KR20040103935A - 반도체 기판 처리용 통합 시스템 - Google Patents

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KR20040103935A
KR20040103935A KR10-2004-7012719A KR20047012719A KR20040103935A KR 20040103935 A KR20040103935 A KR 20040103935A KR 20047012719 A KR20047012719 A KR 20047012719A KR 20040103935 A KR20040103935 A KR 20040103935A
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보리스 가브즈맨
버나드 엠. 프레이
보구슬라브 에이 나고르스끼
더글라스 더블유 영
호마윤 탈레이
뷰렌트 엠. 바솔
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누툴 인코포레이티드
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Abstract

반도체 소재를 기계 화학적 처리, 세척 및 건조하기 위한 통합 처리 툴이 제공된다. 이 통합 처리 툴은 CMP 모듈과 세척 및 건조모듈을 구비한다. 처리 후에, 소재는 가동형 하우징을 이용하여 CMP 모듈로부터 세척 및 건조 모듈로 운반된다. 세척 및 건조모듈에 있어서, 소재가 가동형 하우징의 지지구조에 의해서 회전 및 유지되는 동안에 세척기구는 소재를 세척하기 위해 사용된다. 세척 및 건조모율의 건조기구는 가동형 하우징으로부터 소재를 들어올려서 이를 원심 탈수한다. CMP 공정을 통해서, 세척 및 건조된 기판의 처리면은 아래로 향한다.

Description

반도체 기판 처리용 통합 시스템{INTEGRATED SYSTEM FOR PROCESSING SEMICONDUCTOR WAFERS}
반도체 산업에 있어서, 웨이퍼 상에 물질을 증착 및 에칭하기 위해 다양한 공정들이 사용될 수 있다. 증착 기술은 전자 화학적 증착(ECD) 및 전자 화학적 기계적 증착(ECMD)과 같은 공정들을 포함한다. 양자의 공정에 있어서, 도체는 소재(캐소드)의 표면에 접촉하게 되는 전해질을 통해서 운반되는 전류를 가지며 반도체 웨이퍼나 소재 위에 배치된다. ECMD 공정은 소재 표면의 평면성을 유지하면서 도전성 물질로 소재의 표면 상의 구멍이나 트렌치를 균일하게 채울 수 있다. ECMD 방법 및 장치의 보다 상세한 설명은 본 발명의 양도인인 공동 소유한 "전자 화학적 증착용 방법 및 장치"란 제목의 미국특허 제 6,176,992호에서 찾아볼 수 있다.
증착챔버에서 도전성 물질을 증착하기 위해 통상적인 평탄화 공정이 실행되면, 소재는 화학적 기계적 연마(CMP)를 위해서 클러스터 툴에 의해 다른 챔버로 운반될 수 있다. 주지의 바와 같이, 물질 제거 역시 ECD 또는 ECMD 공정 후에 전극에 대해 소재 양측처리(포지티브)화에 의한 전자 화학적 에칭을 이용하여 실행될 수 있다.
이러한 공정의 사용에도 불구하고, 소재는 다음에 증착 및/또는 연마단계 후에 린스/세척대 또는 모듈로 운반된다. 린스/세척 단계 동안에, 증착 및/또는 연마 공정에 의해서 생성된 여러 가지 잔류물들은 소량의 다른 세척 및/또는 패시베이션제로 탈이온수 및 이온수와 같은 액체에 의해서 소재로부터 헹굼 처리되며, 이어서 소재는 건조된다.
통상적으로, 처리챔버는 클러스터 툴 또는 시스템을 형성하기 위해 클러스터 내에 배열되는 다수의 처리 스테이션 또는 모듈 내에 설계된다. 그같은 클러스터 툴나 시스템은 종종 다수의 소재를 동시에 처리하기 위해서 사용된다.
일반적으로, 클러스터 툴은 다수의 처리 스테이션이나 모듈로 구성되며, 특수 동작을 위해 고안된다. 그러나, 그같은 통상적인 클러스터 툴에 있어서, 증착 및 세척 처리단계 모두 전형적으로 분리된 챔버를 필요로 한다. 이같은 이유로 인해서, 공지의 클러스터 툴에 있어서, 소재의 처리 및 세척을 위해서는 이를 다른 처리 스테이션이나 시스템으로 이동시켜야 한다. 따라서, 그같이 구성된 시스템은 특정 처리 환경으로부터 소재를 들어올려 세척환경에 놓을 필요가 있다. 소재는 가령, 본 기술분야에 알려진 린스 및 원심탈수를 이용하여 세척 및 건조 모듈내에서 세척 및 건조될 수 있다.
소재가 세척 및 건조 모듈로 운반될 때, 오염물질들 스스로 소재의 표면 사에 부착될 수 있다. 이들 오염물질원은 평탄화/연마제, 운반기구, 주변 공기, 처리공장, 작업자, 처리약품 등일 수 있다. 소재 표면은 그같은 오염물질이 없어야 하며, 그렇지 않으면, 오염물질들은 장치의 성능특성에 악영향을 미치며 통상보다 빠른 속도로 장치 고장을 초래할 수 있다.
소재가 모듈로부터 다음으로 운반되는 속도 역시 중요하다. 반도체 산업에서 잘 알려져 있는 바와 같이, 처음부터 끝까지 소재를 제조하기 위한 생산라인은 가장 효율적인 방식으로 실행되어야 한다.
본 발명은 반도체 처리기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 웨이퍼 처리용 통합 시스템에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 가령, 소재 세척 및 건조모듈과 같은 특수 작업을 실행하기 위한 개별 처리모듈을 포함한다.
이 출원은 모두 여기에 참고로 인용되는 것으로, 2001. 2. 28. 출원된 미국출원 일련번호 제09/795,687호(NT-202) 및 2002. 2. 15. 출원된 미국출원 일련번호 제60/357,148호(NT-228) 및 2002. 7. 20. 출원된 연방출원 일련번호 제 60/397,740호(NT-255)의 일부 계속출원이다.
도 1은 본 발명의 통합 화학적 기계적 처리 스테이션의 실시예를 포함하는 본 발명의 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 화학적 기계적 연마 처래대를 포함하는 본 발명의 다른 시스템의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 화학적 기계적 연마 처리 스테이션과 어닐링 스테이션을 포함하는 본 발명의 다른 시스템의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 화학적 기계적 연마 처리 스테이션의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따르는 세척 및 건조기구를 포함하는 본 발명의 처리 및 건조기구의 개략도이다.
도 6은 스풀 및 드라이기 클램프를 유지하는 웨이퍼의 상대위치를 나타내는 개략도이다.
도 7은 드라이기의 웨이퍼 분리 및 유지기구의 실시예의 개략도이다.
도 8은 다수의 기계 화학적 연마 스테이션 및 어닐링 스테이션을 갖는 본 발명의 다른 시스템의 개략도이다.
도 9는 본 발명의 어닐링 스테이션의 개략도로, 이 어닐링 스테이션은 버퍼 영역에서 사용되는 어닐 슬롯 및 버퍼 슬롯을 갖는다.
도 10은 통합 기계 화학적 연마 처리 스테이션의 다른 실시예의 개략도이다.
도 11은 본 발명의 통합 화학적 기계적 연마 처리 스테이션의 화학적 처리 세척/린스-건조모듈의 개략도이다.
도 12는 본 발명의 화학적 처리/세척/린스-건조모듈의 개략 평면도이다.
도 13은 웨이퍼가 모듈의 세척기구에 의해서 세척되는 본 발명의 화학적 처리/세척/린스-건조모듈의 개략도이다.
도 14A, 14B는 모듈에서 사용된 롤러 브러시의 개략도이다.
도 15는 웨이퍼의 세척 후에 웨이퍼가 건조 스핀들에 의해서 들여올려지는 본 발명의 화학적 처리/세척/린스-건조모듈의 개략도이다.
도 16은 웨이퍼가 모듈의 건조 스핀들에 의해서 회전 건조되는 본 발명의 화학적 처리/세척/린스-건조모듈의 개략도이다.
도 17은 화학적 처리/세척/린스-건조모듈을 포함하는 본 발명의 시스템 개략도이다.
본 발명은 전체 클러스터 툴의 신규한 세척 및 건조 모듈을 개시한다. 또한, 본 발명은 현재 이용할 수 있는 방법 및 장치에 비해서 보다 코스트 면에서 유리하고, 효율적이며, 오염이 없는 소재의 세척 및 건조 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 일측면에 있어서, 반도체 소재를 처리, 세척 및 건조하기 위한 장치가 제공된다. 이 장치는 소재의 표면을 처리하기 위한 처리영역 및 소재를 세척 및 건조하기 위한 세척 및 건조 영역을 포함한다. 가동형 하우징은 소재를 처리영역으로부터 세척 및 건조영역으로 운반한다.
가동형 하우징은 소재를 유지하도록 적용된 지지구조를 구비한다. 세척기구는 소재가 지지구조에 의해서 회전 및 유지되는 동안에 소재를 세척한다. 건조기구는 소재의 건조를 위해서 가동형 하우징으로부터 소재를 받아들인다. 소재의 처리표면이 아래를 향하고 있는 동안에 소재는 유지, 세척 및 건조된다.
본 발명의 다른 측면에 있어서, 세척 및 건조부와 처리부를 갖는 처리모듈 내에서 소재를 세척 및 건조하는 방법이 제공된다. 이 방법은 가동형 하우징 상에 소재를 배치하는 단계와, 가동형 하우징을 처리모듈의 세척 및 건조부 내로 이동하는 단계와, 세척 및 건조부 내에서 세척액을 이용하여 소재의 표면을 세척하는 단계와, 소재를 가동형 하우징으로부터 회전 휠을 갖는 건조기구로 운반하는 단계 및 소재를 건조하는 단계를 포함한다. 가동형 하우징 상에 소재를 배치하는 단계에 앞서서, 소재의 표면은 처리모듈의 세척 및 건조부에 인접한 처리부 내에서 처리된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대한 이해를 돕기 위해 이하에서 보다 상세히 설명한다. 본 명세서의 어느 곳에 기술된 바와 같이, 다양한 실시에의 여러 참조 부호 및 대입은 본 명세서의 원리 및 개시를 근거로 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예를 도 1 내지 17을 참조하여 설명하며, 여러 도면을 통해서 동일 구성요소, 부품, 롤러, 기어, 트랙, 모터, 마 등은 동일 참조번호로 표시된다. 또한, 여기에는 특수 파라미터 및 구성요소가 제공되며, 이들은 예시적인 것일 뿐 제한하려고 의도된 것은 아니다.
바람직한 실시예는 웨이퍼 소재의 예를 이용하여 설명하지만, 패키징, 평탄 패널 디스플레이, 및 마그네틱 헤드와 같은 다른 응용도 본 발명에서는 이용 가능하다. 본 발명은 소재의 세척 및 건조 모듈을 기술한다. 본 발명의 세척 및 건조 모듈은 때에 따라서 다른 직경을 갖는 소재를 처리할 수 있다. 소재는 가동형 하우징을 이용하여 평탄화 또는 연마 처리모듈로부터 운반될 수 있다.
본 발명은 반도체 소자 제조용 시스템을 제공한다.
이 시스템은 세척, 에지 베벨 제거 및 건조와 같은 다른 처리단계와 합성된 전기화학적 기계적 처리(ECMPR), 전기화학적 증착(ECD), 화학적 기계적 연마(CMP) 및 전기화학적 연마(EC-연마)와 같은 처리단계를 실행하기 위한 몇 개의 처리 모듈을 포함한다.
전기화학적 기계적 연마(ECMP)라고도 불리는 전기화학적 기계적 처리(ECMPR)란 용어는 전기화학적 기계적 에칭(ECME)뿐만 아니라 전기화학적 기계적 증착(ECMD) 모두를 포함하도록 사용된다. 일반적으로 ECMD 및 ECME 공정 모두는 둘다 전기화학 공정 및 기계적 작용을 수반하므로 전기화학적 기계적 처리(ECMPR)라고도 불리는 것을 이해하여야 한다.
또한, 본 발명의 통합 툴은 전기화학 증착, 화학적 기계적 연마, 및 전기화학 연마와 관련된 다수의 처리단계를 실행하기 위해서 이들 처리모듈을 이용하도록 고안된다.
ECD, ECMP, CMP나 전기화학 연마처리 이후에, 전해질 잔류물은 웨이퍼로부터 헹궈낼 필요가 있으며, 다음에 웨이퍼는 건조할 필요가 있다.
또한, 그같은 처리 이후에, 웨이퍼 표면의 에지 근처에 증착되는 금속의 일부를 제거할 필요도 있다. 이 공정은 종종, "베벨 에지 세척" 또는 "에지 제거" 단계로도 불린다. 본 발명에 있어서, 어떤 예시적인 공정 챔버, 즉 ECD, ECMPR 또는 전기화학 연마챔버, 및 그들의 각 세척챔버는 수직으로 적층된다. 본 명세서에서는 이를 세척챔버가 화학적 기계적 연마영역으로부터 수직으로 배치되는 부가적인 CMP 챔버로도 설명된다. 에지 제거단계는 그러한 세척챔버가 공정에 대해 수직으로 배치되든지 그렇지 않든지 간에 세척챔버 내에서 실행될 수 있다. 이 적용의 관계에 있어서, 세척챔버는 (그로부터 잔류물을 제거하기 위해 물 등의 액체를 이용하여)세척, 건조 및 연마 에지 제거 공정단계가 실행되는 챔버이다.
도 1은 웨이퍼 처리 스테이션(102) 및 버퍼부(106)를 통해서 처리 스테이션(102)에 연결된 로드/언로드부(104) 또는 카세트부를 포함하는 본 발명의 통합 툴(100) 또는 시스템을 나타낸다. 처리부(102)는 하나 이상의 전기화학적 기계적 처리 스테이션 또는 서브시스템(108A-108C) 및 하나 이상의 화학적 기계적 연마 처리 스테이션 또는 서브시스템(108D)를 포함할 수 있으며, 이것들은 각각 도 1에 도시된 바와 같이 웨이퍼 처리 스테이션(102) 내에서 웨이퍼 조작부(109)에 대해서 배열된다. 이 실시예에 있어서, 처리 스테이션(108A-108C)은 바람직하게 전기화학적 기계적 증착(ECMD) 챔버와 세척챔버(즉, ECMD/ 세척챔버) 모두를 갖는 수직 적층형 챔버일 수 있다.
그같은 형상으로 인해, 본 발명의 통합 툴(10Q)은 특히 소정의 처리 운전을 위해 동일한 크기의 웨이퍼만 처리하는 것이 아니라, 상이한 시간에 다른 직경을 갖는 웨이퍼를 처리할 수 있다. 처리 챔버(108A-108C)에 대한 예시적인 수직챔버 설계 및 동작은 본 발명의 양도인에게 공동 양도된 "다수의 챔버에서 사용된 수직으로 배열된 챔버"란 명칭의 미국특허 제 6,352,623호에 개시되어 있다.
바람직한 동작의 수순에 있어서, 평탄화될 웨이퍼(110)나 소재는 카세트(112) 내의 카세트부(104)로 전달된 다음, 각기 제 1로봇(114)에 의해서 들어올려져서 버퍼부(106)로 운반될 수 있다. 다음에, 각 웨이퍼(100)는 제 2로봇(116)에 의해서 처리부(102) 내의 처리 스테이션(1081-108C) 중 하나로 운반될 수 있다. 상술한 바와 같이, 처리 스테이션(108A-108C)은 200 또는 300밀리미터(㎜)웨이퍼나 소망에 따라 다른 크기의 소재로 처리하도록 적용될 수 있다. 전기화학적 기계적 증착 및 세척 공정이 완료된 후에, 각 웨이퍼는 화학적 기계적 연마 처리 스테이션(108D)내로 운반된다.
이후의 설명에서, 화학적 기계적 연마 처리 스테이션(108D)는 도 4에 도시한바와 같이 웨이퍼 진입영역(402) 및 분리된 웨이퍼 배출영역(404)을 포함한다. 이후에 설명하는 바와 같이, 화학적 기계적 연마 처리 스테이션(108D)는 구리가 과도하게 증착된 웨이퍼의 처리에 특히 적합하다. 이것은 대부분 화학적 기계적 연마 처리 스테이션(108D)를 이용하여 주로 얻어지는 잔류물의 제거를 필요로 하는 수천 옴스트롬까지 증착된다.
웨이퍼(110)는 제 2로봇(106)을 이용하여 화학적 기계적 연마 처리 스테이션(108D)의 웨이퍼 진입영역(402)(도 4참조)내로 로드된 다음에, 제 1로봇(114)을 이용하여 웨이퍼 배출영역(404)(도 4참조)에서 화학적 기계적 연마 처리 스테이션(108D)로부터 제거된다.
바람직한 동작의 수순이 상술되었으나, 시스템(100)은 상술한 바와의 차별을 위해서, 각 서브시스템으로부터 다른 서브시스템으로 웨이퍼(110)를 이용할 수 있음을 주목해야 한다. 따라서, 상술한 바와 다른 수순으로 서브시스템을 처리하는 용도뿐만 아니라, 다른 것을 갖지 않는 특정 처리 서브시스템의 용도는 본 발명의 범위 내에 있다.
도 2은 본 발명의 통합 툴(200) 또는 시스템의 다른 실시예를 나타낸다. 이 실시예에 있어서, 처리 스테이션(208A-208C)은 전기화학적 기계적 처리 스테이션(208A) 및 전기화학 연마 스테이션(208B 및 C)과 같은 다양한 형태의 배치 툴과 배치된다. 각 처리 스테이션(208A-208C)은 상술한 바 및 본 발명의 양도인에게 공동 양도된 "다수의 챔버에서 사용된 수직으로 배열된 챔버"란 명칭의 미국특허 제 6,352,623호에 추가로 개시된 바와 같은 수직 챔버로서 배열된다. 이것은 사용되는처리의 형태 및 따라서 실행 가능한 처리동작의 형태란 용어의 복잡성 간의 다양성을 허용한다.
바람직한 동작의 수순은 그럼에도 불구하고, 도 1에 대해서 상술한 바와 같이, 처리 스테이션(208A-C)중 하나가 우선 사용되고, 이후에 화학적 기계적 연마 처리 스테이션(208D)이 사용된다. 따라서, 처리부(202), 카세트부(204)를 갖는 카세트(212), 조작부(209), 버퍼부(206), 제 1로봇(214), 및 제 2로봇(216)은 도 1을 참조하여 각기 설명한 처리부(102), 카세트부(104)를 갖는 카세트(112), 조작부(109), 버퍼부(106), 제 1로봇(114), 및 제 2로봇(116)과 동일한 방식으로 작동한다.
바람직한 동작의 수순을 상술하였으나, 시스템(200)은 각 서브시템으로부터 다른 서브시스템으로 이동할 수 있음을 주목해야 한다. 따라서, 상술한 바와 다른 수순으로 서브시스템을 처리하는 용도뿐만 아니라, 다른 것을 갖지 않는 특정 처리 서브시스템의 용도는 본 발명의 범위 내에 있다.
웨이퍼를 어닐링하기 위한 어닐 챔버도 포함할 수 있는 상술한 시스템 역시 본 발명의 범위 내에 있다. 어닐 챔버를 포함하면, 이 어닐 챔버는 버퍼 영역에 인접하게 배치되고, 어닐 챔버 처리 서브시스템에 대해서는 웨이퍼를 가열할 수 있는 "가열"부 및 어닐링이 완료된 후에 웨이퍼를 냉각할 수 있는 "냉각"부 모두를 구비하는 것이 바람직하다.
그같은 어닐 챔버는 전형적으로 어느 시간에서 단일 웨이퍼 상에서 동작할 수 있는 능력을 가질 수 있으며, 이는 잘 알려져 있다. 따라서, 추가적인 설명이필요치는 않다. 본 발명에 대한 어떤 이익은 효율 및 생산량의 극대화를 위해서, 어닐 챔버가 다른 처리부와 통합되는 방식에 있다. 특히, 도 3에 도시한 바와 같이, 로봇(314 및 316) 모두는 챔버 처리 스테이션(308E)내에 웨이퍼를 놓거나 그 밖으로 취출할 수 있다. 두 개의 로봇이 그같은 동작을 실행할 수 있으면, 후술하는 바와 같이, 어닐링 후에는 아무런 추가적인 동작은 없으며, 어닐챔버는 후속 버퍼 영역으로서 작용한다.
그러나, 바람직한 동작 모드에 있어서, 추가의 화학적 기계적 처리동작은 어닐 동작 후에 실행된다. 이 동작 모드에 있어서, 도 3에 도시된 통합 시트템(300)은 다음과 같은 이유로 인해 이익적이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 통합 툴(300) 또는 시스템은 상술한 바와 같은 어닐 챔버 처리 스테이션(308E)을 이용한다. 이 어닐 챔버 처리 스테이션(308E)은 이후에 보다 상세하게 설명하는 바와 같이, 처리부 및 이 처리부(302)에 연결된 로드/언로드부(304)를 구비한다.
어닐 챔버 처리 스테이션(308E)로부터 분리되었으나 그에 대해 수직으로 배치된 버퍼부(306)는 카스트부(304) 내의 카세트(312)로부터 또는 그로의, 버퍼부(306)를 통한 처리부(302)로부터 또는 그로의 웨이퍼의 이동을 허용한다. 이하에 보다 상세하게 설명하는 바와 같이, 이것은 어닐 챔버 처리 스테이션(308E)를 갖거나 이 어닐 챔버 처리 스테이션(308E)를 갖지 않는 시스템(300)에 대해 배열 가능하다.
처리부(302)는 어닐 챔버 어닐 챔버 처리 스테이션(308E)에 추가하여 제 1,제 2, 제 3 및 제 4 처리 스테이션(308A, 308B, 308C, 및 308D)를 포함할 수 있으며, 도 3에 도시한 방식과 같이, 조작부(309)둘레에 밀집될 수 있다. 처리 스테이션(308A-308D)은 각기 상술한 공정으로부터 취한 공정의 다른 형태로 실행할 수 있지만, 바람직한 실시예에 있어서, 각 처리 스테이션(308A-308D)는 ECMPR 처리 스테이션과 같은 동일한 형태의 처리 스테이션일 수 있으며, 처리 스테이션(308D)는 이하에서 보다 상세하게 설명하는 바와 같이, 진입영역(402) 및 배출영역(404)(도 4참조)을 갖는 CMP처리 서브 시스템으로 구성된다.
바람직한 동작의 수순에 있어서, (ECD 및/또는 ECMD로) 평탄화될 웨이퍼(310) 또는 소재는 카세트(312)내의 카세트부(304)내로 전달된 다음에, 각각 제 1로봇(314)에 의해서 버퍼부(306)로 운반될 수 있다. 다음에, 각 웨이퍼(310)는 평탄화 및/또는 웨이퍼의 정면으로부터 전도성 물질의 제거 및 초기 세척의 실행을 위해서 제 2로봇(316)에 의해서 들어올려져서 수직 챔버 스테이션(308A-308C)중 하나로 운반될 수 있다. 그 후, 제 2로봇(316)은 웨이퍼(310)를 들어올리고 이를 어닐 챔버 처리 스테이션(308E)으로 운반한다. 일단 어닐 챔버 처리 스테이션(308E)내에서 담금질 및 냉각경화되면, 웨이퍼(310)는 다음에 제 2로봇(316)에 의해 들어올려서 CMP 챔버 처리 스테이션(308D)의 진입영역(402)(도 4참조)으로 운반할 수 있다. 이후에 상세하게 설명하는 바와 같이 세척이 행해지게 되는 CMP 챔버 처리 스테이션(308D)를 이용하여 웨이퍼의 정면으로부터 일단 전도성 물질이 제거되면, 제 1로봇(314)이 웨이퍼(310)를 직접 들어올려서 카스테부(304)로 운반할 수 있도록 웨이퍼 배출영역(404)(도 4참조)내에 위치된다.
이상으로 바람직한 동작의 수순에 대해서 설명하였으나, 시스템(300)은 상술한 바와는 다른 순서로 각 서브시스템으로부터 다른 서브시스템으로 웨이퍼(310)를 이용할 수 있음을 주목해야 한다. 특히, 어닐링 동작에 앞서서 화학적 기계적 연마동작을 실행하는 것이 유용할 것이다. 따라서, 상술한 바와 다른 수순으로 서브시스템을 처리하는 용도뿐만 아니라, 다른 것을 갖지 않는 특정 처리 서브시스템의 용도는 본 발명의 범위 내에 있다.
도 4는 도 1에서 108D, 도 2에서 208D, 도 3에서 308D로 나타낸 처리 스테이션용으로 사용되는 화학적 기계적 연마 처리 스테이션(400)의 개괄을 나타낸다. 도 4-7의 도시목적을 위해서, 동작되는 웨이퍼는 웨이퍼(410)로 나타낸다.
이하에서는 화학적 기계적 처리 스테이션(400)을 상세하게 설명한다. 그의 동작의 초기 개요가 처음에 제공된다. 도 4로부터 명백한 바와 같이, 화학적 기계적 연마 처리 스테이션(400) 웨이퍼 진입영역(402)에서 도 1에 도시한 로봇(116)과 같은 제 2로봇으로부터 웨이퍼(410)를 수용하는 가동형 투입 하우징(414)을 구비한다. 도 4에 도시한 바와 같이, 가동형 투입 하우징(414)은 다음에 웨이퍼 진입영역(402)과 웨이퍼(410)를 화학적 기계적으로 연마하는 화학적 기계적 처리장치(410)사이에 배치된 웨이퍼(410)를 이동할 수 있다. 다른 가동형 하우징(432)은 웨이퍼를 화학적 기계적 처리장치(420)와 커버(442)에 의해서 감싸진 세척 및 건조영역 사이로 이동한다. 세척 및 건조영역에서는 웨이퍼를 각각 세척 및 건조한다. 세척 및 건조영역은 또한, 도 1에 도시한 로봇(114)과 같은 제 1로봇에 의해서 화학적 기계적 연마 처리 스테이션(400)으로부터 제거될 수 있는 웨이퍼(410)가 위치하는웨이퍼 배출영역(404)(도 4에서 박스로서 도시됨)이다.
이하의 설명에 있어서, 화학적 기계적 연마 공정 스테이션(400)은 스테이션(400)을 통과하는 단일 웨이퍼(410)를 참조로 하여 설명될 것이다. 본 설명을 통해 명료해 질 스테이션의 이점은 하나 이상의 웨이퍼(410)가 스테이션(400) 내에 한 번에 위치될 수 있다는 것이다. 특히, 어떤 주어진 시간에서, 최대 3개의 웨이퍼가 시스템 내에 위치될 수 있다. 3개의 웨이퍼의 경우, 하나의 웨이퍼는 화학적 기계적 처리 장치(420) 위에 그의 웨이퍼를 위치시키기 위해 대기하는 가동형 투입 하우징(414) 위에 배치되며, 제 2 웨이퍼는 화학적 기계적 처리 장치(420)에 의해 그 위에서 처리되며, 제 3 웨이퍼는 세척 및 건조 장치(420) 내에서 처리된다. 이러한 구성은, 화학적 기계적 연마가 하나의 웨이퍼에서 수행되고, 세척 및 건조가 동시에 다른 웨이퍼에서 수행됨에 따라, 작업 처리량을 향상시킨다.
화학적 기계적 연마 처리 스테이션(400)에 대해 보다 상세히 설명한다. 전술된 웨이퍼 진입 영역(402)은 가동형 하우징(414)에 장착되는 적어도 세 개의 복수의 유지 핀(418)을 포함한다. 핀(418)은, 모든 핀(418)이 가동형 하우징(414)위에 웨이퍼를 지지하는 동안, 웨이퍼(410)가 각 핀(418)의 일부 위에 남아 있도록 각각 형성된다. 웨이퍼(410)가 핀(418)에 의해 지지됨에 따라, 가동형 하우징(414)은 웨이퍼 진입 영역(402)과 화학적 기계적 연마 처리 장치(420) 사이의 트랙(438)을 따라 이동될 수 있다. 가동형 하우징(414)의 이동은 전자 제어(490; 도 5에 도시)에 의해 작동되는 실린더를 사용하는 것이 바람직한 바, 전자 제어는 컴퓨터로 이루어지는 것이 바람직하며, 본 명세서에 개시되는 다양한 구성요소의 이동을 제어하도록 기재된 응용 소프트웨어를 사용하여 작동된다.
도 1의 로봇(116)과 같은 로봇은 웨이퍼 유지 핀(418)이 전술된 바와 같이 웨이퍼를 유지하도록 웨이퍼 진입 영역(402)내에 웨이퍼(410)를 위치시킬 것이다. 이렇게 유지되고 나면, 가동형 하우징(414)은 웨이퍼(410)를 화학적 기계적 연마 처리 장치(420)로 이동시킬 것이다. 화학적 기계적 연마 처리 장치(420)내에 위치되고 나면, 웨이퍼(410)는 조심 장치(422)를 이용하여 센터를 맞추는 것이 바람직하다. 도 4에 도시된 바와 같이, 조심 장치는 피스톤과 같은 것에 의해 기계적으로 이동되어 웨이퍼를 측방향으로 가압하는 로드(423)를 포함함으로써 핀(418) 중 둘의 상단부(418A)와 로드(423)의 단부를 사용하여 웨이퍼가 적절히 위치될 수 있도록 한다. 이는 웨이퍼(410)가 캐리어 헤드(426)에 대한 적절한 위치에서 웨이퍼(410)를 들어올리도록 보장한다. 캐리어 헤드(426)가 웨이퍼(410)를 들어올리는 경우, 웨이퍼(410)의 전면은 아래 위치로 배치되며, 캐리어 헤드(426)의 이동은 전면이 화학적 기계적 연마 처리와 관련되는 패드 또는 벨트(424)와 접촉할 수 있도록 한다. 연마 패드 또는 벨트(424), 또는 슬러리 또는 둘 다 사용하는 화학적 기계적 연마 처리는 화학적 기계적 연마 처리 장치(420)에서 통상적인 방식으로 수행될 수 있으며, 바람직하게는 회전하는 캐리어 헤드와, 각각 회전하는 바람직하게는 양-선형(bi-linear)으로 이동하는 연마 패드를 갖는 화학적 기계적 연마 장치(420)에 의해 수행된다. 가장 바람직한 화학적 기계적 연마 장치(420)의 양-선형 이동에 따라, 화학적 기계적 처리 시스템은 본 발명과 동일한 양도인에게 양도된 미국 특허 6,468,139호에 개시된 바와 같은 화학적 기계적 연마 장치(420)를 사용한다.
화학적 기계적 연마 처리 장치(420) 내에서 화학적 기계적 연마가 일단 완료되고 나면, 웨이퍼 홀딩 스풀(436)을 유지하는 지지체(434)가 부착되는 또 다른 가동형 하우징(432)이 화학적 기계적 연마 처리 장치(420) 아래로 이동되며, 가동형 하우징(414)은 웨이퍼 진입 영역(402)으로 이동된다. 웨이퍼(410)는 캐리어 헤드(426)로부터 웨이퍼 홀딩 스풀(436) 위로 언로딩된다. 홀딩 스풀(436)은 평면도로 볼 때 라운드 형상인 것이 바람직하며, 물 및 세척액과 반응하지 않는 강성 물질로 이루어지며, 상부 립(436B)보다 긴 하부 립(436A)을 갖는다. 이러한 구성은 스풀(436)이 개방 위치에 있는 경우 하부 립(436A) 위에 웨이퍼(410)가 해제되도록 한다. 웨이퍼(410)가 캐리어 헤드(426)로부터 스풀(436)의 하부 립(436A)위로 제거되고 나면, 스풀(436)은 도 5에 도시된 전자 제어(490)에 의해 제어되는 도시되지 않은 모터를 사용하여 폐쇄 위치에 위치된다. 스풀(436)이 폐쇄 위치에 놓이게 됨에 따라, 웨이퍼(410)는 하부 립(436A)과 상부 립(436B) 사이의 에지에 견고하게 고정된다. 웨이퍼(410)가 제자리에 놓이게 됨에 따라, 가동형 하우징(432)은 웨이퍼(410)를 커버(442)에 의해 덮이는 영역 내의 세척 및 건조 영역으로 이송시킨다.
웨이퍼(410)가 세척 영역(440) 내에 위치되고 나면, 커버(442)의 일부(442A)는 하강되어 웨이퍼(410) 및 가동형 하우징(432)을 덮어서 세척 및 건조 공정이 수행될 수 있도록 한다. 후술되는 바와 같이, 세척 공정은 웨이퍼가 가동형 하우징(432)에 부착되어 있는 동안 수행되며, 세척이 일단 수행되고 나면, 회전 가능한 웨이퍼 이송 장치(460)는 웨이퍼를 가동형 하우징(432)으로부터 들어올려 건조를 위해 웨이퍼를 회전시킬 것이다. 웨이퍼(410)가 일단 건조되고 나면, 이는 전술된배출 영역(404)내의 회전 가능한 웨이퍼 이송 장치(460)에 의해 고정될 것이며, 커버 부분(442A)은 상승될 것이며, 그 후, 사용되는 시스템 구성에 따라 로봇(114) 또는 로봇(116)과 같은 다른 로봇이 회전 가능한 웨이퍼 이송 장치(460) 위의 고정 위치로부터 웨이퍼(410)를 들어올려서 웨이퍼를 다음 위치로 이송할 것이다.
도 5는 세척 및 건조 영역(440) 내에 위치되는 구성요소들을 상세히 도시한다. 도시된 바와 같이, 두 개의 세척 롤(452, 454)이 웨이퍼(410)의 전면 및 후면에 배치되며, 웨이퍼(410)의 전체 반경이 덮이도록 웨이퍼(410) 부분에 걸쳐 이동된다. 롤(452, 454)은 그 후 모터(456)에 의해 도시된 회전 가능하게 구동되며 전자 제어(490)에 의해, 다른 구동 및 제어 메커니즘이 사용될 수도 있지만, 제어된다. 롤(452, 454)이 회전됨에 따라, 스풀(436)은 도시되지 않은 모터에 의해 회전되며, 가동형 하우징(432)내에 배치되며, 전자 제어(490)에 의해 제어된다. 동일한 각각의 회전 방향으로의 스풀(436)의 회전은 웨이퍼(410)의 회전을 유발하여 웨이퍼(410)의 전면 및 후면의 각 일부가 세척 공정의 어느 순간에 롤(452, 454) 중 하나와 접촉하도록 한다. 공지된 바와 같이. 세척 중에, 세척제는 통상 웨이퍼에 적용되며, 세척 롤은 화학적 기계적 연마 공정으로부터 나온 잔류물을 제거하며, 그 후, DI 워터 헹굼이 스프레이 제트(458)를 사용하여 수행된다. 전술된 바와 같이, 롤(452, 454) 및 스프레이 제트(458)는 그가 가동형 하우징(432)위의 홀딩 스풀(436) 사이에 유지되는 동안 웨이퍼 위에서 작동할 것이다.
웨이퍼가 일단 세척되고 나면, 이는 반드시 건조되어야만 한다. 건조를 위해, 회전 가능한 웨이퍼 이송 수단(460)은 웨이퍼(410)를 홀딩 스풀(436)로부터 들어올리고, 웨이퍼를 회전 위치로 들어 올리고, 웨이퍼를 회전시켜 이를 건조하도록 사용된다. 회전 가능한 웨이퍼 이송 장치(460)를 구성하는 구성 요소들은 모터(470)와 구동 구성요소(472)를 사용하여 회전되며, 업/다운 구성요소(476)를 통해 연결되는 업/다운 실린더(474)를 사용하여 상하 이동되는 회전 가능한 축(462)을 포함하며, 이들은 모두 전자 제어(490)를 통해 제어된다. 회전 가능한 축(462)에 부착되는 것은 클램프(466)를 포함하는 웨이퍼 캐리어(464)로서, 그의 작동은 이하에서 전자 제어(490)를 통해 작동되는 해제 메커니즘(480)을 참조하여 설명될 것이다.
도 6은 웨이퍼가 홀딩 스풀(436)들 사이에 위치되는 경우의 평면도를 도시하는 것으로서, 클램프(466)가 홀딩 스풀(436)에 대해 배향되어 웨이퍼(410)가 떨어지지 않도록 보장하는 준비가 이루어 질 수 있도록 한다. 웨이퍼(410)의 이송에 있어서, 홀딩 스풀(436)은 클램프(466) 또한 유지를 유지할 때까지 웨이퍼(410) 위의 그들의 유지를 보장하도록 폐쇄 위치 내에 유지되며, 이 때, 스풀은 개방 위치로 이동되며, 웨이퍼(410)는 웨이퍼를 더 이상 유지하지 않는 스풀의 상부 립(436B)을 지나서 상향 이동할 수 있다. 도 7은 클램프(466)의 위치를 제어하도록 사용되어 일정 시간에 클램프가 웨이퍼(410)를 유지하는 위치에 있도록 하고 다른 시간에는 외부 위치에 있게 하여 그들이 후술되는 바와 같이 웨이퍼(410)와 간섭하지 않도록 하는 해제 메커니즘(480)을 상세히 도시한다.
웨이퍼(410)가 전술된 바와 같이 세척된 후 초기 위치에 있어서, 웨이퍼 캐리어(464)는 웨이퍼(410)의 위에 배치되어 클램프(466)가 세척 작업에 방해되지 않도록 한다. 회전 가능한 웨이퍼 이송 장치(460)는 웨이퍼(410)를 들어올리기 위한 위치로 이동되어야 한다. 이러한 이동이 발생되는 경우, 클램프(466)는 개방 위치에 위치되어야 한다. 이러한 개방 위치는 전자 제어가 해제 실린더(482)와 관련되는 봉(483)의 작동을 유발할 해제 메커니즘을 사용함으로써 보장되며, 해제 레버(484)의 하향 이동을 유발하며, 해제 바(485)의 이동을 유발한다. 해제 바(485)의 하향 이동은 해제 바(485)의 각진 에지 부분(486)이 각각의 클램프(466)와 관련된 각각의 수평 해제 부재(487)를 이동시키도록 할 것이며, 그에 따라, 각각의 클램프(466)가 피봇 포인트(465)를 중심으로 외곽으로 피봇하도록 할 것이다. 클램프(466)의 이러한 개방 위치는 해제 실린더(482)가 외곽 위치 내의 봉(483)과 록킹됨에 따른 동력 끊김 중에도 유지되며, 이는 전자 제어(490)로부터의 다른 작동 신호를 필요로 하여 클램프(466)가 폐쇄되도록 허용하는 봉(483)을 해제하도록 한다.
클램프(466)가 웨이퍼(410)를 유지하기 위한 올바른 위치에 일단 위치되더라도, 여전히 개방 위치에 있게 되며, 작동 신호는 적용되며, 클램프는 자동으로 폐쇄되는 바, 이는 스프링(488)으로부터의 스프링 힘이 해제 봉(485)의 상향 이동을 번갈아 유발할 수평 해제 부재(487)의 퇴출을 유발할 것이기 때문이다.
클램프(466)가 일단 폐쇄 위치에 놓이게 되면, 전체 웨이퍼 캐리어(464)는 해제 메커니즘(480)을 따라 웨이퍼 캐리어(464)와 그에 따른 웨이퍼(410)가 건조를 위해 회전되는 회전위치로 이동된다.
그 후, 웨이퍼 캐리어(464)는 이동되어 웨이퍼(410)가 출구 위치에 놓이도록 하며, 웨이퍼는 클램프(466)로부터 다른 로봇으로 이동될 수 있다. 클램프(466)가웨이퍼(410)를 유지하는 경우 동력 끊김이 발생하면, 스프링(488)으로부터의 바이어스가 웨이퍼(410)를 여전히 유지시켜 그가 떨어지지 않도록 한다는 것을 알 수 있다.
도 1 내지 3에 도시된 바와 같이, 이들 실시예에 있어서, 웨이퍼 출구 위치(404)는 카세트부 내의 제 1 로봇이 웨이퍼를 들어올리는 위치이다. 이는 처리부의 조작 영역 내의 제 2 로봇에 요구되는 이동 과업의 수를 감소시킨다.
카세트부 내의 제 1 로봇이 웨이퍼 출구 위치로부터 웨이퍼를 들어올리도록 사용될 수 있지만, 이는 전체 구성상 꼭 필요한 것은 아니다. 차라리, 일정 구성의 경우에는, 제 2 로봇이 웨이퍼 출구 위치로부터 웨이퍼를 들어올릴 수도 있다.
제 2 로봇이 웨이퍼 출구 위치로부터 웨이퍼를 들어올리는 하나의 실시예가 도 8 에 도시되어 있는 바, 이는 전술된 바와 같이, 복수의 화학적 기계적 연마 스테이션(808D)을 도시하며, 이는 어닐 처리 스테이션(808E)을 구비하거나 구비하지 않고 사용될 수 있다. 이러한 실시예에 있어서, 웨이퍼 조작 영역(809)의 로봇(816)은 웨이퍼를 버퍼(806)로부터 어닐 처리 스테이션(808E) 또는 화학적 기계적 연마 스테이션(808D)들 중 하나로 이동시킨다. 카세트부(804)에 위치되는 제 1 로봇(814)은 웨이퍼를 그들의 카세트로부터 버퍼(806)로 이동시킬 것이다.
각각의 전술된 실시예에 있어서, 카세트부 내의 제 1 로봇이 웨이퍼를 전면이 위로 가도록 들어올려서 웨이퍼를 버퍼 위에 전면이 아래를 향하도록 위치시키는 것이 요구됨을 알 수 있다. 그 후, 처리부의 웨이퍼 조작 영역의 로봇과 각각의 처리 서브시스템은 전면이 아래를 향한 웨이퍼 위에서 작동될 것이다. 필요한 것은아니지만, 이는 복잡성을 감소시키고, 웨이퍼의 낙하를 유발할 수 있는 웨이퍼의 이동을 최소화한다.
도 9는 어닐 챔버 처리 스테이션(908E)을 상세히 도시하는 도면이다. 도시된 바와 같이, 어닐 챔버 처리 스테이션(908E)은 그가 현재의 시스템에 부가되도록 허용하는 개방 영역(910)을 포함하며, 개방 영역(910)은 버퍼(906)의 위치에 대응한다. 그에 따라, 버퍼(906)는 어닐 챔버 처리 스테이션(908E)의 웨이퍼 진입/배출 영역(912)의 위 또는 아래(위에 도시된 바와 같이)에 배치된다.
전술된 바와 같은 다양한 실시예에 있어서, 본 발명은 카세트부에 위치되는 각기 다른 크기의 웨이퍼에 대해 작동할 수 있음을 알 수 있었다. 각기 다른 카세트의 각각의 웨이퍼의 크기는 예를 들면 시스템 제어기에 의해 사용되는 소프트웨어 태그를 통해 공지되어 있다. 또한, 웨이퍼를 들어 올리는 로봇 아암은 그들이 크기에 관계없이 각각의 웨이퍼의 중심을 검출하여 웨이퍼를 적절히 들어올릴 수 있도록 한다.
또한, 각각의 웨이퍼에 대해, 시스템 제어기는 또한 각기 다는 처리 스테이션에 의해 수행되는 처리 순서의 다양한 부분과 함께 웨이퍼에 대해 요구되는 처리 순서 또는 방법에 따라 로딩된다. 특정 웨이퍼를 특정 처리 스테이션으로 보내는 경우, 방법의 일부는 시스템 제어기에 의한 명령에 따라 처리 스테이션 모듈로 전송되며, 그 처리는 그 후 수행되어, 라우팅 되는 웨이퍼가 추적될 수 있도록 한다.
제작 환경면에서 동일한 처리 절차를 갖는 것이 각각의 웨이퍼에 있어 통상적이지만, 본 발명에 의해 심사숙고된 바대로, 어떤 연구 설정에 있어서는, 각각의웨이퍼를 처리하는 것에 대해 보다 더 제어하는 것이 이익인 것으로 판명되었다. 따라서, 각각의 웨이퍼가 각기 다른 크기의 웨이퍼에 대해 작동하는 동일 형태의 처리 스테이션을 포함하는 적절한 처리 스테이션으로 이송됨에 따라, 시스템 제어기는 시스템을 통해 처리 과정을 추적하여 웨이퍼를 처리 스테이션에서 처리 스테이션으로 이송하는 것이 조화롭게 이루어지도록 한다.
본 명세서에 참조되는 다양한 서브시스템의 각각은 화학적 기계적 연마 장치(400)에 대해 설명된 전자 제어(490)와 같은 전자 제어를 포함하여 각각의 시스템이 일체화된 시스템 또는 별도의 시스템에서 작동될 수 있도록 한다. 일체화된 시스템과의 작동 중에, 각각의 특정 서브시스템의 전자 제어는 시스템 제어기와 작동하여 다른 서브시스템 및 웨이퍼 조작 시스템과의 작업이 전체 시스템 작업과 동기화되는 것을 보장하도록 한다. 각각의 별도 시스템과의 작업 중에, 특정 서브시스템의 전자 제어는 특정 서브시스템에 의해 수행되는 작업을 제어할 수 있다. 따라서, 서브시스템이 함께 또는 독립적으로 사용될 수 있으므로, 동일 서브시스템은 보다 다양한 구성으로 그들의 유연성을 높이도록 사용될 수 있다.
도 10 내지 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 화학적 처리/세척/린스-건조 모듈을 도시한다. 본 발명의 모듈은 동일 모듈의 린스 및 건조 처리와 마찬가지로 기계적 및 초음파 세척 수단을 적용하여 화학적 처리를 수행할 수 있다. 일반적으로, 화학적 처리/세척/린스-건조 모듈은 밀봉체 내에 위치되는 화학적 처리/세척/린스 장치 및 건조 장치와, 가동형 하우징을 포함한다. 화학적 처리/세척/린스 장치는 초음파 노즐과 마찬가지로 공작물 위에 DI 워터 또는 화학 처리 용액을 분무하기 위한 롤러 부시 및 다양한 노즐일 수도 있다. 건조 장치는 공작물을 원심 건조하기 위한 스피너일 수도 있다. 모듈의 밀봉체는 가동형 하우징이 모듈을 출입할 수 있도록 하는 개방공을 갖는다.
가동형 하우징은 공작물은 가동형 하우징 위에 유지하기 위한 홀더를 포함하는 지지 구조물을 포함한다. 홀더는 지지 부재와, 지지 부재의 상부에 위치되는 홀딩 스풀로 이루어진다. 홀딩 스풀 중 하나는 공작물이 세척 공정 중에 스풀에 의해 유지됨에 따라 공작물을 회전시키는 구동 스풀로서 사용될 수 있다. 이러한 실시예에 있어서, 가동형 하우징은 하우징이 모듈의 내측에 위치되는 경우 모듈의 개방공을 폐쇄 및 밀봉하는 도어를 포함할 수도 있다. 그러나, 모듈의 개방공을 밀봉할 수 도 있는 다른 메커니즘이 사용될 수 있으며 이는 본 발명의 범위 내에 포함된다. 가동형 하우징이 일단 모듈 내측에 위치되고 나면, 구동 스풀은 또한 구동 모터와 연결되는 기어와 결합하여 회전한다. 이는, 화학적 처리/세척/린스 장치 및 건조 장치에 의해 수행되는 세척 중에 공작물을 가동형 하우징 위에서 번갈아 회전 시킨다. 공작물이 일단 세척되고 나면, 건조 조립체는 공작물을 들어올려 이를 원심 건조한다. 다른 어떤 건조 수단이 공작물을 건조하도록 사용될 수 있지만, 원심 건조 공정 후에, 공작물은 로봇 아암을 사용하는 모듈로부터 이송된다.
도 10은 본 발명에 따른 화학적 처리/세척/린스-건조 모듈(1104)의 실시예를 포함하는 클러스터 툴(1100)의 개략적 단면을 도시한다. 이러한 실시예에 있어서, 클러스터 툴(1100)은 도금 또는 연마 모듈(1102), 화학적 처리/세척/린스-건조 모듈(1104), 및 가동형 하우징(1106)을 포함할 수 있다. 툴(1100)은 도 1, 2, 3 및 8과 관련되어 설명된 시스템 중 하나에서 사용될 수 있다. 화학적 처리/세척/린스-건조 모듈(1104)은 이하의 모듈로서 인용될 수도 있다. 모듈(1104)은 툴(1100)의 일체부로서 사용될 수도 있고 별개의 기립형 화학적 처리/세척/린스-건조 모듈로서 사용될 수도 있다. 모듈의 별도의 버전이 바람직하다면, 웨이퍼는 로봇에 의해 공급 및 이동될 수 있다. 도 17에 도시된 바와 같이, 복수의 모듈이 시스템 내에 위치될 수 있다.
바람직한 실시예에서 도금 또는 연마 모듈(1102)이 CMP 모듈이라 하더라도, ECMD, ECME 또는 ECD와 같은 전체 공작물 제조 공정에 사용되는 어떤 처리 모듈이라도 사용 가능하다. 도 10에 도시된 클러스터 툴이 도 4에 도시된 CMP 처리 스테이션(400)과 동일하다는 것을 알 수 있다. 전술한 실시예와 마찬가지로, 가동형 투입 하우징(도시되지 않음)은 도 1 에 도시된 바와 같은 제 2 로봇과 같은 로봇(116)으로부터 웨이퍼를 수령한다. 가동형 투입 하우징(도시되지 않음)은 웨이퍼를 CMP 모듈(1102)로 이동시킨다. 공작물(1108)은 어떤 모듈(즉, 도금 또는 연마 모듈(1102))로부터 모듈(1104)까지 가동형 하우징(1106)을 사용하여 이송될 수 있다.
가동형 하우징(1106)은 베이스(1114)와 연결되는 중앙부(1109)를 포함한다. 지지 부재, 즉, 수평 지지 부재(1110) 및 수직 지지 부재(1111)는 수평 지지 부재(1110)에 의해 중앙부(1109)에 연결된다. 아래의 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 공작물(1108)은 수직 지지 부재(1111) 위에 유지된다. 가동형 하우징(1106)은 트랙(1112)을 따라 하우징(1106)을 이동시키기 위한 베이스(1114)를 포함한다. 도어(1113)는 베이스(1114)와 연결되어 하우징(1106)의 일부로서 고려될 수 있다. 하우징(1106)은 공지된 방법을 사용하여 트랙(1112)을 따라 이동될 수 있다.
가동형 하우징(1106)과 관련하여, 모듈(1104)은 밀봉체(1105), 브러시와 같은 건조 조립체(1200) 및 화학적 처리/세척/린스 조립체(1300), 세척액 노즐, 초음파 세척 노즐 및 관련 구성요소로 이루어진다.
모듈(1104)의 밀봉체(1105)는 밀봉체이 측벽을 따라 개방 단부(1123)를 포함한다. 개방 단부(1123)는 가동형 하우징(1106)용의 투입 및 배출 영역으로서 공지되어 있다. 하우징(1106)이 모듈(1104)내에 있는 경우, 하우징(1106)의 투입 및 배출 영역(1123)은 도어(1113)에 의해 밀봉된다.
건조 조립체(1200)는 회전 가능한 웨이퍼 이송 장치(1202) 또는 스피너 및 스피너 이동 조립체(1204)로 이루어진다. 모듈(1104)의 스피너(1202)는 회전 축(1190) 및 회전축(1190)의 하단부에 부착되는 회전 휠(1118)로 이루어진다. 아래의 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 스피너(1202)는 가동형 조립체(1204)에 의해 회전된다. 공작물(1108)을 유지하기 위한 클램프(1136)는 그의 외주에서 회전 휠(1118)에 부착된다. 세척 및 원심 건조 공정이 완료되면, 공작물은 공작물 배출 영역(1140)을 통해 모듈(1104)로부터 이송된다. 공작물(1108)은 블레이드와 진공을 갖는 로봇 아암을 사용하여 모듈(1104)로부터 이송될 수 있다. 공작물(1108)은 또한 공지된 다른 이송 장치 및 방법을 사용하여 이동될 수 있다.
도 11은 가동형 하우징이 모듈(1104)내로 이동되는 경우 모듈의 측면도를 도시한다. 가동형 하우징(1106)은 모듈의 입구(1123)가 하우징의 도어(1113)에 의해 밀동되는 동안 세척 및 원심 건조되도록 웨이퍼(1108)를 유지한다. 도 11에 있어서, 스피너는 완전히 퇴출된 위치에 놓여져 공작물의 세척을 허용한다. 전술된 바와 같이, 전술된 실시예에 있어서, 하우징은 뒤집어진 웨이퍼와 같은 공작물을 유지시켜 웨이퍼의 전면(1108')이 웨이퍼의 후면(1108")이 위를 향하는 동안 아래를 향하도록 한다. 웨이퍼의 전면은 CMP를 사용하여 재처리될 수도 있다.
도 12는 모듈 내측의 가동형 하우징을 평면도로 도시하는 도면이다. 도 11 및 12를 참조하면, 가동형 하우징의 중앙부(1109)는 가동형 하우징(1106)의 중앙에서 베이스(1114)에 고정된다. 하우징은 베이스(1114)의 양측과 결합하는 레일(1112)을 사용하여 이동된다. 세 개의 수평 지지 부재(1110)가 중앙부와 수직 지지 부재(1111) 사이에서 연장되어 중앙부 (1109) 둘레에 방사상으로 균일하게 배치된다. 두 개의 수평 지지 부재들 사이의 각도는 120도 정도가 바람직하다. 이러한 실시예에 있어서, 하우징은 세 개의 수평 및 세 개의 수직 지지 부재를 갖는다. 수직 지지 부재(1111)는 수평 지지 부재의 외측 단부에 부착되며, 중앙부(1109)의 수직 축선 'A'에 수직 및 평행하게 연장된다. 도 11을 참조하면, 수직 지지 부재(1111)의 상단부는 세척 공정 중에 공작물(1108)을 고정하도록 사용되는 스풀 또는 홀딩 스풀(1302)을 더 포함한다. 홀딩 스풀은 도 4 및 5를 참조로 위에서 설명되었다. 수직 지지체(1111)의 래디컬 위치는 각기 다른 크기(즉, 200MM, 300MM 등)의 공작물에 적용되도록 정렬될 수 있다.
도 11은 또한 스피너 이동 조립체(1204) 및 스피너(1202)의 일부를 도시하는 도면이다. 스피너(1202)는 밀봉체(1105)의 천장(1183)에 위치하는 이동 조립체(1204)의 스피너 구동 모터(1116)에 의해 부착 및 회전된다. 구동 모터(1116)는 에어 실린더(1314; 도 15 참조)에 더 부착되는 플랫폼(1315)에 설치된다. 에어 실린더(1314)는 도 15에 도시된 바와 같이 구동 모터(1116) 및 스피너를 공압으로 상향 및 하향 이동시킨다. 구동 모터(1116)는 스피너의 축(1190)의 상단부에 부착된다.
회전 휠의 클램프(1136)는 건조 공정 중에 공작물(1108)을 유지한다. 클램프(1136)는 아암(1130)의 단부에 이동 가능하게 부착되며 공압 제어되어 원심 건조 공정의 전, 중, 후에 공작물을 픽업, 유지 및 해제한다. 회전 휠은 세 개의 아암(1130)을 포함한다. 에어 공급부(도시되지 않음)로부터의 에어라인(1135)은 축을 통해 회전 휠(1118)의 아암으로 분배된다. 클램프(1136)는 아암의 단부에 이동 가능하게 위치되는 푸셔(1122', 1122")에 의해 개방 및 폐쇄 위치로 이동된다. 푸셔(1122')는 스프링에 의해 바이어스되어 클램프를 페쇄 위치에 유지시킨다. 푸셔(1122")는 각각의 아암(1130)의 에어라인(1135)의 단부에 위치된다. 클램프를 개방하기 위해, 에어라인으로부터의 가압된 공기가 사용되어 공기 작동식 푸셔(1122')를 클램프 쪽으로 이동시켜 각각의 클램프가 피봇 포인트 P 둘레에서 외향으로 피봇되도록 한다. 공압이 해제되는 경우, 푸셔(1122')는 클램프가 피봇 포인트 P 둘레에서 내측으로 피봇되도록 하여 그들을 폐쇄시킨다. 스피너 및 그의 구성요소는 전술된 실시예에서 설명된 것과 마찬가지로 전자 제어 시스템에 의해 제어될 수 있다.
도 13은 한 쌍의 롤러 브러시(1132) 및 초음파 노즐(1137) 및 스프레이 노즐(1141A-1141E)과 같은 기계적 세척구를 포함하는 화학적 처리/세척/린스 조립체(1300)를 구비하는 모듈(1104)의 측면도이다. 노즐은 모듈의 밀봉체(1105)의 측벽또는 바닥에 위치한다. 이러한 실시예에 있어서, 공작물이 가동형 하우징(1106)위에서 회전되는 동안, 노즐(1141B-1141E)은 용액(S)을 공작물의 전면에 분무할 수 있는 반면, 노즐(1141)은 용액(S)을 공작물의 후면에 분무한다. 이러한 실시예에 있어서, 용액(S)은 공작물을 화학적으로 처리하기 위한 화학 용액일 수도 있고, 공작물을 헹굼하기 위한 DI워터일 수도 있다.
도 12 및 13을 참조하면, 브러시(1132) 및 초음파 노즐(1137)이 원래 위치(I) 및 세척 위치(II 및 III)에 도시되어 있다. 롤러 브러시는 위치 II 및 III의 사이의 스위핑 액션의 회전 및 수행 중에 회전하는 웨이퍼(1108)의 전면 및 후면(1108' 및 1108")을 세척한다. 브러시 및 초음파 노즐의 다양한 기계적 액션은 구동 유닛(1139)에 의해 제어될 수 있다. 아래에 설명되는 바와 같이, 공작물은 공작물 회전 메커니즘을 사용하여 가동형 하우징 위에서 회전된다.
초음파 노즐은 공작물의 후면(1108")위에서 작업하는 브러시(1132)의 다음에 작동된다.
초음파 노즐(1137)은 세척 공정 중에 초음파를 발생시킨다. 특히, 초음파는 브러시로 제거하기 어려운 덩어리를 분해한다. 이러한 관점에서, 초음파 노즐은 브러시와 동시에 사용되거나 브러시 세척 전에 따로 사용되거나 브러시 사용 후에 다시 사용될 수 있다.
도 13은 또한 본 발명에 따른 공작물 회전 메커니즘(1123)을 도시한다. 공작물(1108)은 구동 지지체로서 인용되는 수직 지지체 중 하나를 사용하여 회전될 수 있다. 구동 지지체는 지지 기어를 포함한다.
전술된 바와 같이, 하나의 수직 지지체(1111)는 그를 회전시킬 수 있는 구동 부재를 구비한다. 이러한 지지체가 회전함에 따라, 스풀(1302) 또한 그의 상부에서 회전된다. 스풀(1302)의 회전은 그에 의해 유지되는 웨이퍼를 회전시킨다. 지지체는 구정 지지체의 지지 기어(1129)가 공작물 회전 메커니즘(1123)의 구동 기어(1128)과 결합하는 경우 공작물 회전 메커니즘(1123)의 구동 기어(1128)에 의해 회전된다. 구동 기어(1128)는 플런저가 슬리브(1127)내에 이동 가능하게 위치되도록 플런저에 부착된다. 플런저가 측벽에 부착되는 구동 모터(도시되지 않음)에 의해 회전되는 경우, 구동 기어(1128)는 또한 구동 지지체를 회전시킨다.
도 14A 및 14B에 도시된 바와 같이, 하나의 실시예에 있어서, 롤러 브러시가 사용된다.
이들은 원통형일 수 있으며, 세척액은 이들을 통해 전달될 수 있다. 이러한 실시예에 있어서, 롤러 브러시(1132)는 원추형 또는 테이퍼진 형상을 가질 수 있다. 하나의 제조 방법에 있어서, 원통형의 브러시부(1400)는 원추형 형상을 갖는 브러시 축(1410)에 접합되어 축 형상을 취한다. 이러한 구성은 브러시 세척 중에 공작물 또는 웨이퍼의 느리게 이동하는 중앙부 및 빠르게 이동하는 에지 부분 사이의 세척 차이를 제거한다. 통상의 원통형 롤러 브러시의 경우, 웨이퍼의 느리게 이동하는 중앙부의 세척은 더 오래 걸린다. 이러한 세척 차이는 롤러 브러시가 에지 부분보다 중앙 부분에 압력을 더 가함으로서 해결될 수 있다. 이는 브러시를 원추형으로 형성함으로써 브러시의 제 1 단부(1420)가 웨이퍼의 중앙부분을 보다 큰 압력으로 터치하도록 하여 세척 스피드를 높이도록 함으로써 달성된다. 브러시의 제2 단부(1430)가 더 좁아지면, 웨이퍼의 에지 부분에는 더 적은 압력이 가해진다. 중앙부에 가해지는 힘은 웨이퍼의 에지와 중앙부의 속도 차이로 인하여 발생되는 세척 차이를 보정한다.
도 15는 스피너(1202)의 이동 조립체의 상세를 나타낸다. 도 15에 있어서, 스피너는 화학적 처리 후에, 세척 및 린스 공정 단계에서의 건조 처리를 위해 웨이퍼를 가동형 하우징으로부터 끌어올리도록 충분히 연장된 위치에 있다.
스피너의 구동모터(1116)는 에어 실린더(1314)에 추가로 부착된 플랫폼(1315) 상에 설치된다. 에어 실린더(1314)는 구동 모터(1116) 및 스피너를 수직 상하로 이동시킨다. 구동모터(1116)는 스피너의 축(1190)의 상단에 부착된다. 스프링(1117) 역시 밸런스의 목적으로 플랫폼(1315)에 부착된다.
도 16은 모듈(1104)의 측면도를 나타내는 것으로, 스피너(1202)는 웨이퍼(1108)를 들어올리고 웨이퍼(1180)를 원심 건조하도록 충분히 수축된다. 동작 동안에, 일단 평탄화 또는 연마가 완료되면, 가동형 하우징(1106)은 지지체(1111)상에 설치된 2개의 홀딩 스풀 상에서 소재를 수용한다. 처음에 기술한 바와 같이, 지지체(1111)는 바(1110) 및 중심부(1109)에 부착된다. 센서(도시 생략)가 홀딩 스풀 상에 위치된 소재(1108)를 검출하자마자, 소재(1108)는 고정되며, 가동형 하우징(1106)은 개구(1123)를 통해서 모듈(1104)내로 이동된다. 도어(1113)는 모듈91104)의 측벽과 접촉하게 되며, 적절한 밀봉을 제공하도록 자체 조절된다. 다음에 가동형 하우징(1106)은 모듈(1104)의 중심에 자체 위치한다.
가동형 하우징(1106)이 적절하게 위치되면, 구동 지지 기어는 플런저 상의기어와 치합한다. 구동 지지체의 회전으로 소재(1108)가 회전하게 된다. 소재(1108)가 회전하면, 다음에 세척롤(1132)은 소재(1108)의 상부 및 하부면에 접촉하여 화학적 처리/세척/린스/건조 공정을 개시할 수 있다. 비록 서로 다른 순서로 적용될 수 있지만, 이 공정들은 화학적 처리의 제 1단계, 브러시 및 초음파(megasonic) 세척의 제 2단계 및 원심 건조에 이어지는 DI 린스의 제 3단계를 포함할 수 있다. 화학적 처리단계는 웨이퍼의 세척을 위해서 노즐로부터 산 또는 염기성 용액을 분사함으로써 실행될 수 있다. 이들 용액의 특징은 세척될 물질에 따라 다르다. 화학적 처리액은 (부식방지용) 패시베이션제도 포함할 수 있다. 또한, 패시베이션 단계는 패시베이션 용액을 사용하여 실행될 수 있다. 가령, 후속 웨이퍼의 CMP 구리 세척을 위해서는, 웨이퍼를 세척하는데 구연산이 사용될 수도 있다. 이 실시예에 있어서, BTA와 같은 패시베이션제는 화학적 처리액 또는 헹굼수와 함께 또는 그 자체로서 사용될 수 있다. 롤러 및 초음파 노즐은 부리된 세척단계로서 화학적 처리 동안 또는 처리 후에 사용될 수 있다. 화학적 처리, 브러시 및 초음파 세척 후에, 웨이퍼(1108)는 초기에 논의한 바와 같이 탈이온수를 이용하여 헹궤낼 수 있다. 패시베이션제는 헹굼수에 첨가될 수도 있다.
소재(1108)가 린스된 후에, 건조공정이 필요하다. 건조공정에 앞서서, 회전기구는 가동형 하우징으로부터 분리되어 웨이퍼의 회전이 정지된다. 클램프(1136)는 지지체(1111)의 스풀로부터 소재를 들어올리기 위해 사용된다.
스피너는 하방으로 이동하며 압축공기는 회전 휠(1118)까지 전달된다. 다음에, 푸셔(1122)는 클램프(1136)를 "개방"위치까지 가압한다. 마찬가지로, 중심부(1109)가 개방되어 소재(1108)를 분리시킨다. 공기가 차단되면, 푸셔(1122)는 크램프(1136)를 가압함으로써, 그들을 소재(1108)와 접촉시킨다. 그후, 소재(1108)와 함께 회전 휠(1118)은 상방으로 수직 이동되며, 휠(1118) 및 소재(1108)는 회전된다. 소재(1108)의 건조 후에, 외부 로봇 아암은 위치(1140)(도 10)에서 소재(1108)와 결합되어, 모듈(1104)로부터 운반될 수 있다.
도 17에 도시한 바와 같이, 상술한 바와 같이 만들어진 다수의 화학적 처리/세척/린스-건조 모듈은 시스템(1500)을 형성할 수 있다. 이 시스템(1500)은 카세트부(1502), 버퍼(1504), 웨이퍼 조작영역(1505) 및 화학적 처리/세척/린스-건조 모듈(1506A-1506F)을 포함할 수 있다. 이 실시예에 있어서, 웨이퍼 조작 영역 내의 로봇(1510)은 웨이퍼를 버퍼(1504)로부터 화학적 처리/세척/린스-건조 모듈 중 하나로 이동시킨다. 카세트부(1502)내에 배치된 제 1로봇(1510)은 웨이퍼를 그들의 카세트로부터 버퍼(1504)로 이동시키게 된다. 이 실시예에 있어서, 화학적 처리/세척/린스-건조 모듈은 도 17에 도시한 방식과 같이 차례대로 배열될 수 있으며, 또 가령 모듈의 다른 어떤 형상도 서로의 상부에 적층될 수 있다.
비록 다양한 바람직한 실시예를 상세하게 기술하였으나, 당업자라면 본 발명의 신규한 개시 및 이익으로부터 실질적으로 벗어남이 없이 예시적인 실시예의 많은 변형이 가능하다는 것을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

Claims (50)

  1. 반도체 소재를 처리, 세척 및 건조하기 위한 장치로서,
    소재의 표면을 처리하는 처리영역;
    소재를 유지하도록 적용된 지지구조를 가지며, 소재를 처리영역으로부터 세척 및 건조영역으로 운반하는 가동형 하우징;
    소재가 지지구조에 의해서 회전 및 유지되는 동안 소재를 세척하는 세척기구; 및
    가동형 하우징으로부터 소재를 제거하고 이 소재를 건조시키는 건조기구를 포함하는 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 처리를 위해 기판을 처리영역으로 전달하는 다른 가동형 하우징을 추가로 포함하는 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 지지구조는 2개 이상의 아이들 지지체 및 하나의 구동 지지체를 갖는 다수의 지지체를 포함하는 장치.
  4. 제 3항에 있어서, 구동 지지체는 소재를 회전하기 위한 소재 회전기구에 연결되는 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 세척기구는 브러시를 포함하는 장치.
  6. 제 1항에 있어서, 세척기구는 초음파(megasonic) 클리너를 포함하는 장치.
  7. 제 1항에 있어서, 세척장치는 용액 분배시스템을 포함하는 장치.
  8. 제 5항에 있어서, 브러시는 롤러 브러시인 장치.
  9. 제 7항에 있어서, 용액 분배시스템은 세척 동안에 세척액을 기판으로 보내는 노즐을 포함하는 장치.
  10. 제 1항에 있어서, 건조기구는 회전 휠; 소재의 고정을 위해 회전 휠의 외주에 위치된 다수의 클램프, 및 회전 휠을 회전시키기 위한 수단을 포함하는 장치.
  11. 제 1항에 있어서, 소재의 표면이 아래를 행해 있는 동안에 소재는 가동형 하우징 상에서 유지 및 세척되는 장치.
  12. 제 11항에 있어서, 소재의 표면이 아래를 행해 있는 동안에 구동기구는 웨이퍼를 수용 및 건조하는 장치.
  13. 제 1항에 있어서, 상기 처리영역은 화학적 기계적 연마장치를 포함하는 장치.
  14. 제 1항에 있어서, 상기 처리영역은 전기화학적 기계적 연마장치를 포함하는
    장치.
  15. 세척 및 건조부와 처리부를 갖는 처리모듈 내에서 소재를 세척 및 건조하는 방법으로서,
    가동형 하우징 상에 소재를 배치하는 단계;
    가동형 하우징을 처리모듈의 세척 및 건조부 내로 이동하는 단계;
    세척 및 건조부 내에서 세척액을 이용하여 소재의 표면을 세척하는 단계;
    소재를 가동형 하우징으로부터 회전 휠을 갖는 건조기구로 운반하는 단계; 및
    소재를 건조하는 단계를 포함하는 방법.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 배치단계에 앞서서, 소재의 표면은 처리모듈의 세척 및 건조부에 인접한 처리부 내에서 처리하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  17. 제 16항에 있어서, 소재는 다른 가동형 하우징 상의 처리모듈로 운반하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  18. 제 15항에 있어서, 세척단계의 적용 동안에 소재의 회전기구를 이용하여 소재를 회전시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  19. 제 15항에 있어서, 회전 휠의 회전에 의해서 소재를 건조시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  20. 제 16항에 있어서, 처리, 배치, 이동, 세척, 운반 및 건조단계는 소재의 표면이 아래를 행해 있는 동안에 실행되는 방법.
  21. 제 16항에 있어서, 처리단계는 화학적 기계적 연마를 포함하는 방법.
  22. 제 16항에 있어서, 처리단계는 전기화학적 기계적 처리를 포함하는 방법.
  23. 하우징을 갖는 세척 모듈 내에서 반도체 소재를 건조하기 위한 장치로서,
    하우징에 고정된 제 1 에어 실린더 및 제 2에어 실린더; 및
    하우징에 고정되고, 소재의 고정을 위해 외주에 위치된 다수의 클램프를 갖는 회전 휠에 연결된 모터 축을 갖는 모터를 포함하는 장치.
  24. 제 23항에 있어서, 제 1에어 실린더는 다수의 클램프가 수직으로 이동되도록허용하는 장치.
  25. 제 23항에 있어서, 제 2에어 실린더는 클램프가 소재를 착탈할 수 있도록 모터 축을 통해서 공기를 공급하는 장치.
  26. 하나 이상의 트랙을 이용하여 처리모듈로부터 세척모듈로 소재를 운반하기 위한 가동형 하우징으로서,
    하나 이상의 트랙을 따르는 가동형 베이스; 및
    베이스에 연결되고, 가동형 하우징이 세척모듈 내부에 있을 때 세척모듈을 밀봉하도록 적용되는 베이스를 포함하는 가동형 하우징.
  27. 제 26항에 있어서, 도어는 브라켓, 쇼울더 스크류 및 스프링을 이용하여 베이스에 연결되는 가동형 하우징.
  28. 제 27항에 있어서, 스프링은 세척모듈을 밀봉하도록 적절한 텐션을 제공하는 가동형 하우징.
  29. 제 26항에 있어서, 베이스에 연결된 중심부; 이 중심부에 연결된 다수의 바; 및 각기 다수의 바 중 하나에 연결된 다수의 지지체를 추가로 포함하는 가동형 하우징.
  30. 제 29항에 있어서, 다수의 지지체는 2개 이상의 아이들 지지체 및 하나의 구동 지지체를 포함하는 가동형 하우징.
  31. 제 30항에 있어서, 구동 지지체는 기어를 구비하는 가동형 하우징.
  32. 제 31항에 있어서, 기어는 소재 회전기구의 제 2기어와 치합하도록 적용되는 가동형 하우징.
  33. 다수의 지지체를 갖는 가동형 하우징;
    세척공정 동안에 소재를 유지하기 위한 것으로, 각각 다수의 지지체 중 하나에 연결되는 다수의 홀딩 스풀;
    세척공정 동안에 소재가 회전되도록 다수의 지지체를 회전시키기 위한 수단;
    건조공정 동안에 소재가 건조될 수 있도록 가동형 하우징으로부터 소재를 수용하기 위한 것으로, 소재를 고정 및 분리하기 위한 클램프 및 해제수단을 갖는 회전 가능한 웨이퍼 운반장치; 및 건조공정 동안에 소재를 회전시키는 수단을 포함하는 소재의 처리 장치.
  34. 다수의 웨이퍼를 처리하기 위한 통합 웨이퍼 처리 시스템으로서,
    웨이퍼의 정면 상에 금속을 증착할 수 있는 하나 이상의 전기화학적 기계적처리 서브시스템;
    분리된 웨이퍼 진입 및 웨이퍼 배출점을 갖는 하나 이상의 화학적 기계적 연마 처리 서브시스템; 및
    하나 이상의 전기화학적 기계적 처리 서브시스템 및 하나 이상의 화학적 기계적 연마 처리 서브시스템 내로 및 그로부터 각각의 웨이퍼를 운반하기 위한 웨이퍼 조작 서브시스템을 포함하는 시스템.
  35. 다수의 웨이퍼를 처리하기 위한 통합 웨이퍼 처리 시스템으로서,
    웨이퍼의 정면 상에 금속을 증착하기 위한 하나 이상의 증착 처리 서브시스템;
    분리된 웨이퍼 진입 및 웨이퍼 배출 점을 갖는 하나 이상의 화학적 기계적 연마 처리 서브시스템; 및
    하나 이상의 처리 서브시스템, 어닐링 챔버 내로 및 그로부터 각각의 웨이퍼를 운반하기 위한 웨이퍼 조작 서브시스템; 및
    하나 이상의 화학적 기계적 연마 처리 서브시스템을 포함하는 시스템.
  36. 다수의 웨이퍼를 처리하기 위한 통합 웨이퍼 처리 시스템으로서,
    동작이 필요한 및 동작된 웨이퍼를 유지하기 위한 카세트부;
    웨이퍼의 정면 상에 금속을 증착하기 위한하나 이상의 증착 처리 서브시스템;
    한 부분에서의 어닐링 및 다른 부분에서의 웨이퍼의 취급을 제공하는 처리영역;
    분리된 웨이퍼 진입 및 웨이퍼 배출 점을 갖는 하나 이상의 화학적 기계적 연마 처리 서브시스템; 및
    각각의 웨이퍼를 운반하기 위한 웨이퍼 조작 서브시스템을 포함하고,
    웨이퍼 조작 서브시스템은 제 1 및 제 2웨이퍼 이동장치를 구비하며,
    제 1웨이퍼 이동장치는 카세트부, 처리영역, 및 화학적 기계적 연마 처리 서브시스템으로부터 웨이퍼를 취출할 수 있고, 웨이퍼를 카세트부 및 처리영역 내에 배치할 수 있으며;
    제 2웨이퍼 이동장치는 처리영역, 및 증착 처리 서브시스템으로부터 웨이퍼를 취출할 수 있고 웨이퍼를 증착 처리 서브시스템, 처리영역, 및 화학적 기계적 연마 처리 서브시스템 내에 배치할 수 있는 시스템.
  37. 다수의 웨이퍼를 처리하기 위한 통합 웨이퍼 처리 시스템으로서,
    기판을 화학적 기계적으로 연마하는 화학적 기계적 처리장치;
    웨이퍼를 세척 및 건조하며 웨이퍼 배출영역을 갖는 세척 및 건조모듈;
    웨이퍼 입력영역과 화학적 기계적 처리장치 사이에서 웨이퍼를 이동하는 가동형 투입 하우징; 및
    화학적 기계적 처리장치와 세척 및 건조영역 사이에서 웨이퍼를 이용하는 다른 가동형 하우징을 포함하는 시스템.
  38. 웨이퍼 위에서 작동하는 시스템으로서,
    웨이퍼를 화학적 기계적으로 연마하는 화학적 기계적 처리장치를 갖는 것으로, 웨이퍼를 세척 및 건조하는 세척 및 건조장치를 갖는 제 1처리모듈;
    웨이퍼 조작영역과 제 1 처리모듈 사이에서 웨이퍼를 이동하는 제 1가동형 투입 하우징; 및 화학적 기계적 처리장치와 세척 및 건조장치 사이에서 웨이퍼를 이동하는 제 2가동형 하우징을 포함하는 시스템.
  39. 제 38항에 있어서, 제 1처리모듈의 세척 및 건조장치의 출구에 인접한 웨이퍼 버퍼 영역;
    웨이퍼 버퍼영역에 인접한 웨이퍼 수용영역; 및
    제 1웨이퍼 조작로봇을 추가로 포함하고,
    제 2가동형 하우징은 웨이퍼를 제 1처리모듈의 세척 및 건조장치로부터 웨이퍼 버퍼영역으로 운반하고; 및
    제 1웨이퍼 조작로봇은 웨이퍼를 웨이퍼 버퍼 영역으로부터 웨이퍼 수용영역으로 운반하는 시스템.
  40. 제 39항에 있어서, 웨이퍼 수용영역은 다수의 웨이퍼를 유지할 수 있는 카세트를 수용하도록 배열 가능한 시스템.
  41. 제 40항에 있어서, 웨이퍼를 전기화학적으로 처리하는 제 2처리모듈을 추가로 포함하고, 제 1웨이퍼 조작로봇은 웨이퍼를 카세트로부터 제 2웨이퍼 조작로봇을 갖는 웨이퍼 버퍼영역으로 운반하여 웨이퍼를 제 2처리모듈로 운반하는 시스템.
  42. 제 41항에 있어서, 제 1조작 로봇은 카세트로부터 웨이퍼 정면측을 들려서 웨이퍼 정면측을 웨이퍼 버퍼영역에 내려놓는 시스템.
  43. 제 42항에 있어서, 제 2조작로봇은 웨이퍼 정면측을 제 2처리모듈에 내려놓놓는 시스템.
  44. 제 40항에 있어서, 제 2처리모듈은 전기화학적 기계적 증착을 실행하도록 배열되는 시스템.
  45. 제 40항에 있어서, 제 2처리모듈은 전기화학적 기계적 에칭을 실행하도록 배열되는 시스템.
  46. 제 40항에 있어서, 제 2처리모듈은 제 2화학적 기계적 처리장치 및 제 2 세척 및 건조장치를 구비하는 시스템.
  47. 제 40항에 있어서, 웨이퍼 버퍼 영역에 인접하게 어닐 모듈을 추가로 포함하는 시스템.
  48. 제 47항에 있어서, 어닐 모듈은 웨이퍼를 가열하도록 배열된 가열부를 구비하는 시스템.
  49. 제 47항에 있어서, 어닐 모듈은 웨이퍼를 냉각하도록 배열된 냉각부를 구비하는 시스템.
  50. 제 41항에 있어서, 상기 모듈은 웨이퍼 조작 영역 둘레에 밀집되는 시스템.
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