KR100457266B1 - 반도체 웨이퍼 공정용 리프트 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 웨이퍼 공정용 리프트 어셈블리로서, 보다 상세하게는 기존의 리프트어셈블리의 구조를 개선하여, 향상된 웨이퍼 리프트 성능을 발휘하도록 설계되어 있다.

상기와 같은 목적의 해결 방안으로, 본 발명은 리프트핀과; 상기 리프트핀의 하부에 위치하고, 상부에 핀머리를 가지는 서포트핀과; 상면에 상기 리프트핀이 삽입되는 리프트핀지지홀이 형성되고, 하부가 개구된 원통형의 리프트몸체상단부와; 상부가 개구되어 상기 리프트몸체상단부의 하부가 내치되고, 하면에 수직원통형의 서포트핀지지홀이 형성된 보울형상의 리프트몸체하단부를 포함하는 반도체 웨이퍼 공정용 리프트어셈블리를 제시한다.

이는 종래의 리프트핀의 상하 수직운동에 있어서 리프트에 운동에너지를 전달하는 서포트핀의 수직도를 크게 개선하는 구조적인 장점과, 구조의 개선으로 서셉터 상에 로딩되는 웨이퍼의 안착정확도를 향상시키고 이에 따라 반도체 제조 효율을 개선할 수 있는 장점을 동반하고 있다.

Description

반도체 웨이퍼 공정용 리프트 어셈블리{Lift-assembly for Wafer-process}

본 발명은 반도체 제조에 있어 웨이퍼 공정에서 사용되는 리프트어셈블리에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구조를 개선하여 향상된 성능을 발휘하도록 하는 리프트어셈블리에 관한 것이다.

최근 과학기술이 발전함에 따라 새로운 물질의 개발 및 처리를 가능하게 하는 신소재 분야도 급속도로 발전하고 있는 추세이며, 이러한 신소재 분야의 개발 성과물은 반도체산업의 비약적인 발전 원동력이 되고 있다.

반도체 소자란, 통상 기판인 웨이퍼(Wafer)의 상면에 수 차례에 걸친 박막의 증착 및 이의 패터닝(Patterning) 등의 처리공정을 통해 구현되는 고밀도 집적회로(LSI:Large Scale Integration)로서, 이러한 박막 증착 및 패터닝 등의 공정은 챔버(Chamber)형 프로세스 모듈(Process Module) 내에서 이루어지는 것이 일반적이다.

이에 챔버형 프로세스 모듈은 목적하는 공정에 따라 다양한 형태를 가질 수 있지만 구성에 있어서 다수의 공통요소를 가지고 있는 바, 이하 일예로, 상단이 돔(Dome) 형상을 가지는 챔버를 포함하는 반도체 제조용 프로세스 모듈에 대하여 설명한다.

도 1은 일반적인 챔버형 프로세스 모듈의 개략 단면도로서, 이는 크게 내부에 밀폐된 반응영역을 정의하고 있으며, 상기 반응영역 내로 인입되는 웨이퍼(1)의상면에 박막을 증착하거나 또는 기(旣) 증착된 박막을 패터닝하는 등 직접적인 웨이퍼 처리공정이 진행되는 챔버(chamber)(20)와, 이러한 챔버(20)에서 진행되는 처리공정에 필요한 소스(source) 및 반응물질을 저장하며, 이를 챔버(20)로 공급하는 소스 및 반응물질저장장치(35)로 구분될 수 있다.

이에 챔버(20)는 소스 및 반응물질저장장치(35)에 연결되는 유입관(22)과, 내부의 기체물질을 배출하는 배출관(24) 및 이의 말단에 설치되는 펌프(P) 등의 감압수단을 포함하고 있으며, 특히 챔버(20)의 내부에는 상부에 웨이퍼(W)의 지지를 위한 서셉터(1)가 결합된 히터(32)를 포함하는 히터블록(30)이 실장되어 있다.

따라서 외부로부터 웨이퍼(W)가 로딩(loading)되어 서셉터(1)의 상면에 안착된 후 챔버(20)가 밀폐되면, 배출관(24)의 말단에 부설된 펌프(P) 등의 감압수단을 통해 챔버(20) 내부를 고유 환경으로 조성한 후, 이어 유입관(22)을 통해 챔버(20) 내로 공급되는 소스 및 반응물질의 화학반응을 통해 웨이퍼(W)를 처리하게 된다.

이때 전술한 소스 및 반응물질저장장치(35)로부터 유입관(22)을 통해 챔버(20) 내부로 공급되는 기체물질은, 통상 챔버의 내부에 설치되는 인젝터(26)에 의하여 반응영역 전(全) 면적으로 고르게 확산되는 바, 비록 도면에는 웨이퍼(W)의 직상부에서 그 하단으로 기체물질을 분사하는 탑 플로우(top flow) 방식의 인젝터가 도시되어 있지만, 목적에 따라 샤워헤드(shower head) 또는 사이드 플로우(side flow) 방식의 인젝터 등이 사용될 수도 있다.

한편 전술한 구성을 가지는 챔버(20)에 실장되어 웨이퍼(W)를 로딩하고 서셉터(1) 상부에 안착시키는 리프트 어셈블리에 대해 도 2를 참조하여 설명한다.

도 2는 상기 서셉터(1) 상부로 웨이퍼를 안착시키는 리프트어셈블리(40)의 기능을 설명하기 위한 개략구조 사시도이다.

상기 챔버(20) 내부로 이송된 웨이퍼(W)는 상기 리프트어셈블리(40)의 리프트핀(42)의 상부에 안착되어 다운로딩되고 상기 서셉터(1)의 상면에 다운로딩되어 안착된다.

이때 상기 리프트핀(42)은 상기 서셉터(1)의 핀홀(44)을 관통하여 이동된다.

상기와 같이 챔버(20)내로 이송된 웨이퍼(W)를 서셉터(1) 상면에 안착시키기 위한 리프트 어셈블리(40)는 도 3의 상세구조 단면도에서 도시한 일예시와 같이, 리프트핀(42)과; 상기 리프트핀(42)의 하부에 위치하고, 상부의 외주가 더욱 큰 핀머리(43a)를 가지며, 상기 리프트핀(42)의 상하 운동을 유도하는 서포트핀(43)과; 상기 각 핀(42)(43)을 내부에 수용하고 수직운동이 가능하도록 원통형으로 성형되어 있으며, 하단 끝부분의 내주가 더욱 좁은 서포트핀지지홀(45a)을 구비한 리프트몸체(45)와; 상기 리프트몸체(45)의 상부에 결합되고, 중앙에 상기 리프트핀(42)의 수직운동을 유도하기 위한 리프트핀지지홀(46a)을 구비한 상부덮게(46)를 구비한 리프트어셈블리(40)에 대해 설명한다.

상기 도시와 같이 구성된 종래의 리프트어셈블리(40)는 상기 상부덮게(46)의 지지홀(46a)을 이용해 상기 리프트핀(42)의 지지와 수직운동을 유도하고 있으며, 또한 상기 리프트몸체(45)의 하단부에 구성된 서포트핀지지홀(45a)과 상기 리프트몸체의 내주면을 이용해 상기 서포트핀(43)의 지지와 수직운동 유도를 제공하는 기능으로 설계되어 있다.

그러나 상기와 같은 구조는 상기 리프트핀(42)의 직경을 조절할 수 있으며, 상기 리프트핀(42)의 직경에 따른 서셉터(1) 열에 의한 데미지의 최소화 및 웨이퍼에 생기는 핀자국을 최소화 할 수 있는 장점이 있다. 또한 상기 리프트핀(42)의 손상에 대해서도 효율적인 핀교체작업이 수행될 수 있는 등 다양한 장점이 있다.

그러나, 상기와 같은 장점에도 불구하고 상기 리프트어셈블리(40) 구조는 상기 서포트핀(43)의 수직운동에 가장 큰 영향을 미치는 리프트몸체(45) 하단부에 구성된 서포트핀지지홀(45a)의 정밀가공이 쉽지 않다는 점과 아울러 상기 리프트몸체(45) 내주면과 상기 서포트핀(43)과의 마찰로 인한 에너지손실 및 핀손상 등의 문제점이 산재하고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 상기 서포트핀(43)의 원활한 움직임을 보장하고, 또한 수직도의 개선을 통한 리프트어셈블리의 전체적인 성능과 효율성 개선을 목적으로 한다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 위해, 상기 리프트어셈블리의 구조를 개선하는 것을 주 목적으로 한다.

도 1은 일반적인 챔버형 프로세스 모듈의 개략 단면도

도 2는 서셉터 상부로 웨이퍼를 안착시키는 리프트어셈블리의 기능을 설명하기 위한 개략구조 사시도

도 3은 현재 사용되고 있는 일 리프트어셈블리의 상세구조를 도시한 단면도

도 4는 본 발명에 따른 리프트어셈블리의 전체 구조를 도시한 구조단면도

도 5는 상기 도 4의 분해 사시도

도 6은 도 4에 도시된 A부분에 대한 확대도면

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 웨이퍼 20 : 챔버

40 : 리프트어셈블리 42 : 리프트핀

43 : 서포트핀 43a : 핀머리

50 : 리프트몸체상단부 52 : 리프트핀지지홀

60 : 리프트몸체하단부 62 : 서포트핀지지홀

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 리프트핀과; 상기 리프트핀의하부에 위치하고, 상부에 핀머리를 가지는 서포트핀과; 상면에 상기 리프트핀이 삽입되는 리프트핀지지홀이 형성되고, 하부가 개구된 원통형의 리프트몸체상단부와; 상부가 개구되어 상기 리프트몸체상단부가 내치되고, 하면에 수직원통형의 서포트핀지지홀이 형성된 보울형상의 리프트몸체하단부를 포함하는 반도체 웨이퍼 공정용 리프트어셈블리를 제안한다.

여기서 상기 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 공정용 리프트어셈블리에 대해 첨부된 도면을 참조하여 그 구조와 기능에 대해 상세히 설명한다.

도 4 및 도 5는 각각 본 발명에 따른 리프트어셈블리의 전체 구조를 도시한 구조단면도 및 분해 사시도로서, 리프트핀(42)과; 상기 리프트핀의 하부에 위치하고, 상부에 핀머리(43a)를 가지는 서포트핀(43)과; 상면에 상기 리프트핀이 삽입되는 리프트핀지지홀(52)이 형성되고, 하부가 개구된 원통형의 리프트몸체상단부(50)와; 상부가 개구되어 상기 리프트몸체상단부가 내치되고, 하면에 수직원통형의 서포트핀지지홀(62)이 형성된 보울형상의 리프트몸체하단부(60)로 구성된다.

상기 리프트몸체상단부(50)는 하부가 개구된 원통형으로서, 상면에는 리프트핀지지홀(52)이 리프트핀(42)의 외주보다 큰 홀이 형성되어 있다.

상기 리프트핀(42)은 상기 리프트몸체상단부(50)의 리프트핀지지홀(52)에 삽입되어 상하로 이동하게 되는데, 이때 상기 리프트핀지지홀(52)에 의해 상하이동의 수직도를 보장받을 수 있으며, 상기 리프트몸체상단부(50)의 내주경을 따라 상하로 이동하는 서포트핀(43)에 의해 상하 이동에 따른 힘을 전달받는다.

상기 서포트핀(43)은 상기 리프트핀(42)에 운동에너지를 전달하는데, 상부에 상기 리프트몸체상단부(50)의 내주경보다 작으며, 핀몸체에 비해 더욱 큰 외주를 가지는 핀머리(43a)를 구비하여, 상기 리프트몸체상단부(50)의 내주면을 따라 상하 이동한다.

상기 리프트몸체하단부(60)는 보울(Bowl)형상으로서 상기 리프트몸체상단부(50)의 하단부를 감싸고 결합되며, 상기 도 4의 A를 확대한 도 6의 도면과 같이, 하면에 수직원통형의 서포트핀지지홀(62)이 형성되어 있다.

상기 원통형의 서포트핀지지홀(62)은 상기 서포트핀(43)의 몸체를 지지하는데, 소정길이 만큼 상향(또는 하향)으로 돌출된 원통형이기 때문에 상기 서포트핀(43)의 수직도 개선에 상당한 지지를 더해 줄 수 있는 구조이다.

상기 서포트핀(43)은 상기 서포트핀지지홀(62)과 상기 핀머리(43a)와 리프트몸체상단부(50)의 내주면에 의해 상기 리프트핀(42)의 상하운동에 있어서 수직도를 더욱 보강할 수 있는 구조를 제시한다.

상기와 같이 설명한 본 발명에 따른 리프트어셈블리는 종래의 리프트핀의 상하 수직운동에 있어서 리프트에 운동에너지를 전달하는 서포트핀의 수직도를 크게 개선하는 구조적인 장점이 있다.

상기와 같은 구조의 개선으로 서셉터 상에 로딩되는 웨이퍼의 안착정확도를 향상시키고 이에 따라 반도체 제조 효율을 개선할 수 있는 장점을 동반하고 있다.

물론 리프트어셈블리의 제조에 있어서도, 본 발명의 리프트어셈블리는 분리형이어서 더욱 정교한 가공이 가능하기 때문에 기존의 일체형 리프트어셈블리의 제작이 어려웠던 점을 개선하는 또 다른 장점이 될 것이다.

Claims (1)

1. 반도체 공정용 챔버의 리프트어셈블리로서,

   리프트핀과;

   상기 리프트핀의 하부에 위치하고, 상부에 핀머리를 가지는 서포트핀과;

   상면에 상기 리프트핀이 삽입되는 리프트핀지지홀이 형성되고, 하부가 개구된 원통형의 리프트몸체상단부와;

   상부가 개구되어 상기 리프트몸체상단부의 하부가 내치되고, 하면에 수직원통형의 서포트핀지지홀이 형성된 보울형상의 리프트몸체하단부

   를 포함하는 반도체 웨이퍼 공정용 리프트어셈블리