KR20090012468A - 리프트 핀 유닛 및 이를 갖는 기판 가공 장치 - Google Patents

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KR20090012468A
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김성우
이상봉
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세메스 주식회사
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Abstract

기판 가공 장치의 리프트 핀 유닛은 리프트 핀, 고정 블록, 벨로우즈, 제1 플랜지, 제2 플랜지 및 플레이트를 포함한다. 리프트 핀은 기판을 지지하는 지지부를 관통하여 구비되며, 기판을 승강시킨다. 고정 블록은 지지부의 하부에 구비되며, 리프트 핀의 하단을 고정한다. 벨로우즈는 지지부와 고정 블록 사이에 구비되며, 리프트 핀을 감싼다. 제1 플랜지는 벨로우즈의 상단에 구비되며, 벨로우즈를 지지부의 하부면에 고정하며, 제2 플랜지는 벨로우즈의 하단에 구비되며, 벨로우즈를 고정 블록에 고정한다. 플레이트는 고정 블록을 지지한다. 제2 플랜지와 고정 블록은 고정 나사에 의해 고정된다.

Description

리프트 핀 유닛 및 이를 갖는 기판 가공 장치{Lift pin unit and apparatus for processing a substrate having the lift pin unit}
본 발명은 리프트 핀 유닛 및 이를 갖는 기판 가공 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판의 로딩 및 언로딩을 위해 상기 기판을 승강시키는 리프트 핀 유닛 및 이를 갖는 기판 가공 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자는 반도체 기판으로 사용되는 실리콘웨이퍼 상에 전기적인 회로를 형성하는 팹(fabrication; Fab) 공정과, 상기 팹 공정에서 형성된 반도체 소자들의 전기적인 특성을 검사하는 EDS(electrical die sorting)공정과, 상기 반도체 소자들을 각각 에폭시 수지로 봉지하고 개별화시키기 위한 패키지 공정을 통해 제조된다.
상기 팹 공정은 화학 기상 증착, 스퍼터링, 포토리소그래피, 식각, 이온주입, 화학적 기계적 연마(CMP) 등과 같은 단위 공정들을 포함하며, 상기 단위 공정들을 순차적 또는 반복적인 수행하여 상기 회로를 형성한다.
상기와 같은 단위 공정들에 사용되는 기판 가공 장치는 챔버 내부에 반도체 기판인 웨이퍼를 지지하고, 고정시키는 척을 구비한다. 반도체 기판을 고정시키는 방법은 클램프 또는 진공을 이용하여 반도체 기판을 고정시키거나, 정전기력을 이용하여 반도체 기판을 고정시키는 방법 등이 있다.
상기 척에 기판을 로딩하거나 상기 척으로부터 상기 기판을 언로딩하기 위해 상기 기판을 지지하여 승강시키는 리프트 핀 유닛이 사용된다.
도 1은 종래 기술에 따른 리프트 핀 유닛(20)을 설명하기 위한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 상기 리프트 핀 유닛(20)은 기판을 지지하는 척(10)의 하부면에 구비되는 플랜지(21), 상기 플랜지(21) 및 상기 척(10)을 관통하여 승강하는 리프트 핀(22), 상기 리프트 핀(22)의 하단부를 고정하는 고정 블록(23), 상기 리프트 핀(22)을 감싸며 상기 플랜지(21) 및 상기 고정 블록(23)과 연결되는 벨로우즈(24), 상기 고정 블록(23)을 지지하는 플레이트(25) 및 상기 플레이트(25)와 상기 고정 블록(23)을 고정하는 고정 나사(26)를 포함한다.
상기 리프트 핀 유닛(20)은 고정 블록(23)에 상기 리프트 핀(22) 및 상기 벨로우즈(24)가 고정되어 있으므로, 상기 리프트 핀(22)이 파손되면 상기 리프트 핀(22)만을 선택적으로 교체할 수 없다. 따라서, 상기 고정 나사(26)를 풀어 상기 플레이트(25)와 상기 고정 블록(23)을 분리한 후, 상기 플랜지(21), 벨로우즈(24), 고정 블록(23)의 이상 유무에 관계없이 상기 플랜지(21), 벨로우즈(24), 고정 블록(23) 및 상기 리프트 핀(22)을 한꺼번에 교체해야 한다.
그러므로, 상기 리프트 핀(22) 파손시 교체에 따른 비용이 크고, 교체에 소요되는 시간도 길다.
본 발명은 리프트 핀 파손시 리프트 핀만을 선택적으로 교체할 수 리프트 핀 유닛을 제공한다.
본 발명은 상기 리프트 핀 유닛을 갖는 기판 가공 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 리프트 핀 유닛은 기판을 지지하는 지지부를 관통하여 구비되며, 상기 기판을 승강시키는 리프트 핀과, 상기 지지부의 하부에 구비되며, 상기 리프트 핀의 하단을 고정하는 고정 블록과, 상기 지지부와 상기 고정 블록 사이에 구비되며, 상기 리프트 핀을 감싸는 벨로우즈와, 상기 벨로우즈의 상단에 구비되며, 상기 벨로우즈를 상기 지지부의 하부면에 고정하기 위한 제1 플랜지 및 상기 벨로우즈의 하단에 구비되며, 상기 벨로우즈를 상기 고정 블록에 고정하기 위한 제2 플랜지를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 플랜지와 상기 고정 블록은 상기 고정 블록을 관통하여 상기 제2 플랜지와 체결되는 고정 나사에 의해 고정될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 리프트 핀 유닛은 상기 제2 플랜지와 상기 고정 블록 사이에 구비되는 밀봉 부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 리프트 핀 유닛은 상기 고정 블록을 지지하는 플레이트를 더 포함할 수 있다.
상기 플레이트는 상기 고정 나사를 노출시키는 개구를 가질 수 있다.
본 발명에 따른 기판 가공 장치는 지지부, 리프트 핀 유닛 및 가스 제공부를 포함한다.
상기 지지부는 기판을 지지한다.
상기 리프트 핀 유닛은 상기 지지부를 관통하여 구비되며, 상기 기판을 승강시키는 리프트 핀과, 상기 지지부의 하부에 구비되며, 상기 리프트 핀의 하단을 고정하는 고정 블록과, 상기 지지부와 상기 고정 블록 사이에 구비되며, 상기 리프트 핀을 감싸는 벨로우즈와, 상기 벨로우즈의 상단에 구비되며, 상기 벨로우즈를 상기 지지부의 하부면에 고정하기 위한 제1 플랜지 및 상기 벨로우즈의 하단에 구비되며, 상기 벨로우즈를 상기 고정 블록에 고정하기 위한 제2 플랜지를 포함한다.
상기 가스 제공부는 상기 기판으로 상기 기판을 가공하기 위한 공정 가스를 제공한다.
본 발명에 따르면 상기 벨로우즈의 하단을 고정하는 제2 플랜지와 상기 리프트 핀을 고정하는 고정 블록을 고정 나사로 고정한다. 따라서, 상기 리프트 핀이 파손된 경우, 상기 고정 나사를 풀어 상기 고정 블록과 상기 리프트 핀만을 선택적으로 교체할 수 있다. 그러므로, 상기 리프트 핀의 파손시 교체 비용과 교체 시간을 줄일 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 리프트 핀 유닛 및 이를 갖는 기판 가공 장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 리프트 핀 유닛(100)을 설명하기 위한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 상기 리프트 핀 유닛(100)은 리프트 핀(110), 고정 블록(120), 벨로우즈(130), 제1 플랜지(140), 제2 플랜지(150), 고정 나사(160), 밀봉 부재(170) 및 플레이트(180)를 포함한다.
상기 리프트 핀(110)은 기판을 지지하며 고정하는 척(10)을 관통하여 구비된다. 상기 리프트 핀(110)은 상기 척(10)의 상방으로 상승하거나 상기 척(10)의 하방으로 하강할 수 있다.
일예로, 상기 리프트 핀(110)은 상승하여 이송암(미도시)에 의해 상기 척(10) 상방으로 이송된 기판을 지지한 후, 하강하여 상기 기판을 상기 척(10)으로 로딩한다. 다른 예로, 상기 리프트 핀(110)은 상기 척(10) 상의 기판을 지지하여 상승함으로써 상기 기판을 언로딩한 후, 상기 기판이 상기 이송암에 의해 이송되면 다시 하강한다.
상기 고정 블록(120)은 상기 척(10)의 하부에 구비되며, 상기 리프트 핀(110)의 하단을 고정한다. 일예로, 상기 리프트 핀(110)의 하단 외측면에 나사산을 형성하고, 상기 고정 블록(120)에 나사홀을 형성하여 상기 리프트 핀(110)과 상 기 고정 블록(120)을 나사 체결할 수 있다. 다른 예로, 고정 블록(120)에 홀을 형성하고 상기 리프트 핀(110)을 상기 홀에 억지끼움하거나 상기 리프트 핀(110)을 상기 홀에 삽입한 상태에서 접착제로 고정할 수 있다.
상기 벨로우즈(130)는 상기 지지부(10)와 상기 고정 블록(120) 사이에 구비되며, 상기 리프트 핀(110)을 감싼다.
상기 벨로우즈(130)는 팽창 및 수축이 용이하도록 주름관 형상을 갖는다. 상기 벨로우즈(130)는 상기 기판을 가공하기 위한 공정 가스에 의한 손상을 억제하기 위하여 서스(SUS) 재질로 형성될 수 있다.
상기 제1 플랜지(140)는 상기 벨로우즈(130)의 상단과 연결된다. 상기 제1 플랜지(140)는 상기 리프트 핀(110)이 관통하는 상기 지지부(10)의 하부면에 고정된다. 따라서, 상기 제1 플랜지(140)는 상기 벨로우즈(130)를 상기 지지부(10)의 하부면에 고정한다. 또한, 상기 제1 플랜지(140)는 상기 리프트 핀(110)의 이동을 가이드한다. 그러므로, 상기 리프트 핀(110)이 상승 및 하강할 때 상기 리프트 핀(110)이 수평 방향으로 흔들리는 것을 방지할 수 있다.
상기 제2 플랜지(150)는 상기 벨로우즈(130)의 하단과 연결된다. 상기 제2 플랜지(150)는 상기 리프트 핀(110)이 고정되는 고정 블록(120)의 상부면에 고정된다. 따라서, 상기 제2 플랜지(150)는 상기 벨로우즈(130)를 상기 고정 블록(120)에 고정한다.
상기 고정 나사(160)는 상기 고정 블록(120)과 상기 제2 플랜지(150)를 고정한다. 구체적으로, 상기 고정 나사(160)는 상기 고정 블록(120)의 하방에서 상기 고정 블록(120)을 관통하여 상기 제2 플랜지(150)와 체결된다.
상기 리프트 핀(110)은 상승 및 하강을 반복하는 과정에서 파손될 수 있다. 상기 리프트 핀(110)은 중앙 부위가 파손될 수 있지만, 일반적으로 상기 고정 블록(120)과의 연결 부위가 파손된다. 상기 리프트 핀(110)이 파손되는 경우, 상기 고정 나사(160)를 풀어 상기 고정 블록(120)과 상기 제2 플랜지(150)를 용이하게 분리하여 상기 리프트 핀(110)을 교체하거나, 상기 리프트 핀(110)과 상기 고정 블록(120)을 교체할 수 있다.
상기 밀봉 부재(170)는 상기 고정 블록(120)과 상기 제2 플랜지(150) 사이에 구비된다. 상기 밀봉 부재(170)는 상기 고정 블록(120)과 상기 제2 플랜지(150)의 사이를 통해 상기 벨로우즈(130) 내부의 유체가 누설되는 것을 방지한다. 상기 밀봉 부재(170)의 예로는 오링(o-ring)을 들 수 있다.
상기 플레이트(180)는 상기 고정 블록(120)을 고정하며 지지한다. 일 예로, 상기 플레이트(180)의 하방에서 상기 플레이트(180)를 관통하여 상기 고정 블록(120)과 체결되는 고정 나사(미도시)에 의해 상기 플레이트(180)와 상기 고정 블록(120)이 고정될 수 있다.
상기 플레이트(180)는 개구(182)를 갖는다. 상기 개구(182)는 상기 고정 블록(120)과 상기 제2 플랜지(150)를 고정하는 고정 나사(160)의 나사 머리를 노출시킨다. 따라서, 상기 고정 나사(160)를 용이하게 조이거나 풀 수 있다.
상기에서 상기 리프트 핀(110)이 하나 구비되는 것으로 도시 및 설명되었지만, 상기 리프트 핀(110)은 상기 기판을 안정적으로 지지하기 위해 3개 이상 구비 되는 것이 바람직하다. 상기 리프트 핀(110)이 3개 이상 구비되면, 상기 고정 블록(120), 벨로우즈(130), 제1 플랜지(140) 및 제2 플랜지(150)도 각각 3개 이상 구비된다. 상기 고정 블록(120)이 3개 이상 구비되는 경우, 상기 플레이트(180)는 상기 고정 블록(120)들을 모두 지지하며 고정한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 가공 장치(200)를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3을 참조하면, 상기 기판 가공 장치(200)는 챔버(210), 지지부(220), 리프트 핀 유닛(230), 구동부(240) 및 가스 제공부(250)를 포함한다.
상기 챔버(210)는 중공의 실린더 형태를 가지며, 상기 기판(W)을 가공하기 위한 공간을 제공한다. 상기 챔버(210)는 배출구(212)를 갖는다. 상기 배출구(212)는 상기 챔버(210)의 하부에 구비되며, 상기 기판(W)을 가공하는 공정에서 발생하는 반응 부산물 및 미반응 가스를 배출한다.
상기 지지부(220)는 원판 형상을 가지며, 상기 기판(W)을 지지하며 고정한다. 상기 지지부(220)의 예로는 기계적인 힘을 이용하여 상기 기판(W)을 고정하는 클램프, 진공력을 이용하여 상기 기판(W)을 고정하는 진공척, 정전기력을 이용하여 상기 기판(W)을 고정하는 정전척 등을 들 수 있다.
상기 지지부(220)는 후술하는 리프트 핀 유닛(230)의 리프트 핀이 승강하기 위한 관통홀을 갖는다.
상기 리프트 핀 유닛(230)은 상기 기판(W)을 상기 지지부(220)로 로딩하거나 상기 기판(W)을 상기 지지부(220)로부터 언로딩하며, 리프트 핀, 고정 블록, 벨로 우즈, 제1 플랜지, 제2 플랜지, 고정 나사, 밀봉 부재 및 플레이트를 포함한다.
상기 리프트 핀, 고정 블록, 벨로우즈, 제1 플랜지, 제2 플랜지, 고정 나사, 밀봉 부재 및 플레이트에 대한 구체적인 설명은 도 2를 참조한 리프트 핀(110), 고정 블록(120), 벨로우즈(130), 제1 플랜지(140), 제2 플랜지(150), 고정 나사(160), 밀봉 부재(170) 및 플레이트(180)에 대한 설명과 실질적으로 동일하다.
상기 리프트 핀 유닛(230)은 상기 리프트 핀이 파손되더라도 상기 고정 나사를 풀어 상기 리프트 핀을 교체하거나 상기 리프트 핀과 상기 고정 블록을 용이하게 교체할 수 있다.
상기 구동부(240)는 상기 리프트 핀 유닛(230)과 연결되며, 상기 리프트 핀을 승강시키며 상기 벨로우즈를 신축하기 위한 구동력을 제공한다. 구체적으로, 상기 구동부(240)는 상기 리프트 핀 유닛(230)의 플레이트와 연결된다.
상기 가스 제공부(250)는 상기 지지부(220)에 지지된 기판(W)으로 상기 기판(W)을 가공하기 위한 공정 가스를 제공한다. 일예로, 상기 가스 제공부(250)는 상기 챔버(210)의 내측 상부에 구비되는 샤워 헤드일 수 있다. 상기 샤워 헤드에는 상기 기판(W)으로 제공되는 공정 가스를 플라즈마 상태로 형성하기 위한 고주파 전원이 연결될 수 있다. 상기 공정 가스는 상기 기판(W) 상에 막을 형성하기 위한 증착 가스, 상기 기판(W) 상에 형성된 막을 선택적으로 식각하기 위한 식각 가스, 또는 상기 기판(W) 및 상기 챔버(210)를 세정하기 위한 세정 가스일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 리프트 핀이 파손되더라도 리프트 핀 유닛을 전 부 교체하지 않고 상기 파손된 리프트 핀과 상기 리프트 핀을 고정하는 고정 블록만을 교체할 수 있다. 따라서, 상기 리프트 핀의 파손시 교체 비용과 상기 교체에 소요되는 시간을 줄일 수 있다. 그러므로, 상기 리프트 핀 유닛을 갖는 기판 가공 장치의 생산성과 효율성을 향상시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 리프트 핀 유닛을 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 리프트 핀 유닛을 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 가공 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
100 : 리프트 핀 유닛 110 : 리프트 핀
120 : 고정 블록 130 : 벨로우즈
140 : 제1 플랜지 150 : 제2 플랜지
160 : 고정 나사 170 : 밀봉 부재
180 : 플레이트 182 : 개구

Claims (6)

  1. 기판을 지지하는 지지부를 관통하여 구비되며, 상기 기판을 승강시키는 리프트 핀;
    상기 지지부의 하부에 구비되며, 상기 리프트 핀의 하단을 고정하는 고정 블록;
    상기 지지부와 상기 고정 블록 사이에 구비되며, 상기 리프트 핀을 감싸는 벨로우즈;
    상기 벨로우즈의 상단에 구비되며, 상기 벨로우즈를 상기 지지부의 하부면에 고정하기 위한 제1 플랜지; 및
    상기 벨로우즈의 하단에 구비되며, 상기 벨로우즈를 상기 고정 블록에 고정하기 위한 제2 플랜지를 포함하는 것을 특징으로 하는 리프트 핀 유닛.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 플랜지와 상기 고정 블록은 상기 고정 블록을 관통하여 상기 제2 플랜지와 체결되는 고정 나사에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 리프트 핀 유닛.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2 플랜지와 상기 고정 블록 사이에 구비되는 밀봉 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리프트 핀 유닛.
  4. 제1항에 있어서, 상기 고정 블록을 지지하는 플레이트를 더 포함하는 리프트 핀 유닛.
  5. 제4항에 있어서, 상기 플레이트는 상기 고정 나사를 노출시키는 개구를 갖는 것을 특징으로 하는 리프트 핀 유닛.
  6. 기판을 지지하기 위한 지지부;
    상기 지지부를 관통하여 구비되며, 상기 기판을 승강시키는 리프트 핀과, 상기 지지부의 하부에 구비되며, 상기 리프트 핀의 하단을 고정하는 고정 블록과, 상기 지지부와 상기 고정 블록 사이에 구비되며, 상기 리프트 핀을 감싸는 벨로우즈와, 상기 벨로우즈의 상단에 구비되며, 상기 벨로우즈를 상기 지지부의 하부면에 고정하기 위한 제1 플랜지 및 상기 벨로우즈의 하단에 구비되며, 상기 벨로우즈를 상기 고정 블록에 고정하기 위한 제2 플랜지를 포함하는 리프트 핀 유닛; 및
    상기 기판으로 상기 기판을 가공하기 위한 공정 가스를 제공하는 가스 제공부를 포함하는 기판 가공 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101327742B1 (ko) * 2012-03-30 2013-11-20 주식회사 테스 기판 처리 장치 및 리프트 핀 체결방법
CN117059560A (zh) * 2023-10-11 2023-11-14 江苏邑文微电子科技有限公司 一种半导体设备

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