KR20050018468A

KR20050018468A - 리프트핀 지지대

Info

Publication number: KR20050018468A
Application number: KR1020030056330A
Authority: KR
Inventors: 김용진
Original assignee: 주성엔지니어링(주)
Priority date: 2003-08-14
Filing date: 2003-08-14
Publication date: 2005-02-23
Also published as: KR100994074B1

Abstract

본 발명은 반도체 장치의 리프트핀 지지대에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공정챔버 내에 안착되는 서셉터의 측면에 형성된 리프트핀 홀을 통하여 승하강하는 리프트핀을 지지하기 위한 리프트 핀 지지대로서, 상기 리프트핀의 승하강에 따라 상기 리프트핀과 주기적으로 접촉하는 상단 커버와; 상기 공정챔버의 하단과 결합되며 상기 상단 커버와 다른 재질로 제조되는 하단 베이스를 포함하는 리프트 핀 지지대에 관한 것이다.

본 발명의 리프트핀 지지대는 상단이 리프트핀과 동일한 재질로 제조되어, 리프트핀의 반복적인 접촉에 의하여 마모되지 않기 때문에 공정챔버 내에서 파티클의 발생을 방지할 수 있다.

Description

리프트핀 지지대{Lift Pin Supporter}

본 발명은 리프트핀 지지대에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공정챔버의 하부에 설치되어 반도체 소자 제조공정에서 리프트핀과 공정챔버의 접촉에 의한 파티클 생성을 방지하는 리프트핀 지지대에 관한 것이다.

최근 과학기술의 발전에 따른 신소재 물질의 개발 및 이의 처리방법은 특히 반도체 분야에서 활용되어 초고밀도 집적회로 등을 구현하는 것이 가능하게 되었다. 반도체 소자란, 일반적으로 웨이퍼 상에 연속적으로 이루어지는 박막 증착 공정과, 이러한 박막을 처리하는 박막처리공정을 통하여 구현되는 데, 상기 박막 증착 공정 및 이의 처리공정은 통상 반도체 제조장치를 통해 이루어지며, 특히 웨이퍼 상에 박막의 증착과 같은 실질적인 공정은 공정챔버에서 이루어진다.

도 1은 종래 공정챔버를 개략적으로 도시한 단면도로서, 공정챔버(10) 내부에는 웨이퍼(30)가 안착되는 서셉터(22)가 구비되며, 이의 벽면에는 외부로부터 상기 웨이퍼(30)를 로딩 또는 언로딩 할 수 있는 게이트 밸브(50)와, 공정가스를 배출할 수 있는 배기구(52) 등이 설치된다. 상기 서셉터(22)는 그 상부에 안착되는 웨이퍼(30)의 로딩(loading) 및 언로딩(unloading)을 원활하게 진행하기 위하여 다수의 리프트핀(140)이 각각 관통하는 리프트핀 홀(142)을 구비하고 있다.

상기 게이트 밸브(50)를 통하여 공정챔버 내부로 로딩된 웨이퍼(30)는 상기 서셉터(22) 상면에 안착하여 상기 서셉터(22)와 함께 상승하고 그 상면에서 공정가스의 증착이 완료된 후에는 상기 웨이퍼(30)는 상기 서셉터(22)와 함께 하강한 뒤 상기 게이트 밸브(50)를 통하여 언로딩된다.

서셉터(22)의 승하강은 모터(미도시)의 작동을 통하여 이루어지는 데, 모터는 서셉터(22)의 저면과 연결되어 공정챔버의 외부로 연장된 서셉터 구동판(26)을 승하강시키고, 서셉터 구동판(26)과 서셉터 구동축(24)을 통하여 연결되는 상기 서셉터(22)는 이에 연동하여 승하강하게 된다.

이와 같은 웨이퍼(30)의 서셉터(22)로의 로딩 및 언로딩 전후에 상기 웨이퍼는 상기 서셉터(22)를 관통하는 다수의 리프트핀 홀(42)에 삽입되는 리프트핀(40)에 의하여 떠받쳐지게 된다. 상기 리프트핀(40)의 상단부(40a)는 리프트핀 홀(42)을 관통할 수 있는 하단부보다 큰 직경을 가지고 설치되어 리프트핀(40)이 상기 서셉터(22)의 승하강에 따라 리프트핀 홀(42)을 완전히 관통할 수 없도록 한다. 한편 상기 리프트핀 홀(42)의 상면(42a)은 상기 리프트핀의 상단부(40a)에 대응하는 형상을 하고 있으며, 상기 리프트핀 홀의 상면(42a)의 직경을 상기 리프트핀 상단부(40a)보다 크게 함으로써, 상기 리프트핀 상단부(40a)가 상기 리프트핀 홀의 상면(42a)에 완전히 삽입되도록 하는 것이 바람직하다.

다수의 리프트핀(40)은 상기 리프트핀 홀(42)에 삽입된 상태로 일정정도 승하강하는 데, 주기적으로 공정챔버(10)의 하부와 접촉한다.

웨이퍼(30)의 로딩을 위하여 서셉터 구동판(26, 도 1 참조)이 하강하게 되면 서셉터 구동축(24)을 통하여 상기 서셉터 구동판(26)과 연결된 서셉터(22)는 하강하여 '홈포지션'으로 이동하게 되는데, 이 때 서셉터(22)에 장착된 리프트핀(40)의 하부는 공정챔버의 하부에 닿아 서셉터(22)의 상부로 돌출 된다.

이와 같이 서셉터(22)의 하강으로 리프트핀(40)이 돌출 되면, 게이트 밸브(50, 도 1 참조)를 통하여 웨이퍼(30)가 공정챔버(10) 내부로 인입되어 돌출된 리프트핀(40)위에 놓여진다.

게이트 밸브(50)가 닫히고 웨이퍼(30)의 로딩이 완료되면 서셉터(22)는 상승하게 되는 데, 도 2b에 도시한 바와 같이 서셉터(22)가 상승함에 따라 공정챔버(10)의 하부에 의하여 지지되어 서셉터(22)의 상부로 돌출된 리프트핀(40)은 중력에 의하여 하강하여 웨이퍼(30)를 서셉터(22) 상면에 안착시키게 된다. 서셉터(10)는 일정 거리만큼 더욱 상승하여 상면에 웨이퍼(30)가 안착되고 리프트핀(40)이 삽입된 상태에서 실질적인 증착이 일어난다.

증착이 완료되면 서셉터(22)는 웨이퍼(30)가 안착된 상태에서 하강하게 되는 데, 서셉터(22)가 하강하여 다시 홈포지션으로 이동하면, 리프트핀(40)은 공정챔버(10)의 하부에 닿아 서셉터(22)위로 돌출되고, 이에 따라 웨이퍼(30)는 리프트핀(40)에 지지된 상태로 상승하게 된다.

이후, 공정챔버(10)의 게이브 밸브(50)가 개방되어 증착 처리된 웨이퍼(30)를 공정챔버의 외부로 언로딩함으로써 공정이 완료된다.

그러나, 이와 같이 공정챔버 내에서의 웨이퍼의 로딩, 증착 및 언로딩 과정이 이루어지는 상태에서 서셉터에 삽입되는 리프트핀은 반복적으로 공정챔버의 하부와 접촉하게 된다. 통상적으로 알루미나(Al₂O₃)로 제조되는 리프트핀(40)은 알루미늄으로 제조되는 공정챔버(10)와 반복적으로 접촉하여 공정챔버의 하부를 내부에 파티클(particle)을 형성하게 된다. 생성된 파티클은 공정챔버의 하부에 부착되어 공정챔버를 오염시키게 되고 이를 제거하기 위해서 공정챔버 세정 사이클의 주기가 짧아지게 되면, 공정의 효율성이 감소하게 되고, 생성된 파티클로 인하여 웨이퍼 상에 불순물이 첨가되어 제품의 불량을 초래하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 리프트핀의 반복적인 승하강에 따라 발생하는 파티클의 생성을 방지할 수 있는 리프트핀 지지대를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 공정챔버와의 결합에 의한 파손을 억제할 수 있는 리프트핀 지지대를 제공하고자 하는 것이다.

상기한 목적을 위하여 본 발명은 공정챔버 내에 안착되는 서셉터의 측면에 형성된 리프트핀 홀을 통하여 승하강하는 리프트핀을 지지하기 위한 리프트 핀 지지대로서, 상기 리프트핀의 승하강에 따라 상기 리프트핀과 주기적으로 접촉하는 상단 커버와, 상기 공정챔버의 하부와 결합되며 상기 상단 커버와 다른 재질로 제조되는 하단 베이스를 포함하는 리프트핀 지지대를 제공한다.

상기 리프트핀 지지대의 상기 상단 커버는 상기 리프트핀과 동일한 재질로 제조되며, 상기 하단 베이스는 상기 공정챔버와 동일한 재질로 제조되며, 상기 하단 베이스는 상기 공정챔버의 하부와 볼트 결합수단에 의하여 결합되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 첨부하는 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명의 리프트핀 지지대를 구비하고 있는 공정챔버를 개략적으로 도시한 단면도로서, 공정챔버(110) 내부에는 웨이퍼(130)가 안착되는 서셉터(122)가 구비되며, 이의 벽면에는 외부로부터 상기 웨이퍼(130)를 로딩 또는 언로딩 할 수 있는 게이트 밸브(150)와, 공정가스를 배출할 수 있는 배기구(152) 등이 설치된다.

상기 서셉터(122)는 그 상부에 안착되는 웨이퍼(130)의 로딩(loading) 및 언로딩(unloading)을 원활하게 진행하기 위하여 다수의 리프트핀(140)이 각각 관통하는 리프트핀 홀(142)을 구비하고 있다. 또한, 본 발명에서는 상기 리프트핀(140)의 반복적인 승하강에 따르는 공정챔버(110) 하부의 주기적인 접촉에 의하여 야기되는 파티클의 발생을 방지하기 위한 리프트핀 지지대(144)가 공정챔버 하부에 결합되어 있다.

본 발명의 리프트핀 지지대(144)는 상기 다수의 리프트핀(140)과 대응하여 공정챔버 하부에 형성되는 데, 상기 리프트핀(140)의 승하강에 따라 상기 리프트핀과 주기적으로 접촉하는 상단 커버(144a)와 상기 공정챔버(110)의 하부와 결합되는 하단 베이스(144b)로 구성되어 있다. 상기 상단 커버(144a)는 통상적으로 알루미나에 의하여 코팅되는 리프트핀(140)과 동일한 재질로 제조됨으로써, 반복적인 접촉에 의하여 형성되는 파티클의 발생을 방지할 수 있다.

상기 하단 베이스(144b)는 상기 공정챔버(110)의 하부와 결합되어 리프트핀 지지대(144)를 상기 리프트핀(140)과 대응되는 위치에 고정시키게 된다. 하단 베이스(144b)와 공정챔버(110)의 하부는 다양한 결합수단을 통하여 결합될 수 있는 데, 예컨대 공정챔버의 하부에 홈을 형성한 뒤, 상기 홈에 대응되는 볼트 결합수단을 하단 베이스 하부에 형성함으로써, 결합될 수 있다.

하단 베이스(144b)는 상기 상단 커버(144a)와 다른 재질로 제조되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 리프트핀(140)과의 접촉에 의한 파티클 발생을 억제하기 위하여 상기 리프트핀(140)과 동일 재질로 제조되는 상단 커버(144a)와 동일한 재질로 하단 커버(144b)를 제조하는 경우, 공정챔버(110)와의 결합 과정에서 많은 문제가 발생하기 때문이다. 즉, 상단 커버(144a)와 동일 재질로 제조되는 하단 베이스(144b)가 통상적으로 알루미늄으로 제조되는 상기 공정챔버(110)와 결합하는 과정에서 조립이 잘못되는 경우 상기 하단 베이스(144b)가 파손될 수 있는 데, 이를 공정챔버(110)의 하부에 결합된 하단 베이스(144b)만을 교체하기 곤란하여 공정챔버(110) 전체를 해체할 수 있기 때문이다.

따라서, 상기 하단 베이스(144b)는 상기 상단 커버(144a)와 다른 재질로 제조되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 상기 공정챔버(110)와 동일 재질로 제조된다.

상기 게이트 밸브(150)를 통하여 공정챔버 내부로 로딩된 웨이퍼(130)는 상기 서셉터(122) 상면에 안착하여 상기 서셉터와 함께 상승하고 그 상면에서 공정가스의 증착이 완료된 후에는 상기 웨이퍼(130)는 상기 서셉터(122)와 함께 하강한 뒤 상기 게이트 밸브(150)를 통하여 언로딩된다

서셉터(122)의 승하강은 모터(미도시)의 작동을 통하여 이루어지는 데, 모터는 서셉터(122)의 저면과 연결되어 공정챔버의 외부로 연장된 서셉터 구동판(126)을 승하강시키고, 서셉터 구동판과 서셉터 구동축(124)을 통하여 연결되는 상기 서셉터(122)는 이에 연동하여 승하강하게 된다.

이와 같은 웨이퍼(130)의 서셉터(122)로의 로딩 및 언로딩 전후에 상기 웨이퍼는 상기 서셉터(122)를 관통하는 다수의 리프트핀 홀(142)에 삽입되는 리프트핀(140)에 의하여 떠받쳐지게 된다. 상기 리프트핀(140)의 상단부(140a)는 하단부보다 큰 직경을 가지고 설치되며, 상기 리프트핀 홀(142)의 상면(142a)은 상기 리프트핀 상단부(140a)와 대응되는 형상을 하고 있음은 종래 기술과 동일하다.

다수의 리프트핀(140)은 상기 리프트핀 홀(142)에 삽입된 상태로 일정정도 승하강하여 본 발명의 리프트핀 지지대(144)와 주기적으로 접촉하는 데, 이를 도 4a 및 도 4b를 참조하여 설명한다.

웨이퍼(130)의 로딩을 위하여 서셉터 구동판(126, 도 3 참조)이 하강하게 되면 서셉터 구동축(124)을 통하여 상기 서셉터 구동판(126)과 연결된 서셉터(122)는 하강하여 홈포지션으로 이동하게 되는데, 이 때 서셉터(122)에 장착된 리프트핀(140)의 하부는 리프트핀 지지대(144)의 상단 커버(144a)의 상면에 닿아 서셉터(122)의 상부로 돌출 된다.

이와 같이 서셉터(122)의 하강으로 리프트핀(140)이 돌출 되면, 게이트 밸브(150, 도 3 참조)를 통하여 웨이퍼(130)가 공정챔버(110) 내부로 인입되어 돌출된 리프트핀(140)위에 놓여진다.

게이트 밸브(150)가 닫히고 웨이퍼(130)의 로딩이 완료되면 서셉터(122)는 상승하게 되는 데, 도 4b에 도시한 바와 같이 서셉터(122)가 상승함에 따라 리프트핀 지지대(144)에 의하여 지지되어 서셉터(122)의 상부로 돌출된 리프트핀(140)은 중력에 의하여 하강하여 웨이퍼(130)를 서셉터(122) 상면에 안착시키게 된다. 서셉터(110)는 일정 거리만큼 더욱 상승하여 상면에 웨이퍼(130)가 안착되고 리프트핀(140)이 삽입된 상태에서 실질적인 증착이 일어난다.

증착이 완료되면 서셉터(122)는 웨이퍼(130)가 안착된 상태에서 하강하게 되는 데, 서셉터(122)가 하강하여 다시 홈포지션으로 이동하면, 리프트핀(140)은 리프트핀 지지대(144)의 상단 커버(144a)의 상면과 다시 접촉하게 되어 서셉터(122)위로 돌출되고, 이에 따라 웨이퍼(130)는 리프트핀(140)에 지지된 상태로 서셉터(122)와 이격된다.

이후, 공정챔버(110)의 게이트 밸브(150)가 개방되어 증착 처리된 웨이퍼(130)를 공정챔버의 외부로 언로딩함으로써 공정이 완료된다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 다양한 변형과 변경이 가능하다는 것은 당업자에게는 자명하고, 그와 같은 변형과 변경은 본 발명의 정신을 훼손하지 않는 한 본 발명의 권리범위에 속한다는 것은 첨부하는 청구의 범위를 통하여 분명해질 것이다.

본 발명의 리프트핀 지지대는 리프트핀과 직접적으로 접촉하는 상단 커버를 리프트핀과 동일 재질로 제조하여 리프트핀의 반복적인 접촉으로 인한 파티클의 발생을 억제하였다.

또한, 공정챔버의 하부와 결합하는 하단 베이스는 상단 커버와 다른 재질로 제조함으로써, 공정챔버와의 결합 잘못으로 인한 파손을 억제할 수 있다.

도 1은 종래 반도체 제조장치의 공정챔버를 개략적으로 도시한 단면도;

도 2a 및 도 2b는 도 1의 공정챔버에 있어서, 서셉터의 승하강한 경우를 도시한 내부 단면도;

도 3은 본 발명의 공정챔버를 개략적으로 도시한 단면도;

도 4a 및 도 4b는 도 1의 공정챔버에 있어서, 서셉터의 승하강에 따른 리프트핀과 리프트핀 지지대의 상태를 도시한 내부 단면도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10, 110 : 공정챔버 22, 122 : 서셉터

24, 124 : 서셉터 구동축 40, 140 : 리프트핀

42, 142 : 리프트핀 홀 144 : 리프트핀 지지대

144a : 커버 144b : 베이스

50, 150 : 게이트 밸브

Claims

공정챔버 내에 안착되는 서셉터의 측면에 형성된 다수의 리프트핀 홀을 통하여 승하강하는 리프트핀을 지지하기 위한 리프트 핀 지지대로서,

상기 리프트핀의 승하강에 따라 상기 리프트핀과 주기적으로 접촉하는 상단 커버와;

상기 공정챔버의 하부와 결합되며, 상기 상단 커버와 다른 재질로 제조되는 하단 베이스

를 포함하는 리프트핀 지지대.
제 1항에 있어서,

상기 상단 커버는 상기 리프트핀과 동일한 재질로 제조되며,

상기 하단 베이스는 상기 공정챔버와 동일한 재질로 제조되는

리프트핀 지지대
제 1항에 있어서,

상기 하단 베이스는 상기 공정챔버와 볼트결합수단에 의하여 결합되는 리프트핀 지지대.