KR19990037993U - 반도체 제조용 냉각가스 공급장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 공정진행시 웨이퍼를 냉각하는 냉각가스의 공급이 공정이 잠시 중단된 상태에서도 계속 수행되어 냉각가스의 낭비를 초래하는 것을 방지하는 반도체 제조용 냉각가스 공급장치에 관한 것으로 종래의 냉각가스 공급장치에서는 공정중단시에도 펌프측으로 냉각가스가 방출되므로써 냉각가스의 낭비를 초래하는 것은 물론 펌프에 이상발생시 갑작스런 배관상의 압력차이로 냉각가스 공급관측으로 냉각가스가 역류되는 문제점이 있었던바 본 고안은 냉각가스 공급장치에 냉각가스의 압력에 따라 개폐되어 냉각가스의 흐름을 조절하는 자동압력조절밸브와 보조 에어밸브를 형성하므로써 공정중단시에 펌프관측으로의 냉각가스 유출에 의한 낭비를 줄여 생산원가를 절감하는 한편 압력차에 의한 냉각가스 역류를 방지하는 잇점이 있는 반도체 제조용 냉각가스 공급장치이다.

Description

반도체 제조용 냉각가스 공급장치

본 고안은 반도체 제조용 냉각가스 공급장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 공정진행시 웨이퍼를 냉각하는 냉각가스의 공급을 적절히 차단하여 공정이 잠시중단된 상태에서도 계속 가스의 공급이 이루어지며 냉각가스의 낭비를 초래하는 것을 방지하는 반도체 제조용 냉각가스 공급장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 제조공정시 여러 공정을 거치며 원재료인 웨이퍼가 가공되어 반도체 소자를 형성한다. 이때 상기 웨이퍼가 안착된 정전척의 저부에는 공정시 상기 웨이퍼상에 냉각가스를 지속적으로 공급하는 냉각장치가 형성된다. 이러한 냉각가스로는 주로 헬륨가스(He gas)가 사용된다.

종래의 냉각장치는 도 1에서 도시된 바와같이 웨이퍼(1)를 상부면에 안착하여 고정하는 정전척(3)과, 상기 정전척(3)의 저부에 연결되어 냉각가스가 유도되는 냉각관(5)과, 상기 냉각관(5)의 중단에 형성되어 개폐되는 에어밸브(7)와, 상기 냉각관(5)의 끝단이 분기되어 각각 형성되는 냉각가스 공급관(9) 및 펌프관(11)과, 상기 냉각가스 공급관(9)과 상기 에어밸브(7) 사이에 순차적으로 형성되는 압력게이지 (13)및 유량제어기(Mass flow controller)(15)와, 상기 펌프관(11)에 순차적으로 형성되는 니들 밸브(17) 및 펌프(19)로 구성된다.

이러한 종래의 냉각가스 공급장치에 의한 웨이퍼 냉각과정을 설명하면 다음과 같다.

도면을 참조하면 공정 진행시 웨이퍼(1)가 정전척(3)상에 안착된 상태에서 냉각가스 공급관(5)을 통하여 헬륨가스가 공급된다. 이때 상기 헬륨가스는 약 5 ~ 8 Torr의 압력으로 유랑제어기(15)로 유입되어 소정유량으로 제어된 후 압력게이지(13)를 거쳐 정전척(3)의 저부측으로 이동된다. 이때 상기 에어밸브(7)에 약 5 ~ 8 Torr의 냉각가스 압력이 작용하면 개방되어 정전척(3)까지 헬륨가스의 공급이 이루어진다. 즉, 상기 에어밸브(7)는 소정압력에서는 개방되고 소정압력 이하에서는 닫히도록 형성된 밸브이므로 공급된 헬륨가스의 압력에 따라 개폐된다.

이러한 상태에서 잠시 공정이 중단되면 웨이퍼(1)에 헬륨가스의 공급을 중단하기 위하여 에어밸브(7)를 잠근다.

따라서 상기 정전척(3)에 공급되던 헬륨가스는 펌프관(11) 방향으로 공급되어 니들밸브(17)를 거쳐 펌프(19)로 전달되므로써 냉각관(5) 및 펌프관(11)내에 잔류하는 소정량의 헬륨가스가 펌핑된다.

그러나, 종래의 냉각가스 공급장치에서는 공정중단시에도 펌프측으로 냉각가스가 방출되므로써 냉각가스의 낭비를 초래하는 문제점이 있다.

또한 펌프에 이상발생시 갑작스런 배관상의 압력차이로 냉각가스 공급관측으로 냉각가스가 역류되는 문제점이 있다.

본 고안의 목적은 냉각가스 공급장치에 자동압력조절밸브와 보조 에어밸브를 형성하므로써 공정중단시에 펌프관측으로의 냉각가스 유출을 방지하는 반도체 제조용 냉각가스 공급장치를 제공하는 데 있다.

따라서, 본 고안은 상기의 목적을 달성하고자, 상부면에 웨이퍼를 안착하는 반도체 제조용 정전척에 있어서, 상기 정전척의 저부면에 연결되고 에어 밸브에 의하여 개폐되며 냉각가스를 유입하는 냉각관과, 상기 냉각관의 일단이 분기되어 형성되는 냉각가스 공급관 및 펌프관과, 상기 냉각가스 공급관에 형성되어 냉각가스의 압력에 따라 개폐되어 냉각가스의 흐름을 조절하는 자동압력 조절밸브와, 상기 자동압력 조절밸브와 순차적으로 연결되는 압력 게이지 및 유량제어기와, 상기 펌프관에 형성되어 잔류 냉각가스 방출시 개방되는 보조 에어밸브와, 상기 보조 에어밸브와 연결되는 펌프로 구성되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 냉각가스 공급장치를 도시한 구성도이고,

도 2는 본 고안의 냉각가스 공급장치를 도시한 구성도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 웨이퍼, 3 : 정전척,

5,103 : 냉각관, 7, 101 : 에어 밸브,

9,105 : 냉각가스 공급관, 11,107 : 펌프관,

13,113 : 압력 게이지, 15,115 : 유량제어기,

17 : 니들밸브, 9,109 : 펌프,

111 : 자동압력 조절밸브, 117 : 보조 에어밸브.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안을 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 고안의 냉각가스 공급장치를 도시한 구성도이다.

웨이퍼(1)가 상부면에 안착되어 고정된 정전척(3)의 저부면에 에어밸브(101)가 설치된 냉각관(103)이 형성된다. 이러한 냉각관(103)은 냉각가스가 공급되는 냉각가스 공급관(105)과 펌프(109)가 연결된 펌프관(107)으로 분기된다.

상기 냉각가스 공급관(105)에는 냉각관(103)에서 분기된 부분으로부터 자동압력조절밸브(111)와 압력게이지(113) 및 유량제어기(115)가 순차적으로 형성된다.

또한 상기 냉각관(103)에서 분기된 펌프관(107)의 선단과 펌프(109) 사이에는 보조 에어밸브(117)가 형성된다.

따라서 상기 냉각가스 공급장치는 자동압력 조절밸브(111)와 보조 에어밸브(117)가 추가되어 정전척(3)에 공급되는 냉각가스의 방향을 제어할 수 있도록 구성된다.

본 고안의 냉각가스 공급장치에 의한 냉각가스 공급과정을 알아보면 다음과 같다.

도면을 참조하면 공정 진행시 웨이퍼(1)가 안착된 정전척(3)에 냉각가스를 공급하기 위해서 냉각관(103)에 형성된 에어 밸브(101)가 개방된다. 이러한 상태에서 약 5 ~ 8 Torr의 압력으로 냉각가스가 상기 냉각관(103)에서 분기된 냉각가스 공급관(105)으로 유입된다.

이렇게 유입된 냉각가스는 유량제어기(115)에 의하여 공정시 요구되는 적정량만큼의 냉각가스량으로 제어된 후 압력게이지(113)를 거쳐 자동압력 조절밸브(111)내로 유입된다.

이때 상기 자동압력 조절밸브(111)에서 냉각가스의 압력을 적정압력이 되도록 조절한 후 개방된 에어밸브(101)를 통하여 정전척(3)에 냉각가스를 전달한다. 이렇게 정전척(3)에 냉각가스가 일정한 압력으로 유입되는 동안에 펌프관(107)에 형성된 보조 에어밸브(117)는 잠긴 상태를 유지한다.

한편 공정을 잠시 중단하기 위하여 상기 에어밸브(101)를 잠글 경우 상기 보조 에어밸브(117)를 개방하고 펌프(109)를 가동시켜 냉각가스 공급관(105)내에 잔류하는 냉각가스를 펌프관(107)을 거쳐 방출시킨다.

이때 만약 펌프(109)에 이상이 발생하는 경우 압력의 변화가 발생하나 자동압력 제어밸브(111)에 의하여 압력이 조절되므로써 급격한 압력의 변화에 따른 냉각가스의 냉각가스 공급관(105)내로의 역류를 방지할 수 있다.

또한 상기 냉각가스 공급관(105)을 통하여 유입되는 냉각가스는 공정이 중단됨에 따라 자동압력 조절밸브(111)에 의하여 냉각가스의 공급이 차단되므로써 펌프관(109)을 통한 불필요한 냉각가스의 배출을 방지할 수 있다.

즉, 공정진행시 정전척(3)에 적정압력의 냉각가스가 유입되면 개방되어 공급하도록 셋팅된 자동압력 조절밸브(111)는 공정이 잠시 중단되거나 종료되었을 때 냉각가스의 압력이 적정압력을 이루지 못하면 닫힌 상태를 유지하므로써 냉각가스의 흐름을 차단하는 것이다.

상기에서 상술된 바와 같이, 본 고안은 냉각가스 공급장치에 자동압력조절밸브와 보조 에어밸브를 형성하므로써 공정중단시에 펌프관측으로의 냉각가스 유출에 의한 낭비를 줄여 생산원가를 절감하는 한편 압력차에 의한 냉각가스 역류를 방지하는 잇점이 있다.

Claims (1)

1. 상부면에 웨이퍼를 안착하는 반도체 제조용 정전척에 있어서,

   상기 정전척의 저부면에 연결되고 에어 밸브에 의하여 개폐되며 냉각가스를 유입하는 냉각관과;

   상기 냉각관의 일단이 분기되어 형성되는 냉각가스 공급관 및 펌프관과;

   상기 냉각가스 공급관에 형성되어 냉각가스의 압력에 따라 개폐되어 냉각가스의 흐름을 조절하는 자동압력 조절밸브와;

   상기 자동압력 조절밸브와 순차적으로 연결되는 압력 게이지 및 유량제어기와;

   상기 펌프관에 형성되어 잔류 냉각가스 방출시 개방되는 보조 에어밸브와;

   상기 보조 에어밸브와 연결되는 펌프로 구성되는 반도체 제조용 냉각가스 공급장치.