KR101042284B1 - 온도 균일도가 우수한 반도체 제조용 적층형 스테이지 히터 - Google Patents

온도 균일도가 우수한 반도체 제조용 적층형 스테이지 히터 Download PDF

Info

Publication number
KR101042284B1
KR101042284B1 KR1020100103481A KR20100103481A KR101042284B1 KR 101042284 B1 KR101042284 B1 KR 101042284B1 KR 1020100103481 A KR1020100103481 A KR 1020100103481A KR 20100103481 A KR20100103481 A KR 20100103481A KR 101042284 B1 KR101042284 B1 KR 101042284B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heating
heating elements
upper plate
heating element
plate
Prior art date
Application number
KR1020100103481A
Other languages
English (en)
Inventor
김재민
김호섭
이상신
Original Assignee
주식회사 썬닉스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 썬닉스 filed Critical 주식회사 썬닉스
Priority to KR1020100103481A priority Critical patent/KR101042284B1/ko
Priority to PCT/KR2010/007424 priority patent/WO2012050255A1/ko
Priority to TW100106067A priority patent/TW201216394A/zh
Application granted granted Critical
Publication of KR101042284B1 publication Critical patent/KR101042284B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082Radio frequency generated discharge
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32532Electrodes
    • H01J37/32568Relative arrangement or disposition of electrodes; moving means
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32715Workpiece holder
    • H01J37/32724Temperature

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)

Abstract

발열체들을 수리하는 것이 용이하며 온도 균일도를 향상시킬 수 있는 반도체 프로세스용 적층형 스테이지 히터에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 반도체 제조용 적층형 스테이지 히터는 다수의 발열체; 상기 다수의 발열체의 상부 및 측면을 감싸도록 형성되는 몸체; 상기 몸체의 하측을 커버하는 하부 플레이트; 내부에 매설된 RF 전극을 구비하며, 상기 하부 플레이트의 상부에 적층되어 상기 몸체의 상측을 커버하되, 상기 몸체와 이격 배치되어 에어 갭을 형성하는 상부 플레이트; 및 상기 하부 플레이트를 지지하는 지지 부재를 포함하며, 상기 몸체는 상기 상부 및 하부 플레이트를 형성하는 재질보다 열팽창계수가 낮은 재질로 형성되고, 상기 상부 및 하부 플레이트는 상기 몸체를 형성하는 재질보다 열전도율이 높은 재질로 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

온도 균일도가 우수한 반도체 제조용 적층형 스테이지 히터{STACK TYPE HEATING STAGE HAVING EXCELLENT TEMPERATURE UNIFORMITY FOR SEMICONDUCTOR PROCESS}
본 발명은 온도 균일도가 우수한 반도체 제조용 적층형 스테이지 히터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발열체들을 수리하는 것이 용이하며 온도 균일도를 향상시킬 수 있는 반도체 제조용 적층형 스테이지 히터에 관한 것이다.
반도체 제조용 적층형 스테이지 히터는 금속 재질로 이루어진 금속 히터와 세라믹 재질로 이루어진 세라믹 히터로 나눌 수 있다.
이때, 상기 알루미늄 계열의 금속 재질로 이루어진 금속 히터의 경우, 알루미늄의 변형온도 이하의 프로세스에서는 충분히 사용할 수 있으나, 400℃가 넘는 고온 프로세스에서는 공정 불안정이 발생할 우려가 있기 때문에 이러한 고온 프로세스에서는 세라믹 재질로 이루어진 세라믹 히터를 사용하여야 한다.
이러한 세라믹 일체형 히터는 설계, 소성가공, 접합, 그리고 평가기술에 있어서 고도의 노하우성 작업을 요구한다. 따라서 생산 수율이 매우 낮아져 그 가격이 비싼 단점을 가지고 있다.
또한, 일체형 히터는 열충격에 약하여 수명이 짧은 단점과 세라믹 히터의 내부에 발열체들이 배치되어 있어서 발열체들의 수리가 곤란하다는 문제가 있다. 예를 들면, 금속 재질의 히팅 파워 로드는 세라믹 재질의 히터에 나사선을 파고 히팅 파워 로드를 이용한 나사 결합 방식으로 체결되는 데, 이때 열팽창에 의한 스트레스로 체결 부분에 손상이 가해지거나 깨지는 등의 현상이 종종 발생한다.
또한, 소성가공 공정이 복잡하여 히터의 중심부와 가장자리부 간의 온도를 균일하게 제어하는 것이 불가능한 문제가 있다.
본 발명의 목적은 발열체들을 수리하는 것이 용이하며 온도 균일도를 향상시킬 수 있는 반도체 제조용 적층형 스테이지 히터를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 열팽창에 의한 스트레스로 체결 부분에 손상이 가해지는 것을 미연에 방지할 수 있는 반도체 제조용 적층형 스테이지 히터를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조용 적층형 스테이지 히터는 다수의 발열체; 상기 다수의 발열체의 상부 및 측면을 감싸도록 형성되는 몸체; 상기 몸체의 하측을 커버하는 하부 플레이트; 내부에 매설된 RF 전극을 구비하며, 상기 하부 플레이트의 상부에 적층되어 상기 몸체의 상측을 커버하되, 상기 몸체와 이격 배치되어 에어 갭을 형성하는 상부 플레이트; 및 상기 하부 플레이트를 지지하는 지지부재를 포함하며,
상기 몸체는 상기 상부 및 하부 플레이트를 형성하는 재질보다 열팽창계수가 낮은 재질로 형성되고, 상기 상부 및 하부 플레이트는 상기 몸체를 형성하는 재질보다 열전도율이 높은 재질로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 상부 플레이트는 5~19mm의 두께를 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 몸체는 쿼츠(quartz)로 형성되고, 상기 상부 및 하부 플레이트는 질화 알루미늄(AlN)으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 스테이지 히터는 상기 다수의 발열체와 연결되는 히팅 파워 로드를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 히팅 파워 로드는 상기 지지부재 내에 배치되며, 외부의 히팅 전원부로부터의 신호를 상기 발열체에 공급하는 것을 특징으로 한다.
상기 다수의 발열체는 상기 몸체의 중앙부에 배치되며 제1 신호를 인가받는 제1 발열체; 및 상기 몸체의 가장자리에 배치되며 상기 제1 신호와 상이한 제2 신호를 인가받는 제2 발열체;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 스테이지 히터는 상기 RF 전극에 고주파 전원을 인가하며 그라운드 처리된 RF 그라운드 로드를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 상부 플레이트는 307~313mm의 직경을 갖되, 303~306mm의 직경의 홈을 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 상부 및 하부 플레이트는 상기 몸체로부터 착탈 가능하도록 결합된 것을 특징으로 한다.
본 발명은 분리형으로 제작된 서셉터의 내부에 배치되는 발열체들을 수리하는 것이 용이해지므로 수리 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 300mm 대구경 웨이퍼의 온도 구배를 조절함으로써 대구경 웨이퍼의 온도 균일도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조용 적층형 스테이지 히터를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 제조용 적층형 스테이지 히터를 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 2의 일 부분을 확대하여 나타낸 단면도이다.
도 4 및 도 5는 도 1의 A 및 B 부분을 나타낸 각각의 확대 단면도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조용 적층형 스테이지 히터의 발열체를 나타낸 평면도 및 회로도이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 제조용 적층형 스테이지 히터를 나타낸 평면도 및 회로도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조용 적층형 스테이지 히터에 대해 상세하게 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조용 적층형 스테이지 히터를 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 제조용 적층형 스테이지 히터를 나타낸 단면도이고, 도 3은 도 2의 일 부분을 확대하여 나타낸 단면도이다. 도 4 및 도 5는 도 1의 A 및 B 부분을 나타낸 각각의 확대 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조용 적층형 스테이지 히터(100)는 발열체(110), 서셉터(suscepter, 120) 및 지지 부재(130)를 포함한다.
발열체(110)는 서셉터(120)의 내부에 다수개가 삽입되도록 장착된다. 이때, 상기 다수의 발열체(110)는, 하나의 예를 들면, 상기 서셉터(120)의 중앙부에 배치되며 제1 신호를 인가받는 제1 발열체(112) 및 상기 서셉터(120)의 가장자리에 배치되며 상기 제1 신호와 상이한 제2 신호를 인가받는 제2 발열체(114)를 포함할 수 있다.
도 1에는 판상 또는 원형으로 이루어진 다수의 발열체(110)가 2개의 영역으로 구분된 것을 일 예로 도시하였으나, 이와 다르게 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 다수의 발열체(112, 114, 116)로는 코일형의 발열체가 이용될 수 있으며, 3개의 영역, 즉 도 3에 도시된 바와 같이 (1) 영역, (2) 영역 및 (3) 영역으로 구분되도록 설계하는 것도 무방하다. 이와 또 다르게, 도면으로 나타내지는 않았지만, 상기 다수의 발열체(110)들은 온도 균일도를 보다 세부적으로 조절하기 위해 3개 이상, 즉 4개, 5개, 6개 등의 영역으로 구분되도록 설계할 수도 있다.
상기 발열체(110)들은 서셉터(120) 상에 안착되는 300mm 대면적의 반도체 웨이퍼(도시안함)에 증착, 에칭 등의 공정을 수행하기에 앞서 적정 수준의 온도, 바람직하게는 400℃ 이상, 900℃이하의 온도로 가열하는 기능을 한다. 이때, 본 실시예에서는 발열체(110)들이 2개 또는 3개의 영역으로 구분되도록 설계되어 있기 때문에 서셉터(120)의 중앙부와 가장자리부의 온도 편차가 발생하더라도 다수의 발열체(110)를 이용하여 선택적으로 온도 편차를 조절하는 것이 가능해질 수 있다. 따라서 이를 통하여 서셉터(120)의 전 영역에서의 온도 균일도를 향상시킬 수 있게 된다.
이때, 상기 다수의 발열체(110)는 히팅 파워 로드(160)를 매개로 외부의 히팅 전원부(미도시)로부터의 신호에 응답하여 동작하게 된다. 이때, 상기 히팅 파워 로드(160)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제1 발열체(112)와 연결되는 제1 히팅 파워 로드(162) 및 상기 제2 발열체(114)와 연결되는 제2 히팅 파워 로드(164)를 포함할 수 있다. 이와 다르게, 상기 히팅 파워 로드(162)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 발열체(112)와 연결되는 제1 히팅 파워 로드(162), 상기 제2 발열체(114)와 연결되는 제2 히팅 파워 로드(164) 및 상기 제3 발열체(116)와 연결되는 제3 히팅 파워 로드(166)를 포함할 수 있다.
한편, 서셉터(120)는 몸체(122), 상부 플레이트(124) 및 하부 플레이트(126)를 포함한다.
몸체(122)는 다수의 발열체(110)의 상부 및 측면을 감싸도록 형성되며, 세라믹에 비해 열팽창계수가 상대적으로 낮은 쿼츠(quatze) 재질로 형성된다. 상기 몸체(122)로는 쿼츠 재질 이외에 질화 알루미늄(AlN)과 같은 세라믹에 비해 열팽창계수가 상대적으로 낮은 다른 재질이 이용될 수도 있다.
이때, 상기 쿼츠는 결정형 쿼츠와 용융형 쿼츠로 구분될 수 있는 데, 이 중 결정형 쿼츠를 이용하는 것이 바람직하다. 상기 결정형 쿼츠 재질을 몸체(122)로 이용할 경우, 용융형 쿼츠에 비해 적외선 투과도가 좋아 복사열의 효율을 높여줄 수 있게 된다.
이때, 상기 몸체(122)는 발열체(110)들을 수납하기 위해 다수의 홈(미도시)이 구비되며, 상기 발열체(110)들은 각 홈 내에 삽입 배치되게 장착될 수 있다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 몸체(122)가 쿼츠로 이루어지기 때문에 금속 재질의 히팅 파워 로드(160)를 고정하기 위해 나사 결합 방식으로 체결되는 부분에서의 열팽창에 의한 스트레스를 줄일 수 있으므로, 체결 부분에 손상이 가해지거나 깨지는 등의 불량을 미연에 방지할 수 있게 된다.
상부 플레이트(124)는 몸체(122)와 이격 배치되어 에어 갭(170)이 마련되며, 상기 몸체(122)의 상부 및 측면을 감싸며 내부에 매설된 RF 전극(radio-frequent electrode, 140)을 구비한다. 이러한 상부 플레이트(124)는 몸체(122)의 재질로 쿼츠를 이용할 경우, 상기 쿼츠에 비하여 열전도율이 우수한 질화 알루미늄(AlN) 재질로 형성하는 것이 바람직하다.
상기 RF 전극(140)은 그라운드 처리된 RF 그라운드 로드(150)를 매개로 고주파 전원부(미도시)로부터의 고주파 전원을 인가 받는다.
이때, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 RF 전극(140)은 나사산이 구비된 서셉터(120) 내에 배치되는 RF 그라운드 로드(150)와 나사 결합 방식에 의해 체결될 수 있다.
상기 상부 플레이트(124)의 두께(t)는 5~19mm로 형성하는 것이 좋다. 만약, 상부 플레이트(124)의 두께(t)가 5mm 미만일 경우에는 상부 플레이트(124)의 상면에 안착되는 반도체 웨이퍼의 하중에 의해 상부 플레이트(124)에 손상이 가해질 우려가 있고, 이와 반대로, 상기 상부 플레이트(124)의 두께(t)가 19mm를 초과할 경우에는 상부 플레이트(124) 표면을 적정 온도로 상승시키는 데 필요한 공정 시간이 증가하는 문제가 발생할 수 있다.
이때, 본 발명의 실시예와 같이, 몸체(122)와 상부 플레이트(124) 사이에 에어 갭(170)이 마련되도록 설계할 경우, 상기 발열체(110)로부터 몸체(122)에 전도된 열은 에어 갭(170)을 통과하면서 복사열을 생성하여 상부 플레이트(120)의 전 영역에 균일하게 열 전달을 할 수 있게 된다.
도 1에서는 에어 갭(170)이 형성되어 있는 예를 나타내었으나, 순수한 에어 갭 뿐만 아니라, 에어 갭에 열을 균일하게 전달할 수 있는 금속이나 세라믹 재질 등이 충진되어 있을 수도 있다.
상기 상부 플레이트(124)는 몸체(122)와 이격 배치되어 에어 갭(170)이 마련되며, 상기 몸체(122)의 상부 및 측면을 감싸며 내부에 매설된 RF 전극(radio-frequent electrode, 140)을 구비한다. 이러한 상부 플레이트(124)는 몸체(122)의 재질로 쿼츠를 이용할 경우, 상기 쿼츠에 비하여 열전도율이 우수한 질화 알루미늄(AlN) 재질로 형성하는 것이 바람직하다.
하부 플레이트(126)는 몸체(122)의 하부 및 측면을 감싸도록 형성되어 상부 플레이트(124)와 결합된다. 이때, 상기 상부 및 하부 플레이트(124, 126)는 몸체(122)의 외측 전면을 감싸는 돔 구조로 적층 형성하는 것이 바람직하다.
상기 상부 및 하부 플레이트(124, 126)는 산화지르코늄(Al2O3), 질화 알루미늄(AlN), 프롤리틱 보론 나이트라이드(Pyrolytic Boron Nitride: PBN) 등의 세라믹 재질을 이용할 수 있으며, 이 중 질화 알루미늄(AlN)을 이용하는 것이 좋다. 이 밖에도, 상기 상부 및 하부 플레이트(124, 126)로는 질화 알루미늄(AlN)이외에 열전도성이 우수한 세라믹 재질이 이용될 수도 있다.
상기 상부 및 하부 플레이트(124, 126)와 몸체(122)는, 예를 들어, 용접 등의 방식으로 결합될 수 있다. 이때, 상기 상부 및 하부 플레이트(124, 126)는 몸체(122)로부터 착탈 가능하도록 결합하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 착탈이 가능한 돔 구조로 이루어진 적층형 스테이지 히터(100)의 경우, 서셉터(120)를 분리하는 것이 용이하므로 서셉터(120) 내에 배치되는 발열체(110)들을 수리하는 것이 용이해질 수 있다.
예를 들어, 발열체(110)들의 수리가 필요한 경우 몸체(122)로부터 상부 및 하부 플레이트(124, 126) 중 하나 이상을 분리하여 수리한 후 재결합하는 방식으로 진행하면 되므로 손쉽게 수리 공정을 수행할 수 있게 된다.
이때, 상기 상부 플레이트(124)는 307~313mm의 직경(L1)을 갖되, 303~306mm 직경(L2)의 홈을 가질 수 있다. 이와 같이, 상부 플레이트(124)의 직경을 307~313mm로 형성할 경우, 300mm 대구경 반도체 웨이퍼를 정 중앙에 수용할 수 있게 된다.
이와 다르게, 상기 상부 플레이트(124)는 457~463mm의 직경(L1)을 갖되, 453~456mm 직경(L2)의 홈을 가질 수 있다. 이와 같이, 상부 플레이트(124)의 직경을 357~363mm로 형성할 경우, 450mm 대구경 반도체 웨이퍼를 정 중앙에 수용할 수 있게 된다.
상기 상부 플레이트(124)의 홈은, 평면상으로 볼 때, 원형, 타원형의 형태를 가질 수 있으며, 또한 삼각형, 사각형, 오각형 등의 다각형의 형태를 가지도록 형성될 수 있다. 이러한 상부 플레이트(124)의 홈 형상은 이들에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형상으로 변경 또는 변형될 수 있다.
지지 부재(130)는 서셉터(120)를 지지한다. 상기 지지 부재(130)는 원통형의 유전성 재질로 이루어질 수 있다. 도면으로 상세히 나타내지는 않았지만, 이러한 지지 부재(130)의 내부에는 승강 유닛(미도시)이 더 배치될 수 있으며, 이러한 승강 유닛을 통해 서셉터(120)의 승강 운동이 제어되게 된다.
한편, 도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조용 적층형 스테이지 히터의 발열체를 나타낸 평면도 및 회로도이고, 도 8 및 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 제조용 적층형 스테이지 히터를 나타낸 평면도 및 회로도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조용 적층형 스테이지 히터는 2개의 영역으로 구분된 2-zone 발열체가 이용될 수 있으며, 이 경우 상기 발열체(100)는 제1 발열체(112) 및 제2 발열체(114)를 구비할 수 있다.
상기 발열체(100)들은 고주파 전원을 공급하는 고주파 전원부(미도시)의 출력 단자인 고주파 히팅 로드와 접지전압 사이에 접속된 제1 발열체(112) 및 상기 고주파 히팅 로드와 상기 접지전압 사이에 상기 제1 발열체(112)와 병렬로 접속되는 제2 발열체(114)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 제1 및 제2 발열체(112, 114)들은 원형 또는 나선형으로 구성될 수 있으며, 상기 히팅 파워 전원부(170)로부터 220V의 파워 전원을 공급받아 자기장을 발생하게 되고, 그 결과 제1 및 제2 발열체(112)들에 흐르는 전류에 의해 전기적으로 각각 결합된 트랜스포머 형태가 되어 제1 및 제2 발열체(112, 114)들을 선택적으로 구동시킬 수 있게 된다.
한편, 도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 제조용 적층형 스테이지 히터는 3개의 영역으로 구분된 3-zone 발열체가 이용될 수 있으며, 이 경우 상기 발열체(110)는 제1 발열체(112), 제2 발열체(114) 및 제3 발열체(116)를 구비할 수 있다.
상기 발열체(110)들은 고주파 전원을 공급하는 고주파 전원부의 출력 단자인 고주파 히팅 로드와 접지전압 사이에 접속된 제1 발열체(112) 및 상기 고주파 히팅 로드와 상기 접지전압 사이에 상기 제1 발열체(112)와 병렬로 각각 접속되는 제2 발열체(114) 및 제3 발열체(116)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 발열체(110)들은 원형 또는 나선형으로 구성될 수 있으며, 상기 히팅 파워 전원부로부터 파워 전원을 공급받아 자기장을 발생하게 되고, 그 결과 제1, 제2, 제3 발열체(112, 114, 116)들에 흐르는 전류에 의해 전기적으로 각각 결합된 트랜스포머 형태가 되어 제1, 제2, 제3 발열체(112, 114, 116)들을 선택적으로 구동시킬 수 있게 된다.
상기 서셉터(120)를 구성하는 어느 하나의 부분 혹은 다수의 부분에는, 온도 제어를 위하여, 1개 또는 다수의 써모 커플(thermocouple)이 배치될 수 있다.
지금까지 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 제조용 적층형 스테이지 히터는 열팽창계수가 상대적으로 낮은 쿼츠 재질로 이루어진 몸체의 외측을 열전도도가 상대적으로 높은 질화알루미늄(AlN) 재질로 이루어진 상부 및 하부 플레이트가 돔 구조로 결합되는 구조를 갖기 때문에 히터의 발열체로부터 방사되는 방사열이 상부 플레이트에 쉽게 전달될 수 있게 된다.
특히, 본 발명에 따른 반도체 제조용 적층형 스테이지 히터는, 종래와 같은 일체형 세라믹 히터와 달리, 발열체들을 2개의 영역 또는 3개의 영역으로 분리한 구조이므로 서셉터의 중앙부와 가장자리부에서의 온도 균일도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 또한, 상기 서셉터의 몸체가 질화알루미늄(AlN)과 같은 세라믹에 비하여 열팽창계수가 상대적으로 작은 쿼츠 재질로 이루어지므로 열적 스트레스에 의한 체결 부분의 파괴 불량을 미연에 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 반도체 제조용 적층형 스테이지 히터는 상부 플레이트가 열전도율이 높은 질화알루미늄(AlN) 재질로 이루어지고 몸체와 이격 배치되어 에어 갭 구조를 갖기 때문에 스테이지 히터의 발열체로부터 방사되는 방사열을 상부 플레이트에 균일하게 분산시킬 수 있는 효과가 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명이 제공하는 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
100 : 스테이지 히터 110 : 발열체
120 : 서셉터 122 : 몸체
124 : 상부 플레이트 126 : 하부 플레이트
130 : 지지 부재 140 : RF 전극
150 : RF 그라운드 로드 160 : 히팅 파워 로드
170 : 에어 갭

Claims (10)

  1. 다수의 발열체;
    상기 다수의 발열체의 상부 및 측면을 감싸도록 형성되는 몸체;
    상기 몸체의 하측을 커버하되, 상기 몸체의 하면 및 측면에 접촉되도록 형성되는 하부 플레이트;
    내부에 매설된 RF 전극을 구비하며, 상기 하부 플레이트의 상부에 적층되어 상기 몸체의 상측을 커버하되, 상기 몸체의 상면과 이격 배치되어 에어 갭을 형성하는 상부 플레이트; 및
    상기 하부 플레이트를 지지하는 지지 부재;
    상기 다수의 발열체와 전기적으로 연결되며, 상기 지지 부재 내에 배치되고, 외부의 히팅 전원부로부터의 신호를 상기 발열체에 공급하는 히팅 파워 로드; 및
    상기 RF 전극에 고주파 전원을 인가하도록 그라운드 처리되며, 상기 몸체를 관통하도록 형성되어 상기 RF 전극과 나사 결합 방식에 의하여 체결되는 RF 그라운드 로드;를 포함하며,
    상기 몸체는 상기 상부 및 하부 플레이트를 형성하는 재질보다 열팽창계수가 낮은 재질인 쿼츠(quartz)로 형성되고, 상기 상부 및 하부 플레이트는 상기 몸체를 형성하는 재질보다 열전도율이 높은 재질인 질화 알루미늄(AlN)으로 형성되며,
    상기 상부 플레이트는 5~19mm의 두께 및 307~313mm의 직경을 갖되, 303~306mm의 직경의 홈을 가지며,
    상기 발열체로부터 몸체에 전도된 열은 상기 에어 갭을 통과하면서 복사열을 생성하여 상기 상부 플레이트의 전 영역에 균일하게 열 전달이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 적층형 스테이지 히터.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 발열체는
    상기 몸체의 중앙부에 배치되며 제1 신호를 인가받는 제1 발열체; 및
    상기 몸체의 가장자리에 배치되며 상기 제1 신호와 상이한 제2 신호를 인가받는 제2 발열체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 적층형 스테이지 히터.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 상부 및 하부 플레이트는
    상기 몸체로부터 착탈 가능하도록 결합된 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 적층형 스테이지 히터.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 몸체, 상부 플레이트 및 하부 플레이트 중 하나 이상에는,
    온도 조절을 위하여, 써모 커플(thermocouple)이 배치되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 적층형 스테이지 히터.
KR1020100103481A 2010-10-15 2010-10-22 온도 균일도가 우수한 반도체 제조용 적층형 스테이지 히터 KR101042284B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100103481A KR101042284B1 (ko) 2010-10-22 2010-10-22 온도 균일도가 우수한 반도체 제조용 적층형 스테이지 히터
PCT/KR2010/007424 WO2012050255A1 (ko) 2010-10-15 2010-10-27 온도 균일도가 우수한 반도체 제조용 적층형 스테이지 히터
TW100106067A TW201216394A (en) 2010-10-15 2011-02-23 Stack-type classification heater with uniformed temperature for semiconductor technology

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100103481A KR101042284B1 (ko) 2010-10-22 2010-10-22 온도 균일도가 우수한 반도체 제조용 적층형 스테이지 히터

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101042284B1 true KR101042284B1 (ko) 2011-06-17

Family

ID=44405716

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100103481A KR101042284B1 (ko) 2010-10-15 2010-10-22 온도 균일도가 우수한 반도체 제조용 적층형 스테이지 히터

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101042284B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101291718B1 (ko) * 2012-06-27 2013-08-27 에프엔에스테크 주식회사 반도체 공정 설비용 석영히터 및 그 제조방법
WO2014164910A1 (en) * 2013-03-12 2014-10-09 Applied Materials, Inc. Multi zone heating and cooling esc for plasma process chamber
KR20180117546A (ko) * 2017-04-19 2018-10-29 니혼도꾸슈도교 가부시키가이샤 세라믹스 부재
US10224228B2 (en) 2016-03-15 2019-03-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Electrostatic chucks and substrate processing apparatus including the same

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06244143A (ja) * 1993-02-15 1994-09-02 Tokyo Electron Ltd 処理装置
KR20050119684A (ko) * 2003-04-07 2005-12-21 동경 엘렉트론 주식회사 탑재대 구조체 및 이 탑재대 구조체를 갖는 열처리 장치
KR20090014386A (ko) * 2006-06-16 2009-02-10 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 탑재대 구조 및 열처리 장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06244143A (ja) * 1993-02-15 1994-09-02 Tokyo Electron Ltd 処理装置
KR20050119684A (ko) * 2003-04-07 2005-12-21 동경 엘렉트론 주식회사 탑재대 구조체 및 이 탑재대 구조체를 갖는 열처리 장치
KR20090014386A (ko) * 2006-06-16 2009-02-10 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 탑재대 구조 및 열처리 장치

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101291718B1 (ko) * 2012-06-27 2013-08-27 에프엔에스테크 주식회사 반도체 공정 설비용 석영히터 및 그 제조방법
WO2014164910A1 (en) * 2013-03-12 2014-10-09 Applied Materials, Inc. Multi zone heating and cooling esc for plasma process chamber
US9681497B2 (en) 2013-03-12 2017-06-13 Applied Materials, Inc. Multi zone heating and cooling ESC for plasma process chamber
US10224228B2 (en) 2016-03-15 2019-03-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Electrostatic chucks and substrate processing apparatus including the same
US10896838B2 (en) 2016-03-15 2021-01-19 Samsung Electronics Co., Ltd. Electrostatic chucks and substrate processing apparatus including the same
KR20180117546A (ko) * 2017-04-19 2018-10-29 니혼도꾸슈도교 가부시키가이샤 세라믹스 부재
KR102094212B1 (ko) 2017-04-19 2020-03-27 니혼도꾸슈도교 가부시키가이샤 세라믹스 부재

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20120052102A (ko) 부분적인 온도 조절이 가능한 반도체 제조용 적층형 스테이지 히터
JP2020109845A (ja) ピクセル型温度制御式基板支持アセンブリ
US9224583B2 (en) System and method for heating plasma exposed surfaces
KR101042284B1 (ko) 온도 균일도가 우수한 반도체 제조용 적층형 스테이지 히터
CN102822948B (zh) 区域温度控制结构体
KR20170118011A (ko) 강화된 웨이퍼 에지 성능을 갖는 세라믹 가열기 및 esc
US10622239B2 (en) Electrostatic chuck device
US10109510B2 (en) Apparatus for improving temperature uniformity of a workpiece
US9538583B2 (en) Substrate support with switchable multizone heater
TW202040744A (zh) 局部加熱之多區域基材支撐座
KR102667316B1 (ko) 정전 척 장치
KR20210014764A (ko) 세라믹 히터
US10090176B2 (en) Temperature adjustment device
KR20200120720A (ko) 멀티 존 히터
CN101754565B (zh) 一种电极组件及应用该电极组件的等离子体处理设备
JP2018512181A (ja) 焼結材料から作られた部材、具体的には歯科用構成部品のための焼結炉
TW201724259A (zh) 半導體處理器及用於半導體處理器的多區控溫加熱器
US20050173412A1 (en) Systems for heating wafers
WO2012050255A1 (ko) 온도 균일도가 우수한 반도체 제조용 적층형 스테이지 히터
TWI652442B (zh) 輻射加熱器裝置
KR102411024B1 (ko) 작업물 홀딩 및 가열 장치
US10847401B2 (en) Wafer holding apparatus and baseplate structure
JP2020017700A (ja) 基板処理装置及び基板処理制御方法
KR101641880B1 (ko) 서셉터
KR101207567B1 (ko) 반도체 제조용 석영히터

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
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: 20140530

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150923

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160607

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee