KR20050053735A - 반사 열판을 구비하는 열판 조립체 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 열판 조립체는 기부 판과, 리드와, 상기 기부 판과 리드 사이에 배치되는 하우징을 포함한다. 상기 하우징과 리드와 기부 판은 공정실을 형성한다. 공정실 내에서 기부 판에 인접하게 절연체가 배치된다. 절연체의 바닥면과 기부 판의 상부면 사이에는 적어도 부분적으로는 에어 갭이 형성된다. 공정실 내에서 절연체에 인접하게 열판이 배치된다. 열판과 절연체 사이에는 적어도 제1의 반사 부재가 배치된다.

Description

반사 열판을 구비하는 열판 조립체{HOT PLATE ASSEMBLY HAVING REFLECTIVE HOT PLATE}
본 발명은 웨이퍼 공정 설비의 분야에 관한 것으로, 보다 상세하게는 베이크 모듈(bake module)에 관한 것이다.
수많은 집적 회로의 제조 단계에서, 일반적으로 제조 시에 사용되는 공정 속도는 온도에 따라 달라지므로, 웨이퍼 표면을 가로지르는 온도의 균일성은 중요한 요소이다. 특수한 공정에 있어서, 온도의 불균일성은 회로 소자의 임계적 치수 크기를 설계 목표에 비해서 커지게 함으로써 그 임계적 치수 크기에 악영향을 미칠 수 있다. 따라서, 집적 회로의 임계적 치수를 보다 작게 하려는 추세가 이어지고 있음에 따라, 웨이퍼 온도 관리 시스템에 있어서의 온도 균일성 요건은 점점 더 엄격해질 것이다.
일례로, 이전의 표준과 비교할 때에, 수 백 밀리미터 직경의 웨이퍼를 가로지르는 온도 균일성이 0.1℃라야 하는 현재의 온도 균일성 요건은 온도 균일성에 있어서의 50% 증가를 나타내는 것이다. 웨이퍼 가열 유닛은, 통상적으로는 약 90 ℃에서 수 백℃에 이르는 넓은 범위의 공정 작동 온도에 걸쳐서 위와 같은 온도 균일성 양상의 이점을 웨이퍼마다 일관되게 얻을 수 있어야 한다.
따라서, 관련 기술의 제한으로 인해, 넓은 온도 범위에 걸쳐서 효과적이고, 신속하고, 제어 가능하며, 균일한 온도 관리의 방법이 요구되고 있다. 또한, 정상 상태와 과도 상태 동안에 소망하는 고성능을 제공하며 제조 장치 내에서 쉽게 사용하기에 아주 적합한 장치가 요구되고 있다. 또한, 프로세스 모듈로부터 제거하지 않고 회전시켜서 리드의 내부면으로의 접근을 허용하는 회전 가능한 리드를 구비하는 공정 모듈 조립체도 요구되고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 열판(hot plate)의 표면에 긴밀하게 근접하여 위치한 웨이퍼를 가로질러서 온도 균일성을 형성하는 반도체 제조 설비의 공정 모듈에서 사용하는 열판을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 웨이퍼의 상부면을 가로질러서 온도 균일성을 갖는 반도체 제조 설비의 공정 모듈에서 사용하는 열판을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 주위 환경으로의 열적인 오염을 최소화하는 베이크 모듈용의 열판 조립체를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 리드, 기부 판, 열판, 절연체, 및 반사면을 포함하는 베이크 모듈용의 열판 조립체를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 열판에 부속된 기부 판으로의 열적 오염을 최소화하는 열판을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 베이크 모듈의 보수를 위한 운전 중지 시간을 최소화하는 열판 조립체를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 열판으로부터 소실되는 방사 열을 수용하기 위한 반사면을 포함하는 열판 조립체를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 열판으로부터 소실되는 대류 열을 제어하기 위한 에어 갭(air gap)을 포함하는 열판 조립체를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 리드, 기부 판, 열판, 절연체, 반사면, 및 에어 갭을 포함하는 베이크 모듈용의 열판 조립체를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 절연체와 열판 사이와 그리고 열판과 리드 사이에 에어 갭을 구비하는 열판 조립체를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 이들 목적들과 기타 다른 목적들은 기부 판, 리드, 및 기부 판과 리드 사이에 위치된 하우징을 포함하는 열판 조립체에서 달성된다. 하우징, 리드, 기부 판은 공정실을 형성한다. 절연체는 공정실의 기부 판에 인접하게 위치된다. 에어 갭은 절연체의 바닥면과 기부판의 상부면 사이에서 적어도 부분적으로 형성된다. 열판은 공정실 내의 절연체에 인접하게 배치된다. 적어도 제1 반사 부재가 열판과 절연체 사이에 배치된다.
또 다른 실시예에서, 본 발명의 공정 모듈 조립체는 기부 판, 리드, 및 기부 판과 리드 사이에 위치된 하우징을 포함한다. 하우징, 리드, 기부 판은 공정실을 형성한다. 리드 밀봉 부재는 하우징과 리드 사이에 위치된다. 하나의 리드 지지체에는 기부 판으로부터 리드로 연장하는 종축이 마련된다. 리드는 하나의 리드 지지체로부터 리드를 제거하지 않고도 리드의 내부면으로의 접근이 가능하도록 하기 위하여 종축을 중심으로 해서 충분히 회전 가능하다.
이하에서는 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.
본 발명의 일 실시예는 반도체 제조 설비에서 사용하기 위한 공정 모듈 조립체이다. 적절한 공정 모듈을 포함하기는 하지만 베이크 모듈에 제한되지는 않는다. 도 1에 도시된 바와 같이, 조립체(10)는 리드(12), 기부 판(14), 및 하우징(16)을 포함한다. 리드(12), 기부 판(14), 및 하우징(16)은 공정실을 형성한다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 리드(12)는 수평 안내부(18)와 리드 피봇 지점(13)에 있는 수직 축(20)에 의해 수평면에 지지된다. 축(20)은 2개의 부싱(24)을 구비하는 베어링 블록(22) 내에 지지된다. 수평 안내부(18)와 부싱(24) 모두는 리드(12)용의 지지체를 제공한다. 수평 안내부(18)는 기부 판(14)에 위치된 장착 블록(26)에 견고하게 부착된다.
리드(12)의 개폐 이동은 베어링 블록(22)과 기부 판(14) 사이에 부착된 공압 실린더(28)나 혹은 기타 다른 적절한 기계적 구조체에 의해 달성된다. 정상 작동 상태에서, 리드(12)는 베어링 블록(22)에 위치된 후퇴 가능한 스프링 플런저(30)를 포함하되 이를 제한적이지 않은 것으로 포함하는 적절한 장치에 의해 강제 회전된다. 상승 위치에서, 실린더(28)는 완전히 연장된 위치에 있게 된다. 리드(12)는 수평 안내부(18) 및 부싱(24)의 반작용력에 의해서 수평면에서 지지된다. 리드(12)는 상승(up) 또는 개방 위치에서 세정되거나 보수를 받을 수 있다. 리드(12)를 회전시키기 위해 스프링 플런저(30)가 후퇴한다. 스프링 플런저(30)가 후퇴하면 리드(12)는, 공정실로 유체 매체를 공급하는 샤워 헤드 또는 기타 조립체를 포함하는 내부의 리드면(32)을 세정할 수 있도록 접근을 허용하는 위치로 회전할 수 있게 된다.
부싱(24)은 리드(12)가 수직 피봇 축을 중심으로 하여 회전할 수 있게 한다. 수평 안내부(18)와의 실질적으로 일정한 접촉은 리드(12)를 수평면에 유지되게 한다. 스프링 플런저(30)의 후퇴와 리드(12)의 회전은 조립체(10)를 제거하거나 분해하지 않고도 달성된다. 가요성 공정 가스 튜브(34)는 대향 단부에서 고정(연결) 상태를 유지하면서 리드(12)와 이동할 수 있게 되어 있다. 하강(down) 또는 폐쇄 위치에서, O링(36)과 같은 공정실 진공 밀봉부는 공정실의 진공 기밀 경계부 및 밀봉 면을 제공한다. 리드 지지 축과 부싱 사이의 제한된 틈새는 리드의 밀봉면이 하우징(16)의 상부와 평행하게 놓일 수 있도록 한다. 또한, 이러한 구성은 공압 실린더의 행정 길이의 변화와 진공 밀봉부의 압축으로 인하여 리드 지지 축과 베어링 블록 사이에서의 수직 축의 상대 이동이 작은 양이 되게 한다.
도 4 내지 도 6을 참고하면, 공정 모듈 조립체(10)는 절연체(38), 하나 이상의 반사 부재(40), 열판(42), 및 하우징(16)을 포함하는 베이크 모듈이다. 반사 부재(40)는 판상의 기하학적 형상을 갖는다. 하우징(16)은 열판(42)과 절연체(38)의 직경들보다 큰 직경을 가지며, 그 높이는 절연체(38)와 열판(42)의 높이와 거의 같다. 리드(12)는 샤워 헤드(44)를 포함한다. 기부 판(14)은 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 배기 포트와, 리드(12)를 이동시키기 위한 조립체를 포함한다. 절연체(38)는 제1 에어 갭(46)을 형성시키는 방식으로 기부 판(14)에 위치된다. 제1 에어 갭(46)은 기부 판(14)과 조립체(10)의 나머지 부재들 사이에 전도 저항 층을 형성한다. 제1 에어 갭(46)의 직경은 절연체(38)의 직경보다 작다.
절연체(38)는 홈(48)을 구비하는 상부면을 갖는다. 홈(48)은 하나 이상의 반사 부재(40)를 수용하도록 그 크기가 결정된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 3개의 반사 부재(40)가 포함되어 있다. 본 발명은 하나의 반사 부재(40)를 포함하거나 임의의 개수의 반사 부재(40)를 포함할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 에어 갭(50)은 절연체(38)의 상부면과 가장 하부의 반사 부재(40) 사이에 형성된다. 에어 갭(50)은 전도 저항 층을 형성한다. 에어 갭은 또한 인접하는 반사 부재(40)들 사이에도 형성되어서 전도 저항 층을 다시 또 형성시킨다.
반사 부재(40)의 상부면은 높은 열 반사도와 낮은 열 흡수도 특성을 갖는다. 반사 부재(40)의 직경은 열판(42)의 직경보다 약간 작다.
에어 갭(52)은 하우징(16)과 절연체(38)와 열판(42) 사이에 형성된다. 열판(42)을 둘러싸는 고온 가스는 에어 갭(52)으로부터 이동시켜서 절연체(38)에 형성된 배기 포트(54)를 통해서 이동시킴으로써 제거된다.
요홈(56, 58)이 하우징(16)의 상부면과 바닥면에 형성된다. 요홈(56, 58) 내에는 O링(60, 36)이 수용된다. O링(36)은 하우징(16)과 기부 판(14) 사이에 밀봉부를 형성하고, 반면에 O링(60)은 하우징(16)과 리드(12) 사이에 밀봉부를 형성한다.
공정 가스는 가스 도관(66)을 통하여 조립체(10) 안으로 도입된다. 샤워 헤드(44)는 가스 도관(66)으로부터 가스를 받아서 그 가스를 열판(42)에 인접하게 위치된 웨이퍼의 상부면으로 주입한다.
본 발명에 따르면, 열판(hot plate)의 표면에 긴밀하게 근접하여 위치한 웨이퍼를 가로질러서 온도 균일성을 유지할 수 있고, 넓은 온도 범위에 걸쳐서 효과적이고, 신속하고, 제어 가능하며, 균일한 온도 관리를 가능하게 한다.
당업자들은 본 발명이 상기 실시예에 제한되지 않는다는 점을 명확히 알 수 있다. 본 발명의 기술 사상의 범주를 벗어나지 않으면서 다른 구성과 실시예를 개발할 수 있는데, 이는 본 발명의 청구범위의 범주 내에 속한다.
도 1은 하나의 피봇 지점을 중심으로 하여 회전 가능한 리드를 구비하는 본 발명의 공정 모듈의 일 실시예를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 공정 모듈의 횡단면도이다.
도 3은 리드의 내부를 세정하기 위하여 공정실 리드의 피봇 지점을 중심으로 하여 회전된 리드를 구비하는 도 1의 공정 모듈을 도시한 상부 사시도이다.
도 4는 도 1의 공정 모듈의 일 실시예에 대한 분해도이다.
도 5는 도 4의 공정 모듈의 일부를 도시하는 횡단면도이다.
도 6은 도 4의 공정 모듈의 전체 횡단면도이다.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
10: 조립체 12: 리드
14: 기부판 16: 하우징
18: 안내부 24: 부싱
38: 절연체 40: 반사 부재
42: 열판 44: 샤워 헤드

Claims (19)

  1. 기부 판과, 리드와, 상기 기부 판과 리드 사이에 위치되며 상기 리드와 상기 기부 판과함께 공정실을 형성하는 하우징과, 절연체의 바닥면과 기부 판의 상부면 사이에 적어도 부분적으로 형성된 에어 갭을 구비하는 공정실 내에서 기부 판에 인접하게 배치된 절연체와, 공정실 내에서 절연체에 인접하게 배치된 열판과, 열판과 절연체 사이에 배치된 하나 이상의 제1 반사 부재를 포함하는 열판 조립체.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 리드에 결합되는 제1 유체 공급 부재를 더 포함하고, 상기 제1 유체 공급 부재는 리드가 하우징에 밀봉되었을 때에 공정실 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 열판 조립체.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 제1 유체 공급 부재가 샤워 헤드인 것을 특징으로 하는 열판 조립체.
  4. 제 2항에 있어서, 리드의 외부로부터 연장되며 상기 제1 유체 공급 부재에 결합된 가요성의 제2 유체 공급 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열판 조립체.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 가요성의 제2 유체 공급 부재가 유연한 재료로 제조된 것을 특징으로 하는 열판 조립체.
  6. 제 1항에 있어서, 절연체의 적어도 일부는 공정실 내에 제1의 에어 갭을 형성하기 위하여 기부 판으로부터 이격된 것을 특징으로 하는 열판 조립체.
  7. 제 1항에 있어서, 절연체의 적어도 일부는 기부 판과 열판 사이에 전도 저항 층을 형성시키기 위하여 기부 판으로부터 충분히 이격된 것을 특징으로 하는 열판 조립체.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 제1 에어 갭의 직경은 절연체의 직경보다 작은 것을 특징으로 하는 열판 조립체.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 절연체는 홈을 포함하는 상부면을 구비하는 것을 특징으로 하는 열판 조립체.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 제1 반사 부재는 적어도 부분적으로는 상기 홈 안에 위치된 것을 특징으로 하는 열판 조립체.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 제1 반사 부재의 적어도 일부분은 상기 절연체와 상기 제1 반사 부재 사이에 에어 갭을 형성시키기 위하여 절연체로부터 충분히 이격된 것을 특징으로 하는 열판 조립체.
  12. 제 1항에 있어서, 상기 제1 반사 부재의 적어도 일부분이 상기 제1 반사 부재와 절연체 사이에 전도 저항 층을 형성시키기 위하여 절연체로부터 충분히 이격된 것을 특징으로 하는 열판 조립체.
  13. 제 1항에 있어서, 제1 반사 부재에 인접하게 배치된 제2 반사 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열판 조립체.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 제1 반사 부재와 제2 반사 부재의 적어도 일부분은 상기 제1 반사 부재와 제2 반사 부재 사이에 에어 갭이 형성될 수 있도록 서로 충분히 이격된 것을 특징으로 하는 열판 조립체.
  15. 제 13항에 있어서, 상기 제1 반사 부재와 제2 반사 부재 각각은 리드와 대면하는 상부면과 기부 판과 대면하는 바닥면을 구비하는 것을 특징으로 하는 열판 조립체.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 제1 반사 부재와 제2 반사 부재의 각각의 상부면은 높은 열 반사도를 갖는 것을 특징으로 하는 열판 조립체.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 제1 반사 부재와 제2 반사 부재의 각각의 바닥면은 낮은 열 흡수 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 열판 조립체.
  18. 제 13항에 있어서, 상기 제1 반사 부재와 제2 반사 부재 각각은 열판의 직경보다 작은 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 열판 조립체.
  19. 제 1항에 있어서, 하우징과 리드 사이에 밀봉부를 형성하는 O링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열판 조립체.
KR1020057005866A 1999-06-16 2000-06-16 반사 열판을 구비하는 열판 조립체 KR100564889B1 (ko)

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