KR101053788B1 - Semiconductor Wafer Heating Apparatus and Manufacturing Method Thereof - Google Patents

Semiconductor Wafer Heating Apparatus and Manufacturing Method Thereof Download PDF

Info

Publication number
KR101053788B1
KR101053788B1 KR1020080027816A KR20080027816A KR101053788B1 KR 101053788 B1 KR101053788 B1 KR 101053788B1 KR 1020080027816 A KR1020080027816 A KR 1020080027816A KR 20080027816 A KR20080027816 A KR 20080027816A KR 101053788 B1 KR101053788 B1 KR 101053788B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
housing
carbon
shaft
heating element
graphite
Prior art date
Application number
KR1020080027816A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20090102393A (en
Inventor
조영석
이승욱
Original Assignee
(주)램피스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)램피스 filed Critical (주)램피스
Priority to KR1020080027816A priority Critical patent/KR101053788B1/en
Publication of KR20090102393A publication Critical patent/KR20090102393A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101053788B1 publication Critical patent/KR101053788B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67103—Apparatus for thermal treatment mainly by conduction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/324—Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68757—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a coating or a hardness or a material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68792—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by the construction of the shaft

Abstract

본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 히팅장치는, 전극봉 및 열전대와 연결되어 발열 성질을 갖는 발열체; 상기 발열체를 감싸는 하우징; 상기 전극봉과 열전대의 통로 역할을 하도록 상기 하우징의 하부에서 연결되어 있는 샤프트;로 구성되어 있되, 상기 발열체와 하우징은 카본, 그래파이트 내지 Si와 카본의 혼합물인 카본 컴포지트로 제작되어 있는 것을 특징으로 한다. 추가적으로, 상기 하우징 및 발열체, 샤프트의 표면에는 Al2O3 내지 AIN 중 어느 하나로 이루어진 10 내지 100 마이크론 두께의 코팅막;이 추가로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.In accordance with another aspect of the present invention, a semiconductor wafer heating apparatus includes: a heating element connected to an electrode and a thermocouple, and having heat generating properties; A housing surrounding the heating element; The shaft is connected to the lower portion of the housing to serve as a passage of the electrode and the thermocouple, wherein the heating element and the housing is characterized in that the carbon composite is made of carbon, graphite to a mixture of Si and carbon. In addition, the surface of the housing, the heating element, the shaft; 10 to 100 micron thick coating film made of any one of Al 2 O 3 to AIN; characterized in that is further formed.

본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 히팅장치 및 이의 제조방법에 따르면, 내열 충격성, 내부식성이 우수하다는 장점을 가지고, 급격한 온도 상승에도 발열체의 피도로를 증가시키지 않으므로 히팅장치의 내구성을 보장할 수 있다는 효과를 가진다.According to the semiconductor wafer heating apparatus and the manufacturing method thereof according to the present invention, it has the advantages of excellent thermal shock resistance and corrosion resistance, and does not increase the depth of heating of the heating element even with a rapid temperature rise, thereby ensuring the durability of the heating apparatus. Have

반도체 히터, 히팅 장치, 코팅막, 웨이퍼 가공, 웨이퍼 가열 Semiconductor Heater, Heating Equipment, Coating Film, Wafer Processing, Wafer Heating

Description

반도체 웨이퍼 히팅장치 및 이의 제조방법{HEATER FOR WAFER OF SEMICONDUCTOR AND METHOD OF PRODUCING THEREOF}Semiconductor Wafer Heating Apparatus and Manufacturing Method Thereof {HEATER FOR WAFER OF SEMICONDUCTOR AND METHOD OF PRODUCING THEREOF}

본 발명은 반도체 웨이퍼 히팅장치 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세히는 카본 소재, 그래파이트 소재 내지 카본 혼합물를 원재료로서 장치를 제조하고 이에 Al를 모재로 하는 코팅막을 형성함으로써 내열 충격성이 우수하고 내부식성이 뛰어나며 절연 효과가 우수한 반도체 웨이퍼 가공장치 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor wafer heating apparatus and a method for manufacturing the same, and more particularly, to prepare a device using a carbon material, a graphite material, or a carbon mixture as a raw material, and to form a coating film based on Al, thereby providing excellent thermal shock resistance and corrosion resistance. The present invention relates to a semiconductor wafer processing apparatus having excellent insulation effect and a method of manufacturing the same.

반도체 소자는 웨이퍼의 표면에 특정 재질로 이루어진 박막 증착 또는 이를 패턴 처리함으로써 구현되는 고밀도 집적회로로서, 이러한 박막 증착 내지 패턴 처리 공정은 챔버형 프로세스 모듈(chamber type process module)에서 진행되는 것이 일반적이다. A semiconductor device is a high density integrated circuit implemented by depositing or patterning a thin film made of a specific material on a surface of a wafer, and the thin film deposition or pattern processing process is generally performed in a chamber type process module.

챔버형 프로세스 모듈 중 챔버 내에 위치하는 웨이퍼 히팅 장치, 일명 히터(heater)는 그 표면 부위 상에 웨이퍼를 안착한 상태에서 자체 발열을 하여 웨이퍼의 박막 증착 등의 전처리 공정이 안정적이고 균일하게 진행될 수 있도록 하는 기능을 수행한다.The wafer heating apparatus, also known as a heater, located in the chamber of the chamber-type process module generates heat by itself while the wafer is seated on the surface thereof, so that pretreatment processes such as thin film deposition of the wafer can be performed stably and uniformly. Perform the function.

이러한 히터는 기본적으로 내열성을 가지고 있어야 하기 때문에 과거에는 니켈, 크롬, 알루미늄 등의 금속재가 자주 사용되어 왔으나 수백 ℃에 이르는 고온 환경 및 플루오르, 염소 등을 이용한 챔버 내 화학공정에 의하여 식각 내지 부식과 같은 변형이 야기된다는 문제점이 있었다.Since such heaters must have heat resistance basically, metal materials such as nickel, chromium and aluminum have been frequently used in the past, but such as etching or corrosion due to high temperature environment of several hundred degrees Celsius and chemical process in the chamber using fluorine and chlorine, etc. There was a problem that deformation was caused.

이러한 문제를 방지하기 위하여, 열전달성 및 내열충격성이 우수함과 동시에 내화학성을 가진 AIN(Aluminum Nitride) 재질이 이용되기도 하나 이 경우에도 300 내지 800℃ 정도의 온도에서 가령 10℃/min 정도의 속도로 온도 상승이 급격히 이루어지는 고온 열공정을 진행할 경우 히터가 파손되는 문제가 발생한다는 단점이 지적된다.In order to prevent such a problem, AIN (Aluminum Nitride) material having excellent heat transfer and thermal shock resistance and chemical resistance is also used, but even in this case, at a temperature of about 300 ° C to 800 ° C, for example, about 10 ° C / min. It is pointed out that the heater is broken when the high temperature thermal process is performed in which the temperature rises rapidly.

따라서 통상적으로 온도를 3℃/min 이하로 상승시키면서 상기 언급한 열 충격의 문제를 해결하고 있는데, 이럴 경우에는 장비 유지보수의 일환으로 진행되는 주기적인 세정, 교환, 교정 등의 작업 후 공정 개시를 위해 온도를 상승시킬 때 소요 시간이 매우 길어진다는 문제가 발생하게 된다. 즉, 장비의 Down Time이 길어지는 문제가 발생하여 장비의 활용도가 떨어지게 된다는 지적이 따른다.Therefore, the above-mentioned problem of thermal shock is usually solved by raising the temperature below 3 ° C / min. In this case, the process starts after periodic cleaning, replacement, calibration, etc. as part of equipment maintenance. The problem arises that the time required for raising the temperature is very long. In other words, there is a problem that the down time of the equipment is prolonged, and the utilization of the equipment falls.

이를 극복하기 위하여, 국내 특허 제 477388호 '웨이퍼 가공용 히팅 블록'은 히터블록의 외 표면에 산화알루미늄, 산화이트륨, AIN 중 적어도 하나 이상을 이용한 보호막이 코팅되어 히터의 식각 등의 문제를 방지할 수 있는 내구성을 확보한다고 게시되어 있다.In order to overcome this problem, domestic patent 477388 'wafer processing heating block' is coated with a protective film using at least one of aluminum oxide, yttrium oxide, and AIN on the outer surface of the heater block to prevent problems such as etching of the heater. It is posted to ensure durability.

그런데 상기 기술에 의하면, RF 파워에 의해 플라즈마를 여기할 수 있는 PE CVD 방식의 공정을 진행할 때 예를 들어 AIN 보호막의 상부에 RF 파워를 인가하였 을 때 AIN 이 부도체이므로 AIN 내부에 메탈 메시(Metal Mesh)를 매우 촘촘하게 매립 소성하여야 하는데 AIN 과 메탈(메탈이 히터의 주재료로 사용되는 것을 포함) 간의 블레이징(blazing)이 어려워 메탈과 AIN 보호막이 서로 소성되어 양자가 결합되어 있다기보다는 메탈이 AIN에 매립되어 있다고 볼 수밖에 없다. 이러한 상태에서 히터가 히팅되어 AIN 의 온도가 급히 상승하면 메탈과 열팽창 계수가 다르기 때문에 양자의 계면에서 분리가 일어나 심지어 히터가 파괴되는 문제가 발생하는바, 즉 온도의 급격한 상승에 민감하게 대응할 수 있는 능력이 떨어진다는 단점이 존재한다.However, according to the above technique, when performing a PE CVD process that can excite plasma by RF power, for example, when RF power is applied to the upper portion of the AIN protective film, AIN is a non-conductor, so that a metal mesh (Metal) Mesh must be embedded very tightly, and it is difficult to blaze between AIN and the metal (including metal used as the main material of the heater), so that the metal and AIN are fired together and the metal is AIN rather than bonded together. There is no choice but to be buried in. In this state, when the heater is heated and the temperature of AIN rises rapidly, the thermal expansion coefficient of the metal and the thermal expansion coefficient are different, so that the separation occurs at both interfaces and even the heater is destroyed. That is, it is sensitive to the sudden increase in temperature. There is a disadvantage of poor ability.

또한 국내 특허출원 10-2005-0004355호는 기판 재치면에 탄화규소, 질화규소, 산화규소, 유리상 탄소, 미결정 다이아몬드 중 어느 하나 또는 복수 개의 재료로 구성되어 내열성, 내부식성을 강화한다고 게시되어 있다. 하지만 이 경우에도 히터를 이루는 모재가 금속(메탈)으로 처리될 경우 상기와 같이 양자의 계면에서 분리 현상이 일어나 히터 내구성을 담보하지 못할 뿐 아니라 히터의 발열체를 전기적으로 완벽히 절연하거나 온도의 급격한 상승 상태에서 적절하게 대응하기에 부족하다는 문제가 있었다.In addition, Korean Patent Application No. 10-2005-0004355 is published on the substrate mounting surface made of any one or a plurality of materials of silicon carbide, silicon nitride, silicon oxide, glassy carbon, microcrystalline diamond to enhance heat resistance and corrosion resistance. However, even in this case, when the base metal constituting the heater is treated with metal (metal), the separation phenomenon occurs at both interfaces as described above, thereby not guaranteeing the durability of the heater, and electrically insulating the heating element of the heater or rapidly increasing the temperature. There was a lack of adequate response from.

따라서 온도의 급격한 상승에도 충분한 내구성을 가짐과 동시에 제조 시 흔히 발생하는 누설 문제를 방지하고 절연성을 담보하여 웨이퍼 가공 프로세스의 원활화를 추구할 수 있는 신규하고 진보한 웨이퍼 히팅장치의 필요성이 대두되는 실정이다.Therefore, there is a need for a new and advanced wafer heating apparatus that has sufficient durability even in a sudden rise in temperature, and prevents leakage problems commonly produced during manufacturing and ensures insulation to facilitate the wafer processing process. .

본 발명은 상기 기술의 문제점을 극복하기 위해 안출된 것으로, 열 변형이 없고 내열충격성이 우수하며 온도 상승을 빠르게 하여도 히터 내구성 및 기본적인 웨이퍼 히팅 장치의 성능을 가질 수 있도록 웨이퍼 가공 장치를 카본, 그래파이트, Si를 함유한 카본 혼합물로 제작을 하는 것이다.The present invention has been made in order to overcome the problems of the above technology, there is no thermal deformation, excellent thermal shock resistance and the wafer processing apparatus carbon and graphite so as to have the durability of the heater and basic wafer heating device even if the temperature rises quickly And a carbon mixture containing Si.

본 발명의 다른 목적은 발열체의 절연 및 내부식성을 강화하기 위하여 상기 재료로 제작된 웨이퍼 히팅장치의 내외 표면에 Al를 산화 또는 질화 처리한 코팅막을 형성하는 것이다.Another object of the present invention is to form a coating film obtained by oxidizing or nitriding Al on the inner and outer surfaces of a wafer heating apparatus made of the material in order to enhance insulation and corrosion resistance of the heating element.

본 발명의 또 다른 목적은 발열체의 하우징, 즉 웨이퍼 히팅 장치의 상부 및 하부를 전도성 소재의 접착제로 접착하여 보다 안정적으로 하우징의 전기적 그라운드 처리를 이루도록 하는 것이다.Still another object of the present invention is to bond the upper and lower parts of the heating element, that is, the wafer heating apparatus, with an adhesive of a conductive material to more stably perform the electrical ground treatment of the housing.

본 발명의 추가 목적은 웨이퍼 히팅 장치의 누설에 따른 부작용을 방지하기 위하여 웨이퍼 히팅 장치의 상부 및 하부 결합 시에 결합 부위에 오링을 삽입하거나 카본 성분을 함유한 접착제의 의해 실링 처리를 하도록 하는 것이다.It is a further object of the present invention to insert an O-ring at the bonding site or to seal the carbon-containing adhesive during the upper and lower bonding of the wafer heating apparatus in order to prevent side effects due to leakage of the wafer heating apparatus.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 히팅장치는, 전극봉과 열전대와 연결되어 발열 성질을 갖는 발열체; 상기 발열체를 감싸는 하우징; 상기 전극봉과 열전대의 통로 역할을 하도록 상기 하우징의 하부에서 연결되어 있는 샤프트;로 구성되어 있되, 상기 발열체와 하우징은 카본, 그래파이트 내지 Si 와 카본의 혼합물인 카본 컴포지트로 제작되어 있는 것을 특징으로 한다. 추가적으로, 상기 하우징 및 발열체, 샤프트의 표면에는 Al2O3 내지 AIN 중 어느 하나로 이루어진 10 내지 100 마이크론 두께의 코팅막;이 추가로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the semiconductor wafer heating apparatus according to the present invention, the heating element is connected to the electrode and the thermocouple having a heat generating property; A housing surrounding the heating element; The shaft is connected to the lower portion of the housing to serve as a passage of the electrode and the thermocouple, wherein the heating element and the housing is characterized in that the carbon composite is made of carbon, graphite to a mixture of Si and carbon. In addition, the surface of the housing, the heating element, the shaft; 10 to 100 micron thick coating film made of any one of Al 2 O 3 to AIN; characterized in that is further formed.

또한, 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 히팅장치의 제조방법은, 발열체, 하우징, 샤프트를 카본, 그래파이트 내지 탄화규소(SiC) 30 내지 40 중량%, 카본 50 내지 60 중량%, 잔류 Si 5 내지 10중량%로 이루어진 카본 컴포지트 중 어느 하나의 재료로 제조하는 제 1 단계; CVD 공정, 증발 공정, CVI 공정, 용사코팅 공정 중 어느 하나 내지 이들의 혼합 공정을 통해 상기 발열체, 하우징, 샤프트의 표면에 Al을 코팅처리 하는 제 2 단계; 코팅 처리된 Al 피막에 건식 질화처리 내지 건식 산화처리를 하여 Al을 Al2O3 내지 AIN로서 증착하여 최종적인 코팅막을 형성하는 제 3 단계; 발열체를 내부에 위치시킨 상태에서 상기 하우징의 상부 및 하부를 결합하는 제 4단계; 상기 하우징의 하부에 샤프트를 체결하는 제 5 단계;로 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, in the method for manufacturing a semiconductor wafer heating apparatus according to the present invention, the heating element, the housing, and the shaft include carbon, graphite to silicon carbide (SiC) 30 to 40% by weight, carbon 50 to 60% by weight, and residual Si 5 to 10% by weight. A first step of producing from any one of the carbon composite material consisting of; A second step of coating Al on the surface of the heating element, the housing, and the shaft through any one of a CVD process, an evaporation process, a CVI process, and a spray coating process; A third step of depositing Al as Al 2 O 3 to AIN by performing dry nitriding to dry oxidation on the coated Al film to form a final coating film; A fourth step of coupling an upper portion and a lower portion of the housing in a state where the heating element is positioned inside; And a fifth step of fastening the shaft to the lower portion of the housing.

여기서, 상기 제 5 단계는, 상기 샤프트와 하우징 하부의 상호 결합 부위에 나사산을 형성하여 서로 나사산 결합을 하는 단계; 상기 결합 부위에 상기 카본, 그래파이트, 카본 컴포지트가 함유된 접착제를 도포하여 실링 처리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the fifth step, the step of threaded to each other by forming a thread on the mutual coupling portion of the shaft and the lower housing; And a sealing process by applying an adhesive containing the carbon, graphite, and carbon composite to the bonding site.

본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 히팅장치 및 이의 제조방법에 따르면,According to the semiconductor wafer heating apparatus and manufacturing method thereof according to the present invention,

1) 내열성, 내부식성, 절연성, 열 충격저항성이 우수하다는 장점을 가지고,1) has the advantage of excellent heat resistance, corrosion resistance, insulation, thermal shock resistance,

2) 급격한 온도 상승에도 발열체 및 하우징의 피도로를 증가시키지 않으므로 히팅장치의 내구성을 보장할 수 있으며,2) Since the temperature of the heating element and the housing does not increase even in a sudden temperature rise, durability of the heating device can be guaranteed.

3) 하우징의 그라운드 처리를 편리하고 적절하게 달성할 수가 있을 뿐 아니라,3) Not only can the grounding of the housing be conveniently and properly achieved,

4) 히팅장치의 구성 간 결합에서 누설 현상이 발생하는 것을 최대한 차단함으로써 고 진공 상태를 유지할 수 있도록 하는 효과를 가진다.4) It has the effect of maintaining the high vacuum state by blocking the occurrence of leakage phenomenon in the coupling between the components of the heating device as much as possible.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 첨부된 도면은 축척에 의하여 도시되지 않았으며, 각 도면의 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 지칭한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The accompanying drawings are not drawn to scale and wherein like reference numerals in the various drawings refer to like elements.

도 1은 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 히팅장치에 대한 개략적인 구성을 도시한 투시 단면도이다.1 is a perspective sectional view showing a schematic configuration of a semiconductor wafer heating apparatus according to the present invention.

도 1을 보아 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 웨이퍼 히팅장치(10)는 공지의 웨이퍼 가공용 히터와 마찬가지로 발열 기능을 하는 발열체(20)와 발열체(20)에 연결되어 있는 2개의 전극봉(40) 및 1개의 열전대(50), 발열체(20)를 감싸고 있는 상부(11) 및 하부(12)로 이루어진 하우징, 전극봉(40)과 열전대(50)의 통로 역할 및 발열체(20)의 지지 역할을 하는 샤프트(30)로 구성되어 있다. 다만, 본 발명에 따른 웨이퍼 히팅장치(10)는 발열체(20)와 하우징(11,12) 및 추가적으로 샤프트(30)까지 카본(carbon), 그래파이트(graphite), 카본 컴포지트(carbon composite)로 제작하였다는 점에서 그 특징이 발현된다.As can be seen from Figure 1, the wafer heating apparatus 10 according to the present invention is a heating element 20 and two electrode rods 40 which are connected to the heating element 20 and the heat generating function similar to a known wafer processing heater and One thermocouple 50, a housing consisting of an upper portion 11 and a lower portion 12 surrounding the heating element 20, a shaft serving as a passage of the electrode rod 40 and the thermocouple 50 and a supporting role of the heating element 20 It consists of 30. However, the wafer heating apparatus 10 according to the present invention is made of carbon, graphite, and carbon composite up to the heating element 20, the housings 11 and 12, and additionally the shaft 30. The feature is expressed in that point.

이처럼, 발열체(20)를 상기와 같은 카본 계열 소재로 제작을 하게 될 경우에는 고온의 발열 특성이 확보될 수 있고, 더불어 하우징(11,12) 역시 동일 소재로 제작을 함으로써 우수한 기계적 강도와 가공성을 담보할 뿐 아니라 열전달 특성 및 내열 충경성의 장점을 보장할 수 있다는 특성을 제공한다.As such, when the heating element 20 is made of the carbon-based material as described above, high-temperature heating characteristics can be ensured, and the housings 11 and 12 are also made of the same material, thereby providing excellent mechanical strength and processability. In addition to collateral, it provides the characteristics that can ensure the advantages of heat transfer characteristics and heat-hardness.

여기서, 카본 내지 그래파이트의 경우 100%가 사용되어지는 것을 기본으로 할 수 있으나, 하우징(11,12)의 표면 부위에 저항 형성을 위한 패턴 처리를 할 때 충분한 저항치를 가지도록 하여 전류 소모량을 줄일 수 있도록 함과 동시에 히터로서의 발열 기능을 보다 담보하기 위하여, 카본이 일정량 함유되어 있는 카본 컴포지트를 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 카본 컴포지트는 카본에 Si를 함침하여 저항치가 상승되도록 사용된 것으로서, 구체적으로는 SiC(탄화규소) 30 내지 40 중량%, 카본(carbon) 50 내지 60 중량%, 잔류 Si 5 내지 10중량%로 구성되는 것이 상기 특성을 보유하기 위하여 보다 바람직하다. 여기서, 잔류 Si라 함은 탄소와 화학 반응하여 SiC(탄화규소)로 이루어 지지 않고, 즉 반응에 참여하지 않고 잔류한 Si를 의미한다.In this case, 100% of carbon to graphite may be used, but the current consumption may be reduced by having a sufficient resistance when patterning for forming resistance on the surface of the housings 11 and 12. In order to ensure the heat generation function as a heater and to further secure the heat generating function, it is preferable to use a carbon composite containing a certain amount of carbon. The carbon composite is used to impregnate the carbon to increase the resistance, specifically, 30 to 40% by weight of SiC (silicon carbide), 50 to 60% by weight of carbon, and 5 to 10% by weight of residual Si. It is more desirable to be configured to retain these properties. Here, the residual Si means Si which is chemically reacted with carbon and is not made of SiC (silicon carbide), that is, does not participate in the reaction.

도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼 히팅 장치 중 하우징과 발열체의 내외 표면 에 코팅막이 형성되어 있는 상태를 도시한 투시 단면도이다.Figure 2 is a perspective cross-sectional view showing a state in which a coating film is formed on the inner and outer surfaces of the housing and the heating element of the wafer heating apparatus according to the present invention.

상기 카본(carbon), 그래파이트(graphite), 카본 컴포지트(carbon composite)로 제작이 된 발열체(20) 및 하우징(11,12)(또는 샤프트까지 포함)의 내외 표면에는 플라즈마로부터의 부식 방지 및 절연성과 내부식성을 강화함과 동시에 급격한 온도 상승으로부터 내구성을 확보하기 위하여 코팅막(100)이 형성이 된다.On the inner and outer surfaces of the heating element 20 and the housings 11 and 12 (or even the shaft) made of carbon, graphite, and carbon composite, corrosion protection and insulation from plasma The coating film 100 is formed to enhance the corrosion resistance and to ensure durability from a sudden temperature rise.

도 2를 보아 알 수 있듯이, 코팅막(100)은 하우징의 상부(11) 및 하부(12)의 내외 표면은 물론, 샤프트(30) 표면, 발열체(20) 표면 부위에 걸쳐 형성이 되어 있으며 이러한 코팅막(100)은 Al을 모재로 이용하여 다양한 공정을 통해 이를 Al2O3 내지 AIN로서 최종 산물이 되도록 한다. As can be seen from Figure 2, the coating film 100 is formed over the inner and outer surfaces of the upper and lower surfaces 11 and 12 of the housing, as well as the shaft 30 surface, the surface of the heating element 20 surface is formed such a coating film (100) uses Al as a base material to make it a final product as Al 2 O 3 to AIN through various processes.

특히, 발열체(20) 내지 하우징(11,12)이 상기와 같이 카본 등의 재료로 이루어진 경우 금속재로 이루어진 경우보다 Al2O3 내지 AIN과의 계면 분리 현상이 적어 발열체 및 하우징의 내구성을 담보할 수 있을 뿐 아니라 플루오르 내지 염소와의 화학적 반응이 일어나지 않도록 하여 보다 강화된 내부식성을 가질 수 있게 된다는 본 발명 특유의 장점을 가지게 된다.In particular, when the heating elements 20 to the housings 11 and 12 are made of a material such as carbon, the interface separation phenomenon with Al 2 O 3 to AIN is less than that of the metal material to ensure durability of the heating element and the housing. In addition, the present invention has the advantage of the present invention that the chemical reaction with fluorine to chlorine does not occur and thus can have enhanced corrosion resistance.

이러한 Al2O3 내지 AIN로 이루어진 코팅막(100)을 발열체(20) 내지 샤프트(30), 하우징(11,12)에 형성하는 방법은 다음과 같다.The coating film 100 made of Al 2 O 3 to AIN is formed on the heating elements 20 to the shaft 30 and the housings 11 and 12 as follows.

우선 카본(carbon), 그래파이트(graphite), 카본 컴포지트(carbon composite)로 이루어진 하우징(11,12), 발열체(20), 샤프트(30)의 표면에 모재 Al을 CVD(Chemical Vapor Deposition) 공정, 증발(evaporation) 공정, CVI(Chemical Vapor Infiltration) 공정 내지 용사코팅 공정 중 어느 하나 내지 이들의 혼합 공정을 통하여 코팅 처리를 한다. 여기서, CVD 공정, 증발 공정은 주로 공기 중 질소, 산소와의 화학적 반응을 통해 Al을 Al2O3 내지 AIN로서 증착하는 방법이고, CVI 내지 용사 코팅 공정은 물리적인 방법으로 강제적으로서 Al을 Al2O3 내지 AIN로서 증착하는 방법을 말한다.First, the base metal Al is deposited on the surfaces of the housings 11 and 12, the heating element 20, and the shaft 30 made of carbon, graphite, and carbon composite, followed by a CVD (Chemical Vapor Deposition) process. (evaporation) process, CVI (Chemical Vapor Infiltration) process or the spray coating process through any one of the mixing process to the coating process. Here, the CVD process and the evaporation process are mainly methods of depositing Al as Al 2 O 3 to AIN through chemical reaction with nitrogen and oxygen in the air, and the CVI to thermal spray coating process is forcing Al to Al 2 by physical method. The method of depositing as O 3 to AIN.

또는, 먼저 Al을 1차적으로 샤프트(30), 발열체(20), 하우징(11,12) 표면에 코팅 처리하여 Al을 형성한 다음, 이에 건식 질화처리 내지 건식 산화처리(Anodizing)를 하여 Al로 이루어진 피막을 최종적으로 Al을 Al2O3 로서 절연 처리하여 코팅막(100)을 형성한다. 다시 말해, Al 피막을 10 내지 100 마이크론 두께로서 피막처리한 뒤에 Al을 후 가공 처리함으로서 Al2O3 내지 AIN 로 이루어진 코팅막(100)을 형성하게 되는 것이며, 이러한 코팅막(100)에 의하여 상기 언급한 내부식성 및 절연의 특성을 얻을 수가 있다.Alternatively, Al is first formed by coating Al on the surface of the shaft 30, the heating element 20, and the housings 11 and 12 to form Al, and then dry nitriding to dry oxidizing (Anodizing) to Al. The film thus formed is finally insulated with Al 2 O 3 to form a coating film 100. In other words, the Al film is coated with a thickness of 10 to 100 microns and then Al is post-processed to form a coating film 100 made of Al 2 O 3 to AIN, and the coating film 100 mentioned above. Corrosion resistance and insulation can be obtained.

특히, 웨이퍼가 안착되는 공간인 하우징 상부(11)에 코팅하는 코팅막(100)은 Al을 CVD 공정, 증발 공정, CVI 공정을 통해 10 내지 100 마이크론이 되도록 코팅 처리를 하되, 특히 분진이 발생할 수 있는 용사 코팅 공정의 경우 Al을 100 내지 500 마이크론 두께로서 1차적으로 피막 처리한 다음, 면 가공에 의하여 표면 상태를 경면으로 관리하면서 두께를 100 마이크론 수준으로 유지하도록 한 이후, 질화처리, 습식 Anodizing을 포함한 산화처리 또는 질화 처리를 하여 Al2O3 내지 AIN 로 이루어진 코팅막(100)을 형성하도록 한다.In particular, the coating film 100 for coating the upper portion of the housing 11, which is a space on which the wafer is seated, is coated with Al to be 10 to 100 microns through a CVD process, an evaporation process, and a CVI process, and in particular, dust may be generated. In the case of the spray coating process, Al is first coated with a thickness of 100 to 500 microns, and then the surface state is managed by mirror processing to maintain the thickness at the level of 100 microns, followed by nitriding and wet anodizing. Oxidation or nitriding is performed to form a coating film 100 made of Al 2 O 3 to AIN.

이로 인하여, 발열체(20)는 물론 하우징(11,12)까지 절연 및 내부식 처리가 됨으로 심지어 하우징(11,12)까지 히터로서의 기능을 얻을 수가 있다는 특성을 보유한다.As a result, the heating element 20 as well as the housings 11 and 12 are insulated and subjected to corrosion treatment, and thus the housings 11 and 12 can be obtained as a heater.

또한, CVD 챔버로서 PE CVD 방식의 공정을 진행하기 위해서는 RF 파워에 의해 플라즈마를 여기시킬 수 있어야 하는바, 본 발명의 경우 하우징(11,12) 소재가 금속과 거의 유사한 저항을 가지는 카본(carbon), 그래파이트(graphite), 카본 컴포지트(carbon composite) 소재로서 이루어져 있기 때문에 플라즈마를 유기하는데 전혀 문제가 없을 뿐 아니라, 하우징(11,12) 표면에 상기 코팅막(100)에 의하여 절연 처리까지 되어 있기 때문에 플라즈마 발생 시에 아킹(arcing) 발생 등의 문제가 따르지 않게 된다.In addition, in order to proceed with the PE CVD process as a CVD chamber, it is necessary to excite the plasma by RF power. In the present invention, the housing 11 and 12 materials have carbon having a resistance almost similar to that of metal. , Because it is made of graphite and carbon composite material, there is no problem in inducing plasma, and since the insulating film is insulated by the coating film 100 on the surfaces of the housings 11 and 12, At the time of occurrence, problems such as arcing are not followed.

더불어, 본 발명에 따른 웨이퍼 히팅 장치 제조방법은 하우징(11,12)을 전기적으로 적절하게 그라운드 처리하는 방법을 제시한다.In addition, the method of manufacturing a wafer heating apparatus according to the present invention provides a method of electrically appropriately grounding the housings 11 and 12.

즉, 하우징(11,12)은 발열체(20)를 보호하는 커버로서의 역할 뿐 아니라 진공 챔버 내에서 플라즈마를 형성하는 상대 전극으로도 사용되어야 하므로 전기적으로 그라운드(ground) 처리가 일정 수준 이상으로 이루어져야 하는바, 이를 위하여 하우징의 상부(11)와 하부(12)의 접합 당시에 상기 언급한 하우징 재료이기도 한 상기 카본(carbon), 그래파이트(graphite), 카본 컴포지트(carbon composite) 중 어느 하나의 재료가 일정량 함유된 전도성 소재의 접착제를 사용하는 것이 바람직하다. 특히, 전도성 소재의 접착제에서 상기 카본(carbon), 그래파이 트(graphite), 카본 컴포지트(carbon composite)의 함유량은 전도성 접착제에 의한 저항치가 1 내지 10 kOhm 정도에 이를 수 있도록 조절하는 것이 가능하다.That is, the housings 11 and 12 should be used not only as a cover for protecting the heating element 20 but also as a counter electrode for forming a plasma in the vacuum chamber. For this purpose, a certain amount of material of any one of carbon, graphite, and carbon composite, which is the above-mentioned housing material at the time of joining the upper part 11 and the lower part 12 of the housing, is contained. Preference is given to using adhesives of conductive material. In particular, the content of the carbon (carbon), graphite (graphite), carbon composite (carbon composite) in the adhesive of the conductive material can be adjusted so that the resistance value by the conductive adhesive can reach 1 to 10 kOhm.

도 3은 샤프트와 하우징 하부의 결합 구조를 개략적으로 도시한 투시 단면도이다.Figure 3 is a perspective cross-sectional view schematically showing a coupling structure of the shaft and the lower part of the housing.

본 발명에 따른 장치는 반도체 웨이퍼를 처리하는 고온 및 고 진공 장치이므로 내열특성 및 누설(leak) 방지 기능을 제대로 구비하는 것이 무엇보다 중요하다. 즉, 발열체(20)를 수용한 하우징(11,12)과 샤프트(30)를 조립할 당시에 이 사이 부위를 완벽하게 실링(sealing) 처리 하지 않으면 장치 환경을 고 진공 상태로 유지하기 어려워진다.Since the apparatus according to the present invention is a high temperature and high vacuum apparatus for processing a semiconductor wafer, it is of utmost importance to properly have heat resistance and leakage prevention function. That is, at the time of assembling the housings 11 and 12 accommodating the heating element 20 and the shaft 30, it is difficult to maintain the device environment in a high vacuum state unless the sealing part is completely sealed between the parts.

이를 위하여, 고무소재 또는 실리콘이 일정량 함유되어 있는 오링(O-ring)(60)을 샤프트(30) 상부와 하우징 하부(12) 하단 간의 결합 부위에 이용한다.To this end, an O-ring 60 containing a certain amount of rubber material or silicon is used for the coupling portion between the upper portion of the shaft 30 and the lower end of the housing 12.

구체적으로, 하우징 하부(12)의 샤프트(30) 결합 부위(샤프트가 결합됨과 동시에 열전대 등이 발열체로 진입할 수 있도록 통공이 형성되어 있음) 주변에 일정 깊이를 가지고 계단식으로 함입된 단턱(13)을 형성하여 이 단턱(13)에 의해 확보된 공간에 샤프트(30)의 상단이 삽입되도록 하고, 샤프트(30)의 상단에서 일정 지점 하부로 치우친 지점, 즉 단턱(13)에 삽입되는 샤프트(30) 부위의 하단 지점에는 샤프트 둘레를 따라 일정 길이로 외측으로 돌출 연장되어 있는 돌출부(31)가 형성되어 샤프트(30)의 상단 부위가 상기 단턱(13)에 의한 공간에 결합하였을 경우 하우징 하부(12)의 하단에 밀착하여 발열체(20) 및 하우징(11,12)을 지지할 뿐 아 니라 하우징 하부(12)와의 밀착력을 상승할 수 있도록 하는 기능을 제공한다.Specifically, the stepped portion 13 stepped in a stepped manner with a predetermined depth around the shaft 30 coupling portion of the housing lower portion 12 (through which a shaft is coupled and a thermocouple and the like may enter the heating element). To form an upper end of the shaft 30 in the space secured by the step 13, and a shaft 30 inserted into the step 13 that is biased downward from a predetermined point from the upper end of the shaft 30. At the lower end of the part, a protrusion 31 is formed which protrudes outwardly to a certain length along the circumference of the shaft, so that when the upper part of the shaft 30 is coupled to the space by the step 13, the housing lower 12 In close contact with the bottom of the) to support the heating element 20 and the housing (11, 12), as well as to provide a function to increase the adhesive force with the lower housing (12).

특히, 오링(60)은 단턱(13)에 샤프트(30) 상부가 결합되었을 때 샤프트(30)의 외주면을 둘러싸도록 형성이 되어 샤프트(30)와 하우징 하부(12) 간의 결합 부위에 발생할 여지가 있는 틈을 완벽하게 밀폐하는 기능을 가진다.In particular, the O-ring 60 is formed to surround the outer circumferential surface of the shaft 30 when the upper end of the shaft 30 is coupled to the step 13 so that there is room to occur at the coupling portion between the shaft 30 and the lower part of the housing 12. It has the function of sealing the gap completely.

이러한 오링(60)에 의하여 실제 웨이퍼 히팅장치를 제조할 당시 샤프트(30)와 하우징 하부(12)의 결합부위의 누설 현상을 방지할 수 있으며, 또한 도 3에서 도시된 바와 같이 하우징(11,12)과 샤프트(30)를 조립 결합하도록 함으로써 하우징과 샤프트가 일체적으로 형성되어 있는 경우보다 수리, 교체의 용이성을 제공한다는 특성을 가진다.The O-ring 60 prevents the leakage of the coupling portion of the shaft 30 and the lower portion of the housing 12 when the actual wafer heating apparatus is manufactured. Also, the housings 11 and 12 are shown in FIG. 3. By assembling and coupling the shaft and the shaft 30, the housing and the shaft 30 have a characteristic of providing easier repair and replacement than the case where the housing and the shaft are integrally formed.

도 4는 도 3의 변형예로서, 샤프트와 하우징 하부의 결합 구조를 개략적으로 도시한 투시 단면도이다.FIG. 4 is a perspective cross-sectional view schematically illustrating a coupling structure between the shaft and the lower part of the housing as a modification of FIG. 3.

상기 도 3에서 제시한 오링(60)은 고무 소재로 이루어져 특히 높은 온도에서는 변형이 일어날 수 있기 때문에 주로 300℃ 이하에서 사용되는 것이 바람직하고, 500℃ 이상인 경우에서는 메탈 오링을 사용할 수도 있으나 이 경우 체결을 출게 될 경우 재사용, 즉 샤프트를 분리하여 교체, 수리 작업이 어렵다는 지적이 있으므로 도 4와 같이 카본 성분이 함유된 접착제를 사용하여 샤프트와 하우징 하부를 결합하는 방법을 제시한다.The O-ring 60 shown in FIG. 3 is made of a rubber material and is preferably used at 300 ° C. or lower because deformation may occur at a particularly high temperature. In the case of 500 ° C. or higher, a metal O-ring may be used, but in this case, the fastening When it is released, it is pointed out that reuse, that is, separation and replacement of the shaft is difficult, and thus a method of combining the shaft and the lower part of the housing using an adhesive containing a carbon component as shown in FIG. 4 is provided.

구체적으로, 샤프트(30) 상부와 하우징 하부(12) 간의 결합 부위에는 각각 암/수 나사산(70)을 형성하여 양자가 나사산 결합을 하도록 하되, 이러한 결합이 이루어진 직후 결합 부위 및 그 주변에 카본 성분이 함유된 접착제 즉, 카본(carbon), 그래파이트(graphite), 상기 언급한 바와 같은 물질 함유량을 가진 카본 컴포지트(carbon composite)가 함유된 접착제를 도포하여 이 결합 부위를 실링 처리하는 방법을 제공할 수 있다.Specifically, the coupling portion between the upper portion of the shaft 30 and the lower portion of the housing 12 forms a male / female thread 70, respectively, so that both are threaded. It is possible to provide a method of sealing this bonding site by applying an adhesive containing this adhesive, i.e. carbon, graphite, and an adhesive containing a carbon composite having a material content as mentioned above. have.

이러한 접착제에서 상기 카본(carbon), 그래파이트(graphite), 카본 컴포지트(carbon composite)의 함유량은 하우징을 전기적으로 그라운드 처리하는 상술한 방법과 같이 전도성 접착제에 의한 저항치가 1 내지 10 kOhm 정도에 이를 수 있도록 조절하는 것이 가능하다.The content of carbon, graphite, and carbon composite in such an adhesive may be about 1 to 10 kOhm by the conductive adhesive, as described above for electrically grounding the housing. It is possible to adjust.

이러한 카본 성분을 함유한 접착제는 실링 효과를 제공하는 것은 물론 진공 조건에서 내열온도가 2000℃로서 매우 우수한 내열 특성을 제공할 수가 있고, 추가적으로 높은 저항치를 갖는 절연성질도 제공한다.The adhesive containing such a carbon component not only provides a sealing effect but can also provide a very good heat resistance property with a heat resistance temperature of 2000 ° C. under vacuum conditions, and additionally provides an insulating property having a high resistance value.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 히팅장치 및 이의 제조방법의 구성 및 작용을 상기 설명 및 도면에 표현하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하여 본 발명의 사상이 상기 설명 및 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.As described so far, the configuration and operation of the semiconductor wafer heating apparatus and the manufacturing method thereof according to the present invention have been expressed in the above description and the drawings, which are merely examples, and the spirit of the present invention is not limited to the above description and the drawings. And, of course, various changes and modifications are possible within the scope without departing from the spirit of the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 히팅장치에 대한 개략적인 구성을 도시한 투시 단면도.1 is a perspective sectional view showing a schematic configuration of a semiconductor wafer heating apparatus according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼 히팅 장치 중 하우징과 발열체의 내외 표면에 코팅막이 형성되어 있는 상태를 도시한 투시 단면도.Figure 2 is a perspective cross-sectional view showing a state in which a coating film is formed on the inner and outer surfaces of the housing and the heating element of the wafer heating apparatus according to the present invention.

도 3은 샤프트와 하우징 하부의 결합 구조를 개략적으로 도시한 투시 단면도.Figure 3 is a perspective cross-sectional view schematically showing a coupling structure of the shaft and the lower part of the housing.

도 4는 도 3의 변형예로서, 샤프트와 하우징 하부의 결합 구조를 개략적으로 도시한 투시 단면도.4 is a perspective cross-sectional view schematically showing a coupling structure between the shaft and the lower part of the housing as a variant of FIG.

<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10: 반도체 웨이퍼 히팅장치 40: 전극봉10: semiconductor wafer heating apparatus 40: electrode

11: 하우징 상부 50: 열전대11: housing top 50: thermocouple

12: 하우징 하부 60: 오링12: housing lower 60: O-ring

13: 단턱 70: 나사산13: step 70: thread

20: 발열체 100: 코팅막20: heating element 100: coating film

30: 샤프트30: shaft

31: 돌출부31: protrusion

Claims (10)

반도체 웨이퍼 히팅장치로서,As a semiconductor wafer heating apparatus, 전극봉과 열전대와 연결되어 발열 성질을 갖는 발열체;A heating element connected to the electrode and the thermocouple and having a heat generating property; 상기 발열체를 감싸는 하우징;A housing surrounding the heating element; 상기 전극봉과 열전대의 통로 역할을 하도록 상기 하우징의 하부에 연결되어 있는 샤프트;로 구성되어 있고,And a shaft connected to the lower portion of the housing to serve as a passage for the electrode and the thermocouple. 상기 발열체와 하우징은 카본(cabon), 그래파이트(graphite) 내지 Si와 카본의 혼합물인 카본 컴포지트(cabon composite) 중 어느 하나로서 제작되어 있되,The heating element and the housing are made of any one of a carbon composite, which is a mixture of carbon, graphite, Si and carbon, 상기 하우징의 하부 중 상기 샤프트가 체결되는 부위 주변에서 계단 형상으로 내측 함입된 단턱이 형성되어 있고, 상기 하우징의 단턱에 삽입 결합된 샤프트의 하단에는 둘레를 따라 일정 길이 외측으로 돌출된 돌출부가 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 반도체 웨이퍼 히팅장치. The lower step of the housing is formed with a stepped inner step in the step shape around the portion to which the shaft is fastened, the lower end of the shaft inserted and coupled to the step of the housing is formed with a protrusion protruding outward a predetermined length along the circumference The semiconductor wafer heating apparatus characterized by the above-mentioned. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 샤프트는 카본, 그래파이트 내지 Si와 카본의 혼합물인 카본 컴포지트(carbon composite) 중 어느 하나로서 제작되어 있는 것을 특징으로 하는, 반도체 웨이퍼 히팅장치. The shaft is a semiconductor wafer heating apparatus, characterized in that the shaft is made of any one of carbon composite (carbon composite) which is a mixture of carbon, graphite to Si and carbon. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 카본 컴포지트는 SiC 30 내지 40 중량%, 카본 50 내지 60 중량%, Si 5 내지 10중량%로 구성되는 것을 특징으로 하는, 반도체 웨이퍼 히팅장치. The carbon composite is a semiconductor wafer heating apparatus, characterized in that consisting of 30 to 40% by weight of SiC, 50 to 60% by weight of carbon, 5 to 10% by weight of Si. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 하우징 및 발열체, 샤프트의 내외 표면에는 Al2O3 내지 AIN 중 어느 하나로 이루어진 10 내지 100 마이크론 두께의 코팅막;이 추가로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 반도체 웨이퍼 히팅장치. 10 and 100 micron-thick coating film formed of any one of Al 2 O 3 to AIN on the inner and outer surfaces of the housing, the heating element, and the shaft; 삭제delete 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 단턱에 삽입 결합된 상기 샤프트 부위의 외주면에는 오링(o-ring)이 체결되어 있어, 하우징 하부와 샤프트의 결합부위를 실링 처리하는 것을 특징으로 하는, 반도체 웨이퍼 히팅장치. An o-ring is fastened to an outer circumferential surface of the shaft portion inserted and coupled to the step, so that a sealing portion of the lower portion of the housing and the shaft is sealed. 반도체 웨이퍼 히팅장치의 제조방법으로서,As a manufacturing method of a semiconductor wafer heating apparatus, 발열체, 하우징, 샤프트를 카본, 그래파이트 내지 SiC 30 내지 40 중량%, 카본 50 내지 60 중량%, Si 5 내지 10중량%로 이루어진 카본 컴포지트 중 어느 하나 의 재료로 제조하는 제 1 단계;A first step of manufacturing the heating element, the housing, and the shaft from a material of any one of carbon composites composed of carbon, graphite to SiC 30 to 40 wt%, carbon 50 to 60 wt%, and Si 5 to 10 wt%; CVD 공정, 증발 공정, CVI 공정, 용사코팅 공정 중 어느 하나 내지 이들의 혼합 공정을 통해 상기 발열체, 하우징, 샤프트의 표면에 Al을 코팅처리 하는 제 2 단계;A second step of coating Al on the surface of the heating element, the housing, and the shaft through any one of a CVD process, an evaporation process, a CVI process, and a spray coating process; 코팅 처리된 Al 피막에 질화처리 내지 산화처리를 하여 Al을 Al2O3 내지 AIN로서 증착하여 최종적인 코팅막을 형성하는 제 3 단계;A third step of depositing Al as Al 2 O 3 to AIN by nitriding to oxidizing the coated Al film to form a final coating film; 발열체를 수용한 상태에서 상기 하우징의 상부 및 하부를 결합하는 제 4단계;A fourth step of coupling the upper and lower portions of the housing in a state in which a heating element is received; 상기 하우징의 하부에 샤프트를 체결하는 제 5 단계;로 구성된 것을 특징으로 하는, 반도체 웨이퍼 히팅장치의 제조방법.And a fifth step of fastening the shaft to the lower portion of the housing. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 제 2단계에서 용사코팅 공정을 이용하여 Al 피막처리를 하는 경우, When the Al film treatment is performed using the thermal spray coating process in the second step, Al을 100 내지 500 마이크론 두께로 피막 처리하는 단계;Coating Al to a thickness of 100 to 500 microns; 면 가공에 의하여 Al 피막 표면을 경면으로 관리하여 두께를 100 마이크론으로 유지하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 반도체 웨이퍼 히팅장치의 제조방법.And maintaining a thickness of 100 microns by controlling the surface of the Al film by mirror processing by surface processing. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 제 4단계는,The fourth step, 하우징의 상부와 하부의 접합 시에 상기 카본, 그래파이트, 카본 컴포지트 중 어느 하나의 재료가 함유된 전도성 소재의 접착제를 통해 접합을 하는 단계;Bonding the conductive material to the upper and lower portions of the housing through an adhesive of a conductive material containing any one of the carbon, graphite, and carbon composite materials; 접착제에 의한 저항치가 1 내지 10 kOhm에 이르도록 상기 전도성 소재의 접착제에 함유된 상기 카본, 그래파이트, 카본 컴포지트 중 어느 하나의 중량비를 조절하는 단계;로 이루어진 하우징 그라운드 처리 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 반도체 웨이퍼 히팅장치의 제조방법.Adjusting the weight ratio of any one of the carbon, graphite, carbon composite contained in the adhesive of the conductive material so that the resistance value by the adhesive reaches 1 to 10 kOhm; Housing ground treatment step consisting of; The manufacturing method of the semiconductor wafer heating apparatus. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 제 5 단계는,The fifth step, 상기 샤프트와 하우징 하부의 상호 결합 부위에 나사산을 형성하여 서로 나사산 결합을 하도록 하는 단계;Threading each other by forming threads at mutually coupled portions of the shaft and the lower portion of the housing; 상기 결합 부위에 상기 카본, 그래파이트, 카본 컴포지트 중 어느 하나가 함유된 접착제를 도포하여 실링 처리하는 단계;Applying an adhesive containing any one of the carbon, graphite, and carbon composite to the bonding site to seal the bonding site; 상기 접착제에 의한 저항치가 1 내지 10 kOhm에 이르도록 상기 접착제에 함유된 상기 카본, 그래파이트, 카본 컴포지트 중 어느 하나의 중량비를 조절하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 반도체 웨이퍼 히팅장치의 제조방법.Adjusting the weight ratio of any one of the carbon, graphite, carbon composite contained in the adhesive so that the resistance value by the adhesive reaches 1 to 10 kOhm, comprising the steps of: .
KR1020080027816A 2008-03-26 2008-03-26 Semiconductor Wafer Heating Apparatus and Manufacturing Method Thereof KR101053788B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080027816A KR101053788B1 (en) 2008-03-26 2008-03-26 Semiconductor Wafer Heating Apparatus and Manufacturing Method Thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080027816A KR101053788B1 (en) 2008-03-26 2008-03-26 Semiconductor Wafer Heating Apparatus and Manufacturing Method Thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090102393A KR20090102393A (en) 2009-09-30
KR101053788B1 true KR101053788B1 (en) 2011-08-03

Family

ID=41359868

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080027816A KR101053788B1 (en) 2008-03-26 2008-03-26 Semiconductor Wafer Heating Apparatus and Manufacturing Method Thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101053788B1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010109923A (en) * 2000-06-05 2001-12-12 김상호 Heater module with cooling system
KR20050088159A (en) * 2003-01-17 2005-09-01 제너럴 일렉트릭 캄파니 Wafer handling apparatus and method of manufacturing thereof

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010109923A (en) * 2000-06-05 2001-12-12 김상호 Heater module with cooling system
KR20050088159A (en) * 2003-01-17 2005-09-01 제너럴 일렉트릭 캄파니 Wafer handling apparatus and method of manufacturing thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR20090102393A (en) 2009-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4641569B2 (en) Aluminum nitride sintered body, corrosion resistant member, metal burying and semiconductor holding device
US7364624B2 (en) Wafer handling apparatus and method of manufacturing thereof
KR102239607B1 (en) Silicon carbide-tantalum carbide composite and susceptor
KR101299496B1 (en) Ceramics heater and method for manufacturing the ceramics heater
KR100836183B1 (en) Heater assembly and setup structure
JP5117146B2 (en) Heating device
JP6522006B2 (en) PECVD ceramic heater with a wide range of operating temperatures
JP5236927B2 (en) Corrosion-resistant laminated ceramic members
US7952054B2 (en) Heating element
CN109844928A (en) Ceramic electrostatic chuck with v-seal band
TWI343590B (en)
KR101188185B1 (en) A heating apparatus having electrostatic adsorption function
CN101553900A (en) Plasma confinement rings including RF absorbing material for reducing polymer deposition
KR20080079584A (en) Silicon-carbide gas distribution plate and rf electrode for plasma etch chamber
JP2009500812A5 (en)
TW201007878A (en) Stage unit for supporting a substrate and apparatus for processing a substrate including the same
TW200525635A (en) Temperature controlled hot edge ring assembly for reducing plasma reactor etch rate drift
CN104144531A (en) High heating carbon crystal plate and manufacturing method thereof
JP2007201068A (en) Electrostatic chuck
KR101053788B1 (en) Semiconductor Wafer Heating Apparatus and Manufacturing Method Thereof
TW200834801A (en) Ceramic heater with electrostatic chuck
CA2381115A1 (en) Heater member for mounting heating object and substrate processing apparatus using the same
JP2021132043A (en) High temperature tubular heater
JP2010016304A (en) Corrosion-resistant laminated ceramics member
WO2016137946A1 (en) Electrical connection with protection from harsh environments

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee