KR20100098061A

KR20100098061A - 기판을 이송 및 처리하는 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20100098061A
Application number: KR1020090017051A
Authority: KR
Inventors: 테리 블럭; 케빈 피. 페어베어른; 마이클 에스. 반즈; 크리스토퍼 티. 레인
Original assignee: 인테벡, 인코포레이티드
Priority date: 2009-02-27
Filing date: 2009-02-27
Publication date: 2010-09-06
Also published as: KR101718540B1

Abstract

기존의 시스템에 비해 적절한 비용으로 스루풋을 효율적으로 개선하도록 웨이퍼를 포함하는 기판을 이송 및 처리하는 장치 및 방법이 기술된다. 선형 이송 챔버는 로드로크를 통해 기판을 제어된 환경으로 피딩하도록 처리 챔버의 측면을 따라 그리고 그 후 처리 챔버에 도달하는 길로서 이송 챔버를 따라 선형으로 기판을 이송하기 위해, 선형 트랙과 선형 트랙을 타는 로봇 암을 포함한다.

Description

기판을 이송 및 처리하는 장치 및 방법{APPARATUS AND METHODS FOR TRANSPORTING AND PROCESSING SUBSTRATES}

본 발명은 일반적으로 기판 및 더 상세하게는 웨이퍼를 이송 및 처리하는 신규한 장치 및 방법에 관련된다.

반도체의 제조시에, 클러스터 툴로 지칭되는 통상적인 툴은 웨이퍼의 제조시에 이용되는 주요 유닛 중 하나이다. 통상적인 상업적 디바이스는 일반적으로 주위를 따라 부착된 챔버를 갖는 원형 중심 영역을 갖는다. 챔버는 그 중심 영역 주위에서 바깥쪽으로 연장된다. 웨이퍼가 처리되는 경우, 웨이퍼는 먼저 중심 챔버 주위의 입출력 스테이션으로부터 중심 챔버로 이동되고, 그 후, 그 중심 챔버로부터, 처리가 수행되는 부착 챔버 또는 주위의 챔버로 이동된다. 현재 이용되는 실질적으로 모든 제조 시스템으로서의 이러한 툴에서는, 통상적으로 웨이퍼를 한번에 하나씩 처리한다. 웨이퍼는 처리를 위해 챔버로 이동될 수도 있고, 그 후, 다시 중심 챔버로 이동될 수도 있다. 또 다른 주위 챔버로의 추가적 이동 및 후속 처리가 후속될 수 있고, 그 후, 중심 챔버로 다시 이동될 수 있다. 결국, 완전히 처리된 웨이퍼는 툴 밖으로 함께 이동된다. 이 이동은, 웨이퍼가 진공으로부터 대기중으로 이동하는, 일반적으로 로드로크 (load lock) 로 지칭되는 진공 시스템과 연결되는 입/출력 스테이션 또는 챔버를 통해 행해진다. 이러한 종류의 유닛은 예를 들어, 미국 특허 제 4,951,601 호에 기술되어 있다.

또 다른 툴은 중심축을 따라 웨이퍼를 인덱싱하고 웨이퍼들을 주위의 처리 챔버를 통해 피딩한다. 이러한 툴에서는, 모든 웨이퍼가 동시에 다음 처리 단계로 피딩된다. 웨이퍼들은 독립적으로 처리될 수 있지만 독립적으로 이동될 수는 없다. 모든 웨이퍼는 동일한 시간 동안 처리 스테이션에 머물지만, 각 스테이션에서의 처리는 그 단계에 허용된 시간에 의해 허용되는 최대 시간에 종속하여 독립적으로 제어될 수 있다. 최초로 기술된 툴은 이러한 방식으로 동작될 수 있지만, 그러나, 실제로 이러한 툴은 웨이퍼가 인접 처리 챔버로 순서대로 진행하지 않도록 웨이퍼를 이동시킬 수도 있고, 모든 웨이퍼들이 처리 챔버에서 동일한 드웰 시간을 갖도록 요구되지는 않는다.

이러한 시스템들 중 하나가 동작하는 경우, 중심 영역은 일반적으로 진공이지만, 몇몇 다른 미리 선택되거나 미리 결정된 제어 환경일 수도 있다. 예를 들어, 이러한 중심부는 처리 챔버에서 수행중인 프로세스에 유용한 가스를 제공할 수도 있다. 중심 영역의 외부면을 따라 존재하는 챔버 또는 컴파트먼트 (compartment) 도 일반적으로 진공일 수도 있지만, 이 또한 미리 선택되고 제어되는 가스 환경을 가질 수도 있다. 또한, 처리는 일반적으로 웨이퍼를 진공 상태로 중심 챔버로부터 부착 챔버 또는 컴파트먼트로 이동시킴으로써 진공 상태로 수행된다. 일반적으로, 웨이퍼가 처리를 위해 챔버 또는 컴파트먼트에 도달하면, 챔버 또는 컴파트먼트는 중심 챔버로부터 밀봉된다. 이것은 챔버 또는 컴파트먼트에서 이용되는 물질 및/또는 가스가 중심 영역에 도달하는 것을 방지하여, 중심 영역 및 부착 처리 챔버 내의 대기 중의 오염을 방지하고, 그리고/또는 중심 영역에 위치되어 처리를 대기중이거나 추가적으로 처리될 웨이퍼의 오염을 방지한다. 또한, 이것은, 처리 챔버가, 그 챔버에서 수행될 특정 처리를 위해 중심 챔버에서 이용되는 것과는 상이한 진공 레벨로 설정될 수 있게 한다. 예를 들어, 챔버의 처리 기술이 더 높은 진공 상태를 요구하면, 중심 영역과 챔버 사이에 있는 밀봉에 의해, 챔버 자체가 그 챔버 내에서 수행될 특정 프로세스에 대한 프로세스 요건에 부합하도록 더 펌프될 수 있다. 다른 방법으로, 더 낮은 진공 상태가 요구되면, 중심 챔버의 압력에 영향을 주지 않고 압력이 증가될 수도 있다. 웨이퍼의 처리가 완료된 이후, 웨이퍼는 중심 영역으로 다시 이동되어 시스템 외부로 배출된다. 이러한 방식으로, 웨이퍼는 이 툴을 통해 순차적으로 진행되어 챔버들 및 모든 이용가능한 프로세스를 통과한다. 다른 방법으로, 웨이퍼는 오직 선택된 챔버를 통해 진행되어 오직 선택된 프로세스에만 노출될 수도 있다.

또한, 이 프로세스에 대한 변형예가 당해 분야에 제공되는 설비에서 이용된다. 그러나, 이러한 모든 것은 다양한 프로세스에 필수적인 중심 영역 또는 중심부에 의존할 것이다. 또한, 이러한 설비의 주된 용도는 웨이퍼 제조이기 때문에, 주로 웨이퍼의 측면에서 기술할 것이다. 그러나, 기술되는 프로세스의 대부분은 일반적인 기판에도 적용될 수 있고, 이 기술은 이러한 기판 및 이러한 제조 설비에도 적용될 수 있음을 이해해야 한다.

최근, 원형보다는 선형 형상을 갖고, 웨이퍼가 처리를 위해 하나의 챔버로부터 다음 챔버로 이동하는 점에서 기존과는 다른 시스템이 설명되고 있다. 웨이퍼가 하나의 챔버로부터 인접 챔버로 순서대로 이동하기 때문에, 설비의 일부로서 중심부가 필요없다. 이러한 툴에서는, 웨이퍼가 그 유닛으로 진입하여, 일반적으로, 웨이퍼가 시스템을 통해 이동할 때 그 웨이퍼와 함께 이동하는 척에 부착된다. 이러한 유닛에서는, 각각의 챔버에서 동일한 시간량 동안 수행된다.

이러한 시스템은, 풋프린트 (footprint) 가 오직 처리 챔버의 풋프린트에 근접하기 때문에 통상적으로 당해 분야에서 더 작은 풋프린트를 갖고, 큰 중심부를 포함하지 않는다. 이것이 이러한 타입의 설비의 이점이다. 이 시스템은 계류중인 공개 특허 출원 공보 제 2006/0102078 A1 에 기술되어 있다. 이러한 특정 시스템은 각각의 프로세스 스테이션에서 균일한 드웰 시간을 갖는다. 이것은, 가장 긴 드웰 주기의 길이에 의해 제한되는 처리 시의 몇몇 차이점을 허용한다. 다양한 스테이션에서 독립적으로 제어되는 드웰 시간이 요구되면, 또 다른 접근방식이 선호될 수도 있다. 또한, 이러한 타입의 설비는, 하나의 스테이션이 수리 또는 관리를 위해 정지되면, 전체 시스템 자체가 처리에 이용될 수 없는 단점을 가진다.

본 발명은 작은 풋프린트를 유지하면서 처리 스테이션에서 개별적으로 제어되는 드웰 시간을 허용하도록 의도된 신규한 웨이퍼 처리 유닛을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은, 하나 이상의 스테이션이 하나 또는 다른 이유로 중지된 경우에도 동작을 진행할 수 있다. 부분적으로, 본 발명은, 반도체 제조 비용이 매우 고가이며 비용이 증가하고 있는 것에 대한 인식에서 비롯한다. 당해 분야에서 투자에 착수할 때, 비용이 더 비싸지면 위험도 커진다. 제조의 "린 (Lean)" 원리에 따라 비용을 일정 부분 낮추고 개선된 시스템 및 서비스를 제공하는 설비를 정의하는 것이 목적이다. 따라서, 작은 풋프린트를 유지하면서 처리 챔버를 최대화하는 것이 목적이다. 처리 스테이션의 이용을 최대화하는 것이 또 다른 목적이다. 이러한 설비의 로봇 공학 및 서비스를 단순화하는 것이 또 다른 목적이다. 또한, 이 시스템은, 처리 동안, 심지어 메인프레인의 서비스 동안 시스템의 100% 까지의 이용가능성을 포함하여, 상당한 리던던시를 제공할 것이다. 이러한 경우, 더 적은 수의 챔버가 이용될 것이지만, 모든 프로세스는 웨이퍼의 처리를 위해 계속 이용될 수 있다. 또한, 서비스 또는 처리 챔버는 처리 챔버의 후면 또는 전면 모두로부터 이용가능할 것이다. 또한, 바람직한 실시형태에서, 이 처리 챔버는 선형 구성으로 셋업될 것이다. 이것은, 다양한 처리 스테이션에서 웨이퍼에 대한 개별적 프로그램을 허용하는 시스템에 대해 최소의 풋프린트를 보장한다.

일반적으로 이 처리 챔버는, 웨이퍼 처리에 관련하여 이용되는 임의의 다양한 프로세스들을 수행하는 능력을 가질 수도 있다. 예를 들어, 웨이퍼의 제조 시에, 웨이퍼는 통상적으로, 하나 이상의 에칭 단계, 하나 이상의 스퍼터링 또는 물리적 증착 프로세스, 이온 주입 (implantation), 화학 증착 (CVD), 및 가열 및/또는 냉각 프로세스 등을 통해 반송될 것이다. 웨이퍼를 제작하는 처리 단계의 수는, 이러한 다양한 프로세스를 수행하기 위해 종래의 디바이스를 이용하면, 거대한 서브시스템을 갖는 다중 툴 또는 툴들이 요구될 수도 있음을 의미할 것이다. 그러나, 인스턴트 시스템은, 사이즈에서의 현저한 증가 없이 또는 새로운 토탈 시스템을 추가하기 위한 필요없이 추가적 기능 스테이션들이 추가될 수 있는 장점을 제공한다.

이러한 다양한 목적을 달성하기 위해, 웨이퍼의 이송은 챔버 설계에 대해 독립적으로 구성된다. 따라서, 챔버는 특정한 처리 능력을 갖는 챔버로서 동작하도록 설계되고, 이송 시스템은 챔버 설계에 대해 독립적으로 동작하도록 구성되고 처리 챔버로 및 처리 챔버로부터 웨이퍼를 피딩하도록 구성된다. 개시된 바람직한 실시형태에서의 이송은, 진공 벽을 통해 연결되는 선형 및 회전 운동에 기초한 단순한 연동 암에 의존한다. 비용을 낮게 유지하는 관점에서, 챔버 설계는 모듈 방식에 기초한다. 따라서, 일 실시형태에서, 이 시스템은 3 개의 챔버를 가질 수도 있고, 또는 매칭 구조가 이용될 수 있고, 이 시스템은 6 개의 챔버를 가질 수 있다. 다른 방법으로, 매칭 구조는, 4 및 8 개의 챔버로 반복될 수도 있고 또한 다른 배수로 반복될 수 있고, 또는 상이한 수의 처리 스테이션을 갖는 모 듈들이 매칭될 수도 있다.

이 시스템은 확장가능하며, 또한, 장래의 프로세스 또는 애플리케이션으로서 적용될 수도 있는 기술에 대해 독립적으로 확장가능하다. 선형 웨이퍼 전송이 이용된다. 이것은, 세정실에서의 공간 이상을 요구하지 않는 작은 풋프린트의 시스템에서 높은 스루풋을 가능하게 한다. 또한, 상이한 처리 단계가 동일한 처리 플랫폼에서 구성될 수 있다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 배출부 및 대기부 (atmospheric section) 를 갖는 기다란 기판 이송 챔버; 배출부 내에서 이송 챔버에 부착된 제 1 선형 트랙; 기압부에서 이송 챔버에 부착된 제 2 선형 트랙; 제 1 선형 트랙을 선형으로 타는 제 1 베이스; 제 2 선형 트랙을 선형으로 타는 제 2 베이스; 제 1 베이스 상에 탑재되며, 입력부로서 자기 연결 종동부 (magnetically-coupled follower) 를 갖고, 출력부에 저속 회전을 제공하는 속도 감속기; 제 2 베이스 상에 탑재되고 자기 구동기를 회전시키는 회전 모터로서, 상기 자기 구동기는 진공 파티션을 통해 상기 자기 연결 종동부에 회전 운동을 전달하는, 회전 모터; 및 속도 감속기의 출력부에 연결된 로봇 암을 포함하는 기판 처리 시스템이 개시된다. 선형 모터는 제 2 베이스에 부착되어 선형 운동을 전달하고, 자화된 휠이 제 2 베이스에 연결될 수도 있다. 선형 운동 인커더가 제 2 베이스에 연결될 수도 있고, 회전 인코더가 회전 모터에 연결될 수도 있다. 2 개의 로봇 암을 갖는 시스템에서는, 암 연장부가 로봇 암 중 하나에 연결되어, 그 로봇 암들의 회전축이 일치하게 할 수도 있다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 이송 챔버 내에 로봇 암을 제공하는 단계; 진공 파티션을 통해 로봇 암에 선형 운동을 자기적으로 연결하는 단계; 진공 파티션을 통해 로봇 암에 회전 운동을 자기적으로 연결하는 단계; 및 배출 이송 챔버 내의 회전 운동의 속도를 감소시키는 단계를 포함하는, 배출 이송 챔버를 통해 로드로크로부터 처리 챔버로 웨이퍼을 이송하는 방법이 제공된다. 이 방법은 또한, 웨이퍼가 로드로크에 위치될 때, 웨이퍼의 중심으로 정의되는 제 1 중심 지점을 결정하는 단계; 웨이퍼가 처리 챔버에 위치될 때, 웨이퍼의 중심으로 정의되는 제 2 중심 지점을 결정하는 단계; 로봇 암의 피봇 지점의 위치를 결정하는 단계; 및 로봇 암 상에 배치된 웨이퍼가 로드로크와 처리 챔버 사이에서 오직 직선으로만 이동하도록 상기 로봇 암의 선형 및 회전 운동의 조합을 계산하는 단계를 포함할 수도 있다.

본 발명에 따르면, 작은 풋프린트를 유지하면서 처리 챔버의 이용을 최대화할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 처리 스테이션의 이용을 최대화할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 이러한 설비의 로봇 공학 및 서비스를 단순화할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 처리 동안, 심지어 메인프레인의 서비스 동안 시스템의 100% 까지의 이용가능성을 포함하여, 상당한 리던던시를 제공할 수 있다.

이하, 도 1 을 참조하면, 현재 일반적으로 이용되고 있는 타입의 클러스터 툴이 도시되어 있다. 일반적으로, 이러한 타입의 클러스터 툴은 중심 챔버 (22) 에 부착되어 그 주위에 방사상으로 배치된 처리 챔버 (21) 를 포함한다. 본 시스템에는, 2 개의 중심 챔버가 존재한다. 다른 시스템은 단일의 중심 챔버만을 가질 수도 있다. 불편하다는 점만 제외하면 3 개 이상의 중심 챔버를 갖는 시스템이 존재할 수 있지만, 그 대신에, 사용자는 일반적으로 다른 시스템을 획득할 것이다. 동작 시, 통상, 로봇은 각각의 중심 챔버 (22) 내에 위치한다. 로봇은 그 시스템 내에 웨이퍼를 수용하고, 중심 챔버로부터 처리 챔버로 웨이퍼를 반송하며, 또한 처리 후에는 중심 챔버로 다시 웨이퍼를 반송한다. 몇몇 종래 시스템에 있어서, 중심 로봇은 한 번에 단일의 웨이퍼 및 단일의 챔버에만 액세스할 수 있을 뿐이다. 따라서, 로봇은 단일 챔버에 웨이퍼가 존재하는 처리 동안에 접속에 있어서 관련되거나 바쁠 수 있다. 처리 동안에 스테이션을 처리하는 것에 관련된 이러한 단일 로봇의 조합은 이러한 타입의 클러스터 툴의 스루풋을 제한한다. 보다 최신 유닛은 다중 암을 갖는 로봇을 이용한다. 그 처리 챔버는 임의 형태의 프로세서를 포함할 수도 있고, 예를 들어, 물리 증착용 챔버, 화학 증착 (CVD) 용 챔버 또는 에칭용 챔버 또는 그 제조 동안에 웨이퍼에 대해 수행될 수도 있는 다른 처리 챔버를 포함할 수도 있다. 이러한 타입의 툴은 상이한 시간 기간 동안의 처리를 허용하는데, 그 이유는, 웨이퍼가 처리될 때, 로봇 암에 의한 챔버 내부로의 이송 및 챔버로부터의 제거가 다른 인자에 관계없이 처리되며 컴퓨터 제어되기 때문이다. 동일 시간 동안 정해진 시퀀스에 대해 처리를 설정할 수 있음은 명확하다.

이하, 도 2 를 참조하면, 각각의 챔버에 대해 챔버 내의 웨이퍼의 드웰 시간 (dwell time) 이 동일한 웨이퍼 처리용 툴이 도시되어 있다. 본 실시형태에서, 프로세서 (23) 는 선형으로 정렬되고, 이 경우에, 챔버는 서로 인접하여 또한 서로의 상부에 위치한다. 그 단부에는, 처리 중인 웨이퍼들을 일 레벨에서 다른 레벨로 이동시키는 승강기 (25) 가 존재한다. 그 입구 (26) 에서, 웨이퍼가 들어가며, 시스템을 통해 이동하더라도 일정 상태를 유지하도록 지지체 상에 위치한다. 이러한 시스템의 실시형태에서, 지지체는 웨이퍼를 프로세서의 상부 레벨로 들어올리고, 그 다음에, 웨이퍼는 그 레벨에서 처리 챔버 (23) 를 통해 차례로 순서대로 이동한다. 승강기 (25) 는 웨이퍼의 레벨을 변화시키고, 웨이퍼는 다시 다른 레벨을 따라 일 프로세서 챔버로부터 다른 챔버를 통해 이동한 다음에, 시스템 밖으로 이동한다.

이하, 도 3 을 참조하면, 처리 챔버 (31) 는 이송 챔버 (32) 를 따라 선형으로 위치한다. 웨이퍼는 EFEM (33; Equipment Front End Module) 또는 어떤 등가인 피딩 디바이스를 통해 시스템 (34) 으로 들어간다. EFEM (33) 은 FOUP (from front opening unified pod) 가 위치할 수도 있는 스테이션 (30) 을 포함한다. FOUP (도시생략) 는 하우징 또는 인클로져를 포함하고, 여기서, 웨이퍼는 처리 동작에 들어가는 것을 대기하면서 수용되며 청결한 상태를 유지한다. 또한, EFEM (33) 에는 피딩 메커니즘이 연관되어, 웨이퍼를 처리용 시스템 내에 배치하거나 처리 후에 시스템에서 임시 저장되는 웨이퍼를 제거할 수도 있다. 웨이퍼의 FOUP 는 EFEM 상에 배치되어, 여기서, 웨이퍼는 EFEM (33) 내의 FOUP 에서 웨 이퍼를 들어올리며 웨이퍼를 로드로크 컴파트먼트 (35) 안으로 반송하는 블레이드에 의해 하나씩 이송됨으로써 시스템으로 들어가게 된다. 웨이퍼는 로드로크 컴파트먼트 (35) 로부터 이송 챔버 (32) 를 따라 이동하며, 이송 챔버 (32) 로부터 처리 챔버 (31) 안으로 이송된다. 기판이 처리 챔버로 들어간 후에, 기판은 그 지지 암에서 떠나고, 그 대신에 챔버 내의 기판 지지체 상에 유지된다. 이때, 밸브를 닫아서 처리 챔버의 대기를 이송 챔버의 대기로부터 분리한다. 이로 인해, 다른 처리 챔버의 이송 챔버를 오염시킴 없이 처리 챔버 내의 변화가 이루어질 수 있다. 처리 후에, 처리 챔버를 이송 챔버로부터 분리하는 밸브를 개방하고, 웨이퍼를 처리 챔버에서 제거하며, EFEM (33) 상의 FOUP 로 웨이퍼가 리턴되는 로드로크 또는 추가 처리를 위한 다른 처리 챔버로 이송 챔버 (32) 를 따라 이송시킨다. 도 3 에는, 4 개의 처리 챔버 (31) 가 도시되어 있다. 또한, 도 3 에는 4 개의 처리 전원 (37) 및 전력 분배 유닛 (36) 이 도시되어 있다. 이들은 함께 그 전력 및 그 시스템에 대한 전자기기를 각각의 개별적인 처리 챔버로 제공한다. 처리 챔버 (31) 위에는, 처리 가스 캐비넷 (38) 및 정보 처리 캐비넷 (40) 이 존재한다. 이들 유닛을 통해, 이송 챔버 (32) 를 따라 기판의 시스템 제어 움직임 안으로 키잉되는 정보 및 기판이 추후 처리를 위해 처리 챔버 안으로 이송되는지 여부가 결정된다. 또한, 이들 유닛은 처리 챔버 내에서 일어난 기록을 제공한다. 처리 동안에 챔버 내에서 이용되도록 가스가 제공된다. 본 시스템의 처리 스테이션을 통해 시스템 안으로 웨이퍼를 피딩하는 로봇 핸들링 메커니즘이 2 개의 암 시스템으로서 도시되어 있지만, 사실상 3 개 이상의 암이 존재 할 수도 있고, 각각은 이송 트래블 챔버 내에서 독립적으로 또는 함께 이동하도록 설정될 수 있다.

시스템 내의 처리 챔버는 웨이퍼의 제조에서 설명된 것과는 상이한 프로세스를 수행할 수도 있다. 최근, 다수의 제조자는 전체 시스템이 스퍼터 또는 에칭 프로세스만을 위한 전용 시스템을 구매한다. 본질상, 4 개 이상의 스테이지 시스템이 완전히 스퍼터링 동작에 전용될 수 있도록 웨이퍼의 제조 시 충분한 스퍼터 단계 또는 에칭 단계가 존재한다. 다른 방법으로는, 웨이퍼는 일련의 동작을 통해 반송될 수 있고, 각각의 상이하지만 각각의 필요한 일련의 동작을 통해 최종 프로세스로 된다. 예를 들어, 5 개의 처리 스테이션에서, 다음 사용 중인 시퀀스를 적당히 예상할 수 있다. 제 1 처리 스테이션에서, 웨이퍼는 가스 제거 동작을 받게 될 것이고, 제 2 스테이션은 전세정 스테이션일 수 있고, 제 3 스테이션은 예를 들어 티타늄을 퇴적하는 스퍼터링 스테이션이고, 제 4 스테이션은 예를 들어 니켈 바나듐을 퇴적하는 스퍼터 스테이션이며, 제 5 스테이션은 금의 퇴적이 일어날 수 있는 스퍼터이다.

이하, 도 4 를 참조하면, 상부 커버가 제거된 3 개의 스테이션 시스템이 도시되어 있다. 도 4 와 관련한 목적은 이송 챔버 (32) 의 보다 명확한 이해를 제공하기 위한 것이다. 처리될 웨이퍼는 로드로크 (35) 에서 본 시스템으로 들어간다. 로드로크 (35) 는 듀얼 레벨 로드로크이며, 2 개의 웨이퍼를 동시에 유지 및 처리할 수 있다. 일 레벨의 로드로크는 하부 레버 상에 있고, 다른 레벨의 로드로크는 상부 레벨 상에 있다. 로드로크에서, 본 시스템으로 들어가는 웨이퍼는 진공 또는 제어된 환경으로 들어간다. 또한, 처리된 웨이퍼는 그 트래블 동안에 로드로크 (35) 를 통과하여 본 시스템을 떠나고, 진공 상태나 본 시스템의 다른 제어된 상태를 떠나고, FOUP (도 4 에는 도시생략) 안으로 리턴된다. 일단 웨이퍼가 비진공 상태로부터 진공 상태로 그 전이를 완료하면, 웨이퍼는 이송 챔버 (32) 안으로 이동하는 암 (41) 상에서 들어올려진다. 그러한 일 암을 볼 수 있지만, 다른 암은 좌측에 있는 제 1 처리 챔버의 엘리먼트에 의해 부분적으로 덮인다. 보이는 암은 이 처리 챔버 (31) 안으로 웨이퍼를 전달하는 것으로 도시되어 있다 (또는 다른 방법으로는 이 챔버에서 처리된 웨이퍼를 제거하는 것으로 도시됨). 암 (41) 은 선형 레일 (43) 을 통해 이송 챔버 안쪽을 따라 이동한다. 본 실시형태에서, 이송 챔버 (32) 내의 레일은 이송 챔버 (32) 의 플로어 위에 있는 지지 암을 유지한다. 또한, 도 4 에서 보이지 않는 구동 메커니즘은 이송 챔버 (32) 의 인클로져의 벽을 통해 진공 상태 외부에 있는 것으로서 행동한다. 이는 일반적으로 챔버 안으로 또는 로드로크 (35) 안으로 암을 연장시킬 때 회전 움직임을 제공할 뿐만 아니라, 암 (41) 에 선형 움직임을 제공한다. 따라서, 그 암들을 이용하여, 이송 챔버 (32) 안으로 또는 그 밖으로 웨이퍼를 이동시키거나, 처리 챔버 (31) 안으로 또는 그 밖으로 웨이퍼를 이동시키거나, 로드로크 챔버 (35) 안으로 또는 그 밖으로 웨이퍼를 이동시킨다. 이러한 챔버의 베이스와의 접촉을 회피함으로써, 더 적은 입자가 생성되어, 보다 불순물이 없거나 입자가 없는 상태에서 환경을 유지한다. 이러한 이송 시스템의 추가 상세는 다음에 오는 도면을 참조하여 도시 및 설명될 것이다. 또한, 도 4 에는 2 개의 암이 도시되어 있지만, 시스템이 레일 상에서 2 개보다 많거나 적은 암을 가질 수 있고 어느 때라도 3 개 이상의 웨이퍼 이송 디바이스를 처리할 수 있음을 쉽게 알 수 있다.

본 발명의 방법에 따르면, 지지 암 (41) 은 웨이퍼가 직선 라인에서만 이동하는 방식으로 회전 및 선형 운동의 조합을 이용하여 동작한다. 즉, 도 4 에 도시된 바와 같이, 암 (41) 은 이중 헤드 화살표 A 로 예시된 선형 운동과 이중 헤드 화살표 B 에 의해 예시된 회전 운동의 조합을 이용하여 이동한다. 그러나, 파선 BLl, BLm 및 BL 에 의해 도시된 것과 같이, 웨이퍼의 중심이 직선 라인 운동을 따르도록 운동이 프로그래밍된다. 이로 인해, 로드로크 (35) 와 챔버 (31) 의 모든 개구가 챔버의 직경보다 단지 약간 크게 된다. 또한, 이로 인해, 임의의 상황에 대해 예를 들어, 사용자 인터페이스 UI (도 3) 를 통해, 암 (41) 의 조합된 선형 아치형 운동이 제어기에 의해 활성화되도록 프로그래밍할 수 있으므로, 임의 타입 및 임의 조합의 챔버를 이송 챔버 (32) 에 부착할 수 있게 된다.

본 발명의 일 방법에 따르면, 다음 프로세스는 제어기에 의해 실행되는 조합된 선형 아치형의 암 운동을 계산하도록 구현된다. 로드로크에 위치하는 것으로서 웨이퍼의 중심 위치가 결정된다. 부착된 처리 챔버의 각각 내부에 위치하는 것으로서 웨이퍼의 중심이 결정된다. 각각의 암의 피봇 지점이 결정된다 (아래에서 설명되는 바와 같이, 몇몇 실시형태에서 양쪽 암의 피봇 지점을 일치시킬 수도 있음). 이송 순서, 즉, 로드로크와 오직 하나 이상의 챔버 사이에서 각각의 웨이퍼를 이동시킬 필요가 있는지 여부가 결정된다. 이 값은 UI 를 이 용하여 제어기로 프로그래밍될 수 있다. 그 다음에, 각각의 암 상에 위치한 웨이퍼가 로드로크와 챔버에 대해 결정된 피봇 지점과 중심 사이에서 오직 직선에서 이동하도록, 각각의 암의 선형 및 회전 운동이 계산된다.

부분적으로는, 암 (41) 의 조합된 선형 아치형 운동을 단순화하기 위해, 일 실시형태에서는 본 발명의 다음 특징이 구현된다. 도 4 에서, 지지 암 (41) 들 중 하나, 구체적으로는, 도 4 에서 완전히 노출되는 암 (41) 은 암 연장부 (41') 에 연결되지만, 다른 암 (41) 은 내부 구동 및 지지 메커니즘 (45; 또한 도 5 및 도 6 참조) 에 직접 연결된다. 도시된 실시형태에서, 암 연장부 (41') 는 고정되는데, 즉, 구동 및 지지 메커니즘 (45) 의 선형 운동을 따를 뿐이지만, 회전될 수는 없다. 오히려, 회전 운동은 오직 암 연장부 (41') 의 단부에 고정된 암 (41) 에게 부과된다. 또한, 도시된 실시형태에서, 양쪽 암 (41) 의 회전 또는 피봇 지점의 중심이 일치하게 되도록, 즉, 도시된 바와 같이, 직선인 파선 BLm 이 양쪽 암 (41) 의 회전 또는 피봇 지점의 중심을 통과하도록, 암 연장부 (41') 가 고정된다. 또한, 도 5 의 실시형태에 도시된 바와 같이, 양쪽 암 (41) 의 회전 중심이 다른 암 위에서 정확히 일치하도록, 암 (41) 은 선형 방향으로 이동할 수도 있다. 이러한 설계를 통해, 2 개의 암 (41) 을 동일하게 제조할 수 있는데, 그 이유는, 동일 피봇 지점 중심선으로부터 동일하게 조합된 선형 아치형 운동을 따르기 때문이다.

이하, 도 5 를 참조하면, 도 5 는 내부 엘리먼트를 폐쇄하는 커버 없이, 로드로크 (35) 에서 시작하여 이송 챔버 (32) 의 개시점으로 계속되며, 제 1 처리 챔 버 (31) 를 포함하는, 시스템 (34) 의 부분들을 도시한다. 도 5 에는, 로드로크 (35) 상의 웨이퍼 (42) 가 암 (41) 상에 유지되는 것으로 도시되어 있다. 다른 암 (41) 은 처리 챔버 (31) 안으로 연장되는 것으로 도시되어 있다. 도시된 것과 같이, 독립적으로 행동하며 상이한 레벨에 있을 수도 있는 암들은 동시에 상이한 영역으로 연장될 수 있다. 그 암들은 로드로크로부터 시스템 안으로 이송 챔버 (32) 를 따라 웨이퍼를 이동시킨 다음에, 시스템 주위에서 처리 챔버로부터 처리 챔버로 이동시킨다. 결국에는, 그 암들은 웨이퍼를 처리 후에 이송 챔버를 따라 로드로크 (35) 안으로 이동시킨 다음에, 시스템 (34) 밖으로 이동시킨다. 그 다음에, 처리 완료 시, 웨이퍼는, 처리된 웨이퍼가 수집되는 로드로크로부터 FOUP 안으로 다시 전달될 수도 있다. 로드로크 또는 처리 챔버 내의 웨이퍼는 암 (41) 과 연관된 지지체 표면 상에서 들어올려짐으로써 이송된다. 지지체 표면에 있는 리프트 핀을 통해 웨이퍼를 들어올려, 웨이퍼 아래의 암 액세스가 암으로 하여금 웨이퍼를 들어올리게 하며 시스템에서의 다음 단계를 위해 웨이퍼를 이동시키게 하는 것을 허용한다. 다른 방법으로는, 이송 동안에 웨이퍼 아래에서 슬라이드하며 웨이퍼를 지지하는 선반의 성질을 갖는 구조를 사용하여, 웨이퍼를 지지 및 유지할 수도 있고, 챔버나 컴파트먼트에서 가져오거나 꺼낼 때에 암 (41) 으로부터 웨이퍼를 수용 및 해제할 수도 있다. 그 암들은 접촉 없이 서로 위와 아래를 통과하도록 배치되고, 서로를 통과할 수 있다. 그 암들은 내부 구동 및 지지 메커니즘 (45) 에 접속된다. 구동 및 지지 메커니즘 (45) 에는, 구동 및 지지 메커니즘이 이송 챔버 (32) 내에서 이동하는 선형 구동 트랙이 제공된다. 구동 및 지지 메커니즘 (45) 의 움직임은 모터와 같은 외부 구동기에 의해 일어난다. 일 형태의 구동으로 인해, 구동 및 지지 메커니즘 (45) 이 구동 트랙 (46) 을 따라 선형으로 이동하게 된다. 다른 형태의 구동으로 인해, 암 (41) 의 회전이 웨이퍼 (42) 를 그 시스템을 통해 그 시스템 안으로 이동시키는 동안에 이송 챔버 (32) 로부터 로드로크 (35) 또는 처리 챔버 (31) 안으로 연장시킬 수 있다. 각각의 암 (41) 이 다른 암과는 독립적으로 이동하며 행동하도록 각각의 구동 및 지지 메커니즘이 포지셔닝 이네이블을 독립적으로 행하는 개별 레일 (47; 레일 (47) 은 도 6 에 명확히 도시되어 있음) 이 구동 트랙 (46) 내에 있다. 처리 챔버 안으로 웨이퍼를 이동시키는 것은 그 선형 구동 경로에서 챔버 안으로 변하는 성질을 갖는다. 이는, 바람직한 실시형태에서 웨이퍼가 2 가지 형태의 운동을 동시에 경험하고 있기 때문에 일어난다. 이는 동시에 선형으로 이동되며 회전된다. 이송 챔버 (32) 의 진공 상태에서 이러한 메커니즘을 구동하는 다른 형태의 구동 메커니즘 또는 외부 모터의 이용은 둘러싸인 진공 영역 내의 원하지 않는 입자를 줄인다.

이하, 도 6 을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시형태에서 사용되는 구동 시스템이 도시되어 있다. 도 6 에서, 구동 트랙 (46) 의 레일 (47) 은 각각 독립적으로 보일 수 있다. 또한, 지지 암 (41) 들 중 하나의 지지 암 상에 웨이퍼 (42) 가 있는 것으로 도시되어 있다. 도 6 에서 다른 지지 암은 단순히 연장되는 것으로 도시되어 있다. 구동 및 지지 메커니즘 (45) 은 각각 레일 (47) 들 중 하나의 레일을 탄다. 이로 인해, 상이한 레벨에서 암 (41) 의 포지셔닝 이 용이해 진다. 구동 및 지지 메커니즘 (45) 각각의 베이스에는 자기 헤드 또는 자기 연결 종동부 (48; magnetically-coupled follower) 가 위치한다. 자기 헤드 (48) 로부터 이격되어 자기 구동기 (50) 가 위치한다. 자기 헤드 (48) 는 이송 챔버의 진공 상태 내에 위치하고, (도 7 에 53 으로서 도시된) 진공 챔버의 벽은 자기 헤드 (48) 와 구동기 (50) 사이에서 자기 헤드 (48) 각각 아래를 통과한다. 따라서, 구동기 (50) 는 이송 챔버 (32) 의 진공 벽 외부에 있다. 상술한 바와 같이, 암 (41) 은 처리 시스템 안으로 처리 시스템을 통해 웨이퍼 (42) 를 이동시키고, 암 (41) 은 서로에 대해 독립적으로 이동한다. 이들 암 (41) 은 구동기 (50) 및 자기 헤드 (48) 를 포함한 자기 커플러 장치에 의해 구동된다. 커플러는 선형 운동과 회전 운동 모두를 암 (41) 에 부여한다. 구동기 (50) 는 진공 상태의 외부에 위치하며 레일 시스템의 양쪽에 나타나는 외부 레일 (51) 을 탄다. 일 세트는 마주보는 관계에서 보이지만, 다른 꼭 맞는 레인은 반대 측에 나타난다. 암의 회전은 자기 커플러를 통해 이송되고, 회전 모터 (52) 에 의해 구동된다. 도 6 에서 자기 연결이 선형 움직임 및 회전을 위해 이용되는 것으로서 도시되어 있지만, 별도의 자기 커플러와 구동기를 이용할 수도 있다는 것을 알 수 있다. 따라서, 동일한 커플러를 통해 선형 및 회전 움직임을 이송하는 것이 바람직하지만, 선형 움직임을 위해 별도의 커플러를 이용하고 회전 운동을 위해 다른 세트를 이용하는 것도 가능하다.

처리 스테이션 (31) 에 있는 스톱을 포함한 이송 챔버 (32) 를 통해 웨이퍼를 이동 및 조작하는데 이용될 수도 있는 일 타입의 암은 스카라 (selective compliant articulated assembly robotic arm) 로서 설명된 약칭인 SCARA 로봇으로 지칭된다. SCARA 시스템은 그 시스템이 대체하게 될 데카르트 시스템보다 고속이며 명료한 경향이 있다.

또한, 자기 구동 시스템과 관련하여 부하 (load) 팩터를 줄이고/줄이거나 제거하기 위해, 운동 연결 자석에 의해 생성된 인력을 줄이게 될 반발 자석을 포함할 수 있다. 회전 및 선형 운동을 진공 상태 안으로 결합하는 자석은 상당한 양의 인력을 갖는다. 이는 그 부분을 지지하는 기계 메커니즘에 부하를 가한다. 고부하는 보다 짧은 베어링 수명과 보다 많은 입자 생성을 의미한다. 서로 반발하는 별도의 장치에 또는 자기 커플러에 위치한 자석을 이용함으로써, 인력을 줄일 수 있다. 사실상, 자기 커플러 내부에서, 가장 안쪽의 자석은 연결 강성도 (stiffness) 를 달성하는데 있어서 중요하지 않다. 그러나, 이들 내부 자석을 이용하여, 커플러의 직경 주위의 교번하는 N-S 위치에 배치된 인력에서 이용되는 연결 자석으로 반발력을 생성할 수 있다.

물론, 둘러싸인 챔버 내의 입자 먼지에 관심이 없으면, 구동 메커니즘은 둘러싸인 챔버 내에 포함될 수도 있다는 것을 알 수 있다.

이하, 도 7 을 참조하면, 커버 없이 추적 및 구동 시스템의 측면도가 도시되어 있다. 도 7 에서, 진공 벽 또는 진공 파티션 (53) 은 암 (41) 의 위치를 구동 및 제어하는 자기 커플러 (48 및 50) 사이의 위치에 있는 것으로 도시되어 있다. 구동 트랙 (46) 은 레일 (47) 을 둘러싸고, 이 레일 (47) 은 외부 레일 (51) 에 의해 부여된 선형 운동을 제공하여 메커니즘 (45) 을 구동 및 지지 메커니 즘 (45) 에 제공함으로써 암 (41) 에 제공한다. 회전 운동은 회전 모터 (52) 에 의해 부여된다. 도 7 에서, Va 로 표시된 측면은 진공 상태에 있지만, At 로 표시된 측면은 대기 상태에 있다. 도 7 에 도시된 바와 같이, 자기 커플러 (50) 는 회전 모터 (52) 에 의해 구동되고, 커플러 (48) 로 하여금 진공 파티션 (53) 을 가로지르는 자기 연결로 인한 동일 회전 운동을 따르게 한다. 그러나, 자기 연결에서의 히스테리시스로 인해, 암의 회전 운동의 정확도는 열화될 수도 있다. 사실상, 암의 길이로 인해, 커플러 (48 내지 50) 내의 작은 각도 에러는 암 (41) 의 단부에 위치하는 웨이퍼의 상당한 변위를 일으킬 수도 있다. 또한, 암의 길이 및 중량으로 인해, 또한, 암이 웨이퍼를 지지하는지 여부에 따른 중량의 변화로 인해, 과도 운동이 허용 가능하지 않은 시간 길이 동안 지속될 수도 있다. 이들 문제를 회피하기 위해, 감속 기어 (55; 종종, 속도 감속기 또는 기어 감속기로 지칭됨) 는 커플러 (48) 와 회전 커플러 (56) 또는 암 (41) 사이에 개재된다. 속도 감속기는 동력에 의해 로봇 암에 부여되는 운동 속도를 줄이기 위한 것이다. 기어 감속기 (55) 는 자기 커플러 (48) 의 회전을 그 입력으로 갖고, 보다 느린 회전 속도로 출력을 제공하여 모터 (52) 의 회전 속도보다 느린 회전 속도로 암 (41) 을 작동시킨다. 본 특정 예에서, 기어 감속기는 50 : 1 의 감속 비를 갖도록 설정된다. 이는 암 (41) 의 각도 배치의 정확를 크게 증가시키고, 과도 운동을 줄이며, 당해 기술분야의 구동 어셈블리의 관성 모멘트를 줄인다.

도 7 에서, 감속 기어 어셈블리 (55) 는 베이스 (49) 상에 탑재된다. 베이스 (49) 는 비동력이고, 선형 레일 (47) 을 자유롭게 탄다. 한편, 회전 모터 (52) 는 베이스 (54) 상에 탑재되고, 기계적 동력을 이용하여 선형 레일 (51) 을 탄다. 기계적 동력은 베이스 (54) 를 선형으로 이동시키기 때문에, 자기 커플러 (50) 과 자기 종동기 (48) 사이에서 연결되는 자기는 선형 운동을 그 자유롭게 타는 베이스 (49) 에 전달하여, 암 (41) 을 선형으로 이동시킨다. 그 결과, 이러한 구성은, 모든 동력 운동, 즉, 선형 및 회전 운동이 대기 조건에서 수행되며, 어떠한 동력 시스템도 진공 환경 내에 상주하지 않는다는 점에서 이점이 있다. 이하, 대기 상태의 동력 운동 및 진공 상태의 자유로운 비동력 운동에 대한 다양한 실시형태들을 예시로서 설명한다.

도 7a 는 선형 운동 어셈블리의 일 예를 도시한다. 도 7a 에서, 벨트 또는 체인 드라이브는 베이스 (54) 에 연결된다. 벨트 또는 체인 (58) 은 회전자 (59) 를 타고, 그 회전자 (59) 중 하나에 동력을 공급하여, 화살표 C 에 의해 도시된 것과 같이, 양쪽 방향으로 운동을 부여한다. 선형 운동을 제어하기 위해, 인코더 (57a) 는 베이스 (54) 의 선형 운동을 식별하는 신호를 제어기에 송신한다. 예를 들어, 인코더 (57a) 는 선형 트랙 (46) 상에 제공된 인코딩을 판독하는 광학 인코더일 수도 있다. 또한, 회전 인코더 (47b) 는 모터 (52) 상에 제공되고, 또한 제어기에 회전 운동의 인코딩을 송신한다. 웨이퍼의 중심선이 직선에서만 움직이도록, 이들 회전 및 선형 운동의 판독을 이용하여, 암 (41) 의 회전 및 선형 운동을 제어할 수도 있다.

도 7b 는 선형 운동 어셈블리의 다른 실시형태를 도시한 도 4 의 선 A-A 근방의 단면도이다. 도 7c 에서, 구동 트랙 (46) 은 레일 (47) 을 지지하고, 이 레일 (47) 을 휠 (61 및 62) 이 탄다. 이들 휠은 개선된 인력을 제공하도록 자화될 수도 있다. 휠 (61, 62) 은 베이스 (54) 에 연결되고, 이 베이스 (54) 상에 회전 모터 (52) 가 장착된다. 선형 모터 (63) 는 베이스 (54) 의하부에 장착되고, 구동 트랙 (46) 상에 장착되는 자석 어레이 (64) 와 상호 작용한다. 선형 모터 (63) 는 자석 (64) 과 상호 작용하여 페이지의 안쪽 및 바깥 쪽 방향으로 베이스 (54) 를 이동시키도록 선형 원동력을 부여한다. 베이스 (54) 의 선형 운동은 인코더 (57b) 에 의해 모니터링 및 리포팅되고, 이 인코더 (57b) 는 트랙 (46) 상에 제공되는 위치/운동 인코딩 (57c) 을 판독한다. 본 특정 실시형태에서, 인코더 (57b) 는 1 인치의 5000 분의 1 의 정밀도를 갖는다.

도 7c 는 대기 상태에서의 선형 추적 및 진공 상태에서의 선형 추적의 일 예를 도시하는 단면도이다. 진공 측은 VA 로 표시되지만, 대기 측은 AT 로 표시되며, 챔버 벽 (32) 과 함께 진공 파티션 (53) 은 2 개의 측면 사이에서 분리된다. 대기 측에서, 라이더 (61) 는 선형 트랙 (47) 을 탄다. 이 측이 대기 상태에 있으므로, 진공 측에서와 같이 입자 생성이 중요한 것은 아니다. 따라서, 라이더 (61) 는 휠을 포함할 수도 있고, 또는 단순히 테프론과 같은 슬라이딩 재료로 이루어질 수도 있다. 베이스 (54) 는 슬라이더 (61) 에 부착되고, 자기 커플러 (50) 를 회전시키는 회전 모터를 지지한다. 진공 측에서, 선형 트랙 (78) 은 슬라이딩 베어링 (73) 을 수용하도록 이루어지고, 이 슬라이딩 베어링 (73) 은 커플러 (72) 를 통해 베이스 (70) 에 부착된다. 이들은 스테인레스 스틸로 이루어질 수도 있고, 입자 생성을 최소화하도록 제조되어야 한다. 또한, 커버 (74 및 76) 는 베어링 어셈블리의 컨파인먼트 내에 생성된 임의의 입자를 유지하도록 제공된다. 베이스 (70) 는 베어링 어셈블리 너머로 연장되고, 기어 감속기 (55) 를 지지하는데, 이 기어 감속기 (55) 는 자기 종동부 (48) 에 연결된다.

도 7d 는 대기 상태에서의 선형 트랙 및 진공 상태에서의 선형 트랙의 다른 예를 도시한다. 도 7d 에서, 대기 측은 도 7c 와 동일하게 구성될 수도 있다. 그러나, 오염을 최소화하기 위해, 진공 측에서는, 슬라이더 베어링 대신에 자기 부상이 이용된다. 도 7d 에 도시된 것과 같이, 능동 전자기 어셈블리 (80) 는 영구 자석 (82) 과 협력하여 자기 부상을 형성하며 베이스 (70) 의 자유로운 선형 움직임을 허용한다. 특히, 영구 자석 (82) 은 빈 공간 (84) 을 유지하고, 전자석 어셈블리 (80) 와 접촉하지 않는다. 베이스 (54) 가 슬라이더 (61) 로 선형으로 이동함에 따라, 커플러 (50) 와 종동부 (48) 간의 자기 연결은 부상된 베이스 (70) 에 선형 운동을 부여한다. 이와 유사하게, 커플러 (50) 의 회전은 종동부 (48) 의 회전을 일으키고, 이 종동부 (48) 는 그 회전을 기어 감속기 (55) 에 전달한다.

이하, 도 8 을 참조하면, 본 발명에 따른 처리 시스템이 도시되어 있다. 도 3 의 경우에서와 같이, EFEM (33) 은 처리 챔버 (31) 를 포함한 시스템 (34) 에 대한 프리젠테이션을 위해 웨이퍼를 수용 및 저장하고, 본 실시형태에서, 이 처리 챔버 (31) 는 먼저 로드로크 (35) 로 웨이퍼를 이송한 다음에 전송 또는 이송 챔버 (32) 를 따라 이송함으로써 스퍼터 퇴적이 일어나는 챔버를 도시하기 위한 것이다. 그 다음에, 처리된 웨이퍼는 이송 챔버 (32) 를 따라 로드로크 (35) 로 다시 피 딩되고, 그 다음에, EFEM (33) 으로 시스템 밖으로 피딩된다.

이하, 도 9 를 참조하면, 본 발명에 따른 8 개의 스테이션 처리 시스템이 도시되어 있다. EFEM (33) 은 웨이퍼를 로드로크 (35) 에 피딩한다. 그 다음에, 웨이퍼는 이송 챔버 (32) 를 따라 이송 챔버 (32) 로부터 처리 챔버 (31) 로 이동한다. 도 9 에서, 이송 챔버의 양쪽 세트는 중심 영역에 위치하고, 처리 챔버 (31) 는 그 외부 측에 위치한다. 도 10 에서, 일 세트의 처리 챔버가 다음 세트의 복제본이 되도록 처리 섹션 모두가 정렬된다. 이와 같이, 본 시스템의 처리 챔버는 병렬로 정렬된다.

다른 변형예가 용이하게 가능하며 쉽게 고안된다. 예를 들어, 도 9 및 도 10 에 도시된 것과 같이 처리 챔버를 정렬하는 대신에, 처리 챔버는 일 세트가 다른 세트 위에 위치하거나 일 세트가 다른 세트 다음에 위치할 수 있다. 일 세트가 다른 세트 다음에 정렬되면, 제 2 세트가 제 1 세트 다음 라인에 계속되거나 제 2 세트가 제 1 세트와 일정 형태의 각도로 설정될 수 있도록, 그 세트들을 정렬할 수 있다. 이송 챔버가 챔버의 각 측에 웨이퍼를 피딩할 수 있으므로, 2 개 세트의 프로세서는 단일 이송 챔버 주위에 설정되어 동일 이송 챔버에 의해 피딩될 수 있다 (이전 도면들을 참조하여 설명된 것과 같이 참조부호가 동일 항목을 지정하는 도 11a 참조. 도 11a 및 도 11b 에는 상술한 것과 같이 이송 챔버 (32) 에서 처리 챔버 (31) 를 분리하는 밸브 (39) 의 표시가 부가되어 있다는 것에 주목하자). 제 2 세트의 프로세서가 제 1 세트의 프로세서의 연속이면, 종종 시스템을 따라 부가적인 로드로크를 포지셔닝하는 것에 대한 이점이 존재할 수 있다. 물론, 멀리 있는 단부에 EFEM 을 부가하고 EFEM 앞에 로드로크를 배치하여, 웨이퍼가 일 단부로 들어가며 다른 단부에서 나가는 직선으로 이동할 수 있도록 하는 것이 가능하다 (도 11b 참조, 또한 참조부호는 이전 도면들에서와 같이 동일 항목을 지정함). 후자의 경우에, 어느 한쪽 또는 양쪽 단부(들)로 들어가거나 나가도록 웨이퍼를 프로그래밍할 수 있다. 또한, 처리 챔버 사이에서 간격을 두고 또는 불규칙한 간격으로 이송 챔버를 따라 처리 챔버를 배치하는 것도 가능하다. 본 형태에 있어서, 그 주요 특징은, 시스템에 대한 컴퓨터 제어에 의해 지시된 것과 같이 필요에 따라 개별 처리 챔버로 웨이퍼를 피딩할 수 있도록 처리 챔버를 포지셔닝하는 것이 될 것이다.

종래 기술에는 각 챔버가 나란히 두 개의 웨이퍼를 처리하도록 구성되어 있는 탠덤 처리 챔버를 갖는 것이 공지되어 있다. 그러나, 이러한 종래 기술 시스템은 서로로부터 설정된 거리만큼 떨어져 있는 2 개의 웨이퍼를 항상 로딩하기 위해 구성되는 메인프레임과 로봇을 이용한다. 즉, 종래 기술의 탠덤 로딩 로봇의 2 개의 암은 개별적으로 제어될 수 없으며, 서로로부터 고정된 거리만큼 떨어져 설정된다. 결과적으로, 메인프레임, 로드로크 및 챔버 구성은 이 동일한 거리만큼 떨어져 있는 2 개의 웨이퍼를 수용하도록 제한된다. 더욱이, 시스템 내의 모든 구성요소, 즉 로드로크, 로봇 암, 챔버의 척 등이 정확하게 동일한 거리로 떨어져 있도록 조정되는 것이 확실하도록 주의해야 한다. 이는 시스템 설계, 조정, 및 유지보수에 큰 제한을 두게 되며, 부담을 주게 된다.

혁신적인 메인프레임 시스템은 증가된 설계의 자유와, 조정 및 유지보수를 위한 감소된 필요조건으로 탠덤 챔버를 수용하는 것이 용이하도록 구성될 수 있다. 도 12 는 탠덤형 처리 챔버에 적용되는 바와 같은 혁신적인 메인프레임 시스템의 예를 도시하고 있다. 그 메인프레임은 서로 독립적으로 이동하는 로봇 암 (1241, 1243) 을 갖는 선형 이송 챔버 (1232) 및, 단일 적층 로드로크 챔버 (1235) 를 포함한다. 이 혁신적인 메인프레임의 다기능을 설명하기 위해 이 예에서, 단일 적층, 즉 비탠덤 로드로크 챔버 (1235) 가 도시되어 있다. 명백히, 탠덤 챔버를 위해 설계된 메인프레임이 탠덤 로드로크를 가져야만 하는 종래 기술과는 달리, 여기서는 로봇 암이 독립적으로 작동되기 때문에, 로봇 암은 단일 적층 로드로크로부터 탠덤 처리 챔버 상에 웨이퍼를 로딩할 수 있다. 예컨대, 2 개의 웨이퍼가 로드로크 (1235) 내에서 상하로 위치될 수 있어, 한 암은 하부 웨이퍼를 취하고, 다른 암은 상부 웨이퍼를 취하게 된다. 그 후 각 암은 탠더 챔버의 한 측에 그 웨이퍼를 위치시킨다. 이 예의 혁신적인 특징에 따라서, 각 로봇은 탠덤 처리 챔버의 임의의 측에 기판을 위치시킬 수 있다. 즉, 로봇 암과 챔버 사이의 1 대 1 대응, 즉 로봇의 오른쪽 암만이 탠덤 챔버의 오른쪽에 로딩할 수 있는 종래 기술과는 달리, 여기서는 어떤 쪽 암도 탠덤 챔버의 어떠한 쪽에도 로딩할 수 있다.

도 12 의 예에서, 5 개의 챔버 (1201, 1203, 1205, 1207, 1209) 는 이송 챔버 (1232) 상에 탑재된다. 각 챔버 (1201, 1203, 1205) 는 2 개의 기판을 동시에 처리하기 위해 구성된 탠덤 챔버를 형성한다. 챔버 (1201, 1205) 는 상부 커버가 있는 상태로 도시되어 있으며, 챔버 (1203) 는 상부 커버가 제거된 상태로 도시되어 있다. 혁신적인 메인프레임의 한 장점은,각 탠덤 처리 챔버의 피치, 즉 중심 간 거리가 서로 일치될 필요가 없다는 것이다. 예컨대, 거리 (X) 로 나타낸 챔버 (1205) 의 피치는 거리 (Y) 로 나타낸 챔버 (1203) 의 피치와 동일할 필요가 없다. 더욱이, 각 로봇은 메인프레임 상에 탑재된 각 챔버의 각 처리 영역의 중심을 인지하도록 훈련될 수 있으므로, 각 로봇 암은 임의의 처리 영역에 웨이퍼를 전달할 수 있고, 그 중심에 정확하게 웨이퍼를 위치시킬 수 있다. 더욱이, 종래 기술의 시스템에서는 단일 밸브가 탠덤 챔버와 로드로크를 위해 제공되어야만 하지만, 여기서는 로봇 암이 독립적이므로, 각 처리 구역은 챔버 (1201) 를 위해 그 독립적인 고립 밸브 (1251, 1253 으로 나타냄) 를 가질 수 있으며, 또는 단일 밸브 (1255로 나타냄) 가 챔버 (1203) 를 위해 사용될 수 있다.

탠덤 챔버를 이용하는 한 장점은 각 2 개의 탠덤 처리 영역 사이에서 공급원을 공유할 수 있다는 것이다. 예컨대, 챔버 (1201) 의 2 개의 처리 구역은 처리 가스원 (1210) 및 진공 펌프 (1212) 를 공유한다. 즉, 각 처리 구역이 그 자신의 가스 분배 기구 (1214, 1216), 예컨대 샤워헤드 및 관련 요소를 가지며, 한편으로 2 개의 처리 구역의 가스 분배 기구는 동일한 가스원 (1210), 예컨대 가스 스틱에 연결된다. 진공 펌프 (1212) 는 두 처리 구역에 이르는 배기 매니폴더에 연결될 수 있으므로, 두 구역은 동일한 압력으로 유지된다. 다른 요소, 즉 RF 원은 두 처리 구역에 공통될 수 있으며, 또는 각 구역에 독립적으로 제공될 수 있다.

챔버 (1207, 1209) 는 하이브리드 단일 탠덤 프로세스 챔버를 함께 형성한 다. 즉, 각 챔버 (1207, 1209) 는 단일 웨이퍼를 처리하기 위해 구성된다. 그러나, 탠덤 처리 챔버의 일부 특징은 이 실시형태에서 실행된다. 예컨대, 처리 가스 공급부 (1211) 및 진공 펌프 (1213) 는 두 챔버에 공통될 수 있다. 근원 에너지 및 바이어스 에너지가 동일한 또는 별도의 전원으로부터 공급될 수 있다. 선택적으로, 더 큰 탠덤 처리 챔버를 제조하는 복잡함과 비용 없이, 2 개의 챔버가 정렬되고, 메인프레임 상에 탑재되며, 표준 탠덤 챔버로서 기능하도록 키 (1202) 가 제공된다.

도 13 은 2 개의 탠덤 챔버 (1301, 1305), 2 개의 독립적인 단일 웨이프 챔버 (1303, 1304), 및 챔버 (1307, 1309) 를 포함하는 하나의 하이브리드 단일 탠덤 챔버를 갖는 혁신적인 메인프레임의 다른 예가 도시되어 있다. 즉, 로봇 (1341, 1343) 이 독립적인 혁신적인 메인프레임 (1332) 을 이용함으로써 모든 챔버에서 피치를 동일하게 보장할 필요가 없기 때문에, 여기서 당업자는 동일하거나 다른 피치를 갖는 탠덤 챔버와 단일 웨이퍼 챔버를 혼합할 수 있다. 로봇 (1341, 1343) 은 서로 넘어갈 수 있으므로, 그 로봇들은 동시에 각각의 탠덤 챔버를 로딩할 수 있다. 또한, 로봇들은 각각의 단일 웨이퍼 챔버를 독립적으로 또는 공동으로 로딩할 수 있으므로, 복잡한 탠덤 챔버를 이용할 필요 없이 탠덤 챔버 장치의 처리량을 갖는다.

도 13 에 도시된 다른 특징은 탠덤 챔버 (1305) 를 로딩하기 위해 단일 중심 고립 밸브 (1357) 를 이용하는 것이다. 도시된 바와 같이, 밸브 (1357) 는 단지 단일 웨이퍼의 통과만을 허용하는 크기이다. 그러나, 2 개의 웨이퍼가 곡선 화살표로 도시된 바와 같이 탠덤 챔버 (1305) 내로 로딩된다. 이는 종래 기술 시스템에서는 이루어질 수 없다.

도 14 는 다른 유형의 처리 챔버가 선형 이송 챔버 (1432) 에 부착되어 있는 다른 예를 도시하고 있다. 이 예에서, 다중 웨이퍼 처리 챔버 (1405), 트리플 탠덤 챔버 (1401), 단일 챔버 (1404), 및 하이브리드 단일 탠덤 챔버 (1407, 1409) 가 혁신적인 메인프레임에 부착되어 있다. 챔버 (1405) 는 4 개의 웨이퍼 스테이션 (즉, 챔버에서 규정된 4 개의 원형으로 배치된 처리 영역) 을 갖는, 통상적인 일괄 처리 챔버, 예컨대 열 또는 플라즈마 강화 CVD 챔버일 수 있다. 그 스테이션은 한번에 1 개 또는 2 개가 로딩될 수 있다. 단일 챔버 (1404) 는 단일 기판 처리 챔버 또는 적층된 다중 웨이퍼 냉각 스테이션일 수 있다. 예컨대, 그 스테이션은 다중, 예컨대 25 개의 웨이퍼가 적층되는 냉각 스테이션일 수 있다. 더욱이, 본 발명에서 로봇 암은 독립적이므로, 탠덤 처리는 한번에 2 개의 웨이퍼로 제한되지는 않는다. 이 예에서는, 3 개의 웨이퍼를 동시에 처리할 수 있는 트리플 기판 탠덤 처리 챔버가 도시되어 있다. 여기서 단지 2 개의 암이 도시되어 있어, 챔버 (1401) 를 완전하게 로딩하기 위해 하나의 암의 제 2 의 트립이 필요하지만, 도 15 에 도시된 바와 같이 2 개 이상의 암을 갖는 장치가 이용될 수 있다. 도 14 에 도시된 다른 선택적인 특징은, 본 발명의 다른 실시예에서 처럼 선형 레일을 타는, 프로그 레그 (일반적으로 SCARA (Selective Compliance Assembly Robot Arm) 라 부름) 로봇 암 (1441, 1443) 의 사용이다.

도 14 의 실시형태는 또한 나란한 2 개의 웨이퍼 적층을 갖는 탠덤 적층 로 드로크 챔버 (1435) 를 이용한다. 로드로크 (1435) 는 통상의 탠덤 로드로크일 수 있지만, 혁신적인 메인프레임은 이전에는 이용할 수 없는 특징을 갖는 로드로크를 가능케 한다. 예컨대, 로드로크는 탠덤이지만, 파티션 (1438) 을 갖는 2 개의 개별적인 챔버로 형성될 수 있다. 그리고, 2 개의 고립 게이트 (1437, 1439) 가 각각의 탠덤 웨이퍼 마다 하나씩 제공될 수 있다. 이러한 장치를 이용하면, 탠덤 로드로크의 양측이 함께 개방되도록 단지 단일 게이트가 사용될 수 있는 종래 기술과는 달리, 여기서는 각 측이 다른 측과는 독립적으로 개방되거나 폐쇄될 수 있다. 이렇게 해서, 로봇이 2 개의 웨이퍼를 동시에 로딩하면, 2 개의 고립 밸브 모두가 개방될 수 있다. 그러나, 단일 웨이퍼가 로딩되면, 단지 하나의 고립 게이트만이 개방되면 된다.

도 15 는 높은 처리량의 기판 처리를 위해 혁신적인 메인프레임이 사용되는 다른 예가 도시되어 있다. 이 장치는 예컨대 태양전지의 제조를 위한 기판의 처리와 같이, 높은 처리량으로 기판을 반복해서 처리하데 유리하다. 이 예에서, 2 개의 선형 레일 (1543, 1543') 은 이송 챔버 (1532) 내측에 위치되고, 그 선형 레일 각각은 2 개의 선형 로봇 암 (1541) 을 지지한다. 일 예에서, 선형 트랙 (1543) 상의 로봇 암은 이송 챔버 (1532) 의 왼 측의 처리 챔버 (1501) 를 담당하며, 다른 로봇 암은 오른 측에 챔버를 제공한다. 그러나, 로봇 암은 이송 챔버 (1532) 의 어느 측의 챔버라도 담당하도록 구성될 수 있다.

도 15 의 예의 다른 선택적인 특징은 2 개의 로드로크의 제공이다. 로드로크 (1535) 는 처리될 기판을 로딩하기 위해 사용되며, 로드로크 (1537) 는 처리 완료 후 기판을 언로딩하기 위해 사용된다. 이 예에서 탠덤 로드로크가 도시되어 있지만, 단일 기판 또는 적층 로드로크가 또한 사용될 수 있다. 로딩 로드로크의 반대 측에 언로딩 로드로크를 구비하여, 필요한 경우 다른 시스템이 파선 실루엣으로 나타낸 바와 같이 언로딩 로드로크에 직접 연결될 수 있다. 이렇게 해서, 시스템은 특별한 상황에서 요구될 때 다수의 처리 챔버를 수용하도록 모듈형으로 이루어질 수 있다.

본 발명의 다른 실시형태에 따라서, 혁신적인 메인프레임이 적층된다. 도 16 에 도시된 바와 같이, 상부 선형 이송 챔버 (1633) 는 하부 선형 이송 챔버 (1632) 위에 위치된다. 각 선형 이송 챔버는 처리 챔버를 연결하기 위한 적절한 탑재 장치를 갖는 복수의 개구부 (1601) 를 갖는다. 승강기 (1662) 는 하부 및 상부 선형 이송 챔버 사이에서 기판을 이동시킨다. 이 특별한 예에서, 기판은 로딩 챔버 (1671) 로부터 로딩되고, 언로딩 챔버 (1673) 을 통해 제거되지만, 원하는 경우, 다른 승강기가 또한 시스템의 전방에 제공될 수 있으며, 따라서 챔버는 동일한 레벨에서 로딩 또는 언로딩될 수 있다.

도 17 은 유도 전류가 로봇 암에 동력을 제공하기 위해 사용되는 혁신적인 메인프레임 시스템의 예를 나타낸다. 이 예는 한가지 주요한 차이점 외에는 도 7D 에 도시된 예와 유사하다. 구체적으로, 이전의 실시형태에서 자기력이 로봇 암에 선형 및 회전 운동을 부여하기 위해 이용되었지만, 이 실시형태에서는 유도 전류가 동력을 공급하기 위해 사용된다. 예컨대, 로봇 암 조립체는 회전 운동, 선형 운동 또는 회전 운동과 선형 운동 모두를 위해 스텝퍼 모터를 포함할 수 있다. 이 실시형태에서, 이송 챔버의 배출부에서 어떠한 전기 배선이라도 구비하는 것을 회피하기 위해, 유도 전류를 이용하여 스텝퍼 모터가 통전된다. 각 스텝퍼 모터는 진공 환경에 있는 전도성 코일 예컨대 코일 (48) 에 연결된다. 구동 코일 (50) 은 코일 (48) 의 반대편 위치에서 진공 환경 밖에 위치된다. 스텝퍼 모터를 통전시켜야 하는 경우, 적절한 코일 (50) 에서 전류가 흐르게 되고, 이에따라 대응 코일 (48) 에 전류가 유도되어 모터가 통전된다.

챔버들이 진공 상태 하에 있는 것으로서 설명되었지만, 사실상, 몇몇 경우에는, 제한된 영역에 일정 가스 또는 다른 유체를 포함하는 것에 대한 이점이 존재할 수 있다. 따라서, 본원에서 이용되는 용어 진공은, 예를 들어, 전체 시스템에서 이용될 수도 있는 특수 가스를 포함하도록 자기 제한된 환경으로서 해석되어야 한다.

도 1 에서, 클러스터 툴은 7 개의 처리 챔버를 포함한다. 도 9 에서, 개시된 시스템은 8 개의 챔버를 포함한다. 주변 장치를 갖는 도 1 의 툴의 전체 풋프린트는 대략 38 m² 이다. (추가 처리 챔버 및 주변 장치를 갖는) 도 9 의 툴의 전체 풋프린트는 23 m² 이다. 이와 같이, 보다 많은 챔버를 갖는 시스템에 대한 풋프린트는 본 발명에 따른 선형 배치가 이용되는 경우에 상당히 작다. 대규모 측정에서, 이러한 개선은 도 1 에 도시된 타입의 시스템에서 행해지는 것과 같이 중심 섹션을 이용하는 것에 비해 도 9 에서 이송 챔버 (32) 로서 도시되어 있는 개선된 피딩 시스템을 이용하여 달성된다.

본 발명의 선형 구조는 매우 유연하며, 다수의 기판 사이즈 및 형상에 도움이 된다. 통상, 반도체의 제조에 이용되는 웨이퍼는 둥글고, 직경이 약 200 내지 300 mm 이다. 반도체 산업은 항상 웨이퍼당 보다 많은 디바이스를 얻기 위해 노력하고 있고, 75 mm 에서, 100 mm, 200 mm, 또한 300 mm 로 보다 대규모의 웨이퍼 사이즈로 꾸준히 이동하고 있으며, 450 mm 직경의 웨이퍼로 이동하려는 노력이 진행 중에 있다. 그 고유 아키텍처로 인해, 세정실 웨이퍼 팹 (fab) 에서 필요한 플로어 공간은 그 주위에 위치한 프로세스를 갖는 통상의 클러스터 툴에서와 같이 크게 성장하지는 않을 것이다.

또한, 클러스터 툴 타입의 크기 (도 1) 를 증가시켜 출력을 증가시키는 것이 바람직한 경우에, 전체 측정치에 대한 애드 온은 증가한 전력에 대한 것이지만, 본원에서 설명된 시스템의 크기 증가는 단일 방향으로 이루어지고, 즉, 시스템의 폭을 동일하게 유지하면서 길이에 대해 이루어진다. 알루미늄 프로세스와 같은 유사한 프로세스에서, 도 1 에 도시된 장비보다 작은 공간을 차지하는 도 9 에 도시된 타입의 시스템을 이용하는 동일 시간 기간 동안의 스루풋과 관련하여, 도 9 의 장비는 도 1 과 같은 시스템보다 거의 2 배 많은 웨이퍼 (빠른 계산으로는 약 170%) 를 생산한다. 따라서, 종래 유닛에 비해 개시된 시스템을 이용하면, 측정된 세정실 면적당 웨이퍼 출력이 상당히 개선된다. 이는 웨이퍼의 제조 비용을 줄이기 위한 목적을 달성한다는 것이 명확해진다.

이러한 장비의 설계는 원형 기판에 한정되는 것은 아니다. 원호로 설명된 경로로 웨이퍼를 이동시키는 클러스터 툴은, 실제 기판의 직사각형 형상을 새긴 원형 기판을 처리하도록 툴을 크기 조정할 필요가 있으므로 기판이 직사각형인 경우에, 특별히 결점을 갖지만, 선형 툴은 실제 형상을 통과하는데 필요한 것보다 어떤 방향으로든 더 클 필요가 없다. 예를 들어, 300 mm² 의 기판에서 작업하는 경우에, 클러스터 툴은 424 mm 원형 기판을 처리하도록 크기 조정될 필요가 있지만, 선형 툴은 300 mm 원형 기판에 필요한 것보다 더 클 필요가 없다.

또한, 이송 챔버 (32) 의 크기는, 어떤 다른 부재의 웨이퍼에 관계없이, 입구 챔버를 따라 처리 챔버 안으로 또한 처리 챔버로부터 시스템 밖으로 기판을 이동시키는데 필요한 그 공간만을 제공하면 된다. 따라서, 이러한 챔버의 폭은 처리될 기판의 크기보다 약간 커야한다. 그러나, 그 시스템에서 작은 부재가 처리될 수도 있고, 기판 홀더 내에 복수로서 함께 처리될 수도 있다.

이상, 특정 재료 및 특정 단계의 예시적인 실시형태의 관점에서 본 발명을 설명하였지만, 당업자라면, 이들 특정 실시형태의 변형이 실시되고/되거나 이용될 수도 있다는 것을 알 수 있고, 첨부된 청구항에 의해 정의된 본 발명의 범위로부터 일탈함이 없이 이루어질 수도 있는 변경을 용이하게 하기 위해, 동작의 설명뿐만 아니라 설명되고 도시된 실시형태에 의해 부여된 이해로부터 그러한 구조 및 방법을 얻을 수 있다는 것을 알 수 있다.

도 1 은 PVD 애플리케이션을 위한 종래의 클러스터 툴의 개략도.

도 2 는 종래 시스템의 특성이며, 전술한 특허 출원 (2006/0102078 A1) 에 개시된 시스템의 개략도.

도 3 은 본 발명에 따른 처리 시스템의 개략도.

도 4 는 이송 챔버를 더 명확하게 도시하기 위한 개략적 상면도 (이 도면에서는 3 개의 프로세스 스테이션 구조로 도시되어 있지만, 스테이션의 수는 오직 예시를 위해서만 사용됨).

도 5 는 로드로크로부터 이송 또는 전송 챔버로의 시스템의 세그먼트에 대한 개략도.

도 6 은 이 시스템에 대한 인케이스먼트 외부에 도시된 웨이퍼 이동 메커니즘의 개략도.

도 7 은 바람직한 실시형태에서 이용되는 트랙 및 구동 시스템의 개략도.

도 7a 는 선형 운동 어셈블리의 일 예를 나타내는 도면.

도 7b 는 선형 운동 어셈블리의 또 다른 실시형태를 나타내는, 도 4 의 라인 A-A 에 대한 단면도.

도 7c 는 대기중의 선형 트랙 및 진공 상태의 선형 트랙의 일 예를 나타내는 단면도.

도 7d 는 대기중의 선형 트랙 및 진공 상태의 선형 트랙의 또 다른 예를 나타내는 도면.

도 8 은 본 발명에 따른 4 개 스테이션의 물리 증착 (PVD) 또는 스퍼터링 시스템의 개략도.

도 9 는 본 발명에 따른 8 개 스테이션 시스템의 개략도.

도 10 은 본 발명에 따른 6 개 챔버 시스템의 개략도.

도 11a 및 도 11b 는 본 발명의 2 개의 서로 다른 실시형태의 개략도.

도 12 는 탠덤형 처리 챔버에 적용되는 바와 같이, 혁신적인 메인프레임 시스템의 예를 나타내는 도면.

도 13 은 다른 처리 챔버의 조합을 갖는 혁신적인 메인프레임의 다른 예를 나타내는 도면.

도 14 는 다른 유형의 처리 챔버가 선형 이송 챔버에 부착된 다른 예를 나타내는 도면.

도 15 는 높은 처리량으로 기판을 처리하는데 혁신적인 메인프레임이 이용되는 다른 예를 나타내는 도면.

도 16 은 2 개의 선형 이송 시스템이 수직으로 적층되는 예를 나타내는 도면.

도 17 은 유도된 전류가 로봇 암에 동력을 제공하기 위해 사용되는 혁신적인 메인프레임 시스템의 예를 나타내는 도면.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

21, 31 : 처리 챔버 22 : 중심 챔버

25 : 승강기 26 : 입구

30 : 스테이션 32 : 이송 챔버

33 : EFEM 35 : 컴파트먼트

37 : 처리 전원 38 : 처리 가스 캐비넷

40 : 정보 처리 캐비넷 41 : 암

43 : 선형 레일 45 : 구동 및 지지 메커니즘

46 : 구동 트랙 47 : 레일

48 : 자기 연결 종동부 50 : 자기 구동기

51 : 레일 52 : 회전 모터

1241, 1243 : 로봇 암 1232 : 이송 챔버

Claims

기다란 기판 이송 챔버;

상기 이송 챔버 내측에 부착된 선형 트랙;

상기 선형 트랙을 선형으로 타는 적어도 2 개의 로봇 암;

상기 선형 트랙 상에 탑재되며, 다수의 규정된 처리 영역을 갖는 적어도 1 개의 다중 기판 처리 챔버를 포함하며,

상기 로봇 암의 각각은 상기 다중 기판 챔버의 임의의 처리 영역 상에 기판을 로딩하도록 되어 있는, 기판 처리 시스템.
제 1 항에 있어서,

단일 적층 로드로크 챔버를 더 포함하는, 기판 처리 시스템.
제 1 항에 있어서,

탠덤 적층 로드로크 챔버를 더 포함하는, 기판 처리 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 다중 기판 챔버는 선형으로 정렬된 다수의 규정된 처리 영역을 갖는 단일 챔버 본체를 포함하는, 기판 처리 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 다중 기판 챔버는 서로 정렬되어 탑재된 2 개의 챔버 본체를 포함하며, 각 챔버 본체는 규정된 단일 처리 영역을 가지며, 상기 2 개의 챔버 본체는 처리 가스 공급부 또는 진공 펌프 중 적어도 하나를 공유하는, 기판 처리 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 다중 기판 챔버는 원형으로 배열된 다수의 규정된 처리 영역을 갖는 단일 챔버 본체를 포함하는, 기판 처리 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 로봇 암 중 적어도 1 개는 SCARA 로봇 암을 포함하는, 기판 처리 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 로드로크의 반대측에서 선형 트랙에 연결되는 언로딩 로드로크를 더 포함하는, 기판 처리 시스템.
제 8 항에 있어서,

상기 언로딩 로드로크는 동시에 2 개의 선형 이송 챔버에 탑재되도록 구성되어 있는, 기판 처리 시스템.
제 1 항에 있어서,

적어도 1 개의 로봇 암이 선형으로 타는 제 2 선형 트랙을 더 포함하는, 기판 처리 시스템.
제 1 항에 있어서,

선형 이송 챔버 상에 탑재된 다중 기판 냉각 스테이션을 더 포함하는, 기판 처리 시스템.
제 1 항에 있어서, 이송 챔버 위에 탑재된 상부 선형 이송 챔버, 및 선형 이송 챔버와 상부 이송 챔버에 연결되어 이들 챔버 사이에서 기판을 이송하도록 구성된 승강기를 더 포함하는, 기판 처리 시스템.
로드로크 챔버;

배출부를 가지며, 로드로크 챔버에 연결되는 기다란 기판 이송 챔버;

상기 배출부 내에서 상기 이송 챔버에 부착된 선형 트랙;

상기 선형 트랙을 타는 적어도 1 개의 로봇 암;

상기 로봇 암에 동력을 제공하는 자기 커플러 장치;

동력에 의해 상기 로봇 암에 부여되는 운동 속도를 감소시키는 속도 감속기;

상기 이송 챔버의 적어도 한 측에 탑재되는 다수의 처리 챔버를 포함하는, 기판 처리 시스템.
제 13 항에 있어서,

상기 처리 챔버 중 적어도 1 개는 다중 기판 처리 챔버인, 기판 처리 시스템.
제 13 항에 있어서, 상기 배출부 내에서 이송 챔버에 부착되며, 적어도 1 개의 로봇 암이 타는 제 2 선형 트랙을 더 포함하는, 기판 처리 시스템.
제 13 항에 있어서,

상기 로봇 암에 연결된 선형 운동 인코더를 더 포함하는, 기판 처리 시스템.
제 13 항에 있어서,

상기 로드로크의 반대측에서 선형 트랙에 연결되는 언로딩 로드로크를 더 포함하는, 기판 처리 시스템.
제 17 항에 있어서,

상기 언로딩 로드로크는 동시에 2 개의 선형 이송 챔버에 탑재되도록 구성되어 있는, 기판 처리 시스템.
제 13 항에 있어서,

상기 처리 챔버 중 적어도 2 개는 처리 가스 공급부 또는 진공 펌프 중 적어도 하나를 공유하는, 기판 처리 시스템.
제 13 항에 있어서,

2 개의 상기 처리 챔버의 정렬을 위해 구성된 키를 더 포함하는, 기판 처리 시스템.