KR20060126019A

KR20060126019A - 반도체 건식식각 장비의 액츄에이터

Info

Publication number: KR20060126019A
Application number: KR1020050047589A
Authority: KR
Inventors: 변영준
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-06-03
Filing date: 2005-06-03
Publication date: 2006-12-07

Abstract

본 발명은 반도체 건식식각 장비에 관한 것으로서, 특히 식각이 진행되는 진공챔버에서 리프트 핀의 구동을 담당하는 액츄에이터에 관한 것이다. 반도체 식각용 진공챔버 내에서 웨이퍼를 승강시키기 위한 리프트 핀을 승강 구동하는 본 발명에 의한 액츄에이터는 상기 리프트 핀을 승강 구동하기 위한 구동력을 제공하는 실린더 및 상기 실린더의 구동력을 상기 리프트 핀에 전달하며, 상부와 하부 사이에 완충용 벨로우즈를 장착하고 있는 피스톤로드를 구비함을 특징으로 한다.

액츄에이터, 식각장비, 피스톤로드

Description

반도체 건식식각 장비의 액츄에이터 {Actuator of dry etching apparatus for manufacturing semiconductor}

도 1은 식각 공정에 이용되는 반도체 건식식각 장비의 구조

도 2는 본 발명에 의한 액츄에이터를 구비한 반도체 건식식각 장비를 나타낸 도면

도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 액츄에이터에 장착된 완충용 벨로우즈의 구성을 자세히 나타낸 도면

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

110 : 웨이퍼 120 : 진공챔버

130 : 캐쏘드 140 : 리프트 핀

150 : 실린더 160 : 피스톤로드

162 : 액츄에이터 170 : 완충용 벨로우즈

190 : 오-링

본 발명은 반도체 건식식각 장비에 관한 것으로서, 특히 식각이 진행되는 진공챔버에서 리프트 핀의 구동을 담당하는 액츄에이터에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 공정이란 확산공정, 증착공정, 사진공정 등의 복잡다단한 다수의 부속 공정이 연속되어 진행되면서 실리콘 기판 상에 반도체 소자를 형성하는 공정이다.

이들 공정 중에서 빈번히 이루어지는 공정으로 플라즈마를 이용한 건식식각 공정이 있다. 식각 방법은 크게 건식과 습식으로 나뉘어지는데, 반도체 소자가 고집적화되고 엄격해지는 디자인 룰에 의해 선폭과 패턴의 크기가 미세화되어 감에 따라 반응성 가스를 에천트로 사용하는 건식식각이 반도체 공정에 많이 사용되고 있는 형편이다. 특히 플라즈마가 건식 공정에 이용되어 이방성 식각을 가능하게 하고 미세회로의 패턴 구현을 용이하게 하는 등 반도체 소자의 품질 향상에 이바지하고 있다. 따라서 최근 반도체 제조 공정에서 반도체 소자의 미세 패턴이 요구되는 추세이므로, 플라즈마를 이용한 식각(etch) 공정이 많이 이용된다.

플라즈마 식각(plasma etch)은 진공 챔버 내부로 RF 전계를 인가하여 가스를 분해하고, 이때 형성된 래디컬(radical) 또는 이온(ion)을 이용하여 식각 공정을 진행한다. 그리고 플라즈마를 생성하는 방법에 따라 CCP(Capacitive Coupled Plasma), ICP(Inductive Coupled Plasma) 등으로 분류된다.

도 1에는 이러한 식각 공정에 이용되는 반도체 건식식각 장비의 구조가 도시 되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 반도체 건식식각 장비의 진공챔버(20) 내에 마련된 캐쏘드(30, 웨이퍼 스테이지 역할) 상의 웨이퍼(10)를 승강시키기 위한 리프트 핀(40)이 구비되고, 리프트 핀(40)을 승강 구동하기 위하여 일반적인 공압용 실린더(50)가 외부에 설치되어 있다.

실린더(50)는 피스톤로드(60)에 의하여 리프트 핀(40)에 연결되고, 피스톤로드(60)의 승강 구동 시 진공챔버(20) 내의 기밀을 유지하기 위하여 그 마찰부에 씰링 역할을 하는 오-링(90)이 설치되어 있다. 이와 같이, 승강 구동장치로서 피스톤로드(60)와 같은 축을 매개로 하여 외부의 실린더(50)로부터 구동력이 전달되는 구조를 흔히 액츄에이터(62)라고 한다.

상기 액츄에이터(62)를 사용하여 웨이퍼(10)를 승강시킬 경우에, 액츄에이터(62)내부의 그리즈(grease)가 열화되거나 오일이 경화되는 등의 이유로 인하여 상기 피스톤로드(60)의 움직임에 이상떨림현상이 발생한다. 그러면 이러한 떨림이 상기 피스톤로드(60)에 연결되어 있는 리프트 핀(40)에 전달되고 또한 리프트 핀(40)에 올려져있는 웨이퍼(10)에 전달된다.

이와 같이, 리프트 핀(40)상에 놓인 웨이퍼(10)가 떨리게 되면 웨이퍼(10)가 리프트 핀(40) 위에서 슬라이딩(sliding)하게 되고, 따라서 캐쏘드(30, 웨이퍼 스테이지 역할) 상의 웨이퍼가 포지션 이탈을 하게 된다.

웨이퍼가 포지션 이탈을 하게되면, 식각공정 도중에 고온의 플라즈마에 의한 포토레지스트의 버닝(BURNING)을 방지하기 위해 공급되는 헬륨(He)가스의 누설이 발생하고 그에 따라 웨이퍼의 품질불량이 발생하는 문제가 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있는 반도체 건식식각 장비의 액츄에이터를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 반도체 식각용 진공챔버 내에서 웨이퍼를 승강시키기 위한 리프트 핀을 승강 구동하는 본 발명에 의한 액츄에이터는 상기 리프트 핀을 승강 구동하기 위한 구동력을 제공하는 실린더 및 상기 실린더의 구동력을 상기 리프트 핀에 전달하며, 상부와 하부 사이에 완충용 벨로우즈를 장착하고 있는 피스톤로드를 구비함을 특징으로 한다.

이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다양한 실시예에서의 설명들은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가지는 자에게 본 발명의 보다 철저한 이해를 돕기 위한 의도 이외에는 다른 의도 없이 예를 들어 도시되고 한정된 것에 불과하므로, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 사용되어서는 아니 될 것이다.

도 2는 본 발명에 의한 액츄에이터를 구비한 반도체 건식식각 장비를 나타낸 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 액츄에이터는 반도체 건식식각 장비의 진공 챔버(120) 내에 마련된 캐쏘드(130, 웨이퍼 스테이지 역할) 상의 웨이퍼(110)를 승강시키기 위한 리프트 핀(140)과 상기 리프트 핀(140)을 승강 구동하기 위하여 외부에 설치된 일반적인 공압용 실린더(150)로 구성된다.

상기 실린더(150)는 피스톤로드(160)에 의하여 리프트 핀(140)에 연결되고, 피스톤로드(160)의 승강 구동 시 진공챔버(120) 내의 기밀을 유지하기 위하여 그 마찰부에 씰링 역할을 하는 오-링(190)이 설치되어 있다.

여기서 액츄에이터(162)를 구성하는 상기 피스톤로드(160)는 상부 피스톤로드(161)와 하부 피스톤로드(162)로 분리되며 상부 피스톤로드(161)와 하부 피스톤로드(162)사이에 완충용 벨로우즈(170)가 장착된다. 상기 완충용 벨로우즈(170)는 상기 피스톤로드(160)의 떨림을 완충하는 역할을 한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 액츄에이터에 장착된 완충용 벨로우즈의 구성을 자세히 나타낸 도면이다.

도 3에 보는 바와 같이, 상기 완충용 벨로우즈(200)는 원통형의 벨로우즈(210)를 몸체로 한다. 상기 벨로우즈(210)의 상부는 고정 나사(220)에 의하여 판형상의 스페이서(spacer, 230)에 연결되며, 상기 스페이서(spacer, 230)는 볼트(240)에 의하여 상부 피스톤로드(250)에 연결된다. 또한 상기 벨로우즈(210)의 하부는 돌기가 형성되어 있는 스페이서(spacer, 260)에 고정 나사(220)에 의하여 연결되며, 상기 스페이서(spacer,260)는 하부 피스톤로드(270)에 볼트(240)에 의하여 연결되어 있다. 그리하여 상기 완충용 벨로우즈는 피스톤로드의 중앙부위에 고정되어 있게된다.

이와 같은 구조의 완충용 벨로우즈를 장착한 피스톤로드를 구비한 액츄에이터를 사용하여 웨이퍼를 승강시킬 경우에, 액츄에이터 내부의 그리즈(grease)가 열화되거나 오일이 경화되는 등의 이유로 인하여 상기 피스톤로드의 움직임에 이상떨림현상이 발생하여도 상기 완충용 벨로우즈가 이를 흡수하여 떨림이 피스톤로드에 연결되어 있는 리프트 핀에 전달되는 것을 방지하고 또한 리프트 핀에 올려져있는 웨이퍼에 전달되는 것을 방지한다. 따라서 리프트 핀 상에 놓인 웨이퍼의 슬라이딩(sliding)을 방지할 수 있게 되며 웨이퍼의 포지션 이탈을 방지하게 된다.

본 발명의 실시예에 따른 완충용 벨로우즈를 장착한 반도체 건식식각 장비의 액츄에이터는 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기본 원리를 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 설계되고, 응용될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자에게는 자명한 사실이라 할 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 액츄에이터 내부의 그리즈(grease)가 열화되거나 오일이 경화되는 등의 이유로 인하여 피스톤로드의 움직임에 이상떨림현상이 발생하여도 완충용 벨로우즈가 이를 흡수하여 떨림이 피스톤로드에 연결되어 있는 리프트 핀에 전달되는 것을 방지하고 또한 리프트 핀에 올려져있는 웨이퍼에 전달되는 것을 방지하여, 리프트 핀 상에 놓인 웨이퍼의 슬라이딩(sliding)을 방지할 수 있게 되며 웨이퍼의 포지션 이탈을 방지하게 되는 효과가 있다.

Claims

반도체 식각용 진공챔버 내에서 웨이퍼를 승강시키기 위한 리프트 핀을 승강 구동하는 액츄에이터에 있어서:

상기 리프트 핀을 승강 구동하기 위한 구동력을 제공하는 실린더: 및

상기 실린더의 구동력을 상기 리프트 핀에 전달하며, 상부와 하부 사이에 완충용 벨로우즈를 장착하고 있는 피스톤로드를 구비함을 특징으로 하는 액츄에이터
제 1항에 있어서,

상기 완충용 벨로우즈는 원통형의 벨로우즈 몸체가 고정 나사에 의하여 판형상의 스페이서에 연결되며, 상기 스페이서는 볼트에 의하여 상기 피스톤로드에 연결되어 있음을 특징으로 하는 액츄에이터