KR100646484B1 - 스프링핀을 장착한 핀 리프터 - Google Patents

스프링핀을 장착한 핀 리프터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 정전척(Electro Static Chuck; ESC)상의 웨이퍼를 로봇이 안정하게 받아갈 수 있도록 리프터의 핀중 하나를 중심부에 스프링을 장착하여 더 길게하고, 핀의 재질을 절연재를 사용한 스프링핀을 장착한 핀 리프터에 관한 것이다.
종래에는 리프터에서 웨이퍼를 정전척으로부터 들어올릴 때 파핑(popping), 미끄러짐이 발생하여 웨이퍼의 위치가 틀어져 로봇 위에 정확하게 웨이퍼를 올려두지 못하며, 웨이퍼가 잘못 놓은 상태로 언로드되면서 웨이퍼를 떨어뜨려 깨지커나 웨이퍼의 스크래치(Scratch) 같은 품질사고로 이어지고 있었다.
본 발명은 승강판 상에 여러 개의 핀들 중 하나를 스프링핀으로 장착하여 웨이퍼와 접촉하는 순간 충격을 최소화하고, 상기 스프링핀은 나머지 절연핀보다 길이를 더 길게 하여 웨이퍼를 들어올릴 때 웨이퍼와 정전척사이에 발생하는 표면 마찰력을 줄이며, 상기 스프링핀은 핀의 교체시 정전척을 들어내지 않고 교체가 가능하도록 분리 및 체결이 용이하며, 상기 절연핀은 절연재로 이루어져 웨이퍼의 미세 아킹(Arcing)이 발생하지 않도록 하는 특징이 있다.
스프링핀(Spring pin), 절연핀, 아킹(Arcing), 팝핑(popping), 정전척(Electro Static Chuck; ESC), 승강판

Description

스프링핀을 장착한 핀 리프터{A pin lifter with spring pin}
도 1a은 종래의 4핀 리프터의 단면도
도 1b는 종래의 4핀 리프터의 승강판과 핀의 사시도
도 2는 본 발명의 단면도 및 부분 확대도
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 실린더 2: 실린더 로드
3: 승강판 4: 정전척
5: 핀 6: 스프링핀
7: 스프링 8: 스크류
9: 절연핀
본 발명은 정전척(Electro Static Chuck; ESC)상의 웨이퍼를 로봇이 안정하게 받아갈 수 있도록 리프터의 핀중 하나를 중심부에 스프링을 장착하여 더 길게하고, 핀의 재질을 절연재로 하여 웨이퍼의 파핑(Popping), 미끄러짐 및 아킹 (Arcing)을 방지하기 위한 스프링핀을 장착한 리프터에 관한 것이다.
근래에 반도체 장치의 제조 기술은 정보 통신 기술의 비약적인 발전에 따라 집적도, 신뢰도 및 처리 속도 등을 향상시키는 방향으로 발전되고 있다. 상기 반도체 장치는 실리콘 단결정으로부터 반도체 기판으로 사용되는 실리콘 웨이퍼를 제작하고, 상기 반도체 기판 상에 막을 형성하고, 상기 막을 전기적 특성을 갖는 패턴으로 형성함으로서 제조된다.
상기 반도체 장치의 제조 공정은 증착, 사진, 식각, 이온주입, 연마 등의 단위 공정들로 이루어지고, 상기 단위 공정들을 적절하게 조합하여 순차적으로 수행함으로서 반도체 장치가 제조된다.
한편, 상기 공정들 중 식각(Etching)공정을 진행하는 장치인 리엑션 챔버(Reaction Chamber)에는 리프터가 장착되어 있으며, 리프터의 주요 기능은 진행하고자 하는 웨이퍼를 로봇으로부터 받아 정전척에 올려두며, 공정이 완료된 웨이퍼를 정천척으로부터 들어올려 로봇이 안정하게 받아갈 수 있도록 하는 목적으로 사용된다.
도 1a는 종래의 4핀 리프터의 단면도로서, 4핀 리프터는 핀 리프터가 피스톤 운동을 할 수 있도록 하는 실린더 로드(2), 핀을 받치고 있는 승강판(3), 웨이퍼와 접촉하는 핀(5), 핀 리프터를 작동 시키는 실린더(1)로 구성되어 있다. 한편, 핀(5), 승강판(3), 실린더 로드(2)는 정전척(4)내부에 설치되어 있다.
실린더(1)의 상하 구동에 의하여 실린더 로드(2)가 상하로 피스톤 운동하며, 승강판(3) 위의 핀(5)은 피스톤의 상하 운동에 의하여 정전척(4) 표면위로 돌출되었다가 다시 정전척 내부로 삽입된다.
도 1b는 종래 4핀 리프터의 승강판과 핀의 사시도로서, 핀(5)은 정사각형 형태로 승강판(3)위에 배치되어 있으며 승강판(3)과는 일체적으로 고정되어 있다.
종래의 리프터에서는 웨이퍼를 정전척으로부터 들어올릴 때 파핑 및 미끄러짐이 발생하여 웨이퍼의 위치가 틀어져 로봇 위에 정확하게 웨이퍼를 올려두지 못하며, 웨이퍼가 잘못 놓은 상태로 언로드되면서 웨이퍼를 떨어뜨려 깨지거나 웨이퍼의 스크래치(Scratch) 같은 품질사고로 이어지고 있다.
또한, 식각공정의 특성상 진행 중에 웨이퍼에는 이온이 충전되며 충전된 이 온들은 공정 종료 후 방전을 함에도 불구하고 완벽하게 방전이 이루어지지 않으며, 이로 인해 웨이퍼와 리프터핀이 접촉되는 순간 미세 아킹이 발생하여 웨이퍼가 손상되는 문제점이 발생하였다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 안출한 것으로서, 승강판 상의 여러개의 핀 중 하나의 핀에 스프링을 장착하여 웨이퍼와 접촉하는 순간 충 격을 최소화하고, 상기 스프링핀은 나머지 절연핀보다 길이를 더 길게 하여 웨이퍼를 들어올릴 때 웨이퍼와 정전척사이에 발생하는 표면 마찰력을 줄이며, 상기 스프링핀은 핀의 교체시 정전척을 들내지 않고 교체가 가능하도록 분리 및 체결이 용이하며, 상기 핀은 절연재로 이루어져 웨이퍼와의 미세 아킹이 발생하지 않도록 하는 스프링핀을 장착한 핀 리프터를 제공하고자 함에 있다.
본 발명의 일실시예는 실린더, 실린더 로드, 정전척, 승강판, 핀들로 이루어진 핀 리프터에 있어서, 상기 핀들은 절연재로 이루어져 있으며, 상기 핀들 중 하나의 핀은 스프링을 장착한 스프링핀으로 다른 절연핀보다 길이를 5~10mm 더 길게 이루어 진 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 다른 실시예는 상기 핀들중 하나의 핀이 승강판과 스크류방식으로 체결되어 탈착이 용이하도록 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 대한 구성과 작용을 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 단면도 및 부분 확대도를 도시하고 있다. 도시된 바와 같이 4핀 리프터의 4개의 핀 중에서 하나의 핀은 스프링을 장착한 스프링핀(6), 나머지 세개는 절연핀(9)으로 이루어져 있다.
먼저, 스프링핀(6)의 구성을 보면 기존의 핀(5)과는 달리 중심부에 스프링(7)을 설치하였다. 스프링핀(6)의 스프링(7)은 웨이퍼의 무게에도 충분히 수축할 수 있는 정도의 탄성을 가지고 있어야 한다. 이는 처음에는 실린더(1)의 상승운동에 의하여 스프링핀(6)이 먼저 웨이퍼의 표면에 닿더라도 실린더(1)의 상승운동이 진행되어 웨이퍼가 정전척(4)으로 부터 들려 올려질 때에는 4개의 핀위에 수평으로 놓일 수 있어야 하기 때문이다.
또한 스프링핀(6)의 길이는 스프링(6)이 수축되지 않은 상태에서는 나머지 절연핀(9)보다 좀 더 길게 제조하는 것이 바람직하다. 스프링핀(6)의 길이가 좀 더 길 경우 웨이퍼를 들어올릴 때 먼저 스프링핀(6)이 웨이퍼의 바닥면에 닿고 이후 나머지 절연핀(9)이 웨이퍼와 닿게 된다. 이렇게 될때, 웨이퍼와 정전척(4) 사이에 발생되는 표면 마찰력으로 인한 웨이퍼의 미끄러짐을 최소한으로 할 수 있다. 또한, 상기 스프링핀(6)의 스프링(7)은 웨이퍼와 접촉되는 순간의 충격을 최소화하는 역할을 한다.
스프링핀(6)의 길이는 실린더(1)가 수축되었을 시 정전척(4) 사이로 스프링핀(6)이 돌출되지 않을 정도의 길이라야 한다. 따라서 절연핀(9)보다 5~10mm 정도 더 길게 하는 것이 바람직할 것이다.
또한, 스프링핀(6)은 승강판(3)과 일체로 연결된 것이 아니라 스크류 방식으 로 체결되어 있어 스프링핀(6)의 교체시 정전척(4)을 들어내지 않고 간단히 교체가 가능하다.
한편, 스프링핀(6)과 절연핀(9)은 모두 절연체로 되어 있어 웨이퍼와 접촉시 발생하는 미세 아킹을 개선할 수 있다.
이상의 구성에서, 본 발명은 승강판 상의 여러개의 핀 중 하나의 핀에 스프링을 장착하여 웨이퍼와 접촉하는 순간 충격을 최소화하고, 상기 스프링핀은 나머지 절연핀보다 길이를 더 길게 하여 웨이퍼를 들어올릴 때 웨이퍼와 정전척사이에 발생하는 표면 마찰력을 줄이며, 상기 스프링핀은 핀의 교체시 정전척을 들내지 않고 교체가 가능하도록 분리 및 체결이 용이하며, 상기 핀은 절연재로 이루어져 웨이퍼와 미세 아킹이 발생하지 않도록 하는 장점이 있다.

Claims (4)

  1. 핀 리프터가 피스톤 운동을 할 수 있도록 하는 실린더, 상기 실린더의 실린더 로드에 장착되어 승·하강하는 승강판, 상기 승강판 위에 설치되어 웨이퍼와 접촉하는 다수의 핀으로 구성된 정전척의 핀 리프터에 있어서, 상기 다수의 핀 중 하나의 핀에는 그 중심부에 스프링이 설치되며 나머지 핀보다 길이가 5~10 mm 더 긴 것을 특징으로 하는 스프링핀을 장착한 핀 리프터.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 상기 스프링을 장착한 핀은 승강판과 스크류 결합을 하는 것을 특징으로 하는 스프링핀을 장착한 핀 리프터.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 다수의 핀은 절연체로 이루어진 것을 특징으로 하는 스프링핀을 장착한 핀 리프터.
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