KR20070009241A - 웨이퍼 리프트 핀 - Google Patents

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Abstract

웨이퍼 리프트 핀을 제공한다. 개시된 웨이퍼 리프트 핀은 베이스부 및 상기 베이스부의 상단에 착탈가능하게 결합되는 웨이퍼 접촉부를 갖는 핀부를 구비한다. 상기 핀부의 베이스부 하단에는 자중체가 결합되고, 상기 자중체의 하단에는 연결축이 결합된다.
정전척, 웨이퍼, 리프트 핀

Description

웨이퍼 리프트 핀{WAFER LIFT PIN}
도 1은 종래의 리프트 핀이 정전척에 설치되어 있는 상태를 나타내기 위한 정전척의 부분 절개 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 리프트 핀의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 리프트 핀의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 리프트 핀의 분해 사시도이다.
**도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명**
10 : 정전척 110 : 웨이퍼 접촉부
114 : 암나사부 120 : 베이스부
124 : 수나사부 130 : 핀부
140 : 자중체 150 : 지지부
160 : 실린더 접촉부 170 : 연결축
본 발명은 반도체 소자의 제조 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 웨이퍼 리프트 핀에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자의 제조를 위한 장치에서 기판인 웨이퍼를 고정하기 위하여 종래에는 기계적 클램프(mechanical clamp)를 사용하였으나, 근래에는 파티클(particle)의 억제와 공정의 단일성 측면에서 우수한 정전척(ESC ; Electro Static Chuck)이 주로 사용되고 있으며, 특히 고밀도 플라즈마 식각 및 화학기상증착(CVD) 장비의 공정챔버 내에서 웨이퍼를 고정하기 위해 상기 정전척이 많이 사용되고 있다.
이와 같이 웨이퍼를 고정시키는 한편 적절한 온도를 가하기 위해 공정챔버 내부에 구비되는 정전척의 내부에는 승하강하도록 작동되는 다수의 리프트 핀이 구비된다. 이러한 리프트 핀은 웨이퍼를 반송하는 역할과, 웨이퍼에 축적된 전하를 방전하는 역할을 수행한다.
도 1은 종래의 리프트 핀(20)이 정전척(10)에 설치되어 있는 상태를 나타내기 위한 정전척(10)의 부분 절개 사시도다.
도 1에 도시된 바와 같이, 기존의 리프트 핀(20)은 자중체(24)와, 상기 자중체(24)의 상부에 마련되어 웨이퍼와 맞닿게 되는 접속체(22), 및 상기 자중체(24)의 하부에 마련되어 상기 리프트 핀(20)이 승하강되도록 구동시키는 실린더(미도시)와 연결되는 연결축(26)으로 구성된다. 이러한 상기 리프트 핀(20)은 적어도 3개 이상이 상기 정전척(10)에 구비되며, 상기 실린더에 의해 각 리프트 핀(20)의 연결축(26)이 밀어 올려져 상승작동되며, 하강시에는 자중체(120)가 갖는 자체 무게에 의해 하강하게 된다.
그런데 상기한 바와 같은 종래의 리프트 핀(20)의 경우, 상기 정전척(10) 상 으로의 웨이퍼의 반복적 로딩 및 언로딩을 위해 수행되는 반복적 승하강에 따라 기계적 열화를 받을 뿐만 아니라 웨이퍼 및 실린더와의 접촉 마찰에 의해 상기 리프트 핀(20)의 접속체(22)가 휘어지거나 균열이 발생하는 등의 손상이 일어나거나 상기 접속체(22) 및 연결축(26)의 끝단이 마모되는 현상이 일어난다.
이러한 손상이 발생하는 경우 상기 각 리프트 핀(20)의 접속체(22)의 수평이 맞지 않게 됨으로써 상기 리프트 핀(20)의 상승시 웨이퍼가 미끄러지면서 정위치에서 벗어나 언로딩이 제대로 이루어지지 못하게 되거나, 심한 경우 추락하여 파손되는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 상기 리프트 핀(20)이 하강하여도 상기 리프트 핀(100) 중 어느 하나의 접속체(22)의 높이가 상기 정전척(10)의 상면 보다 높아져 웨이퍼가 상기 정전척(10)의 상면에 밀착되지 못함으로써 상기 웨이퍼를 냉각시키기 위한 헬륨 가스가 누출되는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 반복적 사용에 따른 마모에 의해 접속체(22)의 길이가 상이하게 될 경우, 다수개의 접속체(22)가 동시에 웨이퍼에 닿아 웨이퍼에 인가된 전하를 방전시켜야함에도 불구하고, 다수개의 접속체(22) 중 상기 웨이퍼에 접촉하지 못하는 접속체(22)가 존재하게 되므로 웨이퍼에 인가된 전하를 충분히 방전시키지 못하게 되는 문제가 발생한다. 이와 같은 상태에서 상기 리프트 핀(20)이 상승하여 웨이퍼를 들어올릴 경우 충분한 방전이 이루어지지 않은 웨이퍼는 정전척에 붙으려는 힘을 유지하고 있어 결과적으로 이러한 힘이 반발력으로 작용하게 되므로 결국 웨이퍼는 위 또는 옆으로 튕겨져 슬라이드되는 현상이 야기되어 웨이퍼가 파손되는 문제점이 발생된다.
이러한 문제점들을 해결하기 위해서는 리프트 핀(20)의 예방유지보수(PM)를 통해 문제가 발생한 리프트 핀(20)의 교체가 이루어져야 한다. 그러나 상기한 바와 같은 종래의 리프트 핀(20)은 일체형으로 형성되어 있기 때문에 상기 리프트 핀(20)의 예방유지보수(PM) 및 교체가 이루어지기 위해서는 정전척(10)을 분해해야만 하는데, 그러한 분해를 통한 교체 작업에 상당한 시간이 소요됨에 따라 그만큼 설비의 정지 시간이 증가하게 되므로 생산성이 저하되는 문제점을 갖게 된다.
또한, 상기한 바와 같은 리프트 핀(20)의 휨 또는 손상은 상기 리프트 핀(20)의 접속체(22) 또는 연결축(26)에 국한되어 발생함에도 상기 리프트 핀(20) 전체를 교체해야 하기 때문에 고가의 장비가 불필요하게 낭비되는 문제점을 갖게 된다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 단점을 극복하기 위해 안출된 것으로서, 손상이 주로 발생하는 부분의 구조 개선을 통해 웨이퍼 리프트 핀의 불필요한 교체율을 낮추고, 그 예방유지보수가 용이한 웨이퍼 리프트 핀을 제공하는 것을 기술적 과제로 삼고 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 리프트 핀은 베이스부 및 상기 베이스부의 상단에 착탈가능하게 결합되는 웨이퍼 접촉부를 갖는 핀부를 구비한다. 상기 핀부의 베이스부 하단에는 자중체가 결합되고, 상기 자중체의 하단에는 연결축이 결합된다.
이때, 상기 베이스부와 상기 웨이퍼 접촉부의 착탈가능한 결합을 위해 상기 베이스부의 상단에는 수나사부가 형성되고, 상기 웨이퍼 접촉부의 하단에는 상기 수나사부에 대응되는 암나사부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 베이스부와 상기 자중체의 착탈가능한 결합을 위해 상기 베이스부의 하단에는 수나사부가 형성되고, 상기 자중체의 상단에는 상기 수나사부에 대응되는 암나사부가 형성될 수 있다.
한편, 상기 연결축은 상기 자중체와 결합되는 지지부와, 상기 지지부의 하단에 착탈가능하게 결합하는 실린더 접촉부로 구성될 수 있다.
이때, 상기 지지부와 상기 실린더 접촉부의 착탈가능한 결합을 위해 상기 지지부의 하단에는 수나사부가 형성되고, 상기 실린더 접촉부의 상단에는 상기 수나사부에 대응되는 암나사부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 지지부와 상기 자중체의 착탈가능한 결합을 위해 상기 자중체의 하단에는 수나사부가 형성되고, 상기 지지부의 상단에는 상기 수나사부에 대응되는 암나사부가 형성될 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 리프트 핀에 대해 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면들에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 위해 다소 과장되어진 것으로 이해되는 것이 바람직하며, 명세서 전반에 걸쳐 동일한 참조부호들은 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 리프트 핀의 분해 사시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 리프트 핀(100)은 크 게 핀부(130), 자중체(140), 및 연결축(170)으로 구성된다.
먼저, 핀부(130)에 대해 설명하면, 상기 핀부(130)는 베이스부(120) 및 상기 베이스부(120)의 상단에 착탈가능하게 결합되는 웨이퍼 접촉부(110)로 구성된다.
이때, 상기 웨이퍼 접촉부(110)의 상단은 웨이퍼(미도시) 하면과의 접촉 면적을 최소화하도록 둥그스름한 아치형 형상(112)을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 웨이퍼 접촉부(110)는 웨이퍼의 정전척(미도시) 상으로의 로딩 및 언로딩시 상기 웨이퍼와의 잦은 접촉 마찰로 인하여 마모되기 쉽고, 잦은 승하강에 따른 기계적 열화 등으로 휨 등의 손상을 입기 쉽다. 그러나 본 발명의 실시예들에서는 상기 웨이퍼 접촉부(110)가 상기 베이스부(120)와 착탈가능하도록 결합되는 구조를 갖기 때문에 상기 웨이퍼 접촉부(110)에 마모 또는 손상이 발생하더라도 웨이퍼 리프트 핀 전체를 교체할 필요 없이, 상기 웨이퍼 접촉부(110) 만을 새로운 것으로 교체함으로써 종래와 같이 웨이퍼 리프트 핀 전체를 교체함에 따른 시간적 경제적 손실의 발생을 방지할 수 있다.
상기 베이스부(120)와 상기 웨이퍼 접촉부(110)의 착탈가능한 결합을 위해 상기 베이스부(120)의 상단에는 수나사부(124)가 형성되고, 상기 웨이퍼 접촉부(110)의 하단에는 상기 수나사부(124)에 대응되는 암나사부(114)가 형성됨으로써 양자가 나사체결되도록 구성될 수 있다.
한편, 도 3을 참조하면, 상기 베이스부(120)와 상기 웨이퍼 접촉부(110)의 착탈가능한 결합 구조의 다른 실시예가 도시되어 있다. 즉, 상기 베이스부(120)의 상단에는 암나사부(128)가 형성되고, 상기 웨이퍼 접촉부(110)의 하단에는 상기 암 나사부(128)에 대응되는 수나사부(118)가 형성됨으로써 양자가 나사체결되도록 구성될 수 있다.
다시, 도 2를 참조하면, 상기 핀부(130)의 베이스부(120) 하단에는 자중체(140)가 결합된다. 상기 자중체(140)는 스프링과 같은 별도의 부재에 의할 필요 없이 그 자체 무게를 더함으로써 웨이퍼 리프트 핀(100)의 하강운동이 원활하게 이루어질 수 있도록 한다. 이는 상기 웨이퍼 리프트 핀(100)이 구동수단인 실린더(미도시)에 고정연결되지 않는 구성을 갖기 때문이다. 즉 상기 웨이퍼 리프트 핀(100)의 상승운동시에는 상기 실린더가 밀어 올려주지만, 하강운동시에는 단지 상기 실린더가 내려감에 따라 상기 웨이퍼 리프트 핀(100)의 자체 무게로 하강하게 되며, 이때 상기 자중체(140)가 그 무게를 더함으로써 상기 웨이퍼 리프트 핀(100)의 하강운동이 원활하게 이루어질 수 있도록 한다. 또한, 상기 자중체(140)는 정전척의 내부에 형성된 걸림턱(미도시)에 걸리는 구조를 갖기 때문에 상기 웨이퍼 리프트 핀(100)이 상기 정전척 내부에서 일정 한도 이상 하강하는 것을 막아준다.
한편, 상기 자중체(140)의 하단에는 연결축(170)이 결합된다. 상기 연결축(170)은 상기 베이스부(120)와 연결되는 지지부(150)와, 상기 지지부(150)의 하단에 착탈가능하게 결합하는 실린더 접촉부(160)로 구성된다. 상기 실린더 접촉부(160)는 상기 웨이퍼 리프트 핀(100)의 승하강 운동을 위한 구동수단인 실린더와 접촉되는 부분이기 때문에, 상기 실린더와의 잦은 접촉에 따른 마모 및 휨 등의 손상이 일어나기 쉽다. 그러나 본 발명의 실시예들에서 상기 연결축(170)의 지지부(150)와 실린더 접촉부(160)는 착탈가능한 결합 구조를 갖기 때문에 이러한 손상이 일어나더라도 손상이 일어난 실린더 접촉부(160) 만을 교체함으로써 종래와 같이 웨이퍼 리프트 핀 전체를 교체함에 따른 시간적 경제적 손실의 발생을 방지할 수 있다.
이때, 상기 지지부(150)와 상기 실린더 접촉부(160)의 착탈가능한 결합을 위해 상기 지지부(150)의 하단에는 수나사부(152)가 형성되고, 상기 실린더 접촉부(160) 상단에는 상기 수나사부(152)에 대응되는 암나사부(162)가 형성됨으로써 양자가 나사체결되도록 구성될 수 있다.
한편, 도 3을 참조하면, 상기 지지부(150)와 상기 실린더 접촉부(160)의 착탈가능한 결합 구조의 다른 실시예가 도시되어 있다. 즉, 상기 지지부(150)의 하단에는 암나사부(156)가 형성되고, 상기 실린더 접촉부(160) 상단에는 상기 암나사부(156)에 대응되는 수나사부(166)가 형성됨으로써 양자가 나사체결되도록 구성될 수 있다.
한편, 경우에 따라서는 상기 핀부(130) 또는 상기 연결축(170) 전체가 휘는 등의 손상을 입게 될 수 있다. 이를 위해 도 4에 도시된 바와 같이 상기 핀부(130)의 베이스부(120) 및 상기 연결축(170)의 지지부(150)가 상기 자중체(140)에 착탈가능하게 결합되도록 구성함으로써 상기 핀부(130) 또는 상기 연결축(170) 전체가 휘는 등의 손상을 입게 되더라도 그 부분만을 교체함으로써 종래와 같이 웨이퍼 리프트 핀 전체를 교체함에 따른 시간적 경제적 손실의 발생을 방지할 수 있다.
이를 위해 상기 자중체(140)의 상단에 암나사부(142)를 형성하고, 상기 베이스부(120)의 하단에는 상기 암나사부(142)에 대응되는 수나사부(126)를 형성하여 상기 핀부(130)와 상기 자중체(140)가 착탈가능하게 결합되도록 한다. 또한, 상기 지지부(150)의 상단에 암나사부(154)를 형성하고, 상기 자중체(140)의 하단에는 상기 암나사부(154)에 대응하는 수나사부(144)를 형성하여 상기 연결축(170)과 상기 자중체(140)가 착탈가능하게 결합되도록 한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 권리 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라, 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의하면, 손상이 주로 발생하는 부분 만의 분리가 가능하도록 리프트 핀의 구조를 개선하여 손상이 일어난 그 부분 만을 교체하면 충분하도록 함으로써 종래와 같이 정전척을 분해해야만 리프트 핀의 교체 및 정비가 가능하던 구조적 문제점 및 그에 따른 시간적 손실의 발생이나, 부분적 손상에도 리프트 핀 전체를 교체함에 따른 경제적 손실의 발생을 방지할 수 있는 이점이 있다.

Claims (6)

  1. 실린더에 의해 정전척의 내부에서 승하강 가능하도록 구성되어 웨이퍼를 승하강시키는 웨이퍼 리프트 핀에 있어서,
    베이스부 및 상기 베이스부의 상단에 착탈가능하게 결합되는 웨이퍼 접촉부를 갖는 핀부;
    상기 베이스부의 하단에 결합되는 자중체; 및
    상기 자중체의 하단에 결합되는 연결축을 포함하는 웨이퍼 리프트 핀.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이스부와 상기 웨이퍼 접촉부의 착탈가능한 결합을 위해 상기 베이스부의 상단에는 수나사부가 형성되고, 상기 웨이퍼 접촉부의 하단에는 상기 수나사부에 대응되는 암나사부가 형성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 리프트 핀.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이스부와 상기 자중체의 착탈가능한 결합을 위해 상기 베이스부의 하단에는 수나사부가 형성되고, 상기 자중체의 상단에는 상기 수나사부에 대응되는 암나사부가 형성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 리프트 핀.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결축은 상기 자중체와 결합되는 지지부와, 상기 지지부의 하단에 착탈가능하게 결합하는 실린더 접촉부로 구성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 리프트 핀.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 지지부와 상기 실린더 접촉부의 착탈가능한 결합을 위해 상기 지지부의 하단에는 수나사부가 형성되고, 상기 실린더 접촉부의 상단에는 상기 수나사부에 대응되는 암나사부가 형성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 리프트 핀.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 지지부와 상기 자중체의 착탈가능한 결합을 위해 상기 자중체의 하단에는 수나사부가 형성되고, 상기 지지부의 상단에는 상기 수나사부에 대응되는 암나사부가 형성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 리프트 핀.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101362458B1 (ko) * 2010-12-30 2014-02-12 엘아이지에이디피 주식회사 리프트 핀 모듈 및 이것을 포함하는 평판표시소자 제조장치

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