KR20060084214A - Apparatus for elevating a substrate and apparatus for cooling the substrate having the same - Google Patents

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KR20060084214A KR1020050004910A KR20050004910A KR20060084214A KR 20060084214 A KR20060084214 A KR 20060084214A KR 1020050004910 A KR1020050004910 A KR 1020050004910A KR 20050004910 A KR20050004910 A KR 20050004910A KR 20060084214 A KR20060084214 A KR 20060084214A
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Abstract

기판을 스테이지 상으로/으로부터 로딩 및 언로딩시키기 위한 기판 승강 장치와 이를 포함하는 기판 냉각 장치에 있어서, 반도체 기판을 스테이지 상으로/으로부터 로딩 및 언로딩시키기 위하여 다수의 리프트 핑거들이 상기 반도체 기판을 지지한다. 상기 다수의 리프트 핑거들 상에 지지된 반도체 기판의 기울기를 감지하기 위하여 센서에서 광을 발생시키고, 상기 발생된 광이 상기 반도체 기판에 의해 반사된 광을 상기 센서에서 검출한다. 상기 센서는 경보부와 연결되어 있으며, 상기 검출된 광을 나타내는 신호가 기 설정된 범위를 벗어나는 경우, 상기 반도체 기판이 상기 리프트 핑거들 상에 지지되지 않고 기울어진 것으로 판단하여 상기 경보부는 외부로 경보 신호를 발생한다.A substrate elevating device for loading and unloading a substrate onto / from a stage and a substrate cooling device comprising the same, wherein a plurality of lift fingers support the semiconductor substrate to load and unload the semiconductor substrate onto / from the stage. do. Light is generated in a sensor to detect the inclination of the semiconductor substrate supported on the plurality of lift fingers, and the light reflected by the semiconductor substrate is detected in the sensor. The sensor is connected to an alarm unit, and when the signal representing the detected light is out of a predetermined range, it is determined that the semiconductor substrate is inclined rather than supported on the lift fingers, and the alarm unit sends an alarm signal to the outside. Occurs.

Description

기판 승강 장치 및 이를 포함하는 기판 냉각 장치{Apparatus for elevating a substrate and apparatus for cooling the substrate having the same}Apparatus for elevating a substrate and apparatus for cooling the substrate having the same}

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기판 승강 장치를 설명하기 위한 개략적인 사시도이다.1 is a schematic perspective view for explaining a substrate elevating device according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1에 도시된 기판 승강 장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.FIG. 2 is a schematic plan view for explaining the substrate elevating apparatus shown in FIG. 1.

도 3은 도 1에 도시된 기판 승강 장치를 포함하는 기판 냉각 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for describing a substrate cooling device including the substrate lifting device shown in FIG. 1.

도 4는 도 3에 도시된 기판 냉각 장치를 포함하는 물리 기상 증착 시스템을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.FIG. 4 is a schematic plan view for explaining a physical vapor deposition system including the substrate cooling apparatus of FIG. 3.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10 : 기판 승강 장치 100 : 리프트 핑거10: substrate lifting device 100: lift finger

102 : 계단부 110 : 리프트 후프102: step 110: lift hoop

112 : 지지 부재 114 : 구동부112: support member 114: drive part

120 : 스테이지 130 : 센서120: stage 130: sensor

140 : 경보부 W : 반도체 기판140: alarm unit W: semiconductor substrate

본 발명은 기판 승강 장치 및 이를 포함하는 기판 냉각 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 반도체 기판을 스테이지 상으로 로딩 및 언로딩시켜 상기 반도체 기판에 대하여 냉각 공정을 수행하기 위한 승강 장치 및 이를 포함하는 기판 냉각 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate elevating device and a substrate cooling device including the same. More specifically, the present invention relates to a lift apparatus for loading and unloading a semiconductor substrate onto a stage to perform a cooling process on the semiconductor substrate, and a substrate cooling apparatus including the same.

일반적으로 반도체 장치는 반도체 기판으로 사용되는 실리콘웨이퍼 상에 전기적인 회로를 형성하는 팹(fabrication; 'FAB') 공정과, 상기 팹 공정에서 형성된 반도체 장치들의 전기적인 특성을 검사하는 공정과, 상기 반도체 장치들을 각각 에폭시 수지로 봉지하고 개별화시키기 위한 패키지 조립 공정을 통해 제조된다.In general, a semiconductor device includes a fabrication (FAB) process for forming an electrical circuit on a silicon wafer used as a semiconductor substrate, a process for inspecting electrical characteristics of the semiconductor devices formed in the fab process, and the semiconductor. The devices are each manufactured through a package assembly process for encapsulating and individualizing the epoxy resin.

상기 팹 공정은 반도체 기판 상에 막을 형성하기 위한 증착 공정과, 상기 막을 평탄화하기 위한 화학적 기계적 연마 공정과, 상기 막 상에 포토레지스트 패턴을 형성하기 위한 포토리소그래피 공정과, 상기 포토레지스트 패턴을 이용하여 상기 막을 전기적인 특성을 갖는 패턴으로 형성하기 위한 식각 공정과, 반도체 기판의 소정 영역에 특정 이온을 주입하기 위한 이온 주입 공정과, 반도체 기판 상의 불순물을 제거하기 위한 세정 공정과, 상기 막 또는 패턴이 형성된 반도체 기판의 표면을 검사하기 위한 검사 공정 등을 포함한다.The fab process includes a deposition process for forming a film on a semiconductor substrate, a chemical mechanical polishing process for planarizing the film, a photolithography process for forming a photoresist pattern on the film, and the photoresist pattern. An etching process for forming the film into a pattern having electrical characteristics, an ion implantation process for implanting specific ions into a predetermined region of the semiconductor substrate, a cleaning process for removing impurities on the semiconductor substrate, and the film or pattern Inspection process for inspecting the surface of the formed semiconductor substrate;

상기와 같은 단위 공정들은 상기 단위 공정들을 수행하기 적합한 온도 및 압력이 형성된 공정 챔버 내에서 수행되어 진다. 또한, 통상적으로 상기 공정 챔버 내부에는 반도체 기판을 지지하기 위한 스테이지 또는 플레이트를 포함한다. Such unit processes are performed in a process chamber in which a temperature and pressure suitable for carrying out the unit processes are formed. Also typically, the process chamber includes a stage or plate for supporting a semiconductor substrate.                         

상기 스테이지 또는 플레이트는 공정에 따라 다양하게 변화될 수 있다. 예컨대, 공정이 고온에서 수행되어질 때, 스테이지 또는 플레이트의 내부에 열선을 구비하여 상기 반도체 기판을 가열할 수 있으며, 이와는 반대로, 상기 고온의 공정을 수행한 반도체 기판을 냉각시키기 위하여 스테이지 또는 플레이트 내부에 냉각 라인을 구비할 수 있다. The stage or plate may vary depending on the process. For example, when the process is performed at a high temperature, the semiconductor substrate may be heated with a heating wire inside the stage or the plate, and conversely, the semiconductor substrate having the hot process may be cooled to cool the semiconductor substrate. Cooling lines can be provided.

한편, 상기 스테이지 또는 플레이트에는 리프트 핀 또는 리프트 핑거와 같은 승강 유닛이 구비되어 있으며, 반도체 기판이 스테이지 또는 플레이트 상으로/으로부터 직접 로딩 및 언로딩하는 것이 아니라 상기 승강 유닛에 의해 상기 스테이지 또는 플레이트 상으로/으로부터 로딩 및 언로딩된다.On the other hand, the stage or plate is provided with a lifting unit such as a lift pin or a lift finger, and the semiconductor substrate is loaded onto the stage or plate by the lifting unit rather than directly loading and unloading onto / from the stage or plate. Loaded and unloaded from /

리프트 핀은 일반적으로 상기 스테이지 또는 플레이트의 외주를 따라 등간격으로 다수개가 상기 스테이지 또는 플레이트를 관통하여 구비된다. 또한, 상기 다수의 리프트 핀들은 각각 구동부와 연결되어 상하 이동이 가능하다.A plurality of lift pins are generally provided through the stage or plate at equal intervals along the outer circumference of the stage or plate. In addition, the plurality of lift pins may be connected to the driving unit, respectively, to move up and down.

이와는 다르게, 리프트 핑거는 상기 스테이지 또는 플레이트를 감싸는 리프트 후프 상에 등간격으로 다수개가 구비된다. 자세하게, 상기 다수의 리프트 핑거들은 상기 리프트 후프의 중심을 향하여 연장되어 있으며, 상기 리프트 핑거들의 단부에는 상기 반도체 기판을 지지하기 위한 계단부가 형성되어 있다. 또한, 상기 리프트 후프는 상하 방향으로 이동하기 위하여 구동부와 연결되어 있다.Alternatively, a plurality of lift fingers are provided at equal intervals on the lift hoop surrounding the stage or plate. In detail, the plurality of lift fingers extend toward the center of the lift hoop, and a step portion for supporting the semiconductor substrate is formed at an end of the lift fingers. In addition, the lift hoop is connected to the driving unit for moving in the vertical direction.

상기와 같은 리프트 후프 및 리프트 핑거들을 포함하는 기판 냉각 장치에 대한 일 예는 대한 민국 공개 실용신안 공보 1999-0038617에 개시되어 있다.An example of a substrate cooling apparatus including such a lift hoop and lift fingers is disclosed in Korean Laid-Open Utility Model Publication 1999-0038617.

냉각 장치는 반도체 기판을 냉각시키기 위한 스테이지와, 상기 반도체 기판 을 상기 스테이지 상에/으로부터 로딩 및 언로딩시키기 위한 리프트 후프 및 리프트 핑거들과, 상기 리프트 후프와 연결되어 상기 리프트 후프를 상하 방향으로 구동하기 위한 구동부를 포함한다.A cooling apparatus includes a stage for cooling the semiconductor substrate, a lift hoop and lift fingers for loading and unloading the semiconductor substrate on and off the stage, and connected with the lift hoop to drive the lift hoop in the up and down direction. It includes a drive unit for.

상기와 같은 냉각 장치를 이용하여 상기 반도체 기판이 상기 스테이지 상으로 로딩되는 과정을 살펴보면, 상기 반도체 기판이 로봇과 같은 이송부에 의해 냉각 공정을 수행하기 위한 공정 챔버 내부로 이송된다. 상기 다수의 리프트 핑거들은 구동부에 의해 상승하고, 상기 상승한 리프트 핑거들 상으로 상기 반도체 기판이 로딩된다.Looking at the process of loading the semiconductor substrate onto the stage using the cooling device as described above, the semiconductor substrate is transferred into the process chamber for performing the cooling process by a transfer unit such as a robot. The plurality of lift fingers are raised by a driver, and the semiconductor substrate is loaded onto the raised lift fingers.

그러나 이때, 상기 반도체 기판 일 측이 상기 다수의 리프트 핑거들 중 적어도 하나 아래로 위치하는 경우가 발생한다. 상기와 같은 경우, 작업자가 감지하지 못하고 계속해서 공정을 진행하면, 상기 리프트 핑거들은 리프트 후프에 연결된 구동부에 의해 하강하게 된다. 따라서, 한쪽으로 기울어진 반도체 기판은 하강하는 리프트 핑거에 의해 파손 또는 손상되게 된다.However, at this time, one side of the semiconductor substrate may be positioned below at least one of the plurality of lift fingers. In this case, if the operator does not detect and continue the process, the lift fingers are lowered by a drive connected to the lift hoop. Therefore, the semiconductor substrate inclined to one side is damaged or damaged by the falling lift finger.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 제1목적은 반도체 기판의 파손 및 손상을 방지하기 위한 기판 승강 장치를 제공하는데 있다.A first object of the present invention for solving the above problems is to provide a substrate lifting apparatus for preventing breakage and damage of a semiconductor substrate.

상기 본 발명의 제2목적은 반도체 기판의 파손 및 손상을 방지하기 위한 기판 냉각 장치를 제공하는데 있다.A second object of the present invention is to provide a substrate cooling apparatus for preventing breakage and damage of a semiconductor substrate.

상기와 같은 제1목적을 달성하기 위한 본 발명의 기판 승강 장치는, 기판의 가장자리 부위를 지지하며 상기 기판을 승강시키기 위하여 이동 가능하게 배치된 다수의 리프트 핑거(lift finger)와, 상기 리프트 핑거들에 의해 지지된 기판 상부에 위치하며, 상기 기판의 기울기를 확인하기 위하여 상기 기판으로 광을 조사하고 상기 기판에 의해 반사된 광을 검출하며, 상기 검출된 광을 나타내는 신호를 발생시키는 센서와, 상기 센서와 연결되어 있으며, 상기 신호가 기 설정된 범위를 벗어나는 경우, 경보 신호를 발생시키기 위한 경보부를 포함한다.Substrate lifting device of the present invention for achieving the first object as described above, a plurality of lift fingers (lift fingers) and the lift fingers arranged to be movable to support the edge portion of the substrate and lifting the substrate; A sensor positioned over the substrate supported by the sensor, for irradiating light to the substrate to detect the inclination of the substrate, detecting the light reflected by the substrate, and generating a signal representing the detected light; It is connected to the sensor, and includes a warning unit for generating an alarm signal when the signal is out of a predetermined range.

또한, 상기와 같이 제2목적을 달성하기 위한 본 발명의 기판 냉각 장치는, 기판의 가장자리 부위를 지지하며 상기 기판을 승강시키기 위하여 이동 가능하게 배치된 다수의 리프트 핑거(lift finger)와, 상기 리프트 핑거들에 의해 지지된 기판 상부에 위치하며, 상기 기판의 기울기를 확인하기 위하여 상기 기판으로 광을 조사하고 상기 기판에 의해 반사된 광을 검출하며, 상기 검출된 광을 나타내는 신호를 발생시키는 센서와, 상기 센서와 연결되어 있으며, 상기 신호가 기 설정된 범위를 벗어나는 경우, 경보 신호를 발생시키기 위한 경보부를 포함하는 기판 승강 유닛과, 상기 기판 승강 유닛에 의해 하방으로 이동된 기판을 지지하기 위하여 상기 리프트 핑거들의 내측에 배치된 스테이지와, 상기 스테이지와 연결되며, 상기 기판을 냉각시키기 위하여 상기 스테이지를 냉각시키는 냉각 유닛을 포함한다.In addition, the substrate cooling apparatus of the present invention for achieving the second object as described above, the plurality of lift fingers (moving fingers) arranged to be movable to support the edge portion of the substrate and lifting the substrate, and the lift A sensor positioned above the substrate supported by the fingers, the sensor irradiating light to the substrate to detect the inclination of the substrate, detecting the light reflected by the substrate, and generating a signal indicative of the detected light; And a substrate lifting unit connected to the sensor and including an alarm unit for generating an alarm signal when the signal is out of a preset range, and the lift to support a substrate moved downward by the substrate lifting unit. A stage disposed inside the fingers, and connected to the stage, to cool the substrate. And a cooling unit for cooling the stage.

상기와 같은 구성을 포함하는 기판 냉각 장치는 반도체 기판을 스테이지 상에 로딩 및 언로딩하기 위하여 상하 구동하는 승강 장치를 포함한다. 상기 승강 장치는 리프트 핑거들 상에 지지된 반도체 기판의 기울기를 센서에 의해 감지하여, 상기 반도체 기판이 기울어져 있다고 판단되는 경우 외부로 경보 신호를 발생시킴 으로써 작업자로 하여금 기울어진 반도체 기판을 기 설정된 위치로 이동시킬 수 있도록 한다. 따라서, 상기 반도체 기판의 파손 또는 손상을 방지할 수 있다.The substrate cooling device including the above configuration includes a lifting device that drives up and down to load and unload a semiconductor substrate onto a stage. The elevating device senses the inclination of the semiconductor substrate supported on the lift fingers by a sensor and generates an alarm signal to the outside when the semiconductor substrate is determined to be inclined, thereby allowing the operator to preset the inclined semiconductor substrate. Allow it to be moved to a location. Therefore, breakage or damage of the semiconductor substrate can be prevented.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 따른 기판 승강 장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings for the substrate lifting apparatus according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 승강 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view for describing a substrate elevating device according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 기판 승강 장치(10)는, 반도체 기판을 지지하기 위한 다수의 리프트 핑거(100)들과, 상기 리프트 핑거(100)들과 결합되어 있으며 상기 리프트 핑거(100)들을 지지하기 위한 리프트 후프(110)와, 상기 리프트 후프(110)와 연결되어 있으며 상기 리프트 후프(110)를 상하 방향으로 이동시키기 위한 구동부(114)와, 상기 리프트 핑거(100)들 상에 지지된 반도체 기판의 상부에 위치하며 상기 반도체 기판의 기울기를 감지하기 위한 센서(130)와, 상기 센서(130)와 연결되어 있으며 상기 반도체 기판이 기울어져 있는 경우 외부로 경보 신호를 발생시키기 위한 경보부(140)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a substrate elevating device 10 is coupled with a plurality of lift fingers 100 for supporting a semiconductor substrate and the lift fingers 100 and supports the lift fingers 100. A semiconductor substrate supported on the lift hoop 110, a driving unit 114 connected to the lift hoop 110 and moving the lift hoop 110 in the vertical direction, and supported on the lift fingers 100. A sensor 130 for detecting an inclination of the semiconductor substrate and an alarm unit 140 connected to the sensor 130 and generating an alarm signal to the outside when the semiconductor substrate is inclined. Include.

리프트 후프(110)는 링(ring) 형상을 가지며, 상기 리프트 후프(110) 상면에는 등간격으로 다수의 제1홈들이 형성되어 있다. 상기 다수의 제1홈들은 후에 설명되어질 다수의 리프트 핑거(100)들과 결합될 부분이다. 본 실시예에서는 상기 제1홈들에 상기 리프트 핑거(100)들과 각각 나사 결합하도록 내벽에 스크류(screw)를 갖는 홀들이 형성되어 있다. 그러나 본 발명에서 상기 리프트 후프(110)와 리프트 핑거(100)들이 결합하는 방식을 한정하지 않는다. The lift hoop 110 has a ring shape, and a plurality of first grooves are formed on the upper surface of the lift hoop 110 at equal intervals. The plurality of first grooves are portions to be coupled with the plurality of lift fingers 100 to be described later. In the present exemplary embodiment, holes having screws are formed in the inner walls of the first grooves so as to be screwed with the lift fingers 100, respectively. However, the present invention does not limit the manner in which the lift hoop 110 and the lift fingers 100 are coupled.                     

또한, 상기 리프트 후프(110)는 상하 구동력을 제공하기 위한 구동부(114)와 연결되어 있다. 본 실시예에서는 상기 리프트 후프(110)의 일 측이 연장되어 지지 부재(112)가 형성되어 있으며, 상기 지지 부재(112)의 하부에 구동부(114)가 연결되어 있다.In addition, the lift hoop 110 is connected to the driving unit 114 for providing a vertical driving force. In this embodiment, one side of the lift hoop 110 is extended to form the support member 112, and the driving unit 114 is connected to the lower portion of the support member 112.

상기 구동부(114)는 공압 또는 유압 실린더 또는 1축 직교 좌표 로봇 등이 사용될 수 있다.The driving unit 114 may be a pneumatic or hydraulic cylinder or a one-axis Cartesian robot.

다수의 리프트 핑거(100)들은 상기 리프트 후프(110)로부터 리프트 후프(110)의 중심 방향으로 연장된 바(bar)의 형상을 가지며, 상기 리프트 후프(110) 상에 형성된 홈들에 각각 결합한다. 즉, 상기 다수의 리프트 핑거(100)들은 상기 리프트 후프(110) 상에 등간격으로 나사 결합되어 있다.The plurality of lift fingers 100 have a shape of a bar extending from the lift hoop 110 toward the center of the lift hoop 110, and are coupled to grooves formed on the lift hoop 110, respectively. That is, the plurality of lift fingers 100 are screwed at equal intervals on the lift hoop 110.

상기 리프트 핑거(100)의 단부에는 반도체 기판 주연 부위를 지지하기 위하여 계단부(step portion, 102)가 형성되어 있다. 상기 리프트 핑거(100)들의 계단부(102)들은 동심원상으로 반도체 기판의 직경보다 큰 직경으로 형성된다.A step portion 102 is formed at an end of the lift finger 100 to support a peripheral portion of the semiconductor substrate. The stepped portions 102 of the lift fingers 100 are concentrically formed with a diameter larger than that of the semiconductor substrate.

이때, 반도체 기판을 상기 계단부(102)로 안내하기 위하여 상기 계단부(102)의 수직된 면이 소정의 각도만큼 비스듬하게 형성될 수 있다.In this case, in order to guide the semiconductor substrate to the stepped part 102, a vertical surface of the stepped part 102 may be formed obliquely by a predetermined angle.

또한, 상기 리프트 핑거(100)들은 적어도 세 개이어야 정상적으로 기능하며, 본 실시예에서는 세 개의 리프트 핑거(100)들을 사용하지만 본 발명에서 리프트 핑거(100)들의 수량을 제한하지 않는다.In addition, at least three lift fingers 100 function normally, and in this embodiment, three lift fingers 100 are used, but the number of lift fingers 100 is not limited in the present invention.

센서(130)는 다수의 리프트 핑거(100)들 상에 지지된 반도체 기판 상부에 위치하며, 상기 반도체 기판으로 광을 발생시키는 발광 유닛과, 상기 발광 유닛으로 부터 발생된 광 중에서 상기 반도체 기판에 의해 반사된 광을 검출하기 위한 수광 유닛을 포함한다. 이때, 상기 수광 유닛은 상기 검출된 광을 신호로 발생시킬 수 있다.The sensor 130 is positioned above the semiconductor substrate supported on the plurality of lift fingers 100 and is disposed by the semiconductor substrate among light emitting units for generating light to the semiconductor substrate and light generated from the light emitting units. And a light receiving unit for detecting the reflected light. In this case, the light receiving unit may generate the detected light as a signal.

이때, 상기 발광 및 수광 유닛은 근접하게 위치하며, 상기 발광 유닛에서 발생한 광의 대부분 즉, 기 설정된 광의 양이 상기 수광 유닛에서 검출되면 상기 반도체 기판은 상기 다수의 리프트 핑거(100)들 상에 수평으로 지지되어 있다고 판단한다.In this case, the light emitting and receiving unit are located in close proximity, and when most of the light generated from the light emitting unit, that is, a predetermined amount of light is detected by the light receiving unit, the semiconductor substrate is horizontally placed on the plurality of lift fingers 100. I think it is supported.

그러나, 상기 검출된 광의 양이 기 설정된 광의 양보다 적은 경우, 상기 반도체 기판이 기울어져 있다고 판단한다. 이와 같은 경우, 상기 반도체 기판의 일부가 적어도 하나의 리프트 핑거(100) 하부에 위치한다.However, when the detected amount of light is less than the preset amount of light, it is determined that the semiconductor substrate is inclined. In this case, a portion of the semiconductor substrate is positioned under the at least one lift finger 100.

상기와 같은 경우, 상기 반도체 기판의 위치를 조정하지 않고 상기 반도체 기판을 스테이지(120) 상으로 로딩시키기 위하여 상기 리프트 핑거(100)들이 하강하게 되면, 상기 적어도 하나의 리프트 핑거(100) 하부에 위치한 반도체 기판은 파손된다.In this case, when the lift fingers 100 are lowered to load the semiconductor substrate onto the stage 120 without adjusting the position of the semiconductor substrate, the lift fingers 100 may be positioned below the at least one lift finger 100. The semiconductor substrate is broken.

상기와 같이 반도체 기판이 파손되는 것을 방지하기 위하여 상기 센서(130)는 경보 신호를 발생시키기 위한 경보부(140)와 연결되어 있다. 자세하게, 상기 수광 유닛은 검출된 광을 신호로 변환하고, 상기 변환된 신호가 기 설정된 범위를 벗어나는 경우, 경보부(140)로 상기 신호를 전송하고, 상기 경보부(140)에서는 상기 신호를 받아 경보 신호를 발생시킨다.In order to prevent the semiconductor substrate from being damaged as described above, the sensor 130 is connected to the alarm unit 140 for generating an alarm signal. In detail, the light receiving unit converts the detected light into a signal, and when the converted signal is out of a preset range, transmits the signal to the alarm unit 140, and the alarm unit 140 receives the signal to receive an alarm signal. Generates.

상기 경보부(140)의 예로는 벨과 부저와 같은 발성 기구 또는 램프와 발광 다이오드와 같은 발광 기구 등이 있다.Examples of the alarm unit 140 include voice devices such as bells and buzzers or light devices such as lamps and light emitting diodes.

도 2는 도 1에 도시된 기판 승강 장치를 포함하는 기판 냉각 장치를 설명하기 위한 단면도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view for describing a substrate cooling device including the substrate lifting device shown in FIG. 1.

도 2를 참조하면, 기판 냉각 장치(20)는, 반도체 기판을 지지하며 상기 반도체 기판에 대하여 냉각 공정을 수행하기 위한 스테이지(220)와, 상기 반도체 기판을 스테이지(220) 상으로/으로부터 로딩 및 언로딩하기 위하여 상하 방향으로 구동하기 위한 승강 유닛(200)과, 상기 스테이지(220)와 연결되며 상기 기판을 냉각시키기 위하여 상기 스테이지(220)를 냉각시키기 위한 냉각 유닛을 포함한다.Referring to FIG. 2, a substrate cooling apparatus 20 includes a stage 220 for supporting a semiconductor substrate and performing a cooling process on the semiconductor substrate, and loading and loading the semiconductor substrate onto / from the stage 220. Lifting unit 200 for driving in the vertical direction for unloading, and a cooling unit connected to the stage 220 and for cooling the stage 220 to cool the substrate.

승강 유닛(200)은, 반도체 기판을 지지하기 위한 다수의 리프트 핑거(202)들과, 상기 리프트 핑거(202)들과 연결되어 있으며 상기 리프트 핑거(202)들을 지지하기 위한 리프트 후프(210)와, 상기 리프트 후프(210)와 연결되어 있으며 상기 리프트 후프(210)를 상하 이동하기 위한 구동부(214)와, 상기 리프트 핑거(202)들 상에 지지된 반도체 기판의 상부에 위치하며 상기 반도체 기판의 기울기를 감지하기 위한 센서(230)와, 상기 센서와 연결되어 있으며 상기 반도체 기판이 기울어져 있는 경우 외부로 경보 신호를 발생시키기 위한 경보부(240)를 포함한다.The lifting unit 200 includes a plurality of lift fingers 202 for supporting a semiconductor substrate, a lift hoop 210 connected to the lift fingers 202, and supporting the lift fingers 202. And a driving unit 214 connected to the lift hoop 210 to move the lift hoop 210 up and down, and positioned above the semiconductor substrate supported on the lift fingers 202. And a sensor 230 for detecting an inclination and an alarm unit 240 that is connected to the sensor and generates an alarm signal to the outside when the semiconductor substrate is inclined.

상기와 같은 구성 요소들에 대한 추가적인 상세 설명은 도 1 및 도 2에 도시된 기판 승강 장치(10)와 관련하여 이미 설명된 것들과 유사하므로 생략하기로 한다.Further details of the above components will be omitted since they are similar to those already described with respect to the substrate elevating device 10 shown in FIGS. 1 and 2.

스테이지(220)는 원반 형상을 가지며, 상기 리프트 후프(210) 내부에 위치하고, 상기 스테이지(220)의 외주를 따라 등간격으로 다수의 제2홈(미도시)들이 형성 되어 있다.The stage 220 has a disk shape, is located inside the lift hoop 210, and a plurality of second grooves (not shown) are formed along the outer circumference of the stage 220 at equal intervals.

상기 다수의 제2홈들은 상기 리프트 핑거(202)들이 하강 시, 상기 리프트 핑거(202)들이 상기 스테이지(220)에 간섭되는 지점들이다. 즉, 상기 스테이지(220)에는 상기 리프트 핑거(202)들의 수량과 상기 리프트 핑거(202)들 사이의 간격과 동일하게 제2홈들이 형성되어 있다. 또한, 상기 제2홈들의 깊이는 상기 리프트 핑거(202)의 두께보다 깊다. 따라서, 상기 리프트 핑거(202)들 상에 지지된 반도체 기판이 상기 리프트 핑거(202)들이 하강하여 상기 제2홈들 내부로 이동하고 상기 반도체 기판은 상기 스테이지(220) 상에 지지된다.The plurality of second grooves are points at which the lift fingers 202 interfere with the stage 220 when the lift fingers 202 descend. That is, the second grooves are formed in the stage 220 in the same manner as the number of the lift fingers 202 and the interval between the lift fingers 202. In addition, the depth of the second grooves is deeper than the thickness of the lift finger 202. Accordingly, the semiconductor substrate supported on the lift fingers 202 is moved by the lift fingers 202 to the inside of the second grooves, and the semiconductor substrate is supported on the stage 220.

냉각 유닛(240)은 스테이지(220)와 연결되어 있으며, 본 실시예에서는 상기 냉각 유닛(240)은 냉각수 순환 유로(222)와, 냉각수 공급관(244)과, 냉각수 배출관 (246)및 순환 펌프(242)를 포함한다.The cooling unit 240 is connected to the stage 220, and in the present embodiment, the cooling unit 240 includes a cooling water circulation passage 222, a cooling water supply pipe 244, a cooling water discharge pipe 246, and a circulation pump ( 242).

자세하게, 스테이지(220)의 내부에는 상기 스테이지(220) 상에 지지된 반도체 기판을 냉각시키기 위하여 냉각수 순환 유로(222)가 구비되어 있다. 자세하게 도시되어 있지는 않지만, 상기 냉각수 순환 유로(222)는 상기 스테이지(220) 내부에 나선형으로 구비될 수 있으며, 상기 냉각수 순환 유로(222)의 일단과 타단에는 각각 냉각수를 공급하기 위한 냉각수 공급관(244)과 냉각수 배출관(246)이 연결되어 있다. 상기 냉각수 공급관(224) 중에는 상기 냉각수가 순환할 수 있도록 순환 펌프(242)가 구비된다.In detail, a coolant circulation flow path 222 is provided in the stage 220 to cool the semiconductor substrate supported on the stage 220. Although not shown in detail, the cooling water circulation passage 222 may be provided spirally in the stage 220, and cooling water supply pipes 244 for supplying cooling water to one end and the other end of the cooling water circulation passage 222, respectively. ) And the coolant discharge pipe 246 are connected. The cooling water supply pipe 224 is provided with a circulation pump 242 to circulate the cooling water.

도 3은 도 2에 도시된 기판 냉각 장치를 포함하는 물리 기상 증착 시스템(Physical Vapor Deposition System : PVD System)을 설명하기 위한 단면도이다. FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a physical vapor deposition system (PVD system) including the substrate cooling device of FIG. 2.                     

도 3을 참조하면, 외부로부터 다수의 반도체 기판들을 수용하고 있는 카세트를 지지하며 일시적으로 수용하기 위한 로드록(load lock, 300)챔버와, 상기 카세트로부터 한 장의 반도체 기판을 선택하여 상기 반도체 기판 상부에 형성된 수분을 제거하기 위한 제1챔버(302)와, 상기 반도체 기판 상에 형성된 자연 산화막을 제거하기 위한 제2챔버(304)와, 상기 반도체 기판에 대하여 티타늄(Ti)을 공급하여 제1물리 기상 증착 공정을 수행하기 위한 제3챔버(308)와, 상기 반도체 기판에 대하여 알루미늄(Al)을 공급하여 제2물리 기상 증착 공정을 수행하기 위한 제4챔버(310)와, 상기 반도체 기판에 대하여 높은 온도로 가열 공정을 수행하여 알루미늄의 밀도를 향상시키기 위한 제5챔버(312)와, 상기 가열된 반도체 기판을 냉각시키기 위한 제6챔버(314)를 포함한다. 또한, 상기 반도체 기판을 상기 로드록 챔버 및 제1챔버 내지 제6챔버로 이동시키기 위한 제1로봇(320) 및 제2로봇(322)을 포함하고 있는 제1이송 챔버(316) 및 제2이송 챔버(318)가 구비된다.Referring to FIG. 3, a load lock chamber 300 is configured to support and temporarily receive a cassette containing a plurality of semiconductor substrates from the outside, and a semiconductor substrate is selected from the cassette to form an upper portion of the semiconductor substrate. A first chamber 302 for removing moisture formed in the second chamber, a second chamber 304 for removing a natural oxide film formed on the semiconductor substrate, and titanium (Ti) supplied to the semiconductor substrate to supply first physical The third chamber 308 for performing a vapor deposition process, the fourth chamber 310 for supplying aluminum (Al) to the semiconductor substrate to perform a second physical vapor deposition process, and the semiconductor substrate And a fifth chamber 312 for improving the density of aluminum by performing a heating process at a high temperature, and a sixth chamber 314 for cooling the heated semiconductor substrate. In addition, a first transfer chamber 316 and a second transfer including a first robot 320 and a second robot 322 for moving the semiconductor substrate to the load lock chamber and the first to sixth chambers. Chamber 318 is provided.

도시되어진 바와 같이 상기 제1 및 제2이송 챔버(316, 318)의 외각으로 로드록 챔버 및 제1 내지 제6챔버가 구비된다.As shown, load lock chambers and first to sixth chambers are provided at the outer sides of the first and second transfer chambers 316 and 318.

물리 기상 증착 공정은 일반적으로 진공 상태에서 진행되어 지고, 로드록 챔버(300)는 이러한 진공 상태가 유지된 제1 내지 제6챔버의 내부로 반도체 기판을 로딩 및 언로딩시키기 위해서 진공을 유지하고, 공정이 진행되는 동안 반도체 기판을 수용하고 있는 카세트를 일시적으로 보관한다.The physical vapor deposition process generally proceeds in a vacuum state, and the load lock chamber 300 maintains a vacuum to load and unload a semiconductor substrate into the first to sixth chambers in which the vacuum state is maintained, The cassette containing the semiconductor substrate is temporarily stored during the process.

상기 카세트로부터 선택된 하나의 반도체 기판을 제1로봇(320)을 이용하여 제1챔버(302)로 이동시킨다. 제1챔버(302)는 상기 반도체 기판 상에 형성된 수분을 열을 가하여 제거한다. 이때, 상기 제1챔버(302) 내부의 온도는 약 300 내지 330℃정도이다.One semiconductor substrate selected from the cassette is moved to the first chamber 302 using the first robot 320. The first chamber 302 removes moisture formed on the semiconductor substrate by applying heat. At this time, the temperature inside the first chamber 302 is about 300 to 330 ° C.

제1챔버(302)에서 수분이 제거된 반도체 기판을 제1로봇(320)에 의해 제2챔버(318)로 이동한다. 제2챔버(318)는 상기 반도체 기판 상에 형성된 자연 산화막을 식각 공정을 통해 제거한다.The semiconductor substrate from which moisture is removed from the first chamber 302 is moved to the second chamber 318 by the first robot 320. The second chamber 318 removes the native oxide film formed on the semiconductor substrate through an etching process.

상기 제1 및 제2챔버(302, 304)에서 수행된 공정들은 상기 반도체 기판 상에 형성된 수분 및 자연 산화막을 제거함으로써 상기 반도체 기판을 클리닝하는 과정 즉, 물리 기상 증착 공정의 전과정들이다.Processes performed in the first and second chambers 302 and 304 are processes of cleaning the semiconductor substrate by removing moisture and natural oxide layers formed on the semiconductor substrate, that is, all processes of a physical vapor deposition process.

상기 제2챔버(304)에서 클리닝 공정을 수행한 반도체 기판을 티타늄 증착 공정을 수행하기 위하여 제3챔버(308)로 이동한다. 이때, 상기 제2 및 제3챔버(304, 308) 사이에는 상기 반도체 기판을 일시적으로 수용하기 위한 대기 챔버(306)가 더 구비될 수 있다.The semiconductor substrate that has undergone the cleaning process in the second chamber 304 is moved to the third chamber 308 to perform the titanium deposition process. In this case, a standby chamber 306 may be further provided between the second and third chambers 304 and 308 to temporarily receive the semiconductor substrate.

제3챔버(308)는 상기 반도체 기판에 대하여 물리 기상 증착 공정을 수행하여 티타늄을 상기 반도체 기판 상에 증착시킨다. 자세하게, 상기 제3챔버(308)는 고진공 상태가 유지되며, 상기 낮은 압력의 스퍼터링 기체, 보통 아르곤(Ar) 가스를 공급한다. 이어서, 직류 또는 교류 전원을 가하여 이온화 충돌(ionization collision) 현상으로 아르곤 이온이 형성되어 상기 제3챔버 내부는 플라즈마 상태가 된다. 이때, 상기 아르곤 이온은 타겟 소스 즉, 티타늄(Ti)과 충동하며, 상기 티타늄이 증기 형태로 방출되고, 상기 티타늄 가스가 반도체 기판 상에 증착하게 된다. The third chamber 308 performs a physical vapor deposition process on the semiconductor substrate to deposit titanium on the semiconductor substrate. In detail, the third chamber 308 is maintained in a high vacuum state, and supplies the low pressure sputtering gas, usually argon (Ar) gas. Subsequently, argon ions are formed by applying a direct current or alternating current (ionization collision), and the inside of the third chamber is in a plasma state. In this case, the argon ions impinge on a target source, that is, titanium (Ti), the titanium is released in the form of vapor, and the titanium gas is deposited on the semiconductor substrate.                     

상기 티타늄이 증착된 반도체 기판은 제2로봇(322)에 의해 제4챔버(310)로 이동한다. 제4챔버(310)는 상기 반도체 기판에 대하여 제2물리 기상 증착 공정을 수행하여 알루미늄을 상기 반도체 기판 상에 증착시킨다. 제4챔버(310) 내부에서 수행되는 공정은 제3챔버(308) 내에서 수행되는 공정과 유사하며, 다만 타겟 소스가 알루미늄으로 대체된다.The semiconductor substrate on which titanium is deposited is moved to the fourth chamber 310 by the second robot 322. The fourth chamber 310 deposits aluminum on the semiconductor substrate by performing a second physical vapor deposition process on the semiconductor substrate. The process performed in the fourth chamber 310 is similar to the process performed in the third chamber 308, except that the target source is replaced with aluminum.

제5챔버(312)에서는 상기 제4챔버(310)에서 반도체 기판 상에 알루미늄을 증착한 후, 상기 알루미늄의 밀도를 향상시키기 위하여 상기 반도체 기판을 약 540℃로 가열한다.In the fifth chamber 312, after the aluminum is deposited on the semiconductor substrate in the fourth chamber 310, the semiconductor substrate is heated to about 540 ° C. to improve the density of the aluminum.

이어서, 상기 반도체 기판을 제2로봇(322)을 이용하여 제5챔버(312)로부터 제6챔버(314)로 이동시킨다. 제6챔버(314)는 상기 반도체 기판에 대하여 냉각 공정을 수행한다. 이때, 상기 제6챔버(314) 내부에 구비된 냉각 장치는 도 3에서 설명한 내용과 유사하여 생략하기로 한다.Subsequently, the semiconductor substrate is moved from the fifth chamber 312 to the sixth chamber 314 using the second robot 322. The sixth chamber 314 performs a cooling process on the semiconductor substrate. In this case, the cooling device provided in the sixth chamber 314 is similar to that described in FIG. 3 and will be omitted.

냉각 공정을 수행한 반도체 기판은 다시 로드록 챔버(300)를 거쳐 언로딩된다.After the cooling process, the semiconductor substrate is unloaded via the load lock chamber 300 again.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 기판 승강 장치는 반도체 기판이 다수의 리프트 핑거들 상에 로딩될 때, 상기 반도체 기판으로 광을 발생시켜 상기 반도체 기판의 기울기를 확인하는 센서와, 상기 센서와 연결되어 상기 반도체 기판이 기울어져 있다고 판단될 때 외부로 경보 신호를 발생시키기 위한 경보부를 포함한다. As described above, according to a preferred embodiment of the present invention, the substrate lifting apparatus includes a sensor for generating light to the semiconductor substrate when the semiconductor substrate is loaded on the plurality of lift fingers to check the inclination of the semiconductor substrate; And an alarm unit connected to the sensor to generate an alarm signal to the outside when it is determined that the semiconductor substrate is inclined.                     

따라서, 반도체 기판이 기울어져 있는 경우 즉, 반도체 기판이 리프트 핑거들 중 적어도 하나의 하부에 위치하고 있는 경우, 작업자에게 경보 신호를 알려줌으로써 반도체 기판의 파손 또는 손상을 방지할 수 있다.Therefore, when the semiconductor substrate is inclined, that is, when the semiconductor substrate is positioned under at least one of the lift fingers, a warning signal may be notified to an operator to prevent breakage or damage of the semiconductor substrate.

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.While the foregoing has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. It will be appreciated.

Claims (7)

기판의 가장자리 부위를 지지하며 상기 기판을 승강시키기 위하여 이동 가능하게 배치된 다수의 리프트 핑거(lift finger);A plurality of lift fingers supporting the edges of the substrate and movably disposed to elevate the substrate; 상기 리프트 핑거들에 의해 지지된 기판 상부에 위치하며, 상기 기판의 기울기를 확인하기 위하여 상기 기판으로 광을 조사하고 상기 기판에 의해 반사된 광을 검출하며, 상기 검출된 광을 나타내는 신호를 발생시키는 센서; 및Positioned above the substrate supported by the lift fingers, irradiating light to the substrate to detect the inclination of the substrate, detecting light reflected by the substrate, and generating a signal indicative of the detected light; sensor; And 상기 센서와 연결되어 있으며, 상기 신호가 기 설정된 범위를 벗어나는 경우, 경보 신호를 발생시키기 위한 경보부를 포함하는 기판 승강 장치.And an alarm unit connected to the sensor and configured to generate an alarm signal when the signal is out of a preset range. 제1항에 있어서, 링(ring) 형상을 갖는 리프트 후프(lift hoop)를 더 포함하며, 상기 리프트 핑거들은 상기 리프트 후프로부터 상기 리프트 후프의 중심을 향하여 연장하는 것을 특징으로 하는 기판 승강 장치.The apparatus of claim 1, further comprising a lift hoop having a ring shape, wherein the lift fingers extend from the lift hoop toward the center of the lift hoop. 제2항에 있어서, 각각의 리프트 핑거의 단부에는 상기 기판의 가장자리 부위를 지지하기 위한 계단부(step portion)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 승강 장치.3. A substrate elevating device according to claim 2, wherein a step portion for supporting an edge portion of the substrate is formed at an end of each lift finger. 제2항에 있어서, 상기 리프트 후프와 연결되며, 상기 기판을 승강시키기 위한 구동력을 제공하는 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 승강 장치.The substrate lifting apparatus of claim 2, further comprising a driving unit connected to the lift hoop and providing a driving force for raising and lowering the substrate. 기판의 가장자리 부위를 지지하며 상기 기판을 승강시키기 위하여 이동 가능하게 배치된 다수의 리프트 핑거(lift finger)와, 상기 리프트 핑거들에 의해 지지된 기판 상부에 위치하며, 상기 기판의 기울기를 확인하기 위하여 상기 기판으로 광을 조사하고 상기 기판에 의해 반사된 광을 검출하며, 상기 검출된 광을 나타내는 신호를 발생시키는 센서와, 상기 센서와 연결되어 있으며, 상기 신호가 기 설정된 범위를 벗어나는 경우, 경보 신호를 발생시키기 위한 경보부를 포함하는 기판 승강 유닛;A plurality of lift fingers that are movably disposed to support the edge of the substrate and to lift the substrate, and positioned above the substrate supported by the lift fingers to check the inclination of the substrate. A sensor that irradiates light onto the substrate, detects light reflected by the substrate, generates a signal representing the detected light, and is connected to the sensor, and when the signal is out of a preset range, an alarm signal A substrate elevating unit comprising an alarm unit for generating a; 상기 기판 승강 유닛에 의해 하방으로 이동된 기판을 지지하기 위하여 상기 리프트 핑거들의 내측에 배치된 스테이지; 및A stage disposed inside the lift fingers to support a substrate moved downward by the substrate lifting unit; And 상기 스테이지와 연결되며, 상기 기판을 냉각시키기 위하여 상기 스테이지를 냉각시키는 냉각 유닛을 포함하는 기판 냉각 장치.And a cooling unit connected to the stage, the cooling unit cooling the stage to cool the substrate. 제5항에 있어서, 상기 스테이지의 내부에는 냉각수를 순환시키기 위한 순환 유로가 형성되어 있으며, 상기 냉각 유닛은 상기 순환 유로와 연결되어 상기 냉각수를 제공하는 것을 특징으로 하는 기판 냉각 장치.6. The substrate cooling apparatus of claim 5, wherein a circulation passage for circulating the cooling water is formed in the stage, and the cooling unit is connected to the circulation passage to provide the cooling water. 제5항에 있어서, 상기 스테이지는 원반 형상을 가지며, 상기 스테이지의 가장자리에는 상기 리프트 핑거들의 상하 이동에 의한 간섭을 피하기 위한 홈들이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 냉각 장치.The substrate cooling apparatus of claim 5, wherein the stage has a disk shape, and grooves are formed at an edge of the stage to avoid interference caused by vertical movement of the lift fingers.
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