KR102256224B1 - 서브스트레이트의 온도 제어를 위한 장치 및 이의 제조방법 - Google Patents

서브스트레이트의 온도 제어를 위한 장치 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 서브스트레이트의 온도 제어를 위한 장치 및 이의 제조방법을 제공한다. 상기 서브스트레이트의 온도 제어를 위한 장치에는 서브스트레이트 위치영역(SF)을 구비한 플레이트형 메인바디(1; 1a, 1b); 상기 메인바디(1; 1a, 1b) 내측에 제1 온도제어 유체를 순환시키기 위한 복수 개의 제1 분리 환형 채널(R1F-R4F)을 구비하고, 상기 제1 온도제어 유체를 이용하여 상기 메인바디(1; 1a, 1b)의 온도를 제어하기 위한 제1 온도제어 디바이스; 및 상기 메인바디(1; 1a, 1b) 내측에 제2 온도제어 유체를 순환시키기 위한 복수 개의 제2 분리 환형 채널(R1L-R5L)을 구비하고, 상기 제2 온도제어 유체를 이용하여 상기 메인바디(1; 1a, 1b)의 온도를 제어하기 위한 제2 온도제어 디바이스;가 구비되고, 상기 제1 온도제어 유체는 제1 튜브(K1F)를 통해 상기 복수 개의 제1 분리 환형 채널(R1F-R4F)로 공급될 수 있고, 제2 튜브(K2F)를 통해 상기 복수 개의 제1 분리 환형 채널(R1F-R4F)로부터 제거될 수 있고, 상기 제2 온도제어 유체는 제3 튜브(K1L)를 통해 상기 복수 개의 제2 분리 환형 채널(R1L-R5L)로 공급될 수 있고, 제4 튜브(K2L)를 통해 상기 복수 개의 제2 분리 환형 채널(R1L-R5L)로부터 제거될 수 있고, 상기 메인바디(1; 1a, 1b)는 상기 복수 개의 제1 분리 환형 채널(R1F-R4F) 및 상기 복수 개의 제2 분리 환형 채널(R1L-R5L) 각각의 경우와 연통하는 제1 내지 제4 홀(B1F, B2F, B1L, B2L)을 구비하고, 상기 제1 내지 제4 튜브(K1F, K2F, K1L, K2L)는 상기 메인바디(1; 1a, 1b)의 상기 제1 내지 제4 홀(B1F, B2F, B1L, B2L) 내에 위치된다.

Description

서브스트레이트의 온도 제어를 위한 장치 및 이의 제조방법
본 발명의 실시예들은 서브스트레이트, 특히 웨이퍼 기판의 온도 제어를 위한 장치 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 비록, 이에 제한되는 것은 아니나, 본 발명의 실시예들 및 그 기초가 되는 문제는 웨이퍼 레벨의 집적 회로를 참조하여 논의될 수 있다.
집적 회로의 생산 동안 제조 흐름에서, 웨이퍼 테스트는 결함있는 집적 회로가 조기에 검출되고 제거될 수 있도록 아직 다이스되지 않은 웨이퍼에 대해 수행된다. 이를 위하여, 테스트되는 웨이퍼는 웨이퍼 프로버(prober) 내에 위치되고 그것에 위치된 온도제어 가능한 척(웨이퍼 기판의 온도를 제어하기 위한 장치)을 이용하여 원했던 테스트 온도가된다. 상기 웨이퍼가 원했던 테스트 온도에 도달하면, 니들 헤드 상에 위치된 접촉 니들 배열(contact needle arrangement)이 테스트되는 집적 회로의 접촉 패드들과 전기적 연결을 설정하도록 이용된다. 접촉 니들들을 구비한 상기 니들 헤드는 프로브 카드(probe card)로 알려진 것 상에 배치되며, 이는 니들 헤드의 접촉 니들들을 통해 테스트 시스템과 웨이퍼 간의 경계면(interface)을 형성한다.
웨이퍼 테스트는 통상적으로 -40°C and 200°C 온도 범위에서 수행되며, 예외적인 경우에는 0보다 높거나 낮은 더 극단적인 온도에서도 수행된다.
서브스트레이트, 특히 웨이퍼 기판의 온도를 제어하기 위한 종래 장치에는 냉각 유체가 서브스트레이트 홀더 내의 채널들을 통해 열 교환기로 순환하고 서브스트레이트 홀더로 돌아오는 폐쇄 냉각 회로가 제공된다.
EP 1943665 B1는 서브스트레이트, 특히 웨이퍼 기판의 온도를 제어하기 위한 장치를 개시하고, 상기 장치는 제1 온도제어 디바이스와 제2 온도제어 디바이스에 의해 온도 제어되는 메인바디를 구비하고, 상기 제1 온도제어 디바이스는 제2 온도보다 낮은 제1 온도와 제2 온도 사이의 제1 온도 범위에서 메인바디를 온도 조절하기 위해서 형성되고 제1 온도제어 유체를 이용하여 온도 제어되며, 상기 제2 온도제어 디바이스는 제4 온도보다 낮은 제3 온도와 제4 온도 사이의 제2 온도 범위에서 메인바디를 온도 조절하기 위해서 형성되고 상기 제2 온도제어 디바이스는 제2 온도제어 유체를 이용하여 온도 제어되며, 이 때 상기 제2 온도는 제4 온도보다 낮고 제1 온도제어 유체는 제2 온도제어 유체와 상이하다. 상기 메인바디는 서브스트레이트를 부착하기 위해 다수의 흡입 홈들을 갖는 부착 디바이스를 구비한 실질적으로 평면의 위치 영역을 구비하고, 제1 온도제어 유체를 위한 하나 이상의 제1 온도제어 수단 채널들이 그것 상에 위치된 메인바디 내측으로 제공되며, 메인바디의 온도 제어를 위한 제2 온도제어 디바이스는 내측에 제2 온도제어 유체를 위한 하나 이상의 온도제어 수단 채널을 구비한 제2 온도제어 바디를 포함한다.
서브스트레이트의 온도를 제어하기 위한 장치에 있어서, 다른 하나 상에 위치된 어느 하나의 온도제어 디바이스들로 인해 높은 체적을 가지며 더 하측의 온도제어 디바이스가 서브스트레이트로부터 멀리 떨어져 배치된다는 것이 불리한 것으로 확인되었다.
따라서, 본 발명의 실시예들은 더욱 컴팩트하게 디자인될 수 있는 서브스트레이트의 온도 제어를 위한 장치 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들은 청구항 1에 따른 서브스트레이트의 온도 제어를 위한 장치 및 청구항 15에 따른 이의 제조 방법을 제공한다.
바람직한 개발들은 종속항들 각각의 주제이다.
본 발명의 실시예들의 기초가 되는 아이디어는 공간 절약적이고 쉽게 연결 가능한 방법으로 2개의 상이한 온도제어 디바이스들을 메인바디 내측에 내장하는 것이다. 특히, 서브스트레이트로부터 온도제어 디바이스들까지의 거리 각각은 본 발명의 실시예들에 따라 서브스트레이트의 온도를 제어하기 위한 장치에서 거의 동일하게 설정될 수 있다.
추가적인 바람직한 개발에 따르면, 상기 메인바디는 연결영역에서 함께 납땜되거나 접착 결합되어 연결된 플레이트형 바텀파트 및 플레이트형 탑파트를 구비한다. 이것이 제조 방법을 단순화시킨다.
추가적인 바람직한 실시예에 따르면, 상기 제1 내지 제4 홀은 상기 바텀파트에 제공되고, 상기 상기 복수 개의 제1 분리 환형 채널 및 상기 복수 개의 제2 분리 환형 채널은 상기 탑파트에 제공되며, 따라서 상기 튜브들은 상기 플레이트형 바텀파트 및 상기 플레이트형 탑파트가 상호 조립되기 전에 위치될 수 있다.
추가적인 바람직한 실시예에 따르면, 상기 복수 개의 제1 분리 환형 채널 및 상기 복수 개의 제2 분리 환형 채널은 상기 메인바디의 중심축에 대하여 동심으로 배치되고, 바람직하게는 원형으로 배치될 수 있다.
추가적인 바람직한 실시예에 따르면, 상기 복수 개의 제1 분리 환형 채널 및 상기 복수 개의 제2 분리 환형 채널은 상호 교대로 둘러싸도록 배치될 수 있다. 이러한 방식으로, 온도제어 디바이스들 모두에 의해 균질한 온도 분배를 달성할 수 있다.
추가적인 바람직한 실시예에 따르면, 상기 복수 개의 제1 분리 환형 채널 및 상기 복수 개의 제2 분리 환형 채널은 각각 상이한 단면을 구비할 수 있다. 이러한 방식으로 두 개의 온도제어 유체(예를 들어, 가스/액체)들의 상이한 점도를 고려할 수 있다.
추가적인 바람직한 실시예에 따르면, 상기 제1 내지 제4 튜브들은 상기 메인바디에 납땜 또는 접착 결합될 수 있다. 이는 양 회로들의 높은 고정을 보장할 수 있다.
추가적인 바람직한 실시예에 따르면, 상기 제1 내지 제4 튜브는 스테인리스 스틸(stainless steel), 구리(copper) 또는 플라스틱 재질(plastics material)로 형성될 수 있다.
추가적인 바람직한 실시예에 따르면, 상기 메인바디는 구리(copper) 또는 알루미늄(aluminium)으로 형성될 수 있다. 이는 높은 열전도도를 보장할 수 있다. 구체적인 적용을 위해, 높은 열전도도의 세라믹 재질 또한 사용될 수 있다.
추가적인 바람직한 실시예에 따르면, 상기 제1 개구부 및 상기 제2 개구부는 두 개 지점에서 상기 환형 채널 각각과 연통하도록 쌍으로 배치되고, 상기 환형 채널 각각을 따라 시계방향과 반시계방향이 거의 같은 거리를 이루며 배치될 수 있다. 이는 균등한 온도 분배를 보장할 수 있다.
추가적인 바람직한 실시예에 따르면, 상기 제3 개구부 및 상기 제4 개구부는 두 개 지점에서 상기 환형 채널 각각과 연통하도록 쌍으로 배치되고, 상기 환형 채널 각각을 따라 시계방향과 반시계방향이 거의 같은 거리를 이루며 배치될 수 있다. 이는 균등한 온도 분배를 보장할 수 있다.
추가적인 바람직한 실시예에 따르면, 상기 제1 및/또는 제2 및/또는 제3 및/또는 제4 튜브는 제1 오픈 앤드 및 제2 클로즈드 앤드를 구비하고, 상기 개구부는 상기 제1 오픈 앤드에서 상기 제2 클로즈드 앤드로 갈수록 증가하는 단면을 구비할 수 있다. 따라서, 튜브들을 가로 질러 발생하는 압력 강하를 보상할 수 있다.
추가적인 바람직한 실시예에 따르면, 상기 제1 및/또는 제2 및/또는 제3 및/또는 제4 튜브는 환형 채널 마다 복수 개의 오프닝을 구비할 수 있다. 따라서, 특히 온도 분배를 균일화 하기 위하여 유입 및 배출 방향 각각을 조정할 수 있다.
추가적인 바람직한 실시예에 따르면, 상기 복수 개의 오프닝은 연결된 환형 채널의 반대 방향으로 정렬될 수 있다. 이는 열역학적으로 특히 효과적인 유입 또는 배출 대향류(counterflow)를 초래할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 도면에 도시되고 하기 설명에서 더 자세히 설명된다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 상기 직장의 절단 및 골반의 절개를 개선하고 상기 과정에 이용되는 수단들을 연속적으로 세정하기 위한 것이며, 산업 도축장에 구비된 연속 체인들의 이동의 지체 없이 모든 과정이 이루어질 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 서브스트레이트의 온도 제어를 위한 장치의 개략적인 평면 단면도를 나타낸다;
도 2는 도 1의 X_X'선을 따라 본 발명의 제1 실시예에 따른 서브스트레이트의 온도 제어를 위한 장치의 부분 수직 단면도를 나타낸다;
도 3a 및 3b 각각은 본 발명의 제1 실시예에 따른 서브스트레이트의 온도 제어를 위한 장치의 제1 및 제2 튜브의 축 방향 단면도를 나타낸다;
도 4a 및 4b 각각은 제1 또는 제2 온도제어 유체를 안내하기 위한 개구들(F1, L3)의 영역에서 본 발명의 제1 실시예에 따른 서브스트레이트의 온도 제어를 위한 장치의 부분 수직 단면도를 나타낸다;
도 4c 및 4d 각각은 제1 또는 제2 온도제어 유체를 제거하기 위한 개구들(F1', L3')의 영역에서 본 발명의 제1 실시예에 따른 서브스트레이트의 온도 제어를 위한 장치의 부분 수직 단면도를 나타낸다;
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 서브스트레이트의 온도 제어를 위한 장치의 제1 튜브의 축 방향 단면도를 나타낸다;
도 6은 제1 온도제어 유체를 안내하기 위한 오프닝(F11, L12)의 영역에서 본 발명의 제3 실시예에 따른 서브스트레이트의 온도 제어를 위한 장치의 부분 수직 단면도를 나타낸다.
상기 도면들에서, 동일한 참조부호는 동일한 구성요소 또는 동일한 기능을 갖는 구성요소를 의미한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 서브스트레이트의 온도 제어를 위한 장치의 개략적인 평면 단면도이다.
도 1에서, 참조기호 1은 서브스트레이트 위치영역(SF)을 구비한 플레이트형 메인바디를 의미하고, 메인바디는 연결영역(V)에서 예를 들어 납땜되거나 접착 결합 방식으로 서로 연결된 플레이트형 바텀파트(1a) 및 플레이트형 탑파트(1b)를 구비한다(도 4a 내지 4b 참조). 상기 서브스트레이트 위치 영역(SF)은 위치된 서브스트레이트, 예를 들어 웨이퍼 기판을 안정화시키기 위해 음압 발생 장치(미도시 됨)와 연결되는 홈들(미도시 됨)을 구비할 수 있다.
플레이트형 메인바디(1) 내부에는 제1 온도제어 유체를 순환시키기 위한 복수 개의 둘러싸는 제1 분리 환형 채널(R1F-R4F)을 메인바디(1) 내측에 구비하고 제1 온도제어 유체, 예를 들어 액체를 이용하여 상기 메인바디(1)의 온도를 제어하기 위한 제1 온도제어 디바이스가 제공되며, 복수의 제1 분리 환형 채널에서 R1F는 제1 채널을 의미하고, R2F는 제2 채널을 의미하고, R3F는 제3 채널을 의미하며, R4F는 제4 채널을 의미한다.
또한, 플레이트형 메인바디(1) 내부에는 제2 온도제어 유체를 순환시키기 위한 복수 개의 제2 분리 환형 채널(R1L-R5L)을 메인바디(1) 내측에 구비하고 제2 온도제어 유체, 예를 들어 가스(gas)를 이용하여 상기 메인바디(1)의 온도를 제어하기 위한 제2 온도제어 디바이스가 제공되며, 복수의 제2 분리 환형 채널에서 R1L은 제1 채널을 의미하고, R2L은 제2 채널을 의미하고, R3L은 제3 채널을 의미하고, R4L은 제4 채널을 의미하며, R5L은 제5 채널을 의미한다.
상기 제1 온도제어 유체는 제1 튜브(K1F)를 통해 상기 복수 개의 제1 분리 환형 채널(R1F-R4F)로 공급될 수 있고, 제2 튜브(K2F)를 통해 상기 복수 개의 제1 분리 환형 채널(R1F-R4F)으로부터 제거될 수 있다. 상기 제1 튜브(K1F) 및 상기 제2 튜브(K2F)는 상기 메인바디(1)의 대응하는 제1 홀(B1F) 및 대응하는 제2 홀(B2F)에 위치된다(도 2 참조). 상기 제2 온도제어 유체는 제3 튜브(K1L)를 통해 상기 복수 개의 제2 분리 환형 채널(R1L-R5L)로 공급될 수 있고, 제4 튜브(K2L)를 통해 상기 복수 개의 제2 분리 환형 채널(R1L-R5L)으로부터 제거될 수 있다. 상기 제3 튜브(K1L) 및 상기 제4 튜브(K2L)는 상기 메인바디(1)의 대응하는 제1 홀(B1L) 및 대응하는 제2 홀(B2L)에 위치된다(도 2 참조).
상기 제1 온도제어 유체를 위한 입구(Fi)는 제2 클로즈드 앤드(E2) 또한 구비하는 제1 튜브(K1F)의 제1 오픈 앤드(E1)에 위치된다. 상기 제1 온도제어 유체를 위한 출구(Fa)는 제2 클로즈드 앤드(E2''') 또한 구비하는 제2 튜브(K2F)의 제1 오픈 앤드(E1''')에 위치된다.
상기 제1 내지 제4 튜브(K1F, K2F, K1L, K2L)는 상기 메인바디(1; 1a, 1b)에 밀봉 방식, 예를 들어 납땜되거나 접착 결합에 의해 용이하게 추가 연결된다.
상기 제1 내지 제4 튜브(K1F, K2F, K1L, K2L)는 상기 메인바디(1; 1a, 1b)의 외측 측방향으로 돌출되어 제1 및 제2 온도제어 유체를 위한 대응하는 소스 및 싱크에 각각 연결된 예를 들어 플랜지(미도시 됨)와 같은 연결부들이 상기 제1 내지 제4 튜브(K1F, K2F, K1L, K2L)에 연결될 수 있다.
현재 예시에서 막힌 홀인 상기 제1 내지 제4 홀(B1F, B2F, B1L, B2L)은 각각의 경우에서 상기 복수 개의 제1 분리 환형 채널(R1F-R4F) 및 상기 복수 개의 제2 분리 환형 채널(R1L-R5L)과 연통하며, 즉, 제1 내지 제4 홀(B1F, B2F, B1L, B2L)은 상기 복수 개의 제1 분리 환형 채널(R1F-R4F) 및 상기 복수 개의 제2 분리 환형 채널(R1L-R5L) 측으로 개방된다.
상기 메인바디(1)의 제1 홀(B1F)에 위치된 상기 제1 튜브(K1F)는 제1 온도제어 유체를 공급하기 위하여 상기 복수 개의 제1 분리 환형 채널(R1F-R4F) 영역에 각각의 제1 개구부(F1-F4)를 구비하고, 제1 개구부(F1-F4)에서 F1은 제1 개구를 의미하고, F2는 제2 개구를 의미하고, F3는 제3 개구를 의미하며, F4는 제4 개구를 의미한다.
상기 메인바디(1)의 제2 홀(B2F)에 위치된 상기 제2 튜브(K2F)는 제1 온도제어 유체를 제거하기 위하여 상기 복수 개의 제1 분리 환형 채널(R1F-R4F) 영역에 각각의 제2 개구부(F1'-F4')를 구비하고, 제2 개구부(F1'-F4')에서 F1'은 제1 개구를 의미하고, F2'는 제2 개구를 의미하고, F3'는 제3 개구를 의미하며, F4'는 제4 개구를 의미한다.
상기 메인바디(1)의 제3 홀(B1L)에 위치된 상기 제3 튜브(K1L)는 제2 온도제어 유체를 공급하기 위하여 상기 복수 개의 제2 분리 환형 채널(R1L-R5L) 영역에 각각의 제3 개구부(L1-L5)를 구비하고, 제3 개구부(L1-L5)에서 L1은 제1 개구를 의미하고, L2는 제2 개구를 의미하고, L3는 제3 개구를 의미하고, L4는 제4 개구를 의미하며, L5는 제5 개구를 의미한다.
상기 메인바디(1)의 제4 홀(B2L)에 위치된 상기 제4 튜브(K1L)는 제2 온도제어 유체를 제거하기 위하여 상기 복수 개의 제2 분리 환형 채널(R1L-R5L) 영역에 각각의 제4 개구부(L1'-L5')를 구비하고, 제4 개구부(L1'-L5')에서 L1'은 제1 개구를 의미하고, L2'는 제2 개구를 의미하고, L3'는 제3 개구를 의미하고, L4'는 제4 개구를 의미하며, L5'는 제5 개구를 의미한다.
상기 실시예에서, 상기 복수 개의 제1 분리 환형 채널(R1F-R4F) 및 상기 복수 개의 제2 분리 환형 채널(R1L-R5L)은 상기 메인바디(1; 1a, 1b)의 중심축(M)에 대하여 동심원으로 배치된다. 상기 복수 개의 제1 분리 환형 채널(R1F-R4F) 및 상기 복수 개의 제2 분리 환형 채널(R1L-R5L)은 상호 교대로 서로를 둘러싸도록 배치되며, 그 결과로 가능한 균등한 온도 분포가 실현될 수 있다.
상기 제1 내지 제4 튜브(K1F, K2F, K1L, K2L)는 바람직하게는 스테인리스 스틸(stainless steel), 구리(copper) 또는 플라스틱 재질(plastics material)로 형성되고, 상기 메인바디(1; 1a, 1b)는 바람직하게는 구리(copper) 또는 알루미늄(aluminium)으로 형성된다.
상기 제1 개구부(F1-F4) 및 상기 제2 개구부(F1'-F4')는 쌍으로 배치될 수 있고, 이를 통해 상기 제1 개구부(F1-F4) 및 상기 제2 개구부(F1'-F4')는 상기 환형 채널(R1F-R4F) 각각을 따라 시계방향과 반시계방향이 거의 같은 거리를 이루며 배치된 두 개 지점에서 상기 환형 채널(R1F-R4F) 각각과 연통할 수 있고, 즉 상기 제1 개구부(F1-F4) 및 상기 제2 개구부(F1'-F4')는 원형 기하학에서 거의 정반대에 위치한다. 상기 제3 개구부(L1-L5) 및 상기 제4 개구부(L1'-L5')는 쌍으로 배치될 수 있고, 이를 통해 상기 제3 개구부(L1-L5) 및 상기 제4 개구부(L1'-L5')는 상기 환형 채널(R1L-R5L) 각각을 따라 시계방향과 반시계방향이 거의 같은 거리를 이루며 배치된 두 개 지점에서 상기 환형 채널(R1L-R5L) 각각과 연통할 수 있고, 즉 상기 제3 개구부(L1-L5) 및 상기 제4 개구부(L1'-L5')는 원형 기하학에서 거의 정반대에 위치한다.
이것은 상기 제1 및 제2 온도제어 유체의 역의 대체로 대칭인 유동 프로파일(profile)을 제공한다.
도 2는 도 1의 X_X'선을 따라 본 발명의 제1 실시예에 따른 서브스트레이트의 온도 제어를 위한 장치의 부분 수직 단면도이다.
도 2에서 보여지듯, 본 발명의 모범적인 실시예에서, 상기 제1 내지 제4 홀들(B1F, B2F, B1L, B2L)은 상기 바텀파트(1a)에 제공되고, 상기 복수 개의 제1 분리 환형 채널(R1F-R4F) 및 상기 복수 개의 제2 분리 환형 채널(R1L-R5L)은 상기 탑파트(1b)에 제공된다. 상기 복수 개의 제1 분리 환형 채널(R1F-R4F)은 직사각형이며 제1 단면(Q1)을 구비하고, 상기 복수 개의 제2 분리 환형 채널(R1L-R5L)은 직사각형이며 제2 단면(Q2)을 구비하고, 상기 제2 단면(Q2)은 상기 제1 단면(Q1)보다 작다. 이는 상기 제1 온도제어 유체, 이 경우 액체, 그리고 상기 제2 온도제어 유체, 이 경우 가스가 상이한 점도를 구비한다는 사실을 고려한다.
도 2로부터 더 보여지는 듯이, 플레이트형 히팅 디바이스(HEI)가 예를 들어 전기적 히팅 메커니즘을 구비하여 상기 메인바디(1)의 바텀파트(1a) 상에 더 제공된다.
도 3a 및 3b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 서브스트레이트의 온도 제어를 위한 장치에서 각각의 경우의 제1 및 제2 튜브의 축 방향 단면도이다.
도 3a 및 3b는 메인바디(1)에 위치되지 않은 상태의 제1 및 제3 튜브(K1F, K1L)를 도시한다. 특히 보여지는 바와 같이, 상기 제3 개구부(L1-L5)가 그러한 것과 같이, 상기 제1 개구부(F1-F4)의 단면은 동일하다. 그러나, 상기 제1 개구부(F1-F4)의 단면은 상기 제3 개구부(L1-L5)의 단면보다 크다. 이는, 또한, 상기 제1 및 제2 온도제어 유체의 상이한 점도를 고려하고, 필요에 따라 조절될 수 있다.
도 4a 및 4b는 제1 및 제2 온도제어 유체를 안내하기 위한 개구들(F1, L3)의 영역에서 본 발명의 제1 실시예에 따른 서브스트레이트의 온도 제어를 위한 장치 각각의 부분 수직 단면도이다.
도 4a는 제1 튜브(K1F)와 상기 복수 개의 제1 분리 환형 채널(R1F-R4F) 중 제1 환형 채널(R1F)의 교차 지점을 도시하고, 상기 제3 튜브(K1L)과 상기 복수 개의 제1 분리 환형 채널(R1F-R4F) 중 제1 환형 채널(R1F)의 교차 지점을 도시한다. 상기 복수 개의 제1 분리 환형 채널(R1F-R4F)은 상기 제1 튜브(K1F)에 의해 공급되는 바, 후자는 제1 개구부(F1-F4) 중 제1 개구(F1)를 통해 상기 복수 개의 제1 분리 환형 채널(R1F-R4F) 중 상기 제1 환형 채널(R1F) 관련 영역에 연결되지만, 상기 관련 영역 내의 제3 튜브(K1L)는 밀봉 방식으로 관통하고, 결과적으로 제1 및 제2 온도제어 유체는 혼합될 수 없다. 이것은 각각의 경우에 복수 개의 제1 분리 환형 채널(R1F-R4F) 중 관련 채널(R2F, R3F, R4F)에 연결된 나머지 제1 개구부(F2-F4)에 대해서도 동일한 사실이지만, 이 영역에서 제3 튜브(K1L)는 동일하게 밀봉 방식으로 관통한다.
대응되는 방식으로, 도 4b는 제1 튜브(K1F)와 상기 복수 개의 제2 분리 환형 채널(R1L-R5L) 중 제3 환형 채널(R3L)의 교차 지점을 나타내며, 여기서 제1 튜브(K1F)가 밀봉 방식으로 관통한다. 해당 영역에서 상기 제3 튜브(K1L)는 제3 개구부(L1-L5) 중 제3 개구(L3) 수단에 의해 개방되며, 이를 통해 상기 제2 온도제어 유체는 상기 복수 개의 제2 분리 환형 채널(R1L-R5L) 중 제3 환형 채널(R3L) 내로 유동할 수 있다. 이것은 복수 개의 제2 분리 환형 채널(R1L-R5L) 중 관련 채널(R2L, R3L, R4L, R5L)에 각각이 연결된 나머지 제3 개구부(L2-L5)에 대해서도 동일한 사실이지만, 이 영역에서 제1 튜브(K1F)는 동일하게 밀봉 방식으로 관통한다.
도 4c 및 4d는 각각의 경우에서 제1 및 제2 온도제어 유체를 제거하기 위한 개구들(F1', L3')의 영역에서 본 발명의 제1 실시예에 따른 서브스트레이트의 온도 제어를 위한 장치의 부분 수직 단면도이다. 제4 튜브(K2L) 및 제2 튜브(K2F)의 복수 개의 제1 분리 환형 채널(R1F-R4F) 중 제1 환형 채널(R1F)과의 교차 지점에서 제1 온도제어 유체의 제거에 대한 유사한 도면이 도 4c에 도시되어 있고, 여기서 상기 제1 온도제어 유체는 상기 제1 개구(F1')를 통해 제거될 수 있고 상기 제4 튜브(K2L)는 밀봉 방식으로 관통한다. 이것은 복수 개의 제1 분리 환형 채널(R1F-R4F) 중 관련 채널(R2F, R3F, R4F)에 각각이 연결된 나머지 제3 개구부(F2-F4)에 대해서도 동일한 사실이지만, 이 영역에서 제4 튜브(K2L)는 동일하게 밀봉 방식으로 관통한다.
마지막으로, 도 4d는 제4 튜브(K2L)와 상기 복수 개의 제2 분리 환형 채널(R1L-R5L) 중 제3 환형 채널(R3L)의 교차 지점 및 상기 제2 튜브(K2F)의 대응되는 교차 지점을 나타낸다. 상기 제2 온도제어 유체는 여기서 제3 개구(L3')를 통해 제4 튜브(K2L) 내로 제거되지만, 상기 제2 튜브(K2F)는 밀봉 방식으로 관통한다.
이것은 복수 개의 제2 분리 환형 채널(R1L-R5L) 중 관련 채널(R1L-R4L)에 각각이 연결된 나머지 제3 개구부(L1'-L5')에 대해서도 동일한 사실이지만, 이 영역에서 제2 튜브(K2F)는 동일하게 밀봉 방식으로 관통한다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 서브스트레이트의 온도 제어를 위한 장치의 제1 튜브의 축 방향 단면도이다.
도 5에 따르면 상기 제2 실시예는 상이한 단면을 구비한 제1 튜브(K1F)의 제1 개구부(F1a, F2a, F3a, F4a)을 도시하고, 상기 제1 개구들(F1a, F2a, F3a, F4a)의 단면은 제1 오픈 앤드(E1)에서 제2 오픈 앤드(E2)로 갈수록 증가한다. 이것은 제1 온도제어 유체의 동적 압력 감소를 고려한다.
도 6은 제1 온도제어 유체를 안내하기 위한 오프닝(F11, L12)의 영역에서 본 발명의 제3 실시예에 따른 서브스트레이트의 온도 제어를 위한 장치의 부분 수직 단면도이다.
도 6에 따르면 상기 제3 실시예는 변형예를 도시하며, 이 때 제1 튜브(K1F)는 복수 개의 제1 환형 채널(R1F-R4F)의 환형 채널(R1F-R4F)마다 복수 개의 오프닝(F11, F12)를 구비한다. 상기 제1 온도제어 유체의 유출 방향은 위와 같은 방법으로 영향 받을 수 있고, 알려진 바와 같이, 특히 상기 탑파트(1b)에서 상기 튜브 상측의 핫스팟(hotspot)은 회피될 수 있다.
본 예시에서, 상기 오프닝(F11, F12)는 관련된 환형 채널의 반대 방향으로 정렬된다.
서브스트레이트, 특히 웨이퍼 기판의 온도 제어를 위한 장치의 도시된 실시예들을 생성하기 위하여, 바람직하게는 먼저 상기 홀들(B1F, B2F, B1L, B2L)이 메인바디의 바텀파트(1a)에 형성되고, 뒤이어 상기 제1 내지 제4 튜브(K1F, K2F, K1L, K2L)가 그에 따라 상기 홀들(B1F, B2F, B1L, B2L) 내에 위치, 정렬 및 밀봉된다.
상기 제1 및 제2 복수 개의 환형 채널(R1F-R4F 및 R1L-R5L)은 또한 탑파트(1b) 내측으로 가공된다. 그 다음, 정렬 및 조립 및 접착 결합 또는 납땜이 연결 영역(V)에서 수행되고, 궁극적으로 그 결과로 전술한 장치가 된다.
대안적인 제조 방법은 메인바디가 3D 프린팅(three-dimensional printing) 방식을 이용하여 생산되는 것이며, 상기 제1 내지 제4 튜브(K1F, K2F, K1L, K2L)는 예를 들어 바텀파트(1a)를 끝낸 후 중간 단계에 위치될 수 있다.
비록 본 발명은 본원에서 바람직한 실시예를 참조하여 설명되었으나, 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 방법으로 수정될 수 있다.
본 경우의 제1 내지 제4 홀들(B1F, B2F, B1L, B2L)은 막힌 홀(blind hole)이지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 대신 상기 홀들이 관통하도록 형성될 수 있고, 상기 튜브들(K1F, K2F, K1L, K2L)은 각 경우에서 두 개의 연결부들 양측에서 열리거나 위와 같이 단 일측에서 열릴 수 있다.
특히, 서브스트레이트의 온도 제어를 위한 장치의 기하학적 형상은 원형에 한정되는 것은 아니고, 임의의 원하는 기하학적 구조를 구비할 수 있다. 상기 언급된 재질들 또한 단지 예시일 뿐이며 넓게 달라질 수 있다. 상기 채널 시스템의 기하학적 배치 역시 원하는 대로 수정할 수 있다.

Claims (20)

  1. 웨이퍼 기판의 온도 제어를 위한 장치에 있어서,
    서브스트레이트 위치영역(SF)을 구비한 플레이트형 메인바디(1; 1a, 1b);
    상기 메인바디(1; 1a, 1b) 내측에 제1 온도제어 유체를 순환시키기 위한 복수 개의 제1 분리 환형 채널(R1F-R4F)을 구비하고, 상기 제1 온도제어 유체를 이용하여 상기 메인바디(1; 1a, 1b)의 온도를 제어하기 위한 제1 온도제어 디바이스; 및
    상기 메인바디(1; 1a, 1b) 내측에 제2 온도제어 유체를 순환시키기 위한 복수 개의 제2 분리 환형 채널(R1L-R5L)을 구비하고, 상기 제2 온도제어 유체를 이용하여 상기 메인바디(1; 1a, 1b)의 온도를 제어하기 위한 제2 온도제어 디바이스;를 구비하고,
    상기 복수 개의 제1 분리 환형 채널(R1F-R4F) 및 상기 복수 개의 제2 분리 환형 채널(R1L-R5L)은 상호 교대로 둘러싸도록 배치되고,
    상기 제1 온도제어 유체는 제1 튜브(K1F)를 통해 상기 복수 개의 제1 분리 환형 채널(R1F-R4F)로 공급될 수 있고, 제2 튜브(K2F)를 통해 상기 복수 개의 제1 분리 환형 채널(R1F-R4F)으로부터 제거될 수 있고,
    상기 제2 온도제어 유체는 제3 튜브(K1L)를 통해 상기 복수 개의 제2 분리 환형 채널(R1L-R5L)로 공급될 수 있고, 제4 튜브(K2L)를 통해 상기 복수 개의 제2 분리 환형 채널(R1L-R5L)으로부터 제거될 수 있고,
    상기 메인바디(1; 1a, 1b)는 각각의 경우에서 상기 복수 개의 제1 분리 환형 채널(R1F-R4F) 및 상기 복수 개의 제2 분리 환형 채널(R1L-R5L)와 연통하는 제1 내지 제4 홀(B1F, B2F, B1L, B2L)을 구비하고,
    상기 제1 튜브(K1F)는 상기 메인바디(1; 1a, 1b)의 상기 제1 홀(B1F) 내에 위치되고, 상기 제1 온도제어 유체를 공급하기 위해 상기 복수 개의 제1 분리 환형 채널(R1F-R4F)의 영역에 각각의 제1 개구부(F1-F4)를 구비하고,
    상기 제2 튜브(K2F)는 상기 메인바디(1; 1a, 1b)의 상기 제2 홀(B2F) 내에 위치되고, 상기 제1 온도제어 유체를 제거하기 위해 상기 복수 개의 제1 분리 환형 채널(R1F-R4F)의 영역에 각각의 제2 개구부(F1'-F4')를 구비하고,
    상기 제3 튜브(K1L)는 상기 메인바디(1; 1a, 1b)의 상기 제3 홀(B1L) 내에 위치되고, 상기 제2 온도제어 유체를 공급하기 위해 상기 복수 개의 제2 분리 환형 채널(R1L-R5L)의 영역에 각각의 제3 개구부(L1-L5)를 구비하고,
    상기 제4 튜브(K2L)는 상기 메인바디(1; 1a, 1b)의 상기 제4 홀(B2L) 내에 위치되고, 상기 제2 온도제어 유체를 제거하기 위해 상기 복수 개의 제2 분리 환형 채널(R1L-R5L)의 영역에 각각의 제4 개구부(L1'-L5')를 구비하며,
    각각의 상기 온도제어 유체와 관련된 상기 튜브(K1F, K2F, K1L, K2L)가 상기 개구부(F1-F4, F1'-F4', L1-L5, L1'-L5')를 통해 상기 환형 채널(R1F-R4F, R1L-R5L) 중 어느 하나와 연결된 영역에서, 각각의 다른 상기 온도제어 유체와 관련된 상기 튜브(K1L, K2L, K1F, K2F)는 상기 영역을 밀봉 방식으로 관통하고, 상기 온도제어 유체들은 혼합되지 않는, 서브스트레이트의 온도 제어를 위한 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 메인바디(1; 1a, 1b)는 연결영역(V)에서 함께 납땜되거나 접착 결합되어 연결된 플레이트형 바텀파트(1a) 및 플레이트형 탑파트(1b)를 구비한, 서브스트레이트의 온도 제어를 위한 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 홀(B1F, B2F, B1L, B2L)은 상기 바텀파트(1a)에 제공되고, 상기 복수 개의 제1 분리 환형 채널(R1F-R4F) 및 상기 복수 개의 제2 분리 환형 채널(R1L-R5L)은 상기 탑파트(1b)에 제공된, 서브스트레이트의 온도 제어를 위한 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수 개의 제1 분리 환형 채널(R1F-R4F) 및 상기 복수 개의 제2 분리 환형 채널(R1L-R5L)은 상기 메인바디(1; 1a, 1b)의 중심축(M)에 대하여 동심으로 배치되고, 원형으로 배치된, 서브스트레이트의 온도 제어를 위한 장치.
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수 개의 제1 분리 환형 채널(R1F-R4F) 및 상기 복수 개의 제2 분리 환형 채널(R1L-R5L)은 각각 상이한 단면(Q1, Q2)을 구비하는, 서브스트레이트의 온도 제어를 위한 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 튜브(K1F, K2F, K1L, K2L)는 상기 메인바디(1; 1a, 1b)에 납땜되거나 접착 결합된, 서브스트레이트의 온도 제어를 위한 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 튜브(K1F, K2F, K1L, K2L)는 스테인리스 스틸(stainless steel), 구리(copper) 또는 플라스틱 재질(plastics material)로 형성된, 서브스트레이트의 온도 제어를 위한 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 메인바디(1; 1a, 1b)는 구리(copper) 또는 알루미늄(aluminium)으로 형성된, 서브스트레이트의 온도 제어를 위한 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 개구부(F1-F4) 및 상기 제2 개구부(F1'-F4')는 두 개 지점에서 상기 환형 채널(R1F-R4F) 각각과 연통하도록 쌍으로 배치되고, 상기 환형 채널(R1F-R4F) 각각을 따라 시계방향과 반시계방향이 거의 같은 거리를 이루며 배치된, 서브스트레이트의 온도 제어를 위한 장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 제3 개구부(L1-L5) 및 상기 제4 개구부(L1'-L5')는 두 개 지점에서 상기 환형 채널(R1L-R5L) 각각과 연통하도록 쌍으로 배치되고, 상기 환형 채널(R1L-R5L) 각각을 따라 시계방향과 반시계방향이 거의 같은 거리를 이루며 배치된, 서브스트레이트의 온도 제어를 위한 장치.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 및/또는 제2 및/또는 제3 및/또는 제4 튜브(K1F; K2F; K1L; K2L)는 제1 오픈 앤드(E1; E1'; E1''; E1''') 및 제2 클로즈드 앤드(E2; E2'; E2''; E2''')를 구비하고, 상기 개구부는 상기 제1 오픈 앤드(E1; E1'; E1''; E1''')에서 상기 제2 클로즈드 앤드(E2; E2'; E2''; E2''')로 갈수록 증가하는 단면을 구비한, 서브스트레이트의 온도 제어를 위한 장치.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 및/또는 제2 및/또는 제3 및/또는 제4 튜브(K1F; K2F; K1L; K2L)는 환형 채널(R1F-R4F; R1L-R5L) 마다 복수 개의 오프닝(F11, F12)를 구비한, 서브스트레이트의 온도 제어를 위한 장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 복수 개의 오프닝(F11, F12)는 연결된 환형 채널(R1F-R4F; R1L-R5L)의 반대 방향으로 정렬된, 서브스트레이트의 온도 제어를 위한 장치.
  15. 웨이퍼 기판의 온도 제어를 위한 장치 제조 방법에 있어서,
    서브스트레이트 위치영역(SF)을 구비한 플레이트형 메인바디(1; 1a, 1b)를 제공하고,
    상기 메인바디(1; 1a, 1b) 내측에 제1 온도제어 유체를 순환시키기 위한 복수 개의 제1 분리 환형 채널(R1F-R4F)을 구비하고, 상기 제1 온도제어 유체를 이용하여 상기 메인바디(1; 1a, 1b)의 온도를 제어하기 위한 제1 온도제어 디바이스를 형성하고,
    상기 메인바디(1; 1a, 1b) 내측에 제2 온도제어 유체를 순환시키기 위한 복수 개의 제2 분리 환형 채널(R1L-R5L)을 구비하고, 상기 제2 온도제어 유체를 이용하여 상기 메인바디(1; 1a, 1b)의 온도를 제어하기 위한 제2 온도제어 디바이스를 형성하고,
    상기 복수 개의 제1 분리 환형 채널(R1F-R4F) 및 상기 복수 개의 제2 분리 환형 채널(R1L-R5L)은 상호 교대로 둘러싸도록 배치되고,
    상기 제1 온도제어 유체는 제1 튜브(K1F)를 통해 상기 복수 개의 제1 분리 환형 채널(R1F-R4F)로 공급될 수 있고, 제2 튜브(K2F)를 통해 상기 복수 개의 제1 분리 환형 채널(R1F-R4F)으로부터 제거될 수 있고, 상기 제2 온도제어 유체는 제3 튜브(K1L)를 통해 상기 복수 개의 제2 분리 환형 채널(R1L-R5L)로 공급될 수 있고, 제4 튜브(K2L)를 통해 상기 복수 개의 제2 분리 환형 채널(R1L-R5L)으로부터 제거될 수 있도록 상기 제1 내지 제4 튜브(K1F, K2F, K1L, K2L)를 제공하고,
    상기 복수 개의 제1 분리 환형 채널(R1F-R4F) 및 상기 복수 개의 제2 분리 환형 채널(R1L-R5L) 각각의 경우와 연통하는 제1 내지 제4 홀(B1F, B2F, B1L, B2L)이 상기 메인바디(1; 1a, 1b) 내에 형성되고,
    상기 제1 온도제어 유체를 공급하기 위해 상기 복수 개의 제1 분리 환형 채널(R1F-R4F)의 영역에 각각의 제1 개구부(F1-F4)를 구비한 상기 제1 튜브(K1F)가 상기 메인바디(1; 1a, 1b)의 상기 제1 홀(B1F) 내에 위치되고,
    상기 제1 온도제어 유체를 제거하기 위해 상기 복수 개의 제1 분리 환형 채널(R1F-R4F)의 영역에 각각의 제2 개구부(F1'-F4')를 구비한 상기 제2 튜브(K2F)가 상기 메인바디(1; 1a, 1b)의 상기 제2 홀(B2F) 내에 위치되고,
    상기 제2 온도제어 유체를 공급하기 위해 상기 복수 개의 제2 분리 환형 채널(R1L-R5L)의 영역에 각각의 제3 개구부(L1-L5)를 구비한 상기 제3 튜브(K1L)가 상기 메인바디(1; 1a, 1b)의 상기 제3 홀(B1L) 내에 위치되고,
    상기 제2 온도제어 유체를 제거하기 위해 상기 복수 개의 제2 분리 환형 채널(R1L-R5L)의 영역에 각각의 제4 개구부(L1'-L5')를 구비한 상기 제4 튜브(K2L)가 상기 메인바디(1; 1a, 1b)의 상기 제4 홀(B2L) 내에 위치되며,
    각각의 상기 온도제어 유체와 관련된 상기 튜브(K1F, K2F, K1L, K2L)가 상기 개구부(F1-F4, F1'-F4', L1-L5, L1'-L5')를 통해 상기 환형 채널(R1F-R4F, R1L-R5L) 중 어느 하나와 연결된 영역에서, 각각의 다른 상기 온도제어 유체와 관련된 상기 튜브(K1L, K2L, K1F, K2F)는 상기 영역을 밀봉 방식으로 관통하고, 상기 온도제어 유체들은 혼합되지 않는, 서브스트레이트의 온도 제어를 위한 장치 제조 방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 메인바디(1; 1a, 1b)는 연결영역(V)에서 함께 납땜되거나 접착 결합되어 연결된 플레이트형 바텀파트(1a) 및 플레이트형 탑파트(1b)를 구비한, 서브스트레이트의 온도 제어를 위한 장치 제조 방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 홀(B1F, B2F, B1L, B2L)은 상기 바텀파트(1a)에 제공되고,
    상기 상기 복수 개의 제1 분리 환형 채널(R1F-R4F) 및 상기 복수 개의 제2 분리 환형 채널(R1L-R5L)은 상기 탑파트(1b)에 제공되며,
    상기 제1 내지 제4 튜브(K1F, K2F, K1L, K2L)는 상기 플레이트형 바텀파트(1a) 및 상기 플레이트형 탑파트(1b)가 상호 연결되기 전에 위치되는, 서브스트레이트의 온도 제어를 위한 장치 제조 방법.
  18. 청구항 15 내지 17 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 튜브(K1F, K2F, K1L, K2L)는 상기 메인바디(1; 1a, 1b)에 납땜되거나 접착 결합되는, 서브스트레이트의 온도 제어를 위한 장치 제조 방법.
  19. 청구항 15 내지 17 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 메인바디(1; 1a, 1b)는 3D 프린팅(three-dimensional printing) 방식으로 생산되는, 서브스트레이트의 온도 제어를 위한 장치 제조 방법.
  20. 청구항 15에 있어서,
    상기 제1 및/또는 제2 및/또는 제3 및/또는 제4 홀(B1F, B2F, B1L, B2L)은 막힌 홀(blind hole)이고,
    상기 제1 및/또는 제2 및/또는 제3 및/또는 제4 튜브(K1F; K2F; K1L; K2L)는 제1 오픈 앤드(E1; E1'; E1''; E1''') 및 제2 클로즈드 앤드(E2; E2'; E2''; E2''')를 구비한, 서브스트레이트의 온도 제어를 위한 장치 제조 방법.

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