여 상기 트윈 공정챔버의 복수의 반응가스라인으로 이송하고, 상기 분할되어 이송되는 반응가스량을 제어하는 반응가스 이송 및 제어수단; 및Reaction gas transfer and control means for dividing a predetermined reaction gas and transferring the reaction gas to a plurality of reaction gas lines of the twin process chamber, and controlling the amount of the reaction gas to be divided and transferred; And 진공상태의 상기 이송 챔버의 내부 영역과 ATM 상태의 프론트 엔드 모듈 영역 사이에 위치하여 두 영역사이의 기판 유출입경로가 되는 로드락 챔버;를 포함함을 특징으로 하는 트윈 공정챔버를 이용한 클러스터 툴 시스템.And a load lock chamber positioned between an inner region of the transfer chamber in a vacuum state and a front end module region in an ATM state, the load lock chamber being a substrate outflow path between two regions. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 반응가스 이송 및 제어수단은 The method of claim 1, wherein the reaction gas transfer and control means 공정챔버에 공급하기 위한 소정의 반응가스 소스;A predetermined reaction gas source for supplying the process chamber; 상기 반응가스 소스를 상기 공정챔버에 연결된 복수의 반응가스라인으로 이송하기 위하여 반응가스를 분할하는 반응가스 분할 수단; 및 Reaction gas dividing means for dividing the reaction gas to transfer the reaction gas source to a plurality of reaction gas lines connected to the process chamber; And 상기 공정챔버내의 반응가스의 양을 제어하는 제어수단;을 포함함을 특징으로 하는 트윈 공정챔버를 이용한 클러스터 툴 시스템.And control means for controlling the amount of reaction gas in the process chamber. 제8항에 있어서, 상기 공정가스 분할 수단은 According to claim 8, wherein the process gas dividing means 상기 소정의 반응가스 소스와 연결된 하나의 유량제어기;One flow controller connected to the predetermined reaction gas source; 상기 유량제어기로부터 소정의 공정챔버의 반응가스 라인과 연결되는 두 개의 니들 밸브; 및 Two needle valves connected from the flow controller to a reaction gas line of a predetermined process chamber; And 상기 니들밸브와 연결된 공정가스 릴리즈밸브;를 포함함을 특징으로 하는 트윈 공정챔버를 이용한 클러스터 툴 시스템.Process gas release valve connected to the needle valve; Cluster tool system using a twin process chamber comprising a. 제9항에 있어서, 상기 공정가스 분할 수단은 The method of claim 9, wherein the process gas dividing means 하나의 유량제어기와 병렬로 연결된 제1 및 제2 반응가스 라인 사이에 하나의 바이패스 라인을 가지며, 상기 바이패스 라인상에는 펌프로의 가스흐름을 온/오프하는 하나의 바이패스 밸브가 설치됨을 특징으로 하는 트윈 공정챔버를 이용한 클러스터 툴 시스템. One bypass line is provided between the first and second reaction gas lines connected in parallel with one flow controller, and a bypass valve is provided on the bypass line to turn on / off gas flow to the pump. Cluster tool system using twin process chamber. 삭제delete 트윈 공정챔버를 이용한 클러스터 툴 시스템을 통한 박막 증착 방법에 있어서, In the thin film deposition method using a cluster tool system using a twin process chamber, (a)하나이상의 반응가스들의 교호적이고도 반복적인 분사단계;(a) alternating and repeating spraying of one or more reactant gases; (b)상기 반응가스들의 교호적이고도 반복적인 분사단계 사이에 퍼지가스를 개재시킨 반응가스 퍼지단계;(b) a reaction gas purge step having a purge gas interposed between the alternating and repetitive injection steps of the reaction gases; (c)상기 트윈 공정챔버로의 반응가스 분사 및 퍼지를 동기화 및 동일시간동안 실행하는 단계; 및 (c) synchronizing and executing the reaction gas injection and purge to the twin process chamber for the same time; And (d)상기 동기화된 적어도 하나의 반응가스 분사 및 퍼지를 임의의 한 공정가스 분할부에 의하여 수행하며 상기 반응가스의 동기화 된 피딩은 상기 공정가스 분 할부 내의 두 공정가스 릴리즈 밸브들에 의하여 수행되며, 상기 반응가스의 퍼지는 상기 공정가스 분할부 내의 하나의 공정가스 바이패스 밸브에 의하여 수행되는 단계;를 포함함을 특징으로 하는 클러스터 툴 시스템을 통한 박막 증착 방법(d) the synchronized at least one reactive gas injection and purge is performed by any one process gas divider and the synchronized feeding of the reaction gas is performed by two process gas release valves in the process gas divider And a step of purging the reaction gas by one process gas bypass valve in the process gas dividing unit. 제12항에 있어서, 상기 퍼지가스는 The method of claim 12, wherein the purge gas N2, Ar, Xe로 이루어진 군에서 선택한 가스인 것을 특징으로 하는 클러스터 툴 시스템을 통한 박막 증착 방법. Thin film deposition method using a cluster tool system, characterized in that the gas selected from the group consisting of N2, Ar, Xe.
KR1020030100121A 2003-12-30 2003-12-30 A cluster tool system using twin process chamber and a method of plating a thin film thereof KR100569604B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030100121A KR100569604B1 (en) 2003-12-30 2003-12-30 A cluster tool system using twin process chamber and a method of plating a thin film thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030100121A KR100569604B1 (en) 2003-12-30 2003-12-30 A cluster tool system using twin process chamber and a method of plating a thin film thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050068560A KR20050068560A (en) 2005-07-05
KR100569604B1 true KR100569604B1 (en) 2006-04-10

Family

ID=37259110

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020030100121A KR100569604B1 (en) 2003-12-30 2003-12-30 A cluster tool system using twin process chamber and a method of plating a thin film thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100569604B1 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100675100B1 (en) * 2005-08-10 2007-01-29 주식회사 아이피에스 Z-motion mechanism apparatus having position-variable load position photo sensor and method to z-motion of heater assembly using the same
KR101343336B1 (en) * 2007-03-05 2014-01-13 주식회사 원익아이피에스 Apparatus for depositing thin film on wafer
KR100939933B1 (en) * 2007-06-27 2010-02-04 피에스케이 주식회사 Apparatus for treating substrates
KR100910206B1 (en) * 2008-10-08 2009-07-30 (주)앤피에스 Substrate processing apparatus and the processing method thereof
CN112410858A (en) * 2019-08-23 2021-02-26 盛美半导体设备(上海)股份有限公司 Electroplating apparatus

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05160043A (en) * 1991-12-10 1993-06-25 Canon Inc Non-single crystal semiconductor manufacturing device
US5855681A (en) * 1996-11-18 1999-01-05 Applied Materials, Inc. Ultra high throughput wafer vacuum processing system
KR20020085526A (en) * 2001-05-09 2002-11-16 삼성전자 주식회사 Semiconductor device manufacturing equipment
US20030176074A1 (en) * 2002-03-18 2003-09-18 Applied Materials, Inc. Tandem etch chamber plasma processing system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05160043A (en) * 1991-12-10 1993-06-25 Canon Inc Non-single crystal semiconductor manufacturing device
US5855681A (en) * 1996-11-18 1999-01-05 Applied Materials, Inc. Ultra high throughput wafer vacuum processing system
KR20020085526A (en) * 2001-05-09 2002-11-16 삼성전자 주식회사 Semiconductor device manufacturing equipment
US20030176074A1 (en) * 2002-03-18 2003-09-18 Applied Materials, Inc. Tandem etch chamber plasma processing system

Also Published As

Publication number Publication date
KR20050068560A (en) 2005-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5879459A (en) Vertically-stacked process reactor and cluster tool system for atomic layer deposition
KR101248188B1 (en) Multi-single wafer processing apparatus
US6902624B2 (en) Massively parallel atomic layer deposition/chemical vapor deposition system
US7021881B2 (en) Semiconductor processing apparatus comprising chamber partitioned into reaction and transfer sections
JP2008520837A (en) Wafer fab
KR101204640B1 (en) Vacuum processing system
JP2013151720A (en) Vacuum film forming apparatus
JP2002141293A (en) Manufacturing method of semiconductor
US20140126980A1 (en) Substrate processing apparatus
EP2465972B1 (en) Method and system for thin film deposition
JP4634918B2 (en) Vacuum processing equipment
KR20080070560A (en) Substrate processing apparatus
US11598001B2 (en) Film forming method
KR20230010799A (en) Platform architecture to improve system productivity
KR100569604B1 (en) A cluster tool system using twin process chamber and a method of plating a thin film thereof
TWI831027B (en) Multiple process semiconductor processing system and method of semiconductor processing
CN115443528A (en) Bottom purge for semiconductor processing system
KR20080011903A (en) Apparatus for transfering substrates, apparatus for treating substrates, and method for cooling substrates
US20130136862A1 (en) Multi-cell mocvd apparatus
CN116024553A (en) Multi-station deposition chamber, control method of deposition chamber and semiconductor processing device
US20170207078A1 (en) Atomic layer deposition apparatus and semiconductor process
KR100749546B1 (en) Apparatus for transfering substrates, apparatus for treating substrates and method for cooling substrates using the same
KR20130077581A (en) Processing system for chemical vapor deposition
KR102622159B1 (en) atomic layer deposition chamber
KR20080011902A (en) Apparatus for transfering substrates, apparatus for treatign substrates, and method for cooling substrates

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130313

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140401

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160308

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170308

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180319

Year of fee payment: 13

LAPS Lapse due to unpaid annual fee