KR100431655B1 - 웨이퍼를 가열하기 위한 히터 어셈블리 - Google Patents

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Abstract

웨이퍼 주변부와 중앙부의 온도편차를 줄일 수 있는 반도체 장치용 히터 어셈블리가 개시되어 있다. 히터 어셈블리는 주변부와 중심부의 발열면적이 상이하게 형성된 일체형 발열부재, 발열부재의 하부에서 발열부재를 지지하기 위한 지지부 및 발열부재로 전원을 공급하기 위한 전원부를 포함한다. 이때, 절연부재를 이용하여 주변부보다는 중앙부의 발열면적이 크게 되도록 발열부재의 표면을 구획하여 발열부재의 중앙부보다 주변부에서의 저항값이 더 커지도록 한다. 이에 따라, 히터 주변부의 발열량이 중앙부보다 크게 되어 웨이퍼 표면에서의 온도편차를 감소시킨다. 또한 발열부재로 히터 구동전류를 공급하는 리이드봉을 지지부의 바닥부까지 연장하여 형성함으로써 발열부재의 열응력 및 반응가스 기타 부산물에 의한 리이드봉의 손상을 방지한다.

Description

웨이퍼를 가열하기 위한 히터 어셈블리{Heater assembly for heating a wafer}
본 발명은 웨이퍼를 균일하게 가열할 수 있는 히터 어셈블리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 히터의 주변부보다 중심부에서 열량을 더 많이 발생시킴으로써 웨이퍼의 중앙부와 주변부의 온도편차를 줄이는 히터 어셈블리에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 집적회로는 집적회로에 포함될 전자부품과 그 접속부분들을 모두 미세한 패턴으로 만들어서 여러 층의 재료 속에 그려 넣는 방식으로 제작된다. 즉, 반도체 집적회로는 먼저 실리콘 단결정으로부터 실리콘 웨이퍼를 제작하고 상기 웨이퍼의 표면에 전자회로를 형성(wafer fabrication, 이하 FAB 단계)한 후, 상기 웨이퍼 상의 칩을 개개로 잘라서 리드 프레임과 결합하여 완제품으로 조립하고 동작이상 유무를 검사함으로써 완성된다.
상기 FAB 단계는 제 공정을 통하여 상기 웨이퍼의 표면에 반도체 소자를 형성하기 위한 박막층을 형성한 후, 상기 박막층을 원하는 형태로 패터닝함으로써 웨이퍼 상에 소정의 기능을 달성할 수 있는 전자회로를 형성하게 된다. 따라서, 상기 박막층의 두께가 균일하지 않은 경우, 웨이퍼 상에 잔류응력을 초래하여 전자회로의 안정성을 저해하게 된다.
웨이퍼상에 증착되는 박막의 증착율은 웨이퍼의 온도에 의해 크게 영향을 받는다. 즉, 같은 조건으로 막을 증착하더라도 웨이퍼의 온도가 높은 곳에 증착되는 막의 두께는 온도가 낮은 곳에서 증착되는 막의 두께보다 두껍다. 따라서, 가열과 냉각을 거치면서 진행되는 박막 증착공정에서 웨이퍼의 중앙부와 주변부에서 온도차이가 발생하면 증착되는 박막의 두께가 불균일하게 된다. 상기 막 두께의 불균일성은 증착된 박막사이에서 응력을 유발하며 이는 불균한 두께를 가지는 박막 상호간을 미끄러지게 하는 슬립(slip)현상을 야기함으로써 상기 박막표면에 패터닝된 전자회로의 동작 신뢰성을 저하시키게 된다. 따라서, 웨이퍼 표면온도의 균일성은 반도체 집적회로의 동작 신뢰도를 향상시키는 직접적인 요소가 된다. 최근에는, 반도체 소자의 집적도가 증가하고 패터닝 간격이 점점 작아지는 것이 기술적인 추세이므로 반도체 집적회로의 동작 신뢰도 향상을 위한 웨이퍼 표면온도의 균일성 확보는 더욱 중요한 문제로 부각되고 있다.
반도체 제조공정에서 박막을 형성하는 가장 일반적인 방법은 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition, 이하 CVD)방법이다. 특히 열 CVD는 웨이퍼의 표면으로 공급된 반응가스들이 가열된 기판 위에서 화학반응을 통해 박막을 형성하는 방법으로서 박막 형성에 가장 널리 이용되는 방법이다. 상기 열 CVD 공정은 내부에 인가되는 압력을 기준으로 상압 CVD와 저압 CVD로 구분되며, 특히 집적도가 증가함에 따라 반도체 집적회로의 배선물질로 많이 사용되는 폴리사이드(Polycide)를 형성하기 위한 고융점 금속의 실리사이드의 증착은 저압 화학 기상 증착(LPCVD) 공정에 의해 증착된다.
저압 화학 기상 증착(LPCVD) 장치는 상부면에 웨이퍼를 지지, 고정하는 서셉터(susceptor)와 상기 서셉터의 하부에 위치하여 서셉터로 열을 공급하는 히터(heater)를 포함한다. 상기 히터에서 발생된 열은 복사에 의해 전달되어 상기 서셉터를 가열하며, 서셉터의 열은 전도에 의해 상부에 위치하는 웨이퍼로 전달되어 상기 웨이퍼를 가열하게 된다. 따라서, 웨이퍼 표면온도의 균일성은 상기 서셉터로부터 절달되는 열량에 의해 좌우되고, 상기 서셉터로부터의 열전달량은 상기 히터로부터 복사되는 열량에 의해 좌우된다. 따라서, 웨이퍼 표면온도의 균일성은 상기 히터에서 발생되는 열량에 의해 좌우된다.
그러나, 상기 히터로부터 상기 서셉터의 주변부와 중앙부로 동일한 열량이 공급되면, 상기 웨이퍼의 주변부는 중앙부와 비교하여 웨이퍼의 측면에서 손실되는 열량이 발생하기 때문에 주변부의 웨이퍼 표면온도는 중앙부의 표면온도보다 낮아지게 된다. 따라서, 상기 웨이퍼의 표면온도는 항상 중앙부로부터 주변부로 갈수록 낮아지는 온도편차를 가지게 된다.
이러한 온도편차를 해소하기 위해, 히터구조를 개선하려는 노력이 다양하게시도되고 있다. 예를 들면 미국특허 제 6,031,211(ZONE HEATING SYSTEM WITH FEEDBACK CONTROL SYSTEM)에 의하면, 히터의 표면을 다수개로 구획하여 구획별로 발열량을 제어함으로써 웨이퍼 표면의 균일하게 하는 방법이 제안되고 있다. 또한, 열 CVD 장치로 범용되고 있는 지누스 7000 CVD 장비에 채택된 히터 어셈블리에 의하면, 서셉터 중앙부를 가열하는 내측히터와 주변부를 가열하는 외측히터로 분리시켜 별도 제어할 수 있게 구성된 듀얼 히터 시스템을 채택하고 외측히터의 발생열량을 외측히터의 발생열량보다 크게 함으로써 웨이퍼 주변부에서의 복사량을 보상하여 상술한 바와 같은 온도편차를 줄이려는 노력을 하고 있다. 그러나, 외측히터의 온도를 상대적으로 더 높이는 경우에도 웨이퍼 표면에서 만족할만한 온도 균일성은 달성되지 않는 문제점이 있다.
도 1은 상술한 바와 같은 종래의 열 CVD 장치에 사용되는 히터(heater) 어셈블리를 개략적으로 나타내는 단면도로서, 현재 텅스텐 실리사이드막을 증착하는 지누스(GENUS) 7000 설비의 히터 어셈블리에 채택되어 있다. 도 2는 상기 히터 어셈블리의 개략적인 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 히터 어셈블리(90)는 웨이퍼(50)를 지지하는 서셉터(40)의 하부에 위치하여 상기 서셉터(40)로 열을 공급하기 위한 히터(10), 상기 히터(10)로 전원을 공급하는 전원공급부(20) 및 상기 히터(10)를 지지하기 위한 지지대(30)를 포함한다.
상기 히터(10)는 서셉터의 주변부를 가열하는 외측 히터(outer heater,12) 및 주변부 안쪽을 가열하는 내측 히터(inner heater,14)로 분리되는 듀얼히터(dual heater)구조로 형성되며, 상기 외측 히터(12)와 내측 히터(14)는 열전달을 차단할 수 있도록 공간(16)을 사이에 두고 서로 독립적으로 형성되어 있다. 이때, 상기 내측 히터(14)는 상기 서셉터(40)의 대부분에 열을 가하며, 상기 외측히터는 상기 서셉터의 외곽 원주를 따라 주변부로 열을 공급한다. 상기 히터(10)는 흑연(graphite) 재질로 된 얇은 판(plate) 형상을 가지며, 전류가 공급되면 내부저항에 의해 열을 발생한다.
상기 전원공급부는 외부전원(미도시)에서 공급되는 전류를 상기 히터(10)로 공급하기 위한 부재로서 상기 외측히터(12)로 전원을 공급하기 위한 제1 전원공급부(미도시) 및 상기 내측히터(14)로 전원을 공급하기 위한 제2 전원공급부(20)로 구성된다. 상기 제1 전원공급부(미도시) 및 제2 전원공급부(20)는 서로 독립적으로 작동하여 상기 외측히터(12)와 내측히터(14)에 대한 전원공급을 독립적으로 제어한다.
상기 제2 전원공급부(20)는 외부전원(미도시)으로부터 상기 내측히터(14)로 전류를 유도하는 연결부(24), 상기 내측히터의 바닥면 일단에 위치한 입력단자와 접속되어 상기 연결부(24)로부터 내측히터(14)로 전류를 공급하는 리이드 봉(22) 및 상기 웨이퍼(50)의 표면온도에 따라 상기 내측히터(14)로의 전류공급을 조절하는 제어부(미도시)를 포함한다. 이때, 상기 리이드 봉(22)은 내식성 및 내열성이 우수한 재료를 이용하여 형성되며, 상기 입력단자와 나사결합에 의해 접속된다.
상기 지지대(30)는 플루오르화 수소산을 제외한 산 및 알칼리에 침해되지 않으며 화학적으로 매우 순수한 물질인 석영으로 형성되어 증착가스 기타 오염물로부터 부식되는 것을 방지하며, 전기적으로 절연체 역할을 수행한다.
따라서, 상기 전원공급부를 통하여 외부전원(미도시)으로부터 상기 히터(10)로 전원이 공급되면, 전기적으로 양호한 도체인 흑연(graphite)으로 형성된 상기 히터(10)로부터 저항열이 발생되어 상기 서셉터(40)로 복사된다. 상기 히터(10)의 복사열에 의해 가열된 상기 서셉터(40)는 상부에 안착된 웨이퍼(50)로 열이 전도되어 웨이퍼(50)가 가열된다. 이때, 상기 외측히터(12)의 발생열량을 내측히터(14)의 발생열량 보다 더 크게 하여 상기 웨이퍼(50)의 측면 복사에 의해 손실되는 열량을 보상함으로써 웨이퍼(50)의 중앙부와 주변부에서의 온도편차를 줄이고 있다.
그러나, 상술한 바와 같이 서로 독립적으로 제어되는 듀얼 히터 구조를 채택한 경우에도 상기 웨이퍼(50)의 표면온도는 여전히 중심부에서 가장자리부로 갈수록 낮아지는 편차를 보이고 있다.
도 3은 내측히터와 외측히터의 온도 설정값을 20℃ 차이를 갖도록 설정한 상태에서 상기 웨이퍼 표면의 25개 지점에서 t/c 웨이퍼로 측정된 온도분포를 도시한 것이며, 도 4는 도 3에서 측정된 온도 데이터를 이용하여 웨이퍼 표면에서 동일한 온도를 나타내는 지점을 연결하여 작성한 온도 프로파일(profile)을 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 웨이퍼 표면에서의 온도균일성을 달성하기 위해 외측히터의 발열량을 증가시킨다 할지라도 웨이퍼 중심부의 표면온도가 가장 높고 주변부 표면온도는 상대적으로 낮은 분포를 보임으로써 온도편차가 만족할 만큼 개선되지 않았음을 확인할 수 있다. 또한, 전원부가 한쪽 방향으로 몰려서 위치함으로써 웨이퍼의 주변부라 할지라도 전원부와 가까운 쪽(II 영역)의 온도는 먼 쪽(I 영역)보다 더 높은 온도를 나타내고 있다. 따라서, 도 4에 도시한 바와 같이, 온도 프로파일은 전원부 방향으로 기울어진 형태의 등고선 모양으로 형성되며, 웨이퍼의 중앙부로 갈수록 높은 온도 분포를 나타내고 있다.
한편, 상술한 바와 같은 웨이퍼 표면온도 분포의 불균일성은 상기 웨이퍼 위에 증착되는 박막의 두께도 불균일하게 형성함으로써 공정불량을 야기한다.
도 5는 웨이퍼 표면의 다수지점에서 면저항을 측정한 후. 동일한 면저항을 갖는 지점을 연결하여 작성한 면저항 프로파일(profile)을 나타내는 도면으로서, 면저항 프로파일과 상기 온도 프로파일은 비슷한 모양을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
텅스텐 실리사이드가 얇은 막질로 형성될 경우, 단위 면적당 면저항은 식 (1)에 의해 계산될 수 있음이 밝혀져 있다.
상기 면저항은 계측기를 이용하여 측정 가능하므로 식 (1)에 의해 면저항 측정지점에서 박막두께를 측정할 수 있다. 상기 온도 프로파일과 면저항 프로파일의 형상이 비슷하게 도시되므로 증착되는 박막의 두께가 웨이퍼의 표면온도에 의해 좌우됨을 확인할 수 있다. 따라서, 막두께의 불균일성으로 인한 공정불량을 개선하기 위해서는 웨이퍼의 전 표면을 통하여 온도 균일성을 확보하는 것이 중요하다는 것을 알 수 있다.
또한, 상기 히터(10)의 바닥면 일단에 위치하는 리이드 봉(22)은 히터(10)의 입력단자와의 접촉부위에서 크랙이 발생하여 쉽게 파손되는 문제점이 있다.
도 6은 도 1에 도시된 내측 히터(14)로 전류를 공급하는 제2 전원공급부를 확대한 도면이다.
도 6에 의하면, 외부전원(26)으로부터 상기 내측히터(14)로 전류를 유도하는 연결부(24)는 상기 지지대(30)를 관통하여 상기 내측 히터(14)의 입력단자와 연결되어 있는 리이드 봉(22)과 접속되어 있다. 이때, 상기 내측히터(14) 및 입력단자는 절연막(18)에 의해 보호되어 증착가스나 증착공정중의 부산물 및 장비세척중의 플루오르 이온(F-)으로부터 손상되는 것을 방지하고 있다.
그러나, 상기 리이드 봉(22)은 상기 내측 히터(14)의 입력단자와 나사결합 등과 같은 기계적 결합으로 연결되어 있으므로, 히터의 가열에 따른 열변형의 영향을 직접 받을 뿐만 아니라, 공정중 상기 리이드 봉(22)과 입력단자의 기계적 결합의 틈 사이로 증착가스 또는 증착 공정중의 부산물이 유입되어 부식이 발생한다. 또한, 장비세척 중에는 세척액 중의 플루오르 이온(F-)으로부터 직접 부식된다. 이에 따라, 상기 리이드 봉(16)에 열변형 및 부식에 의한 크랙이 발생함으로써 전류를 공급할 수 없게 되어 히터 전체를 교체해야 하는 문제점이 있다.
따라서 상술한 바와 같이, 서셉터의 주변부에서 발생되는 열량을 독립적으로 제어할 수 있는 듀얼 히터 구조에 있어서도 웨이퍼 표면에서 만족할 만큼의 온도 균일성을 달성하지 못하고, 이에 따라 박막두께도 여전히 불균일하게 형성되는 문제점이 있으며, 히터와 연결된 전류공급 라인인 리이드 봉에 발생하는 크랙으로 인하여 히터의 교체주기가 짧아지는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 웨이퍼의 중앙부와 주변부의 온도편차를 줄이면서 히터 교체주기를 연장할 수 있는 히터 어셈블리를 제공하는 것이다.
도 1은 종래의 열 CVD 장치에 사용되는 히터(heater) 어셈블리를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 종래 히터 어셈블리의 개략적인 평면도이다.
도 3은 종래의 히터 어셈블리를 이용하여 측정한 웨이퍼 표면의 온도분포를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3에서 측정된 온도 데이터를 이용하여 작성한 온도 프로파일(profile)을 나타내는 도면이다.
도 5는 웨이퍼 표면의 면저항 프로파일(profile)을 나타내는 도면이다.
도 6은 도 1에 도시된 전원공급부를 확대한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 의한 히터 어셈블리를 도시하는 개략적인 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따라 상이한 면적의 발열구역을 갖는 히터의 평면도이다.
도 9는 도 8에 도시된 개방부의 형성과정을 설명하기 위한 참고도이다.
도 10은 히터의 표면에서 전류의 흐름을 나타내는 개념도이다.
도 11은 도 7에 도시된 전원부를 확대하여 나타낸 부분 확대도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 히터 110 : 절연부재
120 : 히터의 입력단자 140 : 히터의 출력단자
200 : 전원부 220 : 리이드부
240 : 전원연결부 300 : 지지부
310 : 상부 지지대 320 : 하부 지지대
330 : 관통홀 400 : 서셉터
500 : 웨이퍼 900 : 히터 어셈블리
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 의하면, 웨이퍼를 지지하는 서셉터; 상기 서셉터의 하부에 위치하며, 주변부에서 중심부로 갈수록 선폭이 넓어지게 형성되어 중심부보다 주변부에서 높은 저항값을 갖는 일체형 히터; 상기 히터의 하부에 위치하며 상기 히터를 지지하는 지지부; 및 상기 지지부로 전류를 공급하기 위한 전원부를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열용 히터 어셈블리를 제공한다.
이때, 상기 히터는 디스크 형상으로 형성되며, a) 상기 디스크 직경의 양단에 상호 대향하여 위치하며, 상기 전원부와 연결된 입력 단자 및 출력 단자, b) 상기 디스크의 중심을 공통의 중심으로 갖는 다수의 동심 원호를 형성하며, 상기 입력 단자 및 출력 단자 사이에서 단일한 전류흐름을 형성하고 상기 디스크의 주변부에서 중심부로 갈수록 전류흐름 폭이 크게 되도록 상기 디스크의 표면을 구획하는 절연부를 포함한다.
또한, 상기 전원부는 상기 입력단자와 접속되어 상기 히터로 전류를 공급하는 리이드부 및 상기 리이드부로 히터 구동전원을 유도하기 위한 전원연결부를 포함하며, 상기 리이드부는 상기 히터의 하부방향으로 연장됨으로써 상기 지지대를 관통하여 상기 지지대의 바닥부에서 상기 전원연결부와 접속한다.
상술한 바와 같은 히터 어셈블리에 의하면, 일체형 히터의 주변부에서 중심부보다 높은 저항을 형성함으로써 동일한 공급전류를 이용하여 히터의 주변부에서 더 높은 열량을 발생할 수 있다. 따라서, 웨이퍼의 중앙부와 주변부 온도편차를 줄임으로써 증착되는 박막두께를 균일하게 형성할 수 있다. 또한 리이드 봉의 크랙을 방지함으로써 이에 따른 히터 교체비용을 절감하여 상기 히터를 구비하는 화학 기상증착 장치의 유지, 보수비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라서 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 의한 화학 기상증착 장치용 히터 어셈블리를 도시하는 개략적인 단면도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 화학 기상증착 장치용 히터 어셈블리(900)는 증착 대상 웨이퍼(500)를 지지하는 서셉터(400)의 하부에 위치하여 상기 서셉터(400)로 열을 공급하기 위한 단일한 히터(100), 상기 히터(100)로 전원을 공급하는 전원공급부(200) 및 상기 히터(100)를 지지하기 위한 지지대(300)를 포함한다.
상기 히터(100)는 흑연(graphite) 재질로 된 얇은 원판(disc) 형상을 가지며, 대략 0.1mm 내지 0.3mm 정도의 두께를 가지며, 내부에는 절연부재(110)가 형성되어 있어 상기 히터(100)의 발열면적을 상이하게 구획하고 있다. 또한, 원판 형상을 갖는 상기 히터(100)의 주변부에 상호 대칭적으로 입력단자(120) 및 출력 단자(140)가 형성되어 상기 전원공급부(200)와 접속되어 있다. 바람직하게는, 상기 히터(100)의 표면에는 공정중의 증착가스 또는 세척가스 기타 불순물로부터 상기 히터(100)의 손상을 방지하기 위한 표면 보호막을 구비하고 있다.
상기 다수의 절연부재(110)는 브론 나이트라이드(bron-nitride) 계열의 절연물질로 형성되며 상기 히터(100)의 표면에 중심부 방향으로 간격이 증가하도록 증착되어 형성된다. 증착된 상기 절연부재(110)는 서로 인접하는 히터(100) 표면 사이의 전기적, 열적 교환을 단절함으로써 상기 히터(100)의 표면에 발열구역을 형성한다. 즉, 상기 히터(100)로 공급된 전류는 상기 절연부재(110)에 의해 구획된 발열표면을 통해서만 흐르게 되며, 상기 히터(100)의 내부저항에 의해 발생된 저항열도 인접 영역으로 확산되지 않고 상기 발열구역의 수직상부 방향으로만 복사됨으로써 상기 히터(100)의 표면에 열공급 단위를 형성하게 된다. 따라서, 상기 히터(100)에 전류가 공급되면 표면에 형성된 각 발열구역별로 상기 서셉터(400) 쪽으로 전기저항에 의한 주울열을 복사함으로서 서셉터(400) 상부의 웨이퍼(500)를 가열하게 된다. 따라서, 각 발열구역의 면적을 달리 설정함으로써 상기 서셉터(400)의 중앙부와 주변부로 전달되는 열량을 상이하게 조절할 수 있게 된다.
즉, 원판 형상을 갖는 상기 히터(100)의 주변부에서는 상기 절연부재(110)의 간격을 좁게 설정함으로써 발열면적을 작게 형성하고, 중앙부에서는 절연부재(110)의 간격을 넓게 설정하여 발열면적을 넓게 형성한다. 저항값은 저항체의 면적에 반비례하므로 발열면적이 넓을수록 저항값이 낮아지게 되어 발생되는 주울열량도 낮아지게 된다. 따라서, 동일한 전류가 공급되더라도 상기 히터(100)의 주변부에서 수직방향으로 복사되는 열량은 중앙부에서 수직방향으로 복사되는 열량보다 높아지게 된다.
따라서, 상기 절연부재(110)의 위치와 형상을 조절하여 상기 웨이퍼(500)의 측면에서 복사되는 열량을 충분히 보상할 수 있을 정도의 열량을 상기 히터(100)의 주변부에서 방출하도록 상기 히터 표면의 발열구역을 설정함으로써 상기 웨이퍼(500) 중심부와 주변부로 공급되는 열량을 균일하게 형성할 수 있다. 이에 따라, 상기 웨이퍼 표면에서의 온도편차를 줄일 수 있다. 상기 절연부재(110)를 구비하는 히터(100)는 이하에서 상술된다.
상기 전원부(200)는 상기 입력단자(120)와 접속되어 상기 히터(100)로 전원을 공급하는 리이드부(220), 외부전원(미도시)에서 공급되는 전원을 상기 리이드부(220)로 유도하기 위한 전원연결부(240) 및 상기 웨이퍼(500)의 표면온도에 따라 상기 히터(100)로의 전원공급을 조절하는 제어부(미도시)를 포함한다.
상기 리이드부(220)는 히터(100)의 바닥면에 형성된 상기 입력단자(120)와 접속되며 일실시예로서 봉형상으로 제작되어 상기 지지대(300)를 관통하여 상기 전원연결부(240)까지 연장된다. 이때, 상기 리이드부(220)는 내식성 및 내열성이 우수한 재료를 이용하여 형성됨으로써 공정중의 증착가스 또는 불순물 가스나 열로부터 손상되는 것을 방지한다. 상기 전원연결부(240)는 상기 지지대(300)의 바닥부에 위치하여 공정챔버의 외부에 위치하는 외부전원으로부터 전원을 공급받는다. 상기 리이드부(220)의 크랙을 방지할 수 있는 전원부(200)에 대한 실시예는 이하에서 상술된다. 상기 제어부(미도시)는 웨이퍼의 표면온도를 감지하여 목표값을 넘는 온도가 감지되면 상기 외부전원으로부터 전원연결부(240)로의 전원공급을 중단한다. 이에 따라, 웨이퍼 표면이 과도하게 가열되는 것을 방지한다.
상기 지지대(300)는 상부면에 상기 히터(100)를 지지하는 부재로서 플루오르화 수소산을 제외한 산 및 알칼리에 침해되지 않으며 화학적으로 매우 순수한 물질인 석영으로 형성되어 증착가스 기타 반응 부산물로부터 부식되는 것을 방지한다. 상기 지지대는 상기 히터(100)를 지지하는 상부 지지대(310)와 상부 지지대를 지지하며, 증착가스 기타 반응 부산물이 히터의 배면으로 유입되는 것을 방지하기 위한 아르곤 가스 주입구를 구비하는 하부 지지대(320)로 구성된다. 상기 상부 지지대(310)와 하부 지지대(320)의 사이에 상기 전원연결부(240)가 설치되며, 상기 상부 지지대(310)의 내부는 관통홀이 형성되어 상기 리이드부(220)가 연장되어 상기 전원연결부(240)와 접속된다.
상술한 바와 같은 웨이퍼 가열용 히터 어셈블리에 의하면, 상기 전원부(200)를 통하여 외부전원(미도시)으로부터 상기 히터(100)로 전원이 공급되면, 전기적으로 양호한 도체인 흑연(graphite)으로 형성된 상기 히터(100)로부터 저항열이 발생되어 상기 서셉터(400)로 복사된다. 상기 히터(100)의 복사열에 의해 가열된 서셉터(400)는 상부에 안착된 웨이퍼(500)로 열을 전도시킴으로써 상기 웨이퍼(500)를 가열하게 된다. 이때, 상기 히터(100)의 표면에 형성된 절연부재(110)는 상기 히터(100)의 주변부보다 중앙부의 전류흐름 폭을 크게 형성함으로써 주변부에서의 저항값을 중앙부와 비교하여 상대적으로 크게 형성한다. 따라서, 상기 히터의 주변부에서 발생하는 주울열이 중앙부보다 높게 발생되어 상기 웨이퍼(50)의 측면 복사에 의해 손실되는 열량을 보상하게 된다. 따라서, 상기 웨이퍼(50)의 중앙부와 주변부에서의 온도편차를 줄일 수 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따라 상이한 면적의 발열구역을 갖는 히터의 평면도이다. 도 9는 도 8에 도시된 개방부의 형성과정을 설명하기 위한 참고도이다.
도 8에 의하면, 본 발명의 일실시예로서 표면에 3개의 발열구역을 갖는 히터(100)가 개시되어 있다. 상기 히터(100)는 원판 직경의 양단에 상호 대향하여 위치하며 상기 전원부(200)와 연결되는 입력단자(120)와 출력단자(140) 및 상기 원판의 중심을 공통중심으로 갖는 다수의 동심 원호를 형성하며, 상기 입력단자(120) 및 출력단자(140) 사이에서 단일한 전류흐름을 형성하고 상기 히터(100)의 주변부보다 중심부에서 전류흐름 폭이 크게 되도록 히터(100) 표면을 구획하는 절연부재(110)를 포함한다.
상기 절연부재(110)는 일실시예로서, 상기 히터(100)의 주변부 원주를 따라 형성되어 원판 형상을 갖는 상기 히터(100)의 외곽을 둘러싸고 폐원을 형성하는 외곽 절연부재(112), 상기 외곽 절연부재(112)보다 작은 반경을 갖는 원으로 형성되어 상기 외곽 절연부재(112)와의 사이에 제1 발열구역(182)을 형성하는 제1 절연부재(114), 상기 제1 절연부재(114) 보다 작은 반경을 갖는 원으로 형성되어 상기 제1 절연부재(114)와의 사이에 제2 발열구역(184)을 형성하며, 상기 히터(100)의 중심을 향하는 내측으로 제3 발열구역(186)을 형성하는 제2 절연부재(116)를 포함한다.
이때, 상기 제1 발열구역(182), 제2 발열구역(184) 및 제3 발열구역(186)은 표면적의 비율이 점점 넓어지도록 형성한다. 따라서, 상기 히터(100)의 주변부에 위치하는 제1 발열구역(182)은 상대적으로 좁은 표면적과 길이가 긴 형상을 가지며, 제3 발열구역은 상대적으로 넓은 표면적과 길이가 짧은 형상을 가진다.
저항체의 저항값(R)은 일반적으로 식(2)과 같이 저항체의 면적에 반비례하여 주어진다.
따라서, 상기 히터의 중심부로 갈수록 각 발열구역의 길이는 짧아지고 면적은 증가하게 되므로 각 발열구역의 저항값은 급격하게 줄어들게 된다. 바람직하게는, 상기 각 발열구역에서의 저항값이 1:2:4의 비율로 나타나도록 상기 각 발열구역의 면적과 길이를 형성한다. 주울의 법칙에 따라 전류가 흐르는 저항체에서 발생하는 열량(Q)은 식 (3)와 같이 저항체의 저항값에 비례한다.
따라서, 동일한 전류를 동일한 시간동안 공급하게 되면, 상기 각 발열구역의 면적차이에 의해 발열구역의 저항값이 달라지게 되어 발생되는 열량이 서로 상이하게 된다. 이때, 상기 각 발열구역의 면적비는 상기 히터(100)의 중심부와 주변부의 온도편차를 가장 최적하게 줄일 수 있도록 다양하게 조정될 수 있다. 바람직하게는, 상기 절연부는 내식성 및 내열성이 우수한 브론 나이트라이드(Bron Nitride)재질로 형성한다.
한편, 상기 제1 절연부재(114) 및 상기 제2 절연부재(116)는 원호의 일부가 부분 절개되어 상이한 발열구역 상호간의 전류이동을 허용하는 다수의 개방부가 형성되어 있다.
상기 다수의 개방부는 상기 입력단자(120)로 유입된 전류가 상기 제1 발열구역(182)으로부터 상기 제2 발열구역(184)으로 흐르기 위한 제1 개방부(114a), 상기 제2 발열구역(184)으로부터 상기 제3 발열구역(186)으로 흐르기 위한 제3 개방부(116a), 상기 제3 발열구역(186)으로부터 상기 제2 발열구역(184)으로 흐르기 위한 제4 개방부(116a) 및 상기 제2 발열구역(184)으로부터 상기 제1 발열구역(186)으로 흐르기 위한 제2 개방부(114b)를 포함한다. 이때, 상기 제1 및 제2 개방부(114a, 114b)는 상기 제1 전열부재(114)의 원호가 부분 절개되어 형성되며, 상기 제3 및 제4 개방부(116a,116b)는 상기 제2 절연부재(116)의 원호가 부분 절개되어 형성된다.
도 9는 상기 히터 표면에 형성된 개방부를 설명하기 위한 참고도이다.
도 9를 참조하면, 상기 입력단자(120)와 출력단자(140)는 원판 형상을 갖는 상기 히터(100)의 주변부에 대칭적으로 위치하므로, 양 단자(120,140)를 연결하는 단자연결 라인(130)은 히터의 중심(O)을 통과하는 히터지름이 된다. 이하에서는 상기 히터 중심(O)을 원점으로 하는 직교좌표를 설정하고 이를 기준으로 설명한다. 직교좌표에서 상기 단자연결 라인을 직교좌표의 y축, y축에 수직하는 라인을 x축으로 약속한다. 따라서, 상기 단자연결 라인(130)은 직교좌표의 y축과 일치하며, 입력 및 출력 단자(120,140)는 y축 상에 위치하게 된다.
상기 단자 연결라인(130)으로부터 시계방향으로 제1 중심각(θ1)에 대응하는 상기 제1 절연부재(114)의 원호를 절개하여 제3 사분면에 위치하는 제1 개방부(114a) 및 제1 사분면에 위치하는 제2 개방부(114b)를 형성한다. 이때, 상기 제1 중심각(θ1)은 히터 가열을 위한 공급전류의 흐름을 방해하지 않는 정도의 크기를 갖도록 한다. 바람직하게는 10°내지 20°의 크기를 갖도록 한다. 또한, 상기 단자 연결라인(130)으로부터 시계방향으로 제2 중심각(θ2)에 대응하는 상기 제2 절연부재(116)의 원호를 절개하여 제1 사분면에 위치하는 제3 개방부(116a) 및 제3 사분면에 위치하는 제4 개방부(116b)를 형성한다. 이때, 상기 제2 중심각(θ2)은 제2 개방부(114b)와 제3 개방부(116a)의 원호길이가 동일하게 되도록 식 (4)과 같이 주어진다.
따라서, 제1 개방부(114a)와 제2 개방부(114b)는 상기 히터 중심(O)에 대하여 서로 점대칭을 이루며, 제3 개방부(116a) 및 제4 개방부(116b)는 상기 제1 개방부(114a)와 동일한 원호길이를 가지면서 마찬가지로 상기 히터중심(O)에 대하여 점대칭을 형성하게 된다.
상기한 바와 같이 형성된 각 개방부에 히터 구동전류의 흐름을 일방향으로 유도하기 위한 절연부재가 추가적으로 부가된다. 이하에서 상기 각 개방부의 근단부라 함은 개방부를 형성하는 절개된 원호의 양 단부중 y 축에 근접한 단부를 의미하며, 원단부라 함은 상대적으로 y축으로부터 멀리 위치하는 단부를 의미한다.
상기 제1 개방부(114a)의 근단부(1141a)와 상기 외곽 절연부재(112)를 연결하며, 상기 입력단자(120)로 유입된 히터 구동전류의 흐름 경로를 차단하여 상기 제2 발열구역(184)으로 유도하는 제1 유도부재(151), 상기 제1 개방부(114a)의 원단부(1142a)와 상기 제4 개방부(116b)의 근단부(1161b)를 연결하며, 상기 제2 발열구역(184)에서 일방향에 대한 전류흐름을 차단하여 전류를 한쪽 방향으로만 유도하는 제2 유도부재(152), 상기 제3 개방부(116a)의 근단부(1161a)와 상기 제2 개방부(114b)의 원단부(1142b)를 연결하며, 제2 발열구역 내부를 흐르는 전류흐름 경로를 차단하여 상기 제3 발열구역(186)으로 유도하는 제3 유도부재(153) 및 상기 제2 개방부(114b)의 근단부(1141b)와 상기 외곽 절연부재(112)를 연결하며, 상기 제2 발열구역(184)으로부터 제1 발열구역(182)으로 흐르는 구동전류가 상기 입력단자(120) 쪽으로 흐른 것을 차단하고 상기 출력단자 방향으로 유도하는 제4 유도부재(154)가 형성되어 있다. 상기 제1 내지 제4 유도부재는 상기 외곽 절연부재(112) 또는 제1 및 제2 절연부재(114,116)와 동일한 절연부재로 형성되어 전기 및 열의 전도를 차단한다.
이때, 상기 제1 유도부재(151)는 상기 출력단자(140)를 우측편에 위치할 수 있도록 제3 사분면에서 우상향하는 기울기를 갖고 형성되며, 상기 제2 유도부재(152)는 상기 제1 유도부재(151)와 평행하게 형성되어 상기 제1 개방부(114a)와 제4 개방부(116b)의 원호 길이를 동일하게 형성한다. 또한, 상기제4 유도부재(154)는 상기 입력단자(120)를 좌측편에 위치할 수 있도록 제1 사분면에서 우상향하는 기울기를 갖고 형성되며, 상기 제3 유도부재(153)는 상기 제4 유도부재(154)와 평행하게 형성되어 상기 제2 개방부(114b)와 제3 개방부(116a)의 원호 길이를 동일하게 형성한다. 따라서, 상기 제1 유도부재(151)와 상기 제4 유도부재(154) 및 상기 제2 유도부재(152)와 상기 제3 유도부재(153)는 각각 상기 히터의 중심(O)에 대하여 점대칭을 이루게 된다.
상기 절연부재와 유도부재 및 개방부들이 모두 상기 히터의 중심(O)에 대하여 점대칭을 이루면서 형성되므로 상기 제1 발열구역(182), 제2 발열구역(184) 및 제3 발열구역(186)은 각각 y축을 기준으로 좌측에 위치하는 상기 히터(100)의 제1 반원부와 우측에 위치하는 제2 반원부에 있어서 동일한 면적을 갖게 된다. 따라서, 동일한 발열구역의 제1 반원부 및 제2 반원부에서의 방출열량을 동일하게 유지할 수 있다. 바람직하게는, 상기 제3 발열구역(186)에서도 방출열량의 대칭성을 확보하기 위해 상기 제4 개방부(116b)의 원단부(1162b)와 제3 개방부(116a)의 원단부(1162a)를 연결하는 방향으로 직선형상의 제3 절연부재(118)를 형성할 수 있다. 이때, 상기 제3 절연부재(118)는 상기 제3발열구역의 지름보다 작은 길이를 가지며 상기 히터의 중심(O)에서 개방되도록 형성한다. 따라서, 상기 제3 발열구역으로 흐르는 히터구동전류가 제4 개방부(116b)를 통하여 제2 발열구역으로 흐를 수 있도록 한다.
도 10은 상술한 바와 같은 발열면적의 차이를 보이는 발열구역을 갖는 히터의 표면에서 히터 구동전류의 흐름을 나타내는 개념도이다.
도 10을 참조하면, 상기 입력단자(120)로 유입된 전류는 상기 외곽 절연부재(112), 제1 절연부재(114) 및 제4 유도부재(154)에 의해 유도되어 제2 사분면 및 제3 사분면에 걸친 상기 제1 발열구역(182) 내부를 흐른다. 제1 반원부를 경유한 히터 구동전류는 상기 제1 개방부(114a)를 통하여 상기 제2 발열구역(184)으로 흐르도록 유도된다. 이때, 상기 제1 유도부재(151)는 상기 구동전류가 상기 출력단자(140)로 흐르는 것을 방지하여 상기 제2 발열구역(184) 쪽으로 유도하는 역할을 하며, 상기 제2 유도부재(152)는 상기 제1 개방부(114a)를 경유한 구동전류가 상기 제2 발열구역의 제1 반원부 방향으로 흐르는 것을 차단함으로써 상기 제1 반원부와 대향하며 y축을 기준으로 우측에 위치하는 상기 히터(100)의 제2 반원부 방향으로 흐르도록 유도한다. 제2 반원부의 상기 제2 발열구역(184)을 흐르는 구동전류는 상기 제3 개방부(116a)에 의해 상기 제3 발열구역(186)으로 유도된다. 이때, 상기 제3 유도부재(153)는 상기 구동전류의 흐름을 차단하여 상기 제3 개방부(116a) 방향으로만 흐르도록 유도한다. 상기 제3 발열구역(186)으로 유도된 히터 구동전류는 상기 제3 절연부재(118) 사이를 흐르면서 상기 히터(100)의 중심부를 가열한 후, 상기 제4 개방부(116b)를 통하여 다시 상기 제2 발열구역(184)으로 흐르게 된다. 이때, 상기 제2 유도부재(152)에 의해 상기 구동전류는 제2 반원부 영역으로의 흐름이 차단되어 제2 발열구역(184)의 제1 반원부 영역으로만 흐르게 된다. 상기 제2 발열구역(184)의 제1 반원부 영역을 흐르는 상기 구동전류는 상기 제2 개방부(114b)에 의해 다시 제1 발열구역(182)으로 흐르게 된다. 이때, 상기 제3 유도부재(153)는 제2 발열구역을 흐르던 구동전류의 흐름을 차단하여 상기 제1발열구역으로 유도하며, 상기 제4 유도부재(154)는 상기 구동전류가 상기 입력단자(120) 방향으로 흐르는 것을 차단하여 제2 반원부의 상기 제1 발열구역(182) 방향으로 흐르도록 유도한다. 상기 제2 반원부의 제1 발열구역(182)을 따라 흐르는 히터 구동전류는 상기 출력단자(140)와 접속된다.
이에 따라, 상기 입력단자(120)를 통하여 유입된 히터 구동전류는 상기 출력단자(140)에 의해 유출됨으로써 하나의 저항부를 갖는 전기회로를 완성한다. 이때, 전체로서 하나의 저항체 역할을 하는 상기 히터(100)는 상기 절연부재 및 유도부재에 의해 흐르는 전류의 방향 및 저항체의 면적을 조절함으로써 저항열의 발생량을 조절하게 된다.
상술한 바와 같은 단면적 편차를 갖는 히터는 상기 제1 중심각(θ1) 및 제2 중심각(θ2)이 상기 단자연결 라인(130)을 기준으로 시계방향(clockwise)으로 형성되어 상기 개방부 및 절연부재들의 배치가 결정되었지만, 이와 반대로 반시계 방향으로 형성되어 개방부 및 절연부재들의 배치가 변경되더라도 동일한 효과를 얻을 수 있다.
상기 제1 중심각(θ1) 및 제2 중심각(θ2)이 단자연결 라인(130)을 기준으로 반시계방향(counter clockwise)으로 형성된 히터의 형상은 상기 제1 내지 제4 개방부(114a,114b,116a,116b) 및 상기 제1 내지 제4 유도부재(151,152,153,154)가 도 8과 비교하여 y축에 대하여 대칭 이동되어 있는 점을 제외하고는 동일하다. 따라서, 히터 구동전류는 도 10에 도시된 흐름과 반대방향으로 흐르게 된다.
또한, 본 실시예에서는 상기 히터의 표면적을 3개의 발열구역으로 구획하였지만, 필요에 따라 발열구역은 3개 이상으로 분할될 수도 있음은 자명한 사실이다. 또한, 본 실시예에서는 상기 입력단자(120)와 출력단자(140)는 상기 히터(100) 직경의 양단에 위치하고 있지만, 설계상의 필요에 따라 상기 입, 출력 단자(120, 140)는 다양한 위치에 형성될 수 있다.
도 11은 도 7에 도시된 전원공급부를 확대하여 나타낸 부분 확대도이다.
도 11을 참조하면, 상기 히터(100)로 전원을 공급하는 상기 리이드부(220)는 상기 입력단자(120)와 일실시예로서 나사결합을 형성하며, 상기 히터(100)의 바닥부에서 상기 상부 지지대(310) 방향으로 연장되는 봉 형상을 구비한다. 이때, 공정중의 증착가스 또는 불순물 가스로부터 상기 히터(100)가 손상되는 것을 방지하기 위하여 표면에 도포된 표면보호막(105)이 상기 리이드부(220)의 표면에도 도포될 수 있다. 상기 리이드부(220)는 내식성 및 내열성이 우수한 재료를 이용하여 형성되며 바람직하게는 브론 나이트라이트(bron nitride) 계열의 금속으로 제작된다.
상기 상부 지지대(310)는 상기 히터(100)의 바닥면으로부터 연장된 상기 리이드부(220)를 수용하기 위한 관통홀(330)을 포함한다. 따라서, 상기 리이드부(220)는 상부 지지대(310)를 관통하여 바닥부에 위치한 상기 전원연결부(240)까지 연장된다. 상기 전원연결부(240)는 공정챔버의 외부에 위치하는 외부전원으로부터 인가된 히터 구동전류를 상기 리이드부(220)로 공급한다. 바람직하게는, 상기 외부전원으로서 RF(Radio Frequency) 교류전원을 이용한다.
따라서, 상기 히터(100)로 전원을 공급하는 리이드부(220)의 위치를 상기 히터(100)의 바닥부로부터 상기 상부 지지대(300)의 바닥부로 이동시킴으로써 히터의 가열에 따른 과도한 열응력에 의해 상기 리이드부(220)가 손상되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 증착가스나 공정중의 반응 부산물에 의해 상기 히터의 입력단자(120)와 상기 리이드부(220)의 접속부가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
따라서 본 발명에 의하면, 상기 히터의 주변부에서 중심부로 갈수록 전류흐름 폭이 증가하도록 히터의 표면에 발열구역을 설정하여 히터의 중심부보다 주변부저항을 높게 형성할 수 있다. 이에 따라, 공급전류의 양은 동일하지만 히터의 중심부와 주변부에서의 저항값의 차이에 따라 히터 주변부에서의 발열량을 높일 수 있다. 따라서, 웨이퍼의 중심부와 주변부에서의 온도편차를 줄일 수 있는 장점이 있다. 또한, 히터구동 전류를 공급하는 리이드부를 히터 지지대의 바닥부까지 연장함으로써 히터자체의 가열 및 증착가스 기타 반응 부산물에 의한 손상을 방지할 수 있다. 이에 따라, 상기 리이드부의 수명을 연장시킴으로써 리이드부 교체로 인한 히터 어셈블리의 수명을 연장시킬 수 있다.
본 발명에 의하면, 히터의 주변부에서 중앙부로 갈수록 전류흐름 폭이 증가하도록 단일한 히터 표면을 구획함으로써 히터의 중앙부보다 주변부에서의 저항을 높게 형성한다. 이에 따라, 히터의 중앙부와 비교하여 주변부에서 발생되는 주울열량을 증가시킴으로써 웨이퍼의 중앙부와 주변부의 온도편차를 줄일 수 있다. 또한, 히터에 전원을 공급하기 위한 리이드 봉을 히터 지지대의 하부까지 연장하여 설치함으로써 히터의 가열에 따른 열응력 및 증착가스 기타 반응 부산물에 의한 크랙을방지함으로써 리이드 봉의 손상을 방지할 수 있다. 이에 따라, 공정대상 웨이퍼의 표면에서 균일한 온도분포를 얻을 수 있으며, 리이드 봉의 잦은 교체주기로 인한 히터 어셈블리의 교체주기를 증가시킴으로써 히터 어셈블리를 구비하는 반도체 장치의 유지비용을 절감할 수 있다.

Claims (14)

  1. 피가열체를 지지하는 제1 지지부;
    상기 제1 지지부의 하부에 위치하여 전기저항에 의한 주울열을 발생하며, 주변부에서 중심부로 갈수록 폭이 증가하도록 표면이 구획되어 다수의 발열구역을 형성하며, 중심부 발열구역보다 주변부 발열구역에서 더 많은 열량이 복사되는 일체형 저항발열체(resistive heating element); 및
    상기 저항 발열체의 하단부로 연장되어 위치하며, 상기 저항발열체로 전류를 공급하는 리이드부 및 상기 리이드부와 전기적으로 접속되어 상기 리이드부로 구동전원을 유도하기 위한 전원연결부를 구비하는 전원부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가열장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 저항 발열체는 소정의 직경을 갖는 원 형상을 가지며, 상기 직경의 양단에 전류흐름을 위한 입력 및 출력단자가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 가열장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 저항 발열체를 지지하기 위한 제2 지지부를 더 포함하며, 상기 리이드부는 상기 제2지지대를 관통하여 상기 제2지지대의 바닥부에서 상기 전원연결부와 접속하는 것을 특징으로 가열장치.
  4. 웨이퍼를 지지하는 서셉터;
    상기 서셉터의 하부에 위치하여 전기저항에 의한 주울열을 발생하며, 주변부에서 중심부로 갈수록 폭이 증가하도록 표면이 구획된 다수의 발열구역을 형성하며, 중심부 발열구역보다 주변부 발열구역에서 더 많은 열량이 복사되는 일체형 저항발열체;
    상기 저항 발열체의 하부에 위치하며 상기 저항 발열체를 지지하는 지지부; 및
    상기 저항 발열체의 하단부로 연장되어 위치하며, 상기 저항발열체로 전류를 공급하는 리이드부 및 상기 리이드부와 전기적으로 접속되어 상기 리이드부로 구동전원을 유도하기 위한 전원연결부를 구비하는 전원부를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열용 히터 어셈블리.
  5. 제4항에 있어서, 상기 저항 발열체는 디스크 형상으로 형성되며, a) 상기 디스크 직경의 양단에 상호 대향하여 위치하며, 상기 전원부와 연결된 입력 단자 및 출력 단자, b) 상기 디스크의 중심을 공통의 중심으로 갖는 다수의 동심 원호를 형성하며, 상기 입력 단자 및 출력 단자 사이에서 단일한 전류흐름을 형성하고 상기 디스크의 주변부에서 중심부로 갈수록 전류흐름 폭이 크게 되도록 상기 디스크의 표면을 구획하는 절연부를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열용 히터 어셈블리.
  6. 제5항에 있어서, 상기 절연부는, a) 상기 디스크의 주변부 원주를 따라 형성되어 상기 저항 발열체의 외곽을 둘러싸는 외곽 절연부재, b) 상기 외곽 절연부재보다 작은 반경을 갖는 원으로 형성되어 상기 외곽 절연부재와의 사이에 제1 발열구역을 형성하며, 상기 입력 및 출력 전원단자를 연결하는 가상의 직선을 기준으로 시계방향으로 측정된 제1 중심각에 대응하는 원호가 제거된 제1 개방부 및 상기 제1 개방부와 상기 저항발열체의 중심에 대하여 점대칭을 이루며 형성되는 제4 개방부를 구비하는 제1 절연부재, c) 상기 제1 절연부재보다 작은 반경을 갖는 원으로 형성되어 상기 제1 절연부재와의 사이에 제2 발열구역 및 내측으로 제3 발열구역을 형성하며, 상기 입력 및 출력 전원단자를 연결하는 가상의 직선으로부터 시계방향으로 측정된 제2 중심각에 대응하는 원호가 제거된 제2 개방부 및 상기 제2 개방부와 상기 저항발열체의 중심에 대하여 점대칭을 이루는 제3 개방부를 구비하는 제2 절연부재, d) 상기 입력 및 출력 전원단자를 연결하는 가상의 직선과 인접한 상기 제1 개방부에 대응하는 원호의 근단부와 상기 외곽 절연부재를 연결하는 제1 유도부재, 상기 제1 유도부재와 상기 저항발열체의 중심에 대하여 점대칭을 이루며 상기 제4 개방부에 대응하는 근단부와 상기 외곽 절연부재를 연결하는 제4 유도부재 및 e) 상기 입력 및 출력 전원단자를 연결하는 가상의 직선으로부터 떨어진 상기 제1 개방부에 대응하는 원호의 원단부와 상기 제3 개방부의 근단부를 연결하는 제2 유도부재 및 상기 제2 유도부재와 상기 저항발열체의 중심에 대하여 점대칭을 이루며 상기 제4 개방부에 대응하는 원호의 원단부와 상기 제2 개방부의 근단부를 연결하는 제3 유도부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열용 히터 어셈블리.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1, 제2 및 제3 발열구역의 저항값의 비율이 1:2:4 인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열용 히터 어셈블리.
  8. 제6항에 있어서, 상기 제1 중심각(θ1)은 10°내지 20°의 크기를 가지며, 상기 제2 중심각(θ2)은 다음의 식으로 결정되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열용히터 어셈블리.
  9. 제6항에 있어서, 상기 제1 및 제2 중심각은 반시계 방향으로 회전하여 측정된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열용 히터어셈블리.
  10. 제6항에 있어서, 상기 제3 발열구역에 위치하며, 상기 제3 개방부 및 상기 제4 개방부의 원단부를 연결하는 직선형상으로 상기 제3 발열구역의 직경보다 작은 길이를 갖는 제3 절연부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열용 히터 어셈블리.
  11. 제5항에 있어서, 상기 절연부는 브론 나이트 라이드(Bron Nitride) 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열용 히터 어셈블리.
  12. 제5항에 있어서, 상기 리이드부는 상기 입력단자와 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열용 히터 어셈블리.
  13. 제12항에 있어서, 상기 리이드부는 상기 지지대를 관통하여 상기 지지대의 바닥부에 위치하여 공정중의 상기 리이드부 손상을 방지할 수 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열용 히터 어셈블리.
  14. 제4항에 있어서, 상기 지지부는 석영으로 형성된 평판인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열용 히터 어셈블리.
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