KR20060095023A - 리프트핀 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 제조공정 진행 시 챔버 내부로 진입한 웨이퍼를 지지부에 안착시키거나 이로부터 분리시키는 리프트핀 어셈블리에 관한 것이다.

이와 같은 본 발명은 리프트핀이 상승 및 하강하는 통로인 관통구에 이물질이 누적되는 것을 방지하여 작동효율이 저하되는 것을 방지하기 위한 것으로써, 반도체 제조를 위한 챔버의 하부면 및 상기 챔버 내부에 위치한 지지부에 형성된 관통구에 삽입되어 있는 리프트핀과, 상기 리프트핀을 상하 이동시키도록 상기 리프트핀의 일측에 설치된 실린더부와, 상기 실린더부의 일측에 결합되고 상기 관통구 및 실린더부 내부에 존재하는 이물질을 배출시키는 배출장치를 구비하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 배출장치는 상기 실린더부의 일측에 연결된 배관과, 상기 배관에 설치된 진공펌프를 포함한다.

리프트핀 어셈블리, 실린더, 이물질 배출장치, 진공펌프, 관통구

Description

리프트핀 어셈블리{Lift pin assembly}

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 리프트핀 어셈블리를 포함한 반도체 제조설비를 도시한 것이다.

<도면의 주요부분에 대한 참조 부호의 설명>

105 : 웨이퍼 110 : 챔버

111 : 가스 제공부 112 : 샤워헤드

113 : 개구 114 : 지지부

115 : 지지대 116 : 제 2관통구

117 : 제 1관통구 120 : 압력조절밸브

121 : 진공라인 123 : 진공펌프

125 : 압력계 150 : 리프트핀

160 : 실린더부 170 : 배출장치

본 발명은 반도체 제조설비에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 챔버 내부로 진입한 웨이퍼를 지지부에 안착시키거나 이로부터 분리시키는 리프트핀 어셈블리에 관한 것이다.

반도체 소자의 제조 기술은 소비자의 다양한 욕구를 충족시키기 위해 집적도, 신뢰도, 응답속도 등을 향상시키는 방향으로 발전하고 있다. 일반적으로, 반도체 장치는 웨이퍼 상에 소정의 막을 형성하고, 상기 막을 전기적 특성을 갖는 패턴으로 형성함으로서 제조된다.

상기 패턴은 화학 기상 증착, 스퍼터링, 포토리소그래피, 식각, 이온주입, 화학적 기계적 연마(CMP) 등과 같은 단위공정들의 순차적 또는 반복적인 수행에 의해 형성된다.

상기와 같은 단위 공정들에 사용되는 반도체 제조설비는 챔버 내부에 반도체 기판을 지지하고, 고정시키는 척을 구비한다. 근래, 반도체 소자의 미세화 및 대용량화를 요구하는 반도체 기판 가공 기술에서는 매엽식 가공 공정 및 건식 가공 공정이 선호됨에 따라 반도체 기판을 고정시키는 방법도 크게 변하고 있다. 종래에는 클램프 또는 진공을 이용하여 웨이퍼를 고정하는 정도였으나, 근래에는 웨이퍼를 정전기력을 이용하여 고정시킴과 동시에 웨이퍼의 온도를 일정하게 유지하기 위한 온도 조절 가스를 제공하는 정전척(electro static chuck ; ESC)이 주로 사용되고 있다. 상기 정전척의 사용 범위는 화학 기상 증착, 식각, 스퍼터링, 이온 주입공정 등과 같이 전반적인 반도체 기판 가공 공정으로 확대되고 있다.

한편, 상기와 같은 척들을 구비한 매엽식 반도체 제조설비는 로봇암(미도시)이 웨이퍼를 낱장으로 공급하면 이 웨이퍼를 지지한 후 척에 안착시키고, 또 공정이 끝나면 상기 척으로부터 상기 웨이퍼를 분리시키기 위한 리프트핀 어셈블리를 구비하고 있다.

리프트핀 어셈블리는 챔버 내부의 하측에 설치되며, 척을 포함한 지지부 및 챔버 하부면을 관통하도록 설치된 리프트핀과, 상기 리프트핀을 상하 운동시키는 실린더를 포함하여 구성되어 있다.

이러한 구성으로 된 종래의 리프트핀 어셈블리에서, 리프트핀은 지지부를 관통하도록 형성되므로, 상기 지지부에는 다수의 관통구가 형성되어 있다. 나아가 챔버 하부면에도 리프트핀이 관통되는 관통구가 형성되어 있다.

따라서 반도체 제조공정 진행 중 발생한 파티클 등의 이물질이 제대로 배기되지 않고 상술한 관통구에 누적되는 문제가 발생하게 된다.

또한, 누적된 이물질로 인해 리프트핀의 상승 및 하강이 원활히 이루어지지 않게 되고, 결국 리프트핀 어셈블리의 작동효율 저하 및 반도체 소자의 생산성 저하를 초래하게 된다.

이에 본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 리프트핀이 상승 및 하강하는 통로인 관통구에 이물질이 누적되는 것을 방지하여, 리프트핀 어셈블리의 작동효율 저하 및 반도체 소자의 생산성 저하를 방지할 수 있 는 리프트핀 어셈블리를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명인 리프트핀 어셈블리는 반도체 제조를 위한 챔버의 하부면 및 상기 챔버 내부에 위치한 지지부에 형성된 관통구에 삽입되어 있는 리프트핀과, 상기 리프트핀을 상하 이동시키도록 상기 리프트핀의 일측에 설치된 실린더부와, 상기 실린더부의 일측에 결합되고 상기 관통구 및 실린더부 내부에 존재하는 이물질을 배출시키는 배출장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 배출장치는 상기 실린더부의 일측에 연결된 배관과, 상기 배관에 설치된 진공펌프를 포함한다.

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 본 발명은 첨부된 도면에 의하여 설명되지만, 이는 당해 기술이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것으로써, 다양한 형태, 크기 등으로 대체될 수 있음은 자명한 일이다. 한편, 일반적으로 널리 알려져 있는 공지기술의 경우 그 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

도 1에 도시된 바와 같이 반도체 제조설비는 챔버(110)와, 상기 챔버(110) 내부에 구비되며 웨이퍼(105)를 지지하기 위한 지지부(114)와, 웨이퍼(105)를 가공하기 위한 가스를 챔버(110) 내부로 균일하게 제공하기 위한 샤워헤드(112)와, 상 기 가스를 제공하는 가스 제공부(111)와, 상기 웨이퍼(105)를 상기 지지부(114)에 안착 또는 분리시키는 리프트핀 어셈블리를 포함하여 구성된다.

여기서 본 발명에 따른 리프트핀 어셈블리는 리프트핀(150)과, 이 리프트핀(150)을 상하 이동시키는 실린더부(160)와, 상기 리프트핀(150)의 승강이 원활하도록 하는 이물질 배출장치(170)를 포함한다. 실린더부(160)는 실린더(163)와 케이스(165)를 구비하고 있으며, 배출장치(170)는 배관(175)과 진공펌프(173)를 구비하고 있다.

챔버(110)는 반도체 제조를 위한 단위공정이 진행되는 곳이며, 이러한 챔버(110)의 일측에는 챔버(110) 내부를 고진공(high vacuum) 상태로 만들기 위한 진공장치가 연결되어 있다. 진공장치는 챔버와 연결된 진공라인(121)과, 상기 진공라인(121)의 끝에 결합된 진공펌프(123)와, 상기 진공 라인(121)에 설치되고 챔버(110)의 내부 압력을 조절하기 위한 압력조절밸브(120)를 포함하여 구성된다.

챔버(110)의 다른 일측에는 챔버(110) 내부의 압력을 측정하기 위한 압력계(125)가 연결되어 있다. 상기 압력계(125)는 챔버(110) 내부에 설치되는 압력 센서(미도시)와, 상기 압력 센서와 연결되며, 상기 압력 센서로부터 측정된 압력을 보여주는 디스플레이로 구성될 수 있다. 그리고 상기 압력계(125) 아래에는 반도체 기판이 드나들 수 있는 개구(113)가 형성되어 있다. 이 개구(113)는 오링(미도시)을 구비한 슬롯밸브(미도시)에 의하여 개폐된다.

가스 제공부(111)로부터 제공되는 가스는 샤워헤드(112)를 통해 챔버(110) 내부로 균일하게 제공된다. 샤워헤드(112)에는 상기 가스를 균일하게 제공하기 위 한 다수의 분사홀이 형성되어 있으며, 또한 상기 가스를 플라즈마 상태로 형성하기 위한 고주파 전원(미도시)이 연결된다. 여기서, 상기 가스는 웨이퍼 상에 막을 형성하기 위한 가스일 수도 있고, 웨이퍼 상에 형성된 막을 제거하기 위한 가스일 수도 있다.

웨이퍼(105)가 안착되는 지지부(114)는 챔버(110)의 내부 하측면에 고정된 지지대(115)의 상부에 설치된다. 상기 지지부(114)에는 리프트핀(150)이 관통하도록 된 제 1관통구(117)가 형성되어 있다. 또한 챔버(110) 하부면에도 상기 리프트핀(150)이 관통할 수 있는 제 2관통구(116)가 형성되고, 상기 리프트핀(150)은 상기 제 2관통구(116)를 관통하여 챔버(110) 하부 외측에 배치된 실린더(163)와 결합된다. 상기 실린더(163)는 챔버(110) 하부에 고정된 케이스(165)에 장착된다.

한편, 웨이퍼 상에 막을 형성하기 위한 공정 즉 증착공정 등에서 발생한 이물질이나 리프트핀(150)의 구동 시 발생한 이물질이 지지부(114)에 형성된 제 1관통구(117) 및 챔부(110) 하부면에 형성된 제 2관통구(116)에 누적되게 되면, 상기 리프트핀(150)의 구동이 원활치 못하게 된다.

따라서 상기 이물질을 배출하기 위해 실린더부(160)의 케이스(165) 일측에 이물질 배출장치(170)가 설치된다. 즉, 케이스(165)의 일측에 배관(175)이 결합되고, 상기 배관(175)에는 진공펌프(173)가 연결된다. 그리고, 상기 배관(175)에는 이물질이 역류하는 것을 막기 위해 체크밸브(미도시)가 설치될 수 있다. 또 이물질을 흡출하기 위한 진공펌프(173)의 동작 시기는 작업자가 제어부(미도시)를 조작하여 결정할 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 리프트핀 어셈블리의 동작에 대해 살펴본다.

반도체 제조공정, 예컨대 증착공정이 개시되면 챔버(110)의 개구(113)가 개방되고, 로봇암(미도시)에 의해 웨이퍼(105)가 챔버(110) 내부로 진입한다. 그리고 웨이퍼(105)가 챔버(110) 내부로 진입하면 리프트핀(150)이 실린더(163)에 의해 상승하여 웨이퍼(105)의 가장자리 일부분을 지지하게 되고, 로봇암은 챔버(110) 외부로 나가게 된다. 이때 개구(113)는 슬롯밸브에 의하여 닫히게 된다.

이후 리프트핀(150)은 하강하여 웨이퍼(105)가 지지부(114) 위에 안착되도록 한다. 이와 같이 웨이퍼(105)가 챔버(110) 내부의 지지부(114)에 안착되면, 가스 제공부(111)로부터 공급되는 가스가 샤워헤드(112)를 통해 챔버(110) 내부로 균일하게 제공되며, 상기 가스가 웨이퍼(105)에 반응하게 됨으로써 웨이퍼(105)에 대한 박막 증착이 개시된다.

이와 같은 반도체 제조공정 중에 발생한 이물질이 제대로 배기되지 않고 리프트핀(150)이 관통된 제 1 및 제 2관통구(117, 116)에 상기 이물질이 누적되면 상기 리프트핀(150)의 동작이 원활치 못하게 되므로, 작업자는 배출장치(170)를 이용해 상기 제 1 및 제 2관통구(117, 116)를 주기적으로 클리닝하여 이물질이 누적되지 않게 한다. 따라서 리프트핀 어셈블리의 작동효율이 저하되는 것을 방지할 수 있게 된다. 여기서, 배출장치(170)는 소정 주기로 제어부에 입력된 프로그램에 의하여 자동으로 작동될 수 있을 뿐만 아니라, 작업자에 의하여 수동으로 작동될 수 있음은 물론이다.

한편, 본 발명은 상술한 실시예들에 한정되지 않고, 본 발명의 사상을 벗어 나지 않는 범위 내에서 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 소정 주기로 제 1 및 제 2관통구를 클리닝하여 이물질이 누적되지 않게 할 수 있으므로, 리프트핀 어셈블리의 작동효율이 저하되는 것을 방지하고 나아가 반도체 소자의 생산성 저하를 방지하는 효과가 있다.

또한, 제 1 및 제 2관통구에 누적된 이물질이 공정진행 중 웨이퍼에 부착되어 반도체 소자의 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있게 된다.

Claims (2)

1. 반도체 제조를 위한 챔버의 하부면 및 상기 챔버 내부에 위치한 지지부에 형성된 관통구에 삽입되어 있는 리프트핀;

   상기 리프트핀을 상하 이동시키도록 상기 리프트핀의 일측에 설치된 실린더부; 및

   상기 실린더부의 일측에 결합되고, 상기 관통구 및 실린더부 내부에 존재하는 이물질을 배출시키는 배출장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 리프트핀 어셈블리.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 배출장치는 상기 실린더부의 일측에 연결된 배관과, 상기 배관에 설치된 진공펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 리프트핀 어셈블리.

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