KR20170040617A - 온도 편차 특성이 개선된 기판 가열 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 가열 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 기판 가열 장치의 내부 영역에 위치하는 제1 발열체와 외부 영역에 위치하는 제2 발열체 및 상기 내부 영역을 가로질러 제2 발열체로 전력을 전달하는 제3 발열체를 포함하여 구성되며, 상기 제3 발열체를 구성하는 와이어의 직경을 상기 제2 발열체를 구성하는 와이어의 직경보다 두껍게 함으로써, 상기 제3 발열체의 발열에 의하여 과열 영역이 발생하는 것을 억제할 수 있는 기판 가열 장치에 관한 것이다.
본 발명은 기판을 가열하는 기판 가열 장치로서, 기판을 지지하는 몸체부; 상기 몸체부의 내부 영역에 위치하는 제1 발열체; 상기 내부 영역을 둘러싸는 외부 영역에 위치하는 제2 발열체; 및 상기 몸체부의 내부 영역을 가로질러 상기 제2 발열체로 전류를 전달하는 제3 발열체를 포함하여 구성되며, 상기 제3 발열체를 구성하는 와이어의 직경은 상기 제2 발열체를 구성하는 와이어의 직경보다 두꺼운 것을 특징으로 하는 기판 가열 장치를 개시하는 효과를 갖는다.

Description

온도 편차 특성이 개선된 기판 가열 장치{SUBSTRATE HEATING APPARATUS WITH ENHANCED TEMPERATURE UNIFORMITY CHARACTERISTIC}
본 발명은 기판 가열 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 기판 가열 장치의 내부 영역에 위치하는 제1 발열체와 외부 영역에 위치하는 제2 발열체 및 상기 내부 영역을 가로질러 제2 발열체로 전력을 전달하는 제3 발열체를 포함하여 구성되며, 상기 제3 발열체를 구성하는 와이어의 직경을 상기 제2 발열체를 구성하는 와이어의 직경보다 두껍게 함으로써, 상기 제3 발열체의 발열에 의하여 과열 영역이 발생하는 것을 억제할 수 있는 기판 가열 장치에 관한 것이다.
통상적으로 평판 디스플레이 패널 혹은 반도체 소자를 제조하기 위해서는 유리 기판이나 플렉시블 기판 또는 반도체 기판 등의 기판 상에 유전체층 및 금속층을 포함하는 일련의 층들을 순차적으로 적층하고 패터닝하는 공정을 거치게 된다. 이때, 상기 유전체층 및 금속층 등 일련의 층들은 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition, CVD)이나 물리기상증착(Physical Vapor Deposition, PVD) 등의 공정에 의해 상기 기판 상에 증착된다.
이때, 상기 층들을 균일하게 형성하기 위해서는 상기 기판을 균일한 온도로 가열하여야 하는데, 상기 기판을 가열하고 지지하기 위하여 기판 가열 장치가 사용될 수 있다. 상기 기판 가열 장치는 상기 기판 상에 형성되는 유전체층 또는 금속층의 식각 공정(etching process), 감광막(photo resistor)의 소성 공정 등에서 기판 가열을 위하여 사용될 수 있다.
나아가, 근래에 들어서 반도체 소자의 배선 미세화와 반도체 기판의 정밀한 열처리의 필요성에 따라 상기 기판 가열 장치의 온도 편차를 줄일 수 있는 방안에 대한 요구가 지속되고 있다. 특히, 기판 가열 장치의 중심 영역에는 발열체를 내장하는 세라믹 등으로 이루어지는 몸체부를 지지하는 지지부가 위치하게 되어 열용량이 커지는 등의 문제로 인하여 기판 가열 장치의 각 영역에 동일한 열량이 공급되더라도 영역별로 온도 편차가 발생할 수 있게 된다.
이에 대하여, 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이 상기 기판 가열 장치를 내부 영역(도 1의 B영역)과 외부 영역(도 1의 C영역)으로 나누어 영역별로 기판의 가열을 제어함으로써 내부 영역(도 1의 B영역)과 외부 영역(도 1의 C영역) 간의 온도 편차를 줄일 수 있는 기술이 시도되었다. 그러나, 이러한 경우 상기 외부 영역(도 1의 C영역)의 발열체로 전류를 공급하기 위한 도전체에서의 발열로 인하여 상기 도전체에 대응하는 특정 영역(도 1의 A영역)이 과열되는 문제가 나타날 수 있다. 예를 들어, 도 2에서는 상기 내부 영역을 가로질러 외부 영역의 발열체로 전력을 전달하는 도전체에서의 발열로 인하여 상기 도전체에 대응하는 특정 영역(도 2의 A영역)이 과열되는 문제점을 도시하고 있다.
이에 따라, 상기 기판 장치를 내부 영역과 외부 영역으로 나누어 가열을 제어하면서도 상기 외부 영역의 발열체로 전류를 공급하는 도전체에서의 발열로 인하여 특정 영역이 과열되는 문제를 해결할 수 있는 방안이 요구되고 있으나, 아직 이에 대한 적절한 대안이 제시되지 못하고 있다.
일본 공개특허공보 특개2001-102157호(2001년 4월 13일 공개)
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 기판 가열 장치를 내부 영역 및 외부 영역을 포함하는 복수의 영역으로 나누어 영역 별로 가열을 제어하면서도 상기 외부 영역의 발열체로 전류를 공급하는 도전체에 의한 발열로 인하여 특정 영역이 과열되는 것을 방지할 수 있는 기판 가열 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기판 가열 장치를 내부 영역, 외부 영역 및 상기 내부 영역을 가로지르는 중간 영역을 포함하는 복수의 영역으로 나누어 영역별로 가열하면서도, 상기 중간 영역의 도전체에 의한 발열로 인한 기판 가열의 불균일성을 최소화할 수 있는 기판 가열 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 외부 영역의 발열체 및 이에 전류를 공급하는 도전체의 연결 구조에서의 열적, 구조적 안정성을 개선할 수 있는 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 한 측면에 따른 기판 가열 장치는, 기판을 가열하는 기판 가열 장치로서, 기판을 지지하는 몸체부; 상기 몸체부의 내부 영역에 위치하는 제1 발열체; 상기 내부 영역을 둘러싸는 외부 영역에 위치하는 제2 발열체; 및 상기 몸체부의 내부 영역을 가로질러 상기 제2 발열체로 전류를 전달하는 제3 발열체를 포함하여 구성되며, 상기 제3 발열체를 구성하는 와이어의 직경은 상기 제2 발열체를 구성하는 와이어의 직경보다 두꺼운 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제2 발열체와 상기 제3 발열체는 하나의 와이어로 구성되며, 상기 제2 발열체와 상기 제3 발열체의 연결 부분은 테이퍼링(tapering) 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 제2 발열체와 상기 제3 발열체는 연결 부분은 용접(welding)을 이용하여 접합될 수 있다.
또한, 상기 제2 발열체와 상기 제3 발열체를 전기적으로 연결하는 연결부재를 더 포함하며, 상기 제2 발열체와 상기 제3 발열체 및 상기 연결부재는 모두 동일한 재질로 구성될 수 있다.
이때, 상기 연결부재는 상기 제2 발열체 및 상기 제3 발열체를 구성하는 서로 직경이 다른 와이어를 억지끼움하여 고정하는 개구를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제3 발열체는 상기 몸체부의 중심점을 포함하는 중심 영역에서 상기 외부 영역으로 상기 내부 영역을 가로지르는 중간 영역에 위치하며, 상기 중간 영역에는 상기 제1 발열체가 위치하지 않을 수 있다.
여기서, 상기 몸체부의 중심점을 통과하는 상기 중간 영역의 중심축을 기준으로, 상기 제1 발열체, 상기 제2 발열체 및 상기 제3 발열체는 대칭인 형상을 이룰 수 있다.
또한, 상기 몸체부의 중심점을 기준으로 상기 중간 영역과 대칭을 이루는 대칭 영역에 대하여, 상기 몸체부의 중심점을 통과하는 상기 중간 영역의 중심축에서의 상기 제1 발열체 및 상기 제3 발열체의 발열에 의한 표면 온도의 평균치는, 상기 몸체부의 중심점을 통과하는 상기 대칭 영역의 중심축에서의 상기 제1 발열체의 발열에 의한 표면 온도의 평균치와 실질적으로 동일할 수 있다.
또한, 상기 몸체부의 중심점을 기준으로 상기 중간 영역과 대칭을 이루는 대칭 영역에 대하여, 상기 몸체부의 중심점을 통과하는 상기 중간 영역의 중심축에서의 상기 제1 발열체 및 상기 제3 발열체의 발열에 의한 표면 온도의 최대치와 최소치의 차이는, 상기 몸체부의 중심점을 통과하는 상기 대칭 영역의 중심축에서의 상기 제1 발열체의 발열에 의한 표면 온도의 최대치와 최소치의 차이보다 작거나 같을 수 있다.
본 발명은, 기판 가열 장치를 내부 영역 및 외부 영역을 포함하는 복수의 영역으로 나누어 영역 별로 가열을 제어하면서, 외부 영역에 위치하는 제2 발열체로 전류를 공급하는 제3 발열체의 와이어의 직경을 상기 제2 발열체의 와이어의 직경보다 두껍게 함으로써, 상기 제3 발열체에 의한 발열로 인하여 특정 영역이 과열되는 것을 억제할 수 있게 된다.
또한, 본 발명은, 기판 가열 장치를 내부 영역, 외부 영역 및 상기 내부 영역을 가로지르는 중간 영역을 포함하는 복수의 영역으로 나누어 영역별로 가열하면서도, 상기 중간 영역에서의 제3 발열체에 의한 발열량과 상기 제2 발열체의 발열량의 합을 소정의 범위로 조절함으로써 상기 중간 영역의 도전체에 의한 발열로 인한 기판 가열의 불균일성을 최소화할 수 있게 된다.
또한, 본 발명은, 상기 외부 발열체 및 중간 발열체와 동일한 재질로 구성된 연결체를 사용하여 상기 외부 발열체와 중간 발열체를 연결함으로써, 상기 기판 가열 장치의 제작 과정 및 기판 공정 중에서의 가열에 따른 온도 변화에도 열적, 구조적 안정성을 유지할 수 있게 된다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 종래 기술에 따른 기판 가열 장치의 상면도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 기판 가열 장치에서 불균일한 가열에 의하여 특정 영역이 과열되는 경우를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 가열 장치의 구조에 대한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예로서 제3 발열체의 와이어 직경에 따른 발열량 변화를 보여주는 표이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 가열 장치에서 특정 영역에서의 과열이 해소된 경우를 보여주는 도면이다.
도 6a, 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 가열 장치에서 제2 발열체와 제3 발열체를 연결하는 연결부재의 구조를 예시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예로서 기판 가열 장치의 중간 영역에서의 발열량과 대칭 영역에서의 발열량의 편차를 줄이는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예로서 기판 가열 장치의 중간 영역에서의 발열량과 상기 중간 영역과 수직하는 영역에서의 발열량의 편차를 줄이는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 이하에서는 특정 실시예들을 첨부된 도면을 기초로 상세히 설명하고자 한다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하에서는, 본 발명에 따른 기판 가열 장치의 예시적인 실시 형태들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
앞서 살핀 바와 같이, 기판 가열 장치의 열적 균일성을 높이기 위하여 기판 가열 장치의 영역을 내부 영역과 외부 영역을 포함하는 복수의 영역으로 나누어 가열을 하는 경우, 상기 내부 영역을 가로질러 외부 영역의 발열체로 전력을 전달하기 위한 도전체에서의 발열로 인하여 특정 영역이 과열되는 문제가 나타날 수 있다.
이에 대하여, 본 발명에서는 기판 가열 장치의 내부 영역에 위치하는 제1 발열체와 외부 영역에 위치하는 제2 발열체 및 상기 내부 영역을 가로질러 제2 발열체로 전력을 전달하는 제3 발열체를 포함하여 구성되며, 상기 제3 발열체를 구성하는 와이어의 직경을 상기 제2 발열체를 구성하는 와이어의 직경보다 두껍게 함으로써, 상기 제3 발열체의 발열에 의하여 과열 영역이 발생하는 것을 억제할 수 있는 기판 가열 장치를 개시한다.
도 3에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 가열 장치의 구조(300)를 예시하고 있다. 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 가열 장치(300)는 기판을 지지하는 몸체부(미도시), 상기 몸체부의 내부 영역에 위치하는 제1 발열체(310), 상기 내부 영역을 둘러싸는 외부 영역에 위치하는 제2 발열체(320) 및 상기 몸체부의 내부 영역을 가로질러 상기 제2 발열체(320)로 전류를 전달하는 제3 발열체(330)를 포함하여 구성될 수 있으며, 이때 상기 제3 발열체(330)를 구성하는 와이어의 직경을 상기 제2 발열체(320)를 구성하는 와이어의 직경보다 두껍게 함으로써, 상기 제3 발열체(330)의 저항값을 낮추고 나아가 상기 제3 발열체(330)에서의 발열을 억제하여 상기 제3 발열체(330)의 발열에 의하여 특정 영역이 과열되는 것을 방지할 수 있게 된다.
이때, 상기 기판 가열 장치(300)에는 유리 기판, 플렉서블(flexible) 기판, 반도체 기판 등의 기판이 안착되어 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition, CVD)이나 물리기상증착(Physical Vapor Deposition, PVD) 등의 공정에 의해 유전체층 및 금속층을 포함하는 일련의 층들이 적층되고 패터닝하는 공정을 거치게 된다. 이때, 상기 기판 가열 장치(300)에서는 공정에서 요구되는 소정의 온도로 상기 기판을 균일하게 가열하여 주게 된다.
상기 기판 가열 장치(300)의 몸체부(미도시)는 그 용도나 사용되는 공정에 따라 세라믹이나 금속 등을 사용하여 구성될 수 있으며, 상기 몸체부에는 플라즈마 공정 등에서 사용되는 고주파 전극(미도시) 등과 함께 상기 기판을 가열하기 위한 발열체가 포함될 수 있다. 덧붙여, 상기 기판 가열 장치(300)에는 상기 몸체부의 상면으로 기판을 안착시키거나 외부로 언로딩(unloading)하는 리프트 핀들이 움직일 수 있도록 복수의 핀홀(미도시)들이 형성될 수도 있다.
고온의 공정에서의 안정성 등을 위하여 상기 기판 가열 장치(300)의 몸체부를 세라믹 재질로 구성할 수 있으며, 이때 사용될 수 있는 세라믹은 Al2O3, Y2O3, Al2O3/Y2O3, ZrO2, AlC, TiN, AlN, TiC, MgO, CaO, CeO2, TiO2, BxCy, BN, SiO2, SiC, YAG, Mullite, AlF3 등 일 수 있고, 상기 세라믹들 중 둘 이상이 복합적으로 사용될 수도 있다.
상기 발열체는 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt), 니오븀(Nb), 티타늄(Ti) 또는 이들의 합금을 사용하여 형성될 수 있다.
도 3(b)에서 볼 수 있는 바와 같이, 통상적으로 동일한 직경의 하나의 와이어를 사용하여 상기 제2 발열체(320)와 상기 제3 발열체(330)를 구성함으로서, 다소 손쉽게 상기 기판 가열 장치를 복수의 영역으로 나누어 가열하는 구조를 구성할 수 있다. 그러나, 이러한 경우 외부 영역의 제2 발열체(320)의 가열을 위하여 전력을 인가하는 경우, 상기 제3 발열체(330)에서도 상기 제2 발열체(320)과 동일하게 발열이 발생하게 되면서, 상기 제3 발열체(330)가 위치하는 중간 영역이 과열되는 문제가 나타날 수 있게 된다.
특히, 상기 제3 발열체(330)에 의한 발열량에 더하여, 상기 중간 영역에 근접하는 제1 발열체(310)에서의 발열이 더해지면서, 상기 중간 영역이 더욱 가열될 수 있고, 이에 따라 앞서 도 2에서 살핀 바와 같이 특정 영역이 과열되어 열적 균일성(thermal uniformity)이 크게 나빠지는 문제가 발생하게 된다.
이에 대하여, 상기 제1 발열체(310)에서의 발열에 의한 영향을 줄이기 위하여 상기 제1 발열체(310)를 상기 제3 발열체(330)로부터 이격하는 방안도 고려할 수 있을 것이다. 그러나, 이러한 경우 각 영역에 대한 전력 인가 상태에 따라서, 상기 제3 발열체(330)가 위치하는 중간 영역에서의 발열량이, 상기 몸체부의 중심점을 기준으로 상기 중간 영역과 대칭을 이루는 대칭 영역에서의 발열량과 크게 달라질 수도 있어, 경우에 따라서는 오히려 기판 가열 장치의 열적 균일성(thermal uniformity)이 나빠질 수도 있다.
따라서, 상기 중간 영역에서의 제1 발열체(310)의 구조와 이에 대응하는 대칭 영역에서의 제1 발열체(310)의 구조는 가능하면 동일한 대칭 구조를 이루는 것이 바람직하며, 상기 제3 발열체(330)의 포선 등을 위하여 상기 대칭 구조를 구성할 수 없다고 하더라도 최대한 유사한 구조로 구성하는 것이 바람직하다.
따라서, 상기 제1 발열체(310)의 대칭 구조를 최대한 유지하면서 상기 제3 발열체(330)에서의 발열량을 줄이는 것이 보다 바람직한 접근 방안이 될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에서는 도 3(c)에서 볼 수 있는 바와 같이 상기 제3 발열체(330)를 구성하는 와이어의 직경(X+Y)을 제2 발열체를 구성하는 와이어의 직경(X)보다 키워 저항값을 줄여줌으로써 상기 제3 발열체(330)에 의한 발열을 억제하도록 하였다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 가열 장치(300)에서 상기 제3 발열체(330)가 위치하는 중간 영역에는 상기 제1 발열체(310)가 위치하지 않도록 함으로써, 상기 제1 발열체(310)와 상기 제3 발열체(330)가 중첩되어 배치되는 것을 방지하고 상호 이격 배치되도록 함으로써, 상기 제1 발열체(310) 및 상기 제3 발열체(330)의 발열이 중첩되는 효과를 저감시키는 것이 바람직하다.
나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 가열 장치(300)는 반드시 도 3(a)에서 볼 수 있는 바와 같이, 기판 가열 장치의 영역을 내부 영역 및 외부 영역의 두개의 영역만으로 분할하여 구성하여야 하는 것은 아니며, 상기 내부 영역 및 외부 영역을 포함하되 그 외에 하나 이상의 영역을 더 포함하여 복수의 영역으로 구성될 수도 있다.
또한, 상기 몸체부의 중심점을 통과하는 상기 중간 영역의 중심축을 기준으로, 상기 제1 발열체(310), 상기 제2 발열체(320) 및 상기 제3 발열체(330)가 대칭인 형상을 이루도록 함으로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 가열 장치(300)가 상기 중심축을 기준으로 대칭적인 열적 분포를 가지도록 할 수 있고, 나아가 상기 기판 가열 장치(300)의 열적 균일성을 보다 개선할 수 있게 된다.
도 4에서는 본 발명의 일 실시예에 따라 제3 발열체를 구성하는 와이어의 직경을 달리하면서 와이어의 저항값 및 발열량을 산출한 표를 도시하고 있다. 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 제3 발열체를 구성하는 와이어의 직경이 0.50 밀리미터(mm) 인 경우 와이어의 저항값은 0.030 옴(Ohm)이 되고, 상기 와이어에 14.5 암페어(A)의 전류를 인가하는 경우 상기 와이어에서는 6.27 와트(W)의 발열량을 나타내게 되는 것을 알 수 있다.
이에 반하여, 상기 제3 발열체를 구성하는 와이어의 직경이 1.00 밀리미터(mm) 인 경우 와이어의 저항값은 0.007 옴(Ohm)이 되고, 상기 와이어에 14.5 암페어(A)의 전류를 인가하는 경우 상기 와이어에서는 1.57 와트(W)의 발열량을 나타내게 되므로, 상기 와이어의 직경이 0.50 밀리미터(mm)에서 1.00 밀리미터(mm)로 두배 늘어남에 따라, 저항값과 발열량이 각각 약 1/4 수준으로 떨어진다는 것을 확인할 수 있다.
유사하게 상기 제3 발열체를 구성하는 와이어의 직경이 0.5 밀리미터(mm)에서 0.70 밀리미터(mm)로 약 1.4배 늘어남에 따라, 저항값과 발열량이 각각 약 1/2 수준으로 떨어진다는 것을 확인할 수 있다.
따라서, 상기 와이어의 직경을 늘림으로써 상기 와이어에 의한 발열량을 감소시킬 수 있으며, 나아가 상기 와이어의 직경을 무한정 늘릴 수는 없는 것이므로, 상기 와이어의 직경 및 상기 와이어 간의 이격 거리, 상기 제1 발열체에 의한 발열 등을 고려하여, 상기 제3 발열체(330)가 위치하는 중간 영역에서의 발열량이 다른 영역에서의 발열량에 근접할 수 있도록 조절하는 것이 바람직하게 된다.
도 5에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 가열 장치(300)에서 특정 영역에서의 과열이 억제되어 열적 균일성이 개선된 경우를 도시하고 있다. 도 5(a)에서 볼 수 있는 바와 같이, 중간 영역의 제3 발열체(330)에 의한 발열을 적절하게 억제하지 못하는 경우, 중간 영역에 발열량이 집중되면서 과열되는 경우가 나타날 수 있으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 가열 장치(300)에서는 상기 제3 발열체(330)를 구성하는 와이어의 직경을 상기 제2 발열체(320)를 구성하는 와이어의 직경보다 두껍게 함으로써, 상기 제3 발열체(330)의 저항값을 낮추고 상기 제3 발열체(330)에 의한 발열을 억제하여 상기 중간 영역에서의 과열의 발생을 효과적으로 억제할 수 있음을 보여주고 있다.
도 6a에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 가열 장치(300)에서 제2 발열체(320)와 제3 발열체(330)를 연결하는 연결부재의 구조를 예시하는 도면을 보여주고 있다. 도 6a의 (a)에서 볼 수 있는 바와 같이 본 발명의 일 실시예로서 상기 제2 발열체(320)는 X의 직경을 가지고, 상기 제3 발열체(330)는 X+Y의 직경을 가지는 서로 다른 직경을 가지는 별개의 와이어로 구성될 수 있다. 따라서, 도 6a의 (b)에서 볼 수 있는 바와 같이 상기 제2 발열체(320)와 상기 제3 발열체(330)를 연결시켜주는 연결부재(340)가 사용하여 상기 제2 발열체(320)와 상기 제3 발열체(330)를 연결시킬 수 있다.
이때, 상기 연결부재(340)는 상기 제2 발열체(320) 및 상기 제3 발열체(330)를 구성하는 서로 직경이 다른 와이어를 억지끼움하여 고정하는 개구를 포함하여 구성될 수 있다. 나아가, 상기 제2 발열체(320), 상기 제3 발열체(330) 및 상기 연결부재(340)는 모두 동일한 재질로 구성될 수도 있다.
이에 따라, 상기 제2 발열체(320), 상기 제3 발열체(330) 및 상기 연결부재(340)는 세라믹의 소결 등 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 가열 장치(300)의 제작 공정이나, 기판에 대한 화학기상증착(CVD) 등 기판 처리 공정에서의 고온 환경 등에서도 안정적으로 결합 구조를 유지할 수 있게 된다.
나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 가열 장치(300)에서 상기 연결부재(340)가 반드시 사용되어야 하는 것은 아니다. 보다 구체적인 예를 들여 도 6b의 (c)에서 볼 수 있는 것과 같이, 상기 2 발열체(320)와 상기 제3 발열체(330)를 하나의 와이어로 구성하면서, 상기 제2 발열체(320)와 상기 제3 발열체(330)의 연결 부분은 테이퍼링(tapering) 형상을 가지도록 할 수도 있다. 이러한 경우, 상기 제2 발열체(320)와 상기 제3 발열체(330)의 연결 부분에서의 열적, 구조적 안정성이 보다 개선될 수 있어, 매우 높은 고온 또는 반복적인 열적 환경 변화에도 보다 안정적으로 연결 구조를 유지할 수 있게 된다. 또는, 도 6b의 (d)에서 볼 수 있는 것과 같이, 상기 제2 발열체(320)와 상기 제3 발열체(330)의 연결 부분을 용접(welding) 등을 이용하여 접합시킬 수도 있다.
도 7에서는 본 발명의 일 실시예로서 기판 가열 장치(300)의 중간 영역(도 7에서의 C 영역)에서의 발열량과 대칭 영역(도 7에서의 D 영역)에서의 발열량의 편차를 줄이는 구조를 설명하고 있다. 즉, 상기 기판 가열 장치(300)에서 몸체부의 중심점을 기준으로 상기 중간 영역과 대칭을 이루는 대칭 영역에 대하여, 상기 몸체부의 중심점을 통과하는 상기 중간 영역의 중심축(도 7의 C1-C2)에서의 상기 제1 발열체(310) 및 상기 제3 발열체(330)의 발열에 의한 표면 온도의 평균치는, 상기 몸체부의 중심점을 통과하는 상기 대칭 영역의 중심축(도 7의 C2-C3)에서의 상기 제1 발열체(310)의 발열에 의한 표면 온도의 평균치와 실질적으로 동일하도록 할 수 있다. 이를 위하여, 상기 중간 영역에서의 중심축 주변의 제3 발열체(330)의 직경, 상기 제3 발열체(330) 간의 이격 거리, 상기 제3 발열체(330)와 상기 제1 발열체(310) 간의 이격 거리 등을 조절할 수 있다.
이에 따라, 상기 중간 영역의 중심축에서의 온도 및 상기 대칭 영역의 중심축에서의 표면 온도의 평균치를 동일하게 함으로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 가열 장치(300)의 열적 균일성을 개선할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 다른 실시예로서 기판 가열 장치(300)는 상기 몸체부의 중심점을 통과하는 상기 중간 영역(도 7에서의 C 영역)의 중심축(도 7의 C1-C2)에서의 상기 제1 발열체(310) 및 상기 제3 발열체(330)의 발열에 의한 표면 온도의 최대치와 최소치의 차이를, 상기 몸체부의 중심점을 통과하는 상기 대칭 영역(도 7에서의 D 영역)의 중심축(도 7의 C2-C3)에서의 상기 제1 발열체(310)의 발열에 의한 표면 온도의 최대치와 최소치의 차이보다 작거나 같도록 함으로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 가열 장치(300)의 열적 균일성을 개선할 수도 있다.
도 8에서는 본 발명의 일 실시예로서 기판 가열 장치(300)의 중간 영역(도 8에서의 C 영역)에서의 발열량과 상기 중간 영역과 수직하는 영역(도 8에서의 E 영역)에서의 발열량의 편차를 줄이는 구조를 설명하고 있다. 먼저, 상기 기판 가열 장치(300)에서의 중간 영역과 상기 중간 영역에 대한 수직 영역에 대하여, 상기 몸체부의 중심점을 통과하는 상기 중간 영역의 중심축(도 8의 C1-C2)에서의 상기 제1 발열체(310) 및 상기 제3 발열체(330)의 발열에 의한 표면 온도의 평균치는, 상기 중심 영역에 대한 수직 영역의 중심축(도 8의 C2-C4)에서의 상기 제1 발열체(310)의 발열에 의한 표면 온도의 평균치와 실질적으로 동일하도록 할 수 있다. 이를 위하여, 상기 중간 영역에서의 중심축 주변의 제3 발열체(330)의 직경, 상기 제3 발열체(330) 간의 이격 거리, 상기 제3 발열체(330)와 상기 제1 발열체(310) 간의 이격 거리 등을 조절할 수 있다.
이에 따라, 상기 중간 영역의 중심축에서의 온도 및 상기 중간 영역에 대한 수직 영역의 중심축에서의 표면 온도의 평균치를 동일하게 함으로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 가열 장치(300)의 열적 균일성을 개선할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 다른 실시예로서 기판 가열 장치(300)는 상기 몸체부의 중심점을 통과하는 상기 중간 영역(도 8에서의 C 영역)의 중심축(도 8의 C1-C2)에서의 상기 제1 발열체(310) 및 상기 제3 발열체(330)의 발열에 의한 표면 온도의 최대치와 최소치의 차이를, 상기 중간 영역에 대한 수직 영역(도 8에서의 E 영역)의 중심축(도 8의 C2-C4)에서의 상기 제1 발열체(310)의 발열에 의한 표면 온도의 최대치와 최소치의 차이보다 작거나 같도록 함으로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 가열 장치(300)의 열적 균일성을 개선할 수도 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 기재된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의해서 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
300 : 기판 가열 장치
310 : 제1 발열체
320 : 제2 발열체
330 : 제3 발열체
340 : 연결부재

Claims (9)

  1. 기판을 가열하는 기판 가열 장치에 있어서,
    기판을 지지하는 몸체부;
    상기 몸체부의 내부 영역에 위치하는 제1 발열체;
    상기 내부 영역을 둘러싸는 외부 영역에 위치하는 제2 발열체; 및
    상기 몸체부의 내부 영역을 가로질러 상기 제2 발열체로 전류를 전달하는 제3 발열체를 포함하여 구성되며,
    상기 제3 발열체를 구성하는 와이어의 직경은 상기 제2 발열체를 구성하는 와이어의 직경보다 두꺼운 것을 특징으로 하는 기판 가열 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 발열체와 상기 제3 발열체는 하나의 와이어로 구성되며,
    상기 제2 발열체와 상기 제3 발열체의 연결 부분은 테이퍼링(tapering) 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 기판 가열 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 발열체와 상기 제3 발열체는 연결 부분은 용접(welding)을 이용하여 접합되는 것을 특징으로 하는 기판 가열 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 발열체와 상기 제3 발열체를 전기적으로 연결하는 연결부재를 더 포함하며,
    상기 제2 발열체와 상기 제3 발열체 및 상기 연결부재는 모두 동일한 재질로 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 가열 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 연결부재는 상기 제2 발열체 및 상기 제3 발열체를 구성하는 서로 직경이 다른 와이어를 억지끼움하여 고정하는 개구를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 가열 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제3 발열체는 상기 몸체부의 중심점을 포함하는 중심 영역에서 상기 외부 영역으로 상기 내부 영역을 가로지르는 중간 영역에 위치하며,
    상기 중간 영역에는 상기 제1 발열체가 위치하지 않는 것을 특징으로 하는 기판 가열 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 몸체부의 중심점을 통과하는 상기 중간 영역의 중심축을 기준으로,
    상기 제1 발열체, 상기 제2 발열체 및 상기 제3 발열체는 대칭인 형상을 이루는 것을 특징으로 하는 기판 가열 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 몸체부의 중심점을 기준으로 상기 중간 영역과 대칭을 이루는 대칭 영역에 대하여,
    상기 몸체부의 중심점을 통과하는 상기 중간 영역의 중심축에서의 상기 제1 발열체 및 상기 제3 발열체의 발열에 의한 표면 온도의 평균치는,
    상기 몸체부의 중심점을 통과하는 상기 대칭 영역의 중심축에서의 상기 제1 발열체의 발열에 의한 표면 온도의 평균치와 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 기판 가열 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 몸체부의 중심점을 기준으로 상기 중간 영역과 대칭을 이루는 대칭 영역에 대하여,
    상기 몸체부의 중심점을 통과하는 상기 중간 영역의 중심축에서의 상기 제1 발열체 및 상기 제3 발열체의 발열에 의한 표면 온도의 최대치와 최소치의 차이는,
    상기 몸체부의 중심점을 통과하는 상기 대칭 영역의 중심축에서의 상기 제1 발열체의 발열에 의한 표면 온도의 최대치와 최소치의 차이보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 기판 가열 장치.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2021157523A1 (ko) * 2020-02-03 2021-08-12
KR102437076B1 (ko) * 2021-08-30 2022-08-29 주식회사 미코세라믹스 온도 편차 특성이 개선된 기판 가열 장치
US11956863B2 (en) 2018-03-23 2024-04-09 Ngk Insulators, Ltd. Multi-zone heater

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10345802B2 (en) * 2016-02-17 2019-07-09 Lam Research Corporation Common terminal heater for ceramic pedestals used in semiconductor fabrication
CN108711556B (zh) * 2018-05-25 2020-06-19 北京北方华创微电子装备有限公司 去气腔室以及去气方法
KR102110410B1 (ko) * 2018-08-21 2020-05-14 엘지전자 주식회사 전기 히터
KR102608397B1 (ko) * 2018-10-16 2023-12-01 주식회사 미코세라믹스 미들 영역 독립 제어 세라믹 히터
KR102630201B1 (ko) * 2019-01-23 2024-01-29 주식회사 미코세라믹스 세라믹 히터

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001102157A (ja) 1999-10-01 2001-04-13 Ngk Insulators Ltd セラミックスヒータ
JP2014099313A (ja) * 2012-11-14 2014-05-29 Bridgestone Corp ヒータユニット
KR101439279B1 (ko) * 2013-07-10 2014-09-11 (주)티티에스 가열기 및 이를 구비하는 기판 처리 장치
KR20140118461A (ko) * 2013-03-29 2014-10-08 (주)티티에스 가열기 및 이를 포함하는 기판 지지 장치

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5613389U (ko) * 1979-07-11 1981-02-04
JPS6139870U (ja) * 1984-08-20 1986-03-13 朝日金属精工株式会社 凍結防止型圧縮直線スリ−ブ
JP2518962B2 (ja) * 1990-07-27 1996-07-31 日本碍子株式会社 セラミックスヒ―タ―
JPH0782909B2 (ja) * 1990-08-21 1995-09-06 日本碍子株式会社 セラミックスヒータおよびその製造方法
JPH07335357A (ja) * 1994-06-03 1995-12-22 Sumitomo Electric Ind Ltd 酸化物超電導体の接続方法及び接続スリーブ
JP2001257200A (ja) * 2000-03-13 2001-09-21 Ibiden Co Ltd 半導体製造・検査装置用セラミック基板
JP2001267381A (ja) * 2000-03-21 2001-09-28 Ibiden Co Ltd 半導体製造・検査装置
JP2001302330A (ja) * 2000-04-24 2001-10-31 Ibiden Co Ltd セラミック基板
KR100431655B1 (ko) 2001-08-28 2004-05-17 삼성전자주식회사 웨이퍼를 가열하기 위한 히터 어셈블리
SE522581C2 (sv) 2002-02-27 2004-02-17 Sandvik Ab Element av molybdensilicidtyp
JP3925702B2 (ja) * 2002-03-18 2007-06-06 日本碍子株式会社 セラミックヒーター
JP4026761B2 (ja) * 2002-03-28 2007-12-26 日本碍子株式会社 セラミックヒーター
WO2004019658A1 (ja) * 2002-08-20 2004-03-04 Ibiden Co., Ltd. 金属ヒータ
JP4662725B2 (ja) * 2004-02-25 2011-03-30 日本碍子株式会社 基板加熱装置とその製造方法
JP2006005095A (ja) * 2004-06-16 2006-01-05 Ngk Insulators Ltd 基板加熱装置とその製造方法
KR100856153B1 (ko) * 2005-07-14 2008-09-03 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 기판 탑재 기구 및 기판 처리 장치
JP5245268B2 (ja) 2006-06-16 2013-07-24 東京エレクトロン株式会社 載置台構造及び熱処理装置
JP4640842B2 (ja) * 2006-10-11 2011-03-02 日本碍子株式会社 加熱装置
JP2009060011A (ja) * 2007-09-03 2009-03-19 Tokyo Electron Ltd 基板載置台、基板処理装置、及び温度制御方法
JP4992630B2 (ja) 2007-09-19 2012-08-08 東京エレクトロン株式会社 載置台構造及び処理装置
JP2009094137A (ja) 2007-10-04 2009-04-30 Sei Hybrid Kk ウエハ保持体および半導体製造装置
WO2009105784A2 (en) * 2008-02-21 2009-08-27 Melni Mark L Electrical connectors and methods of manufacturing and using same
JP4450106B1 (ja) 2008-03-11 2010-04-14 東京エレクトロン株式会社 載置台構造及び処理装置
JP2011222931A (ja) 2009-12-28 2011-11-04 Tokyo Electron Ltd 載置台構造及び処理装置
WO2012056807A1 (ja) * 2010-10-25 2012-05-03 日本碍子株式会社 セラミックス材料、積層体、半導体製造装置用部材及びスパッタリングターゲット部材
JP5807032B2 (ja) * 2012-03-21 2015-11-10 日本碍子株式会社 加熱装置及び半導体製造装置
US9089007B2 (en) * 2012-04-27 2015-07-21 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for substrate support with multi-zone heating
JP6139870B2 (ja) 2012-12-04 2017-05-31 キヤノン株式会社 露光方法、露光装置および物品の製造方法
CN104582019B (zh) * 2013-10-15 2019-01-04 住友电气工业株式会社 用于半导体制造装置的陶瓷加热器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001102157A (ja) 1999-10-01 2001-04-13 Ngk Insulators Ltd セラミックスヒータ
JP2014099313A (ja) * 2012-11-14 2014-05-29 Bridgestone Corp ヒータユニット
KR20140118461A (ko) * 2013-03-29 2014-10-08 (주)티티에스 가열기 및 이를 포함하는 기판 지지 장치
KR101439279B1 (ko) * 2013-07-10 2014-09-11 (주)티티에스 가열기 및 이를 구비하는 기판 처리 장치

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11956863B2 (en) 2018-03-23 2024-04-09 Ngk Insulators, Ltd. Multi-zone heater
JPWO2021157523A1 (ko) * 2020-02-03 2021-08-12
KR102437076B1 (ko) * 2021-08-30 2022-08-29 주식회사 미코세라믹스 온도 편차 특성이 개선된 기판 가열 장치
KR20230032890A (ko) * 2021-08-30 2023-03-07 주식회사 미코세라믹스 온도 편차 특성이 개선된 기판 가열 장치

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Publication number Publication date
KR102348108B1 (ko) 2022-01-10
WO2017061734A1 (ko) 2017-04-13
CN108028199B (zh) 2022-10-14
US11133202B2 (en) 2021-09-28
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JP2018537802A (ja) 2018-12-20

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