KR20030046217A

KR20030046217A - 반도체 제조용 가열장치

Info

Publication number: KR20030046217A
Application number: KR1020010076678A
Authority: KR
Inventors: 주병권; 이덕중
Original assignee: 한국과학기술연구원
Priority date: 2001-12-05
Filing date: 2001-12-05
Publication date: 2003-06-12

Abstract

본 발명은 반도체 제조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실리콘 기판 또는 유리 기판과 같은 반도체 소자 제작용 기판을 가열하는 반도체 제조용 램프가열장치에 관한 것으로서, 베이스판과, 상기 베이스판의 일측에 고정되어 전원이 인가되며, 서로 일정한 간격을 가지며 배치된 다수개의 램프소켓과, 서로 인접하는 상기 램프소켓에 각각 형성된 한 쌍의 커넥터구멍에 삽입 고정되는 한 쌍의 전원인가커넥터를 가지는 다수개의 램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 램프가열장치를 제공함으로써, 다수개의 램프에 전원을 인가하기 위하여 전선을 따로 설치하지 않고 한꺼번에 전원을 인가 또는 제어할 수 있다.

Description

반도체 제조용 가열장치{HEATING DEVICE FOR HEATING WAFER}

본 발명은 반도체 제조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실리콘 기판 또는 유리 기판과 같은 반도체 소자 제작용 기판을 가열하는 반도체 제조용 램프가열장치에 관한 것이다.

실리콘 기판 또는 유리 기판과 같은 반도체 소자 제작용 기판을 가열하는 공정은 절연용 박막 또는 전극용 금속 박막의 증착과 불술물 주입후 열처리 등 반도체 소자를 제작하는 데 있어서 기본적으로 사용되는 공정이다.

한편, 반도체 소자 제작용 기판을 가열하는 방식에 있어서는 유도가열 방식과 직접가열 방식으로 크게 나눌 수 있으며, 직접가열 방식은 열원에 따라 램프 가열, 그라파이트(Graphite) 가열, 저항선 가열 등으르 나뉘어지며 이중 램프가열 방식이 반도체 소자 제작 공정에 있어 가장 일반적으로 사용되고 있다.

램프가열 방식은 반도체 기판 아래에 다수개의 램프를 위치시켜 가열하는 방식으로 다른 가열 방식에 비하여 가열시간 및 냉각시간이 짧아 반도체 소자 제작에 필요한 시간을 단축할 수 있으며, 낮은 온도에서 높은 온도까지 반도체 소자 제작 공정에 적용되는 다양한 온도를 정확히 유지할 수 있는 장점을 가지고 있어, 반도체 소자 제작용 장비의 가열 방식으로 널리 사용되고 있다.

일반적으로 램프가열장치를 이용하여 균일한 온도로 가열하기 위해서는 기판의 크기에 따라 다수 개의 램프를 조합하여 가열장치를 제작한다. 그리고 램프의고정 및 전원인가를 위하여 1개의 램프만이 고정될 수 있는 세라믹으로 제작된 램프 소켓이 일반적으로 사용되며, 다수 개의 램프를 조합하기 위해서는 램프 소켓을 고정할 수 있는 별도의 장치가 필요하게 된다.

도 1은 종래의 반도체 제조용 램프가열장치를 개략적으로 보여주는 개략도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 반도체용 램프가열장치는 램프(1)와, 램프(1)에 전원을 인가하기 위한 한 쌍의 전원인가커넥터(2)와, 상기 전원인가커넥터(2)가 삽입 고정되는 커넥터구멍(8)이 형성된 램프소켓(3)과, 상기 전원인가커넥터(2)를 상기 커넥터구멍(8)에 탄성적으로 고정시키는 탄성부재(4)를 포함하여 구성된다.

상기 전원인가커넥터(2)와 접촉된 탄성부재(4)는 전원 인가을 위하여 외부전선 연결구멍(6)을 통하여 외부전선(7)과 연결된다. 그리고, 상기 램프소켓(3)의 상부에는 절연을 위한 램프소켓덮개(5)가 설치되어 있다.

상기 종래의 반도체 제조용 램프가열장치를 자세히 살펴보면, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 램프(1)의 전원인가커넥터(2)는 커넥터구멍(8)에 삽입되게 되며, 상기 커넥터구멍(8)에 설치된 탄성부재(4)는 상기 전원인가커넥터(2)를 탄성적으로 상기 커넥터구멍(8)에 고정시키게 된다. 램프(1)가 결합된 상기 램프소켓(3)은 다른 고정부재(미도시)에 고정·부착되어 하나의 램프가열장치를 이루게 된다. 그리고, 상기 전원인가커넥터(2)에 접촉된 탄성부재(4)는 전도성을 가지며, 상기 외부전선 연결구멍(6)을 통하여 삽입된 외부전선(7)에 연결된다. 이로써 상기 램프(1)는 외부 전원에 의하여 전원을 인가받게 된다.

상기 종래의 램프가열장치의 작동은 외부전선(7)에 전원을 인가하게 되면, 외부전선 연결구멍(6)을 통하여 전원인가커넥터(2)에 접촉된 전도성이 있는 탄성부재(4)에 전원이 인가되게 되고, 다시 탄성부재(4)는 전원인가커넥터(2)에 전원을 공급하여 최종적으로 상기 전원인가커넥터(2)를 통하여 램프(1)에 전원이 공급됨으로써, 상기 램프(1)는 열을 발생시키기 시작하는 과정으로 이루어지게 된다.

한편, 상기와 같은 구성에 의하여 램프는 램프소켓으로부터 간단하게 고정시킬 수 있어, 코일이 끊어지는 등 고장으로 인하여 램프를 교체하는 경우, 램프소켓으로부터 램프를 쉽게 분리·교체할 수 있게 된다.

그런데, 상기 램프가열장치의 램프소켓은 1개의 램프만을 고정할 수 있기 때문에 다수의 램프를 이용하는 반도체 제조용 램프가열장치에서는 램프의 개수와 같은 수의 램프소켓이 요구되며, 상기 램프소켓을 고정시킬 수 있는 별도의 장치가 필요하게 되는 문제점이 있다. 아울러, 여러개의 램프를 설치하여야 하는 경우 각각의 램프에 외부전선을 서로 연결하여야 하는데, 외부전선과의 연결에 따라 배선이 복잡하게 되는 문제점이 있다.

또한, 램프가 가열을 시작하면서, 램프에서 발생하는 열의 일부는 전원인가커넥터를 가열시키고, 다시 가열된 전원인가커넥터를 통하여 탄성부재에 열이 전달되어 탄성부재를 가열시키게 된다.

그리하여 가열된 탄성부재는 탄성력이 감소되고, 결과적으로 램프의 지지력이 감소되어 외부전선에 의하여 인가된 전원이 램프에 전달되지 않게 되는 문제점이 있다. 또한, 램프를 자주 교체하게 되는 경우 상기 탄성부재의 탄성력이 점차 감소됨으로써, 상기 탄성부재가 설치된 램프소켓을 교체하게 되는 문제점이 있다. 더구나, 상기 탄성력이 감소된 탄성부재를 교체할 때, 다수개의 램프가 설치된 경우에는 상기 램프소켓에 연결된 외부전선들을 끊어주어야 하는 번거로움이 발생된다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 다수개의 램프소켓을 설치하고 서로 다른 램프소켓의 커텍터구멍에 전원인가커넥터를 고정시킴으로써, 다수개의 램프를 간단하게 설치할 수 있는 반도체 제조용 램프가열장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 전원인가커넥터를 나사를 이용하여 고정시킴으로써, 램프를 안정적으로 고정시킬 수 있는 반도체 제조용 램프가열장치를 제공하는 데 있다.

도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 반도체 제조용 램프가열장치를 개략적으로 보여주는 개략도이다.

도 3은 도 2의 II-II' 단면을 보여주는 단면도이다.

도 4는 본 발명의 제 1실시예에 따른 반도체 제조용 램프가열장치의 전원인가커넥터를 다른 방법에 의해 고정되는 모습을 보여주는 단면도이다.

도 5는 본 발명의 제 1실시예에 따른 반도체 제조용 램프가열장치의 변형된 모습을 개략적으로 나타내는 개략도이다.

도 6은 본 발명의 제 2실시예에 따른 반도체 제조용 램프가열장치를 개략적으로 보여주는 개략도이다.

도 7은 본 발명의 제 3실시예에 따른 반도체 제조용 램프가열장치를 개략적으로 보여주는 개략도이다.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

11 : 램프12 : 전원인가커넥터

13 : 커넥터구멍14 : 고정용나사

16, 36, 46 : 램프소켓16a : 전극부

16b : 지지부재18 : 베이스판

20 : 외부전원21 : 외부전선

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 베이스판과; 상기 베이스판의 일측에 고정되어 전원이 인가되며, 서로 일정한 간격을 가지며 배치된 다수개의 램프소켓와; 서로 인접하는 상기 램프소켓에 각각 형성된 한 쌍의 커넥터구멍에 삽입 고정되는 한 쌍의 전원인가커넥터를 가지는 다수개의 램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 램프가열장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 베이스판과; 상기 베이스판의 일측에 고정되어 전원이 인가되며, 서로 일정한 간격을 가지며 동심원 형태로 배치된 한 쌍의 램프소켓와; 상기 램프소켓 각각에 형성된 한 쌍의 커넥터구멍에 삽입 고정되는 한 쌍의 전원인가커넥터를 가지는 다수개의 램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 램프가열장치를 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 관하여 설명하면 다음과 같다.

도 2은 본 발명의 제 1실시예에 따른 반도체 제조용 램프가열장치를 개략적으로 보여주는 개략도이고, 도 3은 도 2의 II-II' 단면을 보여주는 단면도이다.

도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1실시예에 따른 반도체 제조용 램프가열장치는 베이스판(18)과; 상기 베이스판(18)의 일측에 고정되어 전원이 인가되며, 서로 일정한 간격을 가지며 동심원 형태로 배치된 한 쌍의 램프소켓(16)과; 상기 램프소켓(16) 각각에 형성된 한 쌍의 커넥터구멍(13)에 삽입 고정되는 한 쌍의 전원인가커넥터(12)를 가지는 다수개의 램프(11)를 포함하여 구성된다.

상기 동심원의 형태로 배치된 한 쌍의 램프소켓(16)은 나사 등의 체결 수단(17)에 의하여 상기 베이스판(18)의 상측에 고정된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 램프소켓(16)은 외부전원(20)에 연결되어 램프에 전원을 공급하는 전극을 이루는 전극부(16a)와, 상기 전극부(16a)를 지지하고 베이스판(18)에 고정되는 절연체로 된 지지부재(16b)로 구성된다. 그리고, 상기 전극부(16a)는 나사 등의 체결수단(15)에 의하여 지지부재(16b)에 고정 결합된다.

상기 전극부(16a)는 외부전선(21)에 의하여 외부전원(20)과 제어장치(미도시) 등에 연결되며, 상기 외부전원(20)과 제어장치에 의하여 다수개의 램프(11)에전원인가를 위한 전선을 따로 설치하지 않고 한꺼번에 전원을 인가 또는 제어할 수 있게 된다.

상기 램프(11)는 내부를 진공상태로 유지시켜주는 램프관(11a)과, 전원인가를 위한 전극단자 역할을 하는 전원인가커넥터(12)와, 상기 램프관(11a) 내부에 설치되고 상기 전원인가커넥터(12)에 연결되어 인가되는 전원에 의하여 열을 발생시키는 코일(11b)을 포함하여 구성된다.

한편, 상기 램프소켓(16)의 상부에는 상기 전원인가커넥터(12)가 삽입되어 고정될 수 있도록 커넥터구멍(13)이 형성되어 있다. 그리고, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 커넥터구멍(13)과 수직으로 상기 램프소켓(16)에 형성된 나사삽입공(14a)이 형성되어 있으며, 상기 나사삽입공(14a)은 고정용 나사(14)가 삽입가능하도록 암나사부가 형성되어 있다. 즉, 상기 나사삽입공(14a)에 삽입된 고정용 나사(14)는 커넥터구멍(13)에 삽입된 전원인가커넥터(12)를 상기 램프소켓(16)에 고정시킴으로써 램프(11)를 램프소켓(16)에 안정적으로 고정되게 된다.

여기서 램프소켓(16)에 형성된 커넥터구멍(13)은 다른 하나의 램프소켓(16)에 형성된 커넥터구멍(13)과 대응되어 쌍을 이루며, 상기 쌍을 이루는 커넥터구멍(13)에 각 램프(11)의 전원인가커넥터(12)가 각각 삽입되게 된다.

상기와 같은 구성을 가지는 반도체 제조용 램프가열장치는 먼저 외부전원(20) 및 제어장치에 의하여 외부전선(21)에 연결된 상기 램프소켓(16)의 전극부(16a)에 전원이 인가된다. 전극부(16a)에 인가된 전원은 다시 전원인가커넥터(12)를 통하여 램프(11)의 코일(11b)에 전달되며, 상기 코일(11b)은 인가된 전원에 의하여 열이 발생됨으로써 가열이 시작된다.

도 4는 본 발명의 제 1실시예에 따른 반도체 제조용 가열장치의 전원인가커넥터를 다른 방법에 의해 고정되는 모습을 보여주는 확대도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 전원인가커넥터(12)는 램프소켓(16)에 종래의 반도체 제조용 램프가열장치와 같이, 상기 커넥터구멍(13)에 탄성부재(14')를 삽입하여 고정시킬 수도 있다. 즉, 상기 전원인가커넥터(12)는 커넥터구멍(13)에 삽입되게 되며, 탄성수단(14')에 의하여 전원인가커넥터(12)는 커넥터구멍(13)에 고정됨으로써, 상기 램프(11)는 램프소켓(16)에 안정적으로 고정되게 된다.

도 5는 본 발명의 제 1실시예에 따른 반도체 제조용 가열장치의 변형된 모습을 개략적으로 나타내는 개략도이다.

한편, 본 발명에 따른 제 1실시예에 따른 반도체 제조용 램프가열장치는 한 쌍의 램프소켓으로 구성되어 있으나, 제조공정 조건에 따라서 더 많은 램프를 필요로 하는 경우, 도 5에 도시된 바와 같이, 램프(11)의 수를 늘리기 위하여 상기 램프소켓(16)의 외측에 원형링 형태를 가지는 다수개의 램프소켓(16')을 일정한 간격을 유지하며 추가적으로 설치하면 된다.

여기서, 램프소켓(16, 16')의 내측과 외측에 커넥터구멍(13)을 형성하고 인접하는 램프소켓(16, 16')의 커넥터구멍(13)이 쌍을 이루게 되며, 상기 쌍을 이루는 커넥터 구멍(13)에 램프(11)의 전원인가커넥터(12)를 삽입 고정시켜 램프(11)를 램프소켓(16)의 커넥터구멍(13)에 각각 고정시키게 된다. 상기와 같은 구성에 의하여 반도체 제조 공정에서 요구되는 조건에 맞추어 충분히 큰 면적을 가열시킬 수 있는 반도체 제조용 램프가열장치를 간단하게 구성할 수 있게 된다.

그런데, 본 발명의 제 1실시예에 따른 반도체 제조용 램프가열장치의 램프소켓(16)은 한 쌍의 원형링 형태를 이루고 있으나, 다른 다양한 형태들로 배치가 가능하다.

도 6은 본 발명의 제 2실시예에 따른 반도체 제조용 램프가열장치를 개략적으로 보여주는 개략도이고, 도 7은 본 발명의 제 3실시예에 따른 반도체 제조용 가열장치를 개략적으로 보여주는 개략도이다.

즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2실시예에 따른 반도체 제조용 램프가열장치의 램프소켓(36)은 일정한 간격을 가지며 평행하게 배치된 형태를 이룰 수도 있으며, 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 3실시예에 따른 반도체 제조용 램프가열장치의 램프소켓(46)은 일정한 간격을 가지며 다중의 사각링 형태를 이룰 수도 있다.

본 발명은 다수개의 램프를 설치할 수 있는 램프소켓을 이용함으로써, 다수개의 램프에 전원을 인가하기 위하여 전선을 따로 설치하지 않고 한꺼번에 전원을 인가 또는 제어할 수 있다.

또한, 본 발명은 나사를 이용해 램프를 고정함으로써 램프의 계속된 가열에 의해 열이 발생하더라도 램프를 안정적으로 고정지지할 수 있다.

Claims

베이스판과;

상기 베이스판의 일측에 고정되어 전원이 인가되며, 서로 일정한 간격을 가지며 배치된 다수개의 램프소켓과;

서로 인접하는 상기 램프소켓에 각각 형성된 한 쌍의 커넥터구멍에 삽입 고정되는 한 쌍의 전원인가커넥터를 가지는 다수개의 램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 램프가열장치.
제 1항에 있어서,

상기 전원인가커넥터는 상기 커넥터구멍에 탄성부재를 설치하여 탄성적으로 고정되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 램프가열장치.
제 1항에 있어서,

상기 전원인가수단은 고정용 나사와 상기 커넥터구멍과 수직을 이루며 상기 램프소켓에 상기 고정용나사가 삽입가능하도록 암나사부가 형성된 나사삽입공을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 램프가열장치.
제 1항에 있어서,

상기 램프소켓은 동심원을 이루는 다수개의 원형링 형태로 이루어지는 것을특징으로 하는 반도체 제조용 램프가열장치.
제 1항에 있어서,

상기 램프소켓은 평행하게 배치된 직사각형 형태를 이루는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 램프가열장치.
제 1항에 있어서,

상기 램프소켓은 다중 사각링 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 램프가열장치.
제 1항에 있어서,

상기 램프소켓은 커넥터구멍이 형성된 상부지지부재와 상기 베이스판과 상기 상부지지부재 사이에 삽입되고 절열성을 가지는 하부지지부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 램프가열장치.
제 1항에 있어서,

상기 상부지지부재는 상기 램프에 전원을 인가하기 위한 전극부를 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 램프가열장치.
베이스판과;

상기 베이스판의 일측에 고정되어 전원이 인가되며, 서로 일정한 간격을 가지며 동심원 형태로 배치된 한 쌍의 램프소켓과;

상기 램프소켓 각각에 형성된 한 쌍의 커넥터구멍에 삽입 고정되는 한 쌍의 전원인가커넥터를 가지는 다수개의 램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 램프가열장치.
제 9항에 있어서,

상기 한 쌍의 램프소켓과 같은 동심원을 이루며 그 외부에 배치되고, 다수개의 램프를 고정시키기 위하여 내부의 램프소켓에 형성된 커넥터구멍과 쌍을 이루는 커넥터구멍이 형성된 램프소켓을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 램프가열장치.