KR20210071094A - 워크피스 처리를 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

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KR20210071094A
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handling robot
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KR1020217017080A
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English (en)
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마이클 엑스. 양
리안 엠. 파쿨스키
피트 렘베시스
Original Assignee
매슨 테크놀로지 인크
베이징 이타운 세미컨덕터 테크놀로지 컴퍼니 리미티드
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Abstract

반도체 워크피스와 같은 워크피스를 처리하기 위한 시스템 및 방법이 제공된다. 일 예시적인 구현에서, 장치는 제1 처리 스테이션 및 제2 처리 스테이션을 포함하는 제1 처리 챔버를 구비한다. 제1 처리 스테이션 및 제2 처리 스테이션은 제1 거리만큼 분리된다. 상기 장치는 하나 이상의 제2 처리 챔버를 구비한다. 상기 하나 이상의 제2 처리 챔버는 제3 처리 스테이션 및 제4 처리 스테이션을 집합적으로 포함한다. 제3 처리 스테이션 및 제4 처리 스테이션은 제2 거리만큼 분리된다. 제2 거리는 제1 거리와 상이하다. 워크피스 핸들링 로봇은 제1 및 제2 처리 스테이션으로부터 적어도 하나의 제1 워크피스 및 적어도 하나의 제2 워크피스를 픽업(pick up)하고, 제3 및 제4 처리 스테이션에서 적어도 하나의 제1 워크피스 및 제2 워크피스를 드롭 오프(drop off)하도록 구성된다.

Description

워크피스 처리를 위한 시스템 및 방법
본 출원은 2018년 11월 19일자로 "워크피스 처리를 위한 시스템 및 방법"이라는 명칭으로 출원된 미국 가출원 62/769,152호의 우선권을 주장하며, 이는 본원에 참조로서 편입된다.
본 개시내용은 일반적으로 워크피스를 처리하는 것에 관한 것으로, 특히 반도체 워크피스와 같은 워크피스를 처리하기 위한 시스템에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼 또는 다른 적절한 기판과 같은 워크피스를 반도체 장치 또는 다른 장치를 제조하는 전체 제조 스킴에 노출시키는 처리 시스템은, 패터닝, 막 증착(예를 들어, 화학 기상 증착, 물리적 기상 증착, 플라즈마 강화 증기 증착), 막 제거(예를 들어, 건식 에칭, 건식 스트립, 습식 에칭), 이온 주입, 열처리, 표면 세정, 표면 처리(예를 들어, 산화, 질화, 표면 습윤 각도 튜닝) 등과 같은 복수의 제조 공정 단계를 수행할 수 있다. 이들 제조 단계 중 다수가 진공 또는 거의 진공 압력에서 발생한다. 상이한 진공 처리 챔버는 상이한 설계 및 구성을 가질 수 있다. 이러한 처리 단계를 수행하기 위해, 시스템은, 예를 들어 시스템 내로, 다양한 처리 챔버들 사이에서 그리고 시스템 밖으로, 다수의 상이한 시간에 워크피스를 이동시키기 위해 하나 이상의 워크피스 핸들링 로봇을 구비할 수 있다.
본 발명의 실시예의 관점 및 이점은 다음의 설명에서 부분적으로 설명되거나, 또는 그 설명으로부터 알 수 있거나, 또는 본 발명의 실시를 통해 학습될 수 있다.
본 개시내용의 일 예시적인 관점은 반도체 워크피스를 처리하기 위한 워크피스 처리 장치에 관한 것이다. 상기 장치는 제1 처리 스테이션 및 제2 처리 스테이션을 갖는 제1 처리 챔버를 포함한다. 상기 제1 처리 챔버는 약 10 torr 미만의 압력에서 작동가능하다. 상기 제1 처리 스테이션 및 상기 제2 처리 스테이션은 제1 거리만큼 분리된다. 상기 장치는 하나 이상의 제2 처리 챔버를 포함한다. 상기 하나 이상의 제2 처리 챔버는 제3 처리 스테이션 및 제4 처리 스테이션을 집합적으로 포함한다. 상기 하나 이상의 제2 처리 챔버는 약 10 torr 미만의 압력에서 작동가능하다. 상기 제3 처리 스테이션 및 상기 제4 처리 스테이션은 제2 거리만큼 분리된다. 상기 제2 거리는 상기 제1 거리와 상이하다. 상기 장치는 제1 처리 챔버 및 상기 하나 이상의 제2 처리 챔버와 공정 흐름 연통(process flow communication)하는 반송 챔버를 구비한다. 상기 반송 챔버는 약 10 torr 미만의 압력에서 작동가능하다. 상기 장치는 상기 반송 챔버 내에 배치된 워크피스 핸들링 로봇을 포함하며, 상기 워크피스 핸들링 로봇은 축을 중심으로 회전하도록 구성된다. 상기 워크피스 핸들링 로봇은 제1 아암 및 제2 아암을 구비한다. 상기 제1 아암은 제1 워크피스를 지지하도록 작동가능한 적어도 하나의 워크피스 핸들링 구성요소를 구비한다. 상기 제2 아암은 제2 워크피스를 지지하도록 작동가능한 적어도 하나의 워크피스 핸들링 구성요소를 구비한다. 상기 워크피스 핸들링 로봇은 제1 및 제2 처리 스테이션으로부터 적어도 하나의 제1 워크피스 및 적어도 하나의 제2 워크피스를 픽업(pick up)하고, 제3 및 제4 처리 스테이션에서 적어도 하나의 제1 워크피스 및 제2 워크피스를 드롭 오프(drop off)하도록 구성된다.
본 개시내용의 다른 예시적인 관점은 반도체 워크피스를 처리하기 위한 시스템, 방법 및 장치에 관한 것이다.
다양한 실시예의 이러한 특징, 양태 및 이점과 다른 특징, 양태 및 이점은 이어지는 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용 및 첨부된 특허청구범위를 참조하여 더 양호하게 이해될 것이다. 본 명세서에 포함되어 그 일부를 구성하는 첨부된 도면은 본 개시 내용의 실시예를 예시하고, 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용과 함께, 관련된 원리를 설명하는 역할을 한다.
당해 기술 분야에서 통상의 기술자를 위한 실시예에 대한 상세한 설명은 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에서 설명된다.
도 1은 본 개시내용의 예시적인 실시예에 따른 예시적인 처리 플랫폼을 도시한다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 예시적인 워크피스 칼럼을 도시한다.
도 3은 본 개시내용의 예시적인 실시예에 따른 예시적인 워크피스 핸들링 로봇을 도시한다.
도 4는 본 개시내용의 예시적인 실시예에 따른 예시적인 워크피스 핸들링 로봇을 도시한다.
도 5a, 5b, 5c 및 도 5d는 본 개시내용의 예시적인 실시예에 따른 예시적인 처리 플랫폼에서의 워크피스의 예시적인 전달을 도시한다.
도 6a, 6b, 6c, 6d, 6e 및 6f는 본 개시내용의 예시적인 실시예에 따른 예시적인 처리 플랫폼에서의 워크피스의 예시적인 전달을 도시한다.
도 7은 본 개시내용의 예시적인 실시예에 따른 예시적인 방법의 흐름도를 도시한다.
이제, 하나 이상의 예가 도면에 도시된 실시예가 상세하게 참조될 것이다. 각각의 예는 본 개시 내용에 대한 한정이 아니라 실시예에 대한 설명으로서 제공된다. 사실, 다양한 수정 및 변경이 본 개시 내용의 범위 또는 기술적 사상을 벗어나지 않으면서 이루어질 수 있다는 것이 당해 기술 분야에서의 통상의 기술자에게 자명할 것이다. 예를 들어, 하나의 실시예의 일부로서 예시되거나 설명된 특징은 추가의 실시예를 산출하기 위하여 다른 실시예와 함께 사용될 수 있다. 따라서, 본 개시 내용의 관점은 이러한 수정 및 변형을 포함하도록 의도된다.
본 개시내용의 예시적인 관점은 반도체 웨이퍼와 같은 반도체 워크피스와 같은 워크피스를 처리하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 워크피스 재료는, 예를 들어 실리콘, 실리콘 게르마늄, 유리, 플라스틱, 또는 다른 적절한 재료를 포함할 수 있다. 시스템 및 방법은 열적 공정, 어닐링 공정, 표면 세정 공정, 표면 처리 공정, 건식 스트립 공정, 건식 에칭 공정, 증착 공정, 이온 주입 공정, 및 다른 공정를 포함하지만 이에 제한되지 않는 다양한 워크피스 제조 공정를 구현하는데 사용될 수 있다.
반도체 제조는, 막 증착(예를 들어, 화학 기상 증착, 물리적 기상 증착, 플라즈마 강화 증기 증착), 막 제거(예를 들어, 이온 및 라디칼 기반 건식 에칭, 이온 및 라디칼 기반 건식 에칭, 이온 및 라디칼 기반 건식 포토레지스트 스트립, 화학적 기반 건식 에칭), 이온 주입, 진공 열처리 등을 포함하는 진공 또는 거의 진공 압력에서 발생하는 많은 처리 단계를 수반할 수 있다. 상이한 진공 처리 챔버는 상이한 설계 및 구성을 가질 수 있다.
일부 처리 챔버는 한번에 단일 워크피스를 처리하도록 구성될 수 있다(예를 들어, 단일 워크피스 챔버). 단일 워크피스 챔버는 워크피스-대-워크피스 반복성(workpiece-to-workpiece repeatability) 및 공정 제어 일관성(process control consistency)을 증가시키기 위해 개별적인 워크피스 처리의 정밀한 제어에서 이점을 가질 수 있다.
일부 처리 챔버 설계는 한번에 2개의 워크피스를 처리하도록 구성될 수 있다(예를 들어, 듀얼 워크피스 챔버). 듀얼 워크피스 챔버는 단일 세트의 하드웨어(예를 들어, 공통 챔버 바디, 공통 챔버 덮개, 공유 가스 전달 시스템, 공유 가스 배기 시스템, 공통 히터 블록 등)를 채택할 수 있다. 단일 워크피스 챔버와 비교하여, 듀얼 워크피스 챔버는 (워크피스 당) 더 작은 풋프린트 및 더 높은 스루풋을 제공할 수 있다. 상이한 공정 조건에 대한 상이한 설계 파라미터에 따라, 상이한 듀얼 워크피스 챔버에서 워크피스들 사이의 간격이 상이할 수 있다.
반도체 워크피스 처리 시스템은 반송 챔버와 공정 흐름 연통하여 통합된 많은 처리 챔버를 구비할 수 있다. 처리 챔버 및 반송 챔버는 진공 압력 또는 거의 진공 압력에서 작동될 수 있다. 하나 이상의 워크피스는 (예를 들어, 워크피스 핸들링 로봇을 이용하여) 로드록 챔버로부터 반송 챔버로 반송되고, 그 후 진공 브레이크 없이 하나 이상의 처리 챔버로 반송될 수 있다.
일례로서, 일부 반도체 워크피스 제조 공정에서, 특정 순차적인 공정 단계는 표면 산화 및 워크피스 탈기를 감소 및/또는 제거하기 위해 처리 챔버들 사이에서 진공 반송(또는 거의 진공 반송)을 갖는 하나의 처리 플랫폼에서 구성될 필요가 있다. 이러한 공정 통합은, 예를 들어 (1) 패터닝된 포토레지스트 층 이후의 포토레지스트 스트립에 의해 마스킹된 워크피스 상에 이온 주입; (2) 패터닝된 포토레지스트 층 이후의 포토레지스트 스트립에 의해 마스킹된 워크피스 상의 이온 또는 라디칼 또는 화학적 건식 에칭; (3) 순차적인 다중 막 증착 단계(예를 들어, 무산소 인터페이스를 형성하기 위해 진공 브레이크 없이 순차적인 폴리-실리콘 증착 및 금속 증착); (4) 순차적인 다중 필름 에칭 단계(예를 들어, 유전체 막 에칭 공정 이후의 금속막 에칭 공정); (5) 막 증착 이후의 막 에칭(예를 들어, 스페이서 형성 스킴에서 유전체 증착 공정 이후의 유전체 에칭 공정); (6) 표면 처리 이후의 막 증착(예를 들어, 표면 세정 이후의 에피택셜 성장); (7) 막 증착 이후의 표면 처리; (8) 표면 처리 이후의 막 에칭; (9) 표면 처리 이후의 표면 처리; (10) 막 증착 이후의 급속 열 어닐링 등을 포함할 수 있다.
워크피스 핸들링 로봇은 워크피스 처리 시스템에서 상이한 처리 챔버 및 다른 구성요소(예를 들어, 로드록 챔버) 사이에서 워크피스를 반송하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 워크피스 핸들링 로봇은 단일 워크피스 챔버의 전방에 있도록 회전될 수 있다. 워크피스는 워크피스 핸들링 로봇 상의 아암의 연장부를 갖는 단일 워크피스 챔버로 반송될 수 있다. 동일한 또는 상이한 종류의 다수의 단일 워크피스 챔버는 단일 반송 챔버 상에 통합될 수 있다.
듀얼 워크피스 챔버로의 워크피스 반송은 동일한 챔버 내의 2개의 처리 스테이션에서 2개의 워크피스의 위치설정을 고려할 수 있다. 워크피스를 듀얼 워크피스 챔버로 반송하도록 구성된 워크피스 핸들링 로봇은 듀얼 워크피스 챔버 내의 2개의 처리 스테이션들 사이의 공간과 정렬하도록 아암들 사이에 고정된 간격을 갖는 2개의 아암을 구비할 수 있다. 듀얼 워크피스 챔버 내의 2개의 워크피스를 동시에 위치설정하기 위해, 워크피스 핸들링 로봇은 듀얼 워크피스 챔버의 전방에서 회전될 수 있고, 워크피스 핸들링 로봇의 2개의 아암은 듀얼 워크피스 챔버 내의 각각의 처리 스테이션에서 워크피스를 배치하도록 연장될 수 있다.
일부 경우들에서, 처리 플랫폼에서 단일 반송 챔버 상의 워크피스들 사이에 상이한 간격을 갖는 듀얼 워크피스 챔버를 통합하는 것이 바람직할 수 있다. 또한, 처리 플랫폼 내의 단일 반송 챔버 상에 하나 이상의 단일 워크피스 챔버를 구비하는 것이 바람직할 수 있다.
본 개시내용의 예시적인 관점에 따르면, 워크피스 핸들링 로봇은 단일 전달 챔버와 공정 흐름 연통하는 복수의 상이한 처리 챔버 설계들 사이에서 워크피스를 반송하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 상이한 처리 챔버 설계는, 예를 들어 처리 스테이션들 사이에 상이한 간격을 갖는 다수의 듀얼 워크피스 챔버를 구비할 수 있다. 일부 실시예에서, 상이한 처리 챔버 설계는, 예를 들어 듀얼 워크피스 챔버 및 하나 이상의 단일 워크피스 챔버를 구비할 수있다. 일부 실시예에서, 상이한 처리 챔버 설계는, (예를 들어, 처리 스테이션들 사이의 상이한 간격을 갖는) 다수의 듀얼 워크피스 챔버 및 하나 이상의 단일 워크피스 챔버를 구비할 수 있다.
일부 예시적인 실시예에서, 워크피스 핸들링 로봇은 2개의 아암을 가질 수 있다. 각각의 아암은 하나 이상의 워크피스를 픽업, 지지 및/또는 드롭 오프하도록 구성된 워크피스 핸들링 구성요소(예를 들어, 워크피스 블레이드, 엔드 이펙터 등)를 가질 수 있다. 워크피스 핸들링 로봇은 워크피스 핸들링 로봇이 반송 챔버 내에서 축을 중심으로 회전하게 하는 회전축에 대해 제1 자유도를 가질 수 있다. 워크피스 핸들링 로봇은 2개의 아암의 연장부에서 제2 자유도를 가질 수 있다. 본 개시내용의 특정 관점에 따르면, 워크피스 핸들링 로봇은 2개의 아암들 사이의 간격(예를 들어, 측방향 간격)의 조정을 허용하는 제3 자유도를 가질 수 있다. 2개의 아암들 사이의 간격은 반송 챔버 상에 통합된 상이한 듀얼 워크피스 챔버에서 워크피스 처리 스테이션들 사이의 상이한 간격과 정렬하도록 조정될 수 있다.
일부 예시적인 실시예에서, 워크피스 핸들링 로봇은 2개 이상의 아암을 가질 수 있다. 각각의 아암은 하나 이상의 워크피스를 픽업, 지지 및/또는 드롭 오프하도록 구성된 워크피스 핸들링 구성요소(예를 들어, 워크피스 블레이드, 엔드 이펙터 등)를 가질 수 있다. 워크피스 핸들링 로봇은 워크피스 핸들링 로봇이 반송 챔버 내의 축을 중심으로 회전하게 하는 회전축에 대한 제1 자유도를 가질 수 있다. 워크피스 핸들링 로봇은 2개 이상의 아암의 연장부에서 제2 자유도를 가질 수 있다. 본 개시내용의 특정 관점에 따르면, 로봇 아암은 2개 이상의 워크피스가 듀얼 워크피스 챔버에서 상이한 워크피스 처리 스테이션에 독립적으로 반송될 수 있도록 서로에 대해 독립적으로 연장가능하다. 이는 워크피스 처리 스테이션들 사이의 상이한 간격을 갖는 다수의 듀얼 워크피스 챔버에 워크피스의 반송을 수용할 수 있다. 또한, 아암의 독립적인 연장부는 마찬가지로 워크피스의 단일 워크피스 챔버로의 반송을 제공할 수 있다. 이는 동일한 반송 챔버 상에서 단일 워크피스 챔버 및 듀얼 워크피스 챔버의 통합을 가능하게 할 수 있다.
이러한 방식으로, 본 개시내용의 예시적인 관점은 다수의 기술적 효과 및 이점을 가질 수 있다. 예를 들어, 다수의 상이한 워크피스 처리 챔버는 처리 플랫폼에서 단일 반송 챔버 상에 통합될 수 있다. 워크피스는 진공 브레이크 없이 단일 워크피스 핸들링 로봇을 이용하여 상이한 워크피스 처리 챔버들 사이에서 반송될 수 있다. 이러한 방식으로, 다수의 공정 통합이 워크피스 처리 플랫폼 상에서 구현될 수 있다. 이러한 공정 통합은, 예를 들어 (l) 패터닝된 포토레지스트층 이후의 포토레지스트 스트립에 의해 마스킹된 워크피스 상에 이온 주입; (2) 패터닝된 포토레지스트 층 이후의 포토레지스트 스트립에 의해 마스킹된 워크피스 상의 이온 또는 라디칼 또는 화학적 건식 에칭; (3) 순차적인 다수의 막 증착 단계(예를 들어, 무산소 인터페이스를 형성하기 위한 진공 브레이크 없이 순차적인 폴리-실리콘 증착 및 금속 증착); (4) 순차적인 다수의 막 에칭 단계(예를 들어, 유전체 막 에칭 공정 이후의 금속 막 에칭 공정); (5) 막 증착 이후의 막 에칭(예를 들어, 스페이서 형성 스킴에서 유전체 증착 공정 이후의 유전체 에칭 공정); (6) 표면 처리 이후의 막 증착(예를 들어, 표면 세정 이후의 에피택셜 막 성장); (7) 막 증착 이후의 표면 처리; (8) 표면 처리 이후의 막 에칭; (9) 표면 처리 이후의 표면 처리;(10) 막 증착 이후의 급속 열 어닐링 등을 포함한다.
본 개시내용의 예시적인 실시예에서 수정 및 변형이 이루어질 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한 복수의 지시 대상을 포함한다. "제1", "제2", "제3" 및 "제4"는 식별자로서 사용되며, 처리 순서에 관한 것이다. 예시적인 관점은 예시 및 기술을 위해 "기판", "웨이퍼" 또는 "워크피스"를 참조하여 논의될 수 있다. 본원에 제공된 개시내용을 이용하여 당업자는 본 개시내용의 예시적인 관점이 임의의 적절한 워크피스와 함께 사용될 수 있음을 이해할 것이다. 수치값과 함께 사용된 용어 "약"은 언급된 수치 값의 20% 이내를 지칭한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "거의 진공(near vacuum)"은 약 10 Torr 미만을 지칭한다.
이제 도면을 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예가 상세히 설명될 것이다. 도 1은 본 개시내용의 예시적인 실시예에 따른 처리 플랫폼(100)을 도시한다. 처리 플랫폼(100)은 전방 단부(112), 로드록 챔버(114), 반송 챔버(115), 및 제1 처리 챔버(120) 및 제2 처리 챔버(130)를 구비하는 복수의 처리 챔버를 포함할 수 있다.
전방 단부(112)는, 예를 들어 대기압에서 유지되도록 구성될 수 있고, 워크피스 입력 디바이스(1180)와 결합하도록 구성될 수 있다. 워크피스 입력 디바이스들(118)은, 예를 들어 카세트, 전방 개방 통합 포드(front opening unified pod), 또는 복수의 워크피스를 지지하기 위한 다른 디바이스를 구비할 수 있다. 워크피스 입력 디바이스(118)는 처리 플랫폼(100)에 전-공정 워크피스를 제공하거나 또는 처리 플랫폼(100)으로부터 후-공정 워크피스를 수용하는데 사용될 수 있다.
전방 단부(112)는 워크피스 입력 디바이스(118)로부터, 예를 들어 로드록 챔버(114)에, 예컨대 로드록 챔버(114)에 위치된 워크피스 지지 칼럼(110)으로 그리고 그로부터 워크피스를 반송하기 위한 하나 이상의 워크피스 핸들링 로봇(도시되지 않음)을 구비할 수 있다. 일 예에서, 전방 단부(112)에서의 워크피스 핸들링 로봇은 로드록 챔버(114)에 전-공정 워크피스를 반송할 수 있고, 로드록 챔버(114)로부터 워크피스 입력 디바이스(118) 중 하나 이상으로 후-공정 워크피스를 반송할 수 있다. 워크피스를 반송하기 위한 임의의 적합한 로봇이 본 개시내용의 범위를 벗어나지 않고 전방 단부(112)에서 사용될 수 있다. 워크피스는 적절한 슬릿, 개구, 또는 구멍을 통해 로드록 챔버(114)로 또는 그로부터 반송될 수 있다.
로드록 챔버(114)는 적층된 배열로 복수의 워크피스를 지지하도록 구성된 워크피스 지지 칼럼(110)을 갖는 반송 위치를 구비할 수 있다. 워크피스 지지 칼럼(110)은, 예를 들어 복수의 선반을 구비할 수 있다. 각각의 선반은 하나 이상의 워크피스를 지지하도록 구성될 수 있다. 일 예시적인 실시예에서, 워크피스 지지 칼럼(110)은 전-공정 워크피스를 지지하기 위한 하나 이상의 선반 및 후-공정 워크피스를 지지하기 위한 하나 이상의 선반을 구비할 수 있다.
도 2는 본 개시내용의 예시적인 실시예에 따른 예시적인 워크피스 지지 칼럼(110)의 측면도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 워크피스 지지 칼럼은 복수의 선반(11)을 구비할 수 있다. 각각의 선반(111)은 워크피스(113)를 지지하도록 구성될 수 있어서, 복수의 워크피스(113)가 수직/적층된 배열로 워크피스 지지 칼럼(110) 상에 배치될 수 있다.
도 1을 참조하면, 로드록 챔버(114)는, 제1 처리 챔버(120) 및/또는 제2 처리 챔버(130)와 같은 처리 챔버로 워크피스를 반송하기 전에, 전방 단부(112)와 연관된 압력으로부터 진공 또는 거의 진공 압력 또는 다른 공정 압력과 같은 공정 압력으로 워크피스를 둘러싸는 압력을 조정하는데 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 적절한 밸브가 로드록 챔버(114) 및 다른 챔버와 함께 제공되어 워크피스를 처리하기 위한 공정 압력을 적절하게 조정할 수 있다. 로드록 챔버(114)는 예를 들어 슬릿 도어에 의해 반송 챔버(115)로부터 격리될 수 있다. 로드록 챔버(114)는 약 10 torr 미만의 압력으로부터 대기압으로 작동될 수 있다.
제1 처리 챔버(120) 및 제2 처리 챔버(130)는 진공 어닐링 공정, 표면 처리 공정, 건식 스트립 공정, 건식 에칭 공정, 증착 공정, 및 다른 공정과 같은 워크피스들 상에서 다양한 워크피스 처리 중 임의의 것을 수행하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 처리 챔버(120) 및/또는 제2 처리 챔버(130)는 에칭 공정 챔버, 건식 스트립 공정 챔버, 증착 공정 챔버, 열 공정 챔버(예를 들어, 어닐링 공정 챔버), 이온 주입 공정 챔버, 또는 표면 처리 공정 중 하나 이상일 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 처리 챔버(120) 및/또는 제2 처리 챔버(130) 중 하나 이상은,예를 들어 유도 결합 플라즈마(ICP) 소스, 마이크로파 소스, 표면파 플라즈마 소스, ECR 플라즈마 소스, 및 용량 결합형(평행 플레이트) 플라즈마 소스와 같은 플라즈마-기반 공정 소스를 구비할 수 있다. 제1 처리 챔버(120) 및 제2 처리 챔버(130)는 약 10 torr 미만의 압력에서 작동할 수 있다.
도시된 바와 같이, 제1 처리 챔버(120) 및 제2 처리 챔버(130) 각각은 듀얼 워크피스 처리 챔버이다. 제1 처리 챔버(120) 및 제2 처리 챔버(130) 각각은 한 쌍의 워크피스가 동일한 공정에 동시에 노출될 수 있도록 나란한 배열(side-by-side arrangement)로 한 쌍의 처리 스테이션을 구비한다.
보다 구체적으로, 제1 처리 챔버(120)는 나란한 배열로 제1 처리 스테이션(122) 및 제2 처리 스테이션(124)을 구비할 수 있다. 제1 처리 스테이션(122) 및 제2 처리 스테이션(124)은 제1 거리(d1)만큼 분리될 수 있다. 제2 처리 챔버(130)는 나란한 배열로 제3 처리 스테이션(132) 및 제4 처리 스테이션(134)을 구비할 수 있다. 제3 처리 스테이션(132) 및 제4 처리 스테이션(134)은 제2 거리(d2)만큼 분리될 수 있다. 제2 거리(d2)는 제1 거리(d1)와 상이할 수 있다. 예를 들어, 제2 거리(d2)는 제1 거리(d1)보다 작을 수 있다.
각각의 처리 스테이션은 처리 동안 워크피스를 지지하기 위한 워크피스 지지부(예를 들어, 페데스탈)를 구비할 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 처리 스테이션은 워크피스를 지지하기 위한 2개의 부분을 갖는 공통 페디스털(common pedestal)을 공유할 수 있다. 제1 처리 챔버(120) 및/또는 제2 처리 챔버(130)는 처리를 위해 반송 챔버(115)로부터 선택적으로 밀봉될 수 있다.
본 개시내용의 특정 관점에 따르면, 반송 챔버(115)는 워크피스 핸들링 로봇(150)을 구비할 수 있다. 워크피스 핸들링 로봇(150)은 로드록 챔버(114) 내의 워크피스 지지 칼럼(110)으로부터 제1 처리 챔버(120) 및/또는 제2 처리 챔버(130)내의 처리 스테이션에 워크피스를 반송하도록 구성될 수 있다. 또한, 워크피스 핸들링 로봇(150)은 제1 처리 챔버(120)와 제2 처리 챔버(130) 사이에서 워크피스를 반송할 수 있다. 예를 들어, 워크피스 핸들링 로봇(150)은 로드록 챔버(114) 내의 워크피스 지지 칼럼(110)으로부터 제1 처리 챔버(120) 내의 2개의 나란한 처리 스테이션(122, 124)으로 워크피스를 반송할 수 있다. 유사하게, 워크피스 핸들링 로봇(150)은 로드록 챔버(114) 내의 워크피스 지지 칼럼(110)으로부터 제2 처리 챔버(130) 내의 2개의 나란한 처리 스테이션(132, 134)으로 워크피스를 반송할 수 있다.
본 개시내용의 예시적인 관점에 따르면, 워크피스 핸들링 로봇(150)은 상이한 거리만큼 분리된 처리 스테이션을 갖는 처리 챔버(120) 및 처리 챔버(130) 사이에서와 같이, 상이한 처리 챔버 설계들 사이에서 워크피스의 반송을 지지하는 다양한 구성을 가질 수 있다.
도 3은 본 개시내용의 예시적인 실시예에 따라 워크피스를 반송하도록 구성된 예시적인 워크피스 핸들링 로봇(150)을 도시한다. 워크피스 핸들링 로봇은 제1 로봇 아암(152) 및 제2 로봇 아암(154)을 구비할 수 있다. 제1 워크피스 핸들링 구성요소(162)는 제1 로봇 아암(152)과 연관될 수 있다. 제1 워크피스 핸들링 구성요소(162)는 하나 이상의 워크피스를 픽업, 보유 및 드롭 오프하도록 구성된 워크피스 블레이드, 엔드 이펙터 등일 수 있다. 제2 워크피스 핸들링 구성요소(164)는 제2 로봇 아암(154)과 연관될 수 있다. 제2 워크피스 핸들링 구성요소(164)는 하나 이상의 워크피스를 픽업, 보유 및 드롭 오프하도록 구성된 워크피스 블레이드, 엔드 이펙터 등일 수 있다.
워크피스 핸들링 로봇(150)은 적어도 3가지 자유도로 작동하도록 구성된다. 예를 들어, 워크피스 핸들링 로봇(150)은 워크피스 핸들링 로봇(150)이 축을 중심으로 회전할 수 있도록 제1 자유도(172)에서 작동할 수 있다. 이러한 방식으로, 워크피스 핸들링 로봇(150)은 로드록 챔버(114), 제1 처리 챔버(120) 및 제2 처리 챔버(130)의 전방에서 로봇 아암(152, 154)을 선택적으로 위치시키도록 플랫폼(100)의 반송 챔버(115) 내의 축을 중심으로 회전할 수 있다.
도 3을 참조하면, 워크피스 핸들링 로봇(150)은 로봇 아암(152, 154) 모두가 동시에(예를 들어, 독립적이지 않음) 동일한 방향으로 신장 및/또는 수축되도록 제2 자유도(174)를 갖는다. 이러한 방식으로, 제1 로봇 아암(152) 및 제2 로봇 아암(154)은 제1 처리 스테이션(120) 및 제2 처리 스테이션(130) 내의 처리 스테이션으로부터 워크피스를 픽업 및/또는 드롭 오프하도록 동시에 연장될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 워크피스 핸들링 로봇(150)은 제1 로봇 아암(152)과 제2 로봇 아암(154) 사이의 거리에 대한 측방향 조정을 제공하는 제3 자유도(175)를 갖는다. 이러한 방식으로, 워크피스 핸들링 로봇(150)은 제1 처리 챔버(120) 및 제2 처리 챔버(130) 내의 상이한 거리만큼 분리된 처리 스테이션들 사이에서 워크피스의 반송을 수용할 수 있다.
특히, 도 1을 참조하면, 워크피스 핸들링 로봇(150)은 제1 로봇 아암(152) 및 제2 로봇 아암(154)이 제1 처리 챔버(120)를 향하도록 제1 위치로 회전될 수 있다. 제1 로봇 아암(152)과 제2 로봇 아암(154) 사이의 측방향 거리는 제1 처리 스테이션(122)과 제2 처리 스테이션(124) 사이의 거리(d1)에 기초하여 조정될 수 있다. 제1 로봇 아암(152) 및 제2 로봇 아암(154)은 제1 처리 스테이션(122) 및 제2 처리 스테이션(124)으로부터 워크피스를 동시에 픽업 및/또는 드롭 오프하도록 연장될 수 있다.
워크피스 핸들링 로봇(150)은 제1 로봇 아암(152) 및 제2 로봇 아암(154)이 제2 처리 챔버(130)를 향하도록 제2 위치로 회전될 수 있다. 제1 로봇 아암(152)과 제2 로봇 아암(154) 사이의 측방향 거리는 제3 처리 스테이션(132)과 제4 처리 스테이션(134) 사이의 거리(d2)에 기초하여 조정될 수 있다. 제1 로봇 아암(152) 및 제2 로봇 아암(154)은 제3 처리 스테이션(132) 및 제4 처리 스테이션(134)으로부터 워크피스를 동시에 픽업 및/또는 드롭 오프하도록 연장될 수 있다.
도 4는 본 개시내용의 예시적인 실시예에 따라 워크피스를 반송하도록 구성된 예시적인 워크피스 핸들링 로봇(150)을 도시한다. 도 4의 워크피스 핸들링 로봇(150)은 본 개시내용의 예시적인 관점에 따른 아암의 독립적인 연장부를 사용하여 상이한 처리 스테이션으로 워크피스를 반송하도록 구성된다.
예를 들어, 워크피스 핸들링 로봇(150)은 제1 로봇 아암(152) 및 제2 로봇 아암(154)을 구비할 수 있다. 제1 워크피스 핸들링 구성요소(162)는 제1 로봇 ㅇ아(152)과 연관될 수 있다. 제1 워크피스 핸들링 구성요소(162)는 하나 이상의 워크피스를 픽업, 보유 및 드롭 오프하도록 구성된 워크피스 블레이드, 엔드 이펙터 등일 수 있다. 제2 워크피스 핸들링 구성요소(164)는 제2 로봇 아암(162)과 연관될 수 있다. 제2 워크피스 핸들링 구성요소(164)는 하나 이상의 워크피스를 픽업, 보유 및 드롭 오프하도록 구성된 워크피스 블레이드, 엔드 이펙터 등일 수 있다.
워크피스 핸들링 로봇(150)은, 워크피스 핸들링 로봇(150)이 축을 중심으로 회전할 수 있도록 회전 자유도(172)에서 작동할 수 있다. 이러한 방식으로, 워크피스 핸들링 로봇(150)은 플랫폼(100)(예컨대, 도 1)의 반송 챔버(115) 내의 축을 중심으로 회전하여 로드록 챔버(114), 제1 처리 챔버(120) 및 제2 처리 챔버(130)의 전방에서 로봇 아암(152, 154)을 선택적으로 위치시킬 수 있다.
워크피스 핸들링 로봇(150)은, 예를 들어 처리 챔버(120) 내의 2개의 처리 스테이션(122, 124)에 워크피스를 반송하기 위해 (예를 들어, 독립적인 구동 메커니즘을 사용하여) 2개의 로봇 아암을 독립적으로 연장 및/또는 수축하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 워크피스 핸들링 로봇(150)은 제1 로봇 아암(152) 및 제2 로봇 아암(154)이 처리 챔버(120)에 대면하는 위치로 회전될 수 있다. 제1 로봇 아암(152)은 처리 챔버(120) 내의 제1 처리 스테이션(122)에서 워크피스를 배치하기 위해 제2 로봇 아암(154)에 대해 독립적으로 연장될 수 있다. 워크피스가 제1 처리 스테이션(122)에 위치되면, 제1 로봇 아암(152)은 제2 로봇 아암(154)에 대해 독립적으로 수축될 수 있다. 제2 로봇 아암(154)은 제1 로봇 아암(152)에 대해 독립적으로 연장되어 처리 챔버(120) 내의 제2 처리 스테이션(124)에 워크피스를 위치시킬 수 있다. 워크피스가 제2 처리 스테이션(124)에 위치되면, 제2 로봇 아암(154)은 제1 로봇 아암(152)에 대해 독립적으로 수축될 수 있다. 로봇 아암(152, 154)은 도 4에 도시된 바와 같이 독립적으로 연장 및 수축될 수 있다.
추가적으로 및/또는 대안적으로, 로봇 아암(152, 154)은 상이한 처리 스테이션에서 워크피스를 동시에 픽업 및/또는 드롭 오프하도록 독립적으로 연장 및/또는 수축될 수 있다. 이러한 방식으로, 도 4의 워크피스 핸들링 로봇(150)은 제1 처리 챔버(120) 및 제2 처리 챔버(130)에서 상이한 거리만큼 분리된 처리 스테이션들 사이에서 워크피스들의 반송을 수용할 수 있다. 도 4의 워크피스 핸들링 로봇(150)을 사용하는 워크피스의 예시적인 반송은 아래의 도 5a, 5b, 5c, 5d 및 6a, 6b, 6c, 6d, 6e 및 6f를 참조하여 보다 상세하게 기술될 것이다.
도 5a 내지 도 5d를 참조하면, 본 개시내용의 예시적 실시예에 따른 처리 플랫폼(100)에서의 예시적인 워크피스 핸들링 로봇(150)의 작동이 설명된다. 워크피스 핸들링 로봇(150)은 도 4에 도시된 워크피스 핸들링 로봇(150)과 유사할 수 있고, 복수의 로봇 아암 각각의 독립적인 연장 및/또는 수축을 제공하도록 구성될 수 있다.
보다 구체적으로, 예를 들어, 워크피스 핸들링 로봇(150)은 제1 로봇 아암(152) 및 제2 로봇 아암(154)을 구비할 수 있다. 제1 워크피스 핸들링 구성요소는 제1 로봇 아암(152)과 연관될 수 있다. 제1 워크피스 핸들링 구성요소는 하나 이상의 워크피스를 픽업, 보유 및 드롭 오프하도록 구성된 워크피스 블레이드, 엔드 이펙터 등일 수 있다. 제2 워크피스 핸들링 구성요소는 제2 로봇 아암(154)과 연관될 수 있다. 제2 워크피스 핸들링 구성요소는 하나 이상의 워크피스를 픽업, 보유 및 드롭 오프하도록 구성된 워크피스 블레이드, 엔드 이펙터 등일 수 있다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 로터리 로봇(150)의 로봇 아암(152, 154) 모두는 로드록 챔버(114) 내의 워크피스 지지 칼럼(110)으로부터 워크피스를 파지하도록 독립적으로 연장될 수 있다. 예를 들어, 로봇 아암(152)은 워크피스 지지 칼럼(110)으로부터 워크피스를 파지하도록 연장될 수 있다. 로봇 아암(154)은 워크피스 지지 칼럼(110)으로부터 워크피스를 파지하도록 연장될 수 있다. 일부 실시예에서, 로봇 아암(152, 154)은 워크피스 지지 칼럼(110)으로부터 워크피스를 동시에 파지하도록 연장될 수 있다. 워크피스 지지 칼럼으로부터 워크피스를 파지한 후, 워크피스 핸들링 로봇(150)은 로봇 아암(152, 154)을 수축된 위치로 수축시키도록 작동될 수 있다.
도 5b에 도시된 바와 같이, 워크피스 핸들링 로봇(150)은 로봇 아암(152, 154)이 제1 처리 챔버(120)를 향하도록 회전될 수 있다. 제1 처리 챔버는 거리(d1)의 의해 분리된 제1 처리 스테이션(122) 및 제2 처리 스테이션(124)을 갖는 듀얼 워크피스 처리 챔버일 수 있다. 로봇 아암(152, 154)은 제1 처리 스테이션(122) 및 제2 처리 스테이션(124) 상에 각각 워크피스를 개별적으로 위치시키도록 (예를 들어, 독립적인 구동 메커니즘을 사용하여) 서로 독립적으로 연장될 수 있다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 워크피스 핸들링 로봇(150)은 제1 처리 스테이션(122) 및 제2 처리 스테이션(124) 상에 워크피스를 동시에 위치시키기 위해 로봇 아암(152, 154)을 연장하도록 구성될 수 있다.
워크피스는 제1 처리 챔버(120) 내에서 제1 공정(예를 들어, 열처리 공정, 어닐링 공정, 에칭 공정, 스트립 공정, 증착 공정, 표면 처리 공정)을 받을 수 있다. 제1 공정의 완료 후에, 워크피스 핸들링 로봇(150)은 로봇 아암(152, 154)의 독립적인 연장부를 사용하여 워크피스 처리 스테이션(122, 124)으로부터 워크피스를 파지하도록 구성될 수 있다. 워크피스를 파지한 후에, 워크피스 핸들링 로봇(150)은 (예를 들어, 독립적인 구동 메커니즘을 사용하여) 로봇 아암(152, 154)을 수축된 위치로 수축하도록 작동될 수 있다.
도 5c에 도시된 바와 같이, 워크피스 핸들링 로봇(150)은 로봇 아암(152, 154)이 제2 처리 챔버(130)에 대면향하도록 회전될 수 있다. 제2 처리 챔버는 거리(d2)만큼 분리된 제3 처리 스테이션(132) 및 제4 처리 스테이션(134)을 갖는 듀얼 워크피스 처리 챔버일 수 있다. 거리(d2)는 제1 처리 챔버와 연관된 거리(d1)와 상이할 수 있다.
로봇 아암(152, 154)은 제3 처리 스테이션(132) 및 제4 처리 스테이션(134)상에 각각 워크피스를 개별적으로 배치하기 위해 (예를 들어, 독립적인 구동 메커니즘을 사용하여) 서로 독립적으로 연장될 수 있다. 예를 들어, 도 5c에 도시된 바와 같이, 워크피스 핸들링 로봇(150)은 제2 로봇 아암(154)을 먼저 연장하여 제4 처리 스테이션(134) 상에 워크피스를 배치하도록 구성될 수 있다. 그 다음, 워크피스 핸들링 로봇(150)은 제2 로봇 아암(154)을 수축시킬 수 있다. 그 다음, 도 5d에 도시된 바와 같이, 워크피스 핸들링 로봇(150)은 제1 로봇 아암(152)을 연장하여 제3 처리 스테이션(132) 상에 워크피스를 위치시킬 수 있다. 그 다음, 워크피스 핸들링 로봇(150)은 제1 로봇 아암(152)을 수축시킬 수 있다. 대안적인 실시예에서, 워크피스 핸들링 로봇(150)은 제1 로봇 아암(152) 및 제2 로봇 아암(154)을 연장하여 제3 처리 스테이션(132) 및 제4 처리 스테이션(134) 상에 워크피스를 동시에 배치하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 워크피스 핸들링 로봇은 처리 스테이션들 사이에 상이한 간격을 갖는 듀얼 워크피스 챔버들 사이에서 워크피스의 반송을 수용할 수 있다.
워크피스는 제2 처리 챔버(120) 내에서 공정(예를 들어, 열처리 공정, 어닐링 공정, 에칭 공정, 스트립 공정, 증착 공정, 표면 처리 공정)을 받을 수 있다. 제2 공정은 제1 공정과 상이할 수 있다. 제2 공정을 완료한 후에, 워크피스 핸들링 로봇(150)은 로봇 아암(152, 154)의 독립적인 연장부를 사용하여 워크피스 처리 스테이션(132, 134)으로부터 워크피스를 파지하여 로드록 챔버(114) 내의 워크피스 지지 칼럼(110)으로 다시 반송시키도록 구성될 수 있다.
도 6a 내지 6f는 본 개시내용의 예시적인 관점에 따른 처리 플랫폼(200)에서의 예시적인 워크피스 핸들링 로봇(150)의 예시적인 작동을 도시한다. 워크피스 핸들링 로봇(150)은 도 4에 도시된 워크피스 핸들링 로봇(150)과 유사할 수 있고, 복수의 로봇 아암 각각의 독립적인 연장 및/또는 수축을 제공하도록 구성될 수 있다.
보다 구체적으로, 예를 들어, 워크피스 핸들링 로봇(150)은 제1 로봇 아암(152) 및 제2 로봇 아암(154)을 구비할 수 있다. 제1 워크피스 핸들링 구성요소는 제1 로봇 아암(152)과 연관될 수 있다. 제1 워크피스 핸들링 구성요소는 하나 이상의 워크피스를 픽업, 보유 및 드롭 오프하도록 구성된 워크피스 블레이드, 엔드 이펙터 등일 수 있다. 제2 워크피스 핸들링 구성요소는 제2 로봇 아암(154)과 연관될 수 있다. 제2 워크피스 핸들링 구성요소는 하나 이상의 워크피스를 픽업, 보유 및 드롭 오프하도록 구성된 워크피스 블레이드, 엔드 이펙터 등일 수 있다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 로터리 로봇(150)의 로봇 아암(152, 154) 모두는 로드록 챔버(214) 내의 워크피스 지지 칼럼(210)으로부터 워크피스를 파지하도록 (예를 들어, 독립적인 구동 메커니즘을 사용하여) 독립적으로 연장될 수 있다. 예를 들어, 로봇 아암(152)은 워크피스 지지 칼럼(210)으로부터 워크피스를 파지하도록 연장될 수 있다. 로봇 아암(154)은 워크피스 지지 칼럼(210)으로부터 워크피스를 파지하도록 연장될 수 있다. 일부 실시예에서, 로봇 아암(152, 154)은 워크피스 지지 칼럼(110)으로부터 워크피스를 동시에 파지하도록 연장될 수 있다. 워크피스 지지 칼럼(210)으로부터 워크피스를 파지한 후에, 워크피스 핸들링 로봇(150)은 로봇 아암(152, 154)을 수축된 위치로 수축시키도록 작동될 수 있다.
도 6b에 도시된 바와 같이, 워크피스 핸들링 로봇(150)은 로봇 아암(152, 154)이 제1 처리 챔버(220)를 대면하도록 회전될 수 있다. 제1 처리 챔버는 거리(d1)만큼 분리된 제1 처리 스테이션(222) 및 제2 처리 스테이션(224)을 갖는 듀얼 워크피스 처리 챔버일 수 있다. 제1 처리 챔버(220)는 10 Torr 미만의 압력에서 작동할 수 있다. 로봇 아암(152, 154)은 제1 처리 스테이션(222) 및 제2 처리 스테이션(224) 상에 각각 워크피스를 개별적으로 위치시키기 위해 (예를 들어, 독립적인 구동 메커니즘을 사용하여) 서로 독립적으로 연장될 수 있다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 워크피스 핸들링 로봇(150)은 로봇 아암(152, 154)을 연장하여 제1 처리 스테이션(222) 및 제2 처리 스테이션(224) 상에 워크피스를 동시에 배치하도록 구성될 수 있다.
워크피스는 제1 처리 챔버(120) 내에서 공정(예를 들어, 열처리 공정, 어닐링 공정, 에칭 공정, 스트립 공정, 증착 공정, 표면 처리 공정)을 받을 수 있다. 공정의 완료 후에, 워크피스 핸들링 로봇(150)은 로봇 아암(152, 154)의 독립적인 연장부를 사용하여 워크피스 처리 스테이션(222, 224)으로부터 워크피스를 파지하도록 구성될 수 있다. 워크피스를 파지한 후에, 워크피스 핸들링 로봇(150)은 (예를 들어, 독립적인 구동 메커니즘을 이용하여) 로봇 아암(152, 154)을 수축된 위치로 수축시키도록 작동될 수 있다.
도 6c 및 도 6d에 도시된 바와 같이, 워크피스 핸들링 로봇(150)은 로봇 아암(152, 154)이 제2 및 제3 처리 챔버들(240, 250)을 대면하도록 회전될 수 있다. 제2 처리 챔버(240)는 단일 처리 스테이션(242)을 갖는 단일 워크피스 처리 챔버일 수 있다. 제3 처리 챔버(250)는 단일 처리 스테이션(252)을 갖는 단일 워크피스 처리 챔버일 수 있다. 제2 처리 챔버(240) 및 제3 처리 챔버 각각은 약 10 Torr 미만의 압력에서 작동할 수 있다.
도 6c에 도시된 바와 같이, 워크피스 핸들링 로봇(150)은 제2 아암(154)을 연장하여 제2 처리 챔버(240) 내에 워크피스를 배치시킬 수 있다. 워크피스는 제2 처리 챔버(240) 내에서 공정(예를 들어, 열처리 공정, 어닐링 공정, 에칭 공정, 스트립 공정, 증착 공정, 표면 처리 공정)을 받을 수 있다. 공정의 완료 후에, 워크피스 핸들링 로봇(150)은 로봇 아암(154)의 독립적인 연장부를 사용하여 워크피스 처리 스테이션(242)으로부터 워크피스를 파지하도록 구성될 수 있다. 워크피스를 파지한 후에, 워크피스 핸들링 로봇(150)은 로봇 아암(154)을 수축된 위치로 수축시키도록 작동될 수 있다.
마찬가지로, 도 6d에 도시된 바와 같이, 워크피스 핸들링 로봇(150)은 제1 아암(152)을 연장하여 제3 처리 챔버(250) 내에 워크피스를 배치시킬 수 있다. 워크피스는 제3 처리 챔버(250) 내에서 공정(예를 들어, 열처리 공정, 어닐링 공정, 에칭 공정, 스트립 공정, 증착 공정, 표면 처리 공정)을 받을 수 있다. 공정의 완료 후에, 워크피스 핸들링 로봇(150)은 로봇 아암(152)의 독립적인 연장부를 사용하여 워크피스 처리 스테이션(252)으로부터 워크피스를 파지하도록 구성될 수 있다. 워크피스를 파지한 후에, 워크피스 핸들링 로봇(150)은 로봇 아암(152)을 수축된 위치로 수축시키도록 작동될 수 있다.
도 6f에 도시된 바와 같이, 워크피스 핸들링 로봇(150)은 로봇 아암(152, 154)이 제4 처리 챔버(230)를 향하도록 회전될 수 있다. 제4 처리 챔버(230)는 10 미만의 압력에서 작동될 수 있다. 제4 처리 챔버(230)는 거리(d2)만큼 분리된 제3 처리 스테이션(232) 및 제4 처리 스테이션(234)을 갖는 듀얼 워크피스 처리 챔버일 수 있다. 거리(d2)는 제1 처리 챔버(220)와 연관된 거리(d1)와 상이할 수 있다.
로봇 아암(152, 154)은 제3 처리 스테이션(232) 및 제4 처리 스테이션(234) 상에 각각 워크피스를 개별적으로 배치하기 위해 (예를 들어, 독립적인 구동 메커니즘을 사용하여) 서로 독립적으로 연장될 수 있다. 도 6f에 도시된 바와 같이, 워크피스 핸들링 로봇(150)은 로봇 아암(152, 154)을 연장하여 제3 처리 스테이션(232) 및 제4 처리 스테이션(234) 상에 워크피스를 동시에 배치하도록 구성될 수 있다.
워크피스는 제4 처리 챔버(230) 내에서 공정(예를 들어, 열처리 공정, 어닐링 공정, 에칭 공정, 스트립 공정, 증착 공정, 표면 처리 공정)을 받을 수 있다. 공정의 완료 후에, 워크피스 핸들링 로봇(150)은 로봇 아암(152, 154)의 독립적인 연장부를 사용하여 워크피스 처리 스테이션(232, 234)으로부터 워크피스를 파지하도록 구성될 수 있다. 워크피스를 파지한 후에, 워크피스 핸들링 로봇(150)은 (예를 들어, 독립적인 구동 메커니즘을 사용하여) 로봇 아암(152, 154)을 수축된 위치로 수축시키도록 작동될 수 있다.
처리 시스템에서 워크피스를 반송하기 위한 워크피스 핸들링 로봇의 작동에 대한 상기한 예는 예시 및 논의를 위해 제공된다. 당업자는 본 명세서에 제공된 개시내용을 사용하여, 워크피스 핸들링 로봇을 작동시키는 많은 상이한 모드가 본 개시내용의 범위로부터 벗어나지 않고 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
도 7은 처리 시스템에서 워크피스를 처리하기 위한 예시적인 방법(300)의 흐름도를 도시한다. 방법(300)은 도 1의 처리 시스템(100)을 사용하여 구현될 수 있다. 도 7은 예시 및 논의의 목적을 위해 특정 순서로 수행되는 단계를 도시한다. 본 명세서에 제공된 개시내용을 사용하여, 당업자는 본 명세서에 제공된 방법 중 임의의 방법의 다양한 단계가 본 개시내용의 범위를 벗어나지 않고서 채용, 재배열, 확장, 동시 수행, 생략되거나, 도시하지 않은 단계를 구비하고 그리고/또는 다양한 방식으로 수정될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
(302)에서, 상기 방법은 로드록 챔버 내의 워크피스 지지 칼럼으로 복수의 워크피스를 반송하는 단계를 구비할 수 있다. 워크피스는 워크피스 지지 칼럼 내에서 (예를 들어, 복수의 선반 상에) 적층된 배열로 위치될 수 있다.
(304)에서, 상기 방법은 반송 챔버 내에 위치된 워크피스 핸들링 로봇에 의해, 워크피스 지지 칼럼으로부터 제1 처리 챔버 내의 적어도 2개의 처리 스테이션으로 복수의 워크피스를 반송하는 단계를 구비할 수 있다. 적어도 2개의 처리 스테이션은 거리만큼 분리될 수 있다.
예를 들어, 워크피스 핸들링 로봇은 워크피스 지지 칼럼으로부터 워크피스를 파지하기 위해 아암의 독립적인 연장부를 사용할 수 있다. 워크피스 핸들링 로봇은 제1 처리 챔버 내의 2개의 처리 스테이션에 워크피스를 배치하기 위해 아암의 독립적인 연장부를 사용할 수 있다. 2개의 워크피스는 동시에 또는 상이한 시간에 제1 처리 챔버에 배치될 수 있다.
(306)에서, 상기 방법은 제1 처리 챔버에서 복수의 워크피스에 대한 제1 공정를 수행하는 단계를 구비한다. 제1 처리 공정은, 예를 들어 어닐링 공정, 열처리 공정, 표면 처리 공정, 건식 스트립 공정, 건식 에칭 공정, 증착 공정 또는 다른 공정을 포함할 수 있다.
(308)에서, 상기 방법은 워크피스 핸들링 로봇에 의해, 제2 처리 챔버 내의 적어도 2개의 처리 스테이션에 복수의 워크피스를 반송하는 단계를 구비한다. 적어도 2개의 처리 스테이션은 거리만큼 분리될 수 있다. 제2 처리 챔버 내의 2개의 처리 스테이션들 사이의 거리는 제1 처리 챔버 내의 2개의 처리 스테이션들 사이의 거리와 상이할 수 있다.
예를 들어, 워크피스 핸들링 로봇은 제1 처리 챔버로부터 워크피스를 파지하기 위해 아암의 독립적인 연장부를 사용할 수 있다. 워크피스 핸들링 로봇은 로봇 아암이 제2 처리 챔버를 대면하도록 축을 중심으로 회전할 수 있다. 워크피스 핸들링 로봇은 제2 처리 챔버 내의 2개의 처리 스테이션에 워크피스를 배치하기 위해 아암의 독립적인 연장부를 사용할 수 있다. 2개의 워크피스는 동시에 또는 상이한 시간에 제2 처리 챔버 내에 배치될 수 있다.
(310)에서, 상기 방법은 제2 처리 챔버 내의 복수의 워크피스에 대해 제2 워크피스 공정을 수행하는 단계를 구비한다. 제2 워크피스 공정은, 예를 들어 어닐링 공정, 열처리 공정, 표면 처리 공정, 건식 스트립 공정, 건식 에칭 공정, 증착 공정 또는 다른 공정을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 워크피스 공정은 제1 워크피스 공정과 동일하거나 상이할 수 있다.
(312)에서, 상기 방법은 처리된 워크피스를 로드록 챔버 내의 워크피스 지지 칼럼으로 다시 반송하는 단계를 구비할 수 있다. 예를 들어, 워크피스 핸들링 로봇은 제2 처리 챔버로부터 워크피스를 파지하기 위해 아암의 독립적인 연장부를 사용할 수 있다. 워크피스 핸들링 로봇은 로봇 아암이 로드록 챔버 내의 워크피스 지지 칼럼을 향하도록 축을 중심으로 회전할 수 있다. 워크피스 핸들링 로봇은 워크피스 지지 칼럼 내에 워크피스를 배치하기 위해 아암의 독립적인 연장부를 사용할 수 있다.
본 요지가 이의 특정의 예시적인 실시예에 관하여 상세히 설명되었지만, 당해 기술 분야에서 통상의 기술자는 전술한 것에 대한 이해를 획득함에 따라 이러한 실시예에 대한 대안, 이의 수정 및 이에 대한 균등물을 용이하게 생성할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 본 개시 내용의 범위는 한정이 아닌 예이며, 당해 기술 분야에서 통상의 기술자에게 자명한 바와 같이, 본 개시 내용은 본 주제에 대한 이러한 수정, 변형 및/또는 추가의 포함을 배제하지 않는다.

Claims (20)

  1. 반도체 워크피스를 처리하기 위한 워크피스 처리 장치에 있어서,
    제1 처리 스테이션 및 제2 처리 스테이션을 포함하는 제1 처리 챔버로서, 상기 제1 처리 챔버는 약 10 torr 미만의 압력에서 작동가능하고, 상기 제1 처리 스테이션 및 상기 제2 처리 스테이션은 제1 거리만큼 분리되는, 상기 제1 처리 챔버;
    제3 처리 스테이션 및 제4 처리 스테이션을 집합적으로 포함하는 하나 이상의 제2 처리 챔버로서, 상기 하나 이상의 제2 처리 챔버는 약 10 torr 미만의 압력에서 작동가능하고, 상기 제3 처리 스테이션 및 상기 제4 처리 스테이션은 제2 거리만큼 분리되고, 상기 제2 거리는 상기 제1 거리와 상이한, 상기 하나 이상의 제2 처리 챔버;
    상기 제1 처리 챔버 및 상기 하나 이상의 제2 처리 챔버와 공정 흐름 연통(process flow communication)하는 반송 챔버로서, 상기 반송 챔버는 약 10 torr 미만의 압력에서 작동가능한, 상기 반송 챔버; 및
    상기 반송 챔버 내에 배치된 워크피스 핸들링 로봇으로서, 상기 워크피스 핸들링 로봇은 축을 중심으로 회전하도록 구성되고, 상기 워크피스 핸들링 로봇은 제1 아암 및 제2 아암을 포함하고, 상기 제1 아암은 제1 워크피스를 지지하도록 작동가능한 적어도 하나의 워크피스 핸들링 구성요소를 포함하고, 상기 제2 아암은 제2 워크피스를 지지하도록 작동가능한 적어도 하나의 워크피스 핸들링 구성요소를 포함하는, 상기 워크피스 핸들링 로봇
    을 포함하고,
    상기 워크피스 핸들링 로봇은 상기 제1 및 제2 처리 스테이션으로부터 상기 제1 워크피스 및 상기 제2 워크피스를 픽업하고 상기 제3 및 제4 처리 스테이션에서 상기 제1 워크피스 및 상기 제2 워크피스를 드롭 오프(drop off)하도록 구성되는,
    워크피스 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 워크피스 핸들링 로봇은 상기 제1 아암과 상기 제2 아암 사이의 측방향 거리를 조정하도록 구성되는,
    워크피스 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 아암은 상기 제2 아암에 대해 독립적으로 연장가능한,
    워크피스 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 워크피스 핸들링 로봇은 상기 제1 아암 및 상기 제2 아암의 독립적인 연장부를 사용하여 상기 제1 처리 챔버 내의 상기 제1 및 제2 처리 스테이션으로부터 상기 제3 및 제4 처리 스테이션으로 상기 제1 워크피스 및 상기 제2 워크피스를 반송하도록 구성되는,
    워크피스 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제3 처리 스테이션 및 상기 제4 처리 스테이션은 동일한 처리 챔버 내에 위치되는,
    워크피스 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제3 처리 스테이션 및 상기 제4 처리 스테이션들은 별개의 처리 챔버 내에 위치되는,
    워크피스 처리 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제3 및 제4 처리 챔버 각각은 단일 처리 스테이션을 구비하는,
    워크피스 처리 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 워크피스 처리 장치는 적층된 배열로 상기 제1 워크피스 및 상기 제2 워크피스를 지지하도록 작동가능한 워크피스 지지 칼럼을 갖는 반송 위치를 포함하는,
    워크피스 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 워크피스 핸들링 로봇은 상기 워크피스 지지 칼럼으로부터 상기 제1 워크피스 및 상기 제2 워크피스를 동시에 픽업하거나 드롭 오프하도록 구성되는,
    워크피스 처리 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 반송 챔버와 공정 흐름 연통하는 로드록 챔버를 더 포함하고, 상기 로드록 챔버는 상기 반송 챔버로부터 격리되도록 작동가능한,
    워크피스 처리 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 로드록 챔버는 약 10 torr 내지 대기압의 압력에서 작동가능한,
    워크피스 처리 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 처리 챔버는 에칭 공정 챔버, 건식 스트립 공정 챔버, 증착 공정 챔버, 열 공정 챔버, 이온 주입 공정 챔버 또는 표면 처리 공정 챔버인,
    워크피스 처리 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제2 처리 챔버는 에칭 공정 챔버, 건식 스트립 공정 챔버, 증착 공정 챔버, 열 공정 챔버, 이온 주입 공정 챔버 또는 표면 처리 공정 챔버인,
    워크피스 처리 장치.
  14. 복수의 반도체 워크피스를 처리하기 위한 시스템에 있어서,
    제1 처리 스테이션 및 제2 처리 스테이션을 포함하는 제1 처리 챔버로서, 상기 제1 처리 챔버는 약 10 torr 미만의 압력에서 작동가능하고, 상기 제1 처리 스테이션 및 상기 제2 처리 스테이션은 제1 거리만큼 분리되는, 상기 제1 처리 챔버;
    제3 처리 스테이션을 포함하는 제2 처리 챔버로서, 상기 제2 처리 챔버는 약 10 torr 미만의 압력에서 작동가능한, 상기 제2 처리 챔버;
    제4 처리 스테이션을 포함하는 제3 처리 챔버로서, 상기 제3 처리 챔버는 약 10 torr 미만의 압력에서 작동가능하고, 상기 제3 처리 스테이션 및 상기 제4 처리 스테이션은 제2 거리만큼 분리되고, 상기 제2 거리는 상기 제1 거리와 상이한, 상기 제3 처리 챔버;
    상기 제1 처리 챔버 및 상기 하나 이상의 제2 처리 챔버와 공정 흐름 연통(process flow communication)하는 반송 챔버로서, 상기 반송 챔버는 약 10 torr 미만의 압력에서 작동가능한, 상기 반송 챔버; 및
    상기 반송 챔버 내에 배치된 워크피스 핸들링 로봇으로서, 상기 워크피스 핸들링 로봇은 축을 중심으로 회전하도록 구성되고, 상기 워크피스 핸들링 로봇은 제1 아암 및 제2 아암을 포함하고, 상기 제1 아암은 제1 워크피스를 픽업하도록 작동가능한 적어도 하나의 워크피스 지지부를 포함하고, 상기 제2 아암은 제2 워크피스를 픽업하도록 작동가능한 적어도 하나의 워크피스 지지부를 포함하고, 상기 제1 아암은 상기 제2 아암에 대해 독립적으로 연장가능한, 상기 워크피스 핸들링 로봇
    을 포함하고,
    상기 워크피스 핸들링 로봇은 상기 제1 아암 및 상기 제2 아암의 독립적인 연장부를 사용하여 상기 제1 처리 챔버 내의 상기 제1 및 제2 처리 스테이션으로부터 상기 제3 및 제4 처리 스테이션으로 상기 제1 워크피스 및 상기 제2 워크피스를 반송하도록 구성되는,
    시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 시스템은 적층된 배열로 상기 제1 워크피스 및 상기 제2 워크피스를 지지하도록 작동가능한 워크피스 지지 칼럼을 갖는 반송 위치를 포함하는,
    시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 워크피스 핸들링 로봇은 상기 워크피스 지지 칼럼으로부터 상기 제1 워크피스 및 상기 제2 워크피스를 동시에 픽업하거나 드롭 오프하도록 구성되는,
    시스템.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 반송 챔버와 공정 흐름 연통하는 로드록 챔버를 더 포함하며, 상기 로드록 챔버는 워크피스 지지 칼럼을 갖고 상기 반송 챔버로부터 격리되도록 작동가능하고, 상기 로드록 챔버는 약 10 torr 내지 대기압의 압력에서 작동가능한,
    시스템.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 제1 처리 챔버는 에칭 공정 챔버, 건식 스트립 공정 챔버, 증착 공정 챔버, 열 공정 챔버, 이온 주입 공정 챔버 또는 표면 처리 공정 챔버인,
    시스템.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 제2 처리 챔버는 에칭 공정 챔버, 건식 스트립 공정 챔버, 증착 공정 챔버, 열 공정 챔버, 이온 주입 공정 챔버 또는 표면 처리 공정 챔버인,
    시스템.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 제3 처리 챔버는 에칭 공정 챔버, 건식 스트립 공정 챔버, 증착 공정 챔버, 열 공정 챔버, 이온 주입 공정 챔버 또는 표면 처리 공정 챔버인,
    시스템.
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