KR20030060225A - 웨이퍼의 슬라이딩 방지와 정밀한 장착을 위한 가이드 핀 - Google Patents

Abstract

본 발명은 서셉터상에 놓여지는 웨이퍼의 유동을 방지하기 위한 가이드 핀에 관한 것으로서, 서셉터상에서 수직 상방으로 돌출되게 결합되고 상기 서셉터상에 놓여지는 웨이퍼의 외주와 접하는 상면은 상기 서셉터의 중심을 향해서 경사진 복수 개의 핀으로 이루어지는 가이드 핀을 제공한다.

본 발명에 의하면 웨이퍼가 서셉터 상단의 정확한 위치에 안착될 수 있으며, 더욱이 열전달에 의해 웨이퍼가 튀어서 정확한 위치를 벗어나더라도 가이드 핀의 상면에 형성된 경사면에 의하여 본래의 위치로 복귀될 수 있도록 해준다.

Description

웨이퍼의 슬라이딩 방지와 정밀한 장착을 위한 가이드 핀{Wafer guide pin for prevention of sliding and precise installation}

본 발명은 가이드 핀에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반도체 제조장비인 챔버(chamber) 내부에 설치되어 웨이퍼(wafer)를 안정되게 안착할 수 있게 하는 서셉터(susceptor) 상단에 결합되는 가이드 핀에 관한 것이다.

반도체소자의 박막증착 및 패터닝 등의 공정은 통상 챔버형 프로세스 모듈(process module)내에서 이루어지는데, 일반적인 챔버형 프로세스 모듈은 그 내부에 웨이퍼가 안착되면 소스 및 반응물질 공급부를 통해서 유입되는 소스 및 반응물질의 화학반응에 의하여 웨이퍼가 증착 및 패터닝되게 된다.

도 1은 종래 웨이퍼를 안착시키기 위해 가이드 핀이 결합된 서셉터에 대한 평면도이며, 도 2는 도 1의 AA′라인에 따른 단면도이다.

도 1, 도 2에 도시된 종래 가이드 핀이 결합된 서셉터를 살펴보면, 소스 및 반응물질 간의 화학반응을 가속하기 위해서 내부에 히터(미도시)가 내장된 서셉터(3)와, 상기 서셉터(3) 내부를 관통하여 수직 방향으로 승, 하강이 가능한 3개의 리프트 핀(7)과, 상기 서셉터(3)의 중앙부에 안착되는 웨이퍼(1)와, 상기 웨이퍼(1)의 위치를 고정시키기 위한 3개의 가이드 핀(5)으로 이루어져 있음을 알 수가 있다.

도 1에서는 리프트 핀(7)과, 가이드 핀(5)을 각각 3개로서 나타나 있는데, 이는 단지 종래 기술에서 일례로 사용되는 리프트 핀, 가이드 핀에 대한 예시일 뿐이다.

상기와 같은 구성의 서셉터는 리프트 핀(7)이 외부 구동수단(미도시)에 의하여 승강된 상태에서 로봇 암(robot arm,미도시)이 웨이퍼(1)를 챔버 내부로 이동시켜 리프트 핀(7) 상부에 올려놓으면 리프트 핀(7)이 외부 구동수단에 의하여 하강하게 되고 이에 따라 상기 웨이퍼(1)는 히터가 내장된 서셉터(3) 상단에 놓여지게 되는데 만일 웨이퍼가 서셉터 상단의 중앙부가 아닌 한 쪽으로 치우쳐서 놓여지게 되면 웨이퍼의 올바른 공정과정이 수행되지 못하기 때문에 웨이퍼가 서셉터 상단에 정확하게 위치를 잡게 하기 위한 역할을 가이드 핀(5)이 담당하고 있는 것이다.

그러나 도 1, 도 2에서 확인할 수 있듯이 종래에는 가이드 핀(5)과 웨이퍼(1)의 외주 사이에는 일정한 간격 △S를 두어 웨이퍼(1)가 서셉터 상단에서 유동되지 않고 고정될 수 있도록 하고 있는데, 이러한 간격을 가지는 구성에서는 서셉터의 리프트 핀(7)이 웨이퍼(1)를 상부에 올려놓은 상태에서 하강시 유동에 의해 웨이퍼(1)가 한 쪽으로 미동을 하게 되고 이에 따라 서셉터상단의 정확한 위치를 벗어나서 접하게 되는 결과를 가져온다.

상기와 달리 서셉터상단의 정확한 위치에 웨이퍼(1)가 놓여진 경우라도 히터에 의한 열 전달에 있으면 웨이퍼(1)가 서셉터 상단에서 튀는 현상이 종종 발생하는데 이러한 수직적 유동은 웨이퍼(1)를 처음의 정확한 안착위치에서 이탈되게 하게 된다.

비록 웨이퍼가 서셉터 상단에 정확하게 위치를 잡게 하기 위한 역할을 가이드 핀이 담당한다고 할 지라도 가이드 핀과 웨이퍼의 외주 사이에 존재하는 간격△S는 웨이퍼가 서셉터의 정확한 안착위치에서 이탈될 수 있는 가능성을 항상 가지고 있고 이에 따라 웨이퍼의 공정과정의 악영향, 즉 반도체 소자의 품질저하 결과를 초래하는 심각한 문제점을 가지고 있는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 웨이퍼가 서셉터상에서 안정적으로 안착될 수 있는 가이드 핀을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

도 1은 종래 서셉터 상의 웨이퍼와 가이드 핀을 보여주는 평면도.

도 2는 도 1의 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 가이드 핀을 서셉터 상에서 웨이퍼와의 결합을 보여주는 평면도.

도 4는 도 3의 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 웨이퍼 3 : 서셉터

5 : 가이드 핀 7 : 리프트 핀

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 서셉터상에 놓여지는 웨이퍼의 유동을 방지하기 위한 가이드 핀에 있어서, 서셉터상에서 수직 상방으로 돌출되게 결합되고 상기 서셉터상에 놓여지는 웨이퍼의 외주와 접하는 복수 개의 핀으로 이루어지는 것을 그 특징으로 한다.

상기 가이드 핀의 상면은 상기 서셉터의 중심을 향해서 경사진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가이드 핀은 그 직경이 300㎜ 이상의 대면적 웨이퍼의 안착이 가능한 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 따른 가이드 핀이 서셉터에 결합되어 서셉터 상단에 올려진 웨이퍼를 고정하고 있는 도 3을 살펴보면 서셉터(30)와, 상기 서셉터(30)에 결합되어 있는 3개의 가이드 핀(50)과, 상기 가이드 핀의 일 측면과 외주가 접하고 있는 웨이퍼(10)와, 상기 서셉터(30)의 내부를 관통하여 상기 웨이퍼(10)의 하면과 접하고 있는 3개의 리프트 핀(70)을 도시하고 있다.

도 1에서의 가이드 핀(50)은 3개로 도시되어 있으나, 이는 종래 기술의 일례인 도 1과의 비교를 위한 것으로서 본 발명은 가이드 핀의 개수에는 한정되지 않으며 다양하게 변경될 수 있음은 자명하다.

본 발명의 실시예에 따르면 웨이퍼(10)의 외주면과 복수 개의 가이드 핀(50)의 일 측면은 상호 접하고 있어 그 사이에는 간격이 없게 구성되어 있는데, 이것은 도 1의 BB′라인에 대한 단면도인 도 2에서 웨이퍼(10)가 서셉터 상단에서 가이드 핀(50)에 의해서 고정되어 있는 것을 살펴보면 더욱 명확하게 알 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따라 서셉터(30) 상단에 결합되는 가이드 핀(50)은 그 상면은 평면 및 원형상 등으로 다양하게 형성될 수 있으나 웨이퍼(10)가 리프트 핀(70)의 승, 하강에 따른 운동과 관련하여 서셉터(30) 중심부의 정확한 위치에 안착되기 위해서는 서셉터(30)의 중심을 향해서 기울어져 형성되는 것이 작동구성과 관련되어 바람직하다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 가이드 핀이 결합된 서셉터는 리프트 핀(70)이 외부 구동수단(미도시)에 의하여 승강된 상태에서 로봇 암(robot arm,미도시)이 웨이퍼(10)를 챔버 내부로 이동시켜 리프트 핀(70) 상부에 올려놓으면 리프트 핀(70)이 외부 구동수단에 의하여 하강하게 되고 이에 따라 상기 웨이퍼(10)는 히터(미도시)가 내장된 서셉터(30) 상단에 놓여지게 된다.

이때 서셉터(30) 상단에 놓여진 웨이퍼(10)의 외주는 가이드 핀(70)의 일 측면과 접하여 고정되므로 웨이퍼(10)가 서셉터(30) 상단에서 유동없이 정확한 자리를 잡을 수 있게 되는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 가이드 핀은 만일 웨이퍼(10)가 올려져야 할 리프트 핀(70) 상부 정확한 위치에서 약간의 편차를 두고 올려져서 서셉터(30) 상단의 정확한 위치가 아니라 한 쪽으로 약간 치우쳐서 놓여지게 되는 경우 및 열전달에 의해 웨이퍼(10)가 튀는 경우 등에도 가이드 핀(50)의 상면에 형성된 경사면을 따라 웨이퍼(10)는 미끄러지게 되어 웨이퍼(10)는 결국 서셉터(30) 상단의 정확한 위치에 안착될 수 있게 한다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 한정하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 다양한 변경 또는 수정이 가능함은 당업자에 자명하다 할 것이다.

본 발명에 의하면 서셉터 상단에 놓여지는 웨이퍼의 외주와 가이드 핀의 일 측면이 접하게 하여 웨이퍼를 서셉터 상단에 안정하게 장착될 수 있도록 하여 챔버내에서의 웨이퍼의 이동으로 인한 공정과정의 악영향을 방지할 수 있게 해준다.

또한, 서셉터 내부의 히터에 의한 열 전달이 있음에 따라 웨이퍼가 튀는 경우뿐 아니라 웨이퍼를 승, 하강시키는 리프트 핀의 운동에 따라 웨이퍼가 미세 유동되는 경우에 가이드 핀의 상면에 형성된 경사면을 따라 웨이퍼가 제자리로 다시 안착될 수 있도록 함으로서 챔버 내에서의 공정과정을 보다 안정적으로 수행할 수 있는 이점을 제공한다.

Claims (3)

1. 서셉터상에 놓여지는 웨이퍼의 유동을 방지하기 위한 가이드 핀에 있어서,

   서셉터상에서 수직 상방으로 돌출되게 결합되고 상기 서셉터상에 놓여지는 웨이퍼의 외주와 접하는 복수 개의 핀으로 이루어지는 가이드 핀.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 가이드 핀의 상면은 상기 서셉터의 중심을 향해서 경사진 것을 특징으로 하는 가이드 핀.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 가이드 핀은 그 직경이 300㎜ 이상의 대면적 웨이퍼의 안착이 가능한 가이드 핀.