KR200248846Y1 - 반도체 공정 챔버의 냉각 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 반도체 공정 챔버의 냉각 장치에 관한 것으로, 냉각가스 공급원으로부터 냉각가스를 반도체 공정 챔버 내의 웨이퍼 뒷면으로 공급하는 냉각가스 공급모듈과, 웨이퍼 뒷면으로 공급된 냉각가스를 배기하는 냉각가스 배기 모듈을 포함하며, 냉각가스 공급모듈은, 냉각가스 공급원으로부터 챔버로의 냉각가스 공급 유량을 일정하게 조절하는 유량 조절기와, 챔버로 공급되는 냉각가스의 압력을 측정하는 압력 게이지와, 압력 게이지의 압력 측정값을 전달받아 챔버로 공급되는 냉각가스의 압력을 조절하는 압력 조절기와, 유량 조절기 및 압력 게이지와 챔버와의 사이에 각각 설치되어 챔버로의 냉각가스 공급 및 차단 동작에 연동하여 개방 및 폐쇄되는 유닛 보호용 밸브들을 포함하며, 공정 초기에 냉각가스의 흐름을 안정되게 제어하여 웨이퍼 표면의 온도를 원활히 유지하므로 공정 초기에 웨이퍼 상의 현상액이 타는 현상이나 웨이퍼 상의 센터 부위와 에지 부위의 균일한 에칭이 되지 않는 현상을 미연에 방지하여 웨이퍼 불량률을 최소화함으로서 생산성을 향상시키는 이점이 있다.

Description

반도체 공정 챔버의 냉각 장치{COOLING APPARATUS FOR SEMICONDUCTOR PROCESS CHAMBER}

본 고안은 반도체 공정 챔버(Chamber)의 냉각 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 제조 공정에서 웨이퍼를 가공하는 반도체 공정 챔버에서 웨이퍼 표면의 원활한 온도 유지를 위하여 냉각 가스를 이용하여 웨이퍼의 뒷면을 냉각시키는 장치에 관한 것이다.

주지와 같이, 반도체 제조 공정에서 웨이퍼는 챔버내에 안착되어 반도체 제조를 위한 여러 가지 가공이 실시되며, 이때 웨이퍼는 고온상태가 되고, 웨이퍼의 뒷면은 챔버 냉각 장치에 의해 공급되는 냉각가스에 의해서 냉각된다.

도 1은 종래 기술에 따른 반도체 공정 챔버 냉각 장치의 구성도로서, 냉각가스 공급원으로부터 냉각가스를 반도체 공정 챔버 내의 웨이퍼 뒷면으로 공급하는 냉각가스 공급모듈이 도시되어 있으며, 웨이퍼 뒷면으로 공급된 냉각가스를 배기하는 냉각가스 배기 모듈은 도시 생략되었다.

도 1에 도시된 바와 같이 종래의 냉각가스 공급모듈은, 공급 밸브들(11∼16), 유량 조절기(21,22), 어큐뮬레이터(Accumulator; 31,32), 압력 게이지(41,42), 압력 조절기(51,52), 진공 탱크(2)로 구성된다. 여기서 진공 탱크(2)를 제외한 여타의 구성 요소가 쌍으로 구비된 이유는 웨이퍼 상의 센터 부위와 에지 부위에 냉각가스를 균일하게 공급하기 위함이다.

유량 조절기(21,22)는 냉각가스 공급원으로부터 챔버(1)로의 냉각가스 공급 유량을 일정하게 조절하며, 공급 밸브(11,12)는 이에 연동한다.

어큐뮬레이터(31,32)는 일정 압력으로 채워지며, 이에 연동하는 공급 밸브(13,14)를 통해 챔버(1) 내로 냉각가스를 공급한다.

압력 게이지(41,42)는 챔버(1)로 공급되는 냉각가스의 압력을 측정한다.

압력 조절기(51,52)는 압력 게이지(41,42)의 압력 측정값을 전달받아 챔버(1)로 공급되는 냉각가스의 압력을 진공 탱크(2)의 진공압력으로 낮추어 조절하며, 공급 밸브(15,16)는 이에 연동한다.

그런데, 전술한 바와 같은 종래의 반도체 공정 챔버 냉각 장치는 공정 초기에 어큐뮬레이터(31,32)에 일정 압력까지 냉각가스가 저장된 이후에 공정을 시작할 수 있으며, 공급 밸브(13,14)가 동작하지 않더라도(공급 밸브의 오동작시) 어큐뮬레이터(31,32)에 정체되어 있던 냉각가스가 압력 조절기(51,52)를 통하여 조절되면서 공정이 진행된다.

따라서, 웨이퍼 표면의 온도 유지를 원활히 할 수 없는 상태로 공정이 진행되어 웨이퍼 상의 현상액이 타는 현상이나 웨이퍼 상의 센터 부위와 에지 부위의 균일한 에칭이 되지 않는 현상이 발생하여 웨이퍼 불량률을 증가시켜 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.

본 고안은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안한 것으로, 그 목적하는 바는 종래의 반도체 공정 챔버 냉각 장치의 냉각가스 공급모듈에서 어큐뮬레이터를 제거하여 공급 밸브의 오동작으로 인한 웨이퍼 불량을 미연에 방지하며, 유닛 보호용 밸브를 설치하여 세정 작업 등으로 인한 챔버 오픈시에 유량 조절기와 압력 게이지 등의 파손을 방지하는 데 있다.

이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 고안에 따른 반도체 공정 챔버의 냉각 장치는, 냉각가스 공급원으로부터 냉각가스를 반도체 공정 챔버 내의 웨이퍼 뒷면으로 공급하는 냉각가스 공급모듈과, 상기 웨이퍼 뒷면으로 공급된 냉각가스를 배기하는 냉각가스 배기 모듈을 포함하는 반도체 공정 챔버의 냉각 장치에 있어서, 상기 냉각가스 공급모듈은, 상기 냉각가스 공급원으로부터 상기 챔버(1)로의 냉각가스 공급 유량을 일정하게 조절하는 유량 조절기(21,22)와, 상기 챔버(1)로 공급되는 냉각가스의 압력을 측정하는 압력 게이지(41,42)와, 상기 압력 게이지(41,42)의 압력 측정값을 전달받아 상기 챔버(1)로 공급되는 냉각가스의 압력을 조절하는 압력 조절기(51,52)와, 상기 유량 조절기(21,22) 및 압력 게이지(41,42)와 상기 챔버(1)와의 사이에 각각 설치되어 상기 챔버(1)로의 냉각가스 공급 및 차단 동작에 연동하여 개방 및 폐쇄되는 유닛 보호용 밸브들(111,112,113,114)을 포함한다.

도 1은 종래 기술에 따른 반도체 공정 챔버 냉각 장치의 구성도,

도 2는 본 고안에 따른 반도체 공정 챔버 냉각 장치의 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 챔버 2 : 진공 탱크

11 ∼ 16 : 공급 밸브 21,22 : 유량 조절기

41,42 : 압력 게이지 51,52 : 압력 조절기

111,112,113,114 : 유닛 보호용 밸브

본 고안의 실시예로는 다수개가 존재할 수 있으며, 이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이 실시예를 통해 본 고안의 목적, 특징 및 이점들을 보다 잘 이해할 수 있게 된다.

도 2는 본 고안에 따른 반도체 공정 챔버 냉각 장치의 구성도로서, 냉각가스 공급원으로부터 냉각가스를 반도체 공정 챔버 내의 웨이퍼 뒷면으로 공급하는 냉각가스 공급모듈이 도시되어 있으며, 웨이퍼 뒷면으로 공급된 냉각가스를 배기하는 냉각가스 배기 모듈은 도시 생략되었다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 고안의 냉각가스 공급모듈은, 공급 밸브들(11,12,15,16), 유량 조절기(21,22), 압력 게이지(41,42), 압력 조절기(51,52), 진공 탱크(2), 유닛 보호용 밸브들(111,112,113,114)로 구성된다. 여기서 진공 탱크(2)를 제외한 여타의 구성 요소가 쌍으로 구비된 이유는 웨이퍼 상의 센터 부위와 에지 부위에 냉각가스를 균일하게 공급하기 위함이다.

유량 조절기(21,22)는 냉각가스 공급원으로부터 챔버(1)로의 냉각가스 공급 유량을 일정하게 조절하며, 공급 밸브(11,12)는 이에 연동한다.

압력 게이지(41,42)는 챔버(1)로 공급되는 냉각가스의 압력을 측정한다.

압력 조절기(51,52)는 압력 게이지(41,42)의 압력 측정값을 전달받아 챔버(1)로 공급되는 냉각가스의 압력을 진공 탱크(2)의 진공압력으로 낮추어 조절하며, 공급 밸브(15,16)는 이에 연동한다.

유닛 보호용 밸브들(111,112,113,114)은 유량 조절기(21,22) 및 압력 게이지(41,42)와 챔버(1)와의 사이에 각각 설치되어 챔버(1)로의 냉각가스 공급 및 차단 동작에 연동하여 개방 및 폐쇄된다.

전술한 바와 같이 구성된 본 발명의 반도체 공정 챔버 냉각 장치는 종래 기술과 비교할 때에 어큐뮬레이터가 제거되었으며, 유닛 보호용 밸브들이 추가 설치되었음을 알 수 있다.

본 발명은 어큐뮬레이터가 제거됨에 따라 종래 기술과는 달리 공정 초기에 냉각가스를 어큐뮬레이터에 저장하지 않으며, 이로서 공정 초기에 냉각가스의 흐름 제어를 안정되게 할 수 있어 웨이퍼 표면의 온도를 원활히 유지할 수 있다.

아울러, 챔버(1)로의 냉각가스 공급 및 차단 동작에 연동하여 유닛 보호용 밸브들(111,112,113,114)이 설치되어 있으므로 세정 작업 등으로 인한 챔버 오픈시에 유량 조절기(21,22)와 압력 게이지(41,42)의 파손을 방지한다.

전술한 바와 같은 본 고안은 공정 초기에 냉각가스의 흐름을 안정되게 제어하여 웨이퍼 표면의 온도를 원활히 유지하므로 공정 초기에 웨이퍼 상의 현상액이 타는 현상이나 웨이퍼 상의 센터 부위와 에지 부위의 균일한 에칭이 되지 않는 현상을 미연에 방지하여 웨이퍼 불량률을 최소화함으로서 생산성을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 냉각가스 공급원으로부터 냉각가스를 반도체 공정 챔버 내의 웨이퍼 뒷면으로 공급하는 냉각가스 공급모듈과, 상기 웨이퍼 뒷면으로 공급된 냉각가스를 배기하는 냉각가스 배기 모듈을 포함하는 반도체 공정 챔버의 냉각 장치에 있어서:

   상기 냉각가스 공급모듈은,

   상기 냉각가스 공급원으로부터 상기 챔버(1)로의 냉각가스 공급 유량을 일정하게 조절하는 유량 조절기(21,22);

   상기 챔버(1)로 공급되는 냉각가스의 압력을 측정하는 압력 게이지(41,42);

   상기 압력 게이지(41,42)의 압력 측정값을 전달받아 상기 챔버(1)로 공급되는 냉각가스의 압력을 조절하는 압력 조절기(51,52); 및

   상기 유량 조절기(21,22) 및 압력 게이지(41,42)와 상기 챔버(1)와의 사이에 각각 설치되어 상기 챔버(1)로의 냉각가스 공급 및 차단 동작에 연동하여 개방 및 폐쇄되는 유닛 보호용 밸브들(111,112,113,114)을 포함하여 구성된 반도체 공정 챔버의 냉각 장치.