KR100351049B1 - Wafer heating method and the device adopting the same - Google Patents
Wafer heating method and the device adopting the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR100351049B1 KR100351049B1 KR1019990030350A KR19990030350A KR100351049B1 KR 100351049 B1 KR100351049 B1 KR 100351049B1 KR 1019990030350 A KR1019990030350 A KR 1019990030350A KR 19990030350 A KR19990030350 A KR 19990030350A KR 100351049 B1 KR100351049 B1 KR 100351049B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- heat
- heat medium
- wafer
- solid
- medium
- Prior art date
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 94
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 60
- 230000009969 flowable effect Effects 0.000 claims abstract description 58
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims description 16
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 12
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 abstract description 5
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 101
- 230000008859 change Effects 0.000 description 21
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 13
- 239000010408 film Substances 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 2
- 230000036962 time dependent Effects 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 230000008707 rearrangement Effects 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
- H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection
-
- 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
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/324—Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
- F28D15/0233—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes the conduits having a particular shape, e.g. non-circular cross-section, annular
-
- 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
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
- H01L21/67103—Apparatus for thermal treatment mainly by conduction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Surface Heating Bodies (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
Abstract
웨이퍼 가열방법 및 이를 적용한 장치에 관해 개시된다. 개시된 가열방법은: 웨이퍼에 공급하기 위한 열을 발생하는 단계; 가열 및 냉각에 의해 기체 및 액체 상태로 상변화하는 유동성 열매체에 상기 열을 전달하는 단계; 상기 열에 의해 기체 상태로 상변화된 유동성 열매체의 증기를 상기 웨이퍼가 접촉된 고상의 열매체에 접촉시켜 증기로 부터의 열을 상기 고상의 열매체로 전달하는 단계; 상기 고상의 열매체에 열을 전달한 유동성 열매체의 증기를 액체로 상변화시키는 단계; 상기 유동성 열매체의 증기로 부터 열을 흡수한 고상의 열매체에 의해 상기 웨이퍼를 가열하는 단계;를 포함한다. 본 발명에 의하면, 웨이퍼가 매우 작은 온도 편차로 안정적으로 가열되어 웨이퍼 및 웨이퍼 표면에 형성되는 감광막에 대한 열적 충격이 크게 억제되고, 특히, 규칙적이고 균일한 온도분포로 가열될 수 있다.Disclosed are a wafer heating method and an apparatus using the same. The disclosed heating method comprises: generating heat for supplying a wafer; Transferring said heat to a fluidic medium which phase changes into gas and liquid states by heating and cooling; Contacting the vapor of the fluidic heat medium phase-changed into the gaseous state by the heat to the solid-state heat medium to which the wafer is contacted to transfer heat from the steam to the solid-state heat medium; Phase-changing the vapor of the flowable heat medium that has transferred heat to the solid heat medium into a liquid; And heating the wafer by a solid heat medium that absorbs heat from the vapor of the flowable heat medium. According to the present invention, the wafer is stably heated with a very small temperature deviation, and thermal shock on the wafer and the photosensitive film formed on the wafer surface is greatly suppressed, and in particular, the wafer can be heated to a regular and uniform temperature distribution.
Description
본 발명은 반도체 소자의 제조에 사용되는 웨이퍼의 가열방법 및 이를 적용한 가열장치에 관한 것이다.The present invention relates to a heating method of a wafer used in the manufacture of a semiconductor device and a heating apparatus to which the same is applied.
일반적으로 반도체 소자를 제조하는 공정에 있어서, 사진공정은 반도체 웨이퍼 상에 설계된 회로 패턴을 형성시키기 위하여 웨이퍼 상에 액상의 감광제(PR; Photoresist)을 도포하여 얇은 감광막을 형성시키는 감광액 도포단계와, 도포된 감광막을 광원에 노출시켜 마스크나 레티클의 패턴을 형성하는 노광단계와, 상기 패턴을 현상하는 현상단계와, 상기 각 단계 사이에서 마다 웨이퍼를 소정 온도로 가열하는 단계를 포함한다.In general, in the process of manufacturing a semiconductor device, the photographing process is a photoresist coating step of forming a thin photoresist film by applying a liquid photoresist (PR; photoresist) on the wafer in order to form a circuit pattern designed on the semiconductor wafer; An exposure step of exposing the photosensitive film to a light source to form a pattern of a mask or a reticle, a developing step of developing the pattern, and heating the wafer to a predetermined temperature between each step.
이러한 사진공정은 감광제 도포기, 노광장치, 현상기 및 베이크 유니트 등을 요구한다. 상기 도포기, 현상기 및 베이크 유니트를 한 장소에 밀집시켜 장치간 이동거리와 시간을 줄임으로써 공정의 효율화를 도모한 밀집 시스템(Clustered System)의 사용이 점차 증가하고 있는 추세이다.Such a photo process requires a photosensitive applicator, an exposure apparatus, a developer, and a baking unit. As the applicator, the developer, and the bake unit are concentrated in one place, the use of a clustered system for increasing the efficiency of the process by reducing the moving distance and time between devices is increasing.
상기 도포기는 감광제을 얇은 막의 형태로 웨이퍼의 표면에 도포하는 장치로서, 일반적으로 웨이퍼를 소정 속도로 회전시켜 원심력에 의해 감광액이 웨이퍼 상에 균일하게 도포되도록 하는 스핀 코팅 방식을 채용하고 있다. 상기 현상기는 노광단계에서 형성된 패턴을 현상하는 장치이며, 상기 베이크 유니트는 상기 각 단계사이에서 웨이퍼를 소정 온도로 가열하는 장치이다.The applicator is a device for applying a photoresist to a surface of a wafer in the form of a thin film. In general, a spin coating method is adopted in which a photoresist is uniformly applied onto a wafer by centrifugal force by rotating the wafer at a predetermined speed. The developing device is a device for developing a pattern formed in an exposure step, and the baking unit is a device for heating a wafer to a predetermined temperature between the steps.
반도체 제조 공정 중에 이루어 지는 웨이퍼의 가열은 일반적으로 네가지 단계로 이루어 진다. 그 첫째 단계는 웨이퍼를 소정 온도로 가열하여 웨이퍼 표면의 유기물이나 이물질을 증발시키도록 하는 프리-베이크(Pre-bake) 단계이며, 둘째는 감광막이 도포된 웨이퍼를 가열하여 감광막을 건조시키고 웨이퍼 표면에 감광막이강하게 접착되도록 하는 소프트 베이크 단계이며, 셋째는 노광장치에 의해 소정 패턴으로 노광된 감광막을 가열하는 노광후베이크(PEB; Post-Exposure-Bake) 단계이며, 그리고, 넷째는 감광막으로부터 패턴이 현상된 웨이퍼를 가열하여 패턴이 웨이퍼에 강하게 부착되게 하는 하드 베이크 (Hard bake)단계이다.The heating of the wafer during the semiconductor manufacturing process generally takes place in four stages. The first step is a pre-bake step in which the wafer is heated to a predetermined temperature to evaporate organic matter or foreign matter on the surface of the wafer, and the second step is to heat the wafer to which the photoresist film is applied to dry the photoresist film and A soft bake step is performed so that the photoresist film is strongly adhered. The third step is a post-exposure bake (PEB) step of heating the photoresist film exposed in a predetermined pattern by the exposure apparatus. It is a hard bake step in which the patterned wafer is strongly attached to the wafer by heating the wafer.
상기 노광장치가 광원으로 UV(Ultra Violet) 및 DUV(Deep Ultra Violet)를 사용하는 경우, 노광 단계에서 광원의 파장, 웨이퍼 등 기판의 반사율 및 굴절율, 감광막의 광흡수도에 따른 빛의 회절과 간섭의 영향으로 현상 후 패턴의 프로파일 이상 및 선폭(Critical Dimension)의 불균일 등의 문제점이 발생된다. 상기 PEB 단계는 이와 같은 문제점을 감소시키는 방법으로 노광된 감광막을 소정 온도로 가열함으로써 광분해되었던 레진들이 열확산에 의한 재배열로 프로파일 단면을 깨끗하게 만든다. 특히, DUV 광원을 사용하는 경우에 있어서는, 열처리를 통해 현상액에 녹기 쉬운 산(Acid) 상태로 변하며 그 반응기구가 산 연쇄반응으로 인한 증폭형인 CAR(Chemically Amplified Resist) 타입의 감광액을 사용하므로, PEB 단계에서의 웨이퍼의 열적 균형은 선폭 균일성에 가장 민감한 영향을 주는 요인이 된다.When the exposure apparatus uses UV (Ultra Violet) and DUV (Deep Ultra Violet) as light sources, diffraction and interference of light according to the wavelength of the light source, the reflectance and refractive index of the substrate such as the wafer, and the light absorption of the photosensitive film during the exposure step After development, problems such as abnormal profile of pattern and nonuniformity of critical dimension occur. The PEB step makes the profile cross section clean by rearrangement by thermal diffusion of resins that have been photolyzed by heating the exposed photoresist to a predetermined temperature in a way to reduce this problem. In particular, in the case of using a DUV light source, PEB is changed into an acid state that is easily dissolved in a developer through heat treatment, and the reactor port uses a chemically amplified resist (CAR) type photosensitive liquid which is amplified by an acid chain reaction. The thermal balance of the wafer at the step is the most sensitive factor in line width uniformity.
따라서, 웨이퍼를 가열할 때에, 웨이퍼를 전체적으로 고른 분포로 가열하는 것이 수율의 증가에 매우 필요하다. 종래의 베이크 유니트에 적용되는 가열장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(100)가 안착되는 상판(1)의 하부에 전기적 열원, 즉 히이터(21)가 내장된 하판(2)이 마련되어 있다. 도 2와 도 3을 참조하면, 상기 하판(2)의 상면에 나이테형의 그루브(22)가 형성되고 여기에 히이터(21)가 수용된다. 이러한 구조는 하판(2)의 히이터(21)에서 발생된 열이 하판(2)으로 부터상판(1)으로 전도됨으로서 상판(1)에 마련된 웨이퍼(100)가 가열되며, 하판(2)에 설치된 온도 센서(미도시)등에 의해 온도를 검출하여 이에 의해 상기 히이터(21)에 대한 전력을 제어하여 온도가 주어진 소정의 범위 내로 유지된다. 이러한 종래 가열장치는 상판(1)과 하판(2)의 동체를 통해 열이 전달되는 구조를 가지고 있기 때문에 상판(1) 표면에서의 열 분포가 매우 불균일하게 나타난다.Therefore, when heating the wafer, it is very necessary to increase the yield by heating the wafer in an even distribution as a whole. As shown in FIG. 1, the heating apparatus applied to the conventional baking unit includes a lower plate 2 in which an electric heat source, that is, a heater 21, is built in the lower portion of the upper plate 1 on which the wafer 100 is seated. . 2 and 3, a ring-shaped groove 22 is formed on an upper surface of the lower plate 2, and a heater 21 is accommodated therein. In this structure, the heat generated from the heater 21 of the lower plate 2 is conducted from the lower plate 2 to the upper plate 1 so that the wafer 100 provided on the upper plate 1 is heated and installed on the lower plate 2. The temperature is detected by a temperature sensor (not shown) or the like, thereby controlling the power to the heater 21 so that the temperature is maintained within a given range. Since the conventional heating apparatus has a structure in which heat is transferred through the fuselage of the upper plate 1 and the lower plate 2, the heat distribution on the surface of the upper plate 1 is very uneven.
도 4는 종래 가열장치에 의해 가열된 웨이퍼 표면의 온도 분포도로서, 인접한 등온선간의 온도차는 0.02도이다.4 is a temperature distribution diagram of the surface of a wafer heated by a conventional heating apparatus, wherein the temperature difference between adjacent isotherms is 0.02 degrees.
도시된 바와 같이, 온도 분포가 비정상적으로 왜곡되어 규칙적이지 않으며, 최저온도와 최저온도차가 약 1.76도 정도로 나타나고 있다. 도면에서 웨이퍼 중심부를 횡당하는 굵은선인 A는 145.31도를 나타내는 등온선이며, B는 146.28도를 나타내는 등온선, 그리고 C는 144.32도를 나타내는 등온선이다. 이러한 온도 분포에 따르면, 종래 가열장치에 의해서 웨이퍼는 상기 A의 등온선을 중심으로 그 하부쪽으로는 온도가 점차 높아져서 146.28도에 이르고, 그리고 그 상부쪽으로는 온도가 점차 낮아져서 144.32도에 이르는 형태로 가열된다. 이와같이 불규칙적이고 큰 온도차는 전술한 바와 같이 수율에 큰 영향을 미치기 때문에, 어떠한 방법에 의해서든지 개선되어야 한다.As shown, the temperature distribution is abnormally distorted and not regular, and the difference between the lowest temperature and the lowest temperature is about 1.76 degrees. In the drawing, A, a thick line across the center of the wafer, is an isotherm representing 145.31 degrees, B is an isotherm representing 146.28 degrees, and C is an isotherm representing 144.32 degrees. According to such a temperature distribution, the wafer is heated by a conventional heating device in the form of a temperature of 146.28 degrees at the lower side of the A isotherm of the A and gradually lowering at a temperature of 144.32 degrees at the upper side thereof. . This irregular and large temperature difference has a great effect on the yield as described above, and should be improved by any method.
한편, 도 5는 종래의 가열장치에 의해 웨이퍼를 가열할때에 부위별 온도 변화를 나타내 보이는 온도-시간 선도이며, 도 6은 웨이퍼에 대한 온도 측정 포인트를 나타내 보인다.On the other hand, Figure 5 is a temperature-time diagram showing the temperature change for each part when the wafer is heated by a conventional heating device, Figure 6 shows a temperature measurement point for the wafer.
도 6에 도시된 바와 같이 종래 가열장치에 의해 가열된 웨이퍼에 대한 온도측정 포인트는 웨이퍼의 중심부와 이를 동심으로 에워싸는 두개의 원호 상에 일정한 간격으로 배치되어 있다.As shown in FIG. 6, temperature measurement points for a wafer heated by a conventional heating apparatus are arranged at regular intervals on the center of the wafer and two arcs concentrically surrounding it.
상기와 같은 측정포인트로 부터 얻어진 온도 변화를 살펴보면, 도 5에 도시된 바와 같이, 각 포인트별 온도의 변화가 극심하고, 그리고 일정한 시간이 경과한 후, 도 5에서 D 시간대에서, 심하게 온도가 크게 드롭(강하)된다. 이러한 측정결과는 결론적으로 웨이퍼가 온도 변화가 매우 큰 열원에 가열되고 있다는 것을 보인다. 이러한 극심한 온도변화는 웨이퍼 뿐 아니라 웨이퍼에 형성된 감광막에 큰 열적 충격을 가하기 때문에, 감광막의 물리화학적 성질에 악영향을 미친다.Looking at the temperature change obtained from the measurement point as described above, as shown in Figure 5, the temperature change at each point is severe, and after a certain time has elapsed, in the time zone D in FIG. It is dropped. These results show that the wafer is heating up to a heat source with a very large temperature change. This extreme temperature change adversely affects the physicochemical properties of the photoresist film because it causes a large thermal shock not only on the wafer but also on the photoresist film formed on the wafer.
이상과 같은 종래의 가열장치에 따르면, 전술한 바와 같은 온도 분포의 불규칙성 및 편차에 의해 웨이퍼에 대한 사진공정이 성공적으로 이루어 질 수 없고, 따라서 수율을 크게 저하된다. 특히, 회로의 고집적화에 따라, 패턴의 설계룰 (design rule)이 0.25㎛, 0.18㎛, 0.15㎛로 점차 미세화됨에 따라, 이상과 같은 문제점은 더욱 크게 작용하여 수율이 더욱 악화된다.According to the conventional heating apparatus as described above, the photolithography process on the wafer cannot be successfully performed due to the irregularities and deviations of the temperature distribution as described above, and thus the yield is greatly reduced. In particular, with high integration of the circuit, as the design rule of the pattern is gradually refined to 0.25 μm, 0.18 μm, and 0.15 μm, the above-described problems are more serious and the yield is further deteriorated.
본 발명은 웨이퍼를 안정적으로 가열하여 웨이퍼 및 웨이퍼 표면에 형성되는 감광막에 대한 열적 충격을 억제시킬 수 있는 웨이퍼 가열 방법 및 이를 적용한 가열장치를 제공함에 그 첫째 목적이 있다.The present invention has a first object to provide a wafer heating method which can stably heat a wafer to suppress thermal shock on the wafer and the photosensitive film formed on the surface of the wafer, and a heating apparatus using the same.
본 발명은 웨이퍼를 작은 온도 편차로 가열할 수 있는 웨이퍼 가열 방법 및 이를 적용한 가열장치를 제공함에 그 둘째 목적이 있다.The present invention has a second object to provide a wafer heating method capable of heating a wafer with a small temperature deviation and a heating apparatus using the same.
본 발명은 웨이퍼를 규칙적인 온도분포로 가열할 수 있는 웨이퍼 가열 방법및 이를 적용한 가열장치를 제공함에 그 셋째 목적이 있다.A third object of the present invention is to provide a wafer heating method capable of heating a wafer at a regular temperature distribution, and a heating apparatus using the same.
도 1은 종래의 베이크 유니트에 적용되는 가열장치의 개략적 단면도,1 is a schematic cross-sectional view of a heating apparatus applied to a conventional baking unit,
도 2는 도 1에 도시된 가열장치의 히이터 배치구조를 보인 평면도,2 is a plan view showing a heater arrangement structure of the heating apparatus shown in FIG.
도 3은 도 1에 도시된 가열장치의 히이터 배치구조를 보인 부분 단면도,3 is a partial cross-sectional view showing a heater arrangement structure of the heating apparatus shown in FIG.
도 4는 종래 가열장치에 의해 가열된 웨이퍼 표면의 온도 분포도,4 is a temperature distribution diagram of a wafer surface heated by a conventional heating apparatus,
도 5는 종래의 가열장치에 의해 웨이퍼를 가열할때에 시간 변화에 따른 부위별 온도 변화 선도,5 is a temperature change diagram for each part according to a time change when the wafer is heated by a conventional heating apparatus,
도 6은 도 5의 결과를 얻기 위하여, 종래 웨이퍼 가열장치에 의해 가열된 웨이퍼의 온도 측정 포인트를 도시한다.FIG. 6 shows the temperature measurement points of a wafer heated by a conventional wafer heater to obtain the results of FIG. 5.
도 7은 본 발명의 웨이퍼 가열 방법의 장치의 제1실시예의 개략도,7 is a schematic view of a first embodiment of an apparatus of the wafer heating method of the present invention;
도 8은 본 발명의 웨이퍼 가열 방법 및 장치의 제1실시예에 따른 열원의 측면도,8 is a side view of a heat source according to a first embodiment of a wafer heating method and apparatus of the present invention;
도 9는 도 8에 도시된 열원의 부분 확대도,9 is a partially enlarged view of the heat source shown in FIG. 8;
도 10는 본 발명의 웨이퍼 가열 방법 및 장치의 제2실시예의 개략적 측면도,10 is a schematic side view of a second embodiment of a wafer heating method and apparatus of the present invention;
도 11a는 본 발명의 웨이퍼 가열 방법 및 장치의 제3실시예의 개략적 측면도,11A is a schematic side view of a third embodiment of a wafer heating method and apparatus of the present invention;
도 11b는 본 발명의 웨이퍼 가열 방법 및 장치의 제4실시예에 따른 격자체의 개략적 사시도,11B is a schematic perspective view of a lattice body according to a fourth embodiment of the wafer heating method and apparatus of the present invention;
도 12는 본 발명의 웨이퍼 가열 방법 및 장치의 제5실시예의 개략적 측면도,12 is a schematic side view of a fifth embodiment of a wafer heating method and apparatus of the present invention;
도 13은 본 발명의 웨이퍼 가열 방법 및 장치의 제6실시예의 개략적 측면도,13 is a schematic side view of a sixth embodiment of a wafer heating method and apparatus of the present invention;
도 14는 본 발명의 웨이퍼 가열 방법 및 장치의 제7실시예의 개략적 측면도,14 is a schematic side view of a seventh embodiment of a wafer heating method and apparatus of the present invention;
도 15는 본 발명의 웨이퍼 가열 방법 및 장치의 제7실시예에 따른 고상 열매체의 저면도,15 is a bottom view of a solid heat medium according to a seventh embodiment of a wafer heating method and apparatus of the present invention;
도 16은 본 발명의 웨이퍼 가열 방법 및 장치의 제8실시예의 개략적 측면도,16 is a schematic side view of an eighth embodiment of a wafer heating method and apparatus of the present invention;
도 17은 본 발명의 웨이퍼 가열 방법 및 장치의 제9실시예의 부분 발췌 측면도,17 is a partial side view of a ninth embodiment of a wafer heating method and apparatus of the present invention;
도 18는 본 발명의 웨이퍼 가열 방법 및 장치의 제10실시예에 따른 관상체의 개략적 단면도,18 is a schematic cross-sectional view of a tubular body according to a tenth embodiment of the wafer heating method and apparatus of the present invention;
도 19는 본 발명에 의해 가열된 웨이퍼의 표면 온도 분포선도이다.19 is a surface temperature distribution diagram of a wafer heated by the present invention.
도 20는 본 발명에 의해 가열된 다른 웨이퍼의 표면 온도 분포선도이다.20 is a surface temperature distribution diagram of another wafer heated by the present invention.
도 21은 본 발명에 의해 웨이퍼를 가열할 때의 복수의 측정포인트로 부터 얻어진 시간별 온도 변화선도이다.Fig. 21 is a time-dependent temperature change diagram obtained from a plurality of measuring points when heating a wafer according to the present invention.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따르면,웨이퍼에 공급하기 위한 열을 발생하는 단계;가열 및 냉각에 의해 기체 및 액체 상태로 상변화하는 유동성 열매체에 상기 열을 전달하는 단계;상기 열에 의해 기체 상태로 상변화된 유동성 열매체의 증기를 상기 웨이퍼가 접촉된 고상의 열매체에 접촉시켜 증기로 부터의 열을 상기 고상의 열매체로 전달하는 단계;상기 고상의 열매체에 열을 전달한 유동성 열매체의 증기를 액체로 상변화시키는 단계;상기 유동성 열매체의 증기로 부터 열을 흡수한 고상의 열매체에 의해 상기 웨이퍼를 가열하는 단계;를 포함하며,고상 열매체와 열원의 사이에, 다수의 단위 공간부를 제공하는 격자체를 구성하는 다수의 격리판이 마련되고, 유동성 열매체는 상기 격리판들에 의해 구획된 공간 내에 위치시키는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열방법이 제공된다.또한 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 다른 유형따르면,웨이퍼에 공급하기 위한 열을 발생하는 단계;가열 및 냉각에 의해 기체 및 액체 상태로 상변화하는 유동성 열매체에 상기 열을 전달하는 단계;상기 열에 의해 기체 상태로 상변화된 유동성 열매체의 증기를 상기 웨이퍼가 접촉된 고상의 열매체에 접촉시켜 증기로 부터의 열을 상기 고상의 열매체로 전달하는 단계;상기 고상의 열매체에 열을 전달한 유동성 열매체의 증기를 액체로 상변화시키는 단계;상기 유동성 열매체의 증기로 부터 열을 흡수한 고상의 열매체에 의해 상기 웨이퍼를 가열하는 단계;를 포함하며,상기 고상의 열매체와 열원의 사이에, 상기 유동성 열매체가 수용되는 것으로, 열원과 고상의 열매체의 적어도 어느 일측의 내면에 밀착되어 있는 다공질체가 마련되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열방법이 제공된다.상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 또 다른 유형에 따르면,웨이퍼에 공급하기 위한 열을 발생하는 단계;가열 및 냉각에 의해 기체 및 액체 상태로 상변화하는 유동성 열매체에 상기 열을 전달하는 단계;상기 열에 의해 기체 상태로 상변화된 유동성 열매체의 증기를 상기 웨이퍼가 접촉된 고상의 열매체에 접촉시켜 증기로 부터의 열을 상기 고상의 열매체로 전달하는 단계;상기 고상의 열매체에 열을 전달한 유동성 열매체의 증기를 액체로 상변화시키는 단계;상기 유동성 열매체의 증기로 부터 열을 흡수한 고상의 열매체에 의해 상기 웨이퍼를 가열하는 단계;를 포함하며,상기 열원과 고상의 열매체 사이에서, 상기 열원과 고상의 열매체의 내면 중 어느 일측에 폐쇄된 루우프를 형성하는 그루브를 마련하고, 상기 그루브에 상기 유동성 매체를 수용시키는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열방법이 제공된다.According to the present invention in order to achieve the above object, generating heat for supplying to the wafer; transferring the heat to the fluid medium which is phase-changed into the gas and liquid state by heating and cooling; gas state by the heat Contacting the vapor of the flowable heat medium, which has been phase-changed, with the solid heat medium in contact with the wafer, and transferring heat from the vapor to the heat medium of the solid state; And heating the wafer by a solid heat medium that absorbs heat from the vapor of the flowable heat medium, and comprises a lattice body that provides a plurality of unit space portions between the solid heat medium and the heat source. A plurality of separators are provided, and the flowable heat medium is located in a space partitioned by the separators. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of heating a wafer, the method comprising: generating heat for supplying a wafer; Transferring the heat; contacting the vapor of the flowable heat medium phase-changed into the gas state by the heat to the solid heat medium in contact with the wafer, and transferring heat from the steam to the solid heat medium; Phase change of the vapor of the flowable heat medium, the heat transfer to the liquid; Heating the wafer by the solid heat medium that absorbed heat from the vapor of the flowable heat medium; Comprising: The fluidic heat medium is accommodated in between, and is milled on the inner surface of at least one side of the heat source and the solid heat medium. According to yet another aspect of the present invention, there is provided a method of heating a wafer, the method comprising: generating heat for supplying a wafer; gas and heating by heating and cooling. Transferring the heat to a fluid heat medium phase-changing into a liquid state; contacting the vapor of the fluid heat medium phase-changed into a gas state by the heat to a solid heat medium in contact with the wafer to transfer heat from the vapor to the solid heat medium Transferring the heat to the solid heat medium, wherein the vapor of the flowable heat medium transfers the liquid into a liquid; heating the wafer by the solid heat medium that absorbs heat from the vapor of the flowable heat medium; And between one of the inner surfaces of the heat source and the solid heat medium between the heat source and the solid heat medium. Provided are a groove forming method for forming a broken loop, and receiving the flowable medium in the groove.
또한 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따르면,In addition, according to the present invention to achieve the above object,
열원;Heat source;
웨이퍼가 탑재되는 고상의 열매체;Solid heat medium on which the wafer is mounted;
상기 고상의 열매체와 열원 사이의 폐쇄된 공간에 위치하는 것으로 가열 및 냉각에 의해 기체 및 액체 상태로 상변화하는 유동성 열매체;를 구비하는 웨이퍼 가열장치가 제공된다.Located in a closed space between the heat medium and the heat source of the solid state is provided a wafer heating apparatus comprising a flowable heat medium that phase-changes into a gas and a liquid state by heating and cooling.
상기 본 발명의 웨이퍼 가열방법 및 이를 적용한 가열장치에 있어서, 고상열매체와 열원의 사이에 다수의 격리판이 마련되고, 유동성 열매체는 상기 격리판들에 의해 구획된 공간 내에 위치되게 하는 것이 바람직하다. 나아가서, 상기 격리판은 다수의 독립된 공간을 제공하는 격자체에 의해 마련될 수 있다.In the wafer heating method and the heating apparatus using the same of the present invention, it is preferable that a plurality of separators are provided between the solid-state heat medium and the heat source, and the flowable heat medium is positioned in a space partitioned by the separators. Furthermore, the separator may be provided by a grid that provides a plurality of independent spaces.
또한, 상기 격자체의 단위 공간부 내에 열원에 접촉되는 내열성 다공질체마련하여 유동성 열매체가 상기 내열성 다공질체의 공공부 내에 수용되게 하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to prepare a heat-resistant porous body in contact with a heat source in the unit space portion of the lattice body so that the fluidized heat medium is accommodated in the cavity of the heat-resistant porous body.
본 발명의 다른 제1의유형에 따르면, 상기 다공질체는 상기 고상의 열매체와 열원의 사이에 단일체로서 존재할 수 있으며, 다공질체는 열원과 고상의 열매체의 내면에 밀착될 수 도 있고, 아니면 어느 일측의 면에 밀착될 수 있다.According to another first type of the present invention, the porous body may exist as a single body between the solid heat medium and the heat source, and the porous body may be in close contact with the inner surface of the heat source and the solid heat medium, or any one side It may be in close contact with
본 발명의 다른 제2의유형에 따르면, 상기 유동성 열매체를 하나의 밀폐된 그루브 또는 관로 상에 존재시킬수 있다. 나아가서, 상기 그루브(groove)는 상기 고상 열매체의 저면에 형성되거나, 열원의 표면에 형성될 수 있으며, 하나의 폐쇄된 루우프(roop) 또는 다수 독립된 형태로 형성될 수 있다.According to another second type of the invention, the flowable heat medium can be present on one closed groove or conduit. Further, the groove may be formed on the bottom surface of the solid heat medium, or may be formed on the surface of the heat source, and may be formed in one closed loop or a plurality of independent shapes.
본 발명의 다른 제3의 유형에 따르면, 상기 유동성 열매체는 상기 그루브에 설치되는 관상체를 따라 유동되며, 나아가서 관상체의 내부에 유동성 열매체가 접촉되는 핀이 마련되는 것이 바람직하다.According to another third type of the present invention, the flowable heat medium flows along the tubular body installed in the groove, and furthermore, it is preferable that a fin in which the flowable heat medium contacts the inside of the tubular body is provided.
이하 첨부된 도면을 참조하면서, 본 발명의 웨이퍼 가열 방법 및 이를 적용한 웨이퍼 가열장치의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail a preferred embodiment of the wafer heating method of the present invention and a wafer heating apparatus using the same.
도 7은 본 발명의 웨이퍼 가열 방법의 메카니즘을 보인다.Figure 7 shows the mechanism of the wafer heating method of the present invention.
도 7을 참조하면, 웨이퍼(100)가 접촉되는 고상의 열매체(10)와 열을 발생하는 열원(20)의 사이에 가열 및 냉각에 의해 기체 및 액체 상태로 상변화하는 유동성 열매체(30)가 마련된다. 열매체(10)와 열원(20)에 표시된 화살표는 열의 이동방향을 나타내며, 유동성 열매체(30)의 화살은 유동성 열매체의 이동방향을 나타낸다. 상기 고상의 열매체(10)에 인접한 유동성 열매체(30)는 기체상태이며, 열원(20)에 인접한 유동성 열매체(30)는 액체상태이다. 유동성 열매체(30)는 액체 상태에서 상기 열원(20)으로 부터 열을 흡수하여 기체화되면서 고상의 열매체(10)측으로 이동하며, 고상의 열매체(10)에 접속되면에 고상의 열매체에 열을 전달한(잃은) 기체상태의 유동성 열매체(30)는 액화되면서 열원(20) 측으로 이동한다. 상기와 같은 유동성 열매체(30)의 열원(20)으로 부터의 흡열과 고상의 열매체(10)로의 열전달은 지속적으로 반복되며, 이 과정에서 상변화(phase change)가 일어난다. 상기 유동성 열매체의 상변화는 유동성 열매체의 임계온도 및 압력에 따른다.Referring to FIG. 7, between the solid heat medium 10 to which the wafer 100 is in contact and the heat source 20 generating heat, the flowable heat medium 30 which changes phase into a gas and a liquid state by heating and cooling is formed. Prepared. Arrows indicated in the heat medium 10 and the heat source 20 indicate the direction of heat movement, and the arrow of the flowable heat medium 30 indicates the direction of movement of the fluid heat medium. The flowable heat medium 30 adjacent to the solid heat medium 10 is in a gaseous state, and the flowable heat medium 30 adjacent to the heat source 20 is in a liquid state. The flowable heat medium 30 absorbs heat from the heat source 20 in the liquid state and moves to the solid heat medium 10 while being gasified, and transfers heat to the solid heat medium when connected to the solid heat medium 10. The (lost) gaseous fluid medium 30 moves to the heat source 20 while liquefied. The endotherm from the heat source 20 of the flowable heat medium 30 as described above and the heat transfer to the heat medium 10 of the solid phase are continuously repeated, and a phase change occurs in this process. The phase change of the flowable heat medium depends on the critical temperature and the pressure of the flowable heat medium.
이상과 같은 유동성 열매체의 상변화에 따른 열전달 구조는 하나의 밀폐된 공간 내에서 이루어 지며, 종래의 가열장치에서와 같이 열원의 동체를 통한 열전달에 비해 매우 빠르게 일어난다. 상기와 같은 유동성 열매체의 상변화에 따른 열전달에 의해 상기 고상의 열매체(10)는 전체적으로 매우 고른 분포로 신속히 가열되어 그 상부에 위치하는 웨이퍼(100)로 열을 전달한다. 따라서, 웨이퍼(100)는 고상의 열매체(10)의 고른 분포의 열에 의해 신속히 고르게 가열된다.The heat transfer structure according to the phase change of the flowable heat medium as described above is made in one closed space, and occurs much faster than heat transfer through the fuselage of the heat source as in the conventional heating apparatus. By the heat transfer according to the phase change of the flowable heat medium as described above, the solid heat medium 10 is quickly heated to a very even distribution as a whole, and transfers heat to the wafer 100 positioned thereon. Therefore, the wafer 100 is heated quickly and evenly by the heat of the even distribution of the solid heat medium 10.
상기 열원(20)은 전기적 발열장치인 히이터(203)와 이를 수용하는 상부부재(201)과 하부부재(202)를 구비한다. 상기 히이터(203)는 상부 부재(201)의 저면 또는 하부부재(202)의 상면에 형성되는 그루브(204) 내에 수용된다.The heat source 20 includes a heater 203, which is an electrical heating device, and an upper member 201 and a lower member 202 for receiving the heater 203. The heater 203 is accommodated in the groove 204 formed on the bottom surface of the upper member 201 or the upper surface of the lower member 202.
상기 유동성 열매체(30)가 수용되는 공간은 도 8에 도시된 바와 같이 복수개로 구획될 수 있다.The space in which the flowable heat medium 30 is accommodated may be divided into a plurality of spaces as shown in FIG. 8.
도 10을 참조하면, 고상 열매체(10)와 열원(20)의 사이에 다수의 격리판(301)이 마련되어 있다. 따라서, 유동성 열매체(30)는 다수의 격리판(301)에 의해 구획된 공간 내에 위치하고, 격리판(301)에 의한 독립된 공간 내에서 상변화가 일어난다.Referring to FIG. 10, a plurality of separators 301 are provided between the solid heat medium 10 and the heat source 20. Accordingly, the flowable heat medium 30 is located in a space partitioned by a plurality of separators 301, and a phase change occurs in an independent space by the separators 301.
상기와 같은 격리판(301)은 도 11A, 11B에 도시된 바와 같이, 사각 및 허니컴 구조의 격자체(302)에 의해 마련될 수 있다. 바람직하기로는 상기 격자체(302)에 의한 격리공간이 유동성 열매체(30)에 대한 모세관으로서 작용할 수 있도록 격리공간의 단면적은 작게 그리고 유동성 열매체(30)의 유동방향으로 일정한 거리가 유지되도록 하는 것이 바람직하다.As shown in FIGS. 11A and 11B, the separator 301 as described above may be provided by a lattice 302 having a square and honeycomb structure. Preferably, the cross-sectional area of the isolation space is small and a constant distance is maintained in the flow direction of the flowable heat medium 30 so that the isolation space by the lattice 302 can act as a capillary for the flowable heat medium 30. Do.
도 12를 참조하면, 도 10과 도 11에 도시된 격자체의 단위 공간부 내에 열원에 접촉되는 내열성 다공질체(303)을 마련하여 유동성 열매체(30)가 내열성 다공질체(303)의 공공부(cavity)내에 수용되게 하는 것이 바람직하다. 상기 다공질체(303)에 의해 이의 공공부에 수용되어 있는 유동성 열매체(30)가 신속히 가열되어 기체로 상변화되고, 이와 아울러 상기 공공부가 유동성 열매체(30)의 이동성을 증진시키는 모세관으로 역할을 한다.Referring to FIG. 12, in the unit space of the lattice shown in FIGS. 10 and 11, a heat-resistant porous body 303 contacting a heat source is provided so that the fluidized heat medium 30 may form a cavity portion of the heat-resistant porous body 303. It is desirable to be accommodated in the cavity. The porous heat medium 30 accommodated in the cavity thereof by the porous body 303 is rapidly heated to phase change into a gas, and the cavity serves as a capillary tube to promote the mobility of the fluid heat medium 30. .
한편, 도 13에 도시된 바와 같이 상기 다공질체(303)는 상기 고상의 열매체(10)와 열원(20)의 사이에 단일체로서 존재할 수 있다. 이때에 상기 다공질체(303)는 열원(20)과 고상의 열매체(10)의 내면에 밀착될 수 도 있고, 아니면 어느 일측의 면에 밀착될 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 13, the porous body 303 may exist as a single body between the solid heat medium 10 and the heat source 20. At this time, the porous body 303 may be in close contact with the inner surface of the heat source 20 and the solid heat medium 10, or may be in close contact with the surface of any one side.
도 14는 유동성 열매체(30)가 하나의 밀폐된 그루브 내에 상에 존재하는 실시예의 단면도이며, 도 15는 그루브(101)의 형태를 보인 평면도이다. 도 14와 도 15를 참조하면, 고상의 열매체(10)와 열원(20)이 밀착되어 있고, 이들 사이의 계면에 유동성 열매체(30)가 수용되는 그루브(101)가 위치한다.14 is a cross-sectional view of an embodiment in which the flowable heat medium 30 is present in one closed groove, and FIG. 15 is a plan view showing the shape of the groove 101. Referring to FIGS. 14 and 15, the solid heat medium 10 and the heat source 20 are in close contact with each other, and a groove 101 in which the fluid heat medium 30 is accommodated is positioned at an interface therebetween.
상기 그루브(101)는 상기 고상 열매체(10)의 저면에 형성되며, 경우에 따라서는 열원(20)의 표면에 형성될 수 있으며, 고상의 열매체(10)와 열원(20) 사이의 계면 전체를 포괄하는 면적으로 배치되어 하나의 폐쇄된 루우프를 형성하여, 유동성 열매체(30)가 순환될 수 있도록 되어 있다. 상기 그루브(10)의 외곽 부분은 공상의 열매체(10) 또는 열원(20)의 측면으로 개구되어 유동성 열매체(30)의 주입이 가능하게 되어 있고, 그리고 이 개구부에 폐쇄부(10a)가 형성되어 있다.The groove 101 is formed on the bottom surface of the solid heat medium 10, and may be formed on the surface of the heat source 20 in some cases, and the entire interface between the solid heat medium 10 and the heat source 20 may be formed. It is arranged to cover a comprehensive area to form one closed loop, so that the flowable heat medium 30 can be circulated. The outer portion of the groove 10 is opened to the side of the fancy heat medium 10 or the heat source 20 to enable the injection of the fluid heat medium 30, and the closing portion 10a is formed in the opening. have.
이러한 구조에 있어서는, 유동성 열매체(30)가 루우프상의 그루브(101)내는 순환하면서, 전술한 바와 같은 흡열 및 열전달에 의해 상변화된다. 이러한 구조의 유동성 열매체(30)의 순환구조에 의하면, 고상의 열매체(10)와 열원(20)이 직접 접속되는 부분이 존재하며, 따라서 이를 통한 열전달도 이루어 진다.In this structure, the flowable heat medium 30 is phase-changed by the endothermic and heat transfer as described above while circulating in the groove 101 of the loop. According to the circulation structure of the flowable heat medium 30 of such a structure, there is a portion where the solid heat medium 10 and the heat source 20 are directly connected, and thus heat transfer is also achieved.
그러나, 상기 그루브(101)를 순환하는 유동성 열매체(30)에 의한 열전달이 더 빠르게 일어나므로, 그루브(101)들 사이에 존재하는 열매체(10)와 열원(20)간의 직접 접속부위를 통해서 보다는 그루브(101)를 유동하는 유동성 열매체(30)에 의해 신속히 가열된다.However, since heat transfer by the flowable heat medium 30 circulating the grooves 101 occurs more quickly, the grooves than the direct connection between the heat medium 10 and the heat source 20 existing between the grooves 101 are grooved. It is rapidly heated by the flowable heat medium 30 flowing through the 101.
한편 상기 그루브(101)는 밀폐된 순환 구조의 루우프형이 아닌 독립된 구조를 가질 수도 있다. 즉, 상기 그루브(101)가 상기 고상 열매체(10)의 저면에 다수 형성되며, 경우에 따라서는 열원(20)의 표면에 형성될 수 있다. 상기 다수의 그루브(101)는 열매체(10)와 열원(20) 사이의 계면 전체를 포괄하도록 일정한 가격을 두고 배치되어, 유동성 열매체(30)가 독립된 그루브(101)에 의한 폐쇄된 공간 내에서 상변화가 일어난다.On the other hand, the groove 101 may have an independent structure, not a loop type of a closed circulation structure. That is, a plurality of grooves 101 may be formed on the bottom surface of the solid heat medium 10, and in some cases, may be formed on the surface of the heat source 20. The plurality of grooves 101 are arranged at a constant price to cover the entire interface between the heat medium 10 and the heat source 20, so that the flowable heat medium 30 is formed in an enclosed space by the independent grooves 101. Change happens.
도 16은 상기한 바와 같이 그루브(101)가 다수의 독립된 공간을 형성하여, 유동성 열매체(30)가 독립된 그루브(101)에 의한 폐쇄된 공간 내에서 상변화가 일어나도록 된 구조의 한 예를 보인다.FIG. 16 shows an example of a structure in which the grooves 101 form a plurality of independent spaces as described above, such that the flowable heat medium 30 causes a phase change in the closed space by the independent grooves 101. .
도 16을 참조하면, 상기 그루브(101)는 상기 열원(20)의 상면에 다수 형성된다. 그루브(101)들을 상호 격리하는 벽체(104)는 삼각형으로서, 뾰족한 부분이 고상 열매체(10)의 저면에 접촉되어 있다. 이는 벽체(104)가 최소의 면적으로 상기 고상의 열매체(10)에 접촉되어 이를 통한 열전달이 최소화되도록 한다.Referring to FIG. 16, a plurality of grooves 101 are formed on an upper surface of the heat source 20. The wall 104 which insulates the grooves 101 from each other is triangular, and the pointed part is in contact with the bottom surface of the solid heat medium 10. This allows the wall 104 to contact the solid heat medium 10 with a minimum area so that heat transfer through it is minimized.
도 17를 참조하면, 상기 유동성 열매체(30)는 상기 그루브(101)에 설치되는 관상체(102)를 따라 유동될 수 있다. 이 구조에 있어서도, 역시 상기 그루브(101)는 고상의 열매체(10)와 열원(20) 사이의 계면 전체를 포괄하는 면적으로 배치되어 하나의 폐쇄된 루우프(loop)를 형성하며, 여기에 상기 관상체(102)가 설치된다.Referring to FIG. 17, the flowable heat medium 30 may flow along the tubular body 102 installed in the groove 101. Also in this structure, the groove 101 is also arranged in an area covering the entire interface between the solid heat medium 10 and the heat source 20 to form one closed loop, wherein the tube Upper body 102 is provided.
상기 관상체(102)는 보다 효과적인 유동성 열매체(30)의 상변화를 위하여, 도 18에 도시된 바와 같이 유동성 열매체(30)에 접촉되는 핀(fin, 103)을 구비한다. 상기 핀(103)은 관상체(102)를 따라 유동성 열매체(30)의 이동방향으로 형성된다. 한편 상기 핀(103)은 관상체(102)의 내벽에 소정 두께로 형성되는 다공질층을대치될 수 있다.The tubular body 102 is provided with fins 103 which are in contact with the flowable heat medium 30, as shown in FIG. 18, for a more effective phase change of the flowable heat medium 30. The pin 103 is formed along the tubular body 102 in the direction of movement of the flowable heat medium 30. On the other hand, the pin 103 may be replaced by a porous layer formed to a predetermined thickness on the inner wall of the tubular body (102).
이상에서 설명된 본 발명의 웨이퍼 가열방법 및 이를 적용한 가열장치에 있어서, 상기 유동성 열매체는 웨이퍼 가열을 위한 목표 온도의 소정 범위 내에서 기체-액체의 상변화가 가능한 물질이어야 한다. 웨이퍼 가열온도가 200 내지 300 도 내의 범위 내에 있는 것을 고려할 때, 상기 유동성 열매체로서, 물, 에탄올, 메탄올, 아세톤, 암모니아 및 프레온 등이 사용될 수 있으며, 이는 본 발명의 범위를 제한하지 않는다.In the above-described wafer heating method of the present invention and a heating apparatus using the same, the flowable heat medium must be a material capable of phase-change of gas-liquid within a predetermined range of a target temperature for wafer heating. Considering that the wafer heating temperature is in the range of 200 to 300 degrees, as the flowable heat medium, water, ethanol, methanol, acetone, ammonia, freon, and the like can be used, which does not limit the scope of the present invention.
도 19와 도 20은 상기와 같은 본 발명에 의해 가열된 웨이퍼들의 표면 온도 분포를 보인 등온선도이다.19 and 20 are isothermal diagrams showing the surface temperature distribution of the wafers heated by the present invention as described above.
도 19와 도 20을 참조하면, 본 발명에 따르면, 웨이퍼의 등온선이 마치 나이테와 같은 형태를 유지하고, 특히 최고온도가 웨이퍼의 중심부분에 위치하며, 웨이퍼의 주변으로 갈수록 온도가 균일한 패턴으로 낮아지며, 특히 도 20이 도 19도에 비해 더욱 바람직한 등온분포를 보인다.19 and 20, according to the present invention, the isotherm of the wafer maintains a ring-like shape, in particular, the maximum temperature is located at the center of the wafer, and the temperature is uniform in the vicinity of the wafer. In particular, FIG. 20 shows a more preferable isothermal distribution than FIG. 19.
도 19의 등온선도에 있어서, 최고온도와 최저 온도의 차이가 0.73도이며, 굵은 선으로 표시된 부분이 155.63도를 나타내면, 웨이퍼 중심부분의 온도는 156.00도, 그리고 웨이퍼 주변의 최저 온도는 155.26도이다.In the isotherm diagram of FIG. 19, when the difference between the highest temperature and the lowest temperature is 0.73 degrees, and the portion indicated by the thick line indicates 155.63 degrees, the temperature at the center of the wafer is 156.00 degrees, and the minimum temperature around the wafer is 155.26 degrees. .
도 20의 등온선도에 있어서, 최고온도와 최저 온도의 차이가 0.72도이며, 굵은 선으로 표시된 부분이 155.63도를 나타내면, 웨이퍼 중심부분의 온도는 155.960도, 그리고 웨이퍼 주변의 최저 온도는 155.32도이다.In the isotherm diagram of FIG. 20, when the difference between the highest temperature and the lowest temperature is 0.72 degrees, and the portion indicated by the thick line indicates 155.63 degrees, the temperature at the center of the wafer is 155.960 degrees, and the minimum temperature around the wafer is 155.32 degrees. .
도 19와 도 20에서 알수 있듯이 본 발명에 따르면, 웨이퍼의 온도 분포가 매우 균일하게 되며, 특히 최고-최저 온도편차가 0.73도 및 0.72도로서 기존의 어떠한 웨이퍼의 가열방법 및 장치에 의해서도 얻어질수 없는 뛰어난 결과를 얻을 수 있다.As can be seen from Fig. 19 and Fig. 20, the temperature distribution of the wafer becomes very uniform, in particular the highest-lowest temperature deviation is 0.73 degrees and 0.72 degrees, which cannot be obtained by any conventional wafer heating method and apparatus. Excellent results are obtained.
한편, 도 21은 본 발명에 의해 웨이퍼를 가열할 때의 복수의 측정포인트로 부터 얻어진 시간별 온도 변화선도이다. 도 21에 도시된 바와 같이, 가열이 시작된 후, 급격히 온도가 상승한 후, 시간이 경과함에 따른 열적 진동 즉, 시간대별 온도 변화가 완만하게 나타나고, 특히 종래 가열방법에 따른 온도 급강하 지점이 나타나지 않는다. 이러한 측정결과는 결론적으로 웨이퍼에 대한 온도 변화가 매우 적고, 그리고 열적 진동이 작기 때문에 웨이퍼 뿐 아니라 웨이퍼에 형성된 감광막에 대한 열적 충격이 매우 약하게 나타남을 보여 준다.21 is a time-dependent temperature change diagram obtained from a plurality of measurement points when heating a wafer according to the present invention. As shown in FIG. 21, after the heating starts, the temperature rises sharply, and then thermal vibration, that is, a time-varying temperature change, appears slowly as time passes, and the temperature drop point according to the conventional heating method does not appear. In conclusion, the measurement results show that the thermal shock on the wafer as well as the photosensitive film formed on the wafer is very weak because the temperature change on the wafer is very small and the thermal vibration is small.
전술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 웨이퍼가 매우 작은 온도 편차로 안정적으로 가열되어 웨이퍼 및 웨이퍼 표면에 형성되는 감광막에 대한 열적 충격이 크게 억제되고, 특히, 규칙적이고 균일한 온도분포로 가열될 수 있다.As described above, according to the present invention, the wafer is stably heated with a very small temperature deviation, and thermal shock on the wafer and the photosensitive film formed on the wafer surface is greatly suppressed, and in particular, the wafer can be heated to a regular and uniform temperature distribution. .
이러한 본 발명은 회로의 고집적화에 따라 선폭이 0.25㎛, 0.18㎛, 0.15㎛로 점차 미세화되는 설계룰(design rule)하에서도 성공적인 패턴의 형성이 가능하고, 따라서 수율을 크게 높일 수 있다.The present invention enables the formation of a successful pattern even under a design rule in which line widths are gradually reduced to 0.25 μm, 0.18 μm, and 0.15 μm according to the high integration of the circuit, and thus the yield can be greatly increased.
전술한 본 발명의 웨이퍼 가열방법 및 이를 적용한 가열장치는 위에서 설명된 실시예에 국한되지 않는다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 한해서 정해져야 할 것이다.The above-described wafer heating method of the present invention and a heating apparatus to which the same is applied are not limited to the above-described embodiment. Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely illustrative, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be defined only in the appended claims.
Claims (27)
Priority Applications (12)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019990030350A KR100351049B1 (en) | 1999-07-26 | 1999-07-26 | Wafer heating method and the device adopting the same |
| TW088122012A TW428224B (en) | 1999-07-26 | 1999-12-15 | Wafer heating method and device adopting the same |
| CNB001201468A CN1193266C (en) | 1999-07-26 | 2000-07-18 | Chip heating device and method for using heated chip |
| TW089114514A TW473873B (en) | 1999-07-26 | 2000-07-20 | Method and apparatus for heating a wafer, and method and apparatus for baking a photoresist film on a wafer |
| GB0018282A GB2352507A (en) | 1999-07-26 | 2000-07-25 | A method and apparatus for heating a wafer |
| DE10036183A DE10036183B4 (en) | 1999-07-26 | 2000-07-25 | Method and device for heating a wafer and method and device for heating a photoresist film on a wafer |
| DE10036001A DE10036001A1 (en) | 1999-07-26 | 2000-07-25 | Device and method for wafer heating |
| GB0018386A GB2352508B (en) | 1999-07-26 | 2000-07-26 | Method and apparatus for heating a wafer and method and apparatus for baking a photoresist film on a wafer |
| JP2000225991A JP2001093795A (en) | 1999-07-26 | 2000-07-26 | Method and equipment for heating wafer and method and equipment for baking photoresist film on wafer |
| JP2000225962A JP2001085324A (en) | 1999-07-26 | 2000-07-26 | Wafer heating method and device |
| CNB001241370A CN1249522C (en) | 1999-07-26 | 2000-07-26 | Method for heating wafer and baking photoetch-resist film on wafer and its equipment |
| US10/011,418 US20020088608A1 (en) | 1999-07-26 | 2001-12-11 | Method and apparatus for heating a wafer, and method and apparatus for baking a photoresist film on a wafer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019990030350A KR100351049B1 (en) | 1999-07-26 | 1999-07-26 | Wafer heating method and the device adopting the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20010011123A KR20010011123A (en) | 2001-02-15 |
| KR100351049B1 true KR100351049B1 (en) | 2002-09-09 |
Family
ID=36693973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019990030350A KR100351049B1 (en) | 1999-07-26 | 1999-07-26 | Wafer heating method and the device adopting the same |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (2) | JP2001093795A (en) |
| KR (1) | KR100351049B1 (en) |
| CN (2) | CN1193266C (en) |
| DE (2) | DE10036183B4 (en) |
| GB (2) | GB2352507A (en) |
| TW (2) | TW428224B (en) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3882141B2 (en) * | 2002-06-13 | 2007-02-14 | 日鉱金属株式会社 | Vapor growth apparatus and vapor growth method |
| US7170582B2 (en) * | 2004-12-13 | 2007-01-30 | Asml Netherlands B.V. | Support device and lightographic apparatus |
| JP4657940B2 (en) * | 2006-02-10 | 2011-03-23 | 東京エレクトロン株式会社 | Substrate processing system |
| JP2007258303A (en) * | 2006-03-22 | 2007-10-04 | Tokyo Electron Ltd | Substrate heat-treatment device |
| KR101486407B1 (en) * | 2006-07-28 | 2015-01-26 | 마퍼 리쏘그라피 아이피 비.브이. | Lithography system, method of heat dissipation and frame |
| US20080142208A1 (en) * | 2006-12-15 | 2008-06-19 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for heating a substrate |
| US20080145038A1 (en) * | 2006-12-15 | 2008-06-19 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for heating a substrate |
| CN102067039B (en) * | 2008-08-08 | 2014-04-09 | Asml荷兰有限公司 | Lithographic apparatus and device manufacturing method |
| TWI835063B (en) * | 2016-07-28 | 2024-03-11 | 荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司 | Substrate holding device, method for manufacturing such a device, and apparatus and method for processing or imaging a sample |
| US20180096867A1 (en) * | 2016-09-30 | 2018-04-05 | Momentive Performance Materials Inc. | Heating apparatus with controlled thermal contact |
| JP6837202B2 (en) * | 2017-01-23 | 2021-03-03 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | Substrate heating device and method and manufacturing method of electronic device |
| CN108662930A (en) * | 2017-09-28 | 2018-10-16 | 上海微电子装备（集团）股份有限公司 | A kind of hot plate apparatus |
| CN108354228B (en) * | 2018-01-03 | 2023-07-25 | 云南中烟工业有限责任公司 | MEMS heating chip integrated with Pt temperature sensor and manufacturing method thereof |
| CN108158039B (en) * | 2018-01-03 | 2023-07-11 | 云南中烟工业有限责任公司 | MEMS heating chip integrated with multiple Pt temperature sensors and manufacturing method thereof |
| CN108158040B (en) * | 2018-01-03 | 2023-11-21 | 云南中烟工业有限责任公司 | MEMS electronic cigarette chip capable of uniformly heating and manufacturing method thereof |
| CN108185526B (en) * | 2018-01-03 | 2023-09-01 | 云南中烟工业有限责任公司 | MEMS heating chip integrated with diode temperature sensor and manufacturing method thereof |
| CN108538760B (en) * | 2018-04-03 | 2020-11-27 | 德淮半导体有限公司 | Hot plate structure |
| KR20210035204A (en) * | 2018-08-01 | 2021-03-31 | 모멘티브 퍼포먼스 머티리얼즈 인크. | Detachable heat leveler |
| KR102236933B1 (en) * | 2019-10-21 | 2021-04-05 | 정승수 | Heat block for manufacturing semiconductor and display panel |
| US11487206B2 (en) * | 2019-12-30 | 2022-11-01 | Texas Instruments Incorporated | Methods and apparatus for digital material deposition onto semiconductor wafers |
| JP7491556B2 (en) * | 2020-06-23 | 2024-05-28 | トクデン株式会社 | Heat Transfer Plate |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5025133A (en) * | 1989-04-04 | 1991-06-18 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor wafer heating device |
| JPH03280417A (en) * | 1990-03-28 | 1991-12-11 | Hoya Corp | Substrate heat-treating device |
| KR920701534A (en) * | 1989-05-08 | 1992-08-12 | 프레데릭 얀 스미트 | Semiconductor Wafer Processing Apparatus and Method |
| JPH06349722A (en) * | 1993-06-10 | 1994-12-22 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | Substrate heating device |
| JPH10189611A (en) * | 1996-12-24 | 1998-07-21 | Sony Corp | Device for heating semiconductor wafer |
| KR20000043020A (en) * | 1998-12-28 | 2000-07-15 | 김상식 | Plate shaped heat pipe |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2129018B (en) * | 1982-08-30 | 1986-01-29 | Ricoh Kk | Vacuum evaporation apparatus |
| JP3119950B2 (en) * | 1992-09-30 | 2000-12-25 | 株式会社東芝 | Pattern formation method |
| JPH07152158A (en) * | 1993-11-30 | 1995-06-16 | Sigma Merutetsuku Kk | Substrate heater |
| JP3614503B2 (en) * | 1995-04-18 | 2005-01-26 | 富士写真フイルム株式会社 | Heat treatment method and apparatus for photosensitive lithographic printing plate |
| JP3983831B2 (en) * | 1995-05-30 | 2007-09-26 | シグマメルテック株式会社 | Substrate baking apparatus and substrate baking method |
-
1999
- 1999-07-26 KR KR1019990030350A patent/KR100351049B1/en not_active IP Right Cessation
- 1999-12-15 TW TW088122012A patent/TW428224B/en not_active IP Right Cessation
-
2000
- 2000-07-18 CN CNB001201468A patent/CN1193266C/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-07-20 TW TW089114514A patent/TW473873B/en not_active IP Right Cessation
- 2000-07-25 DE DE10036183A patent/DE10036183B4/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-07-25 GB GB0018282A patent/GB2352507A/en not_active Withdrawn
- 2000-07-25 DE DE10036001A patent/DE10036001A1/en not_active Withdrawn
- 2000-07-26 JP JP2000225991A patent/JP2001093795A/en active Pending
- 2000-07-26 JP JP2000225962A patent/JP2001085324A/en not_active Withdrawn
- 2000-07-26 GB GB0018386A patent/GB2352508B/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-07-26 CN CNB001241370A patent/CN1249522C/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5025133A (en) * | 1989-04-04 | 1991-06-18 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor wafer heating device |
| KR920701534A (en) * | 1989-05-08 | 1992-08-12 | 프레데릭 얀 스미트 | Semiconductor Wafer Processing Apparatus and Method |
| JPH03280417A (en) * | 1990-03-28 | 1991-12-11 | Hoya Corp | Substrate heat-treating device |
| JPH06349722A (en) * | 1993-06-10 | 1994-12-22 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | Substrate heating device |
| JPH10189611A (en) * | 1996-12-24 | 1998-07-21 | Sony Corp | Device for heating semiconductor wafer |
| KR20000043020A (en) * | 1998-12-28 | 2000-07-15 | 김상식 | Plate shaped heat pipe |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB0018282D0 (en) | 2000-09-13 |
| DE10036001A1 (en) | 2001-02-22 |
| CN1282005A (en) | 2001-01-31 |
| CN1282003A (en) | 2001-01-31 |
| CN1249522C (en) | 2006-04-05 |
| JP2001085324A (en) | 2001-03-30 |
| DE10036183A1 (en) | 2001-02-01 |
| KR20010011123A (en) | 2001-02-15 |
| DE10036183B4 (en) | 2004-06-17 |
| TW473873B (en) | 2002-01-21 |
| CN1193266C (en) | 2005-03-16 |
| GB2352508B (en) | 2003-10-08 |
| GB0018386D0 (en) | 2000-09-13 |
| GB2352508A (en) | 2001-01-31 |
| TW428224B (en) | 2001-04-01 |
| JP2001093795A (en) | 2001-04-06 |
| GB2352507A (en) | 2001-01-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100351049B1 (en) | Wafer heating method and the device adopting the same | |
| KR19980080844A (en) | Substrate temperature control device and method | |
| JP2005521260A (en) | System and method for heating and cooling a wafer at an accelerated rate | |
| US20070000441A1 (en) | Scalable uniform thermal plate | |
| US20020088608A1 (en) | Method and apparatus for heating a wafer, and method and apparatus for baking a photoresist film on a wafer | |
| US20040244945A1 (en) | Cooling apparatus for wafer baking plate | |
| US6034771A (en) | System for uniformly heating photoresist | |
| US20040232136A1 (en) | Heat-treating apparatus | |
| KR100385196B1 (en) | Method for heating a wafer, and method for baking a photoresist film on a wafer | |
| US6685467B1 (en) | System using hot and cold fluids to heat and cool plate | |
| US6573480B1 (en) | Use of thermal flow to remove side lobes | |
| US6483068B2 (en) | Apparatus for hard baking photoresist pattern | |
| US6196734B1 (en) | CD uniformity by active control of developer temperature | |
| KR200206863Y1 (en) | Apparatus for heating a wafer, and apparatus for baking a photoresist film on a wafer | |
| KR100572007B1 (en) | Heat interference prevention type wafer | |
| KR100479947B1 (en) | Apparatus for heating wafer | |
| US6441349B1 (en) | System for facilitating uniform heating temperature of photoresist | |
| US6643604B1 (en) | System for uniformly heating photoresist | |
| US11862457B2 (en) | Wafer cleaning apparatus, method for cleaning wafer and method for fabricating semiconductor device | |
| KR100645975B1 (en) | Heating and cooling apparatus for semiconductor wafer | |
| KR100543873B1 (en) | Heat interference prevention type semiconductor wafer heating system | |
| KR20030011951A (en) | Apparatus for heating a wafer, and apparatus for baking a photoresist film on a wafer | |
| KR100301058B1 (en) | UV bake equipment applicable of photoresist flow | |
| KR20110013566A (en) | Appararus for baking | |
| JP2006245505A (en) | Method of manufacturing semiconductor device, and semiconductor manufacturing apparatus |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| 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: 20120801 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130731 Year of fee payment: 12 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |