KR20200032006A - 진공 분리를 가지는 일괄 처리 시스템 - Google Patents

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Abstract

증착 시스템은 진공 챔버, 및 각각 반도체 기판을 처리하도록 구성된 2개 이상의 프로세스 모듈을 포함한다. 각각의 프로세스 모듈은 각각의 포트에 연결될 때 각각의 프로세스 모듈이 진공 챔버와 진공 연통하도록 진공 챔버의 각각의 포트에 제거 가능하게 연결된다. 포트 밀봉 메커니즘은, 제1 포트가 밀봉되고 제1 프로세스 모듈이 제 1 포트로부터 분리될 때, 제1 프로세스 모듈이 대기압으로 개방된 동안 진공 상태가 진공 챔버 내에서 유지되도록 각각의 포트에서 진공 밀봉을 생성하도록 구성된다.

Description

진공 분리를 가지는 일괄 처리 시스템{BATCH PROCESSING SYSTEM WITH VACUUM ISOLATION}
본 발명은 반도체 디바이스 제조 방법 및 시스템에 관한 것이다.
물리 증착법(PVD)에 의한 스퍼터링은 반도체 웨이퍼에 금속 박막(thin metal film)을 증착하기 위해 반도체 산업에서 널리 사용된다. 이러한 막은 전형적으로 Ti, Cu, Al, Au, Ta 등으로 구성된다. 박막 증착의 준비시에, 스퍼터 에칭 세정이 전형적으로 실행된다. 표면을 세정한 후에, 여러 유형의 증착 기술 중 하나가 사용될 수 있다. 박막 증착 후에, 추가로 제조 및/또는 패키징 단계가 계속될 수 있다.
반도체 기판 상에 금속 박막을 증착하는 일반적인 방법은 각각의 챔버가 한번에 단지 하나의 재료를 증착하는 다수의 단일 웨이퍼 프로세스 챔버를 사용하는 것이다. 그러나, 개별 공정에 개별 단일 웨이퍼 프로세스 챔버를 할애하는 것은 이러한 시스템에 대한 비용을 추가하고, 또한 시스템 처리량을 제한하는 중간 로봇 웨이퍼 핸들링을 필요로 한다.
일괄 처리 시스템은 여러개의 웨이퍼가 단일의 대형 진공 챔버에서 한번에 처리될 수 있다는 장점을 가진다. 단일 챔버 일괄 처리 시스템은 일반적으로 각각의 챔버 내에서 약 3-6개의 웨이퍼를 홀딩하는 크기이다. 모든 웨이퍼는 그런 다음 PVD 기술을 사용하여 동시에 코팅된다. 이러한 일괄 처리 시스템의 하나의 제한은 공통의 진공 챔버 내부의 다수의 공정 위치가 진공을 서로 분리할 수 없다는 것이다. 이러한 것은 각각의 공정 위치를 포함하는 하나의 프로세스 모듈의 유지 보수가 모든 프로세스 모듈의 환기를 요구한다는 것을 의미한다.
일반적으로, 프로세스 챔버의 환기는 생산을 재개하기 전에 재자격 부여를 요구하며, 이러한 것은 시스템 가용성이 감소시킨다. 일부 프로세스 챔버에 대하여, 챔버를 환기시키는 것은 추가의 유지 보수로 이어진다. 예를 들어, 전형적으로 목표 물질로서 TiW를 사용하는 PVD 챔버로부터의 차폐는 챔버가 환기되면 입자 발생을 방지하도록 세정되어야만 한다.
다른 일괄 처리 시스템은 개별 프로세스 모듈의 진공 분리를 제공할 수 있다. 그러나, 이러한 개별 진공 분리는 비싼 펌핑 장치를 요구한다.
본 명세서에서 확인된 바와 같이, 바람직한 해결책은, 각각의 챔버에 대한 복잡하고 고가의 진공 장비없이 개별 진공 분리 시스템의 이점을 가지는 일괄 처리 시스템의 처리량을 제공한다. 본 명세서에서의 기술은 그 자체의 진공 펌핑 시스템을 가지는 각각의 챔버 대신에 다수의 프로세스 챔버를 처리하기 위한 공통의 진공 챔버 펌핑을 사용하는 일괄 처리 시스템을 제공한다. 그러므로, 단일 진공 펌프 또는 진공 펌프 장치가 일괄 처리 시스템을 위해 사용될 수 있다. 가장 최근의 공기 유지는 진공 하에서 다른 프로세스 모듈을 유지하는 동안 일부 프로세스 모듈에서 수행될 수 있다. 더욱이, 증착 공정은 하나 이상의 프로세스 모듈이 유지 보수를 위해 분리되는 동안 시스템 내에서 진공 하에 반도체 기판에서 계속될 수 있다.
한 실시예는 여러 구성 요소를 가지는 증착 시스템을 포함한다. 제1 진공 챔버는 가스 압력을 대기압보다 낮게 유지하도록 구성된다. 제1 진공 챔버는 제1 진공 챔버 내에서 2개 이상의 반도체 기판의 이송을 허용할 수 있는 크기이다. 반도체 기판을 처리하기 위해 2개 이상의 프로세스 모듈이 각각 구성된다. 각각의 포트에 연결될 때 각각의 프로세스 모듈이 제1 진공 챔버와 진공 연통하도록 각각의 프로세스 모듈은 제1 진공 챔버의 각각의 포트에 제거 가능하게 연결된다. 각각의 프로세스 모듈은 각각의 포트에 연결될 때 대기압보다 낮게 가스 압력을 유지하도록 구성된다. 포트 밀봉 메커니즘은, 제1 포트가 밀봉되고 제1 포트에 대응하는 제1 프로세스 모듈이 제1 포트로부터 분리될때, 제1 프로세스 모듈이 대기압으로 개방되는 동안 진공 상태가 제1 진공 챔버 내에서 유지되도록, 각각의 포트에서 진공 밀봉을 생성하도록 구성된다.
다른 실시예는 여러 구성 요소를 가지는 증착 시스템을 포함한다. 이러한 구성 요소들은 다수의 프로세스 모듈을 가지는 주 진공 챔버와, 주 진공 챔버 내에서 이동할 수 있는 밸브 플레이트를 포함한다. 다른 구성 요소들은 프로세스 모듈에서 웨이퍼의 처리를 허용하는 대기 위치로부터 주 진공 챔버로부터 프로세스 모듈을 분리하는 밀봉 위치로 밸브 플레이트를 이동시키기 위한 캐리어를 포함한다. 증착 시스템은, 또한 프로세스 모듈 상의 밀봉 표면으로 밸브 플레이트 O-링을 압축하고 밸브 플레이트 위에서 대기압을 그리고 밸브 플레이트 아래에서 고진공을 유지하도록 충분한 O-링 압축을 제공하기 위한 잠금 링을 포함한다.
물론, 명료성을 위해 본 명세서에 기술된 바와 같은 상이한 단계들의 논의 순서가 제시되었다. 일반적으로, 이러한 단계들은 임의의 적합한 순서로 수행될 수 있다. 추가적으로, 본 명세서의 상이한 특징, 기술, 구성 등의 각각이 본 발명의 상이한 곳에서 논의될 수 있을지라도, 각각의 개념이 서로 독립적으로 또는 서로 조합하여 실행될 수 있는 것으로 의도된다. 그러므로, 본 발명은 많은 다른 방식으로 구현되고 보여질 수 있다.
이러한 요약 섹션은 본 발명 또는 청구된 발명의 모든 실시예 및/또는 점진적으로 신규한 양태를 특정하지 않는다. 대신에, 이러한 요약은 단지 다른 실시예 및 종래 기술에 비해 대응하는 신규한 점에 대한 예비 논의만을 제공한다. 본 발명 및 실시예의 추가적인 세부 사항 및/또는 가능한 관점을 위해, 독자는 아래에서 더욱 논의되는 바와 같이 본 명세서의 상세한 설명 섹션 및 대응하는 도면으로 안내된다.
본 발명은 첨부 도면과 함께 고려될때 상세한 설명을 참조하여 더욱 잘 이해될 것이다:
도 1은 위에서 PVD 시스템을 개략적으로 도시한 도면;
도 2a 및 도 2b는 일괄 처리 챔버를 개략적으로 도시한 사시도로서, 도 2b에서 일부 부품을 투명하게 나타낸 도면;
도 3은 작동 동안 프로세스 모듈의 섹션을 개략적으로 도시한 확대 사시도;
도 4a는 명료성을 위해 진공 챔버가 생략된 유지 구성으로 도 3의 프로세스 모듈의 섹션을 개략적으로 도시한 확대 사시도;
도 4b는 진공 챔버를 포함하는 도 4a와 유사한 도면;
도 5a는 다중 모듈 챔버의 섹션을 개략적으로 도시한 확대 사시도;
도 5b는 작동 동안 도 2a 및 도 2b의 일괄 처리 챔버를 개략적으로 도시한 사시도;
도 6a는 다중 모듈 챔버의 섹션을 개략적으로 도시한 확대 사시도;
도 6b는 다중 모듈 챔버 내의 정렬 특징부를 개략적으로 도시한 확대 사시도;
도 7a는 다중 모듈 챔버의 섹션을 개략적으로 도시한 확대 사시도;
도 7b는 다중 모듈 챔버 내의 정렬 특징부를 개략적으로 도시한 확대 사시도;
도 8은 다중 모듈 챔버의 섹션을 개략적으로 도시한 확대 사시도;
도 9a는 프로세스 모듈의 섹션을 개략적으로 도시한 확대 사시도;
도 9b는 도 9a의 프로세스 모듈을 개략적으로 도시한 단면도;
도 10a는 증착 밸브 플레이트의 일부를 개략적으로 도시한 사시도;
도 10b는 아래로부터의 도 10a의 증착 밸브 플레이트를 개략적으로 도시한 확대 사시도;
도 11a는 잠금 링을 개략적으로 도시한 도면.
도 11b는 도 11a의 잠금 링을 개략적으로 도시한 사시도;
도 12a는 회전 후에 도 11a의 잠금 링을 개략적으로 도시한 도면;
도 12b는 도 12a의 잠금 링을 개략적으로 도시한 단면도;
도 13a는 추가의 회전 후의 도 12a의 잠금 링을 개략적으로 도시한 도면;
도 13b는 도 13a의 잠금 링을 개략적으로 도시한 단면도; 및
도 14는 개방 위치에서의 프로세스 모듈을 개략적으로 도시한 사시도.
예시적인 증착 시스템이 이제 보다 상세하게 설명될 것이다. 도 1은 이송 위치 및 5개의 프로세스 모듈을 구비하는 일괄 처리 챔버(220)를 통합한 PVD 시스템(200)을 도시한다. 시스템(200)은 모든 웨이퍼를 한 위치로부터 다음 위치로 동시에 이동시키는 것에 의해 5개의 기판을 동시에 처리하도록 구성된다. 다른 시스템이 더욱 많거나 적은 위치를 가질 수 있다는 것을 유의하여야 한다. 5개의 공정 위치는 2개의 에칭 프로세스 모듈(230a 및 230b) 내에, 그리고 3개의 증착 프로세스 모듈(240a, 240b 및 240c) 내에서 센터링된다. 도 1에 도시된 부분(201, 202, 203, 204, 205, 206, 207 및 208)들이 당업자에게 명백한 바와 같이 종래에 다양한 형태에서 공지되어 있는 반면에, 도 1에 도시된 부분(209, 211, 220, 230 및 240)들은 본 발명과 관련된다는 것에 유의하여야 한다. 또한, 다음의 설명으로부터, 본 장치의 다양한 부분이 이동 가능하고 작동 중에 구동된다는 것이 명백할 것이지만, 이러한 구동을 수행하는 수단은 명료성을 위해 생략된다. 의심의 여지를 피하기 위해, 이들 부품의 작동은 다양한 방식으로, 예를 들어 조작자에 의해 또는 보다 일반적으로 적절하게 프로그램된 컴퓨터 또는 프로세서와 같은 제어 수단(도시되지 않음)에 의해 제어되는 적합한 전기적으로 작동되는 모터 또는 액튜에이터의 연결에 의해 수행될 수 있다.
작동 동안, 반도체 공정용 보관 용기(Front Opening Unified Pod, FOUP)(201) 내부의 기판(210)은 본 기술 분야에서 일반적으로 공지된 바와 같이 프론트 엔드(203)에 있는 로봇(204)에 의해 일괄 탈가스 모듈(202)로 이송된다. 기판(210)은 반도체 재료로 구성될 수 있거나, 또는 팬-아웃 웨이퍼 레벨 패키징을 위해 사용되는 바와 같은 복합 웨이퍼일 수 있다. 기판은 원형 또는 직사각형일 수 있다. 탈가스 처리 후에, 로봇(204)은 펌프 다운을 위해 기판(210)을 로드 록(load-lock)(205)으로 이송한다. 펌프 다운 후에, 본 기술 분야에서 일반적으로 공지된 바와 같이, 진공 로봇(207)은 진공 이송 모듈(206)에서 기판(210)을 냉각 척(208)으로 이송한다. 냉각되면, 로봇(207)은 게이트 밸브(209)를 통해 기판(210)을 이동시키고, 기판을 캐리어(211) 상에 배치한다. 캐리어 디스크(225)(예를 들어, 도 2b 참조)는 시계 방향으로 회전하여, 캐리어(211) 및 기판을 스퍼터 에칭 사전 세정을 위한 프로세스 모듈(230a) 내로 배치한다. 기판(210)이 프로세스 모듈(230a)에서 처리되는 동안, 추가 기판(210)은 캐리어 디스크(225)에 부착된 다음의 캐리어(211) 상에 배치된다.
각각의 캐리어(211) 등에서 기판(210)을 가지는 캐리어 디스크(225)는 각각의 공정을 순차적으로 실행하는 추가 프로세스 모듈을 통해 계속 회전한다. 프로세스 모듈은 제2 스퍼터 에칭 사전 세정 모듈(230b), 제1 PVD 스퍼터 증착 모듈(240a), 제2 PVD 스퍼터 증착 모듈(240b), 및 제3 PVD 스퍼터 증착 모듈(240c)을 포함할 수 있다. 다양한 증착 모듈은 동일한 금속 또는 다른 금속을 증착하도록 사용될 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, 다양한 증착 조합이 사용될 수 있다. 캐리어(211)는 기판이 게이트 밸브(209)에서 이송 위치에 있을 때까지 다시 회전한다. 로봇(207)은 기판(210)을 로드 록(205)으로 이송한다. 환기 후에, 로봇(204)은 처리된 기판을 FOUP(201)로 복귀시킨다.
도 2a는 일괄 처리 챔버(220)의 세부 사항을 도시한다. 이들 세부 사항은 주 진공 챔버(212), 및 주 진공 챔버(212) 주위에 배열된 프로세스 모듈(230a, 230b, 240a, 240b 및 240c)을 포함한다. 도 2b는 내부 세부 사항을 보이도록 주 진공 챔버(212)가 숨겨진 일괄 처리 챔버(220)를 도시한다. 이송 디스크 또는 다중 모듈 캐리어(225)는 기판(210)들을 이송하기 위한 다수의 위치를 가지는 주 진공 챔버(212) 내에서 회전 가능하다. 밸브 플레이트(226)들은 대기 지지 링크(227)에 의해 홀딩되는 대기 위치에 도시되어 있다. 웨이퍼 또는 기판(210)들이 프로세스 챔버가 없는 위치에서, 진공 챔버(212)의 측 방향 면에 있는 슬롯(213)을 통해 이러한 챔버(212) 내로 삽입된다. 이러한 운동은 진공 로봇(207)에 의해 제공되며, 주 진공 챔버(212)는 이러한 면에서 진공 이송 모듈(206)에 부착된다.
도 3은 처리 동안 프로세스 척(229)이 기판(210)을 지지하는 작동 동안의 프로세스 모듈(230)을 도시한다. 다중 모듈 캐리어(225)는 프로세스 척(229)이 다중 모듈 캐리어(225)의 개구를 통해 수직으로 이동할 수 있도록 회전식으로 위치된다. 밸브 플레이트(226)는 대기 링크(227)를 사용하여 리프트 받침대(239) 및 다중 모듈 캐리어(225) 위에서 수직으로 평면 상에 위치된다. 링크(227)에 있는 정렬 특징부(237)는 밸브 플레이트(226)가 받침대(239)에 대해 센터링되는 것을 보장한다. 잠금 링(228)은 밸브 플레이트(226)와 프로세스 모듈(230)의 베이스(231) 사이의 수직 평면에 있다.
도 4a는 프로세스 모듈(230)에 대한 접근이 가능한 유지 보수 구성에 있는 프로세스 모듈(230)을 도시한다. 도시된 바와 같이, 모듈(230)은 대략 180°선회되어 개방되어, 베이스(231) 및 프로세스 모듈(230)의 내부 표면에 대한 접근을 제공한다. 선회축은 진공 챔버(212)의 원형 가장자리에 대략 접선으로 배열된다. 이러한 접근은 처리 동안 잔해물이 쌓일 수 있는 다양한 차폐 요소를 교체하는 것과 같은 예방적인 유지 보수 작업을 가능하게 한다. 도 4b는 메인 챔버(212)가 유지 보수 작업동안 고진공 상태로 유지될 수 있도록 밀봉을 제공하기 위해 밀봉 표면(232)에 근접하여 위치된 O-링(233)을 압축하는, 메인 진공 챔버(212)의 대체로 원형인 내부 밀봉 표면(232)에 대해 적소에서 홀딩된 밸브 플레이트(226)를 도시한다.
밸브 플레이트 예시 동작이 이제 설명될 것이다. 밸브 플레이트(226)를 활성화시키기 위해, 도 3에 도시된 정상 작동으로부터 도 4a 및 도 4b에 도시된 유지 보수 구성으로 이동하는 것은 여러 단계가 실행될 수 있다. 도 5a 및 도 5b에서, 기판(210)들은 다중 모듈 캐리어(225)의 회전 운동을 사용하여 다중 모듈 챔버(212)로부터 제거된다. 다중 모듈 캐리어(225)는 개구가 그 대기 위치에서 밸브 플레이트 리프트 받침대(239) 바로 위 및 밸브 플레이트(226) 바로 아래에 있을 때까지 회전한다.
유지 보수될 각각의 모듈에서, 밸브 플레이트 리프트 받침대(239)는 상향하여 이동하고, 지지 링크(227)로부터 밸브 플레이트(226)를 리프팅하고, 정렬 특징부(237)를 센터링한다. 이러한 것은 도 6a 및 도 6b에 도시되어 있다.
지지 링크(227)는 밸브 플레이트(226)로부터 멀어지게 스윙하도록 작동된다. 밸브 플레이트(226)는 이제 도 7a 및 7b에 도시된 바와 같이 리프트 받침대(239)에서 지지된다.
이제 도 8을 참조하여, 밸브 플레이트 받침대(239)는 하향 이동하고, 밸브 플레이트(226)를 다중 모듈 캐리어(225) 상에 증착한다. 받침대(239)는 캐리어(225)가 자유롭게 회전하도록 캐리어(225) 아래에서 하향하여 계속 이동한다.
도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 밸브 플레이트(226)를 포함하는 다중 모듈 캐리어 디스크(225)는 회전하며, 그 각각의 프로세스 모듈(230) 아래에 각각의 밸브 플레이트(226)를 위치시킨다.
도 10a 및 도 10b에 도시된 바와 같이, 프로세스 척(229)은 상향하여 이동하여, 밸브 플레이트(226)를 밀봉 표면(232)과 접촉시킨다. 밸브 플레이트(226)는 롤러 베어링으로서 작용하는 잠금 링(228)(도 11 참조)에 제공된 롤러(244)들을 지나서 이동하는 것을 허용하는 주변 갭(243)들을 가진다. 롤러 베어링을 사용하여 도시되었을지라도, 당업자는 다른 베어링(예를 들어 슬라이딩 베어링 또는 볼 베어링)이 밸브 플레이트(226)와 잠금 링(228) 사이에 저마찰 안내 운동을 제공하기 위해 또한 사용될 수 있거나 또는 대안적으로 사용되는 것을 이해할 것이다. 밸브 플레이트(226)는 또한 방위각 운동을 지렛대의 축 방향 힘으로 변환하도록 구성되는 나선형 경사면(242)을 가져서, 챔버(230)가 대기로 환기될 때 O-링(232)을 압축하고, 축 방향 힘에 대항하는 대기압 힘에 저항하는데 충분하다.
도 11a 및 도 11b는 경사면(242)이 롤러(244)들과 맞물리도록 회전된 잠금 링(228)을 도시한다.
잠금 링(228)은 롤러(244)들이 밸브 플레이트 경사면(242)들을 올라탐에 따라서 계속 회전하여, 밀봉 표면(232)에 대해 O-링(233)을 압축하도록 밸브 플레이트(226)를 수직으로 이동시킨다. 잠금 링(228)의 주변 주위의 잠금 링 지지부(246) 상의 볼 베어링 레이스(245)는 이러한 운동의 수직 및 반경 방향 부하를 지지한다. 예시적인 결과가 도 12a 및 도 12b에 도시되어 있다.
이제 도 13a 및 도 13b를 참조하여, 잠금 링(228)은 최종 위치로 회전하여, O-링(233)을 완전히 압축하고 밸브 플레이트 경사면(242)으로부터 이동할 수 있어서, 대기압이 잠금 링(228)의 역회전을 유발하지 않는다.
하나 이상의 프로세스 모듈(230)은 대기로 환기되고, 선회되어 유지 보수 위치로 개방될 수 있다. 도 14는 개방 위치로 선회된 모든 프로세스 모듈(230)을 도시한다.
따라서, 단일 펌프 장치는 진공 챔버에서 뿐만 아니라 프로세스 모듈들에서 진공 상태를 생성하기 위해 사용될 수 있는 동시에, 모든 것들은 각각의 프로세스 모듈의 독립적인 유지 보수 접근을 가능하게 한다. 본 명세서에서 진공 또는 진공 상태는 절대 진공으로 제한되지 않고, 대기압보다 낮은 압력을 고려한다.
한 실시예는 여러 구성 요소를 가지는 증기 증착 시스템을 포함한다. 제1 진공 챔버는 가스 압력을 대기압보다 낮게 유지하도록 구성된다. 제1 진공 챔버는 제1 진공 챔버 내에서 2개 이상의 반도체 기판의 이송을 허용하는 크기이다. 이러한 것은 기판들이 상이한 처리 스테이션으로 이송됨에 따라서 분리된 이송을 포함할 수 있다. 2개 이상의 프로세스 모듈이 반도체 기판을 처리하기 위해 구성된다. 각각의 프로세스 모듈은 각각의 포트에 연결될 때 각각의 프로세스 모듈이 제1 진공 챔버와 진공 연통하도록 제1 진공 챔버의 각각의 포트(개구)에 제거 가능하게 연결된다. 각각의 프로세스 모듈은 각각의 포트에 연결될 때 대기압보다 낮게 가스 압력을 유지하도록 구성된다. 다시 말하면, 프로세스 모듈들은 진공 밀봉을 형성하는 제1 진공 챔버에 연결될 수 있어서, 진공은 진공 챔버 및 연결된 프로세스 모듈을 통해 유지될 수 있다.
제1 진공 챔버는, 제1 포트가 밀봉되고 제1 포트에 대응하는 제1 프로세스 모듈이 제1 포트로부터 분리될 때, 제1 프로세스 모듈이 대기압으로 개방되는 동안 진공 상태가 제1 진공 챔버 내에서 유지되도록, 각각의 포트에서 진공 상태를 생성하기 위해 구성된 포트 밀봉 메커니즘을 수용한다. 다시 말해서, 프로세스 모듈이 연결된 진공 챔버에 있는 개구들은 제1 진공 챔버 및 다른 연결된 프로세스 모듈 내에서 진공을 여전히 유지하는 동안 개별 프로세스 모듈을 분리하기 위해 폐쇄 또는 밀봉될 수 있다. 따라서, 제1 진공 챔버 내에 또는 다른 연결된 프로세스 모듈 내에 위치된 기판들은 진공 상태로 유지된다.
다른 실시예에서, 시스템은 2개 이상의 스퍼터 에칭 세정 프로세스 모듈 및 2개 이상의 증착 프로세스 모듈을 포함한다. 따라서, 주어진 프로세스 모듈이 유지 보수를 위해 접근될 필요가 있으면, 웨이퍼의 처리는 나머지 연결된 프로세스 모듈로 계속될 수 있다. 프로세스 모듈들은 제1 진공 챔버 또는 증착 시스템에 선회식으로 연결될 수 있고, 차폐를 교체하거나 또는 표면을 세정하기 위해 접근하기 위한 진공 챔버로부터 멀어지게 선회되거나 회전될 수 있다. 이러한 세정 동안, 웨이퍼 처리는 여전히 제1 진공 챔버에 부착된 나머지 프로세스 모듈로 계속될 수 있다. 더욱이, 각각의 부착된 프로세스 모듈은 부착되지 않은 프로세스 모듈이 서비스되는 동안 웨이퍼를 처리할 수 있다. 그러므로, 하나 이상의 프로세스 모듈이 유지 보수를 받는 동안 웨이퍼 처리 작업이 계속될 수 있다. 이러한 것은 처리량에 미치는 어떠한 영향도 감소시키며, 모두 적은 양의 진공 펌프 또는 단일 진공 펌프를 구비한 시스템을 제공한다.
전술한 바와 같이, 기판 캐리어는 제1 진공 챔버 내에서 반도체 기판을 이송하도록 사용될 수 있다. 이러한 진공 챔버는 설명된 바와 같이 원형 경로를 가지는 링 형상일 수 있거나, 또는 선형, 직사각형 등일 수 있다.
밸브 플레이트는 제1 진공 챔버 상의 포트(개구)를 밀봉하기 위해 사용될 수 있다. 다른 밀봉이 구현될 수 있다. 잠금 링은 제1 진공 챔버 내에서 진공 상태를 유지하기 위해 밸브 플레이트를 포트에 단단히 부착하도록 밸브 플레이트로 구현될 수 있다.
전술한 설명에서, 처리 시스템의 특정 기하학적 구조 및 그 안에서 사용되는 다양한 구성 요소 및 프로세스의 설명과 같은 특정 세부 사항이 설명되었다. 그러나, 본 명세서의 기술은 이러한 특정 세부 사항으로부터 벗어난 다른 실시예에서 실시될 수 있으며, 이러한 세부 사항은 설명을 위한 것이며 제한하려는 것이 아님을 이해해야 한다. 본 명세서에 개시된 실시예는 첨부 도면을 참조하여 설명되었다. 유사하게, 설명의 목적을 위하여, 철저한 이해를 제공하기 위해 특정 숫자, 재료 및 구성이 설명되었다. 그럼에도 불구하고, 실시예들은 이러한 특정 세부 사항없이 실시될 수 있다. 실질적으로 동일한 기능 구성을 가지는 구성 요소들은 유사한 도면 부호로 표시되며, 그러므로, 임의의 중복 설명이 생략될 수 있다.
다양한 기술이 다양한 실시예를 이해하는 것을 돕기 위해 다수의 개별 작업으로서 설명되었다. 설명의 순서는 이들 동작이 반드시 순서 의존적인 것을 암시하는 것으로 해석되어서는 안된다. 실제로, 이러한 작업들은 제시된 순서대로 수행될필요는 없다. 설명된 작업들은 설명된 실시예와 다른 순서로 수행될 수 있다. 다양한 실시예들에서 다양한 추가 작업들이 수행될 수 있고 및/또는 설명된 작업들은 생략될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 "기판" 또는 "목표 기판"은 일반적으로 본 발명에 따라서 처리되는 대상물을 지칭한다. 기판은 디바이스, 특히 반도체 또는 다른 전자 디바이스의 임의의 재료 부분 또는 구조를 포함할 수 있고, 예를 들어 박막과 같은 베이스 기판 상의 또는 이를 중첩하는 반도체 웨이퍼, 레티클, 또는 층일 수 있다. 그러므로, 기판은 임의의 특정 베이스 구조, 하부 층 또는 중첩 층, 패턴화 또는 비패턴화로 제한되지 않고, 오히려 임의의 이러한 층 또는 베이스 구조, 및 층 및/또는 베이스 구조의 임의의 조합을 포함하는 것으로 고려된다. 본 설명은 특정 유형의 기판을 언급할 수 있지만, 이는 단지 예시를 위한 것이다.
당업자는 또한 본 발명의 동일한 목적을 달성하면서 전술한 기술의 작업에 대해 많은 변형이 만들어질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 이러한 변형은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 의도된다. 이와 같이, 본 발명의 실시예들의 전술한 설명은 제한적인 것으로 의도되지 않는다. 오히려, 본 발명의 실시예들에 대한 임의의 제한은 다음의 청구범위에 제시되어 있다.

Claims (14)

  1. 증착 시스템으로서,
    대기압보다 낮은 가스 압력을 유지하도록 구성되는 진공 챔버로서, 상기 진공 챔버는 상기 진공 챔버 내에서 2개 이상의 반도체 기판의 이송을 허용하는 크기인, 상기 진공 챔버;
    반도체 기판을 처리하기 위해 각각 구성되는 2개 이상의 프로세스 모듈로서, 각각의 프로세스 모듈은 각각의 포트에 연결될 때 상기 각각의 프로세스 모듈이 상기 진공 챔버와 진공 연통하도록 상기 진공 챔버의 상기 각각의 포트에 제거 가능하게 연결되고, 각각의 프로세스 모듈이 상기 각각의 포트에 연결될 때 대기압보다 낮게 상기 가스 압력을 유지하도록 구성되는, 상기 2개 이상의 프로세스 모듈; 및
    제1 포트가 밀봉되고 상기 제1 포트에 대응하는 제1 프로세스 모듈이 상기 제1 포트로부터 분리될 때, 상기 제1 프로세스 모듈이 대기압으로 개방되는 동안, 진공 상태가 상기 제1 진공 챔버 내에서 유지되도록, 각각의 포트에서 진공 밀봉을 생성하도록 구성된 포트 밀봉 메커니즘을 포함하는, 증착 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 포트가 밀봉되고 상기 제1 프로세스 모듈이 분리될 때, 상기 제1 진공 챔버 내에 위치된 반도체 기판들은 진공 상태 내에서 유지되는, 증착 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 포트가 밀봉되고 상기 제1 프로세스 모듈이 분리될 때, 제2 포트에 연결된 제2 프로세스 모듈 내에 위치된 주어진 반도체 기판은 진공 상태에서 유지되는, 증착 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 2개 이상의 프로세스 모듈 중 적어도 하나의 프로세스 모듈은 그 안에 위치될 때 상기 반도체 기판을 스퍼터 에칭하도록 구성되며, 상기 2개 이상의 프로세스 모듈 중 적어도 하나의 프로세스 모듈은 그 안에 위치될 때 상기 반도체 기판 상에 막을 증착하도록 구성되는, 증착 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 각각의 프로세스 모듈은 상기 진공 챔버에 선회식으로 부착되며, 상기 진공 챔버의 상기 각각의 포트로부터 멀어지게 각각의 프로세스 모듈을 선회시키는 것에 의해 상기 각각의 포트로부터 제거 가능한, 증착 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 증착 시스템은 상기 2개 이상의 프로세스 모듈을 사용하여 다수의 반도체 웨이퍼를 동시에 처리하도록 구성되는, 증착 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 진공 챔버 내에서 반도체 기판들을 이송하는 기판 캐리어를 더 포함하는, 증착 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 기판 캐리어는 상기 2개 이상의 프로세스 모듈 중에서 반도체 기판들을 회전에 의해 이송하도록 구성된 원형 경로를 가지는, 증착 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 포트 밀봉 메커니즘은 상기 진공 밀봉을 생성하도록 상기 각각의 포트를 덮는 밸브 플레이트를 포함하는, 증착 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 각각의 포트에 위치되고 상기 각각의 포트에 밀봉된 상기 밸브 플레이트를 홀딩하도록 구성된 잠금 링을 더 포함하는, 증착 시스템.
  11. 제9항에 있어서, 상기 제1 포트로 상기 밸브 플레이트를 선택적으로 리프팅하거나 또는 상기 제1 프로세스 모듈 내로 상기 반도체 기판을 리프팅하도록 구성된 리프팅 메커니즘을 더 포함하는, 증착 시스템.
  12. 제1항에 있어서, 상기 2개 이상의 프로세스 모듈은 적어도 4개의 프로세스 모듈을 포함하며, 상기 적어도 4개의 프로세스 모듈 중 적어도 2개의 프로세스 모듈은 그 안에 위치될 때 상기 반도체 기판을 스퍼터 에칭하도록 구성되며, 상기 적어도 4개의 프로세스 모듈 중 적어도 2개의 프로세스 모듈은 그 안에 위치될 때 상기 반도체 기판 상에 막을 증착하도록 구성되는, 증착 시스템.
  13. 제1항에 있어서, 단일 진공 펌프가 상기 챔버 상태뿐만 아니라 상기 2개 이상의 프로세스 모듈에 대해 진공 상태를 생성하는, 증착 시스템.
  14. 증착 시스템으로서,
    진공 챔버;
    상기 진공 챔버와 진공 연통하는 2개 이상의 프로세스 모듈;
    상기 진공 챔버 내에 배치된 밸브 플레이트;
    적어도 하나의 프로세스 모듈의 밀봉 표면으로 상기 밸브 플레이트를 이송하도록 구성된 밸브 캐리어; 및
    상기 적어도 하나의 프로세스 모듈이 대기압으로 상기 진공 챔버와의 진공 연통으로부터 제거되는 동안 상기 진공 챔버에서 진공 압력을 유지하는데 충분한 힘으로 상기 적어도 하나의 프로세스 모듈의 밀봉 표면에 대해 상기 밸브 플레이트를 고정하도록 구성된 잠금 링을 포함하는, 증착 시스템.
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