KR100443857B1 - 웨이퍼 가열장치의 냉각시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 웨이퍼를 가열하는 가열장치의 강제 냉각을 가능하게 하는 웨이퍼 가열장치의 냉각시스템에 관한 것으로서, 본 발명의 웨이퍼 가열장치의 냉각시스템은, 전기에너지를 열에너지로 변환하여 웨이퍼로 열을 방출하는 히터, 히터를 지지하는 지지판, 상기 히터에서 발생한 열이 상기 지지판에 전달되는 것을 방지하도록 상기 히터와 지지판 사이에 설치되는 단열판을 구비하여 이루어지는 웨이퍼 가열장치에 있어서, 상기 히터와 웨이퍼 사이에 설치되고, 서로 접하는 상판과 하판으로 이루어지며, 상기 웨이퍼와 접하는 상판의 상면에는 웨이퍼 안착용 돌기가 형성되고, 상기 상판과 하판의 접촉면에 냉각물질이 흐를 수 있도록 홈을 형성하며, 일측에 상기 홈과 연결된 유입구와 배출구가 형성되는 냉각블록; 및 상기 냉각블록의 유입구와 배출구에 연결되어 상기 냉각물질을 순환시키는 냉각물질 순환장치;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하기 때문에 모든 반도체 제작 공정에 범용으로 사용됨으로써 시설투자비를 절감할 수 있게 하고, 웨이퍼 대기 시간을 줄이고, 생산성을 향상시킬 수 있게 하며, 웨이퍼의 정밀 가공이 가능하고, 웨이퍼의 수율을 향상시킬 수 있게 하며, 냉각효율을 높일 수 있게 하고, 냉각 및 가열의 균일성을 더욱 향상시킬 수 있게 하며, 불균일한 냉각 및 가열로 인한 장치의 뒤틀림을 방지할 수 있게 하는 효과를 갖는다.

Description

웨이퍼 가열장치의 냉각시스템{Cooling system of wafer heating apparatus}
본 발명은 웨이퍼 가열장치의 냉각시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는웨이퍼를 가열하는 가열장치의 강제 냉각을 가능하게 하는 웨이퍼 가열장치의 냉각시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 공정에서 웨이퍼를 소정 온도로 가열하여 베이킹하거나 건조시키기 위하여 웨이퍼 가열장치를 사용한다.
이러한 종래의 웨이퍼 가열장치는, 전기에너지를 열에너지로 변환하여 웨이퍼로 열을 방출하는 히터, 히터를 지지하는 지지판, 상기 히터에서 발생한 열이 상기 지지판에 전달되는 것을 방지하도록 상기 히터와 지지판 사이에 설치되는 단열판을 구비하여 이루어지고, 이러한 웨이퍼 가열장치는 챔버에 의해 둘러싸여서 상기 웨이퍼 가열장치 상면에 웨이퍼가 안착되면, 챔버가 닫히고 상기 히터에 의해 소정 온도로 가열되는 구성이였다.
그러나, 이러한 종래의 웨이퍼 가열장치는, 별도의 냉각장치가 없으므로 웨이퍼 가열 후, 웨이퍼 및 히터를 소정의 온도로 냉각시키기 위하여 챔버를 열고, 외부의 공기가 챔버 내부로 유입되게 하는 자연 공랭식 방법으로 챔버 내부/웨이퍼/히터를 냉각시킬 수밖에 없었기 때문에 원하는 온도로 정확하게 급속 냉각하는 것이 불가능하여 각 공정에 맞는 특정 온도 전용 웨이퍼 가열 챔버 및 웨이퍼 가열장치를 다수 대 마련하여야 하는 등 시설 투자비가 많이 소요되었다.
또한, 히터를 자연 공랭식으로 냉각하였기 때문에 웨이퍼의 대기 시간이 길어져서 웨이퍼의 생산성을 저하시키는 주요 요인이 되었다.
또한, 히터의 자연 공랭식 냉각시 챔버 외부로부터 유입되는 먼지, 파티클, 오염물질 등으로 인하여 웨이퍼가 오염되는 등 많은 문제점이 있었다.
또한, 히터의 불균일한 냉각 및 가열로 인한 열팽창으로 인하여 웨이퍼 가열장치가 뒤틀리는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 히터의 정밀하고, 신속한 온도조절이 가능하여 모든 반도체 제작 공정에 범용으로 사용됨으로써 시설투자비를 절감할 수 있게 하는 웨이퍼 가열장치의 냉각시스템을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 히터를 소정 온도로 빠르고 정밀하게 냉각시키는 것은 물론, 신속한 가열을 가능하게 하게 하여 웨이퍼 대기 시간을 줄이고, 생산성을 향상시킬 수 있게 하는 웨이퍼 가열장치의 냉각시스템을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 히터의 중심부와 테두리부의 온도편차를 줄여서 냉각 및 가열을 균일하게 함으로써 웨이퍼의 정밀 가공이 가능하고, 냉각물질의 내부 순환방식이므로 먼지, 파티클, 오염물질로부터 웨이퍼를 보호하여 웨이퍼의 수율을 향상시킬 수 있게 하는 웨이퍼 가열장치의 냉각시스템을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 냉각블록 내부의 냉각물질의 순환경로를 최적화하여 냉각속도를 높이고, 냉각물질의 순환시 소용돌이를 이용하여 냉각효율을 높일 수 있게 하는 웨이퍼 가열장치의 냉각시스템을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 보조 가열판을 설치하여 열응력을 줄이고, 냉각 및 가열의 균일성을 더욱 향상시킬 수 있게 하며, 불균일한 냉각 및 가열로 인한 장치의 뒤틀림을 방지할 수 있게 하는 웨이퍼 가열장치의 냉각시스템을 제공함에 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 웨이퍼 가열장치의 냉각시스템을 나타내는 부분 측단면도이다.
도 2는 도 1의 냉각블록의 상판의 접촉면의 일례를 나타내는 저면도이다.
도 3은 도 1의 냉각블록의 하판의 접촉면의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 1의 냉각블록의 상판의 접촉면의 다른 일례를 나타내는 저면도이다.
도 5는 도 1의 냉각블록의 하판의 접촉면의 다른 일례를 나타내는 평면도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 웨이퍼 가열장치의 냉각시스템을 나타내는 부분 측단면도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 웨이퍼 가열장치의 냉각시스템을 나타내는 부분 측단면도이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 웨이퍼 가열장치의 냉각시스템은, 전기에너지를 열에너지로 변환하여 웨이퍼로 열을 방출하는 히터, 히터를 지지하는 지지판, 상기 히터에서 발생한 열이 상기 지지판에 전달되는 것을 방지하도록 상기 히터와 지지판 사이에 설치되는 단열판을 구비하여 이루어지는 웨이퍼 가열장치에 있어서, 상기 히터와 웨이퍼 사이에 설치되고, 서로 접하는 상판과 하판으로 이루어지며, 상기 웨이퍼와 접하는 상판의 상면에는 웨이퍼 안착용 돌기가 형성되고, 상기 상판과 하판의 접촉면에 냉각물질이 흐를 수 있도록 홈을 형성하며, 일측에 상기 홈과 연결된 유입구와 배출구가 형성되는 냉각블록; 및 상기 냉각블록의 유입구와 배출구에 연결되어 상기 냉각물질을 순환시키는 냉각물질 순환장치;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 냉각효율을 높이기 위하여 상기 냉각블록 상판의 홈과 하판의 홈은, 상기 냉각물질의 경로가 지그재그가 되도록 서로 엇갈리게 요철 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 중심부와 테두리부의 냉각 및 가열의 균일도를 위하여 상기 냉각물질의 경로는, 상기 냉각블록의 중심부에서 다수개의 경로가 방사상으로 뻗어 나가도록 형성되고, 각각의 경로는, 상기 냉각물질이 상기 냉각블록의 중심부에서 상기 냉각블록의 테두리부를 돌아 다시 냉각블록의 중심부 부근으로 돌아오도록 상기 유입구는 냉각블록의 중심에 1개 형성되고, 상기 배출구는 상기 냉각블록의 중심부부근에 다수개가 상기 유입구와 동일한 거리에 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 바람직하기로는 상기 냉각블록의 상판과 하판은, 고온/고압용 실링이 이루어지고, 상기 냉각물질은, 냉각된 압축공기일 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 웨이퍼 가열장치의 냉각시스템은, 전기에너지를 열에너지로 변환하여 웨이퍼로 열을 방출하는 히터, 히터를 지지하는 지지판, 상기 히터에서 발생한 열이 상기 지지판에 전달되는 것을 방지하도록 상기 히터와 지지판 사이에 설치되는 단열판을 구비하여 이루어지는 웨이퍼 가열장치에 있어서, 상기 히터와 웨이퍼 사이에 설치되고, 상면에는 웨이퍼 안착용 돌기가 형성되며, 상기 히터에서 발생한 열을 중간 보유하여 상기 웨이퍼로 간접 전달하는 보조 가열판; 상기 히터와 단열판 사이에 설치되고, 서로 접하는 상판과 하판으로 이루어지며, 상기 상판과 하판의 접촉면에 냉각물질이 흐를 수 있도록 홈을 형성하고, 일측에 상기 홈과 연결된 유입구와 배출구가 형성되는 냉각블록; 및 상기 냉각블록의 유입구와 배출구에 연결되어 상기 냉각물질을 순환시키는 냉각물질 순환장치;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 웨이퍼 가열장치의 냉각시스템은, 전기에너지를 열에너지로 변환하여 웨이퍼로 열을 방출하는 히터, 히터를 지지하는 지지판, 상기 히터에서 발생한 열이 상기 지지판에 전달되는 것을 방지하도록 상기 히터와 지지판 사이에 설치되는 단열판을 구비하여 이루어지는 웨이퍼 가열장치에 있어서, 상기 히터와 웨이퍼 사이에 설치되고, 상면에는 웨이퍼 안착용 돌기가 형성되며, 상기 히터에서 발생한 열을 중간 보유하여 상기 웨이퍼로 간접 전달하는 보조 가열판; 상기 히터와 보조 가열판 사이에 설치되고, 서로 접하는 상판과 하판으로 이루어지며, 상기 상판과 하판의 접촉면에 냉각물질이 흐를 수 있도록 홈을 형성하고, 일측에 상기 홈과 연결된 유입구와 배출구가 형성되는 냉각블록; 및 상기 냉각블록의 유입구와 배출구에 연결되어 상기 냉각물질을 순환시키는 냉각물질 순환장치;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 웨이퍼 가열장치의 냉각시스템을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 웨이퍼 가열장치의 냉각시스템은, 크게 위에서부터 차례로 적층된 구조로서 웨이퍼(1)와 대응되는 챔버(2) 내부의 내측 하면에 설치되는, 냉각블록(10), 히터(20), 단열판(30), 지지판(40) 및 상기 챔버(2) 외부에 설치된 냉각물질 순환장치(50)를 구비하여 이루어지는 구성이다.
여기서, 상기 히터(20)는, 전기에너지를 열에너지로 변환하여 웨이퍼(1)로 열을 방출하고, 상기 지지판(40)은 히터(20)를 지지하며, 상기 단열판(30)은 상기 히터(20)에서 발생한 열이 상기 지지판(40)에 전달되는 것을 방지하도록 상기 히터(20)와 지지판(40) 사이에 설치되는 구성이다.
특히, 본 발명의 웨이퍼 가열장치의 냉각시스템은, 상기 냉각블록(10) 및 상기 냉각블록(10)과 연결되는 상기 냉각물질 순환장치(50)를 포함하여 이루어지는 구성인 것으로서, 상기 냉각블록(10)은, 상기 히터(20)와 웨이퍼(1) 사이에 설치되고, 서로 접하는 상판(11)과 하판(12)으로 이루어진다.
또한, 상기 냉각블록(10)은, 상기 웨이퍼(1)와 접하는 상판(11)의 상면에는 웨이퍼 안착용 돌기(1a)가 형성되고, 상기 상판(11)과 하판(12)의 접촉면에 냉각물질이 흐를 수 있도록 홈(13)을 형성하며, 일측에 상기 홈(13)과 연결된 유입구(14)와 배출구(15)가 형성되는 것이다.
이러한 상기 냉각블록(10)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 냉각블록(10) 상판의 접촉면과 하판(12)의 접촉면에 각각 대응하는 홈(13)이 형성되는 것으로, 상기 홈(13)은 상기 냉각물질의 경로가 지그재그가 되도록 서로 엇갈리게 요철 형성된다.
즉, 도 1에 도시된 이러한 냉각물질의 지그재그형 요철형 경로를 형성하기 위하여 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 냉각블록(10)의 상판(11)과, 하판(12)에 서로 대응하는 상판홈(11a)과 하판홈(12a)을 각각 형성한다.
이때, 도 2 및 도 3의 화살표로 표시된 바와 같이, 상기 냉각물질의 경로는, 상기 냉각블록(10)의 중심부에서 다수개의 경로가 방사상으로 뻗어 나가도록 형성되고, 각각의 경로는, 상기 냉각물질이 상기 냉각블록(10)의 중심부에서 상기 냉각블록(10)의 테두리부를 돌아 다시 냉각블록(10)의 중심부 부근으로 돌아오도록 상기 유입구(14)는 냉각블록(10)의 중심에 1개 형성되고, 상기 배출구(15)는 상기 냉각블록(10)의 중심부 부근에 다수개(도 3에서는 6개)가 상기 유입구(14)와 동일한 거리에 배치된다.
또한, 도 2 및 도 3의 화살표로 표시된 바와 같이, 이러한 상기 냉각물질의 경로는, 상기 유입구(14)로부터 시작하여 상기 테두리부를 우측으로 돌아 상기 배출구(15)로 돌아가는 제1경로와, 동일한 상기 유입구(14)로부터 시작하여 상기 테두리부를 좌측으로 돌아 동일한 상기 배출구(15)로 돌아가는 제2경로가 서로 대칭을 이루어 형성되는 것이 바람직하다.
따라서, 도 2 및 도 3에 예시된 냉각물질의 경로는, 상기 냉각물질이 냉각블록(10) 중심부의 1개 유입구(14)로 유입되어, 각각 12개의 경로로 분지된 후, 히터(20)의 열에너지를 흡수하면서 상기 냉각블록(10) 테두리부로 향하다가 테두리부에 도달하면, 다시 U턴하여 중심부 부근의 배출구(15)로 향하고, 총 6개의 배출구(15)를 통해 냉각블록(10)의 외부로 배출되는 것이다.
이러한, 냉각물질의 경로는, 다양한 냉각환경에 따라 상기 상술된 경로의 역방향으로 흐르는 것도 가능하다.
여기서, 이러한 각각의 상판홈(11a)과 하판홈(12a)의 형상은 길쭉하고, 중심부에서 다소 좁고, 테두리에서 다소 넓은 다수개의 타원형 홈이 소정 간격으로 나란히 배열 형성될 수 있다.
한편, 이러한 상판과 하판의 상판홈(11a)과 하판홈(12a)은, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 중심부에서 길쭉하고 좁은 타원형이고, 테두리부에서 넓은 원형으로 형성되어 소정 간격으로 나란히 배열 형성되는 것도 가능하다.
특히, 상기 냉각블록(10)의 테두리로 갈수록 상기 원형으로 형성된 홈의 면적을 변화시켜서 부위에 따른 냉각온도를 균일하게 최적화 설계될 수 있다.
또한, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 냉각블록(10)은, 상기 상판(11)과 하판(12)의 서로 대응하는 위치에 각각 형성되어 냉각블록(10) 내부에빈 공간을 형성하도록 원형 또는 타원형 등 다양한 형상의 여분홈(16)이 형성될 수 있다.
이러한 여분홈(16)은 상기 냉각물질이 흐르지는 않으나 냉각블록(10) 내부에 빈 공간을 형성하여 냉각블록(10)의 비열을 낮추고, 무게를 줄일 수 있는 역할을 한다.
또한, 도시하지는 않았지만, 상기 냉각블록(10)은, 상기 유입구(14)를 통해 유입되는 초기 냉각물질로 인한 냉각블록(10)의 급격한 온도변화를 방지하도록 상기 유입구(14)와 대응되는 상판(11) 및/또는 하판(12)에 단열부가 형성되는 것이 바람직하다.
따라서, 상기 냉각블록(10)의 유입구(14)에 차가운 냉각물질이 급격하게 유입되는 경우, 상기 냉각블록(10)의 중심부에 발생할 수 있는 열응력을 방지함으로써 장치의 뒤틀림은 물론, 불균일한 냉각 및 가열을 방지할 수 있는 것이다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 냉각블록(10)의 측단면도에 따르면, 상기 냉각블록(10)의 홈은, 단면이 사각형으로 형성되어 냉각물질이 흐르면서 소용돌이를 일으키도록 다수개의 모서리진 면을 갖는 것이 바람직하다.
따라서, 상기 냉각물질이 상기 냉각블록(10)의 홈 모서리에 심하게 충돌하여 난류를 발생시킴으로써 열전달면적과 열전달효율을 증대시킬 수 있는 것이다.
한편, 상기 냉각블록(10)의 상판(11)과 하판(12)은, 고온/고압용 실링이 이루어지는 것으로서, 상기 상판(11)과 하판(12)의 착탈이 가능하도록 상기 상판(11)과 하판(12) 사이에 별도의 패킹부재(17)가 설치되고, 도시하진 않았지만 고정 볼트와 너트 등으로 상기 상판(11)과 하판(12)을 고정시킬 수 있다.
이외에도 상기 상판(11)과 하판(12)이 일체로 압착되도록 용접하는 것도 가능하다.
여기서, 이러한 냉각물질은, 고온으로 압축 냉각된 압축공기인 것이 바람직하고, 이외에도 상기 냉각물질은 열전달율이 우수한 기체 및 액체상태의 물, 질소, 아르곤, 프레온, 공기 등 각종 열전달물질이 가능하다.
이러한 냉각물질, 즉 압축공기를 순환시키기 위하여 상기 냉각블록(10)의 유입구(14)와 배출구(15)에 연결되어 상기 냉각물질을 순환시키는 냉각물질 순환장치(50)는, 상기 유입구(14)에 압축공기를 공급하는 압축공기 공급부와, 볼텍스 튜브(Vortex tube)와, 압축공기를 냉각시키는 열교환장치 및 상기 배출구에 연결되어 배출된 고온의 압축공기를 폐기하거나 다시 순환시키는 배출기 등을 포함하여 이루어질 수 있다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 웨이퍼 가열장치의 냉각시스템은, 전기에너지를 열에너지로 변환하여 웨이퍼로 열을 방출하는 히터(20), 히터(20)를 지지하는 지지판(40), 상기 히터(20)에서 발생한 열이 상기 지지판(40)에 전달되는 것을 방지하도록 상기 히터(20)와 지지판(40) 사이에 설치되는 단열판(30)을 구비하여 이루어지고, 여기에 보조 가열판(60)과, 냉각블록(10) 및 냉각물질 순환장치(50)를 더 포함하여 이루어지는 구성이다.
즉, 상기 보조 가열판(60)은, 중심부와 테두리부 사이의 온도차를 줄이고, 보다 균일한 가열 및 냉각이 가능하도록 상기 히터(20)에서 발생한 열을 중간 보유하여 상기 웨이퍼(1)로 간접 전달하는 것으로서, 상기 히터(20)와 웨이퍼(1) 사이에 설치되고, 상면에는 웨이퍼 안착용 돌기(1a)가 형성되며, 열전도성이 좋은 두꺼운 금속 또는 세라믹 가열판이다.
또한, 상기 냉각블록(10)은, 상기 히터(20)와 단열판(30) 사이에 설치되고, 서로 접하는 상판(11)과 하판(12)으로 이루어지며, 상기 상판(11)과 하판(12)의 접촉면에 냉각물질이 흐를 수 있도록 홈(13)을 형성하고, 일측에 상기 홈(13)과 연결된 유입구(14)와 배출구(15)가 형성되는 것이다.
또한, 상기 냉각물질 순환장치(50)는, 상기 냉각블록(10)의 유입구(14)와 배출구(15)에 연결되어 상기 냉각물질을 순환시키는 것이다.
따라서, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 웨이퍼 가열장치의 냉각시스템은, 크게 위에서부터 차례로 적층된 구조로서 웨이퍼(1)와 대응되는 챔버(2) 내부의 내측 하면에 설치되는, 위로부터 보조 가열판(60), 냉각블록(10), 히터(20), 단열판(30), 지지판(40)의 순서로 배치되는 것이다.
한편, 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 웨이퍼 가열장치의 냉각시스템은, 전기에너지를 열에너지로 변환하여 웨이퍼로 열을 방출하는 히터(20), 히터(20)를 지지하는 지지판(40), 상기 히터(20)에서 발생한 열이 상기 지지판(40)에 전달되는 것을 방지하도록 상기 히터(20)와 지지판(40) 사이에 설치되는 단열판(30)을 구비하여 이루어지고, 여기에 보조 가열판(60)과, 냉각블록(10) 및 냉각물질 순환장치(50)를 더 포함하여 이루어지는 구성이다.
즉, 상기 보조 가열판(60)은, 상기 히터(20)와 웨이퍼(1) 사이에 설치되고,상면에는 웨이퍼 안착용 돌기(1a)가 형성되며, 상기 히터(20)에서 발생한 열을 중간 보유하여 상기 웨이퍼(1)로 간접 전달하는 것이고, 상기 냉각블록(10)은, 상기 히터(20)와 보조 가열판(60) 사이에 설치되고, 서로 접하는 상판(11)과 하판(12)으로 이루어지며, 상기 상판(11)과 하판(12)의 접촉면에 냉각물질이 흐를 수 있도록 홈(13)을 형성하고, 일측에 상기 홈(13)과 연결된 유입구(14)와 배출구(15)가 형성되는 것이며, 상기 냉각물질 순환장치는, 상기 냉각블록(10)의 유입구(14)와 배출구(15)에 연결되어 상기 냉각물질을 순환시키는 것이다.
따라서, 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 웨이퍼 가열장치의 냉각시스템은, 크게 위에서부터 차례로 적층된 구조로서 웨이퍼(1)와 대응되는 챔버(2) 내부의 내측 하면에 설치되는, 위로부터 보조 가열판(60), 히터(20), 냉각블록(10), 단열판(30), 지지판(40)의 순서로 배치되는 것이다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상을 해치지 않는 범위 내에서 당업자에 의한 변형이 가능함은 물론이다.
예컨대, 본 발명의 실시예에서는 웨이퍼 가열장치가 웨이퍼의 하방에 위치하는 구성이였으나 이외에도 웨이퍼 가열장치가 웨이퍼의 상방에 위치하는 것도 가능한 것이다.
따라서, 본 발명에서 권리를 청구하는 범위는 상세한 설명의 범위 내로 정해지는 것이 아니라 후술되는 청구범위와 이의 기술적 사상에 의해 한정될 것이다.
이상에서와 같이 본 발명의 웨이퍼 가열장치의 냉각시스템에 의하면, 히터의정밀하고, 신속한 온도조절이 가능하여 모든 반도체 제작 공정에 범용으로 사용됨으로써 시설투자비를 절감할 수 있게 하고, 히터를 소정 온도로 빠르고 정밀하게 냉각시키는 것은 물론, 신속한 가열을 가능하게 하게 하여 웨이퍼 대기 시간을 줄이고, 생산성을 향상시킬 수 있게 하며, 히터의 중심부와 테두리부의 온도편차를 줄여서 냉각 및 가열을 균일하게 함으로써 웨이퍼의 정밀 가공이 가능하고, 냉각물질의 내부 순환방식이므로 먼지, 파티클, 오염물질로부터 웨이퍼를 보호하여 웨이퍼의 수율을 향상시킬 수 있게 하고, 냉각블록 내부의 냉각물질의 순환경로를 최적화하여 냉각속도를 높이고, 냉각물질의 순환시 소용돌이를 이용하여 냉각효율을 높일 수 있게 하며, 보조 가열판을 설치하여 열응력을 줄이고, 냉각 및 가열의 균일성을 더욱 향상시킬 수 있게 하며, 불균일한 냉각 및 가열로 인한 장치의 뒤틀림을 방지할 수 있게 하는 효과를 갖는 것이다.

Claims (11)

  1. 전기에너지를 열에너지로 변환하여 웨이퍼로 열을 방출하는 히터, 히터를 지지하는 지지판, 상기 히터에서 발생한 열이 상기 지지판에 전달되는 것을 방지하도록 상기 히터와 지지판 사이에 설치되는 단열판을 구비하여 이루어지는 웨이퍼 가열장치에 있어서, 상기 히터와 웨이퍼 사이에 설치되고, 서로 접하는 상판과 하판으로 이루어지며, 상기 웨이퍼와 접하는 상판의 상면에는 웨이퍼 안착용 돌기가 형성되고, 상기 상판과 하판의 접촉면에 냉각물질이 흐를 수 있도록 홈을 형성하며, 일측에 상기 홈과 연결된 유입구와 배출구가 형성되는 냉각블록; 및 상기 냉각블록의 유입구와 배출구에 연결되어 상기 냉각물질을 순환시키는 냉각물질 순환장치;를 포함하여 이루어지고,
    상기 냉각블록 상판의 홈과 하판의 홈은, 상기 냉각물질의 경로가 지그재그가 되도록 서로 엇갈리게 요철 형성되며,
    상기 냉각물질의 경로는, 상기 냉각블록의 중심부에서 다수개의 경로가 방사상으로 뻗어 나가도록 형성되고, 각각의 경로는, 상기 냉각물질이 상기 냉각블록의 중심부에서 상기 냉각블록의 테두리부를 돌아 다시 냉각블록의 중심부 부근으로 돌아오도록 상기 유입구는 냉각블록의 중심에 1개 형성되고, 상기 배출구는 상기 냉각블록의 중심부 부근에 다수개가 상기 유입구와 동일한 거리에 배치되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열장치의 냉각시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 냉각물질의 경로는, 상기 유입구로부터 시작하여 상기 테두리부를 우측으로 돌아 상기 배출구로 돌아가는 제1경로와, 동일한 상기 유입구로부터 시작하여 상기 테두리부를 좌측으로 돌아 동일한 상기 배출구로 돌아가는 제2경로가 서로 대칭을 이루어 형성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열장치의 냉각시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 냉각블록의 홈은, 원 및/또는 타원을 소정 간격으로 배열한 형상이고, 상기 냉각블록의 테두리로 갈수록 그 면적을 변화시켜서 부위에 따른 냉각온도를 균일하게 최적화 설계되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열장치의 냉각시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 냉각블록은, 상기 상판과 하판의 서로 대응하는 위치에 각각 형성되어 냉각블록 내부에 빈 공간을 형성하도록 여분홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열장치의 냉각시스템.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 냉각블록은, 상기 유입구를 통해 유입되는 냉각물질로 인한 냉각블록의 급격한 온도변화를 방지하도록 상기 유입구와 대응되는 상판 및/또는 하판에 단열부가 형성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열장치의 냉각시스템.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 냉각블록의 홈은, 냉각물질이 흐르면서 소용돌이를 일으키도록 다수개의 모서리진 면을 갖는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열장치의 냉각시스템.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 냉각블록의 상판과 하판은, 고온/고압용 실링이 이루어지고, 상기 냉각물질은, 냉각된 압축공기인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열장치의 냉각시스템.
  10. 전기에너지를 열에너지로 변환하여 웨이퍼로 열을 방출하는 히터, 히터를 지지하는 지지판, 상기 히터에서 발생한 열이 상기 지지판에 전달되는 것을 방지하도록 상기 히터와 지지판 사이에 설치되는 단열판을 구비하여 이루어지는 웨이퍼 가열장치에 있어서,
    상기 히터와 웨이퍼 사이에 설치되고, 상면에는 웨이퍼 안착용 돌기가 형성되며, 상기 히터에서 발생한 열을 중간 보유하여 상기 웨이퍼로 간접 전달하는 보조 가열판;
    상기 히터와 단열판 사이에 설치되고, 서로 접하는 상판과 하판으로 이루어지며, 상기 상판과 하판의 접촉면에 냉각물질이 흐를 수 있도록 홈을 형성하고, 일측에 상기 홈과 연결된 유입구와 배출구가 형성되는 냉각블록; 및
    상기 냉각블록의 유입구와 배출구에 연결되어 상기 냉각물질을 순환시키는 냉각물질 순환장치;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열장치의 냉각시스템.
  11. 전기에너지를 열에너지로 변환하여 웨이퍼로 열을 방출하는 히터, 히터를 지지하는 지지판, 상기 히터에서 발생한 열이 상기 지지판에 전달되는 것을 방지하도록 상기 히터와 지지판 사이에 설치되는 단열판을 구비하여 이루어지는 웨이퍼 가열장치에 있어서,
    상기 히터와 웨이퍼 사이에 설치되고, 상면에는 웨이퍼 안착용 돌기가 형성되며, 상기 히터에서 발생한 열을 중간 보유하여 상기 웨이퍼로 간접 전달하는 보조 가열판;
    상기 히터와 보조 가열판 사이에 설치되고, 서로 접하는 상판과 하판으로 이루어지며, 상기 상판과 하판의 접촉면에 냉각물질이 흐를 수 있도록 홈을 형성하고, 일측에 상기 홈과 연결된 유입구와 배출구가 형성되는 냉각블록; 및
    상기 냉각블록의 유입구와 배출구에 연결되어 상기 냉각물질을 순환시키는 냉각물질 순환장치;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열장치의 냉각시스템.
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