KR101383248B1 - 고속 기판 처리 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 고속 기판 처리 시스템은 제1 기판 출입구와 복수의 기판 지지부를 갖는 공정 챔버, 상기 공정 챔버의 내부에 설치되고 상기 기판 지지부로 피처리 기판을 로딩 및 언로딩하기 위한 복수개의 회전 플레이트 암을 구비한 제1 반송 장치, 상기 제1 기판 출입구에 연결되며 제2 기판 출입구를 갖는 트랜스퍼 챔버, 및 상기 트랜스퍼 챔버에 설치되며 상기 제1 기판 출입구를 통해서 상기 제1 반송 장치와 피처리 기판을 교환하는 제2 반송 장치를 포함한다. 고속 기판 처리 시스템은 복수 매의 기판들을 연속적으로 공정 챔버로 로딩/언로딩하여 기판 반송 시간을 절약하여 생산성을 향상 시킬 수 있으며 평면상에 차지하는 면적을 획기적으로 감소시킬 수 있어서 단위 면적당 생산성을 높일 수 있다.
기판 이송, 진공로봇, 대기압, 로드락, 트랜스퍼

Description

고속 기판 처리 시스템{HIGH SPEED SUBSTRATE PROCESSING SYSTEM}
본 발명은 고속 기판 처리 시스템에 관한 것으로, 구체적으로는 복수 매의 기판들을 연속적으로 공정 챔버로 로딩/언로딩하여 기판 반송 시간을 절약하여 생산성을 향상 시킬 수 있는 고속 기판 처리 시스템에 관한 것이다.
최근, 액정 디스플레이 장치, 플라즈마 디스플레이 장치, 반도체 장치들의 제조를 위한 기판 처리 시스템들은 복수 매의 기판을 일관해서 처리할 수 있는 클러스터 시스템이 일반적으로 채용되고 있다.
일반적으로, 클러스터(cluster) 시스템은 반송 로봇(또는 핸들러; handler)과 그 주위에 마련된 복수의 기판 처리 모듈을 포함하는 멀티 챔버형 기판 처리 시스템을 지칭한다.
클러스터 시스템은 반송실(transfer chamber)과 반송실내에 회동이 자유롭게 마련된 반송 로봇을 구비한다. 반송실의 각 변에는 기판의 처리 공정을 수행하기 위한 공정 챔버가 장착된다. 이와 같은 클러스터 시스템은 복수개의 기판을 동시에 처리하거나 또는 여러 공정을 연속해서 진행 할 수 있도록 함으로 기판 처리량을 높이고 있다. 기판 처리량을 높이기 위한 또 다른 노력으로는 하나의 공정 챔 버에서 복수 매의 기판을 동시에 처리하도록 하여 시간당 기판 처리량을 높이도록 하고 있다.
그런데, 공정 챔버가 복수 매의 기판을 동시(또는 연속적으로)에 처리하더라도 공정 챔버에 처리 전후의 기판들이 효율적으로 교환되지 못하는 경우 시간적 손실이 발생하게 된다.
또한, 통상적인 클러스터 시스템은 6각형의 반송실을 구성하는 데 있어서(기본적으로 4개의 공정 챔버와 2개의 로드락 챔버로 구성되는 경우), 반송실이 차지하는 면적 때문에 시스템전체의 면적은 물론, 제조 라인 내의 시스템배치에 있어서 중시되는 시스템 폭이 필요이상으로 증가되고, 반송실을 진공상태로 유지시키는 데 필요한 진공시스템의 규모가 증가되어 장치비 및 설치비가 증가하게 된다. 또한, 이러한 반송실의 면적은, 설치되는 공정챔버의 개수가 증가함에 따라서 더욱 가중된다.
그럼으로 복수 매의 기판을 처리하는 공정 챔버에서 복수 매의 기판을 동시(또는 연속적으로)에 처리하는 것과 더불어 처리 전후의 기판들을 보다 효율적으로 교환할 수 있는 기판 처리 시스템이 요구되고 있다.
본 발명은 평면상에 차지하는 면적을 획기적으로 감소시킬 수 있는 기판 처리 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 반도체 제조 공장 내의 공간상 레이아웃을 효율적으로 이용 할 수 있는 기판 처리 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 불필요한 진공면적을 축소함으로써 장치비 및 설치비를 최소화할 수 있는 기판 처리 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 효율적으로 기판을 처리할 수 있는 구조를 가지는 기판 반송 장치를 갖는 기판 처리 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기판의 반송 시간을 감소시켜 생산성을 향상시킬 수 있는 기판 반송 장치를 갖는 기판 처리 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 작은 구동 면적을 가지는 기판 반송 장치를 갖는 기판 처리 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 공정에 소요되는 시간을 단축할 수 있는 구조를 가지는 기판 처리 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 공정 챔버의 가동률을 향상시킬 수 있는 구조를 가지는 기판 처리 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면은 고속 기판 처리 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 고속 기판 처리 시스템은: 제1 기판 출입구와 복수의 기판 지지부를 갖는 공정 챔버; 상기 공정 챔버의 내부에 설치되고 상기 기판 지지부로 피처리 기판을 로딩 및 언로딩하기 위한 복수개의 회전 플레이트 암을 구비한 제1 반송 장치; 상기 제1 기판 출입구에 연결되며 제2 기판 출입구를 갖는 트랜스퍼 챔버; 및 상기 트랜스퍼 챔버에 설치되며 상기 제1 기판 출입구를 통해서 상기 제1 반송 장치와 피처리 기판을 교환하는 제2 반송 장치를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 반송 장치는 선형 이동하는 복수의 선형 플레이트 암을 구비하고, 상기 복수의 선형 플레이트 암은 상기 제1 반송 장치로부터 언로딩될 피처리 기판을 인계받는 언로딩용 암과 로딩될 피처리 기판을 인계하는 로딩용 암을 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 복수의 기판 지지부들은 상기 공정 챔버의 중심으로부터 방사상으로 배치되고, 상기 제1 반송 장치는 상기 공정 챔버의 중심에 배치된다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 기판 출입구에 연결되는 로드락 챔버; 및 상기 로드락 챔버에 설치되어 상기 제2 반송 장치와 피처리 기판을 교환하는 대기압 반송 로봇을 포함한다.
본 발명이 다른 일면에 따른 고속 기판 반송 장치는: 복수의 기판 지지부를 갖는 공정 챔버; 상기 공정 챔버의 내부에 설치되고 상기 기판 지지부로 피처리 기판을 로딩 및 언로딩하기 위한 복수개의 회전 플레이트 암을 구비한 반송 장치; 및 상기 공정 챔버의 내부에서 상기 복수개의 회전 플레이트 암의 회전 경로 상에 위치되며 외부와 연결되는 제1 기판 출입구와 상기 복수개의 회전 플레이트 암이 진입할 수 있도록 상기 공정 챔버와 연결되는 제2 기판 출입구와 구비하는 버퍼 챔버를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 버퍼 챔버는 상기 제2 기판 출입구와 다른 방향으로 상기 공정 챔버와 연결되는 제3 기판 출입구를 포함하고, 상기 복수개의 회전 플레이트 암 중에서 일부는 제2 기판 출입구를 통하여 피처리 기판을 교환하고, 다른 일부는 제3 기판 출입구를 통하여 피처리 기판을 교환한다.
일 실시예에 있어서, 상기 복수의 기판 지지부들은 상기 공정 챔버의 중심으로부터 방사상으로 배치되고, 상기 반송 장치는 상기 공정 챔버의 중심에 배치된다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 기판 출입구에 연결되는 로드락 챔버; 및 상기 로드락 챔버에 설치되어 상기 버퍼 챔버와 피처리 기판을 교환하는 대기압 반송 로봇을 포함한다.
본 발명의 고속 기판 처리 시스템에 의하면, 평면상에 차지하는 면적을 획기적으로 감소시키면서도 공정 챔버의 가동률을 향상시키고 기판의 반송 시간을 감소시키는 효율적인 기판 처리 구조를 제공한다. 그럼으로 반도체 제조 공장 내의 공간상 레이아웃을 효율적으로 이용할 수 있어 단위 면적당 생산성을 향상 시킬 수 있다. 그리고 불필요한 진공면적을 축소함으로써 장치비 및 설치비를 최소화할 수 있다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보 다 완전하게 설명하기 위해서 제공 되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
도 1은 및 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 처리 시스템의 평면 구조와 기판 이송 과정을 보여주는 도면이다. 도면을 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 처리 시스템은 후방에 공정 챔버(500)가 구비되고, 그 앞단으로 트랜스퍼 챔버(400)가 설치된다. 기판 처리 시스템의 전방에는 캐리어(110)가 장착되는 인덱스(100)가 구비되며, 인덱스(100)와 트랜스퍼 챔버(400) 사이에는 로드 락 챔버(200)가 구비된다. 인덱스(100)는 설비 전방 단부 모듈(equipment front end module, 이하 EFEM)이라고도 하며 때로는 로드 락 챔버를 포괄하여 명칭 된다. 트랜스퍼 챔버(400)와 로드락 챔버(200) 사이에는 제2 기판 출입구(410)가 개설되어 있으며, 트랜스퍼 챔버(400)와 공정 챔버(500) 사이로 제1 기판 출입구(510)가 개설되어 있다. 제1 및 제2 기판 출입구(410, 510)는 각각 슬릿 밸브(미도시)에 의해 개폐 작동된다.
본 기판 처리 시스템에서 처리되는 피 처리 기판(W)은 예를 들어, 반도체 회로를 제조하기 위한 웨이퍼 기판이거나 액정 디스플레이를 제조하기 위한 유리 기판이다. 본 기판 처리 시스템의 도시된 구성 외에도 집적 회로 또는 칩의 완전한 제조에 요구되는 모든 프로세스를 수행하기 위해 다수의 프로세싱 시스템들이 요구 될 수 있다. 그러나 본 발명의 명확한 설명을 위하여 통상적인 구성이나 당업자 수준에서 이해될 수 있는 구성들은 생략하였다.
로드 락 챔버(200)는 대기압에서 동작되는 대기압 반송 로봇(210)이 구비된다. 대기압 반송 로봇(210)은 트랜스퍼 챔버(400)와 캐리어(110) 사이에서 기판 이송을 담당하며 회동, 승강 및 하강이 가능하다. 대기압 반송 로봇(210)은 캐리어(110)로부터 일회 동작에 5장의 피처리 기판(W)을 반출하여 트랜스퍼 챔버(400)로 반입할 수 있다. 이를 위하여 대기압 반송 로봇(210)은 5장의 처리 전 기판과 5장의 처리 후 기판을 동시에 교환할 수 있도록 총 10개의 앤드 이펙터를 각각 구비한 더블 암 구조를 갖는 로봇으로 구성될 수 있다. 또는, 적어도 다섯 개의 엔드 이펙터(end effector)를 구비한 싱글 암 구조의 로봇을 사용할 수도 있다. 대기압 반송 로봇(210)은 좌우로 이동 가능한 트랙을 구비할 수 있다. 이와 같이 대기압 반송 로봇(210)은 본 실시예에서 보여주는 더블 암 또는 싱글 암 구조의 방식 이외에도 통상적인 반도체 제조 공정에서 사용되는 다양한 로봇들이 사용될 수 있다.
로드락 챔버(200)에는 필요에 따라 처리 후 기판을 냉각하기 위한 냉각 챔버(300)가 구비될 수 있다. 또는 트랜스퍼 챔버(400)가 냉각 처리 기능을 수행하도록 한다면, 별도의 냉각 챔버(300)는 생략될 수도 있을 것이다. 공정 챔버(500)로 진행하는 피처리 기판(W)에 대한 예열이 필요한 경우에도 별도의 예열 챔버를 구비하도록 할 수 있으며, 냉각 챔버(300) 또는 트랜스퍼 챔버(400)가 예열 기능을 수행하도록 한다면 별도로 구비치 않을 수도 있다.
도 3은 트랜스퍼 챔버와 그 내부에 구성된 제1 반송 장치를 보여주는 도면이다. 도 3을 참조하여, 트랜스퍼 챔버(400)는 제2 반송 장치(600)를 구비한다. 제2 반송 장치(600)는 처리될 피처리 기판을 대기압 반송 로봇(210)으로부터 인계받아 공정 챔버(500)에 구비되는 제1 반송 장치(800)로 인계한다. 또한 처리된 기판을 제1 반송 장치(800)로부터 인계받아 대기압 반송 로봇(210)으로 전달한다.
제2 반송 장치(600)는 직선 왕복 운동하는 하나 이상의 엔드 이펙터(611)를 갖는 선형 플레이트 암(610)을 갖는다. 이 실시예에서 선형 플레이트 암(610)은 상부에 5개의 로딩용 암(610a)이 구성되고 하부에 5개의 언로딩용 암(610b)이 구성된다. 선형 플레이트 암(610)은 선형 구동부(620)에 연결되어 직선 왕복 운동을 한다. 선형 구동부(620)는 트랜스퍼 챔버(400)의 외측에 설치되고, 측벽에 개설된 홈(420)을 통하여 선형 플레이트 암(610)에 연결된다.
다시 도 1 및 도 2를 참조하여, 공정 챔버(500)는 전체적으로 원형으로 구성되며, 5개의 기판 지지부(520)가 방사형으로 배치되고 그 중심부에 제1 반송 장치(800)가 배치된다. 제1 반송 장치(800)는 5개의 회전 플레이트 암(810)을 갖으며, 다섯 개의 기판 지지부(520)는 회전 플레이트 암(810)들이 회전하는 경로 상에 배치된다. 공정 챔버(500)는 소정의 플라즈마 처리 공정을 수행하기 위한 진공 챔버로 플라즈마 소스(미도시됨)가 구비된다. 공정 챔버(500)는 다양한 기판 프로세싱 작동들을 수행하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 플라즈마를 이용하여 포토레지스트를 제거하는 에싱(ashing) 챔버일 수 있고, 절연막을 증착시키도록 구성된 CVD(Chemical Vapor Deposition) 챔버일 수 있고, 인터커넥트 구조들을 형성하기 위해 절연막에 애퍼쳐(aperture)들이나 개구들을 식각하기 위한 식각 챔버 일 수 있다. 또는 스패이서 형성을 위한 스페이서 시각이나 스톱퍼 식각과 같은 식각 공정을 수행하기 위한 식각 챔버일 수 있다. 또는 장벽(barrier) 막을 증착시키도록 구성된 PVD 챔버일 수 있으며, 금속막을 증착시키도록 구성된 PVD 챔버일 수 있다.
도 4는 제2 반송 장치의 사시도이다. 도 4를 참조하여, 제1 반송 장치(800)는 엔드 이펙터(812)를 갖고 회동되는 5개의 회전 플레이트 암(810)을 구비한다. 회전 플레이트 암(810)은 하나의 스핀들(830)에 장착되어 회동 및 승하강 된다. 스핀들(830)은 구동부(820)에 연결된다. 구동부(820)는 회전 플레이트 암(810)의 회전과 승/하강을 위한 구동력을 제공한다. 도면에는 구체적으로 도시하지 않았으나, 구동부(820)는 구동력을 발생하는 전기 모터와 발생된 구동력을 스핀들(830)로 전달하여 다수의 회전 플레이트 암(610)들이 원하는 동작을 수행하도록 하는 기어 어셈블리가 포함된다. 제1 반송 장치(800)는 5개의 회전 플레이트 암(810)이 개별적으로 회전될 수 있도록 복수의 구동부와 각각의 구동부에 연결되는 복수의 스핀들을 가질 수도 있다. 회전 플레이트 암(810)의 개수는 공정 챔버(500)에 구비되는 기판 지지부(520)의 개수와 동일하게 구비된다. 회전 플레이트 암(810)은 스핀들(830)에 연결되는 플레이트 암(811)과 그 끝단에 엔드 이펙터(812)가 구성된다. 엔드 이펙터(812)는 말편자 형상을 갖고, 기판 지지를 위한 지지부(813)를 갖는다. 지지부(813)는 기판(W)을 안전하게 지지할 수 있는 배치 구조와 개수로 구비된다.
도 5는 제1 반송 장치의 하나의 선형 플레이트 암과 제2 반송 장치의 하나의 회전 플레이트 암 사이에 피처리 기판의 인수인계 구조를 보여주는 도면이다. 도 5를 참조하여, 제1 반송 장치(800)는 제2 반송 장치(600)와 기판 교환 동작이 수행되는 과정에서 5개의 회전 플레이트 암(810)은 제1 기판 출입구(510) 앞에 정렬된다(도 1 참조). 그리고 제2 반송 장치(600)의 하나의 선형 플레이트 암(610)의 엔드 이펙터(611)는 대응된 하나의 회전 플레이트 암(810)의 엔드 이펙터(812)로 기판을 인계하거나 인수한다. 선형 플레이트 암(610)의 엔드 이펙터(611)는 회전 플레이트 암(810)의 엔드 이펙터(812)의 개구부를 통해서 진입하고 후퇴한다.
도 6은 다섯 개의 기판 지지대에 피처리 기판이 로딩된 상태를 보여주는 도면이다. 도 6을 참조하여, 피처리 기판을 기판 지지대(520)에서 언로딩하거나 로딩하는 과정에서 5개의 회전 플레이트 암(810)은 부채꼴 형상으로 펼쳐진다(도 2 참조). 첨부 도면 도 7에는 피처리 기판을 로딩하는 과정에서 하나의 기판 지지대(520) 상부에 하나의 회전 플레이트 암(810)이 정렬된 상태를 보여준다. 이어 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 반송 장치(800)의 5개의 회전 플레이트 암(810)은 기판 지지대(520)에 엔드 이펙터(812)가 끼워지는 과정에서 기판을 기판 지지대(520)에 내려놓는다. 기판 지지대(520)는 엔드 이펙터(812)의 돌출된 지지부(813)가 기판 지지대(520)에 걸리지 않도록 하기 위하여 몸체의 외주면에 적절한 개수와 구조로 형성된 하나 이상의 홈(515)을 갖는다.
제1 반송 장치(800)의 5개의 회전 플레이트 암(810)들은 공정 챔버(500)에서 기판 처리가 진행되는 동안 엔드 이펙터(812)가 기판 지지대(520)에 끼워진 상태를 유지한다. 이때, 제1 반송 장치(800)는 전체적으로 기판 지지대(520)의 상부 표면에 놓인 피처리 기판(W) 보다는 낮게 위치됨으로 기판 처리 과정에서 기판에 부적 절한 영향을 미치지 못한다. 기판 처리가 완료되면 기판 지지대(520)로부터 엔드 이펙터(812)가 빠져 나오는 과정에서 다시 기판 지지대(520)로부터 피처리 기판(W)을 들어 올려 반송시킨다.
도 9 내지 도 12는 제1 및 제2 반송 장치 사이에서 기판 교환 동작을 순차적으로 보여주는 도면이다. 먼저, 도 9 및 도 10을 참조하여, 트랜스퍼 챔버(400)와 공정 챔버(500) 사이에서 처리 후 기판(W1)과 처리 전 기판(W2)의 교환은 제1 및 제2 반송 장치(600, 800)에 의해서 수행된다. 이때, 트랜스퍼 챔버(400)는 제2 기판 출입구(410)가 폐쇄된 상태에서 공정 챔버(500)와 동일한 진공 상태로 전환되고 이어 제1 기판 출입구(510)가 열리고 기판 교환이 진행된다. 기판 교환 과정에 앞서서, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 반송 장치(800)의 회전 플레이트 암(810)들은 기판 지지대(520)로부터 처리 후 기판(W1)을 걷어와 제1 기판 출입구(510) 앞에 정렬되어 있다. 제2 반송 장치(600)의 언로딩용 암(610b)이 직선 왕복 운동을 하면서 제1 반송 장치(800)로부터 처리 후 기판(W1)을 인계받아 나온다.
계속해서, 도 11 및 도 12를 참조하여, 제1 반송 장치(800)의 스핀들(830)이 승강하여 로딩 위치에 정렬된다. 그리고 제1 반송 장치(400)의 로딩용 암(610a)이 직선 왕복 운동하면서 처리 전 기판(W2)을 제1 반송 장치(800)로 인계한다. 기판 교환이 완료되면 제1 기판 출입구(510)가 폐쇄되고, 도 2에 도시된 바와 같이, 상술한 바와 같이 제1 반송 장치(800)는 처리 전 기판(W2)들을 각각의 기판 지지대(520)로 반송한다. 트랜스퍼 챔버(400)와 공정 챔버(500) 사이의 기판 교환이 완료된 후, 도 1에 도시된 바와 같이, 트랜스퍼 챔버(400)와 로드락 챔버(200) 사 이에서 기판 교환이 진행된다. 먼저 트랜스퍼 챔버(400)는 진공 기압에서 대기압으로 전환되며, 제2 기판 출입구(410)가 열린 상태에서 로드락 챔버(200)에 위치한 대기압 반송 로봇(210)이 처리 후 기판과 처리 전 기판을 교환한다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 처리 시스템의 평면 구조와 기판 이송 과정을 보여주는 도면이다. 도 13을 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 고속 기판 처리 시스템은 후방에 공정 챔버(500)가 구비되고, 전방에는 캐리어(110)가 장착되는 인덱스(100)가 구비된다. 인덱스(100)와 공정 챔버(500) 사이에는 로드 락 챔버(200)가 구비된다. 제2 실시예의 고속 기판 처리 시스템의 인덱스(100)와 로드락 챔버(200)는 상술한 제1 실시예의 그것들과 기본적으로 동일함으로 반복 설명은 생략된다.
반면, 로드락 챔버(200)와 공정 챔버(500)사이에는 버퍼 챔버(700)가 구비된다. 특히, 이 버퍼 챔버(700)는 공정 챔버(500)와 로드락 챔버(200)가 접하는 부분에서 공정 챔버(500)의 안쪽으로 들어가 있는 설치구조를 갖는다. 그럼으로 버퍼 챔버(700)는 공정 챔버에 구비되는 반송 장치(810)의 회전 플레이트 암(810)의 회전 경로 상에 위치한다.
버퍼 챔버(700)는 평면 구조가 대략 마름모 형상을 갖고, 도 15에 도시된 바와 같이, 수직으로 피처리 기판(W) 적층되는 구조를 갖는다. 버퍼 챔버(700)의 내부에는 피처리 기판(W)이 적층되기 위한 다수개의 지지 부재(740)가 구비된다. 버퍼 챔버(700)와 로드락 챔버(200)의 사이에는 제1 기판 출입구(710)가 개설되며, 버퍼 챔버(700)의 양측으로는 제2 및 제3 기판 출입구(720, 730)가 개설되어 있다. 제1 내지 제3 기판 출입구(710, 720, 730)는 각각 슬릿 밸브(미도시)에 의해 개폐 작동된다.
공정 챔버(500)에 구비되는 반송 장치(800)는 상술한 제1 실시예와 동일한 구성을 갖는다. 그러나 다수개의 회전 플레이트 암(810)은 버퍼 챔버(700)를 통해서 피처리 기판을 직접 인수인계하기 위하여 플레아트 암(811)이 절곡된 구조를 갖는다. 다섯 개의 회전 플레이트 암(810) 중에서 3개는 제2 기판 출입구(720)를 통해서 그리고 나머지 2개는 제3 기판 출입구(730)를 통해서 기판 교환을 수행한다.
본 실시예에서, 버퍼 챔버(700)는 양측으로 두 개의 기판 출입구(720, 730)가 구비되지만 단지 하나의 기판 출입구를 구비하는 것도 가능하다. 하나의 기판 출입구만을 구비하는 경우에 다섯 개의 회전 플레이트 암(810)은 동일한 방향으로 회전하는 구조를 갖도록 구성된다.
대기압 반송 로봇(210)이 버퍼 챔버(700)와 기판 교환 동작을 수행할 때에는 제2 및 제3 기판 출입구(720, 730)는 폐쇄되고, 대기압 상태에서 제1 기판 출입구(710)가 개방된다. 반송 장치(800)가 버퍼 챔버(700)와 기판 교환 동작을 수행할 때에는 제1 기판 출입구(710)가 폐쇄된 상태에서 버퍼 챔버(700)가 공정 챔버(500)와 동일한 진공 상태로 전환된 후 제2 및 제3 기판 출입구(720, 730)가 개방된다.
이러한 구조를 갖는 제2 실시예의 고속 기판 처리 시스템은 설비 면적을 더욱 감축할 수 있는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 상술한 제1 실시예의 트랜스퍼 챔버(400)와 제2 반송 장치(600)의 구성을 생략할 수 있기 때문에 설비비도 더욱 감 축할 수 있는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 기판 교환 과정도 단축되기 때문에 보다 고속으로 기판을 교환할 수 있어서 생산성을 높일 수 있다.
이상에서 설명된 본 발명의 고속 기판 처리 시스템의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그럼으로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 고속 기판 처리 시스템은 반도체 장치의 제조를 위한 다양한 제조 공정에서 유용하게 사용될 수 있다. 특히, 복수의 피처리 기판을 처리하는 멀티 프로세싱 시스템으로 설비비를 감축하여 저비용으로 고생산성을 달성하고자 하는 기판 처리 시스템으로 매우 적합하다.
도 1은 및 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 처리 시스템의 평면 구조와 기판 이송 과정을 보여주는 도면이다.
도 3은 트랜스퍼 챔버와 그 내부에 구성된 제1 반송 장치를 보여주는 도면이다.
도 4는 제2 반송 장치의 사시도이다.
도 5는 제1 반송 장치의 선형 플레이트 암과 제2 반송 장치의 회전 플레이트 암 사이에 피처리 기판의 인수인계 구조를 보여주는 도면이다.
도 6은 다섯 개의 기판 지지대에 피처리 기판이 로딩된 상태를 보여주는 도면이다.
도 7은 회전 플레이트 암이 기판 지지대 상부에 정렬된 상태를 보여주는 도면이다.
도 8은 회전 플레이트 암이 기판 지지대에 내려앉은 상태를 보여주는 도면이다.
도 9 및 도 10은 처리 후 기판을 제2 반송 장치에서 제1 반송 장치로 인계하는 과정을 보여주는 도면이다.
도 11 및 도 12는 처리 전 기판을 제1 반송 장치에서 제2 반송 장치로 인계하는 과정을 보여주는 도면이다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 처리 시스템의 평면 구조와 기판 이송 과정을 보여주는 도면이다.
도 15는 버퍼 챔버의 측면도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
100: 인덱스 110: 캐리어
200: 로드락 챔버 210: 대기압 반송 로봇
212: 앤드 이펙터 300: 냉각 챔버
400: 트랜스퍼 챔버 410: 제2 기판 출입구
500: 공정 챔버 510: 제1 기판 출입구
520: 기판 지지대 600: 제2 반송 장치
610: 선형 플레이트 암 700: 버퍼 챔버
800: 제1 반송 장치 810: 회전 플레이트 암
812: 엔드 이펙터 820: 구동부
830: 스핀들

Claims (8)

  1. 제1 기판 출입구와 복수의 기판 지지부를 갖는 공정 챔버;
    상기 공정 챔버의 내부에 설치되고 상기 기판 지지부로 피처리 기판을 로딩 및 언로딩하기 위한 복수개의 회전 플레이트 암을 구비한 제1 반송 장치;
    상기 제1 기판 출입구에 연결되며 제2 기판 출입구를 갖는 트랜스퍼 챔버; 및
    상기 트랜스퍼 챔버에 설치되며 상기 제1 기판 출입구를 통해서 상기 제1 반송 장치와 피처리 기판을 교환하는 제2 반송 장치를 포함하고,
    상기 제2 반송 장치는
    선형 이동하는 복수의 선형 플레이트 암을 구비하고,
    상기 복수의 선형 플레이트 암은 상기 제1 반송 장치로부터 언로딩될 피처리 기판을 인계받는 언로딩용 암과 로딩될 피처리 기판을 인계하는 로딩용 암을 포함하는 고속 기판 처리 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서
    상기 복수의 기판 지지부들은 상기 공정 챔버의 중심으로부터 방사상으로 배 치되고,
    상기 제1 반송 장치는 상기 공정 챔버의 중심에 배치되는 고속 기판 처리 시스템.
  4. 제1항에 있어서
    상기 제2 기판 출입구에 연결되는 로드락 챔버; 및
    상기 로드락 챔버에 설치되어 상기 제2 반송 장치와 피처리 기판을 교환하는 대기압 반송 로봇을 포함하는 고속 기판 처리 시스템.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
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