KR101053110B1 - Wafer chamber with chiller - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 반도체 공정시의 웨이퍼가 안착되어 냉각되는 웨이퍼 챔버에 관한 것으로서, 웨이퍼가 안착되는 챔버의 내부에 냉각수에 의해 냉각이 이루어지는 냉각쉘프를 구비하여 웨이퍼의 냉각이 냉각수에 의해 이루어지도록 하여 급속냉각에 의해 웨이퍼가 어느 한 쪽으로 미끄러져 위치가 가변되는 것을 미연에 방지하고, 웨이퍼가 안착되는 웨이퍼테이블을 상부와 하부로 구성하고 각각의 웨이퍼테이블을 승하강하는 상/하부 리프트를 각각 구성하여 웨이퍼가 각각 또는 동시에 타 공정으로 이송되도록 한 냉각장치가 구비된 웨이퍼 챔버를 제공함에 그 목적이 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wafer chamber in which a wafer is seated and cooled during a semiconductor process, and includes a cooling shelf in which a wafer is cooled by a coolant inside the chamber in which the wafer is seated, thereby rapidly cooling the wafer by the coolant. It is possible to prevent the wafer from sliding to one side due to cooling and to change its position, and to configure the wafer table on which the wafer is seated, the upper and lower parts, and the upper and lower lifts that lift and lower the respective wafer tables, respectively. It is an object of the present invention to provide a wafer chamber equipped with a cooling device in which each is simultaneously or simultaneously transferred to another process.
상기 목적을 달성하기 위한 수단으로 본 발명인 냉각장치가 구비된 웨이퍼 챔버는, 내부가 중공된 챔버(10)와; 상기 챔버(10)의 하단면에 체결되어 챔버(10)의 내측으로 인입되는 제1승강축(21)을 갖는 상부리프트(20)와; 상기 챔버(10)의 하단면에 체결되어 챔버(10)의 내측으로 인입되는 제2승강축(31)을 갖는 하부리프트(30)와; 상기 상부리프트(20)의 제1승강축(21)에 하단면이 밀접 고정되어 제1승강축 (21)의해 승강되는 상부 웨이퍼 테이블(41)과; 상기 하부리프트(30)의 제2승강축(31)에 하단면이 밀접 고정되어 제2승강축(31)의해 승강되는 하부 웨이퍼 테이블(42)과; 상기 상부 웨이퍼 테이블(41)의 하측부에 위치되는 제1냉각쉘프(51)와; 상기 하부 웨이퍼 테이블(42)의 하측부에 위치되는 제2냉각쉘프(52)와; 상기 챔버(10)의 하단면에 각각 냉각수 인입부(61)와 냉각수 토출부(62)가 인출되고 상기 제1냉각쉘프(51)와 제2냉각쉘프(52)의 내부를 따라 냉각수가 순환되도록 상기 제1냉각쉘프(51)와 제2냉각쉘프(52)의 내부를 따라 연결 배열된 냉각수라인(60)이 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.As a means for achieving the above object, the wafer chamber provided with the cooling apparatus of the present invention includes a chamber 10 having a hollow inside; An upper lift 20 which is fastened to the bottom surface of the chamber 10 and has a first lifting shaft 21 drawn into the chamber 10; A lower lift 30 coupled to the bottom surface of the chamber 10 and having a second lifting shaft 31 drawn into the chamber 10; An upper wafer table 41 having a lower end surface closely fixed to the first elevating shaft 21 of the upper lift 20 and being elevated by the first elevating shaft 21; A lower wafer table 42 having a lower end surface closely fixed to the second lifting shaft 31 of the lower lift 30 and being lifted by the second lifting shaft 31; A first cooling shelf (51) positioned below the upper wafer table (41); A second cooling shelf (52) positioned below the lower wafer table (42); Cooling water inlet 61 and cooling water outlet 62 are drawn out on the lower surface of the chamber 10, respectively, and the cooling water is circulated along the interior of the first cooling shelf 51 and the second cooling shelf 52. The first cooling shelf 51 and the second cooling shelf 52 is characterized in that it comprises a cooling water line (60) connected and arranged along the inside.
챔버, 웨이퍼 챔버, 웨이퍼 냉각장치 Chamber, Wafer Chamber, Wafer Cooler
Description
도 1은 본 발명인 냉각장치가 구비된 웨이퍼 챔버를 나타낸 사시도이다.1 is a perspective view showing a wafer chamber equipped with the present invention cooling apparatus.
도 2는 본 발명인 냉각장치가 구비된 웨이퍼 챔버의 구성을 나타낸 구성단면도이다.Figure 2 is a cross-sectional view showing the configuration of a wafer chamber with a cooling device of the present invention.
도 3은 본 발명인 냉각장치가 구비된 웨이퍼 챔버의 하부리프트 지지구조를 나타낸 평면도이다.Figure 3 is a plan view showing a bottom lift support structure of the wafer chamber with the present invention the cooling device.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10 : 챔버 20 : 상부리프트10
21 : 제1승강축 30 : 하부리프트21: 1st lifting shaft 30: lower lift
31 : 제2승강축 41 : 상부웨이퍼 테이블31: 2nd lifting shaft 41: upper wafer table
42 : 하부 웨이퍼 테이블 51 : 제1냉각쉘프42: lower wafer table 51: first cooling shelf
52 : 제2냉각쉘프 60 : 냉각수 라인52: second cooling shelf 60: cooling water line
61 : 냉각수 인입부 62 : 냉각수 토출부61: cooling water inlet 62: cooling water discharge
본 발명은 반도체 소자인 웨이퍼(wafer)를 냉각시키는 챔버구조에 관한 것으 로서, 더욱 상세하게는 내부에 안착되는 웨이퍼를 냉각수에 의해 냉각할 뿐만 아니라, 상부 및 하부 리프트에 의해 공정 이동시 웨이퍼의 동시이동 또는 개별 이동이 가능하도록 한 냉각장치가 구비된 웨이퍼 챔버에 관한 것이다.The present invention relates to a chamber structure for cooling a wafer, which is a semiconductor device, and more particularly, not only to cool a wafer seated therein by cooling water, but also to simultaneously move a wafer during process movement by upper and lower lifts. Or it relates to a wafer chamber equipped with a cooling device to enable individual movement.
일반적으로, 일반적으로 반도체 제조 공정은 반도체 웨이퍼에 박막의 적층 및 식각에 의한 패턴 공정과 이온 주입 공정 등을 반복 실시하여 원하는 회로 동작 특성을 가지는 반도체 소자를 형성하는 것이다.In general, a semiconductor manufacturing process is to form a semiconductor device having desired circuit operation characteristics by repeatedly performing a pattern process and an ion implantation process by laminating and etching a thin film on a semiconductor wafer.
이와 같은 반도체 제조공정에서 챔버는 웨이퍼가 해당 공정작업을 수행하기 위하여 반응 챔버 내부로 로딩/언로딩 되기전에 공정 예비환경을 조성시키기 위한 일종의 진공예비실로서, 반도체 제조공정에서 웨이퍼는 챔버내에 안착되어 반도체 제조를 위한 여러 가지 가공이 실시되는 바, 이 때 웨이퍼는 고온상태가 되기 때문에 웨이퍼의 뒷면은 챔버 냉각장치에 의해 공급되는 냉각가스에 의해 냉각된다.In such a semiconductor manufacturing process, the chamber is a kind of vacuum reserve chamber for creating a process preliminary environment before the wafer is loaded / unloaded into the reaction chamber in order to perform the process. In the semiconductor manufacturing process, the wafer is placed in the chamber. Various processing for semiconductor manufacturing is carried out. At this time, since the wafer is in a high temperature state, the back side of the wafer is cooled by a cooling gas supplied by the chamber cooling apparatus.
특히, 금속 배선층 형성을 위한 금속 박막의 증착 이후 웨이퍼의 표면 온도는 약 300℃ 이상의 고온을 유지하게 된다. 따라서, 고온의 웨이퍼를 챔버에 장입하여 저온으로 냉각하여야만 한다.In particular, the surface temperature of the wafer after the deposition of the metal thin film for forming the metal wiring layer is to maintain a high temperature of about 300 ℃ or more. Therefore, hot wafers must be charged to the chamber and cooled to low temperatures.
이러한 고온의 웨이퍼를 냉각 챔버에서 냉각하기 위하여, 로봇의 동작에 의해 박막 증착이 완료된 표면 온도가 고온인 웨이퍼를 진공 펌프의 동작에 의해 고진공을 유지하고 있는 냉각 챔버에 장입하여 리프트 후프 핑거(lift hoop finger)에 위치시키면 리프트 후프 핑거가 하부로 이동하여 웨이퍼가 웨이퍼 테이블 상부에 위치되도록 한다. 이후, 가스 공급부의 동작에 의해 냉각 챔버 내부로 아르곤 가스를 플로우(flow)시켜 고온의 웨이퍼를 60℃ 이하의 저온으로 냉각시킨다.In order to cool such a high temperature wafer in a cooling chamber, a wafer having a high surface temperature at which the thin film deposition is completed by the operation of a robot is charged into a cooling chamber that maintains high vacuum by the operation of a vacuum pump and lift hoop fingers finger lifts the lift hoop finger down, allowing the wafer to be positioned on top of the wafer table. Thereafter, argon gas is flowed into the cooling chamber by the operation of the gas supply unit to cool the hot wafer to a low temperature of 60 ° C or lower.
이때, 아르곤 가스의 플로우에 따라 고진공을 유지하는 냉각 챔버 내부는 순간적으로 저진공도로 되며, 이러한 순간적인 진공도 차이에 의해 웨이퍼 테이블에 위치된 웨이퍼는 어느 한쪽으로 미끄러져 정위치에서 이탈하게 된다.At this time, the inside of the cooling chamber to maintain a high vacuum in accordance with the flow of argon gas is instantaneously low vacuum degree, the wafer placed on the wafer table is slipped to either side by the instantaneous vacuum difference is released from the position.
또한, 웨이퍼의 로딩(loading)시 즉, 로봇에 의한 웨이퍼의 냉각 챔버로의 장입 및 리프트 후프 핑거에 의한 웨이퍼의 웨이퍼 테이블로의 위치 이동시 웨이퍼가 잘못 로딩되어 웨이퍼 테이블 위에 웨이퍼가 정확히 위치되지 않을 수도 있다.In addition, during loading of the wafer, i.e., when the robot loads the wafer into the cooling chamber and moves the wafer to the wafer table by the lift hoop finger, the wafer may be incorrectly loaded and the wafer may not be correctly positioned on the wafer table. have.
이와 같이 웨이퍼가 웨이퍼 테이블의 정위치에서 벗어날 경우 종래에는 시스템 자체에서 위치 보상을 하지 못하고 에러를 발생하여, 작업자가 직접 웨이퍼의 위치를 정위치로 바꾸어준 다음 계속 냉각 공정을 진행하게 되므로 공정 시간 손실이 증가하게 되고, 그에 따라 장비의 가동율이 저하되는 문제점이 있다.In this way, if the wafer is out of position on the wafer table, the system itself fails to compensate for the position in the past, and an error occurs. This increases, and thus there is a problem that the operation rate of the equipment is lowered.
뿐만 아니라, 종래 냉각챔버의 경우 하나의 챔버에 1개의 웨이퍼만이 이송되도록 구성되어 있어 작업성이 크게 저하되는 문제점이 있다.In addition, the conventional cooling chamber is configured so that only one wafer is transferred to one chamber, so that there is a problem in that workability is greatly reduced.
본 발명은, 종래 웨이퍼가 안착되어 냉각되는 웨이퍼 챔버가 지닌 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로, 웨이퍼가 안착되는 챔버의 내부에 냉각수에 의해 냉각이 이루어지는 냉각쉘프를 구비하여 웨이퍼의 냉각이 냉각수에 의해 이루어지도록 하여 급속냉각에 의해 웨이퍼가 어느 한 쪽으로 미끄러져 위치가 가변되는 것을 미연에 방지하고, 웨이퍼가 안착되는 웨이퍼테이블을 상부와 하부로 구성하고 각각의 웨이퍼테이블을 승하강하는 상/하부 리프트를 각각 구성하여 웨이퍼가 각각 또는 동시에 타 공정으로 이송되도록 한 냉각장치가 구비된 웨이퍼 챔버를 제공함 에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the problems of the wafer chamber in which the wafer is conventionally seated and cooled, and has a cooling shelf in which the cooling is performed by the coolant inside the chamber in which the wafer is seated. It is possible to prevent the wafer from slipping due to rapid cooling by changing the position of the wafer, and the upper and lower lifts that raise and lower the respective wafer tables are configured with upper and lower wafer tables on which the wafers are seated. It is an object of the present invention to provide a wafer chamber having a cooling device configured to be individually configured so that wafers are transferred to each other or at the same time.
상기 목적을 달성하기 위한 수단으로 본 발명인 냉각장치가 구비된 웨이퍼 챔버는, 내부가 중공된 챔버와; 상기 챔버의 하단면에 체결되어 챔버의 내측으로 인입되는 제1승강축을 갖는 상부리프트와; 상기 챔버의 하단면에 체결되어 챔버의 내측으로 인입되는 제2승강축을 갖는 하부리프트와; 상기 상부리프트의 제1승강축에 하단면이 밀접 고정되어 제1승강축 의해 승강되는 상부 웨이퍼 테이블과; 상기 하부리프트의 제2승강축에 하단면이 밀접 고정되어 제2승강축 의해 승강되는 하부 웨이퍼 테이블과; 상기 상부 웨이퍼 테이블의 하측부에 위치되는 제1냉각쉘프와; 상기 하부 웨이퍼 테이블의 하측부에 위치되는 제2냉각쉘프와; 상기 챔버의 하단면에 각각 냉각수 인입부와 냉각수 토출부가 인출되고 상기 제1냉각쉘프와 제2냉각쉘프의 내부를 따라 냉각수가 순환되도록 상기 제1냉각쉘프와 제2냉각쉘프의 내부를 따라 연결 배열된 냉각수라인이 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.As a means for achieving the above object, the wafer chamber is provided with a cooling apparatus of the present invention, the chamber is hollow inside; An upper lift coupled to a lower end surface of the chamber, the upper lift having a first lifting shaft introduced into the chamber; A lower lift having a second lifting shaft fastened to the lower surface of the chamber and drawn into the chamber; An upper wafer table in which a lower end surface is closely fixed to the first lifting shaft of the upper lift and lifted by the first lifting shaft; A lower wafer table in which a lower end surface is closely fixed to the second lifting shaft of the lower lift and lifted by the second lifting shaft; A first cooling shelf located below the upper wafer table; A second cooling shelf positioned below the lower wafer table; A connection arrangement is arranged along the interior of the first cooling shelf and the second cooling shelf such that the cooling water inlet and the cooling water discharge part are drawn out at the lower end surfaces of the chamber, and the cooling water is circulated along the interior of the first cooling shelf and the second cooling shelf. Characterized in that the cooling water line is included.
상기와 같은 특징으로 이루어진 본 발명인 냉각장치가 구비된 웨이퍼 챔버는, 챔버의 내부에 구비된 상/하부 웨이퍼 테이블에 각각 안착되는 웨이퍼의 냉각수단이 제1냉각쉘프와 제2냉각쉘프의 내부측으로 순환되는 냉각수라인의 냉각수에 의해 이루어짐에 따라 급속냉각에 의해 웨이퍼가 미끄러져 그 위치가 가변되는 것이 방지되고 또한, 상/하부 리프트와, 이들에 의해 지지되어 승강되는 상/하부 웨이퍼 테이블에 의해 타공정으로의 웨이퍼 이송이 각각 또는 동시에 이송되도록 하여 작업효율성이 향상된다.In the wafer chamber provided with the cooling device of the present invention having the above characteristics, the cooling means of the wafer respectively seated on the upper / lower wafer table provided in the chamber is circulated to the inside of the first cooling shelf and the second cooling shelf. The wafer is prevented from sliding due to rapid cooling as it is formed by the cooling water in the cooling water line, and the upper and lower lifts and the upper and lower wafer tables supported and lifted by them are used for other processes. Work efficiency is improved by allowing wafer transfer to the wafers to be transferred individually or simultaneously.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이며, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings, and the terminology or words used in the specification and claims are used to explain the invention in its best way. Based on the principle that the concept of can be properly defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention.
도 1은 본 발명인 냉각장치가 구비된 웨이퍼 챔버를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명인 냉각장치가 구비된 웨이퍼 챔버의 구성을 나타낸 구성단면도이다.1 is a perspective view showing a wafer chamber with a cooling device of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view showing the configuration of a wafer chamber with a cooling device of the present invention.
도시된 바와 같이 본 발명인 냉각장치가 구비된 웨이퍼 챔버는, 내부가 중공된 챔버(10)와, 상기 챔버(10)의 하단면에 체결되어 챔버(10)의 내측으로 인입되는 제1승강축(21)을 갖는 상부리프트(20)와, 상기 챔버(10)의 하단면에 체결되어 챔버(10)의 내측으로 인입되는 제2승강축(31)을 갖는 하부리프트(30)와, 상기 상부리프트(20)의 제1승강축(21)에 하단면이 밀접 고정되어 제1승강축 (21)의해 승강되는 상부 웨이퍼 테이블(41)과, 상기 하부리프트(30)의 제2승강축(31)에 하단면이 밀접 고정되어 제2승강축(31)의해 승강되는 하부 웨이퍼 테이블(42)과, 상기 상부 웨이퍼 테이블(41)의 하측부에 위치되는 제1냉각쉘프(51)와, 상기 하부 웨이퍼 테이블(42)의 하측부에 위치되는 제2냉각쉘프(52)와, 상기 챔버(10)의 하단면에 각각 냉각수 인입부(61)와 냉각수 토출부(62)가 인출되고 상기 제1냉각쉘프(51)와 제2냉각쉘프(52)의 내부를 따라 냉각수가 순환되도록 상기 제1냉각쉘프(51)와 제2냉각쉘프(52)의 내부를 따라 연결 배열된 냉각수라인(60)으로 구성된다.As shown in the drawing, a wafer chamber with a cooling apparatus according to the present invention includes a
본 발명인 냉각장치가 구비된 웨이퍼 챔버는, 로드락 챔버, 프로세스 챔버, 이송 챔버 등 챔버에 적재되는 웨이퍼의 냉각상태를 유지하도록 하는 반도체 공정시에 사용되는 모든 챔버에 적용된다.The wafer chamber provided with the cooling device of the present invention is applied to all chambers used in a semiconductor process for maintaining a cooling state of a wafer loaded in a chamber such as a load lock chamber, a process chamber, a transfer chamber, and the like.
상기 상부 웨이퍼테이블(41)은 상기 안착되는 상부웨이퍼(101)의 양측단을 지지하고 상기 하부 웨이퍼테이블(42)을 승강시키는 상기 하부리프트(30)는 도 3에 도시된 바와 같이 세지점에서 점상으로 지지되는 구조를 갖는다.The upper wafer table 41 supports both side ends of the seated
또한, 상기 상부 웨이퍼테이블(41)과 하부 웨이퍼테이블(42)은 이들의 하단면에 연결된 제1승강축(21) 및 제2승강축(31)을 갖는 상부리프트(20)와 하부리프트(30)에 의해 승하강되어 타공정으로 웨이퍼의 이송이 용이하도록 한다.In addition, the upper wafer table 41 and the lower wafer table 42 have an
이와 같이 상기 챔버(10)의 내부에 구성되는 상부 웨이퍼테이블(41)과 하부 웨이퍼테이불(42)은 각각 상부리프트(20)의 제1승강축(21)과 하부리프트(30)의 제2승강축(31)에 의해 일정간격 승/하강되어 베큠로봇으로 이송되는 바, 이들 중, 어느 하나의 웨이퍼테이블에 안착된 웨이퍼가 작업공정에 의해 이송되지 않을 경우에는, 상기 냉각수라인(60)에 의해 지속적인 냉각상태가 유지된다.As such, the upper wafer table 41 and the lower wafer table 42 formed in the
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명인 냉각장치가 구비된 웨이퍼 챔버는, 상기 챔버(10)의 내부에 구비되는 상부 웨이퍼테이블(41)과 하부 웨이퍼테이블(42)에 각각 웨이퍼(101)(102)가 안착되는 바, 이 때 발생되는 웨이퍼의 열을 냉각하는 수단이 상기 상부 웨이퍼테이블(41)과 하부 웨이퍼테이블(42)의 하부측에 각각 구성된 제1냉각쉘프(51)와 제2냉각쉘프(52)에 의해 이루어지는 것으로, 상기 제1냉각쉘프(51)와 제2냉각쉘프(52)의 내부에는 냉각수라인(60)이 연설되어 있음에 따라 상기 냉각수라인(60)을 타고 순환되는 냉각수에 의해 제1냉각쉘프(51)와 제2 냉각쉘프(52)와 각각 접하는 상부 웨이퍼테이블(41) 및 하부 웨이퍼테이블(42)에 안착된 웨이퍼(101)(102)들의 냉각이 이루어진다.In the wafer chamber provided with the cooling apparatus of the present invention having the above configuration, the
따라서, 급속적인 냉각에 의해 웨이퍼들의 위치가 미끄러짐 현상에 의해 가변되는 것이 방지된다.Therefore, the position of the wafers due to rapid cooling is prevented from being changed by the sliding phenomenon.
본 발명인 냉각장치가 구비된 웨이퍼 챔버는 도시하고 설명한 것 이외에 다양하게 변형실시 가능한 것으로, 본 발명의 목적범위를 일탈하지 않는 한 변형되는 실시예들은 모두 본 발명의 권리범위에 포함되어 해석되어야 한다.The wafer chamber equipped with the present invention cooling apparatus is capable of various modifications in addition to those shown and described, and the embodiments to be modified should be interpreted as being included in the scope of the present invention without departing from the scope of the present invention.
상술한 바와 같이 본 발명인 냉각장치가 구비된 웨이퍼 챔버에 의하면, 챔버의 내부에 구비된 상/하부 웨이퍼 테이블에 각각 안착되는 웨이퍼의 냉각수단이 제1냉각쉘프와 제2냉각쉘프의 내부측으로 순환되는 7냉각수라인의 냉각수에 의해 이루어짐에 따라 급속냉각에 의해 웨이퍼가 미끄러져 그 위치가 가변되는 것이 방지되고 또한, 상/하부 리프트와, 이들에 의해 지지되어 승강되는 상/하부 웨이퍼 테이블에 의해 타공정으로의 웨이퍼 이송이 각각 또는 동시에 이송되도록 하여 작업효율성이 향상된다.As described above, according to the wafer chamber provided with the cooling device of the present invention, the cooling means for the wafers respectively seated on the upper and lower wafer tables provided in the chamber is circulated to the inside of the first cooling shelf and the second cooling shelf. 7 The wafer is prevented from sliding due to the cooling water of the cooling water line and the position thereof is prevented from being changed. Also, the upper and lower lifts and the upper and lower wafer tables supported and lifted by them are used for other processes. Work efficiency is improved by allowing wafer transfer to the wafers to be transferred individually or simultaneously.
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| KR20060078649A (en) * | 2004-12-30 | 2006-07-05 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | Cooling device for preventing wrong work of wafer lift cylinder in semiconductor wafer manufacturing equipment |
-
2006
- 2006-10-02 KR KR1020060097105A patent/KR101053110B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
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