KR100558494B1 - 웨이퍼 리프팅 장치를 가진 반도체 제조설비 - Google Patents

Abstract

본 발명 웨이퍼 리프팅 장치를 가진 반도체 제조설비는 이송암에 의해 소정 공정이 진행되도록 웨이퍼가 이송되는 공정챔버와, 상기 공정챔버 내측 하부에 설치되어 웨이퍼가 안착되는 웨이퍼척과, 자력의 영향을 받는 금속으로 형성되어, 상기 웨이퍼척의 상부에 설치되는 에지링 및 외부 전원에 의해 전자기력이 발생되도록 외주면에 코일이 권취되며, 상기 에지링의 소정 높이 이격된 위치에 설치되어 상기 에지링을 승, 하강 시키는 역할을 하는 샤워헤드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

보다 바람직하게, 상기 에지링은 웨이퍼가 웨이퍼척에 안정적으로 안착되도록 단차를 갖으며, 이송암이 들어갈 수 있도록 일측이 개방된 형상인 것을 특징으로 한다.

리프팅장치, 샤워헤드

Description

웨이퍼 리프팅 장치를 가진 반도체 제조설비{Semiconductor Manufacturing Apparatus with Wafer Lifting Equipment}

도 1은 일반적으로 사용되는 리프트핀을 이용한 반도체 제조설비를 예시한 도면

도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼 리프팅 장치를 가진 반도체 제조설비의 구성을 도시한 개략도

도 3은 도 2에서 도시한 A - A' 단면을 도시한 평면도

도 4a, 4b는 본 발명에 따른 웨이퍼 리프팅 장치를 가진 반도체 제조설비의 동작순서를 도시한 개략도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110 : 공정챔버 115 : 게이트

120 : 웨이퍼척 130 : 에지링

140 : 이송암 150 : 샤워헤드

W : 웨이퍼

본 발명은 웨이퍼 리프팅 장치를 가진 반도체 제조설비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전자기력을 이용하여 웨이퍼(Wafer)를 리프팅 하므로써 파티클(Particle)에 의한 웨이퍼의 손상을 줄일 수 있는 전자석 기능을 이용한 웨이퍼 리프팅 장치를 가진 반도체 제조설비에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 소자는 웨이퍼 상에 식각, 화학기상증착, 금속증착 등의 공정을 선택적이고 반복적으로 수행하여 만들어지고, 이렇게 반도체 소자는 제조되기까지의 웨이퍼는 복수 단위로 카세트에 탑재되어 각 공정을 수행하는 제조설비 또는 제조설비 내의 이송수단 등에 의해 공정 수행 위치 등의 필요한 위치로 이송된다.

여기에서 도 1을 참조하여 종래 반도체 제조설비의 하나인 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition; CVD) 공정을 수행하는 CVD설비의 리프팅 장치를 설명하면 다음과 같다.

먼저, CVD설비는 전체적으로 보아 증착공정을 수행하는 공정챔버(Chamber)(10)와, 상기 공정챔버(10)의 내부 하측에 설치되어 웨이퍼(W)를 안착시키는 웨이퍼척(20)과, 상기 웨이퍼척(20)의 소정 높이 상측에 설치되어 웨이퍼(W)에 공정가스를 분사하는 샤워헤드(Shower Head)(70)로 구성된다.

여기에서, 상기 웨이퍼척(20)의 내부에는 그 상면으로부터 저면까지 관통하도록 소정 직경의 관통홀(40)이 다수개 형성되어 있고, 상기 관통홀(40)에 삽입되어 웨이퍼(W)를 업/다운시키는 역할을 하는 리프트핀(Lift Pin)(30)이 설치된다. 또한, 상기 웨이퍼척(20)의 상면에는 웨이퍼(W)를 고정 지지하기 위한 가이드(50) 가 설치되어 있다. 즉, 상기 웨이퍼(W) 위에 원하는 박막을 증착시키기 위해서는 이송암(미도시)을 이용하여 웨이퍼(W)를 상기 공정챔버(10)의 게이트(15)를 통과하여 상기 웨이퍼척(30) 위로 이동시킨다. 이후, 승강기구(60)를 이용하여 상기 리프트핀(30)을 상승시키면 이를 이용하여 웨이퍼(W)를 지지하게 된다. 그리고, 상기 이송암이 공정챔버(10)를 빠져나간 후에는 리프트핀(30)을 하강시켜 웨이퍼(W)가 웨이퍼척(20) 위에 놓이게 된다.

그러나, 이와 같은 종래 웨이퍼 리프팅 장치 같은 경우 리프트핀(30)을 장기간 사용하게 되면 공정진행 시 발생하는 고온에 노출되어 소성변형이 일어나고, 리프트핀(30)의 승, 하강 시 발생하는 마찰에 의한 리프트핀(30)의 손상이 일어나게 된다. 그리고, 손상된 리프트핀으로 인하여 웨이퍼의 브로큰(Broken)과 스크래치(Scratch)가 발생되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로, 본 발명은 외부 전원에 의해 전자기력이 발생되도록 외주면에 코일이 권취된 샤워헤드를 이용하여 웨이퍼를 웨이퍼척에 안착시킴으로써, 웨이퍼 깨짐과 스크래치를 방지하는 웨이퍼 리프팅 장치를 가진 반도체 제조설비를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명 웨이퍼 리프팅 장치를 가진 반도체 제조설비는 이송암에 의해 소정 공정이 진행되도록 웨이퍼가 이송되는 공정챔버와; 상기 공정챔버 내측 하부에 설치되어 웨이퍼가 안착되는 웨이퍼척과; 자력의 영향 을 받는 금속으로 형성되어, 상기 웨이퍼척의 상부에 설치되는 에지링 및; 외부 전원에 의해 전자기력이 발생되도록 외주면에 코일이 권취되며, 상기 에지링의 소정 높이 이격된 위치에 설치되어 상기 에지링을 승, 하강 시키는 역할을 하는 샤워헤드를; 포함하는 것을 특징으로 한다.

보다 바람직하게, 상기 에지링은 웨이퍼가 웨이퍼척에 안정적으로 안착되도록 단차를 갖으며, 이송암이 들어갈 수 있도록 일측이 개방된 형상인 것을 특징으로 한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 2를 참조하여 CVD설비를 설명하면, 증착공정을 수행하는 공정챔버(110)와, 웨이퍼 카세트(미도시)로부터 상기 공정챔버(110) 내부로 웨이퍼(W)를 전달하는 역할을 수행하는 이송암(140)과, 상기 공정챔버(110)의 중앙에 상기 이송암(140)이 드나들 수 있도록 설치된 게이트(115)를 포함한다.

또한, 상기 공정챔버(110) 내측 하부에 설치되어 웨이퍼(W)가 안착되는 웨이퍼척(120)과, 상기 웨이퍼척(120)의 상측에는 자력의 영향을 받는 금속으로 형성되어 후술될 샤워헤드(150)로부터 발생되는 전자기력으로 인하여 상기 웨이퍼(W)를 웨이퍼척(120)에 가이드 하는 역할을 하는 에지링(Edge ring)(130)을 포함한다. 이하 도 3을 참조하면, 상기 에지링(130)은 웨이퍼(W)가 안정적으로 고정되도록 웨이퍼(W) 두께 이상의 단차(131)가 형성되어 있으며, 이송암(미도시)이 들어갈 수 있도록 일측이 부채꼴 형상으로 개방된 형태(132)로 형성되어 있다.

다시 도 2를 참조하면, 상기 에지링(130)의 소정 높이 상측에 설치되어 상기 웨이퍼(W)에 공정가스를 분사하는 샤워헤드(150)를 포함한다. 상기 샤워헤드(150)의 외주면에는 코일(155)을 감아 별도의 외부 전원(160)에 의해 상기 에지링(130)의 승, 하강을 유도하는 전자석의 기능을 갖는다. 그리고, 상기 샤워헤드(150)와 외부 전원(160)의 사이에는 전자기력을 제어할 수 있는 제어부(170)를 설치한다.

이하, 상기와 같은 본 발명에 의한 웨이퍼 리프팅 장치의 동작순서를 도 2, 도 4a, 도 4b를 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저 도 2를 참조하면, 웨이퍼(W) 상에 원하는 공정을 하기 위해서는 선행공정을 수행한 웨이퍼(W)를 웨이퍼 카세트(미도시)로부터 이송암(140)을 이용하여 공정챔버(110) 내부로 이송하게 된다. 이때, 공정챔버(110)의 외벽 중앙에 설치된 게이트(115)는 개방되어 이송암(140)이 공정챔버(110) 내부로 들어가게 된다.

이후의 동작을 도 4a를 참조하여 설명하면, 공정챔버(110) 내부로 웨이퍼(W)의 이송이 완료되면, 전자석의 기능을 가진 샤워헤드(150)는 외부 전원(160)으로부터 전원을 인가 받아 전자기력이 발생하게 된다. 상기 전자기력에 의해, 자력의 영향을 받는 에지링(130)은 상승하게 되어 상기 웨이퍼(W)를 들어주게 된다. 이때, 상기 샤워헤드(150)와 외부 전원(160)의 사이에는 제어부(170)를 설치하여, 샤워헤드(150)에 에지링(130)이 부딪히는 것을 방지한다.

이후의 동작을 도 4b를 참조하여 설명하면, 상기 이송암(140)은 상기 게이트(115)를 통해 빠져나가고, 상기 샤워헤드(150)에 전자기력을 끊어주면 상기 에지링(130)은 하강하여 웨이퍼척(120)에 웨이퍼(W)를 안착시키게 된다. 마지막으로, 공 정챔버(110)의 외벽에 설치된 게이트(115)는 폐쇄되어 웨이퍼(W)의 안착을 완료하게 된다.

본 발명의 다른 실시예를 들면, 상기와 같은 웨이퍼 리프팅 장치과 동일한 구성요소로 구성되지만, 공정챔버의 외주면에 전자석을 추가로 설치할 수 있다.

이는 샤워헤드로부터 발생되는 전자기력으로 웨이퍼를 웨이퍼척에 안착시킬 때, 상기 에지링의 측면으로 또 다른 전자기력을 발생시켜 에지링의 승, 하강 시 흔들림을 방지하여 정확한 위치에 웨이퍼를 웨이퍼척에 안착시킴으로써 웨이퍼의 손상을 막는 효과가 있다.

본 발명의 또 다른 실시예를 들면, 샤워헤드에 반응가스를 공급하는 반응가스 공급장치의 공급관에 에어공급장치를 연결할 수 있다. 상기 에어공급장치와 반응가스 공급장치는 밸브에 의해 제어되어 웨이퍼의 이송 시에는 반응가스의 공급을 차단하고 에어공급장치에서 상기 샤워헤드로 에어를 공급하게 된다.

이는 샤워헤드로부터 발생되는 전자기력으로 인하여 에지링의 상승과 하강 시, 상기 에지링에 에어를 공급하여 에지링이 샤워헤드와 충돌하는 것을 방지하는 효과가 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 전자석의 기능을 가진 샤워헤드를 별도의 외부 전원으로부터 전원을 인가 받아 발생된 전자기력을 이용하여 에지링의 상승과 하강에 따른 움직임으로 웨이퍼를 웨이퍼척에 안착시킴으로써, 종래와 같이 리프트핀을 사용함에 따른 리프트핀의 변형과 마찰에 의한 손상으로 웨이퍼의 깨짐 과 스크래치를 방지하는 효과가 있다.

본 발명은 도시한 실시예를 참고로 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구의 범위와 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (3)

1. 이송암에 의해 소정 공정이 진행되도록 웨이퍼가 이송되는 공정챔버와;

   상기 공정챔버 내측 하부에 설치되는 웨이퍼척과;

   상기 웨이퍼척의 상부에 설치되며, 자력의 영향을 받는 금속으로 형성되어 웨이퍼를 안착시키는 에지링 및;

   외부 전원에 의해 전자기력이 발생되도록 외주면에 코일이 권취되며, 상기 에지링의 소정 높이 이격된 위치에 설치되어 상기 에지링을 승, 하강 시키는 역할을 하는 샤워헤드를; 포함하는 반도체 제조설비.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 에지링은 상기 웨이퍼가 안정적으로 고정되도록 단차를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 제조설비.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 에지링은 이송암이 들어갈 수 있도록 일측이 개방된 형상인 것을 특징으로 하는 반도체 제조설비.

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