KR20080041114A - 기판 가열 장치 - Google Patents

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KR20080041114A
KR20080041114A KR1020070111258A KR20070111258A KR20080041114A KR 20080041114 A KR20080041114 A KR 20080041114A KR 1020070111258 A KR1020070111258 A KR 1020070111258A KR 20070111258 A KR20070111258 A KR 20070111258A KR 20080041114 A KR20080041114 A KR 20080041114A
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ceramic plate
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나오토 하야시
히로시 요네쿠라
고키 다마가와
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신꼬오덴기 고교 가부시키가이샤
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Abstract

기판 가열 장치는 기판이 탑재되는 세라믹 판과, 세라믹 판에 내장된 제 1 저항 발열체를 포함하고, 제 1 저항 발열체는 인접한 제 1 저항 발열체와 상호 이간되도록 세라믹 판의 기판 탑재 면과 실질적으로 평행하게 동일 평면 상에 배치되고, 제 1 저항 발열체는 각각 독립적으로 온도 제어되도록 구성되고, 제 1 저항 발열체 사이에 위치하는 부분의 세라믹 판을 가열하는 세라믹 판에 내장된 제 2 저항 발열체를 또한 포함한다.
Figure P1020070111258
정전판, 저항 발열체

Description

기판 가열 장치{SUBSTRATE HEATING DEVICE}
본 발명은 기판 가열 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 기판을 가열하는 저항 발열체를 세라믹 판에 내장한 기판 가열 장치에 관한 것이다.
유리 기판, 반도체 기판 등의 상에 막을 형성하는 성막 장치 또는 기판 상에 형성된 막을 패터닝하는 에칭 장치 등의 장치에는, 기판을 탑재하고 탑재된 기판을 소정의 온도로 가열하는 기판 가열 장치가 설치된다(도 1 참조).
도 1은 종래의 기판 가열 장치의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 기판 가열 장치(200)는 베이스 플레이트(201), 세라믹 판(202), 정전판(203), 복수의 저항 발열체(205~207), 및 전력 공급용 전극(211~216)을 포함한다. 기판 가열 장치(200)는 정전척(electrostatic chuck)에 의해서 세라믹 판(202) 상에 기판(220)을 고정한 후, 복수의 저항 발열체(205~207)에 의해서 세라믹 판(202)을 통해 기판(220)을 소정의 온도로 가열하는 장치이다.
베이스 플레이트(201)는 세라믹 판(202)을 고정하기 위한 플랫폼이다. 베이스 플레이트(201)에는, 냉각수가 순환하기 위한 관로(218)가 형성되어 있다. 관로(218)를 통해서 흐르는 냉각수는 세라믹 판(202)을 냉각하여서, 기판(220)이 탑 재되는 기판 탑재 면(202A)의 온도를 조정한다.
세라믹 판(202)은 베이스 플레이트(201) 상에 설치된다. 세라믹 판(202)은 기판(220)이 탑재되는 기판 탑재 면(202A)을 가진다.
정전 판(203)은 박막 형상으로 형성된 전극이다. 정전 판(203)은 기판 탑재 면(202A)의 근방에 위치하는 부분의 세라믹 판(202)에 내장된다. 정전 판(203)에 전압이 인가되는 경우에, 기판(220)을 세라믹 판(202) 상에 정전척(고정)할 수 있다.
도 2는 도 1에 나타낸 기판 가열 장치에 설치된 저항 발열체의 평면도이다. 도 2에서, 도 1에 나타낸 기판 가열 장치(200)와 동일 구성 부분에는 동일 참조 부호를 부가한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 복수의 저항 발열체(205~207)는 정전판(203)과 세라믹 판(202)의 하면(202B) 사이에 위치하는 부분의 세라믹 판(202)에, 세라믹 판(202)의 기판 탑재 면(202A)과 실질적으로 평행하게 내장된다.
저항 발열체(205)는 상방에서 볼 때, 원형으로 형성되고, 세라믹 판(202)의 중앙 영역에 배치된다. 저항 발열체(205)는 저항 발열체(205)의 하방에 위치하는 부분의 세라믹 판(202)에 배치된 전력 공급용 전극(213, 214)에 접속된다. 전력 공급용 전극(213, 214)은 전원(221)에 전기적으로 접속된다. 전력 공급용 전극(213, 214)은 저항 발열체(205)에 전력을 공급하여서, 저항 발열체(205)를 발열시키는 전극이다.
저항 발열체(206)는 링(ring) 형상으로 형성된다. 저항 발열체(206)는 저항 발열체(205)로부터 이간되어 저항 발열체(205)의 외측에 배치된다. 저항 발열체(206)는 저항 발열체(206)의 하방에 위치하는 부분의 세라믹 판(202)에 배치된 전력 공급용 전극(212, 215)에 접속된다. 전력 공급용 전극(212, 215)은 전원(222)에 전기적으로 접속된다. 전력 공급용 전극(212, 215)은 저항 발열체(206)에 전력을 공급하여서, 저항 발열체(206)를 발열시키는 전극이다.
저항 발열체(207)는 링 형상으로 형성된다. 저항 발열체(207)는 저항 발열체(206)로부터 이간되어 저항 발열체(206)의 외측에 배치된다. 저항 발열체(207)는 저항 발열체(207)의 하방에 위치하는 부분의 세라믹 판(202)에 배치된 전력 공급용 전극(211, 216)에 접속된다. 전력 공급용 전극(211, 216)은 전원(223)에 전기적으로 접속된다. 전력 공급용 전극(211, 216)은 저항 발열체(207)에 전력을 공급하여서 저항 발열체(207)를 발열시키는 전극이다.
이 방식으로, 복수의 저항 발열체(205~207)가 각각 다른 전원(221~223)에 전기적으로 접속되기 때문에, 각각의 복수의 저항 발열체(205~207)의 온도를 독립적으로 제어할 수 있다. 따라서, 예를 들면 플라즈마 분위기에서 막을 기판(220) 상에 성막하는 경우에, 플라즈마 밀도가 높은 영역에 대응하는 부분의 기판(220)의 온도를 플라즈마 밀도가 낮은 영역에 대응하는 부분의 기판(220)의 온도와 다르게 하면서 성막할 수 있다. 결과적으로, 기판(220) 상에 형성되는 막의 막질(膜質)의 불균일을 저감할 수 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
도 1 및 도 2에서는, 저항 발열체(205~207)를 간략화하여서 도시하였다. 그러나, 실제 저항 발열체(205~207)는 후술하는 도 5에 나타낸 배선 패턴이다.
[특허 문헌 1] 일본국 특허 공개 공보 제 2005-26120호
그러나, 종래의 기판 가열 장치(200)에서는, 이 저항 발열체(205~207)가 상호 이간되어 설치되는 상태에서, 복수의 저항 발열체(205~207)를 세라믹 판(202)의 기판 탑재 면(202A)과 실질적으로 평행하게 배치한다. 따라서, 저항 발열체(205)와 저항 발열체(206) 사이에 위치하는 세라믹 판 부분 (S)과, 저항 발열체(206)와 저항 발열체(207) 사이에 위치하는 세라믹 판 부분 (T)을 충분하게 가열시키는 것이 곤란하다. 결과적으로, 기판(220)을 소정의 온도로 가열할 수 없는 문제가 발생한다.
본 발명의 예시적인 실시예는 기판을 소정의 온도로 가열할 수 있는 기판 가열 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 한 측면에 따르면, 기판이 탑재되는 제 1 주면을 가지는 세라믹 판과 세라믹 판에 내장된 복수의 제 1 저항 발열체를 포함하고, 복수의 제 1 저항 발열체는 인접한 제 1 저항 발열체가 상호 이간되도록 세라믹 판의 제 1 주면과 실질적으로 평행하게 동일 평면 상에 배치되고, 복수의 제 1 저항 발열체는 각각 독립적으로 온도가 제어되도록 구성되고, 복수의 제 1 저항 발열체의 사이에 위치하는 부분의 세라믹 판을 가열하도록 세라믹 판에 내장된 적어도 하나의 제 2 저항 발열체를 또한 포함하는 기판 가열 장치가 제공된다.
본 발명에 따르면, 제 2 저항 발열체는 세라믹 판의 소정의 부분에 내장된 다. 따라서, 복수의 제 1 저항 발열체 사이에 위치하는 부분의 세라믹 판을 가열할 수 있다. 결과적으로, 기판을 소정의 온도로 가열할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 기판이 탑재되는 세라믹 판과 세라믹 판에 내장되어 세라믹 판을 가열하는 저항 발열체를 포함하고, 이 저항 발열체는 세라믹 판의 제 1 주면과 접촉하는 기판의 표면과 실질적으로 동일한 면적을 가지며 세라믹 판의 제 1 주면과 실질적으로 평행하게 배치된 제 1 저항 발열체와, 세라믹 판의 제 1 주면과 제 1 저항 발열체 사이 및/또는 제 1 주면과 반대측 상의 세라믹 판의 면과 제 1 저항 발열체 사이의 소정의 위치에 배치된 제 2 저항 발열체를 포함하는 기판 가열 장치가 제공된다.
본 발명에 따르면, 기판이 탑재되는 세라믹 판의 제 1 주면과 실질적으로 동일한 면적을 가지고, 세라믹 판의 제 1 주면과 실질적으로 평행하게 배치되는 제 1 저항 발열체와, 세라믹 판의 제 1 주면과 제 1 저항 발열체 사이 및/또는 제 1 주면과 반대측 상의 세라믹 판의 면과 제 1 저항 발열체 사이의 소정의 위치에 배치된 제 2 저항 발열체를 세라믹 판에 내장한다. 따라서, 제 1 저항 발열체에 의해서 기판 전체를 실질적으로 균일한 온도로 가열하는 동시에, 제 2 저항 발열체에 의해서 온도가 상승되어야 하는 세라믹 판 부분을 가열한다. 결과적으로, 기판을 소정의 온도로 가열할 수 있다.
본 발명에 따르면, 기판은 소정의 온도로 가열될 수 있다.
다른 특징과 이점은 다음의 상세한 설명과 첨부된 도면 및 특허청구범위에서 분명해 진다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기판 가열 장치의 단면도이다.
도 3을 참조하면, 제 1 실시예의 기판 가열 장치(10)는 베이스 플레이트(11), 세라믹 판(12), 정전 전극(13), 제 1 저항 발열체(14~16), 전극(21~26, 33~36), 제 2 저항 발열체(28, 29), 및 전원(41~45)을 포함한다.
베이스 플레이트(11)는 세라믹 판(12)을 고정하는 플랫폼이다. 냉각수를 순환시키는 관로(47)는 베이스 플레이트(11)에 형성된다. 관로(47)를 통해서 흐르는 냉각수는 세라믹 판(12)을 냉각시켜서, 기판 탑재 면(12A)(세라믹 판(12)의 제 1 주면)의 온도를 제어한다.
세라믹 판(12)은 베이스 플레이트(11) 상에 설치된다. 세라믹 판(12)은 기판(40)을 탑재하는 기판 탑재 면(12A)을 가진다. 세라믹 판(12)의 재료로서는, 예를 들면 질화(nitride) 세라믹, 탄화(carbide) 세라믹, 산화(oxide) 세라믹 등을 채용할 수 있다. 세라믹 판(12)의 두께(M1)는, 예를 들면 2mm로 설정될 수 있다.
기판(40)으로서는, 예를 들면 유리 기판 또는 반도체 기판(예를 들면, 반도체 웨이퍼 등)을 채용할 수 있다. 본 실시예에서는, 기판(40)으로서 원형 웨이퍼를 채용한 경우를 예로 들어 설명한다.
정전 전극(13)은 박막 형상으로 형성된 전극이고, 세라믹 판(12)의 기판 탑재 면(12A)과 제 2 저항 발열체(28, 29) 사이에 위치하는 부분의 세라믹 판(12)에 내장된다. 정전 전극(13)의 상면(13A)은 기판(40)의 이면(40A)과 실질적으로 동일한 면적을 가진다. 정전 전극(13)은 플러스 전위로 설정된다. 따라서, 마이너스 전위로 충전되는 기판(40)을 세라믹 판(12)의 기판 탑재 면(12A)에 고정시킬 수 있다. 정전 전극(13)은 세라믹 판(12) 상에 정전척에 의해서 기판(40)을 고정하는 전극이다. 정전 전극(13)은 세라믹 판(12)을 관통하는 전극(도시 생략)을 통해서 전원(도시 생략)에 전기적으로 접속된다.
정전 전극(13)의 재료로서는, 예를 들면 텅스텐을 채용할 수 있다. 세라믹 판(12)의 기판 탑재 면(12A)과 정전 전극(13)의 상면(13A) 사이의 간격(J1)은, 예를 들면 0.3mm로 설정될 수 있다. 또한, 정전 전극(13)의 두께는, 예를 들면 10㎛로 설정될 수 있다.
본 실시예에서는, 단극형 정전 전극(13)을 예를 들어 설명한다. 이 경우에, 단극형 정전 전극(13)을 대신하여서, 플러스 전위가 인가되는 제 1 전극부와 마이너스 전위가 인가되는 제 2 전극부를 가지는 정전 전극(쌍극형 정전 전극)을 채용할 수 있다.
제 1 저항 발열체(14~16)는 세라믹 판(12)의 하면(12B)(기판 탑재 면(12A)의 반대측 면)과 제 2 저항 발열체(28, 29) 사이에 위치하는 부분의 세라믹 판(12)에 내장된다. 제 1 저항 발열체(14~16)가 인접한 제 1 저항 발열체(14~16)와 상호 이간되도록, 세라믹 판(12)의 기판 탑재 면(12A)과 실질적으로 평행하게 동일 평면 상에 제 1 저항 발열체(14~16)를 배치한다.
도 4는 도 3에 나타낸 기판 가열 장치에 설치된 제 1 저항 발열체의 평면도 이고, 도 5는 도 4에 나타낸 제 1 저항 발열체의 구체적 예를 나타내는 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 제 1 저항 발열체(14)는 상방에서 바라볼 때 원형으로 형성되고, 세라믹 판(12)의 중앙 영역에 배치된다. 제 1 저항 발열체(14)는 전원(41)에 전기적으로 접속된 전력 공급용 전극(21, 22)에 접속된다. 제 1 저항 발열체(14)는 전극(21, 22)을 통해서 전원(41)으로부터 공급된 전력으로 발열한다. 도 4에서는, 간략화한 제 1 저항 발열체(14)를 나타내어서 제 1 저항 발열체(14)를 설명하였다. 그러나, 실제의 제 1 저항 발열체(14)는 도 5에 나타낸 배선 패턴이다.
제 1 저항 발열체(15)는 링형으로 형성된다. 제 1 저항 발열체(15)는 제 1 저항 발열체(14)의 외측에 배치된다. 제 1 저항 발열체(15)는 전원(42)에 전기적으로 접속된 전력 공급용 전극(23, 24)에 접속된다. 제 1 저항 발열체(15)는 전극(23, 24)을 통해서 전원(42)으로부터 공급된 전력으로 발열한다. 도 4에서는, 제 1 저항 발열체(15)를 간략하게 나타내어서 제 1 저항 발열체(15)를 설명한다. 그러나, 실제 제 1 저항 발열체(15)는 도 5에 나타낸 배선 패턴이다.
제 1 저항 발열체(16)는 링형으로 형성된다. 제 1 저항 발열체(16)는 제 1 저항 발열체(15)의 외측에 배치된다. 제 1 저항 발열체(16)는 전원(43)에 전기적으로 접속된 전력 공급용 전극(25, 26)에 접속된다. 제 1 저항 발열체(16)는 전극(25, 26)을 통해서 전원(43)으로부터 공급된 전력으로 발열한다. 도 4에서는, 제 1 저항 발열체(16)를 간략하게 나타내어서 제 1 저항 발열체(16)를 설명하였다. 그러나, 실제 제 1 저항 발열체(16)는 도 5에 나타낸 배선 패턴이다.
이 방식으로, 제 1 저항 발열체(14~16)를 각각 다른 전원(41~43)에 전기적으로 접속한다. 따라서, 제 1 저항 발열체(14~16)의 온도를 각각 독립적으로 제어할 수 있다.
기판(40)으로서 직경이 300mm인 반도체 웨이퍼를 채용한 경우에, 제 1 저항 발열체(14)의 직경(R1)은, 예를 들면 86mm로 설정될 수 있다. 이 경우에, 제 1 저항 발열체(15, 16)의 폭(W1, W2)은, 예를 들면 각각 30mm로 설정될 수 있다. 또한, 이 경우에, 제 1 저항 발열체(14)와 제 1 저항 발열체(15) 사이의 간격(B1), 및 제 1 저항 발열체(15)와 제 1 저항 발열체(16) 사이의 간격(B2)은, 예를 들면 각각 2mm로 설정될 수 있다. 세라믹 판(12)의 기판 탑재 면(12A)과 제 1 저항 발열체(14~16)의 상면 사이의 간격(J2)은, 예를 들면 1.3mm로 설정될 수 있다.
제 1 저항 발열체(14~16)의 재료로서는, 예를 들면 전기적 도전성을 부여하기 위해 포함된 금속 입자 또는 도전성 세라믹, 수지, 솔벤트, 증점제(增粘劑) 등을 포함하는 반도체 페이스트(paste)를 채용할 수 있다. 금속 입자로서는, 예를 들면 귀금속(금, 은, 백금, 팔라듐 등), 납, 텅스텐, 몰리브덴, 니켈 등이 바람직하다. 도전성 세라믹으로서는, 예를 들면 텅스텐, 몰리브덴의 카바이드 등을 채용할 수 있다.
도 3을 참조하면, 전극(21)은 제 1 저항 발열체(14)의 하방에 위치하는 부분의 세라믹 판(12)을 관통하도록 설치된다. 전극(21)은 제 1 저항 발열체(14)에 접속되는 동시에, 전원(41)의 플러스 단자(41A)에 전기적으로 접속된다.
전극(22)은 제 1 저항 발열체(14)의 하방에 위치하는 부분의 세라믹 판(12) 을 관통하도록 설치된다. 전극(22)은 제 1 저항 발열체(14)에 접속되는 동시에, 전원(41)의 마이너스 단자(41B)에 전기적으로 접속된다. 전극(21, 22)은 제 1 저항 발열체(14)에 전력을 공급하기 위한 전력 공급용 전극이다.
전극(23)은 제 1 저항 발열체(15)의 하방에 위치하는 부분의 세라믹 판(12)을 관통하도록 설치된다. 전극(23)은 제 1 저항 발열체(15)에 접속되는 동시에, 전원(42)의 플러스 단자(42A)에 전기적으로 접속된다.
전극(24)은 제 1 저항 발열체(15)의 하방에 위치하는 부분의 세라믹 판(12)을 관통하도록 설치된다. 전극(24)은 제 1 저항 발열체(15)에 접속되는 동시에, 전원(42)의 마이너스 단자(42B)에 전기적으로 접속된다. 전극(23, 24)은 제 1 저항 발열체(15)에 전력을 공급하기 위한 전력 공급용 전극이다.
전극(25)은 제 1 저항 발열체(16)의 하방에 위치하는 부분의 세라믹 판(12)을 관통하도록 설치된다. 전극(25)은 제 1 저항 발열체(16)에 접속되는 동시에, 전원(43)의 플러스 단자(43A)에 전기적으로 접속된다.
전극(26)은 제 1 저항 발열체(16)의 하방에 위치하는 부분의 세라믹 판(12)을 관통하도록 설치된다. 전극(26)은 제 1 저항 발열체(16)에 접속되는 동시에, 전원(43)의 마이너스 단자(43B)에 전기적으로 접속된다. 전극(25, 26)은 제 1 저항 발열체(16)에 전력을 공급하기 위한 전력 공급용 전극이다.
도 6은 도 3에 나타낸 기판 가열 장치에 설치된 제 2 저항 발열체의 평면도이다.
도 3 및 도 6을 참조하면, 제 2 저항 발열체(28)는 링형으로 형성된다. 이 제 2 저항 발열체(28)는 제 1 저항 발열체(14)와 제 1 저항 발열체(15) 사이에 위치하는 세라믹 판 부분(D1)과 정전 전극(13) 사이에 위치하는 부분의 세라믹 판(12)에 내장된다. 제 2 저항 발열체(28)는 전원(44)에 전기적으로 접속된 전력 공급용 전극(33, 34)에 접속된다. 제 2 저항 발열체(28)는 전극(33, 34)을 통해서 전원(44)으로부터 공급되는 전력으로 발열한다. 제 2 저항 발열체(28)는 제 1 저항 발열체(14)와 제 1 저항 발열체(15) 사이에 위치하는 세라믹 판 부분(E1)(제 1 저항 발열체(14~16)가 가열하기 어려운 세라믹 판(12) 부분)을 가열하도록 설치된다.
제 2 저항 발열체(29)는 링형으로 형성된다. 이 제 2 저항 발열체(29)는 제 1 저항 발열체(15)와 제 1 저항 발열체(16) 사이에 위치하는 세라믹 판 부분(D2)과 정전 전극(13) 사이에 위치하는 부분의 세라믹 판(12)에 내장된다. 제 2 저항 발열체(29)는 전원(45)에 전기적으로 접속된 전력 공급용 전극(35, 36)에 접속된다. 제 2 저항 발열체(29)는 전극(35, 36)을 통해서 전원(45)으로부터 공급되는 전력으로 발열한다. 제 2 저항 발열체(29)는 제 1 저항 발열체(15)와 제 1 저항 발열체(16) 사이에 위치하는 세라믹 판 부분(E2)을 가열하도록 설치된다.
제 2 저항 발열체(28, 29)는 각각 개별 전원(44, 45)에 전기적으로 접속된다. 따라서, 제 2 저항 발열체(28, 29)의 온도는 각각 독립적으로 제어될 수 있다. 구체적인 제 2 저항 발열체(28, 29)로서는, 예를 들면 상술한 제 1 저항 발열체(14~16)(도 5 참조)와 동일한 배선 패턴을 채용할 수 있다.
이 방식으로, 세라믹 판 부분(D1)과 정전 전극(13) 사이에 위치하는 부분의 세라믹 판(12)에 제 2 저항 발열체(28)를 내장하는 동시에, 세라믹 판 부분(D2)과 정전 전극(13) 사이에 위치하는 부분의 세라믹 판(12)에 제 2 저항 발열체(29)를 내장한다. 따라서, 제 1 저항 발열체(14)와 제 1 저항 발열체(15) 사이에 위치하는 세라믹 판 부분(E1)과, 제 1 저항 발열체(15)와 제 1 저항 발열체(16) 사이에 위치하는 세라믹 판 부분(E2)을 가열할 수 있다. 결과적으로, 기판(40)을 소정의 온도로 설정할 수 있다. 여기서, "기판(40)을 소정의 온도로 설정할 수 있다"라는 표현은 기판(40) 전체를 실질적으로 동일한 온도로 설정할 수 있고, 기판(40)의 외주 부근의 온도를 기판(40)의 나머지 부분의 온도보다 높게 설정하는 경우(기판(40) 면 내에 온도 분포를 가지는 경우) 등을 포함한다. 소정의 온도는 기판 가열 장치(10)를 구비하는 장치(예를 들면, 에칭 장치, 성막 장치 등)의 특성, 가공 조건 등에 따라 결정될 수 있는 온도이다.
제 1 저항 발열체(14)의 직경(R1)이 86mm일 때, 제 1 저항 발열체(15, 16)의 폭(W1, W2)은 각각 30mm이고, 제 1 저항 발열체(14)와 제 1 저항 발열체(15) 사이의 간격(B1)과, 제 1 저항 발열체(15)와 제 1 저항 발열체(16) 사이의 간격(B2)이 각각 2mm인 경우에, 제 2 저항 발열체(28, 29)의 폭(W3, W4)은, 예를 들면 각각 5mm일 수 있다. 또한, 세라믹 판(12)의 기판 탑재 면(12A)과 제 2 저항 발열체(28, 29)의 상면 사이의 간격(J3)은, 예를 들면 0.8mm로 설정될 수 있다.
제 2 저항 발열체(28, 29)의 재료로서는, 예를 들면 전기적 도전성을 확보하기 위해서 포함된 금속 입자 또는 도전성 세라믹, 수지, 솔벤트, 증점제 등을 포함하는 반도체 페이스트를 채용할 수 있다. 금속 입자, 예를 들면 귀금속(금, 은, 백금, 팔라듐 등), 납, 텅스텐, 몰리브덴, 니켈 등이 바람직하다. 도전성 세라믹으로서는, 예를 들면 텅스텐, 몰리브덴의 카바이드 등이 채용될 수 있다.
도 3을 참조하면, 전극(33)은 제 2 저항 발열체(28) 하방에 위치하는 부분의 세라믹 판(12)을 관통하도록 설치된다. 전극(33)은 제 2 저항 발열체(28)에 접속되는 동시에, 전원(44)의 플러스 단자(44A)에 전기적으로 접속된다.
전극(34)은 제 2 저항 발열체(28) 하방에 위치하는 부분의 세라믹 판(12)을 관통하도록 설치된다. 전극(34)은 제 2 저항 발열체(28)에 접속되는 동시에, 전원(44)의 마이너스 단자(44B)에 전기적으로 접속된다. 전극(33, 34)은 제 2 저항 발열체(28)에 전력을 공급하기 위한 전력 공급용 전극이다.
전극(35)은 제 2 저항 발열체(29) 하방에 위치하는 부분의 세라믹 판(12)을 관통하도록 설치된다. 전극(35)은 제 2 저항 발열체(29)에 접속되는 동시에, 전원(45)의 플러스 단자(45A)에 전기적으로 접속된다.
전극(36)은 제 2 저항 발열체(29) 하방에 위치하는 부분의 세라믹 판(12)을 관통하도록 설치된다. 전극(36)은 제 2 저항 발열체(29)에 접속되는 동시에, 전원(45)의 마이너스 단자(45B)에 전기적으로 접속된다. 전극(35, 36)은 제 2 저항 발열체(29)에 전력을 공급하기 위한 전력 공급용 전극이다.
전원(41~45)은 베이스 플레이트(11)와 세라믹 판(12)의 외측에 설치된다. 전원(41)은 플러스 단자(41A)와 마이너스 단자(41B)를 가진다. 플러스 단자(41A)는 전극(21)에 접속되고, 마이너스 단자(41B)는 전극(22)에 접속된다. 전원(41)은 전극(21, 22)을 통해서 제 1 저항 발열체(14)에 전력을 공급하고, 제 1 저항 발열 체(14)를 발열시킨다.
전원(42)은 플러스 단자(42A) 및 마이너스 단자(42B)를 가진다. 플러스 단자(42A)는 전극(23)에 접속되고, 마이너스 단자(42B)는 전극(24)에 접속된다. 전원(42)은 전극(23, 24)을 통해서 제 1 저항 발열체(15)에 전력을 공급하고, 제 1 저항 발열체(15)를 발열시킨다.
전원(43)은 플러스 단자(43A) 및 마이너스 단자(43B)를 가진다. 플러스 단자(43A)는 전극(25)에 접속되고, 마이너스 단자(43B)는 전극(26)에 접속된다. 전원(43)은 전극(25, 26)을 통해서 제 1 저항 발열체(16)에 전력을 공급하고, 제 1 저항 발열체(16)를 발열시킨다.
전원(44)은 플러스 단자(44A) 및 마이너스 단자(44B)를 가진다. 플러스 단자(44A)는 전극(33)에 접속되고, 마이너스 단자(44B)는 전극(34)에 접속된다. 전원(44)은 전극(33, 34)을 통해서 제 2 저항 발열체(28)에 전력을 공급하고, 제 2 저항 발열체(28)를 발열시킨다.
전원(45)은 플러스 단자(45A) 및 마이너스 단자(45B)를 가진다. 플러스 단자(45A)는 전극(35)에 접속되고, 마이너스 단자(45B)는 전극(36)에 접속된다. 전원(45)은 전극(35, 36)을 통해서 제 2 저항 발열체(29)에 전력을 공급하고, 제 2 저항 발열체(29)를 발열시킨다.
본 발명의 기판 발열 장치에 따르면, 제 1 저항 발열체(14)와 제 1 저항 발열체(15) 사이에 위치하는 세라믹 판 부분(D1)과 정전 전극(13) 사이에 위치하는 부분의 세라믹 판(12)에 제 2 저항 발열체(28)를 내장하는 동시에, 제 1 저항 발열 체(15)와 제 1 저항 발열체(16) 사이에 위치하는 세라믹 판 부분(D2)과 정전 전극(13) 사이에 위치하는 부분의 세라믹 판(12)에 제 2 저항 발열체(29)를 내장한다. 따라서, 제 1 저항 발열체(14)와 제 1 저항 발열체(15) 사이에 위치하는 세라믹 판 부분(E1)과, 제 1 저항 발열체(15)와 제 1 저항 발열체(16) 사이에 위치한 세라믹 판 부분(E2)을 가열할 수 있다. 결과적으로, 기판(40)을 소정의 온도로 설정할 수 있다.
(제 2 실시예)
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기판 가열 장치의 단면도이다. 도 7에서, 제 1 실시예에 따른 기판 가열 장치(10)와 동일한 구성 부분에는 동일한 참조 부호를 부가한다.
도 7을 참조하면, 제 2 실시예의 기판 가열 장치(50)는 제 1 실시예의 기판 가열 장치(10)에 설치된 전극(21~26, 33~36)을 대신하여 전극(51~56, 61~64)을 설치하고, 제 1 저항 발열체(14~16) 및 제 2 저항 발열체(28, 29)가 설치되는 위치를 각각 변경하는 것을 제외하면, 제 1 실시예의 기판 가열 장치(10)와 동일하게 구성된다.
제 1 저항 발열체(14~16)는 정전 전극(13) 하방이지만, 제 2 저항 발열체(28, 29) 상방에 위치하는 부분의 세라믹 판(12)에 내장된다. 제 1 저항 발열체(14~16)는 제 1 저항 발열체가 인접한 제 1 저항 발열체(14~16)로부터 상호 이간되도록 세락믹 판(12)의 기판 탑재 면(12A)과 실질적으로 평행하게 동일 평면 상에 배치된다.
제 1 저항 발열체(14)는 전원(41)에 전기적으로 접속된 전력 공급용 전극(51, 52)에 접속된다. 제 1 저항 발열체(14)는 전극(51, 52)을 통해서 전원(41)으로부터 공급된 전력으로 발열한다.
제 1 저항 발열체(15)는 제 1 저항 발열체(14)의 외측에 배치된다. 제 1 저항 발열체(15)는 전원(42)에 전기적으로 접속된 전극(53, 54)에 접속된다. 제 1 저항 발열체(15)는 전극(53, 54)을 통해서 전원(42)으로부터 공급된 전력으로 발열한다.
제 1 저항 발열체(16)는 제 1 저항 발열체(15)의 외측에 배치된다. 제 1 저항 발열체(16)는 전원(43)에 전기적으로 접속된 전극(55, 56)에 접속된다. 제 1 저항 발열체(16)는 전극(55, 56)을 통해서 전원(43)으로부터 공급된 전력으로 발열한다.
이 방식으로, 제 1 저항 발열체(14~16)를 각각 개별 전원(41~43)에 전기적으로 접속한다. 따라서, 제 1 저항 발열체(14~16)의 온도를 각각 독립적으로 제어할 수 있다.
세라믹 판(12)의 기판 탑재 면(12A)과 제 1 저항 발열체(14~16)의 상면 사이의 간격(J4)은, 예를 들면 0.8mm로 설정될 수 있다.
제 2 저항 발열체(28)는 제 1 저항 발열체(14)와 제 1 저항 발열체(15) 사이에 위치하는 세라믹 판 부분(F1)과 세라믹 판(12)의 하면(12B) 사이에 위치하는 부분의 세라믹 판(12)에 내장된다. 제 2 저항 발열체(28)는 전원(44)에 전기적으로 접속된 전력 공급용 전극(61, 62)에 접속된다. 제 2 저항 발열체(28)는 전극(61, 62)를 통해서 전원(44)으로부터 공급된 전력으로 발열한다. 제 2 저항 발열체(28)는 제 1 저항 발열체(14)와 제 1 저항 발열체(15) 사이에 위치하는 세라믹 판 부분 (G1)을 가열하도록 설치된다.
제 2 저항 발열체(29)는 제 1 저항 발열체(15)와 제 1 저항 발열체(16) 사이에 위치하는 세라믹 판 부분(F2)과 세라믹 판(12)의 하면(12B) 사이에 위치하는 부분의 세라믹 판(12)에 내장된다. 제 2 저항 발열체(29)는 전원(45)에 전기적으로 접속된 전력 공급용 전극(63, 64)에 접속된다. 제 2 저항 발열체(29)는 전극(63, 64)를 통해서 전원(45)으로부터 공급된 전력으로 발열한다. 제 2 저항 발열체(29)는 제 1 저항 발열체(15)와 제 1 저항 발열체(16) 사이에 위치하는 세라믹 판 부분 (G2)을 가열하도록 설치된다. 이 방식으로, 제 2 저항 발열체(28, 29)를 각각 개별 전원(44, 45)에 전기적으로 접속하기 때문에, 제 2 저항 발열체(28, 29)의 온도를 각각 독립적으로 제어할 수 있다.
상술한 바와 같이, 제 1 저항 발열체(14)와 제 1 저항 발열체(15) 사이에 위치하는 세라믹 판 부분(F1)과 세라믹 판(12)의 하면(12B) 사이에 위치하는 부분의 세라믹 판(12)에 제 2 저항 발열체(28)를 내장하는 동시에, 제 1 저항 발열체(15)와 제 1 저항 발열체(16) 사이에 위치하는 세라믹 판 부분(F2)과 세라믹 판(12)의 하면(12B) 사이에 위치하는 부분의 세라믹 판(12)에 제 2 저항 발열체(29)를 내장한다. 따라서, 제 1 저항 발열체(14)와 제 1 저항 발열체(15) 사이에 위치하는 세라믹 판 부분(G1)과 제 1 저항 발열체(15)와 제 1 저항 발열체(16) 사이에 위치하는 세라믹 판 부분(G2)을 가열할 수 있다. 결과적으로, 기판(40)을 소정의 온도로 설정할 수 있다.
세라믹 판(12)의 기판 탑재 면(12A)과 제 2 저항 발열체(28, 29)의 상면 사이에 간격(J5)은, 예를 들면 1.3mm로 설정될 수 있다.
전극(51)은 제 1 저항 발열체(14) 하방에 위치하는 부분의 세라믹 판(12)을 관통하도록 설치된다. 전극(51)은 제 1 저항 발열체(14)에 접속되는 동시에, 전원(41)의 플러스 단자(41A)에 전기적으로 접속된다.
전극(52)은 제 1 저항 발열체(14) 하방에 위치하는 부분의 세라믹 판(12)을 관통하도록 설치된다. 전극(52)은 제 1 저항 발열체(14)에 접속되는 동시에, 전원(41)의 마이너스 단자(41B)에 전기적으로 접속된다. 전극(51, 52)은 제 1 저항 발열체(14)에 전력을 공급하기 위한 전력 공급용 전극이다.
전극(53)은 제 1 저항 발열체(15) 하방에 위치하는 부분의 세라믹 판(12)을 관통하도록 설치된다. 전극(53)은 제 1 저항 발열체(15)에 접속되는 동시에, 전원(42)의 플러스 단자(42A)에 전기적으로 접속된다.
전극(54)은 제 1 저항 발열체(15) 하방에 위치하는 부분의 세라믹 판(12)을 관통하도록 설치된다. 전극(54)은 제 1 저항 발열체(15)에 접속되는 동시에, 전원(42)의 마이너스 단자(42B)에 전기적으로 접속된다. 전극(53, 54)은 제 1 저항 발열체(15)에 전력을 공급하는 전력 공급용 전극이다.
전극(55)은 제 1 저항 발열체(16) 하방에 위치하는 부분의 세라믹 판(12)을 관통하도록 설치된다. 전극(55)은 제 1 저항 발열체(16)에 접속되는 동시에, 전원(43)의 플러스 단자(43A)에 전기적으로 접속된다.
전극(56)은 제 1 저항 발열체(16) 하방에 위치하는 부분의 세라믹 판(12)을 관통하도록 설치된다. 전극(56)은 제 1 저항 발열체(16)에 접속되는 동시에, 전원(43)의 마이너스 단자(43B)에 전기적으로 접속된다. 전극(55, 56)은 제 1 저항 발열체(16)에 전력을 공급하는 전력 공급용 전극이다.
전극(61)은 제 2 저항 발열체(28) 하방에 위치하는 부분의 세라믹 판(12)을 관통하도록 설치된다. 전극(61)은 제 2 저항 발열체(28)에 접속되는 동시에, 전원(44)의 플러스 단자(44A)에 전기적으로 접속된다.
전극(62)은 제 2 저항 발열체(28) 하방에 위치하는 부분의 세라믹 판(12)을 관통하도록 설치된다. 전극(62)은 제 2 저항 발열체(28)에 접속되는 동시에, 전원(44)의 마이너스 단자(44B)에 전기적으로 접속된다. 전극(61, 62)은 제 2 저항 발열체(28)에 전력을 공급하는 전력 공급용 전극이다.
전극(63)은 제 2 저항 발열체(29) 하방에 위치하는 부분의 세라믹 판(12)을 관통하도록 설치된다. 전극(62)은 제 2 저항 발열체(29)에 접속되는 동시에, 전원(45)의 플러스 단자(45A)에 전기적으로 접속된다.
전극(64)은 제 2 저항 발열체(29) 하방에 위치하는 부분의 세라믹 판(12)을 관통하도록 설치된다. 전극(64)은 제 2 저항 발열체(29)에 접속되는 동시에, 전원(45)의 마이너스 단자(45B)에 전기적으로 접속된다. 전극(63, 64)은 제 2 저항 발열체(29)에 전력을 공급하는 전력 공급용 전극이다.
본 실시예의 기판 가열 장치에 따르면, 제 1 저항 발열체(14)와 제 1 저항 발열체(15) 사이에 위치하는 세라믹 판 부분(F1)과 세라믹 판(12)의 하면(12B) 사 이에 위치하는 부분의 세라믹 판(12)에 제 2 저항 발열체(28)를 내장하는 동시에, 제 1 저항 발열체(15)와 제 1 저항 발열체(16) 사이에 위치하는 세라믹 판 부분(F2)과 세라믹 판(12)의 하면(12B) 사이에 위치하는 부분의 세라믹 판(12)에 제 2 저항 발열체(29)를 내장한다. 따라서, 제 1 저항 발열체(14)와 제 1 저항 발열체(15) 사이에 위치하는 세라믹 판 부분(G1)과, 제 1 저항 발열체(15)와 제 1 저항 발열체(16) 사이에 위치하는 세라믹 판 부분(G2)을 가열할 수 있다. 결과적으로, 기판(40)을 소정의 온도로 설정할 수 있다.
(제 3의 실시예)
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 기판 가열 장치의 단면도이다. 도 8에서, 제 1 실시예에 따른 기판 가열 장치(10)와 동일 구성 부분에는 동일 참조 부호를 부가한다. 도 8에서, K는 기판(40)의 외주 부분을 나타낸다(이하, "기판 외주 부분(K)"이라 함).
도 8을 참조하면, 제 3 실시예의 기판 가열 장치(70)는 기판 가열 장치(10)의 구성 이외에, 제 3 저항 발열체(71), 전극(72, 73), 및 전원(75)을 설치한 것을 제외하면, 제 1 실시예의 기판 가열 장치(10)와 동일하게 구성된다.
도 9는 도 8에 나타낸 기판 가열 장치에 설치된 제 3 저항 발열체의 평면도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 제 3 저항 발열체(71)는 링형으로 형성된다. 이 제 3 저항 발열체(71)를, 제 2 저항 발열체(29) 상방이지만 정전 전극(13)의 하방에 위치하는 부분의 세라믹 판(12)에 설치한다. 제 3 저항 발열체(71)는 기판(40) 의 기판 외주 부분(K)을 가열할 수 있도록 세라믹 판(12)의 외주 부분에 배치된다. 본 실시예의 경우에, 제 3 저항 발열체(71)가 배치되는 세라믹 판(12)의 소정의 위치는 세라믹 판(12)의 외주 부분에, 제 2 저항 발열체(29) 상방에, 및 정전 전극(13) 하방에 위치되는 위치다.
제 3 저항 발열체(71)는 전원(75)에 전기적으로 접속된 전력 공급용 전극(72, 73)에 접속된다. 제 3 저항 발열체(71)는 전극(72, 73)을 통해서 전원(75)으로부터 공급되는 전력으로 발열한다. 구체적인 제 3 저항 발열체(71)로서는, 예를 들면 상술한 제 1 저항 발열체(14~16)(도 5 참조)와 동일한 배선 패턴을 채용할 수 있다.
이 방식으로, 제 1 저항 발열체(14~16) 및 제 2 저항 발열체(28, 29) 이외에, 기판 외주 부분(K)을 가열하는 제 3 저항 발열체(71)를 세라믹 판(12)에 내장한다. 따라서, 예를 들면 플라즈마 CVD 장치에 기판 가열 장치(70)를 채용하는 경우에, 기판 외주 부분(K) 상방의 플라즈마 밀도가 낮으면, 기판 외주 부분(K)은 기판 가열 장치(70)에 의해서 기판(40)의 다른 부분보다 높은 온도로 가열될 수 있다. 결과적으로, 플라즈마 밀도에 의존하지 않으면서 기판(40) 상에 형성되는 막의 막질을 실질적으로 균일하게 할 수 있다.
제 3 가열체(71)의 재료로서는, 예를 들면 전기적 도전성을 확보하기 위한 금속 입자 또는 도전성 세라믹, 수지, 솔벤트, 증점제 등을 포함하는 반도체 페이스트를 채용할 수 있다. 금속 입자로서, 예를 들면 귀금속(금, 은, 백금, 팔라듐 등), 납, 텅스텐, 몰리브덴, 니켈 등이 바람직하다. 도전성 세라믹으로서는, 예를 들면 텅스텐, 몰리브덴의 카바이드 등을 채용할 수 있다.
세라믹 판(12)의 기판 탑재 면(12A)과 제 3 저항 발열체(71)의 상면(71A) 사이의 간격(J8)은, 예를 들면 0.8mm로 설정될 수 있다. 이 경우에, 세라믹 판(12)의 기판 탑재 면(12A)과 제 1 저항 발열체(14~16)의 상면 사이의 간격(J6)은, 예를 들면 1.8mm 설정될 수 있고, 세라믹 판(12)의 기판 탑재 면(12A)과 제 2 저항 발열체(28, 29)의 상면 사이의 간격(J7)은, 예를 들면 1.3mm로 설정될 수 있고, 세라믹 판(12)의 두께(M2)는, 예를 들면 3.5mm로 설정될 수 있다. 또한, 제 3 저항 발열체(71)의 폭(W5)은, 예를 들면 25mm로 설정될 수 있다.
도 9를 참조하면, 전극(72)은 제 3 저항 발열체(71) 하방에 위치하는 부분의 세라믹 판(12)을 관통하도록 설치된다. 전극(72)은 제 3 저항 발열체(71)에 접속되는 동시에, 전원(75)의 플러스 단자(75A)에 전기적으로 접속된다.
전극(73)은 제 3 저항 발열체(71) 하방에 위치하는 부분의 세라믹 판(12)을 관통하도록 설치된다. 전극(73)은 제 3 저항 발열체(71)에 접속되는 동시에, 전원(75)의 마이너스 단자(75B)에 전기적으로 접속된다. 전극(72, 73)은 제 1 저항 발열체(16)로부터 전기적으로 절연된다. 전극(72, 73)은 제 3 저항 발열체(71)에 전력을 공급하는 전력 공급용 전극이다.
전원(75)은 베이스 플레이트(11) 및 세라믹 판(12)의 외측에 설치된다. 전원(75)은 플러스 단자(75A)와 마이너스 단자(75B)를 가진다. 플러스 단자(75A)는 전극(72)에 접속되고, 마이너스 단자(75B)는 전극(73)에 접속된다. 전원(75)은 전극(72, 73)을 통해서 제 3 저항 발열체(71)에 전력을 공급하여서, 제 3 저항 발열 체(71)를 발열시킨다.
본 실시예의 기판 가열 장치에 따르면, 제 1 저항 발열체(14~16) 및 제 2 저항 발열체(28, 29) 이외에, 기판 외주 부분(K)을 가열하는 제 3 저항 발열체(71)를 세라믹 판(12)에 내장한다. 따라서, 예를 들면 플라즈마 CVD 장치에 기판 가열 장치(70)를 채용하는 경우에, 기판 외주 부분(K) 상방의 플라즈마 밀도가 낮으면, 기판 외주 부분(K)을 기판 가열 장치(70)에 의해서 기판(40)의 다른 부분보다 높은 온도로 가열시킬 수 있다. 결과적으로, 플라즈마 밀도와는 독립적으로 기판(40) 상에 형성된 막의 막질을 실질적으로 균일하게 할 수 있다.
또한, 본 실시예의 기판 가열 장치(70)는 제 1 실시예의 기판 가열 장치(10)와 동일한 이점을 가질 수 있다.
이 경우에, 제 3 저항 발열체(71)는 제 1 저항 발열체(14~16) 상방이지만 제 2 저항 발열체(28, 29) 하방에 위치하는 부분의 세라믹 판(12)에 배치될 수 있다. 선택적으로, 제 3 저항 발열체(71)는 제 1 저항 발열체(14~16)와 세라믹 판(12)의 하면(12B) 사이에 위치하는 부분의 세라믹 판(12)에 배치될 수 있다.
또한, 제 3 저항 발열체(71)를 배치하는 소정의 위치는 기판 가열 장치(70)를 구비한 제조 장치에 따라 변경된다. 따라서, 제 3 저항 발열체(71)의 배치 위치는 도 8에 나타낸 배치 위치에 한정되지 않는다.
(제 4 실시예)
도 10은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 기판 가열 장치의 단면도이다. 도 10에서, 제 3 실시예에 따른 기판 가열 장치(70)와 동일 구성 부분에는 동일 참조 부호를 부가한다.
도 10을 참조하면, 제 4 실시예의 기판 가열 장치(80)는 제 3 실시예의 기판 가열 장치(70)에 설치된 전극(26)을 제거하는 동시에, 전극(73)을 제 1 저항 발열체(16)에 접속 및 전원(43)의 마이너스 단자(43B)에 전기적으로 접속시키는 것을 제외하면, 제 3의 실시예의 기판 가열 장치(70)와 동일하게 구성된다.
일반적으로, 전극(21~25, 33~36)의 재질이 세라믹 판(12)과 다르기 때문에, 전극(21~25, 33~36)의 열 전도율은 세라믹 판(12)과 상이하다. 따라서, 세라믹 판(12)에 형성되는 전극(21~25, 33~36)의 수가 적어지는 만큼, 기판(40)의 국소적인 온도 불균일을 저감할 수 있다.
본 실시예에서, 전극(73)을 제 1 저항 발열체(16)에 접속시키는 동시에, 전극(73)을 전원(43)의 마이너스 단자(43B)에 전기적으로 접속시킨다. 따라서, 도 8에 나타낸 전극(26)은 생략될 수 있다. 결과적으로, 세라믹 판(12)에 배치되는 전극(21~25, 33~36)의 수는 적어질 수 있다.
본 실시예의 기판 가열 장치에 따르면, 전극(73)을 제 1 저항 발열체(16)에 접속시키는 동시에, 전극(73)을 전원(43)의 마이너스 단자(43B)에 전기적으로 접속시킬 수 있다. 따라서, 세라믹 판(12)에 배치되는 전극(21~25, 33~36)의 수를 줄임으로써, 기판(40)의 국소적인 온도 불균일을 저감시킬 수 있다.
본 실시예에서는, 전극(73)을 제 1 저항 발열체(16) 및 제 3 저항 발열체(71)의 공통 전극으로서 이용하는 경우를 예로 설명한다. 그러나, 전극(73)을 제 1 저항 발열체(16)에 접속시키지 않고, 제 2 저항 발열체(29) 및 전원(45)의 마 이너스 단자(45B)에 접속시키는 경우에, 이 전극(73)을 제 2 저항 발열체(29) 및 제 3 저항 발열체(71)의 공통 전극으로서 이용할 수 있다. 이 경우에, 전극(36)을 구성 요소로부터 제거할 수 있다. 또한, 전극(72)은 제 1 저항 발열체(16)로부터 전기적으로 절연된다.
(제 5 실시예)
도 11은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 기판 가열 장치의 단면도이다. 도 11에서, 제 4 실시예에 따른 기판 가열 장치(80)와 동일 구성 부분에는 동일 참조 부호를 부가한다.
도 11을 참조하면, 제 5 실시예의 기판 가열 장치(90)는 제 1 저항 발열체(14~16), 제 2 저항 발열체(28, 29), 제 3 저항 발열체(71), 전극(21~26, 33~36, 72, 73) 및 전원(42~45)을 기판 가열 장치(80)의 구성에서 제거하고, 제 1 저항 발열체(91), 제 2 저항 발열체(94), 및 전극(92, 93, 95, 96)을 설치한 것을 제외하면, 제 4 실시예의 기판 가열 장치(80)와 동일하게 구성된다.
도 12는 도 11에 나타낸 기판 가열 장치에 설치된 제 1 저항 발열체의 평면도이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 제 1 저항 발열체(91)는 제 2 저항 발열체(94)와 세라믹 판(12)의 하면(12B) 사이에 위치하는 부분의 세라믹 판(12)에 내장된다. 제 1 저항 발열체(91)는 세라믹 판(12)의 기판 탑재 면(12A)과 실질적으로 평행하게 배치된다. 제 1 저항 발열체(91)는 상방에서 볼 때, 원형으로 형성되고, 세라믹 판(12)의 기판 탑재 면(12A)과 접촉하는 기판(40)의 이면(40A)과 거의 동일한 면적을 가진다. 세라믹 판(12)의 기판 탑재 면(12A)과 제 1 저항 발열체(91) 상면(91A) 사이의 간격(J9)은, 예를 들면 1.5mm로 설정될 수 있다. 또한, 기판(40)의 직경이 300mm일 경우에, 제 1 저항 발열체(91)의 직경(R2)은, 예를 들면 295mm로 설정될 수 있다.
이 방식으로, 세라믹 판(12)의 기판 탑재 면(12A)에 접촉하는 기판(40)의 이면(40A)과 거의 동일한 면적을 가지는 제 1 저항 발열체(19)를 세라믹 판(12)에 내장한다. 따라서, 기판(40) 전체가 실질적으로 균일한 온도로 가열될 수 있다.
도 11을 참조하면, 전극(92)은 제 1 저항 발열체(91) 하방에 위치하는 부분의 세라믹 판(12)을 관통하도록 설치된다. 전극(92)은 제 1 저항 발열체(91)에 접속되는 동시에, 전원(41)의 플러스 단자(41A)에 전기적으로 접속된다.
전극(93)은 제 1 저항 발열체(91) 하방에 위치하는 부분의 세라믹 판(12)을 관통하도록 설치된다. 전극(93)은 제 1 저항 발열체(91)에 접속되는 동시에, 전원(41)의 마이너스 단자(41B)에 전기적으로 접속된다. 전극(92, 93)은 제 1 저항 발열체(91)에 전력을 공급하기 위한 전력 공급용 전극이다.
제 2 저항 발열체(94)는 정전 전극(13)과 제 1 저항 발열체(91) 사이에 위치하는 부분의 세라믹 판(12)에 내장된다. 제 2 저항 발열체(94)는 제 3 실시예에서 설명한 제 3 저항 발열체(71)와 동일하게 구성된다(도 8 참조). 제 2 저항 발열체(94)는 링형으로 형성되고, 기판 외주 부분(K)을 가열하도록 설치된다. 세라믹 판(12)의 기판 탑재 면(12A)과 제 2 저항 발열체(94)의 상면 사이의 간격(J10)은, 예를 들면 0.8mm로 설정될 수 있다.
이 방식으로, 기판(40)의 전체 영역을 가열하는 제 1 저항 발열체(91) 이외에, 기판 외주 부분(K)을 가열하는 제 2 저항 발열체(94)를 세라믹 판(12)에 내장한다. 따라서, 예를 들면 플라즈마 CVD 장치에 기판 가열 장치(90)를 채용하는 경우에, 기판 외주 부분(K) 상방의 플라즈마 밀도가 낮으면, 제 2 저항 발열체(94)에 의해서 기판 외주 부분(K)을 기판(40)의 다른 부분보다 높은 온도로 가열할 수 있다. 결과적으로, 플라즈마의 밀도에 의존하지 않고 기판(40) 상에 형성된 막의 막질을 실질적으로 균일하게 할 수 있다.
전극(95)은 제 2 저항 발열체(94)의 하방에 위치하는 부분의 세라믹 판(12)을 관통하도록 설치된다. 전극(95)은 제 2 저항 발열체(94)에 접속되는 동시에, 전원(75)의 플러스 단자(75A)에 전기적으로 접속된다.
전극(96)은 제 2 저항 발열체(94) 하방에 위치하는 부분의 세라믹 판(12)을 관통하도록 설치된다. 전극(96)은 제 2 저항 발열체(94)에 접속되는 동시에, 전원(75)의 마이너스 단자(75B)에 전기적으로 접속된다. 전극(95, 96)은 제 1 저항 발열체(91)로부터 전기적으로 절연된다. 전극(95, 96)은 제 2 저항 발열체(94)에 전력을 공급하기 위한 전력 공급용 전극이다.
본 실시예의 기판 가열 장치에 따르면, 기판(40) 전체 영역을 가열하는 제 1 저항 발열체(91) 이외에, 기판 외주 부분(K)을 가열하는 제 2 저항 발열체(94)를 세라믹 판(12)에 내장한다. 따라서, 예를 들면 플라즈마 CVD 장치에 기판 가열 장치(90)를 채용하는 경우에, 기판 외주 부분(K) 상방의 플라즈마 밀도가 낮으면, 제 2 저항 발열체(94)에 의해서 기판 외주 부분(K)을 기판(40)의 다른 부분보다 높은 온도로 가열할 수 있다. 결과적으로, 플라즈마의 밀도에 의존하지 않고 기판(40) 상에 형성되는 막의 막질을 실질적으로 균일하게 할 수 있다.
본 실시예에서는, 하나의 제 2 저항 발열체(94)를 세라믹 판(12)에 내장한 경우를 예로 들어 설명한다. 그러나, 제 2 저항 발열체(94) 이외에 하나 또는 복수의 저항 발열체를 설치할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 제 2 저항 발열체(94)를 정전 전극(13)과 제 1 저항 발열체(91) 사이에 위치하는 부분의 세라믹 판(12)에 내장된 경우를 예로 들어 설명하였다. 그러나, 제 2 저항 발열체(94)는 제 1 저항 발열체(91)와 세라믹 판(12)의 하면(12B) 사이에 위치하는 부분의 세라믹 판(12)에 내장될 수 있다.
(제 6 실시예)
도 13은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 기판 가열 장치의 단면도이다. 도 13에서, 제 5 실시예에 따른 기판 가열 장치(90)와 동일 구성 부분에는 동일 참조 부호를 부가한다.
도 13을 참조하면, 제 6 실시예의 기판 가열 장치(100)는 제 5 실시예의 기판 가열 장치(90)에 설치된 전극(93)을 제거하는 동시에, 전극(96)을 제 1 저항 발열체(91)에 접속 및 전원(41)의 마이너스 단자(41B)에 전기적으로 접속시키는 것을 제외하면, 제 5 실시예의 기판 가열 장치(90)와 동일하게 구성된다. 전극(95)은 제 1 저항 발열체(91)로부터 전기적으로 절연된다.
본 실시예의 기판 가열 장치에 따르면, 전극(96)을 제 1 저항 발열체(19)에 접속하는 동시에, 전원(41)의 마이너스 단자(41B)에 전기적으로 접속한다. 따라 서, 세라믹 판(12)에 설치된 전극(92, 95, 96)의 수는 적어질 수 있다. 결과적으로, 제 1 저항 발열체(91) 및 제 2 저항 발열체(94)에 의해서 가열되는 기판(40)의 국소적인 온도 불균일을 저감할 수 있다.
이 경우에, 제 5 실시예의 기판 가열 장치(90)에 설치된 전극(92)을 제거하는 동시에, 전극(95)을 제 1 저항 발열체(91)에 접속 및 전원(41)의 플러스 단자(41A)에 전기적으로 접속시킨 경우에, 본 실시예와 동일한 이점을 얻을 수 있다.
(제 7 실시예)
도 14는 본 발명의 제 7 실시예에 따른 기판 가열 장치의 단면도이다. 도 14에서, 제 6 실시예에 따른 기판 가열 장치(100)와 동일 구성 부분에는 동일한 참조 부호를 부가한다.
도 14를 참조하면, 제 7 실시예의 기판 가열 장치(110)는 제 6 실시예의 기판 가열 장치(100)의 구성에서 전극(95, 96)을 제거하고, 제 3 저항 발열체(111), 전극(113~115), 및 전원(117)을 설치하는 것을 제외하면, 제 6 실시예의 기판 가열 장치(100)와 동일하게 구성된다.
제 1 저항 발열체(91)는 제 3 저항 발열체(111)와 세라믹 판(12)의 하면(12B) 사이에 위치하는 부분의 세라믹 판(12)에 내장된다. 제 1 저항 발열체(91)는 전원(41)에 전기적으로 접속된 전극(92, 114)에 접속된다. 제 1 저항 발열체(91)는 전극(92, 114)을 통해서 전원(41)으로부터 공급된 전력으로 발열한다. 세라믹 판(12)의 기판 탑재 면(12A)과 제 1 저항 발열체(91)의 상면 사이의 간격(J11)은, 예를 들면 1.8mm로 설정될 수 있다.
제 2 저항 발열체(94)는 정전 전극(13)과 제 3 저항 발열체(111) 사이에 위치하는 부분의 세라믹 판(12)에 내장된다. 제 2 저항 발열체(94)는 전원(75)에 전기적으로 접속된 전극(113, 114)에 접속된다. 제 2 저항 발열체(94)는 전극(113, 114)을 통해서 전원(75)으로부터 공급되는 전력으로 발열한다. 세라믹 판(12)의 기판 탑재 면(12A)과 제 2 저항 발열체(94)의 상면 사이의 간격(J12)은, 예를 들면 0.8mm로 설정될 수 있다.
도 15는 도 14에 나타낸 기판 가열 장치에 설치된 제 3 저항 발열체의 평면도이다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 제 3 저항 발열체(111)는 제 1 저항 발열체(91)보다 상방이지만 제 2 저항 발열체(94)보다 하방에 위치하는 부분의 세라믹 판(12)에 내장된다. 저 3 저항 발열체(111)는 제 2 저항 발열체(94)보다 폭이 넓은 링형으로 형성된다. 제 2 저항 발열체(94)의 폭이 25mm인 경우에, 제 3 저항 발열체(111)의 폭(W6)은, 예를 들면 50mm로 설정될 수 있다. 세라믹 판(12)의 기판 탑재 면(12A)과 제 3 저항 발열체(111)의 상면 사이의 간격(J13)은, 예를 들면 1.3mm로 설정될 수 있다.
제 3 저항 발열체(111)는 기판 외주 부분(K) 및 기판 외주 부분(K)보다 내측에 위치하는 기판(40)의 부분(이하, "기판 부분(N)"이라 함)을 가열하도록 설치된다.
이 방식으로, 제 1 저항 발열체(91) 및 제 2 저항 발열체(94) 이외에, 기판 외주 부분(K)보다 내측에 위치하는 기판 부분(N)을 가열하는 제 3 저항 발열 체(111)를 세라믹 판(12)에 내장한다. 따라서, 기판(40)의 세 개의 영역(기판 외주 부분(K), 기판 부분(N), 및 기판 부분(N)보다 내측에 위치한 기판(40)의 부분)의 온도를 각각 변경할 수 있다.
따라서, 예를 들면 플라즈마 밀도가 기판(40)의 외주로부터 중앙 쪽으로 증가하는 플라즈마 CVD장치에 기판 가열 장치(110)를 이용하는 경우에, 기판(40)에 온도 구배(gradient)를 형성하는 것이 가능하다. 결과적으로, 플라즈마 밀도와는 독립적으로 기판(40) 상에 형성된 막의 막질을 실질적으로 균일하게 할 수 있다.
도 14를 참조하면, 전극(113)은 제 2 저항 발열체(94)의 하방에 위치하는 부분의 세라믹 판(12)을 관통하도록 설치된다. 전극(113)은 제 2 저항 발열체(94)에 접속된다. 또한, 전극(113)은 전원(75)의 플러스 단자(75A)에 전기적으로 접속된다. 전극(113)은 제 1 저항 발열체(91) 및 제 3 저항 발열체(111)로부터 전기적으로 절열된다.
전극(114)은 제 2 저항 발열체(94) 하방에 위치하는 부분의 세라믹 판(12)을 관통하도록 설치된다. 전극(114)은 제 1 저항 발열체(91), 제 2 저항 발열체(94), 및 제 3 저항 발열체(111)에 접속된다. 또한, 전극(114)은 전원(41)의 마이너스 단자(41B), 전원(75)의 마이너스 단자(75B), 및 전원(117)의 마이너스 단자(117B)에 전기적으로 접속된다.
이 방식에서, 전극(114)을 제 1 저항 발열체(91), 제 2 저항 발열체(94), 및 제 3 저항 발열체(111)에 접속시키는 동시에, 전원(41)의 마이너스 단자(41B), 전원(75)의 마이너스 단자(75B), 및 전원(117)의 마이너스 단자(117B)에 전기적으로 접속하여서, 전극(114)을 제 1 저항 발열체(91), 제 2 저항 발열체(94), 및 제 3 저항 발열체(111)의 공통 전극으로서 이용한다. 따라서, 세라믹 판(12)에 설치되는 전극(92, 95, 113~115)의 수를 줄일 수 있다. 결과적으로, 기판(40)의 국소적인 온도 불균일을 저감할 수 있다.
전극(115)은 제 3 저항 발열체(111) 하방에 위치하는 부분의 세라믹 판(12)을 관통하도록 설치된다. 전극(115)은 제 3 저항 발열체(111)에 접속된다. 또한, 전극(115)은 전원(117)의 플러스 단자(117A)에 전기적으로 접속된다. 전극(115)은 제 1 저항 발열체(91)로부터 전기적으로 절연된다.
본 실시예의 기판 가열 장치에 따르면, 제 1 저항 발열체(91) 및 제 2 저항 발열체(94) 이외에, 기판 외주 부분(K)보다 내측에 위치하는 기판 부분(N)을 가열하는 제 3 저항 발열체(111)를 세라믹 판(12)에 내장한다. 따라서, 예를 들면 플라즈마의 밀도가 기판(40)의 외주로부터 중앙 쪽으로 증가하는 플라즈마 CVD 장치에 기판 가열 장치(110)를 이용하는 경우에, 기판(40)에 온도 구배를 형성할 수 있다. 결과적으로, 플라즈마 밀도에 의존하지 않고도, 기판(40) 상에 형성되는 막의 막질을 실질적으로 균일하게 형성할 수 있다.
또한, 전극(114)을 제 1 저항 발열체(91), 제 2 저항 발열체(94), 및 제 3 저항 발열체(111)에 접속시키는 동시에, 전원(41)의 마이너스 단자(41B), 전원(75)의 마이너스 단자(75B), 및 전원(117)의 마이너스 단자(117B)에 전기적으로 접속하여서, 전극(114)을 제 1 저항 발열체(91), 제 2 저항 발열체(94), 및 제 3 저항 발열체(111)의 공통 전극으로서 이용한다. 따라서, 세라믹 판(12)에 설치되는 전 극(92, 95, 113~115)의 수는 줄어든다. 결과적으로, 기판(40)의 국소적인 온도 불균일을 저감할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 구체적으로 상술하였다. 그러나, 본 발명은 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 특허청구범위에 기재된 본 발명의 요지 범위 내에서 다양한 변형 및 변경이 가능하다.
본 발명에 따르면, 기판을 소정의 온도로 가열할 수 있다.
도 1은 종래의 기판 가열 장치의 단면도.
도 2는 도 1에 나타낸 기판 가열 장치에 설치된 저항 발열체의 평면도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기판 가열 장치의 단면도.
도 4는 도 3에 나타낸 기판 가열 장치에 설치된 제 1 저항 발열체의 평면도.
도 5는 도 4에 나타낸 제 1 저항 발열체의 구체적인 예를 나타낸 도면.
도 6은 도 3에 나타낸 기판 가열 장치에 설치된 제 2 저항 발열체의 평면도.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기판 가열 장치의 단면도.
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 기판 가열 장치의 단면도.
도 9는 도 8에 나타낸 기판 가열 장치에 설치된 제 3 저항 발열체의 평면도.
도 10은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 기판 가열 장치의 단면도.
도 11은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 기판 가열 장치의 단면도.
도 12는 도 11에 나타낸 기판 가열 장치에 설치된 제 1 저항 발열체의 평면도.
도 13은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 기판 가열 장치의 단면도.
도 14는 본 발명의 제 7 실시예에 따른 기판 가열 장치의 단면도.
도 15는 도 14에 나타낸 기판 가열 장치에 설치된 제 3 저항 발열체의 평면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10, 50, 70, 80, 90, 100, 110 : 기판 가열 장치
11 : 베이스 플레이트
12 : 세라믹 판
12A : 기판 탑재 면
12B : 하면
13 : 정전 전극
13A, 71A, 91A : 상면
14~16, 91 : 제 1 저항 발열체
21~26, 33~36, 51~56, 61~64, 72, 73, 92, 93, 95, 96, 113~115 : 전극
28, 29, 94 : 제 2 저항 발열체
40 : 기판
40A : 이면
41~45, 75, 117 : 전원
41A~45A, 75A, 117A : 플러스 전극
41B~45B, 75B, 117B : 마이너스 전극
47 : 관로
71, 111 : 제 3 저항 발열체
B1, B2, J1~J13 : 간격
D1, D2, E1, E2, F1, F2, G1, G2 : 세라믹 판 부분
K : 기판 외주 부분
M1, M2 : 두께
R1, R2 : 직경
W1~W6 : 폭

Claims (10)

  1. 기판이 탑재되는 제 1 주면을 가지는 세라믹 판과;
    상기 세라믹 판에 내장된 복수의 제 1 저항 발열체 - 상기 복수의 제 1 저항 발열체는 인접한 제 1 저항 발열체와 상호 이간되도록 상기 세라믹 판의 상기 제 1 주면과 실질적으로 평행하게 동일 평면 상에 배치되며, 상기 복수의 제 1 저항 발열체는 온도가 각각 독립적으로 조정되도록 구성됨 - 와;
    상기 복수의 제 1 저항 발열체 사이에 위치하는 부분의 상기 세라믹 판을 가열하도록 상기 세라믹 판에 내장된 적어도 하나의 제 2 저항 발열체를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 가열 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 저항 발열체는 상기 세라믹 판의 제 1 주면과 상기 제 1 저항 발열체 사이, 또는 상기 세라믹 판의 상기 제 1 주면과는 반대측의 면과 상기 제 1 저항 발열체 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 가열 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 세라믹 판에 내장된 제 3 저항 발열체를 더 포함하고,
    상기 제 3 저항 발열체는 소정의 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 가열 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 세라믹 판에 내장되고 상기 제 3 저항 발열체에 접속된 두 개의 전력 공급용 전극을 더 포함하고,
    상기 두 개의 전력 공급용 전극 중 어느 하나는 상기 제 1 저항 발열체 또는 상기 제 2 저항 발열체와 상기 제 3 저항 발열체 사이에 위치하는 부분의 상기 세라믹 판을 관통하도록 설치되고, 상기 제 1 저항 발열체 또는 상기 제 2 저항 발열체에 접속되는 것을 특징으로 하는 기판 가열 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 세라믹 판에는 정전 전극이 내장되는 것을 특징으로 하는 기판 가열 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 세라믹 판에 내장되고 상기 각각의 제 1 저항 발열체에 접속된 복수의 전력 공급용 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 가열 장치.
  7. 기판이 탑재되는 세라믹 판과;
    상기 세라믹 판에 내장되어 상기 세라믹 판을 가열하는 저항 발열체를 포함하는 기판 가열 장치로서,
    상기 저항 발열체는,
    상기 세라믹 판의 제 1 주면에 접촉하는 상기 기판의 면과 실질적으로 동일한 면적을 가지고, 상기 세라믹 판의 제 1 주면과 실질적으로 평행하게 배치된 제 1 저항 발열체와,
    상기 세라믹 판의 제 1 주면과 상기 제 1 저항 발열체 사이, 또는 상기 제 1 주면과는 반대측의 상기 세라믹 판의 표면과 상기 제 1 저항 발열체 사이의 소정의 위치에 배치된 제 2 저항 발열체를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 가열 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 세라믹 판에 내장되고 상기 제 1 저항 발열체에 접속된 제 1 전력 공급용 전극과;
    상기 세라믹 판에 내장되고 상기 제 2 저항 발열체에 접속된 제 2 전력 공급용 전극을 더 포함하고;
    상기 제 1 전력 공급용 전극은 상기 제 1 저항 발열체와 상기 제 2 저항 발열체 사이에 위치하는 부분의 상기 세라믹 판을 관통하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 기판 가열 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 세라믹 판에 내장되고 상기 제 2 저항 발열체에 접속된 두 개의 전력 공급용 전극을 더 포함하고,
    상기 두 개의 전력 공급용 전극 중 어느 하나는 상기 제 1 저항 발열체와 상기 제 2 저항 발열체 사이에 위치하는 부분의 상기 세라믹 판을 관통하도록 설치되고, 상기 제 1 저항 발열체에 접속되는 것을 특징으로 하는 기판 가열 장치.
  10. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세라믹 판에는 정전 전극이 내장되는 것을 특징으로 하는 기판 가열 장치.
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