KR20140113324A - 진공 처리 장치 및 그 운전 방법 - Google Patents

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KR20140113324A
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Abstract

진공 반송 중간실을 개재하여 복수의 진공 반송실이 연결된 진공 처리 장치에 있어서, 가동률을 향상시킨다.
진공 반송 중간실을 개재하여 연결된 복수의 진공 반송실과, 당해 진공 반송실에 각각 연결된 복수의 진공 처리 용기를 가지는 진공 처리 장치의 운전 방법에 있어서, 진공 반송 중간실을 개재하여 복수의 진공 반송실을 연통시키고, 복수의 진공 반송실 중 로크 실에 연결된 진공 반송실에 퍼지 가스를 공급하며, 로크 실로부터 먼 진공 반송실의 반송실 내를 감압 배기하고, 복수의 진공 반송실의 모든 반송실 내 압력을 진공 처리 용기의 용기 내 압력보다 높게 한다.

Description

진공 처리 장치 및 그 운전 방법{VACUUM TREATMENT APPARATUS AND OPERATION METHOD THEREOF}
본 발명은 진공 처리 장치 및 그 운전 방법에 관한 것이고, 특히 복수의 진공 반송실을 연결하여 구성되는 진공 처리 장치 및 그 진공 처리 장치에 적합한 운전 방법에 관한 것이다.
종래의 진공 처리 장치로서는, 본 출원인은, 특허문헌 1에 기재된 바와 같이 진공 반송실 내(內)를 웨이퍼가 반송되는 제 1 및 제 2 진공 반송실과, 이들 진공 반송실 각각에 연결된 제 1 및 제 2 진공 처리 용기와, 제 1 및 제 2 진공 반송실의 사이에서 연결하여 내부에 웨이퍼를 수납 가능한 진공 반송 중간실과, 제 1 진공 반송실에 연결되고 내부가 연통된 로크(lock) 실과, 제 1 및 제 2 진공 반송실과 제 1 및 제 2 진공 처리 용기, 진공 반송 중간실 용기 및 로크 실의 각각과의 사이에 배치되어 기밀하게 개폐하는 복수의 밸브를 구비하고, 제 1 진공 처리 용기의 처리 용기와 제 1 진공 반송실의 진공 반송실의 사이 또는 제 2 진공 처리 용기의 처리 용기와 제 2 진공 반송실의 진공 반송실 사이의 밸브를 개방하기 전에 제 1 및 제 2 진공 반송실의 사이에 배치된 밸브 중 어느 한 쪽을 폐색함으로써, 신뢰성이 높은 진공 처리 장치를 얻는 것을 개시하고 있다.
일본 공개특허 특개2012-138542호 공보
상기의 종래 기술에 있어서는, 각 처리 용기 혹은 반송실 내에 있어서 웨이퍼가 처리 혹은 진공 반송 로봇에 의해 반송되어 있는 경우, 처리 용기 혹은 웨이퍼가 반송되어 있는 반송실을 다른 처리 용기 혹은 반송실과의 사이에 배치된 밸브에 의해 완전히 분리, 독립시키고, 또한 압력 제어를 행하는 것이 가능해지도록 구성되어 있다. 종래의 기술에서는, 이와 같은 구성으로 함으로써 처리 용기로부터의 분위기의 유출에 의한 장치 혹은 웨이퍼의 이차 오염을 방지하는 것이 가능해 진다.
그러나, 상기의 종래 기술에서는, 다음과 같은 점에 대해 고려가 부족하여 문제가 있었다. 즉, 복수의 진공 반송실을 중간의 용기를 개재하여 연결하고, 웨이퍼가 반송되는 사이, 중간의 용기에 배치된 밸브에 의해 각각의 반송실이 분리되어, 복수의 처리 용기가 동시에 연통하지 않도록 제어되는 경우에 있어서, 진공 반송실과 중간의 용기의 사이에 배치된 밸브의 개폐 시간에 의한 웨이퍼의 반송 대기 시간이 미치는 장치 전체의 생산성 저하에 대해 충분히 고려되어 있지 않아, 진공 처리 장치의 설치 면적당의 생산량을 손상하고 있었다.
그래서, 본 발명의 목적은, 설치 면적당의 생산성이 높은 반도체 제조 장치의 운전 방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 진공 처리 장치는, 진공 반송 중간실을 개재하여 연결된 복수의 진공 반송실과, 당해 진공 반송실의 각각에 연결된 복수의 진공 처리 용기를 구비한 진공 처리 장치에 있어서, 상기 진공 반송 중간실을 개재하여 상기 복수의 진공 반송실을 연통시키고, 상기 복수의 진공 반송실 중 로크 실에 연결된 진공 반송실에 퍼지 가스(purge gas)를 공급하며, 상기 로크 실로부터 가장 먼 진공 반송실의 반송실 내를 감압 배기시켜, 상기 로크 실에 연결된 진공 반송실에 도입되는 퍼지 가스를 배기하기 위한 일정한 경로를 구성한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 진공 처리 장치는, 상기 진공 반송실의 감압 압력보다 상기 복수의 진공 처리실의 처리실 내 압력 쪽이 낮은 압력으로 되어 있는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 진공 처리 장치는, 대기 반송부에 연결되어 배치된 로크 실과, 당해 로크 실에 연결되어 배치되고 감압된 내부의 반송실 내에서 시료를 반송하는 제 1 진공 반송 용기와, 당해 제 1 진공 반송 용기에 불활성 가스를 공급하는 제 1 불활성 가스 공급 장치와, 상기 제 1 진공 반송 용기에 연결된 제 1 진공 배기 장치와, 상기 제 1 진공 반송 용기에 연결되어 배치되고 감압된 내부의 처리실 내에서 시료를 처리하는 제 1 처리 용기와, 상기 제 1 진공 반송 용기에 연결되어 배치된 진공 반송 중간실과, 당해 진공 반송 중간실에 연결되어 배치된 감압된 내부의 반송실 내에서 시료를 반송하는 제 2 진공 반송 용기와, 당해 제 2 진공 반송 용기에 불활성 가스를 공급하는 제 2 불활성 가스 공급 장치와, 상기 제 2 진공 반송 용기에 연결된 제 2 진공 배기 장치와, 상기 제 2 진공 반송 용기에 연결되어 배치되고 감압된 내부의 처리실 내에서 시료를 처리하는 제 2 처리 용기를 구비한 진공 처리 장치에 있어서, 상기 진공 반송 중간실에 연결되는 게이트 밸브를 개방하여 상기 제 1 및 제 2 진공 반송 용기와 상기 진공 반송 중간실이 연통된 상태에서, 상기 제 2 불활성 가스 공급 장치로부터의 가스 공급을 멈추고, 상기 제 1 불활성 가스 공급 장치로부터 상기 제 1 진공 반송 용기에 불활성 가스를 공급하며, 상기 제 1 진공 배기 장치에 의한 진공 배기를 멈추고, 상기 제 2 진공 배기 장치에 의해 상기 제 2 진공 반송 용기 내를 감압 배기하도록 구성한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 진공 처리 장치의 운전 방법은, 진공 반송 중간실을 개재하여 연결된 복수의 진공 반송실과, 당해 진공 반송실에 각각 연결된 복수의 진공 처리실을 가지는 진공 처리 장치의 운전 방법에 있어서, 상기 진공 반송 중간실을 개재하여 상기 복수의 진공 반송실을 연통시키고, 상기 복수의 진공 반송실 중 로크 실에 연결된 진공 반송실에 퍼지 가스를 공급하며, 상기 로크 실로부터 먼 진공 반송실의 반송실 내를 감압 배기하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 진공 처리 장치의 운전 방법은, 상기 진공 반송실의 감압 압력보다 상기 복수의 진공 처리실의 처리실 내 압력 쪽이 낮은 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 진공 처리 장치의 운전 방법은, 대기 반송부에 연결되어 배치된 로크 실과, 당해 로크 실에 연결되어 배치되고 감압된 내부의 반송실 내에서 시료를 반송하는 제 1 진공 반송 용기와, 당해 제 1 진공 반송 용기에 불활성 가스를 공급하는 제 1 불활성 가스 공급 장치와, 상기 제 1 진공 반송 용기에 연결된 제 1 진공 배기 장치와, 상기 제 1 진공 반송 용기에 연결되어 배치되고 감압된 내부의 처리실 내에서 시료를 처리하는 제 1 처리 용기와, 상기 제 1 진공 반송 용기에 연결되어 배치된 진공 반송 중간실과, 당해 진공 반송 중간실에 연결되어 배치된 감압된 내부의 반송실 내에서 시료를 반송하는 제 2 진공 반송 용기와, 당해 제 2 진공 반송 용기에 불활성 가스를 공급하는 제 2 불활성 가스 공급 장치와, 상기 제 2 진공 반송 용기에 연결된 제 2 진공 배기 장치와, 상기 제 2 진공 반송 용기에 연결되어 배치되고 감압된 내부의 처리실 내에서 시료를 처리하는 제 2 처리 용기를 구비한 진공 처리 장치의 운전 방법에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 처리 용기를 이용하여 시료의 처리를 행할 때에, 상기 진공 반송 중간실에 연결되는 게이트 밸브를 개방하여 상기 제 1 및 제 2 진공 반송 용기와 상기 진공 반송 중간실이 연통된 상태에서, 상기 제 2 불활성 가스 공급 장치로부터의 가스 공급을 멈추고, 상기 제 1 불활성 가스 공급 장치로부터 상기 제 1 진공 반송 용기에 불활성 가스를 공급하며, 상기 제 1 진공 배기 장치에 의한 진공 배기를 멈추고, 상기 제 2 진공 배기 장치에 의해 상기 제 2 진공 반송 용기 내를 감압 배기하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관련된 진공 처리 장치 및 그 운전 방법에 의하면, 진공 반송 중간실의 게이트 밸브를 개방 상태로 유지함으로써, 각 진공 반송실이 구비하는 진공 반송 로봇이 게이트 밸브의 개폐 동작을 기다리지 않고 신속하게 진공 반송 중간실에의 웨이퍼의 반출입이 가능해져서, 단위 시간당의 웨이퍼의 처리수의 향상을 실현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예인 진공 처리 장치를 나타내는 평면도이다.
도 2는 도 1의 진공 처리 장치의 A-A 종단면도이다.
도 3은 도 1의 진공 처리 장치의 다른 실시예의 A-A 종단면도이다.
이하에, 본 발명에 의한 진공 처리 장치 및 그 운전 방법의 실시예를 도면을 이용하여 상세하게 설명한다.
[실시예]
도 1은, 본 발명의 실시예에 관련된 진공 처리 장치(100)의 전체의 구성의 개략을 설명하는 상면도이다.
도 1에 나타내는 본 발명의 실시형태에 의한 복수의 진공 처리 용기(103a∼103e)를 구비한 진공 처리 장치(100)는, 크게 나누어, 대기 측 블록(101)과 진공 측 블록(102)으로 구성된다. 대기 측 블록(101)은, 대기압 하에서 피(被)처리물인 반도체 웨이퍼 등의 기판 형상의 시료를 반송, 수납 위치 결정 등을 행하는 부분이고, 진공 측 블록(102)은, 대기압으로부터 감압된 압력 하에서 웨이퍼 등의 기판 형상의 시료를 반송하여, 미리 정해진 진공 처리 용기 내(103a∼103e 중 적어도 하나)에 있어서 처리를 행하는 블록이다. 그리고, 진공 측 블록(102)에서의 상술한 반송이나 처리를 행하는 진공 측 블록(102)과 대기 측 블록(101)의 사이에는 이들을 연결하여 배치되고, 시료를 내부에 수용한 상태에서 그 내부의 압력을 진공압에까지 감압하거나, 대기압에까지 승압시키는 구획 부분(로크 실(105))이 배치되어 있다.
대기 측 블록(101)은, 내부에 대기 측 반송 로봇(109)을 구비한 대략 직육면체 형상의 박스체(106)를 가지고, 이 박스체(106)의 전면(前面) 측(도 1의 하측)에 부착되어 있고, 처리용 또는 클리닝용의 피처리 대상의 반도체 웨이퍼 등의 기판 형상의 시료(이하, 웨이퍼)가 수납되어 있는 복수의 카세트(117)가 각각의 카세트대(臺)(107)의 위에 얹어져서 구비되어 있다.
진공 측 블록(102)은, 제 1 진공 반송실(104) 및 제 2 진공 반송실(110)과, 대기 측 블록(101)의 사이에 배치되고, 대기 측과 진공 측의 사이에서 교환을 하는 웨이퍼를 내부에 가진 상태에서 압력을 대기압과 진공압의 사이에서 교환을 하는 로크 실(105)을 하나 또는 복수 구비하고 있다. 이 로크 실(105)은, 내부의 공간을 진공압 또는 대기압의 압력으로 조절 가능한 진공 용기로서, 연결되는 구획을 향해 웨이퍼가 내부를 통과하여 반송되는 통로와 이것을 개방, 폐색하여 기밀하게 밀봉 가능한 게이트 밸브(120i, 120h)가 배치되어 있고, 대기 측과 진공 측의 사이를 기밀하게 분할하고 있다. 또, 로크 실(105) 내부의 공간에는, 복수의 웨이퍼를 상하로 간극을 개방하여 수납하고 유지 가능한 수납부(상세는 도시 생략)를 구비하고 있고, 이들 웨이퍼를 수납한 상태에서 게이트 밸브(120i)에 의해 폐색되어, 대기에 대해 기밀하게 된다.
제 1 진공 반송실(104), 제 2 진공 반송실(110)은 각각의 평면 형상이 대략 직사각형상을 가진 진공 용기를 포함하는 유닛이고, 이들은, 실질적으로 동일하다고 간주할 수 있는 정도의 구성 상의 차이를 가지는 2개의 유닛이다. 이들 제 1 진공 반송실(104), 제 2 진공 반송실(110)은, 퍼지 라인(124)이 구비되어 있고, 도시하지 않는 제어부의 지령을 받아 불활성 가스 등의 퍼지 가스를 유량 제어하면서 제 1 진공 반송실(104) 내에 도입함으로써, 다른 진공 처리 용기(103a∼103e), 진공 반송 중간실(111)로 상대적으로 낮은 압력 또는 동일한 압력, 혹은 그들보다 상대적으로 높은 압력으로 조절 가능하다.
진공 반송 중간실(111)은, 내부가 다른 진공 처리 용기보다 상대적으로 높은 압력까지 감압 가능한 진공 용기로서, 제 1 및 제 2 진공 반송실(104, 110)을 서로 연결하여, 내부의 실이 연통되어 있다. 각 진공 반송실(104, 110)과의 사이에는, 내부의 실을 연통하여 내측에서 웨이퍼가 반송되는 통로를 개방, 차단하여 분할하는 게이트 밸브(120f, 120g)가 배치되어 있고, 이들 게이트 밸브(120f, 120g)가 폐색됨으로써, 진공 반송 중간실(111)과 제 1 진공 반송실(104)의 사이, 및 진공 반송 중간실(111)과 제 2 진공 반송실(110)의 사이는 기밀하게 밀봉된다. 진공 반송 중간실(111)은 퍼지 기구 및 배기 기구는 설치되어 있지 않고, 일방의 진공 반송실로부터 타방의 진공 반송실로 웨이퍼를 반송할 때의, 웨이퍼의 경로로서만 기능하는 실이다.
제 1 진공 반송실(104)에는 2개의 진공 처리 용기(103a, 103b)가 연결 가능하게 구성되어 있다. 한편, 제 2 진공 반송실(110)에는 3개의 진공 처리 용기(103c, 103d, 103e)가 연결 가능하게 구성되어 있다.
또, 진공 반송 중간실(111) 내부에는, 복수의 웨이퍼를 이들의 면과 면의 사이에서 간극을 개방하여 얹어서 수평으로 유지하는 도시하지 않는 수납부가 배치되어 있고, 제 1 진공 반송실(104), 제 2 진공 반송실(110)의 사이에서 웨이퍼가 전달될 때에, 일단 수납되는 중계(中繼)실의 기능을 구비하고 있다. 즉, 일방의 진공 반송실 내의 진공 반송 로봇(108a 또는 108b) 중 어느 하나에 의해서 반입되고, 그 수납부에 얹어진 웨이퍼가 타방의 진공 반송실 내의 진공 반송 로봇(108b 또는 108a) 중 어느 하나에 의해 반출되어, 그 진공 반송실(104 또는 110)에 연결된 진공 처리 용기(103a∼103e) 또는 로크 실(105)에 반송된다.
제 1 진공 반송실(104)과 제 2 진공 반송실(110)이 대면한 면에 상당하는 서로의 측벽의 사이에는 진공 반송 중간실(111)이 배치되어 양자를 연결하고 있다. 또한 다른 면에는, 내부가 감압되고 그 내부에 웨이퍼가 반송되어, 웨이퍼를 처리하는 진공 처리 용기(103a∼103e)가 접속된다. 본 실시예에서는, 진공 처리 용기(103a∼103e)의 지시는, 진공 용기 외에, 각각 도시하지 않는 전계, 자계의 발생 수단, 용기 내부의 감압되는 공간을 배기하는 진공 펌프를 포함하는 배기 수단을 포함하는 유닛 전체를 나타내고 있고, 그 처리 용기 내부에 있어서는, 에칭 처리, 애싱(ashing) 처리 혹은 다른 반도체 웨이퍼에 실시하는 처리가 실시된다. 또, 각 진공 처리 용기(103a∼103e)에는, 실시되는 처리에 따라 공급되는 처리 가스가 흐르는 도시하지 않는 관로가 연결되어 있다. 각 진공 처리 용기(103a∼103e)는, 도시하지 않는 제어부에 의한 압력의 제어를 받아, 제 1 진공 반송실(104), 제 2 진공 반송실(110) 및 진공 반송 중간실(111)의 어느 쪽의 내부 압력보다 상대적으로 낮은 압력까지 감압하는 것이 가능하다.
제 1 진공 반송실(104) 및 제 2 진공 반송실(110)은, 그 내부가 반송실로 되어 있고, 제 1 진공 반송실(104)에는, 진공 하에서 로크 실(105)과 진공 처리 용기(103a, 103b) 또는 진공 반송 중간실(111) 중 어느 하나와의 사이에서 웨이퍼를 반송하는 진공 반송 로봇(108a)이 그 내부의 공간의 중앙 부분에 배치되어 있다. 제 2 진공 반송실(110)도 마찬가지로 진공 반송 로봇(108b)이 내부의 중앙 부분에 배치되어 있고, 진공 처리 용기(103c∼103e), 진공 반송 중간실(111) 중 어느 하나와의 사이에서 웨이퍼의 반송을 행한다. 이들 진공 반송 로봇(108a, 108b)의 각각의 구성은 동일하다. 진공 반송 로봇(108a, 108b)은, 그 아암(arm) 상에 웨이퍼가 얹어져서, 제 1 진공 반송실(104)에서는 진공 처리 용기(103a, 103b)에 배치된 웨이퍼대(臺) 상과 로크 실(105) 또는 진공 반송 중간실(111) 중 어느 하나와의 사이에서 웨이퍼의 반입, 반출을 행한다. 이들 진공 처리 용기(103a∼103e), 로크 실(105), 진공 반송 중간실(111), 제 1 진공 반송실(104) 및 제 2 진공 반송실(110)의 반송실과의 사이에는, 각각 기밀하게 폐색, 개방 가능한 게이트 밸브(120a∼120h)에 의해 연통하는 통로가 설치되어 있다.
도 2는, 도 1에 있어서의 진공 처리 장치(100)의 A-A 종단면도이다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 제 1 진공 반송실(104)에는 퍼지 라인(124)을 구비하고, 제 2 진공 반송실(110)은 드라이 펌프(121), 밸브(122), 배기 배관(123)을 구비하고 있다. 또한, 진공 반송 중간실(111) 내에는 웨이퍼(125)가 도시하지 않는 웨이퍼 지지대 상에 상하로 오프셋된 위치 관계에 의해서 유지되어 있다.
도 3은, 도 1과 동일한 진공 처리 장치(100)의 다른 실시예의 A-A 종단면도이다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 제 1 진공 반송실(104)에는 드라이 펌프(121a), 밸브(122a), 배기 배관(123a), 퍼지 라인(124a)을 구비하고 있다. 마찬가지로, 제 2 진공 반송실은 드라이 펌프(121b), 밸브(122b), 배기 배관(123b), 퍼지 라인(124b)을 구비하고 있다. 또한, 진공 반송 중간실(111) 내에는 웨이퍼(125)가 도시하지 않는 웨이퍼 지지대 상에 상하로 오프셋된 위치 관계에 의해서 유지되어 있다.
제 1 진공 반송실(104)에 구비된 퍼지 라인(124a)은, 웨이퍼 처리 중 및 대기 개방 시 모두에 기능하도록 제어된다. 또 드라이 펌프(121a), 밸브(122a), 배기 배관(123a)으로 이루어지는 제 1 진공 반송실(104)의 배기 라인은, 제 2 진공 반송실(110)이 대기 개방되어, 진공 반송 중간실(111)의 양단(兩端)에 배치된 게이트 밸브(120f, 120g) 중 어느 하나가 폐쇄되어 있는 경우를 제외하고, 사용되지 않는다.
제 2 진공 반송실(110)이 구비하는 퍼지 라인(124b)은, 제 1 진공 반송실(104)이 대기 개방되어, 진공 반송 중간실(111)의 양단에 배치된 게이트 밸브(120f, 120g) 중 어느 하나가 폐색되는 경우를 제외하고, 사용되지 않도록 제어부에 의해서 제어된다. 또 드라이 펌프(121b), 밸브(122b), 배기 배관(123b)으로 이루어지는 제 2 진공 반송실(110)의 배기 라인은, 웨이퍼 처리 중 및 대기 개방 시 모두에 기능하도록 제어된다. 또한, 진공 반송 중간실(111)은, 퍼지 라인 및 배기 라인은 구비하지 않는다.
이상과 같은 구성의 진공 처리 장치에 있어서, 본 실시예에서는, 진공 블록(102) 내에서의 반송 시간이 대기 측 블록(101) 내에서의 반송 시간과 비교하여 긴 상태에서, 이들 블록을 구성하는 각 진공 반송실, 진공 반송 중간실이나 각 진공 처리 용기를 경유하는 반송 경로 상을 웨이퍼가 반송되는 반송 시간을 저감하여 처리의 효율을 향상시키고, 동시에 각 진공 처리 용기(103a∼103e) 내에서 웨이퍼를 처리할 때에 사용한 처리 가스 등의 분위기가, 다른 진공 처리 용기 내로 유입 혹은 다른 진공 처리 용기 내에서 웨이퍼를 처리할 때에 사용한 처리 가스 등의 분위기와 접촉(이하, 컨태미네이션(contamination))하지 않도록 되게 하며, 또한 장치의 단위 시간당의 생산 효율의 향상이 가능해지는 구체예를 발명한 것이다. 또, 실제의 처리에 있어서는, 각 진공 처리 용기(103a∼103e) 내에서 웨이퍼에 대해 행하여지는 처리의 시간은, 웨이퍼의 반송 시간과 동일 정도 이하이고, 진공 처리 장치(100) 전체의 단위 시간에서의 웨이퍼의 처리의 매수에는, 반송의 시간이 더욱 큰 지배적 영향을 주고 있다.
다음으로, 이와 같은 진공 처리 장치(100)에 있어서의, 웨이퍼에 대한 처리를 행하는 동작을 이하에 설명한다. 도 2의 실시예와 도 3의 실시예의 동작은 유사한 동작이므로 공통하여 설명한다.
카세트대(107) 중 어느 하나의 위에 얹어진 카세트 내에 수납된 복수의 웨이퍼는, 진공 처리 장치(100)의 동작을 제어하기 위한, 어떠한 통신 수단에 의해 진공 처리 장치(100)에 접속된 도시하지 않는 제어부로부터 지령을 받거나, 또는, 진공 처리 장치(100)가 설치되는 제조 라인의 제어부 등으로부터의 지령을 받아, 그 처리가 개시된다. 제어부로부터의 지령을 받은 대기 측 반송 로봇(109)은, 카세트 내의 특정한 웨이퍼를 카세트로부터 취출하고, 취출한 웨이퍼를 로크 실(105)에 반송한다.
웨이퍼가 반송되어 저장된 로크 실(105)에서는, 반송된 웨이퍼를 수납한 상태에서 게이트 밸브(120h) 및 게이트 밸브(120i)가 폐색되어 밀봉되고 소정의 압력까지 감압된다. 그 후, 로크 실(105)에서는 제 1 진공 반송실(104)에 면한 측의 게이트 밸브(120h)가 개방되어, 로크 실(105)과 제 1 진공 반송실(104)이 연통된다.
진공 반송 로봇(108a)은, 그 아암을 로크 실(105) 내에 신장시켜, 로크 실(105) 내의 웨이퍼를 그 아암 선단(先端)부의 웨이퍼 지지부 상에 수취하여 제 1 진공 반송실(104) 내에 반출한다. 또한, 제 1 진공 반송 로봇(108a)은, 그 아암에 얹은 웨이퍼를, 당해 웨이퍼가 카세트로부터 취출되었을 때에 제어부에 의해서 미리 지정된 반송의 경로를 따라 제 1 진공 반송실(104)에 접속된 진공 처리 용기(103a, 103b) 중 어느 하나, 혹은 제 2 진공 반송실(110)에 접속된 진공 처리 용기(103c, 103d, 103e) 중 어느 하나를 향해 반송된다.
이하에, 진공 처리 용기(103d)에 웨이퍼를 반송하는 경우를 예로 들어 설명한다. 웨이퍼는 제 1 진공 반송실(104)에 배치된 진공 반송 로봇(108a)에 의해서, 로크 실(105)로부터 취출한 웨이퍼를 진공 반송 중간실(111)에 반송하고, 그 후, 제 2 진공 반송실(110)에 배치된 진공 반송 로봇(108b)에 의해 진공 반송 중간실(111)로부터 제 2 진공 반송실(110)에 반입되어, 진공 처리 용기(103d)에 반송된다.
웨이퍼가 진공 처리 용기(103d)에 반송된 후, 이 진공 처리 용기(103d)과 접속되어 있는 제 2 진공 반송실(110)과의 사이를 개폐하는 게이트 밸브(120d)가 폐쇄되어 당해 진공 처리 용기(103d)가 기밀하게 밀봉된다. 그 후, 당해 진공 처리 용기(103d) 내에 처리용의 가스가 도입되어 이 진공 처리 용기(103d) 내(內)가 처리에 적합한 압력으로 조절된다. 진공 처리 용기(103d)에 전계 또는 자계를 공급하고 이로써 처리용 가스를 여기(勵起)하고 이 진공 처리 용기(103d) 내에 플라즈마가 형성되어 웨이퍼가 처리된다.
웨이퍼의 처리를 행한 진공 처리 용기와 이것이 연결된 진공 반송실의 사이를 개폐하는 게이트 밸브는, 제어부로부터의 지령을 받아, 당해 진공 반송실을 포함하고 이것이 연결되어 있는 공간을 개폐 가능한 다른 게이트 밸브가 폐색되어 있는 상태로 개방된다. 예를 들면, 제어부는, 제 2 진공 반송실(110)과, 이것이 연결된 진공 처리 용기(103d)의 사이를 구획하는 게이트 밸브(120d)의 개방 전에, 당해 진공 처리실(103d)과 다른 진공 처리실(103c, 103e)이 연통하지 않도록, 각각의 진공 처리실의 게이트 밸브(120c, 120d)에 대해 폐색 또는 폐색의 확인의 동작을 지령하여, 이것이 확인된 후에 진공 처리실(103d)을 밀봉하고 있는 밸브(120d)를 개방한다.
진공 처리실(103d)에 있어서의 웨이퍼의 처리가 종료된 것이 검출되면, 다른 진공 처리실(103c, 103e)과 제 2 진공 반송실(110) 사이의 게이트 밸브(120c, 120d)가 폐쇄되어 양자의 사이가 기밀하게 밀봉되어 있는 것이 확인된 후, 진공 처리실(103d)과 접속된 제 2 진공 반송실(110)과의 사이를 개폐하는 게이트 밸브(120d)가 개방되고, 진공 반송 로봇(108b)은 처리 완료된 웨이퍼를 제 2 진공 반송실(110)의 내부에 반출하며, 당해 웨이퍼가 처리실 내에 반입된 경우와 반대의 반송 경로로 로크 실(105)로 반송한다.
로크 실(105)에 웨이퍼가 반송되면, 로크 실(105)과 제 1 진공 반송실(104)의 반송실을 연통하는 통로를 개폐하는 게이트 밸브(120h)가 폐쇄되어, 로크 실(105) 내의 압력이 대기압까지 상승되어진다. 그 후, 박스체(106)의 내측과의 사이를 구획하는 게이트 밸브(120i)가 개방되어, 로크 실(105)의 내부와 박스체(106)의 내부가 연통되고, 대기 측 반송 로봇(109)은, 로크 실(105)로부터 원래의 카세트에 웨이퍼를 반송하여 카세트 내의 원래의 위치로 되돌린다.
이상으로, 진공 처리 용기(103d)에 있어서 웨이퍼를 처리할 때의 웨이퍼의 경로 및 각 구성의 동작에 대해 설명했지만, 다른 진공 처리 용기에 있어서 처리할 때에도 동일하게 동작하는 것이다. 또한, 제 1 진공 반송실(104)에 접속한 진공 처리 용기(103a, 103b)에서 웨이퍼의 처리를 행할 때는, 웨이퍼가 진공 반송 중간실(111)을 경유하지 않는 것은 말할 필요도 없다.
다음으로, 진공 반송 중간실(111)의 양단에 배치된 게이트 밸브(120f, 120g)의 개폐 패턴에 대해 설명한다.
진공 반송 중간실(111)의 양단에 배치된 게이트 밸브(120f, 120g)는, 다음 경우를 제외하고 개방 상태가 유지된다. 즉, 메인터넌스 등, 일방의 진공 반송실에 퍼지 라인으로부터 불활성 가스를 도입하고, 진공 반송실 내의 압력을 대기 상태로 되돌리는 경우에 있어서만, 대기 개방되는 측에 구비된 진공 반송 중간실(111)의 게이트 밸브(120f 혹은 120g)가 폐쇄되도록 제어된다. 예를 들면, 제 2 진공 반송실(110)이 메인터넌스에 의해 대기 개방되는 경우, 먼저 제 2 진공 반송실(110)에 구비된, 진공 반송 중간실(111)에 접속되어 있는 측의 게이트 밸브(120g)가 도시하지 않는 제어부에 의해 폐쇄된다. 상기 게이트 밸브(120g)가 폐쇄된 것을 도시하지 않는 제어부가 확인한 후, 제 2 진공 반송실(110)에 구비된 퍼지 라인(124)로부터 불활성 가스가 도입된다.
진공 반송 중간실(111)에는 퍼지·배기 기구가 없기 때문에, 진공 반송 중간실(111)의 양단에 배치된 게이트 밸브(120f, 120g)를 양방 동시에 폐쇄하지 않는다. 이것은, 양방 폐쇄되어 버린 경우, 진공 반송 중간실(111) 내의 압력이 제어 불가가 되는 것에 따른다. 즉, 가령 진공 반송 중간실(111)의 양단에 배치된 게이트 밸브(120f, 120g)를 폐쇄하도록 제어하는 경우, 진공 반송 중간실(111) 내에 웨이퍼가 반송된 후, 진공 반송 중간실(111)의 양단에 배치된 게이트 밸브(120f, 120g) 중 어느 하나를 폐쇄하고, 일방을 개방하는 제어가 필요해진다.
여기서, 진공 처리 용기(103a∼103e) 중 어느 하나의 압력이 제 1 진공 반송실(104)과, 제 2 진공 반송실(110)과, 진공 반송 중간실(111)보다 상대적으로 높거나 혹은 균압(均壓)인 경우, 즉 진공 처리 용기(103a∼103e)의 분위기가 각 진공 반송실(104, 110)로 유출되어, 반송 중의 웨이퍼나 그 밖의 진공 처리 용기(103a∼103e)를 오염시킬 가능성이 있는 경우, 이하의 조건 하에 있어서, 진공 반송 중간실(111)의 양단에 구비된 게이트 밸브(120f, 120g)는 이하의 제어를 행할 필요가 있다. 예를 들면, 제 1 진공 반송실(104)에 접속된 진공 처리 용기(103a)와, 제 2 진공 반송실(110)에 접속된 진공 처리 용기(103c)에 있어서 동시간대에 웨이퍼의 반출입이 행해진다는 조건에서는, 상기 각각의 진공 처리 용기(103a, 103c)로부터 유출된 분위기가 서로의 진공 처리 용기 내에 흘러들어 오지 않도록, 진공 반송 중간실(111)의 양단에 구비된 게이트 밸브(120f, 120g) 중 어느 하나를 폐쇄하도록 제어된다.
한편, 진공 처리 용기(103a∼103e)의 압력이 그 밖의 진공 반송실 및 진공 반송 중간실(111)보다 상대적으로 낮게 제어되는 경우, 즉 진공 처리 용기(103a∼103e)의 분위기가 각 진공 반송실(104 혹은 110)로 유출되지 않는 경우, 웨이퍼가 반송되는 사이는 진공 반송 중간실(111)의 양단에 구비된 게이트 밸브(120f, 120g)는 개방 상태를 유지하도록 제어된다. 이 게이트 밸브(120f 및 120g)를 개방한 채의 상태로 유지함으로써, 진공 반송 중간실(111)을 폐색하지 않기 때문에, 진공 반송 로봇(108a) 및 진공 반송 로봇(108b)에 의한 웨이퍼의 반송을 원활하게 행하는 것이 가능해진다. 이하에, 진공 반송 중간실(111)의 상시 개방을 실현하기 위한 진공 처리 용기(103), 제 1 진공 반송실(104) 및 제 2 진공 반송실(110), 진공 반송 중간실(111) 내의 상대적인 압력 관계 및 이것을 실현하기 위한 압력 제어의 방법에 대해 설명한다.
진공 처리 용기(103a∼103e)는, 제 1 진공 반송실(104) 및 제 2 진공 반송실(110), 진공 반송 중간실(111)의 압력보다 상대적으로 낮은 압력이 되도록 도시하지 않는 제어부에 의해 제어된다. 이 때, 각 진공 처리 용기(103a∼103e)의 사이에서는, 상대적으로 압력차가 있어도 된다. 이와 같이 압력을 제어함으로써, 진공 처리 용기(103a∼103e) 내의 분위기가 유출되는 것이 방지된다.
제 1 진공 반송실(104)에 구비된 퍼지 라인(124)은, 웨이퍼 처리 중 및 대기 개방 시 모두에 기능하도록 제어된다. 또 드라이 펌프(121), 밸브(122), 배기 배관(123)으로 이루어지는 배기 라인은, 제 2 진공 반송실(110)이 대기 개방되어, 진공 반송 중간실(111)의 양단에 배치된 게이트 밸브(120f, 120g) 중 어느 하나가 폐쇄되어 있는 경우를 제외하고, 사용되지 않는다.
제 2 진공 반송실(110)도 퍼지 라인(124)을 구비하지만, 이 퍼지 라인(124)은, 제 1 진공 반송실(104)이 대기 개방되어, 진공 반송 중간실(111)의 양단에 배치된 게이트 밸브(120f, 120g) 중 어느 하나가 폐색되는 경우를 제외하고, 사용되지 않도록 제어부에 의해서 제어된다. 또 드라이 펌프(121), 밸브(122), 배기 배관(123)으로 이루어지는 배기 라인은, 웨이퍼 처리 중 및 대기 개방 시 모두에 기능하도록 제어된다. 또한, 진공 반송 중간실(111)은, 퍼지 라인 및 배기 라인은 구비하지 않는다.
제 1 진공 반송실(104) 및 제 2 진공 반송실(110)의 어느 쪽도 진공 상태를 유지하고 있어, 웨이퍼의 반송을 언제라도 실시할 수 있는 상태에 있어서, 제 1 진공 반송실(104)에 구비된 퍼지 라인(124)으로부터 방출되는 불활성 가스는, 도 2에 나타내는 화살표와 같이 제 1 진공 반송실(104)에 배출되고, 진공 반송 중간실(111)을 개재하여, 제 2 진공 반송실(110)로 이동하며, 제 2 진공 반송실(110)에 구비된 배기 배관(123)을 통해 배기 라인에 의해 배기된다. 이와 같은 제어에 의해, 제 1 진공 반송실(104), 제 2 진공 반송실(110), 진공 반송 중간실(111) 중, 제 2 진공 반송실(110)의 압력이 상대적으로 낮고, 이어서 진공 반송 중간실(111), 제 1 진공 반송실(104)의 순서대로 압력 높게 제어되게 된다. 상술한 바와 같이 진공 처리 용기(103a∼103e)는 이들보다 더욱 낮은 압력에 의해서 제어된다.
이하에, 도 1 및 도 2에 의해, 장치에 접속된 진공 처리 용기(103a∼103e)가, 그 밖의 진공 반송실(104, 110) 및 진공 반송 중간실(111)과 비교하여 상대적으로 압력이 낮게 제어되고, 또한, 각 진공 처리 용기(103a∼103e) 및 진공 반송실(104, 110), 진공 반송 중간실(111) 내의 압력이 상기와 같이 제어되는 조건에 있어서, 각 진공 처리 용기(103a∼103e) 내의 분위기가 다른 진공 반송실 내에 유출되는 것에 의한 컨태미네이션을 방지하고, 또한 장치의 생산성을 향상하기 위한 압력 및 진공 반송 중간실(111)의 양단에 구비된 게이트 밸브(120f, 120g)의 제어에 대해 설명한다.
도 1에 나타내는 화살표는, 도 2의 실시예에 있어서의 기술과 같이 압력이 제어되는 경우의, 불활성 가스의 흐름을 나타낸다. 진공 처리 용기(103a∼103e)는, 제 1 진공 반송실(104) 및 제 2 진공 반송실(110), 진공 반송 중간실(111)의 압력보다 상대적으로 낮은 압력이기 때문에, 어느 하나의 진공 반송실을 향해 웨이퍼 처리로 사용한 다른 진공 반송실에 대해 영향을 미치는 처리 가스나, 이물을 반출하지 않는다.
제 1 진공 반송실(104)은, 자신에게 접속된 진공 처리 용기(103a 및 103b)에서 처리된 웨이퍼를 반송하는 것 외에, 제 2 진공 반송실(110)에서 처리된 웨이퍼를 반송하기 때문에, 제 2 진공 반송실(110)과 비교하여, 웨이퍼로부터 방출되는 아웃 가스나 이물이 체류되기 쉽다. 그러나, 제 1 진공 반송실(104)에 구비된 퍼지 라인(124)로부터 방출되는 불활성 가스는, 진공 반송 중간실(111)을 개재하여, 제 2 진공 반송실(110)로 이동하고, 제 2 진공 반송실(110)에 구비된 배기 라인에 의해 배기된다. 그 때문에, 제 1 진공 반송실(104)만 오염되지 않고, 즉 웨이퍼의 아웃 가스나 이물에 의한 장치 전체의 오염이 분산되어, 수율의 향상 및 장치의 다운 타임의 억제를 실현하는 것이 가능해져서, 웨이퍼의 처리 효율의 향상을 행하는 것이 가능해진다. 또, 진공 처리 용기(103a∼103d)의 압력이 그 밖의 진공 반송실(104, 110) 및 진공 반송 중간실(111)보다 상대적으로 낮게 제어되어 있기 때문에, 제 1 진공 반송실(104)에 접속된 진공 처리 용기(103a, 103b) 중 어느 하나와, 제 2 진공 반송실(110)에 접속된 진공 처리 용기(103c∼103e) 중 어느 하나의, 두 개의 진공 처리 용기를 향해 동시간대에 웨이퍼의 반출입이 실시되는 경우에도, 진공 반송 중간실(111)의 양단에 구비된 게이트 밸브(120f, 120g)를 폐쇄하도록 제어할 필요는 없다. 진공 반송 중간실(111)의 양단에 배치된 게이트 밸브(120f, 120g)가 상시 개방되는 경우와 그렇지 않은 경우에는, 웨이퍼가 타방의 진공 반송실에 반송되는데에 요하는 시간은 상시 개방하는 쪽이 짧아져서, 반송 효율이 향상되게 된다. 상기와 같은 제어를 행함으로써, 진공 반송 중간실(111)을 개재하여, 어느 하나의 진공 반송실로부터 타방의 진공 반송실을 향해 웨이퍼가 반송될 때, 진공 반송 중간실(111)의 양단에 구비된 게이트 밸브(120f, 120g)의 개폐에 걸리는 시간을 삭감하여, 단위 시간 내에 처리할 수 있는 웨이퍼의 매수를 향상시키는 것이 가능해진다.
이상과 같은 제어에 의해, 제 1 진공 반송실(104)로부터 도입되는 퍼지 가스는 항상 배기되기 위한 일정한 경로를 가지고 있고, 또한 각 진공 반송실 내의 압력이 상대적으로 다른 진공 처리 용기(103a∼103e)보다 높게 유지됨으로써, 각 진공 처리 용기(103a∼103e)의 분위기가 다른 진공 반송실 및 진공 처리 용기 내에 유출되는 것에 의한 컨태미네이션을 방지하는 것이 가능해져서, 진공 처리 장치의 설치 면적당의 웨이퍼의 처리 능력을 향상하는 것이 가능해진다.
101: 대기 측 블록 102: 진공 측 블록
103a∼103e: 진공 처리 용기 104: 제 1 진공 반송실
105: 로크 실 106: 박스체
107: 카세트대 108a, 108b: 진공 반송 로봇
109: 대기 반송 로봇 110: 제 2 진공 반송실
111: 진공 반송 중간실 120a∼120e: 게이트 밸브
121, 121a, 121b: 드라이 펌프 122, 122a, 122b: 밸브
123, 123a, 123b: 배기 배관 124, 124a, 124b: 퍼지 라인
125: 웨이퍼

Claims (6)

  1. 진공 반송 중간실을 개재하여 연결된 복수의 진공 반송실과, 당해 진공 반송실의 각각에 연결된 복수의 진공 처리 용기를 구비한 진공 처리 장치에 있어서,
    상기 진공 반송 중간실을 개재하여 상기 복수의 진공 반송실을 연통시키고, 상기 복수의 진공 반송실 중 로크 실에 연결된 진공 반송실에 퍼지 가스를 공급하며, 상기 로크 실로부터 가장 먼 진공 반송실의 반송실 내를 감압 배기시켜, 상기 로크 실에 연결된 진공 반송실에 도입되는 퍼지 가스를 배기하기 위한 일정한 경로를 구성한 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 진공 반송실의 감압 압력보다 상기 복수의 진공 처리실의 처리실 내 압력 쪽이 낮은 압력으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치.
  3. 대기 반송부에 연결되어 배치된 로크 실과, 당해 로크 실에 연결되어 배치되고 감압된 내부의 반송실 내에서 시료를 반송하는 제 1 진공 반송 용기와, 당해 제 1 진공 반송 용기에 불활성 가스를 공급하는 제 1 불활성 가스 공급 장치와, 상기 제 1 진공 반송 용기에 연결된 제 1 진공 배기 장치와, 상기 제 1 진공 반송 용기에 연결되어 배치되고 감압된 내부의 처리실 내에서 시료를 처리하는 제 1 처리 용기와, 상기 제 1 진공 반송 용기에 연결되어 배치된 진공 반송 중간실과, 당해 진공 반송 중간실에 연결되어 배치된 감압된 내부의 반송실 내에서 시료를 반송하는 제 2 진공 반송 용기와, 당해 제 2 진공 반송 용기에 불활성 가스를 공급하는 제 2 불활성 가스 공급 장치와, 상기 제 2 진공 반송 용기에 연결된 제 2 진공 배기 장치와, 상기 제 2 진공 반송 용기에 연결되어 배치되고 감압된 내부의 처리실 내에서 시료를 처리하는 제 2 처리 용기를 구비한 진공 처리 장치에 있어서,
    상기 진공 반송 중간실에 연결되는 게이트 밸브를 개방하여 상기 제 1 및 제 2 진공 반송 용기와 상기 진공 반송 중간실이 연통된 상태에서, 상기 제 2 불활성 가스 공급 장치로부터의 가스 공급을 멈추고, 상기 제 1 불활성 가스 공급 장치로부터 상기 제 1 진공 반송 용기에 불활성 가스를 공급하며, 상기 제 1 진공 배기 장치에 의한 진공 배기를 멈추고, 상기 제 2 진공 배기 장치에 의해 상기 제 2 진공 반송 용기 내를 감압 배기하도록 구성한 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치.
  4. 진공 반송 중간실을 개재하여 연결된 복수의 진공 반송실과, 당해 진공 반송실에 각각 연결된 복수의 진공 처리실을 가지는 진공 처리 장치의 운전 방법에 있어서,
    상기 진공 반송 중간실을 개재하여 상기 복수의 진공 반송실을 연통시키고, 상기 복수의 진공 반송실 중 로크 실에 연결된 진공 반송실에 퍼지 가스를 공급하며, 상기 로크 실로부터 먼 진공 반송실의 반송실 내를 감압 배기하는 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치의 운전 방법.
  5. 제 1 항에 기재된 진공 처리 장치의 운전 방법에 있어서, 상기 진공 반송실의 감압 압력보다 상기 복수의 진공 처리실의 처리실 내 압력 쪽이 낮은 진공 처리 장치의 운전 방법.
  6. 대기 반송부에 연결되어 배치된 로크 실과, 당해 로크 실에 연결되어 배치되고 감압된 내부의 반송실 내에서 시료를 반송하는 제 1 진공 반송 용기와, 당해 제 1 진공 반송 용기에 불활성 가스를 공급하는 제 1 불활성 가스 공급 장치와, 상기 제 1 진공 반송 용기에 연결된 제 1 진공 배기 장치와, 상기 제 1 진공 반송 용기에 연결되어 배치되고 감압된 내부의 처리실 내에서 시료를 처리하는 제 1 처리 용기와, 상기 제 1 진공 반송 용기에 연결되어 배치된 진공 반송 중간실과, 당해 진공 반송 중간실에 연결되어 배치된 감압된 내부의 반송실 내에서 시료를 반송하는 제 2 진공 반송 용기와, 당해 제 2 진공 반송 용기에 불활성 가스를 공급하는 제 2 불활성 가스 공급 장치와, 상기 제 2 진공 반송 용기에 연결된 제 2 진공 배기 장치와, 상기 제 2 진공 반송 용기에 연결되어 배치되고 감압된 내부의 처리실 내에서 시료를 처리하는 제 2 처리 용기를 구비한 진공 처리 장치의 운전 방법에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 처리 용기를 이용하여 시료의 처리를 행할 때에, 상기 진공 반송 중간실에 연결되는 게이트 밸브를 개방하여 상기 제 1 및 제 2 진공 반송 용기와 상기 진공 반송 중간실이 연통된 상태에서, 상기 제 2 불활성 가스 공급 장치로부터의 가스 공급을 멈추고, 상기 제 1 불활성 가스 공급 장치로부터 상기 제 1 진공 반송 용기에 불활성 가스를 공급하며, 상기 제 1 진공 배기 장치에 의한 진공 배기를 멈추고, 상기 제 2 진공 배기 장치에 의해 상기 제 2 진공 반송 용기 내를 감압 배기하는 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치의 운전 방법.
KR1020140010133A 2013-03-14 2014-01-28 진공 처리 장치 및 그 운전 방법 KR101590533B1 (ko)

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