KR101026497B1 - 초정밀 스테이지가 설치된 진공 챔버 내부 냉각장치 - Google Patents

초정밀 스테이지가 설치된 진공 챔버 내부 냉각장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 초정밀 스테이지가 설치된 진공 챔버 내부에서 기기 구동에 따라 발생 된 열을 제거하여 진공 챔버 내부를 냉각시킴으로써 효율적인 기기의 미세 제어와 동시에 나노미터(nm)급 제품가공을 가능하게 하는 초정밀 스테이지가 설치된 진공 챔버 내부 냉각방법 및 냉각장치에 관한 것으로, 초정밀 스테이지가 설치된 진공 챔버의 내부와 외부를 냉매가 충진 된 히트파이프로 연결되게 하고, 상기 히트파이프의 끝단에는 히트파이프를 냉각시키기 위한 방열판 또는 콘덴서 등의 냉각부재(120)가 구성되도록 하여 진공 챔버(20) 내부에 발생 된 열은 히트파이프를 통해 진공 챔버 내부에서 외부로 이동함과 동시에 진공 챔버 내부에 발생 된 열은 제거하고, 열 제거에 따라 챔버 내부가 냉각되도록 한 것을 특징으로 한다.

Description

초정밀 스테이지가 설치된 진공 챔버 내부 냉각장치 {The vacuum chamber inside where the high precision stage is installed and cooling device}
본 발명은 초정밀 스테이지가 설치된 진공 챔버 내부 냉각장치에 관한 것으로서, 초정밀 스테이지가 설치된 진공 챔버 내부에서 기기 구동에 따라 발생 된 열을 제거하여 진공 챔버 내부가 냉각되도록 하며, 이에 따라 안정적인 기기의 구동이 되게 함으로써 나노 미터(nano - meter : nm)급의 제품생산 및 가공효율을 향상시킬 수 있는 초정밀 스테이지가 설치된 진공 챔버 내부 냉각장치에 관한 것이다.
일반적으로 초정밀 스테이지는 반도체의 웨이퍼 및 액정표시패널(LCD) 등의 정밀검사를 위한 스캐닝 장치와 반도체 가공 공정에 사용되는 각종 가공기기 및 정밀 가공기기 등에 사용되며, 그 사용 예로서 전자빔(E-beam)을 이용하여 반도체 공정에서 회로를 새기는 노광 공정을 들 수 있다.
노광 공정에서 반도체 칩과 같은 소면적에 패턴을 형성시킬 때는 기판소재가 움직일 필요가 없으나, 디스플레이 등에서 요구되는 대면적의 나노미터급 미세패턴은 소재 기판의 노광 위치를 이동시켜 가면서 공정을 진행하여야 하기 때문에 초정밀 스테이지의 사용이 요구되며 이러한 초정밀 스테이지는 크게 스테이지 하단에 공기를 주입하여 스테이지를 부상시키는 공기부상방식의 스테이지와, 자석을 이용한 자기부상방식의 스테이지가 있다.
상기와 같은 방식의 초정밀 스테이지는 밀폐된 진공 챔버 내부에 설치되며, 기기의 구동에 의해 진공 챔버 내부에 열이 발생하게 되는데 이러한 열은 반드시 냉각시켜줘야만 나노미터(nm)급의 수치제어가 용이하며 그에 따른 초정밀 가공품을 제공받을 수 있다.
이때 적용된 냉각방식은 도 1에서 도시된 바와 같이 외부에서 진공 챔버 내부로 냉각수 및 유체를 순환시켜 챔버 내부에 있는 열을 냉각시키는 방식으로 냉각수가 진공 챔버 내부로 유입될 때 파이프 내면의 굴곡으로 인한 와류현상에 의해 미세한 진동이 발생하였다.
물론, 미세한 진동이 공정수행에는 큰 영향이 없을 수 있겠으나 나노미터(nm)급의 패턴 형성 공정에서는 미세 진동이 스테이지에 전달되어 기기의 미세 제어 효율을 하락시켜 제품에 결함이 발생 되는 문제점이 있었다.
이에 본 발명에서는 상기와 같은 문제점을 일소키 위해 안출 한 것으로 진공 챔버 내부에 발생 된 열을 효율적으로 냉각시키되, 냉각시 진동의 발생을 사전에 차단하여 기기의 효율적인 미세 제어가 용이하도록 함은 물론 이에 따라 나노미터(nm)급의 제품을 안정적으로 제공받을 수 있도록 하는 초정밀 스테이지가 설치된 진공 챔버 내부 냉각장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명에서 제공하는 초정밀 스테이지가 설치된 진공 챔버 내부 냉각장치(100)는,
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초정밀 스테이지(10)가 설치된 진공 챔버(20)의 내부와 외부를 연결하며, 냉매 R-22, R-134a, R-407C 중 선택된 어느 하나로 충진 된 히트파이프(110)와,상기 히트파이프와 연결되어 히트파이프에 전달된 열을 제거하며, 외부 전원에 의해 구동되는 냉각부재(120)로 구성된 초정밀 스테이지가 설치된 진공 챔버 내부 냉각장치(100)에 있어서,
상기 히트파이프(110)의 일측 끝단은 초정밀 스테이지(20)와 연결 고정되는 것을 특징으로 한다.
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본 발명에서 제공하는 초정밀 스테이지가 설치된 진공 챔버 내부 냉각장치는 초정밀 스테이지가 설치된 진공 챔버 내부의 열을 진동의 발생 없이 간편하게 제거할 수 있으며, 그에 따라 기기의 미세 제어가 가능해져 생산효율의 향상은 물론, 고품질의 나노미터(nm)급 제품을 제공받을 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 초정밀 스테이지가 설치된 진공 챔버 내부를 개략적으로 도시한 사시도
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시 예를 보인 진공 챔버 내부의 개략적인 사시도
도 3은 본 발명의 기술적 사상이 적용된 사시도
상기한 목적을 달성하기 위하여 첨부된 각 도면에 의거하여 본 발명에서 제공하는 초정밀 스테이지가 설치된 진공 챔버 내부 냉각장치(100)에 대해 상세히 설명하면 하기와 같다.
먼저 본 발명의 용어 중 '냉각'이라 함은 영하상태 또는 섭씨 5℃ 이하가 아닌 진공 챔버 내부를 상온상태에 가까운 온도 환경이 되게 하는 것임을 밝혀두는 바이며, 본원 발명의 핵심은 진공 챔버 내부의 열을 제거함으로써 내부가 냉각 되도록 하되, 냉각시 진동의 발생이 없도록 하는 것이다.
도 2 및 3에서 도시된 바와 같이 진공 챔버 내부에 발생 된 열을 제거함으로써 진공 챔버 내부를 냉각시키기 위해서는 초정밀 스테이지가 설치된 진공 챔버의 내부와 외부를 냉매가 충진 된 히트파이프로 연결되게 하고, 상기 히트파이프의 끝단에는 히트파이프를 냉각시키기 위한 방열판 또는 콘덴서 등의 냉각부재(120)가 구성되도록 한다.
상기와 같은 구성에 의해 진공 챔버(20) 내부에 발생 된 열은 히트파이프를 통해 진공 챔버 내부에서 외부로 이동함과 동시에 진공 챔버 내부에 발생 된 열은 제거가 되는 것이며, 열 제거에 따라 챔버 내부가 냉각된다.
상기와 같은 냉각방식은 진공 챔버 내부로 유체 및 냉각수 등이 순환하지 않기 때문에 진동의 발생이 없게 되고 이에 따라 기기의 미세 제어가 용이하다.
상기 히트파이프(110)의 내부에 충진되는 냉매는 R-22, R-134a, R-407C 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하며, 히트파이프에 전달된 열은 냉각용 방열판 또는 콘덴서를 이용하여 제거한다.
또한 본 발명의 초정밀 스테이지가 설치된 진공 챔버 내부의 열 냉각장치(100)는, 초정밀 스테이지(10)가 설치된 진공 챔버(20)의 내부와 외부를 연결하며, 냉매 R-22, R-134a, R-407C 중 선택된 어느 하나로 충진 된 히트파이프(110)와, 상기 히트파이프와 연결되어 히트파이프에 전달된 열을 제거하며, 외부 전원에 의해 구동되는 냉각부재(120)가 유기적으로 연결 구성된다.
이때 상기 냉각부재(120)는 냉각용 방열판 또는 콘덴서 중 선택된 어느 하나를 구성시키면 되고, 히트파이프를 냉각시킬 수 있는 것이라면 만족하며, 히트파이프는 초정밀 스테이지의 일측에 연결 고정시킨다.
또한 상기 초정밀 스테이지(20)라 함은 반도체 노광장비용 정밀 스테이지, 디스플레이 패널 노광장비용 대면적 정밀스테이지, 나노미터 가공기용 대면적 정밀 스테이지, 반도체 및 디스플레이 전자빔(beam)라이터용 대면적 정밀 스테이지 중 어느 하나이며, 본 발명에서 개시하고 있는 냉각방법 및 냉각장치는 선택된 어느 하나의 기기에 적용시켜 사용할 수 있다.
10:초정밀스테이지 20:진공챔버
100:냉각장치 110:히트파이프
120:냉각부재

Claims (7)

  1. 초정밀 스테이지(10)가 설치된 진공 챔버(20)의 내부와 외부를 연결하며, 냉매 R-22, R-134a, R-407C 중 선택된 어느 하나로 충진 된 히트파이프(110)와, 상기 히트파이프와 연결되어 히트파이프에 전달된 열을 제거하며, 외부 전원에 의해 구동되는 냉각부재(120)로 구성된 초정밀 스테이지가 설치된 진공 챔버 내부 냉각 장치(100)에 있어서,
    상기 히트파이프(110)의 일측 끝단은 초정밀 스테이지(20)와 연결 고정되는 것을 특징으로 하는 초정밀 스테이지가 설치된 진공 챔버 내부 냉각 장치.
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