专利名称：半导体制造设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体制造设备，且更明确地说，涉及具有经有效配置以占据较小区域而不会降低制造效率的处理腔室和转移腔室的半导体制造设备。
背景技术：
一般来说，半导体制造设备用于制造半导体芯片。具体而言，半导体制造设备用于气相沉积或溅射处理以在半导体衬底上沉积半导体层，或用于蚀刻或暴露处理以在半导体衬底上形成预定图案。
图1为说明常规半导体制造设备的示意图。
如图1中所示，常规半导体制造设备包含一转移模块10，具有在其中心处装配的转移机械臂45；复数个处理模块30a和30b(也可由参考数字30表示)，其在转移模块10周围以圆周形式彼此分离一预定距离，且具有用于制造半导体芯片的预定条件；和一负载锁定腔室20，其装配在转移模块10周围以接收用于处理或在所述处理之后处于等待状态的半导体衬底。所述半导体制造设备进一步包含一装配于转移模块的一表面以冷却半导体芯片的冷却腔室40。
每个处理模块30包含一用于执行制造半导体芯片过程的反应腔室32、一用于控制每个处理模块30的操作的控制器34和一用于供应额外资源的资源供应单元36。
所述半导体制造设备详细揭示于韩国专利特许公开公告第2000-20876号和韩国实用新型公告第1996-8156号中。
然而，在如上文所述而建构的常规半导体制造设备中，复数个处理模块30a和30b以圆周形式位于转移模块10的周围，同时相对于转移模块10的中心呈V形彼此分离。结果，半导体制造设备占据较大区域，借此限制了在有限空间内可装配的半导体制造设备的数目。因而，常规半导体制造设备存在一个问题，即，必须提供足够空间以获得所要的制造效率。此外，当扩大对应于各种处理条件的资源供应单元时，半导体制造设备所占据的区域也增加了。同样，常规半导体制造设备在扩大资源供应单元方面受限制。
发明内容
本发明用于解决上述问题，且本发明的一个目的在于提供一种半导体制造设备，其具有在转移模块周围彼此较邻近配置的处理模块，借此能够容易地扩大资源供应单元并减小设备所占据的空间(即，半导体制造设备的区域)，而不会降低制造效率。
根据本发明的一个方面，上述和其它目的可通过提供下列半导体制造设备而实现，所述半导体制造设备包含一转移模块；一第一处理模块和一第二处理模块，其分别装配于转移模块的第一表面和第二表面，同时与转移模块的第一表面和第二表面定义一锐角，第一表面与第二表面彼此邻近；和一连接到转移模块的第三表面的负载锁定腔室。
在每个第一表面和第二表面与每个处理模块的纵向轴之间优选定义一10到90度的角度。在此，第一处理模块与第二处理模块优选分离30cm或更少的距离。
根据本发明的另一个方面，提供一种半导体制造设备，其包含复数个转移模块；一第一处理模块和一第二处理模块，其分别装配于每个转移模块的第一表面和第二表面，同时与每个转移模块的第一表面和第二表面定义一锐角，第一表面与第二表面彼此邻近；和一连接到每个转移模块的第三表面的负载锁定腔室。
根据本发明的另一个方面，提供一种半导体制造设备，其包含一转移模块；一第一处理模块和一第二处理模块，其分别连接到转移模块的第一表面和第二表面，同时彼此平行；和一连接到转移模块的第三表面的负载锁定腔室。
第一处理模块优选与第二处理模块相分离，使得以纵向轴的方向平行于第二处理模块。
转移模块优选具有一选自圆形或多边形的形状。另外，第一处理模块和第二处理模块的宽度总和优选等于或大于转移模块的宽度。半导体制造设备优选在转移模块与第一处理模块和第二处理模块之间和在转移模块与负载锁定腔室之间进一步包含数个缝阀。
每个第一处理模块和第二处理模块优选包含一反应腔室、一用于向反应腔室供应气体的气体供应控制器、一用于驱动相关处理模块的驱动控制器和一用于向反应腔室供应源材料的资源供应单元。
第一处理模块优选与第二处理模块分离30cm或更少的距离。
根据本发明的另一方面，提供一种半导体制造设备，其包含彼此平行的复数个转移模块；一第一处理模块和一第二处理模块，其分别连接到每个转移模块的第一表面和第二表面，且彼此平行定位；和连接到每个转移模块的第三表面的负载锁定腔室。
优选，连接到复数个转移模块的复数个第一处理模块和第二处理模块为平行配置。
从结合附图的下列详细描述中，可更清楚地理解本发明的前述和其它目的及特征，其中图1为说明常规半导体制造设备的示意图；图2为说明根据本发明的一实施例的半导体制造设备的示意图；图3为说明根据本发明的一实施例处理模块沉积于转移模块的图表；图4a和图4b分别为说明根据本发明的一实施例的处理模块的结构的图表；图5到图7为说明根据本发明的另一个实施例的半导体制造设备的示意图；和图8和图9分别为说明根据本发明的其它实施例的半导体制造设备的横截面图。
具体实施例方式
下文将参看附图详细描述本发明的优选实施例，其中相同元件由相同参考数字表示。应了解本发明不限于本文所揭示的实施例，且可以各种修改或替代来实现。所属领域的技术人员应明了本文所揭示的实施例用于本发明的完整理解。
图2为说明根据本发明的一实施例的半导体制造设备的示意图。
参看图2，本发明的半导体制造设备包含一转移模块110和装配于所述转移模块110周围的至少两个邻近的处理模块130a和130b(也可由参考数字130表示)。本发明的半导体制造设备可进一步包含一用于冷却半导体衬底的冷却腔室140和一用于接收用于处理或在所述处理后处于等待状态的半导体衬底的负载锁定腔室120。可选地，本发明的半导体制造设备可进一步包含一用于对准衬底的平坦区域以执行所述处理的平坦区域对准器(未图示)；一衬底存储升降机(未图示)；和安置于转移模块110与每个处理模块130之间的缝阀(未图示)。
转移模块110位于半导体制造设备的中心以在负载锁定腔室120内将处于等待状态的衬底装载到处理模块130a和130b或从处理模块130a和130b卸载。为此目的，转移模块110包含可将处于等待状态的衬底装载到处理模块130中或可从处理模块130中将处理后的衬底卸载到负载锁定腔室120的转移机械臂145。另外，根据本发明，转移模块110的外围具有圆形形状、椭圆形状或其它多边形形状，例如，矩形形状、五边形形状、六边形形状、八边形形状等。在本实施例中，如图2中所示，转移模块110具有六边形外围。负载锁定腔室120沿六边形转移模块110的两个下表面装配，且两个处理模块130a和130b分别装配到面向六边形转移模块110的两个下表面的六边形转移模块110的两个上表面。下文将描述处理模块130沉积于转移模块110。冷却腔室140装配到转移模块110的另一个表面(在处理模块与负载锁定腔室之间的区域)。另外，转移模块110可包含上文所述的复数个转移机械臂145，使得可将衬底装载/卸载到不同处理腔室130中。
每个处理模块130a和130b包含一用于执行制造半导体装置过程的反应腔室132、一用于控制处理模块130a和130b的操作的控制器134和一根据反应腔室132中执行的反应过程供应额外资源的资源供应单元36。每个处理模块130a和130b可进一步包含一排出口。每个处理模块130a和130b可进一步包含用于在反应腔室内产生等离子体的RF能量产生器。
在此，用于在至少一个衬底上沉积预定半导体层的沉积腔室或用于在至少一个衬底上形成预定图案的图案化腔室可用作反应腔室132。图案化腔室包括蚀刻腔室和灰化腔室，且沉积腔室根据半导体层的类型可包括各种腔室。应注意，本发明不限于这些腔室，且用于制造半导体芯片的各种腔室可适用于本发明。例如，暴露腔室可适用于本发明。
在本实施例中，如图2中所示，反应腔室132适用于执行半导体层的沉积或同时执行四个衬底上的图案化处理。控制器134包含一用于驱动处理模块130a和130b的驱动控制器和一用于向反应腔室132供应气体的气体供应控制器。下文将描述这些装置。
每个缝阀连接在处理模块130的一侧，以将处理模块130连接到转移模块110，且连接在转移模块110的外围的另一侧。
处理模块130彼此邻近安置，同时朝向彼此倾斜。邻近的第一与第二处理模块130a和130b可经安置使得其间分离约100cm或更少。换句话说，如图2中所示，第一和第二处理模块130a和130b可经安置以彼此接触或经安置使得其间分离一预定距离。优选，邻近的第一和第二处理模块130a和130b经安置使得其间最大分离50cm或更少，同时彼此平行。较优选，分离30cm或更小的距离。更优选，分离20cm或更小的距离。所述分离允许设备较容易维护。此时，当处理模块之间的分离变得过大时，则会出现在本发明的半导体制造设备的区域中降低效率的问题。
将参看图式描述处理模块130的沉积和结构。
图3为说明根据本发明实施例的处理模块的沉积的图表，且图4a和4b分别为说明根据实施例的处理模块的结构的图表。
参看图3，常规处理模块被装配到六边形转移模块110的外围表面，使得每个处理模块的纵向轴和转移模块110的相关外围表面之间的角度θ3为直角，借此允许处理模块的远端相对于转移模块110的中心广泛伸展。
相反，根据本发明，第一和第二处理模块130a和130b经装配以邻近转移模块110的第一和第二表面，使得分别与转移模块110的第一和第二表面定义一锐角。
优选，每个处理模块130的纵向线(即，纵向轴)与转移模块110的相关表面之间的角度θ4为一锐角。以此方式，邻近的处理模块130被安置于转移模块110的外围表面上，使得彼此接近。优选，每个处理模块130的纵向线与转移模块110的相关表面之间的角度θ4在10到90度的范围内。较优选，角度θ4在35到60度的范围内。当每一处理模块130的纵向线与转移模块110的相关表面之间的角度θ4小于如上所述的范围时，第一与第二处理模块130重叠，且接着不能安置于转移模块110的表面上。相反，当角度θ4大于上文所述的范围时，本发明的空间减小作用降低。所述角度可根据提供于处理模块之下的转移模块110的形状在如上所述的范围内变化。此时，负载锁定腔室120连接到转移模块110的第三表面。
根据本发明，处理模块130彼此邻近，且对称地装配到转移模块110的两个邻近外围表面。也就是说，邻近的处理模块130a和130b镜面对称地安置。例如，用于装载衬底的第一处理模块130a的入口位于右侧，同时用于装载其它衬底的第二处理模块130b的入口位于左侧。或者，两个邻近处理模块130可经安置使得可以由转移模块110的两个邻近外围表面所定义的顶点方向彼此接触。另外，需要第一和第二处理模块130a和130b彼此平行安置，同时以纵向轴的方向彼此分离。
同时，第一和第二处理模块130a和130b的总宽度(即，图2的平面中的横向宽度)等于或大于位于第一和第二处理模块130a和130b之下的转移模块110的宽度。以此方式，可能在处理模块130a和130b中安装具有增加的尺寸的衬底，且可能在单个腔室中安装大量衬底。然而，转移模块110的增加的尺寸不允许如通过本发明所获得的效果那样的设备尺寸的减小。
另外，在连接到邻近的第一与第二处理模块130a和130b的邻近缝阀之间定义一预定角度。也就是说，所述缝阀经安置以在连接到邻近的第一与第二处理模块130a和130b的邻近缝阀之间分别定义60到170度的内角。优选，缝阀之间的内角在110到150度范围内。结果，衬底的输送可比平行安置缝阀的情况简单。为获得此构造，第一和第二处理模块130a和130b可如上所述彼此邻近地安置。
同时，在常规设备中，如上文所述，处理模块的一个表面与转移模块的外围表面之间的角度θ1约为90度。然而，根据本发明，第一和第二处理模块130a和130b的邻近表面与转移模块110的一个外围表面之间的内角θ2为90度或更大。因为第一和第二处理模块130a和130b彼此邻近，所以不可能无限增加邻近表面与外围表面之间定义的所述内角。因此，具有定义在90到165度范围内的内角为有效的，且优选在100到150度的范围内。
根据本发明，处理模块130可具有五边形的横截面，且控制器134和资源供应单元136的位置与常规模块的区域A和B有所变化。另外，每个处理模块中的导管和配线的位置与常规模块的导管和配线的位置有所变化。用于安装衬底的衬底支撑元件的位置也可改变以允许调整定义于处理模块与转移模块的机械臂之间的角度。
同样，处理模块130a和130b以转移模块顶点的方向(即，以邻近表面的方向)彼此接近地安置，借此允许消除图3的空间(例如，区域A和B)。另外，假定常规半导体制造设备具有1区域(图1中的T1×H1)，那么本发明的半导体制造设备具有0.4到0.8的区域，借此允许在常规设备的40％到80％的区域中实现与常规半导体制造设备相同的制造效率。更具体地说，常规半导体制造设备具有3,600mm的T1和2,700mm的H1，而本发明的半导体制造设备具有2,000mm的T2和2,800mm的H2。如上文所述，假定常规半导体制造设备具有100％的区域，那么本发明的半导体制造设备具有约58％的区域，借此允许以较小的区域实现与常规半导体制造设备相同的制造效率。另外，如图3中所示，因为每一处理模块中的处理腔室132的位置与常规处理模块的并无变化，所以可能最小化转移机械臂145的移动的变化。处理模块130可具有其它多边形横截面。
如图4a和图4b中所示，驱动控制器135和组成控制器134的气体供应控制器133可以各种形状和结构位于反应腔室132周围。也就是说，因为驱动控制器135包括各种电路和传感器，且气体供应控制器133包括各种阀和导管，所以驱动控制器135和气体供应控制器133的配置不限于一特定配置，且可根据设备的特征和目的而改变。如上文所述，驱动控制器135和气体供应控制器133以镜面对称配置于每个邻近的处理模块130a和130b中，且因而，每个处理模块中的各种组件(例如，阀、导管和配线)优选以镜面对称配置。
根据本发明，资源供应单元136可以邻近表面的方向扩大，借此用于半导体芯片的各种源材料能够从其有效地供应到半导体制造设备。资源供应单元136的位置可从第一和第二处理模块130a和130b的边缘改变到邻近所述邻近表面或远离所述邻近表面的区域。各种处理可在单个处理模块130中通过最大化待扩大的资源供应单元136的能力而执行。
图5到图7为说明根据本发明的其它实施例的半导体制造设备的示意图。
如图5到图7中所示，根据本实施例的半导体制造设备包含一五边形或八边形的转移模块110；第一和第二处理模块130a和130b，其连接到转移模块110的第一和第二表面，同时彼此平行；和一连接到转移模块110的第三表面的负载锁定腔室120。
如图5中所示，第一和第二处理模块130a和130b彼此邻近地配置于八边形转移模块的邻近的第一和第二表面上，使得二者面向彼此。此时，第一和第二处理模块130a和130b的邻近的表面彼此接触。或者，如图6中所示，第一和第二处理模块130a和130b可配置于五边形转移模块110的两个邻近外围表面上，且彼此平行定位。或者，如图7中所示，第一和第二处理模块130a和130b可配置于八边形转移模块110的两个邻近外围表面上，且平行面向彼此。此时，平行面向彼此的第一和第二处理模块130a和130b之间的缝隙优选为1m或更小。较优选，缝隙为30cm或更小。
本实施例的半导体制造设备的其它结构与如图3中说明的实施例的那些结构相同。
同样，本发明的半导体制造设备在转移模块的形状以及处理腔室的种类和功能方面不受限制。另外，本发明的半导体制造设备允许在常规半导体制设备区域的仅60％的区域中的与常规半导体制造设备相同的生产率，且还允许在单个处理腔室中执行各种处理。
根据本发明，复数个处理模块和转移模块可配置在一条线上，使得可在有限空间内配置大量处理模块。关于这方面将参看图式进行描述，其中重复描述将在下文中省略。
图8和图9分别为说明根据本发明其它实施例的半导体制造设备的横截面图。
参看图8和图9，复数个转移模块110-1到110-n安置在一条线上，其中每个转移模块具有连接到其的至少两个处理模块130a-1到130a-n和130b-1到130b-n。也就是说，本发明的半导体制造设备包含彼此分离的复数个转移模块110-1到110-n；第一和第二处理模块130a-1到130a-n和130b-1到130b-n，其分别安置在转移模块110-1到110-n的各自邻近的第一和第二表面上，同时与转移模块的第一和第二表面分别定义一锐角；和连接到转移模块110-1到110-n的各自第三表面的负载锁定腔室120-1到120-n。
同时，第一和第二处理模块130a-1到130a-n和130b-1到130b-n优选装配到复数个转移模块110-1到110-n的各自第一和第二表面，且彼此平行定位。
在此，优选，随着转移模块110-1到110-n顺序安置在设备中，连接到一转移模块110-1的第一和第二处理模块130a-1和130b-1邻近或接触连接到下一个处理模块110-2的其它处理模块130a-2和130b-2。较优选，处理模块经安置以使得彼此平行。也就是说，如图8中所示，具有连接到其的第一和第二处理模块130a-1到130a-n和130b-1到130b-n的第1到第n个转移模块110-1到110-n经连续配置，使得第一转移模块110-1的第二处理模块130b-1平行于第二转移模块110-2的第一处理模块130a-2。
另外，为便于维护，资源供应单元136-1到136-n可以下列方式配置，例如，资源供应单元136-1和136-2配置到连接到一转移模块110-1的第一和第二处理模块130a-1和130b-1的相对端。或者，第二处理模块130b-1的资源供应单元136-1和第一转移模块130a-2的资源供应单元136-2可一般用在经配置以接触第二转移模块110-2的第一处理模块130a-2的第一转移模块110-1的第二处理模块130b-1的状态中。
以此方式，即使配置了复数个模块，用于配置模块的空间仍可显著减小，且与现有技术相比较，在有限空间内可提供更多的模块配置。也就是说，假定常规设备的宽度为1，那么本发明的设备的宽度在0.6到0.95的范围内。因此，例如，为连续安置具有连接到其的常规处理模块的五个转移模块，分别需要一10m的长度。然而，根据本发明，与常规设备相比较，如果本发明的设备在宽度上减小约20％，那么8m的长度分别足以连续配置具有连接到其的处理模块的五个转移模块。也就是说，可能在10m的长度内配置六个转移模块，借此显著减小用于配置复数个模块的空间，且与现有技术相比较，允许有限空间内更多的模块配置。
同时，尽管在图式中将复数个负载锁定腔室120-1到120-n说明为彼此分离的，但本发明并不限于这个构造。或者，邻近负载锁定腔室120-1到120-n可彼此接近和/或接触。
根据本发明，处理模块和转移模块可以其它方式配置。例如，在图8中，连接到转移模块110-1到110-n的邻近的处理模块对130a-1到130a-n和130b-1到130b-n可以垂直对称配置。也就是说，复数个处理模块被连续配置于转移模块101-1上。相反，在图9中，连接到转移模块110-1到110-n的邻近的处理模块对130a-1到130a-n和130b-1到130b-n可以水平对称配置。
具有连接到其的邻近的第一和第二处理模块对130a-1到130a-n和130b-1到130b-n的转移模块110-1到110-n可以下列方式连续配置，即，邻近的第一和第二处理模块对130a-1到130a-n和130b-1到130b-n可上下交替配置。更具体地说，复数个处理模块130a-1到130a-n和130b-1到130b-n和转移模块110-1到110-n以下列方式配置，即，例如，第一转移模块110-1的第一和第二处理模块130a-1和130b-1向上配置，第二转移模块110-2的第一和第二处理模块130a-2和130b-2向下配置，且接着第三转移模块110-3的第一和第二处理模块130a-3和130b-3又向上配置。
结果，在连接到转移模块110-1到110-n的处理模块130a-1到130a-n和130b-1到130b-n的两侧可提供用于维护设备的足够空间。
如从上文描述可显而易见，根据本发明，处理模块在转移模块上彼此接近或接触，借此减小半导体制造设备所占据的区域而不会降低制造效率。
另外，资源供应单元可朝向邻近的处理模块的邻近的表面扩大，使得用于形成半导体芯片的各种源材料可通过扩大的资源供应单元而供应到半导体制造设备。
另外，可在单个处理模块中执行各种处理。
应理解，为说明的目的已描述了如上所述的实施例和附图，且本发明受下列权利要求书的限制。另外，所属领域的技术人员将了解，可在不脱离如附加的权利要求书所阐述的本发明的范围和精神的情况下，允许各种修改、添加和替代。
权利要求
1.一种半导体制造设备，其包含一转移模块；一第一处理模块和一第二处理模块，其分别装配到所述转移模块的一第一表面和一第二表面，同时分别与所述转移模块的所述第一表面和所述第二表面定义一锐角，所述第一表面和所述第二表面彼此邻近；和一连接到所述转移模块的一第三表面的负载锁定腔室。
2.根据权利要求1所述的设备，其中在每个所述第一表面和第二表面与每个处理模块的一纵向周轴之间定义一10到90度的角度。
3.根据权利要求2所述的设备，其中所述第一处理模块与所述第二处理模块分离一30cm或更少的距离。
4.一种半导体制造设备，其包含复数个转移模块；一第一处理模块和一第二处理模块，其分别装配到每个转移模块的一第一表面和一第二表面，同时分别与每个转移模块的所述第一表面和所述第二表面定义一锐角，所述第一表面和所述第二表面彼此邻近；和一连接到每个转移模块的一第三表面的负载锁定腔室。
5.一种半导体制造设备，其包含一转移模块；一第一处理模块和一第二处理模块，其分别连接到所述转移模块的一第一表面和一第二表面，同时彼此平行；和一连接到所述转移模块的一第三表面的负载锁定腔室。
6.根据权利要求5所述的设备，其中所述第一处理模块与所述第二处理模块相分离，使得以一纵向轴的一方向平行于所述第二处理模块。
7.根据权利要求5所述的设备，其中所述转移模块具有一选自一圆形和一多边形的形状。
8.根据权利要求5所述的设备，其中所述第一处理模块和第二处理模块的宽度总和等于或大于所述转移模块的一宽度。
9.根据权利要求5所述的设备，其进一步包含在所述转移模块与所述第一处理模块和第二处理模块之间和在所述转移模块与所述负载锁定腔室之间的缝阀。
10.根据权利要求5所述的设备，其中每个所述第一处理模块和所述第二处理模块包含一反应腔室；一用于向所述反应腔室供应气体的气体供应控制器；一用于驱动一相关处理模块的驱动控制器；和一用于向所述反应腔室供应一源材料的资源供应单元。
11.根据权利要求5至9中任一权利要求所述的设备，其中所述第一处理模块与所述第二处理模块分离一30cm或更少的距离。
12.一种半导体制造设备，其包含复数个彼此平行的转移模块；一第一处理模块和一第二处理模块，其分别连接到每个转移模块的一第一表面和一第二表面，且彼此平行定位；和一连接到每个转移模块的一第三表面的负载锁定腔室。
13.根据权利要求12所述的设备，其中连接到所述复数个转移模块的所述复数个所述第一处理模块和所述第二处理模块平行配置。
全文摘要
本发明揭示一种半导体制造设备。所述设备包含一转移模块；第一和第二处理模块，其分别装配到所述转移模块的邻近的第一和第二表面，同时分别与所述转移模块的所述第一和第二表面定义一锐角；和一连接到所述转移模块的一第三表面的负载锁定腔室。所述邻近的处理模块彼此平行配置。如此，所述处理模块在所述转移模块上彼此接近或接触，借此减小所述设备所占据的一区域而不会降低制造效率。一资源供应单元可朝向所述邻近的处理模块的一邻近表面扩大，使得用于形成半导体芯片的各种源材料可通过所述扩大的资源供应单元有效地供应到所述半导体制造设备。
文档编号H01L21/02GK1722362SQ20051008416
公开日2006年1月18日 申请日期2005年7月14日 优先权日2004年7月15日
发明者金容真 申请人:周星工程股份有限公司