KR20060076793A

KR20060076793A - 교체가 용이한 웨이퍼 피데스탈 히터용 열전대

Info

Publication number: KR20060076793A
Application number: KR1020040115140A
Authority: KR
Inventors: 김덕진
Original assignee: 동부일렉트로닉스 주식회사
Priority date: 2004-12-29
Filing date: 2004-12-29
Publication date: 2006-07-05

Abstract

본 발명은 반도체 제조용 열전대에 관한 것으로, 히터샤프트와, 그 상단에 설치되고 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 피데스탈과, 그 하부에 위치되고 열을 발생시키는 히터플레이트를 구비한 웨이퍼 피데스탈 히터에 있어서; 상기 히터샤프트의 내부에 그 길이방향으로 배설되고 하단 내주면에는 나사산이 형성된 안내관과; 상기 안내관에 삽설되고 하단 일부 외주면에는 상기 나사산과 대응결합되는 나사산이 형성되며 내부에는 그 길이방향으로 관통하여 상단이 노출되게 배선되는 열전대소선을 갖는 보호관을 포함하여 구성된다.

본 발명에 따르면 온도 측정용 열전대의 교체가 용이하고 자유로워 유지, 보수가 용이하고, 히팅온도를 정확하게 측정할 수 있어 웨이퍼의 처리품위가 향상되며, 열전대 단선시에도 히터 전체를 교체하지 않고 열전대만을 단품으로 교체할 수 있으므로 보수비용이 현저히 절감되는 장점을 제공한다.

웨이퍼 피데스탈 히터, 열전대, 열전대소선, 안내관, 보호관

Description

교체가 용이한 웨이퍼 피데스탈 히터용 열전대{EASY EXCHANGEABLE THERMOCOUPLE FOR WAFER PEDESTAL HEATER}

도 1은 종래 기술에 따른 웨이퍼 피데스탈 히터용 열전대의 설치상태도를 보인 개략적인 조립도 및 분해 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼 피데스탈 히터용 열전대의 설치상태도를 보인 개략적인 조립도 및 분해 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 열전대의 요부 조립 단면도.

♧ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♧

1....웨이퍼 피데스탈 2....히터플레이트

3....쿨링플레이트 4....벨로우즈

5,5'....열전대 10....히터샤프트

12....안내관 14,24....나사산

20....보호관 22....열전대소선

본 발명은 반도체 제조용 열전대에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구조가 간 단하고 교체가 용이하여 수리 및 자재 구매비용을 절감시킬 수 있도록 개선된 교체가 용이한 웨이퍼 피데스탈 히터용 열전대에 관한 것이다.

일반적으로, 열전대(Thermocouple)는 온도에 따라 열기전력을 발생하는 2개의 금속도선이 접점을 이루며 결합되고, 이들 금속도선을 보호하는 보호관을 구비하여 열전효과, 즉 제어백효과를 이용하여 필요개소의 온도를 검출하는 소자이다.

한편, 반도체 제조공정에서는 웨이퍼의 표면에 집적회로를 형성하기 위해 CVD(Chermical Vapor Deposition)나 PVD(Plasma Vapor Deposition)라는 성막처리, 에칭처리 등이 프로세스 챔버 내에서 실행된다.

각 처리에 있어서 웨이퍼 전체에 걸쳐 균질하게 처리되도록 웨이퍼를 평탄하게 유지하는 동시에 각 처리에 필요한 온도로 웨이퍼를 가열하는 히터(Heater)가 요구된다.

상기 히터로는 다양한 종류가 있으나 최근에는 히터 표면이 손상을 입거나 또는 히터 표면에 원하지 않은 박막이 두껍게 형성되는 것을 방지하여 그 처리품위를 높일 수 있도록 한 웨이퍼 피데스탈 히터(Wafer Pedestal Heater)가 주로 사용되고 있는데, 그 내부에는 온도 측정을 위한 열전대가 삽설된 구조를 가진다.

이러한 웨이퍼 피데스탈 히터는 도 1의 예시와 같이, 히터샤프트(10)의 상단에는 웨이퍼를 안착시키는 웨이퍼 피데스탈(1)이 구비되고, 그 하측에는 그와 접하는 히터플레이트(2)가 구비되며, 전원공급을 위한 파워라인(8)이 연결되고, 냉각을 위한 쿨링플레이트(3) 및 히터샤프트(10)의 유동을 위한 벨로우즈(4) 등이 구비되며, 온도 측정을 위한 K형 열전대(5)가 삽입되는 형태로 이루어진다.

이때, 상기 열전대(5)는 상기 히터샤프트(10)의 하단으로부터 상단의 웨이퍼 피데스탈(1)을 향해 그 중앙부를 관통하여 배설되며, 열전대(5)의 상단에는 프로브(Probe)(6)의 레드(Red), 옐로우(Yellow) 커넥터가 티씨엠프보드(TC Amp Board)에 연결되어 히터플레이트(2)의 표면 온도를 측정하게 된다.

그러나, 이와 같은 구조의 종래 열전대(5) 및 프로브(6)는 히터샤프트(10)와 일체로 구성된 것이었기 때문에 내부에서 단선이 일어나 측정 불능상태에 빠지게 되면 이를 교체, 수리하기가 매우 어려웠다.

따라서, 전문 수리업체에 위탁하거나 그래도 불가능할 경우에는 열전대(5)만을 교체할 수 없으므로 피데스탈 히터 자체를 새로 구입하여 완전히 교체해야 하므로 급격한 비용상승을 초래하게 되었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출한 것으로, 웨이퍼 피데스탈 히터에서 히터 표면의 온도를 측정하기 위해 사용되는 열전대의 구조를 개선하여 조립, 분해가 쉽도록 함으로써 단선시 수리가 용이하고 수리시간도 단축시키면서 수리 불가시에도 열전대 단품만을 교체하면 되므로 히터 전체를 구매할 필요가 없어 구매비용을 절감시킬 수 있도록 한 교체가 용이한 웨이퍼 피데스탈 히터용 열전대을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 상기한 기술적 과제를 달성하기 위해, 히터샤프트와, 그 상단에 설치되고 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 피데스탈과, 그 하부에 위치되고 열을 발생시 키는 히터플레이트를 구비한 웨이퍼 피데스탈 히터에 있어서; 상기 히터샤프트의 내부에 그 길이방향으로 배설되고 하단 내주면에는 나사산이 형성된 안내관과; 상기 안내관에 삽설되고 하단 일부 외주면에는 상기 나사산과 대응결합되는 나사산이 형성되며 내부에는 그 길이방향으로 관통하여 상단이 노출되게 배선되는 열전대소선을 갖는 보호관을 포함하여 구성되는 교체가 용이한 웨이퍼 피데스탈 히터용 열전대를 제공함에 그 특징이 있다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼 피데스탈 히터용 열전대의 설치상태도를 보인 개략적인 조립도 및 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 열전대의 요부 조립 단면도이다.

도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 히터샤프트(10)의 상단에는 기존과 같이 웨이퍼 피데스탈(1)이 설치되고, 상기 웨이퍼 피데스탈(1)의 하단면에는 히터플레이트(2)가 장착된다.

그리고, 상기 히터플레이트(2)에는 파워라인(8)이 연결되어 전원을 공급할 수 있도록 구성된다.

이때, 상기 파워라인(8)은 원통형상의 히터샤프트(10) 내부를 관통하여 배선된다.

또한, 상기 히터샤프트(10)에는 쿨링라인(도면번호 미병기)이 관통하여 배관되는데 상기 쿨링라인은 상기 히터플레이트(2)의 직하방에 이를 적시에 냉각시키도 록 부설된 쿨링플레이트(3)와 연결된다.

나아가, 상기 히터샤프트(10)의 외주면 적소에는 히터를 용이하게 설치할 수 있도록 하기 위한 벨로우즈(4)가 기존과 같은 형태로 마련된다.

한편, 상기 히터샤프트(10)의 내부에는 상술한 요소들과 간섭되지 않는 안내관(12)이 설치되는데 상기 안내관(12)의 하단 내주면에는 나사산(14)이 형성된다.

이때, 상기 안내관(12)은 상기 히터샤프트(10)를 길이방향으로 관통하여 설치되며, 그 상하단은 모두 개방된 상태를 유지하도록 구비된다.

아울러, 상기 안내관(12)에는 열전대(5')가 끼워져 조립되는데 이 열전대(5')는 중실체(中實體)의 보호관(20)과, 상기 보호관(20)을 길이방향으로 관통하여 열전대소선(22)이 배선된 구조로 이루어진다.

이때, 상기 보호관(20)의 내부는 열전대소선(22)의 보호를 위해 절연재와 같은 수단으로 가득 채워지는 구조를 가짐이 특히 바람직하다.

그리고, 상기 보호관(20)의 하단 적소 외주면에는 상기 나사산(14)과 대응 체결되는 나사산(24)이 형성된다.

또한, 상기 나사산(24)의 후단부는 나사산이 형성되지 않고 일정길이 연장되어 파지부(도면번호 미병기)를 이룬다.

뿐만 아니라, 상기 열전대소선(22)은 상기 보호관(20)의 상단으로부터 일부 노출되게 배선되는데 그 노출된 부위는 히터플레이트(2)의 하단면 적소에 접지된다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명의 작동관계는 다음과 같다.

히터샤프트(10)의 설치 사용은 기존 웨이퍼 피데스탈 히터의 사용과 동일하다.

히터 사용중 열전대소선(22)이 단선되게 되면 히터플레이트(2)의 히팅 온도를 측정할 수 없게 되므로 이를 감지한 작업자는 공정수행을 중지한 상태에서 히터샤프트(10)의 하단으로 돌출되어 노출된 열전대(5')의 하단인 파지부를 잡고 일정한 힘을 가해 이를 회전시킨다.

이에 따라, 상기 열전대(5')의 보호관(20)이 체결되어 있던 나사결합을 해제하면서 풀려나게 되고, 나사결합이 완전히 해제되면 열전대(5') 자체를 통째로 히터샤프트(10)로부터 분리시킬 수 있게 된다.

이렇게 하여, 열전대(5')가 분리되면 단품으로 준비중인 새로운 열전대를 히터샤프트(10)의 안내관(12)에 삽입시킨 후 나사체결시킴으로써 단선 문제를 간단히 해결할 수 있게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 온도 측정용 열전대의 교체가 용이하고 자유로워 유지, 보수가 용이하고, 히팅온도를 정확하게 측정할 수 있어 웨이퍼의 처리품위가 향상되며, 열전대 단선시에도 히터 전체를 교체하지 않고 열전대만을 단품으로 교체할 수 있으므로 보수비용이 현저히 절감되는 장점을 제공한다.

Claims

히터샤프트와, 그 상단에 설치되고 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 피데스탈과, 그 하부에 위치되고 열을 발생시키는 히터플레이트를 구비한 웨이퍼 피데스탈 히터에 있어서;

상기 히터샤프트의 내부에 그 길이방향으로 배설되고 하단 내주면에는 나사산이 형성된 안내관과;

상기 안내관에 삽설되고 하단 일부 외주면에는 상기 나사산과 대응결합되는 나사산이 형성되며 내부에는 그 길이방향으로 관통하여 상단이 노출되게 배선되는 열전대소선을 갖는 보호관을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 교체가 용이한 웨이퍼 피데스탈 히터용 열전대.
청구항 1에 있어서,

상기 보호관은 내부가 절연재로 채워진 중실체인 것을 특징으로 하는 교체가 용이한 웨이퍼 피데스탈 히터용 열전대.