KR0161629B1 - 반도체 이온주입 설비의 웨이퍼 고정장치 - Google Patents

Abstract

웨이퍼 표면에 이온이 균일하게 주입되도록 고속 회전하는 임플랜터 배치 디스크로부터 웨이퍼의 이탈을 방지하도록 하는 반도체 이온주입 설비의 웨이퍼 고정장치가 개시되어 있다.

임플랜터 배치 디스크에 설치된 웨이퍼 패드로부터 고속 회전에 의한 웨이퍼의 이탈을 방지토록 하는 웨이퍼 고정장치에 있어서, 웨이퍼 패드의 가장자리 소정 위치에 형성되어 웨이퍼를 소정 범위에 대해 움직이지 않도록 지지하는 펜스; 펜스에 대향하는 임플랜터 배치 디스크에 형성된 고정구에 의해 회동 가능하게 설치되며, 리프트 스위치에 의해 회동하는 레버; 펜스의 맞은편에 수직하게 세워지며, 레버의 회동에 연동하여 웨이퍼 패드상의 웨이퍼 측면부를 밀착 고정하는 핑거; 및 웨이퍼 패드와 레버 사이에 위치되고, 핑거가 웨이퍼를 펜스 방향으로 밀어내도록 탄성력을 제공하는 탄성수단;을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 펜스를 교체해야 하는 번거로움이 없으며, 충분한 탄성력을 제공 받아 웨이퍼의 이탈을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

반도체 이온주입 설비의 웨이퍼 고정장치

제1도는 종래의 이온주입 설비를 개략적으로 나타낸 평면도이다.

제2a도는 종래의 반도체 이온주입 설비의 웨이퍼 고정장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다.

제2b도는 제2a도의 D부분을 개략적으로 나타낸 정면도이다.

제2c도는 제2a도의 A-A 선에 따른 확대 단면도이다.

제3a도는 본 발명에 따른 반도체 이온주입 설비의 웨이퍼 고정장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다.

제3b도는 제3a도의 B-B 선에 따른 확대 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 임플랜터 배치 디스크 11,30 : 웨이퍼 패드

12 : 트랜스포트 조립체 13 : 레일

14 : 카세트 15,35 : 웨이퍼

16,34 : 핑거 17,32 : 펜스

18 : 스크류 19,38 : 체결구

20,40 : 레버 22 : 판 스프링

23 : 리프트 스위치 36 : 핑거콕

37 : 허리부 42 : 고정구

44 : 코일 스프링

본 발명은 반도체 이온주입 설비의 웨이퍼 고정장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 웨이퍼 표면에 이온이 균일하게 주입되도록 고속 회전하는 임플랜터 배치 디스크로부터 웨이퍼의 이탈을 방지하도록 하는 반도체 이온주입 설비의 웨이퍼 고정장치에 관한 것이다.

통상의 이온주입 공정은 반도체 제조 공정중 열확산 공정과 더불어 실리콘 기판속으로 불순물을 넣어 소자가 전기적 특성을 갖도록 하는 공정이다.

이러한 이온주입 기술은 소자가 고집적화, 고밀도화 될수록 정확한 불순물량 조절 및 저농도 불순물 주입 등을 정확히 제어할 수 있으며, 웨이퍼의 균일성 및 재현성이 뛰어나 양산 측면에서 대단히 유용한 불순물 주입 기술이다.

제1도를 참조하여 이온주입 설비를 개략적으로 설명하면 공정 챔버(도시 안됨) 내에 고속 회전토록 구성되어 있는 임플랜터 배치 디스크(10)가 있고, 이 임플랜터 배치 디스크(10)에는 다수 개의 웨이퍼 패드(11)가 설치되어 있다.

그리고, 임플랜터 배치 디스크(10) 외측으로 트랜스포트 조립체(Transport Assembly)(12)가 설치되어 있고, 이러한 트랜스포트 조립체(12)는 지정된 레일(13)을 따라 왕복 이동하며 카세트(14)에 적재된 웨이퍼(15)를 한 장식 꺼내어 상기 웨이퍼 패드(11)에 올려 놓도록 되어 있다.

이렇게 웨이퍼 패드(11)에 놓이는 웨이퍼(15)는 소정 위치에 설치된 핑거(16)와 펜스(17)에 의해 웨이퍼 패드(11)의 상면에 밀착 고정되어지고, 웨이퍼(15)의 배치가 끝나게 되면 웨이퍼 패드(11)는 이온을 주입하기 용이한 각도로 웨이퍼(15)를 세우고, 임플랜터 배치 디스크(10)에 의해 고속 회전하게 된다.

그리고, 이러한 웨이퍼 패드(11)를 설치하고 있는 임플랜터 배치 디스크(10)는 약 1200 rpm 정도의 고속 회전을 함과 동시에 소정 범위로 흔들림에 따라 소정 위치에서 투사되는 이온빔을 통해 웨이퍼(15)의 표면에 균일하게 이온주입되도록 한다.

이러한 과정에서 웨이퍼(15)의 고정장치는 고속 회전에 따른 원심력으로 웨이퍼(15)를 지지할 수 있어야 하며, 이 고정장치의 종래의 기술에 대해 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제2a도를 참조하여 설명하면, 상기 고정장치는 웨이퍼(15)가 놓이는 웨이퍼 패드(11)의 주연에 한 개의 핑거(16)와 두 개의 펜스(17)로 구성되어 있고, 이 핑거(16)와 두 개의 펜스(17)는 웨이퍼(15)에 대한 세 개의 지지점을 이루며 웨이퍼(15)를 효과적으로 고정토록 되어 있다.

이하, 상기 핑거(16)와 펜스(17)의 구성과 동작 원리에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제2b도는 제2a도의 D부분을 개략적으로 나타낸 측면도이고, 제2c도는 제2a도의 A-A 선 단면을 나타낸 확대도이다.

먼저 제2b도를 참조하여 설명하면, 웨이퍼 패드(11)의 측면에 얇은 판상의 탄성력을 갖는 두 개의 펜스(17)가 서로 소정 거리 이격되어 스크류(18)에 의해 체결되어 있으며, 이들 펜스(17)는 웨이퍼(15)가 웨이퍼 패드(11)의 소정 범위에 대해 움직이는 것을 방지토록 하는 저지범위(θ)를 이루고 있다.

한편, 단봉 형상의 핑거(16)는 전술한 웨이퍼 저지범위(θ)에 대해 맞은편에 위치되고, 소정의 탄성수단에 의해 웨이퍼(15)를 펜스(17)가 이루는 저지범위(θ) 방향으로 밀어주는 힘을 전달하게 된다.

제2c도를 참조하여 전술한 핑거(16)의 구성에 대해 상세히 설명하면, 웨이퍼 패드(11)의 측면에 수직하게 세워진 핑거(16)는 상측 단부가 웨이퍼 패드(11)의 상면 위로 돌출됨에 따라 웨이퍼(15)의 측면과 접촉하게 되며, 하측 단부는 수나사부가 형성되어 있어 벤딩된 형상의 체결구(19)와 체결토록 되어 있다.

그리고, 체결구(19)의 다른 일측부가 레버(20)와 체결됨에 따라 핑거(16)와 레버(20)는 체결구(19)에 의해 절곡된 형상으로 일체로 형성된 구조물을 이루게 된다.

한편, 상기 핑거(16)와 체결구(19) 사이에 상기 임플랜터 배치 디스크(10)의 소정 위치에 고정구(21)로 고정된 판 스프링(22)의 일단부가 삽입된 채 체결됨에 따라 핑거(16)와 체결구(19)로 체결된 레버(20)는 판 스프링(22)에 의해 지지되며, 또한 이 판 스프링(22)은 핑거로 하여금 웨이퍼(15)를 펜스(17)가 이루는 저지범위 방향으로 밀어내는 계속적인 탄성력을 제공하게 된다.

이렇게 구성됨에 따라 그러한 동작 관계를 설명하면, 웨이퍼 패드(11) 상면에 웨이퍼(15)를 올려놓도록 하기 위하여 웨이퍼 패드(11)의 밑면에 위치된 리프트 스위치(23)가 화살표(a) 방향으로 레버(20)를 밀어냄에 따라 체결구(19)에 의해 일체로 구성된 핑거(16)가 판 스프링(22)과 체결된 부위를 중심으로 연동하게 되며 웨이퍼 패드(11)로부터 소정 거리 이격되어 위치하게 된다.

그러므로, 웨이퍼 패드(11)위에 웨이퍼(15)가 놓이게 되면, 이렇게 놓인 웨이퍼(15)를 웨이퍼 패드(11)상에 고정토록 하기 위한 레버(20)를 누르고 있던 리프트 스위치(23)는 시스템(도시 안됨)에 의해 화살표(b) 방향으로 원위치하게 된다.

그리고, 웨이퍼 패드(11)로부터 이격되어 있던 핑거(16)와 레버는 판 스프링(22)의 탄성력에 의해 연동 회전하게 되며, 핑거의 상단부는 웨이퍼(15)의 측면에 접촉하며 웨이퍼를 펜스(17) 방향으로 밀어주게 된다.

이에 따라, 웨이퍼(15)는 판 스프링(22)으로부터 탄성력을 제공받는 핑거(16)와 자체적으로 탄력적인 힘을 갖고 있는 두 개의 펜스에 의해 웨이퍼를 효과적으로 고정하게 되어 있다.

따라서, 웨이퍼(15)는 핑거(16)와 펜스(17)의 탄성력에 의해 웨이퍼 패드(11)에 균형 있게 고정되며, 임플랜터 배치 디스크(10)의 고속 회전에 의해 이탈되지 않게 된다.

그러나, 핑거를 지지토록 하는 판 스프링 또는 펜스가 휘거나 탄성력이 약해질 경우 고속 회전에 의한 원심력을 견디지 못하고 웨이퍼가 이탈하게 되면 웨이퍼 또는 설비가 파손되는 문제점이 있을 뿐 아니라 이러한 현상이 생기지 않도록 펜스나 판 스프링을 자주 교체해 주어야 하는 번거로움이 있었다.

본 발명자는 전술한 종래의 문제점을 해결하고자 본 발명을 착안하게 되었다.

본 발명의 목적은 임플랜터 배치 디스크의 고속 회전에 의한 웨이퍼의 이탈을 방지할 수 있는 반도체 이온주입 설비의 웨이퍼 고정장치를 제공함에 있다.

본 발명에 따른 반도체 이온주입 설비의 웨이퍼 고정장치는 임플랜터 배치 디스크에 설치된 웨이퍼 패드로부터 고속 회전에 의한 웨이퍼의 이탈을 방지토록 하는 반도체 이온주입 설비의 웨이퍼 고정장치에 있어서, 웨이퍼 패드의 가장자리 소정 위치에 형성되어 웨이퍼를 소정 범위에 대해 움직이지 않도록 지지하는 펜스; 펜스에 대향하는 임플랜터 배치 디스크에 형성된 고정구에 의해 회동 가능하게 설치되며, 웨이퍼 패드의 하측에 위치된 리프트 스위치에 의해 회동하는 레버; 펜스의 맞은편에 수직하게 세워지며, 레버의 회동에 연동하여 웨이퍼 패드상의 웨이퍼 측면부를 밀착 고정하는 핑거; 및 웨이퍼 패드와 레버 사이에 위치되고, 핑거가 웨이퍼를 펜스 방향으로 밀어내도록 탄성력을 제공하는 탄성수단;을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 탄성수단은 코일 스프링으로 하는 것이 바람직 하다.

한편, 핑거의 상측 단부에 부착되고, 장구 형상으로 측벽이 유선형의 오목한 허리부가 형성되어 이 허리부에 웨이퍼의 측면부가 삽입되도록 함에 따라 웨이퍼를 웨이퍼 패드에 밀착토록 하는 핑거콕을 부착함으로써 더 큰 효과를 얻을 수 있다.

그리고, 펜스는 웨이퍼 패드의 소정 부위가 연장 돌출된 형태로 하며, 또한 펜스는 핑거에 대향하는 위치에서 웨이퍼 패드의 가장자리를 따라 연장된 단일의 형태를 갖도록 함이 바람직 하다.

이하, 본 발명에 따른 반도체 이온주입 설비의 웨이퍼 고정장치에 대한 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제3a도를 참조하면, 웨이퍼 패드(30)에 웨이퍼(35)를 고정토록 하는 고정장치는 웨이퍼 패드(30)의 주연 소정 부위가 연장 돌출되어 웨이퍼(35) 측면 소정 부위가 접촉되도록 형성된 펜스(32)와 이 펜스(32)의 맞은편에 위치된 핑거(34)의 상측단부에 부착되어 웨이퍼(35)를 펜스(32) 방향으로 밀어내도록 하는 핑거콕(36)으로 구성되어 있다.

제3b도를 참조하여 구성과 동작 관계를 상세히 설명하면, 웨이퍼 패드(30)의 소정 부위가 연장 돌출되어 형성된 펜스(32)는 웨이퍼(35)의 측면과 접촉하게 됨에 따라 웨이퍼(35)를 소정 범위에 대해 이동하지 않도록 지지하게 된다.

한편, 펜스(32)의 맞은편에 위치되어 있고, 하측면에 단봉 협상의 핑거(34)와 체결토록 구성되어 있으며, 장구 형상으로 유선의 오목한 허리부(37)를 형성하여 웨이퍼(35)의 측면을 삽입토록 함에 따라 웨이퍼(35)를 웨이퍼 패드(30)의 상면으로부터 떨어지지 않도록 하는 핑거콕(36)이 형성되어 있다.

그리고, 이 핑거콕(36)과 체결되는 핑거(34)는 하측 단부가 레버(40)와 체결되어 있는 벤딩형상의 체결구(38)와 체결되어 있으며, 또한 이 체결구(38)의 중심부에는 임플랜터 배치 디스크(10)에 형성된 고정구(42)와 회전가능토록 핀에 의한 힌지결합을 하고 있어 레버(40)의 동작에 의해 핑거(34)는 체결구(38)을 중심으로 회전하게 된다.

한편, 웨이퍼 패드(30)와 레버(40)의 사이에는 코일 스프링(44)이 장착되어 있어 레버(40)에 계속적인 탄성력을 제공하게 되며, 이 탄성력에 의해 레버(40)와 연동적으로 회전하게 되는 핑거(34)는 핑거콕(36)으로 하여금 웨이퍼(35)를 펜스(32) 방향으로 밀어내도록 되어 있다.

이렇게 형성됨에 따라 웨이퍼 패드(30)의 하측에 위치된 리프트 스위치(23)가 코일 스프링(44)의 탄성력의 반대 방향으로 레버(40)를 눌러줌에 따라 연동 회전하는 핑거(34)는 웨이퍼 패드(30)로부터 소정 거리 이격된 위치에 놓이게 되고, 이 때 웨이퍼(35)가 웨이퍼 패드(30)의 상면에 놓이게 된다.

다시 레버(40)를 누르고 있는 리프트 스위치(23)를 제거함에 따라 코일 스프링(44)에 의한 탄성력이 제공되어 핑거(34)는 핑거콕(36)으로 하여금 웨이퍼(35)의 측면을 펜스(32) 방향으로 밀어내는 작용을 하게 된다.

본 발명에 따르면, 펜스가 고정체로 구성되어 충분한 강성을 가지고, 코일 스프링에 의한 충분한 탄성력과 핑거콕의 형상에 의해 웨이퍼를 효과적으로 고정시킴으로써 웨이퍼의 이탈을 방지할 수 있으며, 빈번한 교체에 따른 번거로움을 줄일 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 사상과 범위내에서 다양한 변형이나 수정이 가능함은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이며, 이러한 변형이나 수정이 첨부된 특허 청구범위에 속함은 당연하다.

Claims (5)

1. 임플랜터 배치 디스크에 설치된 웨이퍼 패드로부터 고속 회전에 의한 웨이퍼의 이탈을 방지토록 하는 반도체 이온주입 설비의 웨이퍼 고정장치에 있어서, 상기 웨이퍼 패드의 가장자리 소정 위치에 형성되어 상기 웨이퍼를 소정 범위에 대해 움직이지 않도록 지지하는 펜스; 상기 펜스에 대향하는 상기 임플랜터 배치 디스크에 형성된 고정구에 의해 회동 가능하게 설치되며, 웨이퍼 패드의 하측에 위치된 리프트 스위치에 의해 회동하는 레버; 상기 펜스의 맞은편에 수직하게 세워지며, 상기 레버의 회동에 연동하여 상기 웨이퍼 패드상의 웨이퍼 측면부를 밀착 고정하는 핑거; 및 상기 웨이퍼 패드와 상기 레버 사이에 위치되고, 상기 핑거가 상기 웨이퍼를 상기 펜스 방향으로 밀어내도록 탄성력을 제공하는 탄성수단;을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 반도체 이온주입 설비의 웨이퍼 고정장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 탄성수단은 코일 스프링임을 특징으로 하는 상기 반도체 이온주입 설비의 웨이퍼 고정장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 핑거의 상측 단부에 부착되고, 장구 형상으로 측벽이 유선형의 오목한 허리부가 형성되어 있으며, 상기 허리부에 상기 웨이퍼의 측면부가 삽입됨에 따라 상기 웨이퍼를 상기 웨이퍼 패드에 밀착하도록 하는 핑거콕을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 상기 반도체 이온주입 설비의 웨이퍼 고정장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 펜스는 상기 웨이퍼 패드의 소정부위가 연장 돌출된 형태인 것을 특징으로 하는 상기 반도체 이온주입 설비의 웨이퍼 고정장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 펜스는 상기 핑거에 대향하는 위치에서 상기 웨이퍼 패드의 가장자리를 따라 연장된 형태임을 특징으로 하는 상기 반도체 이온주입 설비의 웨이퍼 고정장치.