KR20010060134A - 반도체 웨이퍼 승강장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 웨이퍼 승강장치에 관한 것으로, 본 발명의 리프팅 핀은 각각 양측이 절연되는 복수개의 도체로 이루어지되 웨이퍼의 배면과 접촉되는 끝단면은 서로 전통되도록 유전물질로 함께 코팅되고, 상기 복수개의 도체가 각각 양극부와 음극부를 함께 갖도록 각 도체의 타단에 서로 다른 극성을 주는 직류전원 공급수단이 연결되어 이루어지도록 구성함으로써, 웨이퍼 반송시 챔버의 압력 불균형이나 디처킹부량 또는 리프팅 핀의 레벨 승강동작 불량 등에 의해 웨이퍼가 각 리프팅 핀으로부터 미끄러지면서 파손되는 것을 방지할 수 있다.

Description

반도체 웨이퍼 승강장치{LIFTER FOR SEMICONDUCTOR WAFER}

본 발명은 반도체 웨이퍼 승강장치에 관한 것으로, 특히 정전척 효과를 이용한 반도체 웨이퍼 제조장비의 웨이퍼 승강장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 웨이퍼 제조장비에서 웨이퍼를 챔버내의 척(chuck) 상면에 안착시켰다가 공정후 다시 척으로부터 들어올리는 장치를 통상 웨이퍼 승강장치(이하, 리프터라고도 함)라고 하는데, 이러한 리프터는 챔버내 압력 불균일시 혹은 승강시 리프터 자체의 불균형, 디처킹(dechucking) 불량에 의한 미끄럼 등이 발생할 수 있다. 이 경우 웨이퍼가 리프터로부터 떨어져 파손되므로 웨이퍼의 안정적인 승강동작을 위하여는 우선 리프터의 안정성이 보장되어야 한다.

도 1은 종래 리프터의 일례를 종단면하여 보인 개략도이다.

이에 도시된 바와 같이 종래의 리프터는, 공정챔버(미도시)에 고정된 공정 스테이지(S)의 하측에 구비되는 리프터 본체(1)와, 그 리프터 본체(1)의 하측에 구비되어 리프터 본체(1)를 승강시키는 공압 액츄에이터(2)와, 상기 리프터 본체(1)의 상면에 3개 또는 4개로 돌출되는 동시에 공정 스테이지(S)를 관통하여 웨이퍼(W)의 배면을 지지하는 리프팅 핀(3)으로 구성되어 있다.

상기 리프팅 핀(3)은 그 재질이 모두 부도체이거나 또는 하나의 리프팅 핀은 도체인 반면 나머지는 모두 부도체로 이루어지는 경우가 있다.

한편, 상기 공압 액츄에이터(2)에는 통상 리프터 몸체(1)가 상승완료인지 하강완료인지를 감지하는 2지점 센서(미도시)가 장착되어 있다.

도면중 미설명 부호인 R은 웨이퍼를 이송시키는 로봇핸드이다.

상기와 같이 구성되는 종래 웨이퍼 승강장치는 다음과 같이 동작된다.

즉, 상기 웨이퍼가 로봇핸드(robot hand)(R)에 의해 챔버(미도시)의 내부로 이송되면, 이와 동시에 리프터 본체(1)가 공압 액츄에이터(2)에 의해 상승하여 상기 리프터 본체(1)의 리프팅 핀(3)이 웨이퍼(W)의 배면을 지지하면서 로봇핸드(R)로부터 웨이퍼(W)를 건네받게 되고, 이후 로봇핸드(W)가 챔버(미도시)로부터 빠져나간 다음에는 상기 리프터 본체(1)가 웨이퍼(W)와 함께 하강하여 그 웨이퍼(W)를 공정 스테이지(S)의 상면에 안착시키게 된다.

다음, 상기 공정 스테이지(S)에서 웨이퍼(W)가 소정의 제조공정을 마친 이후에는 공압 액츄에이터(2)에 의해 리프터 본체(1)가 웨이퍼(W)와 함께 승강함과 동시에 상기 챔버(미도시)의 외부로부터 로봇핸드(R)가 다시 웨이퍼(W)의 배면쪽으로 들어와 그 웨이퍼(W)를 건네받게 되고, 이후 상기 로봇핸드(R)가 웨이퍼(W)를 갖고 챔버(미도시)의 외부로 빠져나가게 되면 상기한 리프터 본체(1)가 하강하여 원위치로 복귀하게 되는 일련의 과정을 반복하게 되는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 리프터에 있어서는, 챔버(미도시)내의 압력이 전체적으로 불안정하다거나 또는 리프팅 핀(3)을 포함한 리프터 본체(1)의 레벨링이 불균일하다거나 또는 디처킹이 불량하게 되면 웨이퍼(W)가 리프팅 핀(3)으로부터 미끄러져 웨이퍼(W)가 파손될 우려가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 웨이퍼 승강장치가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 웨이퍼 승강중에 웨이퍼가 리프터로부터 이탈되는 것을 방지할 있는 반도체 웨이퍼 승강장치를 제공하려는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 웨이퍼 승강장치를 개략적으로 보인 종단면도.

도 2는 종래 웨이퍼 승강장치를 개략적으로 보인 평면도.

도 3은 본 발명 웨이퍼 승강장치를 개략적으로 보인 종단면도.

도 4는 본 발명 웨이퍼 승강장치의 승강핀에 대한 회로도.

도 5는 도 4의 "Ⅰ-Ⅰ"선 단면도.

도 6a 내지 도 6c는 본 발명 웨이퍼 승강장치의 동작도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

11 : 리프터 본체 12 : 공압 액츄에이터

13 : 리프팅 핀 13a,13b : 내,외핀

13c : 유전물질 코팅층 14 : 직류전원 공급수단

14A : 전원공급부 14B : 릴레이

R : 로봇핸드 S : 공정 스테이지

W : 웨이퍼

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 웨이퍼의 배면을 지지하는 적어도 3개 이상의 리프팅 핀과, 그 리프팅 핀을 일괄적으로 승강시켜 웨이퍼가 공정 스테이지에 안착/이격시키는 구동수단을 구비한 반도체 웨이퍼 승강장치에 있어서 ;

상기 리프팅 핀은 각각 양측이 절연되는 복수개의 도체로 이루어지되 웨이퍼의 배면과 접촉되는 끝단면은 서로 전통되도록 유전물질로 함께 코팅되고, 상기 복수개의 도체가 각각 양극부와 음극부를 함께 갖도록 각 도체의 타단에 서로 다른 극성을 주는 직류전원 공급수단이 연결되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 승강장치가 제공된다.

이하, 본 발명에 의한 반도체 웨이퍼 승강장치를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명 웨이퍼 승강장치를 개략적으로 보인 종단면도이고, 도 4는 본 발명 웨이퍼 승강장치의 승강핀에 대한 회로도이며, 도 5는 도 4의 "Ⅰ-Ⅰ"선 단면도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 반도체 웨이퍼 승강장치는, 공정챔버(미도시)에 고정된 공정 스테이지(S)의 하측에 구비되는 리프터 본체(11)와, 그 리프터 본체(11)의 하측에 구비되어 리프터 본체(11)를 승강시키는 공압 액츄에이터(12)와, 상기 리프터 본체(11)의 상면에 3개 또는 4개로 돌출되는 동시에 공정 스테이지(S)를 관통하여 웨이퍼(W)의 배면을 지지하는 수개의 리프팅 핀(13)과, 그 각각의 리프팅 핀(13)에 직류전원을 공급/차단하는 직류전원 공급수단(14)로 구성된다.

상기 각 리프팅 핀(13)은 쌍극(bifolar chuck)기능을 갖는 것으로, 이 리프팅 핀(13)은 각각 내핀(13a) 및 그 내핀(13a)을 둘러싸는 외핀(13b)이 모두 유전물질로 분리되는 도체로 형성되고, 그 내핀(13a)과 외핀(13b)의 상단면은 유전물질(13c)로 코팅되어 이루어진다. 상기 내핀(13a)과 외핀(13b)의 단면적은 동일하다.

상기 리프팅 핀(13)의 내핀(13a) 및 외핀(13b)은 그 두 내핀(13a)과 외핀(13b)이 서로 다른 극성을 갖도록 각 내핀(13a) 및 외핀(13b)의 타단에 서로 다른 극성의 직류전원 공급수단(14)이 연결 설치되는데, 이 직류전원 공급수단(14)은 전원공급부(14A) 및 그 전원공급부(14A)와 각 내핀(13a) 및 외핀(13b)의 타단 사이에는 전압인가 또는 접지방전이 용이하도록 릴레이(14B)가 설치된다.

상기 공압 액츄에이터(12)에는 리프터 본체(11)를 적어도 3단계 이상으로 위치를 조절할 수 있도록 마그네틱 센서(미도시)가 장착된다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

도면중 미설명 부호인 R은 로봇핸드이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 반도체 웨이퍼 승강장치의 동작과정은 다음과 같다.

먼저, 웨이퍼(W)가 로봇핸드(R)에 의해 공정챔버(미도시)의 내부로 인입되어스테이지(S) 상측에 위치하게 되면, 도 6b에 도시된 바와 같이 상기 리프팅 핀(13)이 저점(lower position)에서 중간점(middle position)으로 이동하게 되는데, 이 과정에서 직류전원은 공급되지 않아 릴레이(14B)는 접지에 연결된다. 이후, 마그네틱 센서(미도시)로부터 중간점이 감지되면 전원공급부(14A)는 각 리프팅 핀(13)의 내,외핀(13a,13b)에 공급됨과 동시에 릴레이(14B)는 전압인가로 스위칭된다.

다음, 중간점에서 직류전원이 리프팅 핀(13)에 인가되면, 상기 각 리프팅 핀(13)의 끝단에서 정전척 효과에 의해 웨이퍼(W)를 강하게 척킹(chucking)하게 되면서 리프터 본체(11)가 도 6c에서와 같이 상점(upper position)에 도달하여 웨이퍼(W)를 들어 올리게 된다. 이때, 상기 로봇핸드(R)는 원위치로 복귀하게 됨과 동시에 상기한 리프터 본체(11)가 도 6a에서와 같이 저점으로 하강하게 된다. 이렇게 상기 리프터 본체(11)가 하강하는 중에 중간점에 다다르게 되면 전원공급부(14A)는 오프(off)되고 릴레이(14B)가 접지되어 웨이퍼(W) 또는 리프팅 핀(13) 끝단의 유전물질에 남아있던 잔류전하가 방전되어 웨이퍼(W)는 미끄럼없이 공정 스테이지(S)에 안착된다.

한편, 어느 하나의 웨이퍼에 대한 소정의 공정이 완료되면, 그 웨이퍼(W)에 대한 디처킹(dechucking) 단계를 거친후 공정이 종료됨과 동시에 웨이퍼(W) 반송이 개시된다. 먼저, 상기 리프터 본체(11)가 저점에서 중간점으로 상승하는 동안 전원공급부(14A)는 오프되고 릴레이(14B)는 접지되어 리프팅 핀(13)이 웨이퍼(W)의 배면에 접촉하는 동안 웨이퍼(W)에 남은 잔류전하를 방전하게 되고, 이후 상기 리프터 본체(11)가 중간점에 위치하는 순간 전원공급부(14A)에 의해 직류전압을 다시 공급하게 된다.

다음, 상기 리프팅 핀(13)이 서서히 상승하는 중에 각 리프팅 핀(13)의 내핀(13a)과 외핀(13b) 사이에는 정전력이 발생되어 웨이퍼(W)를 견고하게 잡아주게 된다. 이후, 상기 리프터 본체(11)가 상점에 도달하게 되면 로봇핸드(R)가 웨이퍼(W)의 하측으로 위치함과 동시에 리프터 본체(11)는 다시 하강하여 웨이퍼(W)가 로봇핸드(R)에 얹히도록 한다. 이때, 상기 전원공급부(14A)는 오프되어 각 리프팅 핀(13)에 전원을 인가하지 않음과 동시에 릴레이(14B)는 접지되어 웨이퍼(W) 및 리프팅 핀(13)의 잔류전하를 방전시키게 된다.

본 발명에 의한 반도체 웨이퍼 승강장치는, 웨이퍼 반송시 챔버의 압력 불균형이나 디처킹부량 또는 리프팅 핀의 레벨 승강동작 불량 등에 의해 웨이퍼가 각 리프팅 핀으로부터 미끄러지면서 파손되는 것을 방지할 수 있다.

Claims (3)

1. 웨이퍼의 배면을 지지하는 적어도 3개 이상의 리프팅 핀과, 그 리프팅 핀을 일괄적으로 승강시켜 웨이퍼가 공정 스테이지에 안착/이격시키는 구동수단을 구비한 반도체 웨이퍼 승강장치에 있어서 ;

   상기 리프팅 핀은 각각 양측이 절연되는 복수개의 도체로 이루어지되 웨이퍼의 배면과 접촉되는 끝단면은 서로 전통되도록 유전물질로 함께 코팅되고,

   상기 복수개의 도체가 각각 양극부와 음극부를 함께 갖도록 각 도체의 타단에 서로 다른 극성을 주는 직류전원 공급수단이 연결되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 승강장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 각 도체의 단부와 직류전원 공급수단의 사이에는 전압인가 또는 접지방전을 실시할 수 있도록 릴레이가 각각 장착되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 승강장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 각 리프팅 핀의 두 도체는 내핀과 그 내핀을 둘러싸는 외핀으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 승강장치.