KR20070038854A - 웨이퍼 디미지방지를 위한 웨이퍼 쿨링장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 제조설비에서 공정이 완료된 웨이퍼를 쿨링챔버의 쿨링플레이트로 이송할 시 순차적으로 쿨링시키는 웨이퍼 쿨링장치에 관한 것이다.
반도체 제조설비에서 공정이 완료된 웨이퍼의 전면을 순차적으로 쿨링시켜 급격한 온도하강으로 인한 웨이퍼의 브로큰이나 크랙을 방지하기 위한 웨이퍼 디미지방지를 위한 웨이퍼 쿨링장치는, 서로 다른 높이를 갖으며, 웨이퍼(W)와 맞닿게 되는 다수의 리프트핀과, 상기 다수의 리프트핀을 지지하는 리프트핀 가이드와, 상기 다수의 리프트 핀을 승하강 시키기 위한 리프트홀더와, 웨이퍼(W)를 쿨링시키기 위한 쿨링플레이트와, 상기 쿨링플레이트에 상기 다수의 리프트핀을 관통시키기 위해 형성된 다수의 이송홀을 포함한다.
웨이퍼를 쿨링시키기 위한 쿨링챔버 내에 형성된 리프트 핀의 높이를 서로 다르게 하여 웨이퍼의 전면을 순차
적으로 쿨링되도록 하여 웨이퍼의 급격한 온도하강으로 인한 웨이퍼의 브로큰이나 크랙을 방지한다.
쿨링장치, 웨이퍼 쿨링, 쿨링플레이트,

Description

웨이퍼 디미지방지를 위한 웨이퍼 쿨링장치{WAFER COOLING EQUIPMENT FOR PREVENTING DAMAGE OF WAFER}
도 1은 종래의 반도체 제조장치의 구조도
도 2는 도 1중 쿨링챔버(60)의 쿨링장치의 단면도이고,
도 3은 도 1 중 쿨링챔버(60)의 쿨링장치의 사시도
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 웨이퍼 쿨링장치의 단면도
도 5는 도 4의 웨이퍼 쿨링장치의 분리사시도
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
20: 다수의 리프트핀 22: 쿨링플레이트
24: 리프트핀 가이드 26: 리프트홀더
28: 다수의 이송홀
본 발명은 웨이퍼 쿨링장치에 관한 것으로, 특히 반도체 제조설비에서 공정 이 완료된 웨이퍼를 쿨링챔버의 쿨링플레이트로 이송할 시 웨이퍼의 전면이 순차적으로 쿨링되도록 하는 웨이퍼 디미지를 방지하는 웨이퍼 쿨링장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체장치는 웨이퍼 상에 사진, 식각, 확산, 화학기상증착, 이온주입, 금속증착 등의 공정을 선택적이고도 반복적으로 수행하게 됨으로써 이루어지고, 이들 반도체장치 제조공정 중 식각, 확산, 화학기상증착 등의 공정은 밀폐된 공정챔버 내에 소정의 분위기하에서 공정가스를 투입함으로써 공정챔버 내의 웨이퍼 상에서 반응토록 하는 공정을 수행하게 된다. 이러한 반도체 제조공정은 공정챔버 내의 웨이퍼 척을 일정한 온도를 유지하기 위해 쿨링장치(Chiller)를 이용하여 쿨링을 시키게 된다. 반도체 제조용 쿨링장치는 반도체 웨이퍼 제조 공정 시 플라즈마를 이용한 식각 및 증착장비에 장착되어 챔버를 초고속으로 정밀하게 쿨링 시키므로 웨이퍼의 파손을 막고 웨이퍼의 품질을 일정하게 하기 위한 것으로 대부분 기계적 압축방식을 사용하고 있다.
이러한 웨이퍼 가공공정은 세정공정을 제외하고 웨이퍼를 수백도 정도의 온도로 가열시킨 상태에서 진행된다. 따라서, 웨이퍼 가공 공정이 완료된 웨이퍼는 웨이퍼 자체에 높은 열을 갖게 되어 쿨링챔버로 이송하여 쿨링시켜야 한다.
도 1은 종래의 반도체 제조장치의 구조도이다.
웨이퍼를 적재하고 있는 제1 및 제2 로드포트(LOAD PORT)(10, 12)와, 대기상태에서 오염이 되지 않은 공간내에 상기 제1 및 제2 로드포트(10, 12)에 적재된 웨이퍼를 이송하기 위한 ATM로봇(22)와, 상기 ATM로봇(22)에 의해 이송된 웨이퍼의 포지션을 정렬하기 위한 ATM 얼라이너(ALIGNER)(24)를 구비하는 프론트엔드 시스템 (FRONT END SYSTEM)(20)과, 시스템 메인 프레임의 중앙에 위치하여 카세트, 스토리지 엘리베이터를 구비하고 있으며, 상기 ATM로봇(22)가 상기 제1 및 제2 로드포트(10, 12)에 있는 웨이퍼를 모두 이송할때까지 상기 카세트에 적재하는 공간을 갖는 제1 및 제2 노드락쳄버(LOAD LOCK CMAMBER)(30)와, 웨이퍼를 프로세스 쳄버로 이송하기 위한 이송로봇(42)가 설치된 버큠이송쳄버(40)와, 이송된 웨이퍼에 대한 프로세스(PROCESS)를 진행하기 위해 포지션별로 4개로 구분되어 있는 제1 내지 제4 프로세스 모듈(52, 54, 56, 58)과, 상기 제1 내지 제4 프로세스 모듈(52, 54, 56, 58)로부터 프로세스가 완료된 웨이퍼를 쿨링하기 위한 쿨링쳄버(60)로 이루어져 있다.
제1 로드포트(10)나 제2 로드포트(12)에 적재되어 있는 웨이퍼를 ATM 로봇(22)가 이송하여 ATM 얼라이너(24)에 얹저 놓으면 ATM 얼라이너(24)는 이송한 웨이퍼를 제1 내지 제4 프로세서모듈(52, 54, 56, 58)의 중심에 위치시키기 위해 정렬한다. 이때 ATM 로봇(22)는 엘리베이터상에 장착된 카세트로 웨이퍼를 하나 또는 두 개씩 이송하여 적재한다. 이렇게 제1 로드포트(10)나 제2 로드포트(12)에 적재되어 있는 웨이퍼가 모두 제1 로드락 쳄버(30)나 제2 로드락쳄버(32)로 이송이 완료되면 제1 및 제2 로드락쳄버(30, 32)는 도어를 닫고 불순물이 들어가지 않도록 압력을 뽑아내어 진공상태로 만든다. 그런 후 이송로봇(42)는 제1 로드락쳄버(30)나 제2 로드락쳄버(30, 32)에 적재된 웨이퍼를 제1 내지 제4 프로세서모듈(52, 54, 56, 58)로 공급하여 해당 프로세스를 진행한다. 이렇게 웨이퍼의 프로세스 진행이 완료되면 웨이퍼가 쿨링쳄버(60)로 이송되어 하나 또는 두 개씩 쿨링을 하게 된다. 이때 쿨링이 완료된 웨이퍼는 이송로봇(42)에 의해 다시 제1 로드락쳄버(30)나 제2 로드락쳄버(32)내의 카세트로 이송된다. 이렇게 쿨링이 완료되어 예를들어 25개의 웨이퍼가 모두 제1 로드락쳄버(30)나 제2 로드락쳄버(32)의 카세트로 이송되면 제1 로드락쳄버(30)나 제2 로드락쳄버(32)의 도어가 열리게 된다. 그러면 ATM로봇(22)는 제1 로드락쳄버(30)나 제2 로드락쳄버(32)의 카세트에 적재된 웨이퍼를 제1 로드포트(10)나 제2 로드포트(12)로 이송시킨다. 이렇게 하여 예컨데 25개의 웨이퍼를 제1 로드포트(10)나 제2 로드포트(12)로 모두 이송시키게 된다.
도 2는 도 1중 쿨링챔버(60)의 쿨링장치의 단면도이고,
도 3은 도 1 중 쿨링챔버(60)의 쿨링장치의 사시도이다.
웨이퍼(W)와 맞닿게 되는 다수의 리프트핀(10)과, 상기 다수의 리프트핀(220)을 지지하는 리프트핀 가이드(18)와, 구동수단인 실린더(도시하지 않음)에 연결되어 상기 다수의 리프트 핀(10)을 승하강 시키기 위한 리프트홀더(14)와, 웨이퍼(W)를 쿨링시키기 위한 쿨링플레이트(12)와, 상기 쿨링플레이트(12)에 상기 다수의 리프트핀(10)을 관통시키기 위해 형성된 다수의 이송홀(16)로 구성되어 있다.
쿨링플레이트(10)는 다수의 리프트 핀(10)을 삽입하기 위한 다수의 이송홀(16)을 형성하고 있다. 상기 다수의 이송홀(16)은 상부가 접시형태로 넓게 형성되어 있다. 그리고 상기 다수의 리프트 핀(10)은 예컨대 4개로 형성되어 있으며, 4개의 리프트핀(10)의 높이는 모두 동일하다. 상기 쿨링플레이트(10)에 형성된 다수의 이송홀(16)에 삽입되어 있다. 그리고 리프트홀더(14)는 구동부인 실린더(도시하지 않음)의 구동에 결합된다.
도시하지 않은 실린더는 리프트홀더(14)를 승강작동시켜 다수의 리프트 핀(10)이 쿨링플레이트(12)에 형성된 이송홀(16)을 통해 쿨링플레이트(12)에 고정된 웨이퍼를 챔버로 이송할 수 있도록 들어올려 쿨링플레이트(12)로부터 분리한다.
이때, 리프트홀더(14)에 수직구조로서 결합되는 다수의 핀(10)은 상부 끝단이 상호 수평상태를 유지하고 있어, 리프트홀더(14)의 승강작동시 리프트핀가이드(18)이 상승되어 리프트 핀(10)의 상부 끝단이 동시에 웨이퍼의 하부면에 맞닿으며 웨이퍼를 들어올리게 된다. 상기 다수의 리프핀 가이드(18)는 상기 리프트홀더(14) 상에 설치되어 상기 다수의 리프트핀(10)과 연결되어 있으며, 상기 다수의 리프트핀(10)을 지지한다.
상기와 같은 종래의 반도체 제조설비의 웨이퍼 쿨링장치는 다수의 리프트핀(10)의 높이가 동일하므로 다수의 리프트핀(10)이 하강하여 쿨링플레이트(12)에 의해 쿨링이 될 때 웨이퍼(W)의 전면이 급격한 온도하강으로 인하여 웨이퍼 브로큰이나 크랙이 발생하는 문제가 있었다.
따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 반도체 제조설비에서 공정이 완료된 웨이퍼의 전면을 순차적으로 쿨링시켜 급격한 온도하강으로 인한 웨이퍼의 브로큰이나 크랙을 방지할 수 있는 웨이퍼 쿨링장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 웨이퍼 디미지방지를 위한 웨이퍼 쿨링장치는, 서로 다른 높이를 갖으며, 웨이퍼(W)와 맞닿게 되는 다수의 리프트핀과, 상기 다수의 리프트핀을 지지하는 리프트핀 가이드와, 상기 다수의 리프트 핀을 승하강 시키기 위한 리프트홀더와, 웨이퍼(W)를 쿨링시키기 위한 쿨링플레이트와, 상기 쿨링플레이트에 상기 다수의 리프트핀을 관통시키기 위해 형성된 다수의 이송홀을 구비함을 특징으로 한다.
상기 다수의 리프트핀은, 2쌍으로 형성되어 있으며 한쌍의 리프트핀 높이는 서로 동일하고 그 쌍별로 높이가 서로다르게 형성됨을 특징으로 한다.
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 웨이퍼 쿨링장치의 단면도이고,
도 5는 도 4의 웨이퍼 쿨링장치의 분리사시도이다.
서로 다른 높이를 갖으며, 웨이퍼(W)와 맞닿게 되는 다수의 리프트핀(20)과, 상기 다수의 리프트핀(20)을 지지하는 리프트핀 가이드(24)와, 구동수단인 실린더(도시하지 않음)에 연결되어 상기 다수의 리프트 핀(20)을 승하강 시키기 위한 리프트홀더(30)와, 웨이퍼(W)를 쿨링시키기 위한 쿨링플레이트(22)와, 상기 쿨링플레이트(22)에 상기 다수의 리프트핀(20)을 관통시키기 위해 형성된 다수의 이송홀(28) 로 구성되어 있다. 상기 다수의 리프트핀(20)은, 예컨데 2쌍으로 형성되어 있으며 한쌍의 리프트핀 높이는 서로 동일하고 그 쌍별로 리프트핀의 높이가 서로다르게 형성된다.
상술한 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예의 동작을 상세히 설명한다.
쿨링플레이트(22)는 다수의 리프트 핀(20)을 삽입하기 위한 다수의 이송홀(28)을 형성하고 있다. 상기 다수의 이송홀(28)은 다수의 리프트핀(20)이 승,하강할 수 있도록 관통되어 있다. 그리고 상기 다수의 리프트 핀(20)은 예컨대 4개로 형성되어 있으며, 4개의 리프트핀(20) 중 2개의 높이는 Xcm가 되고, 다른 2개의 높이는 X+Ycm가 되어 웨이퍼(W)가 4개의 리프트핀(20)에 얹혀질 경우 도 4와 같이 경사지도록 한다. 상기 쿨링플레이트(22)에 형성된 다수의 이송홀(28)에 삽입되어 있다. 그리고 리프트홀더(30)는 구동부인 실린더(도시하지 않음)의 구동에 결합된다.
도시하지 않은 실린더는 리프트홀더(30)를 승강작동시켜 다수의 리프트 핀(20)이 쿨링플레이트(22)에 형성된 이송홀(28)을 통해 쿨링플레이트(22)에 고정된 웨이퍼를 챔버로 이송할 수 있도록 들어올려 쿨링플레이트(22)로부터 분리한다.
이때, 리프트홀더(30)에 수직구조로서 결합되는 다수의 리프트핀(20)은 2개단위로 높이가 서로다르게 되어 웨이퍼(W)가 경사를 이루게 된다. 이때 리프트홀더(30)의 승강작동시 리프트핀가이드(24)이 상승되어 리프트 핀(20)의 상부 끝단이 동시에 웨이퍼의 하부면에 맞닿으며 웨이퍼를 들어올리게 된다. 상기 다수의 리프핀 가이드(24)는 상기 리프트홀더(30) 상에 설치되어 상기 다수의 리프트핀(20)과 연결되어 있으며, 상기 다수의 리프트핀(20)을 지지한다.
상기와 같이 다수의 리프트핀(20)의 높이가 서로다르게 하여 웨이퍼(W)가 경사지도록 형성하여 쿨링플레이트(22)에 의해 쿨링이 될 때 웨이퍼(W)의 전면을 순차적으로 쿨링하게 되어 고열의 웨이퍼(W)가 급격한 온도하강으로 인한 웨이퍼의 브로큰이나 크랙을 방지한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 웨이퍼를 쿨링시키기 위한 쿨링챔버 내에 형성된 리프트 핀의 높이를 서로 다르게 하여 웨이퍼의 전면을 순차적으로 쿨링되도록 하여 웨이퍼의 급격한 온도하강으로 인한 웨이퍼의 브로큰이나 크랙을 방지할 수 있는 이점이 있다.

Claims (2)

  1. 웨이퍼 디미지방지를 위한 웨이퍼 쿨링장치에 있어서,
    서로 다른 높이를 갖으며, 웨이퍼(W)와 맞닿게 되는 다수의 리프트핀과,
    상기 다수의 리프트핀을 지지하는 리프트핀 가이드와,
    상기 다수의 리프트 핀을 승하강 시키기 위한 리프트홀더와,
    웨이퍼(W)를 쿨링시키기 위한 쿨링플레이트와,
    상기 쿨링플레이트에 상기 다수의 리프트핀을 관통시키기 위해 형성된 다수의 이송홀을 구비함을 특징으로 하는 웨이퍼 디미지방지를 위한 웨이퍼 쿨링장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 리프트핀은, 2쌍으로 형성되어 있으며 한쌍의 리프트핀 높이는 서로 동일하고 그 쌍별로 높이가 서로다르게 형성됨을 특징으로 하는 웨이퍼 디미지방지를 위한 웨이퍼 쿨링장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103337472A (zh) * 2013-05-23 2013-10-02 沈阳拓荆科技有限公司 半导体镀膜设备用不同高度的销及使用方法
CN111029276A (zh) * 2018-10-09 2020-04-17 东京毅力科创株式会社 基片冷却装置和基片冷却方法

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