KR100246313B1 - Wafer heating apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 진공증착 장비의 웨이퍼 가열장치에 관한 것으로서, 가열판과 열분포판을 통과하며 충분히 가열된 불활성가스를 샤워헤드식 페데스탈의 샤워헤드식 가스방출부를 통해 배출하여 웨이퍼의 배면 전역을 가열하도록 구성하므로써, 웨이퍼 각부의 온도를 균일하게 상승시키는 것이 가능하고, 빠른 시간내에 소정의 세팅온도까지 도달하는 것이 가능하도록 한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wafer heating apparatus of a vacuum deposition apparatus, wherein the inert gas, which is sufficiently heated through a heating plate and a heat distribution plate, is discharged through a showerhead gas discharge unit of a showerhead pedestal to heat the entire back surface of the wafer. It is possible to raise the temperature of each of the wafers uniformly and to reach a predetermined setting temperature within a short time.
Description
본 발명은 진공증착 장비의 웨이퍼 가열장치에 관한 것으로서, 특히 불활성가스가 가열판을 통과하며 충분히 가열되어 샤워헤드식 페데스탈의 샤워헤드식 가스방출부로 부터 방출되어 웨이퍼의 배면을 직접 가열하도록 하므로써 웨이퍼의 온도가 세팅온도까지 빠른 시간내에 균일한 분포로 도달할 수 있도록 하는 진공증착 장비의 웨이퍼 가열장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wafer heating apparatus of vacuum deposition equipment, and in particular, inert gas passes through a heating plate and is sufficiently heated to be discharged from the showerhead gas discharge portion of the showerhead pedestal to directly heat the back surface of the wafer. The present invention relates to a wafer heating apparatus of a vacuum deposition apparatus that allows a uniform distribution to be reached within a short time to a set temperature.
웨이퍼의 표면에 배선을 형성하기 위해서 금속을 증착하거나, 배선 형성 전에 하부막을 증착하게 되는데 이에는 크게 화학기상증착(CVD)과 물리기상증착(PVD)이 있다.In order to form a wiring on the surface of the wafer, a metal is deposited or a lower layer is deposited before the wiring is formed, which includes chemical vapor deposition (CVD) and physical vapor deposition (PVD).
이러한 화학 내지 물리기상증측을 위새서는 공해 웨이퍼를 소정의 세팅온도로 상승시킬 필요가 있는 바, 제1도는 이러한 작용을 행하는 종래 진공증착 장비의 웨이퍼 가열장치를 개략적으로 보인 단면도이다.It is necessary to raise the pollution wafer to a predetermined setting temperature based on such chemical or physical vapor deposition, and FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a wafer heating apparatus of a conventional vacuum deposition apparatus that performs such a function.
이에 도시한 바와 같이, 종래의 웨이퍼 가열장치는 내부의 히팅코일(미도시)에 의해 고온으로 되는 가열판(1)의 내부에 불활성가스가 외부로 부터 공급되어 통과하는 가스라인(4)이 형성되어 있고, 상기 가열판(1)의 상측면에는 가열판(1)으로 부터 열을 공급받아 이를 고르게 분포시키는 열분포판(2)이 결합되어 있으며 상기 가스라인(4)은 상기 열분포판(2)의 내부를 통과하게 된다.As shown in the drawing, the conventional wafer heating apparatus includes a gas line 4 through which an inert gas is supplied from the outside and passes through the heating plate 1 that is heated to a high temperature by an internal heating coil (not shown). On the upper side of the heating plate 1, a heat distribution plate 2 for receiving heat from the heating plate 1 and evenly distributing it is coupled, and the gas line 4 opens the inside of the heat distribution plate 2. Will pass.
그리고, 상기 열분포판(2)의 상측에는 페데스탈(3)이 결합되어 그 상측에 웨이퍼(W)를 얹고 있으며, 상기 가스라인(4)은 상기 페데스탈(3)의 내부를 도시한 바와 같이 3 또는 4개의 경로로 나뉘어져 통과하여 상기 페데스탈(3) 상측에 높인 웨이퍼(W)의 배면으로 가열되어진 불활성가스를 공급하게 된다.Then, the pedestal (3) is coupled to the upper side of the heat distribution plate (2) to place the wafer (W) on the upper side, the gas line (4) as shown in the interior of the pedestal (3) The inert gas, which is divided into four paths and passes through the pedestal 3, is heated to the rear surface of the wafer W, which is raised.
상기한 제1도에서 웨이퍼(W)와 페데스탈(3)의 사이에 이격이 발생한 것은 불활성가스가 공급되어 이에 의해 웨이퍼(W)가 들려진 상태를 보인 것이고, 이때 도시되지 않았으나 상기 웨이퍼(W)의 상측에는 링타입의 클램프가 있어 웨이퍼(W)의 가장자리를 눌러 웨이퍼의 유동을 방지하도록 하고 있다.In FIG. 1, the separation between the wafer W and the pedestal 3 is a state in which the inert gas is supplied and thereby the wafer W is lifted up. In this case, the wafer W is not shown. A ring-type clamp is provided on the upper side of the upper side to press the edge of the wafer W to prevent the flow of the wafer.
그리고, 상기 불활성가스는 아르곤이 주로 사용된다.In addition, argon is mainly used as the inert gas.
상기한 바와 같은 구성으로 되는 종래 진공증착 장비의 웨이퍼 가열장치의 작용은 다음과 같다.The operation of the wafer heating apparatus of the conventional vacuum deposition equipment having the configuration as described above is as follows.
먼저, 공정챔버(미도시)의 내부에 놓인 상기 웨이퍼의 가열장치의 페데스탈(3) 상측에 진공증착하려는 웨이퍼(W)를 로봇아암(미도시)을 이용하여 얹으면, 상기 가열판(1)에서 발생된 열이 상기 열분포판(2)을 통해 상기 페데스탈(3)로 전달되고, 이와 함께 상기 가열판(1)과 열분포판(2) 및 페데스탈(3)에 형성된 가스라인(4)을 통과 하며 어느정도 가열된 불활성가스가 방출되어 상기 웨이퍼(W)는 이에 의해 어느정도 들어올려진 상태에 있게 된다.First, when the wafer W to be vacuum deposited on the pedestal 3 of the heating apparatus of the wafer placed inside the process chamber (not shown) is mounted using a robot arm (not shown), the heating plate 1 The generated heat is transferred to the pedestal (3) through the heat distribution plate (2), and together with the gas line (4) formed on the heating plate (1), the heat distribution plate (2) and the pedestal (3), and to some extent. The heated inert gas is released and the wafer W is thereby lifted to some extent.
이러한 상태에서 상기 페데스탈(3)과 웨이퍼(W)의 사이의 불활성가스를 매개로 상기 페데스탈(3)의 열이 전달되어 상기 웨이퍼(W)를 가열하는 것과 동시에, 상기 가스라인(4)을 통과하며 어느정도 가열된 채 방출되는 불활성가스 자체의 열이 전달되어 웨이퍼(W)를 가열하게 된다.In this state, the heat of the pedestal (3) is transferred through the inert gas between the pedestal (3) and the wafer (W) to heat the wafer (W) and simultaneously passes through the gas line (4). And the heat of the inert gas itself is discharged while being heated to some extent to heat the wafer (W).
그리고, 웨이퍼(W)가 소정의 세팅온도로 균일하게 가열된 후에는 상기 웨이퍼(W)의 상측에 있는 소정의 장치에 의해 스퍼터링방법에 의해 증착하게 된다.After the wafer W is uniformly heated to a predetermined setting temperature, the wafer W is deposited by a sputtering method by a predetermined device on the upper side of the wafer W.
그러나, 상기한 바와 같은 구성으로 되는 종래 진공증착 장비의 웨이퍼 가열장치에는 다음과 같은 문제점이 있었다.However, the wafer heating apparatus of the conventional vacuum deposition equipment having the configuration as described above has the following problems.
먼저, 어느정도 가열돈 불활성가스가 나오는 곳이 서너군데로 서로 멀리 떨어져 있어 웨이퍼(W)의 온도가 균일하게 되는데 시간이 많이 걸렸고 이러한 현상은 고온으로 갈수록 심화되는 문제점이 있었다.First, the heated inert gas to some extent is a few places away from each other so that the temperature of the wafer (W) takes a long time to be uniform, this phenomenon has a problem that is intensified toward the high temperature.
아울러, 상기 서너 군데의 불활성가스가 배출되는 곳이 증착 물질등에 의해 막혀 좁아지거나 하는 경우에는 상기한 현상이 심화되는 문제점이 있었다.In addition, when the places where the three or four inert gases are discharged are blocked by the vapor deposition material or the like, there is a problem that the above phenomenon is intensified.
따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 인식하여 창출된 본 발명의 목적은 균일한 온도분포로 웨이퍼를 가열하며, 소정의 세팅온도까지 웨이퍼의 온도를 균일하게 높이는데 드는 시간을 단축할 수 있는 진공증착 장비의 웨이퍼 가열장치를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention created by recognizing the problems described above is to heat the wafer with a uniform temperature distribution, and vacuum deposition equipment that can shorten the time required to uniformly increase the temperature of the wafer to a predetermined setting temperature. The present invention provides a wafer heating apparatus.
제1도는 종래 진공증착 장비의 웨이퍼 가열장치의 구조를 개략적으로 보인 단면도.1 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a wafer heating apparatus of a conventional vacuum deposition apparatus.
제2도는 본 발명에 의한 진공증착 장비의 웨이퍼 가열장치의 구조를 개략적으로 보인 단면도.2 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a wafer heating apparatus of a vacuum deposition apparatus according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1′ : 가열판 2′ : 열분포판1 ': heating plate 2': heat distribution plate
3′ : 샤워헤드식 페데스탈 3′a : 공동부3 ': showerhead pedestal 3'a: cavity
3′b : 샤워헤드식 가스방출부 4′ : 가스라인3′b: Shower head type gas outlet 4 ′: Gas line
4′a : 가스분산판4′a: Gas distribution plate
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 히팅코일이 내부에 있어 열저항 가열법에 의해 고온으로 되며, 불활성가스가 통과하며 가열되는 가스라인이 내부에 형성되어 있는 가열판과; 상기 가열판의 상면에 접하여 가열판으로부터 열을 전달받아 고르게 분포시키며 내부에 상기 가스라인이 연장되어 통과하는 열분포판과; 내부에 상기 가스라인과 연통연결되는 공동부가 형성되고 상기 공동부의 상측으로는 다수의 가스배출구가 넓은 범위에 걸쳐 형성되어 샤워헤드와 유사한 형상으로 되는 샤워헤드식 가스방출부가 형성된 샤워헤드식 페데스탈과; 상기 페데스탈의 공동부 내에 설치되어 상기 가스라인에서 공급되는 불활성가스를 1차적으로 분산시키는 가스분산판;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 진공증착 장비의 웨이퍼 가열장치가 제공된다.In order to achieve the object of the present invention as described above, the heating coil is heated to a high temperature by a heat resistance heating method therein, the heating plate is formed therein a gas line through which the inert gas is heated; A heat distribution plate in contact with the upper surface of the heating plate to receive heat evenly from the heating plate and to distribute the gas line therethrough; A shower head-type pedestal formed with a shower part-type gas discharge part having a cavity formed therein in communication with the gas line, and having a plurality of gas discharge ports formed in a wide range above the cavity part, and having a shape similar to a shower head; It is provided in the cavity of the pedestal is provided with a wafer heating apparatus of a vacuum deposition equipment comprising a; gas distribution plate for dispersing the inert gas supplied from the gas line primarily.
또한, 상기 가열판과 열분포판을 통과하는 가스라인은, 길이가 충분히 길어 상기 불활성가스가 충분한 시간동안 가열될 수 있도록, 지그재그 내지 코일형으로 형성된 것을 특징으로 하는 진공증착 장비의 웨이퍼 가열장치가 제공된다.In addition, the gas line passing through the heating plate and the heat distribution plate is provided with a wafer heating apparatus of the vacuum deposition equipment, characterized in that the length is long enough so that the inert gas is heated in a zig-zag or coil shape for a sufficient time. .
이하, 첨부도면에 도시한 본 발명의 일실시예에 의거하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to an embodiment of the present invention shown in the accompanying drawings.
제2도는 본 발명에 의한 진공증착 장비의 웨이퍼 가열장치의 일실시례를 개략적으로 도시한 단면도인바, 이에 도시한 바와 같이 본 발명의 진공증착 장비의 웨이퍼 가열장치는 종래의 것과 같이 히팅코일(미도시)이 내부에 설치된 가열판(1′)과, 상기 가열판(1′)의 상면에 고정되어 가열판(1′)으로 부터 전달되는 열을 받아 고르게 분포시키는 열분포판(2′)을 구비한다.2 is a cross-sectional view schematically showing an embodiment of a wafer heating apparatus of the vacuum deposition apparatus according to the present invention. As shown in the drawing, the wafer heating apparatus of the vacuum deposition apparatus of the present invention is a heating coil (not shown). And a heating plate 1 'installed therein, and a heat distribution plate 2' which is fixed to an upper surface of the heating plate 1 'and receives evenly distributed heat from the heating plate 1'.
상기 열분포판(2′)의 상측으로는, 종래의 페데스탈(3)과 달리, 내부에 공동부(3′a)가 형성되어 있고, 상기 공동부(3′a)의 상측으로는 다수의 가스배출구(3′b′)가 넓은 범위에 걸쳐 형성되어 있는 샤워헤드와 같은 형상의 샤워헤드식 가스방출부(3′b)가 형성된 샤워헤드식 페데스탈(3′)이 고정되어 있다.On the upper side of the heat distribution plate 2 ', unlike the conventional pedestal 3, a cavity 3'a is formed inside, and on the upper side of the cavity 3'a, a plurality of gases are provided. The shower head type pedestal 3 'in which the shower head type gas discharge part 3'b of the shape similar to the shower head in which the discharge port 3'b' is formed over a wide range is fixed.
상기 가열판(1′)과 열분포판(2′)의 내부에는 점선으로 된 원내부에 보인 바와 같이 불활성가스가 통과하는 가스라인(4′)이 형성되어 있는데, 상기 가스라인(4′)은 제2도에 도시된 바와 같이 직선형으로 될 수 있으나, 통과하는 불활성가스가 충분히 가열될 수 있도록 지그재그 내지 코일형으로 형성되는 것이 바람직하다.Inside the heating plate 1 'and the heat distribution plate 2', a gas line 4 'through which an inert gas passes is formed, as shown in a dotted circle. Although it may be straight as shown in 2 degrees, it is preferable that the inert gas passing through is formed in a zigzag or coil shape so as to be sufficiently heated.
그리고, 상기 가스라인(4′)은 상기한 샤워헤드식 페데스탈(3′)의 공동부(3′a)에서 종료하고, 상기 페데스탈(3′)의 공동부(3′a)내에는 상기 가스라인(4′)의 단부에 임하는 가스분산판(4′a)이 설치되어 가스라인(4′)에서 공급되는 불활성가스를 1차적으로 분산시켜 불활성가스가 페데스탈(3′)의 전체적으로 균일하게 분포되도록 되어 있다. 상기 가스분산판(4′a)는 다공질 부재로 형성할 수도 있다.The gas line 4 'ends in the cavity 3'a of the showerhead pedestal 3', and the gas in the cavity 3'a of the pedestal 3 '. A gas dispersion plate 4'a is provided at the end of the line 4 'to disperse the inert gas supplied from the gas line 4' primarily so that the inert gas is uniformly distributed throughout the pedestal 3 '. It is supposed to be. The gas dispersion plate 4'a may be formed of a porous member.
상기한 바와 같은 구조로 되는 본 발명에 의한 진공증착 장비의 웨이퍼 가열장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the wafer heating apparatus of the vacuum deposition apparatus according to the present invention having the structure as described above are as follows.
진공증착하려는 웨이퍼(W)를 상기 샤워헤드식 페데스탈(3′)의 상측에 로봇아암(미도시)등에 의해 얹으면, 상기 가열판(1′)과 열분포판(2′)내에 형성된 가스라인(4′)을 통과하며 충분히 가열된 불활성가스가 상기 가스분산판(4′a)에서 상기 공동부(3′a)로 제2도의 실선화살표가 도시하는 바와 같이 배출된 후 상기 공동부(3′a)로부터 상기 샤워헤드식 가스방출부(3′b)의 가스배출구(3′b′)를 통해 배출되어 상기 웨이퍼(W)를 들어 올리면서 제2도에 실선화살표로 도시한 바와 같이, 상기 웨이퍼(W) 배면의 전역을 동시에 가열하게 된다.When the wafer W to be vacuum deposited is placed on the showerhead pedestal 3 'by a robot arm or the like, the gas line 4 formed in the heating plate 1' and the heat distribution plate 2 'is mounted. And the sufficiently heated inert gas is discharged from the gas distribution plate 4'a to the cavity 3'a as shown by the solid arrow of FIG. 2 and then the cavity 3'a. ) Is discharged through the gas outlet (3 'b') of the shower head-type gas discharge portion (3 'b) to lift the wafer (W), as shown by the solid arrow in Figure 2, the wafer (W) The whole area of the back surface is heated simultaneously.
이때 상기 가스라인(4′)에서 공급되는 불활성가스는 가스라인(4′)의 끝단부에 임하여 설치된 가스분산판(4′a)에 의하여 1차적으로 분산되어 공동부(3′a)에 균일하게 분포된 다음 가스배출구(3′b′)를 통하여 배출되므로 웨이퍼(W)를 전체적으로 균일하게 가열할 수 있게 된다.At this time, the inert gas supplied from the gas line 4 'is primarily dispersed by the gas distribution plate 4'a installed at the end of the gas line 4' and uniformly distributed in the cavity 3'a. It is then distributed through the gas discharge port (3 'b') it is possible to uniformly heat the wafer (W) as a whole.
상기한 바와 같이 가열되어 방출되는 불활성가스 자체의 열로 웨이퍼(W)가 가열되는 외에, 상기 샤워헤드식 페데스탈(3′)에서 웨이퍼(W)와 상기 샤워헤드식 페데스탈(3′)상기에 있는 불활성가스로 전달된 열에 의해 웨이퍼(W)가 가열될 수 있으나, 사이 한 바와 같이 상기 가스라인(4′)이 지그재그 또는 코일형으로 상기 가열판(1′)과 열분포판(2′)을 통과하도록 하여 방출되는 불활성가스의 온도를 충분히 높여 주는 경우에는 이에 의한 가열효과에 적게 의존하게 된다.In addition to the heating of the wafer W by the heat of the inert gas itself that is heated and discharged as described above, the inert in the shower head pedestal 3 'and the wafer W and the shower head pedestal 3' are inert. The wafer W may be heated by the heat transferred to the gas, but as the gas line 4 'passes through the heating plate 1' and the heat distribution plate 2 'in a zigzag or coil shape, In the case of sufficiently increasing the temperature of the released inert gas, the heating effect is less dependent.
상기한 바와 같이 본 발명에 의한 진공증착 장비의 웨이퍼 가열장치는 서너군데를 불활성가스가 배출되는 것이 아니라, 충분히 가열된 불활성가스를 상기 샤워헤드식 가스방출부를 통해 배출하여 웨이퍼의 배면 전역을 고르게 가열하도록 구성되어 있으므로 웨이퍼 각부의 온도를 균일하게 상승시키는 것이 가능하고, 빠른 시간내에 소정의 세팅온도까지 도달하도록 하는 것이 가능하다.As described above, the wafer heating apparatus of the vacuum deposition apparatus according to the present invention does not discharge three or four places of inert gas, but discharges sufficiently heated inert gas through the showerhead gas discharge unit to evenly heat the entire back surface of the wafer. Since it is comprised so that the temperature of each part of a wafer can be raised uniformly, it is possible to reach | attain to predetermined | prescribed set temperature within a quick time.
아울러 고온으로 상승한 불활성가스를 공급하는 것이 가능하므로 물리기상증착시 반응기체인 불활성가스를 따로 공급하지 아니하고 웨이퍼를 가열시킨 상기 기체를 반응기체로 사용할 수 있는 효과도 있다. 또한 가스라인에서 공급되는 불활성가스가 페데스탈 전체에 걸쳐서 균일하게 분포되므로 웨이퍼를 더욱 균일하게 가열할 수 있게 되는 것이다.In addition, since it is possible to supply an inert gas which has risen to a high temperature, there is an effect that the above gas heated the wafer can be used as a reactor body without supplying an inert gas which is a reactor body during physical vapor deposition. In addition, since the inert gas supplied from the gas line is uniformly distributed throughout the pedestal, the wafer can be heated more uniformly.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20071120 Year of fee payment: 9 |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |