KR102308346B1 - 웨이퍼의 센터링 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 웨이퍼의 센터링 장치에 관한 것으로, 센터링지그로써, 반응챔버 내부에 위치 고정되는 앵커부, 앵커부에서 외측으로 연장되어 웨이퍼의 가장자리를 접하여 지지하는 플랜지부, 및 앵커부에서 플랜지부의 상부 방향으로 연장되어 플랜지부에 접한 웨이퍼의 테두리 위치를 조정함으로써 웨이퍼의 센터 설정을 유도하는 센터링리브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 종래 기술과 달리 반응챔버 내부에 웨이퍼의 가장자리 궤적을 따라 복수 개의 센터링지그를 배치하여 웨이퍼를 복수 개의 센터링지그의 둘레면에 동시에 거치되도록 언로딩(unloading)함으로써 반응챔버에 대한 웨이퍼의 센터링(포지셔닝) 보정작업이 용이하고, 복수 개의 센터링지그 중 일부에 노치핀을 구비하여 웨이퍼에 형성된 홀 또는 홈 형상의 노치부에 수용함으로써 원형인 웨이퍼의 방향성을 용이하게 설정할 수 있다.

Description

웨이퍼의 센터링 장치{WAFER CENTERING JIG}
본 발명은 웨이퍼의 센터링 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반응챔버 내부에 웨이퍼의 가장자리 궤적을 따라 복수 개의 센터링지그를 배치하여 웨이퍼를 복수 개의 센터링지그의 둘레면에 동시에 거치되도록 언로딩(unloading)함으로써 반응챔버에 대한 웨이퍼의 센터링(포지셔닝) 보정작업이 용이하고, 복수 개의 센터링지그 중 일부에 노치핀을 구비하여 웨이퍼에 형성된 홀 또는 홈 형상의 노치부에 수용함으로써 원형인 웨이퍼의 방향성을 용이하게 설정하게 하고자 하는 웨이퍼의 센터링 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 디바이스는 웨이퍼 표면 상부에 여러 가지 기능을 수행하는 박막을 증착하고, 이를 패터닝하여 다양한 회로 구조를 형성함으로써 제조된다. 이러한 반도체 디바이스를 제조하기 위한 단위 공정은, 크게 반도체 내부로 불순물 이온을 주입하는 불순물 이온 주입 공정, 반도체 기판상에 물질막을 형성하는 박막 증착 공정, 물질막을 소정의 패턴으로 패터닝하는 식각 공정, 및 웨이퍼 상부에 층간 절연막 등을 증착한 후에 일괄적으로 웨이퍼 표면을 연마하여 단차를 제거하는 평탄화 공정 등을 포함할 수 있다.
이와 같은 다양한 공정 진행을 위해, 다양한 공정 조건을 갖는 반응챔버가 요구된다.
반응챔버는 반응 공간을 한정하는 챔버 월(wall)과, 반응 공간 내에 위치하며 웨이퍼가 안착되는 웨이퍼 지지대 및, 웨이퍼 지지대 내부에 구비되는 히터를 포함할 수 있다. 또한, 일반적으로 반응챔버 상부는 리드(lid)에 의해 커버링되어, 챔버 내부 공간의 기밀을 유지할 수 있다.
한편, 웨이퍼는 공정 에러를 줄일 수 있도록 웨이퍼 지지대의 예정된 위치상에 정확히 안착되어야 한다. 현재, 웨이퍼의 위치를 확인하기 위하여, 반응챔버 상부를 덮는 리드 대신, 뷰 포트(view port)를 구비한 별도의 지그(jig) 조립체를 반응 챔버 상에 장착시켜, 사용자의 육안으로 반응챔버 내의 웨이퍼의 위치를 확인하고 있다.
관련기술로는 한국공개특허공보 제10-2006-0035158호(공개일: 2006.04.26.)에 제안된 바 있다.
상기한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 널리 알려진 종래기술을 의미하는 것은 아니다.
기존 전동 타입 웨이퍼 센터링 장치의 경우, 전동장치의 구현으로 인해 사용하기에 복잡하고, 설치 및 유지보수 비용이 증가하는 문제점이 있다.
그리고, 기존 웨이퍼 센터링용 지그와 노치 지그가 별도로 구비됨으로써, 지그 개수의 증가로 인해, 웨이퍼의 포지셔닝 조정 오차가 크게 발생하는 문제점이 있다.
따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 반응챔버 내부에 웨이퍼의 가장자리 궤적을 따라 복수 개의 센터링지그를 배치하여 웨이퍼를 복수 개의 센터링지그의 둘레면에 동시에 거치되도록 언로딩(unloading)함으로써 반응챔버에 대한 웨이퍼의 센터링(포지셔닝) 보정작업을 용이하게 하기 위한 웨이퍼의 센터링 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 복수 개의 센터링지그 중 일부에 노치핀을 구비하여 웨이퍼에 형성된 홀 또는 홈 형상의 노치부에 수용함으로써 원형인 웨이퍼의 방향성을 용이하게 설정하고, 센터링지그에 노치핀을 구비함에 따라 설치 및 유지보수 비용을 줄이고자 하는 웨이퍼의 센터링 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 웨이퍼의 센터링 장치는: 반응챔버 내측에서 웨이퍼의 궤적을 따라 복수 개 배치되어, 상기 반응챔버 내에서 상기 웨이퍼의 센터를 설정하는 센터링지그를 포함한다.
상기 센터링지그는, 상기 반응챔버 내부에 위치 고정되는 앵커부; 상기 앵커부에서 외측으로 연장되어 상기 웨이퍼의 가장자리를 접하여 지지하는 플랜지부; 및 상기 앵커부에서 상기 플랜지부의 상부 방향으로 연장되어, 상기 플랜지부에 접한 상기 웨이퍼의 테두리 위치를 조정함으로써 상기 웨이퍼의 센터 설정을 유도하는 센터링리브를 포함한다.
상기 반응챔버는 내부 바닥에 스테이지를 분리 가능하게 결합하고, 상기 앵커부는 상기 스테이지에 분리 가능하게 결합되는 것을 특징으로 한다.
상기 센터링리브와 상기 앵커부는 내부공간을 형성하고, 상기 센터링리브는 상부 방향으로 개방되며, 상기 앵커부는 하부 방향으로 개방되는 것을 특징으로 한다.
상기 센터링리브는 둘레면이 경사진 제 1테이퍼면을 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 웨이퍼는 가장자리에 홈 또는 홀 형상의 노치부를 형성하고, 상기 플랜지부는 상기 노치부에 수용되는 노치핀을 돌출 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 노치핀은 둘레면이 경사진 제 2테이퍼면을 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 웨이퍼의 가장자리 궤적을 따라 위치하는 상기 센터링리브는 포커스링이 놓이는 단턱부를 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 단턱부는 계단식 외주면에 단턱경사면을 형성하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 웨이퍼의 센터링 장치는 종래 기술과 달리 반응챔버 내부에 웨이퍼의 가장자리 궤적을 따라 복수 개의 센터링지그를 배치하여 웨이퍼를 복수 개의 센터링지그의 둘레면에 동시에 거치되도록 언로딩(unloading)함으로써 반응챔버에 대한 웨이퍼의 센터링(포지셔닝) 보정작업을 용이하게 할 수 있다.
본 발명은 복수 개의 센터링지그 중 일부에 노치핀을 구비하여 웨이퍼에 형성된 홀 또는 홈 형상의 노치부에 수용함으로써 원형인 웨이퍼의 방향성을 용이하게 설정하고, 센터링지그에 노치핀을 구비함에 따라 설치 및 유지보수 비용을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼의 센터링 장치를 구비한 반응챔버의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼의 센터링 장치를 반응챔버에서 분리한 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 센터링 장치에서 웨이퍼와 센터링지그를 분리한 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼의 센터링 장치의 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼의 센터링 장치의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼의 센터링 장치를 구비한 반응챔버의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼의 센터링 장치를 반응챔버에서 분리한 분해 사시도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 센터링 장치에서 웨이퍼와 센터링지그를 분리한 분해 사시도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼의 센터링 장치의 정면도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼의 센터링 장치의 평면도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼의 센터링 장치의 노멀 센터링지그와 노치 센터링지그의 확대 사시도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 웨이퍼의 센터링 장치의 실시예들을 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼의 센터링 장치를 구비한 반응챔버의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼의 센터링 장치를 반응챔버에서 분리한 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 센터링 장치에서 웨이퍼와 센터링지그를 분리한 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼의 센터링 장치의 정면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼의 센터링 장치의 평면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼(10)의 센터링 장치(100)는 센터링지그를 포함한다.
센터링지그는 반응챔버(30)의 내측(내부)에서 웨이퍼(10)의 궤적을 따라 복수 개 배치되어, 반응챔버(30) 내에서 웨이퍼(10)의 센터를 설정하는 역할을 한다.
편의상, 센터링지그(102,104)는, 후술할, 노치핀(122)의 유무에 따라 노멀 센터링지그(102)와 노치 센터링지그(104)로 구분한다.
특히, 노멀 센터링지그(102)와 노치 센터링지그(104) 중 적어도 어느 하나는 반응챔버(30)의 내부에 구비된다. 이때, 노멀 센터링지그(102)와 노치 센터링지그(104)가 동시에 반응챔버(30) 내부에 구비되는 것으로 하고, 각각 하나 이상 구비된다. 편의상, 하나의 반응챔버(30)는 내부에 2개의 노멀 센터링지그(102)와 1개의 노치 센터링지그(104)를 구비하는 것으로 도시한다. 물론, 노멀 센터링지그(102)와 노치 센터링지그(104) 중 어느 하나가 단독으로 복수 개 구비될 수도 있다.
반응챔버(30)는 프로세스챔버, 로드락챔버 및 공정챔버 등 기존의 챔버일 수도 있고, 웨이퍼(10)의 센터링(포지셔닝)을 위해 별도로 구비되는 챔버일 수도 있다.
그리고, 반응챔버(30)가 별도로 구비되는 챔버일 경우 기존의 챔버와 내부 공간의 체적이 동일한 것으로 한다.
아울러, 노멀 센터링지그(102)와 노치 센터링지그(104)는 체결부재(142)에 의해 평판 형상의 스테이지(40)에 분리 가능하게 결합되고, 스테이지(40)는 반응챔버(30)의 내부 바닥면에 분리 가능하게 결합된다. 이에 따라, 노멀 센터링지그(102)와 노치 센터링지그(104)는 반응챔버(30)의 외부에서 스테이지(40)에 조립된 후, 스테이지(40)가 반응챔버(30) 내부에 놓이거나 결속된다. 그래서, 노멀 센터링지그(102)와 노치 센터링지그(104)의 설치 작업이 용이하다.
이때, 노멀 센터링지그(102)와 노치 센터링지그(104)는 웨이퍼(10)의 가장자리 궤적을 따라 스테이지(40)에 배치된다. 그래서, 노멀 센터링지그(102)와 노치 센터링지그(104)는 반응챔버(30) 내부에서 웨이퍼(10)를 센터링(포지셔닝) 설정하면서 거치한다.
물론, 체결부재(142)는 노멀 센터링지그(102)와 노치 센터링지그(104) 각각을 스테이지(40)와 반응챔버(30)에 동시에 결속할 수도 있다.
특히, 반응챔버(30)는 센터링지그(102,104)와 스테이지(40)를 용이하게 설치할 수 있도록 상부로 개방되게 형성되고, 반송로봇의 엔드이펙터(도시하지 않음)를 출입 허용하기 위해 일측 둘레면을 개방 형성할 수 있다.
한편, 노멀 센터링지그(102)는 앵커부(110), 플랜지부(120) 및 센터링리브(130)를 포함한다.
앵커부(110)는 반응챔버(30) 내부 특히 스테이지(40)에 위치 고정된다. 이때, 앵커부(110)는 스테이지(40)의 홈에 억지 끼움될 수도 있다.
물론, 앵커부(110)는 다양한 형상으로 변형 가능하다.
그리고, 플랜지부(120)는 앵커부(110)의 상부 둘레면에서 외측으로 연장되어 웨이퍼(10)의 대응되는 가장자리를 접하여 지지하는 역할을 한다. 이때, 플랜지부(120)는 앵커부(110)의 둘레면에서 원주 방향으로 연속되게 형성될 수도 있고, 비연속되게 형성될 수도 있다. 물론, 플랜지부(120)는 다양한 형상으로 적용 가능하다.
특히, 플랜지부(120)는 앵커부(110)에 일체로 제작될 수도 있고, 앵커부(110)와 분리 가능하게 결합될 수도 있다.
또한, 센터링리브(130)는 앵커부(110)에서 플랜지부(120)의 상부 방향으로 연장되어, 플랜지부(120)에 접한 웨이퍼(10)의 테두리 위치를 조정함으로써 웨이퍼(10)의 센터 설정을 유도하는 역할을 한다. 즉, 웨이퍼(10)는 테두리가 대향하는 센터링리브(130)의 둘레면에 동시에 접함으로써 센터링(포지셔닝) 설정이 된다. 물론, 센터링리브(130)는 다양한 형상으로 적용 가능하다.
그리고, 앵커부(110)와 센터링리브(130)는 서로 연결된 내부공간(140)을 형성하고, 앵커부(110)는 하부 방향으로 개방되게 형성되며, 센터링리브(130)는 상부 방향으로 개방되게 형성된다.
그래서, 체결부재(142)는 내부공간(140)으로 삽입되어 스테이지(40) 또는 반응챔버(30)와 결속된다. 이때, 체결부재(142)는 상부가 내부공간(140)의 내부에 삽입되어 외부로 돌출되지 않는 상태가 된다.
특히, 센터링리브(130)는 둘레면이 경사진 제 1테이퍼면(136)을 형성한다.
그래서, 웨이퍼(10)는 특정한 노멀 센터링지그(102)의 센터링리브(130)의 제 1테이퍼면(136)을 따라 하향되면서 모든 플랜지부(120)에 놓이게 된다.
한편, 노치 센터링지그(104)는 앵커부(110), 플랜지부(120), 센터링리브(130) 및 내부공간(140)을 포함한다.
여기서, 노치 센터링지그(104)의 앵커부(110), 플랜지부(120), 센터링리브(130) 및 내부공간(140)은 노멀 센터링지그(102)의 앵커부(110), 플랜지부(120), 센터링리브(130) 및 내부공간(140)과 동일 기능을 하기 때문에 동일한 도면부호를 부여한다.
또한, 웨이퍼(10)는 평면상 원판 형상으로 형성되지만, 기존의 챔버 및 반응챔버(30)의 내부에서 방향성을 갖고 놓인다.
그래서, 웨이퍼(10)는 가장자리에 홈 또는 홀 형상의 노치부(12)를 형성하고, 하나 이상의 노치 센터링지그(104)의 전체 또는 일부의 플랜지부(120)는 노치부(12)에 수용되는 노치핀(122)을 돌출 형성한다.
그래서, 노치부(12)는 대응되는 노치핀(122)을 수용함으로써, 웨이퍼(10)는 방향성이 설정된 채 반응챔버(30) 내부에서 센터링 설정된 상태로 노멀 센터링지그(102)의 플랜지부(120)와 노치 센터링지그(104)의 플랜지부(120)에 동시에 접하여 지지된다.
즉, 웨이퍼(10)는 반응챔버(30) 내부에서 노멀 센터링지그(102)와 노치 센터링지그(104)에 의해 방향을 유지한 채 센터링을 용이하게 설정 가능하게 된다.
이때, 노치핀(122)은 둘레면이 경사진 제 2테이퍼면(126)을 형성한다. 그래서, 웨이퍼(10)의 노치부(12)는 내측면이 제 2테이퍼면(126)을 따라 하향되며 센터링 설정된다.
이 경우, 노치 센터링지그(104)는 센터링리브(130)의 둘레면에 경사면을 형성하지 않아도 된다.
그리고, 노치부(12)가 노치핀(122)을 완전히 수용한 경우, 웨이퍼(10)는 테두리가 센터링리브(130)에 접하게 된다.
아울러, 노멀 센터링지그(102)와 노치 센터링지그(104)는 각각 체결부재(142)에 의해 스테이지(40) 또는 반응챔버(30)에 결속된다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼의 센터링 장치를 구비한 반응챔버의 사시도이고, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼의 센터링 장치를 반응챔버에서 분리한 분해 사시도이며, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 센터링 장치에서 웨이퍼와 센터링지그를 분리한 분해 사시도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼의 센터링 장치의 정면도이고, 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼의 센터링 장치의 평면도이다.
도 11은 본 발명에 따른 웨이퍼의 센터링 장치의 노멀 센터링지그와 노치 센터링지그의 확대 사시도이다.
도 6 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼(10)의 센터링 장치(100)는 노멀 센터링지그(102)와 노치 센터링지그(104)를 포함한다.
노멀 센터링지그(102)와 노치 센터링지그(104)는, 일 실시예와 마찬가지로, 앵커부(110), 플랜지부(120), 센터링리브(130) 및 내부공간(140)을 구비한다.
아울러, 웨이퍼(10)의 가장자리 궤적을 따라 위치하는 센터링리브(130)는 포커스링(20)이 놓이는 단턱부(132)를 형성한다. 단턱부(132)는 포커스링(20)을 포지셔닝하는 역할을 하고, 포커스링(20)을 접하여 지지하는 역할을 한다.
이때, 포커스링(focus ring,20)은 모든 플랜지부(120)에 접하도록 놓인 웨이퍼(10)의 상하 유동 및 이탈을 방지하는 역할을 한다.
특히, 포커스링(20)은 웨이퍼(10)를 센터링 설정 후 지지하는 모든 노멀 센터링지그(102) 및 노치 센터링지그(104)의 센터링리브(130)의 상부에 형성된 단턱부(132)에 접하여 지지된다.
이때, 단턱부(132)는 계단식 외주면에 단턱경사면(134)을 형성한다. 그래서, 포커스링(20)은 단턱부(132)의 단턱경사면(134)을 따라 위치가 설정된다. 물론, 단턱부(132)는 다양한 형상으로 변형 가능하다.
미설명된 도면부호는 상술한 일 실시예로 대체한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10: 웨이퍼 12: 노치부
20: 포커스링 30: 반응챔버
40: 스테이지 100: 센터링 장치
102: 노멀 센터링지그 104: 노치 센터링지그
110: 앵커부 120: 플랜지부
122: 노치핀 126: 제 2테이퍼면
130: 센터링리브 132: 단턱부
134: 단턱경사면 136: 제 1테이퍼면
140: 내부공간 142: 체결부재

Claims (8)

  1. 반응챔버 내측에서 웨이퍼의 궤적을 따라 복수 개 배치되어, 상기 반응챔버 내에서 상기 웨이퍼의 센터를 설정하는 센터링지그를 포함하고,
    상기 센터링지그는, 상기 반응챔버 내부에 위치 고정되는 앵커부;
    상기 앵커부에서 외측으로 연장되어 상기 웨이퍼의 가장자리를 접하여 지지하는 플랜지부; 및
    상기 앵커부에서 상기 플랜지부의 상부 방향으로 연장되어, 상기 플랜지부에 접한 상기 웨이퍼의 테두리 위치를 조정함으로써 상기 웨이퍼의 센터 설정을 유도하는 센터링리브를 포함하며,
    상기 웨이퍼의 가장자리 궤적을 따라 위치하는 상기 센터링리브는 포커스링이 놓이는 단턱부를 형성하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 센터링 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 반응챔버는 내부 바닥에 스테이지를 분리 가능하게 결합하고,
    상기 앵커부는 상기 스테이지에 분리 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 센터링 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 센터링리브와 상기 앵커부는 내부공간을 형성하고,
    상기 센터링리브는 상부 방향으로 개방되며,
    상기 앵커부는 하부 방향으로 개방되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 센터링 장치.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센터링리브는 둘레면이 경사진 제 1테이퍼면을 형성하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 센터링 장치.
  5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 웨이퍼는 가장자리에 홈 또는 홀 형상의 노치부를 형성하고,
    상기 플랜지부는 상기 노치부에 수용되는 노치핀을 돌출 형성하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 센터링 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 노치핀은 둘레면이 경사진 제 2테이퍼면을 형성하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 센터링 장치.
  7. 삭제
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 단턱부는 계단식 외주면에 단턱경사면을 형성하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 센터링 장치.
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