KR20010028590A

KR20010028590A - A heating apparatus used in a wafer processing chamber

Info

Publication number: KR20010028590A
Application number: KR1019990040910A
Authority: KR
Inventors: 박호규
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1999-09-22
Filing date: 1999-09-22
Publication date: 2001-04-06

Abstract

PURPOSE: A heating apparatus used in a wafer processing chamber is to prevent undesired reaction of a wafer in a chamber due to temperature difference according to position difference in the chamber, thereby preventing processing defect. CONSTITUTION: A heat radiating plate(20) is disposed in a top lid of a wafer-processing chamber. The heat radiating plate is formed of a heat-resistant and fire-resistant material. The heat radiating plate is comprised of two pieces, each of which is disposed at an entire surface of the top lid. A gas-supplying pipe is disposed between the two pieces of the heat radiating plate. That is, the two pieces are removably coupled each other interposing the gas supplying pipe therebetween. A connecting portion(25) is formed at each piece so that a heating wire(23) is connected to an external-heating source when the two pieces are coupled. The heat radiating plate is formed with a screw hole(27) to be fixed to the top lid.

Description

Heating apparatus used in a wafer processing chamber

본 발명은 웨이퍼 가공용 챔버에 사용되는 가열장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 웨이퍼를 공정 챔버에 넣고 가공하는 중간에 폴리머 생성과 같은 부반응과 불량 발생을 막기 위해 사용되는 가열장치에 관한 것이다.The present invention relates to a heating apparatus used in a chamber for processing a wafer, and more particularly, to a heating apparatus used to prevent side reactions and defects such as polymer generation in the process of placing a wafer in a processing chamber.

반도체장치는 웨이퍼라 불리는 반도체 기판에 여러 종류의 막질을 형성하고 가공하여 이루어지는 전자, 전기 소자를 배선으로 연결하여 완성되는 복잡하고 극도로 정밀한 장치이다. 따라서 이들 반도체장치를 제조하기 위해서는 엄밀하게 통제될 수 있는 장비가 필요하게 된다. 이들 장비에서는 웨이퍼 가공중의 온도와 압력을 통제하게 되는데 반도체장치 제조과정에서의 상당부분은 압력과 온도에 크게 의존하는 화학반응을 이용하므로 온도의 정확한 통제는 공정상 중요한 문제가 된다.BACKGROUND OF THE INVENTION A semiconductor device is a complex and extremely precise device that is completed by connecting electronic and electrical elements formed by wiring and forming various kinds of film quality on a semiconductor substrate called a wafer. Therefore, in order to manufacture these semiconductor devices, equipment that can be strictly controlled is required. These devices control the temperature and pressure during wafer processing. A significant part of the semiconductor device manufacturing process uses chemical reactions that depend heavily on pressure and temperature, so precise control of temperature is an important process issue.

예를 들면, 건식 식각 장치의 식각 챔버에서는 공정의 진행중에 에천트 물질이 포토레지스트와 반응하여 폴리머라고 통칭되는 부반응 물질들이 생성된다. 폴리머는 웨이퍼 표면에서 생성 당시에는 기체이나 챔버의 주변부에 온도가 상대적으로 낮은 곳으로 이동하면서 고체분말 형태로 석출되는 경우가 많다. 이들 고화된 고체분말들은 공정 파티클이 되어 다음 웨이퍼의 가공중에 공정의 불량을 유발시킬 가능성이 크다. 따라서 일반적으로 웨이퍼 가공중에 발생하는 폴리머는 적극적으로 진공펌프를 통해 배출을 하고 있으며, 챔버 내에서는 저온으로 폴리머가 고체로 석출되지 않도록 별도의 가열장치를 두어 내부 온도를 올리고 있다.For example, in an etching chamber of a dry etching apparatus, an etchant material reacts with a photoresist during the process to produce side reaction materials, commonly referred to as polymers. At the time of formation, the polymer is often precipitated in the form of a solid powder, moving to a relatively low temperature at the periphery of the gas or chamber. These solidified solid powders are likely to become process particles and cause process defects during the processing of the next wafer. Therefore, generally, polymers generated during wafer processing are actively discharged through a vacuum pump, and a separate heating device is provided to raise the internal temperature so that the polymer does not precipitate as a solid at low temperature in the chamber.

도1은 종래의 건식 식각 챔버의 덮개인 탑 리드(top lid)부분 내부의 형태를 나타내는 평면도이다. 사각형의 모서리가 모따기 형태로 이루어져 있고, 양 변쪽에 손잡이(11)가 있으며, 한 변에서 중앙부로 가스공급관(13)이 연결되어 있다. 그리고 4개의 각 방향으로는 히팅 블럭(15)이 있고, 한 변쪽으로는 온도를 감지하기 위한 센서(17)가 있다.1 is a plan view showing the inside of a top lid portion, which is a lid of a conventional dry etching chamber. The corner of the square is made of a chamfered shape, there is a handle 11 on both sides, the gas supply pipe 13 is connected from one side to the center. In each of the four directions, there is a heating block 15, and on one side there is a sensor 17 for sensing temperature.

그러나, 이러한 형태의 히팅 블럭을 가열장치로 가지고 있는 경우에 히팅 블럭이 몇 곳에만 설치되어 그 주변은 과도하게 온도가 올라가며 히팅 블럭에서 멀리 떨어진 곳에서는 온도가 낮아 폴리머의 고체화가 진행되는 현상이 발생한다. 이런 경우 온도센서는 조절의 지표가 될 수 없으며, 고체화된 폴리머는 누적되어 파티클의 불량이 생길 위험이 높아지고, 이를 방지하기 위해 짧은 주기로 설비의 보수, 관리작업을 실시해야 하는 어려움이 있었다.However, in the case of having this type of heating block as a heating device, the heating block is installed in only a few places, the temperature rises excessively in the surroundings, and the temperature is low in the far away from the heating block, so that the solidification of the polymer occurs. . In this case, the temperature sensor cannot be an indicator of control, and the solidified polymer accumulates, increasing the risk of particle defects, and in order to prevent this, there is a difficulty in performing maintenance and management of the facility at short intervals.

본 발명에서는 웨이퍼 가공에 있어서 챔버내의 온도가 위치에 따라서 차이가 나고 이런 이유로 웨이퍼내 원하지 않는 반응이 이루어져 공정 불량을 야기하거나 설비의 가동 효율을 떨어뜨리는 문제를 방지할 수 있도록 새로운 챔버내 온도 조절용 가열장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In the present invention, the temperature in the chamber in the wafer processing varies depending on the position, and for this reason, an unwanted reaction in the wafer is generated, which can cause a process failure or a problem of deteriorating the operation efficiency of the facility. It is an object to provide a device.

도1은 종래의 건식 식각 챔버의 덮개인 탑 리드(top lid)부분 내부의 형태를 나타내는 평면도이다.1 is a plan view showing the inside of a top lid portion, which is a lid of a conventional dry etching chamber.

도2는 본 발명의 일 실시예를 나타내는 평면도이다.2 is a plan view showing an embodiment of the present invention.

도3은 도2의 방열판을 이루는 큰 편과 작은 편을 벨크로를 이용하여 부착한 상태를 나타내는 평면도이다.FIG. 3 is a plan view showing a state in which a large piece and a small piece of the heat sink of FIG. 2 are attached using a velcro.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of symbols for main parts of drawing

11: 손잡이 13: 가스 공급관11: handle 13: gas supply pipe

15: 히팅 블럭 17: 센서15: heating block 17: sensor

20: 방열판 21,22: 편(片)20: heat sink 21, 22: piece

23: 전열선 25: 접속부23: heating wire 25: connection portion

27: 나사 홀(hole) 29: 벨크로27: screw hole 29: Velcro

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 웨이퍼 가공용 챔버에 사용되는 가열장치는 웨이퍼 가공용 챔버의 탑 리드 내측에 전체적으로 고르게 전열체를 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The heating apparatus used in the wafer processing chamber of the present invention for achieving the above object is characterized in that the heating element is evenly provided as a whole inside the top lid of the chamber for wafer processing.

본 발명에서 전열체는 열선의 형태로 전류가 흐르면 주울(Joule) 열의 발생으로 주변에 온도를 높이는 작용을 하는 형태가 될 것이며, 탑 리드 내면에 직접 형성될 수도 있으나 별도의 방열판을 만들고 방열판에 열선 등의 전열체를 지그재그 형태로 전체 면적에 빠짐없이 형성하면 된다. 방열판도 일체로 형성되는 외에 2 개 이상으로 형성되어 다른 챔버내의 설치물과 서로 설치나 관리에 방해가 되지 않도록 할 수도 있다.In the present invention, the heating element will be in the form of acting to increase the temperature by the generation of Joule heat when the current flows in the form of a heating wire, may be formed directly on the inner surface of the top lead, but a separate heat sink and heat wire on the heat sink What is necessary is just to form a heat-transfer body, such as a zigzag form in the whole area. In addition to being formed integrally with the heat sink may be formed in two or more so as not to interfere with the installation or management with the installations in the other chamber.

이하 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 통해 본 발명을 좀 더 살펴보기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도2는 본 발명의 일 실시예를 나타내는 평면도이다. 본 실시예는 웨이퍼 가공용 공정 챔버의 탑 리드 내에 설치되는 방열판으로 형성되어 있다. 방열판은 내열성, 내화성 재질이 적합하며 보온성이 있는 것이 열효율을 높일 수 있으므로 더욱 바람직하며, 불소수지나 내화성 스트로폼 등으로 형성될 수 있다. 방열판(20)은 2개의 편(21,22)으로 이루어져 있고, 각 편에는 전열선(23)이 탑 리드의 손잡이 부분을 제외하고 탑 리드 면의 구석구석에 이르도록 절곡을 통하여 설치되어 있다. 방열판을 두개로 형성한 것은 변쪽에서 중앙으로 연결 설치되는 가스 공급관을 관리하기 위한 것이다. 가스 공급관 설치부를 커버하는 작은 편(22)은 다른 대부분을 커버하는 큰 편(21)에 벨크로를 이용하여 쉽게 부착, 이탈 되도록 형성된다. 그리고 큰 편(21)과 작은 편(22)이 부착되었을 때에는 전열선(23)이 서로 이어지도록, 그리고 외부 전원과 전열선이 서로 이어지도록 접속부(25)가 형성되어 있다. 방열판(20)의 중간 중간에는 이 방열판을 챔버의 탑 리드에 부착할 수 있도록 부착용 나사 홀(27)이 형성되어 있다. 방열판의 큰 편과 작은 편의 전열선은 전기적으로 별도로 전원에 접속될 수도 있다.2 is a plan view showing an embodiment of the present invention. This embodiment is formed of a heat sink installed in the top lead of the process chamber for wafer processing. The heat dissipation plate is more preferably heat-resistant and fire-resistant material, it is more preferable because the heat retention can increase the thermal efficiency, it may be formed of a fluorine resin or a fire-resistant straw foam and the like. The heat dissipation plate 20 is composed of two pieces 21 and 22, and each piece is provided with a heating wire 23 bent to reach every corner of the top lead surface except for the handle portion of the top lead. Two heat sinks are formed to manage gas supply pipes connected from the side to the center. The small piece 22 covering the gas supply pipe installation portion is formed to be easily attached to or detached from the large piece 21 covering the other portion by using a Velcro. And when the large piece 21 and the small piece 22 are attached, the connection part 25 is formed so that the heating wire 23 may mutually connect and an external power supply and a heating wire may mutually connect. An attachment screw hole 27 is formed in the middle of the heat sink 20 so as to attach the heat sink to the top lead of the chamber. Larger and smaller heating elements of the heat sink may be electrically connected to a separate power source.

도3은 도2의 방열판(20)을 이루는 큰 편(21)과 작은 편(22)을 벨크로(29)를 이용하여 부착한 상태를 나타내는 평면도이다. 전열선은 편의상 생략되어 있으며, 작은 편(22)은 설치와 관리의 편의를 위하여 대향하는 탑 리드의 가스 공급관과 나란한 방향으로 형성된 한 변이 마음대로 접혀 열릴 수 있도록 큰 편(21)과 섬유로 연결되어 있고, 다른 한 변은 벨크로(29)를 설치하여 큰 편(21)과의 접착과 분리가 자유롭게 되어있다. 필요에 따라 가스 공급관을 탑 리드부에서 분리할 경우 방열판 큰 편에 있는 부착용 나사를 전부 분리시킬 필요가 없이 벨크로 부분을 분리시켜 작은 편 부분을 열고 가스 공급관을 분리시키면 된다.FIG. 3 is a plan view showing a state where the large pieces 21 and the small pieces 22 forming the heat sink 20 of FIG. 2 are attached using the Velcro 29. FIG. The heating wire is omitted for convenience, and the small piece 22 is connected to the large piece 21 and the fiber so that one side formed in parallel with the gas supply pipe of the opposing top lid can be folded and opened at will for convenience of installation and management. On the other side, the Velcro 29 is installed to freely adhere and detach the large piece 21. If necessary, if the gas supply pipe is to be separated from the top lead, it is not necessary to remove all the mounting screws on the large side of the heat sink.

본 발명에 따르면, 웨이퍼 가공용 챔버의 전체를 탑 리드부 전면에 걸쳐서 균등한 분포로 형성된 전열체를 통해 고르게 가열할 수 있으므로 한 부분은 과열되고 다른 부분들은 온도가 낮아 공정에서 원하지 않는 작용이 이루어지는 것을 예방할 수 있다. 그리고 전 부분의 온도 분포가 고르게 되므로 온도 센서의 지침에 따라 적절히 온도를 조절할 수 있게 된다.According to the present invention, the entire wafer processing chamber can be heated evenly through the heat transfer body formed in an even distribution over the entire top lid portion, so that one part is overheated and the other part has a low temperature, thereby causing an undesirable action in the process. It can be prevented. And since the temperature distribution of all parts is even, the temperature can be properly adjusted according to the instructions of the temperature sensor.

Claims

A heating apparatus for use in a wafer processing chamber, characterized in that the heat transfer body is disposed evenly inside the top lid of the chamber for wafer processing.

The method of claim 1,

The heating element is installed in the form of bending a plurality of heating wire to the heat-resistant heat sink, the heat sink is used in the wafer processing chamber, characterized in that installed in the top lid.

The method of claim 2,

The heat sink is formed by combining two or more portions detachably, the heating apparatus formed in the chamber is used in the wafer processing chamber, characterized in that the connection is made to be connected to each other.