KR20090016233A - 반도체 제조 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 제조 장치를 제공한다. 상기 장치는 기판을 지지하는 지지 부재, 지지 부재를 관통하도록 승강 동작하여 기판을 지지 부재로부터 언로딩 및 로딩시키는 리프트 핀, 리프트 핀을 동작시키는 구동부, 및 리프트 핀이 상승하여 특정 시간 동안 상기 기판을 언로딩시키지 못하면 상기 리프트 핀이 하강하도록 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함한다.
반도체, 척, 리프트 핀

Description

반도체 제조 장치{APPARATUS FOR MANUFACTURING SEMICONDUCTOR}
본 발명의 반도체 제조 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판을 고정하는 지지 부재를 포함하는 반도체 제조 장치에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하기 위해서 여러 다양한 프로세스들이 동원된다. 상기 프로세스들은 예를 들면, CVD 공정, 식각 공정, 배선 공정, 이온 주입 공정, 노광 공정, CMP 공정 등이 있다. 각 프로세스를 진행하기에 적합한 반도체 생산 설비가 사용된다. 반도체 생산 설비는 프로세스가 수행되는 동안 웨이퍼를 고정하는 척을 포함할 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 기판을 지지하는 지지 부재를 포함하는 반도체 제조 장치를 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 반도체 제조 장치를 제공한다.
이 장치는 기판을 지지하는 지지 부재; 상기 지지 부재를 관통하도록 승강 동작하여 상기 기판을 상기 지지 부재로부터 언로딩 및 로딩시키는 리프트 핀; 상기 리프트 핀을 동작시키는 구동부; 및 상기 리프트 핀이 상승하여 특정 시간 동안 상기 기판을 언로딩시키지 못하면 상기 리프트 핀이 하강하도록 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제어부는 상기 리프트 핀이 상승하여 상기 리프트 핀이 상기 기판의 배면에서 접촉하는 것을 감지하는 센서 및 상기 센서와 전기적으로 연결되어, 상기 리프트 핀과 상기 기판이 접촉하는 상기 특정 시간을 타이밍하는 타임 콘트롤러를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 센서는 광 센서(photo sensor)일 수 있다. 상기 타임 콘트롤러는 상기 특정 시간을 타이밍하는 타이머가 구비된 프로 그램 로직 콘트롤러(PLC)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제어부는 상기 구동부를 동작 시키는 밸브 들과, 상기 타임 콘트롤러로부터 상기 밸브들로 전기적 신호를 전달시키는 입출력 보드를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제어부는 상기 특정 시간 내에 상기 리프트 핀이 상승하게 되면 상기 리프트 핀이 상기 기판을 언로딩시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 디척킹(dechucking) 불량으로 인한 기판(W)의 팝핑 현상 및 기판(W)의 슬라이딩 내지 파손을 억제할 수 있다. 따라서, 공정 불량을 줄이고 공정 안정성을 높여 수율을 향상 시킬 수 있는 효과가 있다.
첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 장치를 도시한 단면도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 장치의 제어부를 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예의 반도체 제조 장치는 특정의 프로세스가 진행되는 밀폐된 공간을 제공하는 챔버(100)를 포함한다. 상기 프로세스는 CVD 공정, 식각 공정, 배선 공정, 이온 주입 공정, 노광 공정, CMP 공정 등을 포함할 수 있 다. 상기 챔버(100) 내에는 상기 특정의 프로세스 대상물인 기판(W)이 장착되는 지지 부재(120)가 구비된다. 예를 들면, 상기 지지 부재(120)는 정전기력을 이용하여 상기 기판(W)을 견고히 밀착시켜 장착하는 정전척(ESC)일 수 있다.
상기 지지 부재(120)로의 기판(W)의 로딩 및 언로딩을 위해, 상기 지지 부재(120) 하부에는 리프트 핀(130)이 구비되어 있다. 상기 리프트 핀(130)은 핀 연결 부재(140)와 결합될 수 있다. 상기 리프트 핀(130)은 후술하는 에어 실린더(150)의 동작에 의해 상승 및 하강하여 상기 기판(W)을 상기 지지 부재(120) 상에 로딩 및 언로딩시킨다. 상기 지지 부재(120)에는 상기 리프트 핀(130)이 상기 지지 부재(120) 위로 이동 가능하게 삽입될 수 있도록 상기 리프트 핀(130)의 수와 동일한 수의 개구(122)가 형성되어 있다.
구동부(180)는 상기 리프트 핀(130)을 상승 및 하강 동작시키는 것으로 상기 핀 연결 부재(140)를 매개로 상기 리프트 핀(130)과 연결된다. 상기 구동부(180)는 상기 리프트 핀(130)을 상승 및 하강시키는 동력을 발생시키는 에어 실린더(150)와 에어 실린더(150)로부터 발생하는 구동력을 상기 리프트 핀(130)으로 전달하는 이송 암(155)을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 이송 암(155)은 상기 핀 연결 부재(140)와 연결되어 상기 리프트 핀(130)에 동력을 전달할 수 있다. 상기 이송 암(155)은 일측에 표지 바(160)가 부착된다. 상기 표지 바(160)는 상기 이송 암(155)의 상승 및 하강 즉, 리프트 핀(130)의 상승 및 하강을 나타낼 수 있다.
상기 구동부(180)를 제어하는 제어부(170)가 구비된다. 상기 제어부(170)는 센서(172) 및 타임 콘트롤러(174)를 포함한다. 가령, 상기 센서(172)는 광 센 서(photo sensor)일 수 있고, 상기 타임 콘트롤러(174)는 타이머가 구비된 프로그램 로직 콘트롤러(PLC)를 포함할 수 있다. 상기 제어부(170)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 구동부(180)를 동작시키는 밸브들(176, 177)과, 상기 타임 콘트롤러(174)로부터 상기 밸브들(176, 177)로 전기적 신호를 전달하는 입출력 보드(175)를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 밸브들(176, 177)은 상기 입출력 보드(175)와 전기적으로 연결된 솔레노이드 밸브(solenoid valve, 176)와 상기 솔레노이드 밸브(176)와 연결되여 상기 에어 실린더(150)를 동작시키는 공압 밸브(pneumatic valve, 177)일 수 있다.
상기 센서(172)는 상기 기판(W)의 언로딩 시에 상기 리프트 핀(130)이 상승하여 상기 기판(W)의 배면(Wb)에 접촉하는 것을 감지하여 상기 타임 콘트롤러(174)에 구비된 타이머를 동작시킨다. 상기 표지 바(160)를 상기 센서(172)가 식별함으로 상기 기판(W)의 배면(Wb)의 접촉 여부를 감지할 수 있다.
상기 기판(W)의 상기 지지 부재(120)로의 로딩은 다음과 같은 동작에 의한다. 기판(W)이 웨이퍼 이송 로봇(미도시)에 의해 상기 챔버(100) 내로 이송되어 상기 지지 부재(120) 위에 위치한다. 그러면, 상기 에어 실린더(150)가 상기 리프트 핀(130)을 상승시켜 상기 기판(W)의 배면(Wb)이 상기 리프트 핀(130)에 놓이게 한다. 상기 리프트 핀(130) 상에 상기 기판(W)이 놓이면 상기 에어 실린더(150)는 상기 리프트 핀(130)을 하강시키고 이에 따라 상기 기판(W)이 상기 지지 부재(120) 상에 놓이게 한다. 그리고, 상기 지지 부재(120)를 차아지(charge)시켜 정전기력으로 상기 지지 부재(120) 상에 상기 기판(W)이 견고히 로딩되도록 한다.
상기 기판(W)의 상기 지지 부재(120)로부터의 언로딩은 다음과 같다. 상기 지지 부재(120)를 디스차아지(discharge)시켜 정전기력을 소멸시킨다. 상기 에어 실린더(150)는 상기 리프트 핀(130)을 상승시켜 상기 기판(W)을 상기 지지 부재(120)으로부터 이탈시킨다.
한편, 디스차아지가 불완전할 경우 지지 부재(120)에는 잔류 정전기가 남을 수 있다. 상기 기판(W)은 잔류 정전기력에 의해 상기 지지 부재(120)에 밀착되어 있을 수 있어, 상기 리프트 핀(130)을 상승시켜 상기 기판(W)을 강제로 밀어올릴 수 있다. 강제로 상기 기판(W)을 밀어 올릴 경우, 여러가지 문제들이 발생할 수 있다. 가령, 상기 기판(W)은 팝핑(popping) 현상으로 인해 손상받을 수 있다. 또는, 상기 기판(W)의 어느 한쪽이 다른 한쪽에 비해 들어올리게 되어 상기 기판(W)이 슬라이딩되거나 상기 지지 부재(120) 아래로 떨어질 수 있다. 게다가, 상기 기판(W)은 웨이퍼 이송 로봇에 의해 충격을 받아 파손될 수 있다. 이러한, 상기 기판(W) 언로딩의 양호 여부는 하기 도 3 및 도 4를 참조하여 다음과 같이 판단할 수 있다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 센서 및 타이머의 타임 선도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 타이머에 입력된 특정 시간 동안, 가령, 상기 타이머 동작 시부터 1초, 보다 바람직하게는 0.5 이내에 상기 기판(W)이 상승하면 상기 기판(W)의 언로딩은 계속 진행된다.
즉, 특정 프로세스가 종료되면, 상기 기판(W)를 언로딩하기 위해 상기 에어 실린더(150)가 구동하여 상기 표지 바(160) 부착된 이송 암(155)을 상승시킨다. 상기 이송 암(155)은 상기 리프트 핀(130)을 상승시켜 상기 리프트 핀(130)은 상기 기판(W)의 배면(Wb)과 접촉하게 된다. 상기 기판(W)의 배면(Wb)과 접촉 시에 상기 센서(172)는 상기 표지 바(160)를 감지한다. 상기 표지 바(160)을 감지하면, 상기 센서(172)는 전기적 신호를 보내 상기 타임 콘트롤러(174)에 내재된 타이머를 동작시킨다. 상기 타이머 동작 시부터 1초, 보다 바람직하게는 0.5 이내에 상기 표지 바(160)가 상승하면, 상기 센서(172)는 상기 표지 바(160)를 감지하지 못한다. 상기 표지 바(160)를 감지하지 못하면, 상기 센서(172)는 상기 기판(W)의 언로딩이 순조롭게 진행된다고 판단하여 언로딩 동작이 계속 진행된다.
이와 달리, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 타이머에 입력된 특정 시간 동안, 가령 상기 타이머 동작 시 부터 1초, 보다 바람직하게는 0.5 이내에 상기 기판(W)이 상승하지 못하면, 상기 기판(W)을 하강시킨다.
즉, 특정 프로세스가 종료되면, 상기 기판(W)를 언로딩하기 위해 상기 에어 실린더(150)가 구동하여 상기 표지 바(160) 부착된 이송 암(155)을 상승시킨다. 상기 이송 암(155)은 상기 리프트 핀(130)을 상승시켜 상기 리프트 핀(130)은 상기 기판(W)의 배면(Wb)과 접촉하게 된다. 상기 기판(W)의 배면(Wb)과 접촉 시에 상기 센서(172)는 상기 표지 바(160)를 감지한다. 상기 표지 바(160)을 감지하면, 상기 센서(172)는 전기적 신호를 보내 상기 타임 콘트롤러(174)에 내재된 타이머를 동작시킨다. 상기 타이머 동작 시부터 1초, 보다 바람직하게는 0.5 이내에 상기 표지 바(160)가 상승하지 못하면, 상기 센서(172)는 상기 표지 바(160)를 계속 감지하게 된다. 상기 센서(172)가 상기 특정 시간 동안 이상 상기 표지 바(160)를 감지하면 상기 기판(W)은 상기 지지 부재(120)에 밀착된 것으로 판단한다. 이에 따라, 상기 센서(172), 상기 타임 콘트롤러(174), 및 상기 입출력 보드(175)는 전기적 신호를 통하여 상기 솔레노이드 밸브(solenoid valve, 176)와 상기 솔레노이드 밸브(176)와 연결된 공압 밸브(pneumatic valve, 177)를 제어하여 상기 에어 실린더(150)를 동작시키켜 상기 리프트 핀(130)을 하강시킨다. 이에 따라, 디척킹(dechucking) 불량으로 인한 기판(W)의 팝핑 현상 및 기판(W)의 슬라이딩 내지 파손을 억제할 수 있다.
상기한 실시예들의 설명은 본 발명의 더욱 철저한 이해를 제공하기 위하여 도면을 참조로 예를 든 것에 불과하므로, 본 발명을 한정하는 의미로 해석되어서는 안될 것이다. 그리고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기본적 원리를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 물론이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 장치를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 장치의 제어부를 도시한 단면도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 센서 및 타이머의 타임 선도이다.

Claims (6)

  1. 기판을 지지하는 지지 부재;
    상기 지지 부재를 관통하도록 승강 동작하여 상기 기판을 상기 지지 부재로부터 언로딩 및 로딩시키는 리프트 핀;
    상기 리프트 핀을 동작시키는 구동부; 및
    상기 리프트 핀이 상승하여 특정 시간 동안 상기 기판을 언로딩시키지 못하면 상기 리프트 핀이 하강하도록 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함하는 반도체 제조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 리프트 핀이 상승하여 상기 리프트 핀이 상기 기판의 배면에서 접촉하는 것을 감지하는 센서와, 상기 센서와 전기적으로 연결되어 상기 리프트 핀과 상기 기판이 접촉하는 상기 특정 시간을 타이밍하는 타임 콘트롤러를 포함하는 반도체 제조 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 센서는 광 센서(photo sensor)인 것을 특징으로하는 반도체 제조 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 타임 콘트롤러는 상기 특정 시간을 타이밍하는 타이머가 구비된 프로 그램 로직 콘트롤러(PLC)를 포함하는 것을 특징으로하는 반도체 제조 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 구동부를 동작 시키는 밸브들과, 상기 타임 콘트롤러로부터 상기 밸브들로 전기적 신호를 전달시키는 입출력 보드를 더 포함하는 반도체 제조 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 특정 시간 내에 상기 리프트 핀이 상승하게 되면 상기 리프트 핀이 상기 기판을 언로딩시키는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
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