KR20210016857A - 엘이디 스핀척 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 엘이디를 통해 웨이퍼를 가열하는 엘이디 스핀척에 관한 것으로서, 특히, 엘이디 스핀척의 가열부의 면적이 웨이퍼의 면적보다 작은 경우에도, 웨이퍼의 비외곽영역과 외곽영역, 즉, 웨이퍼의 전영역의 가열을 효과적으로 달성할 수 있는 엘이디 스핀척에 관한 것이다.

Description

엘이디 스핀척{LED SPIN CHUCK}
본 발명은 엘이디를 통해 웨이퍼를 가열하는 엘이디 스핀척에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼는 고정밀도의 물품으로서, 에칭, 세정, 폴리싱, 및 재료 디포지션과 같은 다양한 표면 처리 공정이 수행된다. 이러한 웨이퍼의 표면 처리 공정은 엘이디 스핀척이 웨이퍼를 파지하여 웨이퍼를 회전시키고, 엘이디 스핀척의 상부에 세정 노즐을 통해 세정액이 분사될 때, 엘이디 스핀척의 엘이디(LED)를 통해 웨이퍼를 가열함으로써, 이루어지게 된다.
최근에는, 웨이퍼의 직경이 점차 증가하는 추세이고, 이에 따라, 웨이퍼들이 건조되는 동안 세정액의 표면 장력으로 인한 웨이퍼 패턴 붕괴 현상(collapse or leaning)이 점차 많아지고 있다.
웨이퍼 패턴 붕괴 현상의 원인 중 하나로 웨이퍼 표면에 세정액이 남는 것이며, 이를 해결하기 위해, 웨이퍼 표면에 세정액이 남지 않도록, 웨이퍼 전체를 균일하게 건조시킴과 동시에 세정액을 신속하게 가열시키는 건조 기술 개발이 필요하다.
위와 같이, 웨이퍼를 가열하여 웨이퍼의 패턴 붕괴 현상을 방지하는 엘이디 스핀척으로는 한국등록특허 제10-1981983호(이하, '특허문헌 1'이라 한다) 및 미국등록특허 제10,312,117호(이하, '특허문헌 2'라 한다)에 기재된 것이 공지되어 있다.
특허문헌 1은 웨이퍼 세정 공정시, LED 히터가 다수개의 LED를 통해 웨이퍼를 가열하게 된다. 그러나, 특허문헌 1의 LED 히터는 LED히터의 면적이 웨이퍼의 면적보다 작게 형성됨으로써, 웨이퍼의 외곽부분의 가열이 제대로 이루어지지 못하는 문제점이 발생한다.
특허문헌 2의 경우, 프레넬 렌즈를 엘이디 위에 구비하여 스핀척의 중앙인 포스트 영역에서 웨이퍼의 가열이 이루어지지 않는 것을 해결하거나, 회로 기판에 스핀척의 중앙인 포스트 영역 방향으로 경사진 실장면을 구비하고, 상기 실장면에 엘이디를 실장하여 포스트 영역에서 웨이퍼의 가열이 이루어지지 않는 것을 해결하는 것에 대한 기재만이 있을 뿐, 웨이퍼의 외곽 영역에 대한 가열이 제대로 이루어지지 않는 문제점을 해결하지 못하고 있다.
따라서, 위와 같이, 웨이퍼의 면적이 엘이디 스핀척의 가열영역의 면적보다 큰 경우에 웨이퍼의 외곽 영역을 효과적으로 가열할 수 있는 기술 개발이 필요하다.
한국등록특허 제10-1981983호 미국등록특허 제10,312,117호
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 엘이디 스핀척의 가열부의 면적이 웨이퍼의 면적보다 작은 경우에도, 웨이퍼의 비외곽영역과 외곽영역, 즉, 웨이퍼의 전영역의 가열을 효과적으로 달성할 수 있는 엘이디 스핀척을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 특징에 따른 엘이디 스핀척은, 웨이퍼를 파지하여 회전 가능하게 구비되고, 상기 웨이퍼를 가열하는 엘이디 스핀척에 있어서, 상기 웨이퍼의 하면을 수직으로 조사하는 복수개의 제1엘이디와, 상기 웨이퍼의 외곽의 하면을 외곽 방향으로 경사지게 조사하는 복수개의 제2엘이디를 구비한 가열부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가열부는, 상기 제1엘이디그룹이 구비되는 영역과 상기 제2엘이디그룹이 구비되는 영역이 서로 개별적으로 독립되어 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징에 따른 엘이디 스핀척은, 웨이퍼를 파지하며, 회전 가능하게 구비되는 바디; 및 상기 웨이퍼를 가열하도록 상기 웨이퍼와 상기 바디 사이에 구비되는 가열부;를 포함하고, 상기 가열부는, 그 외곽 중 적어도 일부에 그 외곽으로 갈수록 하향으로 경사지게 형성되는 경사부가 구비된 플레이트; 상기 플레이트의 상면 중 상기 경사부의 경사면을 제외한 상면 중 적어도 일부에 구비되는 제1엘이디그룹; 및 상기 경사부의 경사면에 구비되는 제2엘이디그룹;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 바디는, 포스트가 삽입되도록 상기 바디의 중앙에 형성되는 제1중공; 상기 바디의 외곽에 구비되며, 상기 웨이퍼를 파지하는 복수개의 척핀이 배열되는 외곽부; 및 상기 제1중공과 상기 외곽부 사이에 위치하며, 그 상부에 상기 가열부가 위치하는 홈부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 복수개의 척핀은 상기 가열부보다 상기 바디의 외곽에 위치하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1엘이디그룹은 제1엘이디기판에 실장되고, 상기 제1엘이디기판은 상기 플레이트의 상면 중 상기 경사부의 경사면을 제외한 상면 중 적어도 일부에 설치되고, 상기 제2엘이디그룹은 제2엘이디기판에 실장되고, 상기 제2엘이디기판은 상기 플레이트의 상면 중 상기 경사부의 경사면에 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 플레이트는, 포스트가 삽입되도록 상기 플레이트의 중앙에 형성되는 제2중공; 상기 제2중공에 위치하는 유입부 및 유출부; 및 상기 유입부 및 상기 유출부를 연결하며, 상기 플레이트의 내부에 형성되는 유로;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 엘이디 스핀척에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
가열부의 면적이 웨이퍼의 면적보다 작은 경우에도 웨이퍼의 외곽영역의 가열을 달성할 수 있으며, 이를 통해, 웨이퍼의 세정 공정시, 웨이퍼의 외곽영역 표면에 세정액이 남게되어 웨이퍼의 패턴이 붕괴되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
유체가 유로를 통해 플레이트의 전 영역에 유동됨에 따라, 플레이트에 구비되는 복수개의 제1, 2엘이디의 냉각이 더욱 효과적으로 이루어질 수 있다. 따라서, 복수개의 제1, 2엘이디를 통한 웨이퍼의 온도 제어를 더욱 쉽게 달성할 수 있으며, 엘이디 스핀척의 수명 또한 연장된다.
3D 프린팅으로 플레이트를 제작함에 따라, 작은 두께의 플레이트에도 위와 같이, 복잡한 유로 구조를 형성시킬 수 있다. 따라서, 엘이디 스핀척의 홈부의 높이가 낮은 경우에도 가열부를 용이하게 설치할 수 있으며, 나아가, 엘이디 스핀척의 컴팩트화를 달성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엘이디 스핀척의 사시도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엘이디 스핀척의 분해 사시도.
도 3은 도 2의 바디의 사시도.
도 4는 도 2의 가열부의 사시도.
도 5는 도 2의 가열부의 분해 사시도.
도 6은 도 5의 플레이트의 사시도.
도 7은 도 6의 플레이트의 내부 유로를 도시한 저면도.
도 8은 도 1의 엘이디 스핀척에서 커버를 제거한 상태를 도시한 도.
도 9는 도 1의 엘이디 스핀척에 척핀으로 웨이퍼를 파지한 것을 도시한 도.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엘이디 스핀척의 가열부를 통해 웨이퍼를 가열하는 것을 도시한 도.
도 11(a)는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엘이디 스핀척에서 제1엘이디를 작동하였을 때의 웨이퍼의 상태를 열화상 카메라로 촬영한 것을 도시한 도.
도 11(b)는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엘이디 스핀척에서 제2엘이디를 작동하였을 때의 웨이퍼의 상태를 열화상 카메라로 촬영한 것을 도시한 도.
도 11(c)는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엘이디 스핀척에서 제1엘이디 및 제2엘이디를 작동하였을 때의 웨이퍼의 상태를 열화상 카메라로 촬영한 것을 도시한 도.
이하의 내용은 단지 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 발명의 원리를 구현하고 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시 예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다.
본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 예시 도인 단면도 및/또는 사시도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다.
이하, 도 1 내지 도 11을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엘이디 스핀척(10)에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엘이디 스핀척의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엘이디 스핀척의 분해 사시도이고, 도 3은 도 2의 바디의 사시도이고, 도 4는 도 2의 가열부의 사시도이고, 도 5는 도 2의 가열부의 분해 사시도이고, 도 6은 도 5의 플레이트의 사시도이고, 도 7은 도 6의 플레이트의 내부 유로를 도시한 저면도이고, 도 8은 도 1의 엘이디 스핀척에서 커버를 제거한 상태를 도시한 도이고, 도 9는 도 1의 엘이디 스핀척에 척핀으로 웨이퍼를 파지한 것을 도시한 도이고, 도 10은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엘이디 스핀척의 가열부를 통해 웨이퍼를 가열하는 것을 도시한 도이고, 도 11(a)는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엘이디 스핀척에서 제1엘이디를 작동하였을 때의 웨이퍼의 상태를 열화상 카메라로 촬영한 것을 도시한 도이고, 도 11(b)는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엘이디 스핀척에서 제2엘이디를 작동하였을 때의 웨이퍼의 상태를 열화상 카메라로 촬영한 것을 도시한 도이고, 도 11(c)는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엘이디 스핀척에서 제1엘이디 및 제2엘이디를 작동하였을 때의 웨이퍼의 상태를 열화상 카메라로 촬영한 것을 도시한 도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엘이디 스핀척(10)은, 웨이퍼(W)를 파지하며, 포스트(300)를 중심으로 회전 가능하게 구비되는 바디(100)와, 바디(100)의 제1중공(110)에 삽입되며, 가열부(500)를 고정시키는 포스트(300)와, 웨이퍼(W)를 가열하도록 웨이퍼(W)와 바디 사이에 구비되는 가열부(500)와, 가열부(500)를 덮도록 바디의 상부에 설치되는 커버(700)와, 가열부(500)를 제어하는 제어부(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엘이디 스핀척(10)은 웨이퍼(W)를 파지하여 회전 가능하게 구비되고, 웨이퍼(W)를 가열하는 엘이디 스핀척(10)으로서, 웨이퍼(W)의 비외곽영역의 하면을 수직으로 조사하는 복수개의 제1엘이디(531)로 이루어진 제1엘이디그룹과, 웨이퍼(W)의 외곽영역의 하면을 외곽 방향으로 경사지게 조사하는 복수개의 제2엘이디(551)로 이루어진 제2엘이디그룹을 구비한 가열부(500)를 포함하여 구성될 수 있다.
제1엘이디그룹은 복수개의 제1엘이디(531)로 이루어진 그룹을 의미하며, 제2엘이디그룹은 복수개의 제2엘이디(551)로 이루어진 그룹을 의미한다.
제1엘이디그룹에서 수직으로 조사되는 빛은 복수개의 제1엘이디(531)가 작동할 때, 주로 조사되는 빛의 경로를 의미한다.
제2엘이디그룹에서 외곽 방향으로 경사지게 조사되는 빛은 복수개의 제2엘이디(551)가 작동할 때, 주로 조사되는 빛의 경로를 의미한다.
또한, 외곽 방향이라 함은, 원형 형상을 갖는 웨이퍼(W)를 기준으로 중심점에서 원의 바깥 방향으로 향하는 방향을 의미한다.
웨이퍼(W)의 외곽영역은 웨이퍼(W)의 지름에서, 가열부(500)에서 복수개의 제1엘이디(531)로 이루어진 제1엘이디그룹이 형성된 영역의 길이만큼을 제외한 영역을 의미한다.
예컨데, 웨이퍼(W)의 반지름이 150㎜m 이고, 제1엘이디그룹이 형성된 영역이웨이퍼(W)의 중심점으로부터 그 길이가 140㎜ 인 구간까지일 경우를 가정하자.
이 경우, 웨이퍼(W)의 외곽영역은 웨이퍼(W)의 중심점으로부터 그 길이가 140㎜인 구간부터 웨이퍼(W)의 중심점으로부터 그 길이가 150㎜ 인 구간까지의 영역이다.
웨이퍼(W)의 비외곽영역은 웨이퍼(W)의 전체 영역 중 외곽영역을 제외한 영역을 의미한다.
따라서, 위와 같은 예에서, 웨이퍼(W)의 비외곽영역은 웨이퍼(W)의 중심점에서부터 웨이퍼(W)의 중심점으로부터 그 길이가 140㎜ 인 구간까지의 영역이다.
복수개의 제1엘이디(531)로 이루어진 제1엘이디그룹과, 복수개의 제2엘이디(551)로 이루어진 제2엘이디그룹은 서로 구분된 영역에 구비된다.
다시 말해, 복수개의 제1엘이디(531)로 이루어진 제1엘이디그룹이 구비되는 영역과 복수개의 제2엘이디(551)로 이루어진 제2엘이디그룹은 서로 개별적으로 독립되어 구비된다.
바디(100)는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(W)를 파지하며 포스트(300)를 중심으로 회전 가능하게 구비된다. 이러한 바디(100)는 전체적으로 원형 형상을 갖도록 형성된다.
또한, 바디(100)는 포스트(300)가 삽입되도록 상기 바디의 중앙에 형성되는 제1중공(110)과, 바디(100)의 외곽에 구비되며, 웨이퍼(W)를 파지하는 복수개의 척핀(170)과 복수개의 서포트핀(180)이 배열되는 외곽부(130)와, 제1중공(110)과 외곽부(130) 사이에 위치하며, 그 상부에 가열부(500)가 위치하는 홈부(150)를 포함하여 구성될 수 있다.
제1중공(110)은 바디(100)의 중앙에 형성된다. 제1중공(110)에는 연결부재(111)가 삽입되며, 이러한 연결부재(111)의 구멍(112)에는 포스트(300)가 삽입된다. 따라서, 제1중공(110)에는 포스트(300)가 용이하게 삽입된다.
이렇게 삽입된 포스트(300)는 제2중공(511) 및 제3중공(710)에 삽입된다. 따라서, 포스트(300)는 제1 내지 제3중공(110, 511, 710)에 삽입된다.
이 경우, 포스트(300)는 제1중공(100) 및 제3중공(710)에 삽입될 뿐, 제1중공(100) 및 제3중공(710)에 연결되지는 않는다. 따라서, 포스트(300)는 고정된 채, 바디(100) 및 커버(700)는 상대적으로 회전할 수 있다.
포스트(300)는 연결부재(111)의 구멍(112)에 삽입되고, 포스트(300)의 단부는 포스트커버(310)가 구비된다.
이러한 연결부재(111) 및 포스트커버(310) 사이에 가열부(500)가 게재되며, 이를 통해 포스트(300)와 가열부(500)는 연결된다. 이러한 구조에 의해 포스트(300)는 가열부(500)를 고정시키는 기능을 한다. 따라서, 포스트(300) 및 가열부(500)는 고정된 채, 바디(100) 및 커버(700)는 상대적으로 회전할 수 있다.
위와 같이, 바디(100)가 구동부(미도시)에 의해 회전을 하더라도, 포스트(300) 및 가열부(500)는 회전하지 않는다. 다시 말해, 바디(100)는 포스트(300)를 중심으로 회전을 하되, 가열부(500)는 포스트(300)에 고정되어 있는 것이다.
즉, 엘이디 스핀척(10)은 바디(100)가 포스트(300)를 중심으로 회전하되, 가열부(500)에 대해 상대적으로 회전하는 것이다.
포스트(300)의 내부에는 빈 공간이 형성되며, 이러한 빈 공간에는 복수개의 제1엘이디(531) 및 복수개의 제2엘이디(551)에 전원을 공급하는 전선 등 기타 전선등이 위치하게 된다.
외곽부(130)는 바디(100)의 외곽에 구비되는 영역이다.
외곽부(130)에는 복수개의 척핀(170)과 복수개의 서포트핀(180)이 배열된다.
복수개의 척핀(170)은 제1중공(110)의 중심점에서부터 복수개의 척핀(170) 각각의 중심점까지의 거리가 모두 동일하도록 외곽부(130)에 배열된다. 다시 말해, 복수개의 척핀(170)의 중심점들을 연결하면, 제1중공(110)의 중심점을 중심점으로 하는 하나의 원이 만들어지도록 복수개의 척핀(170)이 배열되는 것이다.
복수개의 척핀(170)은 외곽부(130)에서 자체적으로 회전 가능하게 구비된다.
복수개의 척핀(170) 각각에는 파지부(171)가 구비된다. 파지부(171)는 복수개의 척핀(170)의 중심점으로부터 편심되게 배치된다.
복수개의 척핀(170)은 구동부(미도시)에 의해 자체적으로 회전 가능하게 구비된다.
복수개의 척핀(170)이 자체적으로 회전함에 따라, 파지부(171)의 위치는 바디(100)의 외측 방향을 향하도록 위치하거나, 바디(100)의 내측 방향을 향하도록 위치할 수 있다.
위와 같은 구성에 따라, 복수개의 척핀(170)의 회전 여부에 따라, 웨이퍼(W)를 용이하게 파지할 수 있다.
상세하게 설명하면, 복수개의 척핀(170)이 웨이퍼(W)를 파지하지 않을 때에는, 파지부(171)의 위치는 바디(100)의 외측 방향을 향하도록 위치하게 된다. 따라서, 웨이퍼(W)의 외곽은 복수개의 척핀(170)에서 파지부(171)가 형성되지 않은 영역의 상면에 안착되기만 할 뿐, 파지되지는 않는다.
복수개의 척핀(170)이 웨이퍼(W)를 파지할 경우, 파지부(171)의 위치는 바디(100)의 내측 방향을 향하도록 위치하게 된다. 따라서, 웨이퍼(W)의 외곽은 복수개의 척핀(170)에서 파지부(171)가 형성되지 않은 영역의 상면에 안착됨과 동시에, 파지부(171)가 웨이퍼(W)의 외곽에 접촉하게 되며, 이를 통해, 웨이퍼(W)의 파지가 이루어진다.
복수개의 서포트핀(180)은 제1중공(110)의 중심점에서부터 복수개의 서포트핀(180) 각각의 중심점까지의 거리가 모두 동일하도록 외곽부(130)에 배열된다. 다시 말해, 복수개의 서포트핀(180)의 중심점들을 연결하면, 제1중공(110)의 중심점을 중심점으로 하는 하나의 원이 만들어지도록 복수개의 서포트핀(180)이 배열되는 것이다.
복수개의 서포트핀(180)은 복수개의 서포트핀(180)의 상면이 웨이퍼(W)의 하면을 지지하는 기능을 한다.
다시 말해, 전술한 복수개의 척핀(170)은 웨이퍼(W)를 파지함과 동시에 웨이퍼(W)의 하면을 지지하는 반면, 복수개의 서포트핀(180)은 웨이퍼(W)를 파지하지 않고, 웨이퍼(W)의 하면을 지지하는 기능만을 발휘한다.
이러한 복수개의 서포트핀(180)은 도 1, 도 2, 도 3, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 복수개의 척핀(170) 각각의 옆에 배열될 수 있으나, 이와 달리, 복수개의 척핀(170)가 멀리 떨어진 곳에도 배열될 수 있다.
홈부(150)는 제1중공(110)과 외곽부(130) 사이에 위치하며, 홈부(150)의 상부에 가열부(500)가 위치한다.
따라서, 홈부(150)는 바디(100)에서 가열부(500)가 설치되는 공간을 제공하는 기능을 한다.
단, 가열부(500)는 연결부재(111)의 상부에 위치하게 되므로, 가열부(500)는 홈부(150)에 고정되지 않고, 홈부(150)의 상부에 이격된 채, 위치하게 된다. 따라서, 바디(100)가 회전하여도, 가열부(500)는 회전하지 않게 된다.
홈부(150)는 바디(100)에서 하부 방향으로 오목하게 형성된다. 따라서, 홈부(150)의 상면은 외곽부(130)의 상면보다 그 높이가 낮게 형성된다. 다시 말해, 바디(100)의 하면을 기준으로 보면, 바디(100)의 하면에서 홈부(150)의 상면까지의 높이가 바디(100)의 하면에서 외곽부(130)의 상면까지의 높이보다 더 낮다.
바디(100)의 면적은 엘이디 스핀척(10)에 파지되는 웨이퍼(W)의 면적보다 더 큰 면적을 갖게 형성된다. 그러나, 홈부(150)의 면적은 엘이디 스핀척(10)에 파지되는 웨이퍼(W)의 면적보다 더 작은 면적을 갖게 형성된다.
다시 말해, 바디(100)의 면적, 웨이퍼(W)의 면적 및 홈부(150)의 면적의 상관관계는 '바디(100)의 면적 > 웨이퍼(W)의 면적 > 홈부(150)의 면적'의 관계를 만족한다.
복수개의 척핀(170)은 홈부(150)보다 바디(100)의 외곽에 위치하도록 배열된다.
가열부(500)는, 도 2 및 도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 전체적으로 원형 형상을 갖도록 형성되며, 웨이퍼(W)를 가열하는 기능을 한다.
가열부(500)는 바디(100)에 파지되는 웨이퍼(W)와 바디(100)의 사이에 위치하여 웨이퍼(W)의 하면을 가열시킨다.
가열부(500)는 홈부(150)의 상부에 위치하게 됨으로써, 바디(100)에 구비된다.
또한, 가열부(500)는, 그 외곽 중 적어도 일부에 그 외곽으로 갈수록 하향으로 경사지게 형성되는 경사부(520)가 구비된 플레이트(510)와, 경사부(520)의 경사면(521)을 제외한 상면 중 적어도 일부에 설치되어 구비되는 제1엘이디기판(530)과, 경사부(520)의 경사면(521)에 설치되어 구비되는 제2엘이디기판(550)을 포함하여 구성될 수 있다.
제1엘이디기판(530)이 설치되어 구비되는 영역과 제2엘이디기판(550)이 설치되어 구비되는 영역은 서로 중첩되지 않는다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 플레이트(510)에는 경사부(520)가 구비된다.
경사부(520)는 플레이트(510)의 외곽 중 적어도 일부에 형성된다. 경사부(520)는 플레이트(510)의 외곽으로 갈수록 하향으로 경사지게 형성된다.
이러한 경사부(520)는 복수개로 구비될 수 있다.
하나의 예로써, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 경사부(520)는 플레이트(510)의 전방 외곽에 1개의 경사부(520)가 형성되고, 경사부(520)는 플레이트(510)의 후방 외곽에 1개의 경사부(520)가 형성됨으로써, 총 2개의 경사부(520)가 형성될 수 있다.
이러한 경사부(520)는 바디(100)의 중심점을 기준으로 서로 대칭되게 또는 서로 대향되게 구비되는 것이 바람직하다.
전술한 바와 달리, 경사부(520)는 플레이트(510)의 전방 영역에 2개가 형성되고, 플레이트(510)의 후방 영역에 2개가 형성됨으로써, 총 4개의 경사부(520)로 구비될 수도 있다.
또한, 경사부(520)는 플레이트(510)의 좌측영역에 1개가 형성되고, 플레이트(510)의 우측영역에 1개가 형성되고, 플레이트(510)의 전방영역에 1개가 형성되고, 플레이트(510)의 후방영역에 1개가 형성됨으로써, 총 4개의 경사부(520)로 구비될 수도 있다.
경사부(520)는 경사면(521)과 플레이트(510)의 하면의 사잇각이 3도 내지 30도의 각도를 갖도록 형성될 수 있으며, 특히, 상기 사잇각은 19도의 각도로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 사잇각은 웨이퍼(W)의 반지름과 가열부(500)의 반지름의 길이에 따라 그 각도가 다르게 형성될 수 있다.
전술한 경사면(521)과 플레이트(510)의 하면의 사잇각에 따라, 플레이트(510)에 형성되는 유로(600)의 전체 면적이 결정될 수 있다.
다시 말해, 경사면(521)과 플레이트(510)의 하면의 사잇각이 클 경우, 경사면(521)의 면적이 커지는 반면에, 경사면(521)에서 투영되는 길이가 짧아지므로, 플레이트(510)에 형성되는 유로(600)의 전체 면적이 커지게 된다. 경사면(521)과 플레이트(510)의 하면의 사잇각이 작을 경우, 경사면(521)의 면적이 작아지는 반면에, 경사면(521)에서 투영되는 길이가 길어지므로, 플레이트(510)에 형성되는 유로(600)의 전체 면적이 작아지게 된다.
제1엘이디기판(530)은 플레이트(510)에서 경사부(520)의 경사면(521)을 제외한 상면 중 적어도 일부에 설치된다. 다시 말해, 제1엘이디기판(530)은 플레이트(510)에서 경사면(521)을 제외한 평평면에 설치되어 구비된다.
제1엘이디기판(530)에는 복수개의 제1엘이디(531)가 실장된다. 따라서, 복수개의 제1엘이디(531)는 제1엘이디기판(530)에 실장되고, 제1엘이디기판(530)은 경사부(520)의 경사면(521)을 제외한 상면에 설치된다.
이러한 복수개의 제1엘이디(531)는 제1엘이디그룹을 이룬다.
제1엘이디기판(530)은 제1엘이디기판(530)의 하면이 엘이디 스핀척(10)에 안착되어 파지되는 웨이퍼(W)의 하면과 평행하도록 경사부(520)의 경사면(521)을 제외한 상면에 설치된다.
복수개의 제1엘이디(531) 또한, 복수개의 제1엘이디(531) 각각의 하면이 엘이디 스핀척(10)에 안착되어 파지되는 웨이퍼(W)의 하면과 평행하도록 제1엘이디기판(530)에 실장되어 설치된다.
제1엘이디기판(530)은 복수개가 구비될 수 있다.
하나의 예로써, 도 2, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제1엘이디기판(530)은 플레이트(510)의 좌측영역에 1개가 설치되고, 플레이트(510)의 우측영역에 1개가 설치됨으로써, 총 2개의 제1엘이디기판(530)으로 구비될 수 있다.
이러한 복수개의 제1엘이디기판(530)은 플레이트(510)의 중심점을 기준으로 복수개의 제1엘이디(531)의 면적이 서로 대칭되도록 또는 서로 대향되도록 구비되는 것이 바람직하다. 이는, 제1엘이디(531)를 통해 웨이퍼(W)를 가열시 웨이퍼(W)에 고른 열 전달을 하기 위함이다.
전술한 바와 달리, 제1엘이디기판(530)은 플레이트(510)의 좌측영역에 2개가 설치되고, 플레이트(510)의 우측영역에 2개가 설치됨으로써, 총 4개의 제1엘이디기판(530)으로 구비될 수도 있다.
또한, 제1엘이디기판(530)은 플레이트(510)의 좌측영역에 1개가 설치되고, 플레이트(510)의 우측영역에 1개가 설치되고, 플레이트(510)의 전방영역에 1개가 설치되고, 플레이트(510)의 후방영역에 1개가 설치됨으로써, 총 4개의 제1엘이디기판(530)으로 구비될 수도 있다.
제1엘이디기판(530)은 전체적으로 부채꼴 형상을 갖는 것이 바람직하다. 이는, 플레이트(510)의 상면으로의 설치를 용이하게 하기 위함이다.
전술한 바와 달리, 복수개의 제1엘이디(531)는 제1엘이디기판(530)에 실장되지 않고, 플레이트(510)의 상면에 곧바로 실장되어 구비될 수도 있다.
복수개의 제1엘이디(531)로 이루어진 제1엘이디그룹은 경사부(520)의 경사면(521)을 제외한 상면에 직접 실장되어 구비될 수 있다. 이 경우, 플레이트(510)의 상면에는 복수개의 제1엘이디(531)로 이루어진 제1엘이디그룹에 전원을 공급하는 전극이 형성될 수 있다.
복수개의 제1엘이디(531)로 이루어진 제1엘이디그룹은 플레이트(510)의 원주 방향을 기준으로 형성된 복수개의 열을 갖도록 배치될 수 있으며, 이 경우, 복수개의 열은 제어부에 의해 각각 개별적으로 제어될 수 있다.
복수개의 제1엘이디(531)로 이루어진 제1엘이디그룹은 플레이트(510)의 반지름 방향을 기준으로 형성된 복수개의 행을 갖도록 배치될 수 있으며, 이 경우, 복수개의 행은 제어부에 의해 각각 개별적으로 제어될 수 있다.
복수개의 제1엘이디(531)로 이루어진 제1엘이디그룹은 웨이퍼(W)의 하면을 수직으로 조사함으로써, 웨이퍼(W)를 가열한다.
이 경우, 제1엘이디그룹은 웨이퍼(W)의 비외곽영역의 하면을 가열하게 된다.
제2엘이디기판(550)은 플레이트(510)에서 경사부(520)의 경사면(521)에 설치된다.
제2엘이디기판(550)에는 복수개의 제2엘이디(551)가 실장된다. 따라서, 복수개의 제2엘이디(551)는 제2엘이디기판(550)에 실장되고, 제2엘이디기판(550)은 플레이트(510)의 경사부(520)의 경사면(521)에 설치된다.
이러한 복수개의 제2엘이디(551)는 제2엘이디그룹을 이룬다.
전술한 바와 같이, 경사부(520)가 플레이트(510)의 외곽으로 갈수록 하향으로 경사지게 형성됨에 따라, 제2엘이디기판(550)은 제2엘이디기판(550)의 하면이 엘이디 스핀척(10)에 안착되어 파지되는 웨이퍼(W)의 하면과 평행하지 않는다.
제2엘이디기판(550)의 하면과 웨이퍼(W)의 하면의 사잇각은 전술한 경사부(520)의 경사면(521)과 플레이트(510)의 하면의 사잇각과 동일한 각도를 갖는다. 예컨데, 전술한 바와 같이, 경사부(520)의 경사면(521)과 플레이트(510)의 하면의 사잇각이 3도 내지 30도의 각도를 갖을 경우, 제2엘이디기판(550)의 하면과 웨이퍼(W)의 하면의 사잇각 또한, 3도 내지 30도의 각도를 갖는다.
복수개의 제2엘이디(551) 또한, 복수개의 제2엘이디(551) 각각의 하면이 엘이디 스핀척(10)에 안착되어 파지되는 웨이퍼(W)의 하면과 평행하지 않는다.
제2엘이디(551)의 하면과 웨이퍼(W)의 하면의 사잇각은 전술한 경사부(520)의 경사면(521)과 플레이트(510)의 하면의 사잇각과 동일한 각도를 갖는다. 예컨데, 전술한 바와 같이, 경사부(520)의 경사면(521)과 플레이트(510)의 하면의 사잇각이 3도 내지 30도의 각도를 갖을 경우, 제2엘이디(551)의 하면과 웨이퍼(W)의 하면의 사잇각 또한, 3도 내지 30도의 각도를 갖는다.
제2엘이디기판(550)은 복수개가 구비될 수 있다. 이 경우, 제2엘이디기판(550)은 경사부(520)의 갯수와 동일한 갯수를 갖을 수 있다.
하나의 예로써, 도 2, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제2엘이디기판(550)은 플레이트(510)의 전방영역에 형성된 경사부(520)에 1개가 설치되고, 플레이트(510)의 후방영역에 형성된 경사부(520)에 1개가 설치됨으로써, 총 2개의 제1엘이디기판(530)으로 구비될 수 있다.
이러한 복수개의 제2엘이디기판(550)은 플레이트(510)의 중심점을 기준으로 복수개의 제2엘이디(551)의 면적이 서로 대칭되도록 또는 서로 대향되도록 구비되는 것이 바람직하다. 이는, 제2엘이디(551)를 통해 웨이퍼(W)를 가열시 웨이퍼(W)에 고른 열 전달을 하기 위함이다.
전술한 바와 달리, 1개의 경사부(520)에 복수개의 제2엘이디기판(550)이 구비될 수도 있다.
또한, 제2엘이디기판(550)은 경사부(520)의 갯수가 달라짐에 따라, 그 갯수가 달라질 수 있다.
제2엘이디기판(550)은 경사부(520)의 경사면(521)의 형상과 동일한 형상을 갖거나, 전체적으로 직사각형 형상을 갖는 것이 바람직하다. 이는, 경사부(520)의 경사면(521)으로의 설치를 용이하게 하기 위함이다.
전술한 바와 달리, 복수개의 제2엘이디(551)로 이루어진 제2엘이디그룹은 제2엘이디기판(550)에 실장되지 않고, 경사부(520)의 경사면(521)에 곧바로 실장되어 구비될 수도 있다.
복수개의 제2엘이디(551)로 이루어진 제2엘이디그룹은 경사부(520)의 경사면(521)에 직접 실장되어 구비될 수 있다. 이 경우, 경사부(520)의 경사면(521)에는 복수개의 제2엘이디(551)로 이루어진 제2엘이디그룹에 전원을 공급하는 전극이 형성될 수 있다.
복수개의 제2엘이디(551)로 이루어진 제2엘이디그룹은 플레이트(510)의 원주 방향을 기준으로 형성된 복수개의 열을 갖도록 배치될 수 있으며, 이 경우, 복수개의 열은 제어부에 의해 각각 개별적으로 제어될 수 있다.
복수개의 제2엘이디(551)로 이루어진 제2엘이디그룹은 플레이트(510)의 반지름 방향을 기준으로 형성된 복수개의 행을 갖도록 배치될 수 있으며, 이 경우, 복수개의 행은 제어부에 의해 각각 개별적으로 제어될 수 있다.
복수개의 제2엘이디(551)로 이루어진 제2엘이디그룹은 웨이퍼(W)의 하면을 외곽 방향으로 경사지게 조사함으로써, 웨이퍼(W)의 외곽영역을 가열한다.
제1엘이디기판(530)과 제2엘이디기판(550)은 서로 구분된 영역에 구비된다.
다시 말해, 제1엘이디기판(530)과 제2엘이디기판(550)은 서로 개별적으로 독립되어 구비된다.
전술한 제1엘이디그룹은 가열부(500)의 중심점을 기준으로 제2중공(511)을 제외한 영역 전부에 걸쳐 구비된다.
예컨데, 제1엘이디기판(530)은 부채꼴 형상으로 형성되고, 제1엘이디기판(530)에 실장되는 복수개의 제1엘이디(531) 즉, 제1엘이디그룹은 부채꼴 형상의 제1엘이디기판(530)의 반지름을 따라 복수개의 열로 구비될 수 있는 것이다.
복수개의 제1엘이디(531)로 이루어진 제1엘이디그룹의 적어도 일부는, 복수개의 제2엘이디(551)로 이루어진 제2엘이디그룹과 가열부(500)의 중심점으로부터 그 길이가 동일한 구간에 위치하도록 구비될 수 있다.
다시 말해, 제1엘이디기판(530)에 실장되는 복수개의 제1엘이디(531)로 이루어진 제1엘이디그룹의 적어도 일부는, 제2엘이디기판(550)에 실장되는 복수개의 제2엘이디(551)로 이루어진 제2엘이디그룹과 가열부(500)의 중심점으로부터 그 길이가 동일한 구간에 위치하도록 구비될 수 있다.
예컨데, 제2엘이디그룹이 가열부(500)의 중심점으로부터 그 길이가 120㎜ 인 구간부터 가열부(500)의 중심점으로부터 그 길이가 140㎜ 인 구간까지 구비되어 있을 경우, 제1엘이디그룹의 적어도 일부는 가열부(500)의 중심점으로부터 그 길이가 120㎜ 인 구간부터 가열부(500)의 중심점으로부터 그 길이가 140㎜ 인 구간까지 구비될 수 있는 것이다.
위와 같이, 가열부(500)의 중심점으로부터 복수개의 제2엘이디(551)로 이루어진 제2엘이디그룹이 구비되는 구간인 가열부(500)의 외곽영역에는 복수개의 제1엘이디(531)로 이루어진 제1엘이디그룹과, 복수개의 제2엘이디(551)로 이루어진 제2엘이디그룹이 동시에 구비될 수 있다.
제1엘이디그룹은 가열부(500)의 플레이트(510)에서 방사 방향으로 전 영역에 구비되고, 제2엘이디그룹은 가열부(500)의 플레이트(510)에서 외곽영역에만 구비된다. 따라서, 제1엘이디그룹을 통해 웨이퍼(W) 외곽영역을 제외한 비외곽영역을 가열하고, 온도 편차가 발생하는 외곽영역은 제2엘이디그룹을 통해 가열하게 된다.
플레이트(510)의 외곽영역에 경사부(520)가 구비된 구간에는 원주방향으로 제1엘이디기판(530)과 제2엘이디기판(550)이 동시에 구비될 수 있다. 따라서, 플레이트(510)의 외곽영역에 경사부(520)가 구비된 구간에는 원주방향으로 복수개의 제1엘이디(531)로 이루어진 제1엘이디그룹과 복수개의 제2엘이디(551)로 이루어진 제2엘이디그룹이 동시에 구비될 수 있다.
다시 말해, 경사부(520)가 구비된 가열부(500)의 플레이트(510)의 외곽영역에는 제1엘이디기판(530)에 실장되는 복수개의 제1엘이디(531), 즉, 제1엘이디그룹이 구비됨과 동시에, 제2엘이디기판(550)에 실장되는 복수개의 제2엘이디(551), 즉, 제2엘이디그룹이 구비될 수 있다.
위와 같은 구성에 의해, 웨이퍼(W)의 온도편차가 발생되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
이하, 전술한 설명을 더욱 상세하게 설명한다.
전술한 설명과 달리, 제1엘이디그룹이 가열부(500)의 비외곽영역에만 구비되고, 제2엘이디그룹이 가열부(500)의 외곽영역에 구비된 구조를 가정하자.
하나의 예로써, 복수개의 제1엘이디(531)로 이루어진 제1엘이디그룹이 가열부(500)의 중심점에서 가열부(500)의 중심점으로부터 그 길이가 120㎜ 인 구간까지만 구비되어 있고, 복수개의 제2엘이디(551)로 이루어진 제2엘이디그룹이 가열부(500)의 중심점으로부터 그 길이가 120㎜ 구간부터 가열부(500)의 중심점으로부터 그 길이가 140㎜ 인 구간까지 구비된 경우를 가정하자. 이 경우, 웨이퍼(W)의 반지름이 150㎜이고, 복수개의 제2엘이디(551)로 이루어진 제2엘이디그룹은 웨이퍼(W)의 외곽영역인 웨이퍼(W)의 중심점으로부터 그 길이가 140㎜ 인 구간부터 웨이퍼(W)의 중심점으로부터 그 길이가 150㎜ 인 구간에 빛을 조사하여 가열할 수 있도록 경사부(520)의 경사각도가 설정되어 있다.
위와 같은 구조에서 복수개의 제1엘이디(531)로 이루어진 제1엘이디그룹은 빛을 수직방향으로 조사하게 되므로, 웨이퍼(W)를 가열할 수 있는 영역은 웨이퍼(W)의 중심점에서 웨이퍼(500)의 중심점으로부터 그 길이가 120㎜ 인 구간까지 이다.
또한, 복수개의 제2엘이디(551)로 이루어진 제2엘이디그룹은 빛을 외곽 방향으로 경사지게 조사하게 되므로, 웨이퍼(W)의 중심점으로부터 그 길이가 140㎜ 인 구간부터 웨이퍼(W)의 중심점으로부터 그 길이가 150㎜ 인 구간까지 이다.
따라서, 웨이퍼(W)의 중심점으로부터 그 길이가 120㎜ 인 구간부터 웨이퍼(W)의 중심점으로부터 그 길이가 140㎜ 인 구간까지는 제1엘이디그룹 및 제2엘이디그룹으로 빛을 조사하지 못하는 사영역이 되며, 이로 인해, 웨이퍼(W)의 온도편차가 발생하게 된다.
그러나, 전술한 바와 같이, 복수개의 제1엘이디(531)로 이루어진 제1엘이디그룹이 가열부(500)의 중심점에서 가열부(500)의 중심점으로부터 그 길이가 140㎜ 인 구간까지 구비된 경우, 복수개의 제1엘이디(531)로 이루어진 제1엘이디그룹을 통해 웨이퍼(W)를 가열할 수 있는 영역이 웨이퍼(W)의 중심점에서 웨이퍼(500)의 중심점으로부터 그 길이가 140㎜ 인 구간까지가 되므로, 전술한 사영역이 발생하지 않게 된다.
이처럼, 본 발명의 엘이디 스핀척(10)은, 가열부(500)에서 제1엘이디그룹이 가열부(500)의 외곽영역까지, 즉, 가열부(500)의 반지름에 걸쳐 전 영역에 구비되고, 제2엘이디그룹이 가열부(500)의 외곽영역에만 구비됨으로써, 웨이퍼(W)를 가열하지 못하는 사영역의 발생을 효과적으로 방지할 수 있다.
제2엘이디그룹의 복수개의 제2엘이디(551) 사이의 간격은 제1엘이디그룹의 제1엘이디(531) 사이의 간격보다 더욱 조밀하게 배치되는 것이 바람직하다.
특히, 제2엘이디그룹의 복수개의 제2엘이디(551) 사이의 간격은, 제2엘이디그룹에 대응되는 제1엘이디그룹의 일부 영역, 즉, 제1엘이디그룹의 외곽 영역에서의 복수개의 제1엘이디(531) 사이의 간격보다 더욱 조밀하게 배치되는 것이 바람직하다.
이는, 상대적으로 적은 영역을 갖는 제2엘이디그룹에서 웨이퍼(W)의 외곽영역의 가열을 더욱 효과적으로 하기 위함이다.
제1엘이디그룹의 복수개의 제1엘이디(531)는 원형 띠 형상을 갖는 복수개의 열과 행을 갖도록 배치, 즉, 복수개의 제1엘이디(531)는 방사형상으로 배치되고, 제2엘이디그룹의 복수개의 제2엘이디(551)는 매트릭스 형상의 복수개의 행과 열을 갖도록 배치되는 것이 바람직하다.
이는, 상대적으로 적은 영역을 갖는 제2엘이디그룹에서 웨이퍼(W)의 외곽영역의 가열을 더욱 효과적으로 하기 위해, 복수개의 제2엘이디(551)를 더욱 조밀하게 배치하기 위함이다.
이하, 도 5 내지 도 7을 참조하여, 플레이트(510)에 대해 상세하게 설명한다.
플레이트(510)는, 플레이트(510)의 외곽 중 적어도 일부에 플레이트(510)의 외곽으로 갈수록 하향으로 경사지게 형성되는 경사부(520)와, 포스트(300)가 삽입되도록 플레이트(510)의 중앙에 형성되는 제2중공(511)과, 제2중공(511)에 위치하는 유입부(513) 및 유출부(515)와, 유입부(513) 및 유출부(515)를 연결하며, 플레이트(510)의 내부에 형성되는 유로(600)를 포함하여 구성될 수 있다.
제2중공(511)은 전술한 바디(100)의 제1중공(110) 및 커버(700)의 제3중공(710)과 대응되는 위치에 형성되며, 이를 통해, 포스트(300)가 제1 내지 제3중공(110, 511, 710)에 용이하게 삽입될 수 있다.
유입부(513)는 제2중공(511)의 내부에 배치되도록 위치하며, 외부 유체를 유입시키는 통로 기능을 한다.
유출부(515)는 제2중공(511)의 내부에 배치되도록 위치하며, 유로(600)를 유동한 유체를 외부로 유출시키는 통로 기능을 한다.
유로(600)는 유입부(513) 및 유출부(515)를 연결하며, 플레이트(510)의 내부에 형성된다. 이러한 유로(600)에는 유입부(513)에 공급된 유체가 유동된 후, 유출부(515)를 통해 배출된다. 이러한 유체는 냉각유체이며, 이러한 유로(600) 구조를 통해 플레이트(510)는 플레이트(510)에 구비된 제1엘이디(531) 및 제2엘이디(551)를 냉각하는 기능을 수행할 수 있다.
유로(600)는 유입부(513)에서 유입된 유체가 일 영역에서 플레이트(510)의 내측에서 외측 방향으로 유동된 후, 타 영역에서 플레이트(510)의 외측에서 내측 방향으로 유동되어 유출부(515)를 통해 유출될 수 있다.
하나의 예로써, 유로(600)는 유입부(513)와 연결된 제1유로(610)와, 유출부(515)와 연결된 제2유로(620)와, 제1유로(610) 및 제2유로(620)를 연결하는 제3유로(630)를 포함하여 구성될 수 있다.
제1유로(610)는 플레이트(510)의 내부 좌측영역에 구비된다.
제1유로(610)의 일단에는 유입부(513)가 연결되고, 제1유로(610)의 타단에는 제3유로(630)가 연결된다.
제1유로(610)는 유입부(513)에서 유입된 유체가 플레이트(510)의 내측에서 외측으로 유동되도록 복수개의 제1굴곡(611)이 연속되는 형상을 갖는다. 이 경우, 복수개의 제1굴곡(611)은 외측에 위치한 제1굴곡(611)이 내측에 위치한 제1굴곡(611)보다 더 길게 형성된다.
제2유로(620)는 플레이트(510)의 내부 우측영역에 구비된다.
제2유로(620)의 일단에는 제3유로(630)가 연결되고, 제2유로(620)의 타단에는 유출부(515)가 연결된다.
제2유로(620)는 제1유로(610) 및 제3유로(630)를 통해 유입된 유체가 플레이트(510)의 외측에서 내측으로 유동되어 유출부(515)로 배출되도록 복수개의 제2굴곡(621)이 연속되는 형상을 갖는다. 이 경우, 복수개의 제2굴곡(621)은 외측에 위치한 제2굴곡(621)이 내측에 위치한 제2굴곡(621)보다 더 길게 형성된다.
이러한 제1유로(610) 및 제2유로(620)는 플레이트(510)의 중심선을 기준으로 서로 대칭되는 형상을 갖는다.
제3유로(630)는 제1유로(610)의 타단과 제2유로(620)의 일단을 서로 연결한다. 제3유로(630)는 유로(600)의 최외곽에 위치하게 된다. 다시 말해, 제1유로(610)의 타단이 위치하는 구간과, 제2유로(620)의 일단이 위치하는 구간과, 제3유로(630)는 유로(600)의 최외곽의 대략적은 원을 이루게 되는 것이다.
전술한, 제1 내지 제3유로(610, 620, 630)의 구조로 인해, 유입부(513)에서 유입된 유체는 플레이트(510)의 좌측영역에서는 플레이트(510)의 내측에서 외측 방향으로 유동되고, 플레이트(510)의 우측영역에서는 플레이트(510)의 외측에서 내측 방향으로 유동된 후, 유출부(515)를 통해 배출된다.
위와 같이, 유체가 유로(600)를 통해 플레이트(510)의 전 영역에 유동됨에 따라, 플레이트(510)에 구비되는 복수개의 제1, 2엘이디(531, 551)의 냉각이 더욱 효과적으로 이루어질 수 있다.
따라서, 복수개의 제1, 2엘이디(531, 551)를 통한 웨이퍼(W)의 온도 제어를 더욱 쉽게 달성할 수 있으며, 엘이디 스핀척(10)의 수명 또한 연장된다.
유로는 전술한 바와 달리, 유입부에서 유입된 유체가 일 영역에서 플레이트의 외측에서 내측 방향으로 유동된 후, 타 영역에서 플레이트의 내측에서 외측 방향으로 유동되어 유출부(515)를 통해 유출되는 구성을 갖을 수도 있다.
전술한 플레이트(510)의 냉각 효율을 더욱 높이기 위해, 플레이트(510)는 열전도가 높은 재질인 금속 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 이러한 금속 재질의 플레이트(510)는 3D 프린팅으로 제작될 수 있다. 이 경우, 3D 프린팅으로 제작된 플레이트(510)는 그 두께가 2㎜ 내지 5㎜의 두께를 갖을 수 있다.
플레이트(510)를 제작하는 3D 프린팅은 AM(Additive Manufacturing) 3D 프린팅 기술이 이용되는 것이 바람직하다.
위와 같이, 3D 프린팅으로 플레이트(510)를 제작함에 따라, 작은 두께의 플레이트(510)에도 위와 같이, 복잡한 유로(600) 구조를 형성시킬 수 있다.
따라서, 엘이디 스핀척(10)의 홈부(150)의 높이가 낮은 경우에도 가열부(500)를 용이하게 설치할 수 있다. 또한, 엘이디 스핀척(10)의 컴팩트화를 달성할 수 있다.
또한, 3D 프린팅으로 플레이트(510)를 제작함에 따라, 종래의 가공방식에 의해 제작된 플레이트에 유로(600)의 높은 내압 특성을 갖을 수 있다.
상세하게 설명하면, 종래의 가공방식에 의해 플레이트에 유로를 형성할 경우, 플레이트를 상부 플레이트와 하부 플레이트로 구분하고, 상부 플레이트의 하면 및 하부 플레이트의 상면 중 적어도 어느 하나에 유로를 형성한 후, 상부 플레이트와 하부 플레이트를 결합하게 된다. 이 경우, 상부 플레이트와 하부 플레이트의 결합에 의해 플레이트가 제작되므로, 유로의 내압 특성이 떨어지게 된다.
반면, 3D 프린팅으로 플레이트(510)를 제작할 경우, 하나의 플레이트(510)로 내부에 유로(600)를 형성할 수 있으므로, 유로(600)의 내압특성이 높아져, 플레이트(510)의 수명이 늘어나고, 냉각유체를 더욱 효과적으로 유동시킬 수 있다.
전술한 플레이트(510)의 제1유로(610) 및 제2유로(620)는 제1엘이디기판(530) 또는 복수개의 제1엘이디(531)로 이루어진 제1엘이디그룹의 하부에 위치하는 것이 바람직하다.
이는, 상대적으로 제2엘이디그룹보다 그 갯수가 많은 제1엘이디그룹에서의 발열이 더욱 많이 발생하므로, 이를 효과적으로 냉각시켜 온도 제어를 하기 위함이다.
플레이트(510)의 면적은, 제1엘이디기판(530)의 면적 및 제2엘이디기판(550)의 면적의 합보다 크거나 같은 것이 바람직하다. 또한, 플레이트(510)의 면적은, 복수개의 제1엘이디(531)로 이루어진 제1엘이디그룹의 면적 및 복수개의 제2엘이디(551)로 이루어진 제2엘이디그룹의 면적의 합보다 크거나 같은 것이 바람직하다.
이는 냉각 기능을 하는 플레이트(510)의 면적이 커짐에 따라, 제1엘이디기판(530)에 실장되는 복수개의 제1엘이디(531) 및 제2엘이디기판(550)에 실장되는 복수개의 제2엘이디(551)의 온도 제어를 더욱 용이하게 할 수 있기 때문이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 커버(700)는 가열부(500)를 덮도록 바디의 상부에 설치된다.
커버(700)는 커버(700)의 하부에 구비된 가열부(500)의 제1, 2엘이디(531, 551)를 통한 조사가 용이하게 이루어지게 하기 위해 투명 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 예컨데, 커버(700)는 투명 재질인 쿼츠로 이루어질 수 있다.
커버(700)의 중앙에는 제3중공(710)이 형성되며, 제3중공(710)에는 포스트(300)가 삽입된다.
제어부는 가열부(500)의 제1엘이디기판(530)의 복수개의 제1엘이디(531) 및 제2엘이디기판(550)의 복수개의 제2엘이디(551)와 연결되어 가열부(500)를 제어하는 기능을 한다.
이 경우, 제1엘이디(531)와 제2엘이디(551)는 개별적으로 제어된다.
다시 말해, 제어부는 제1엘이디기판(530)과 제2엘이디기판(550)을 개별적으로 제어함으로써, 복수개의 제1엘이디(531)와 복수개의 제2엘이디(551)는 개별적으로 제어할 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 제어부는 복수개의 제1엘이디(531)의 복수개의 열 또는 복수개의 행을 개별적으로 제어할 수 있으며, 복수개의 제2엘이디(551)의 복수개의 열 또는 복수개의 행을 개별적으로 제어할 수 있다.
전술한 바와 같이, 제어부를 통해, 복수개의 제1엘이디(531)와 복수개의 제2엘이디(551)를 개별적으로 제어함으로써, 웨이퍼(W)의 외곽의 가열이 정밀하게 제어될 필요가 있는 경우, 복수개의 제2엘이디(551)를 개별적으로 작동시킬 수 있다.
이하, 도 8 내지 도 11을 참조하여, 전술한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엘이디 스핀척(10)의 가열부(500)를 통해 웨이퍼(W)를 가열하는 것에 대해 설명한다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 경우, 복수개의 제1엘이디(531) 및 복수개의 제2엘이디(551)는 가열부의 일부 영역에만 구비되어 있으나, 웨이퍼 세정공정에서 웨이퍼(W)는 바디(100)와 함께 회전하기 때문에, 제1엘이디(531) 및 제2엘이디(551)를 통한 조사는 웨이퍼(W)의 전 영역에 고르게 이루어지게 되며, 이를 통해, 웨이퍼(W)의 전 영역에 가열이 이루어질 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 가열부(500)는 엘이디 스핀척(10)의 외곽을 제외한 영역에 위치하게 된다.
도 9에 도시된 바와 같이, 척핀(170)을 통해, 웨이퍼(W)를 엘이디 스핀척(10)에 안착하고 파지하면, 웨이퍼(W)는 가열부(500)의 전 영역과, 바디(100)의 외곽부(130)의 일부영역을 덮게 된다.
위와 같이, 엘이디 스핀척(10)의 면적은 엘이디 스핀척(10)에 파지되는 웨이퍼(W)의 면적보다 더 큰 면적을 갖게 형성된다. 그러나, 가열부(500)의 면적은 엘이디 스핀척(10)에 파지되는 웨이퍼(W)의 면적보다 더 작은 면적을 갖게 형성된다.
다시 말해, 엘이디 스핀척(10)의 면적, 웨이퍼(W)의 면적 및 가열부(500)의 면적의 상관관계는 '엘이디 스핀척(10)의 면적 > 웨이퍼(W)의 면적 > 가열부(500)의 면적'의 관계를 만족한다.
도 11에 도시된 바와 같이, 가열부(500)의 제1엘이디기판(530)에 실장된 복수개의 제1엘이디(531)는 웨이퍼(W)의 하면을 수직으로 조사하게 된다. 또한, 가열부(500)의 제2엘이디기판(550)에 실장된 복수개의 제2엘이디(551)는 웨이퍼(W)의 하면을 외측으로 경사지게 조사하게 된다.
위와 같이, 복수개의 제2엘이디(551)는 조사 방향이 외측으로 경사지게 됨으로써, 웨이퍼(W)의 외곽을 가열할 수 있는 것이다.
이처럼, 본 발명의 엘이디 스핀척(10)은 복수개의 제1엘이디(531)로 이루어진 제1엘이디그룹을 통해, 웨이퍼(W)의 비외곽영역의 하면을 가열하고, 복수개의 제2엘이디(551)로 이루어진 제2엘이디그룹을 통해, 웨이퍼(W)의 외곽영역의 하면을 가열함으로써, 웨이퍼(W)의 전 영역을 고르게 가열할 수 있다.
이러한 본 발명의 웨이퍼(W) 가열은 도 11(a) 내지 도 11(c)를 통해 육안으로 확인할 수 있다.
도 11(a) 내지 도 11(c)는 열화상 카메라를 통해, 웨이퍼(W)의 가열 상태를 나타낸 도면이며, 열이 가장 높은 상태는 백색에 가깝게 표시된다.
도 11(a)에 도시된 바와 같이, 제어부가 제1엘이디기판(530)을 제어하여, 복수개의 제1엘이디(531), 즉, 제1엘이디그룹만을 작동시키게 되면, 웨이퍼(W)의 외곽영역은 비외곽영역에 비해 가열이 제대로 이루어지지 않게 된다.
도 11(b)에 도시된 바와 같이, 제어부가 제2엘이디기판(550)을 제어하여, 복수개의 제2엘이디(551), 즉 제2엘이디그룹만을 작동시키게 되면, 웨이퍼(W)의 외곽영역에만 가열이 이루어지게 된다.
도 11(c)에 도시된 바와 같이, 제어부가 제1, 2엘이디기판(530, 550)을 제어하여, 복수개의 제1, 2엘이디(531, 551), 즉, 제1, 2엘이디그룹을 모두 작동시키게 되면, 웨이퍼(W)의 외곽영역 및 비외곽역의 가열이 고르게 이루어지게 된다.
특히, 도 11(c)의 경우, 웨이퍼(W)의 전 영역의 가열이 고르게 이루어져, 웨이퍼(W)가 전체적으로 높은 온도로 가열됨을 확인할 수 있다.
위와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엘이디 스핀척(10)은, 가열부의 면적이 웨이퍼의 면적보다 작은 경우에 웨이퍼(W)의 외곽을 제대로 가열하지 못한 종래의 엘이디 스핀척과 달리, 웨이퍼(W)의 외곽영역의 가열을 달성할 수 있으며, 이를 통해, 웨이퍼(W)의 세정 공정시, 웨이퍼(W)의 외곽영역 표면에 세정액이 남게되어 웨이퍼(W)의 패턴이 붕괴되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 통상의 기술자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.
10: 엘이디 스핀척
100: 바디 110: 제1중공
111: 연결부재 112: 구멍
130: 외곽부 150: 홈부
170: 척핀 171: 파지부
180: 서포트핀
300: 포스트 310: 포스트커버
500: 가열부 510: 플레이트
511: 제2중공 513: 유입부
515: 유출부 520: 경사부
521: 경사면 530: 제1엘이디기판
531: 제1엘이디 550: 제2엘이디기판
551: 제2엘이디 600: 유로
610: 제1유로 611: 제1굴곡
620: 제2유로 621: 제2굴곡
630: 제3유로 700: 커버
710: 제3중공

Claims (7)

  1. 웨이퍼를 파지하여 회전 가능하게 구비되고, 상기 웨이퍼를 가열하는 엘이디 스핀척에 있어서,
    상기 웨이퍼의 하면을 수직으로 조사하는 복수개의 제1엘이디와, 상기 웨이퍼의 외곽의 하면을 외곽 방향으로 경사지게 조사하는 복수개의 제2엘이디를 구비한 가열부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 스핀척.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가열부는, 상기 제1엘이디그룹이 구비되는 영역과 상기 제2엘이디그룹이 구비되는 영역이 서로 개별적으로 독립되어 구비되는 것을 특징으로 하는 엘이디 스핀척.
  3. 웨이퍼를 파지하며, 회전 가능하게 구비되는 바디; 및
    상기 웨이퍼를 가열하도록 상기 웨이퍼와 상기 바디 사이에 구비되는 가열부;를 포함하고,
    상기 가열부는,
    그 외곽 중 적어도 일부에 그 외곽으로 갈수록 하향으로 경사지게 형성되는 경사부가 구비된 플레이트;
    상기 플레이트의 상면 중 상기 경사부의 경사면을 제외한 상면 중 적어도 일부에 구비되는 제1엘이디그룹; 및
    상기 경사부의 경사면에 구비되는 제2엘이디그룹;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 스핀척.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 바디는,
    포스트가 삽입되도록 상기 바디의 중앙에 형성되는 제1중공;
    상기 바디의 외곽에 구비되며, 상기 웨이퍼를 파지하는 복수개의 척핀이 배열되는 외곽부; 및
    상기 제1중공과 상기 외곽부 사이에 위치하며, 그 상부에 상기 가열부가 위치하는 홈부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 스핀척.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 복수개의 척핀은 상기 가열부보다 상기 바디의 외곽에 위치하는 것을 특징으로 하는 엘이디 스핀척.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제1엘이디그룹은 제1엘이디기판에 실장되고, 상기 제1엘이디기판은 상기 플레이트의 상면 중 상기 경사부의 경사면을 제외한 상면 중 적어도 일부에 설치되고,
    상기 제2엘이디그룹은 제2엘이디기판에 실장되고, 상기 제2엘이디기판은 상기 플레이트의 상면 중 상기 경사부의 경사면에 설치되는 것을 특징으로 하는 엘이디 스핀척.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 플레이트는,
    포스트가 삽입되도록 상기 플레이트의 중앙에 형성되는 제2중공;
    상기 제2중공에 위치하는 유입부 및 유출부; 및
    상기 유입부 및 상기 유출부를 연결하며, 상기 플레이트의 내부에 형성되는 유로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 스핀척.
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