KR20200064278A - Electrostatic chuck with multi-zone heater - Google Patents

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KR20200064278A KR1020180150138A KR20180150138A KR20200064278A KR 20200064278 A KR20200064278 A KR 20200064278A KR 1020180150138 A KR1020180150138 A KR 1020180150138A KR 20180150138 A KR20180150138 A KR 20180150138A KR 20200064278 A KR20200064278 A KR 20200064278A
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김봉수
이주성
김형준
계민준
장지은
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(주)보부하이테크
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Abstract

The present invention relates to an electrostatic chuck with a multi-zone heater, wherein a main heater, which has two or more heating zones, is engaged in multiple layers with a micro heater, wherein heating zones, which are smaller than the heating zones in the main heater, are formed in a greater number than that of the heating zones of the main heater, and which performs overall heating by using the main heater, and can control detailed temperatures by using the micro heater, and control the temperature of a wafer settled on an upper surface of a chucking plate to be uniform. The electrostatic chuck with the multi-zone heater comprises: the chucking plate which includes a ceramic plate which has an upper piece which is a flat surface, and an electrode inserted into the ceramic plate, and wherein static electricity is generated on an upper surface of the ceramic plate when power is supplied to the electrode, and fixes a wafer settled on an upper surface of the ceramic plate; a metal plate which is arranged on a lower side of the chucking plate, has a flow path formed so that a refrigerant can flow inside, and discharges the heat of the chucking plate to the outside through the refrigerant; a heater plate which is arranged between the chucking plate and the metal plate, generates heat when power is supplied, and heats the chucking plate; and a control unit which controls power supplied to the heater plate. The heater plate has at least two heating zones which are selectively heated. The present invention is to provide an electrostatic chuck with a multi-zone heater, which can control the temperature of a wafer settled on a chucking plate to be uniform.

Description

멀티존 히터가 구비된 정전척{Electrostatic chuck with multi-zone heater}Electrostatic chuck with multi-zone heater

본 발명은, 멀티존 히터가 구비된 정전척에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 둘 이상의 히팅존이 형성되는 메인 히터와, 메인 히터보다 작은 크기의 히팅존이 메인 히터보다 많은 갯수로 형성되는 마이크로 히터가 상호 층상으로 결합되어 구비됨으로써, 메인 히터로서 전체적인 가열을 진행하고, 마이크로 히터로서 세부 온도 조절이 가능하여, 척킹 플레이트 상면에 안착된 웨이퍼의 온도를 균일하게 제어할 수 있고, 마이크로 히터의 각 히팅존에 대응된 온도 측정 포인트의 실제 측정값으로써 메인 히터 또는 마이크로 히터의 인가 전원을 제어함으로써, 실제 웨이퍼의 온도가 전 구간에 걸쳐 동일하게 형성되는 멀티존 히터가 구비된 정전척에 관한 것이다.The present invention relates to an electrostatic chuck equipped with a multi-zone heater, and more specifically, a main heater in which two or more heating zones are formed and a micro which is formed in a larger number of heating zones smaller than the main heater than the main heater. Since the heaters are provided in combination with each other in a layered manner, overall heating is performed as a main heater, and detailed temperature control is possible as a micro heater, so that the temperature of the wafer mounted on the upper surface of the chucking plate can be uniformly controlled, and each of the micro heaters It relates to an electrostatic chuck equipped with a multi-zone heater in which the temperature of an actual wafer is formed equally over all sections by controlling the applied power of the main heater or the micro heater as the actual measured value of the temperature measurement point corresponding to the heating zone.

최근 메모리 및 시스템IC를 제조 생산하는 반도체 업체들은 선폭을 10nm대역으로 줄여 집적도를 올리는 한편 웨이퍼 외주부분(최외곽 10mm)의 선폭 균일도를 향상시켜 수율을 높임으로써, 생산성을 높이고 경쟁력을 확보하기 위한 노력을 기울이고 있다.Recently, semiconductor companies manufacturing and manufacturing memory and system ICs have increased line width by reducing the line width to 10nm band, while improving the uniformity of the line width of the wafer's outer periphery (outermost 10mm) to increase yield, thereby increasing productivity and securing competitiveness. Is working.

필름 두께(Thin film thickness) 균일도, 멀티 패터닝(multi-patterning)을 이용한 선폭 축소, 웨이퍼상의 플라즈마 균일도와 온도 균일도 향상을 통한 식각 균일도(Etching uniformity) 향상들이 그 구체적인 방법들이다.The specific methods include thin film thickness uniformity, reduction in line width using multi-patterning, and improvement in etching uniformity by improving plasma uniformity and temperature uniformity on the wafer.

이중, 에칭 공정에서는 웨이퍼상에서 1도씨의 온도 차이가 선폭 1nm를 변화시키는 것으로 알려져 있다. 따라서, 웨이퍼 전체면에 걸쳐 온도 균일도를 유지해야 하고, wafer-to-wafer에서도 온도 균일도를 유지하도록 해야 한다.Among them, in the etching process, it is known that a temperature difference of 1 degree on the wafer changes the line width of 1 nm. Therefore, it is necessary to maintain the temperature uniformity over the entire surface of the wafer, and also to maintain the temperature uniformity in the wafer-to-wafer.

이를 위하여 종래에는 히터 플레이트의 내부에 전열선을 삽입하여 전원 인가시 발열이 되도록 함으로써 웨이퍼의 온도가 일정하게 유지되도록 하였으나, 히터 플레이트의 중심부와 외곽부 사이의 온도 편차가 발생되어 웨이퍼의 모든 구간에서 온도가 균일하지 못한 문제가 있었다.To this end, by inserting an electric heating wire inside the heater plate so as to generate heat when power is applied, the wafer temperature is kept constant, but temperature variation occurs between the central portion and the outer portion of the heater plate, causing temperature in all sections of the wafer. There was a problem that was not uniform.

따라서, 척킹 플레이트의 상면에 안착된 웨이퍼의 모든 구간에서 온도를 균일하게 형성할 수 있는 장치의 개발이 필요로 하게 되었다.Accordingly, it is necessary to develop a device capable of uniformly forming the temperature in all sections of the wafer seated on the upper surface of the chucking plate.

KR10-1472404(등록번호) 2014.12.08.KR10-1472404 (Registration No.) 2014.12.08.

본 발명은, 둘 이상의 선택적으로 가열되는 히팅존이 형성된 히터 플레이트가 구비됨으로써, 척킹 플레이트 상면에 안착된 웨이퍼의 온도를 균일하게 제어할 수 있는 멀티존 히터가 구비된 정전척을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to provide an electrostatic chuck equipped with a multi-zone heater capable of uniformly controlling the temperature of the wafer seated on the upper surface of the chucking plate by providing a heater plate having two or more selectively heated heating zones. have.

또한, 본 발명은, 둘 이상의 히팅존이 형성되는 메인 히터와, 메인 히터보다 작은 크기의 히팅존이 메인 히터보다 많은 갯수로 형성되는 마이크로 히터가 상호 층상으로 결합되어 구비됨으로써, 메인 히터로서 전체적인 가열을 진행하고, 마이크로 히터로서 세부 온도 조절이 가능하여, 척킹 플레이트 상면에 안착된 웨이퍼의 온도를 균일하게 제어할 수 있는 멀티존 히터가 구비된 정전척을 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, according to the present invention, the main heater in which two or more heating zones are formed, and a micro heater formed in a larger number of heating zones having a smaller size than the main heater are provided in combination with each other, thereby providing overall heating as the main heater. The object of the present invention is to provide an electrostatic chuck equipped with a multi-zone heater capable of uniformly controlling the temperature of the wafer seated on the upper surface of the chucking plate, as detailed temperature control is possible as a micro heater.

또한, 본 발명은, 마이크로 히터의 각 히팅존에 대응된 온도 측정 포인트의 실제 측정값으로써 메인 히터 또는 마이크로 히터의 인가 전원을 제어함으로써, 실제 웨이퍼의 온도가 전 구간에 걸쳐 동일하게 형성되는 멀티존 히터가 구비된 정전척을 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, according to the present invention, by controlling the applied power of the main heater or the micro heater as the actual measured value of the temperature measurement point corresponding to each heating zone of the micro heater, the multi-zone in which the actual wafer temperature is formed equally over all sections. It is an object to provide an electrostatic chuck equipped with a heater.

본 발명은, 상편이 평면인 세라믹 플레이트와, 상기 세라믹 플레이트 내부에 삽입되는 전극으로 이루어져, 상기 전극에 전원이 인가될 시 세라믹 플레이트의 상면에 정전기가 발생되어 상기 세라믹 플레이트의 상면에 안착된 웨이퍼를 고정시키는 척킹 플레이트; 상기 척킹 플레이트의 하부에 구비되며, 내부에 냉매가 흐를 수 있도록 유로가 형성되어서 상기 척킹 플레이트의 열을 상기 냉매를 통해 외부로 방출하는 메탈 플레이트; 상기 척킹 플레이트와 상기 메탈 플레이트 사이에 구비되어 전원의 인가시 발열되어 상기 척킹 플레이트를 가열시키는 히터 플레이트; 상기 히터 플레이트에 인가되는 전원을 조절하는 제어부;를 포함하되, 상기 히터 플레이트는 적어도 둘 이상의 선택적으로 가열되는 히팅존이 형성된다.The present invention is composed of a ceramic plate having a flat top plate and an electrode inserted into the ceramic plate. When power is applied to the electrode, static electricity is generated on the top surface of the ceramic plate to generate a wafer seated on the top surface of the ceramic plate. A fixing chucking plate; A metal plate which is provided at a lower portion of the chucking plate and flows through the coolant to discharge heat from the chucking plate to the outside through the refrigerant; A heater plate provided between the chucking plate and the metal plate to heat the chucking plate by heating when power is applied; Includes; a control unit for controlling the power applied to the heater plate, the heater plate is formed with at least two or more selectively heated heating zone.

또한, 본 발명의 상기 히터 플레이트는, 적어도 둘 이상의 선택적으로 가열되는 메인 히팅존이 형성되는 메인 히터; 상기 메인 히터와 상면 또는 하면을 접하도록 구비되며, 상기 메인 히팅존보다 작은 크기의 마이크로 히팅존이 상기 메인 히팅존보다 많은 갯수로 형성되어 선택적으로 가열되는 마이크로 히터;를 포함한다.In addition, the heater plate of the present invention, the main heater is formed at least two or more selectively heated main heating zone; It includes a micro heater that is provided so as to contact the upper surface or the lower surface of the main heater, the micro-heating zone of a size smaller than the main heating zone is formed with a larger number than the main heating zone and selectively heated.

또한, 본 발명의 상기 메인 히팅존은, 중심으로부터 확장되어 방사상으로 원주를 등분하는 직선과 원주로 둘러싸인 구분 공간이 하나의 히팅존을 형성하는 호형, 반경을 등분하는 동심원에 의해 구분되는 공간이 하나의 히팅존을 형성하는 링형, 또는 상기 링형 히팅존의 적어도 하나의 히팅존이 방사상으로 등분된 복합형 중 어느 하나로 형성된다.In addition, the main heating zone of the present invention is a space separated by a concentric circle dividing an arc, a radius that divides the circumference radially and equally divides the circumference from the center and the divided space surrounded by the circumference. It is formed of either a ring-shaped forming a heating zone, or a complex type in which at least one heating zone of the ring-shaped heating zone is radially divided.

또한, 본 발명의 상기 마이크로 히팅존은, 복수의 동심원과, 상기 동심원의 중심으로부터 방사상으로 확장되는 직선으로 둘러싸인 구분 공간으로 형성된다.In addition, the micro-heating zone of the present invention is formed of a plurality of concentric circles and a divided space surrounded by a straight line extending radially from the center of the concentric circles.

또한, 본 발명은, 상기 웨이퍼의 표면 온도를 측정하는 온도 측정부;를 포함하며, 상기 온도 측정부는, 상기 마이크로 히터의 각 마이크로 히팅존 위치에 대응되는 온도 측정 포인트를 갖고, 상기 제어부는, 상기 온도 측정부의 각 온도 측정 포인트별 측정값을 토대로 상기 메인 히터 또는 상기 마이크로 히터의 인가 전원을 제어한다.In addition, the present invention, a temperature measuring unit for measuring the surface temperature of the wafer, including, the temperature measuring unit has a temperature measuring point corresponding to each micro-heating zone position of the micro heater, the control unit, the The applied power of the main heater or the micro heater is controlled based on the measured value of each temperature measurement point of the temperature measurement unit.

또한, 본 발명의 상기 제어부는, 상기 메인 히터의 각 메인 히팅존에 전원을 인가하여 상기 메인 히팅존이 가열되도록 하며, 상기 메인 히팅존의 위치에 대응되는 상기 온도 측정 포인트 중 어느 하나의 측정값이 설정 온도에 도달되면 해당 메인 히팅존의 추가 가열을 중단한다.In addition, the control unit of the present invention, by applying power to each main heating zone of the main heater so that the main heating zone is heated, the measured value of any one of the temperature measurement points corresponding to the position of the main heating zone When this set temperature is reached, further heating of the corresponding main heating zone is stopped.

또한, 본 발명의 상기 제어부는, 모든 상기 메인 히팅존의 추가 가열이 중단되면, 모든 상기 온도 측정 포인트의 측정값이 설정 온도가 되도록 상기 마이크로 히터의 각각의 마이크로 히팅존에 선택적으로 전원을 인가한다.In addition, when the additional heating of all the main heating zones is stopped, the control unit of the present invention selectively applies power to each micro heating zone of the micro heaters so that the measured values of all the temperature measurement points become set temperatures. .

본 발명은, 둘 이상의 선택적으로 가열되는 히팅존이 형성된 히터 플레이트가 구비됨으로써, 척킹 플레이트 상면에 안착된 웨이퍼의 온도를 균일하게 제어할 수 있는 효과가 있다.The present invention has an effect that can uniformly control the temperature of the wafer seated on the upper surface of the chucking plate by providing a heater plate having two or more selectively heated heating zones.

또한, 본 발명은, 둘 이상의 히팅존이 형성되는 메인 히터와, 메인 히터보다 작은 크기의 히팅존이 메인 히터보다 많은 갯수로 형성되는 마이크로 히터가 상호 층상으로 결합되어 구비됨으로써, 메인 히터로서 전체적인 가열을 진행하고, 마이크로 히터로서 세부 온도 조절이 가능하여, 척킹 플레이트 상면에 안착된 웨이퍼의 온도를 균일하게 제어할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, the main heater in which two or more heating zones are formed, and a micro heater formed in a larger number of heating zones having a smaller size than the main heater are provided in combination with each other, thereby providing overall heating as the main heater. Proceeding, it is possible to control the detailed temperature as a micro heater, there is an effect that can uniformly control the temperature of the wafer seated on the upper surface of the chucking plate.

또한, 본 발명은, 마이크로 히터의 각 히팅존에 대응된 온도 측정 포인트의 실제 측정값으로써 메인 히터 또는 마이크로 히터의 인가 전원을 제어함으로써, 실제 웨이퍼의 온도가 전 구간에 걸쳐 동일하게 형성되는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, by controlling the applied power of the main heater or the micro heater as the actual measured value of the temperature measurement point corresponding to each heating zone of the micro heater, the effect that the actual wafer temperature is formed equally over all sections have.

도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 멀티존 히터가 구비된 정전척의 측단면도.
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 멀티존 히터가 구비된 정전척의 메인 히터의 평면 예시도.
도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 멀티존 히터가 구비된 정전척의 마이크로 히터의 평면 예시도.
도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 멀티존 히터가 구비된 정전척의 메인 히팅존, 마이크로 히팅존, 온도 측정 포인트를 투영하여 도시한 예시도.
도 5 는 도 4 의 온도 제어 과정을 도시한 예시도.1 is a side cross-sectional view of an electrostatic chuck equipped with a multi-zone heater according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a plan view of the main heater of the electrostatic chuck equipped with a multi-zone heater according to an embodiment of the present invention.
3 is a plan view of a micro heater of an electrostatic chuck equipped with a multi-zone heater according to an embodiment of the present invention.
4 is an exemplary view showing a main heating zone, a micro heating zone, and a temperature measuring point of an electrostatic chuck equipped with a multi-zone heater according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is an exemplary view showing a temperature control process of Figure 4;

이하에서, 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은, 도 1 내지 도 5 에 도시된 바와 같이, 상면이 평면인 세라믹 플레이트, 세라믹 플레이트의 내부에 삽입되는 전극(11)으로 이루어져서 전극(11)에 전원이 인가될 시 세라믹 플레이트의 상면에 정전기가 발생되어 세라믹 플레이트의 상면에 안착된 웨이퍼를 고정시키는 척킹 플레이트(10)와, 척킹 플레이트(10)의 하부에 구비되며 내부에 냉매가 흐를 수 있도록 유로(21)가 형성되어서 척킹 플레이트(10)의 열을 냉매를 통해 외부로 방출하는 메탈 플레이트(20)와, 척킹 플레이트(10)와 메탈 플레이트(20)의 사이에 구비되어 전원의 인가시 발열되어 척킹 플레이트(10)를 가열시키는 히터 플레이트(100)와, 히터 플레이트(100)에 인가되는 전원을 조절하는 제어부를 포함하여 구성된다.The present invention, as shown in Figures 1 to 5, the top surface is made of a ceramic plate having a flat surface, the electrode 11 is inserted into the interior of the ceramic plate to the upper surface of the ceramic plate when power is applied to the electrode 11 The chucking plate 10 is provided with a chucking plate 10 for fixing static electricity generated wafers mounted on the top surface of the ceramic plate, and a flow path 21 formed under the chucking plate 10 to allow refrigerant to flow therein. ) Heater plate that is provided between the metal plate (20) that discharges heat to the outside through the refrigerant and the chucking plate (10) and the metal plate (20) to heat when the power is applied to heat the chucking plate (10) It comprises a (100), and a control unit for adjusting the power applied to the heater plate 100.

척킹 플레이트(10)는, 웨이퍼가 움직이지 않도록 고정하는 역할을 하며, 이를 위하여 웨이퍼가 안착되는 세라믹 플레이트와, 세라믹 플레이트의 내부에 삽입되어 정전기를 발생시키는 전극(11)을 포함하여 구성된다.The chucking plate 10 serves to fix the wafer so that it does not move. To this end, the chucking plate 10 includes a ceramic plate on which the wafer is seated and an electrode 11 inserted into the ceramic plate to generate static electricity.

세라믹 플레이트는, 웨이퍼에 안착 공간을 제공하고, 전극(11)이 삽입될 수 있도록 장착 공간을 제공하며, 이를 위하여 전기 절연재인 세라믹으로 형성된다. 세라믹 플레이트의 상면은 평평하게 형성되어서 판형의 웨이퍼가 파손없이 안착될 수 있도록 형성된다.The ceramic plate provides a seating space on the wafer, and provides a mounting space so that the electrode 11 can be inserted, and is made of ceramic, which is an electrical insulating material. The top surface of the ceramic plate is formed flat so that the plate-shaped wafer can be seated without damage.

전극(11)은 전원이 인가될 때 세라믹 플레이트 상면에 정전기를 발생시키는 역할을 하며, 이를 위하여 세라믹 플레이트의 내부에 삽입되어 구비된다.The electrode 11 serves to generate static electricity on the upper surface of the ceramic plate when power is applied, and for this purpose, it is provided by being inserted into the interior of the ceramic plate.

메탈 플레이트(20)는, 척킹 플레이트(10)의 열을 외부로 방출하는 역할을 하며, 이를 위하여 척킹 플레이트(10)의 하부에 구비되며, 내부에 냉매가 흐를 수 있도록 유로(21)가 형성되어 구성된다.The metal plate 20 serves to dissipate heat from the chucking plate 10 to the outside, and is provided below the chucking plate 10 for this purpose, and a flow path 21 is formed to allow refrigerant to flow therein. It is composed.

메탈 플레이트(20)는 열 전도율이 높은 금속 재질로 형성되며, 척킹 플레이트(10)의 하부에 척킹 플레이트(10)와 열 전도가 가능한 구조로 결합된다. 바람직하게는 척킹 플레이트(10)의 하단에 히터 플레이트(100)가 결합되고, 히터 플레이트(100)의 하단에 메탈 플레이트(20)가 결합된다. 척킹 플레이트(10)를 냉각하기 위한 메탈 플레이트(20)를 척킹 플레이트(10) 하단에 결합하지 않고 히터 플레이트(100)를 거치는 이유는, 척킹 플레이트(10)의 온도 조절시 메탈 플레이트(20)에 의한 냉각 제어보다 히터 플레이트(100)에 의한 가열 제어가 응답이 빠르고 정확하며, 또한 세분화된 제어가 가능하기 때문이다.The metal plate 20 is formed of a metal material having high thermal conductivity, and is coupled to the lower portion of the chucking plate 10 in a structure capable of conducting heat with the chucking plate 10. Preferably, the heater plate 100 is coupled to the bottom of the chucking plate 10, and the metal plate 20 is coupled to the bottom of the heater plate 100. The reason for passing the heater plate 100 without coupling the metal plate 20 for cooling the chucking plate 10 to the bottom of the chucking plate 10 is that the metal plate 20 is adjusted when the temperature of the chucking plate 10 is adjusted. This is because the heating control by the heater plate 100 is faster and more accurate than the cooling control by, and the subdivided control is possible.

히터 플레이트(100)는, 척킹 플레이트(10)를 가열하는 역할을 하며, 이를 위하여 척킹 플레이트(10)와 메탈 플레이트(20) 사이에 구비되어 전원의 인가시 발열되도록 구성된다.The heater plate 100 serves to heat the chucking plate 10, and is provided between the chucking plate 10 and the metal plate 20 for this purpose, and is configured to generate heat when power is applied.

이러한 히터 플레이트(100)는, 적어도 둘 이상의 선택적으로 가열되는 히팅존이 형성되어 각각의 히팅존이 개별 온도 제어되는데, 바람직하게는 복수의 히팅존으로 구성된 히터가 복수의 레이어를 이루고 있으며, 각 히터 레이어는 넓은 범위의 히팅존을 온도 제어하는 메인 온도 제어와 보다 좁은 범위의 히팅존을 온도 제어하는 마이크로 온도 제어가 이루어진다. 본 발명에서는 이러한 히터 레이어를 메인 히터(110)와 마이크로 히터(120)로 구분하기로 한다.In the heater plate 100, at least two or more selectively heated heating zones are formed so that each heating zone is individually temperature-controlled, and preferably, heaters composed of a plurality of heating zones form a plurality of layers, and each heater The layer has a main temperature control for temperature control of a wide range of heating zones and a micro temperature control for temperature control of a narrower range of heating zones. In the present invention, the heater layer is divided into the main heater 110 and the micro heater 120.

메인 히터(110)는, 전원이 인가되었을 때 발열되어 척킹 플레이트(10)를 가열하는 역할을 하며, 적어도 둘 이상의 선택적으로 가열되는 메인 히팅존(111)이 형성된다. 메인 히팅존(111)은 제어부의 제어에 의해 각각 전원을 인가받으며, 메인 히팅존(111) 내의 어느 한 지점의 온도가 설정 온도에 도달되면 해당 메인 히팅존(111)이 추가 가열되지 않도록 인가 전원이 제어된다.The main heater 110 is heated when the power is applied, and serves to heat the chucking plate 10, and at least two or more selectively heated main heating zones 111 are formed. The main heating zone 111 is respectively supplied with power by the control of the control unit, and when the temperature at a certain point in the main heating zone 111 reaches the set temperature, the main heating zone 111 is not supplied with the applied power to prevent additional heating. It is controlled.

이를 위하여 메인 히터(110)는 원판형으로 형성되며, 복수의 메인 히팅존(111)이 상호 측면을 접하도록 배열된다. 메인 히팅존(111)은, 도 2 에 도시된 바와 같이, 원판의 중심으로부터 확장되어 방사상으로 원주를 등분하는 직선과 원주로 둘러싸인 구분 공간이 하나의 히팅존을 형성하는 호형, 반경을 등분하는 동심원에 의해 구분되는 공간이 하나의 히팅존을 형성하는 링형, 또는 링형 히팅존의 적어도 하나의 히팅존이 방사상으로 등분된 복합형 중 어느 하나로 형성된다. 도 2 에는 HM1 ~ HM5의 다섯개의 메인 히팅존(111)이 형성된 것을 도시하였으나 이에 한정하지 않고 더 세분화되거나 또는 메인 히팅존(111)의 수가 더 적어질 수 있다.To this end, the main heater 110 is formed in a disk shape, and a plurality of main heating zones 111 are arranged to contact each other. The main heating zone 111, as shown in FIG. 2, extends from the center of the disk and radially divides the circumference into a straight line and a circle surrounded by a circumference to form a single heating zone, concentric circles dividing arcs and radii The space divided by is formed as either a ring shape forming one heating zone, or a complex type in which at least one heating zone of the ring-shaped heating zone is radially divided. Although FIG. 2 shows that five main heating zones 111 of H M1 to H M5 are formed, the present invention is not limited thereto, and may be further subdivided or the number of main heating zones 111 may be reduced.

메인 히터(110)는 척킹 플레이트(10)의 온도를 일차적으로 가열하는 역할을 한다. 이때, 하술할 온도 측정부의 온도 측정 포인트(130)는 마이크로 히터(120)의 히팅존에 대응되도록 구성되어 있으므로, 메인 히팅존(111) 하나에는 복수의 온도 측정 포인트(130)가 대응된다. 이러한 메인 히팅존(111)의 온도는 대응된 복수의 온도 측정 포인트(130) 중 어느 하나가 설정 온도에 도달되면 추가 가열이 이루어지지 않도록 제어되며, 바람직하게는 전원의 인가를 차단하는 것이 아니라 현상유지될 만큼의 전원이 인가된다. 이때, 메인 히팅존(111)에 인가되는 전원은 그 전력의 크기가 제어될수도 있으나, 고정된 크기의 전력이 인가 시간, 인가 간격이 조절되는 방식으로 제어될수도 있다.The main heater 110 serves to primarily heat the temperature of the chucking plate 10. At this time, since the temperature measurement point 130 of the temperature measurement unit to be described below is configured to correspond to the heating zone of the micro heater 120, a plurality of temperature measurement points 130 are corresponding to one of the main heating zones 111. The temperature of the main heating zone 111 is controlled so that no additional heating occurs when any one of the corresponding plurality of temperature measurement points 130 reaches a set temperature, and preferably does not block the application of power. Power sufficient to be maintained is applied. At this time, the power applied to the main heating zone 111 may be controlled in the size of its power, but the power of a fixed size may be controlled in such a way that the application time and the application interval are adjusted.

마이크로 히터(120)는, 전원이 인가되었을 때 발열되어 척킹 플레이트(10)를 가열하는 역할을 하며, 복수의 선택적으로 가열되는 마이크로 히팅존(121)이 형성된다. 마이크로 히팅존(121)은 제어부의 제어에 의해 각각 전원을 인가받으며, 마이크로 히팅존(121)의 온도가 설정 온도에 도달되면 해당 마이크로 히팅존(121)이 추가 가열되지 않도록 인가 전원이 제어된다.The micro heater 120 heats when the power is applied, and serves to heat the chucking plate 10, and a plurality of selectively heated micro heating zones 121 are formed. The micro-heating zone 121 is respectively supplied with power by the control of the control unit, and when the temperature of the micro-heating zone 121 reaches a set temperature, the applied power is controlled so that the micro-heating zone 121 is not heated further.

이를 위하여 마이크로 히터(120)는 원판형으로 형성되며, 복수의 마이크로 히팅존(121)이 상호 측면을 접하도록 배열된다. 마이크로 히팅존(121)은, 도 3 에 도시된 바와 같이, 원판의 중심을 동심으로 하는 복수의 동심원과, 원판의 중심으로부터 확장되어 방사상으로 원주를 등분하는 직선으로 둘러싸인 구분 공간으로 형성된다. 이때, 마이크로 히팅존(121)은 메인 히팅존(111)보다 작은 크기로 형성되며, 메인 히팅존(111)보다 많은 갯수가 배열된다.To this end, the micro heater 120 is formed in a disk shape, and a plurality of micro heating zones 121 are arranged to contact each other. As shown in FIG. 3, the micro-heating zone 121 is formed of a plurality of concentric circles concentric with the center of the disk, and a partition space extending from the center of the disk and radially dividing the circumference. At this time, the micro heating zone 121 is formed in a smaller size than the main heating zone 111, and a larger number than the main heating zone 111 is arranged.

그러나, 마이크로 히팅존(121)은 상술한 호형으로 구분된 동심원 형상에 한정되지 아니하고, 오와 열을 갖는 사각 매트릭스 형태도 가능하며, 또한, 메인 히팅존(111)의 복합형 형상과 같이 링형 히팅존의 적어도 하나의 히팅존이 방사상으로 등분된 형상 역시 가능함은 물론이다. 도 3 에는 이러한 복합형 형상의 마이크로 히팅존(121)이 도시되어 있다.However, the micro-heating zone 121 is not limited to the concentric circle shape divided into the above-described arc shapes, and a rectangular matrix shape with oh and heat is also possible, and also a ring-like heating like the complex shape of the main heating zone 111 Needless to say, a shape in which at least one heating zone of the zone is radially divided is also possible. 3 shows a micro-heating zone 121 of such a complex shape.

마이크로 히터(120)는 척킹 플레이트(10)의 온도를 이차적으로 가열하는 역할을 한다. 이때, 하술할 온도 측정부의 온도 측정 포인트(130)는 마이크로 히터(120)의 히팅존에 대응되도록 구성되어 있으므로, 온도 측정 포인트(130)의 측정값이 설정 온도에 도달되면 추가 가열이 이루어지지 않도록 제어되며, 바람직하게는 전원의 인가를 차단하는 것이 아니라 현상유지될 만큼의 전원이 인가된다. 이때, 마이크로 히팅존(121)에 인가되는 전원은 그 전력의 크기가 제어될수도 있으나, 고정된 크기의 전력이 인가 시간, 인가 간격이 조절되는 방식으로 제어될수도 있다.The micro heater 120 serves to secondaryly heat the temperature of the chucking plate 10. At this time, since the temperature measuring point 130 of the temperature measuring unit to be described below is configured to correspond to the heating zone of the micro heater 120, when the measured value of the temperature measuring point 130 reaches a set temperature, additional heating is not performed. It is controlled, and preferably does not block the application of the power, but the power is applied to maintain the development. At this time, the power applied to the micro-heating zone 121 may be controlled in the size of its power, but the power of a fixed size may be controlled in such a way that the application time and the application interval are adjusted.

즉, 메인 히터(110)의 메인 히팅존(111) 내에서도 온도 편차가 발생될 수 있는 것을 마이크로 히터(120)의 마이크로 히팅존(121)이 보상하여 히터 플레이트(100) 전 구역이 동일한 온도로 가열되며, 바람직하게는 웨이퍼가 전 구역에 걸쳐 동일한 온도로 가열될 수 있게 된다.That is, the micro-heating zone 121 of the micro heater 120 compensates that a temperature deviation may occur even in the main heating zone 111 of the main heater 110, so that the entire area of the heater plate 100 is heated to the same temperature. Preferably, the wafer can be heated to the same temperature over the entire zone.

제어부는, 히터 플레이트(100)에 인가되는 전원을 조절하는 역할을 한다. 이를 위하여 본 발명은 웨이퍼의 표면 온도를 측정하여 측정값을 제어부에 제공하는 온도 측정부가 구비된다. 온도 측정부는 마이크로 히터(120)의 마이크로 히팅존(121) 위치에 대응되는 온도 측정 포인트(130)를 갖도록 구비된다. 온도 측정 포인트(130)라 함은 각 위치에 물리적인 온도 측정 센서가 구비되는 것만을 의미하는 것이 아니고, 열화상 카메라의 촬영 이미지로부터 각 위치의 온도를 추출하는 것 등 공지의 온도 측정 기술에 의한 복수 지점의 온도 측정 기술이 모두 포함된다.The control unit serves to control the power applied to the heater plate 100. To this end, the present invention is provided with a temperature measuring unit that measures the surface temperature of the wafer and provides the measured value to the control unit. The temperature measuring unit is provided to have a temperature measuring point 130 corresponding to the position of the micro heating zone 121 of the micro heater 120. The temperature measurement point 130 does not only mean that a physical temperature measurement sensor is provided at each location, but also by a known temperature measurement technology, such as extracting the temperature at each location from a captured image of a thermal imaging camera. All multi-point temperature measurement techniques are included.

제어부는 우선 메인 히터(110)에 전원을 인가하여 메인 히터(110)를 가열시킨다. 제어부는 메인 히팅존(111) 각각에 선택적으로 전원을 인가하여 메인 히팅존(111)이 가열되도록 하며, 메인 히팅존(111)의 위치에 대응되는 온도 측정 포인트(130) 중 어느 하나의 측정값이 설정 온도에 도달되면 해당 메인 히팅존(111)의 추가 가열이 중단되도록 해당 메인 히팅존(111)에 인가되는 전원을 가변시킨다. 이때, 전원을 가변시킨다는 의미는 전력의 크기를 줄이는것일 수 있고, 또는 전력의 크기는 유지한 채 전원의 인가 시간, 인가 간격을 조절하는 것일 수 있다.The control unit first applies power to the main heater 110 to heat the main heater 110. The control unit selectively applies power to each of the main heating zones 111 so that the main heating zones 111 are heated, and a measurement value of any one of the temperature measurement points 130 corresponding to the position of the main heating zones 111 When the set temperature is reached, the power applied to the main heating zone 111 is varied so that additional heating of the main heating zone 111 is stopped. At this time, the meaning of varying the power may be to reduce the size of the power, or to maintain the size of the power while adjusting the application time and the application interval of the power.

제어부는 다음으로 마이크로 히터(120)에 전원을 인가하여 마이크로 히터(120)를 가열시킨다. 제어부는 마이크로 히팅존(121) 각각에 선택적으로 전원을 인가하여 마이크로 히팅존(121)이 가열되도록 하며, 마이크로 히팅존(121)의 위치에 대응되는 온도 측정 포인트(130)의 측정값이 설정 온도에 도달되면 해당 마이크로 히팅존(121)의 추가 가열이 중단되도록 마이크로 히팅존(121)에 인가되는 전원을 가변시킨다. 이때, 전원을 가변시킨다는 의미는 전력의 크기를 줄이는것일 수 있고, 또는 전력의 크기는 유지한 채 전원의 인가 시간, 인가 간격을 조절하는 것일 수 있다.The control unit then applies power to the micro heater 120 to heat the micro heater 120. The control unit selectively applies power to each of the micro-heating zones 121 so that the micro-heating zone 121 is heated, and the measured value of the temperature measurement point 130 corresponding to the position of the micro-heating zone 121 is set temperature When is reached, the power applied to the micro-heating zone 121 is varied so that additional heating of the micro-heating zone 121 is stopped. At this time, the meaning of varying the power may be to reduce the size of the power, or to maintain the size of the power while adjusting the application time and the application interval of the power.

한편, 메인 히팅존(111) 또는 마이크로 히팅존(121) 각각은 설사 동일한 면적과 동일한 길이의 전열선이 사용됐다 하더라도 그 저항값에 오차가 발생될 수 있다. 즉, 동일한 전력을 각 메인 히팅존(111)에 제공했을 때 각 메인 히팅존(111)의 온도가 서로 다를 수 있고, 동일한 전력을 각 마이크로 히팅존(121)에 제공했을 때 각 마이크로 히팅존(121)의 온도가 서로 다를 수 있다는 것이다.On the other hand, each of the main heating zone 111 or the micro heating zone 121 may have an error in the resistance value even if an electric wire having the same area and the same length is used. That is, when the same power is provided to each main heating zone 111, the temperature of each main heating zone 111 may be different, and when the same power is provided to each micro heating zone 121, each micro heating zone ( 121) that the temperature may be different.

따라서, 제어부에는 각 메인 히팅존(111), 마이크로 히팅존(121)들에 전원이 인가되었을 때 어느 온도로 가열되는지에 대한 정보가 전력의 크기별, 전력의 인가 시간 또는 인가 간격별로 저장되어 있다. 제어부는 이러한 인가 전원에 대한 온도 데이터를 토대로 메인 히팅존(111) 또는 마이크로 히팅존(121)들을 제어한다.Accordingly, the control unit stores information on which temperature is heated when power is applied to each of the main heating zones 111 and micro-heating zones 121 for each size of power, for each application time, or for each application interval. The control unit controls the main heating zone 111 or the micro heating zones 121 based on the temperature data for the applied power.

또한, 제어부는 메인 히팅존(111)의 위치에 해당되는 온도 측정 포인트(130) 중 어느 하나가 설정 온도에 도달되어 메인 히팅존(111)을 현상 유지시키고, 마이크로 히팅존(121)에 전원을 인가하여 모든 온도 측정 포인트(130)가 설정 온도에 도달되도록 마이크로 히팅존(121)을 가열하되, 만일 메인 히팅존(111)의 위치에 해당되는 온도 측정 포인트(130)가 모두 설정 온도 미만일 경우에는 다시 메인 히팅존(111)을 가열시킨다. 즉, 마이크로 히팅존(121)의 가열은 메인 히팅존(111)의 온도 측정 포인트(130) 중 어느 하나 이상이 설정 온도에 도달되었을때에 진행되고, 그렇지 못한 경우에는 메인 히팅존(111)을 가열시켜 전반적으로 온도를 끌어 올리게 되는 것이다.In addition, the control unit maintains the main heating zone 111 by developing one of the temperature measurement points 130 corresponding to the position of the main heating zone 111, and maintains the power to the micro heating zone 121. When applied, the micro heating zone 121 is heated so that all temperature measurement points 130 reach a set temperature, but if all of the temperature measurement points 130 corresponding to the position of the main heating zone 111 are less than the set temperature, The main heating zone 111 is heated again. That is, the heating of the micro heating zone 121 proceeds when any one or more of the temperature measurement points 130 of the main heating zone 111 reaches a set temperature, otherwise the main heating zone 111 is opened. The temperature is increased by heating.

이러한 제어부의 동작이 도 4 및 도 5 에 도시되어 있다. 도 4 의 메인 히팅존(111)에 대응되는 마이크로 히팅존(121) 및 온도 측정 포인트(130)의 제어 예시가 도 5 에 도시되어 있는데, 도 5 를 참조하면, 우선 메인 히팅존(111)에 전원이 인가되어 가열된다. 이때 도 5 와 같이 하나의 메인 히팅존(111)이라 하더라도 온도 측정 포인트(130)별로 측정 온도(Tk~Tk+3)가 다르게 나타날 수 있다. 이때, 온도 측정 포인트(130) 중 어느 하나라도 설정 온도에 도달되면 메인 히팅존(111)의 추가 가열을 중지하고 마이크로 히팅존(121)에 전원이 선택적으로 인가된다. 각 마이크로 히팅존(121)들은 대응되는 온도 측정 포인트(130)의 온도가 설정 온도에 도달되면 추가 가열이 중지된다.The operation of this control unit is illustrated in FIGS. 4 and 5. An example of control of the micro heating zone 121 and the temperature measurement point 130 corresponding to the main heating zone 111 of FIG. 4 is illustrated in FIG. 5. Referring to FIG. 5, first, to the main heating zone 111 Power is applied and heated. At this time, even in one main heating zone 111 as shown in FIG. 5, the measurement temperatures T k to T k+3 may be different for each temperature measurement point 130. At this time, when any one of the temperature measurement points 130 reaches a set temperature, additional heating of the main heating zone 111 is stopped and power is selectively applied to the micro heating zone 121. Each of the micro heating zones 121 stops further heating when the temperature of the corresponding temperature measuring point 130 reaches a set temperature.

상술한 구성으로 이루어진 본 발명은, 둘 이상의 선택적으로 가열되는 히팅존이 형성된 히터 플레이트(100)가 구비됨으로써, 척킹 플레이트(10) 상면에 안착된 웨이퍼의 온도를 균일하게 제어할 수 있는 효과가 있다.The present invention made of the above-described configuration is provided with a heater plate 100 having two or more selectively heated heating zones, thereby effectively controlling the temperature of the wafer seated on the upper surface of the chucking plate 10. .

또한, 본 발명은, 둘 이상의 히팅존이 형성되는 메인 히터(110)와, 메인 히터(110)보다 작은 크기의 히팅존이 메인 히터(110)보다 많은 갯수로 형성되는 마이크로 히터(120)가 상호 층상으로 결합되어 구비됨으로써, 메인 히터(110)로서 전체적인 가열을 진행하고, 마이크로 히터(120)로서 세부 온도 조절이 가능하여, 척킹 플레이트(10) 상면에 안착된 웨이퍼의 온도를 균일하게 제어할 수 있는 효과가 있다.In addition, in the present invention, the main heater 110 in which two or more heating zones are formed, and the micro heater 120 in which a heating zone having a smaller size than the main heater 110 is formed in a larger number than the main heater 110 By being provided in a layered manner, overall heating is performed as the main heater 110, and detailed temperature control is possible as the micro heater 120, so that the temperature of the wafer mounted on the upper surface of the chucking plate 10 can be uniformly controlled. It has an effect.

또한, 본 발명은, 마이크로 히터(120)의 각 히팅존에 대응된 온도 측정 포인트(130)의 실제 측정값으로써 메인 히터(110) 또는 마이크로 히터(120)의 인가 전원을 제어함으로써, 실제 웨이퍼의 온도가 전 구간에 걸쳐 동일하게 형성되는 효과가 있다.In addition, the present invention, by controlling the applied power of the main heater 110 or the micro heater 120 as the actual measured value of the temperature measurement point 130 corresponding to each heating zone of the micro heater 120, the actual wafer The effect is that the temperature is formed equally over the entire section.

10 : 척킹 플레이트 11 : 전극
20 : 메탈 플레이트 21 : 유로
100 : 히터 플레이트
110 : 메인 히터 111 : 메인 히팅존
120 : 마이크로 히터 121 : 마이크로 히팅존
130 : 온도 측정 포인트10: chucking plate 11: electrode
20: metal plate 21: euro
100: heater plate
110: main heater 111: main heating zone
120: micro heater 121: micro heating zone
130: temperature measurement point

Claims (7)

상편이 평면인 세라믹 플레이트와, 상기 세라믹 플레이트 내부에 삽입되는 전극으로 이루어져, 상기 전극에 전원이 인가될 시 세라믹 플레이트의 상면에 정전기가 발생되어 상기 세라믹 플레이트의 상면에 안착된 웨이퍼를 고정시키는 척킹 플레이트;
상기 척킹 플레이트의 하부에 구비되며, 내부에 냉매가 흐를 수 있도록 유로가 형성되어서 상기 척킹 플레이트의 열을 상기 냉매를 통해 외부로 방출하는 메탈 플레이트;
상기 척킹 플레이트와 상기 메탈 플레이트 사이에 구비되어 전원의 인가시 발열되어 상기 척킹 플레이트를 가열시키는 히터 플레이트;
상기 히터 플레이트에 인가되는 전원을 조절하는 제어부;
를 포함하되,
상기 히터 플레이트는 적어도 둘 이상의 선택적으로 가열되는 히팅존이 형성되는 멀티존 히터가 구비된 정전척.
A chucking plate that consists of a ceramic plate with a flat top and an electrode inserted inside the ceramic plate, and when a power is applied to the electrode, static electricity is generated on the top surface of the ceramic plate to fix the wafer seated on the top surface of the ceramic plate ;
A metal plate which is provided at a lower portion of the chucking plate and flows through the coolant to discharge heat from the chucking plate to the outside through the refrigerant;
A heater plate provided between the chucking plate and the metal plate to heat the chucking plate by heating when power is applied;
A control unit for controlling power applied to the heater plate;
Including,
The heater plate is an electrostatic chuck equipped with a multi-zone heater in which at least two or more selectively heated heating zones are formed.
제 1 항에 있어서,
상기 히터 플레이트는,
적어도 둘 이상의 선택적으로 가열되는 메인 히팅존이 형성되는 메인 히터;
상기 메인 히터와 상면 또는 하면을 접하도록 구비되며, 상기 메인 히팅존보다 작은 크기의 마이크로 히팅존이 상기 메인 히팅존보다 많은 갯수로 형성되어 선택적으로 가열되는 마이크로 히터;
를 포함하는 멀티존 히터가 구비된 정전척.
According to claim 1,
The heater plate,
A main heater in which at least two or more selectively heated main heating zones are formed;
A micro heater provided to contact the top surface or the bottom surface of the main heater, and having a micro heating zone having a size smaller than that of the main heating zone and being selectively heated to be formed in a larger number than the main heating zone;
Electrostatic chuck equipped with a multi-zone heater comprising a.
제 2 항에 있어서,
상기 메인 히팅존은, 중심으로부터 확장되어 방사상으로 원주를 등분하는 직선과 원주로 둘러싸인 구분 공간이 하나의 히팅존을 형성하는 호형, 반경을 등분하는 동심원에 의해 구분되는 공간이 하나의 히팅존을 형성하는 링형, 또는 상기 링형 히팅존의 적어도 하나의 히팅존이 방사상으로 등분된 복합형 중 어느 하나로 형성되는 멀티존 히터가 구비된 정전척.
According to claim 2,
In the main heating zone, a space that is divided by a concentric circle that divides a radius and arcs forming a single heating zone is formed by a straight line dividing the circumference radially from the center and a divided space surrounded by a circumference, and forming a single heating zone. An electrostatic chuck equipped with a multi-zone heater formed of any one of a ring-shaped or a complex type in which at least one heating zone of the ring-shaped heating zone is radially divided.
제 3 항에 있어서,
상기 마이크로 히팅존은, 복수의 동심원과, 상기 동심원의 중심으로부터 방사상으로 확장되는 직선으로 둘러싸인 구분 공간으로 형성되는 멀티존 히터가 구비된 정전척.
The method of claim 3,
The micro-heating zone is an electrostatic chuck equipped with a plurality of concentric circles and a multi-zone heater formed of a divided space surrounded by a straight line extending radially from the center of the concentric circle.
제 4 항에 있어서,
상기 웨이퍼의 표면 온도를 측정하는 온도 측정부;를 포함하며,
상기 온도 측정부는, 상기 마이크로 히터의 각 마이크로 히팅존 위치에 대응되는 온도 측정 포인트를 갖고,
상기 제어부는, 상기 온도 측정부의 각 온도 측정 포인트별 측정값을 토대로 상기 메인 히터 또는 상기 마이크로 히터의 인가 전원을 제어하는 멀티존 히터가 구비된 정전척.
The method of claim 4,
Includes; a temperature measuring unit for measuring the surface temperature of the wafer,
The temperature measurement unit has a temperature measurement point corresponding to each micro heating zone position of the micro heater,
The control unit, the electrostatic chuck equipped with a multi-zone heater for controlling the applied power of the main heater or the micro heater based on the measured value of each temperature measurement point of the temperature measuring unit.
제 5 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 메인 히터의 각 메인 히팅존에 전원을 인가하여 상기 메인 히팅존이 가열되도록 하며, 상기 메인 히팅존의 위치에 대응되는 상기 온도 측정 포인트 중 어느 하나의 측정값이 설정 온도에 도달되면 해당 메인 히팅존의 추가 가열을 중단하는 멀티존 히터가 구비된 정전척.
The method of claim 5,
The control unit applies power to each main heating zone of the main heater so that the main heating zone is heated, and any one of the temperature measurement points corresponding to the position of the main heating zone reaches a set temperature. When the electrostatic chuck equipped with a multi-zone heater to stop further heating of the main heating zone.
제 6 항에 있어서,
상기 제어부는, 모든 상기 메인 히팅존의 추가 가열이 중단되면, 모든 상기 온도 측정 포인트의 측정값이 설정 온도가 되도록 상기 마이크로 히터의 각각의 마이크로 히팅존에 선택적으로 전원을 인가하는 멀티존 히터가 구비된 정전척.
The method of claim 6,
The control unit is provided with a multi-zone heater that selectively applies power to each micro-heating zone of the micro-heater such that when all the heating of the main heating zone is stopped, the measured value of all the temperature measurement points becomes a set temperature. Electrostatic chuck.
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