(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロードロックチャンバと複数の基板を処理するための第1及び第2工程チャンバとの間で基板を搬送する基板搬送装置において、
前記ロードロックチャンバは、前記ロードロックチャンバと前記第1及び第2工程チャンバの間に位置するトランスファーチャンバに隣接し、
回転力を提供する駆動部と、
前記駆動部に連結される少なくとも一つのスピンドルと、
第1工程チャンバに基板をローディング/アンローディングするための複数の第1 回転プレートアームと、及び
第2工程チャンバに基板をローディング/アンローディングするための複数の第2 回転プレートアームを含み、
前記スピンドルは前記トランスファーチャンバ内の１箇所に配置され、
１つの前記スピンドルにより同時に複数の基板支持台に基板をローディング/アンローディングすることを特徴とする基板搬送装置。
【請求項２】
第1及び第2回転プレートアームの各々は、
処理前基板をローディングさせるための一つ以上のローディング用回転プレートアームと、及び
処理後基板をアンローディングさせるための一つ以上のアンローディング用回転プレートアームを含む請求項1に記載の基板搬送装置。
【請求項３】
第1及び第2回転プレートアームが分けて装着され、各々独立的に回転する少なくとも2個の互いに異なるスピンドルを含む請求項1に記載の基板搬送装置。
【請求項４】
少なくとも2個の互いに異なるスピンドルで回転力を提供する一つ以上の駆動部を含む請求項3に記載の基板搬送装置。
【請求項５】
前記第1回転プレートアームと前記第2回転プレートアームの各々は、一側が開放した開口部を有し、上面に基板端が載置される支持台を有する馬蹄状のエンドエフェクタ(END EFFECTOR)を含む請求項2に記載の基板搬送装置。
【請求項６】
前記エンドエフェクタは、基板を受け渡しするために前記ロードロックチャンバに設けられた大気圧搬送ロボットのエンドエフェクタが進入するように形成された進入通路を有することを特徴とする請求項5に記載の基板搬送装置。
【請求項７】
請求項1の基板搬送装置を用いた基板処理システムにおいて、
少なくとも2個の基板支持台を含む第1工程チャンバと、
少なくとも2個の基板支持台を含む第2工程チャンバと、
基板搬送装置が設けられたトランスファーチャンバと、
第1工程チャンバとトランスファーチャンバ間に開設される第1基板出入口と、
第2工程チャンバとトランスファーチャンバ間に開設される第2基板出入口と、
トランスファーチャンバと外部間に開設される第3基板出入口を含み、
基板搬送装置は、
第3基板出入口を通じて外部から/に処理前後の基板を引き渡され及び移送し、
引き受けた処理前基板を第1または第2工程チャンバに搬送し、第1または第2工程チャンバで処理された処理後基板を第3基板出入口を通じて外部に渡される基板処理システム。
【請求項８】
更に、前記第3基板出入口に連結されるロードロックチャンバを含み、前記ロードロックチャンバは大気圧で基板を搬送する大気圧搬送ロボットを含む請求項7に記載の基板処理
システム。
【請求項９】
更に、前記第3基板出入口を通じて排出された、前記処理後基板を冷却させるための冷却チャンバを含む請求項7に記載の基板処理システム。
【請求項１０】
前記第1及び第2工程チャンバはプラズマ処理が行われるプラズマチャンバである請求項7に記載の基板処理システム。
【請求項１１】
前記第1工程チャンバはプラズマ処理が行われるプラズマチャンバであり、前記第2工程チャンバは処理後加熱された基板を冷却するための冷却チャンバである請求項7に記載の基板処理システム。
【請求項１２】
前記トランスファーチャンバと別の外部間に開設される第4基板出入口をさらに含み、
前記基板搬送装置は、前記第3基板出入口を通じて外部から処理前基板を引き渡され、前記処理された基板を、前記第4基板出入口を通じて外部に渡される請求項7に記載の基板処理システム。
【請求項１３】
更に、前記第4基板出入口に連結されるロードロックチャンバを含み、前記ロードロックチャンバは大気圧で前記基板を搬送する大気圧搬送ロボットを含む請求項12に記載の基板処理システム。
【請求項１４】
前記第4基板出入口を通じて排出された前記処理後基板を冷却させるための冷却チャンバを含む請求項13に記載の基板処理システム。
【請求項１５】
基板処理システムにおいて、
前方に複数のキャリアが装着されるインデックスを有するロードロックチャンバと、及び前記ロードロックチャンバの後方に配置され、多段に積層されるように配置される複数の処理グループを含み、
前記複数の処理グループのうちいずれか一つの処理グループは、
第1基板搬送装置が設けられた第1トランスファーチャンバと、及び
前記第1トランスファーチャンバの両側面に、第1、2基板出入口を通じて連結され、2個の基板支持台が備えられた第1及び第2工程チャンバを含み、
前記複数の処理グループのうち、別の一つの処理グループは、
第2基板搬送装置が設けられた第2トランスファーチャンバと、及び
前記第2トランスファーチャンバの両側面に第1、2基板出入口を通じて連結され、二つの基板アライナが備えられた第1及び第2整列チャンバを含み、
前記ロードロックチャンバは、前記第1及び第2トランスファーチャンバに隣接し、前記第1、2基板搬送装置の各々は、
回転力を提供する駆動部と、
前記駆動部に連結される少なくとも一つのスピンドルと、及び
前記スピンドルに互いに異なる高さで装着され、該当する位置上に位置するように前記スピンドルと連動する複数の回転プレートアームが備えられ、
前記スピンドルは前記トランスファーチャンバ内の１箇所に配置され、
１つの前記スピンドルにより同時に複数の基板支持台に基板をローディング/アンローディングすることを特徴とする基板処理システム。
【請求項１６】
前記第1基板搬送部材は前記第1トランスファーチャンバの待機位置に提供される4枚の基板を同時に引き渡され、前記第1及び第2工程チャンバに設けられた4個の基板支持台上部に移送するように開き、前記4個の基板支持台上部で前記各々の基板を引き渡され、前記第1トランスファーチャンバの待機位置へ前記各々の基板を移送するように折り畳むことを特徴とする請求項15に記載の基板処理システム。
【請求項１７】
前記第2基板搬送部材は前記第2トランスファーチャンバの待機位置に提供される4枚の基板を同時に引き渡され、前記第1及び第2整列チャンバに設けられた少なくとも2個の基板アライナに移送するように左右に開き、前記少なくとも2個の基板アライナから前記各々整列された基板を引き渡され、前記第2トランスファーチャンバの待機位置へ前記各々の整列された基板を移送するように折り畳むことを特徴とする請求項15に記載の基板処理システム。
【請求項１８】
前記複数の処理グループのうち別の一つの処理グループは、
第3基板搬送装置が設けられた第3トランスファーチャンバと、及び
前記第3トランスファーチャンバの一側面に第1出入口を通じて連結され、少なくとも一つの基板を冷却するための冷却チャンバを含むことを特徴とする請求項15に記載の基板処理システム。
【請求項１９】
前記第3基板搬送装置は、
回転力を提供する駆動部と、
前記駆動部に連結される少なくとも一つのスピンドルと、及び
前記スピンドルに互いに異なる高さで装着され、該当する位置上に位置するように前記スピンドルと連動する複数の回転プレートアームが備えられることを特徴とする請求項18に記載の基板処理システム。
【請求項２０】
前記回転プレートアームの各々は一側が開放した開口部を有し、上面に基板端が載置される支持台を有する馬蹄状のエンドエフェクタ(END EFFECTOR)を含み、
前記搬送装置は、前記回転プレートアームのエンドエフェクタが各々の該当する位置に位置するようにスイングし、かつ前記第1、2、3トランスファーチャンバの待機位置で一つの整列線に垂直に整列されるようにスイングすることを特徴とする請求項19に記載の基板処理システム。
【請求項２１】
前記第1基板搬送装置は前記1トランスファーチャンバの待機位置に提供される複数の基板を同時に引き渡され、前記第1、2工程チャンバ上部の前記基板支持台へ前記基板を移送し、前記支持台上部で各々の基板を引き渡され、前記第1トランスファーチャンバの待機位置に基板を集中移送する複数の回転プレートアームを含むことを特徴とする請求項15に記載の基板搬送装置。
【請求項２２】
前記基板アライナの各々は、
前記基板が載置されるスピンチャックと、
前記スピンチャックに載置された前記基板の整列状態を感知するセンサと、及び
前記回転プレートアームの高さに従って前記スピンチャックの高低を調節する昇降装置を含むことを特徴とする請求項17に記載の基板処理システム。
【請求項２３】
前記ロードロックチャンバは大気圧で前記基板を搬送する大気圧搬送ロボットを含むことを特徴とする請求項15に記載の基板処理システム。
【請求項２４】
前記第1及び第2工程チャンバはプラズマ処理が行われるプラズマチャンバであることを特徴とする請求項15に記載の基板処理システム。
【請求項２５】
前記ロードロックチャンバは前記キャリアから一回の動作に4枚の基板を搬出して前記第1トランスファーチャンバまたは前記第2トランスファーチャンバに搬入する4個のエンドエフェクタを備えたダブルアーム構造を有する大気圧搬送ロボットを含み、
前記第1と前記第2トランスファーチャンバの各々は前記ロードロックチャンバから前記基板が出入する第3基板出入口を有し、
前記第3基板出入口は前記大気圧搬送ロボットが上下方向に移動した状態で前記基板搬送が可能になるように同一線上に配置されることを特徴とする請求項15に記載の基板処理システム。
【請求項２６】
一つの基板支持台を含む第1工程チャンバと、
一つの基板支持台を含む第2工程チャンバと、
基板搬送装置が設けられたトランスファーチャンバと、
前記トランスファーチャンバと外部間に開設される第1基板出入口と、
前記第1工程チャンバと前記トランスファーチャンバ間に開設される第2基板出入口と、
及び
前記第2工程チャンバと前記トランスファーチャンバ間に開設される第3基板出入口を含む一つ以上の処理グループを有し、
前記基板搬送装置は、
前記第1基板出入口を通じて外部と処理前後の前記基板を引き渡され、及び移送し、
前記引き受けた処理前基板を第2または第3基板出入口を通じて第1または第2工程チャンバに搬送し、
前記第1または第2工程チャンバで処理された前記処理後基板を前記第2または第3基板出入口を通じて受け取り、前記第1基板出入口を通じて外部に移送し、
更に、前記第1基板出入口に連結されるロードロックチャンバを含み、前記ロードロックチャンバは、前記トランスファーチャンバに隣接し、大気圧で前記基板を搬送する大気圧搬送ロボットを含み、
前記基板搬送装置は、
回転力を提供する駆動部と、
前記駆動部に連結される少なくとも一つのスピンドルと、
第1工程チャンバに基板をローディング/アンローディングするための複数の第1 回転プレートアームと、及び
第2工程チャンバに基板をローディング/アンローディングするための複数の第2 回転プレートアームを含み、
前記スピンドルは前記トランスファーチャンバ内の１箇所に配置され、
１つの前記スピンドルにより同時に複数の基板支持台に基板をローディング/アンローディングすることを特徴とする基板処理システム。
【請求項２７】
前記第1および第2工程チャンバのうち少なくともいずれか一つはプラズマ処理チャンバであることを特徴とする請求項26に記載の基板処理システム。
【請求項２８】
前記第1および第2工程チャンバのうち少なくともいずれか一つは冷却処理チャンバであることを特徴とする請求項26に記載の基板処理システム。
【請求項２９】
前記第1および第2工程チャンバのうち少なくともいずれか一つは整列処理チャンバであることを特徴とする請求項26に記載の基板処理システム。
【請求項３０】
前記第1及び第2回転プレートアームが別々に装着され、前記ピストンが各々独立的に回転する少なくとも2個の互いに異なるスピンドルを含む請求項26から請求項29のいずれか１項に記載の基板処理システム。
【請求項３１】
前記駆動部が少なくとも2個の互いに異なるスピンドルで回転力を提供する一つ以上の駆動部を含む請求項30に記載の基板処理システム。
【請求項３２】
前記第1回転プレートアームと前記第2回転プレートアームの各々は、一側が開放した開口部を有し、上面に基板端が載置される支持台を有する馬蹄状のエンドエフェクタ(END EFFECTOR)を含む請求項26に記載の基板処理システム。
【請求項３３】
前記エンドエフェクタは、前記基板を受け渡しするために前記ロードロックチャンバに設けられた大気圧搬送ロボットの前記エンドエフェクタが出入りするように形成された進入通路を有することを特徴とする請求項32に記載の基板処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は基板搬送装置と基板処理システムに関し、さらに具体的には複数枚の基板を連続的に工程チャンバにローディング/アンローディングして基板搬送時間を節約して生産性を向上させることができる基板搬送装置及びこれを用いた基板処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、液晶ディスプレイ装置、プラズマディスプレイ装置、半導体装置の製造のための基板処理システムは、複数枚の基板を一貫して処理することができるクラスタシステムが一般的に採用されている。
【０００３】
一般的に、クラスタ(cluster)システムは搬送ロボット(またはハンドラー、 handler)とその周囲に備えられた複数の基板処理モジュールを含むマルチチャンバ型基板処理システムを指称する。
【０００４】
クラスタシステムは搬送室(transfer chamber)と搬送室内に回動自在に備えられた搬送ロボットが備えられる。搬送室の各弁には基板の処理工程を遂行するための工程チャンバが装着される。かかるクラスタシステムは複数の基板を同時に処理したり、または多くの工程を連続して行えるようにすることで基板処理量を高めている。基板処理量を高めるためのまた他の努力としては、一つの工程チャンバで複数枚の基板を同時に処理するようにして時間当りの基板処理量を高めるようにしている。
【０００５】
ところが、工程チャンバが複数枚の基板を同時(または連続的に)に処理しても工程チャンバに処理前後の基板が効率的に交換されない場合、時間的損失が発生するようになる。
【０００６】
また、通常的なクラスタシステムは六角形の搬送室を構成するが(基本的に4個の工程チャンバと2個のロードロックチャンバで構成される場合)、搬送室が占める面積のためシステム全体の面積は勿論、製造ライン内のシステム配置において重視されるシステム幅が必要以上に増加し、搬送室を真空状態に維持させるのに必要な真空システムの規模が増加して装置費及び設置費が増加するようになる。また、かかる搬送室の面積は、設けられる工程チャンバの個数が増加することによってさらに加重される。
【０００７】
それゆえ複数枚の基板を処理する工程チャンバで複数枚の基板を同時(または連続的に)に処理することと共に、処理前後の基板をより効率的に交換することができる基板処理システムが要求されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は効率的に基板を処理することができる構造を有する基板搬送装置及びこれを用いた基板処理システムを提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は基板の搬送時間を減少させて生産性を向上させることができる基板搬送装置及びこれを用いた基板処理システムを提供することを目的とする。
【００１０】
また、本発明は小さなシステム面積を有する基板搬送装置及びこれを用いた基板処理システムを提供することを目的とする。
【００１１】
また、本発明は工程に所要される時間を短縮することができる構造を有する基板搬送装置及びこれを用いた基板処理システムを提供することを目的とする。
【００１２】
また、本発明は工程チャンバの稼動率を向上させることができる構造を有する基板搬送装置及びこれを用いた基板処理システムを提供することを目的とする。
【００１３】
また、本発明はシステムの面積及びシステム幅を画期的に縮小することができる基板搬送装置及びこれを用いた基板処理システムを提供することを目的とする。
【００１４】
また、本発明は不必要な真空面積を縮小することで装置費及び設置費を最小化することができる基板搬送装置及びこれを用いた基板処理システムを提供することを目的とする。
【００１５】
また、本発明は半導体製造工場内の空間上レイアウトを効率的に利用することができる基板処理システムを提供することを目的とする。
【００１６】
また、本発明は一つのトランスファーロボットに対応する処理モジュールの個数を減らしてスループットを向上させることができる基板処理システムを提供することを目的とする。
【００１７】
また、本発明は小さな駆動面積を有する基板搬送装置を有する基板処理システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の一面は基板搬送装置に関する。基板搬送装置は、ロードロックチャンバと複数の基板を処理するための第1及び第2工程チャンバ間で基板を搬送する基板搬送装置において、回転力を提供する駆動部と、前記駆動部に連結される少なくとも一つのスピンドルと、第1工程チャンバに基板をローディング/アンローディングするための複数の第1回転プレートアームと、及び第2工程チャンバに基板をローディング/アンローディングするための複数の第2回転プレートアームを含む。
【００１９】
一実施例において、第1及び第2回転プレートアームの各々は、処理前基板をローディングさせるための一つ以上のローディング用回転プレートアームと、及び処理後基板をアンローディングさせるための一つ以上のアンローディング用回転プレートアームを含む。
【００２０】
一実施例において、第1及び第2回転プレートアームが分けて装着され、各々独立的に回転する少なくとも2個の互いに異なるスピンドルを含む。
【００２１】
一実施例において、少なくとも2個の互いに異なるスピンドルで回転力を提供する一つ以上の駆動部を含む。
【００２２】
一実施例において、前記第1回転プレートアームと前記第2回転プレートアームの各々は、一側が開放した開口部を有し、上面に基板端が載置される支持台を有する馬蹄状のエンドエフェクタ(END EFFECTOR)を含む。
【００２３】
一実施例において、前記エンドエフェクタは、基板を受け渡しするために前記ロードロックチャンバに設けられた基板搬送ロボットのエンドエフェクタが進入するように形成された進入通路を有する。
【００２４】
本発明の他の一面は、基板搬送装置を用いた基板処理システムに関する。基板処理システムは、少なくとも2個の基板支持台を含む第1工程チャンバと、少なくとも2個の基板支持台を含む第2工程チャンバと、基板搬送装置が設けられたトランスファーチャンバと、第1工程チャンバとトランスファーチャンバ間に開設される第1基板出入口と、第2工程チャンバとトランスファーチャンバ間に開設される第2基板出入口と、トランスファーチャンバと外部間に開設される第3基板出入口を含み、基板搬送装置は、第3基板出入口を通じて外部から/に処理前後の基板を引き渡され、引き受けた処理前基板を第1または第2工程チャンバに搬送し、第1または第2工程チャンバで処理された処理後基板を第3基板出入口を通じて外部に引き渡す。
【００２５】
一実施例において、第3基板出入口に連結されるロードロックチャンバを含み、ロードロックチャンバは大気圧で基板を搬送する大気圧搬送ロボットを含む。
【００２６】
一実施例において、第3基板出入口を通じて排出された処理後基板を冷却させるための冷却チャンバを含む。
【００２７】
一実施例において、第1及び第2工程チャンバはプラズマ処理が行われるプラズマチャンバである。
【００２８】
一実施例において、第1工程チャンバはプラズマ処理が行われるプラズマチャンバであり、第2工程チャンバは処理後加熱された基板を冷却するための冷却処理が行われる冷却チャンバである。
【００２９】
一実施例において、トランスファーチャンバとまた他の外部間に開設される第4基板出入口をさらに含み、基板搬送装置は、第3基板出入口を通じて外部から処理前基板を引き渡され、処理された基板を第4基板出入口を通じて外部に引き渡す。
【００３０】
一実施例において、第4基板出入口に連結されるロードロックチャンバを含み、ロードロックチャンバは大気圧で基板を搬送する大気圧搬送ロボットを含む。
【００３１】
一実施例において、第4基板出入口を通じて排出された処理後基板を冷却させるための冷却チャンバを含む。
【００３２】
本発明のまた他の一面は、基板搬送装置に関する。基板搬送装置は、トランスファーチャンバの端に分散配置される搬送部材を含み、搬送部材は前記ロードロックチャンバを通じて前記トランスファーチャンバの待機位置に提供される複数の基板を同時に引き渡され前記工程チャンバに設けられた各々の基板支持台上部に分散移送し、前記基板支持台上部で各々基板を引き渡され前記トランスファーチャンバの待機位置に基板を集中移送する複数の搬送部材を含む。
【００３３】
一実施例において、前記搬送部材の各々は回転力を提供する駆動部と、前記駆動部に連結される2個のスピンドルと、該当する前記基板支持台に基板をローディング/アンローディングするための複数の回転プレートアームを含む。
【００３４】
一実施例において、前記回転プレートアームの各々は、処理前基板をローディングさせるためのローディング用回転プレートアームと、及び処理後基板をアンローディングさせるためのアンローディング用回転プレートアームを含む。
【００３５】
一実施例において、前記回転プレートアームの各々は一側が開放した開口部を有し、上面に基板端が載置される支持台を有する馬蹄状のエンドエフェクタ(END EFFECTOR)を含む。
【００３６】
一実施例において、前記搬送部材は開放すると、前記回転プレートアームのエンドエフェクタが各々の該当する基板支持台上部に位置するようになって、折り畳むと前記回転プレートアームのエンドエフェクタが前記トランスファーチャンバの待機位置から一つの整列線に垂直に整列される。
【００３７】
本発明のまた他の一面は、トランスファーチャンバに設けられてロードロックチャンバと複数の基板を処理するための工程チャンバの間で基板を搬送する装置である。基板搬送装置はトランスファーチャンバの端に互いに離隔配置される複数のスピンドルと、前記複数のスピンドルの各々に回転力を提供する駆動部と、前記複数のスピンドルの各々に設けられてスイング動作によって各自該当する前記工程チャンバの基板支持台に基板をローディング/アンローディングするための複数の回転プレートアームを含む。
【００３８】
一実施例において、前記回転プレートアームの各々は一側が開放した開口部を有し、上面に基板端が載置される支持台を有する馬蹄状のエンドエフェクタ(END EFFECTOR)を含み、前記搬送部材は前記回転プレートアームのエンドエフェクタが各々の該当する基板支持台上部に位置するようにスイングし、前記回転プレートアームのエンドエフェクタが前記トランスファーチャンバの待機位置から一つの整列線に垂直に整列されるようにスイングする。
【００３９】
一実施例において、前記回転プレートアームの各々は多段アンテナ方式で伸縮可能な少なくとも2個の伸縮プレートアームを含む。
【００４０】
一実施例において、前記回転プレートアームの各々は前記トランスファーチャンバの待機位置から基板支持台方向に回転した後、前記エンドエフェクタが前記基板支持台上部に位置するように前記伸縮プレートアームが多段引出される。
【００４１】
本発明のまた他の一面は、基板搬送装置を用いた基板処理システムに関する。基板処理システムは、基板搬送装置が設けられたトランスファーチャンバと、及び前記トランスファーチャンバの両側面に第1、2基板出入口を通じて連結され、2個の基板支持台が備えられた第1及び第2工程チャンバを含み、前記基板搬送装置は、前記トランスファーチャンバの端に互いに離隔配置される4個の搬送部材を含み、前記搬送部材は外部から前記トランスファーチャンバの待機位置に提供される4枚の基板を同時に引き渡され前記第1及び第2工程チャンバに設けられた4個の基板支持台上部に移送するように開き、前記4個の基板支持台上部で各々基板を引き渡され前記トランスファーチャンバの待機位置へ基板を移送するように折り畳まれる。
【００４２】
一実施例において、前記搬送部材の各々は回転力を提供する駆動部と、前記駆動部に連結される2個のスピンドルと、該当する前記基板支持台に基板をローディング/アンローディングするための複数の回転プレートアームを含む。
【００４３】
一実施例において、前記回転プレートアームの各々は一側が開放した開口部を有し、上面に基板端が載置される支持台を有する馬蹄状のエンドエフェクタ(END EFFECTOR)を含み、前記搬送部材は前記回転プレートアームのエンドエフェクタが各々の該当する基板支持台上部に位置するようにスイングし、前記回転プレートアームのエンドエフェクタが前記トランスファーチャンバの待機位置から一つの整列線に垂直に整列されるようにスイングする。
【００４４】
一実施例において、前記回転プレートアームの各々は多段アンテナ方式で伸縮可能な少なくとも2個の伸縮プレートアームを含む。
【００４５】
一実施例において、前記基板処理システムは、前記トランスファーチャンバの正面に第3基板出入口を通じて連結されるロードロックチャンバをさらに含み、前記ロードロックチャンバは大気圧で基板を搬送する大気圧搬送ロボットを含む。
【００４６】
一実施例において、前記トランスファーチャンバの正面は前記第3基板出入口部分が内側に凹むように陥没した形状からなる。
【００４７】
一実施例において、前記基板処理システムは、前記ロードロックチャンバに位置し、前記第3基板出入口を通じて前記ロードロックチャンバに排出された処理後基板を冷却させるための冷却チャンバをさらに含む。
【００４８】
一実施例において、前記第1及び第2工程チャンバはプラズマ処理が行われるプラズマチャンバである。
【００４９】
本発明のまた他の一面は、基板処理システムに関する。基板処理システムは、 一つの基板支持台を含む第1工程チャンバと、一つの基板支持台を含む第2工程チャンバと、基板搬送装置が設けられたトランスファーチャンバと、トランスファーチャンバと外部間に開設される第1基板出入口と、第1工程チャンバとトランスファーチャンバ間に開設される第2基板出入口と、及び第2工程チャンバとトランスファーチャンバ間に開設される第3基板出入口を含む一つ以上の処理グループを有し、基板搬送装置は、第1基板出入口を通じて外部と処理前後の基板を引き渡され、引き受けた処理前基板を第2または第3基板出入口を通じて第1または第2工程チャンバに搬送し、第1または第2工程チャンバで処理された処理後基板を第2または第3基板出入口を通じて引き渡され第1基板出入口を通じて外部に引き渡す。
【００５０】
一実施例において、第1基板出入口に連結されるロードロックチャンバを含み、ロードロックチャンバは大気圧で基板を搬送する大気圧搬送ロボットを含む。
【００５１】
一実施例において、前記第1または第2工程チャンバのうち少なくともいずれか一つはプラズマ処理チャンバである。
【００５２】
一実施例において、前記第1または第2工程チャンバのうち少なくともいずれか一つは冷却処理チャンバである。
【００５３】
一実施例において、前記第1または第2工程チャンバのうち少なくともいずれか一つは整列処理チャンバである。
【００５４】
一実施例において、前記基板搬送装置は、回転力を提供する駆動部と、前記駆動部に連結される少なくとも一つのスピンドルと、第1工程チャンバに基板をローディング/アンローディングするための複数の第1回転プレートアームと、及び第2工程チャンバに基板をローディング/アンローディングするための複数の第2回転プレートアームを含む。
【００５５】
一実施例において、第1及び第2回転プレートアームが分けて装着され、各々独立的に回転する少なくとも2個の互いに異なるスピンドルを含む。
【００５６】
一実施例において、少なくとも2個の互いに異なるスピンドルで回転力を提供する一つ以上の駆動部を含む。
【００５７】
一実施例において、前記第1回転プレートアームと前記第2回転プレートアームの各々は、一側が開放した開口部を有し、上面に基板端が載置される支持台を有する馬蹄状のエンドエフェクタ(END EFFECTOR)を含む。
【００５８】
一実施例において、前記エンドエフェクタは、基板を受け渡しするために前記ロードロックチャンバに設けられた基板搬送ロボットのエンドエフェクタが進入するように形成された進入通路を有する。
【００５９】
本発明のまた他の一面は、基板処理システムに関する。基板処理システムは、前方に多数のキャリアが装着されるインデックスを有するロードロックチャンバと、 前記ロードロックチャンバの後方に配置され、上下多段に積層されるように配置される複数の処理グループを含み、前記複数の処理グループのうちいずれか一つの処理グループは、第1基板搬送装置が設けられた第1トランスファーチャンバと、及び前記第1トランスファーチャンバの両側面に第1、2基板出入口を通じて連結され、2個の基板支持台が備えられた第1及び第2工程チャンバを含み、前記複数の処理グループのうちまた他の一つの処理グループは、第2基板搬送装置が設けられた第2トランスファーチャンバと、及び前記第2トランスファーチャンバの両側面に第1、2基板出入口を通じて連結され、少なくとも一つの基板アライナが備えられた第1及び第2整列チャンバを含む。
【００６０】
一実施例において、前記第1基板搬送装置は外部から前記第1トランスファーチャンバの待機位置に提供される4枚の基板を同時に引き渡され前記第1及び第2工程チャンバに設けられた4個の基板支持台上部に移送するように開き、前記4個の基板支持台上部で各々基板を引き渡され前記第1トランスファーチャンバの待機位置へ基板を移送するように折り畳まれる。
【００６１】
一実施例において、前記第2基板搬送装置は外部から前記第2トランスファーチャンバの待機位置に提供される4枚の基板を同時に引き渡され前記第1及び第2整列チャンバに設けられた少なくとも2個の基板アライナに移送するように左右に開き、前記少なくとも2個の基板アライナから各々整列された基板を引き渡され前記第2トランスファーチャンバの待機位置へ基板を移送するように折り畳まれる。
【００６２】
一実施例において、前記複数の処理グループのうちまた他の一つの処理グループは、第3基板搬送装置が設けられた第3トランスファーチャンバと、及び前記第3トランスファーチャンバの一側面に第1基板出入口を通じて連結され、少なくとも一つの基板をクーリングするためのクーリングチャンバを含む。
【００６３】
一実施例において、前記第1、2、3基板搬送装置の各々は、回転力を提供する駆動部と、前記駆動部に連結される少なくとも一つのスピンドルと、前記スピンドルに互いに異なる高さで装着され、該当するポジション上に位置するように前記スピンドルと連動する複数の回転プレートアームが備えられる。
【００６４】
一実施例において、前記回転プレートアームの各々は一側が開放した開口部を有し、上面に基板端が載置される支持台を有する馬蹄状のエンドエフェクタ(END EFFECTOR)を含み、前記搬送装置は前記回転プレートアームのエンドエフェクタが各々の該当するポジションに位置するようにスイングし、前記回転プレートアームのエンドエフェクタが前記第1、2、3トランスファーチャンバの各々の待機位置から一つの整列線に垂直に整列されるようにスイングする。
【００６５】
一実施例において、前記第1基板搬送装置は前記第1トランスファーチャンバの待機位置に提供される複数の基板を同時に引き渡され前記第1、2工程チャンバの前記基板支持台上部で各々基板を引き渡され前記第1トランスファーチャンバの待機位置に基板を集中移送する複数の回転プレートアームを含む。
【００６６】
一実施例において、前記基板アライナは、基板が載置されるスピンチャックと、前記スピンチャックに載置された基板の整列状態を感知するセンサと、及び前記回転プレートアームの高さに従って前記スピンチャックの高低を調節する昇降装置を含む。
【００６７】
一実施例において、前記ロードロックチャンバは大気圧で基板を搬送する大気圧搬送ロボットを含む。
【００６８】
一実施例において、前記第1及び第2工程チャンバはプラズマ処理が行われるプラズマチャンバである。
【００６９】
一実施例において、前記ロードロックチャンバはキャリアから一回の動作に4枚の基板を搬出して前記第1トランスファーチャンバまたは前記第2トランスファーチャンバに搬入可能な4個のエンドエフェクタを備えたダブルアーム構造を有する大気圧搬送ロボットを含み、前記第1トランスファーチャンバと前記第2トランスファーチャンバの各々は前記ロードロックチャンバから基板が出入する第3基板出入口を有し、前記第3基板出入口は前記大気圧搬送ロボットが上下方向に移動だけした状態で基板搬送が可能になるように同一線上に配置される。
【発明の効果】
【００７０】
本発明は複数枚の基板を同時または連続的に処理する基板処理システムであって、処理前後の基板交換を迅速に遂行することができ、システムの処理率を高めて全体的な基板の生産性を高めることができる。また、基板のローディングとアンローディングを同時に遂行する基板搬送装置が提供されることで複数枚の基板処理のための工程チャンバの具現が極めて容易である。また、本発明は基板の搬送時間を減少させて生産性を向上させることができる。また、本発明はシステムの面積及びシステム幅を画期的に縮小することで装置費及び設置費を最小化することができる。また、本発明は工程処理と整列処理、そしてクーリング処理のための各々のチャンバがオーバーラップして配置されることで処理システムの総床面積が小さくなる。それゆえクリーンルームを従来よりも狭くすることができ、クリーンルームの空気調和設備の負担が軽減される。また、整列処理された基板を工程処理のための場所に移送したり、工程処理された基板をクーリングするための場所に移送するための大気圧搬送ロボットの移動距離が短く方向転換などの不必要な動作がないため基板の搬送時間の短縮が可能となり、収率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７１】
本発明の実施例は様々な形態に変形可能であり、本発明の範囲が下記で述べる実施例によって限定されられるものと解釈されてはならない。本実施例は当業界で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供される。したがって、図面での要素の形状などはより明確な説明を強調するために誇張した。各図面において、同一の部材はできるだけ同一の参照符号で図示しようとすることに留意されたい。そして、本発明の要旨を不必要に曖昧にすると判断される公知機能及び構成に対する詳細な技術は省略する。以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例を説明することで、本発明の基板搬送装置及びこれを用いた基板処理システムを詳細に説明する。
【実施例１】
【００７２】
図1は本発明の第1実施例による基板処理システムの全体構成を示す図面であり、図2は図1の基板処理システムの平面図である。図1及び図2を参照すると、本発明の基板処理システムは、第1及び第2工程チャンバ(500、600)と、その間に配置されたトランスファーチャンバ(400)が備えられる。ロードロックチャンバ(200)の前方では多数のキャリア(110)が装着されるインデックス(100)が設けられる。インデックスはフロントエンドモジュール(equipment front end module、以下 EFEM)ともいい、ロードロックチャンバを包括して称されることもある。ロードロックチャンバ(200)には必要に応じて処理後基板を冷却するための冷却チャンバ(300)を備えることができる。
【００７３】
ロードロックチャンバ(200)は大気圧で動作する大気圧搬送ロボット(210)が備えられる。大気圧搬送ロボット(210)はトランスファーチャンバ(400)とインデックス(100)の間で基板搬送を担当する。大気圧搬送ロボット(210)はキャリア(110)とトランスファーチャンバ(400)の間で基板(W)を搬送するために動作する。大気圧搬送ロボット(210)はキャリア(210)から一回の動作に4枚の基板(W)を搬出してトランスファーチャンバ(400)に搬入可能な4個のエンドエフェクタを備えたダブルアーム構造を有するロボットで構成される。そして、大気圧搬送ロボット(210)は昇降及び下降が可能である。大気圧搬送ロボット(210)は本実施例で示すダブルアーム構造の方式以外にも、通常的な半導体製造工程で使われる多様なロボットを用いることができる。例えば、8枚の基板(W)を一つのアームでハンドリング可能なブレード構造のアームを備えたロボットや、4個以上のアームを備えたロボット、またはこれを混合して採用したロボットなどのような多様な構造のロボットを用いることができる。
【００７４】
第1及び第2工程チャンバ(500、600)には各々2個の基板支持台(520、522、620、622)が前段と後段に、そして基板搬送装置(800)の回転プレートアームが回転する経路上に分けて配置される。
【００７５】
第1及び第2工程チャンバ(500、600)は所定のプラズマ処理工程を遂行するための真空チャンバであって、プラズマソース(700)が備えられる。第1及び第2工程チャンバ(500、600)は多様な基板プロセシング作動を遂行するように構成することができる。例えば、フォトレジストを除去するためにプラズマを利用してフォトレジストを除去するアッシング(ashing)チャンバや、絶縁膜を蒸着させるように構成されたCVD(Chemical Vapor Deposition)チャンバが挙げられ、インターコネクト構造を形成するために絶縁膜にアパーチャ(aperture)や開口をエッチングするように構成されたエッチングチャンバが挙げられる。または障壁(barrier)膜を蒸着させるように構成されたPVDチャンバや、金属膜を蒸着させるように構成されたPVDチャンバが挙げられる。
【００７６】
本基板処理システムで処理される被処理基板(W)は代表的に半導体回路を製造するためのウェハ基板や液晶ディスプレイを製造するためのガラス基板である。本基板処理システムの図示された構成以外にも、集積回路またはチップの完全な製造に要求される全てのプロセスを遂行するために多数のプロセシングシステムが要求される。しかし、本発明の明確な説明のために通常的な構成や当業者水準で理解可能な構成は省略した。
【００７７】
発明の基板処理システムは、中央に位置するトランスファーチャンバ(400)とその両側に第1及び第2工程チャンバ(500、600)が配置される。第1及び第2工程チャンバ(500、600)には各々少なくとも2個の基板支持台(520、522、620、622)が設けられている。トランスファーモジュール(400)には基板搬送装置(800)が備えられる。
【００７８】
トランスファーチャンバ(400)と第1工程チャンバ(500)の間で第1基板出入口(510)が開設されており、トランスファーチャンバ(400)と第2工程チャンバ(600) の間で第2基板出入口(610)が開設されている。そして、トランスファーチャンバ(400)とロードロックチャンバ(200)の間には第3基板出入口(410)が開設されている。第1ないし第3基板出入口(510、610、410)は各々スリットバルブ(図示しない)によって開閉作動する。
【００７９】
大気圧搬送ロボット(210)がトランスファーチャンバ(400)で処理前後の基板を交換する過程は、第1及び第2基板出入口(510、610)は閉鎖され、第3基板出入口(410)が開放された大気圧状態で進行される。一方、基板搬送装置(800)が第1及び第2工程チャンバ(500、600)とトランスチャンバ(400)の間で処理前後の基板を交換する過程は、第3基板出入口(410)は閉鎖された状態で真空を維持する中で第1及び第2基板出入口(510、610)を開放して真空状態で進行される。
【００８０】
図3はトランスファーチャンバに設けられた基板搬送装置の斜視図である。図3を参照すると、基板搬送装置(800)は回転力を提供する駆動部(840)と駆動部(840)に連結される一つのスピンドル(830)、そしてスピンドル(830)に装着される多数の回転プレートアーム(810)が備えられる。
【００８１】
多数の回転プレートアーム(810)は第1工程チャンバ(500)に基板をローディング/アンローディングするための複数の第1回転プレートアームと、第2工程チャンバ(600)に基板をローディング/アンローディングするための複数の第2回転プレートアームを含む。第1及び第2回転プレートアームは交互に配列される。しかし、順次に配列してもよい。複数の回転プレートアーム(810)は再度ローディング用アーム(820)とアンローディングアーム(822)に区分することができる。この時、アンローディング用アーム(822)はローディング用アーム(820)よりも低く配列されることが好ましい。ローディング用アーム(820)とアンローディング用アーム(822)は各々対をなすようになり、一実施例では図示されたように、全体的に4対をなす8個の回転プレートアームが備えられる。複数の回転プレートアーム(810)は図2で図示されたように、扇形状に開かれるように動作して回転及び昇降と下降が可能である。ローディング用アーム(820)とアンローディング用アーム(822)は対をなして動作する。
【００８２】
図面には具体的に図示しなかったが、駆動部(840)は回転力を発生する電気モータと発生した回転力をスピンドル(830)に伝達して多数の回転プレートアーム(810)が所望の動作を遂行するようにするギアアセンブリが含まれる。それゆえ多数の回転プレートアーム(810)はスピンドル(830)に装着され、図2に図示されたように、互いに異なる回転半径を有してトランスファーチャンバ(400)を中心に対称になるように扇形態に開閉する動作を遂行する。
【００８３】
図4は基板搬送装置が上部と下部に各々分離した駆動方式で構成された例を示す図面である。図4を参照すると、代案的に基板搬送装置(800)はローディング用アーム(820)とアンローディング用アーム(822)が各々分離して装着される上部と下部に独立したスピンドル(830a、830b)と、これを駆動する上部と下部に分離して設けられた駆動部(840a、840b)が備えられる。ここで、2個の上部及び下部のスピンドル(830a、830b)は同一の軸上に整列されるようにすることが好ましい。
【００８４】
図5は一つの回転プレートアームの構造を示す斜視図である。図5を参照すると、基板搬送装置(800)に構成される多数の回転プレートアーム(810)は一側が開放した開口部(813)を有し、上面に基板端が載置される多数の支持台(814)を有する馬蹄状のエンドエフェクタ(END EFFECTOR)(812)を有する。開口部(813)は基板支持台に設けられるリフトピンの出入のためのものである。そして、エンドエフェクタ(812)は大気圧搬送ロボット(210)のエンドエフェクタ(212)が出入するように形成された進入通路(815)を有する。かかる構成を有する回転プレートアーム(810)は本発明の技術的思想の範囲内でまた他の形態に変形が可能である。
【００８５】
図6ないし図10は基板搬送装置による基板交換過程を順次に図示した図面である。先ず、図6を参照すると、S10と矢印で示されたように、第1及び第2基板出入口(510、610)が閉鎖された状態で第3基板出入口(410)が開放すると、基板搬送装置(800)に処理前基板(W1)が引き渡される。基板の引き渡しが完了すると、第3基板出入口(410)は閉鎖され、トランスファーチャンバ(400)は第1及び第2工程チャンバ(500、600)の内部と同一の真空状態に転換される。このためのポンピングシステムは当然本システムに備えられるが、便宜上図面の表示は省略する。
【００８６】
次に、図7にS20と矢印で示されたように、多数の基板支持台(520、522、620、622)のリフトピンが昇降しながら処理された基板(W2)が指定された高さまで昇降する。この動作と共に第1及び第2基板出入口(510、610)が開放される。この時、昇降するリフトピンの高さは前段に配置された基板支持台(520、620)のものが後段に配置された基板支持台(522、622)のものよりも相対的に低い。それゆえローディング用アーム(820)のローディング、アンローディングのための回転動作でリフトピンと相互間干渉が発生しない。
【００８７】
次に、図8にS30と矢印で示されたように、基板搬送装置(800)のローディング用アーム(820)とアンローディング用アーム(822)が対をなして対称になるように回転して扇形状に開く。この時、処理後基板(W1)はリフトピンからアンローディング用アーム(822)に引き渡される。処理後基板(W1)が引き渡されると、連続して図9にS40と矢印で示されたように、アンローディング用アーム(822)は再度トランスファーチャンバ(400)の最初の位置に復帰する。そして、S50と矢印で示されたように、リフトピンは再度昇降してローディング用アーム(820)から処理前基板(W2)を引き渡される。
【００８８】
そして、図10に矢印S60で図示されたように、ローディング用アーム(820)もトランスファーチャンバ(400)の最初の位置に復帰する。これと併せて、第1及び第2基板出入口(510、610)は再度閉鎖される。そして、矢印S70で図示されたように、リフトピンは下降して基板支持台(520、522、620、622)に処理前基板(W2)を定着させる。
【００８９】
トランスファーチャンバ(400)は大気圧状態に転換され、第3基板出入口(410)が開放される。ロードロックチャンバ(200)の大気圧搬送ロボット(210)は、図10に S80と矢印で示されたように、アンローディングアーム(822)から処理後基板(W1)を引き渡されトランスファーチャンバ(400)から出るようになる。
【００９０】
かかるS10〜S80までの一連の基板交換段階は、基板交換時間を最小化するために前後段階が干渉されない範囲で連続的または同時に進行される。そして、S10の段階とS80の段階は反復する基板交換過程で同時に進行されることが分かる。すなわち、トランスチャンバ(400)とロードロックチャンバ(200)の間で基板交換過程は、前段階でアンローディングされた処理後基板と、これからローディングされる処理前基板が同時に交換される。
【００９１】
アンローディングされた処理後基板(W1)は大気圧搬送ロボット(210)によって冷却チャンバ(300)に移動して冷却処理された後にカセット(110)に積載される。この実施例で、冷却チャンバ(300)を別途に備えたが、トランスファーチャンバ(400)が冷却処理機能を遂行するようにする場合、別途の冷却チャンバ(300)は省略することもできる。また他の代案としては、第1または第2工程チャンバ(500または600)のうちいずれか一つを冷却チャンバで構成することができる。例えば、第1工程チャンバ(500)をプラズマチャンバで構成し、第2工程チャンバ(600)を冷却チャンバで構成することができる。かかる構成を有するようにする場合には、第1工程チャンバ(500)で基板に対するプラズマ処理を遂行し、処理後基板を基板搬送装置(800)が第1工程チャンバ(500)で第2工程チャンバ(600)に搬送して冷却するようにする。そして、冷却が完了した基板を第2工程チャンバ(600)からロードロックチャンバ(200)に搬送するように動作することができる。
【００９２】
このように、本発明の基板処理システムは、多数の基板を同時に処理するために第1及び第2工程チャンバ(500、600)を並列に配列し、そしてトランスファーチャンバ(400)が2個の第1及び第2工程チャンバ(500、600)の間に位置する。かかる構造で迅速な基板交換が可能な基板搬送装置(800)が提供されることで多数の基板を同時に処理して迅速に基板を交換することができるようになる。この実施例では各々二枚の基板を同時に総4枚の基板を一回の工程進行で同時に処理と交換が可能である。
【００９３】
本発明の基板処理システムは、次のような代案的実施例でも変形実施することができる。
【００９４】
図11は2個の駆動軸を有する基板搬送装置が採用された例を示す図面である。図11を参照すると、基板搬送装置(800)は左右に分離して独立的に駆動することができる。すなわち、第1工程チャンバ(500)の基板搬送を担当する回転プレートアームと、第2工程チャンバ(600)の基板搬送を担当する回転プレートアームを各々独立的に分離駆動することができる。
【００９５】
かかる分離した構造は図12に図示されたように、互いに分離した第1及び第2スピンドル(830a、830b)と、これを駆動するための独立した第1及び第2駆動部(840a、840b)が備えられる。さらに、図13に図示されたように、上部と下部に分離駆動される第1ないし第4スピンドル(830a〜830d)と第1ないし第4駆動部(840a〜840d)が備えられる。
【００９６】
さらに、図14及び図15と図16に図示されたように、4個のスピンドル(830a〜830d)、あるいは8個のスピンドル(830a〜830h)、そして4個の駆動部(840a〜840d)、あるいは 8個の駆動部(840a〜840h)を構成する変形が可能である。このように、第1及び第2工程チャンバ(500、600)の基板搬送を担当することと、基板搬送でローディング及びアンローディングを担当する回転プレートアーム(810)の分離駆動のためのスピンドルと駆動部の変形例は極めて多様である。
【実施例２】
【００９７】
図17は第2実施例による基板処理システムの平面図であり、図18は基板搬送装置による基板搬送フローを示す図面である。
【００９８】
図面を参照すると、本発明の第2実施例による基板処理システムは、上述した第1実施例と同一の構成を含み、後段部に大気圧搬送ロボット(260)を有するロードロックチャンバ(250)とインデックス(150)がさらに備えられる。そして、トランスファーチャンバ(400)と後方のロードロックチャンバ(250)の間に開設される第4基板出入口(420)がさらに構成される。かかる基板処理システムは、前方では処理前基板がローディングされ、後方では処理後基板がアンローディングされる。ここで、後方のロードロックチャンバ(250)には基板冷却のための冷却チャンバ(300)を構成することができる。図18で矢印で示されたS100〜S130は基板搬送装置(800)による処理前基板と処理後基板の搬送フローを段階的に表示した。
【００９９】
図19及び図20は本発明の基板処理システムの変形例を示す図面である。
【０１００】
図19に図示されたように、第1及び第2工程チャンバ(500、600)は各々4個の基板支持台(520〜526)(620〜626)を備え、基板搬送装置(800)もこれに適合するように 16個の回転プレートアームが備えられる。または図20に図示されたように、第1工程チャンバ(500)を構成せずに、第2工程チャンバ(600)のみを構成し、基板搬送装置(800)も14個の回転プレートアームを有するように構成することもできる。そして、基板冷却のための冷却チャンバ(300)も処理される基板の数に適合するように一つ以上備えられる。
【０１０１】
以上のような本発明の基板処理システムは、上述した実施例で工程チャンバを単層で構成した例のみを説明したが、多数の工程チャンバとトランスファーチャンバを複層で構成することができる。複層構造でトランスファーチャンバに備えられる基板搬送装置は各々独立的または同時に駆動されるようにすることができる。
【実施例３】
【０１０２】
図21は本発明の第3実施例による基板処理システムの全体構成を示す図面であり、図22は図21の基板処理システムの平面図である。
【０１０３】
図21及び図22を参照すると、本発明の基板処理システムは、第1及び第2工程チャンバ(1500、1600)と、その間に配置されたトランスファーチャンバ(1400)が備えられる。ロードロックチャンバ(1200)の前方では多数のキャリア(1110)が装着されるインデックス(1100)が設けられる。インデックス(1100)はフロントエンドモジュール(equipment front end module、以下 EFEM)ともいい、ロードロックチャンバを包括して称されることもある。ロードロックチャンバ(1200)には必要に応じて処理後基板を冷却するための冷却チャンバ(1300)が備えられる。
【０１０４】
ロードロックチャンバ(1200)は大気圧で動作する大気圧搬送ロボット(1210)が備えられる。大気圧搬送ロボット(1210)はトランスファーチャンバ(1400)とインデックス(1100)の間で基板搬送を担当する。大気圧搬送ロボット(1210)はキャリア(1110)とトランスファーチャンバ(1400)の間で基板(W)を搬送するために動作する。大気圧搬送ロボット(1210)はキャリア(1210)から一回の動作に4枚の基板(W)を搬出してトランスファーチャンバ(1400)に搬入可能な4個のエンドエフェクタを備えたダブルアーム構造を有するロボットで構成される。そして、大気圧搬送ロボット(1210)は昇降及び下降が可能である。大気圧搬送ロボット(1210)は本実施例で示すダブルアーム構造の方式以外にも通常的な半導体製造工程で使われる多様なロボットを用いることができる。例えば、8枚の基板(W)を一つのアームでハンドリング可能なブレード構造のアームを備えたロボットや、4個以上のアームを備えたロボット、またはこれを混合して採用したロボットなどのような多様な構造のロボットを用いることができる。
【０１０５】
第1及び第2工程チャンバ(1500、1600)には各々2個の基板支持台(1520、1522、1620、1622)が前段と後段に、そして基板搬送装置(1800)の回転プレートアームが回転する経路上に分けて配置される。
【０１０６】
第1及び第2工程チャンバ(1500、1600)は所定のプラズマ処理工程を遂行するための真空チャンバであって、プラズマソース(1700)が備えられる。第1及び第2工程チャンバ(1500、1600)は多様な基板プロセシング作動を遂行するように構成することができる。例えば、フォトレジストを除去するためにプラズマを利用してフォトレジストを除去するアッシング(ashing)チャンバや、絶縁膜を蒸着させるように構成されたCVD(Chemical Vapor Deposition)チャンバが挙げられ、インターコネクト構造を形成するために絶縁膜にアパーチャ(aperture)や開口をエッチングするように構成されたエッチングチャンバが挙げられる。または障壁(barrier)膜を蒸着させるように構成されたPVDチャンバや、金属膜を蒸着させるように構成されたPVDチャンバが挙げられる。
【０１０７】
本基板処理システムで処理される被処理基板(W)は代表的に半導体回路を製造するためのウェハ基板や液晶ディスプレイを製造するためのガラス基板である。本基板処理システムの図示された構成以外にも集積回路またはチップの完全な製造に要求される全てのプロセスを遂行するために多数のプロセシングシステムが要求される。しかし、本発明の明確な説明のために通常的な構成や当業者水準で理解可能な構成は省略した。
【０１０８】
発明の基板処理システムは、中央に位置するトランスファーチャンバ(1400)と、その両側に第1及び第2工程チャンバ(1500、1600)が配置される。第1及び第2工程チャンバ(1500、1600)には各々少なくとも2個の基板支持台(1520、1522、1620、1622)が設けられている。トランスファーモジュール(1400)には基板搬送装置(1800)が備えられる。
【０１０９】
トランスファーチャンバ(1400)と第1工程チャンバ(1500)の間で第1基板出入口(1510)が開設されており、トランスファーチャンバ(1400)と第2工程チャンバ(1600)の間で第2基板出入口(1610)が開設されている。そして、トランスファーチャンバ(1400)とロードロックチャンバ(1200)の間には第3基板出入口(1410)が開設されている。第1ないし第3基板出入口(1510、1610、1410)は各々スリットバルブ(図示しない)によって開閉作動する。特に、トランスファーチャンバ(1400)の正面(1402)は第3基板出入口(1410)部分が内側に凹むように陥没した形状からなる。かかる構造的な特徴によればトランスファーチャンバ(1400)の内部面積を減らすことができるため、トランスファーチャンバ(1400)を真空状態に維持するのに必要な真空システムの規模を減らすことができる。
【０１１０】
大気圧搬送ロボット(1210)がトランスファーチャンバ(1400)で処理前後の基板を交換する過程は、第1及び第2基板出入口(1510、1610)は閉鎖され、第3基板出入口(1410)が開放された大気圧状態で進行される。一方、基板搬送装置(1800)が第1及び第2工程チャンバ(1500、1600)とトランスチャンバ(1400)の間で処理前後の基板を交換する過程は、第3基板出入口(1410)は閉鎖された状態で真空を維持する中で第1及び第2基板出入口(1510、1610)を開放して真空状態で進行される。
【０１１１】
図23はトランスファーチャンバに設けられた基板搬送装置の斜視図であり、図24ないし図27は基板搬送装置の第1ないし第4搬送部材の各々を示す斜視図である。
【０１１２】
図22ないし図27を参照すると、基板搬送装置(1800)はトランスファーチャンバ(1400)の端に分散配置される第1ないし第4搬送部材(1810a、1810b、1810c、1819d)を含む。
【０１１３】
第1ないし第4搬送部材(1810a、1810b、1810c、1819d)は第3基板出入口(1410)を通じてトランスファーチャンバ(1400)の待機位置(図28参照)に提供される4枚の基板を同時に引き渡され第1、2工程チャンバ(1500、1600)に設けられた各々の基板支持台(1520、1522、1620、1622)上部に分散移送し、基板支持台(1520、1522、1620、1622)上部で各々基板を引き渡されトランスファーチャンバ(1400)の待機位置に基板を集中移送することができるように動作する。
【０１１４】
第1ないし第4搬送部材(1810a、1810b、1810c、1810d)の各々は回転力を提供する駆動部(1830)と、駆動部(1830)に連結されるスピンドル(1820)、そしてスピンドル(1820)に装着される2個の回転プレートアーム(1840、1850)を含む。2個の回転プレートアーム(1840、1850)はローディング用アーム(1840)とアンローディングアーム(1850)に区分することができる。この時、アンローディング用アーム(1850)はローディング用アーム(1840)よりも低く配列されることが好ましい。
【０１１５】
図示されたように、基板搬送装置(1800)は全体的に4対をなす8個の回転プレートアーム(1840、1850)が備えられる。回転プレートアーム(1840、1850)は図28で図示されたように、大気圧搬送ロボット(1210)との基板受け渡しのために一つの整列線に垂直に整列される待機位置と、分散配置された基板支持台上部に開かれる分散位置の間の移動のために回転及び昇降と下降が可能である。ローディング用アーム(1840)とアンローディング用アーム(1850)は対をなして動作する。
【０１１６】
第1搬送部材(1810a)は待機位置で第2工程チャンバ(1600)の基板支持台(1622)に基板をローディング/アンローディングするための2個の回転プレートアーム(1840、1850)を含み、第2搬送部材(1810b)は待機位置で第2工程チャンバ(1500)の基板支持台(1620)に基板をローディング/アンローディングするための2個の回転プレートアーム(1840、1850)を含む。そして、第3搬送部材(1810c)は待機位置で第1工程チャンバ(1500)の基板支持台(1520)に基板をローディング/アンローディングするための2個の回転プレートアーム(1840、1850)を含み、第4搬送部材(1810d)は待機位置で第1工程チャンバ(1500)の基板支持台(1522)に基板をローディング/アンローディングするための2個の回転プレートアーム(1840、1850)を含む。
【０１１７】
一方、第1ないし第4搬送部材(1810a、1810b、1810c、1810d)の回転プレートアーム(1840、1850)は待機位置に集まった時に衝突しないように互いに異なる高低を有し、これらは交互または順次に配列することができる。
【０１１８】
図面には具体的に図示しなかったが、駆動部(1830)は回転力を発生する電気モータと発生した回転力をスピンドル(1820)に伝達して回転プレートアーム(1840、1850)が所望の動作を各々遂行するようにするギアアセンブリが含まれる。それゆえ回転プレートアーム(1840、1850)はスピンドル(1820)に装着され、図22及び図24ないし図27に図示されたように、互いに異なる回転半径を有してトランスファーチャンバ(1400)を中心に対称になるように開閉する動作を遂行する。すなわち、第1搬送部材(1810a)と第4搬送部材(1810d)は互いに対称になるようにスイング動作を遂行し、第2搬送部材(1810b)と第3搬送部材(1810c)は互いに対称になるようにスイング動作を遂行する。
【０１１９】
図24ないし図27で示すように、第1ないし第4搬送部材(1810a、1810b、1810c、1819d)の回転プレートアーム(1840、1850)は一側が開放した開口部(1843)を有し、上面に基板端が載置される多数の支持台(1844)を有する馬蹄状のエンドエフェクタ(END EFFECTOR)(1842)を有する。開口部(1843)は基板支持台に設けられるリフトピンの出入のためのものである。そして、エンドエフェクタ(1842)は大気圧搬送ロボット(1210)のエンドエフェクタ(1212)が出入するように形成された進入通路(1845)を有する。かかる構成を有する回転プレートアーム(1840、1850)は本発明の技術的思想の範囲内でまた他の形態に変形が可能である。
【０１２０】
本発明の基板処理システムで基板搬送装置の搬送部材は次のような代案的実施例でも変形実施することができる。
【０１２１】
図32及び図33は伸縮可能な回転プレートアームを有する搬送部材(1810a')が採用された例を示す図面である。
【０１２２】
図32及び図33を参照すると、回転プレートアーム(1840')は多段アンテナ方式で伸縮可能な第1ないし第3伸縮プレートアーム(1841-1、1841-2、1841-3)で行われる。第1伸縮プレートアーム(1841-1)はスピンドル(1820)に連結される部分であり、第2伸縮プレートアーム(1841-2)は第1伸縮プレートアーム(1841-1)から伸縮される部分であり、第3伸縮プレートアーム(1841-3)は第2伸縮プレートアーム(1841-2)から伸縮される部分で末端にはエンドエフェクタ(1842)が連結される。
【０１２３】
上述した構造を有する基板搬送装置(1800)の搬送部材(1810'a)は図33のように、回転プレートアーム(1840')の各々はトランスファーチャンバ(1800a)の待機位置で各々の該当の基板支持台(1522、1520、1622、1620)方向に回転した後、エンドエフェクタ(1842)が基板支持台上部に位置するように伸縮プレートアーム(1841-1、1841-2、1841-3)が多段引出される。すなわち、搬送部材(1810'a)は回転半径を減らすために伸縮プレートアーム(1841-1、1841-2、1841-3)が折り畳まれた状態で回転した後、エンドエフェクタ(1842)を基板支持台に位置させるために伸張するものである。
【０１２４】
かかる伸縮可能な構造は図33に図示されたように、基板搬送装置(1800)の搬送部材(1810'a)各々の回転半径を短縮することができ、これは全体的にトランスファーチャンバの面積を減らすことができる。
【０１２５】
図28ないし図31は基板搬送装置による基板交換過程を順次に図示した図面である。
【０１２６】
先ず、図28を参照すると、S110と矢印で示されたように、第1及び第2基板出入口(1510、1610)が閉鎖された状態で第3基板出入口(1410)が開放すると、基板搬送装置(1800)に処理前基板が引き渡される。基板の引き渡しが完了すると、第3基板出入口(1410)は閉鎖され、トランスファーチャンバ(1400)は第1及び第2工程チャンバ(1500、1600)の内部と同一の真空状態に転換される。このためのポンピングシステムは当然本システムに備えられるが、便宜上図面の表示は省略する。
【０１２７】
次に、多数の基板支持台(1520、1522、1620、1622)のリフトピン(図示しない)が昇降しながら処理された基板が指定された高さまで昇降する。この動作と共に第1及び第2基板出入口(1510、1610)が開放される。この時、昇降するリフトピンの高さは該当する搬送部材の基板の引き渡し位置によって変わる。それゆえ回転プレートアーム(1840、1850)のローディング、アンローディングのための回転動作でリフトピンと相互間干渉が発生しない。
【０１２８】
次に、図29にS120と矢印で示されたように、基板搬送装置(1800)の第1ないし第4搬送部材(1810a〜1810d)の回転プレートアーム(1840、1850)が待機位置で各々の該当する基板支持台上部に回転して開く。この時、処理後基板はリフトピンで第1ないし第4搬送部材(1840a〜1840d)のアンローディング用アーム(1850)に引き渡される。処理後基板が引き渡されると、連続して図30にS130と矢印で示されたように、アンローディング用アーム(1850)は再度トランスファーチャンバ(1400)の最初の位置、かつ待機位置である中央近傍に復帰する。そして、リフトピンは再度昇降してローディング用アーム(1840)から処理前基板を引き渡される。
【０１２９】
そして、図31に矢印S140に図示されたように、ローディング用アーム(1840)もトランスファーチャンバ(1400)の最初の位置、かつ待機位置に復帰する。これと併せて、第1及び第2基板出入口(1510、1610)は再度閉鎖される。そして、リフトピンは下降して基板支持台(1520、1522、1620、1622)に処理前基板を定着させる。
【０１３０】
トランスファーチャンバ(1400)は大気圧状態に転換され、第3基板出入口(1410)が開放される。ロードロックチャンバ(1200)の大気圧搬送ロボット(1210)は、図31にS150と矢印で示されたように、アンローディングアーム(1850)から処理後基板を引き渡されトランスファーチャンバ(1400)から出るようになる。
【０１３１】
かかるS110〜S150までの一連の基板交換段階は、基板交換時間を最小化するために前後段階が干渉されない範囲で連続的または同時に進行される。そして、S110の段階とS160の段階は反復する基板交換過程で同時に進行されることが分かる。すなわち、トランスチャンバ(1400)とロードロックチャンバ(1200)の間で基板交換過程は、前段階でアンローディングされた処理後基板と、これからローディングされる処理前基板が同時に交換される。
【０１３２】
アンローディングされた処理後基板は大気圧搬送ロボット(1210)によって冷却チャンバ(1300)に移動して冷却処理された後にカセット(1110)に積載される。この実施例で、冷却チャンバ(1300)を別途に備えたが、トランスファーチャンバ(1400)が冷却処理機能を遂行するようにする場合、別途の冷却チャンバ(1300)は省略することもできる。また他の代案としては、第1または第2工程チャンバ(1500または1600)のうちいずれか一つを冷却チャンバで構成することができる。例えば、第1工程チャンバ(1500)をプラズマチャンバで構成し、第2工程チャンバ(1600)を冷却チャンバで構成することができる。かかる構成を有するようにする場合には、第1工程チャンバ(1500)で基板に対するプラズマ処理を遂行し、処理後基板を基板搬送装置(1800)が第1工程チャンバ(1500)から第2工程チャンバ(1600)に搬送して冷却するようにする。そして、冷却が完了した基板を第2工程チャンバ(1600)からロードロックチャンバ(1200)に搬送するように動作することができる。
【０１３３】
このように、本発明の基板処理システムは、多数の基板を同時に処理するために第1及び第2工程チャンバ(1500、1600)を並列に配列し、そしてトランスファーチャンバ(1400)が2個の第1及び第2工程チャンバ(1500、1600)の間に位置する。かかる構造で迅速な基板交換が可能な基板搬送装置(1800)が提供されることで多数の基板を同時に処理して迅速に基板を交換することができるようになる。この実施例では各々二枚の基板を同時に総4枚の基板を一回の工程進行で同時に処理と交換が可能である。
【０１３４】
以上のような本発明の基板処理システムは、上述した実施例で工程チャンバを単層で構成した例のみを説明したが、多数の工程チャンバとトランスファーチャンバを複層で構成することができる。複層構造で、トランスファーチャンバに備えられる基板搬送装置は各々独立的または同時に駆動されるようにすることもできる。
【実施例４】
【０１３５】
図34は本発明の第4実施例による基板処理システムの全体構成を示す図面である。そして、図35ないし図37は図34から1、2、3層処理グループを各々示す基板処理システムの平面図である。
【０１３６】
図34ないし図37を参照すると、本発明の基板処理システムは、ロードロックチャンバ(2200)と、ロードロックチャンバ(2200)の後方に配置され、多段に積層されるように配置される第1、2、3処理グループ(a、b、c)を含む。
【０１３７】
ロードロックチャンバ(2200)の前方では多数のキャリア(2110)が装着されるインデックス(2100)が設けられる。インデックス(2100)はフロントエンドモジュール(equipment front end module、以下 EFEM)ともいい、ロードロックチャンバを包括して称されることもある。
【０１３８】
ロードロックチャンバ(2200)は大気圧で動作する大気圧搬送ロボット(2210)が備えられる。大気圧搬送ロボット(2210)は各処理グループに該当する第1、2、3トランスファーチャンバ(2400a、2400b、2400c)とインデックス(2100)の間で基板搬送を担当する。大気圧搬送ロボット(2210)はキャリア(2210)から一回の動作に4枚の基板(W)を搬出することができ、また各層の第1、2、3トランスファーチャンバ(2400a、2400b、2400c)に搬入可能な4個のエンドエフェクタを備えたダブルアーム構造を有するロボットで構成される。そして、大気圧搬送ロボット(2210)は昇降及び下降が可能である。大気圧搬送ロボット(2210)は本実施例で示すダブルアーム構造の方式以外にも通常的な半導体製造工程で使われる多様なロボットを用いることができる。例えば、8枚の基板(W)を一つのアームでハンドリング可能なブレード構造のアームを備えたロボットや、4個以上のアームを備えたロボット、またはこれを混合して採用したロボットなどのような多様な構造のロボットを用いることができる。
【０１３９】
図34ないし図37に図示されたように、第1、2、3処理グループ(a、b、c)は多段に積層されるように配置される。1層に位置する第1処理グループ(a)は4枚の基板を同時に工程処理する第1、2工程チャンバ(2500a、2500b)を有し、2層に位置する第2処理グループ(b)は工程処理の前に基板を整列する第1、2整列チャンバ(2600a、2600b)を有し、最上層に位置する第3処理グループ(c)は工程を終えた基板をクーリングするクーリングチャンバ(2700)を有する。
【０１４０】
このように、本発明の基板処理システム(2010)は平面配置で見ると、工程チャンバに整列チャンバとクーリングチャンバをオーバーラップさせて配置することで処理システムの総床面積を小さくしたものなので、クリーンルームなどの製作設備費用を軽減させることができるだけでなく、大気圧搬送ロボット(2210)が第2トランスファーチャンバ(2400b)から第1トランスファーチャンバ(2400a)、そして第1トランスファーチャンバ(2400a)から第3トランスファーチャンバ(2400c)に基板を搬送する過程で大気圧搬送ロボット(2210)の方向転換などの動作を省略することができ、その移動距離が短いことでより迅速な基板搬送が可能である。
【０１４１】
図35を参照すると、1層に位置する第1処理グループ(a)は第1及び第2工程チャンバ(2500a、2500b)と、その間に配置された第1トランスファーチャンバ(2400a)が備えられる。
【０１４２】
第1及び第2工程チャンバ(2500a、2500b)には各々2個の基板支持台(2520、2522)が前段と後段に、そして第1基板搬送装置(2800a)の回転プレートアームが回転する経路上に分けて配置される。
【０１４３】
第1及び第2工程チャンバ(2500a、2500b)は所定のプラズマ処理工程を遂行するための真空チャンバであって、プラズマソース(図示しない)が備えられる。
【０１４４】
第1トランスファーチャンバ(2400a)と第1工程チャンバ(2500a)の間で第1基板出入口(2510a)が開設されており、第1トランスファーチャンバ(2400a)と第2工程チャンバ(2500b)の間で第2基板出入口(2510b)が開設されている。そして、第1トランスファーチャンバ(2400a)とロードロックチャンバ(2200)の間には第3基板出入口(2410)が開設されている。第1ないし第3基板出入口(2510a、2510b、2410)は各々スリットバルブ(図示しない)によって開閉作動する。
【０１４５】
大気圧搬送ロボット(2210)が第1トランスファーチャンバ(2400a)で処理前後の基板を交換する過程は、第1及び第2基板出入口(2510a、2510b)は閉鎖され、第3基板出入口(2410)が開放された大気圧状態で進行される。一方、第1基板搬送装置(2800a)が第1及び第2工程チャンバ(2500a、2500b)と第1トランスチャンバ(2400a) の間で処理前後の基板を交換する過程は、第3基板出入口(2410)は閉鎖された状態で真空を維持する中で第1及び第2基板出入口(2510a、2510b)を開放して真空状態で進行される。
【０１４６】
例えば、第1及び第2工程チャンバ(2500a、2500b)は多様な基板プロセシング作動を遂行するように構成することができる。例えば、フォトレジストを除去するためにプラズマを利用してフォトレジストを除去するアッシング(ashing)チャンバや、絶縁膜を蒸着させるように構成されたCVD(Chemical Vapor Deposition)チャンバが挙げられ、インターコネクト構造を形成するために絶縁膜にアパーチャ(aperture)や開口をエッチングするように構成されたエッチングチャンバが挙げられる。または障壁(barrier)膜を蒸着させるように構成されたPVDチャンバや、金属膜を蒸着させるように構成されたPVDチャンバが挙げられる。
【０１４７】
本基板処理システムで処理される被処理基板(W)は代表的に半導体回路を製造するためのウェハ基板や液晶ディスプレイを製造するためのガラス基板である。本基板処理システムの図示された構成以外にも集積回路またはチップの完全な製造に要求される全てのプロセスを遂行するために多数のプロセシングシステムが要求される。しかし、本発明の明確な説明のために通常的な構成や当業者水準で理解可能な構成は省略した。
【０１４８】
図36及び図47を参照すると、2層に位置する第2処理グループ(b)は第1及び第2整列チャンバ(2600a、2600b)と、その間に配置された第2トランスファーチャンバ(2400b)が備えられる。
【０１４９】
第1及び第2整列チャンバ(2600a、2600b)には各々一つのスピンチャック(2640)が第2基板搬送装置(2800b)の回転プレートアームが回転する経路上に配置される。
【０１５０】
第1、2整列チャンバ(2600a、2600b)は第1、2工程チャンバ(2500a、2500b)で工程を進行する前に基板に対する整列工程を遂行するためのチャンバとして、第1、2整列チャンバ(2600a、2600b)にはスピンチャック(2640)と、センサで構成された検出部(2650)、そして回転プレートアームの高さに従ってスピンチャックの高低のための昇降装置(2660)を含む基板アライナが設けられる。基板アライナは、基板をスピンチャック(2640)に定着させて回転させながら基板上部に位置した検出部(2650)が基板の位置を感知する通常的な構成及び方法を用いることができる。ここで検出部(2650)は複数のCCD(charge coupled device)センサ及びそれに対応する光源を備えて基板の位置を検出するようになる。一方、図47で示すように、第1、2回転プレートアームの位置によって第1整列チャンバ(2600b)のスピンチャック(2640)が第2整列チャンバ(2600a)のスピンチャック(2640)よりも低く配置される。
【０１５１】
第2トランスファーチャンバ(2400b)と第1整列チャンバ(2600a)の間で第1基板出入口(2610a)が開設されており、第2トランスファーチャンバ(2400b)と第2整列チャンバ(2600b)の間で第2基板出入口(2610b)が開設されている。そして、第2トランスファーチャンバ(2400b)とロードロックチャンバ(2200)の間には第3基板出入口(2412)が開設されている。第1ないし第3基板出入口(2610a、2610b、2412)は各々スリットバルブ(図示しない)によって開閉作動する。
【０１５２】
図37を参照すると、最上層(3層)に位置する第3処理グループ(c)は第2トランスファーチャンバ(2400b)と同一線上に位置する第3トランスファーチャンバ(2400c)と、その一側に配置されるクーリングチャンバ(2700)が備えられる。第3トランスファーチャンバ(2400c)とクーリングチャンバ(2700)の間で第1基板出入口(2710)が開設されており、第3トランスファーチャンバ(2400c)とロードロックチャンバ(2200)の間には第3基板出入口(2414)が開設されている。第1、3 基板出入口(2170、2414)は各々スリットバルブ(図示しない)によって開閉作動する。
【０１５３】
説明するまでもなく、クーリングチャンバ(2700)は第1、2工程チャンバで工程を終えた4枚の基板に対するクーリング工程が遂行されるチャンバとして、クーリングチャンバ内部には4枚の基板が載置されるクーリングステージが備えられなければならず、追加的に基板にクーリングエアを提供するクーリングガス供給部を備えることもできる。このように基板をクーリングするための構成及び方法は通常的なこととして当業者水準で理解可能であるため、それに対する構成は省略した。
【０１５４】
図38ないし図40は第1、2、3トランスファーチャンバに設けられた第1、2、3基板搬送装置の斜視図である。
【０１５５】
まず、図38を参照すると、第1基板搬送装置(2800a)は回転力を提供する駆動部(2840)と、駆動部(2840)に連結される一つのスピンドル(2830)、そしてスピンドル(2830)に装着される8個のプレートアーム(2810)が備えられる。
【０１５６】
8個の回転プレートアーム(2810)は第1工程チャンバ(2500a)に基板をローディング/アンローディングするための複数の第1回転プレートアームと、第2工程チャンバ(2500b)に基板をローディング/アンローディングするための複数の第2回転プレートアームを含む。第1及び第2回転プレートアームは交互に配列される。しかし、順次に配列してもよい。回転プレートアーム(2810)は再度ローディング用アーム(2820)とアンローディングアーム(2822)に区分することができる。この時、アンローディング用アーム(2822)はローディング用アーム(2820)よりも低く配列されることが好ましい。ローディング用アーム(2820)とアンローディング用アーム(2822)は各々対をなすようになり、一実施例では図示されたように全体的に4対をなす8個の回転プレートアームが備えられる。複数の回転プレートアーム(2810)は図35で図示されたように、扇形状に開かれるように動作して回転及び昇降と下降が可能である。ローディング用アーム(2820)とアンローディング用アーム(2822)は対をなして動作する。
【０１５７】
図面には具体的に図示しなかったが、駆動部(2840)は回転力を発生する電気モータと発生した回転力をスピンドル(2830)に伝達して多数の回転プレートアーム(2810)が所望の動作を遂行するようにするギアアセンブリが含まれる。それゆえ多数の回転プレートアーム(2810)はスピンドル(2830)に装着され、図35に図示されたように、互いに異なる回転半径を有して第1トランスファーチャンバ(2400a)を中心に対称になるように扇形態に開閉する動作を遂行する。
【０１５８】
一方、本発明では基板搬送装置が一つのスピンドルを有することと説明したが、両側に各々分離して基板搬送装置を設けることができる。
【０１５９】
図39は第2トランスファーチャンバに設けられた第2基板搬送装置の斜視図である。
【０１６０】
図39を参照すると、第2基板搬送装置(2800b)は第1基板搬送装置(2800a)と同様に回転力を提供する駆動部(2840)と、駆動部(2840)に連結されるスピンドル(2830)、そしてスピンドル(2830)に装着される4個の回転プレートアーム(2810)が備えられる。第2基板搬送装置は4個の回転プレートアーム(2810)が個別に回転することができるように複数の駆動部と各々の駆動部に連結される複数のスピンドルを有する。
【０１６１】
4個の回転プレートアーム(2810)は下から第1整列チャンバ(2600a)に基板をローディング/アンローディングするための2個の第1回転プレートアームと、第2整列チャンバ(2600b)に基板をローディング/アンローディングするための2個の第2回転プレートアームを含む。第1及び第2回転プレートアームは順次に配列される。しかし、相互に配列してもよい。図47で示すように、第1、2回転プレートアームの位置によって第1整列チャンバ(2600b)のスピンチャック(2640)が第2整列チャンバ(2600a)のスピンチャック(2640)よりも低く配置される。
【０１６２】
図40は第3トランスファーチャンバに設けられた第3基板搬送装置の斜視図である。図40を参照すると、第3基板搬送装置(2800c)は第1基板搬送装置(2800a)と同様に回転力を提供する駆動部(2840)と、駆動部(2840)に連結される一つのスピンドル(2830)、そしてスピンドル(2830)に装着される4個の回転プレートアーム(2810)が備えられる。4個の回転プレートアーム(2810)はクーリングチャンバ(2700)に基板をローディング/アンローディングするためのものである。
【０１６３】
図面に図示しなかったが、第1基板搬送装置はローディング用アーム(2820)とアンローディング用アーム(2822)が各々分離して装着される上部と下部に独立したスピンドルと、これを駆動する上部と下部に分離して設けられた駆動部を備えることもできる。
【０１６４】
図41は一つの回転プレートアームの構造を示す斜視図である。
【０１６５】
図41を参照すると、第1、2、3基板搬送装置(2800a、2800b、2800c)に構成される多数の回転プレートアーム(2810)は一側が開放した開口部(2813)を有し、上面に基板端が載置される多数の支持台(2814)を有する馬蹄状のエンドエフェクタ(END EFFECTOR)(2812)を有する。開口部(2813)は基板支持台に設けられるリフトピンの出入のためのものである。そして、エンドエフェクタ(2812)は大気圧搬送ロボット(2210)のエンドエフェクタ(2212)が出入するように形成された進入通路(2815)を有する。かかる構成を有する回転プレートアーム(2810)は本発明の技術的思想の範囲内でまた他の形態に変形が可能である。
【０１６６】
図42ないし図46は第1基板搬送装置による基板交換過程を順次に図示した図面である。
【０１６７】
先ず、図42を参照すると、S210と矢印で示されたように、第1及び第2基板出入口(2510a、2510b)が閉鎖された状態で第3基板出入口(2410)が開放すると、基板搬送装置(2800a)に処理前基板(W2)が引き渡される。基板の引き渡しが完了すると、第3基板出入口(2410)は閉鎖され、第1トランスファーチャンバ(2400a)は第1及び第2工程チャンバ(2500a、2500b)の内部と同一の真空状態に転換される。このためのポンピングシステムは当然本システムに備えられるが、便宜上図面の表示は省略する。
【０１６８】
次に、図43にS220と矢印で示されたように、多数の基板支持台(2520、 2522)のリフトピンが昇降しながら処理された基板(W1)が指定された高さまで昇降する。この動作と共に第1及び第2基板出入口(2510a、2510b)が開放される。この時、昇降するリフトピンの高さは前段に配置された基板支持台(2520)のものが後段に配置された基板支持台(2522)のものよりも相対的に低い。それゆえローディング用アーム(2820)のローディング、アンローディングのための回転動作でリフトピンと相互間干渉が発生しない。
【０１６９】
次に、図44にS230と矢印で示されたように、第1基板搬送装置(2800a)のローディング用アーム(2820)とアンローディング用アーム(2822)が対をなして対称になるように回転して扇形状に開く。この時、処理後基板(W1)はリフトピンからアンローディング用アーム(2822)に引き渡される。処理後基板(W1)が引き渡されると、連続して図45にS240と矢印で示されたように、アンローディング用アーム(2822)は再度第1トランスファーチャンバ(2400a)の最初の位置に復帰する。そして、S250と矢印で示されたように、リフトピンは再度昇降してローディング用アーム(2820)から処理前基板(W2)を引き渡される。
【０１７０】
そして、図46に矢印S260と図示されたように、ローディング用アーム(2820)も第1トランスファーチャンバ(2400a)の最初の位置に復帰する。これと併せて、第1及び第2基板出入口(2510a、2510b)は再度閉鎖される。そして、矢印S270に図示されたように、リフトピンは下降して基板支持台(2520、2522)に処理前基板(W2)を定着させる。
【０１７１】
第1トランスファーチャンバ(2400a)は大気圧状態に転換され、第3基板出入口(2410)が開放される。ロードロックチャンバ(2200)の大気圧搬送ロボット(2210)は、図46にS280と矢印で示されたように、アンローディングアーム(2822)から処理後基板(W1)を引き渡され第1トランスファーチャンバ(2400a)から出るようになる。
【０１７２】
かかるS210〜S280までの一連の基板交換段階は、基板交換時間を最小化するために前後段階が干渉されない範囲で連続的または同時に進行される。そして、S210の段階とS280の段階は反復する基板交換過程で同時に進行されることが分かる。すなわち、第1トランスファーチャンバ(2400a)とロードロックチャンバ(2200)の間で基板交換過程は、前段階でアンローディングされた処理後基板と、これからローディングされる処理前基板が同時に交換される。
【０１７３】
図48ないし図50は第2基板搬送装置による基板整列過程を順次に図示した図面である。
【０１７４】
先ず、図48を参照すると、S210と矢印で示されたように、第3基板出入口(2412)が開放すると、基板搬送装置(2800b)に処理前基板(W1)が引き渡される。基板の引き渡しが完了すると、第3基板出入口(2412)は閉鎖され、この動作と共に第1及び第2基板出入口(2610a、2610b)が開放される。次に、図49にS220と矢印で示されたように、第2基板搬送装置(2800b)の第1回転プレートアーム一つと第2回転プレートアーム一つは対称になるように回転して開き、各々の該当のスピンチャック(2640)に基板(W1)を載置した後、図50でS230と矢印で示されたように、最初の位置に復帰する。第1、2整列チャンバ(2600a、2600b)で基板整列が終わると、残り2枚の基板に対する基板整列も前記のような過程を通じて行われる。このように2回にわたって4枚の基板整列が完了し、基板は大気圧搬送ロボット(2210)によって第2トランスファーチャンバ(2400b)から引出されて第1トランスファーチャンバ(2400a)に移される。
【０１７５】
この時、大気圧搬送ロボット(2210)は第2トランスファーチャンバ(2400b)から引出された直後に高低だけ調節した状態で第1トランスファーチャンバ(2800a)に基板を移すことができる。すなわち、第1、2トランスファーチャンバ(2800a、2800b)の第3基板出入口(2410、2412)が同一線上に位置するため、大気圧搬送ロボット(2210)は方向転換をしない状態で第2トランスファーチャンバ(2400b)から第1トランスファーチャンバ(2400a)への迅速な基板搬送が可能である。
【０１７６】
一方、第1、2工程チャンバ(2500a、2500b)で処理された基板は大気圧搬送ロボット(2210)によって第3トランスファーチャンバ(2400c)に移動する。この過程でも大気圧搬送ロボット(2210)は方向転換をしない状態で第1トランスファーチャンバ(2400a)から第3トランスファーチャンバ(2400c)への迅速な基板搬送が可能である。そして、その基板は第3トランスファーチャンバ(2400c)に設けられた第3基板搬送装置(2800c)によってクーリングチャンバ(2700)に移動して冷却処理された後に、また大気圧搬送ロボット(2210)によって引出されてカセット(2110)に積載される。
【０１７７】
本実施例の場合、第1、2工程チャンバ(2500a、2500b)で4枚の基板(W)を同時に処理するため、クーリングチャンバ(2700)においても41枚の基板(W)を同時に冷却するようにしている。しかし、前記のようにクーリング処理に必要な時間は工程処理に所要される時間よりも長くなり得る。その場合、全体効率を考慮すると、クーリングチャンバ(2700)を第3トランスファーチャンバ(2400c)両側に配置する構成も考慮するに値する。
【０１７８】
本発明の基板処理システムは、次のような代案的実施例でも変形実施することができる。
【０１７９】
図51は2個の基板に対する整列を同時に各々遂行することができる第1整列チャンバ(2600c)と第2整列チャンバ(2600d)を示す図面である。図51に図示されたように、第1、2整列チャンバ(2600c、2600d)は第1、2工程チャンバ(2500a、2500b)と同様に一つのチャンバで2枚の基板整列が可能になるように構成することができる。
【０１８０】
図52は第2処理グループの変形例を示す側断面図である。図52に図示されたように、変形された第2処理グループ(b')は第1または第2整列チャンバ(2600aまたは 2600b)のうちいずれか一つをクーリングチャンバ(2700)で代替構成した例を示す図面である。かかる第2処理グループ(b')を適用する場合、第3処理グループを省略することができる。
【０１８１】
図52に図示されたように、基板を整列するのに所要される時間は極めて短いため、1個のチャンバをクーリングチャンバに代替することも好ましい。かかる構成を有するようにする場合には、第2トランスファーチャンバ(2400b)には第2、3基板搬送装置(2800d、2800e)が配置されなければならない。すなわち、上部に位置する第2基板搬送ロボット(2800d)は整列のための基板搬送のために、下部に位置する第3基板搬送ロボット(2800e)はクーリングのための基板搬送のために使われる。ここで、第2基板搬送ロボット(2800d)は一回に一つずつ基板を搬送しなければならないため、基板搬送を担当する回転プレートアームの各々を独立的に分離駆動することができる駆動部を有することが好ましい。
【０１８２】
本発明による基板処理システムは、図53に図示されたように、第3処理グループ(c)を省略し、第2処理グループ(b)上部にクーリングチャンバ(2700)一つを配置して運営することができる。このクーリングチャンバ(2700)には4枚の基板が同時に載置可能なステージが備えられ、4枚の基板は大気圧搬送ロボット(2210)によってクーリングチャンバ(2700)に直接ローディングされる。
【実施例５】
【０１８３】
図54は本発明の第5実施例による基板処理システムの平面図である。
【０１８４】
図54を参照すると、本発明の基板処理システムは、第1及び第2工程チャンバ(3400、3410)と、その間に配置されたトランスファーチャンバ(3300)が備えられる。トランスファーチャンバ(3300)の前方でロードロックチャンバ(3200)が備えられ、またロードロックチャンバ(3200)の前方で多数のキャリア(3110)が装着されるインデックス(3100)が設けられる。インデックス(3100)はフロントエンドモジュール(equipment front end module、以下 EFEM)ともいい、ロードロックチャンバを包括して称されることもある。基板処理システムは、必要に応じて基板冷却のための冷却処理チャンバ(図示しない)が備えられる。
【０１８５】
ロードロックチャンバ(3200)は大気圧で動作する大気圧搬送ロボット(3210)が備えられる。大気圧搬送ロボット(3210)はトランスファーチャンバ(3300)とインデックス(3100)の間で基板搬送を担当する。大気圧搬送ロボット(3210)はキャリア(3110)とトランスファーチャンバ(3300)の間で基板(W)を搬送するために動作する。大気圧搬送ロボット(3210)はキャリア(3210)から一回の動作に2枚の基板(W)を搬出してトランスファーチャンバ(3300)に搬入可能な2個のエンドエフェクタ(3212)を備えたダブルアーム構造を有するロボットで構成される。そして、大気圧搬送ロボット(3210)は左右に移動可能なトラック(3220)が備えられる。大気圧搬送ロボット(3210)は本実施例で示すダブルアーム構造の方式以外にも通常的な半導体製造工程で使われる多様なロボットを用いることができる。
【０１８６】
第1及び第2工程チャンバ(3400、3410)はプラズマ処理工程を遂行するための真空チャンバである。第1及び第2工程チャンバ(3400、3410)には各々一つの基板支持台(3402、3412)が基板搬送装置(3500)の回転プレートアームが回転する経路上に配置される。第1及び第2工程チャンバ(3400、3410)は多様な基板プロセシング作動を遂行するように構成することができる。例えば、プラズマを利用してフォトレジストを除去するアッシング(ashing)チャンバや、絶縁膜を蒸着させるように構成されたCVD(Chemical Vapor Deposition)チャンバが挙げられ、インターコネクト構造を形成するために絶縁膜にアパーチャ(aperture)や開口をエッチングするように構成されたエッチングチャンバが挙げられる。または障壁(barrier)膜を蒸着させるように構成されたPVDチャンバや、金属膜を蒸着させるように構成されたPVDチャンバが挙げられる。
【０１８７】
本基板処理システムで処理される被処理基板(W)は代表的に半導体回路を製造するためのウェハ基板や液晶ディスプレイを製造するためのガラス基板である。本基板処理システムの図示された構成以外にも集積回路またはチップの完全な製造に要求される全てのプロセスを遂行するために多数のプロセシングシステムが要求される。しかし、本発明の明確な説明のために通常的な構成や当業者水準で理解可能な構成は省略した。
【０１８８】
トランスファーチャンバ(3300)には基板搬送装置(3800)が備えられる。トランスファーチャンバ(3300)とロードロックチャンバ(3200)の間には第1基板出入口(3310)が開設されている。そして、トランスファーチャンバ(3300)と第1工程チャンバ(3400)の間で第2基板出入口(3320)が開設されており、トランスファーチャンバ(3300)と第2工程チャンバ(3410)の間で第3基板出入口(3330)が開設されている。第1ないし第3基板出入口(3310、3320、3330)は各々スリットバルブ(図示しない)によって開閉作動する。
【０１８９】
大気圧搬送ロボット(3210)がトランスファーチャンバ(3300)で処理前後の基板を交換する過程は、第2及び第3基板出入口(3320、3330)は閉鎖され、第1基板出入口(3410)が開放された大気圧状態で進行される。一方、基板搬送装置(3500)が第1及び第2工程チャンバ(3400、3410)とトランスチャンバ(3300)の間で処理前後の基板を交換する過程は、第1基板出入口(3310)は閉鎖された状態で真空を維持する中で第2及び第3基板出入口(3320、3330)を開放して真空状態で進行される。
【０１９０】
図55は図54のトランスファーチャンバに設けられた基板搬送装置の斜視図である。
【０１９１】
図55を参照すると、基板搬送装置(3500)は回転力を提供する駆動部(3540)と、駆動部(3540)に連結される一つのスピンドル(3530)、そしてスピンドル(3530)に装着される多数の回転プレートアーム(3510)が備えられる。多数の回転プレートアーム(3510)は第1工程チャンバ(3400)に基板をローディング/アンローディングするための2個の第1回転プレートアームと、第2工程チャンバ(3410)に基板をローディング/アンローディングするための2個の第2回転プレートアームで構成される。第1及び第2回転プレートアームは交互に配列される。しかし、順次に配列してもよい。複数の回転プレートアーム(3510)は再度ローディングアーム(3520)とアンローディングアーム(3522)に区分することができる。この時、アンローディングアーム(3522)はローディングアーム(3520)よりも低く配列されることが好ましい。ローディングアーム(3520)とアンローディングアーム(3522)は各々対をなすようになり、一実施例では図示されたように全体的に2個の対をなす四つの回転プレートアームが備えられる。
【０１９２】
複数の回転プレートアーム(3510)は図54で図示されたように、扇形状に開かれるように動作する。図面には具体的に図示しなかったが、駆動部(3540)は回転力を発生する電気モータと発生した回転力をスピンドル(3530)に伝達して多数の回転プレートアーム(3510)が所望の動作を遂行するようにするギアアセンブリが含まれる。それゆえ多数の回転プレートアーム(3510)はスピンドル(3530)に装着され、図54に図示されたように、スピンドル(3530)を中心に対称になるように扇形態に開閉する動作を遂行する。
【０１９３】
図56は基板搬送装置が上部と下部に各々分離した駆動方式で構成された例を示す図面である。
【０１９４】
図56を参照すると、他の実施例の基板搬送装置(3500a)はローディングアーム(3520)とアンローディングアーム(3522)が各々分離して装着される上部と下部に独立したスピンドル(3530a、3530b)と、これを駆動する上部と下部に分離して設けられた駆動部(3540a、3540b)が備えられる。ここで、2個の上部及び下部のスピンドル(3530a、3530b)は同一の軸上に整列されるようにすることが好ましい。
【０１９５】
図57は一つの回転プレートアームの構造を示す斜視図である。
【０１９６】
図57を参照すると、基板搬送装置(3500)に構成される多数の回転プレートアーム(3510)は一側が開放した開口部(3513)を有し、上面に基板端が載置される多数の支持台(3514)を有する馬蹄状のエンドエフェクタ(END EFFECTOR)(3512)を有する。開口部(3513)は基板支持台に設けられるリフトピンの出入のためのものである。そして、エンドエフェクタ(3512)は大気圧搬送ロボット(3510)のエンドエフェクタ(3212)が出入するように形成された進入通路(3515)を有する。かかる構成を有する回転プレートアーム(3510)は本発明の技術的思想の範囲内でまた他の形態に変形が可能である。
【０１９７】
以上のような本発明の基板処理システムの基板搬送動作は次のとおりである。
【０１９８】
第2及び第3基板出入口(3320、3330)が閉鎖された状態で第1基板出入口(3310)が開放すると、基板搬送装置(3500)のローディングアーム(3520)に処理前基板(W)が引き渡される。基板の引き渡しが完了すると、第1基板出入口(3310)は閉鎖され、トランスファーチャンバ(3300)は第1及び第2工程チャンバ(3400、3410)の内部と同一の真空状態に転換される。このためのポンピングシステムは当然本システムに備えられるが、便宜上図面の表示は省略する。
【０１９９】
第1及び第2工程チャンバ(3400、3410)の基板支持台(3402、3412)には処理が完了した基板(W)が待機する。基板支持台(3402、3412)のリフトピンが昇降しながら処理された基板(W)が指定された高さまで昇降する。この動作と共に第2及び第3基板出入口(3320、3330)が開放される。基板搬送装置(3400)のローディングアーム(3520)とアンローディングアーム(3522)が対をなして扇形状に開く。この時、処理後基板(W)はリフトピンからアンローディングアーム(3522)に引き渡される。
【０２００】
処理後基板(W)が引き渡されると続いてアンローディングアーム(3522)は再度トランスファーチャンバ(3300)の最初の位置に復帰する。リフトピンは再度昇降してローディングアーム(3520)から処理前基板(W)を引き渡される。ローディングアーム(3520)もトランスファーチャンバ(3300)の最初の位置に復帰する。これと併せて、第2及び第3基板出入口(3320、3330)は再度閉鎖される。これと共にリフトピンは下降して基板支持台(3402、3412)に処理前基板(W)を定着させる。次に、トランスファーチャンバ(3300)は大気圧状態に転換されて第1基板出入口(3310)が開放される。ロードロックチャンバ(3200)の大気圧搬送ロボット(3210)はアンローディングアーム(3522)から処理後基板(W)を引き渡されトランスファーチャンバ(3400)から出るようになる。
【０２０１】
かかる一連の基板交換段階は、基板交換時間を最小化するために前後段階が干渉されない範囲で連続的または同時に進行される。そして、トランスファーチャンバ(3300)の基板搬送装置(3500)と大気圧搬送ロボット(3210)の処理前後の基板交換過程は同時に進行される。すなわち、トランスチャンバ(3400)とロードロックチャンバ(3200)の間で基板交換過程は、前段階でアンローディングされた処理後基板と、これからローディングされる処理前基板が同時に交換される。アンローディングされた処理後基板(W)は大気圧搬送ロボット(3210)によってカセット(3110)に積載される。
【０２０２】
アンローディングされた基板(W)の冷却が必要な場合は、基板処理システムは、冷却処理チャンバを別途に備えて冷却処理が遂行されるようにすることができる。このために別途の冷却処理チャンバを基板処理システムの適切な位置に設けることができる。他の代案としては、第1または第2工程チャンバ(3400または3410)のうちいずれか一つを冷却処理チャンバで構成することができる。例えば、第1工程チャンバ(3400)をプラズマ処理チャンバで構成し、第2工程チャンバ(3410)を冷却処理チャンバで構成することができる。かかる構成を有するようにする場合には、第1工程チャンバ(3400)で基板に対するプラズマ処理を遂行し、処理後基板を基板搬送装置(3500)が第1工程チャンバ(3400)から第2工程チャンバ(3410)に搬送して冷却するようにする。そして、冷却が完了した基板を第2工程チャンバ(3410)からロードロックチャンバ(3200)に搬送するように動作することができる。
【０２０３】
ローディングされる以前に基板(W)の整列が必要な場合は、基板処理システムは、整列処理を別途に備えて整列処理が遂行されるようにすることができる。このために別途の整列処理を基板処理システムの適切な位置に設けることができる。他の代案としては、第1または第2工程チャンバ(3400または3410)のうちいずれか一つを整列処理で構成することができる。例えば、第1工程チャンバ(3400)をプラズマ処理チャンバで構成し、第2工程チャンバ(3410)を整列処理で構成することができる。かかる構成を有するようにする場合には、第1工程チャンバ(3400)で基板に対するプラズマ処理が遂行される以前に、処理前基板を基板搬送装置(3500)が第2工程チャンバ(3410)で整列処理をして第1工程チャンバ(3400)に搬送してプラズマ処理するようにする。
【０２０４】
このように、本発明の基板処理システムは、多数の基板を同時に処理するために第1及び第2工程チャンバ(3400、3410)を左右に並列に配列し、そしてトランスファーチャンバ(3300)が2個の第1及び第2工程チャンバ(3400、3410)の間に位置する。かかる構造で迅速な基板交換が可能な基板搬送装置(3300)が提供されることで処理前後の基板を迅速に交換して搬送処理することができる。
【０２０５】
図58は分離駆動型基板搬送装置を有する基板処理システムの平面図であり、図59は回転プレートアームの構造を変形した例を示す平面図である。
【０２０６】
図58を参照すると、左右に分離して独立的に駆動する分離駆動型基板搬送装置(3500a、3500b)をトランスファーチャンバ(3300)に設けることができる。すなわち、一つの基板搬送装置(3500a)が第1工程チャンバ(3400)の基板搬送を担当し、他の一つの基板搬送装置(3500b)が第2工程チャンバ(3410)の基板搬送を担当するように構成することができる。分離駆動型基板搬送装置(3500a、3500b)の詳細構成は図55及び図56に図示された例と同一に適用することができることで具体的な説明は省略する。そして、図 59に図示されたように、分離駆動型基板搬送装置(3500a、3500b)は L' 字型に折曲した回転プレートアーム(3510')が備えられる。
【０２０７】
図60は複数の処理グループでなる基板処理システムの平面図である。
【０２０８】
図60を参照すると、本発明の基板処理システムは、複数の処理グループ(3600、3610、3620)が備えられる。複数の処理グループ(3600、3610、3620)は、上述した図54の構造のように、中央にトランスファーチャンバが具備され、その両側へプラズマ処理チャンバが備えられる構造を有する。複数の処理グループ(3600、3610、3620)のうち第1及び第3処理グループ(3600、3620)が両側に向い合って対向して位置し、第2処理グループ(3610)が後方に位置するように配置される。ロードロックチャンバ(3200)に位置した大気圧搬送ロボット(3210)は‘T' 字型に配置されたトラック(3220、3230)が備えられる。
【０２０９】
大気圧搬送ロボット(3210)はトラック(3220、3230)に沿って移動しながらインデックス(3100)のキャリア(3110)と、第1ないし第3処理グループ(3600、3610、3620)間の基板搬送を担当する。第1ないし第3処理グループ(3600、3610、3620)に備えられる2個の工程チャンバはプラズマ処理工程のためのチャンバが挙げられる。またはいずれか一つが冷却処理チャンバか、整列処理が挙げられる。または第1 ないし第3 処理グループのうちいずれか一つのグループに備えられる2個の工程チャンバが共に冷却処理チャンバで構成されるか、共に整列処理で構成することができる。このように、第1ないし第3処理グループ(3600、3610、3620)に備えられる複数の工程チャンバのうち少なくとも一つが冷却処理チャンバ含む。そして/または少なくとも一つが整列処理を含む。
【０２１０】
本発明による基板搬送装置及びこれを用いた基板処理システムは、多様に変形することができ、様々な形態を採用することができる。しかし、本発明は前記の詳細な説明で言及される特別な形態に限定されるものではなく、むしろ添付の請求の範囲によって定義される本発明の精神と範囲内にある全ての変形物と均等物及び代替物を含むものである。
【産業上の利用可能性】
【０２１１】
本発明は複数枚の基板を同時または連続的に処理する基板処理システムで、処理の前/後の基板交換を迅速に遂行することができ、システムの処理率を高めて全体的な基板の生産性を高めることができる。また、基板のローディングとアンローディングを同時に遂行する基板搬送装置が提供されることで複数枚の基板処理のための工程チャンバの具現が極めて容易である。また、本発明は基板の搬送時間を減少させて生産性を向上させることができる。また、本発明はシステムの面積及びシステム幅を画期的に縮小することで装置費及び設置費を最小化することができる。また、本発明は工程処理と整列処理、そしてクーリング処理のための各々のチャンバがオーバーラップして配置されることで処理システムの総床面積が小さくなる。それゆえクリーンルームを従来よりも狭くすることができ、クリーンルームの空気調和設備の負担が軽減される。また、整列処理された基板を工程処理のための場所に移送したり、工程処理された基板をクーリングするための場所に移送するための大気圧搬送ロボットの移動距離が短く方向転換などの不必要な動作がないため基板の搬送時間の短縮が可能となり、収率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０２１２】
【図１】本発明の第1実施例による基板処理システムの全体構成を示す図面である。
【図２】図1の基板処理システムの平面図である。
【図３】トランスファーチャンバに設けられた基板搬送装置の斜視図である。
【図４】基板搬送装置が上部と下部に各々分離した駆動方式で構成された例を示す図面である。
【図５】一つの回転プレートアームの構造を示す斜視図である。
【図６】基板搬送装置による基板交換過程を順次に図示した図面である。
【図７】基板搬送装置による基板交換過程を順次に図示した図面である。
【図８】基板搬送装置による基板交換過程を順次に図示した図面である。
【図９】基板搬送装置による基板交換過程を順次に図示した図面である。
【図１０】基板搬送装置による基板交換過程を順次に図示した図面である。
【図１１】2個の駆動軸を有する基板搬送装置が採用された例を示す図面である。
【図１２】左右に分離したスピンドルと駆動部を有する基板搬送装置の変形例を示す図面である。
【図１３】左右に分離したスピンドルと駆動部を有する基板搬送装置の変形例を示す図面である。
【図１４】四つに分離したスピンドルが採用された基板搬送装置を示す図面である。
【図１５】多数のスピンドルと駆動部を有する基板搬送装置の変形例を示す図面である。
【図１６】多数のスピンドルと駆動部を有する基板搬送装置の変形例を示す図面である。
【図１７】本発明の第2実施例による基板処理システムの平面図である。
【図１８】基板搬送装置による基板搬送フローを示す図面である。
【図１９】本発明の基板処理システムの変形例を示す図面である。
【図２０】本発明の基板処理システムの変形例を示す図面である。
【図２１】本発明の第3実施例による基板処理システムの全体構成を示す図面である。
【図２２】図21の基板処理システムの平面図である。
【図２３】トランスファーチャンバに設けられた基板搬送装置の斜視図である。
【図２４】基板搬送装置の第1ないし第4搬送部材を各々示す斜視図である。
【図２５】基板搬送装置の第1ないし第4搬送部材を各々示す斜視図である。
【図２６】基板搬送装置の第1ないし第4搬送部材を各々示す斜視図である。
【図２７】基板搬送装置の第1ないし第4搬送部材を各々示す斜視図である。
【図２８】基板搬送装置による基板交換過程を順次に図示した図面である。
【図２９】基板搬送装置による基板交換過程を順次に図示した図面である。
【図３０】基板搬送装置による基板交換過程を順次に図示した図面である。
【図３１】基板搬送装置による基板交換過程を順次に図示した図面である。
【図３２】伸縮可能な回転プレートアームを有する搬送部材を示す図面である。
【図３３】図32に図示された搬送部材を有する基板搬送装置が採用された基板処理システムの変形例を示す図面である。
【図３４】本発明の第4実施例による基板処理システムの全体構成を示す図面である。
【図３５】図34で第1、2、3 処理グループを各々示す基板処理システムの平面図である。
【図３６】図34で第1、2、3 処理グループを各々示す基板処理システムの平面図である。
【図３７】図34で第1、2、3 処理グループを各々示す基板処理システムの平面図である。
【図３８】第1トランスファーチャンバに設けられた第1基板搬送装置の斜視図である。
【図３９】第2トランスファーチャンバに設けられた第2基板搬送装置の斜視図である。
【図４０】第3トランスファーチャンバに設けられた第3基板搬送装置の斜視図である。
【図４１】一つの回転プレートアームの構造を示す斜視図である。
【図４２】第1基板搬送装置による基板交換過程を順次に図示した図面である。
【図４３】第1基板搬送装置による基板交換過程を順次に図示した図面である。
【図４４】第1基板搬送装置による基板交換過程を順次に図示した図面である。
【図４５】第1基板搬送装置による基板交換過程を順次に図示した図面である。
【図４６】第1基板搬送装置による基板交換過程を順次に図示した図面である。
【図４７】第2処理グループを説明するための正断面図である。
【図４８】第2基板搬送装置による基板交換過程を順次に図示した図面である。
【図４９】第2基板搬送装置による基板交換過程を順次に図示した図面である。
【図５０】第2基板搬送装置による基板交換過程を順次に図示した図面である。
【図５１】第2処理グループの変形例を示す平面図である。
【図５２】整列チャンバとクーリングチャンバが両側に配置された第2処理グループのまた他の変形例を示す正断面図である。
【図５３】本発明による基板処理システムの変形例を示す図面である。
【図５４】本発明の第5実施例による基板処理システムの平面図である。
【図５５】図54のトランスファーチャンバに設けられた基板搬送装置の斜視図である。
【図５６】基板搬送装置が上部と下部に各々分離した駆動方式で構成された例を示す図面である。
【図５７】一つの回転プレートアームの構造を示す斜視図である。
【図５８】分離駆動型基板搬送装置を有する基板処理システムの平面図である。
【図５９】回転プレートアームの構造を変形した例を示す平面図である。
【図６０】複数の処理グループからなる基板処理システムの平面図である。
【符号の説明】
【０２１３】
100  インデックス
110  キャリア
200  ロードロックチャンバ
210  大気圧搬送ロボット
400  トランスファーチャンバ
410  第3基板出入口
500  第1工程チャンバ
510  第1基板出入口
520、522、620、622  基板支持台
600  第2工程チャンバ
610  第2基板出入口
700  プラズマソース
800  基板搬送装置
810  回転プレートアーム
820  ローディング用アーム
822  アンローディング用アーム
830  スピンドル
840  駆動部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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