KR100647257B1 - 열전달 가스 공급 구조를 갖는 반도체 제조용 히팅 척 - Google Patents

열전달 가스 공급 구조를 갖는 반도체 제조용 히팅 척 Download PDF

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Abstract

열전달 가스 공급 구조를 갖는 반도체 제조용 히팅 척이 게시된다. 본 발명의 히팅 척은 테두리가 융기된 히팅 플레이트, 히팅 플레이트를 지지하는 지지부, 히팅 플레이트의 상부면과 테두리의 측벽 그리고 테두리 안착되는 기판에 의해 형성되는 열전달 가스 수용부, 기판이 탈착되지 않도록 테두리에 구비되는 클램프, 열전달 가스 수용부로 열전달 가스를 분사하도록 테두리의 측벽을 따라 형성된 복수의 가스 분사구, 테두리의 내부로 형성되어 복수의 가스 분사구와 연결되는 가스 공급로, 열전달 가스 공급원으로부터 제공되는 열전달 가스를 가스 공급로로 제공하도록 히팅 플레이트와 지지부에 형성되는 가스 유입 패스, 히팅 플레이트의 상부면의 중심부에 형성된 가스 흡입구, 및 가스 흡입구를 통해 흡입된 열전달 가스를 외부로 배출하기 위해 히팅 플레이트와 지지부의 중심부에 형성된 가스 배출로를 포함한다. 본 발명의 히팅 척에 의하면 기판 가열이 필요한 반도체 제조 공정에서 기판을 신속히 균일하게 가열하는 것과 공정의 진행 과정에서도 기판이 열적 균일성을 유지하면서 안정되게 기판 온도가 유지되어 기판 처리 공정의 효율을 높일 수 있다.
기판, 가열, 열전달

Description

열전달 가스 공급 구조를 갖는 반도체 제조용 히팅 척{HEATING CHUCK FOR MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE WITH SUPPLYING THERMAL CONDUCTION GAS}
본 발명의 상세한 설명에서 사용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여, 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 제조용 히팅 척의 사시도이다. 그리고
도 2는 도 1의 반도체 제조용 히팅 척을 설치한 공정 챔버의 단면도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10: 플라즈마 발생기 20: 공정 챔버
30: 히팅 척 31: 히팅 플레이트
32: 지지부 36: 가스 수용부
50: 열전달 가스 공급원
본 발명은 반도체 제조용 히팅 척에 관한 것으로, 구체적으로는 기판 가열이 필요한 반도체 공정 설비에 탑재되어 기판 처리 공정에서 기판을 보다 균일하고 안 정되게 가열하여 기판 처리 공정의 수율 및 처리량을 높일 수 있는 반도체 제조용 히팅 척에 관한 것이다.
집적 회로의 제조나 액정 디스플레이의 제조 등의 반도체 제조 공정에서 생산성을 높이기 위해서는 수율을 높이 유지하면서도 기판 처리량을 높일 수 있는 공정 기술이 요구된다. 높은 생산성은 최종 제품의 가격 경쟁력에 매우 밀접한 영향을 주는 것으로 이를 높이기 위한 기술적 개발의 노력이 계속되고 있다.
스트립핑(stripping) 또는 에싱(ashing)으로 명명되는 포토레지스트의 제거를 위한 공정은 반도체 제조 공정에서 매우 빈번한 제조 공정 중에 하나이다. 포토레지스트를 제거하기 위한 공정에서는 기판을 일정 온도 이상으로 가열한 후, 기판이 가열된 상태를 유지하면서 해당 공정이 진행된다. 일반적으로, 기판을 고온의 히터에 놓고서 기판을 가열하고, 공정 진행 중에도 일정 온도를 유지할 수 있도록 한다.
고온의 히팅 척에 의해 기판이 급속도록 가열되면 기판이 변형(warping)되는 문제가 발생하게 되는데, 이러한 문제점은 기판이 균일하게 가열되지 않기 때문이다. 기판의 변형은 기판에 구성되어 있는 소자에 매우 악영향을 미치며, 변형된 기판은 후속되는 공정에서도 지속적인 많은 문제점을 야기하게 된다. 또한, 공정 진행 중에도 기판은 균일하게 가열되어 유지되어야 한다. 예를 들어, 에싱 공정에서 에싱률을 높이기 위해서는 기판의 열적 균일성이 높아야 한다.
이와 같은 기판 가열이 필요한 반도체 제조 공정에서는 기판을 신속히 균일하게 가열하는 것과 공정의 진행 과정에서도 기판이 열적 균일성을 유지하면서 안 정되게 기판 온도가 유지되는 것이 필요하다.
따라서 본 발명은 기판을 균일하고 안정되게 가열하여 기판 처리 공정의 수율 및 처리량을 높일 수 있는 반도체 제조용 히팅 척을 제공하는데 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면은 열전달 가스 공급 구조를 갖는 반도체 제조용 히팅 척에 관한 것이다. 본 발명의 반도체 제조용 히팅 척은: 테두리가 융기된 히팅 플레이트; 히팅 플레이트를 지지하는 지지부; 히팅 플레이트의 상부면과 테두리의 측벽 그리고 테두리 안착되는 기판에 의해 형성되는 열전달 가스 수용부; 기판이 탈착되지 않도록 테두리에 구비되는 클램프; 열전달 가스 수용부로 열전달 가스를 분사하도록 테두리의 측벽을 따라 형성된 복수의 가스 분사구; 테두리의 내부로 형성되어 복수의 가스 분사구와 연결되는 가스 공급로; 열전달 가스 공급원으로부터 제공되는 열전달 가스를 가스 공급로로 제공하도록 히팅 플레이트와 지지부에 형성되는 가스 유입 패스; 히팅 플레이트의 상부면의 중심부에 형성된 가스 흡입구; 및 가스 흡입구를 통해 흡입된 열전달 가스를 외부로 배출하기 위해 히팅 플레이트와 지지부의 중심부에 형성된 가스 배출로를 포함한다.
바람직하게, 상기 열전달 가스는 N2이다.
바람직하게, 상기 히팅 플레이트의 테두리는 내측으로 경사면을 갖고, 경사 면의 하단에는 기판이 걸쳐지도록 걸림 턱이 형성된다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시예에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다. 각 도면을 이해함에 있어서, 동일한 부재는 가능한 한 동일한 참조부호로 도시하고자 함에 유의하여야 한다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
(실시예)
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명의 열전달 가스 공급 구조를 갖는 반도체 제조용 히팅 척을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 제조용 히팅 척의 사시도이다. 그리고 도 2는 도 1의 반도체 제조용 히팅 척을 설치한 공정 챔버의 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 제조용 히팅 척은 크게 히팅 플레이트(31)와 이를 지지하는 지지부(32)로 구성된다. 히팅 플레이트(31)는 테두리(40)가 융기된 구조를 갖는다. 테두리(40)는 기판(W)이 잘 유도 되도록 내측으로 경사면(42)을 갖고, 경사면(42)의 하단에는 기판(W)이 걸쳐지도록 걸림 턱(41)이 형성된다. 그리고 기판(W)이 탈착되지 않도록 테두리(40)에 클램프(37)가 구비된다.
히팅 플레이트의 상부면(33)과 테두리(40)의 측벽(43) 그리고 테두리(40) 안착되는 기판(W)에 의해 열전달 가스 수용부(36)가 형성된다. 테두리(40)의 측벽(43)을 따라 복수의 가스 분사구(39)가 형성되며, 복수의 가스 분사구(39)를 통해서 열전달 가스 수용부(36)로 열전달 가스가 분사된다. 테두리(40)의 내부를 따라서 가스 공급로(38)가 형성되며, 가스 공급로(38)는 복수의 가스 분사구(39)와 연결된다.
가스 공급로(38)는 가스 유입 패스(44)와 연결된다. 가스 유입 패스(44)는 열전달 가스 공급원(50)으로부터 제공되는 열전달 가스를 가스 공급로(38)로 제공하도록 히팅 플레이트(31)와 지지부(32)에 형성된다. 가스 유입 패스(44)와 가스 공급원(50) 사이에 연결되는 가스 공급관(52) 상에는 가스 조절 밸브(51)가 구비된다.
히팅 플레이트(31)의 상부면(33)의 중심부는 가스 흡입구(34)가 형성된다. 가스 흡입구(34)를 통해 흡입된 열전달 가스는 가스 배출로(45)를 통해 외부로 배출되어진다. 가스 배출로(45)는 히팅 플레이트(31)와 지지부(32)의 중심부에 형성된다. 가스 배출로(45)의 끝단(46)은 진공 펌프(55)와 배기관(56)으로 연결된다. 히팅 척(30)에는 리프트 핀 조립체(60)가 구비되며, 기판의 로딩/언로딩 과정에서 히팅 플레이트(31)의 상부면으로 세 개의 리프트 핀(61)이 수직으로 승하강 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 히팅 척(30)은 기판 처리 공정을 수행하는 공정 챔버(20)의 내부에 장착된다. 공정 챔버(20)는 예를 들어, 포토레지스트 제거를 위한 에싱 챔버이다. 공정 챔버(20)의 상부에는 플라즈마 발생기(10)가 장착된다. 플라즈마 발생기(10)는 방전관 헤드(11)와 다수개의 방전관 브리지(12)를 구비한다.
다수개의 방전관 브리지(12)는 공정 챔버(20)의 상부면에 형성된 다수개의 홀(23)에 연결된다. 다수개의 방전관 브리지(12)에는 페라이트 코어(13)가 장착되며, 페라이트 코어(13)는 전원 공급원(미도시)에 연결되는 유도 코일(미도시)이 권선된다. 방전관 헤드(11)의 상단에는 공정 가스가 유입되는 가스 유입구(14)가 구비된다. 공정 챔버(20)의 내측 상단에는 플라즈마 가스를 기판(W)으로 흐르도록 하기 위한 원통형의 유도관(21)이 구비되며, 유도관(21)의 내측으로는 배플 평판(22)이 설치된다. 공정 챔버(20)의 내측 하단에는 공정 가스를 배기하기 위한 배기구(23)가 구비되며, 배기구(23)는 배기관(54)을 통해서 진공 펌프(53)에 연결된다.
이상과 같이 구성되는 본 발명의 히팅 척(30)은 공정 챔버(20)로 로딩된 기판(W)을 리프트 핀(61)으로 인계 받아서 테두리(40)의 걸림 턱(41)에 기판(W)이 안착되도록 한다. 기판(W)이 걸림 턱(41)에 안착되면, 클램프(37)에 의해서 기판(W) 고정된다.
공정 챔버(20)는 진공 펌프(53)에 의해서 낮은 공정 기압으로 변경된다. 반면, 열전달 가스 공급원(50)으로부터 열전달 가스 예를 들어, N2 가스가 가스 공급관(52) 및 가스 유입 패스(44)를 통해서 가스 공급로(38)로 유입된다. 그리고 복수의 가스 분사구(39)를 통해서 열전달 가스 수용부(36)로 분사된다. 그럼으로 가 스 수용부(36)는 공정 챔버(20)의 내부 보다 상대적으로 높은 기압이 된다.
가스 수용부(36)가 공정 챔버(20)의 내부 보다 상대적으로 높은 기압임으로 기판(W)은 튀어져 나가는 힘을 받게 되지만 클램프(37)에 의해 걸려 안정되게 고정된다. 가스 수용부(36)로 열전달 가스가 분사되면, 열전달 가스는 히팅 플레이트(31)의 상부면(33)과 기판(W) 사이에 열전달을 수행한다. 기판(W)은 열전달 가스에 의해서 열을 전달 받아 가열됨으로 기판(W)이 전체적으로 열적 균일성을 유지하면서 가열되며, 공정 진행 과정에서도 기판(W)의 온도가 전체적으로 균일하게 유지된다.
진공 펌프(55)가 동작하면, 가스 수용부(36)에 유입된 열전달 가스는 히팅 플레이트(31)의 상부면 중심에 형성된 가스 흡입구(34)를 통해 흡입되어 가스 배출로(45)를 따라서 외부로 배출된다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그럼으로 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
상술한 바와 같은 본 발명의 열전달 가스 공급 구조를 갖는 반도체 제조용 히팅 척에 의하면, 기판 가열이 필요한 반도체 제조 공정에서 기판을 신속히 균일하게 가열하는 것과 공정의 진행 과정에서도 기판이 열적 균일성을 유지하면서 안 정되게 기판 온도가 유지되어 기판 처리 공정의 효율을 높일 수 있다.

Claims (3)

  1. 테두리가 융기된 히팅 플레이트;
    히팅 플레이트를 지지하는 지지부;
    히팅 플레이트의 상부면과 테두리의 측벽 그리고 테두리 안착되는 기판에 의해 형성되는 열전달 가스 수용부;
    기판이 탈착되지 않도록 테두리에 구비되는 클램프;
    열전달 가스 수용부로 열전달 가스를 분사하도록 테두리의 측벽을 따라 형성된 복수의 가스 분사구;
    테두리의 내부로 형성되어 복수의 가스 분사구와 연결되는 가스 공급로;
    열전달 가스 공급원으로부터 제공되는 열전달 가스를 가스 공급로로 제공하도록 히팅 플레이트와 지지부에 형성되는 가스 유입 패스;
    히팅 플레이트의 상부면의 중심부에 형성된 가스 흡입구; 및
    가스 흡입구를 통해 흡입된 열전달 가스를 외부로 배출하기 위해 히팅 플레이트와 지지부의 중심부에 형성된 가스 배출로를 포함하는 반도체 제조용 히팅 척.
  2. 제1항에 있어서, 상기 열전달 가스는 N2인 반도체 제조용 히팅 척.
  3. 제1항에 있어서, 상기 히팅 플레이트의 테두리는 내측으로 경사면을 갖고, 경사면의 하단에는 기판이 걸쳐지도록 걸림 턱이 형성되어 있는 반도체 제조용 히 팅 척.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104600000A (zh) * 2013-10-30 2015-05-06 沈阳芯源微电子设备有限公司 一种基板周边吸附烘烤结构
KR102162177B1 (ko) * 2019-11-26 2020-10-06 박종훈 커넥터 제조 장치 및 커넥터 제조 방법
KR102240945B1 (ko) * 2020-09-21 2021-04-14 박종훈 커넥터 제조 방법
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