KR0161623B1 - Semiconductor wafer clamping apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 공정챔버내의 받침대에 로딩된 웨이퍼를 복수개의 클램프로 눌러 고정하기 위한 반도체 웨이퍼 클램핑 장치에 관한 것으로, 상기 각 복수개의 클램프에 수직방향으로 각각 설치된 클램프 샤프트와, 상기 클램프가 웨이퍼를 눌러 고정하도록 각각의 클램프 샤프트를 가압하는 복수개의 에어실린더와, 상기 복수개의 에어실린더로 에어를 동시에 공급하기 위한 에어공급라인으로 구성된 것이다.The present invention relates to a semiconductor wafer clamping device for pressing and fixing a wafer loaded on a pedestal in a process chamber with a plurality of clamps, the clamp shaft is provided in each of the plurality of clamps in a vertical direction, and the clamp is fixed by pressing the wafer It consists of a plurality of air cylinder for pressing each clamp shaft so that the air supply line for supplying air to the plurality of air cylinder at the same time.
따라서 에어가 복수개의 에어실린더로 동시에 공급되어 클램프가 웨이퍼를 동시에 눌러 고정할 수 있게 되는 것이고, 이로써 웨이퍼 클램핑시 균형을 이루어 웨이퍼의 긁힘 등의 손상을 방지하여 수율을 높일 수 있는 효과가 있다.Therefore, the air is simultaneously supplied to the plurality of air cylinders so that the clamp can press and fix the wafer at the same time, thereby balancing the wafer clamping, thereby preventing damage such as scratching of the wafer and increasing the yield.
Description
제1도는 종래의 웨이퍼 클램핑 장치를 개략적으로 나타낸 구조도이다.1 is a schematic structural diagram of a conventional wafer clamping device.
제2도는 종래의 웨이퍼 클램핑 장치를 나타낸 평면도이다.2 is a plan view showing a conventional wafer clamping device.
제3도는 본 발명에 따른 웨이퍼 클램핑 장치에서 에어실린더 및 클램프 샤프트의 연결구조를 나타낸 정면도이다.3 is a front view showing the connection structure of the air cylinder and the clamp shaft in the wafer clamping device according to the present invention.
제4도는 본 발명에 따른 웨이퍼 클램핑 장치에서 에어실린더로 에어를 공급하기 위한 에어공급라인을 나타낸 평면도이다.4 is a plan view showing an air supply line for supplying air to the air cylinder in the wafer clamping device according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
20 : 웨이퍼 21 : 클램프20 wafer 21 clamp
22 : 클램프 샤프트 23~26 : 제 1 내지 제 4 에어실린더22: clamp shaft 23 to 26: first to fourth air cylinder
27 : 고정너트 28~31 : 제 1 내지 제 4 연결라인27: fixing nut 28 to 31: first to fourth connection line
32 : 레귤레이터 33, 34 : 제 1 및 제 2 공급라인32: regulator 33, 34: first and second supply line
본 발명은 반도체 웨이퍼 클램핑 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공정챔버내로 로딩된 웨이퍼를 에어실린더로 눌러 고정시키도록 된 반도체 웨이퍼 클램핑 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor wafer clamping device, and more particularly, to a semiconductor wafer clamping device configured to press and fix a wafer loaded into a process chamber with an air cylinder.
최근에 반도체 산업의 고도화로 반도체 웨이퍼의 사이즈가 대구경화됨에 따라 반도체 제조장치의 공정챔버(Process Chamber)도 대형화되고 있으며, 이에 따라 상기 공정챔버내에 로딩된 웨이퍼를 클램핑(Clampping)함에 있어 불균형을 이루어 웨이퍼가 눌리는 부분에 긁힘 등의 손상을 유발하게 되고, 그 외에 웨이퍼에 미치는 영향이 커지게 된다.In recent years, as the size of semiconductor wafers has become larger due to the advancement of the semiconductor industry, the process chambers of semiconductor manufacturing apparatuses have also grown in size, and thus imbalances have been made in clamping wafers loaded in the process chambers. Damage to the part where the wafer is pressed is caused, such as scratches, and other influences on the wafer become larger.
종래의 웨이퍼 클램핑 장치는 제1도에 도시된 바와 같이, 공정챔버내에 구비된 받침대(1)상에 웨이퍼(2)가 로딩되어 올려지게 되고, 이 받침대(1)상에 놓여진 웨이퍼(2)의 가장자리를 4개의 클램프(3)가 눌러 고정시키도록 되어 있다. 이때 웨이퍼(2)의 가장자리가 클램프(3)에 의해 눌리는 거리는 약 1mm 정도이다.In the conventional wafer clamping apparatus, as shown in FIG. 1, the wafer 2 is loaded and placed on the pedestal 1 provided in the process chamber, and the wafer 2 placed on the pedestal 1 is mounted. The four clamps 3 are pressed to fix the edges. At this time, the distance that the edge of the wafer 2 is pressed by the clamp 3 is about 1 mm.
또한 상기 클램프(3)는 수직방향으로 설치된 각각의 클램프 샤프트(4)에 고정되고, 이 클램프 샤프트(4)의 상단을 제 1 내지 제 4 에어실린더(5)~(8)가 누르도록 되어 있다. 상기와 같은 클램프(3) 및 클램프 샤프트(4)는 제2도에 도시된 바와 같이 90도 간격으로 배치되어 있고, 상기 제 1 내지 제 4 에어실린더(5)~(8)는 에어로 동작하게 된다.In addition, the clamp 3 is fixed to each clamp shaft 4 provided in the vertical direction, and the first to fourth air cylinders 5 to 8 press the upper end of the clamp shaft 4. . The clamp 3 and the clamp shaft 4 as described above are arranged at intervals of 90 degrees as shown in FIG. 2, and the first to fourth air cylinders 5 to 8 operate by air. .
즉 에어공급원(도시 안됨)으로부터 공급되는 에어는 에어압을 조절하기 위한 레귤레이터(9)에 의해 조절되어 공급라인(10)은 제 1 내지 제 3 연결라인(11)~(13)으로 연속하여 연결되어 있다.That is, the air supplied from the air supply source (not shown) is controlled by the regulator 9 for adjusting the air pressure so that the supply line 10 is continuously connected to the first to third connection lines 11 to 13. It is.
그리고 제 1 에어실린더(5)는 제 1 연결라인(11)의 일단에 설치되고, 제 2 에어실린더(6)는 제 1 연결라인(11)과 제 2 연결라인(12)이 연결되는 지점에 설치된다. 또한 제 3 에어실린더(7)는 제 2 연결라인(12)과 제 3 연결라인(13)이 연결되는 지점에 설치되고, 제 4 에어실린더(8)는 제 3 연결라인(13)의 끝단에 설치된 구성이다.The first air cylinder 5 is installed at one end of the first connection line 11, and the second air cylinder 6 is connected to the point at which the first connection line 11 and the second connection line 12 are connected. Is installed. In addition, the third air cylinder 7 is installed at the point where the second connection line 12 and the third connection line 13 are connected, and the fourth air cylinder 8 is at the end of the third connection line 13. Installed configuration.
따라서 에어공급원으로부터 제 1 내지 제 3 연결라인(11)~(13)을 통해 제 1 내지 제 4 에어실린더(5)~(8)로 에어가 공급되면, 제 1 내지 제 4 에어실린더(5)~(8)가 작동하여 각각의 클램프 샤프트(4)를 누르게 되고, 클램프 샤프트(4)에 고정된 클램프(3)는 웨이퍼(2)의 가장자리를 누르게 되므로 웨이퍼(2)가 받침대(1)상에 고정될 수 있는 것이다.Therefore, when air is supplied from the air supply source to the first to fourth air cylinders 5 to 8 through the first to third connection lines 11 to 13, the first to fourth air cylinders 5 may be used. (8) is actuated to press each clamp shaft (4), and the clamp (3) fixed to the clamp shaft (4) presses the edge of the wafer (2), so that the wafer (2) on the pedestal (1) It can be fixed to.
그러나 상기와 같은 종래의 웨이퍼 클램핑 장치는 제 1 내지 제 4 에어실린더(5)~(8)가 제 1 내지 제 3 연결라인(11)~(13)에 의해 직렬로 연결된 것이므로 에어가 제 1 에어실린더(5) 및 제 2 에어실린더(6), 제 3 에어실린더(7), 제 4 에어실린더(8) 순으로 순차적으로 공급되기 때문에 제 1 및 제 2 에어실린더(5)(6)와 제 3 또는 제 4 에어실린더(7)(8)가 작동하는 시점이 상이하게 된다.However, in the conventional wafer clamping apparatus as described above, since the first to fourth air cylinders 5 to 8 are connected in series by the first to third connection lines 11 to 13, the air is the first air. Since the cylinder 5 and the second air cylinder 6, the third air cylinder 7 and the fourth air cylinder 8 are sequentially supplied, the first and second air cylinders 5 and 6 and the first air cylinder The time point at which the third or fourth air cylinders 7 and 8 operate is different.
더욱이 상기와 같이 작동하는 각 에어실린더는 각각의 클램프 샤프트(4)를 누르게 되므로 결국 웨이퍼(2)가 클램프(3)에 눌려 고정되기 전까지에 2단계동작에 의해 눌리게 됨으로써 제1도에 가상선으로 도시된 바와 같이 순간적으로 웨이퍼(2)의 한 쪽이 먼저 클램프(3)에 의해 눌리게 됨과 동시에 다른 한 쪽은 가상선(a)상태와 같이 약간 위로 올라갔다가 가상선(b)상태와 같이 눌리게 되는 불균형이 발생하게 되는 것이다.Furthermore, since each air cylinder operating as described above presses the respective clamp shaft 4, the wafer 2 is pressed by a two-stage operation until the wafer 2 is pressed by the clamp 3 to be fixed. As shown in FIG. 2, one side of the wafer 2 is first pressed by the clamp 3 and the other side of the wafer 2 rises slightly up as in the virtual line (a) state, and then as in the virtual line (b) state. The imbalance that is pressed will occur.
따라서 웨이퍼의 클래핑시 불균형(Unbalnace)으로 인해 웨이퍼의 가장자리부 표면에 긁힘 등의 손상을 유발하고, 심하게는 웨이퍼에 균열이 발생하여 수율을 저하시키는 문제점이 있었다.Therefore, when the wafer is clamped, an unbalance causes damages such as scratches on the edge surface of the wafer, and there is a problem in that a crack is generated in the wafer to lower the yield.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은, 에어로 동작하는 복수개의 에어실린더가 동시에 동작할 수 있도록 하고, 상기 에어실린더의 동작과 동시에 클램프가 웨이퍼를 눌러 고정할 수 있도록 에어실린더와 클램프를 일체형으로 연결함으로써 웨이퍼의 클랙핑시 균형을 이루어 웨이퍼가 손상되는 것을 방지할 수 있는 반도체 웨이퍼 클램핑 장치를 제공하는데 있다.The present invention is to solve the above conventional problems, the object is to allow a plurality of air cylinders operated by air to operate at the same time, so that the clamp can press and fix the wafer at the same time as the operation of the air cylinder. It is to provide a semiconductor wafer clamping device that can be balanced by the clamping of the wafer by preventing the damage to the wafer by connecting the air cylinder and the clamp integrally.
상기의 목적은 공정챔버내의 받침대에 로딩된 웨이퍼를 복수개의 클램프로 눌러 고정하기 위한 반도체 웨이퍼 클램핑 장치에 있어서, 상기 각 복수개의 클램프에 수직방향으로 각각 설치된 클램프 샤프트와, 상기 클램프가 웨이퍼를 눌러 고정하도록 각각의 클램프 샤프트를 가압하는 복수개의 에어실린더와, 상기 복수개의 에어실린더로 에어를 동시에 공급하기 위한 에어공급라인으로 구성됨을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 클램핑 장치에 의해 달성될 수 있다.The above object is a semiconductor wafer clamping device for pressing and fixing a wafer loaded on a pedestal in a process chamber with a plurality of clamps, the clamp shaft being provided in each of the plurality of clamps in a vertical direction, and the clamp pressing the wafer to fix the wafer. It can be achieved by a semiconductor wafer clamping device, characterized in that it consists of a plurality of air cylinder for pressing each clamp shaft so as to, and an air supply line for supplying air to the plurality of air cylinders at the same time.
이때 상기 클램프 샤프트와 에어실린더는 너트로 연결하여 일체형으로 고정하는 것이 바람직하며, 상기 에어실린더는 웨이퍼와의 90도 간격으로 4개의 제 1 내지 제 4 에어실린더를 설치하는 것이 바람직하다.In this case, it is preferable that the clamp shaft and the air cylinder are connected by a nut and fixed integrally, and the air cylinder is preferably provided with four first to fourth air cylinders at intervals of 90 degrees with the wafer.
그리고 상기 에어공급라인은 제 1 내지 제 4 에어실린더를 제 1 내지 제 4 연결라인으로 모두 연결하고, 상기 연결라인중 적어도 대향하는 2개의 연결라인을 레귤레이터와 제 1 및 제 2 공급라인으로 연결하여 제 1 내지 제 4 에어실린더로 에어를 동시에 공급할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.The air supply line connects all of the first to fourth air cylinders to the first to fourth connection lines, and connects at least two opposing connection lines of the connection lines to the regulator and the first and second supply lines. It is preferable to comprise so that air can be supplied simultaneously to a 1st-4th air cylinder.
이하, 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 클램핑 장치를 첨부도면에 의하여 상세하게 설명한다. 제3도 내지 제4도는 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 클램핑 장치의 일실시예를 나타낸 것으로, 공정챔버내의 받침대상으로 로딩된 웨이퍼(20)를 고정하기 위한 복수개의 클램프(21)를 구비한다. 상기 클램프(21)는 웨이퍼(20)를 중심으로 90도 간격으로 배치하여 웨이퍼(20)의 가장자리부를 눌러 고정할 수 있도록 4개를 설치하는 것이 바람직하고, 상기 각 클램프(21)에는 수직방향으로 클램프 샤프트(22)가 설치되어 있다.Hereinafter, a semiconductor wafer clamping apparatus according to the present invention will be described in detail with the accompanying drawings. 3 to 4 show an embodiment of the semiconductor wafer clamping apparatus according to the present invention, which includes a plurality of clamps 21 for fixing the wafer 20 loaded onto a pedestal in the process chamber. The clamps 21 are preferably arranged at intervals of 90 degrees around the wafers 20 so that four edges of the wafers 20 can be fixed by pressing the edges of the wafers 20. Each of the clamps 21 has a vertical direction. The clamp shaft 22 is provided.
상기 클램프 샤프트(22)는 제 1 내지 제 4 에어실린더(23)~(26)와 각각 일체형으로 연결하여 에어실린더의 동작이 클램프(21)에 직접 전달되도록 하는 것이 바람직하고, 이들의 연결을 위해 클램프 샤프트(22)의 일단과 에어실린더의 일단을 고정너트(27)로 고정한다.The clamp shaft 22 is preferably integrally connected to each of the first to fourth air cylinders 23 to 26 so that the operation of the air cylinder is directly transmitted to the clamp 21, for connection thereof. One end of the clamp shaft 22 and one end of the air cylinder are fixed with fixing nuts 27.
상기와 같이 설치된 제 1 내지 제 4 에어실린더(23)~(26)로 에어를 공급하기위한 에어공급라인은 제 1 내지 제 4 에어실린더(23)~(26)가 제 1 내지 제 4 연결라인(28)~(31)에 의해 모두 연결되고, 상기 연결라인중 대향하는 적어도 2개의 연결라인은 적어도 2개의 공급라인에 의해 에어압을 조절하는 레귤레이터(32)와 연결된 구성이다.In the air supply line for supplying air to the first to fourth air cylinders 23 to 26 installed as described above, the first to fourth air cylinders 23 to 26 are connected to the first to fourth connection lines. (28) to (31) are all connected, wherein at least two of the connection lines facing each other is connected to the regulator 32 for adjusting the air pressure by at least two supply lines.
예를 들면 제4도에 도시된 바와 같이, 제 1 에어실린더(23)와 제 2 에어실린더(24)를 연결하는 제 1 연결라인(28)은 제 1 공급라인(33)으로 레귤레이터(32)와 연결하고, 상기 제 1 연결라인(28)과 대향하고 제 3 에어실린더(25)와 제 4 에어실린더(26)를 연결하는 제 3 연결라인(30)은 제 2 공급라인(34)으로 레귤레이터(32)와 연결한다.For example, as shown in FIG. 4, the first connection line 28 connecting the first air cylinder 23 and the second air cylinder 24 is a regulator 32 to the first supply line 33. And a third connection line 30 facing the first connection line 28 and connecting the third air cylinder 25 and the fourth air cylinder 26 to the second supply line 34. Connect with (32).
따라서 에어공급원으로부터 레귤레이터(32)를 통해 공급되는 에어는 제 1 및 제 2 공급라인(33)(34)을 통해 제 1 내지 제 4 에어실린더(23)~(26)로 동시에 공급되므로 이 제 1 내지 제 4 에어실린더(23)~(26)에 의해 동작하는 클램프(21)가 웨이퍼(20)를 동시에 눌러 고정할 수 있게 된다.Therefore, since the air supplied from the air supply source through the regulator 32 is simultaneously supplied to the first to fourth air cylinders 23 to 26 through the first and second supply lines 33 and 34, the first The clamps 21 operated by the fourth to fourth air cylinders 23 to 26 can press and fix the wafer 20 simultaneously.
본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고, 에어실린더를 4개이상으로도 설치할 수 있고, 제4도에서 제 1 및 제 2 공급라인(33)(34)을 제 2 연결라인(29) 및 이와 대향하는 제 4 연결라인(31)에 연결할 수도 있다.The present invention is not limited to the above embodiment, and four or more air cylinders may be installed, and in FIG. 4, the first and second supply lines 33 and 34 are connected to the second connection line 29 and It may be connected to the fourth connecting line 31 opposite to this.
이러한 구성의 웨이퍼 클램핑 장치는 공정챔버내의 받침대상에 놓여진 웨이퍼(20)를 동시에 클램핑함으로써 클램핑시 불균형에 의한 손상을 방지할 수 있다.The wafer clamping device having such a configuration can prevent damage due to imbalance during clamping by simultaneously clamping the wafer 20 placed on the pedestal in the process chamber.
즉 제4도에 도시된 바와 같이 에어공급원으로부터 공급되는 에어는 레귤레이터(32)를 통해 에어압이 조절되어 제 1 및 제 2 공급라인(33)(34)으로 동시에 보내지게 되는 것이고, 제 1 및 제 2 공급라인(33)(34)은 이와 연결된 제 1 및 제 3 연결라인(28)(30)으로 에어를 공급하게 된다.That is, as shown in FIG. 4, the air supplied from the air supply source is regulated by the air pressure through the regulator 32 and simultaneously sent to the first and second supply lines 33 and 34. The second supply lines 33 and 34 supply air to the first and third connection lines 28 and 30 connected thereto.
따라서 제 1 연결라인(28)에 연결된 제 1 및 제 2 제 2 에어실린더(23)(24)와, 제 3 연결라인(30)에 연결된 제 3 및 제 4 에어실린더(25)(26)는 모두 각각의 연결라인을 통해 직접 에어를 공급받기 때문에 제 1 내지 제 4 에어실린더(23)~(26)는 에어의 공급과 동시에 모두 동일한 시점에서 작동하게 된다.Accordingly, the first and second second air cylinders 23 and 24 connected to the first connection line 28 and the third and fourth air cylinders 25 and 26 connected to the third connection line 30 are Since all are directly supplied with air through each connection line, the first to fourth air cylinders 23 to 26 operate at the same time as the air supply.
이와 같이 제 1 내지 제 4 에어실린더(23)~(26)가 동일 시점에서 작동하게 되면, 제3도에 도시된 바와 같이 제 1 내지 제 4 에어실린더(23)~(26)와 각각 연결된 클램프 샤프트(22) 및 클램프(21)가 하강하여 웨이퍼(20)의 가장자리부를 눌러 고정시키게 되는 것이고, 4개의 클램프(21)가 동시에 하강하여 웨이퍼(20)의 가장자리부를 누르기 때문에 클램핑시 균형을 이루어 웨이퍼에 긁힘 등의 손상이 발생되지 않게 된다.As such, when the first to fourth air cylinders 23 to 26 operate at the same time, the clamps connected to the first to fourth air cylinders 23 to 26, respectively, as shown in FIG. The shaft 22 and the clamp 21 are lowered to press and fix the edges of the wafer 20. Since the four clamps 21 are simultaneously lowered to press the edges of the wafer 20, the wafer is balanced to clamp the wafer. Scratches and other damage will not occur.
또한 본 발명은 제 1 내지 제 4 에어실린더(23)~(26)가 각각의 클램프 샤프트(22)와 고정너트(27)로 고정되어 일체형으로 연결된 것이므로 에어실린더의 동작이 홀더로 직접전달되어 종전의 2단계 동작에 비해 동력전달이 확실하게 일루어진 클램핑시 균형을 유지할 수 있게 된다.In addition, in the present invention, since the first to fourth air cylinders 23 to 26 are fixed to the respective clamp shafts 22 and the fixing nuts 27 and connected integrally, the operation of the air cylinders is directly transmitted to the holders. Compared to the two-stage operation of the clamp, it is possible to maintain a balance during clamping with a certain power transmission.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 클램핑 장치에 의하면, 복수개의 에어실린더로 에어가 동시에 공급됨으로써 이에 의해 동작하는 복수개의 클램프가 웨이퍼를 동시에 눌러 고정할 수 있게 되는 것이고, 또한 각각의 에어실린더가 클램프에 고정된 클램프 샤프트와 일체형으로 연결되어 에어실린더의 동작이 클램프로 직접 전달되는 것이므로 웨이퍼의 클램핑시 균형을 이루어 이에 따른 웨이퍼의 긁힘 등의 손상을 방지할 수 있으며, 이로써 반도체 웨이퍼 생산시 수율이 증대되는 효과가 있다.As described above, according to the semiconductor wafer clamping apparatus according to the present invention, the air is supplied to the plurality of air cylinders at the same time so that a plurality of clamps operating by this can simultaneously press and fix the wafer, and each air cylinder is Since the operation of the air cylinder is directly transmitted to the clamp because it is integrally connected to the clamp shaft fixed to the clamp, it is possible to balance the clamping of the wafer, thereby preventing damages such as scratching of the wafer, thereby increasing the yield of the semiconductor wafer. There is an augmented effect.
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