KR20050029538A - 반도체 제조 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 제조 장치에 관한 것으로서, 특히 반도체 공정 챔버의 페데스탈(Pedestal) 표면에 웨이퍼와 마찰 접촉하는 마찰부재를 설치하여 웨이퍼의 미끄러짐을 방지함으로써, 웨이퍼 손상을 방지하고 수율을 향상시킬 수 있도록 한 반도체 제조 장치에 관한 것이다.

본 발명에서는, 반도체 공정 챔버 내에 설치되어 상면에 웨이퍼를 안착시키는 페데스탈과; 상기 페데스탈의 상면 다수의 지점에 설치되어 안착되는 웨이퍼의 하면과 마찰접촉함으로써 웨이퍼의 미끄러짐을 방지하는 웨이퍼 미끄럼 방지부를 포함하는 반도체 제조 장치가 제공된다.

Description

반도체 제조 장치{Apparatus for manufacturing semiconductor devices}

본 발명은 반도체 제조 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반도체 공정 챔버의 페데스탈(Pedestal) 표면에 웨이퍼와 마찰 접촉하는 마찰부재를 설치하여 웨이퍼의 미끄러짐을 방지함으로써, 웨이퍼 손상을 방지하고 수율을 향상시킬 수 있도록 한 반도체 제조 장치에 관한 것이다.

반도체 제조 공정은, 반도체 웨이퍼에 박막의 적층 및 식각에 의한 패턴 공정과 이온 주입 공정 등을 반복적으로 실시하여 원하는 회로 동작 특성을 가지는 반도체 소자를 형성하는 과정이다.

이와 같은 반도체 제조 공정에 있어서, 예를들어 증착 공정과 같은 공정을 마친 웨이퍼는 고온의 상태를 유지하게 되므로 곧바로 카세트에 적재하여 다음의 공정으로 이동시키지는 못하고, 소정의 냉각 챔버(Cool down chamber)에 장입하여 저온으로 냉각시킨 후 다음의 공정으로 이송되게 된다.

웨이퍼를 냉각 챔버에 장입하는 과정에 있어서는, 로봇의 동작에 의해 고온의 웨이퍼를 냉각 챔버 내의 리프트 후프 핑거(Lift hoop finger)에 위치시키면, 리프트 후프 핑거가 하강하여 웨이퍼를 페데스탈 상면에 안착시키게 된다.

웨이퍼가 페데스탈 상면에 안착되면, 상기 페데스탈 내부를 흐르는 냉각수와 챔버 내부로 유입되는 아르곤 등의 냉각 가스에 의해 고온의 웨이퍼가 냉각되게 된다.

상기한 웨이퍼 냉각 과정에 있어서, 챔버 내부에는 냉각 가스 유입시 유지되고 있던 진공도에 차이가 발생하거나 냉각 가스의 흐름이 발생하게 된다.

이와 같이 챔버 내부의 진공도가 변화되거나, 냉각 가스의 흐름이 발생하고, 또는 공정의 진행을 위해 페데스탈이 이동하는 등 페데스탈에 안착된 웨이퍼에 교란이 작용하는 경우에는, 웨이퍼가 페데스탈로부터 미끄러져서 정위치를 벗어나게 된다.

그러나, 종래에는 페데스탈 위에 웨이퍼를 고정시키는 장치가 없었기 때문에 상기와 같은 작은 교란에 의하여도 웨이퍼가 미끄러져 정위치를 벗어나게 되는 문제가 있었다.

만일, 웨이퍼가 정위치를 벗어나게 되면, 페데스탈과 웨이퍼를 들어올리는 리프트 후프 핑거 사이에 끼어 웨이퍼가 깨지는 현상이 발생한다. 따라서, 이때에는, 그동안 웨이퍼 제조 공정에 투입된 비용에 대한 손실이 발생하고, 다운된 장비에 일정한 조치를 취한 다음에라야 공정을 계속 수행할 수 있으므로 수율이 저하되게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 본 발명의 목적은, 반도체 공정 챔버의 페데스탈 표면에 웨이퍼와 마찰 접촉하는 마찰부재를 설치함으로써, 웨이퍼의 미끄러짐을 근본적으로 방지하여, 웨이퍼 손상을 방지하고 수율을 향상시킬 수 있도록 하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는, 반도체 공정 챔버 내에 설치되어 상면에 웨이퍼를 안착시키는 페데스탈과; 상기 페데스탈의 상면 다수의 지점에 설치되어 안착되는 웨이퍼의 하면과 마찰접촉함으로써 웨이퍼의 미끄러짐을 방지하는 웨이퍼 미끄럼 방지부를 포함하는 반도체 제조 장치를 제공한다.

이와 같은 본 발명은, 페데스탈 상면에 웨이퍼가 안착되는 경우 웨이퍼의 저면이 미끄럼 방지부와 접촉함으로써, 챔버내 또는 외부적 교란에 의해 웨이퍼가 미끄러져 정위치를 벗어나는 것이 방지된다.

상기한 본 발명에 있어서, 상기 미끄럼 방지부는, 상기 페데스탈의 상면에 형성된 요홈과; 상기 요홈에 삽입 설치되어 상기 웨이퍼와 마찰 접촉하는 마찰부재를 더 포함할 수 있다.

한편, 상기한 본 발명에 있어서, 상기 미끄럼 방지부는, 상기 페데스탈의 상면에 형성된 요홈과; 상기 요홈 내부에 각각 상하 이동 가능하게 삽입설치되어 상기 웨이퍼와 마찰 접촉하는 마찰부재와; 상기 마찰부재의 하부에 설치되어 상기 마찰부재를 탄성지지하는 탄성부재를 포함하는 구성으로 할 수도 있다.

이 경우, 상기 탄성부재들로 하여금, 상기 마찰부재에 상기 웨이퍼가 올려지는 경우, 웨이퍼의 무게에 의해 웨이퍼의 저면이 페데스탈의 표면에 전체적으로 접촉되는 상태로 압축될 수 있는 탄성력을 가지도록 하면, 마찰부재 위에 웨이퍼가 올려질 때 상기 탄성부재가 눌려져서 웨이퍼의 저면이 페데스탈의 상면에 전체적으로 접촉하게 되며, 웨이퍼의 저면이 페데스탈의 상면에 접촉하는 상태에서도 상기 마찰부재는 상기 탄성부재의 탄력에 의하여 상기 웨이퍼의 저면에 마찰접촉하는 상태를 유지하게 된다. 따라서, 웨이퍼는 페데스탈 내부를 흐르는 냉각수의 영향을 그대로 받아 마찰부재를 설치하기 전과 동등한 냉각효과를 얻을 수 있으면서도, 마찰부재와의 접촉에 의해 미끄러짐이 방지된다.

이하, 첨부된 예시도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

첨부도면 도 1a 및 도 1b는, 본 발명의 제1실시예에 따른 반도체 제조 장치에 있어서의 페데스탈의 구성을 나타내는 것으로서, 도 1a에는 정면도가 도시되어 있고, 도 1b에는 평면도가 도시되어 있다.

도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는, 페데스탈(10)의 상면 다수 지점에 미끄럼 방지부로 마찰부재(20)가 설치되어, 웨이퍼(2)가 안착되는 경우 웨이퍼(2)의 하면이 상기 마찰부재(20)에 접촉하도록 함으로써 웨이퍼(2)의 미끄러짐을 방지하고 있다.

상기 마찰부재(20)는 웨이퍼(2)의 온도에 의하여 변형되지 않는 부재, 바람직하게는 내열고무로 이루어지며, 도면에 도시된 바와 같이, 가급적 두께를 얇게 구성하여 상기 웨이퍼(2)로 하여금 페데스탈(10) 내부를 흐르는 냉각수에 의한 열영향을 충분히 받을 수 있도록 한다.

여기서, 상기 마찰부재(20)는 상기 페데스탈(10) 상면에 본딩(Bonding) 등의 방법으로 부착될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 마찰부재(20)의 배치 관계에 대하여는 특별한 한정이 없다. 도 1b에는 상기 마찰부재(20)를 배치한 상태에 대한 하나의 예가 도시되어 있는 바, 이를 응용하여 여러가지 형태로 구현할 수 있다.

상기와 같이 이루어진 본 발명은 페데스탈(10) 상면에 마찰부재(20)가 설치되어 있음으로써, 웨이퍼(2)와의 마찰력이 향상되어 웨이퍼(2)가 안정적으로 안착된 상태를 유지하게 된다. 따라서, 챔버내에 냉각 가스의 흐름이 발생하는 등의 교란이 발생하여도 웨이퍼(2)가 미끄러져 정위치를 벗어나게 되는 문제를 줄일 수 있고, 그에 따라 웨이퍼(2)의 손상이나 장비의 다운을 방지함으로써 수율을 향상시킬 수 있다.

첨부도면 도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 반도체 제조 장치에 있어서의 페데스탈을 나타낸다. 도 1a 및 도 1b와 동일한 부분에 대하여는 동일한 참조번호를 부여하며, 그 반복되는 설명은 생략한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 반도체 제조 장치는, 페데스탈(10) 상면에 요홈(12)이 형성되고, 이 요홈(12) 내부에 마찰부재(20a)가 삽입설치된 구성으로 되어 있다.

상기 마찰부재(20a)는 상기 요홈(12)에 긴밀한 끼워맞춤으로 단순히 삽입된 상태를 유지하거나, 본딩 등의 방법으로 부착될 수 있다.

이와 같은 본 실시예는, 앞서 설명한 제1실시예에 비하여 마찰부재(20a)의 두께를 크게 할 수 있어 제조가 용이하고, 정밀도를 향상시킬 수 있다. 한편, 마찰부재(20a)를 단순히 삽입한 경우에는 마찰부재(20a)의 교체도 용이한 장점이 있다.

첨부도면 도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 반도체 제조 장치에 있어서의 페데스탈의 구성을 나타낸다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 반도체 제조 장치는 페데스탈(10)의 상면에 요홈(12)이 형성되고, 이 요홈(12) 내부에 마찰부재(20a)가 상,하 이동가능하게 삽입설치되며, 이 마찰부재(20a)의 저부를 탄성부재(30)로써 지지한 구성으로 되어 있다.

상기 탄성부재(30)는, 상기 웨이퍼(2)가 올려지는 경우 웨이퍼(2)의 무게에 의하여 압축될 수 있는 정도의 탄성력을 가져, 상기 웨이퍼(2)의 저면이 페데스탈(10)의 표면에 전체적으로 접촉되도록 한다.

상기한 탄성부재(30)는, 도면에 도시된 실시예와 같이 스프링으로 이루어질 수 있다.

이와 같은 본 실시예에 있어서는, 웨이퍼(2)가 안착되기 전에는, 상기 마찰부재(20a)가 상기 탄성부재(30)의 탄성력에 의하여 페데스탈(10) 표면으로부터 돌출되어 있게 된다.

이와 같은 상태에서 웨이퍼(2)를 올려놓으면, 웨이퍼(2)의 저면이 마찰부재(20a)에 닿고, 이어서 웨이퍼(2)의 무게에 의하여 탄성부재(30)가 눌려지게 된다.

상기 탄성부재(30)가 눌려지면, 상기 웨이퍼(2)의 저면은 상기 페데스탈(10)의 상면에 전체적으로 접촉하게 되며, 웨이퍼(2)의 저면이 페데스탈(10)의 상면에 접촉하는 상태에서도 상기 마찰부재(20a)는 상기 탄성부재(30)의 탄력에 의하여 상기 웨이퍼(2)의 저면에 마찰접촉하는 상태를 계속적으로 유지하게 된다.

따라서, 웨이퍼(2)는 페데스탈(10) 내부를 흐르는 냉각수의 영향을 그대로 충분히 받아 마찰부재(20a)를 설치하기 전과 동등한 냉각효과를 얻을 수 있으면서도, 마찰부재(20a)와의 접촉에 의해 미끄러짐이 방지된다.

상기의 실시예들에서는 반도체 공정 챔버 중 냉각 챔버에 대해서만 설명하였지만, 이와는 달리 웨이퍼를 미끄러짐 없이 페데스탈의 일정 위치에 유지하여야만 하는 모든 반도체 공정 챔버에 적용할 수 있다.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명은, 페데스탈 표면에 웨이퍼와 마찰 접촉하는 마찰부재를 설치함으로써, 챔버내 또는 외부적 교란에 의해 웨이퍼가 미끄러져 정위치를 벗어나는 문제가 근본적으로 해결된다.

따라서, 본 발명에 의하면, 페데스탈 위에서 정위치를 벗어남에 따른 웨이퍼의 손상이 방지되고, 그에 따라 장비의 다운을 줄여 수율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 의해, 상기 마찰부재를 탄성부재로 지지함으로써 웨이퍼의 저면이 페데스탈에 접촉하도록 한 경우에는, 웨이퍼의 미끄러지을 방지함과 동시에, 웨이퍼로 하여금 페데스탈 내부를 흐르는 냉각수의 영향을 잘 받아 냉각효과가 저하되는 것을 방지할 수 있다.

도 1a는 본 발명의 제1실시예에 따른 반도체 제조 장치에 있어서의 페데스탈의 구성을 나타내는 정면도

도 1b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미끄럼 방지부의 배치상태를 설명하기 위한 도 1a의 평면도

도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 반도체 제조 장치에 있어서의 페테스탈의 구성을 나타내는 정면도

도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 반도체 제조 장치에 있어서의 페데스탈의 구성을 나타내는 정면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

2 : 웨이퍼 10 : 페데스탈

12 : 요홈 20,20a : 마찰부재

30 : 탄성부재

Claims (3)

1. 반도체 공정 챔버 내에 설치되어 상면에 웨이퍼를 안착시키는 페데스탈; 및

   상기 페데스탈의 상면 다수의 지점에 설치되어 안착되는 웨이퍼의 하면과 마찰접촉함으로써 웨이퍼의 미끄러짐을 방지하는 웨이퍼 미끄럼 방지부를 포함하는 반도체 제조 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 미끄럼 방지부는,

   상기 페데스탈의 상면에 형성된 요홈; 및

   상기 요홈에 삽입 설치되어 상기 웨이퍼와 마찰 접촉하는 마찰부재를 더 포함하는 반도체 제조 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 미끄럼 방지부는, 상기 페데스탈의 상면에 형성된 요홈;

   상기 요홈 내부에 각각 상하 이동 가능하게 삽입설치되어 상기 웨이퍼와 마찰 접촉하는 마찰부재; 및

   상기 마찰부재의 하부에 설치되어 상기 마찰부재를 탄성지지하는 탄성부재를 더 포함하는 반도체 제조 장치.