KR20220147512A - Wafer heating apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 개시는 웨이퍼 가열 장치에 관한 것이다.The present disclosure relates to a wafer heating apparatus.
특허문헌 1에는, 예컨대 포토리소그래피 공정에 있어서 웨이퍼를 가열하는 웨이퍼 가열 장치가 개시되어 있다. 특허문헌 1의 웨이퍼 가열 장치는, 웨이퍼를 가열하는 히터 유닛과, 히터 유닛을 냉각하는 가동식 냉각 모듈을 구비한다. 웨이퍼는 히터 유닛의 상면에 배치된다. 히터 유닛은 저항 발열체를 포함하는 히터를 구비한다. 가동식 냉각 모듈은 상하 이동 가능하게 구성되어 있다. 가동식 냉각 모듈이 히터 유닛의 하면에 접촉함으로써 히터 유닛이 냉각된다.
히터 유닛은 저항 발열체에 전력을 공급하는 배선을 구비한다. 배선은 히터 유닛의 하면으로부터 인출된다. 배선은 열의 전달로가 되기 때문에, 히터 유닛에 쿨 스폿이 형성될 우려가 있다. 이 문제점을 해결하기 위해, 특허문헌 2의 웨이퍼 가열 장치에서는, 배선의 일부가 히터 유닛의 하면에 고정되어 있다. 배선이 히터 유닛에 고정됨으로써, 배선이 히터 유닛에 의해 데워진다. 그 결과, 히터 유닛에 쿨 스폿이 형성되기 어려워진다.The heater unit has wiring for supplying electric power to the resistance heating element. The wiring is led out from the lower surface of the heater unit. Since the wiring serves as a heat transfer path, there is a possibility that a cool spot may be formed in the heater unit. In order to solve this problem, in the wafer heating apparatus of
냉각판을 구비하는 웨이퍼 가열 장치에서는, 냉각판이 히터 유닛에 접촉할 때, 히터 유닛과 냉각판 사이에 배선이 끼일 우려가 있다. 배선이 히터 유닛과 냉각판 사이에 끼이면, 히터 유닛과 냉각판 접촉 면적이 감소하여, 히터 유닛의 강온 속도가 늦어질 우려가 있다. 또한, 히터 유닛과 냉각판 사이에 끼인 배선의 절연 피복 등이 손상될 우려가 있다.In a wafer heating apparatus including a cooling plate, when the cooling plate is in contact with the heater unit, there is a fear that wiring is pinched between the heater unit and the cooling plate. If the wiring is caught between the heater unit and the cooling plate, the contact area between the heater unit and the cooling plate is reduced, and there is a risk that the temperature decrease rate of the heater unit is slowed. In addition, there is a possibility that the insulation coating of the wiring sandwiched between the heater unit and the cooling plate may be damaged.
본 개시는 히터 유닛의 냉각 시에 히터 유닛과 냉각판 사이에 배선이 끼이기 어려워, 히터 유닛을 안정적으로 냉각할 수 있는 웨이퍼 가열 장치를 제공하는 것을 목적의 하나로 한다.An object of the present disclosure is to provide a wafer heating apparatus capable of stably cooling the heater unit because wiring is difficult to be caught between the heater unit and the cooling plate when the heater unit is cooled.
본 개시의 웨이퍼 가열 장치는,The wafer heating apparatus of the present disclosure,
웨이퍼가 배치되는 상면 및 상기 웨이퍼를 가열하는 히터를 구비하는 히터 유닛과,A heater unit comprising an upper surface on which a wafer is disposed and a heater for heating the wafer;
상기 히터 유닛을 냉각하는 냉각판과,a cooling plate for cooling the heater unit;
상기 히터 유닛의 하면으로부터 인출되는 배선을 구비하고,and a wiring drawn out from the lower surface of the heater unit,
상기 냉각판은, 상기 냉각판의 상면이 상기 히터 유닛의 하면에 접촉한 상태와, 상기 냉각판의 상면이 상기 히터 유닛의 하면으로부터 떨어진 상태 사이에서 이동 가능하게 구성되어 있는 것인 웨이퍼 가열 장치로서,wherein the cooling plate is configured to be movable between a state in which an upper surface of the cooling plate is in contact with a lower surface of the heater unit and a state in which an upper surface of the cooling plate is separated from a lower surface of the heater unit. ,
상기 냉각판은, 상면에 마련된 오목부와, 상기 오목부의 바닥부의 위치로부터 두께 방향으로 관통하는 제1 관통 구멍을 구비하고,The cooling plate includes a concave portion provided on an upper surface and a first through hole penetrating in a thickness direction from a position of a bottom portion of the concave portion;
상기 배선은, 상기 히터 유닛과 상기 냉각판이 접촉한 상태에 있어서, 상기 오목부와 상기 제1 관통 구멍을 통하여 상기 냉각판의 하면측으로 인출되어 있다.In a state where the heater unit and the cooling plate are in contact with each other, the wiring is led out to the lower surface side of the cooling plate through the concave portion and the first through hole.
본 개시의 웨이퍼 가열 장치에서는, 히터 유닛의 안정적인 냉각이 가능해진다.In the wafer heating apparatus of the present disclosure, stable cooling of the heater unit is enabled.
도 1은 실시형태 1에 따른 웨이퍼 가열 장치의 개략 구성도.
도 2는 실시형태 1에 따른 웨이퍼 가열 장치의 부분 확대도.
도 3은 도 2에 나타내는 웨이퍼 가열 장치의 냉각판이 히터 유닛에 접촉한 상태를 나타내는 부분 확대도.
도 4는 실시형태 1에 따른 웨이퍼 가열 장치에 구비되는 냉각판의 부분 평면도.
도 5는 도 4와는 다른 냉각판의 부분 평면도.
도 6은 실시형태 2에 따른 웨이퍼 가열 장치의 모식도.
도 7은 실시형태 3에 따른 웨이퍼 가열 장치에 구비되는 히터의 평면도.
도 8은 실시형태 3에 따른 웨이퍼 가열 장치에 구비되는 냉각판의 평면도.1 is a schematic configuration diagram of a wafer heating apparatus according to a first embodiment;
Fig. 2 is a partially enlarged view of the wafer heating apparatus according to the first embodiment;
Fig. 3 is a partially enlarged view showing a state in which the cooling plate of the wafer heating apparatus shown in Fig. 2 is in contact with the heater unit;
Fig. 4 is a partial plan view of a cooling plate provided in the wafer heating apparatus according to the first embodiment;
Fig. 5 is a partial plan view of a cooling plate different from Fig. 4;
6 is a schematic diagram of a wafer heating apparatus according to a second embodiment;
Fig. 7 is a plan view of a heater provided in the wafer heating apparatus according to the third embodiment;
Fig. 8 is a plan view of a cooling plate provided in the wafer heating apparatus according to the third embodiment;
[본 개시의 실시형태의 설명][Description of embodiment of the present disclosure]
이하, 본 개시의 실시양태를 열기하여 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be listed and described.
<1> 실시형태에 따른 웨이퍼 가열 장치는,<1> The wafer heating apparatus according to the embodiment,
웨이퍼가 배치되는 상면 및 상기 웨이퍼를 가열하는 히터를 구비하는 히터 유닛과,A heater unit comprising an upper surface on which a wafer is disposed and a heater for heating the wafer;
상기 히터 유닛을 냉각하는 냉각판과,a cooling plate for cooling the heater unit;
상기 히터 유닛의 하면으로부터 인출되는 배선을 구비하고,and a wiring drawn out from the lower surface of the heater unit,
상기 냉각판은, 상기 냉각판의 상면이 상기 히터 유닛의 하면에 접촉한 상태와, 상기 냉각판의 상면이 상기 히터 유닛의 하면으로부터 떨어진 상태 사이에서 이동 가능하게 구성되어 있는 것인 웨이퍼 가열 장치로서,wherein the cooling plate is configured to be movable between a state in which an upper surface of the cooling plate is in contact with a lower surface of the heater unit and a state in which an upper surface of the cooling plate is separated from a lower surface of the heater unit. ,
상기 냉각판은, 상면에 마련된 오목부와, 상기 오목부의 바닥부의 위치로부터 두께 방향으로 관통하는 제1 관통 구멍을 구비하고,The cooling plate includes a concave portion provided on an upper surface and a first through hole penetrating in a thickness direction from a position of a bottom portion of the concave portion;
상기 배선은, 상기 히터 유닛과 상기 냉각판이 접촉한 상태에 있어서, 상기 오목부와 상기 제1 관통 구멍을 통하여 상기 냉각판의 하면측으로 인출되어 있다.In a state where the heater unit and the cooling plate are in contact with each other, the wiring is led out to the lower surface side of the cooling plate through the concave portion and the first through hole.
실시형태에 따른 웨이퍼 가열 장치에서는, 히터 유닛과 냉각판이 접촉한 상태에 있어서, 배선이, 냉각판에 구비되는 오목부와 제1 관통 구멍을 통하여 냉각판의 하면측으로 인출되도록 구성되어 있다. 따라서, 실시형태에 따른 웨이퍼 가열 장치에서는, 배선이 히터 유닛과 냉각판 사이에 끼이기 어렵다. 배선이 히터 유닛과 냉각판 사이에 끼이면, 히터 유닛과 냉각판의 접촉 면적이 감소한다고 하는 문제나, 배선이 손상을 입는다고 하는 문제가 있다. 실시형태에 따른 웨이퍼 가열 장치는, 이러한 문제가 생길 가능성을 대폭 저감할 수 있기 때문에, 히터 유닛을 안정적으로 반복 냉각하는 것이 가능해진다.In the wafer heating apparatus according to the embodiment, in a state in which the heater unit and the cooling plate are in contact, the wiring is configured such that the wiring is led out to the lower surface side of the cooling plate through the concave portion and the first through hole provided in the cooling plate. Therefore, in the wafer heating apparatus according to the embodiment, the wiring is hardly caught between the heater unit and the cooling plate. If the wiring is caught between the heater unit and the cooling plate, there is a problem that the contact area between the heater unit and the cooling plate decreases, and there are problems that the wiring is damaged. Since the wafer heating apparatus according to the embodiment can significantly reduce the possibility of such a problem occurring, it is possible to stably and repeatedly cool the heater unit.
<2> 실시형태에 따른 웨이퍼 가열 장치의 일형태로서,<2> As an aspect of the wafer heating apparatus which concerns on embodiment,
상기 배선의 중간부의 일부가 상기 히터 유닛의 하면에 고정되어 있고,A part of the middle part of the wiring is fixed to the lower surface of the heater unit,
상기 중간부는, 상기 히터 유닛과 상기 냉각판이 접촉한 상태에 있어서, 상기 오목부의 내부에 배치되는 형태를 들 수 있다.The intermediate portion may be disposed inside the concave portion in a state in which the heater unit and the cooling plate are in contact.
배선의 중간부의 일부가 히터 유닛의 하면에 고정됨으로써, 배선이 히터 유닛으로 데워져, 배선을 통해 히터 유닛으로부터 열이 방출되기 어렵다. 그 결과, 히터 유닛에 쿨 스폿이 형성되기 어렵다. 배선의 중간부의 일부가 히터 유닛의 하면에 고정되기 위해서는, 중간부가 히터 유닛의 하면을 따라 구부러질 필요가 있다. 상기 형태 <2>의 구성에서는, 구부러진 배선의 중간부가 오목부에 배치되도록 구성되어 있기 때문에, 배선의 중간부가 히터 유닛과 냉각판 사이에 끼이기 어렵다.Since a part of the middle portion of the wiring is fixed to the lower surface of the heater unit, the wiring is warmed by the heater unit, and heat is hardly emitted from the heater unit through the wiring. As a result, it is difficult to form a cool spot on the heater unit. In order for a part of the middle part of the wiring to be fixed to the lower surface of the heater unit, the middle part needs to be bent along the lower surface of the heater unit. In the configuration of the aspect <2>, since the intermediate portion of the bent wiring is configured to be disposed in the concave portion, the intermediate portion of the wiring is hardly pinched between the heater unit and the cooling plate.
<3> 상기 형태 <2>에 따른 웨이퍼 가열 장치의 일형태로서,<3> As an aspect of the wafer heating apparatus according to the aspect <2>,
상기 제1 관통 구멍은, 상기 중간부가 상기 히터 유닛에 고정되는 개소의 하방에 배치되어 있는 형태를 들 수 있다.The first through hole may have a form in which the intermediate portion is disposed below a location where the intermediate portion is fixed to the heater unit.
상기 형태 <3>의 구성에서는, 배선이 과도하게 구부러지는 일없이 제1 관통 구멍으로 유도된다. 그 때문에, 배선이 손상을 입기 어렵다.In the configuration of the aspect <3>, the wiring is guided to the first through hole without being excessively bent. Therefore, the wiring is hardly damaged.
<4> 실시형태에 따른 웨이퍼 가열 장치의 일형태로서,<4> As one aspect of the wafer heating apparatus according to the embodiment,
상기 히터 유닛은, 상기 히터를 하방으로부터 지지하는 지지판을 구비하고,The heater unit includes a support plate for supporting the heater from below;
상기 냉각판은, 상기 냉각판의 상면이 상기 지지판의 하면에 접촉한 상태와, 상기 냉각판의 상면이 상기 지지판의 하면으로부터 떨어진 상태 사이에서 이동 가능하게 구성되어 있고,the cooling plate is configured to be movable between a state in which an upper surface of the cooling plate is in contact with a lower surface of the support plate and a state in which an upper surface of the cooling plate is separated from a lower surface of the support plate;
상기 지지판은, 두께 방향으로 관통하는 제2 관통 구멍을 구비하고,The support plate is provided with a second through hole penetrating in the thickness direction,
상기 오목부는, 상기 지지판과 상기 냉각판이 접촉한 상태에 있어서, 상기 제1 관통 구멍의 상방 개구부와 상기 제2 관통 구멍의 하방 개구부 사이에 연속한 공간이 형성되도록 마련되어 있고,The concave portion is provided such that a continuous space is formed between the upper opening of the first through hole and the lower opening of the second through hole in a state in which the support plate and the cooling plate are in contact;
상기 배선은, 상기 제2 관통 구멍을 통해 상기 지지판의 하방으로 인출되어 있는 형태를 들 수 있다.The said wiring may take the form which is extended below the said support plate through the said 2nd through-hole.
히터 유닛이 지지판을 구비함으로써, 웨이퍼 유지판의 평면도가 양호하게 유지되기 때문에, 웨이퍼 유지판의 균열성이 높아진다. 지지판이 고강성체이기 때문에, 웨이퍼 유지판을 포함하는 히터 유닛의 두께를 얇게 할 수 있다. 그 결과, 히터 유닛의 열용량이 작아져, 히터 유닛의 승온 속도와 강온 속도가 향상된다. 그 외에, 지지판에 의해 냉각판이 히터에 직접 접촉하는 것을 억제할 수 있다. 그 때문에, 냉각판이 히터 유닛에 접촉하는 횟수가 많아져도, 히터가 손상되기 어렵다.When the heater unit is provided with the support plate, the flatness of the wafer holding plate is maintained favorably, so that the cracking property of the wafer holding plate is increased. Since the support plate is a highly rigid body, the thickness of the heater unit including the wafer holding plate can be reduced. As a result, the heat capacity of the heater unit is reduced, and the temperature increase rate and temperature decrease rate of the heater unit are improved. In addition, the support plate can suppress direct contact of the cooling plate with the heater. Therefore, even if the number of times the cooling plate contacts the heater unit increases, the heater is less likely to be damaged.
<5> 상기 형태 <4>에 따른 웨이퍼 가열 장치의 일형태로서,<5> As one aspect of the wafer heating apparatus according to the aspect <4>,
상온에 있어서, 상기 제2 관통 구멍의 투영 윤곽선이, 상기 오목부의 개구부의 윤곽선의 내측에 위치하고,At room temperature, the projection outline of the second through hole is located inside the outline of the opening of the concave portion;
상기 투영 윤곽선은, 상기 하방 개구부의 윤곽선을 상기 냉각판에 투영한 윤곽선인 형태를 들 수 있다.The projected contour may be a contour in which the contour of the lower opening is projected onto the cooling plate.
고온의 히터 유닛과 저온의 냉각판이 접촉하였을 때, 히터 유닛은 수축하고, 냉각판은 팽창한다. 그때, 오목부의 내벽에 배선이 접촉할 가능성이 있다. 배선이 히터 유닛의 하면에 고정되어 있는 경우, 배선에 응력이 작용하면, 배선의 고정 상태가 변화하거나, 배선이 떨어지거나 할 우려가 있다. 제2 관통 구멍의 투영 윤곽선보다 오목부가 큰 상기 형태 <5>의 구성에서는, 오목부의 내벽에 배선이 접촉하기 어렵다.When the high-temperature heater unit and the low-temperature cooling plate come into contact, the heater unit contracts and the cooling plate expands. In that case, the wiring may contact the inner wall of a recessed part. When the wiring is fixed to the lower surface of the heater unit, if stress is applied to the wiring, the fixed state of the wiring may change or the wiring may come off. In the configuration of the above aspect <5>, in which the concave portion is larger than the projected outline of the second through hole, the wiring hardly comes into contact with the inner wall of the concave portion.
<6> 실시형태에 따른 웨이퍼 가열 장치의 일형태로서,<6> As one aspect of the wafer heating apparatus according to the embodiment,
상기 냉각판은, 본체와, 상기 본체의 상면에 배치되는 상층을 구비하고,The cooling plate includes a main body and an upper layer disposed on the upper surface of the main body;
상기 본체는 금속에 의해 구성되어 있고,The body is made of metal,
상기 상층은 상기 본체와는 다른 재료에 의해 구성되어 있는 형태를 들 수 있다.The upper layer may be formed of a material different from that of the main body.
상층의 재료에 의해 여러 가지 효과가 얻어진다. 예컨대 상층이 실리콘 수지에 의해 구성되어 있으면, 히터 유닛과 냉각판의 밀착성이 증가하여, 히터 유닛이 빠르게 냉각되기 쉬워진다. 또한, 히터 유닛과 냉각판이 접촉할 때, 히터 유닛과 냉각판의 쌍방이 손상되기 어렵다.Various effects are obtained by the material of the upper layer. For example, when the upper layer is made of a silicone resin, the adhesiveness between the heater unit and the cooling plate increases, and the heater unit is easily cooled quickly. Further, when the heater unit and the cooling plate come into contact, both the heater unit and the cooling plate are less likely to be damaged.
<7> 실시형태에 따른 웨이퍼 가열 장치의 일형태로서,<7> As an aspect of the wafer heating apparatus according to the embodiment,
상기 히터는, 복수의 가열존을 구비하고,The heater is provided with a plurality of heating zones,
상기 냉각판의 상면은, 복수의 냉각존을 구비하고,The upper surface of the cooling plate is provided with a plurality of cooling zones,
각 냉각존은 각 가열존에 대응하는 가상적인 영역이고,Each cooling zone is a virtual area corresponding to each heating zone,
각 냉각존의 외주 윤곽선의 내측의 면적(Sa)과, 각 냉각존에 있어서의 상기 히터 유닛과의 접촉 면적(Sb)이, Sb/Sa≥0.5를 만족하는 형태를 들 수 있다.The form in which the area Sa inside the outer periphery of each cooling zone and the contact area Sb with the said heater unit in each cooling zone satisfy|fills Sb/Sa >=0.5 is mentioned.
복수의 가열존을 구비하는 히터는, 웨이퍼의 균열 레인지를 작게 할 수 있다. 웨이퍼의 균열 레인지란, 웨이퍼가 가열되었을 때에, 웨이퍼의 면내에 있어서의 온도의 불균일을 말한다. 상기 형태 <7>의 구성에서는, 각 가열존에 대응하는 냉각존이 지지판에 접촉하는 면적이 규정되어 있다. 히터 유닛의 하면과 냉각판의 상면의 전체면이 접하는 경우, 냉각존의 면적(Sa)과 접촉 면적(Sb)은 같다. 그러나 냉각판의 상면에는 오목부나 구멍부가 형성되기 때문에, 접촉 면적(Sb)은 냉각존의 면적(Sa)보다 작아진다. 각 냉각존에 있어서의 히터 유닛과의 접촉 면적이 소정 이상이면, 히터 유닛 전체가 빠르게 냉각된다.A heater provided with a plurality of heating zones can reduce the cracking range of the wafer. The cracking range of a wafer means the temperature nonuniformity in the surface inside of a wafer when a wafer is heated. In the structure of the said aspect <7>, the area in which the cooling zone corresponding to each heating zone contacts a support plate is prescribed|regulated. When the entire surface of the lower surface of the heater unit and the upper surface of the cooling plate are in contact, the area Sa and the contact area Sb of the cooling zone are the same. However, since recesses and holes are formed on the upper surface of the cooling plate, the contact area Sb becomes smaller than the area Sa of the cooling zone. If the contact area with the heater unit in each cooling zone is equal to or greater than a predetermined value, the entire heater unit is rapidly cooled.
<8> 상기 형태 <7>에 따른 웨이퍼 가열 장치의 일형태로서,<8> As one aspect of the wafer heating apparatus according to the aspect <7>,
상기 복수의 냉각존은, Sb/Sa가 가장 큰 제1 냉각존과, Sb/Sa가 가장 작은 제2 냉각존을 포함하고,The plurality of cooling zones include a first cooling zone having the largest Sb/Sa and a second cooling zone having the smallest Sb/Sa,
상기 제1 냉각존의 Sb/Sa와, 상기 제2 냉각존의 Sb/Sa의 차가 0.35 이하인 형태를 들 수 있다.A difference between Sb/Sa of the first cooling zone and Sb/Sa of the second cooling zone may be 0.35 or less.
상기 형태 <8>의 구성에서는, 각 가열존의 냉각 속도에 불균일이 생기기 어렵다. 따라서, 히터 유닛 전체가 단시간에 균일적으로 냉각된다.In the structure of the said aspect <8>, it is hard to produce nonuniformity in the cooling rate of each heating zone. Therefore, the whole heater unit is cooled uniformly in a short time.
<9> 상기 형태 <7> 또는 형태 <8>에 따른 웨이퍼 가열 장치의 일형태로서,<9> As an aspect of the wafer heating apparatus according to aspect <7> or aspect <8>,
상기 복수의 냉각존은, 인접한 제3 냉각존과 제4 냉각존을 포함하고,The plurality of cooling zones include a third cooling zone and a fourth cooling zone adjacent to each other,
상기 제3 냉각존의 외주 윤곽선의 내측의 면적이, 상기 제4 냉각존의 외주 윤곽선의 내측의 면적보다 작고,An area inside the outer circumferential line of the third cooling zone is smaller than an area inside the outer circumferential line of the fourth cooling zone,
상기 배선은, 상기 제3 냉각존에 대응하는 상기 가열존으로부터 연장되는 제1 배선을 포함하고,The wiring includes a first wiring extending from the heating zone corresponding to the third cooling zone,
상기 오목부는, 상기 제1 배선에 대응하는 제1 오목부를 포함하고,The concave portion includes a first concave portion corresponding to the first wiring,
상기 제1 오목부의 적어도 일부가 상기 제4 냉각존에 배치되어 있는 형태를 들 수 있다.At least a portion of the first concave portion may be disposed in the fourth cooling zone.
상기 형태 <9>의 구성에서는, 제3 냉각존에 있어서의 히터 유닛과의 접촉 면적이 과도하게 작아지는 것이 억제된다. 제3 냉각존에 오목부가 배치됨으로써 제3 냉각존의 히터 유닛과의 접촉 면적이 작아진다. 제4 냉각존의 면적보다 작은 면적의 제3 냉각존에, 또한 오목부가 형성되면, 제3 냉각존의 히터 유닛과의 접촉 면적과 제4 냉각존의 히터 유닛과의 접촉 면적의 차가 더욱 커진다. 제3 냉각존에 마련되는 오목부의 일부가 제4 냉각존에 배치됨으로써, 히터 유닛과의 접촉 면적의 차를 작게 할 수 있다. 따라서, 상기 형태 <9>의 구성은, 상기 형태 <7> 및 형태 <8>의 규정을 만족하기 쉽다.In the structure of the said aspect <9>, it is suppressed that the contact area with the heater unit in a 3rd cooling zone becomes small too much. By arrange|positioning a recessed part in the 3rd cooling zone, the contact area with the heater unit of a 3rd cooling zone becomes small. If a recess is further formed in the third cooling zone having an area smaller than the area of the fourth cooling zone, the difference between the contact area of the third cooling zone with the heater unit and the contact area of the fourth cooling zone with the heater unit becomes larger. Since a part of the concave portion provided in the third cooling zone is disposed in the fourth cooling zone, the difference in the contact area with the heater unit can be reduced. Accordingly, the configuration of the aspect <9> easily satisfies the provisions of the aspect <7> and the aspect <8>.
[본 개시의 실시형태의 상세][Details of embodiment of the present disclosure]
이하, 본 개시의 실시형태에 따른 웨이퍼 가열 장치 및 웨이퍼 유지판의 구체예를 도면에 기초하여 설명한다. 도면 중의 동일 부호는 동일 또는 상당 부분을 나타낸다. 각 도면이 나타내는 부재의 크기는, 설명을 명확하게 할 목적으로 표현되어 있고, 반드시 실제의 치수를 나타내는 것이 아니다. 또한, 본 발명은 이들 예시에 한정되는 것이 아니며, 청구범위에 의해 나타나며, 청구범위와 균등의 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.Hereinafter, specific examples of a wafer heating apparatus and a wafer holding plate according to an embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings. The same reference numerals in the drawings indicate the same or equivalent parts. The size of the member shown in each figure is expressed for the purpose of making description clear, and does not necessarily show an actual dimension. In addition, this invention is not limited to these illustrations, It is shown by a claim, and it is intended that the meaning of a claim and equivalent and all the changes within the range are included.
<실시형태 1><
≪전체 구성≫≪Overall composition≫
도 1 내지 도 3에 나타내는 실시형태의 웨이퍼 가열 장치(1)는, 포토리소그래피 공정에 있어서의 프리베이크 등에 사용된다. 프리베이크는, 웨이퍼(100)의 표면에 도포된 포토레지스트 용액의 용매를 휘발시키는 열처리이다. 웨이퍼 가열 장치(1)는, 웨이퍼(100)를 가열하는 히터 유닛(10)과, 히터 유닛(10)을 냉각하는 냉각 유닛(11)을 구비한다. 냉각 유닛(11)에 구비되는 냉각판(5)은 상하 이동 가능하게 구성되어 있고, 필요에 따라 히터 유닛(10)을 냉각한다. 도 2의 부분 확대도에는, 냉각판(5)이 히터 유닛(10)으로부터 떨어진 상태가 나타나 있다. 도 3의 부분확대도에는, 냉각판(5)이 히터 유닛(10)에 접촉한 상태가 나타나 있다. 이하, 실시형태에 따른 웨이퍼 가열 장치(1)의 각 구성을 상세히 설명한다.The
≪히터 유닛≫≪Heater unit≫
본 예의 히터 유닛(10)은, 상방으로부터 순서대로, 웨이퍼 유지판(2)과 히터(3)와 지지판(4)을 구비한다. 후술하는 실시형태 2에 나타내는 바와 같이, 지지판(4)은 필수는 아니다.The
[웨이퍼 유지판][Wafer retaining plate]
웨이퍼 유지판(2)은, 웨이퍼(100)가 배치되는 평탄한 상면(2U)을 갖는다. 상면(2U)은 히터 유닛(10)의 상면(10U)을 구성한다. 본 예의 웨이퍼 유지판(2)은 원판이다. 원판의 직경은, 상면(10U)에 실리는 웨이퍼(100)보다 크면 좋고, 예컨대 200 ㎜ 이상 400 ㎜ 이하이다. 웨이퍼 유지판(2)의 평면 형상은 원형에 한정되는 것이 아니며, 예컨대 사각형 등의 다각형 등이어도 좋다. 웨이퍼 유지판(2)의 평면 형상은, 웨이퍼(100)의 평면 형상과 상사하는 형상인 것이 바람직하다.The
웨이퍼 유지판(2)의 재료는, 열전도성이 우수하며, 또한 열에 의해 변형되기 어려운 재료인 것이 바람직하다. 바람직한 재료로서, 구리, 알루미늄, 또는 이들을 포함하는 합금을 들 수 있다. 웨이퍼 유지판(2)의 표면에 니켈 도금이나 알루마이트 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 또한, 웨이퍼 유지판(2)의 재료로서 세라믹스를 이용할 수도 있다. 세라믹스로서는, 예컨대, 질화알루미늄, 탄화규소(SiC), 산화알루미늄, 또는 질화규소 등의 세라믹스, 또는 이들 세라믹스와 실리콘(Si)의 복합체 등을 들 수 있다. 특히, SiC의 다공질체에 금속 실리콘을 함침시킨 Si-SiC가 웨이퍼 유지판(2)의 재료로서 바람직하다.It is preferable that the material of the
웨이퍼 유지판(2)은, 도시하지 않는 돌기, 진공 포트 및 리프트핀 구멍 등을 구비하고 있어도 좋다. 돌기는 상면(2U)에 마련된다. 돌기는, 상면(2U)과 웨이퍼(100) 사이에 미소한 간극을 형성한다. 진공 포트 및 리프트핀 구멍은 웨이퍼 유지판(2)을 두께 방향으로 관통하는 구멍이다. 진공 포트를 통해 상면(2U)과 웨이퍼(100) 사이의 간극으로부터 공기가 흡인되면, 웨이퍼(100)가 평탄하게 가까운 상태로 교정된다. 리프트핀 구멍은, 웨이퍼(100)를 상면(2U)으로부터 들어올리는 리프트핀이 삽입 관통되는 구멍이다. 진공 포트 및 리프트핀 구멍은, 후술하는 히터(3) 및 지지판(4)에도 마련된다.The
본 예의 웨이퍼 유지판(2)의 하면(2D)에는 측온 소자(25)가 마련되어 있다. 측온 소자(25)에 의해 측정된 웨이퍼 유지판(2)의 온도는, 후술하는 히터(3)의 제어에 이용된다. 측온 소자(25)는, 예컨대 하면(2D)에 마련된 스폿 페이싱 구멍(20)에 배치된다. 측온 소자(25)로서는, 예컨대 세라믹스에 백금 저항체를 증착으로 마련한 측온 소자 등을 들 수 있다. 측온 소자(25)는, 예컨대 실리콘 접착제 등으로 고정된다. 측온 소자(25)에는 배선(70)이 연결되어 있다. 배선(70)의 배치 상태에 대해서는 후술한다.A
[히터][heater]
히터(3)는, 웨이퍼 유지판(2)을 가열하는 부재이다. 히터(3)에 의해 가열된 웨이퍼 유지판(2)에 의해 웨이퍼(100)가 열처리된다. 히터(3)는, 절연체에 의해 구성되는 판형의 기재(31)와, 금속에 의해 구성되는 저항 발열체의 회로 패턴(30)을 구비한다. 기재(31)는 히터(3)의 외형을 구성한다. 본 예의 기재(31)는, 웨이퍼 유지판(2)과 동등한 외직경을 갖는 원판형이다. 도 2, 3에 나타내는 바와 같이, 본 예의 히터(3)에서는, 기재(31)의 내부에 회로 패턴이 배치되어 있다. 회로 패턴(30)은, 예컨대 통전에 의해 발열하는 금속제의 박막에 의해 구성되어 있다. 회로 패턴(30)으로서, 예컨대 스테인레스강의 박을 부분적으로 에칭함으로써 형성된 회로 패턴(30) 등을 들 수 있다. 기재(31)는 예컨대 폴리이미드 등의 내열성이 우수한 수지 등을 들 수 있다. 그 외에, 기재(31)로서는, 예컨대 수지를 함침한 운모 시트나, 세라믹스 등을 들 수 있다. 본 예에서는 2장의 폴리이미드 시트 사이에 회로 패턴(30)이 끼워 넣어짐으로써 히터(3)가 제작되어 있다.The
히터(3)의 기재(31)에는, 막힌 구멍(35)과 제3 관통 구멍(36)이 형성되어 있다. 막힌 구멍(35)은, 히터(3)의 하면(3D)으로부터 회로 패턴(30)의 단자에 이른다. 단자에는 통전을 위한 배선(7)이 연결되어 있다. 배선(7)은 막힌 구멍(35)의 내부에 배치되어 있다. 제3 관통 구멍(36)은, 기재(31)를 두께 방향으로 관통한다. 제3 관통 구멍(36)의 상단은 스폿 페이싱 구멍(20)에 개구하고 있다. 스폿 페이싱 구멍(20)에 배치되는 측온 소자(25)에 연결되는 배선(70)은, 제3 관통 구멍(36)의 내부에 배치되어 있다. 막힌 구멍(35)과 제3 관통 구멍(36)은 수지 등으로 막혀 있어도 좋다.A
[지지판][Support plate]
지지판(4)은 히터(3)를 하방으로부터 지지한다. 지지판(4)에 의해 웨이퍼 유지판(2)의 평면도가 양호하게 유지되기 때문에, 웨이퍼 유지판(2)의 균열성이 높아진다. 지지판(4)이 고강성체이기 때문에, 웨이퍼 유지판(2)을 포함하는 히터 유닛(10)의 두께를 얇게 할 수 있다. 그 결과, 히터 유닛(10)의 열용량이 작아져, 히터 유닛(10)의 승온 속도와 강온 속도가 향상된다. 본 예에서는, 지지판(4)의 하면(4D)은 히터 유닛(10)의 하면(10D)을 구성한다. 지지판(4)의 하면(4D)에는, 히터 유닛(10)의 냉각 시에 냉각 유닛(11)의 냉각판(5)이 접촉한다. 지지판(4)에 의해 냉각판(5)이 히터(3)에 직접 접촉하지 않게 되기 때문에, 히터(3)가 손상되기 어렵다. 본 예의 지지판(4)은 웨이퍼 유지판(2)과 동일한 외직경을 갖는 원판형이다. 본 예에서는, 지지판(4)과 웨이퍼 유지판(2)과 히터(3)가 도시하지 않는 체결 나사 등에 의해 일체화되어 있다. 지지판(4)은, 웨이퍼 유지판(2)과 마찬가지로, 세라믹스에 의해 구성되는 것이 바람직하다.The
지지판(4)은, 두께 방향으로 관통하는 복수의 제2 관통 구멍(45, 46)을 갖는다. 회로 패턴(30)의 단자에 대응하는 위치에 있는 제2 관통 구멍(45)은, 히터(3)의 막힌 구멍(35)에 연결되어 있다. 회로 패턴(30)에 연결되는 배선(7)은, 막힌 구멍(35)을 통하여 제2 관통 구멍(45)의 내부에 배치되어 있다. 측온 소자(25)에 대응하는 위치에 있는 제2 관통 구멍(46)은, 히터(3)의 제3 관통 구멍(36)에 연결되어 있다. 측온 소자(25)에 연결되는 배선(70)은, 도 2에 나타내는 바와 같이 제3 관통 구멍(36)을 통하여 제2 관통 구멍(45)의 내부에 배치되어 있다. 배선(7, 70)이 배치된 제2 관통 구멍(45, 46)은 수지 등으로 막혀 있어도 좋다.The supporting
≪냉각 유닛≫≪Cooling unit≫
냉각 유닛(11)은, 히터 유닛(10)을 필요에 따라 냉각하는 구성이다. 냉각 유닛(11)은, 냉각판(5)과 냉각 스테이지(6)를 구비한다.The cooling
[냉각 스테이지][Cooling Stage]
냉각 스테이지(6)는, 냉매 등에 의해 저온으로 유지되어 있다. 예컨대 냉각 스테이지(6)의 내부에 냉매의 유통로가 형성되어 있다. 냉각 스테이지(6)는 냉각판(5)을 냉각하는 역할을 갖는다. 냉각 스테이지(6)는, 냉각 스테이지(6)의 상방에 히터 유닛(10)을 유지하는 역할도 갖는다. 구체적으로는, 냉각 스테이지(6)와 히터 유닛(10)은 고정축(60)에 의해 연결되어 있다. 고정축(60)은 냉각판(5)을 관통하고 있고, 냉각판(5)은 고정축(60)에 의해 고정되어 있지 않다.The
[냉각판][Cool plate]
냉각판(5)은 상하 이동 가능하게 구성되어 있다. 예컨대 도시하지 않는 에어 실린더의 로드의 선단에 냉각판(5)이 부착되어 있다. 히터 유닛(10)이 냉각되는 경우, 냉각 스테이지(6)를 통해 저온으로 되어 있는 냉각판(5)이 상방으로 이동하여, 지지판(4)의 하면(4D), 즉 히터 유닛(10)의 하면(10D)에 접촉한다. 냉각판(5)이 히터 유닛(10)의 하면(10D)에 접촉함으로써, 히터 유닛(10)이 빠르게 냉각되어, 히터 유닛(10)의 온도가 원하는 온도로 조정된다. 히터 유닛(10)의 냉각이 완료한 후, 냉각판(5)은 지지판(4)의 하면(4D)으로부터 떨어져, 냉각 스테이지(6)에 접촉하는 위치까지 하강한다.The
본 예의 냉각판(5)은, 원판형의 본체(50)와, 본체(50)의 상면에 배치되는 상층(51)을 구비한다. 본 예와는 다르게, 냉각판(5)은 상층(51)을 구비하지 않아도 좋다. 본체(50)는, 열전도성이 우수한 재료, 예컨대 금속으로 구성되는 것이 바람직하다. 본 예의 본체(50)는 알루미늄 합금에 의해 구성되어 있다.The
상층(51)은, 냉각판(5)과 히터 유닛(10)의 밀착성을 향상시키는 기능을 갖는다. 본 예의 상층(51)은 수지제 시트이다. 상층(51)의 재료는, 예컨대 실리콘 또는 불소를 주성분으로 하는 유연성이 풍부한 재료 등이 바람직하다. 유연성이 우수한 상층(51)은, 냉각판(5)과 히터 유닛(10)의 밀착성을 향상시켜, 냉각판(5)에 의한 히터 유닛(10)의 냉각 효율을 향상시킨다. 또한, 유연성이 우수한 상층(51)은, 냉각판(5)이 히터 유닛(10)에 접촉하였을 때에, 냉각판(5)의 본체(50)와 히터 유닛(10)의 손상을 억제한다.The
냉각판(5)은, 오목부(52, 53)와 제1 관통 구멍(55, 56)을 구비한다. 오목부(52)와 오목부(53)는 동일한 구성을 구비한다. 제1 관통 구멍(55)과 제1 관통 구멍(56)은 동일한 구성을 구비한다. 따라서, 이후의 설명에서는 주로 오목부(52) 및 제1 관통 구멍(55)의 설명을 행한다.The
오목부(52)는 냉각판(5)의 상면(5U)에 마련되는 움패인 부분이다. 제1 관통 구멍(55)은, 오목부(52)의 바닥부(52b)의 위치로부터 냉각판(5)의 두께 방향으로 관통하는 관통 구멍이다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 오목부(52)는, 히터 유닛(10)과 냉각판(5)이 접촉한 상태에 있어서, 제1 관통 구멍(55)의 상방 개구부(55h)와 제2 관통 구멍(45)의 하방 개구부(45h) 사이에 연속한 공간이 형성되도록 마련되어 있다. 제1 관통 구멍(55)의 축선과 제2 관통 구멍(45)의 축선은, 냉각판(5)의 평면 방향의 다른 위치에 배치되어 있다. 본 예와는 다르게, 제1 관통 구멍(55)의 축선과 제2 관통 구멍(45)의 축선은 일치하고 있어도 좋다.The
냉각판(5)의 부분 상면도인 도 4에 나타내는 바와 같이, 상온에 있어서, 제2 관통 구멍(45)의 투영 윤곽선(45v)은, 오목부(52)의 개구부(52h)의 윤곽선의 내측에 위치하는 것이 바람직하다. 투영 윤곽선(45v)은, 도 3에 나타내는 제2 관통 구멍(45)의 하방 개구부(45h)의 윤곽선을 냉각판(5)에 투영한 윤곽선이다. 오목부(52)의 내부로 인출된 배선(7)은, 제1 관통 구멍(55)의 내부에 유도되어 있다.As shown in FIG. 4 which is a partial top view of the
도 5에 나타내는 바와 같이, 오목부(52)의 개구부(52h)의 윤곽선의 내측에 배치되는 투영 윤곽선(45v)은 복수여도 좋다. 도 5에 나타내는 예에서는, 오목부(52)의 개구부(52h)의 윤곽 형상이 개략 V자 형상으로 되어 있다. 이 하나의 오목부(52)에, 도 3에 나타내는 회로 패턴(30)에 연결되는 배선(7)과, 도 3에 나타내는 측온 소자(25)에 연결되는 배선(70)이, 하나의 오목부(52)의 내부로 인출되어 있다. 오목부(52)에 배치된 배선(7)과 배선(70)은, 하나의 제1 관통 구멍(55)의 내부에 유도되어 있다. 개구부(52h)의 윤곽 형상은 특별히 한정되지 않는다. 예컨대, 개구부(52h)의 윤곽 형상은 개략 L자 형상이어도 좋고, 긴 구멍 형상이어도 좋다. 긴 구멍 형상의 개구부(52h)를 갖는 오목부(52)의 경우, 제1 관통 구멍(55)은 오목부(52)의 길이 방향의 중앙부에 배치되고, 2개의 투영 윤곽선(45v)은 오목부(52)의 길이 방향의 양 단부에 배치되는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 5, the
≪배선≫≪Wiring≫
도 2, 3에 나타내는 바와 같이, 회로 패턴(30)에 연결되는 배선(7)은 제2 관통 구멍(45)을 통해 히터 유닛(10)의 하방으로 인출되어 있다. 제2 관통 구멍(45)으로부터 인출된 배선(7)의 중간부(7c)의 일부는 히터 유닛(10)의 하면(10D)에 고정되어 있다. 제2 관통 구멍(45)으로부터 인출된 배선(7)은, 제1 관통 구멍(55)을 통해 냉각판(5)의 하면(5D)측으로 인출되어, 도시하지 않는 전원에 접속된다. 제1 관통 구멍(55)은, 중간부(7c)가 히터 유닛(10)의 하면(10D)에 고정되는 개소의 하방에 배치되어 있다. 그 때문에, 중간부(7c)가 과도하게 구부러지는 일없이, 배선(7)이 제1 관통 구멍(55)에 유도된다.2 and 3 , the
측온 소자(25)에 연결되는 배선(70)은, 제2 관통 구멍(46)을 통해 지지판(4)의 하방으로 인출되어 있다. 이 배선(70)의 중간부(70c)의 일부도 히터 유닛(10)의 하면(10D)에 고정되어 있다. 제2 관통 구멍(46)으로부터 인출된 배선(70)은, 제1 관통 구멍(56)을 통하여 냉각판(5)의 하면(5D)측으로 인출되어, 도시하지 않는 온도 측정기에 접속된다.The
도 3에 나타내는 바와 같이, 히터 유닛(10)과 냉각판(5)이 접촉한 상태에 있어서, 배선(7, 70)의 중간부(7c, 70c)는 오목부(52, 53)의 내부에 배치된다. 즉, 배선(7, 70)은, 히터 유닛(10)과 냉각판(5) 사이에 끼이는 일없이, 오목부(52)와 제1 관통 구멍(55) 또는 오목부(53)와 제1 관통 구멍(56)을 통하여 냉각판(5)의 하면(5D)측으로 인출된다.As shown in FIG. 3 , in the state where the
배선(7)의 중간부(7c) 및 배선(70)의 중간부(70c)는, 예컨대 접착제 등으로 히터 유닛(10)의 하면(10D)에 고정된다. 그 외에, 중간부(7c, 70c)는, 접착 시트 등에 의해 하면(10D)에 고정되어 있어도 좋다. 배선(7, 70)의 중간부(7c, 70c)가 히터 유닛(10)의 하면(10D)에 고정됨으로써, 히터 유닛(10)에 쿨 스폿이 형성되기 어려워진다.The
본 예의 웨이퍼 가열 장치(1)에서는, 히터 유닛(10)과 냉각판(5)이 접촉한 상태에 있어서, 배선(7, 70)이, 냉각판(5)에 구비되는 오목부(52, 53)와 제1 관통 구멍(55, 56)을 통하여 냉각판(5)의 하면측으로 인출되도록 구성되어 있다. 따라서, 웨이퍼 가열 장치(1)에서는, 배선(7, 70)이 히터 유닛(10)과 냉각판(5) 사이에 끼이기 어렵다. 그 때문에, 배선(7, 70)이 히터 유닛(10)과 냉각판(5) 사이에 끼임으로써 생기는 문제를 회피할 수 있다. 구체적인 문제로서, 히터 유닛(10)과 냉각판(5)의 접촉 면적이 감소한다고 하는 문제나, 배선(7, 70)이 손상을 입는다고 하는 문제를 들 수 있다.In the
고온의 히터 유닛(10)과 저온의 냉각판(5)이 접촉하였을 때, 히터 유닛(10)은 수축하고, 냉각판(5)은 팽창한다. 그때, 오목부(52, 53)의 내벽에 배선(7, 70)이 접촉할 가능성이 있다. 내벽과의 접촉에 의해 배선(7, 70)에 응력이 작용하면, 배선(7, 70)의 고정 상태가 변화하거나, 배선(7, 70)이 떨어지거나 할 우려가 있다. 그 결과, 히터 유닛(10)에 쿨 스폿이 형성될 우려가 있다. 이러한 문제에 대하여, 본 예의 웨이퍼 가열 장치(1)에서는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 제2 관통 구멍(45)의 투영 윤곽선(45v)이 오목부(52)의 개구부(52h)의 윤곽선의 내측에 위치하고 있다. 그 때문에, 히터 유닛(10)이 수축하고, 냉각판(5)이 팽창하였을 때, 오목부(52, 53)의 내벽에 배선(7, 70)이 접촉하기 어렵다.When the high
<실시형태 2><
실시형태 2에서는, 지지판(4)을 갖지 않는 히터 유닛(10)을 구비하는 웨이퍼 가열 장치(1)를 도 6에 기초하여 설명한다. 본 예의 웨이퍼 가열 장치(1)에 있어서의 히터 유닛(10) 이외의 구성은, 실시형태 1의 웨이퍼 가열 장치(1)와 동일하다.In
본 예의 웨이퍼 가열 장치(1)에서는, 히터(3)의 하면(3D)이 히터 유닛(10)의 하면(10D)을 구성하고 있다. 따라서, 히터(3)의 하면(3D)에 개구하는 막힌 구멍(35)으로부터 인출된 배선(7)이, 냉각판(5)의 제1 관통 구멍(55)에 유도되어 있다. 또한, 히터(3)의 하면(3D)에 개구하는 제3 관통 구멍(36)으로부터 인출된 배선(70)이, 냉각판(5)의 제1 관통 구멍(56)에 유도되어 있다. 본 예의 웨이퍼 가열 장치(1)에 있어서도, 냉각판(5)에 마련되는 오목부(52, 53)의 존재에 의해 히터 유닛(10)과 냉각판(5) 사이에 배선(7, 70)이 끼이기 어렵다.In the
도 6의 구성과는 다르게, 웨이퍼 유지판(2)의 하면(2D)에, 메탈라이즈에 의해 회로 패턴(30)이 형성되어 있어도 좋다. 그 경우, 회로 패턴(30)에 배선(7, 70)을 접속한 후, 회로 패턴(30)을 포함하는 하면(2D)을 절연성 수지 등으로 코팅함으로써, 하면(2D)에 일체화한 히터(3)가 형성된다. 이 구성에서는, 히터(3)에 막힌 구멍(35)과 제3 관통 구멍(36)은 형성되지 않는다.Unlike the structure of FIG. 6 , the
<실시형태 3><
실시형태 3에서는, 히터 유닛(10)에 구비되는 히터(3)가 복수의 가열존(8)을 구비하는 웨이퍼 가열 장치(1)를 도 7, 8에 기초하여 설명한다. 실시형태 3의 웨이퍼 가열 장치(1)의 기본 구성은, 실시형태 1의 웨이퍼 가열 장치(1)와 동일하다. 따라서, 도 7, 8에 기재되지 않은 구성에 대해서는 도 1을 참조하면 좋다.In
도 7에 나타내는 본 예의 히터(3)는, 복수의 가열존(8)을 구비한다. 복수의 가열존(8)은, 내주측에 배치되는 3개의 가열존(8A)과, 외주측에 배치되는 6개의 가열존(8B)을 포함한다. 내주측의 가열존(8A)은, 내각 120°의 부채꼴 형상이다. 내주측의 3개의 가열존(8A)의 면적은 동일하다. 외주측의 가열존(8B)은, 내각 60°의 내주 원호와 외주 원호를 갖는 띠 형상이다. 외주측의 6개의 가열존(8B)의 면적은 동일하다. 내주측의 가열존(8A)의 면적은, 외주측의 가열존(8B)의 면적보다 작다. 각 가열존(8)은, 독립된 회로 패턴을 구비한다. 도 7에서는 회로 패턴의 도시를 생략하고 있다. 가열존(8)의 수 및 가열존(8)의 형상은 특별히 한정되지 않는다.The
도 8에 나타내는 본 예의 냉각판(5)은, 복수의 냉각존(9)을 구비한다. 복수의 냉각존(9)은, 내주측에 배치되는 3개의 냉각존(9A)과, 외주측에 배치되는 6개의 냉각존(9B)을 포함한다. 각 냉각존(9)은, 도 7에 나타내는 각 가열존(8)에 대응하는 가상적인 영역이다. 보다 구체적으로는, 도 7의 가열존(8)을 도 8의 냉각판(5)에 투영한 영역이 냉각존(9)이다. 따라서, 각 냉각존(9)의 형상은, 대응하는 가열존(8)의 형상과 합동이다.The
냉각판(5)에는, 회로 패턴(30)의 배선(7)을 수용하는 복수의 오목부(52)가 마련되어 있다. 각 오목부(52)에는 1개의 배선(7)이 배치되어 있다. 도 8에서는, 측온 소자(25)의 배선(70)을 수용하는 오목부(53)나, 리프트핀용의 구멍, 진공 포트 등의 도시는 생략하고 있다.The
본 예의 오목부(52)의 수는, 도 7에 나타내는 가열존(8)의 수와 동일하다. 복수의 배선(7)이 하나의 오목부(52)에 배치되는 경우, 오목부(52)의 수는 가열존(8)의 수보다 적어도 좋다.The number of the recessed
냉각존(9)이 히터 유닛(10)에 접촉하는 면적이 작으면, 히터 유닛(10)을 냉각하는 시간이 길어진다. 반도체 칩의 생산성을 향상시키기 위해서는, 히터 유닛(10)의 냉각 속도를 높일 필요가 있다. 또한, 히터 유닛(10)을 재사용하기 위해서는, 히터 유닛(10) 전체가 소정의 온도 이하로 되어 있을 필요가 있다. 각 가열존(8)의 냉각 속도에 불균일이 있으면, 히터 유닛(10)의 재사용까지의 시간은, 가장 냉각 속도가 느린 가열존(8)의 냉각 시간에 의존하여 길어진다. 따라서, 각 냉각존(9)에 있어서의 히터 유닛(10)과의 접촉 면적은, 이하에 나타내는 조건 1 및 조건 2 중 적어도 한쪽을 만족하는 것이 바람직하다. 이하, 『냉각존(9)에 있어서의 히터 유닛(10)과의 접촉 면적』을, 단순히 『냉각존(9)의 접촉 면적』이라고 표현하는 경우가 있다.When the area in which the
≪조건 1≫≪
각 냉각존(9)의 외주 윤곽선의 내측의 면적(Sa)과, 각 냉각존(9)의 접촉 면적(Sb)이, Sb/Sa≥0.5를 만족한다.The area Sa inside the outer peripheral line of each cooling
각 냉각존(9)이 상기 조건 1을 만족함으로써, 냉각판(5)이 히터 유닛(10)에 접촉하였을 때, 각 냉각존(9)에 대응하는 가열존(8)이 빠르게 냉각된다. 그 결과, 히터 유닛(10)의 재사용까지의 시간이 단축된다. Sb/Sa가 클수록, 가열존(8)의 냉각 속도가 빨라진다. 바람직한 Sb/Sa는 0.6 이상이고, 더욱 바람직한 Sb/Sa는 0.7 이상이다.Since each cooling
≪조건 2≫≪
제1 냉각존(91)의 Sb/Sa와, 제2 냉각존(92)의 Sb/Sa의 차(ΔSb/Sa)가 0.35 이하이다.The difference (ΔSb/Sa) between Sb/Sa in the
여기서, 제1 냉각존(91)은, 복수의 냉각존(9) 중, Sb/Sa가 가장 큰 냉각존(9)이다. 본 예에서는, 외주측의 냉각존(9B)이 제1 냉각존(91)이다. 제2 냉각존(92)은, 복수의 냉각존(9) 중, Sb/Sa가 가장 작은 냉각존(9)이다. 본 예에서는, 내주측의 냉각존(9A)이 제2 냉각존(92)이다.Here, the
복수의 가열존(8)을 구비하는 히터 유닛(10)에서는, 소정 온도에 도달한 가열존(8)을 소정 온도로 유지하기 위해, 단속적인 통전에 의해 가열존(8)이 단속적으로 가열된다. 각 가열존(8)의 냉각 속도에 불균일이 있으면, 소정 온도에 도달한 가열존(8)의 단속적인 가열에 의해, 아직 소정 온도에 도달하지 못한 가열존(8)의 냉각이 저해된다. 그 때문에, 각 가열존(8)의 냉각 속도에 불균일이 있으면, 히터 유닛(10) 전체의 냉각 시간이 길어지기 쉽다. 한편, 복수의 냉각존(9)이 상기 조건 2를 만족하고 있으면, 각 가열존(8)의 냉각 속도에 큰 차이가 생기기 어려워, 각 가열존(8)이 소정 온도에 도달하는 시간에 불균일이 생기기 어렵다. 따라서, 히터 유닛(10) 전체가 균일적으로 냉각되기 쉽고, 히터 유닛(10)이 빠르게 소정의 온도 이하가 되기 쉽다. 상기 차(ΔSb/Sa)는 작을수록 바람직하다. 보다 바람직한 차(ΔSb/Sa)는 0.30 이하, 더욱 바람직한 차(ΔSb/Sa)는 0.2 이하이다.In the
상기 조건 1 및 조건 2를 만족하는 구성으로서, 오목부(52)의 크기나 오목부(52)의 배치를 조정하는 것을 들 수 있다. 본 예의 냉각판(5)에서는, 복수의 오목부(52) 중 일부의 오목부(52)가 복수의 냉각존(9, 9)에 걸치도록 마련되어 있다. 구체적으로는 이하의 조건을 만족하는 제1 오목부(54)가 제3 냉각존(93)과 제4 냉각존(94)에 걸치도록 마련되어 있다.As a configuration satisfying the
본 예에서는, 복수의 냉각존(9)이 인접한 제3 냉각존(93)과 제4 냉각존(94)을 포함한다. 여기서, 제3 냉각존(93)의 외주 윤곽선의 내측의 면적이, 제4 냉각존(94)의 외주 윤곽선의 내측의 면적보다 작다. 본 예에서는, 내주측의 냉각존(9A)이 제3 냉각존(93)이다. 이 제3 냉각존(93)의 외주측에 인접한 냉각존(9B)이 제4 냉각존(94)이다.In this example, the plurality of
각 오목부(52)에 배치되는 배선(7) 중, 제3 냉각존(93)에 대응하는 가열존(8)으로부터 연장되는 배선(7)은 제1 배선(71)이다. 제1 배선(71)이 배치되는 오목부(52)는 제1 오목부(54)이다. 본 예에서는 이 제1 오목부(54)의 일부가 제4 냉각존(94)에 배치되어 있다. 이 구성에서는, 제1 오목부(54)에 연결되는 제1 관통 구멍(55)도 제4 냉각존(94)에 배치된다. 제1 오목부(54)의 일부가, 제3 냉각존(93)보다 큰 제4 냉각존(94)에 배치됨으로써, 제3 냉각존(93)의 접촉 면적이 제4 냉각존(94)의 접촉 면적에 비해서 지나치게 작아지는 것이 억제된다. 그 결과, 상기 조건 1 및 조건 2가 만족되기 쉽다.Of the
본 예와는 다르게, 제1 오목부(54)의 전부가 제4 냉각존(94)에 배치되어 있어도 좋다. 이러한 구성을 달성하기 위해서는, 예컨대, 도 7의 내주측의 가열존(8A)에 연결되는 제1 배선(71)이, 도 8의 외주측의 냉각존(9B)으로 인출되도록, 도 1의 제2 관통 구멍(45)의 축선을 기울인다. 또는, 내주측의 가열존(8A)의 단자를 외주측의 가열존(8B)의 위치에 마련한다.Unlike this example, the whole of the 1st recessed part 54 may be arrange|positioned in the
<시험예><Test Example>
시험예에서는, 제1 냉각존(91)의 Sb/Sa와, 제2 냉각존(92)의 Sb/Sa의 차(ΔSb/Sa)가, 히터 유닛(10)의 냉각 시간에 미치는 영향을 조사하였다.In the test example, the influence of the difference (ΔSb/Sa) between Sb/Sa in the
복수의 가열존(8)과 복수의 냉각존(9)을 갖는 시료 No.1부터 시료 No.5의 웨이퍼 가열 장치(1)를 준비하였다. 이들 웨이퍼 가열 장치(1) 간의 상위점은, 차(ΔSb/Sa)의 값뿐이다. 시료 No.1, 시료 No.2, 시료 No.3, 시료 No.4 및 시료 No.5의 웨이퍼 가열 장치(1)의 ΔSb/Sa는 각각, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4 및 0.5였다. 각 시료의 제1 냉각존(91)의 Sb/Sa와 제2 냉각존(92)의 Sb/Sa를 이하에 나타낸다.A
·시료 No.1・Sample No. 1
제1 냉각존(91)의 Sb/Sa=0.6, 제2 냉각존(92)의 Sb/Sa=0.5Sb/Sa=0.6 of the
·시료 No.2・Sample No.2
제1 냉각존(91)의 Sb/Sa=0.7, 제2 냉각존(92)의 Sb/Sa=0.5Sb/Sa=0.7 of the
·시료 No.3・Sample No.3
제1 냉각존(91)의 Sb/Sa=0.8, 제2 냉각존(92)의 Sb/Sa=0.5Sb/Sa=0.8 of the
·시료 No.4・Sample No.4
제1 냉각존(91)의 Sb/Sa=0.9, 제2 냉각존(92)의 Sb/Sa=0.5Sb/Sa=0.9 of the
·시료 No.5・Sample No. 5
제1 냉각존(91)의 Sb/Sa=0.9, 제2 냉각존(92)의 Sb/Sa=0.4Sb/Sa=0.9 of the
각 시료의 웨이퍼 가열 장치(1)에 구비되는 히터(3)에 통전하여, 히터(3)의 모든 가열존(8)의 온도를 150℃로 유지하였다. 각 가열존(8)의 온도는 측온 소자(25)에 의해 측정하였다. 계속해서, 히터(3)에의 통전을 일단 멈춘 후, 냉각 유닛(11)의 냉각판(5)을 지지판(4)에 접촉시켰다. 각 가열존(8)은, 100℃±0.5℃까지 냉각된다. 각 가열존(8)은, 100℃±0.5℃를 유지하기 위해, 단속적인 통전에 의해 단속적으로 가열된다. 본 시험에서는, 히터(3)의 모든 가열존(8)의 온도가 100℃±0.5℃가 되기까지의 냉각 시간을 측정하였다. 그 결과를 표 1에 나타낸다. 냉각 시간의 단위는 초(s)이다.The
표 1에 나타내는 바와 같이, 차(ΔSb/Sa)가 작아질수록, 웨이퍼 가열 장치(1)에 있어서의 히터(3) 전체의 냉각 시간이 짧아지는 것이 밝혀졌다. 특히, 차(ΔSb/Sa)가 0.35 이하인 시료 No.1, 시료 No.2 및 시료 No.3의 히터(3)의 냉각 시간은 50초 이하였다. 한편, ΔSb/Sa가 0.35 초과인 시료 No.4 및 시료 No.5의 히터(3)의 냉각 시간은 70초 초과였다.As shown in Table 1, it was found that the cooling time of the
차(ΔSb/Sa)가 작아질수록, 히터(3)의 냉각 시간이 짧아지는 이유는, 이하와 같이 추찰된다. Sb/Sa가 가장 큰 제1 냉각존(91)에 냉각되는 가열존(8)은, Sb/Sa가 가장 작은 제2 냉각존(92)에 냉각되는 가열존(8)보다 먼저 100℃에 도달한다. 차(ΔSb/Sa)가 작아질수록, 제1 냉각존(91)에 냉각되는 가열존(8)의 온도가 100℃에 도달하는 시간과, 제2 냉각존(92)에 냉각되는 가열존(8)의 온도가 100℃에 도달하는 시간의 차가 작아진다. 그 때문에, 제1 냉각존(91)에 의해 냉각된 가열존(8)을 100℃로 유지하기 위한 단속적인 가열의 횟수나 시간이 적어진다. 따라서, 히터(3) 전체의 냉각 시간이 짧아진다.The reason that the cooling time of the
100 : 웨이퍼
1 : 웨이퍼 가열 장치
10 : 히터 유닛 10D : 하면 10U : 상면
11 : 냉각 유닛
2 : 웨이퍼 유지판
2D : 하면 2U : 상면
20 : 스폿 페이싱 구멍 25 : 측온 소자
3 : 히터
3D : 하면
30 : 회로 패턴 31 : 기재
35 : 막힌 구멍 36 : 제3 관통 구멍
4 : 지지판
4D : 하면
45, 46 : 제2 관통 구멍 45h : 하방 개구부 45v : 투영 윤곽선
5 : 냉각판
5D : 하면 5U : 상면
50 : 본체 51 : 상층
52, 53 : 오목부 52b : 바닥부 52h : 개구부 54 : 제1 오목부
55, 56 : 제1 관통 구멍 55h : 상방 개구부
6 : 냉각 스테이지 60 : 고정축
7, 70 : 배선 7c, 70c : 중간부 71 : 제1 배선
8 : 가열존
9 : 냉각존
91 : 제1 냉각존 92 : 제2 냉각존
93 : 제3 냉각존 94 : 제4 냉각존100: wafer
1: Wafer heating device
10:
11: cooling unit
2: Wafer holding plate
2D:
20: spot facing hole 25: temperature measuring element
3: Heater
3D: If
30: circuit pattern 31: base material
35: blind hole 36: third through hole
4: support plate
4D: If
45, 46: second through
5: cooling plate
5D:
50: body 51: upper layer
52, 53: recessed
55, 56: first through
6: cooling stage 60: fixed shaft
7, 70:
8: heating zone
9: cooling zone
91: first cooling zone 92: second cooling zone
93: third cooling zone 94: fourth cooling zone
Claims (9)
상기 히터 유닛을 냉각하는 냉각판과,
상기 히터 유닛의 하면으로부터 인출되는 배선을 구비하고,
상기 냉각판은, 상기 냉각판의 상면이 상기 히터 유닛의 하면에 접촉한 상태와, 상기 냉각판의 상면이 상기 히터 유닛의 하면으로부터 떨어진 상태 사이에서 이동 가능하게 구성되어 있는 것인 웨이퍼 가열 장치로서,
상기 냉각판은, 상면에 마련된 오목부와, 상기 오목부의 바닥부의 위치로부터 두께 방향으로 관통하는 제1 관통 구멍을 구비하고,
상기 배선은, 상기 히터 유닛과 상기 냉각판이 접촉한 상태에 있어서, 상기 오목부와 상기 제1 관통 구멍을 통하여 상기 냉각판의 하면측으로 인출되어 있는, 웨이퍼 가열 장치.A heater unit comprising an upper surface on which a wafer is disposed and a heater for heating the wafer;
a cooling plate for cooling the heater unit;
and a wiring drawn out from the lower surface of the heater unit,
wherein the cooling plate is configured to be movable between a state in which an upper surface of the cooling plate is in contact with a lower surface of the heater unit and a state in which an upper surface of the cooling plate is separated from a lower surface of the heater unit. ,
The cooling plate includes a concave portion provided on an upper surface and a first through hole penetrating in a thickness direction from a position of a bottom portion of the concave portion;
The wiring is led out to the lower surface side of the cooling plate through the recess and the first through hole in a state in which the heater unit and the cooling plate are in contact with each other.
상기 중간부는, 상기 히터 유닛과 상기 냉각판이 접촉한 상태에 있어서, 상기 오목부의 내부에 배치되는, 웨이퍼 가열 장치.According to claim 1, wherein a portion of the middle portion of the wiring is fixed to the lower surface of the heater unit,
The intermediate portion is disposed inside the concave portion in a state in which the heater unit and the cooling plate are in contact with each other.
상기 냉각판은, 상기 냉각판의 상면이 상기 지지판의 하면에 접촉한 상태와, 상기 냉각판의 상면이 상기 지지판의 하면으로부터 떨어진 상태 사이에서 이동 가능하게 구성되어 있고,
상기 지지판은, 두께 방향으로 관통하는 제2 관통 구멍을 구비하고,
상기 오목부는, 상기 지지판과 상기 냉각판이 접촉한 상태에 있어서, 상기 제1 관통 구멍의 상방 개구부와 상기 제2 관통 구멍의 하방 개구부 사이에 연속한 공간이 형성되도록 마련되어 있고,
상기 배선은, 상기 제2 관통 구멍을 통해 상기 지지판의 하방으로 인출되어 있는, 웨이퍼 가열 장치.The heater unit according to any one of claims 1 to 3, wherein the heater unit includes a support plate for supporting the heater from below;
the cooling plate is configured to be movable between a state in which an upper surface of the cooling plate is in contact with a lower surface of the support plate and a state in which an upper surface of the cooling plate is separated from a lower surface of the support plate;
The support plate is provided with a second through hole penetrating in the thickness direction,
The concave portion is provided such that a continuous space is formed between the upper opening of the first through hole and the lower opening of the second through hole in a state in which the support plate and the cooling plate are in contact;
The wiring is led out below the support plate through the second through hole.
상기 투영 윤곽선은, 상기 하방 개구부의 윤곽선을 상기 냉각판에 투영한 윤곽선인, 웨이퍼 가열 장치.5. The method according to claim 4, wherein at room temperature, the projection outline of the second through hole is located inside the outline of the opening of the concave portion;
and the projected contour is a contour obtained by projecting the contour of the lower opening onto the cooling plate.
상기 본체는 금속에 의해 구성되어 있고,
상기 상층은 상기 본체와는 다른 재료에 의해 구성되어 있는, 웨이퍼 가열 장치.The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the cooling plate includes a main body and an upper layer disposed on an upper surface of the main body;
The body is made of metal,
and the upper layer is made of a material different from that of the main body.
상기 냉각판의 상면은, 복수의 냉각존을 구비하고,
각 냉각존은 각 가열존에 대응하는 가상적인 영역이고,
각 냉각존의 외주 윤곽선의 내측의 면적(Sa)과, 각 냉각존에 있어서의 상기 히터 유닛과의 접촉 면적(Sb)이, Sb/Sa≥0.5를 만족하는, 웨이퍼 가열 장치.According to any one of claims 1 to 6, wherein the heater is provided with a plurality of heating zones,
The upper surface of the cooling plate is provided with a plurality of cooling zones,
Each cooling zone is a virtual area corresponding to each heating zone,
A wafer heating apparatus, wherein an area (Sa) inside the outer peripheral line of each cooling zone and a contact area (Sb) with the heater unit in each cooling zone satisfy Sb/Sa≥0.5.
상기 제1 냉각존의 Sb/Sa와, 상기 제2 냉각존의 Sb/Sa의 차가 0.35 이하인, 웨이퍼 가열 장치.The method according to claim 7, wherein the plurality of cooling zones include a first cooling zone having the largest Sb/Sa and a second cooling zone having the smallest Sb/Sa,
The difference between Sb/Sa in the first cooling zone and Sb/Sa in the second cooling zone is 0.35 or less.
상기 제3 냉각존의 외주 윤곽선의 내측의 면적이, 상기 제4 냉각존의 외주 윤곽선의 내측의 면적보다 작고,
상기 배선은, 상기 제3 냉각존에 대응하는 상기 가열존으로부터 연장되는 제1 배선을 포함하고,
상기 오목부는, 상기 제1 배선에 대응하는 제1 오목부를 포함하고,
상기 제1 오목부의 적어도 일부가 상기 제4 냉각존에 배치되어 있는, 웨이퍼 가열 장치.The method according to claim 7 or 8, wherein the plurality of cooling zones include a third and a fourth cooling zone adjacent to each other,
An area inside the outer circumferential line of the third cooling zone is smaller than an area inside the outer circumferential line of the fourth cooling zone,
The wiring includes a first wiring extending from the heating zone corresponding to the third cooling zone,
The concave portion includes a first concave portion corresponding to the first wiring,
and at least a part of the first concave portion is disposed in the fourth cooling zone.
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