KR200245561Y1 - 버티컬퍼니스장비의웨이퍼급속냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 버티컬 퍼니스 장비의 웨이퍼 급속 냉각장치에 관한 것으로 보우트에 적재된 복수개의 웨이퍼로 공기를 송풍하는 송풍팬의 전방에는 냉각수가 유동되는 웨이퍼 급속 냉각수단을 구비하여 상기 송풍되는 공기가 웨이퍼 급속 냉각수단을 지나면서 차가워진 상태로 각 웨이퍼로 보내지므로 상기 각 웨이퍼가 충분히 냉각됨과 동시에 냉각속도를 줄이므로 생산성이 향상되고, 상기 각 웨이퍼의 불량이 방지됨과 함께 상기 웨이퍼를 다음공정으로 용이하게 운반하도록 한 것이다.

이를 위해, 본 고안은 본체(1) 내에 설치되는 챔버(2)와, 상기 챔버(2)의 하방에 설치되어 복수개의 웨이퍼(11)가 적재되는 보우트(3)와, 상기 보우트(3)의 하단면에 결합되어 보우트(3)를 챔버(2) 내로 삽입 및 탈거시키는 보우트 엘리베이터(4)와, 상기 보우트(3)의 외측에 설치되어 각 웨이퍼(11)를 냉각시키도록 보우트(3)로 공기를 송풍하는 송풍팬(5)을 구비한 버티컬 퍼니스 장비에 있어서, 상기 보우트(3)와 송풍팬(5) 사이에는 각 웨이퍼(11)로 송풍되는 공기와 열교환이 이루어지도록 냉각수가 유동하는 웨이퍼 급속 냉각수단을 구비하여서 된 것이다.

Description

버티컬 퍼니스 장비의 웨이퍼 급속 냉각장치{quick cooling device for wafer in vertical furnace equipment}

본 고안은 버티컬 퍼니스 장비에 관한 것으로써, 좀 더 구체적으로는 버티컬 퍼니스 장비의 웨이퍼 급속 냉각 장치에 관한 것이다.

종래 버티컬 퍼니스(vertical furnace) 장비는 도 1 내지 도 3에서 도시한바와 같이, 공기 토출구(1a)가 형성된 본체(1)와, 상기 본체(1) 내의 상부에 설치되어 공정이 진행되는 반응관인 챔버(2)와, 상기 챔버(2)의 외부에 설치되어 챔버(2)로 열을 보내도록 열이 발생되는 히터(10)와, 상기 챔버(2)의 하방에 설치되어 복수개의 웨이퍼(11)가 적재되는 보우트(3)와, 상기 보우트(3)의 하단면에 결합되어 복수개의 웨이퍼(11)가 적재된 보우트(3)를 챔버(2) 내로 삽입 및 탈거시키도록 상기 보우트(3)를 이동시키는 구동력이 발생되는 보우트 엘리베이터(4)와, 상기 보우트(3)의 외측에 설치되어 각 웨이퍼(11)를 냉각시키도록 보우트(3)로 공기를 송풍하는 송풍팬(5)과, 상기 송풍팬(5)의 전방에 설치되어 보우트(3)로 송풍되는 공기 중에 포함된 이물 등을 걸러내는 필터(6)와, 상기 보우트(3)의 외측에 설치되어 보우트(3)에 적재되어 가공된 웨이퍼(11)를 다음 공정을 위해 보관하는 트랜스퍼 선반(7)과, 상기 트랜스퍼 선반(7)에 설치되어 복수개의 웨이퍼(11)를 하나씩 하나씩 삽입 고정되도록 복수개의 슬롯(8a)이 형성된 웨이퍼 캐리어(8)와, 상기 보우트(3)와 트랜스퍼 선반(7) 사이에 이동가능하게 설치되어 보우트(3)에 적재되어 공정이 완료된 웨이퍼(11)를 탈거시킨 후 상기 탈거된 웨이퍼(11)를 트랜스퍼 선반(7)에 보관시키도록 상기 웨이퍼(11)를 이동시키는 웨이퍼 트랜스퍼(9)로 구성되어 있다.

이러한 구조의 버티컬 퍼니스 장비는 본체(1) 내의 하부에 설치된 보우트(3)에 복수개의 웨이퍼(11)를 일정 간격으로 이격되도록 삽입 고정한 다음 상기 보우트(3)의 하단면에 결합된 보우트 엘리베이터(4)가 상방 측으로 즉, 본체(1) 내의 상부에 설치된 챔버(2) 측으로 이동됨에 따라 상기 복수개의 웨이퍼(11)가 적재된보우트(3)는 챔버(1) 내로 삽입된다.

상기 챔버(1) 내로 삽입된 보우트(3)의 각 웨이퍼(11)는 진공 상태의 반응관인 챔버(2) 내에서 상기 챔버(2)의 외측에 설치된 히터(10)에서 발생되는 열과 상기 챔버(2) 내에서 분사되는 플라즈마에 의한 증착 및 가공 등의 공정이 이루어진다.

상기 각 웨이퍼(11)의 공정이 완료되면 보우트 엘리베이터(4)가 챔버(2)의 하방으로 이동됨에 따라 보우트(3)는 챔버(2) 내에서 탈거되고, 상기 챔버(2) 내에서 탈거된 보우트(3)의 각 웨이퍼(11)는 고온 상태이므로 일정시간동안 냉각시키게 된다.

즉, 챔버(2) 내에서 공정이 완료된 각 웨이퍼(11)가 적재된 보우트(3)가 탈거됨과 동시에 본체(1) 내의 보우트(3) 외측에 설치된 송풍팬(5)이 회전되므로 상기 송풍팬(5)의 회전력에 의해 보우트(3)로 송풍되는 공기가 상기 보우트(3)를 지나면서 보우트(3)에 적재된 각 웨이퍼(11)의 열을 흡열함에 따라 상기 각 웨이퍼(11)의 온도는 내려가 냉각되고, 상기 각 웨이퍼(11)의 열을 흡열하여 온도가 상승된 공기는 본체(1)에 형성된 공기 토출구(1a)를 통해 상기 본체(1)의 외부로 토출된다.

이 때, 송풍팬(5)의 전방 즉, 송풍팬(5)과 보우트(3) 사이에는 필터(6)가 설치되어 있으므로 상기 송풍팬(5)에서 송풍되는 공기 중에 포함된 먼지 또는 이물 등은 필터(6)에 의해 걸러져 깨끗한 상태의 공기만 보우트(3)의 각 웨이퍼(11)로 보내지게 된다.

상기 챔버(2) 내에서 공정이 이루어지고 나서 송풍팬(5)에 의해 냉각된 각 웨이퍼(11)는 보우트(3)의 외측에 이동가능하게 설치된 웨이퍼 트랜스퍼(9)에 의해 보우트(3)에서 탈거되고, 상기 탈거된 각 웨이퍼(11)는 이동되는 웨이퍼 트랜스퍼(9)에 의해 보우트(3)의 외측에 설치된 트랜스퍼 선반(7)으로 이송되어 다음 공정을 위해 상기 트랜스퍼 선반(7)에 보관된다.

상기 트랜스퍼 선반(7)에는 복수개의 슬롯(8a)이 형성된 웨이퍼 캐리어(8)가 설치되어 있으므로 상기 웨이퍼 트랜스퍼(9)에 의해 트랜스퍼 선반(7)으로 이송되는 각 웨이퍼(11)는 상기 웨이퍼 캐리어(8)의 각 슬롯(8a)에 각각 하나씩 삽입됨에 따라 상기 각 웨이퍼(11)는 웨이퍼 캐리어(8)에 고정된다.

그러나, 이러한 종래 버티컬 퍼니스 장비에서 보우트(3)에 적재된 상태로 챔버(2) 내에서 공정이 완료되어 온도가 상승된 복수개의 웨이퍼(11)를 냉각시키기 위해서는 송풍팬(5)의 회전력에 의해 송풍되는 공기를 상기 보우트(3)의 각 웨이퍼(11)로 송풍하여 각 웨이퍼(11)를 냉각시키므로 상기 각 웨이퍼(11)를 냉각시키는 소요시간이 많이 걸림에 따라 공정시간이 길어져 생산성이 저하된다.

또한, 고온의 각 웨이퍼(11)가 충분하게 냉각되지 않은 상태에서 보우트(3)에서 트랜스퍼 선반(7)의 웨이퍼 캐리어(8)로 이송되면 상기 각 웨이퍼(11)에 의해 웨이퍼 캐리어(8)의 각 슬롯(8a) 에 홈과 같은 형상으로 파이게 됨에 따라 상기 각 슬롯(8a)에 웨이퍼(11)가 끼이게 되므로 인하여 다음공정 진행하기 위해 각 웨이퍼(11)를 운반하기가 용이하지 않을 뿐만 아니라 상기 각 웨이퍼(11)의 불량이 발생된다.

본 고안은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 보우트에 적재되어 공정이 완료된 복수개의 웨이퍼로 공기를 송풍하는 송풍팬의 전방에는 냉각수가 유동되는 웨이퍼 급속 냉각수단을 구비하여 상기 송풍팬에 의해 송풍되는 공기가 웨이퍼 급속 냉각수단을 지나면서 차가워진 상태로 각 웨이퍼로 보내지므로 상기 찬 공기에 의해 각 웨이퍼가 충분히 냉각됨과 동시에 냉각속도를 줄이므로 생산성이 향상되고, 상기 각 웨이퍼의 불량이 방지됨과 함께 상기 웨이퍼를 다음공정으로 용이하게 운반하도록 하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위해, 본 고안은 본체 내에 설치되는 챔버와, 상기 챔버의 하방에 설치되어 복수개의 웨이퍼가 적재되는 보우트와, 상기 보우트의 하단면에 결합되어 보우트를 챔버 내로 삽입 및 탈거시키는 보우트 엘리베이터와, 상기 보우트의 외측에 설치되어 각 웨이퍼를 냉각시키도록 보우트로 공기를 송풍하는 송풍팬을 구비한 버티컬 퍼니스 장비에 있어서, 상기 보우트와 송풍팬 사이에는 각 웨이퍼로 송풍되는 공기와 열교환이 이루어지도록 냉각수가 유동하는 웨이퍼 급속 냉각수단을 구비하여서 된 것을 특징으로 하는 버티컬 퍼니스 장비의 웨이퍼 급속 냉각장치가 제공된다.

도 1은 종래 버티컬 퍼니스 장비를 나타낸 구조도.

도 2는 종래 버티컬 퍼니스 장비의 웨이퍼 냉각장치를 나타낸 단면도.

도 3은 도 1의 Ⅰ-Ⅰ선단면도.

도 4는 본 고안 버티컬 퍼니스 장비의 웨이퍼 급속 냉각장치를 나타낸 구조도.

도 5는 본 고안 버티컬 퍼니스 장비의 웨이퍼 급속 냉각장치를 나타낸 단면도.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

101: 라디에이터 102: 냉각수 조절밸브

이하, 본 고안의 일 실시예를 첨부도면 도 4와 도 5를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

버티컬 퍼니스 장비는 종래의 구성에서 언급한 바 있으므로 중복되는 부분은그 설명을 생략하고, 동일한 구조에 한해서는 종래와 동일한 부호를 부여키로 한다.

도 4는 본 고안 버티컬 퍼니스 장비의 웨이퍼 급속 냉각장치를 나타낸 구조도이고, 도 5는 본 고안 버티컬 퍼니스 장비의 웨이퍼 급속 냉각장치를 나타낸 단면도로써, 본 고안은 공기 토출구(1a)가 형성된 본체(1)와, 상기 본체(1) 내의 상부에는 공정이 진행되는 반응관인 챔버(2)가 설치되어 있고, 상기 챔버(2)의 하방에는 복수개의 웨이퍼(11)가 적재되는 보우트(3)가 설치되어 있다.

상기 보우트(3)의 하단면에는 복수개의 웨이퍼(11)가 적재된 보우트(3)를 챔버(2) 내로 삽입 및 탈거시키도록 상기 보우트(3)를 이동시키는 보우트 엘리베이터(4)가 결합되어 있고, 상기 보우트(3)의 외측에는 각 웨이퍼(11)를 냉각시키도록 보우트(3)로 공기를 송풍하는 송풍팬(5)이 설치되어 있으며, 상기 송풍팬(5)의 전방에는 보우트(3)로 송풍되는 공기 중에 포함된 이물 등을 걸러내는 필터(6)가 설치되어 있다.

상기 보우트(3)의 외측에는 보우트(3)에 적재되어 가공된 웨이퍼(11)를 다음 공정을 위해 보관하는 트랜스퍼 선반(7)이 설치되어 있고, 상기 보우트(3)와 트랜스퍼 선반(7) 사이에는 보우트(3)의 각 웨이퍼(11)를 트랜스퍼 선반(7)으로 이송시키는 웨이퍼 트랜스퍼(9)가 이동가능하게 설치되어 있으며, 상기 트랜스퍼 선반(7)에는 복수개의 웨이퍼(11)를 하나씩 하나씩 삽입 고정되도록 복수개의 슬롯(8a)이 형성된 웨이퍼 캐리어(8)가 설치되어 있다.

상기 보우트(3)와 송풍팬(5) 사이에는 각 웨이퍼(11)를 급속 냉각시키기 위해 상기 보우트(3)의 각 웨이퍼(11)로 송풍팬(5)에서 송풍되는 공기와 열교환이 이루어지도록 차가운 냉각수가 유동하는 웨이퍼 급속 냉각수단이 구비되어 있다.

상기 웨이퍼 급속 냉각수단은 냉각수가 유입되어 내부를 유동하면서 상기 송풍팬(5)에서 송풍되는 공기의 온도를 하강시켜 상기 온도가 하강된 공기를 각 웨이퍼(11)로 보내도록 상기 송풍되는 공기와 냉각수를 열교환시키는 라디에이터(101)와, 상기 라디에이터(101)에 결합되어 라디에이터(101)로 냉각수를 공급 및 차단시켜 상기 각 웨이퍼(11)를 원활하고 충분하게 냉각시키기 위해 라디에이터(101) 내로 냉각수의 유입을 조절하도록 개폐되는 냉각수 조절밸브(102)로 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 본 고안의 작용은 다음과 같다.

먼저, 본체(1) 내의 하부에 설치된 보우트(3)에 복수개의 웨이퍼(11)를 일정 간격으로 이격되도록 삽입 고정한 다음 보우트 엘리베이터(4)를 챔버(2) 측으로 이동시킴에 따라 보우트(3)는 챔버(1) 내로 삽입되고, 상기 챔버(1) 내로 삽입된 보우트(3)의 각 웨이퍼(11)는 상기 챔버(2) 내에서 분사되는 플라즈마와 챔버(2) 외측의 히터(10)에서 발생되는 열에 의하여 증착 및 가공 등의 공정이 이루어진다.

상기 각 웨이퍼(11)의 공정이 완료되면 보우트 엘리베이터(4)가 챔버(2)의 하방으로 이동됨에 따라 보우트(3)는 챔버(2) 내에서 탈거되고, 상기 챔버(2) 내에서 탈거된 보우트(3)의 각 웨이퍼(11)는 고온 상태이므로 일정시간동안 냉각시키게 된다.

즉, 챔버(2) 내에서 각 웨이퍼(11)가 적재된 보우트(3)가 탈거됨과 동시에 보우트(3)의 외측에 설치된 송풍팬(5)이 회전되므로 상기 송풍팬(5)의 회전력에 의해 보우트(3)로 공기가 송풍된다.

이 때, 보우트(3)와 송풍팬(5) 사이에는 냉각수가 유동하는 라디에이터(101)가 설치되어 있으므로 상기 송풍팬(5)에서 송풍되는 공기는 냉각수가 유동하는 라디에이터(101)를 지나면서 열교환이 이루어져 즉, 냉각수가 공기의 열을 흡열함에 따라 상기 공기의 온도는 하강되고, 상기 냉각수의 온도는 상승하게 된다.

상기 온도가 하강된 공기는 계속해서 회전되는 송풍팬(5)의 회전력에 의해 보우트(3)로 보내져 상기 공정이 완료되어 온도가 상승된 보우트(3)의 각 웨이퍼(11)를 지나가면서 상기 각 웨이퍼(11)의 열을 공기가 흡열하므로 상기 공기의 온도는 상승됨과 동시에 각 웨이퍼(11)는 냉각된다.

상기 온도가 상승된 공기는 계속해서 회전되는 송풍팬(5)의 회전력에 따라 상기 본체(1)에 형성된 공기 토출구(1a)를 통해 본체(1)의 외부로 토출된다.

이 때, 라디에이터(101)에는 냉각수를 공급 및 차단시키기 위해 상기 라디에이터(101) 내로 냉각수의 유입을 조절하도록 개폐되는 냉각수 조절밸브(102)가 설치되어 있으므로 상기 냉각수 조절밸브(102)는 개폐되면서 송풍팬(5)에 의해 송풍되는 공기와 열교환이 이루어져 상기 각 웨이퍼(11)를 급속 냉각시키게 된다.

즉, 상기 송풍팬(5)이 회전됨과 동시에 냉각수 조절밸브(102)가 열림에 따라 상기 라디에이터(101) 내로 냉각수가 유입되어 라디에이터(101) 내를 유동하면서 공기와 열교환이 이루어지고, 상기 각 웨이퍼(11)의 냉각이 완료되면 송풍팬(5)의 회전이 정지됨과 동시에 냉각수 조절밸브(102)를 닫아 라디에이터(101) 내로 냉각수의 유입을 차단하게 된다.

한편, 라디에이터(101)의 전방 즉, 라디에이터(101)와 보우트(3) 사이에는 필터(6)가 설치되어 있으므로 상기 송풍팬(5)에서 송풍되는 공기가 라디에이터(101)를 지나 보우트(3)로 보내질 때 상기 공기 중에 포함된 먼지 또는 이물 등이 필터(6)에 의해 걸려지므로 상기 먼지 및 이물 등이 각 웨이퍼(11)로 전달되는 것을 방지함과 동시에 깨끗한 상태의 공기만 보우트(3)의 각 웨이퍼(11)로 보내므로 상기 각 웨이퍼(11)의 불량을 방지하게 된다.

상기 챔버(2) 내에서 공정이 완료되고 송풍팬(5)과 라디에이터(101)에 의해 냉각된 각 웨이퍼(11)는 보우트(3)의 외측에 설치된 웨이퍼 트랜스퍼(9)에 의해 보우트(3)에서 탈거되고, 상기 탈거된 각 웨이퍼(11)는 이동되는 웨이퍼 트랜스퍼(9)에 의해 트랜스퍼 선반(7)으로 이송되어 보관된다.

상기 트랜스퍼 선반(7)에는 복수개의 슬롯(8a)이 형성된 웨이퍼 캐리어(8)가 설치되어 있으므로 상기 웨이퍼 트랜스퍼(9)에 의해 트랜스퍼 선반(7)으로 이송되는 각 웨이퍼(11)는 상기 웨이퍼 캐리어(8)의 각 슬롯(8a)에 각각 하나씩 삽입됨에 따라 상기 각 웨이퍼(11)는 웨이퍼 캐리어(8)에 고정된다.

이상에서와 같이, 본 고안은 보우트와 송풍팬 사이에는 상기 보우트에 적재된 복수개의 웨이퍼로 송풍되는 공기와 열교환이 이루어지도록 냉각수가 유동하는 웨이퍼 급속 냉각수단 즉, 내부에 냉각수가 유동하는 라디에이터를 구비함으로써, 송풍팬의 회전력에 의해 챔버 내에서 공정이 완료되어 온도가 상승된 복수개의 웨이퍼로 송풍되는 공기가 라디에이터를 지나면서 열교환이 이루어지면서 온도가 하강된 상태로 보우트의 각 웨이퍼로 보내지므로 상기 각 웨이퍼는 급속 냉각이 이루어질 뿐만 아니라 상기 각 웨이퍼의 급속 냉각에 의해 공정시간이 줄어듬에 따라 생산성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 고온의 각 웨이퍼(11)가 충분하게 냉각됨에 따라 보우트에서 트랜스퍼 선반의 웨이퍼 캐리어로 이송된 각 웨이퍼가 상기 웨이퍼 캐리어의 각 슬롯으로 원활하게 삽입되어 고정되므로 상기 각 웨이퍼의 불량을 방지할 뿐만 아니라 상기 웨이퍼 캐리어에서 각 웨이퍼의 삽탈이 용이한 효과도 있다.

그리고, 필터에 함유되어 고온에서 다량으로 증발하면서 각 웨이퍼에서 불산(HF)과 반응하는 붕소(B: Boron)성분이 라디에이터를 통과하면서 차가워진 공기에 의해 발생이 저감되므로 상기 웨이퍼의 불량이 방지되는 효과도 있다.

Claims (1)

1. 본체 내에 설치되는 챔버와, 상기 챔버의 하방에 설치되어 복수개의 웨이퍼가 적재되는 보우트와, 상기 보우트의 하단면에 결합되어 보우트를 챔버 내로 삽입 및 탈거시키는 보우트 엘리베이터와, 상기 보우트의 외측에 설치되어 각 웨이퍼를 냉각시키도록 보우트로 공기를 송풍하는 송풍팬을 구비한 버티컬 퍼니스 장비에 있어서,

   상기 보우트와 송풍팬 사이에 설치되는 웨이퍼 급속 냉각수단은 냉각수가 유입되어 유동하면서 웨이퍼측으로 송풍되는 공기와 냉각수를 열교환시키는 라디에이터와,

   상기 라디에이터에 결합되어 라디에이터로의 냉각수의 유입을 조절하는 냉각수 조절밸브로 구성된 것을 특징으로 하는 버티컬 퍼니스 장비의 웨이퍼 급속 냉각장치.