集群批处理式基板处理系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及集群批处理式基板处理系统，更具体地，以基板搬运机器人为中心，将多个批处理式基板处理装置配置成放射状，从而最大限度地提高基板处理效率以及生产率的集群批处理式基板处理系统。
【背景技术】
[0002]为了制造半导体元件，必须进行在硅晶片等基板上沉积必要的薄膜的工艺。在薄膜沉积工艺中主要使用派射法(Sputtering)、化学气相沉积法(CVD:Chemical VaporDeposit1n)、原子层沉积法(ALD:Atomic layer Deposit1n)等。
[0003]溅射法是将在等离子体状态下生成的氩离子撞击靶材表面，使从靶材表面脱离的靶材物质以薄膜状态沉积在基板上的技术。溅射法虽然能够形成粘附性优异的高纯度薄膜，但是在形成具有高纵横比(High Aspect Rat1)的细微图案时存在局限性。
[0004]化学气象沉积法是将各种气体注入到反应腔室内，使通过热、光或等离子体等被高能量诱导的气体与反应气体进行化学反应，以在基板上沉积薄膜的技术。由于化学气相沉积法利用迅速发生的化学反应，因此很难控制原子的热力学(Thermodynamic)稳定性，而且使薄膜的物理特性、化学特性以及电子特性降低。
[0005]原子层沉积法是交替供给作为反应气体的源气体和吹扫气体，以在基板上沉积原子层单位的薄膜的技术。由于原子层沉积法为了克服阶梯覆盖性(Step Coverage)的局限性而利用表面反应的技术，因此适于形成具有高纵横比的细微图案，并且使薄膜具有优异的电子特性以及物理特性。
[0006]原子层沉积装置可以分为，向腔室内逐一装载基板以进行沉积工艺的单片式装置以及向腔室内装载多个基板以进行批量沉积工艺的批处理(Batch)式装置。
[0007]图1是示出现有的批处理式原子层沉积系统的侧剖视图，图2是图1的俯视图，图3是示出现有的批处理式原子层沉积系统的基板处理装置的立体图。
[0008]参照图1以及图2，现有的批处理式原子层沉积系统可以通过装载端口(LoadPort) 2将包含多个基板40的FOUP (Front Opening Unified Pod:前开式标准片盒)4搬入至系统内部而保管在FOUP装载部(F0UP stocker) 30放置于FOUP装载部3的FOUP装载台3a上而被保管的F0UP4可以通过FOUP搬运机器人5向FIMS (Front-opening InterfaceMechanical Standard:前开式机械界面标准)门单元6紧贴,该FOUP搬运机器人5沿着向垂直方向延伸的FOUP搬运机器人导轨5a进行移动。基板搬运机器人7使用搬运叉7a从紧贴于FMS门单元6而一面被打开的F0UP4'卸载基板40，基板搬运机器人7沿着基板搬运机器人导轨7b向下移动,从而能够使基板40层叠于晶舟50的支撑杆55上。
[0009]参照图1至图3，现有的批处理式原子层沉积系统的基板处理装置8具有形成腔室11的处理室10，该腔室11是通过装载基板40来进行沉积工艺的空间。并且，可以在处理室10的内部设置沉积工艺所需的供气部20、排气部30等部件。层叠有基板40的晶舟50可以进行升降运动，当晶舟50上升时，托架部51与处理室10封闭结合，突出部53可以插入到处理室10内部。
[0010]如上所述的现有的批处理式原子层沉积系统由于通过所具有的仅一个基板处理装置8来进行基板处理工艺，因此每单位时间处理基板的生产率低。此外，由于基板搬入部I以及基板搬运机器人7只对一个基板处理装置8搬运基板40，因此运转效率低，当基板处理装置8发生问题而停止时，需要中止批处理式原子层沉积系统整体的运转。
[0011]此外，如上所述的现有的批处理式原子层沉积系统的基板处理装置8可以具有能够容纳100个基板40高度的腔室11空间。因此，为了进行沉积工艺需要供给大量的工艺气体，以填充腔室11，从而存在供给工艺气体耗时以及浪费工艺气体的问题，并且存在沉积工艺后排出大量存在于腔室11内部的工艺气体也耗时的问题。
[0012]此外，要对不必要地宽大的腔室11内部层叠的所有约100个基板40可靠地进行原子层沉积，存在难以控制源气体以及吹扫气体的问题，结果只有对配置在特定位置上的基板40能够扎实进行原子层沉积。
[0013]为了解决上述问题，采用了如下方法:只有在扎实进行原子层沉积的特定位置配置基板40,而不完全进行原子层沉积的位置插入虚拟(dummy)基板41,从而对部分(约25个)基板40进行原子层沉积，但是通过该方法也无法解决浪费工艺气体以及排出工艺气体所需时间消耗增加的问题。
[0014]另外，再次参照图3，现有的批处理式原子层沉积系统的基板处理装置8，基板40与处理室10内周表面之间的距离dl’大于基板40与供气部20之间的距离d2’(dl’>d2’)。即、由于现有的批处理式原子层沉积装置在处理室10内部(或腔室11)设有供气部20、排气部30等部件，从而导致处理室10的内部腔室11的体积不必要地变大。
[0015]此外，作为容易地承受腔室11内部压力的理想形态，现有的原子层沉积装置一般使用钟形的处理室10，但是，由于钟形腔室11的上部空间12结构，导致工艺气体的供给和排出耗时大，且浪费工艺气体。
【发明内容】
[0016]本发明为了解决如上所述的现有技术的所有问题而提出，目的在于提供一种集群批处理式基板处理系统，其以基板搬运机器人为中心将多个批处理式基板处理装置配置成放射状，从而最大限度地提高基板处理效率和生产率。
[0017]此外，本发明的目的在于提供一种集群批处理式基板处理系统，其通过最大限度地减小进行基板处理工艺的批处理式基板处理装置的内部空间尺寸，从而减少基板处理工艺中所使用的基板处理气体的使用量，同时顺利地供给和排出基板处理气体，从而大大缩短基板处理工艺时间。
[0018]为了实现上述目的，本发明的一实施方式涉及的集群批处理式基板处理系统，其特征在于，具备:基板搬入部，用于搬入基板；基板搬运机器人，围绕旋转轴进行旋转，用于装载或卸载基板；以及多个批处理式基板处理装置，以所述基板搬运机器人为中心配置成放射状。
[0019]根据如上构成的本发明，以基板搬运机器人为中心，将多个批处理式基板处理装置配置成放射状，从而最大限度地提高基板处理效率和生产率。
[0020]此外，本发明配置有多个批处理式装置，因此即使任一个批处理式基板处理装置发生问题，也能够通过其余的批处理式基板处理装置来进行基板处理工艺。
[0021 ] 此外，本发明通过最大限度地减小进行基板处理工艺的批处理式基板处理装置的内部空间尺寸，从而减少基板处理工艺中所使用的基板处理气体的使用量，由此节省基板处理工艺成本。
[0022]此外，本发明通过最大限度地减小进行基板处理工艺的批处理式基板处理装置的内部空间尺寸，并顺利地供给和排出基板处理工艺中所使用的基板处理气体，从而大大缩短基板处理工艺时间，由此提高基板处理工艺的生产率。
【附图说明】
[0023]图1是示出现有的批处理式原子层沉积系统的侧剖视图。
[0024]图2是图1的俯视图。
[0025]图3是示出现有的批处理式原子层沉积系统的基板处理装置的立体图。
[0026]图4是示出本发明的一实施方式涉及的集群批处理式基板处理系统的侧剖视图。
[0027]图5是示出本发明的一实施方式涉及的集群批处理式基板处理系统的俯视图。
[0028]图6是示出本发明的另一实施方式涉及的集群批处理式基板处理系统的俯视图。
[0029]图7是示出本发明的一实施方式涉及的批处理式基板处理装置的立体图。
[0030]图8是图7的局部分解立体图。
[0031]图9是本发明的一实施方式涉及的批处理式基板处理装置的俯视图。
[0032]图10是本发明的一实施方式涉及的供气部以及排气部的放大立体图。
[0033]图11是示出本发明的一实施方式涉及的在上侧表面结合有加强筋的批处理式基板处理装置的立体图。
[0034]图12是示出本发明的一实施方式涉及的在外表面上设有加热器的批处理式基板处理装置的立体图。
[0035]图13是示出本发明的一实施方式涉及的以双重方式层叠批处理式基板处理装置的集群批处理式基板处理系统的侧剖视图。
[0036]附图标记
[0037]1:基板搬入部
[0038]2:装载端口(load port)
[0039]3:F0UP 装载部(FOUP stocker)
[0040]4、4’、4〃 =FOUP (前开式标准片盒)
[0041]5:F0UP搬运机器人
[0042]6、6’:FIMS 门单元
[0043]7:基板搬运机器人
[0044]8、9:批处理式基板处理装置
[0045]40:基板
[0046]100:基板处理部
[0047]110:基板处理部内部空间
[0048]120、130:加强筋
[0049]150、160:加热器
[0050]200:供气部
[0051]250:供气流道
[0052]251:供气管
[0053]252:吐气孔
[0054]300:排气部
[0055]350:排气流道
[0056]351:排气管