KR101949977B1 - Embedded thermocouple wafer - Google Patents

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KR101949977B1
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엄봉용
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에이에스티엔지니어링(주)
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Abstract

The present invention relates to an embedded thermocouple wafer comprising: a wafer body; a plurality of thermocouple junctions embedded in the wafer body; and a plurality of thermocouple lines each connected to the thermocouple junctions and embedded in the wafer body together with the thermocouple junctions. Therefore, an objective of the present invention is to provide an embedded thermocouple wafer capable of solving a problem associated with disconnection, thereby greatly increasing a lifetime when compared with a conventional thermocouple wafer.

Description

임베디드 써모커플 웨이퍼{Embedded thermocouple wafer}Embedded thermocouple wafer < RTI ID = 0.0 >

본 발명은, 임베디드 써모커플 웨이퍼에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 써모커플 라인(thermocouple line)이 웨이퍼 바디에 임베디드(embedded)되는 형태라서 써모커플 라인의 물리적 스트레스(stress)와 간섭 현상이 발생되지 않을 뿐만 아니라 대류 온도에 영향을 받지 않으며, 특히 단선이 해결될 수 있어서 라이프 타임(life time)을 종래보다 월등히 향상시킬 수 있는 임베디드 써모커플 웨이퍼에 관한 것이다.The present invention relates to an embedded thermocouple wafer, and more particularly, to a thermocouple line embedded in a wafer body, so that the physical stress and interference of the thermocouple line are not generated To an embedded thermocouple wafer which is not affected by the convective temperature, and in particular, the disconnection can be solved, so that the life time can be significantly improved as compared with the conventional one.

반도체 제조 공정에 있어서 사진, 식각, 확산, 박막 형성 공정 등 대부분의 단위 공정에서 웨이퍼(wafer)가 균일한 온도 분포를 갖도록 하는 것은 매우 중요하다. 균일한 온도 분포가 이루어지지 않으면 웨이퍼 전체에 걸쳐 균일하게 공정이 이루어질 수 없기 때문에 그에 따른 많은 공정 불량이 발생되기 때문이다.In the semiconductor manufacturing process, it is very important that the wafer has a uniform temperature distribution in most unit processes such as photography, etching, diffusion, and thin film formation. Unless a uniform temperature distribution is achieved, the process can not be uniformly performed over the entire wafer, resulting in a large number of process defects.

이와 같은 이유로 반도체 제조 공정에서는 각 단위 공정의 진행 전이나 진행 중에 웨이퍼의 실제 온도를 측정하고 적정 온도를 벗어날 경우 그에 대한 대응 처리가 이루어질 수 있도록 하고 있다.For this reason, in the semiconductor manufacturing process, the actual temperature of the wafer is measured before or during the progress of each unit process, and when the temperature is out of the proper temperature, a corresponding process can be performed.

반도체 장치의 제조 공정에서 웨이퍼의 온도는 별도의 온도 측정용 웨이퍼에 의해 측정된다. 온도 측정용 웨이퍼는 공정 웨이퍼와 달리 웨이퍼 표면에 공정 웨이퍼 상에 형성되는 패턴들이 형성되지 않는 웨이퍼 즉, 베어 웨이퍼(bare wafer)가 사용된다.In the manufacturing process of the semiconductor device, the temperature of the wafer is measured by a separate temperature measurement wafer. Unlike process wafers, wafers for temperature measurement use wafers, that is, bare wafers on which the patterns formed on the wafer surface are not formed.

이와 같은 베어 웨이퍼에 온도 측정 수단이 부착되어 공정 웨이퍼의 온도가 측정된다. 대표적인 온도 측정용 웨이퍼로서는 써모커플 웨이퍼가 알려져 있다.A temperature measuring means is attached to the bare wafer, and the temperature of the process wafer is measured. Thermocouple wafers are known as typical temperature measurement wafers.

도 1은 종래기술에 따른 써모커플 웨이퍼의 저면도, 도 2 및 도 3은 도 1의 써모커플 웨이퍼가 고속 열처리 장치로 투입되는 과정을 도시한 도면, 그리고 도 4는 도 1의 써모커플 웨이퍼가 트레이에 적재된 상태의 도면이다.FIG. 1 is a bottom view of a conventional thermocouple wafer, FIGS. 2 and 3 are views showing a process of putting the thermocouple wafer of FIG. 1 into a high speed thermal processing apparatus, and FIG. 4 is a cross- In the state of being loaded on the tray.

도 1을 참조하면, 종래기술에 따른 써모커플 웨이퍼(10)에는 온도 측정 대상의 웨이퍼(wafer)에서 온도 측정이 필요한 다수의 지점에 써모커플(11)이 설치되어 있고, 장치와의 전기적인 연결을 위하여 써모커플(11)에 심선(미도시)이 연결되어 있는 구조를 갖는다.Referring to FIG. 1, the thermocouple 10 according to the related art is provided with a thermocouple 11 at a plurality of points requiring temperature measurement on a wafer to be measured, And a core wire (not shown) is connected to the thermocouple 11.

써모커플 웨이퍼(10)의 소정 영역에는 캡톤 테이프(kapton tape)(13)와 같은 내열성 접착테이프가 부착되어 써모커플(11)을 지지한다.A heat resistant adhesive tape such as a capton tape 13 is attached to a predetermined region of the thermocouple wafer 10 to support the thermocouple 11.

써모커플 웨이퍼(10)를 온도를 측정하고자 하는 설비에 설치하여 반도체 장치 제조 공정과 동일한 공정을 겪게 한 다음, 써모커플(11)에 의해 측정 지점에서의 웨이퍼 온도를 측정할 수 있다.The thermocouple wafer 10 may be installed in a facility where the temperature is to be measured so as to undergo the same process as the semiconductor device manufacturing process and then the temperature of the wafer at the measuring point can be measured by the thermocouple 11.

고속 열처리(Rapid Thermal process) 장치는 온도를 빠르게 가열 또는 냉각할 수 있어 웨이퍼의 온도를 가공 온도까지 상승시키는 데 걸리는 시간과 고온에서 가공된 웨이퍼의 온도를 상온으로 하강시키는 데에 걸리는 시간을 크게 줄일 수 있어서 열 처리 공정에서 많이 사용되는 장치이다.Rapid thermal process equipment can rapidly heat or cool the temperature, greatly reducing the time it takes to raise the temperature of the wafer to the processing temperature and the time it takes to lower the temperature of the processed wafer at high temperatures to room temperature It is a device widely used in heat treatment process.

고속 열처리 장치에서 수행되는 고속 열처리 공정의 예로는 N2 또는 NH3 가스를 이용하여 웨이퍼 표면을 질화시키는 공정을 들 수 있다.An example of a rapid thermal annealing process performed in the high-speed annealing apparatus is a process of nitriding the wafer surface using N 2 or NH 3 gas.

고속 열처리 장치에 있어서 웨이퍼와 튜브 내부를 단시간에 원하는 온도로 가열하여 공정을 진행하기 때문에 웨이퍼의 실제 온도를 측정하는 것이 매우 중요하다.In a high-speed thermal processing system, it is very important to measure the actual temperature of the wafer because the process is performed by heating the wafer and the inside of the tube to a desired temperature in a short time.

또한 장비의 초기 운행 전이나 내부 부품의 교체 및 파티클 발생 등을 포함하는 사전 예방 및 유지보수(PM; preventive maintenance) 공정 후에 고속 열처리 장치 내부의 환경 조건에 대한 변화가 발생되면 정상적인 공정의 진행 전에 앞에서 소개한 바와 같은 써모커플 웨이퍼를 이용하여 공정 진행 중 웨이퍼의 실제 온도를 측정하게 된다.In addition, if there is a change in the environmental conditions inside the high-speed thermal processing system after the preventive maintenance (PM) process including the initial operation of the equipment, the replacement of internal parts, and the generation of particles, The actual temperature of the wafer is measured during the process using the thermocouple wafer as described above.

간략하게 살펴보면, 도 2 및 도 3에 도시된 급속 열처리 장치(30)는 열처리 환경이 조성되는 내부 공간을 갖는 퍼니스(furnace)(31)와, 퍼니스(31) 내부에 설치된 석영 재질의 튜브(tube)(32) 및 웨이퍼가 탑재되는 웨이퍼 트레이(33)를 갖는다.The rapid thermal annealing apparatus 30 shown in FIGS. 2 and 3 includes a furnace 31 having an inner space in which a heat treatment environment is formed, and a quartz tube ) 32 and a wafer tray 33 on which a wafer is mounted.

튜브(32) 내부에는 열처리 가공하는 동안 웨이퍼를 고정하여 지지하는 웨이퍼 트레이(33)가 배치된다.Inside the tube 32, a wafer tray 33 for holding and supporting the wafer during heat treatment is disposed.

여기서, 웨이퍼 트레이(33)는 가장자리로부터 안쪽으로 소정 거리의 위치에 웨이퍼 지지를 위한 다수의 트레이 핀(33-1)을 포함한다. 트레이 핀(33-1)들은 각각 웨이퍼를 균형있게 지지할 수 있도록 120도 단위로 배치되어 있으며, 그 끝단은 웨이퍼 지지 상태에서 미끄러짐이 방지될 수 있도록 뾰족한 형태를 갖는다.Here, the wafer tray 33 includes a plurality of tray pins 33-1 for holding the wafer at a predetermined distance inward from the edge. The tray pins 33-1 are arranged in units of 120 degrees so as to support the wafers in a balanced manner. The ends of the tray pins 33-1 are pointed to prevent slippage in the wafer supporting state.

전술한 바와 같은 고속 열처리 장치(30)는 사전예방 및 유지보수(PM; Preventive Maintenance) 공정 후에 고속 열처리 공정을 진행하기 전에 튜브(32) 내 실제 온도의 측정이 필요하다. 온도 측정은 웨이퍼 트레이(330)를 고속 열처리 장치(30)에서 해체시킨 후 이루어진다.The high speed thermal processing apparatus 30 as described above needs to measure the actual temperature in the tube 32 before proceeding to the rapid heat treatment process after the Preventive Maintenance (PM) process. The temperature measurement is performed after the wafer tray 330 is disassembled in the high-speed heat treatment apparatus 30.

써모커플 웨이퍼(10)를 웨이퍼 트레이(33)에 탑재시킨 후, 도 2에서 도 3처럼 튜브(32)내로 삽입한 상태에서 웨이퍼에 대한 고속 열처리 과정과 동일한 과정이 수행될 수 있다.The thermocouple wafer 10 may be mounted on the wafer tray 33 and then the same process as the rapid thermal annealing process for the wafer may be performed while the thermocouple wafer 10 is inserted into the tube 32 as shown in FIG.

한편, 도 1을 통해 전술한 것처럼 종래기술의 경우에는 캡톤 테이프(13)와 같은 내열성 접착테이프를 이용해서 써모커플(11)을 해당 위치에 고정시켜 왔다. 하지만, 이와 같은 종래방식은 다음과 같은 문제점을 발생시킨다.As described above with reference to FIG. 1, in the case of the prior art, the thermocouple 11 is fixed to a corresponding position by using a heat-resistant adhesive tape such as a capton tape 13. However, such a conventional method causes the following problems.

써모커플(11)이 많으면 많을수록 유리한데, 써모커플(11)은 써모커플 웨이퍼(10)의 외측으로 써모커플 라인(thermocouple line)인 와이어(wire)로 연결되는 구조라서 와이어의 단선 우려가 높고, 또한 외부의 대류 온도에 민감하게 반응한다. 따라서 이러한 문제점을 해결하기 위한 신개념의 임베디드 써모커플 웨이퍼에 대한 필요성이 대두된다.The thermocouple 11 is connected to the thermocouple wafer 10 through a thermocouple wire so that there is a high risk of disconnection of the wire, It is also sensitive to external convection temperatures. Therefore, a new concept of embedded thermocouple wafers is needed to solve these problems.

대한민국특허청 출원번호 제10-2000-0056415호Korea Patent Office Application No. 10-2000-0056415 대한민국특허청 출원번호 제10-2004-0115140호Korea Patent Office Application No. 10-2004-0115140 대한민국특허청 출원번호 제10-2013-0040794호Korea Patent Office Application No. 10-2013-0040794 대한민국특허청 출원번호 제10-2013-0040795호Korea Patent Office Application No. 10-2013-0040795

본 발명의 목적은, 써모커플 라인(thermocouple line)이 웨이퍼 바디에 임베디드(embedded)되는 형태라서 써모커플 라인의 물리적 스트레스(stress)와 간섭 현상이 발생되지 않을 뿐만 아니라 대류 온도에 영향을 받지 않으며, 특히 단선이 해결될 수 있어서 라이프 타임(life time)을 종래보다 월등히 향상시킬 수 있는 임베디드 써모커플 웨이퍼를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a thermocouple module in which a thermocouple line is embedded in a wafer body so that not only the physical stress and interference of the thermocouple line are generated but also the convection temperature is not affected, And more particularly, to provide an embedded thermocouple wafer in which the disconnection can be solved so that the life time can be significantly improved as compared with the conventional one.

상기 목적은, 웨이퍼 바디; 상기 웨이퍼 바디에 임베디드(embedded)되는 다수의 써모커플 측온점(thermocouple junction); 및 상기 써모커플 측온점들에 각각 연결되되 상기 써모커플 측온점들과 함께 상기 웨이퍼 바디에 임베디드(embedded)되는 다수의 써모커플 라인(thermocouple line)을 포함하는 것을 특징으로 하는 임베디드 써모커플 웨이퍼에 의해 달성된다.The object is achieved by a wafer body; A plurality of thermocouple junctions embedded in the wafer body; And a plurality of thermocouple lines each connected to the thermocouple side temperature points and embedded in the wafer body together with the thermocouple side temperature points. .

상기 다수의 써모커플 측온점은, 상기 웨이퍼 바디의 센터에 배치되는 제1 써모커플 측온점; 및 상기 웨이퍼 바디의 원주에서 반경 방향 내측으로 형성되는 가상원의 원주 상에서 90도 간격으로 배치되는 다수의 제2 내지 제5 써모커플 측온점을 포함하며, 상기 다수의 써모커플 라인은, 상기 제1 내지 제5 써모커플 측온점을 각각 연결하는 제1 내지 제5 써모커플 라인을 포함할 수 있다.The plurality of thermocouple side on points include a first thermocouple side temperature point located at the center of the wafer body; And a plurality of second to fifth thermocouple side temperature points arranged at intervals of 90 degrees on the circumference of an imaginary circle formed radially inward from the circumference of the wafer body, To fifth thermocouple-side heating points, respectively.

상기 다수의 써모커플 라인은, 상기 제2 써모커플 라인과 상기 제3 써모커플 라인이 합쳐져 공용으로 형성되는 제1 공용라인; 상기 제1 써모커플 라인, 상기 제4 써모커플 라인 및 상기 제5 써모커플 라인이 합쳐져 공용으로 형성되는 제2 공용라인; 및 상기 제1 공용라인과 상기 제2 공용라인이 합쳐져 공용으로 형성되는 제3 공용라인을 더 포함할 수 있다.The plurality of thermocouple lines may include a first common line in which the second thermocouple line and the third thermocouple line are combined and formed in common; A second common line in which the first thermocouple line, the fourth thermocouple line and the fifth thermocouple line are combined and formed in common; And a third common line shared by the first common line and the second common line.

한편, 상기 목적은, 서셉터 히터(susceptor heater) 상에 배치되며, 단차진 단차 매립부를 구비하는 웨이퍼 바디; 상기 웨이퍼 바디의 단차 매립부에 임베디드(embedded)되고 세라믹 본딩(ceramic bonding)되는 다수의 써모커플 측온점(thermocouple junction); 상기 써모커플 측온점들에 각각 연결되되 상기 써모커플 측온점들과 함께 상기 웨이퍼 바디의 단차 매립부에 임베디드(embedded)되고 세라믹 본딩(ceramic bonding)되는 다수의 써모커플 라인(thermocouple line); 상기 웨이퍼 바디의 외측에 배치되되 상기 다수의 써모커플 라인과 연결되는 피드스루(feedthrough); 상기 피드스루와 연결되되 실리콘 튜브(silicon tube) 내에 마련되는 리드 와이어(lead wire); 및 상기 리드 와이어의 단부에 결합되는 37개의 핀(pin) 타입으로 된 메일 커넥터(male connector)를 포함하며, 상기 다수의 써모커플 측온점은, 상기 웨이퍼 바디의 센터에 배치되는 제1 써모커플 측온점; 및 상기 웨이퍼 바디의 원주에서 반경 방향 내측으로 형성되는 가상원의 원주 상에서 90도 간격으로 배치되는 다수의 제2 내지 제5 써모커플 측온점을 포함하며, 상기 다수의 써모커플 라인은, 상기 제1 내지 제5 써모커플 측온점을 각각 연결하는 제1 내지 제5 써모커플 라인; 상기 제2 써모커플 라인과 상기 제3 써모커플 라인이 합쳐져 공용으로 형성되는 제1 공용라인; 상기 제1 써모커플 라인, 상기 제4 써모커플 라인 및 상기 제5 써모커플 라인이 합쳐져 공용으로 형성되는 제2 공용라인; 및 상기 제1 공용라인과 상기 제2 공용라인이 합쳐져 공용으로 형성되는 제3 공용라인을 포함하며, 상기 제1 공용라인보다 상기 제2 공용라인의 두께가 두껍게 형성되고, 상기 제2 공용라인보다 상기 제3 공용라인의 두께가 두껍게 형성되며, 상기 웨이퍼 바디의 표면은 평평한 평면을 이루며, 상기 제3 공용라인과 상기 피드스루가 연결되는 것을 특징으로 하는 임베디드 써모커플 웨이퍼에 의해서도 달성된다.On the other hand, the object is achieved by a wafer body, comprising: a wafer body disposed on a susceptor heater, the wafer body having a stepped stepped portion; A plurality of thermocouple junctions embedded in the stepped buried portion of the wafer body and ceramic bonded thereto; A plurality of thermocouple lines connected respectively to the thermocouple side temperature points and embedded in the stepped portion of the wafer body together with the thermocouple side temperature points and ceramic bonded thereto; A feedthrough disposed outside the wafer body and connected to the plurality of thermocouple lines; A lead wire connected to the feedthrough and provided in a silicon tube; And a male connector of 37 pin type coupled to an end of the lead wire, wherein the plurality of thermocouple side on points are located on the first thermocouple side Warmth; And a plurality of second to fifth thermocouple side temperature points arranged at intervals of 90 degrees on the circumference of an imaginary circle formed radially inward from the circumference of the wafer body, First to fifth thermocouples connecting the fifth to the fifth thermocouple-side heating points, respectively; A first common line in which the second thermocouple line and the third thermocouple line are joined and formed in common; A second common line in which the first thermocouple line, the fourth thermocouple line and the fifth thermocouple line are combined and formed in common; And a third common line formed by a combination of the first common line and the second common line, wherein a thickness of the second common line is formed thicker than the first common line, The thickness of the third common line is made thick and the surface of the wafer body has a flat plane and the third common line and the feedthrough are connected to each other.

본 발명에 따르면, 써모커플 라인(thermocouple line)이 웨이퍼 바디에 임베디드(embedded)되는 형태라서 써모커플 라인의 물리적 스트레스(stress)와 간섭 현상이 발생되지 않을 뿐만 아니라 대류 온도에 영향을 받지 않으며, 특히 단선이 해결될 수 있어서 라이프 타임(life time)을 종래보다 월등히 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, since the thermocouple line is embedded in the wafer body, not only the physical stress and interference of the thermocouple line are not generated but also the temperature of the thermocouple line is not affected by the convection temperature, The disconnection can be solved and the life time can be significantly improved.

도 1은 종래기술에 따른 써모커플 웨이퍼의 저면도이다.
도 2 및 도 3은 도 1의 써모커플 웨이퍼가 고속 열처리 장치로 투입되는 과정을 도시한 도면이다.
도 4는 도 1의 써모커플 웨이퍼가 트레이에 적재된 상태의 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 임베디드 써모커플 웨이퍼의 구조도이다.
도 6은 도 5의 웨이퍼 바디 영역의 확대 구조도이다.
도 7 내지 도 9는 임베디드 공정을 단계적으로 도시한 도면들이다.
도 10은 도 9의 평면도이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 임베디드 써모커플 웨이퍼의 부분 단면 구조도이다.
도 12는 도 11의 동작도이다.1 is a bottom view of a thermocouple wafer according to the prior art.
FIG. 2 and FIG. 3 are diagrams illustrating a process in which the thermocouple wafer of FIG. 1 is introduced into the high-speed thermal processing apparatus.
4 is a view of the thermocouple wafer of Fig. 1 loaded on a tray.
5 is a structural view of an embedded thermocouple wafer according to the first embodiment of the present invention.
6 is an enlarged structural view of the wafer body region of FIG.
FIGS. 7 to 9 are views showing an embedded process step by step.
10 is a plan view of Fig.
11 is a partial cross-sectional structural view of an embedded thermocouple wafer according to a second embodiment of the present invention.
12 is an operation diagram of Fig.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and how to accomplish them, will become apparent by reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

본 명세서에서, 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.In the present specification, the present embodiment is provided to complete the disclosure of the present invention and to fully disclose the scope of the invention to a person having ordinary skill in the art to which the present invention belongs. And the present invention is only defined by the scope of the claims.

따라서 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.Thus, in some embodiments, well known components, well known operations, and well-known techniques are not specifically described to avoid an undesirable interpretation of the present invention.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 그리고 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.Like reference numerals refer to like elements throughout the specification. And (used) terms used herein are for the purpose of illustrating embodiments and are not intended to limit the invention.

본 명세서에서, 단수형은 문어구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작(작용)은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified. Also, components and acts referred to as " comprising (or comprising) " do not exclude the presence or addition of one or more other components and operations.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.Unless defined otherwise, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used in a sense commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs.

또한 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Also, commonly used predefined terms are not ideally or excessively interpreted unless they are defined.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 임베디드 써모커플 웨이퍼의 구조도, 도 6은 도 5의 웨이퍼 바디 영역의 확대 구조도, 도 7 내지 도 9는 임베디드 공정을 단계적으로 도시한 도면들, 그리고 도 10은 도 9의 평면도이다.FIG. 5 is a structural view of an embedded thermocouple wafer according to the first embodiment of the present invention, FIG. 6 is an enlarged structural view of the wafer body region of FIG. 5, FIGS. 7 to 9 are views showing an embedded process, And Fig. 10 is a plan view of Fig.

이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 임베디드 써모커플 웨이퍼(100)는 써모커플 라인(131~135, thermocouple line)이 웨이퍼 바디(110)에 임베디드(embedded)되는 형태라서 써모커플 라인(131~135)의 물리적 스트레스(stress)와 간섭 현상이 발생되지 않을 뿐만 아니라 대류 온도에 영향을 받지 않으며, 특히 단선이 해결될 수 있어서 라이프 타임(life time)을 종래보다 월등히 향상시킬 수 있도록 한 것이다.Referring to these drawings, an embedded thermocouple wafer 100 according to the present embodiment is a configuration in which a thermocouple line 131 to 135 is embedded in the wafer body 110, 135 are not affected by the convective temperature, and particularly, the disconnection can be solved, so that the life time can be improved much more than the conventional one.

이러한 효과를 제공할 수 있는 본 실시예에 따른 임베디드 써모커플 웨이퍼(100)는 웨이퍼 바디(110), 피드스루(150), 리드 와이어(161, lead wire) 및 메일 커넥터(170, male connector)를 포함할 수 있다.The embedded thermocouple wafer 100 according to the present embodiment that can provide such an effect may include a wafer body 110, a feedthrough 150, a lead wire 161, and a male connector 170 .

웨이퍼 바디(110)는 온도 측정 대상의 웨이퍼(wafer)와 동일한 사이즈로 제작되며, 서셉터 히터(101, susceptor heater) 상에 배치될 수 있다.The wafer body 110 is fabricated in the same size as a wafer to be subjected to temperature measurement, and may be disposed on a susceptor heater 101.

웨이퍼 바디(110)에는 단차진 단차 매립부(111)가 형성된다. 써모커플 측온점(121~125, thermocouple junction)과 써모커플 라인(131~135, thermocouple line)의 두께가 상이하기 때문에 단차 매립부(111)가 형성된다.A stepped stepped buried portion 111 is formed in the wafer body 110. The stepped buried portion 111 is formed because the thicknesses of the thermocouple junctions 121 to 125 and the thermocouple lines 131 to 135 are different from each other.

단차 매립부(111)에서 깊은 곳에 써모커플 측온점(121~125)이 임베디드(embedded)되고, 얕은 곳에 써모커플 라인(131~135)이 임베디드된다.The thermocouple side temperature points 121 to 125 are embedded deeply in the stepped buried portion 111 and the thermocouple lines 131 to 135 are embedded in a shallow place.

써모커플 측온점(121~125)과 써모커플 라인(131~135)이 임베디드되더라도 웨이퍼 바디(110)의 표면은 평평한 평면을 이룬다. 이처럼 웨이퍼 바디(110)의 표면이 종전처럼 돌출되기 않고 평평한 평면을 이루기 때문에 웨이퍼의 표면 온도를 측정하는 데에 유리하다.Even if the thermocouple side temperature points 121 to 125 and the thermocouple lines 131 to 135 are embedded, the surface of the wafer body 110 forms a flat plane. As such, the surface of the wafer body 110 is not protruded as before, but forms a flat plane, which is advantageous for measuring the surface temperature of the wafer.

보다 구체적으로 설명한다. 다수의 써모커플 측온점(121~125)은 전술한 것처럼 웨이퍼 바디(110)의 단차 매립부(111)에서 깊은 곳에 임베디드(embedded)되되 세라믹 본딩(ceramic bonding)된다.This will be described more specifically. The plurality of thermocouple side heating points 121 to 125 are embedded in the stepped buried portion 111 of the wafer body 110 as described above but are ceramic bonded.

이러한 다수의 써모커플 측온점(121~125)은 웨이퍼 바디(110)의 센터에 배치되는 제1 써모커플 측온점(121)과, 웨이퍼 바디(110)의 원주에서 반경 방향 내측으로 형성되는 가상원(C)의 원주 상에서 90도 간격으로 배치되는 다수의 제2 내지 제5 써모커플 측온점(122~125)을 포함한다.The plurality of thermocouple side temperature points 121 to 125 are formed by a first thermocouple side temperature point 121 disposed at the center of the wafer body 110 and a virtual thermocouple side temperature point And a plurality of second to fifth thermocouple-side heating points 122 to 125 arranged at an interval of 90 degrees on the circumference of the heat exchanger (C).

그리고 다수의 써모커플 라인(131~135)은 써모커플 측온점(121~125)들에 각각 연결되되 써모커플 측온점(121~125)들과 함께 웨이퍼 바디(110)의 단차 매립부(111)의 얕은 곳에 임베디드되고 세라믹 본딩된다.The plurality of thermocouple lines 131 to 135 are connected to the thermocouple side heating points 121 to 125 and are connected to the stepped buried portion 111 of the wafer body 110 together with the thermocouple side heating points 121 to 125, Embedded in shallow place and ceramic bonded.

이러한 다수의 써모커플 라인(131~135)은 제1 내지 제5 써모커플 측온점(121~125)을 각각 연결하는 제1 내지 제5 써모커플 라인(131~135)과, 제2 써모커플 라인(132)과 제3 써모커플 라인(133)이 합쳐져 공용으로 형성되는 제1 공용라인(141)과, 제1 써모커플 라인(131), 제4 써모커플 라인(134) 및 제5 써모커플 라인(135)이 합쳐져 공용으로 형성되는 제2 공용라인(142)과, 제1 공용라인(141)과 제2 공용라인(142)이 합쳐져 공용으로 형성되는 제3 공용라인(143)을 포함한다.The plurality of thermocouple lines 131 to 135 may include first to fifth thermocouple lines 131 to 135 that respectively connect the first to fifth thermocouple side temperature points 121 to 125, The first common line 131 and the fourth thermocouple line 134 and the fifth thermocouple line 133 are formed in common for the first common line 132 and the third thermocouple line 133, And a third common line 143 formed by a combination of the first common line 141 and the second common line 142. The second common line 142 includes a first common line 141 and a second common line 142,

이때, 제1 공용라인(141)보다 제2 공용라인(142)의 두께가 두껍게 형성되고, 제2 공용라인(142)보다 제3 공용라인(143)의 두께가 두껍게 형성된다. 제3 공용라인(143)은 피드스루(150)외 연결된다.At this time, the thickness of the second common line 142 is thicker than that of the first common line 141, and the thickness of the third common line 143 is formed thicker than the second common line 142. The third common line 143 is connected outside the feedthrough 150.

피드스루(150)는 웨이퍼 바디(110)의 외측에 배치되되 다수의 써모커플 라인(131~135), 특히 제3 공용라인(143)과 연결된다. 피드스루(150)는 웨이퍼 바디(110) 측의 진공과 리드 와이어(161) 측의 대기를 연결하는 역할을 한다.The feedthrough 150 is disposed outside the wafer body 110 and is connected to a plurality of thermocouple lines 131 to 135, particularly a third common line 143. The feedthrough 150 serves to connect the vacuum on the wafer body 110 side and the atmosphere on the lead wire 161 side.

리드 와이어(161)는 피드스루(150)와 연결되되 실리콘 튜브(160 , silicon tube) 내에 마련되는 라인이다. 리드 와이어(161)가 실리콘 튜브(160) 내에 배치되기 때문에 온도 변화에 영향을 받지 않고, 또한 내구성이 향상되는 이점이 있다.The lead wire 161 is connected to the feedthrough 150 and is provided in a silicon tube 160. Since the lead wire 161 is disposed in the silicon tube 160, there is an advantage that the lead wire 161 is not affected by the temperature change and the durability is improved.

메일 커넥터(170)는 리드 와이어(161)의 단부에 결합되어 소정의 장치와 연결되는 부분이다. 본 실시예에서 메일 커넥터(170)는 37개의 핀(pin) 타입으로 형성된다.The mail connector 170 is a portion coupled to an end of the lead wire 161 and connected to a predetermined device. In this embodiment, the mail connector 170 is formed into 37 pin types.

이상 설명한 바와 같은 구조와 작용을 갖는 본 실시예에 따르면, 써모커플 라인(131~135)이 웨이퍼 바디(110)에 임베디드되는 형태라서 써모커플 라인(131~135)의 물리적 스트레스와 간섭 현상이 발생되지 않을 뿐만 아니라 대류 온도에 영향을 받지 않으며, 특히 단선이 해결될 수 있어서 라이프 타임을 종래보다 월등히 향상시킬 수 있게 된다.According to this embodiment having the structure and function as described above, since the thermocouple lines 131 to 135 are embedded in the wafer body 110, the physical stress and the interference phenomenon of the thermocouple lines 131 to 135 are generated And is not influenced by the convective temperature. In particular, the disconnection can be solved, so that the lifetime can be significantly improved as compared with the conventional one.

도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 임베디드 써모커플 웨이퍼의 부분 단면 구조도이고, 도 12는 도 11의 동작도이다.11 is a partial cross-sectional structural view of an embedded thermocouple wafer according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 12 is an operation diagram of FIG.

이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 임베디드 써모커플 웨이퍼(200) 역시, 웨이퍼 바디(210)에 써모커플 측온점(121~125)과 써모커플 라인(131~135)이 임베디드된 구조를 갖는다.Referring to these drawings, the embedded thermocouple wafer 200 according to the present embodiment also has a structure in which the thermocouple side temperature points 121 to 125 and the thermocouple lines 131 to 135 are embedded in the wafer body 210 .

한편, 이와 같은 구조에서 웨이퍼 바디(210) 상의 일측에는 힌지(281)에 의해 회전되면서 써모커플 측온점(121~125)을 선택적으로 차폐하는 회전식 측온점 차폐용 패드(280)가 마련된다.On the other hand, on one side of the wafer body 210 in this structure, a rotary side point shielding pad 280 for selectively shielding the thermocouple side heating points 121 to 125 while being rotated by the hinge 281 is provided.

써모커플 측온점(121~125)은 웨이퍼 바디(210) 상에 많이 마련되는 것이 바람직하지만 모든 것들을 전부 사용해야만 하는 것은 아니다. 따라서 사용하지 않을 때는 회전식 측온점 차폐용 패드(280)를 회전시켜 도 12처럼 해당 써모커플 측온점(121~125)이 차폐되게 하면 된다. 물론, 사용할 때는 도 11처럼 회전식 측온점 차폐용 패드(280)를 회전시키면 된다.It is preferable that a plurality of temperature points 121 to 125 on the thermocouple side are provided on the wafer body 210, but not all of them should be used. Accordingly, when not in use, the rotary side temperature-shielding pads 280 may be rotated to shield the corresponding thermocouple side temperature points 121 to 125 as shown in FIG. Of course, when using, the rotary side point shielding pad 280 may be rotated as shown in FIG.

본 실시예가 적용되더라도 써모커플 라인(131~135)이 웨이퍼 바디(110)에 임베디드되는 형태라서 써모커플 라인(131~135)의 물리적 스트레스와 간섭 현상이 발생되지 않을 뿐만 아니라 대류 온도에 영향을 받지 않으며, 특히 단선이 해결될 수 있어서 라이프 타임을 종래보다 월등히 향상시킬 수 있다.The thermocouple lines 131 to 135 are embedded in the wafer body 110 so that the physical stress and interference of the thermocouple lines 131 to 135 are not generated and the temperature of the thermocouple lines 131 to 135 is not affected by the convection temperature In particular, since the disconnection can be solved, the lifetime can be significantly improved as compared with the prior art.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. It is therefore intended that such modifications or alterations be within the scope of the claims appended hereto.

100 : 임베디드 써모커플 웨이퍼 101 : 서셉터 히터
110 : 웨이퍼 바디 111 : 단차 매립부
121 : 제1 써모커플 측온점 122 : 제2 써모커플 측온점
123 : 제3 써모커플 측온점 124 : 제4 써모커플 측온점
125 : 제5 써모커플 측온점 131 : 제1 써모커플 라인
132 : 제2 써모커플 라인 133 : 제3 써모커플 라인
134 : 제4 써모커플 라인 135 : 제5 써모커플 라인
141 : 제1 공용라인 142 : 제2 공용라인
143 : 제3 공용라인 150 : 피드스루
160 : 실리콘 튜브 161 : 리드 와이어
170 : 메일 커넥터100: Embedded thermocouple wafer 101: susceptor heater
110: wafer body 111: stepped buried portion
121: first thermocouple side warming point 122: second thermocouple side warming point
123: Third thermocouple side warming point 124: Fourth thermocouple side warming point
125: fifth thermocouple side on point 131: first thermocouple line
132: second thermocouple line 133: third thermocouple line
134: fourth thermocouple line 135: fifth thermocouple line
141: first common line 142: second common line
143: third common line 150: feedthrough
160: Silicone tube 161: Lead wire
170: Mail Connector

Claims (4)

웨이퍼 바디;
상기 웨이퍼 바디에 임베디드(embedded)되는 다수의 써모커플 측온점(thermocouple junction); 및
상기 써모커플 측온점들에 각각 연결되되 상기 써모커플 측온점들과 함께 상기 웨이퍼 바디에 임베디드(embedded)되는 다수의 써모커플 라인(thermocouple line)을 포함하고,
상기 다수의 써모커플 측온점은,
상기 웨이퍼 바디의 센터에 배치되는 제1 써모커플 측온점; 및
상기 웨이퍼 바디의 원주에서 반경 방향 내측으로 형성되는 가상원의 원주 상에서 90도 간격으로 배치되는 다수의 제2 내지 제5 써모커플 측온점을 포함하며,
상기 다수의 써모커플 라인은,
상기 제1 내지 제5 써모커플 측온점을 각각 연결하는 제1 내지 제5 써모커플 라인을 포함하며,
상기 다수의 써모커플 라인은,
상기 제2 써모커플 라인과 상기 제3 써모커플 라인이 합쳐져 공용으로 형성되는 제1 공용라인;
상기 제1 써모커플 라인, 상기 제4 써모커플 라인 및 상기 제5 써모커플 라인이 합쳐져 공용으로 형성되는 제2 공용라인; 및
상기 제1 공용라인과 상기 제2 공용라인이 합쳐져 공용으로 형성되는 제3 공용라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 임베디드 써모커플 웨이퍼.
Wafer body;
A plurality of thermocouple junctions embedded in the wafer body; And
And a plurality of thermocouple lines each connected to the thermocouple side temperature points and embedded in the wafer body together with the thermocouple side temperature points,
Wherein the plurality of thermocouple-side on points include:
A first thermocouple side temperature point located at a center of the wafer body; And
And a plurality of second to fifth thermocouple side temperature points arranged at intervals of 90 degrees on the circumference of an imaginary circle formed radially inward from the circumference of the wafer body,
The plurality of thermocouple lines may include:
And first to fifth thermocouple lines connecting the first to fifth thermocouple side on points, respectively,
The plurality of thermocouple lines may include:
A first common line in which the second thermocouple line and the third thermocouple line are joined and formed in common;
A second common line in which the first thermocouple line, the fourth thermocouple line and the fifth thermocouple line are combined and formed in common; And
Further comprising a third common line formed by a combination of the first common line and the second common line. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
삭제delete 삭제delete 서셉터 히터(susceptor heater) 상에 배치되며, 단차진 단차 매립부를 구비하는 웨이퍼 바디;
상기 웨이퍼 바디의 단차 매립부에 임베디드(embedded)되고 세라믹 본딩(ceramic bonding)되는 다수의 써모커플 측온점(thermocouple junction); 및
상기 써모커플 측온점들에 각각 연결되되 상기 써모커플 측온점들과 함께 상기 웨이퍼 바디의 단차 매립부에 임베디드(embedded)되고 세라믹 본딩(ceramic bonding)되는 다수의 써모커플 라인(thermocouple line);
상기 웨이퍼 바디의 외측에 배치되되 상기 다수의 써모커플 라인과 연결되는 피드스루(feedthrough);
상기 피드스루와 연결되되 실리콘 튜브(silicon tube) 내에 마련되는 리드 와이어(lead wire);
상기 리드 와이어의 단부에 결합되는 37개의 핀(pin) 타입으로 된 메일 커넥터(male connector)를 포함하며,
상기 다수의 써모커플 측온점은,
상기 웨이퍼 바디의 센터에 배치되는 제1 써모커플 측온점; 및
상기 웨이퍼 바디의 원주에서 반경 방향 내측으로 형성되는 가상원의 원주 상에서 90도 간격으로 배치되는 다수의 제2 내지 제5 써모커플 측온점을 포함하며,
상기 다수의 써모커플 라인은,
상기 제1 내지 제5 써모커플 측온점을 각각 연결하는 제1 내지 제5 써모커플 라인;
상기 제2 써모커플 라인과 상기 제3 써모커플 라인이 합쳐져 공용으로 형성되는 제1 공용라인;
상기 제1 써모커플 라인, 상기 제4 써모커플 라인 및 상기 제5 써모커플 라인이 합쳐져 공용으로 형성되는 제2 공용라인; 및
상기 제1 공용라인과 상기 제2 공용라인이 합쳐져 공용으로 형성되는 제3 공용라인을 포함하며,
상기 제1 공용라인보다 상기 제2 공용라인의 두께가 두껍게 형성되고, 상기 제2 공용라인보다 상기 제3 공용라인의 두께가 두껍게 형성되며,
상기 웨이퍼 바디의 표면은 평평한 평면을 이루며,
상기 제3 공용라인과 상기 피드스루가 연결되는 것을 특징으로 하는 임베디드 써모커플 웨이퍼.A wafer body disposed on a susceptor heater, the wafer body having a stepped recessed portion;
A plurality of thermocouple junctions embedded in the stepped buried portion of the wafer body and ceramic bonded thereto; And
A plurality of thermocouple lines connected respectively to the thermocouple side temperature points and embedded in the stepped portion of the wafer body together with the thermocouple side temperature points and ceramic bonded thereto;
A feedthrough disposed outside the wafer body and connected to the plurality of thermocouple lines;
A lead wire connected to the feedthrough and provided in a silicon tube;
And a male connector of 37 pin type coupled to an end of the lead wire,
Wherein the plurality of thermocouple-side on points include:
A first thermocouple side temperature point located at a center of the wafer body; And
And a plurality of second to fifth thermocouple side temperature points arranged at intervals of 90 degrees on a circumference of an imaginary circle formed radially inward from the circumference of the wafer body,
The plurality of thermocouple lines may include:
First to fifth thermocouples connecting the first to fifth thermocouple side on points;
A first common line in which the second thermocouple line and the third thermocouple line are joined and formed in common;
A second common line in which the first thermocouple line, the fourth thermocouple line and the fifth thermocouple line are combined and formed in common; And
And a third common line formed by combining the first common line and the second common line,
The thickness of the second common line is larger than that of the first common line, the thickness of the third common line is thicker than the second common line,
The surface of the wafer body has a flat plane,
And said third common line and said feedthrough are connected.
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