KR19980086942A - 반도체 가공처리 시스템용 배면가스 신속 제거장치 - Google Patents

반도체 가공처리 시스템용 배면가스 신속 제거장치 Download PDF

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게리 휴에
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Abstract

반도체 웨이퍼 가공처리 시스템내의 공작물을 유지하기 위한 장치는 정전기 척 받침대와 상기 가공처리 챔버의 바닥 사이에 위치된 콜렉터를 가진다. 상기 콜렉터는 입구 제어밸브와 그에 연결된 출구 제어밸브 및 배면 열전달 가스(예를들어, 헬륨)를 공급하고 제거하기 위한 배출구를 가진다. 상기 콜렉터내에 있는 열전달 배출공동은 상기 웨이퍼 배면의 가스를 신속하게 흡입하도록 상기 배출구에 연결된다. 또한, 가공처리중의 열전달가스의 균일도에 대한 제어는 필요시 입구 및 출구에 대한 밸브를 개폐함으로써 달성된다.

Description

반도체 가공처리 시스템용 배면가스 신속 제거장치
본 발명은 반도체 웨이퍼 가공처리 시스템내에 공작물을 유지하기 위한 장치, 특히 공작물의 바닥면을 따라 열전달 가스층의 균일도를 제어하고 척으로부터의 해제시 공작물이 튀어나가는 것을 방지할 수 있는 장치에 관한 것이다.
정전기 척은 컴퓨터 그래픽 플로터(plotter)내에 판지를 고정하는 것으로부터 반도체 웨이퍼 가공처리 챔버내에 반도체 웨이퍼를 고정하는 것에 이르기까지의 다양한 적용범위로 공작물을 고정시키는데 사용된다. 정전기 척의 설계형태가 다양하지만, 모든 정전기 척은 공작물과 전극내에 각각 반대 극성의 전하를 유도하기 위해 전압을 하나 이상의 전극에 가한다는 기본 원리를 기초로 한다. 즉, 반대 극성의 전하 사이의 정전기적 인력에 의해 공작물을 척에 대해 당기게 함으로써 공작물을 유지할 수 있게 한 것이다.
반도체 웨이퍼 가공처리 설비에 있어서, 정전기 척은 가공처리시 웨이퍼를 받침대(pedestal)에 고정하는데 사용된다. 예를들어, 정전기 척은 에칭, 화학 증착(CVD), 및 물리 증착에 사용된다. 한 형태의 정전기 척은 미국, 아리조나주 챈들러 소재의 로거스 코포레이션과 같은 가요성 회로기판 제작사에 의해 상업화된 재료를 사용하는 종래의 가요성 인쇄 회로기판 제작기법을 사용하여 제조된다. 특히, 정전기 척은 전도체 전극을 덮고 있는 상부 유전체 재료층으로 구성된다. 상기 전극 아래에는 유전체 재료의 바닥층이 위치한다. 상기 상부 및 바닥 유전체 재료층은 전도체 전극(들)을 에워싸고 있다. 그후, 상기 전체 조립체는 받침대에 고정된다. 유전체 재료 상부 층은 공작물이 유지되는 지지면을 형성한다. 전압이 상기 전극에 가해지면, 웨이퍼는 도전체를 경유하는 웨이퍼에 대한 전도체 접점 또는 웨이퍼에 근접 형성된 플라즈마에 의해서 전압원과 동일한 접지면에 다시 접속된다. 이와같이, 고정된 웨이퍼와 정전기 척 사이에 정전기력이 설정된다.
상기 재료와 웨이퍼를 가공처리하는데 사용된 공정은 극도로 온도에 민감하다. 만일, 상기 재료들이 가공처리중 웨이퍼로부터의 열악한 열전달로 인한 과도한 열 변동에 노출된다면, 웨이퍼 가공처리 시스템의 성능저하로 웨이퍼에 손상을 초래하게 된다. 전술한 받침대는 음극 및 히트 싱크(heat sink)를 형성한다. 웨이퍼와 척 사이에 열을 최적으로 전달하기 위해, 다양한 크기의 정전기력이 사용되어 가장 큰 웨이퍼 표면이 상기 지지표면에 물리적으로 접촉되게 한다. 그러나, 웨이퍼와 척의 표면 거칠기로 인해, 척과 웨이퍼 사이에 미세한 공간이 유지되어 최적의 열전달을 방해한다.
가공처리중 웨이퍼의 냉각을 더욱 효과적으로 수행하기 위해, 헬륨과 같은 불활성 가스가 웨이퍼와 척의 지지면 사이에 형성된 미세 공간 내측으로 유입된다. 이러한 가스는 웨이퍼로부터 척으로의 열전달 매체로서 작용하여 상기 공간이 진공으로 유지되었을 때보다 양호한 열전달 특성을 갖게 한다. 냉각공정을 개선하기 위해, 척은 통상적으로 받침대내의 도관을 경유하여 수냉된다. 이러한 냉각기술은 배면 가스 냉각법으로 공지되어 있다.
상기 배면 가스 냉각법은 웨이퍼에 압력을 가하여 웨이퍼를 지지표면으로부터 떨어지게 민다. 상기 정전기 척에 의해 가해진 정전기력은 상기 가스압에 의해 형성된 힘보다 크므로, 웨이퍼는 가공처리중에 정위치에 유지된다. 그러나, 상기 두 힘간의 상호작용은 웨이퍼의 엣지가 정전기 척과 접촉하는 곳에서 열전달 가스의 임의적이고 국부적인 누출을 초래한다. 상기 가스의 누출은 웨이퍼의 바닥면에 불균일한 온도 분포를 초래하는 바람직하지 않은 결과를 유발한다.
가공처리가 완료되면, 웨이퍼는 상기 챔버로부터 신속하고 정확하게 제거된다. 웨이퍼는 통상적으로 정전기 척으로 전력을 차단함으로써 척으로부터 해제된다. 이러한 방식으로, 정전기력은 제거되고 웨이퍼는 더 이상 받침대의 지지면에 고정되지 않게 된다. 그후, 승강 및 이동기구(즉, 상기 받침대 아래의 리프트 핀 및/또는 로봇 팔)가 챔버로부터 웨이퍼를 제거하도록 웨이퍼와 결합할 수 있다.
정전기력이 감소되면, 열전달 가스는 웨이퍼와 지지면 사이의 미세 공간으로부터 배출된다. 상기 후면가스 입구에 연결된 진공 펌프는 상기 가공처리 챔버, 즉 가스를 공급하거나 제거하는데 사용된 통로로부터 가스를 흡입하도록 작동한다. 그로인해 가스압은 감소되나 정전기적 결합력의 감소 비율과 동일한 비율로 감소되지는 않는다. 배출 가스로부터의 힘이 상기 결합력보다 더 크면, 웨이퍼는 지지면으로부터 튕겨 나간다. 일단 웨이퍼가 본래 위치로부터 이동되면, 상기 리프트 핀 또는 로봇 팔은 웨이퍼와 적절히 접촉하지 않는다. 그 결과, 상기 웨이퍼가 지지면으로부터 밀려나 가공처리 챔버내의 복귀 불가능한 위치로 밀린다. 이러한 방식으로의 웨이퍼의 오염은 사용가능한 웨이퍼의 총량을 감소시키는 결과를 초래한다. 또한 웨이퍼는 가공처리 구역에서의 오염물과의 접촉으로 표면이 긁힘으로써 웨이퍼 표면상에 형성된 정교한 회로패턴을 손상시킬 수 있다.
현존의 웨이퍼 가공처리 시스템과 척 장치는 웨이퍼 가공처리중의 열전달 가스의 누출 또는 척 해제 공정중 웨이퍼와 관련된 힘의 상호작용을 제거하기 위한 적절한 설비를 갖추지 못하고 있다. 또한, 배면 가스의 신속한 제거를 위한 대책도 없다. 그 결과, 공지 기술에서 지적되지 않은 상황하에서의 웨이퍼의 튕겨나감은 계속될 것이다.
그러므로, 본 발명의 목적은 필요로 하는 웨이퍼 가공처리중의 열전달 가스의 더욱 정밀한 제어 및 척으로부터 웨이퍼를 해제하기 이전에 웨이퍼 아래쪽으로부터 배면 가스를 신속하게 제거할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 장치를 포함하는 반도체 웨이퍼 가공처리 챔버의 바닥부분을 도시하는 정면도.
도 2는 본 발명의 장치의 배면도.
도 3은 도 2의 3-3선을 따라 취한 본 발명의 장치의 세부 횡단면도.
도 4는 도 2의 4-4선을 따라 취한 본 발명의 장치의 세부 횡단면도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100 : 챔버 102 : 콜렉터
106 : 척 조립체 107 : 포커스 링
109 : 웨이퍼 114 : 필터
202 : 커플링 304 : 냉각제 재킷
310 : 벨로우즈
종래 기술과 관련된 상기 단점들은 공작물을 반도체 웨이퍼 가공처리 시스템내에 유지하기 위한 본 발명의 장치에 의해서 극복된다. 본 발명의 장치는 받침대 조립체, 상기 받침대 조립체에 부착되는 콜렉터, 및 공작물의 배면상에 있는 가스층의 균일도를 조정하고 상기 가스층을 신속하게 진공화하기 위해 콜렉터에 연결되는 복수의 밸브로 구성된다. 상기 콜렉터는 다수의 열전달 가스 분배포트 및 이중 용도의 포트를 가진다. 상기 열전달 가스 분배포트는 콜렉터와 연통된 구멍과 콜렉터 포트를 경유하여 열전달 매체(예를들어, 헬륨) 공급원과 연결된다. 상기 이중 용도의 포트는 가스 배출공동을 경유하여 진공펌프에 연결된다. 상기 이중용도 포트는 리프트 핀이 받침대 표면뿐만아니라 웨이퍼 배면으로부터 배출될 열전달 가스용 통로로 접근할 수 있게 한다.
작동시, 진공압력은 공급원으로부터 입구 제어밸브, 콜렉터 및 받침대를 통해 열전달 가스를 흡입한다. 가스 분배포트는 받침대를 관통하여 웨이퍼 배면아래에서 열전달 가스를 분배한다. 가공처리가 완료되면, 배출 제어밸브가 개방된다. 웨이퍼의 고정이 해제되면, 고 진공압은 열전달 가스를 웨이퍼의 배면으로부터 이중용도 포트, 가스 배출공동, 및 콜렉터를 통해 흡입한다. 일반적으로, 챔버 터보몰레큘러 펌프가 상기 배출 제어밸브에 연결되어 열전달 가스를 제거하기 위한 고진공을 제공한다.
반도체 웨이퍼 가공처리 시스템내에 있는 웨이퍼 바닥면의 열전달 가스층의 균일도를 제어하는 방법은 열전달 가스를 웨이퍼의 바닥면으로 유입하도록 입구 제어밸브를 개방하는 단계 및 초기 열전달 가스층을 설정하도록 입구 제어밸브를 폐쇄하는 단계를 포함한다. 상기 입구 제어밸브 및 출구 제어밸브는 예정된 열전달 가스층의 균일도 변수에 기초하여 열전달 가스층의 균일도를 변경하도록 개방된 후에 상기 열전달 가스층을 재설정하도록 폐쇄된다. 상기 밸브의 개폐는 예정된 열전달 가스층의 균일도 변수를 유지하기 위해 필요할 때마다 반복될 수 있다. 상기 밸브는 컴퓨터 또는 수동 제어방식에 의해 개폐된다.
본 발명은 배면 가스압을 감소시키기 위한 일시적인 신속 제거기구(quick dump)로서 가스 배출공동을 사용함으로써 공작물 아래쪽으로부터 열전달 가스를 신속하게 배출할 수 있는 장치에 대한 오랜 필요성을 만족시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 웨이퍼상의 배면가스에 의해 유발된 힘은 정전기적 결합력보다 크지 않게 되어 웨이퍼의 튕겨나감을 방지한다. 또한, 본 발명은 공작물 아래에 있는 열전달 가스층의 균일도를 제어하는 방법을 제공한다. 예정된 가스층 변수를 감시 및 조절함으로써 과도한 가스 누출로 인한 부적절한 열전달을 방지한다.
본 발명의 사상은 첨부도면을 참조한 다음의 상세한 설명에 의해 용이하게 이해될 수 있다. 이해를 용이하게 하기 위해, 도면에 있어서 공통인 동일 요소에 대해서는 동일한 도면부호로 표시했다.
도 1은 플라즈마 개선된 반도체 웨이퍼 가공처리 챔버(100)의 바닥을 도시하는 정면도이다. 플라즈마 개선된 반응챔버(100)와 상기 챔버의 웨이퍼 가공처리시의 작동을 상세히 이해하기 위해서는 1989년 6월 27일자로 허여된 미국 특허 제 4,842,683호에 기재된 상세한 설명과 도면을 참조할 수 있다. 상기 특허에는 미국 캘리포니아 산타 클라라 소재의 어플라이드 머티어리얼스 인코포레이티드에 의해 제조된 예시적인 바이어스된 플라즈마 에칭 반응챔버가 기재되어 있다.
상기 챔버(100)는 받침대(104), 포커스 링(107), 및 정전기 척 조립체(106)를 구비한 받침대 조립체(101)를 포함한다. 예시적인 실시예에 있어서, 정전기 척 조립체(106)는 상기 받침대(104)의 상부면(108)에 고정된다. 상기 정전기 척 조립체(106)는 두 개의 폴리이미드 시이트[로거스 소유의 상표명 유피렉스(UPILEX)로 시판됨] 사이에 끼여 있는 동 층으로 제조된다. 상기 유피렉스는 일본 야마구찌 소재의 유비이 인더스트리즈. 리미티드의 등록상표이다.
이와는 달리, 상기 척은 매설 전극을 갖는 세라믹으로 제조될수 있다. 또한, 상기 정전기 척 조립체(106)는 상기 받침대로부터 분리되기 보다는 받침대(104)와 통합체일 수 있다. 전술한 받침대/정전기 척 조립체에 있어서, 전극은 받침대의 표면내에 묻혀 있고 상기 받침대는 세라믹 또는 몇몇 다른 유전체 재료로 제조될 수 있다.
상기 받침대 조립체(101)의 아래에서 상기 가공처리 챔버 바닥(110) 위의 받침대(104)를 지지하고 있는 것은 열전달 가스 신속제거 콜렉터(102)이다. 상기 콜렉터(102)에는 챔버 바닥(110)과 통해있는 콜렉터 입구(112)가 제공되어 있다. 상기 콜렉터 입구(112)는 콜렉터를 외측 열전달 매체 공급원(130)(즉, 헬륨 공급원)에 연결하기 위해 필터(114)와 입구 제어밸브(116)를 포함하는 다수의 연관기구에 결합된다. 상기 콜렉터(102)에는 상기 콜렉터 입구(112)와 유사한 챔버 바닥(110)을 통과하는 콜렉터 출구(118)가 제공되어 있다. 상기 콜렉터 출구(118)는 유사하게, 상기 콜렉터(102)를 진공펌프(122)[예를들어, 터보 몰리큘러 펌프(터보 펌프)]에 연결하기 위해 배출 제어밸브(120)를 구비한 연관기구에 결합된다.
상기 터보 펌프(122)는 챔버에 직접 결합되고 챔버(100)내에 적절한 웨이퍼 가공처리 조건을 설정하도록 고 진공압을 분포시킨다. 상기 터보 펌프(122)는 챔버(100)내의 압력차를 감시 및 제어하기 위해 게이트 밸브(124)와 드로틀 밸브(126)를 가진다. 챔버 바닥(110) 근처에는 러프 펌프 입구(128)가 제공되어 있다. 상기 입구는 터보 펌프가 챔버를 고 진공압화하도록 작동하기 이전에 챔버(100)를매체 진공압 이하로 유지하도록 통상적으로 핌핑하기 위한 러프 펌프(도시않음)에 부착된다.
가공처리중 수냉을 수행하기 위해, 열전달 가스, 바람직하게는 헬륨이 웨이퍼(109)와 상기 정전기 척 조립체(106) 사이의 미세 공간에 의해 형성된 체적내측으로 펌핑된다. 특히, 열전달 가스는 공급원(130)으로부터 입구 제어밸브(116), 필터(114) 및 콜렉터 입구(112)를 통해 커플링(202)으로 흐른다. 상기 커플링(202)은 콜렉터(102)를 통해 콜렉터의 중심부로 측면으로 통과한 후에 콜렉터(305)의 상부로 수직으로 통과하는 L형 구멍(302)(도 3 참조)에 콜렉터 입구(112)를 연결한다. 콜렉터(305)의 상부에서 다수의(예를들어 4개) 유사한 가스 배분포트(204)가 상기 구멍(302)에 연결된다. 상기 포트(204)는 열전달 가스를 받침대 조립체의 표면에 분포시킨다. 상기 받침대 조립체(101)에는 동등한 수의 개구(307)가 제공되어 상기 배분 포트(204)로부터의 가스가 웨이퍼의 배면으로 흐를 수 있게 한다. 추가의 냉각을 위해, 상기 콜렉터(102)에는 콜렉터(102) 몸체내에 동심으로 배열된 냉각제 재킷(304)이 제공되어 있다. 냉각제(예를들어, 물)는 냉각제 입구(208)와 냉각제 출구(210)를 경유하여 재킷을 순환한다.
상기 콜렉터(102)에는 하나 이상의 이중 용도 포트(206)도 제공되어 있다. 상기 이중 포트(206)는 받침대(104)를 통해 열전달 가스 배출공동(306) 내측으로 연장한다. 배출관(402)(도 4 참조)은 상기 가스 배출공동(306)의 측벽(404)을 따라 제공된다. 상기 배출관(402)은 콜렉터 배출구(118)에 연결된다.
도 2 및 도 4는 본 발명에 따른 콜렉터의 양호한 실시예를 도시한다. 도 2는 외측 반경방향으로 위치하고 상기 입구(204)보다 조금 큰 직경을 갖는 4개의 이중 포트(206)를 구비한 콜렉터(102)를 도시한다. 각각의 이중 포트는 벨로우즈 조립체(308)를 유지하고 있는 가스 배출공동(306)에 연결된다. 상기 벨로우즈 조립체(308)는 상기 콜렉터(102) 아래로부터 각각의 가스 배출공동(306)을 통해 상기 가스 배출 공동(306)의 상부에 있는 리프트 핀 기저부(316)로 연장하는 푸쉬로드(312)를 포함한다. 리프트 핀(314)은 가공처리가 완료되었을 때 정전기 척으로부터 웨이퍼를 들어올리기 위해 상기 리프트 핀 기저부(316)내에 제공된다. 상기 가스 배출공동(306) 내측의 푸쉬로드(312)부분은 벨로우즈(310)내에 위치한다. 상기 벨로우즈(310)는 가스 배출공동(315)의 바닥 및 리프트 핀 기저부(316)에서 밀봉되어 있다. 실제로, 각각의 가스 배출공동은 리프트 핀(314)이 받침대(104)와 콜렉터(102)로부터 연장 및 콜렉터 내측으로 후퇴할 때 챔버내에 진공을 유지하는 벨로우즈 공동이다. 도 4는 도 2의 4-4선을 따라 본 콜렉터의 횡단면도이다. 중간 배출관(402a)은 외측 가스 배출공동(306a)을 내측 가스 배출공동(306b)에 연결한다. 최종 배출관(402b)은 내측 가스 배출공동(306b)을 콜렉터 배출구(118)에 연결한다. 전술한 바와같이, 이중 포트(206)는 리프트 핀 접근 구멍 및 열전달 가스 배출구로서의 역할을 한다.
본 발명의 작동에 대해서 도 1을 참조하여 설명한다. 웨이퍼(109)는 정전기 척(106)상에 놓이고 진공챔버(100)는 밀봉되어 있다. 러프 펌프의 입구(128)에 연결된 러프 펌프(도시않음)는 챔버(100)가 매체 진공압을 유지할 수 있도록 펌핑 작동을 개시한다. 예정 진공압에서, 상기 게이트 밸브(124), 드로틀 밸브(126) 및 배출 제어밸브(120)가 개방된다. 터보 모리큘러 펌프(122)는 적합한 웨이퍼 가공처리를 위한 고 진공압을 챔버(100)가 유지하도록 펌핑된다. 예정된 고 진공압에서, 상기 배출 제어밸브(120)은 폐쇄되고 입구 제어밸브(116)는 개방된다. 그에 따라 진공압이 받침대로부터 차단되고 열전달 가스가 공급원(130)으로부터 펌핑된다. 가스압이 특정값에 도달하면, 상기 입구 제어밸브(116)는 폐쇄된다. 가공처리중, 상기 리프트 핀(314)은 후퇴되어 받침대 표면(108) 아래에 유지된다. 가공처리가 완료되면, 리프트 핀 작동기(도시않음)이 푸쉬로드(312)를 상승시켜 웨이퍼와 결합하도록 리프트 핀(314)을 받침대 표면(108)을 통해 연장시킨다. 동일한 시점에서, 상기 배출 제어밸브(120)가 개방된다. 터보 펌프(122)로부터의 고 진공압은 열전달 가스를 이중 포트(122)를 통해 열전달 가스 배출공동(306), 배출관(402), 및 콜렉터 배출구(118)와 웨이퍼(109)의 배면으로 흡입한다. 이때, 대용량의 열전달 가스가 웨이퍼(109)의 배면으로부터 즉시 제거되거나 배출된다. 도 1의 화살표는 제거된 가스의 흐름방향을 나타낸다. 이는 배면 가스압력을 급속히 감소시켜 웨이퍼가 척으로부터 해제될 때 웨이퍼의 잠재적인 튕겨나감을 방지하게 된다. 상기 이중 포트(206)는 열전달 가스의 신속한 통로 및 받침대 표면(108)으로의 리프트 핀(314)의 접근을 제공하므로 이중 용도를 가진다.
전술한 바와같이, 열전달 가스는 웨이퍼의 가공처리중 웨이퍼 엣지가 정전기 척 조립체(106)와 접촉하는 다수의 지점에서 누출된다. 상기 열전달 가스가 챔버 내측으로 누출될 때, 상기 가스 층의 균일도가 하락하므로 웨이퍼 바닥면의 온도가 불균일하게 된다.
본 발명은 입구 및 출구 밸브(116,120)를 경유한 가스의 일정한 제어를 가능하게 함으로써 열전달 가스층의 온도 불균일 문제점을 해결하는 것이다. 특히, 상기 가스층이 가공처리중에 불균일해지면, 입구 제어밸브(116)가 개방되어 웨이퍼 아래의 가스 압력을 증가시키고 층의 균일도를 재설정한다. 역으로, 너무 많은 가스가 웨이퍼 아래로 초기에 펌핑되면 상기 배기 제어밸브(120)는 개방된다. 입구 및 출구 제어밸브의 개폐는 바람직한 열전달 가스층의 균일도를 유지하는데 필요한 만큼 여러번 수행된다. 입구 및 출구 제어밸브의 개폐는 여러 방법으로 달성된다. 예를들어, 가스층의 균일도를 위해 미리설정된 변수(예를들어, 밀도, 압력 등)는 웨이퍼 공정을 컴퓨터 제어함으로써 감시할 수 있다. 만일 가스층이 미리설정된 값으로부터 벗어나면, 컴퓨터는 현재 조건에 따라 개방 또는 폐쇄하기 위한 값에 대한 신호를 송신한다. 이와는 달리, 상기 값은 최적의 온도제어 또는 웨이퍼 생산량에 대한 가스층의 균일도를 맞추기 위해 수동으로 작동될수도 있다.
요약하면, 이전에 사용되지 않거나 오직 하나의 목적으로 사용된(예를들어, 리프트 핀의 이송) 받침대 하부의 공간체적은 열전달 가스의 배출을 용이하게 한다. 리프트 조립체 등에 의해 점유된 커다란 체적은 진공 펌프와 연결된다. 대량의 웨이퍼 하부의 열전달 가스는 진공펌프를 경유하여 상기 체적속으로 신속하게 제거됨으로써 웨이퍼 공정의 중요한 척 해제 단계중의 배면 가스압을 신속하게 감소시킨다. 상기 웨이퍼는 웨이퍼의 튕겨나감없이 받침대로부터 신속하고 정확하게 제거된다. 온도 균일도는 입구 및 출구에 분리되어 독립적으로 작동하는 밸브가 제공되어 있으므로 웨이퍼 전면에 걸쳐서 개선된다. 상기 밸브는 초기 열전달 가스층을 설정하는데 사용된다. 순간적인 층의 변동은 더 많은 가스를 제공하거나 웨이퍼 배면으로부터 가스를 제거하도록 적합한 밸브를 개폐함으로써 교정된다. 이러한 각각의 개선점들은 웨이퍼의 생산량과 챔버의 이용도를 증대시킨다.
본 발명을 구현한 다수의 실시예들이 상세히 도시되고 설명되었지만, 본 기술분야의 숙련자들은 본 발명의 사상을 여전히 구현한 다수의 다른 실시예를 용이하게 창작할 수 있다고 이해할 것이다.
필요로 하는 웨이퍼 가공처리중 열전달 가스를 더욱 정밀하게 제어할 수 있고 척으로부터 웨이퍼를 해제하기 이전에 웨이퍼 아래쪽으로부터 배면 가스를 신속하게 제거할 수 있는 장치를 제공함으로써, 웨이퍼의 생산량과 챔버의 이용도를 증대시킬 수 있다.

Claims (15)

  1. 공작물 유지장치로서, 공작물을 지지하기위한 받침대 조립체(101)와, 상기 공작물(109)과 상기 받침대 조립체(101) 사이의 미세 공간에 가스를 제공하고 상기 가스를 상기 미세 공간으로부터 신속하게 제거하도록 상기 받침대 조립체(101)에 부착되어 지지하는 콜렉터(102), 및 상기 콜렉터(102)로부터 및 상기 콜렉터로의 가스 흐름을 조절하도록 상기 콜렉터(102)에 연결되는 복수의 밸브(116,120)를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작물 유지장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 콜렉터(102)는 복수의 열전달 가스 분배포트(204)와 이중 포트(206)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공작물 유지장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 열전달 가스 분배포트(204)는 상기 콜렉터(102), 콜렉터 입구(112) 및 입구 제어밸브(116)와 구멍(302)을 거쳐서 열전달 가스 공급원(130)으로 연결되는 것을 특징으로 하는 공작물 유지장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 이중 포트(206)는 하나 이상의 가스 배출공동(306), 하나 이상의 배출관(402), 콜렉터 출구(118) 및 배출 제어밸브(120)를 거쳐서 진공펌프(122)에 연결되는 것을 특징으로 하는 공작물 유지장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 가스 배출공동(306)은 벨로우즈 공동인 것을 특징으로 하는 공작물 유지장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 벨로우즈 공동은 리프트 핀(314)을 작동시키는데에도 사용되는 것을 특징으로 하는 공작물 유지장치.
  7. 웨이퍼 가공처리 시스템내의 받침대(104)상에 장착된 웨이퍼(109)의 배면으로부터 다량의 가스를 신속하게 배출하기 위한 장치로서,
    상부 및 바닥과, 상기 바닥에 위치된 입구(112)와, 상기 바닥에 위치된 출구(118)와, 상기 바닥에 위치된 입구(112)에 연결된 상부에 위치하는 복수의 가스 배분포트(204)와, 상기 상부에 위치된 하나 이상의 이중 포트(206), 및 상기 이중 포트(206)를 상기 배출구(118)에 연결하는 하나 이상의 공동(306)을 구비하고, 상기 받침대(104)의 아래에 위치되는 포트 조립체(102)를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 배면으로부터의 가스 신속 배출장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 배출 제어밸브(120)를 경유하여 상기 출구(118)에 연결되는 진공 펌프(122)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 입구 포트(112)는 입구 제어밸브(116)를 경유하여 열전달 가스 공급원(130)에 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 공동(306)은 리프트 핀(314)용 벨로우즈 조립체(308)를 포함하는 벨로우즈 공동인 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 7 항에 있어서, 상기 이중 포트와 공동은 각각 4개인 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 예정된 열전달 가스층의 균일도 변수를 기초로하여, 웨이퍼(109) 바닥면에 따른 열전달 가스를 조절하기 위한 입구 제어밸브(116)와 출구 제어밸브(120)를 갖는 반도체 웨이퍼 가공처리 시스템내에 있는 웨이퍼(109) 바닥면의 열전달 가스층의 균일도를 제어하는 방법으로서, 열전달 가스를 웨이퍼(109) 바닥면으로 유입하도록 상기 입구 제어밸브(116)를 개방하는 단계와, 초기 열전달 가스층을 설정한 후에 상기 입구 제어밸브(116)를 폐쇄하는 단계와, 열전달 가스층의 균일도 측정값을 감시하는 단계와, 예정된 열전달 가스층의 균일도 변수에 상기 측정값을 비교한 결과에 따라서 열전달 가스층의 균일도를 변경하도록 입구 제어밸브(116) 또는 출구 제어밸브(120)를 개방하는 단계, 및 상기 예정된 열전달 가스층 변수로 복귀하도록 상기 측정값이 상기 예정된 열전달 가스층의 균일도 변수와 동일할 때 상기 입구 제어밸브(116) 또는 출구 제어밸브(120)를 폐쇄하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 바닥면의 열전달 가스층의 균일도를 제어하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 필요에 따라 상기 예정된 열전달 가스층의 균일도 변수를 유지하도록 상기 밸브(116,120)의 개폐를 반복하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 입구 제어밸브(116)는 열전달 가스 공급원(130)에 연결되는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 12 항에 있어서, 상기 배출 제어밸브(120)는 진공펌프(122)에 연결되는 것을 특징으로 하는 방법.
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