KR100638584B1 - 웨이퍼 가열장치 및 웨이퍼 가열장치의 셋팅 방법 - Google Patents
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Abstract
웨이퍼 가열장치는 가열 플레이트, 가열 플레이트를 지지 및 수용하는 케이스, 케이스 및 가열 플레이트의 상부에 걸쳐서 배치되는 프레싱 암, 및 케이스에 대해 프레싱 암을 상하로 이동시키는 암 조정부를 포함한다. 복수개의 프레싱 암 및 암 조정부가 가열 플레이트의 원주를 따라 배치되며, 가열 플레이트의 일그러짐에 의해서 위로 돌출된 부분을 눌러 평탄하게 보정할 수가 있다. 가열 플레이트의 일그러짐을 효과적으로 보정할 수 있으며, 웨이퍼를 균일한 온도로 가열할 수가 있다.
핫 플레이트, 가열 플레이트, 웨이퍼, 일그러짐, 왜곡
Description
도 1은 종래의 세라믹 가열 플레이트를 설명하기 위한 저면도이다.
도 2는 종래의 세라믹 가열 플레이트의 일그러짐을 설명하기 위한 다이어그램이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 가열장치의 단면도이다.
도 4는 도 3의 가열 플레이트 및 프레싱 암 간의 결합관계를 설명하기 위한 부분 확대도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 가열장치 및 셋팅 방법을 설명하기 위한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 가열장치에서 가열 플레이트 및 프레싱 암 간의 결합관계를 설명하기 위한 부분 확대도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 가열장치에서 가열 플레이트 및 프레싱 암 간의 결합관계를 설명하기 위한 부분 확대도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100,200,300：웨이퍼 가열장치 110,210,310：가열 플레이트
120,220,320：케이스 122,222,322：저면 케이싱
124,224,324：측면 케이싱 126,226：실링 부재
128,228,328：조정 홀 130,230：프레싱 암
330：프레싱 홀더 132,232,332：관통 홀
134,234,334：단열 접촉부 138,229：피봇 돌출부
140,240,340：조정 볼트
본 발명은 웨이퍼 가열장치에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는, 열 변형 또는 주변 압력 변화에 의해서 발생하는 플레이트의 일그러짐(warpage)을 극복할 수 있는 웨이퍼 가열장치 및 그 셋팅 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 디바이스를 제조하는 공정에서 웨이퍼(wafer)를 가열하는 공정이 수차례 있다. 일 예로, 사진 식각(photoresist) 공정은 감광액 도포, 노광(exposure), 현상(develop) 및 식각(etching)으로 구성되는데, 이 중에서 노광 전후로 프리 베이킹(pre-baking or soft bake) 및 노광 후 베이킹(Post Expose Baking; PEB)이 수행될 수 있다. 이들 가열 과정은 식각이나 현상 이전에 도포된 감광제와 웨이퍼 간의 접착력을 증가시키기 위한 것이다.
가열을 위해 웨이퍼는 통상의 가열장치 상에 놓여지며, 웨이퍼는 가열 플레이트로 열을 전달받아 원하는 온도를 유지할 수가 있다. 가열 플레이트는 웨이퍼 의 온도를 정확하면서도 균일하게 제어할 수 있어야 한다. 예를 들어, 약 12인치의 웨이퍼를 취급하는 반도체 제조 공정에서 웨이퍼의 온도는 약 0.2℃ 이내의 온도 정밀도로 조절되어야 하며, 동시 가열 및 동시 냉각을 위해 웨이퍼 전체의 온도 분포는 실질적으로 균일하게 유지되어야 한다. 또한, 최근 들어서는 약 3~4mm 정도의 두께를 갖는 세라믹 가열 플레이트가 사용됨으로 해서 가열장치는 웨이퍼의 온도를 신속하게 제어할 수가 있다.
도 1은 종래의 세라믹 가열 플레이트를 설명하기 위한 저면도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 세라믹 가열 플레이트(10)는 세라믹 디스크(12) 및 세라믹 디스크(12)의 저면에 형성된 발열 패턴(14)을 포함한다. 세라믹 디스크(12)는 웨이퍼 전체를 지지할 수 있는 직경을 가지며, 약 3mm정도의 얇은 두께로 형성될 수 있다. 그리고 세라믹 디스크(12)의 저면에는 저항 발열체(resistor)로서의 발열 패턴(14)이 형성된다. 발열 패턴(14)은 스크린 프린팅 또는 식각 등의 방법을 통해 세라믹 디스크(12)의 저면에 형성될 수 있으며, 하나의 이어지거나 여러 개로 분리되어 형성될 수가 있다.
앞서 언급한 바와 같이, 가열 플레이트(10)는 웨이퍼의 온도를 거의 동일하게 제어할 수 있어야 한다. 따라서 세라믹 디스크(12)의 저면에 복수개의 발열 패턴(14)을 형성할 수 있으며, 각각의 발열 패턴(14)은 웨이퍼의 온도를 영역별로 제어함으로써 웨이퍼의 온도를 균일하게 제어할 수가 있다. 하지만, 발열 패턴(14)이 대칭 또는 비대칭으로 형성되기 때문에, 가열 플레이트(110)의 제작 과정에서 가열 플레이트(110)가 일그러지는 문제점이 발생할 수 있다.
도 2는 종래의 세라믹 가열 플레이트의 일그러짐을 설명하기 위한 다이어그램이다.
도 2를 참조하면, 가열 플레이트가 전체적으로 왜곡되어 있으며, 그 가장자리를 따라 약 180도를 주기로 산(peak)과 골(valley)이 반복되는 왜곡 형상을 갖는다.
일반적으로 가열 플레이트를 제조하기 위해서, 우선 세라믹 디스크의 저면에 발열 패턴을 형성한 그 다음, 가열 플레이트의 소성 공정을 약 800℃ 정도의 온도 분위기 하에서 진행을 한다. 소성 공정 후, 가열 플레이트를 냉각하는 동안 세라믹 디스크가 수축되면서 변형될 수 있으며, 이때에 발열 패턴에 의해서 상기와 같은 가열 플레이트의 왜곡이 발생할 수 있다. 상기 도시된 가열 플레이트의 일그러짐은 제조 과정에서도 발생할 수 있지만, 반도체 제조 공정 중 웨이퍼의 가열을 위해 가열 플레이트를 수시로 가열 및 냉각하는 과정에서도 상기와 같은 일그러짐이 발생할 수가 있다.
왜곡된 가열 플레이트는 플레이트 및 웨이퍼 간의 간격 분포를 불균일하게 할 수 있으며, 불균일한 간격 분포는 웨이퍼의 온도를 균일하게 제어하는 것을 방해할 수가 있다. 따라서 상기 소성 공정 또는 기타 요인에 의해서 발생하는 가열 플레이트의 일그러짐을 제거할 필요가 있다.
본 발명은 상술한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 일 목적은 가열 플레이트의 일그러짐을 제거하여 플레이트 및 웨이퍼 간에 균일한 간격 분포 를 형성할 수 있는 웨이퍼 가열장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 가열 플레이트의 레벨을 부위별로 조절하여 전체적인 일그러짐을 용이하게 제거할 수 있는 웨이퍼 가열장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 가열 플레이트의 레벨을 조절할 수 있는 다양한 구조의 웨이퍼 가열장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 웨이퍼 가열장치를 이용하여 가열 플레이트의 일그러짐을 제거하는 웨이퍼 가열장치의 셋팅 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 웨이퍼 가열장치는 가열 플레이트, 케이스, 프레싱 암(pressing arm) 및 암 조정부를 포함한다. 가열 플레이트는 세라믹 물질 또는 대체 가능한 물질을 이용하여 형성될 수 있으며, 케이스는 저면 케이싱 및 측면 케이싱에 의해서 제공되는 단 구조로 가열 플레이트를 지지 및 수용할 수가 있다. 가열 플레이트는 웨이퍼 형성에 대응하여 주로 원형 디스크 형상으로 형성되며, 케이스 역시 림(rim) 형상의 저면 케이싱 및 측면 케이싱이 일체로 또는 분리되어 제공될 수가 있다.
웨이퍼 가열장치는 왜곡된 가열 플레이트의 산 또는 그에 인접한 부분을 부분적으로 가압하기 위한 프레싱 암 및 프레싱 암의 레벨 또는 가압력을 조절하기 위한 암 조정부를 포함한다. 하나 또는 그 이상의 프레싱 암이 측면 케이싱 및 가열 플레이트의 경계 상에 위치하며, 측면 케이싱 및 가열 플레이트에 걸쳐서 배치될 수 있다. 각각의 프레싱 암이 다른 레벨 또는 가압력으로 가열 플레이트의 상 면과 접촉될 수 있으며, 가열 플레이트의 산 부분을 개별적으로 눌러줌으로써 장착된 가열 플레이트의 평탄도(flatness)를 거의 일정하게 유지할 수 있다.
프레싱 암의 레벨을 조절하기 위해서, 암 조정부는 다양한 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 프레싱 암을 지렛대와 같이 움직이고 조정 볼트(adjustment bolt)가 프레싱 암의 높이를 조정하여 가열 플레이트의 상면 높이를 조절할 수가 있으며, 프레싱 암이 전체적으로 평행하게 이동하여 가열 플레이트의 상면 높이를 조절할 수도 있다.
프레싱 암 및 가열 플레이트 간의 열 전달을 차단하기 위해서, 단열성을 갖는 접촉부가 그 사이에 개재될 수 있다. 접촉부는 공(ball) 또는 뿔대(truncated pyramid or cone) 등의 형상으로 형성될 수 있으며, 프레싱 암의 가압력을 가열 플레이트로 전달할 수가 있다.
또한, 본 발명의 다른 웨이퍼 가열장치는 가열 플레이트, 케이스, 프레싱 홀더 및 홀더 조정부를 포함할 수 있다. 이전의 프레싱 암은 가열 플레이트의 상면을 가압하여 플레이트의 산 부분을 오직 아래로 눌러주는 반면, 상기 프레싱 홀더는 가열 플레이트의 상면 및 저면 가장자리와 맞물리기 때문에 플레이트의 산 부분을 눌러주거나 골 부분을 올리는 것이 가능하다. 따라서 가열 플레이트의 레벨을 다양하게 조절할 수 있다.
웨이퍼 가열장치는 다음의 방법에 의해서 셋팅될 수 있다. 상기 셋팅 방법은 저항 발열체가 형성된 가열 플레이트를 제공하는 단계, 가열 플레이트를 위한 수용 홈을 포함하는 케이스에 가열 플레이트를 올리는 단계, 복수개의 프레싱 암을 케이스 및 가열 플레이트의 경계를 따라 그 상부에 걸쳐서 배치하는 단계 및 암 조정부를 이용하여 프레싱 암을 케이스에 대해 결속시키는 단계를 포함한다. 그리고 가열 플레이트의 상면 높이를 가장자리를 따라 측정하는 단계, 측정되는 결과에 따라 암 조정부로 프레싱 암을 상하로 이동시켜 가열 플레이트의 상면 높이를 소정의 오차 이내로 조절하는 단계를 더 포함한다. 사용자는 가열 플레이트의 높이를 측정하고 조절하는 과정을 반복 또는 병행할 수 있으며, 이러한 과정을 통해 기준으로 정해진 오차 이내로 가열 플레이트가 평탄하게 조절할 수가 있다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 가열장치의 단면도이며, 도 4는 도 3의 가열 플레이트 및 프레싱 암 간의 결합관계를 설명하기 위한 부분 확대도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 웨이퍼 가열장치(100)는 가열 플레이트(110), 케이스(120), 프레싱 암(130) 및 조정 볼트(140)를 포함한다. 케이스(120)는 가열 플레이트(110)를 지지하며, 가열 플레이트(110)를 수용하기 위한 디스크 형상의 홈을 포함한다. 가열 플레이트(110)는 홈 내부에 안착될 수 있으며, 프레싱 암(130) 및 조정 볼트(140)는 홈에 안착된 가열 플레이트(100)를 케이스(120)에 고정할 수 있다. 특히, 웨이퍼 가열장치(100)에서 조정 볼트(140)는 프레싱 암(130)의 상하 레벨 또는 높이를 조절할 수 있어 가열 플레이트(110)의 일그러짐을 보정할 수도 있다.
가열 플레이트(110)는 세라믹 또는 대체 가능한 재질을 이용하여 형성되며, 상면으로는 웨이퍼(20)를 지지할 수 있다. 웨이퍼(20)의 반대에 있는 가열 플레이트(110)의 저면에는 발열 패턴(112)이 형성되며, 발열 패턴(112)은 전기적으로 연결된 외부의 장치의 제어 하에서 가열 플레이트(110)의 온도를 상승 또는 하강 시킬 수가 있다. 일반적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 복수개의 발열 패턴(112)이 각각 분리된 히팅 영역을 형성할 수 있다. 발열 패턴들(112)이 넓은 가열 플레이트(110)의 온도를 영역별로 조절하기 때문에, 웨이퍼 가열장치(100)는 가열 플레이트(110)의 온도를 영역에 무관하게 동일하게 유지할 수 있고, 외부 제어에 대응하여 플레이트의 온도를 신속하게 변경할 수가 있다. 가열 플레이트(110)는 일반적인 웨이퍼(20)의 형상에 대응하여 대략 디스크 형상으로 형성되지만, 사용 용도 및 사용 환경에 따라 다양한 형상 및 두께로 제작될 수가 있다.
가열 플레이트(110)를 수용 및 지지하기 위해서 케이스(120)가 제공된다. 케이스(120)는 가열 플레이트(110)를 올려놓기 위한 것으로서, 저면 케이싱(122) 및 측면 케이싱(124)을 포함한다. 저면 케이싱(122)은 가열 플레이트(110)의 외경보다 작은 크기로 형성되며, 가열 플레이트(110)의 저면 가장자리를 지지할 수 있다. 또한, 측면 케이싱(124)은 가열 플레이트(110)의 외주 측면을 수용하며, 가열 플레이트(110)에 밀착하거나 이격되어 그 주위를 따라 제공될 수 있다. 본 실시예에서는, 측면 케이싱(124)의 내면 역시 가열 플레이트(110) 형상에 대응하여 원형으로 형성되며, 대략 가열 플레이트(110)와 거의 동일 또는 인접한 높이를 가진다.
도 3에 도시된 바와 같이, 케이스(120) 및 가열 플레이트(110)에 의해서 냉각 챔버(30)가 제공될 수 있다. 가열 플레이트(110)의 신속한 온도 하강을 위해 냉각 가스가 사용될 수 있으며, 냉각 가스는 노즐(32)을 통해 냉각 챔버(30)로 출입하면서 가열 플레이트(110)를 냉각시킬 수가 있다.
냉각 챔버(30)의 밀폐 상태를 유지하기 위해서, 케이스(120)의 저면 케이싱(122) 및 가열 플레이트(110)의 가장자리 사이에는 실링 부재(126)가 개재될 수 있다. 실링 부재(126)는 고무와 같이 탄성이 있으면서 유연한 재질로 형성되며, 링 형상 또는 와이어 형상 등으로 형성되어 케이스(120) 및 가열 플레이트(110) 사이를 밀봉시킬 수 있다. 또한, 일반적으로 케이스(120)는 알루미늄(Al)과 같은 금속 재질로 형성되기 때문에, 실링 부재(126)는 단열성을 갖는 것이 좋다. 왜냐하면, 열악한 단열성을 갖는 경우 실링 부재(126)를 통해서 가열 플레이트(110)의 열이 케이스(120)로 전달될 수 있으며, 열 손실에 의해서 가열 플레이트(110)의 가장자리를 중심으로 불안정한 온도 분포가 형성되기 때문이다.
도 4를 참조하면, 프레싱 암(130)이 측면 케이싱(124) 및 가열 플레이트(110)의 경계에 위치하며, 프레싱 암(130)은 측면 케이싱(124) 및 가열 플레이트(110)의 상부에 걸쳐 배치된다. 또한, 조정 볼트(140)는 프레싱 암(130) 및 측면 케이싱(124)을 상호 결속시킬 수 있으며, 조정 볼트(140)에 의해서 프레싱 암(130)을 케이싱에 고정시킬 수 있는 것은 물론, 가열 플레이트(110)의 가장자리를 누르는 힘을 조절할 수가 있다.
프레싱 암(130)은 대략 직육면체 형상으로 형성되며, 조정 볼트(140)를 통과시키기 위한 관통 홀(132)을 포함한다. 또한, 관통 홀(132)에 대해 바깥쪽으로 프레싱 암(130)의 저면에는 피봇 돌출부(138)가 형성된다. 프레싱 암(130)은 피봇 돌출부(138)를 매개로 측면 케이싱(124)과 접하며, 피봇 돌출부(138)와 접촉된 면을 중심으로 회전할 수가 있다. 조정 볼트(140)에 대응하여, 측면 케이싱(124)의 상면에는 조정 홀(128)이 형성되며, 조정 홀(128)에는 조정 볼트(140)에 대응하는 암나사가 형성되어 프레싱 암(130) 및 측면 케이싱(124) 간의 간격을 조절할 수 있다. 또한, 프레싱 암(130)에서 가열 플레이트(110)와 접하는 단부의 저면에는 단열 접촉부(134)가 제공된다. 단열 접촉부(134)는 공, 원뿔대 또는 각뿔대 형상으로 형성될 수 있으며, 가열 플레이트(110)와 직접 접한다. 단열 접촉부(134) 역시 단열 재질을 사용함으로써 가열 플레이트(110)로부터의 열이 외부로 빠져나가는 것(leaking)을 방지할 수 있다.
프레싱 암(130)은 지렛대와 같이 피봇 돌출부(138)를 중심으로 회전할 수 있으며, 조정 볼트(140)는 조정 홀(128)과 결속되는 길이를 조절하여 가열 플레이트(110)를 누르는 프레싱 암(130)의 가압력을 조절할 수가 있다. 종래에도 가열 플레이트를 누르기 위한 구조가 개시되어 있기는 하지만, 이는 단지 가열 플레이트의 이탈을 방지하기 위한 것으로 본 발명의 프레싱 암(130)과는 구별될 수 있다. 또한, 종래에서 가열 플레이트를 누르는 구조는 상하 이동을 위한 이동 거리가 없으며 단지 일정한 위치만 고정만 될 뿐이다. 하지만, 본 실시예에 따른 프레싱 암(130)은 피봇 돌출부(138)를 이용하여 상하로 이동할 수 있는 이동 거리를 확보할 수 있으며, 왜곡에 의해서 돌출된 가열 플레이트(110)의 산 부분을 의도한 변위만큼 눌러줌으로써 플레이트의 일그러짐을 정밀하게 보정할 수가 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 가열장치 및 셋팅 방법을 설명하기 위한 평면도이다.
도 5를 참조하면, 가열 플레이트(110)가 케이스(120)에 올려져 있으며, 가열 플레이트(110) 및 케이스(120) 간의 경계를 따라 8개의 프레싱 암(130)이 제공된다. 그리고 8개의 프레싱 암(130) 각각에는 볼트 헤드 및 몸체를 포함하는 조정 볼트(140)가 제공된다. 일반적으로 가열 플레이트(110)의 일그러짐은 2, 4, 6 등의 주기로 형성하기 때문에, 프레싱 암(130) 또한 6, 8, 10 등과 같이 짝수로 제공되어 측면 케이싱(124) 상에 균일하게 배열되는 것이 바람직하다.
프레싱 암(130)은 가열 플레이트(110) 및 케이스(120)의 상부에 걸치며, 동일한 각도 간격으로 제공된다. 그리고 조정 볼트(140)에 의해서 프레싱 암(130)을 케이스(120)에 결속시킨다. 조정 볼트(140)를 결속한 후, 사용자는 높이 측정기를 이용하여 가열 플레이트(110)의 레벨을 측정할 수 있다. 가열 플레이트(110)의 왜곡은 주로 그 가장자리에서 발생하기 때문에, 가열 플레이트(110)의 가장자리를 따라 높이를 측정하면 가열 플레이트(110) 중 최대 변형 변위값 및 산(peak) 위치 등을 파악할 수 있다.
상기 높이 측정되는 결과에 따라, 사용자는 조정 볼트(140) 및 프레싱 암(130)을 이용하여 가열 플레이트(110)의 부분적 높이 차이를 보정할 수 있다. 이때 가열 플레이트(110)를 완벽한 평면으로 형성하는 좋겠지만, 이는 현실적으로 불가능하며 실제로는 일정한 오차 범위 이내로 측정되면 편평하다고 간주하는 방법을 사용하고 있다. 일 예로, 약 12인치의 웨이퍼를 가열하기 위한 가열 플레이트는 약 20㎛ 이내의 범위로 측정되는 경우에 편평한 것으로 간주할 수 있다. 상기와 같이 높이를 측정하고 조정 볼트를 이용하여 프레싱 암(130)의 레벨을 조정하는 과정을 수차례 반복할 수가 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 가열장치에서 가열 플레이트 및 프레싱 암 간의 결합관계를 설명하기 위한 부분 확대도이다. 참고로, 도 6은 특징적인 일부를 확대한 것으로서, 그 외의 다른 구성 요소에 대해서는 이전 실시예의 설명 및 도면을 참조할 수 있다.
도 6을 참조하면, 웨이퍼 가열장치(200)도 역시 가열 플레이트(210), 케이스(220), 프레싱 암(230) 및 조정 볼트(240)를 포함한다. 케이스(220)는 가열 플레이트(210)를 지지하며, 가열 플레이트(210)는 홈 내부에 안착된다. 프레싱 암(230) 및 조정 볼트(240)는 홈에 안착된 가열 플레이트(200)를 케이스(220)에 고정할 수 있으며, 가열 플레이트(210)의 일그러짐을 보정할 수도 있다.
가열 플레이트(210)는 세라믹 또는 대체 가능한 재질을 이용하여 형성되며, 케이스(220)는 가열 플레이트(210)를 수용 및 지지한다. 케이스(220) 역시 저면 케이싱(222) 및 측면 케이싱(224)을 포함하며, 가열 플레이트(210) 형상에 대응하여 원형으로 형성된다. 또한, 케이스(220) 및 가열 플레이트(210)에 의해서 냉각 챔버(30)가 제공되는데, 저면 케이싱(222) 및 가열 플레이트(210) 사이에는 실링 부재(226)가 개재되어 냉각 챔버(30)를 밀폐된 상태로 유지할 수 있다. 실링 부재(226)는 케이스(220) 및 가열 플레이트(210) 사이를 밀봉하기 위한 것으로서, 고무 와 같이 탄성이 있으면서 유연한 재질로 이용하여 형성되는 것이 바람직하며, 연 손실을 막기 위해 단열성을 갖는 것이 좋다.
도 6에 도시된 바와 같이, 프레싱 암(230)은 측면 케이싱(224) 및 가열 플레이트(210)의 경계에 위치하며, 측면 케이싱(224) 및 가열 플레이트(210)의 상부에 걸쳐 배치된다. 또한, 조정 볼트(240)는 프레싱 암(230) 및 측면 케이싱(224)을 상호 결속시킬 수 있으며, 조정 볼트(240)에 의해서 프레싱 암(230)을 케이싱에 고정시킬 수 있는 것은 물론, 가열 플레이트(210)의 가장자리를 누르는 힘을 조절할 수가 있다.
프레싱 암(230)은 대략 직육면체 형상으로 형성되며, 조정 볼트(240)를 통과시키기 위한 관통 홀(232)을 포함한다. 또한, 관통 홀(232)에 대해 바깥쪽으로 측면 케이싱(224)의 상면에는 피봇 돌출부(229)가 형성된다. 프레싱 암(230)은 피봇 돌출부(229)를 매개로 측면 케이싱(224)과 접하며, 피봇 돌출부(229)와 접촉된 면을 중심으로 회전할 수가 있다. 조정 볼트(240)에 대응하여, 측면 케이싱(224)의 상면에는 조정 홀(228)이 형성되며, 조정 홀(228)에는 조정 볼트(240)에 대응하는 암나사가 형성되어 프레싱 암(230) 및 측면 케이싱(224) 간의 간격을 조절할 수 있다. 또한, 프레싱 암(230)에서 가열 플레이트(210)와 접하는 단부의 저면에는 단열 접촉부(234)가 제공된다. 단열 접촉부(234)는 공, 원뿔대 또는 각뿔대 형상으로 형성될 수 있으며, 가열 플레이트(210)와 직접 접한다. 단열 접촉부(234) 역시 단열 재질을 사용함으로써 가열 플레이트(210)로부터의 열이 외부로 빠져나가는 것(leaking)을 방지할 수 있다.
프레싱 암(230)은 지렛대와 같이 피봇 돌출부(229)를 중심으로 회전할 수 있으며, 조정 볼트(240)는 조정 홀(228)과 결속되는 길이를 조절하여 가열 플레이트(210)를 누르는 프레싱 암(230)의 가압력을 조절할 수가 있다. 프레싱 암(230)은 피봇 돌출부(229)를 이용하여 상하로 이동할 수 있는 이동 거리를 확보할 수 있으며, 왜곡에 의해서 돌출된 가열 플레이트(210)의 산 부분을 의도한 변위만큼 눌러줌으로써 플레이트의 일그러짐을 정밀하게 보정할 수가 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 가열장치에서 가열 플레이트 및 프레싱 암 간의 결합관계를 설명하기 위한 부분 확대도이다. 참고로, 도 7 역시 특징적인 일부를 확대한 것으로서, 그 외의 다른 구성 요소에 대해서는 이전 실시예의 설명 및 도면을 참조할 수 있다.
도 7을 참조하면, 웨이퍼 가열장치(300)도 역시 가열 플레이트(310), 케이스(320), 프레싱 홀더(330) 및 조정 볼트(340)를 포함한다. 케이스(320)는 가열 플레이트(310)를 지지하며, 가열 플레이트(310) 및 프레싱 홀더(330)는 홈 내부에 안착된다. 프레싱 홀더(330) 및 조정 볼트(340)는 홈 내에서 가열 플레이트(300)를 케이스(320)에 고정할 수 있으며, 가열 플레이트(310)의 일그러짐을 보정할 수도 있다.
가열 플레이트(310)는 세라믹 또는 대체 가능한 재질을 이용하여 형성되며, 케이스(320)는 가열 플레이트(310)를 수용 및 지지한다. 케이스(320) 역시 저면 케이싱(322) 및 측면 케이싱(324)을 포함하며, 가열 플레이트(310) 형상에 대응하여 원형으로 형성된다. 복수개의 프레싱 홀더(330)가 가열 플레이트(310) 따라 균 일한 간격으로 배열되며, 각각의 프레싱 홀더(330)는 저면 케이싱(322)과 결속된다. 본 실시예에서는 측면 케이싱(324)을 포함하여 가열 플레이트(310) 및 프레싱 홀더(330)를 외부로부터 차단할 수 있지만, 경우에 따라서는 측면 케이싱을 생략할 수도 있다.
프레싱 홀더(330)는 저면 케이싱(322) 상에 배치되며, 가열 플레이트(310)의 상면 및 저면을 동시에 접하며 가열 플레이트(310)를 고정한다. 또한, 조정 볼트(340)는 프레싱 홀더(330) 및 저면 케이싱(322)을 상호 결속시킬 수 있다. 이전 실시예에서는 프레싱 암(130, 230)이 가열 플레이트(110, 210)를 아래 방향으로만 가압할 수 있는 것에 반해, 본 실시예에서의 프레싱 홀더(330)는 가열 플레이트(310)를 위 방향 및 아래 방향으로 가압할 수가 있다.
프레싱 홀더(330)는 가열 플레이트(310)를 고정하기 위한 가압부(336)를 포함하며, 상기 가압부(336)는 홀더 몸체의 상단 및 하단의 측면으로부터 돌출되어 가열 플레이트(310)의 가장자리를 부분적으로 수용할 수가 있다. 또한, 프레싱 홀더(330)에서 가열 플레이트(310)와 접하는 가압부(336)에는 단열 접촉부(334)가 제공된다. 단열 접촉부(334)는 공, 원뿔대 또는 각뿔대 형상으로 형성될 수 있으며, 가압부(336) 및 가열 플레이트(310)의 사이게 각각 개재된다. 단열 접촉부(334) 역시 단열 재질을 사용함으로써 가열 플레이트(310)로부터의 열이 외부로 빠져나가는 것(leaking)을 방지할 수 있다.
프레싱 홀더(330)는 조정 볼트(340)를 통과시키기 위한 관통 홀(332)을 포함한다. 또한, 조정 볼트(340)에 대응하여, 저면 케이싱(322)의 상면에는 조정 홀 (328)이 형성되며, 조정 홀(328)에는 조정 볼트(340)에 대응하는 암나사가 형성되어 프레싱 홀더(330) 및 저면 케이싱(322) 간의 간격을 조절할 수 있다. 조정 볼트(340)를 중심으로 프레싱 홀더(330) 및 저면 케이싱(322) 사이에는 스프링 와셔(327)가 개재되며, 스프링 와셔(327)는 프레싱 홀더(330)를 탄성적으로 지지한다.
조정 볼트(340), 조정 홀(328) 및 스프링 와셔(327)에 의해서, 프레싱 홀더(330)는 상하로 이동할 수 있으며, 가열 플레이트(310)를 누르는 가압력의 크기는 물론 그 방향도 조절할 수가 있다. 따라서 프레싱 홀더(330)는 왜곡에 의해서 돌출된 가열 플레이트(310)의 산 부분은 물론 골 부분도 의도한 변위만큼 이동시킬 수 있으며, 플레이트의 일그러짐을 보다 효과적으로 보정할 수가 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 가열장치는 가열 플레이트의 일그러짐을 효과적으로 치유할 수 있으며, 가열 플레이트의 상면을 거의 수평하게 유지하여 웨이퍼와의 간격을 일정하게 유지할 수 있다. 따라서 가열 플레이트는 웨이퍼의 온도를 균일하게 유지할 수 있으며, 웨이퍼 전체를 제품에 적용시킬 수 있어 반도체 장치의 수율을 향상시킬 수가 있다.
또한, 가열장치는 가열 플레이트의 레벨을 부위별로 조절하여 전체적인 일그러짐을 용이하게 제거할 수 있다. 특히, 프레싱 암이나 프레싱 홀더를 알맞은 개수 및 위치로 배치하여 가열 플레이트의 레벨을 용이하게 조절할 수 있으며, 이 중 프레싱 홀더는 상하 방향으로 보정하는 것이 가열 플레이트의 일그러짐을 효과적으로 보정할 수가 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Claims (22)
- 가열 플레이트;상기 가열 플레이트의 저면 가장자리를 지지하는 저면 케이싱 및 상기 가열 플레이트의 측면을 수용하는 측면 케이싱을 포함하는 케이스;상기 측면 케이싱 및 상기 가열 플레이트의 상부에 걸쳐서 배치되는 프레싱 암; 및상기 측면 케이싱에 대해 상기 프레싱 암을 상하로 이동시켜 상기 가열 플레이트의 상면 높이를 조절하는 암 조정부;를 구비하는 웨이퍼 가열장치.
- 제1항에 있어서,상기 저면 케이싱 및 상기 가열 플레이트 사이에는 실링 부재가 개재되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열장치.
- 제1항에 있어서,상기 암 조정부는 조정 볼트를 포함하며, 상기 프레싱 암은 상기 조정 볼트에 대응하여 수직하게 관통하는 관통 홀을 포함하고, 상기 측면 케이싱의 상부에는 상기 조정 볼트를 위한 암나사를 포함하는 조정 홀이 형성되며, 상기 조정 볼트를 이용하여 상기 가열 플레이트와 접하는 상기 프레싱 암의 높이를 조절하는 것을 특 징으로 하는 웨이퍼 가열장치.
- 제1항에 있어서,상기 가열 플레이트와 접하는 상기 프레싱 암의 단부 저면에는 단열성을 갖는 접촉부가 제공되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열장치.
- 가열 플레이트;상기 가열 플레이트의 저면 가장자리를 지지하는 저면 케이싱 및 상기 가열 플레이트의 측면을 수용하는 측면 케이싱을 포함하는 케이스;상기 측면 케이싱 및 상기 가열 플레이트의 상부에 걸쳐서 배치되며, 상기 측면 케이싱을 향해 돌출된 피봇 돌출부를 포함하는 프레싱 암; 및상기 측면 케이싱과 접하는 상기 피봇 돌출부를 중심으로 상기 프레싱 암을 상하로 회동시켜 상기 가열 플레이트의 상면을 가압하는 암 조정부;를 구비하는 웨이퍼 가열장치.
- 제5항에 있어서,상기 저면 케이싱 및 상기 가열 플레이트 사이에는 실링 부재가 개재되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열장치.
- 제5항에 있어서,상기 암 조정부는 조정 볼트를 포함하며, 상기 프레싱 암은 상기 조정 볼트에 대응하여 수직하게 관통하는 관통 홀을 포함하고, 상기 측면 케이싱의 상부에는 상기 조정 볼트를 위한 암나사를 포함하는 조정 홀이 형성되며, 상기 조정 볼트에 의해서 상기 프레싱 암이 상기 가열 플레이트의 가장자리를 가압 또는 해제하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열장치.
- 제5항에 있어서,상기 가열 플레이트와 접하는 상기 프레싱 암의 단부 저면에는 단열성을 갖는 접촉부가 제공되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열장치.
- 가열 플레이트;상기 가열 플레이트의 저면 가장자리를 지지하는 저면 케이싱 및 상기 가열 플레이트의 측면을 수용하는 측면 케이싱을 포함하며, 상기 측면 케이싱의 상부에는 피봇 돌출부가 형성된 케이스;상기 측면 케이싱 및 상기 가열 플레이트의 상부에 걸쳐서 배치되며, 상기 피봇 돌출부에 지지되는 프레싱 암; 및상기 피봇 돌출부를 중심으로 상기 프레싱 암을 상하로 회동시켜 상기 가열 플레이트의 상면을 가압하는 암 조정부;를 구비하는 웨이퍼 가열장치.
- 제9항에 있어서,상기 저면 케이싱 및 상기 가열 플레이트 사이에는 실링 부재가 개재되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열장치.
- 제9항에 있어서,상기 암 조정부는 조정 볼트를 포함하며, 상기 프레싱 암은 상기 조정 볼트에 대응하여 수직하게 관통하는 관통 홀을 포함하고, 상기 측면 케이싱의 상부에는 상기 조정 볼트를 위한 암나사를 포함하는 조정 홀이 형성되며, 상기 조정 볼트에 의해서 상기 프레싱 암이 상기 가열 플레이트의 가장자리를 가압 또는 해제하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열장치.
- 제9항에 있어서,상기 가열 플레이트와 접하는 상기 프레싱 암의 단부 저면에는 단열성을 갖는 접촉부가 제공되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열장치.
- 저항 발열체가 형성된 디스크 형상의 가열 플레이트;상기 가열 플레이트의 저면 가장자리를 지지하는 저면 케이싱 및 상기 가열 플레이트의 측면을 수용하는 측면 케이싱을 포함하며, 상기 측면 케이싱에는 균일 각도 간격으로 복수개의 조정 홀이 형성되고, 각각의 상기 조정 홀의 내면에는 암나사가 형성된 케이스;상기 측면 케이싱 및 상기 가열 플레이트의 상부에 걸치며, 수직하게 관통하는 관통 홀을 포함하고, 상기 관통 홀 및 상기 조정 홀이 일치하도록 상기 가열 플레이트의 원주를 따라 배치되는 복수개의 프레싱 암; 및상기 관통 홀보다 큰 사이즈를 갖는 볼트 헤드 및 상기 관통 홀을 통과하여 상기 조정 홀과 결속되는 볼트 몸체를 포함하는 조정 볼트;를 구비하는 웨이퍼 가열장치.
- 제13항에 있어서,상기 저면 케이싱 및 상기 가열 플레이트 사이에는 실링 부재가 개재되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열장치.
- 제13항에 있어서,상기 가열 플레이트와 접하는 상기 프레싱 암의 단부 저면에는 단열성을 갖는 접촉부가 제공되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열장치.
- 가열 플레이트;상기 가열 플레이트의 상면 및 저면 가장자리와 맞물리는 프레싱 홀더;상기 가열 디스크 및 상기 프레싱 홀더를 지지하는 케이스; 및상기 케이스에 대해 상기 프레싱 홀더를 상하로 이동시켜 상기 가열 플레이트에서 물린 부분의 높이를 조절하는 홀더 조정부;를 구비하는 웨이퍼 가열장치.
- 제16항에 있어서,상기 홀더 조정부는 조정 볼트를 포함하며, 상기 프레싱 홀더는 상기 조정 볼트에 대응하여 수직하게 관통하는 관통 홀을 포함하고, 상기 케이스에는 상기 조정 볼트를 위한 암나사를 포함하는 조정 홀이 형성되며, 상기 조정 볼트를 이용하여 상기 가열 플레이트와 접하는 상기 프레싱 홀더의 높이를 조절하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열장치.
- 제17항에 있어서,상기 프레싱 홀더 및 상기 케이스 사이에서 상기 조정 볼트를 수용하는 스프링 와셔가 제공되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열장치.
- 제16항에 있어서,상기 가열 플레이트의 상면 및 저면과 접하는 상기 프레싱 홀더의 단부에는 단열성을 갖는 접촉부가 제공되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열장치.
- 제16항에 있어서,상기 프레싱 홀더 및 상기 케이스 사이에는 간격 완충재가 개재되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열장치.
- 저항 발열체가 형성된 가열 플레이트를 제공하는 단계;상기 가열 플레이트를 수용하기 위해 형성된 수용 홈을 포함하는 케이스에 상기 가열 플레이트를 올리는 단계;복수개의 프레싱 암을 상기 케이스 및 상기 가열 플레이트의 경계를 따라 그 상부에 걸쳐서 배치하는 단계;암 조정부를 이용하여 상기 프레싱 암을 상기 케이스에 대해 결속시키는 단계;상기 가열 플레이트의 상면 높이를 가장자리를 따라 측정하는 단계;상기 측정되는 결과에 따라 암 조정부로 상기 프레싱 암을 상기 케이스에 대해 상하로 이동시켜 상기 가열 플레이트의 상면 높이를 소정의 오차 이내로 조절하는 단계;를 구비하는 웨이퍼 가열장치의 셋팅 방법.
- 제21항에 있어서,상기 프레싱 암을 상기 케이스에 대해 결속시키는 단계에서, 상기 프레싱 암을 관통하는 관통 홀을 형성하고, 상기 관통 홀을 통과하는 조정 볼트를 상기 케이스의 조정 홀과 결속시키며,상기 가열 플레이트의 상면 높이를 소정의 오차 이내로 조절하는 단계에서, 상기 가열 플레이트 중 상대적으로 높은 가장자리에 있는 지점을 찾고, 상기 지점 의 또는 상기 지점에 인접한 상기 조정 볼트를 회전시켜 상기 가열 플레이트의 가장자리를 부분적으로 가압하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열장치의 셋팅 방법.
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