KR20060131261A - 반도체 제조장치의 척 어셈블리 - Google Patents

반도체 제조장치의 척 어셈블리 Download PDF

Info

Publication number
KR20060131261A
KR20060131261A KR1020050051548A KR20050051548A KR20060131261A KR 20060131261 A KR20060131261 A KR 20060131261A KR 1020050051548 A KR1020050051548 A KR 1020050051548A KR 20050051548 A KR20050051548 A KR 20050051548A KR 20060131261 A KR20060131261 A KR 20060131261A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
chuck
chuck plate
cooling
cooling fan
wafer
Prior art date
Application number
KR1020050051548A
Other languages
English (en)
Inventor
김종준
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020050051548A priority Critical patent/KR20060131261A/ko
Publication of KR20060131261A publication Critical patent/KR20060131261A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

반도체 제조장치의 척 어셈블리를 제공한다. 이 척 어셈블리는 웨이퍼가 놓여지는 척 플래이트와, 상기 척 플래이트의 하부에 설치되어 상기 척을 냉각시키는 쿨링 팬을 구비하여 척 플래이트를 균일하게 냉각한다.
웨이퍼, 척, 냉각, 쿨링팬

Description

반도체 제조장치의 척 어셈블리{CHUCK ASSEMBLY FOR A SEMICONUCTOR FABRICATING APPARATUS}
도 1은 일반적인 반도체 제조 장치를 나타낸 도면.
도 2는 종래의 척 어셈블리를 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 척 어셈블리의 단면도.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 척 어셈블리의 단면도.
본 발명은 반도체 제조장치에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 웨이퍼가 놓여지는 반도체 제조장치의 척 어셈블리에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 제조공정에서 플라즈마를 이용한 박막의 형성 또는 식각 공정은 챔버 내에 설치된 척에 웨이퍼를 고정하여 공정을 진행한다. 특히 고온에서 공정이 진행된 웨이퍼는 캐리어가 고온에서 변형되거나 녹는 것을 방지하기 위하여 로드락 챔버로 옮겨지기 전에 냉각 챔버에서 냉각되어 로드락 챔버로 옮겨진다.
도 1은 일반적인 플라즈마 식각 및 포토레지스트 스트립 장비를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 반도체 제조장치는 웨이퍼(10)가 설비로 로딩되는 외부 인터페이스(100)와 공정설비(200)로 구분되며, 공정설비(200)는 적어도 하나의 로드락 챔버(12)와, 복수개의 공정챔버들(16) 및 로드락 챔버(200) 및 복수개의 공정 챔버들(16)으로 웨이퍼가 이동하기 위한 이송 아암(18)이 설치된 트랜스퍼 챔버(14)을 구비하고 있고, 공정 챔버들(16)에서 고온 공정이 완료된 웨이퍼를 냉각하기 위한 냉각 챔버(20)가 구비되어 있다.
고온의 웨이퍼를 냉각하기 위한 냉각 챔버(20)는 웨이퍼가 놓여지는 척 하단에 냉각수 및 헬륨가스 공급라인을 설치하여 냉각수를 이용하여 척을 냉각하거나, 웨이퍼와 척 사이에 헬륨가스가 흐르게 하여 온도를 낮춘다.
도 2는 종래의 척 어셈블리를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 냉각 챔버에 설치되어 웨이퍼를 고정하여 냉각시키는 척 어셈블리는 챔버 바닥(50) 상에 설치된 척 플래이트(52)와 상기 척 플래이트(52)의 외주에 형성되어 상기 척 플래이트(52)를 지지하는 서포터 링(54)으로 구성된다. 상기 척 플래이트(52)에는 냉각수의 유지 및 유통을 위한 냉각수 관(60)이 형성되어 있고, 상기 냉각수 관(60)에 냉각수를 공급 및 배출하기 위한 냉각수 공급관 및 배출관(56a, 56b)이 설치되어 있다. 또한, 웨이퍼와 척 사이에 헬륨가스를 흘려주어 웨이퍼의 온도를 낮추기 위하여 상기 척 플래이트(52)에는 헬륨 공급관 및 배출관(58a, 58b)에 연결된 헬륨 관(62)이 형성되어 있다. 상기 헬륨 관(62)은 상기 척 플래이트(52) 상부로 개방되고, 상기 척 플래이트(52) 상부에 형성된 그루브를 통해 헬륨이 흐르면서 웨이퍼를 냉각한다.
이와 같은 종래의 척 어셈블리는 냉각수와 헬륨 가스를 이용하여 웨이퍼를 냉각함에 있어서 몇가지 문제를 야기한다. 척 플래이트(52) 내에 냉각수를 공급하여 냉각하는 경우 냉각수 자체의 부식성으로 인해 부식이 발생하여 사용 시간이 경과함에 따라 냉각수 관(60)이 좁아지거나 폐색되어 냉각수의 유통이 원할하지 않고, 부식된 파티클이 챔버로 이동하여 웨이퍼를 오염시킬 수 있다. 통상적으로 냉각챔버는 트랜스퍼 챔버로부터 차단되지 않고 개방된 구조로 설치되는데, 냉각챔버에서 발생한 파티클은 개방된 트랜스퍼 챔버로 역류하여 공정 챔버까지 오염시킬 수도 있다. 냉각수에 의한 부식과 함께 종래의 척 어셈블리 구조는 헬륨가스의 누설이 우려된다. 헬륨 가스는 척 플래이트(52) 상면의 개방된 헬륨 관(62)을 통해 웨이퍼와 척 플래이트 사이의 그루브를 통하여 흐르면서 웨이퍼를 냉각하는데, 웨이퍼에 증착되는 박막의 장력으로 인해 웨이퍼가 휘어진 경우 헬륨이 누설되어 균일하게 냉각되지 않는 문제를 일으킨다. 또한, 냉각수의 공급 및 배출과 헬륨 가스의 공급 및 배출을 위하여 척 어셈블리의 구성이 복잡해지고, 이들을 제어하기 위위한 시스템 및 복잡한 설비가 요구된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 웨이퍼를 효율적으로 냉각할 수 있는 구조의 척 어셈블리를 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 웨이퍼를 균일하게 냉각할 수 있는 척 어셈블리를 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 냉각수 및 헬륨의 공급 및 배출을 위한 복잡한 설비가 요구되지 않는 척 어셈블리를 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 쿨링 팬을 구비한 척 어셈블리를 제공한다. 이 척 어셈블리는 웨이퍼가 놓여지는 척 플래이트와, 상기 척 플래이트의 하부에 설치되어 상기 척을 냉각시키는 쿨링 팬을 구비하고 있다.
상기 척 플래이트는 챔버 바닥에 설치되고, 서포터 링에 의해 상기 척 플래이트는 챔버 바닥에 지지된다. 상기 쿨링 팬은 상기 척 플래이트에 체결되거나, 상기 챔버 바닥에 체결될 수 있다.
척 플래이트의 냉각 효율이 향상되도록 상기 쿨링 팬과 상기 척 플래이트는 일정 간격 이격되어 냉각 공기가 흐르는 공간을 제공하고, 상기 공간을 따라 흐르며 척 플래이트화 열 교환된 공기를 배출하기 위한 배기구가 더 구비될 수 있다. 또한, 냉각 공기와 접촉되는 척의 표면적을 증가시키기 위하여 척 플래이트의 하부면에는 다수의 냉각 핀(fin)이 형성될 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 척 어셈블리를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 척 어셈블리는 챔버 바닥(100) 상에 설치되는 척 플래이트(102)를 구비하고 있고, 상기 척 플래이트(102)는 그 외주에 설치된 서포터 링(104)에 의해 지지된다. 상기 서포터링(104)의 상부면과 상기 척 플래이트(102)의 상부면은 단차를 가지는 것이 바람직하다. 상기 서포터링(104)은 측벽부가 상기 척 플래이트(102)의 가장자리에 위치하여 척 플래이트(102) 상에 놓여지는 웨이퍼가 가이드될 수 있다.
종래에는 상기 척 플래이트(102)를 냉각하기 위하여 척 플래이트(102) 내에 냉각수가 유통되는 냉각수 관(도 2의 52)가 형성되어 있고, 웨이퍼와 척 플래이트 사이에 헬륨 가스를 공급하기 위한 헬륨 관(도 2의 62)이 형성되어 있었으나, 본 발명의 척 어셈블리는 이들 냉각수 관 및 헬륨 관이 필요하지 않다. 냉각수와 헬륨 가스를 이용하여 척 및 웨이퍼를 냉각하는 종래의 척 어셈블리와 달리, 본 발명에 따른 척 어셈블리는 척 플래이트(102)의 하부에 설치되어 척 플래이트(102)의 배면을 냉각하는 쿨링 팬(106)이 구비되어 있다. 상기 쿨링 팬(106)은 날개(108)의 회전에 따른 냉각 공기를 상기 척 플래이트(102)의 배면으로 공급하여 척 플래이트(102)를 냉각한다. 공기에 의해 척 플래이트(102)의 배면을 냉각하여 척에 놓여진 웨이퍼의 온도를 낮추기 때문에, 냉각수에 의한 파트의 부식과 헬륨의 누설로 인한 불균일 냉각 등의 문제가 발생하지 않는다.
상기 쿨링핀(106)은 체결구에 의해 상기 챔버 바닥(100)에 체결된 것일 수도 있고, 상기 척 플래이트(102)에 체결된 것일 수도 있다. 어느 구조를 채택하더라도, 상기 쿨링 팬(106)은 탈착이 가능하여 교환, 수리 및 청소 등이 가능한 구조인 것이 바람직하다. 상기 쿨링 팬(106)을 동작하기 위한 DC선(110)이 시스템으로 연결될 수 있다.
상기 쿨링 팬(106)은 대기모드와 동작모드로 구분되어 작동할 수 있다. 대기모드에서 상기 쿨링 팬(106)은 정지되어 있거나, 느린 rpm으로 회전하면서 전원 소비를 줄이고, 고온의 웨이퍼가 척 플래이트(102) 상에 놓여지면 동작모드로 전환하여 빠른 rpm으로 회전하여 척 플래이트 및 웨이퍼를 냉각한다. 이를 위하여, 제조 설비의 제어 시스템에 이송 아암의 동작에 연동되어 쿨링 팬의 동작모드를 제어하는 제어블록을 프로그램하거나, 척 플래이트(102)에 온도 센서를 장착하여 척 플래이트의 온도에 대응하여 쿨링 팬(106)의 회전수를 변경하는 제어블록을 프로그램할 수 있다.
상기 척 플래이트(102)의 배면에 공급되어 척 플래이트와 열교환된 고온의 공기를 외부로 배출하기 위해서 상기 쿨링 팬의 날개(108)와 상기 척 플래이트(102)에는 일정한 간격이 유지되는 것이 바람직하다.
도 4는 냉각효율이 증진된 척 어셈블리를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 챔버 바닥(200)과 상기 챔버 바닥(200) 상에 설치되어 웨이퍼가 그 상면에 놓여지는 척 플래이트(202) 및 상기 척 플래이트(202)의 외주에 설치되어 상기 척 플래이트(202)를 지지하는 서포터 링(204)를 구비하고 있다. 상기 서포터 링(204)은 상기 척 플래이트(202)의 상부면보다 높이 돌출되어 그 측벽이 상기 척 플래이트(202)의 가장자리에 위치하도록 형성할 수 있다. 상기 척 플래이트(202) 하부에 쿨링 팬(206)이 설치되어 상기 척 플래이트(202)의 배면을 냉각 한다. 상기 쿨링 팬(206)은 상기 척 플래이트(202)의 배면으로부터 이격되어 설치되어 상기 쿨링 팬(206)과 상기 척 플래이트(202) 사이에는 냉각 공기가 유통하기 위한 공간이 형성된다. 상기 쿨링 팬(206)의 날개의 회전에 의해 상기 척 플래이트(202)의 배면으로 공급된 공기는 척 플래이트와 쿨링 팬 사이의 공간을 따라 흘러 상기 챔버 바닥(200)에 형성된 배출구(212)를 통해 외부로 배출될 수 있다. 상기 척 플래이트(202)의 배면에 공급된 공기는 척 플래이트와 열교환되고, 열교환된 공기는 척 플래이트의 중앙에서 가장자리로 이동하여 상기 척 플래이트 가장자리 하부에 형성된 배출구(212)를 통해 배출됨으로써 상기 척 플래이트(202)의 온도를 효율적으로 낮출 수 있다. 상기 척 플래이트(202)의 냉각 효율을 더욱 증진시키기 위하여 냉각 공기와 접촉하는 상기 척 플래이트(202)의 배면에 복수개의 냉각 핀(210)이 형성될 수도 있다. 상기 냉각 핀(210)의 냉각공기의 순환이 원활하도록 스트라이프 형상, 메트릭스 형상 또는 중앙에서 가장자리로 방사형으로 펼쳐진 구조로 형성하는 것이 효과적일 것이고, 핀의 두께 및 핀의 높이를 적절히 조절하여 냉각공기와 접촉면적을 극대화하는 것이 바람직하다. 이 실시예에서도 상기 냉각 팬(206)은 시스템에 연결된 DC선(210)을 통해 회전수 및 회전 시기가 제어되는 것이 바람직하다.
이상에서 논의된 척 어셈블리는 웨이퍼를 고정하는 방식에 따라 진공척 및 정전척의 어느 것이든 적용될 수 있다. 진공척에 적용되는 경우, 상기 척 플래이트의 상부로 개방된 진공 라인이 척 플래이트 내부에 형성될 수 있을 것이고, 정전척인 경우, 상기 척 플래이트의 내부에 별도의 전극이 내장되어 정전기에 의한 웨이 퍼의 고정이 가능할 것이다.
상술한 것과 같이 본 발명에 따르면, 웨이퍼를 냉각할 수 있는 척 어셈블리의 냉각수단으로 냉각수 및 헬륨 가스를 이원화하여 사용한 종래의 척 어셈블리와 달리 척 플래이트 배면에 냉각공기를 공급하여 척 플래이트를 냉각하는 쿨링 팬을 냉각수단으로 사용하였다.
종래에는 냉각수를 이용함으로써 척 플래이트 내의 냉각수 관을 따라 온도 편차가 있거나, 냉각수 공급 및 배출관과 척 플래이트 내에 형성된 냉각수 관이 부식되어 냉각수의 공급이 원활하지 않게됨으로써 척 플래이트가 균일하게 냉각되지 않는 문제를 야기하였고, 웨이퍼와 척 사이에서 헬륨이 누설되어 웨이퍼가 불균일하게 냉각되는 문제가 있었다.
그러나, 본 발명과 같이 쿨링 팬을 이용하여 척 플래이트 배면을 냉각하는 경우 척 플래이트를 균일하게 냉각할 수 있고, 부식이나 헬륨 누설 등이 일어나지 않기 때문에 챔버의 오염을 억제할 수 있따.

Claims (7)

  1. 웨이퍼가 놓여지는 척 플래이트; 및
    상기 척 플래이트의 하부에 설치되어 상기 척을 냉각시키는 쿨링 팬을 포함하는 척 어셈블리.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 쿨링 팬은 상기 척 플래이트에 체결된 것을 특징으로 하는 척 어셈블리.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 척 플래이트가 설치되는 챔버 바닥;
    상기 척 플래이트의 외주에 형성되어 상기 척 플래이트를 지지하는 서포터 링을 더 포함하되,
    상기 쿨링 팬은 상기 챔버 바닥에 체결된 것을 특징으로 하는 척 어셈블리.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 쿨링 팬과 상기 척 플래이트 사이에 냉각 공기가 흐르는 공간이 존재하고, 상기 공간을 따라 흐르며 상기 척 플래이트와 열교환된 공기가 배출되는 배기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 척 어셈블리.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 쿨링 팬에 대향하는 척 플래이트의 하부면에는 다수의 냉각 핀이 형성된 것을 특징으로 하는 척 어셈블리.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 쿨링 팬은 정지 또는 저속회전의 대기모드와, 고속회전의 동작모드로 제어되는 것을 특징으로 하는 척 어셈블리.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 쿨링 팬의 회전수는 척의 온도에 비례하는 것을 특징으로 하는 척 어셈블리.
KR1020050051548A 2005-06-15 2005-06-15 반도체 제조장치의 척 어셈블리 KR20060131261A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050051548A KR20060131261A (ko) 2005-06-15 2005-06-15 반도체 제조장치의 척 어셈블리

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050051548A KR20060131261A (ko) 2005-06-15 2005-06-15 반도체 제조장치의 척 어셈블리

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20060131261A true KR20060131261A (ko) 2006-12-20

Family

ID=37811356

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050051548A KR20060131261A (ko) 2005-06-15 2005-06-15 반도체 제조장치의 척 어셈블리

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20060131261A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100981748B1 (ko) * 2008-08-27 2010-09-10 주식회사 이오테크닉스 진공 척 및 이를 구비한 가공 장치
TWI402933B (zh) * 2009-11-26 2013-07-21 Semes Co Ltd 可供應冷卻水之半導體元件切割設備的真空夾頭座

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100981748B1 (ko) * 2008-08-27 2010-09-10 주식회사 이오테크닉스 진공 척 및 이를 구비한 가공 장치
TWI402933B (zh) * 2009-11-26 2013-07-21 Semes Co Ltd 可供應冷卻水之半導體元件切割設備的真空夾頭座

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5953827A (en) Magnetron with cooling system for process chamber of processing system
KR20060133656A (ko) 반도체 설비용 정전 척의 냉각 장치
US8741065B2 (en) Substrate processing apparatus
JP4606355B2 (ja) 熱処理装置、熱処理方法及び記憶媒体
JP4601070B2 (ja) 熱処理装置
US6534750B1 (en) Heat treatment unit and heat treatment method
US7216496B2 (en) Heating medium circulating device and thermal, treatment equipment using the device
US11842906B2 (en) Heating treatment apparatus and heating treatment method
US20150323250A1 (en) Substrate processing apparatus, deposit removing method of substrate processing apparatus and recording medium
JP4519087B2 (ja) 熱処理装置
KR20060131261A (ko) 반도체 제조장치의 척 어셈블리
CN105074884A (zh) 基板处理装置
CN112011774B (zh) 半导体设备及其半导体腔室以及半导体冷却方法
US20100330273A1 (en) Substrate processing apparatus and substrate processing method for heat-treating substrate
WO2019213253A1 (en) Methods, apparatuses and systems for substrate processing for lowering contact resistance
JP4969353B2 (ja) 基板処理装置
JP5390324B2 (ja) 基板処理装置
KR102533330B1 (ko) 진공 처리 장치
US20080011713A1 (en) Substrate processing apparatus, substrate processing method and substrate manufacturing method
JP7510487B2 (ja) ガス供給ユニット及びこれを含む基板処理装置
KR20220020100A (ko) 기판 처리 장치 및 액 공급 유닛
TW202309323A (zh) 沉積系統及其操作方法
WO2023021999A1 (ja) 基板処理方法および基板処理装置
JP2022180847A (ja) 基板処理装置および基板処理方法
KR20060007663A (ko) 플라즈마 처리 장치

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination