KR960000949B1 - 반도체 웨이퍼 처리 시스템용 열 전달 장치 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

반도체 웨이퍼 처리 시스템용 열 전달 장치
제1도는 본 발명에 따라 반도체 웨이퍼를 기체 강회 열 전달을 위한 장치의 단면도.
제2도는 제1도의 장치에서 웨이퍼상에 적용된 힘을 설명하는 자유체를 도시하는 도면.
제3a도는 웨이퍼가 제공되지 않고 본 발명에 따른 저수준 밀폐부의 확대 단면도.
제3b도는 플래턴(platen)상에 웨이퍼가 제공된 본 발명의 저급 밀폐부의 확대 단면도.
제4도는 본 발명에 따른 플래턴상의 웨이퍼를 부분적으로 절취한 평면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 평판 12 : 반도체 웨이퍼
14 : 진공실 16 : 플래턴 표면
18 : 진공실 도어 22 : 이온 빔
28 : 차단 밸브 40 : 스프링 부하 클램핑 링
본 발명은 진공실에서의 공작물의 처리에 관한 것으로 특히 전달 매체로서 기체를 이용하는 반도체 웨이퍼의 처리를 위한 시스템에서의 열 전달 장치에 관한 것이다.
집적 회로의 제조에서 고 에너지 빔을 진공에서 반도체 웨이퍼상에 인가하는 것을 포함하는 여러가지 공정이 확립되었다.
이 공정은 이온 주입, 이온 빔 연마 및 반응성 이온 에칭등을 포함한다. 각각의 경우, 빔 이온은 소스에서 발생이 되며 목표물을 향해 가속 정도를 변화시키면서 진행된다. 이온 주입은 반도체 웨이퍼에 불순물을 주입하기 위한 표준 기술이 되었다. 불순물은 반도체 재질의 결정격자 이온을 주입하는 수단으로 이온 에너지의 모멘트를 이용하여 반도체 웨이퍼의 덩어리에 주입된다.
에너지를 갖는 이온이 반도체 웨이퍼상에 충돌하여 반도체내로 진행할때 원자 충돌에 의해 열이 발생한다. 이 열은 이온 빔의 에너지 레벨 전류 레벨을 증가시켜 조절할 수 없는 정도로 소정의 범위 이상으로 불순물이 확산되게 하기 때문에 매우 중요하다. 소자의 형태가 더 작아질때 이러한 제어할 수 없는 확산은 더욱 허용 불가능하다. 상기 열로 인해 더욱 심각한 문제는 처리전에 반도체 웨이퍼에 인가되고 비교적 낮은 융점을 갖는 패턴형의 감광성 내식층의 질적 저하 문제이다.
상업적인 반도체 처리 공정에서, 가장 주된 목적은 단위 시간당 처리된 웨이퍼로 가장 많은 제품을 얻는 것이다. 이온 빔 시스템에서 많은 생산 제품을 얻는 한가지 방법은 비교적 높은 전류 빔을 얻는 것이다. 그러나, 많은량의 열이 웨이퍼에서 발생될 수 있다. 그래서 고온으로 상승하는 것을 방지하기 위해 웨이퍼를 냉각시킬 필요가 있다.
웨이퍼 온도를 소정의 한계 이하로 유지하기 위한 기술로는 배치 처리(batch processing)이 있으며, 이는 이온 입사력이 다수의 웨이퍼상에 분산되게 하고 빔을 시분할 스캐닝하며 웨이퍼와 히트 싱크 사이에 직접적인 접촉을 통한 전도성 냉각이 이루어진다(미합중국 특허 제4,282,924호 참조). 직접 접촉을 이용한 시스템의 냉각 효율은 웨이퍼의 후면이 열적으로 전도성 표면과 접촉하는 범위로 한정이 된다. 왜냐하면 미시적인 관점에서 단지 작은 면적은 2개 표면(전형적으로 5% 이하)이 실제로 접촉하게 된다.
기체 전도의 기술은 2개의 반대 표면 사이에 열적인 결합을 허용하며, 진공에서 반도체 처리 공정에 인가된다.
한가지 방법으로 기체를 웨이퍼와 지지판 사이의 공동에 유입시키는 것이다(미합중국 특허 제4,264,762호참조). 그러나 이러한 방법으로 얻을 수 있는 열 전달은 한계가 있다. 왜냐하면 웨이퍼의 굴곡이 비교적 낮은 기체 압력에서 생기기 때문이다.
반도체 웨이퍼에서 기체 보조 직접 접촉 열 전달은 본 출원인의 양수인에게 양도된 미합중국 특허 제4,457,359호에 공지되어 있다. 반도체 웨이퍼는 형성판상에서 주변부가 클램프되고 그리고 압력은 가한 상태의 기체가 플래턴과 웨이퍼 사이의 작은 공백 영역 사이에 유입된다. 기체 압력은 웨이퍼-플래턴 공간의 증가 없이 프리로딩 클램핑 압력에 가깝다. 기체 압력은 웨이퍼-플래턴 갭의 증가 없이 충분히 증가되었기 때문에, 열 저항이 감소되며 기체 보조 상태인 직접 접촉 열 전달은 양호한 결과를 가져온다. 이들 2가지 방법에서, 기체는 웨이퍼의 뒤편에 있는 열 전달 영역에 제공되는 압력을 조절하기 위한 수단을 포함하는 개스 소스로부터 제공이 된다.
웨이퍼를 지지하는 플래턴의 형태에 관계없이, 열 전달 영역으로부터 진공 처리실로 흐르는 기체의 흐름을 제한할 필요가 있다. 진공실내로 제어되지 않은 기체 유입은 이온 빔을 산란시켜 주입량 측정 정확도에 영향을 줄 수 있는 중화 충돌을 야기시킨다.
열 전달 영역으로부터의 개스 흐름을 방지하는 한가지 방법은 반도체 웨이퍼의 주변 부근의 플래턴 표면에 있는 홈에 탄성체 O링을 배치하는 것이다. 웨이퍼가 플래턴 표면에 대해 클램프 되었을때 O링은 수축이 되어 열 전달 영역의 주위에서 주변 밀폐부를 형성한다.
탄성체 O링과 반도체 웨이퍼 사이의 밀폐부는 일반적으로 만족스러운 결과를 나타내는 반면, 어떤 결점도 지니고 있다. 플래턴면에 대해 웨이퍼를 클램핑시키는 클램핑 링은 전형적으로 웨이퍼의 주변부에 근접하여 있기 때문에 한편 사용가능한 웨이퍼 영역이 클램핑 링에 의해 차단되지 않는다. O링은 웨이퍼의 연부와 클램핑 링으로부터 내부 반경 방향으로 위치되어 웨이퍼판을 중복시키는 것을 피한다. 그래서, 웨이퍼가 제위이에 클램프 되었을때, O링은 클램핑력에 반대방향으로 그리고 클램핑력의 반경상 내부방향인 힘을 작용시킨다. 그 결과 웨이퍼의 중심 위치는 상승하려는 경향이 있고, 웨이퍼와 열 전달 영역에 있는 플래턴 표면 사이의 압력이 감소된다. 중심 위치가 상승되었을때 웨이퍼와 플래턴 표면 사이의 열 전달 비율은 거의 감소된다. 또한 서로 반대로 향하고 있는 클램핑과 O링의 힘은 반도체 웨이퍼 응력을 가하며, 어떤 경우에는 8000psi의 통상 허용된 범위 이상으로 과다한 응력을 웨이퍼에 가하여 종래 기술의 O링에 부착될 수 있기 때문에 웨이퍼를 분리하는데 바람직하지 못한 장애를 유발한다.
이온 주입 시스템에서 반도체 재질내로 이온의 주입의 깊이는 반도체 재질의 결정 격자와 이온 빔 사이의 배치 각도에 따라 일부 좌우된다. 어떤 각도에 대해서는 채널링으로 공지된 바람직하지 못한 효과가 과도한 이온 주입을 가져오게 된다.
웨이퍼가 곡면 또는 돔형 플래턴에 클램프 되었을때 이온 빔의 입사 각도는 웨이퍼의 표면에 따라 변하게 되어 공간적으로 변하는 채널링을 유발시킨다. 웨이퍼와 이온 빔 사이에서 일정한 입사각을 유지하여 상기와 같은 공간적으로 변하는 채널링을 피하는 것이 바람직하다. 그러나 상술된 클램핑과 O링 힘은 웨이퍼를 돔형으로 변형시켜 채널 문제를 더욱 악화시킨다.
그래서 웨이퍼에 과도한 응력을 가하지 않고 그리고 열 전달 특성에 나쁜 영향을 주지 않으면서 플래턴면과 웨이퍼 사이에 열 전달 영역을 밀폐하는 수단을 제공하는 것이 바람직하다. 본 출원의 양수인에게 양도된 미합중국 특허 제4,452,298호에는 고 진공실에 도달하기 전에 열 전달 영역으로부터 기체가 이탈하는 것을 없애는 기술이 공지되어 있다. 웨이퍼 주변 둘레의 중간 영역은 열 전달 영역에 있는 기체의 압력 이하의 압력이 되도록 펌프로 진공 상태를 만든다. 상기 장치는 웨이퍼의 주변 전면과 고 진공실 사이에서 밀폐가 필요하여 웨이퍼 처리대의 구조를 복잡하게 하는 단점이 있다.
본 발명의 목적은 진공실에서 얇고 탄력성 있는 작업편에 열 전달을 하기 위한 개량된 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 열 전달 기체가 고 진공실에 도달하는 것을 방지하면서, 진공실에서 얇고 탄력성 있는 작업편으로 열 전달을 위한 개량된 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 작업편에 과도한 응력을 가하지 않고 진공실에서 얇고 탄력성 있는 작업편에 열 전달을 위한 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 있어서 그외 다른 특징 및 장점은 처리 공정동안 얇고, 유연한 작업편에 열 전달을 하기 위해 진공실이 진공실에 노출된 표면을 이용하여 처리 위치에서 작업편을 지지하는 플래턴 표면을 포함한 플래턴 수단과, 작업편을 플래턴 표면에 클램핑하기 위한 수단과, 작업편과 플래턴 표면 사이의 열 전달 영역으로 소정 압력의 기체를 유입하기 위한 수단과, 열 전달 영역으로부터 진공실로의 개스 유입을 방지하는 수단을 구비하는 장치에서 얻어진다. 개스 흐름 방지 수단은 길쭉한 형태의 단면을 갖는 탄성체 링과 웨이퍼의 주변 부근과 열 전달 영역을 둘러싸는 부근 평판 표면에는 밀폐 홈을 구비한다.
상기 홈은 링의 고정 연부 부분을 단단하게 고정하여 링의 이동 연부 부분이 평판 표면 이상으로 연장되어 작업편과 접촉하게 하는 제1홈 부분을 포함하고 있다. 길쭉한 형태의 단면은 평판 표면에 대해 예각으로 위치된 긴 칫수를 갖는다. 밀폐 홈은 작업편이 플래턴 표면에 클램프 되었을때 굴곡 변형에 의해 링의 이동 연부 부분을 수용하는 제2홈 부분을 포함한다.
탄성체 링의 길쭉한 형태의 단면부는 평행사변형 형태를 가지어 링이 작업편과 접촉하는 지점에 대해 테이퍼되는 것이 바람직하다. 또한 제1홈 부분은 링의 고정 연부의 반대측면을 단단하게 고정하기위해 간격을 두고 있는 평행 측벽을 포함하며, 상기 측벽은 플래턴 표면에 대해 예각으로 위치되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 반도체 웨이퍼에 기체 보강 열 전달을 위한 장치가 제1도에 단순한 형태로 도시되어 있다. 상기 장치는 배리언 어소시에이츠 인코포레이티드의 엑스트리온 디비젼에서 제작하여 판매하는 모델 350D 이온 주입 시스템과 같은 이온 주입 시스템에서 사용될 수 있다. 이온 주입 시스템의 목표물 영역은 제1도에 도시되어 있다. 플래턴(10)은 진공실(14)에 노출된 전면과 더불어 처리 위치에서 반도체 웨이퍼(12)에 대한 지지부를 제공한다. 플래턴(10)은 알루미늄과 같은 금속임, 본 발명의 양수인에게 양도된 미합중국 특허 제4,282,924호 및 4,535,835호에 기술된 바와 같이 돔형 또는 곡면형으로 될 수 있는 플래턴 표면(16)을 포함한다.
다른 한편 플래턴 표면(16)을 곡률이 비교적 작지만 거의 평면으로 도시되어 있다. 웨이퍼(12)가 곡면 플래턴 표면(16)에 대해 클램프되어 있을때 표면(16)에 맞도록 굴곡된다. 플래턴 표면(16)의 윤곽부는 웨이퍼(12)와 표면(16) 사이의 긴밀한 접촉을 보장하도록 선택이 된다. 플래턴(10)은 진공실 도어(18)에 부착되거나 또는 일부로 이루어질 수 있다. 진공실 도어(18)상의 O링은 플래턴(10)을 진공실(14)내에서 밀폐시킨다.
처리중에 이온 빔(22)은 웨이퍼(12)상에 충돌되어 열을 발생한다. 웨이퍼(12)는 전도에 의해 열을 제거하기 위해 곡면 플래턴 표면(16)과 접촉 상태로 된다. 그러나 상기에서 알 수 있는 바와 같이 웨이퍼(12)의 후면과 플래턴 표면(16)은 미시적인 표면 불균일성 때문에 실제 전체 면적의 5% 이하로 접촉되게 된다. 실제 접촉부 사이에는 수많은 미시적인 공간이 존재한다. 이러한 공간이 진공상태로 되었을때 열 전도는 크게 감소된다. 이러한 문제를 줄이기 위해, 소정 압력의 공기와 같은 기체가 통로(26)에 접촉된 표면(16)에 있는 환형 홈(24)에 의해 미시적인 공간내로 유입이 된다. 통로(26)는 전형적으로 1내지 50토르 사이의 범위인 소정 압력을 갖는 기체 소스(30)에 차단 밸브(28)를 통해 접속이 된다. 기체가 충전된 공간은 웨이퍼(12)와 플래턴(10) 사이에 열을 전도하는 열 전달 영역을 구비한다. 개스 보강 열 전달의 기술에 대한 상세한 사항은 미합중국 특허 제4,457,359호에 공지되어 있다. 플래턴(10)에는 물과 같은 냉각제의 순환을 위해 통로(32)가 구비되어 있다.
스프링 부하 클램핑 링(40)이 진공실(14)을 포함하는 하우징(44)의 일부인 플랜지(42)에 부착이 된다. 플래턴(10)이 처리 위치에 있을때, 클램핑 링(40)은 플래턴 표면(16)에 대해 웨이퍼(12)를 단단히 클램핑시킨다. 전형적으로 진공실(14)가 플래턴(10)은 진공 게이트 밸브(46)에 의해 분리되어 진공실(14)에 공기 유입이 없이 웨이퍼가 교환될 수 있게 하는 공기 로크를 형성한다. 웨이퍼 처리 위치로부터 웨이퍼가 교환되는 웨이퍼 전달 위치로 도어를 개방하도록 작동되는 위치 제어 수단(50)에 진공실 도어(18)와 플래턴(10)이 접속되어 있다. 예를들어 제어수단(50)은 에어실린더일 수 있다.
본 발명에 있어서 제1도에 도시된 장치에는 열 전달 영역과 진공실(14) 사이에는 밀폐부가 제공이 된다. 상기 밀폐부는 홈(62)에 위치된 탄성체 링(60)을 구비한다. 상기 밀폐부는 웨이퍼(12)에 과도한 응력을 인가하지 않고 진공실(14)로부터 열 전달 영역이 효과적으로 밀폐되게 하는 독특한 특성을 제공한다. 탄성체링(60)과 홈(62)의 특징은 다음에서 보다 상세히 설명하기로 한다. 홈(62)은 웨이퍼(12)의 주변 내부의 플래턴 표면(16) 둘레에 연장되어 열 전달 영역을 둘러싸는 폐쇄 루프를 형성한다. 열 전달 영역은 웨이퍼(12)의 후면, 본 발명의 플래턴 표면(16)과 밀폐부에 의해 한정이 된다. 홈(62)은 환형 홈(24)의 반경 외부방향으로 배치되며 실제는 웨이퍼(12)의 주변에 근접하는 것이 바람직하다. 원형 탄성체 링(60)이 사용될때 누출을 피하기 위해 웨이퍼 평면의 내부 방향으로 홈(62)을 위치시킬 필요가 없다. 웨이퍼 평면에 대응하는 평면을 갖는 특별히 설계된 탄성체 링이 이용되었을때, 홈(62)은 웨이퍼 주변에 더욱 가깝게 할 수 있다.
제2도에 있어서, 클램핑 링(40)과 탄성체 링(60)에 의해 웨이퍼(12)상에 작용되는 힘의 자유체 다이어그램이 도시되어 있다. 전형적인 상황에서 클램핑력 Fc는 밀폐링력 Fo의 외부로 향하고 있다. 각 힘은 외부 웨이퍼 연부를 가압시켜 중심부를 상승시키려는 경향이 있다. 종래 기술 시스템에서 원형 단면을 갖는 종래의 O링이 사용되었을때 웨이퍼에 과도한 힘이 작용되어 약 8000psi 이상의 응력을 가하여 가끔 웨이퍼가 파괴되게 한다. 종래 기술의 O링에 의해 작용되는 선형력은 70듀로메터중 O링이 13.5%로 압축되었을때 인치당 6파운드 정도인 것으로 측정되었다. 이들 힘에 의해 발생된 응력뿐만 아니라 웨이퍼의 중심부의 상승은 실제로 열 전달 특성을 감소시키는 경향이 있다.
본 발명에 있어서 탄성체 밀폐링에 의해 작용된 힘 Fo은 거의 감소되는 반면 열 전달 영역에서 진공실(14)까지의 기체 누출에 대한 신뢰성 있는 밀폐를 유지한다. 제1도에 도시된 바와 같이 웨이퍼(12)와 플래턴 표면(16) 사이의 반경 외부 방향으로의 기체 누출은 직접 진공실(14)로 유입되어 상술된 바와 같이 시스템 성능을 저하시킨다.
웨이퍼가 제공되지 않은 상태로 본 발명에 밀폐 수단의 상세한 확대 단면도가 제3(a)도에 도시되어 있다. 웨이퍼(12)가 플래턴 표면(16)에 클램프된 유사한 도면이 제3도에 도시되어 있다. 탄성체 링(60)은 길쭉한 형태의 단면을 가지며, 본 실시예에서는 평행사변형의 단면을 갖는다. 제3(a)도에 도시된 단면은 링(60) 둘레에서 균일한 형태이며, 양호한 실시예에서 링(60)은 70듀로미터 비턴(viton)이며, 칫수 a는 0.05인치이며, 칫수 b는 0.125인치이다.
홈(62)은 링(60)의 고정 연부 부분(68)을 단단히 고정하는 제1홈 부분(66)을 포함하여 링(60)의 이동가능한 연부 부분(70)은 웨이퍼가 클램프되어 있지 않을때 플래턴 표면(16)위로 연장된다. 링(60)은 웨이퍼가 제공되지 않는 플래턴 표면(16)상에 약 0.023인치 연장되는 것이 바람직하다. 길쭉한 형태의 단면인 링(60)이 제1홈 위치에 배치되어 길쭉한 단면의 긴 칫수는 플래턴 표면(16)에 대해 예각 m으로 위치된다. 본 실시예에서, 각도 m은 22도이다. 제1홈 부분(66)은 플래턴 표면(16)에 대해 각도 m으로 위치된 평행한 측벽(66a,66b)과 벽(66a,66b)를 연결하는 후벽(66c)를 포함한다. 측벽(66a,66b)는 링(60)의 고정 연부부분(68)을 단단히 고정하기 위해 간격을 두고 있다. 링(60)의 이동 연부 부분(70)은 웨이퍼가 플래턴 표면(16)에 클램프되어 있지 않을때 지점(72)에 거의 테이퍼 된다.
홈(62)은 웨이퍼(12)가 제3(b)도에 도시된 바와 같이 플래턴 표면(16)에 클램프 되었을때 굴곡 변형에 의해 링(60)의 이동 연부 부분을 수용하는 제2홈 부분을 포함한다. 제2홈 부분(74)은 제1홈 부분(66)의 개방 단부의 인접하여 배치되고, 측벽(74a ,74b) 및 하부 벽(74c)을 포함한다.
제1홈 부분(66)과 제2홈 부분(74)은 선반으로 적당히 가공하여 쉽게 만들어질 수 있다. 플래턴 표면(16)의 경사 부분(78)은 본 발명의 필수 요소는 아니지만, 통상적으로 제1홈 부분의 가공동안 형성이 되고, 장치의 성능에 역효과를 미치지 않는다.
제3b도에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(12)가 플래턴 표면(16)에 클램프되어 있을때, 링(60)의 이동 연부부분(70)은 제2홈 부분(74)내로 눌려지며 반면 고정 연부 부분(68)은 고의 제 위치에서 고정 상태로 유지된다. 이동 연부 부분(70)이 웨이퍼(12)에 의해 압착이 되면 열 전달 영역을 거의 밀폐시키고 진공실(14)내로 기체 유입이 되지 않게 하는 접촉 영역(76)이 형성된다. 이동 연부 부분(70)의 압착은 우선 탄성체 링(60)의 단면의 굴곡 또는 편이 되게 하여 압축력을 작아지게 한다. 이는 링(60)에 의해 웨이퍼(12)에 인가되는 힘을 거의 감소시키는 반면 열 전달 영역의 효과적인 밀폐를 유지한다. 본 발명의 밀폐 장치는 어떤 불균일성, 변화 공차를 극복하고, 열 전달 영역을 신뢰성 있게 밀폐하기 위해 웨이퍼(12)를 플래턴 표면(16)에 클램프 함에 따라 링(60)의 충분한 편이를 제공한다. 그러나 링(60)이 아주 작은 압착으로도 굴곡에 의해 편이되기 때문에 웨이퍼에 인가된 힘이 최소화되고 상술된 바람직하지 못한 효과가 경감된다. 상기 실시예에서 인치당 약 0.815파운드의 선부하가 생기는 것을 발견하였다. 그래서 웨이퍼 응력은 종래의 밀폐 기술에 비교하여 훨씬 감소된다.
탄성체 링(60)의 단면은 본 발명에 따라 평행사변형일 필요는 없다는 것을 알 수 있다. 길쭉한 단면 형태는 상술한 바와 같이 굴곡 변형을 용이하게 하기 위해 필요하다. 또한 제1홈 부분은 반드시 상술된 그리고 도시된 바와 같은 형태일 필요는 없다. 탄성체 링의 한 연부 부분을 단단히 고정하고 웨이퍼가 클램프되지 않았을때 플래턴 표면(16) 이상으로 연장이 되도록 플래턴 표면(16)에 대해 예각이 되도록 제1홈 부분이 형성될 필요가 있다. 또한 제2홈은 최소한의 압착으로 굴곡 변형하여 링의 이동 연부의 편이를 위해 공간을 제공할 필요가 있다.
작동시에, 진공실 도어(18)가 개방되고, 웨이퍼(12)가 플래턴 표면(16)상에 배치되어 진공 척(도시하지 않았음)에 의해 상기 표면상에서 임시로 유지된다. 도어(18)가 닫혔을때, 클램핑 링(40)은 웨이퍼(12)의 주변부 둘레에서 웨이퍼를 지지하여 플래턴 표면(16)에 대해 견고하게 클램프시킨다. 도어(18)가 밀폐된 다음, 진공 게이트 밸브(46)에 의해 이루어지는 에어 로크는 펌프에 의해 진공 상태로 되고, 게이트 밸브(46)가 개방된다. 차단 밸브(28)가 개방되었을때, 소정 압력의 기체가 웨이퍼 (1 2)와 플래턴 표면(16) 사이에 유입된다. 다음 웨이퍼(12)의 이온 주입은 웨이퍼 (16)의 표면상에 이온 빔(22)을 스캐닝하여 이루어진다.
이온 빔(22)에 의해 웨이퍼(12) 제공된 열은 열 전달 영역에 있는 기체와 물리적 접촉 지점에서 직접 전도에 의해 전달이 된다. 상기 열은 통로(32)를 통해 순환하는 냉각제에 의해 플래턴(10)으로부터 제거된다. 클램핑 링(40)은 제3(b)도에 도시된 바와 같이 플래턴 표면(16)에 대해 웨이퍼(12)를 클램프하여 탄성체 링(60)을 변형시키고 열 전달 영역으로부터 진공실(14)내로 열 전달 기체가 흐르는 것을 제한한다.
본 발명은 직렬 공정 이온 주입 시스템 즉, 한번에 하나의 웨이퍼가 정전 스캐닝에 의해 처리되는 이온 주입 시스템과 연관하여 기술하였다. 본 발명의 밀폐 수단은 다수의 웨이퍼가 처리를 위한 회전 디스크상에 장착된 배치형 이온 주입 시스템에도 응용될 수 있다는 것을 알 수 있다. 또한 밀폐 수단은 열 전달이 필요한 진공상태에서 다른 형태의 웨이퍼 처리에 대해서도 응용 가능하다. 또한 상기 장치는 주로 웨이퍼의 냉각 관점에서 기술되었다. 그러나 스퍼터링과 같은 어떤 공정도 웨이퍼 가열을 필요로 한다. 본 발명의 밀폐수단은 냉각된 플래턴이 가열 소자로 고체되며, 웨이퍼 가열을 필요로 하는 공정에도 응용 가능하다. 또한 본 발명은 반도체 웨이퍼와 연관하여 기술하였지만 본 발명의 장치는 진공상태에서 처리되는 어떤 얇은 작업편과 연관하여 사용될 수 있다는 것을 알 수 있다.
본 발명은 현재 양호한 실시예만을 고려하여 도시하고 기술하였지만, 본 발명의 사상과 범주를 벗어나지 않고 다양한 변형이 이루어질 수 있다는 것을 알 수 있다.

Claims (12)

  1. 진공실에서 얇고 탄력성 있는 작업편을 처리하는 동안 열 전달을 위한 장치에 있어서, 상기 진공실에 노출되는 표면을 이용하여 처리 위치에서 상기 작업편을 지지하기 위해 플래턴 표면을 포함하는 플래턴 수단과; 상기 작업편을 상기 플래턴 표면에 클램핑하는 수단과; 상기 작업편과 상기 플래턴 표면 사이의 열전달 영역내로 소정 압력의 기체를 유입하기 위한 수단과; 상기 열 전달 영역으로부터 상기 진공실내로 상기 기체의 흐름을 금지하는 수단을 구비하여; 상기 진공실은 상기 웨이퍼의 주변 부근의 상기 플래턴 표면과 상기 열 전달 영역을 둘러싸는 밀폐 홈과 길쭉한 단면을 갖는 탄성체 링을 구비하며, 상기 홈은 상기 링의 제1고정 연부를 단단히 고정하기 위해 제1홈 부분을 포함하여 상기 링의 제2이동 연부 부분은 상기 플래턴 위로 연장되고 상기 작업편과 접촉하며, 상기 긴 길이를 갖는 길쭉한 단면부는 상기 플래턴 표면에 대해 예각으로 위치되고, 제2홈 부분은 상기 작업편이 상기 플래턴 표면에 클램프되었을때 굴곡 변형에 의해 상기 링의 제2이동 연부 부분을 수용하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 처리 시스템용 열 전달 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 링의 이동 연부 부분은 상기 링이 작업편에 접촉하는 지점까지 거의 테이퍼된 단면부를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 처리 시스템용 열 전달 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 링의 길쭉한 형태의 단면은 평행사변형 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 처리 시스템용 열 전달 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1홈 부분은 상기 링의 반대 측면을 견고하게 고정하기 위해 간격을 두고 있는 평행한 측벽을 포함하며, 상기 측벽은 상기 플래턴 표면에 대해 예각으로 위치되는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 처리 시스템용 열 전달 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제2홈 부분은 상기 플래턴 표면에 수직이며 상기 제1홈 부분의 개방 단부에 인접하여 위치된 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 처리 시스템용 열 전달 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 클램핑 수단은 주변 변두리 부근에서 상기 작업편을 클램핑하기 위해 클램핑힘을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 처리 시스템용 열 전달 장치.
  7. 제6항에 있어서, 기체 유입 수단은 상기 밀폐 홈의 내부 방향으로 상기 표면에서 제2환형 홈을 포함하며, 상기 제2환형 홈에 기체를 제공하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 처리 시스템용 열 전달 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 플래턴 표면은 상기 열 전달 영역에서 기체의 압력을 상쇄시키기 위해 상기 작업편의 응력에 대해 평면 상태가 아닌 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 처리 시스템용 열 전달 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 플래턴 표면은 소정 압력의 기체를 유입시키기 위해 중앙 공동을 갖는 평평한 형태인 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 처리 시스템용 열 전달 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 작업편으로부터 상기 플래턴 표면에 전달된 열 에너지를 제거하기 위해 냉각 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 처리 시스템용 열 전달 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 작업편은 반도체 웨이퍼인 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 처리 시스템용 열 전달 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 열 에너지는 활성 이온 빔에 의해 상기 진공실에서 작업편으로 전달이 되는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 처리 시스템용 열 전달 장치.
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