集群批處理式基板處理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及集群批處理式基板處理系統(tǒng)，更具體地，以基板搬運(yùn)機(jī)器人為中心，將多個(gè)批處理式基板處理裝置配置成放射狀，從而最大限度地提高基板處理效率以及生產(chǎn)率的集群批處理式基板處理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]為了制造半導(dǎo)體元件，必須進(jìn)行在硅晶片等基板上沉積必要的薄膜的工藝。在薄膜沉積工藝中主要使用派射法(Sputtering)、化學(xué)氣相沉積法(CVD:Chemical VaporDeposit1n)、原子層沉積法(ALD:Atomic layer Deposit1n)等。
[0003]濺射法是將在等離子體狀態(tài)下生成的氬離子撞擊靶材表面，使從靶材表面脫離的靶材物質(zhì)以薄膜狀態(tài)沉積在基板上的技術(shù)。濺射法雖然能夠形成粘附性優(yōu)異的高純度薄膜，但是在形成具有高縱橫比(High Aspect Rat1)的細(xì)微圖案時(shí)存在局限性。
[0004]化學(xué)氣象沉積法是將各種氣體注入到反應(yīng)腔室內(nèi)，使通過熱、光或等離子體等被高能量誘導(dǎo)的氣體與反應(yīng)氣體進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，以在基板上沉積薄膜的技術(shù)。由于化學(xué)氣相沉積法利用迅速發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，因此很難控制原子的熱力學(xué)(Thermodynamic)穩(wěn)定性，而且使薄膜的物理特性、化學(xué)特性以及電子特性降低。
[0005]原子層沉積法是交替供給作為反應(yīng)氣體的源氣體和吹掃氣體，以在基板上沉積原子層單位的薄膜的技術(shù)。由于原子層沉積法為了克服階梯覆蓋性(Step Coverage)的局限性而利用表面反應(yīng)的技術(shù)，因此適于形成具有高縱橫比的細(xì)微圖案，并且使薄膜具有優(yōu)異的電子特性以及物理特性。
[0006]原子層沉積裝置可以分為，向腔室內(nèi)逐一裝載基板以進(jìn)行沉積工藝的單片式裝置以及向腔室內(nèi)裝載多個(gè)基板以進(jìn)行批量沉積工藝的批處理(Batch)式裝置。
[0007]圖1是示出現(xiàn)有的批處理式原子層沉積系統(tǒng)的側(cè)剖視圖，圖2是圖1的俯視圖，圖3是示出現(xiàn)有的批處理式原子層沉積系統(tǒng)的基板處理裝置的立體圖。
[0008]參照圖1以及圖2，現(xiàn)有的批處理式原子層沉積系統(tǒng)可以通過裝載端口(LoadPort) 2將包含多個(gè)基板40的FOUP (Front Opening Unified Pod:前開式標(biāo)準(zhǔn)片盒)4搬入至系統(tǒng)內(nèi)部而保管在FOUP裝載部(F0UP stocker) 30放置于FOUP裝載部3的FOUP裝載臺(tái)3a上而被保管的F0UP4可以通過FOUP搬運(yùn)機(jī)器人5向FIMS (Front-opening InterfaceMechanical Standard:前開式機(jī)械界面標(biāo)準(zhǔn))門單元6緊貼,該FOUP搬運(yùn)機(jī)器人5沿著向垂直方向延伸的FOUP搬運(yùn)機(jī)器人導(dǎo)軌5a進(jìn)行移動(dòng)?；灏徇\(yùn)機(jī)器人7使用搬運(yùn)叉7a從緊貼于FMS門單元6而一面被打開的F0UP4'卸載基板40，基板搬運(yùn)機(jī)器人7沿著基板搬運(yùn)機(jī)器人導(dǎo)軌7b向下移動(dòng),從而能夠使基板40層疊于晶舟50的支撐桿55上。
[0009]參照圖1至圖3，現(xiàn)有的批處理式原子層沉積系統(tǒng)的基板處理裝置8具有形成腔室11的處理室10，該腔室11是通過裝載基板40來進(jìn)行沉積工藝的空間。并且，可以在處理室10的內(nèi)部設(shè)置沉積工藝所需的供氣部20、排氣部30等部件。層疊有基板40的晶舟50可以進(jìn)行升降運(yùn)動(dòng)，當(dāng)晶舟50上升時(shí)，托架部51與處理室10封閉結(jié)合，突出部53可以插入到處理室10內(nèi)部。
[0010]如上所述的現(xiàn)有的批處理式原子層沉積系統(tǒng)由于通過所具有的僅一個(gè)基板處理裝置8來進(jìn)行基板處理工藝，因此每單位時(shí)間處理基板的生產(chǎn)率低。此外，由于基板搬入部I以及基板搬運(yùn)機(jī)器人7只對(duì)一個(gè)基板處理裝置8搬運(yùn)基板40，因此運(yùn)轉(zhuǎn)效率低，當(dāng)基板處理裝置8發(fā)生問題而停止時(shí)，需要中止批處理式原子層沉積系統(tǒng)整體的運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0011]此外，如上所述的現(xiàn)有的批處理式原子層沉積系統(tǒng)的基板處理裝置8可以具有能夠容納100個(gè)基板40高度的腔室11空間。因此，為了進(jìn)行沉積工藝需要供給大量的工藝氣體，以填充腔室11，從而存在供給工藝氣體耗時(shí)以及浪費(fèi)工藝氣體的問題，并且存在沉積工藝后排出大量存在于腔室11內(nèi)部的工藝氣體也耗時(shí)的問題。
[0012]此外，要對(duì)不必要地寬大的腔室11內(nèi)部層疊的所有約100個(gè)基板40可靠地進(jìn)行原子層沉積，存在難以控制源氣體以及吹掃氣體的問題，結(jié)果只有對(duì)配置在特定位置上的基板40能夠扎實(shí)進(jìn)行原子層沉積。
[0013]為了解決上述問題，采用了如下方法:只有在扎實(shí)進(jìn)行原子層沉積的特定位置配置基板40,而不完全進(jìn)行原子層沉積的位置插入虛擬(dummy)基板41,從而對(duì)部分(約25個(gè))基板40進(jìn)行原子層沉積，但是通過該方法也無法解決浪費(fèi)工藝氣體以及排出工藝氣體所需時(shí)間消耗增加的問題。
[0014]另外，再次參照圖3，現(xiàn)有的批處理式原子層沉積系統(tǒng)的基板處理裝置8，基板40與處理室10內(nèi)周表面之間的距離dl’大于基板40與供氣部20之間的距離d2’(dl’>d2’)。即、由于現(xiàn)有的批處理式原子層沉積裝置在處理室10內(nèi)部(或腔室11)設(shè)有供氣部20、排氣部30等部件，從而導(dǎo)致處理室10的內(nèi)部腔室11的體積不必要地變大。
[0015]此外，作為容易地承受腔室11內(nèi)部壓力的理想形態(tài)，現(xiàn)有的原子層沉積裝置一般使用鐘形的處理室10，但是，由于鐘形腔室11的上部空間12結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致工藝氣體的供給和排出耗時(shí)大，且浪費(fèi)工藝氣體。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]本發(fā)明為了解決如上所述的現(xiàn)有技術(shù)的所有問題而提出，目的在于提供一種集群批處理式基板處理系統(tǒng)，其以基板搬運(yùn)機(jī)器人為中心將多個(gè)批處理式基板處理裝置配置成放射狀，從而最大限度地提高基板處理效率和生產(chǎn)率。
[0017]此外，本發(fā)明的目的在于提供一種集群批處理式基板處理系統(tǒng)，其通過最大限度地減小進(jìn)行基板處理工藝的批處理式基板處理裝置的內(nèi)部空間尺寸，從而減少基板處理工藝中所使用的基板處理氣體的使用量，同時(shí)順利地供給和排出基板處理氣體，從而大大縮短基板處理工藝時(shí)間。
[0018]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一實(shí)施方式涉及的集群批處理式基板處理系統(tǒng)，其特征在于，具備:基板搬入部，用于搬入基板；基板搬運(yùn)機(jī)器人，圍繞旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，用于裝載或卸載基板；以及多個(gè)批處理式基板處理裝置，以所述基板搬運(yùn)機(jī)器人為中心配置成放射狀。
[0019]根據(jù)如上構(gòu)成的本發(fā)明，以基板搬運(yùn)機(jī)器人為中心，將多個(gè)批處理式基板處理裝置配置成放射狀，從而最大限度地提高基板處理效率和生產(chǎn)率。
[0020]此外，本發(fā)明配置有多個(gè)批處理式裝置，因此即使任一個(gè)批處理式基板處理裝置發(fā)生問題，也能夠通過其余的批處理式基板處理裝置來進(jìn)行基板處理工藝。
[0021 ] 此外，本發(fā)明通過最大限度地減小進(jìn)行基板處理工藝的批處理式基板處理裝置的內(nèi)部空間尺寸，從而減少基板處理工藝中所使用的基板處理氣體的使用量，由此節(jié)省基板處理工藝成本。
[0022]此外，本發(fā)明通過最大限度地減小進(jìn)行基板處理工藝的批處理式基板處理裝置的內(nèi)部空間尺寸，并順利地供給和排出基板處理工藝中所使用的基板處理氣體，從而大大縮短基板處理工藝時(shí)間，由此提高基板處理工藝的生產(chǎn)率。
【附圖說明】
[0023]圖1是示出現(xiàn)有的批處理式原子層沉積系統(tǒng)的側(cè)剖視圖。
[0024]圖2是圖1的俯視圖。
[0025]圖3是示出現(xiàn)有的批處理式原子層沉積系統(tǒng)的基板處理裝置的立體圖。
[0026]圖4是示出本發(fā)明的一實(shí)施方式涉及的集群批處理式基板處理系統(tǒng)的側(cè)剖視圖。
[0027]圖5是示出本發(fā)明的一實(shí)施方式涉及的集群批處理式基板處理系統(tǒng)的俯視圖。
[0028]圖6是示出本發(fā)明的另一實(shí)施方式涉及的集群批處理式基板處理系統(tǒng)的俯視圖。
[0029]圖7是示出本發(fā)明的一實(shí)施方式涉及的批處理式基板處理裝置的立體圖。
[0030]圖8是圖7的局部分解立體圖。
[0031]圖9是本發(fā)明的一實(shí)施方式涉及的批處理式基板處理裝置的俯視圖。
[0032]圖10是本發(fā)明的一實(shí)施方式涉及的供氣部以及排氣部的放大立體圖。
[0033]圖11是示出本發(fā)明的一實(shí)施方式涉及的在上側(cè)表面結(jié)合有加強(qiáng)筋的批處理式基板處理裝置的立體圖。
[0034]圖12是示出本發(fā)明的一實(shí)施方式涉及的在外表面上設(shè)有加熱器的批處理式基板處理裝置的立體圖。
[0035]圖13是示出本發(fā)明的一實(shí)施方式涉及的以雙重方式層疊批處理式基板處理裝置的集群批處理式基板處理系統(tǒng)的側(cè)剖視圖。
[0036]附圖標(biāo)記
[0037]1:基板搬入部
[0038]2:裝載端口(load port)
[0039]3:F0UP 裝載部(FOUP stocker)
[0040]4、4’、4〃 =FOUP (前開式標(biāo)準(zhǔn)片盒)
[0041]5:F0UP搬運(yùn)機(jī)器人
[0042]6、6’:FIMS 門單元
[0043]7:基板搬運(yùn)機(jī)器人
[0044]8、9:批處理式基板處理裝置
[0045]40:基板
[0046]100:基板處理部
[0047]110:基板處理部內(nèi)部空間
[0048]120、130:加強(qiáng)筋
[0049]150、160:加熱器
[0050]200:供氣部
[0051]250:供氣流道
[0052]251:供氣管
[0053]252:吐氣孔
[0054]300:排氣部
[0055]350:排氣流道
[0056]351:排氣管