KR100814719B1 - 히팅 플레이트 제조 장치 및 이를 이용한 히팅 플레이트제조 방법 - Google Patents
히팅 플레이트 제조 장치 및 이를 이용한 히팅 플레이트제조 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 세라믹층 및 발열층 등 다층 구조로 이루어지는 히팅 플레이트의 열성형시 층간의 서로 다른 열팽창 특성으로 인한 히팅 플레이트의 뒤틀림현상을 방지할 수 있게 하는 히팅 플레이트 제조 장치 및 이를 이용한 히팅 플레이트 제조 방법에 관한 것으로서, 히팅 플레이트 제조 장치를 구성함에 있어서, 열성형시 층간의 서로 다른 열팽창 특성으로 인한 히팅 플레이트의 뒤틀림현상을 방지할 수 있도록 상기 히팅 플레이트의 테두리를 지지하고, 내부에 조정 공간이 형성되는 지그; 상기 테두리 지그의 조정 공간에 설치되고, 상기 히팅 플레이트의 뒤틀림을 교정하는 방향으로 상기 히팅 플레이트를 가압하는 가압 헤드; 및 상기 지그와 가압 헤드 사이에 설치되고, 상기 가압 헤드를 승하강시키는 승하강수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하기 때문에 히팅 플레이트의 평탄도를 크게 향상시킬 수 있고, 반도체 장치의 불균일한 가열현상을 해소하여 반도체 장치의 가공의 균일도를 크게 향상시키고, 반도체 장치의 수율을 크게 증대시킬 수 있는 효과를 갖는다.
Description
도 1은 종래의 히팅 플레이트의 뒤틀림현상을 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 히팅 플레이트 제조 장치를 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 히팅 플레이트 제조 장치를 나타내는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 히팅 플레이트 제조 장치를 나타내는 개략도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 히팅 플레이트 제조 장치를 나타내는 개략도이다.
도 6은 본 발명의 히팅 플레이트 제조 장치를 이용한 히팅 플레이트 제조 방법을 나타내는 블록도이다.
(도면의 주요한 부호에 대한 설명)
1: 히팅 플레이트 2: 절연층
3: 발열층 4: 지그
5: 가압 헤드 6: 걸림턱
7: 나사홀 8: 조절 나사
9: 센서 10: 액츄에이터
11: 제어부 12: 측정기
13: 열성형기 100: 측정용 히팅 플레이트
200: 대상 히팅 플레이트 300: 열성형 히팅 플레이트
A: 조정 공간 S1: 측정 단계
S2: 교정 준비 단계 S3: 교정 열성형 단계
본 발명은 히팅 플레이트 제조 장치 및 이를 이용한 히팅 플레이트 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 세라믹층 및 발열층 등 다층 구조로 이루어지는 히팅 플레이트의 열성형시 층간의 서로 다른 열팽창 특성으로 인한 히팅 플레이트의 뒤틀림현상을 방지할 수 있게 하는 히팅 플레이트 제조 장치 및 이를 이용한 히팅 플레이트 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 웨이퍼나 LCD 패널이나 PDP 패널 등 각종 반도체 장치(반도체 소자)는, 통상 이온주입 공정, 막 증착 공정, 확산공정, 사진공정 등과 같은 다수의 공정들을 거쳐 제조된다.
이러한 공정들 중에서, 원하는 패턴을 형성하기 위한 사진공정은 반도체 소 자 제조에 필수적으로 요구되는 공정이다.
이러한, 사진공정은 이온주입이 될 부위와 보호될 부위를 선택적으로 정의하기 위해 마스크나 레티클의 패턴을 소자 위에 만드는 것으로 크게, 소자 상에 포토레지스트를 떨어뜨린 후 고속으로 회전시켜 소자 위에 원하는 두께로 입히는 도포공정, 포토레지스트가 도포된 소자와 정해진 마스크를 서로 정렬시킨 후 자외선과 같은 빛이 상기 마스크를 통하여 소자 상의 포토레지스트에 조사되도록 하여 마스크 또는 레티클의 패턴을 소자에 옮기는 노광공정 및 상기 노광공정이 완료된 소자의 포토레지스트를 현상하여 원하는 포토레지스트 패턴을 형성하는 현상공정으로 이루어진다.
또한, 상기 사진공정에는 반도체 소자를 소정 온도하에서 굽는 베이크 공정이 포함된다. 즉, 상기 베이크 공정은 포토레지스트를 도포하기 전에 소자에 흡착된 수분을 제거하기 위한 베이크, 소정의 유기용제 및 포토레지스트의 도포 후에 소프트 베이크, 노광시 자외선의 산란으로 인한 노광 부위의 화학적 구조의 불안정을 회복시키기 위한 노광 후 베이크 등이 있다.
상기와 같이, 반도체 장치를 베이킹하기 위해서는 실질적으로 베이크 챔버 내에서 반도체소자의 베이크 공정을 진행하는 반도체 제조공정 설비의 한 형태인 반도체 장치의 가열 장치 및 가열된 반도체소자를 다시 냉각시키는 반도체 반도체소자의 냉각장치가 널리 사용된다.
이러한, 상기 반도체 장치의 가열장치와 냉각장치는 이러한 사진 공정에서만 활용되는 것이 아니라 반도체 제조 공정 전반에 걸쳐서 웨이퍼나 LCD 패널이나 PDP 패널 등 각종 반도체 장치(반도체 소자)를 가열하거나 냉각시키기 위하여 매우 널리 사용되는 필수적인 설비이다.
일반적인 종래의 반도체 가열 시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, 히팅 플레이트(1)를 포함하여 이루어지는 구성으로서, 상기 히팅 플레이트(1)는, 웨이퍼 등의 반도체 장치에 근접되게 설치되어 열을 전달하는 절연층(2) 및 상기 절연층(2)의 하방에 설치되어 상기 절연층(2)을 가열하는 발열층(3) 등으로 이루어지는 구성이다.
이러한 다층 구조인 종래의 히팅 플레이트(1)는, 상기 절연층(2)이나 발열층(3)에 절연 코팅을 한 다음, 고온으로 소성, 즉 열성형을 할 때, 층간의 서로 다른 열팽창 특성으로 인해 테두리부와 중앙부의 높이차(S)가 발생하는 등 미세한 휨현상, 즉 뒤틀림현상이 발생된다.
그러나, 이러한 뒤틀림현상이 아무리 미세하게 이루어진다고 해도, 상기 히팅 플레이트(1)는 평탄도가 매우 중요한 것으로서, 뒤틀림 현상으로 인해 특히 열에 민감한 웨이퍼나 LCD 패널이나 PDP 패널 등의 초정밀 반도체 장치에 매우 심각한 가열시 온도 불균일을 발생시켜서 가공 불량으로 인해 반도체 장치 생산의 수율을 크게 떨어뜨리는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 히팅 플레이트의 열성형시 뒤틀림 현상을 교정하여 히팅 플레이트의 평탄도를 크게 향상시킬 수 있고, 반도체 장치의 불균일한 가열현상을 해소하여 반도체 장치의 가공의 균일도를 크게 향상시키고, 반도체 장치의 수율을 크게 증대시킬 수 있게 하는 히팅 플레이트 제조 장치 및 이를 이용한 히팅 플레이트 제조 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 히팅 플레이트 제조 장치는, 히팅 플레이트 제조 장치를 구성함에 있어서, 열성형시 층간의 서로 다른 열팽창 특성으로 인한 히팅 플레이트의 뒤틀림현상을 방지할 수 있도록 상기 히팅 플레이트의 테두리를 지지하고, 내부에 조정 공간이 형성되는 지그; 상기 테두리 지그의 조정 공간에 설치되고, 상기 히팅 플레이트의 뒤틀림을 교정하는 방향으로 상기 히팅 플레이트를 가압하는 가압 헤드; 및 상기 지그와 가압 헤드 사이에 설치되고, 상기 가압 헤드를 승하강시키는 승하강수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 지그는 상기 히팅 플레이트의 이탈을 방지하도록 양단에 걸림턱이 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 가압 헤드는, 상기 히팅 플레이트와 접촉되고, 그 접촉면이 구형 표면을 갖는 둥근 머리 헤드인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 승하강수단은, 상기 지그에 형성된 나사홀을 따라 나사 승하강하는 조절 나사이거나, 상기 히팅 플레이트의 뒤틀림을 측정하는 센서; 모터나 실린더를 이용하여 상기 가압 헤드를 승하강시키는 승하강 액츄에이터; 및 상기 센서로부터 뒤틀림 신호를 인가받아 미리 입력된 교정 데이터에 따라 상기 승하강 액츄에이터에 승하강 위치 제어신호를 인가하는 제어부;를 포함하여 이루어지는 것이 가능하다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 히팅 플레이트 제조 장치를 이용한 히팅 플레이트 제조 방법은, 히팅 플레이트의 테두리를 지지하고, 내부에 조정 공간이 형성되는 지그와, 상기 테두리 지그의 조정 공간에 설치되고, 상기 히팅 플레이트의 뒤틀림을 교정하는 방향으로 상기 히팅 플레이트를 가압하는 가압 헤드 및 상기 지그와 가압 헤드 사이에 설치되고, 상기 가압 헤드를 승하강시키는 승하강수단을 포함하여 이루어지는 히팅 플레이트 제조 장치를 이용한 히팅 플레이트 제조 방법에 있어서, 측정용 히팅 플레이트를 일반 열성형하고, 상기 측정용 히팅 플레이트의 뒤틀림의 형상 및 정도를 측정하는 측정 단계; 상기 측정용 히팅 플레이트의 뒤틀림을 교정하는 방향으로 상기 지그에 대상 히팅 플레이트를 설치하고, 상기 측정용 히팅 플레이트의 뒤틀림의 형상 및 정도를 고려하여 상기 가압 헤드를 승강시켜서 상기 대상 히팅 플레이트를 가압시키는 교정 준비단계; 및 교정 준비된 상기 대상 히팅 플레이트에 열을 가하여 고온으로 교정 열성형(소성)시켜서 열성형 히팅 플레이트를 제조하는 교정 열성형 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 여러 실시예에 따른 히팅 플레이트 제조 장치 및 이를 이용한 히팅 플레이트 제조 방법을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 히팅 플레이트 제조 장치는, 크게 지그(4)와 가압 헤드(5) 및 승하강 수단을 포함하여 이루어지는 것으로서, 상기 지그(4)는, 열성형시 층간의 서로 다른 열팽창 특성으로 인한 히팅 플레이트(1)의 뒤틀림현상을 방지할 수 있도록 상기 히팅 플레이 트(1)의 테두리를 지지하고, 내부에 조정 공간(A)이 형성되는 것이다.
여기서, 상기 지그(4)는 상기 히팅 플레이트(1)의 상방 이탈을 방지하도록 양단에 걸림턱(6)이 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 가압 헤드(5)는, 상기 지그(4)의 조정 공간(A)에 설치되고, 상기 히팅 플레이트(1)의 뒤틀림을 교정하는 방향으로 상기 히팅 플레이트(1)를 하방에서 가압하는 것이다.
여기서, 상기 가압 헤드(5)는, 상기 히팅 플레이트(1)를 보호할 수 있도록 상기 히팅 플레이트(1)와 접촉되고, 그 접촉면이 구형 표면을 갖는 둥근 머리 헤드인 것이 바람직하다.
한편, 상기 승하강수단은, 상기 지그(4)와 가압 헤드(5) 사이에 설치되고, 상기 가압 헤드(5)를 승하강시키는 것으로서, 그 일례로 도 2에서는 상기 지그(4)에 형성된 나사홀(7)을 따라 나사 승하강하는 조절 나사(8)인 것이 바람직하다.
따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 히팅 플레이트(1)를 열성형하는 경우, 상기 히팅 플레이트(1)에 열을 가하는 동시에 상기 히팅 플레이트(1)의 뒤틀림 현상을 억제하는 방향, 즉, 예를 들어 도 2에서는 히팅 플레이트(1)의 열팽창 계수가 작은 발열층(3)을 상방으로, 열팽창 계수가 큰 절연층(2)을 하방으로 역전 배치한 후, 상기 지그(4)를 이용하여 고정시키고, 상기 조절 나사(8)를 조절하여 상기 가압 헤드(5)가 상기 히팅 플레이트(1)를 가압하여 외력에 의해 뒤틀림 현상을 교정할 수 있게 되는 것이다.
또한, 이러한 상기 히팅 플레이트(1)를 가압하는 가압 헤드(5)는, 도 2에 도 시된 바와 같이, 상기 히팅 플레이트(1)의 하방에만 1개만 설치되는 것도 가능하고, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 히팅 플레이트(1)의 하방에 다수개(도면에서는 3개)가 설치되는 것도 가능하다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 이외에도 상기 가압 헤드(5)는, 상기 히팅 플레이트(1)의 상방 및 하방에 각각 서로 마주보도록 대응하여 다수개(도면에서는 총 6개)가 설치되는 것도 가능하다.
이러한 상기 히팅 플레이트를 가압하는 가압 헤드의 설치 위치나 설치 개수 등은 상기 히팅 플레이트의 직경이나 재질 및 뒤틀림 현상의 특성 등에 따라 매우 다양하게 배치 및 설치될 수 있는 것이다.
한편, 상기 승하강수단의 다른 일례로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 승하강수단은, 상술된 수동 방식 이외에도, 센서(9)와, 승하강 액츄에이터(10) 및 제어부(11)를 포함하여 이루어지는 자동 방식인 것도 가능하다.
즉, 상기 센서(9)는, 상기 히팅 플레이트(1)의 뒤틀림을 측정하는 것이고, 상기 승하강 액츄에이터(10)는, 모터나 실린더를 이용하여 상기 가압 헤드(5)를 승하강시키는 것이며, 상기 제어부(11)는, 상기 센서(9)로부터 뒤틀림 신호를 인가받아 미리 입력된 교정 데이터에 따라 상기 승하강 액츄에이터(10)에 승하강 위치 제어신호를 인가하는 것이다.
따라서, 상기 히팅 플레이트(1)의 열성형이 이루어지는 동안, 상기 히팅 플레이트(1)의 뒤틀림 현상이 발생되면, 이를 상기 센서(9)가 측정하여 상기 제어부(11)가 특정 부분의 가압 헤드(5)를 승하강시키도록 상기 승하강 액츄에이터(10) 에 제어신호를 자동으로 인가하는 것으로서, 실제 뒤틀림현상을 실시간으로 교정할 수 있고, 매우 정밀한 교정이 가능해지는 것이다.
한편, 상술된 본 발명의 히팅 플레이트 제조 장치를 이용한 히팅 플레이트 제조 방법은, 도 6에 도시된 바와 같이, 측정용 히팅 플레이트(1)를 일반 열성형하고, 평탄도를 측정하는 측정기(12) 등을 이용하여 상기 측정용 히팅 플레이트(100)의 뒤틀림의 형상 및 정도를 측정하는 측정 단계(S1)와, 상기 측정용 히팅 플레이트(100)의 뒤틀림을 교정하는 방향으로 상기 지그(4)에 대상 히팅 플레이트(200)를 설치하고, 상기 측정용 히팅 플레이트(1)의 뒤틀림의 형상 및 정도를 고려하여 상기 가압 헤드(5)를 승강시켜서 상기 대상 히팅 플레이트(200)를 가압시키는 교정 준비단계(S2) 및 교정 준비된 상기 대상 히팅 플레이트(200)에 열성형기(13)로 열을 가하여 고온으로 교정 열성형(소성)시켜서 열성형 히팅 플레이트(300)를 제조하는 교정 열성형 단계(S3)를 포함하여 이루어지는 것이다.
그러므로, 상기 히팅 플레이트(1)의 열성형시 발생되는 뒤틀림을 방지하여 완성된 히팅 플레이트(300)의 평탄도와 정밀도를 크게 향상시킬 수 있는 것은 물론, 상기 히팅 플레이트(200)의 가열시 발생되는 열팽창을 억제하는 방향으로 미리 히팅 플레이트(200)의 평탄도를 조정하여 반도체 장치의 열균일도를 증대시키고, 수율을 크게 향상시킬 수 있게 하는 것이다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상을 해치지 않는 범위 내에서 당업자에 의한 변형이 가능함은 물론이다.
예컨대, 본 발명의 실시예에서는 웨이퍼나 LCD 패널이나 PDP 패널 등 각종 반도체 장치를 예시하였으나, 반도체 장치 이외에도 각종 패널의 정밀 가열 및 냉각이 필요한 모든 분야에 적용될 수 있고, 각 구성요소들의 형상 및 종류는 도면에 국한된 것이 아니라 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 해당 분야에 종사하는 통상의 지식을 가진 자가 수정 및 변경이 가능한 것이다.
따라서, 본 발명에서 권리를 청구하는 범위는 상세한 설명의 범위 내로 정해지는 것이 아니라 후술되는 청구범위와 이의 기술적 사상에 의해 한정될 것이다.
이상에서와 같이 본 발명의 히팅 플레이트 제조 장치 및 이를 이용한 히팅 플레이트 제조 방법에 의하면, 히팅 플레이트의 평탄도를 크게 향상시킬 수 있고, 반도체 장치의 불균일한 가열현상을 해소하여 반도체 장치의 가공의 균일도를 크게 향상시키고, 반도체 장치의 수율을 크게 증대시킬 수 있는 효과를 갖는 것이다.
Claims (6)
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- 히팅 플레이트의 테두리를 지지하고, 내부에 조정 공간이 형성되는 지그와, 상기 테두리 지그의 조정 공간에 설치되고, 상기 히팅 플레이트의 뒤틀림을 교정하는 방향으로 상기 히팅 플레이트를 가압하는 가압 헤드 및 상기 지그와 가압 헤드 사이에 설치되고, 상기 가압 헤드를 승하강시키는 승하강수단을 포함하여 이루어지는 히팅 플레이트 제조 장치를 이용한 히팅 플레이트 제조 방법에 있어서,측정용 히팅 플레이트를 일반 열성형하고, 상기 측정용 히팅 플레이트의 뒤틀림의 형상 및 정도를 측정하는 측정 단계;상기 측정용 히팅 플레이트의 뒤틀림을 교정하는 방향으로 상기 지그에 대상 히팅 플레이트를 설치하고, 상기 측정용 히팅 플레이트의 뒤틀림의 형상 및 정도를 고려하여 상기 가압 헤드를 승강시켜서 상기 대상 히팅 플레이트를 가압시키는 교정 준비단계; 및교정 준비된 상기 대상 히팅 플레이트에 열을 가하여 고온으로 교정 열성형(소성)시켜서 열성형 히팅 플레이트를 제조하는 교정 열성형 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 히팅 플레이트 제조 장치를 이용한 히팅 플레이트 제조 방법.
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