KR20030026059A - Wafer lift pin - Google Patents

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이정희
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삼성전자주식회사
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Abstract

PURPOSE: A wafer lift pin is provided to minimize a loss of time by controlling and exchanging the height of the wafer lift pin without decoupling a chuck. CONSTITUTION: A wafer lift pin includes a support portion(110), a pin portion(140), and a combination portion(120). The first male screw is formed on a surface of the support portion(110) in order to fix the support portion(110) and a bellows. The first female screw is formed on an inner wall of the bellows. The support portion(110) has the thickness corresponding to the depth of a lower groove. A groove including the first female screw is formed on a center of an upper portion of the support portion(110) in order to fix the pin portion(140). The pint portion(140) has a cylindrical shape. The second male screw is formed at a lower portion of the pin portion(140). The second male screw is combined with the first female screw and the second female screw of a combination hole. The combination portion(120) is used for fixing the combination of the pin portion(140) and the support portion(110).

Description

웨이퍼 리프트 핀{Wafer Lift Pin}Wafer Lift Pin

본 발명은 반도체 제조 장치에 관한 것으로서, 특히 웨이퍼 리프트 핀에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus, and more particularly, to a wafer lift pin.

반도체 장치의 고속 동작을 위해, 반도체 장치의 제조 공정은 트랜지스터의 각 전극을 연결하는 금속 패턴을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 금속 패턴을 형성하는 단계는 금속막 및 포토 레지스트 패턴이 차례로 적층된 반도체 기판을 식각 챔버의 척(chuck) 상에 로딩한 후, 상기 포토 레지스트 패턴을 식각 마스크로 사용하여 상기 금속막을 식각하는 단계를 포함한다. 그런데, 상기 반도체 기판을 상기식각 챔버의 척 상에 로딩하는 과정은 식각 공정 장비 내에 구비된 로봇 암이 상기 반도체 기판을 상기 척에 구비된 리프트 핀 상에 올린 후, 상기 리프트 핀이 하강하는 단계를 포함한다.For high speed operation of a semiconductor device, a manufacturing process of the semiconductor device includes forming a metal pattern connecting each electrode of the transistor. The forming of the metal pattern may include loading a semiconductor substrate on which a metal film and a photoresist pattern are sequentially stacked on a chuck of an etching chamber, and then etching the metal film using the photoresist pattern as an etching mask. It includes. However, the process of loading the semiconductor substrate on the chuck of the etching chamber may include the step of lifting the lift pin after the robot arm provided in the etching process equipment raises the semiconductor substrate on the lift pin provided in the chuck. Include.

하지만, 반복적으로 수행되는 상승/하강 작업에 의한 장비의 기계적 열화는 상기 리프트 핀의 높이에 변화를 초래할 수 있다. 이에 따라, 상기 반도체기판을 척에 로딩하기 위하여 상기 리프트 핀을 하강하여도, 상기 리프트 핀의 상부면이 상기 척의 상부면보다 높아지는 현상이 발생한다. 이러한 현상은 상기 반도체 기판이 상기 척에 밀착되지 못하게 할 뿐만이 아니라 상기 반도체 기판을 냉각시키는 헬륨의 누출을 유발한다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는, 상기 리프트 핀의 교체 및 정비를 실시해야 한다. 상기 리프트 핀의 교체/정비는 상기 금속막 식각 공정에서 사용되는 식각 가스에 의한 상기 리프트 핀의 부식에 따른 문제를 해결하기 위해서 실시되기도 한다.However, mechanical deterioration of the equipment by repeated lifting / lowering operations can cause a change in the height of the lift pins. Accordingly, even when the lift pin is lowered to load the semiconductor substrate onto the chuck, a phenomenon occurs in which the upper surface of the lift pin is higher than the upper surface of the chuck. This phenomenon not only prevents the semiconductor substrate from sticking to the chuck, but also causes leakage of helium that cools the semiconductor substrate. In order to solve this problem, it is necessary to replace and maintain the lift pin. Replacement / maintenance of the lift pin may be performed to solve a problem caused by corrosion of the lift pin by an etching gas used in the metal film etching process.

일반적으로 상기 척은 상부 및 하부를 이루는 정전척 및 벨로우즈(bellows)로 구성된다. 한편, 종래 기술에 따른 상기 리프트 핀은 상기 정전척에 고정되는 지지부와 상기 벨로우즈를 관통하는 핀부가 일체형으로 되어있다. 특히, 상기 지지부의 직경은 상기 핀부의 직경보다 큰 동시에 상기 핀부가 관통하는 상기 정전척의 핀홀의 직경보다 크다. 이에 따라, 상기 리프트 핀을 교체하기 위해서는 상기 정전척과 상기 벨로우즈를 분해해야 한다. 왜냐하면, 상기 지지부가 상기 핀홀보다 큰 직경을 갖는다는 사실과 상기 지지부와 상기 핀부가 일체형으로 되어있다는 사실로 인해, 상기 척을 분해하지 않으면 상기 리프트 핀을 교체 또는 정비할 수 없기 때문이다.Generally, the chuck consists of electrostatic chucks and bellows that form the top and bottom. On the other hand, the lift pin according to the prior art has a support portion fixed to the electrostatic chuck and a pin portion penetrating the bellows is integrated. In particular, the diameter of the support portion is larger than the diameter of the pin portion and at the same time larger than the diameter of the pinhole of the electrostatic chuck through which the pin portion passes. Accordingly, in order to replace the lift pin, the electrostatic chuck and the bellows must be disassembled. This is because the lift pin cannot be replaced or serviced without disassembling the chuck due to the fact that the support has a larger diameter than the pinhole and that the support and the pin are integral.

상기 리프트 핀을 교체하거나 정비하는 작업은 상기 리프트 핀의 구조때문에 상기 척을 분해하는 작업을 요구하므로, 시간 소요를 유발하는 비효율적인 작업이라는 문제점을 갖는다.Replacing or servicing the lift pin requires a work of disassembling the chuck due to the structure of the lift pin, and thus has a problem of inefficient work that causes time.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 효율적인 교체 작업을 가능하게 하는 리프트 핀을 제공하는 데 있다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a lift pin to enable an efficient replacement operation.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 리프트 핀을 구비한 척을 나타내는 장치 사시도이다.1 is a perspective view of an apparatus showing a chuck with a wafer lift pin in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 리프트 핀을 설명하기 위한 사시도이다.2 is a perspective view illustrating a wafer lift pin according to a preferred embodiment of the present invention.

도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 리프트 핀의 각 구성 부분을 설명하기 위한 사시도이다.2A to 2C are perspective views illustrating respective components of the wafer lift pin according to the preferred embodiment of the present invention.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 핀과 지지부를 분리하는 것이 가능한 웨이퍼 리프트 핀을 제공한다. 이 리프트 핀은 척에 고정되는 지지부, 상기 지지부에 고정되는 핀부 및 상기 핀부와 상기 지지부를 결합시키는 결합부를 구비한다. 이때, 상기 지지부 및 상기 핀부는 서로 분리되는 것을 특징으로 갖는다.In order to achieve the above technical problem, the present invention provides a wafer lift pin capable of separating the pin and the support. The lift pin has a support part fixed to the chuck, a pin part fixed to the support part, and a coupling part for coupling the pin part and the support part. At this time, the support portion and the pin portion is characterized in that separated from each other.

바람직하게는, 상기 지지부는 상기 척에 고정되기 위하여 바깥 표면의 둘레에 숫나사를 구비하고, 그 상부면 중앙부에 형성되는 홈의 내벽에 상기 핀부를 고정시키기 위한 암나사를 구비한다. 또한, 상기 핀부는 상기 지지부에 고정되기 위한 숫나사를 구비하는 것이 바람직하다. 상기 결합부는 상기 핀부에 견고하게 결합되기 위한 암나사가 형성된 홀을 구비하는 동시에 바깥 둘레가 다각형의 너트인 것이 바람직하다. 이에 더하여, 상기 결합부 및 상기 지지부는 일체형으로 구성될 수도 있다.Preferably, the support portion has a male screw around the outer surface to be fixed to the chuck, and a female screw for fixing the pin portion to the inner wall of the groove formed at the center of the upper surface thereof. In addition, the pin portion preferably has a male screw to be fixed to the support portion. Preferably, the coupling part has a hole in which a female thread is formed to be firmly coupled to the pin part, and at the same time, the outer circumference is a polygonal nut. In addition, the coupling portion and the support portion may be integrally formed.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided to ensure that the disclosed subject matter is thorough and complete, and that the spirit of the invention will be fully conveyed to those skilled in the art. Accordingly, the shape of the elements in the drawings and the like are exaggerated to emphasize a clearer description.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 리프트 핀을 구비한 척을 나타내는 장치 사시도이다.1 is a perspective view of an apparatus showing a chuck with a wafer lift pin in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 웨이퍼 척(300)은 정전척(210) 및 벨로우즈(200)를 구비한다. 상기 정전척(210)는 웨이퍼가 직접 얹혀지는 장치이다. 상기 벨로우즈(200)는 리프트 핀(100)이 고정되는 장치로서, 상승 및 하강 운동을 할 수 있는 장치이다. 이에 따라, 상기 리프트 핀(100)은 상기 벨로우즈(200)의 운동과 함께 상승 및 하강 운동을 한다. 상기 리프트 핀(100)은 상기 벨로우즈(200)에 결합되는 지지부(도시하지 않음)와 상기 지지부에 결합하는 핀부(140) 및 상기 지지부와 상기 핀부(140)를 고정시키는 결합부(120)로 구성된다.Referring to FIG. 1, the wafer chuck 300 includes an electrostatic chuck 210 and a bellows 200. The electrostatic chuck 210 is a device on which the wafer is directly mounted. The bellows 200 is a device to which the lift pin 100 is fixed, and is a device capable of lifting and lowering. Accordingly, the lift pin 100 moves up and down along with the movement of the bellows 200. The lift pin 100 includes a support part (not shown) coupled to the bellows 200, a pin part 140 coupled to the support part, and a coupling part 120 fixing the support part and the pin part 140. do.

이때, 상기 정전척(210)에는 상기 벨로우즈(200)의 운동에 따라 상승/하강하는 상기 핀부(140)가 지날수 있는 핀홀(215)이 형성된다. 따라서, 상기 핀홀(215)은 상기 리프트 핀(100)의 수직 연장선 상에서 상기 정전척(210)을 관통하는 영역이다. 상기 리프트 핀(100)은 복수개, 바람직하게는 세개 내지 네개인 것이 바람직하다.At this time, the electrostatic chuck 210 is formed with a pinhole 215 through which the pin portion 140 that passes / decreases in accordance with the movement of the bellows 200 is formed. Accordingly, the pinhole 215 penetrates the electrostatic chuck 210 on a vertical extension line of the lift pin 100. The lift pin 100 is preferably a plurality, preferably three to four.

상기 벨로우즈(200)가 상승하면, 상기 핀부(140)는 상기 정전척(210) 위로 돌출된다. 이를 이용하여, 웨이퍼를 로딩 또는 언로딩하게 된다. 즉, 상기 웨이퍼 로딩의 단계는 상기 벨로우즈(200) 및 상기 리프트 핀(100)을 상기 정전척(200)의 상부면보다 높게 상승시킨 후, 아암(arm)을 사용하여 상기 핀부(140) 상에 웨이퍼를 올려놓는 단계를 포함한다. 또한, 상기 웨이퍼 언로딩의 단계는 상기 벨로우즈(200) 및 상기 리프트 핀(100)을 상승시킴으로써, 상기 정전척(210)에 얹혀진 웨이퍼를 상승시킨 후, 아암을 사용하여 상기 웨이퍼만 반송하는 단계를 포함한다.When the bellows 200 rises, the pin 140 protrudes above the electrostatic chuck 210. Using this, the wafer is loaded or unloaded. That is, the step of loading the wafer raises the bellows 200 and the lift pin 100 higher than the upper surface of the electrostatic chuck 200, and then uses the arm on the wafer 140. The step of putting up. In addition, the wafer unloading may be performed by raising the bellows 200 and the lift pin 100 to raise the wafer loaded on the electrostatic chuck 210 and then conveying only the wafer using an arm. Include.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 리프트 핀을 나타내는 장치 사시도이다. 도 3a 내지 3c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 리프트 핀의 각 부분을 나타내는 사시도이다.2 is a perspective view of an apparatus showing a wafer lift pin in accordance with a preferred embodiment of the present invention. 3A to 3C are perspective views showing respective portions of the wafer lift pins according to the preferred embodiment of the present invention.

도 2 및 도 3a 내지 3c를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 리프트 핀은 지지부(110), 핀부(140) 및 결합부(120)를 포함한다.2 and 3A to 3C, a wafer lift pin according to an embodiment of the present invention includes a support 110, a pin 140, and a coupling 120.

상기 지지부(110)와 상기 벨로우즈(200)의 고정을 위해, 상기 지지부(110)의 표면에는 숫나사(113)를 형성하고 상기 벨로우즈(200)의 내벽에는 암나사가 형성된 하부홈을 형성하는 것이 바람직하다. 상기 지지부(110)는 상기 하부홈의 깊이와 동일할 수도 있고, 상기 하부홈의 깊이보다 긴 길이의 두께를 가질 수도 있다. 따라서, 상기 지지부(110)는 상기 벨로우즈(200) 내에 완전히 매립될 수 있고, 상기 벨로우즈(200)보다 높은 상부면을 가질 수도 있다. 또한, 상기 지지부(110)의 상부면 중앙에는 상기 핀부(140)가 고정되도록 그 내벽에 암나사(112)가 형성된 홈(111)이구비된다.In order to fix the support 110 and the bellows 200, it is preferable to form a male screw 113 on the surface of the support 110 and a lower groove formed with a female screw on the inner wall of the bellows 200. . The support 110 may be the same as the depth of the lower groove, or may have a thickness longer than the depth of the lower groove. Accordingly, the support 110 may be completely embedded in the bellows 200, and may have a higher upper surface than the bellows 200. In addition, a groove 111 having a female thread 112 formed on an inner wall thereof is provided at the center of the upper surface of the support 110 to fix the pin 140.

상기 핀부(140)는 긴 원통형의 모양을 갖되, 그 하부에는 상기 지지부(110) 및 상기 결합부(120)와의 결합을 위한 숫나사(141)가 형성된다. 더 자세하게는, 상기 숫나사(141)는 상기 지지부(110)의 홈(111)에 형성된 암나사(112) 및 상기 결합부 홀(121)에 형성된 암나사(122)에 결합된다. 이때, 상기 핀부(140)는 나사선을 이용하여 상기 지지부(110)와 결합되는 동시에 상기 지지부(110)에 대해 분리될 수 있다는 사실로 인해, 상기 핀부(140)를 교체하거나 높이를 조절하기 위해 상기 벨로우즈(200)와 상기 정전척(210)을 분리할 필요는 없다. 이에 따라, 상기 리프트 핀(100)의 교체 및 정비를 위한 공정 시간을 획기적으로 단축시킬 수 있다.The pin portion 140 has a long cylindrical shape, the lower portion is formed with a male screw 141 for coupling with the support 110 and the coupling portion 120. In more detail, the male screw 141 is coupled to the female screw 112 formed in the groove 111 of the support 110 and the female screw 122 formed in the coupling part hole 121. In this case, due to the fact that the pin portion 140 may be coupled to the support portion 110 using a screw thread and at the same time may be separated from the support portion 110, the pin portion 140 may be replaced or the height may be adjusted. It is not necessary to separate the bellows 200 and the electrostatic chuck 210. Accordingly, the process time for the replacement and maintenance of the lift pin 100 can be significantly shortened.

상기 결합부(120)는 서로 결합된 핀부(140) 및 지지부(110)의 결합을 고정시키는 역할을 한다. 이를 위하여, 상기 결합부(120) 역시 그 내벽에 암나사(122)가 형성되는 결합부 홀(121)을 구비한다. 이때, 상기 결합부(120)는 상기 핀부(140) 상부의 높이가 동일하도록 조절하는 기능을 가질 수도 있다. 상기 결합부(120)의 외벽은 정다각형의 모양, 예를 들면 정육각형의 모양을 갖는 너트인 것이 바람직하다.The coupling part 120 serves to fix the coupling of the pin part 140 and the support part 110 coupled to each other. To this end, the coupling part 120 also includes a coupling part hole 121 in which an internal thread 122 is formed on an inner wall thereof. At this time, the coupling portion 120 may have a function of adjusting the height of the upper portion of the pin 140. The outer wall of the coupling portion 120 is preferably a nut having a regular polygonal shape, for example, a regular hexagonal shape.

본 발명의 또다른 실시예로, 상기 결합부(120) 및 상기 지지부(110)는 일체형으로 형성될 수도 있다. 이처럼 상기 결합부(120)와 상기 지지부(110)가 분리되지 않더라도, 상기 핀부(140)와 상기 지지부(110)가 분리 가능한 경우에는 상기 핀부(140)의 교체 및 정비를 쉽게하고자 하는 본 발명의 목적을 달성할 수 있다. 또한, 다른 길이를 갖는 여러 종류의 핀부(140)들을 준비하여 사용하는 방식으로, 상기 리프트 핀(100)의 수평 조절 작업을 실시할 수도 있다.In another embodiment of the present invention, the coupling portion 120 and the support 110 may be formed integrally. As such, even when the coupling part 120 and the support part 110 are not separated, when the pin part 140 and the support part 110 are separable, the pin part 140 may be easily replaced and maintained. The purpose can be achieved. In addition, the horizontal adjustment of the lift pin 100 may be performed by preparing and using various types of pins 140 having different lengths.

본 발명에 따르면, 척을 분해하지 않을지라도 리프트 핀의 높이를 조절하거나 교체하는 것이 가능하다. 이에 따라, 리프트 핀의 높이 조절 또는 교체에 따른 시간 손실을 최소화 할 수 있다.According to the invention, it is possible to adjust or replace the height of the lift pins even without disassembling the chuck. Accordingly, time loss due to height adjustment or replacement of the lift pins can be minimized.

Claims (7)

척에 고정되는 지지부;A support fixed to the chuck; 상기 지지부에 고정되는 핀부; 및A pin part fixed to the support part; And 상기 핀부와 상기 지지부를 결합시키는 결합부를 구비하되, 상기 지지부 및 상기 핀부는 서로 분리되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 리프트 핀.And a coupling part for coupling the pin part and the support part, wherein the support part and the pin part are separated from each other. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 지지부는 상기 척에 고정되기 위하여 바깥 표면의 둘레에 숫나사를 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 리프트 핀.And the support has a male thread around an outer surface for securing to the chuck. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 지지부는 그 상부면 중앙부에 형성되는 홈의 내벽에 상기 핀부를 고정시키기 위한 암나사를 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 리프트 핀.And the support portion includes a female screw for fixing the pin portion to an inner wall of a groove formed at a central portion of the upper surface thereof. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 핀부는 상기 지지부에 고정되기 위한 숫나사를 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 리프트 핀.And the pin portion includes a male screw to be fixed to the support portion. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 결합부는 그 중앙부를 관통하는 결합부 홀 및 상기 결합부 홀의 내벽에 형성된 암나사를 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 리프트 핀.And the coupling part includes a coupling part hole penetrating through a central portion thereof and a female screw formed on an inner wall of the coupling part hole. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 결합부는 상기 핀부의 높이를 조절하기 위해, 바깥 둘레가 다각형의 너트인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 리프트 핀.Wafer lift pin, characterized in that the coupling portion is a nut of the outer periphery, in order to adjust the height of the pin portion. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 결합부 및 상기 지지부는 일체형으로 구성되는 것을 또다른 특징으로 하는 웨이퍼 리프트 핀.And the coupling portion and the support portion are integrally formed.
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