KR20070025092A - 웨이퍼 리프트 유닛의 리프트핑거 - Google Patents

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Abstract

웨이퍼 리프트 유닛의 리프트핑거를 제공한다. 개시된 리프트핑거는 몸체와, 상기 몸체의 상부에 형성되어 얼라인이 틀어진 상태로 로딩되는 웨이퍼를 재정렬시키는 웨이퍼 재정렬부와, 상기 몸체의 전단부로부터 수평하게 돌출형성된 웨이퍼 안착부, 및 상기 몸체의 후단부로부터 수평하게 돌출형성되고 리프트 g과의 연결을 위한 나사체결홀을 구비한 연결부로 구성된다.
웨이퍼, 웨이퍼 지지대, 웨이퍼 리프트 유닛

Description

웨이퍼 리프트 유닛의 리프트핑거{LIFT FINGER OF WAFER LIFT UNIT}
도 1은 불완전하게 로딩된 웨이퍼가 안착된 상태의 종래 리프트핑거의 단면도이다.
도 2는 불완전하게 로딩된 웨이퍼의 재정렬 작용을 설명하는 본 발명의 일 실시예에 따른 리프트핑거의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 리프트핑거를 채용한 에싱 설비의 개략적 구성도이다.
**도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명**
100 : 리프트핑거 110 : 몸체
112 : 웨이퍼 재정렬부 120 : 웨이퍼 안착부
122 : 돌기 130 : 연결부
132 : 나사체결홀 150 : 리프트 g
200 : 스트립 챔버 210 : 웨이퍼 지지대
220 : 샤워 헤드 230 : 램프 모듈
240 : 석영 윈도우
본 발명은 반도체 디바이스의 제조 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이송되는 웨이퍼를 승하강시켜 웨이퍼 지지대에 상기 웨이퍼를 로딩 및 언로딩시키기 위한 웨이퍼 리프트 유닛의 리프트핑거에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 디바이스의 제조는 대단히 많은 공정의 조합을 선택적, 반복적으로 수행함으로써 이루어진다. 그러한 공정 가운데 하나인 포토 리소그래피(Photo Lithography) 공정은 반도체 기판인 웨이퍼에 포토레지스트(Photoresist)층을 형성하기 위해 포토레지스트를 스핀 코팅하는 단계와, 상기 포토레지스트층을 선택적으로 노광(Exposure)하는 단계와, 포토레지스트 패턴을 형성하기 위해 노광된 포토레지스트층을 현상(Develop)하는 단계와, 포토레지스트층에 의해 가려지지 않은 웨이퍼의 영역을 에칭(Etching)하는 단계와, 상기 에칭단계에서 마스크로 사용된 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계로 이루어진다.
여기서 상기 마스크로 사용된 포토레지스트 패턴을 제거하는 공정을 특히 에싱(Ashing)공정이라 한다. 이러한 에싱 공정은 일명 피알 스트립(P/R Strip) 공정이라고도 하며, 건식 식각의 한 종류라고 볼 수도 있다. 다만, 통상의 건식 식각에서는 공정 챔버의 내부에 주입시킨 반응 가스를 전기적 작용에 의해 플라즈마화하고, 이때 발생되는 플라즈마에 의해 웨이퍼를 에칭하게 되는 것임에 반해, 에싱은 반응 가스의 플라즈마로부터 다시 이온 성분만을 도입하여 이 이온 성분에 의해 에싱이 이루어지도록 하는 차이가 있다.
한편, 이러한 에칭 또는 에싱 공정들을 진행하기 위해서는 각각의 공정을 수행하는 공정 챔버 내부에 설치된 웨이퍼 지지대로 웨이퍼를 로딩하여 필요한 공정을 수행하고, 공정이 완료된 웨이퍼를 외부로 언로딩하여 다음 공정을 위하여 이동시키는 과정을 필요에 따라 반복하게 된다.
반도체 디바이스의 제조를 원활하게 진행하기 위해서는 공정이 수행되는 웨이퍼가 손상되지 않도록 하는 것이 중요하다. 이를 위해서는 로딩되는 웨이퍼를 안정적으로 웨이퍼 지지대에 안착시켜야 하며, 이때 웨이퍼 지지대 상으로 웨이퍼를 이송하는 로봇암과 웨이퍼를 웨이퍼 지지대 상에 안착시키는 웨이퍼 리프트 유닛이 사용된다.
이러한 웨이퍼 리프트 유닛에는 웨이퍼의 뒷면과 직접 접촉하는 다수의 리프트핑거(Lift Finger)와, 상기 리프트핑거들을 승하강시켜 웨이퍼가 승하강되도록 하는 리프트 g(Lift Hoop)이 포함된다.
그런데 상기한 바와 같은 포토 리소그래피 공정이 수행되는 메인 챔버에서 에칭이 끝난 후 에싱을 위해 스트립 챔버로 웨이퍼가 이송되는 과정 중, 메인 챔버에서의 디척킹(Dechucking)이나, 이송암의 캘러브레이션(Calibration)이 틀어지는 등의 문제가 발생하여 웨이퍼의 얼라인(Align)이 틀어지더라도 이를 교정해줄 수단이 없다. 따라서 이와 같이 얼라인이 틀어진 상태로 스트립 챔버 내로 로딩되는 웨이퍼는 스트립 챔버 내의 리프트핑거 상에 불완전하게 안착되게 된다.
도 1은 불완전하게 로딩된 웨이퍼가 안착된 상태의 종래 리프트핑거의 단면도를 나타낸다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 리프트핑거(10)는 소정 두께를 갖는 몸체(12)와, 상기 몸체(12)의 전단부에 단턱진 형태로 돌출 형성되어 웨이퍼(W)의 뒷면이 안착되는 안착부(14), 및 상기 몸체(12)의 후단부에 단턱진 형태로 돌출 형성되고 리프트 g(미도시)과의 체결을 위한 나사체결홀(17)을 구비한 연결부(16)로 구성된다.
이러한 상기 리프트핑거(10)는 전술한 바와 같이, 웨이퍼(W)가 얼라인이 틀어진 상태로 로딩됨으로써 불완전하게 상기 웨이퍼(W)의 에지부 일측은 상기 안착부(14)에 걸쳐지고 타측은 상기 몸체(12)의 상면에 걸쳐지더라도 별도의 얼라인 교정을 하지 못한 채, 그 상태를 그대로 유지하면서 하강하여 상기 웨이퍼(W)를 웨이퍼 지지대(미도시) 상에 로딩시키게 된다.
때문에 그 과정에서 웨이퍼(W)가 상기 웨이퍼 지지대와 에지부부터 접촉되게 됨으로써 웨이퍼(W)의 에지부가 파손될 위험이 있고, 웨이퍼(W)가 상기 웨이퍼 지지대의 정위치에서 벗어난 위치에 안착됨으로써 공정 불량을 야기하게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 단점을 극복하기 위해 안출된 것으로서, 얼라인이 틀어진 상태로 웨이퍼가 불완전하게 로딩되더라도 이를 재정렬시켜 웨이퍼 지지대에 안착시킴으로써 웨이퍼 파손이나 공정 불량을 방지할 수 있는 웨이퍼 리프트 유닛의 리프트핑거를 제공하는 것을 기술적 과제로 삼고 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 리프트핑거는 몸체와, 상기 몸체의 상부에 형성되어 얼라인이 틀어진 상태로 로딩되는 상기 웨이퍼를 재정렬시키는 웨이퍼 재정렬부와, 상기 몸체의 전단부로부터 수평하게 돌출형성된 웨이퍼 안착부, 및 상기 몸체의 후단부로부터 수평하게 돌출형성되고 리프트 g과의 연결을 위한 나사체결홀을 구비한 연결부를 포함한다.
이때, 상기 웨이퍼 재정렬부는 접촉되는 상기 웨이퍼의 에지부를 슬라이딩시켜 상기 웨이퍼의 에지부가 상기 웨이퍼 안착부에 안착되도록 형성된 경사부일 수 있다. 그리고 상기 경사부는 그 표면을 매끄럽게 하기 위한 폴리싱 처리가 된 것일 수 있다.
한편, 상기 웨이퍼 안착부의 끝단에는 수직 상방향으로 돌출형성된 돌기가 마련될 수 있고, 상기 돌기의 상면은 둥그스름하게 라운딩 처리가 될 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 에 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 2는 불완전하게 로딩된 웨이퍼의 재정렬 작용을 설명하는 본 발명의 일 실시예에 따른 리프트핑거의 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 리프트핑거(100)는 이송되는 웨이퍼(W)를 승하강시켜 웨이퍼 지지대(210, 도 3 참조)에 상기 웨이퍼(W)를 로딩 및 언로딩시키기 위한 웨이퍼 리프트 유닛을 구성하는 일 구성요소로 서, 몸체(110)와, 상기 몸체(110)의 상부에 형성되어 얼라인이 틀어진 상태로 로딩되는 상기 웨이퍼(W)를 재정렬시키는 웨이퍼 재정렬부(112)와, 상기 몸체(110)의 전단부로부터 수평하게 돌출형성된 웨이퍼 안착부(120), 및 상기 몸체(110)의 후단부로부터 수평하게 돌출형성되고 리프트 g(150, 도 3 참조)과의 연결을 위한 나사체결홀(132)을 구비한 연결부(130)로 구성된다.
이러한 상기 리프트핑거(100)는 웨이퍼(W)의 에지부 뒷면을 지지하여 그 수평을 유지한 채 승하강시키도록 적어도 3개 이상으로 구성된 복수개가 마련된다. 즉, 서로 120ㅀ간격을 형성하도록 3개로 구성되어 배치되거나, 서로 90ㅀ간격을 형성하도록 4개로 구성되어 배치될 수 있다.
한편, 상기 웨이퍼 재정렬부(112)는 접촉되는 상기 웨이퍼(W)의 에지부 뒷면을 슬라이딩시켜 상기 웨이퍼(W)의 에지부 뒷면이 상기 웨이퍼 안착부(120)에 안착되도록 하는 경사부로 구성된다.
상기 웨이퍼 재정렬부(112)의 작용에 대해 설명하면, 전 공정에서의 웨이퍼(W)의 디척킹(Dechucking)이나, 이송암(미도시)의 캘러브레이션(Calibration)이 틀어지는 등의 문제가 발생하여 얼라인(Align)이 틀어진 상태로 상기 웨이퍼(W)가 로딩되는 경우, 도 2의 점선으로 나타낸 바와 같이, 상기 웨이퍼(W)는 불완전하게 상기 리프트핑거(100) 상에 안착될 수 있고, 이 경우 상기 웨이퍼 재정렬부(112)는 얼라인(Align)이 틀어진 상기 웨이퍼(W)를 재정렬시킨다.
즉, 상기 웨이퍼(W)의 일측 에지부 뒷면은 상기 리프트핑거(100)의 웨이퍼 안착부(120) 상에 안착되고, 상기 웨이퍼(W)의 타측 에지부 뒷면은 상기 리프트핑 거(100)의 몸체(110) 상면에 안착되더라도 상기 웨이퍼(W)의 타측 에지부 뒷면이 상기 몸체(110) 상면에 형성된 웨이퍼 재정렬부(112), 즉 경사부를 타고 슬라이딩하여 상기 웨이퍼(W)의 타측 에지부 뒷면 역시 상기 웨이퍼 안착부(120) 상에 안착됨으로써 최초 얼라인(Align)이 틀어진 상태였던 상기 웨이퍼(W)의 재정렬이 이루어진다.
이때, 상기 웨이퍼 재정렬부(112)인 상기 경사부는 상기 웨이퍼(W)의 에지부 뒷면이 보다 잘 슬라이딩되도록 그 표면을 매끄럽게 하기 위한 폴리싱 처리가 이루어지는 것이 바람직하다. 이러한 상기 경사부에 대한 폴리싱 처리는 입자가 고운 다이아몬드휠을 이용한 연마공정을 통해 수행될 수 있다.
한편, 상기 웨이퍼 안착부(120)의 끝단에는 수직 상방향으로 돌출형성된 돌기(122)가 마련될 수 있다. 이러한 상기 돌기(122)는 상기 리프트핑거(100)를 통한 상기 웨이퍼(W)의 상기 웨이퍼 지지대(210, 도 3 참조)로의 로딩 및 언로딩이 이루어지는 과정에서의 상기 웨이퍼(W)의 뒷면과 상기 웨이퍼 안착부(120)의 접촉 부분을 최소화함으로써 불필요한 상기 웨이퍼(W)의 뒷면 또는 에지부에서 발생할 수 있는 스크래치(Scratch) 등의 손상을 최소화할 수 있다. 이를 위해 상기 돌기(122)의 상면은 둥그스름하게 라운딩 처리가 이루어지는 것이 바람직하다.
한편, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 리프트핑거를 채용한 에싱 설비의 개략적 구성도이다. 본 발명에 따른 상기 리프트핑거(100)가 채용되는 일 예로서 에싱 설비를 들어 설명하지만, 그 외에도 상기 리프트핑거(100)는 에칭 설비나 열처리 설비 등 다른 많은 반도체 디바이스의 제조 설비에 채용될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 에싱 설비는 에싱 공정이 수행되는 밀폐 공간을 형성하는 스트립 챔버(200)와, 에싱 공정이 수행되는 동안 웨이퍼(W)를 지지하는 웨이퍼 지지대(210)와, 상기 웨이퍼 지지대(210)의 주변에 배치되어 상기 웨이퍼(W)를 상기 웨이퍼 지지대(210) 상에 로딩 및 언로딩시키는 상기 리프트핑거(100) 및 리프트 g(150)을 포함하는 웨이퍼 리프트 유닛과, 상기 웨이퍼 지지대(210)의 상부에 배치되어 공급되는 공정 가스를 플라즈마화시켜 상기 웨이퍼(W)로 공급하는 샤워 헤드(220)와, 상기 웨이퍼 지지대(210)의 하부에 배치되어 상기 웨이퍼(W)를 가열하기 위한 할로겐 램프 등을 구비한 램프 모듈(230)을 포함한다.
이때, 상기 웨이퍼 지지대(210) 및 상기 샤워 헤드(220)에는 플라즈마 생성을 위한 RF 전원(미도시)이 연결된다. 여기서, 미설명부호 222는 공정 가스 유입홀을, 224는 다수의 관통공이 형성된 가스 분배판(GDP; Gas Diffuser Plate)을, 240은 상기 웨이퍼 지지대(210)와 상기 램프 모듈(230) 사이에 배치되는 석영 윈도우를 나타낸다.
먼저, 전 공정에서 에칭이 끝난 웨이퍼(W)가 상기 스트립 챔버(200) 내로 이송암(미도시)을 통해 유입되기 전에 상기 리프트핑거(100)는 상기 리프트 g(150)의 구동에 의해 상기 웨이퍼 지지대(210)로부터 소정 높이만큼 상승된 상태에 위치하게 된다. 이 상태에서 상기 스트립 챔버(200)의 일측에 형성된 도어(미도시)를 통해 상기 웨이퍼(W)가 이송암에 의해 상기 복수개의 리프트핑거(100)에 안착된다. 이때, 상기 웨이퍼(W)가 얼라인(Align)이 틀어진 상태로 로딩되더라도 전술한 바와 같은 상기 리프트핑거(100)의 웨이퍼 재정렬부(112)인 경사부를 통한 재정렬이 이 루어질 수 있다.
그 후 상기 리프트 g(150)의 구동에 의해 상기 리프트핑거(100)가 하강하면서 안착된 상기 웨이퍼(W)를 상기 웨이퍼 지지대(210) 상에 안착시키게 된다. 상기 웨이퍼(W)는 상기 리프트핑거(100)의 웨이퍼 재정렬부(112)를 통해 재정렬이 이루어진 상태이므로 상기 웨이퍼 지지대(210)의 정위치에 안착될 수 있고, 이에 따라 도 1을 통해 설명한 바와 같은 종래 기술에 있어서의 에싱 불량의 발생을 방지할 수 있다.
상기 웨이퍼 지지대(210)에 안착된 상기 웨이퍼(W)는 상기 램프 모듈(230)을 통해 소정 온도로 가열되고, 상기 샤워 헤드(220)를 통해 제공되는 플라즈마에 의해 상기 웨이퍼(W)의 상면에 형성된 마스크로 사용되었던 포토레지스트 패턴이 제거된다.
이러한 에싱 공정이 완료되면 상기 리프트핑거(100)는 상기 리프트 g(150)의 구동에 의해 다시 상승하여 웨이퍼(W)를 상기 웨이퍼 지지대(210)로부터 이격시키는 언로딩을 수행함으로써 이송암을 통해 다음 공정의 수행을 위한 설비로 웨이퍼(W)가 이송될 수 있도록 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, 몸체 상면에 형성된 웨이퍼 재정렬부를 통해 얼라인이 틀어진 상태로 웨이퍼가 불완전하게 로딩되더라도 이를 재정렬시켜 웨이퍼 지지대에 안착시킴으로써 웨이퍼 파손이나 공정 불량을 방지할 수 있는 이점이 있다.

Claims (5)

  1. 이송되는 웨이퍼를 승하강시켜 웨이퍼 지지대에 상기 웨이퍼를 로딩 및 언로딩시키기 위한 웨이퍼 리프트 유닛을 구성하는 복수개의 리프트핑거에 있어서,
    몸체;
    상기 몸체의 상부에 형성되어 얼라인이 틀어진 상태로 로딩되는 상기 웨이퍼를 재정렬시키는 웨이퍼 재정렬부;
    상기 몸체의 전단부로부터 수평하게 돌출형성된 웨이퍼 안착부; 및
    상기 몸체의 후단부로부터 수평하게 돌출형성되고, 리프트 g과의 연결을 위한 나사체결홀을 구비한 연결부를 포함하는 리프트핑거.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 웨이퍼 재정렬부는 접촉되는 상기 웨이퍼의 에지부를 슬라이딩시켜 상기 웨이퍼의 에지부가 상기 웨이퍼 안착부에 안착되도록 형성된 경사부인 것을 특징으로 하는 리프트핑거.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 경사부는 그 표면을 매끄럽게 하기 위한 폴리싱 처리가 된 것을 특징으로 하는 리프트핑거.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 웨이퍼 안착부의 끝단에는 수직 상방향으로 돌출형성된 돌기가 마련된 것을 특징으로 하는 리프트핑거.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 돌기의 상면은 둥그스름하게 라운딩 처리가 된 것을 특징으로 하는 리프트핑거.
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