KR20060003975A

KR20060003975A - 반도체 제조설비의 척 어셈블리

Info

Publication number: KR20060003975A
Application number: KR1020040051910A
Authority: KR
Inventors: 원준희
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-07-05
Filing date: 2004-07-05
Publication date: 2006-01-12

Abstract

본 발명은 반도체 제조설비의 척 어셈블리에서 정전척에 결합되는 에지링이 벨로우즈 업 시 크랙 및 브로큰이 발생되지 않도록 하는 반도체 제조설비의 척 어셈블리에 관한 것이다.

이를 위한 반도체 제조설비의 웨이퍼 척 어셈블리는, 상기 에지링이 상기 에지링이 상기 웨이퍼 척에 위치될 때, 상기 다수의 돌기의 주위에서 상기 에지링과 상기 웨이퍼 척을 정렬하기 위한 다수의 얼라인 핀과, 상기 다수의 얼라인 핀을 상기 에지링에 각각 고정하기 위해 상기 얼라인핀에 체결되는 다수의 고정핀과, 상기 에지링의 가장자리에 일정간격마다 형성된 다수의 고정홀을 포함되고, 상기 웨이퍼 척이 상기 다수의 얼라인핀이 각각 삽입 고정되는 다수의 핀홀을 포함한다.

반도체 제조설비에서 척 어셈블리의 에지링의 가장자리에 일정간격마다 고정홀을 형성하고 그 형성된 고정홀을 관통하여 고정핀과 얼라인 핀을 체결하여 웨이퍼 척에 형성된 핀홀에 삽입하므로, 패데스탈 벨로우즈 업 또는 다운 시 에지링의 브로큰 및 크랙발생을 방지한다.

패데스탈 벨로우즈, 슬라이딩, 얼라인 핀, 에지링

Description

반도체 제조설비의 척 어셈블리{CHUCK ASSEMBLE OF SEMICONDUCTOR PRODUCTION DEVICE}

도 1은 종래 기술에 따른 반도체 제조장치를 개략적으로 나타낸 구성단면도

도 2는 종래의 웨이퍼 척(130)에 에지링(150)이 장착되는 조립사시도

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 척 어셈블리의 조립 사시도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10: 에지링 12: 다수의 고정홀

14: 다수의 고정핀 15: 다수의 얼라인 핀

16: 다수의 돌기 18: 웨이퍼

20: 웨이퍼 척 22: 다수의 돌기홀

24: 다수의 클램프 홀 26: 다수의 핀홀

28: 진공라인 30: 가스유동라인

본 발명은 반도체 제조설비의 척 어셈블리에 것으로, 특히 반도체 제조설비의 척 어셈블리에서 정전척에 결합되는 에지링이 벨로우즈 업(BELLOWS UP) 시 크랙 및 브로큰이 발생되지 않도록 하는 반도체 제조설비의 척 어셈블리에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 웨이퍼는 사진, 확산, 식각, 화학기상증착 및 금속증착 등의 공정을 반복 수행함으로써 반도체 칩으로 제작되고, 이들 반도체 칩 제조 공정 중 확산, 식각, 화학기상증착 등의 공정은 밀폐된 챔버 내부에서 필요한 공정가스를 공급하여 이들 공정가스로 하여금 웨이퍼 상에서 반응토록 하여 회로를 형성하는 것이다.

여기서 CVD(Chemical Vapor Deposition: 기상 화학 증착)란 반응성의 가스를 챔버에 주입하여 적당한 활성 및 반응에너지를 가하여 기판의 표면에 원하는 박막을 형성하는 기술이다. 활성 및 반응에너지를 가하는 방식과 반응 압력에 따라 LPCVD(Low Pressure CVD), PECVD(Plasma Enhanced CVD), APCVD(Atmosphere Pressure CVD), SACVD(Subatmosphere Pressure CVD) 등으로 구분된다. 또한 증착되는 막의 종류에 따라 절연막 증착과 전도층 증착으로도 구분할 수 있다.

이중 PECVD는 반응에 필요한 에너지를 글로우 디스차지 플라즈마(Glow Discharge Plasma)에 의해서 공급하고, 따라서 반응은 비교적 200 내지 500℃의 비교적 낮은 온도에서 이루어지며, 반응 압력 구간은 1 내지 10 Torr정도이다. PECVD는 전기적 방전을 에너지원으로 하여 기체를 여기시켜 화학기상증착물을 형성한다는 것과 비교적 저온에서 공정이 가능하고 증착속도가 빠르다는 장점이 있다.

이러한 CVD공정을 수행하는 설비의 예로는 제너스 7000(GENUS 6000: 미국 GENUS사 제조)는 계열의 CVD장비를 들수 있으며, 이러한 장비의 챔버는 공정이 수행될 대상인 웨이퍼를 장착하는 척 어셈블리가 설치되어 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 반도체 제조장치를 개략적으로 나타낸 구성단면도이고

외부로부터 독립된 공간을 제공하는 챔버(100)와, 상기 챔버(100)의 상부에 형성되고, 상기 웨이퍼(110) 상에 반응가스를 분사하는 샤워 헤드(120)와, 상기 챔버(100)의 하부에 형성되고, 상기 웨이퍼(110)를 안착시키는 웨이퍼 척(130)과, 상기 웨이퍼 척(130)에 상기 웨이퍼(110)를 안착 또는 분리시키기 위해 상기 웨이퍼 척(130)의 외곽에서 승하강 운동하는 상기 페데스탈 벨로즈(pedestal bellows, 140)와, 상기 웨이퍼 척(130)에 인접하는 면에서 상기 웨이퍼(110)의 가장자리를 지지하는 복수 개의 손가락 모양의 돌기(finger, 152)를 구비하는 에지링(150)을 포함하여 구성된다.

도 2는 종래의 웨이퍼 척(130)에 에지링(150)이 장착되는 조립사시도이다.

웨이퍼 척(130)은 상기 웨이퍼(110)의 후면 중심부에서 진공을 만들기 위한 다수개의 동심원으로 형성된 진공 라인(132)과, 상기 진공 라인(132)의 외곽 또는 상기 웨이퍼(110)의 외주면을 따라 불활성 기체 또는 비 반응가스를 유동시키는 가스 유동 라인(134)과, 상기 가스 유동 라인(134)의 외곽에서 상기 에지링(150)의 손가락 모양의 돌기(152)가 삽입되도록 형성된 돌기 홀(136)과, 상기 에지링(150)의 얼라인 핀이 삽입되어 고정되도록 형성된 핀고정부(135)와, 상기 핀고정부(135)가 삽입되는 얼라인 핀홀(137)과, 상기 페데스탈 벨로즈(140)에 형성된 클램프를 삽입시키기 위한 클램프 홀(138)을 포함하여 이루어진다.

에지링(150)은 상기 웨이퍼 척(130)과 인접하는 하면에서 상기 웨이퍼(110)를 잡기 위한 복수개의 손가락 모양의 돌기(152)와, 상기 에지링(150)이 상기 웨이퍼 척(130)에 위치될 때, 상기 손가락 모양의 돌기(152)의 주위에서 상기 에지링(150)과 상기 웨이퍼 척(130)을 정렬하는 정렬핀(align pin, 154)을 포함하여 이루어진다.

도 1 및 도 2를 참조하여 종래의 반도체 제조장치를 설명하면, 상기 챔버(100)는 도시되지는 않았지만, 진공배관으로 연결된 진공펌프의 펌핑에 의해 소정의 압력을 갖도록 제어된다. 또한, 상기 샤워 헤드(120)를 통해 상기 챔버(100) 내부로 반응가스가 일정량 유입된다.

그리고, 상기 에지링(150)은 상기 웨이퍼(110)의 가장자리에 분사되는 반응 가스로부터 상기 웨이퍼(110)의 가장자리를 보호하고, 상기 웨이퍼(110)의 중심부와 외곽에서 증착 또는 식각되는 비율을 동일 또는 유사한 조건으로 만들기 위한 부분이다. 예컨대, 상기 에지링(150)의 내경은 약 195.05mm이고, 외경은 약 257.15mm정도이고, 상기 에지링(150)의 두께는 약 6.35mm정도이고, 상기 웨이퍼 척(130)의 외곽에서 상기 웨이퍼(110)의 가장자리로 갈수록 점점 얇아지는 구조를 갖는다.

이때, 상기 웨이퍼(110)는 상기 챔버(100) 외부의 로봇암에 의해 상기 에지링(150)의 하면에 형성된 복수개의 손가락 모양의 돌기(152)에 걸쳐지도록 얹혀지도록 한다.

상기 페데스탈 벨로즈(140)는 상기 웨이퍼(110)를 상기 웨이퍼 척(130)으로부터 분리 또는 안착시키기 위해 상기 에지링(150)의 가장자리에 걸쳐지는 클램프(clamp, 142)를 포함하여 이루어진다. 이때, 상기 페데스탈 벨로즈(140)가 상승하면 상기 에지링(150)을 상승시키고, 상기 에지링(150)에 형성된 복수개의 손가락 모양의 돌기(152)가 상기 웨이퍼(110)를 수직 상승시킬 수 있다.

또한, 상기 웨이퍼(110)를 잡는 상기 웨이퍼 척(130)은 도 1에서와 같이, 상기 에지링(150)과 동일한 외경을 갖도록 형성되고, 상기 웨이퍼(110)가 상기 웨이퍼 척(130)에 위치될 경우, 상기 웨이퍼 척(130)과 상기 에지링(150)사이에 미세 공극(도시하지 않음)이 형성된다.

그리고 웨이퍼 척(130)에 형성된 핀고정부(135)는 얼라인 핀홀(137)에 장착되고, 얼라인 핀(154)은 핀고정부(135)에 고정되어 에지링(150)에 형성된 다수의 홈(도시하지 않음)에 끼워진다.

상기와 같은 종래의 반도체 제조설비는 에지링(150)의 하부에 얼라인 핀(154)을 삽입하기위한 홈이 형성되어 있어 페데스탈 벨로우즈(140)가 업 또는 다운 시 웨이퍼 척(130)에 형성된 얼라인 핀홀(137)과 연속적인 마찰에 의해 에지링(150)이 브로큰되거나 크랙이 발생되는 문제가 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 반도체 제조설비에서 페데스탈 벨로우즈의 업 또는 다운 시 얼라인 핀에 의한 마찰로 인해 에지 링의 브로큰 및 크랙발생을 방지하는 반도체 제조설비의 척 어셈블리를 제공함에 있다.

웨이퍼를 안착시키는 웨이퍼 척과, 상기 웨이퍼 척에 인접하는 면에서 상기 웨이퍼의 가장자리를 지지하는 복수 개의 손가락 모양의 돌기를 구비하는 에지링을 갖는 반도체 제조설비의 웨이퍼 척 어셈블리에 있어서, 상기 에지링은 상기 에지링이 상기 웨이퍼 척에 위치될 때, 상기 다수의 돌기의 주위에서 상기 에지링과 상기 웨이퍼 척을 정렬하기 위한 다수의 얼라인 핀과, 상기 다수의 얼라인 핀을 상기 에지링에 각각 고정하기 위해 상기 얼라인핀에 체결되는 다수의 고정핀과, 상기 에지링의 가장자리에 일정간격마다 형성된 다수의 고정홀을 포함하고, 상기 웨이퍼 척은 상기 다수의 얼라인핀이 각각 삽입 고정되는 다수의 핀홀을 포함함을 특징으로 한다.

상기 다수의 고정핀은 수나사가 형성되고, 상기 다수의 얼라인 핀은 암나사가 형성됨을 특징으로 한다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 척 어셈블리의 조립 사시도로서,

에지링(10)은 웨이퍼(18)를 잡기 위한 복수개의 손가락 모양을 갖는 다수의 돌기(16)와, 상기 에지링(10)이 상기 웨이퍼 척(20)에 위치될 때, 상기 다수의 돌기(16)의 주위에서 상기 에지링(10)과 상기 웨이퍼 척(20)을 정렬하기 위한 다수의 얼라인핀(15)과, 상기 다수의 얼라인핀(15)을 상기 에지링(10)에 각각 고정하기 위해 상기 얼라인핀(15)에 체결되는 다수의 고정핀(14)과, 상기 에지링(10)의 가장자리에 일정간격마다 형성된 다수의 고정홀(12)을 포함한다.

웨이퍼 척(20)은 상기 웨이퍼(18)의 후면 중심부에서 진공을 만들기 위한 다수개의 동심원으로 형성된 진공 라인(28)과, 상기 진공 라인(28)의 외곽 또는 상기 웨이퍼(18)의 외주면을 따라 불활성 기체 또는 비 반응가스를 유동시키는 가스 유동 라인(30)과, 상기 가스 유동 라인(30)의 외곽에서 상기 다수의 돌기(16)가 삽입되도록 형성된 다수의 돌기 홀(22)과, 상기 다수의 얼라인핀(15)이 각각 삽입 고정되는 다수의 핀홀(26)과, 상기 페데스탈 벨로즈(140)에 형성된 클램프를 삽입시키기 위한 다수의 클램프 홀(24)을 포함하여 이루어진다.

도 3을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 제조장치의 척 어셈블리를 설명하면, 상기 에지링(150)은 상기 웨이퍼(110)의 가장자리에 분사되는 반응 가스로부터 상기 웨이퍼(110)의 가장자리를 보호하고, 상기 웨이퍼(110)의 중심부와 외곽에서 증착 또는 식각되는 비율을 동일 또는 유사한 조건으로 만들기 위한 부분이다. 예컨대, 상기 에지링(150)의 내경은 약 195.05mm이고, 외경은 약 257.15mm정도이고, 상기 에지링(10)의 두께는 약 8.35mm정도이고, 상기 웨이퍼 척(130)의 외곽에서 상기 웨이퍼(18)의 가장자리로 갈수록 점점 얇아지는 구조를 갖는다.

이때, 상기 웨이퍼(18)는 외부의 로봇암에 의해 상기 에지링(10)의 하면에 형성된 복수개의 손가락 모양의 돌기(16)에 걸쳐지도록 얹혀지도록 한다.

그리고 에지링(10)의 가장자리에 형성된 얼라인 핀(15)은 웨이퍼 척(130)에 형성된 얼라인 핀홀(26)에 삽입되고, 얼라인 핀(15)은 에지링(10)의 가장자리에 일정간격마다 형성된 고정홀(12)을 관통하여 끼워지는 다수의 고정핀(14)이 각각 체결된다. 따라서 고정홀(12)을 관통하여 얼라인 핀(15)이 고정되도록 되어 있어 패데스탈 벨로우즈가 업 또는 다운 시 웨이퍼 척(130)에 형성된 핀홀(26)과 연속마찰이 발생되더라도 에지링(10)의 가장자리에 다수 개의 고정홀(12)이 형성되어 있어 에지링(10)에 힘이 가해지지 않게 되므로, 에지링(10)이 브로큰되거나 크랙이 발생되지 않는다. 상기 고정홀(10)은 예를 들어 폭이 6.4mm±0.1mm의 반구 원통형상을 갖도록 한다. 여기서 상기 다수의 고정핀(14)는 수나사가 형성되어 있고, 상기 다수의 얼라인 핀(15)은 암나사가 형성되어 다수의 고정핀(14)이 상기 고정홀(12)를 관통하여 상기 얼라인 핀(15)에 체결된다.

상기에서 본 발명의 특정한 실시 예가 설명 및 도시되었지만, 에지링(10)에 형성된 고정홀(12)은 반구 원통형상을 갖도록 하고 있으나, 이는 다른 형태로 변경하는 등의 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시 예들은 첨부된 청구범위 안에 속한다 해야 할 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 반도체 제조설비에서 척 어셈블리의 에지링의 가장자리에 일정간격마다 고정홀을 형성하고 그 형성된 고정홀을 관통하여 고정핀과 얼라인 핀을 체결하여 웨이퍼 척에 형성된 핀홀에 삽입하므로, 패데스탈 벨로우즈 업 또는 다운 시 에지링의 브로큰 및 크랙발생을 방지할 수 있는 이점이 있다.

Claims

웨이퍼를 안착시키는 웨이퍼 척과, 상기 웨이퍼 척에 인접하는 면에서 상기 웨이퍼의 가장자리를 지지하는 복수 개의 손가락 모양의 돌기를 구비하는 에지링을 갖는 반도체 제조설비의 웨이퍼 척 어셈블리에 있어서,

상기 에지링은 상기 에지링이 상기 웨이퍼 척에 위치될 때, 상기 다수의 돌기의 주위에서 상기 에지링과 상기 웨이퍼 척을 정렬하기 위한 다수의 얼라인 핀과, 상기 다수의 얼라인 핀을 상기 에지링에 각각 고정하기 위해 상기 얼라인핀에 체결되는 다수의 고정핀과, 상기 에지링의 가장자리에 일정간격마다 형성된 다수의 고정홀을 포함하고,

상기 웨이퍼 척은 상기 다수의 얼라인핀이 각각 삽입 고정되는 다수의 핀홀을 포함함을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 척 어셈블리.
제1항에 있어서,

상기 다수의 고정핀은 수나사가 형성되고, 상기 다수의 얼라인 핀은 암나사가 형성됨을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 척 어셈블리.