KR101185794B1 - 웨이퍼 가열장치와 반도체 제조장치 - Google Patents
웨이퍼 가열장치와 반도체 제조장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101185794B1 KR101185794B1 KR1020067027674A KR20067027674A KR101185794B1 KR 101185794 B1 KR101185794 B1 KR 101185794B1 KR 1020067027674 A KR1020067027674 A KR 1020067027674A KR 20067027674 A KR20067027674 A KR 20067027674A KR 101185794 B1 KR101185794 B1 KR 101185794B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- resistance heating
- heating element
- wafer
- plate
- shaped
- Prior art date
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 782
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 20
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 20
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 145
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims abstract description 24
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 240
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 33
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims description 4
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 276
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 103
- 239000000112 cooling gas Substances 0.000 description 52
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 44
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 26
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 24
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 24
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 23
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 21
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 19
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 19
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 16
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 16
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical group [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 14
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 description 14
- 239000002585 base Substances 0.000 description 13
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 13
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 13
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 13
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 13
- 230000008859 change Effects 0.000 description 12
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 description 12
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 10
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 9
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 9
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 9
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 8
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 8
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 8
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 7
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 7
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 7
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 7
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 7
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 6
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 6
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 6
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 6
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 6
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 5
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 5
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 5
- 239000010944 silver (metal) Substances 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910007472 ZnO—B2O3—SiO2 Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 4
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 4
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 239000002003 electrode paste Substances 0.000 description 3
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 3
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 3
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 3
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 3
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 3
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 3
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 3
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 3
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 2
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910015902 Bi 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001856 Ethyl cellulose Substances 0.000 description 1
- ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N Ethyl cellulose Chemical compound CCOCC1OC(OC)C(OCC)C(OCC)C1OC1C(O)C(O)C(OC)C(CO)O1 ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018068 Li 2 O Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017709 Ni Co Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003267 Ni-Co Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003262 Ni‐Co Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018487 Ni—Cr Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020617 PbO—B2O3—SiO2 Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000287 alkaline earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- WUOACPNHFRMFPN-UHFFFAOYSA-N alpha-terpineol Chemical compound CC1=CCC(C(C)(C)O)CC1 WUOACPNHFRMFPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000410 antimony oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 1
- SQIFACVGCPWBQZ-UHFFFAOYSA-N delta-terpineol Natural products CC(C)(O)C1CCC(=C)CC1 SQIFACVGCPWBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 229920001249 ethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 235000019325 ethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 238000007496 glass forming Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000008642 heat stress Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000833 kovar Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 230000007096 poisonous effect Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 229940116411 terpineol Drugs 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
- RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N yttrium(III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Y+3].[Y+3] RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
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
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
-
- 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
- H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection
-
- 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 potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table 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
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
- H05B3/12—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
- H05B3/14—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic
- H05B3/141—Conductive ceramics, e.g. metal oxides, metal carbides, barium titanate, ferrites, zirconia, vitrous compounds
- H05B3/143—Conductive ceramics, e.g. metal oxides, metal carbides, barium titanate, ferrites, zirconia, vitrous compounds applied to semiconductors, e.g. wafers heating
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
- H05B3/22—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible
- H05B3/26—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor mounted on insulating base
- H05B3/265—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor mounted on insulating base the insulating base being an inorganic material, e.g. ceramic
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
- H05B2203/013—Heaters using resistive films or coatings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Surface Heating Bodies (AREA)
Abstract
저항발열체를 가진 판상체로 이루어지는 히터부의 냉각 속도를 향상시킴으로써 급속 냉각이 가능한 웨이퍼 가열장치를 제공한다.
그 웨이퍼 가열장치는, 대향하는 2개의 주면을 가지며, 그 한쪽의 주면을 웨이퍼가 적재되는 적재면으로 하고 다른쪽의 주면에 띠형상의 저항발열체를 갖고 이루어지는 판상체와, 저항발열체에 접속되고 그 저항발열체에 전력을 공급하는 급전단자와, 판상체의 다른쪽의 면에 급전단자를 덮도록 설치된 케이스와, 판상체의 다른쪽의 면에 대향하는 선단을 가지며, 판상체를 냉각하는 노즐을 구비하고, 판상체의 다른쪽의 면에 있어서의 노즐 선단의 투영위치를 저항발열체의 띠의 사이로 했다.
Description
본 발명은 주로 반도체의 제조나 검사 장치용으로 사용되는 웨이퍼 가열장치와 그것을 사용한 반도체 제조장치에 관한 것이며, 예를 들면, 반도체 웨이퍼나 액정 기판상에 반도체 박막을 생성하거나 웨이퍼상에 도포된 레지스트액을 건조 베이킹하여 레지스트막을 형성하는데 사용된다.
반도체 소자를 이용한 제품은, 산업용으로부터 가정용에 이르기까지 온갖 제품에 이용되고 있는 극히 중요한 제품이다. 이 반도체 소자를 구성하는 반도체 칩은, 예를 들면, 실리콘 웨이퍼상에 여러가지의 회로 등을 형성한 후, 소정의 크기로 절단하여 제조되고 있다.
실리콘 웨이퍼에 여러가지의 회로 등을 형성하는 반도체 제조공정에 있어서의 반도체 박막의 성막처리, 에칭처리, 레지스트막의 베이킹처리 등에서는, 실리콘 웨이퍼 등의 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라고 약기한다)를 가열하기 위한 웨이퍼 가열장치가 사용되고 있다.
종래의 반도체 제조장치로는 복수의 웨이퍼를 일괄하여 가열하는 배치식과 한 장씩 가열하는 매엽식이 있으며 매엽식은 1회당 처리수가 적지만 온도 제어성이 뛰어난 이점이 있다. 종래의 웨이퍼 가열장치는 배치식이 넓게 사용되었지만 근년에는 웨이퍼의 크기가 8인치에서 12인치로 대형화되고 또 반도체 소자 배선의 미세화와 웨이퍼 열처리 온도의 정밀도 향상이 요구됨에 따라 한 장씩 처리하는 매엽식 웨이퍼 가열장치가 넓게 사용되고 있다.
그러나 매엽식으로 하면 1회당 처리수가 감소하기 때문에 웨이퍼 처리 시간의 단축이 필요하게 된다. 때문에 웨이퍼 가열장치에 있어서 승온 시간뿐만 아니라 냉각 시간의 단축에 대한 요구도 높다. 그리하여 웨이퍼 가열장치에는 통상 저항발열체를 구비한 판상체로 구성된 히터부를 케이스에 설치하고 이 히터부의 냉각을 진행할 때에는, 케이스 내에 강제 냉각용의 냉각 노즐을 구비하고 노즐로부터 냉매를 공급하여 상기 히터부를 강제 냉각하는 방법이 채용되고 있다(특허문헌 1, 2).
또 최근에는 온도 제어성이 뛰어나고 반도체 소자 배선의 미세화와 웨이퍼 열처리 온도의 정밀도 향상이 요구됨에 따라 세라믹제의 웨이퍼 가열장치가 넓게 사용되고 있다.
이 세라믹제의 웨이퍼 가열장치는, 예를 들면, 특허문헌 3, 특허문헌 4, 특허문헌 5 및 특허문헌 6에 개시되어 있다. 도 19에는 특허문헌 4에 개시된 세라믹제의 웨이퍼 가열장치(171)를 나타내고 있다.
이 세라믹제의 웨이퍼 가열장치(171)는 판상 세라믹스체(172), 케이스(179)를 주요한 구성 요소로 하여 알루미늄 등의 금속으로 된 바닥이 있는 케이스(179)의 개구부에 질화물 세라믹스나 탄화물 세라믹스로 이루어진 판상 세라믹스체(172)가 수지제의 단열성 접속부재(174)를 개재하여 볼트(180)에 의하여 고정되고 그 윗 면을 웨이퍼(W) 적재면(173)으로 함과 동시에 판상 세라믹스체(172)의 아랫면에 예를 들면, 도 20에 도시한 것과 같은 동심원상의 저항발열체(175)를 구비한 히터부로 이루어졌다.
그리고 판상 세라믹스체(172)와 케이스로 둘러싸인 공간 내에 노즐(182)로부터 냉매를 공급하고 순환시켜 배출구(183)로부터 배출하는 것에 의하여 히터부를 냉각하도록 되어 있다.
그런데 이러한 세라믹제의 웨이퍼 가열장치(171)를 이용하여 웨이퍼(W)의 표면 전체에 균질한 막을 형성하거나 레지스트막의 가열 반응상태를 균질하게 하기 위해서는 웨이퍼면 내의 온도차를 작게 하여 온도 분포를 균일하게 하는 것이 중요하며, 동시에 웨이퍼를 가열?냉각할 때의 시간 단축이 요구되고 있다. 또한 웨이퍼의 가열 온도를 변경하기 위해서는 웨이퍼 가열장치(171)의 설정 온도를 변경할 필요가 있으며 세라믹제 웨이퍼 가열장치(171)의 승온(昇溫) 및 냉각 시간를 짧게 하는 것이 요구된다.
특허문헌 7에는 케이스의 저부(底部)의 면조도를 일정한 값 이하로 하면 냉매 기류의 혼란이 없어져 승온 효율이나 냉각 효율을 향상시킬 수가 있다고 개시되어 있다.
또 특허문헌 8에는 상기 세라믹제 웨이퍼 가열장치(171)의 열용량을 5000 J/K 이하로 하여 웨이퍼의 승온속도와 냉각속도를 높이는 것이 개시되어 있다. 그러나 케이스(179)의 열용량은 판상 세라믹스체(173) 열용량의 3.3배 이상으로 크고 또, 케이스(179) 표면적(S)과 케이스(179) 체적(V)의 비율(S/V)이 5(1/cm)를 밑돌 기 때문에 냉각 시간의 단축은 충분하지 못하였다.
이와 같이 어느 것도 웨이퍼의 설정 가열온도를 변경하는 시간이 비교적 길기 때문에 단시간에 온도 변경할 수 있는 웨이퍼 가열장치가 요구되고 있다.
또한, 지금까지 웨이퍼의 온도 분포를 작게하기 위해 띠형상의 저항발열체(175)의 저항 분포를 조정하거나 띠형상의 저항발열체(175)의 온도를 분할 제어하는 것이 진행되고 있으며 또, 열의 흡수 및 냉각이 발생하기 쉬운 구조의 경우 그 주위의 발열량을 증대시키는 등이 제안되었다.
그러나 어느 것도 매우 복잡한 구조를 가지며 제어가 필요하기에 간단한 구조로 온도 분포를 균일하게 가열할 수 있는 웨이퍼 가열장치가 요구되고 있다.
또한, 이러한 웨이퍼 가열장치(171)는 반도체 제조장치의 사용시에 광열(光熱)이나 처리가스 등의 영향을 받기 쉽기 때문에 저항발열체(175) 표면의 산화 등에 대한 내구성이 요구되고 있다. 따라서 저항발열체(175)의 내구성을 높이기 위하여 저항발열체 (175)의 일부 혹은 전체에 절연층을 피복하고 있다(특허문헌 9 참조).
또한 이 절연층은 저항발열체(175)에 대한 보온 재료로도 될 수 있기 때문에 웨이퍼 가열장치(171)를 승온 시킨 후 냉각할 때에 급속히 온도를 하강 시킬수 없는 경우가 있었다. 때문에 절연층의 면조도(Ra)를 0.01～10㎛로 하여 냉각효과를 높이고자 한 웨이퍼 가열장치도 있었다(특허문헌 10 참조).
(특허문헌1)일본 특허공개 2003-100818호 공보
(특허문헌2)일본 특허공개 2004-063813호 공보
(특허문헌3)일본 특허공개 2001-135684호 공보
(특허문헌4)일본 특허공개 2001-203156호 공보
(특허문헌5)일본 특허공개 2001-313249호 공보
(특허문헌6)일본 특허공개 2002-76102호 공보
(특허문헌7)일본 특허공개 2002-83848호 공보
(특허문헌8)일본 특허공개 2002-100462호 공보
(특허문헌9)일본 특허공개 2001-297857호 공보
(특허문헌10)일본 특허공개 2001-297858호 공보
이와 같이 종래의 웨이퍼 가열장치는 냉각 시간이 긴 문제가 있다. 특히 300mm이상의 대형의 웨이퍼를 가열하는 웨이퍼 가열장치의 히터부를 단시간에 냉각하는 것이 어려웠다.
또한, 저항발열체를 절연층으로 피복한 웨이퍼 가열장치에서는 그 구성 재료의 열팽창차(熱膨脹差) 때문에 판상체에 대한 저항발열체 및 절연층의 밀착 강도가 약하고 특히 승온?강온을 반복하거나 냉각 가스를 노즐에 의하여 배출시키면 저항발열체나 절연층이 박리하거나 크랙 등의 손상이 발생하는 문제가 있다.
즉 판상 세라믹체(172)에 설치된 저항발열체(175)의 영역 일대에 단지 절연층을 설치한 것 만으로 저항발열체(175)를 보호하는 것은 불충분하였다.
그래서 본 발명은 저항발열체를 가지는 판상체로 이루어진 히터부의 냉각 속도를 향상시키는 것으로 급속 냉각이 가능한 웨이퍼 가열장치와 그것을 이용한 반도체 제조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또 본 발명은 급속 냉각이 가능하며 한편 승온?강온을 반복하거나 냉매를 배출시켜도 저항발열체나 절연층의 박리나 크랙의 발생 등의 성능열화가 없는 신뢰성이 높은 웨이퍼 가열장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이상의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 웨이퍼 가열장치는 대향하는 2개의 주면을 가지며 그 한쪽의 주면을 웨이퍼가 적재되는 적재면으로 하고, 다른쪽의 주면에 띠형상의 저항발열체를 갖고 이루어지는 판상체와, 상기 저항발열체에 접속되고 그 저항발열체에 전력을 공급하는 급전단자와, 상기 판상체의 다른쪽 면에 상기 급전단자를 덮도록 설치된 케이스와, 상기 판상체의 상기 다른쪽 면에 대향하는 선단(先端)을 가지며 상기 판상체를 냉각하는 노즐을 구비하고 상기 판상체의 상기 다른쪽 면에 있어서의 상기 노즐 선단의 투영위치가 상기 저항발열체의 띠 사이에 있는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명에 따른 반도체 제조장치는 본 발명에 따른 웨이퍼 가열장치를 구비한 것을 특징으로 한다.
(발명의 효과)
(발명의 효과)
이상과 같이 구성된 본 발명에 따른 웨이퍼 가열장치는 상기 판상체의 상기 다른쪽 면에 있어서의 상기 노즐 선단의 투영위치가 상기 저항발열체의 띠 사이에 있기 때문에 상기 판상체의 히터 부분의 냉각 속도를 향상시킬 수 있고 급속 냉각이 가능한 웨이퍼 가열장치를 제공할 수 있다.
또, 본 발명에 따른 웨이퍼 가열장치에 있어서 상기 저항발열체의 표면이 요철면(凹凸面)이면 급속냉각이 가능하고 또한 성능열화가 없는 신뢰성이 높은 웨이퍼 가열장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 웨이퍼 가열장치에 있어서 상기 저항발열체 위에 표면이 요철면인 절연 피복층을 갖춤으로써 급속 냉각이 가능하며 또한 성능열화가 없는 신뢰성이 높은 웨이퍼 가열장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 실시형태1의 웨이퍼 가열장치의 구성을 나타내는 단면도.
도 2는 실시형태1의 웨이퍼 가열장치에 있어서의 냉각 노즐과 발열저항체의 위치를 나타내는 확대도.
도 3은 실시형태1의 웨이퍼 가열장치에 있어서의 판상체에 형성한 저항발열체의 띠의 형태와 노즐의 선단 위치를 나타내는 평면도.
도 4는 실시형태1의 웨이퍼 가열장치에 있어서의 판상체에 형성한 저항발열체의 띠의 형태의 변형예와 노즐의 선단의 위치를 나타내는 도면.
도 5A는 본 발명에 따른 실시형태2의 웨이퍼 가열장치의 구성을 나타내는 단면도.
도 5B는 본 발명에 따른 실시형태2의 웨이퍼 가열장치의 구성을 나타내는 평면도.
도 6은 실시형태2의 웨이퍼 가열장치에 있어서의 저항발열체의 형상을 나타내는 정면도.
도 7A는 실시형태2의 웨이퍼 가열장치에 있어서의 저항발열체 존을 나타내는 도면.
도 7B는 실시형태2의 웨이퍼 가열장치에 있어서 환형상(環狀)의 저항발열체 존을 분할한 일례를 나타내는 도면.
도 8은 실시형태2의 웨이퍼 가열장치에 있어서의 판상체에 형성한 절연층과 저항발열체와 노즐의 선단 위치를 나타내는 단면도.
도 9A는 실시형태2의 웨이퍼 가열장치에 있어서의 판상체에 형성한 저항발열체를 덮는 절연층과 노즐의 선단의 위치를 나타내는 단면도.
도 9B는 실시형태2의 웨이퍼 가열장치에 있어서의 환형상의 절연층의 일례를 나타내는 도면.
도 10은 실시형태2의 변형예와 관련되는 웨이퍼 가열장치에 있어서의 판상체에 형성한 절연층과 저항발열체 및 그것을 덮는 절연층과 노즐의 선단의 위치를 나타내는 단면도.
도 11은 실시형태2의 바람직한 예로서 저항발열체의 사이에 위치하는 절연층의 표면이 요철면인 것을 나타내는 부분 확대 사시도.
도 12는 실시형태2의 변형예와 관련되는 웨이퍼 가열장치에 있어서의 히터부 저항발열체의 형상을 나타내는 정면도.
도 13은 본 발명에 따른 실시형태3의 웨이퍼 가열장치의 단면도.
도 14A는 실시형태3의 웨이퍼 가열장치의 판상체의 사시 단면도.
도 14B는 실시형태3의 웨이퍼 가열장치의 판상체의 단면도.
도 15는 실시형태3의 웨이퍼 가열장치의 판상체의 사시 단면도.
도 16은 실시형태3의 웨이퍼 가열장치의 판상체의 평면도.
도 17은 비교예의 웨이퍼 가열장치에 있어서의 노즐의 선단과 저항발열체의 위치를 나타내는 확대도.
도 18은 비교예의 웨이퍼 가열장치에 있어서의 저항발열체의 띠의 형태와 노즐의 선단의 위치를 나타내는 평면도.
도 19는 종래의 웨이퍼 가열장치의 일례를 나타내는 단면도.
도 20은 종래의 웨이퍼 가열장치에 있어서의 저항발열체의 형상을 나타내는 정면도.
(부호의 설명)
W：반도체 웨이퍼
1：웨이퍼 가열장치
2：판상체
3：적재면
5：저항발열체
6：급전부
7：히터부
8：탄성체(급전부)
10：온도센서
11：급전단자
12, 14：절연층
13：베이스 플레이트
15：웨이퍼 지지핀
16：개구부
17：탄성체(케이스부)
18：단열부재
19：케이스(지지체)
22：측벽부
24：노즐
24a：노즐의 선단
401, 55, 61：요철면
41, 56, 62：철부(凸部)
42, 57, 63：요부(凹部)
P20：노즐의 선단의 위치(저항발열체의 띠의 사이)
P30：노즐의 선단의 위치(복수의 저항발열체의 띠의 사이)
AP：노즐의 선단의 위치(저항발열체의 띠의 사이)
55：저항발열체의 요철면
56：저항발열체의 철부
57：저항발열체의 요부
60：절연층
61：절연층의 요철면
62：절연층의 철부
63：절연층의 요부
이하 본 발명에 따른 실시형태에 관하여 도면을 참조하면서 설명한다.
실시형태 1.
도 1은 본 발명에 따른 실시형태1의 웨이퍼 가열장치(1)의 구성을 나타내는 단면도이다. 이 실시형태1의 웨이퍼 가열장치(1)는, 한쪽의 주면을 웨이퍼(W)를 적재하는 적재면(3)으로 하고 다른쪽의 주면에 저항발열체(5)가 형성된 판상체(2)와 저항발열체(5)에 전력을 공급하는 급전단자(11)와 판상체(2)를 냉각하기 위한 냉각 노즐(24)과 급전단자(11)를 덮으며 냉각 노즐(24)을 지지하는 금속제의 케이스(19)를 구비하고 있다. 판상체(2)의 다른쪽의 주면에는 저항발열체(5)에 접속된 급전부(6)가 형성되어 있고 그 급전부(6)에 급전단자(11)가 접속된다. 또, 판상체(2)는 단열부재(18)를 개재하여 케이스(19)에 설치되어 있다. 이와 같이 본 실시형태1에서는 한쪽의 주면을 웨이퍼(W)를 적재하는 적재면(3)으로 하는 판상체(2)와 저항발열체(5) 및 급전부(6)에 의하여 히터부(7)가 구성되어 있다.
본 발명에 있어서, 판상체(2)는 열전도율이 큰 탄화규소 또는 질화알루미늄을 주성분으로 하는 세라믹으로 이루어지는 것이 바람직하다.
저항발열체(5)는 적재면(3)을 균일하게 가열할 수 있는 모양을 가지고 있는 것이 바람직하다. 예를 들면, 판상체(2)의 중심에 대하여 대략 대칭의 가늘고 긴 띠모양이 되도록 형성된다. 구체적으로는 예를 들면, 판상체(2)의 중심을 중심으로 하는 소용돌이 형상(도 3), 분리된 복수의 저항발열체(5)가 동심원상으로 배치된 형상 등이 있다.
또, 각각 꼬불꼬불한 복수의 저항발열체(5)가 판상체(2)를 중심으로 하여 대칭되게 배치되어도 좋다. 도 4에는, 각각 원호형상(圓弧狀)의 부분과 직선형상(直線狀)의 부분을 가지며 그 직선형상의 부분이 원호형상의 부분에 의하여 리턴된 꼬불꼬불한 복수(도 4에서는 4개)의 저항발열체(5)를 예로서 나타내고 있다. 이와 같이 저항발열체(5)를 복수로 분할하는 것으로써 균열성을 보다 개선할 수 있다.
본 실시형태1에서는, 저항발열체(5)에 접속된 금이나 은, 팔라듐, 백금 등의 재질로 이루어지는 급전부(6)가 형성되고 급전부(6)에 급전단자(11)를 탄성체(8)에 의하여 압압(押壓)해 접촉시키는 것으로 도통(導通)이 확보되고 있다. 또 급전단자(11)는 납땜이나 브레이징 등에 의하여 저항발열체(5)에 직접 접합되어도 좋다.
금속제의 케이스(19)는 측벽부(22)와 베이스 플레이트(13)를 가지며, 판상체(2)는 그 베이스 플레이트(13)에 대향하여 케이스(19)의 상부를 덮도록 설치되어 있다. 또, 베이스 플레이트(13)에는 급전부(6)에 도통하는 급전단자(11), 판상체(2)를 냉각하기 위한 노즐(24), 판상체(2)의 온도를 측정하기 위한 온도센서(10)가 설치되어 있다. 또한 베이스 플레이트(13)에는 냉각 가스를 배출하기 위한 개구부(16)가 설치되어 있다.
또한, 판상체(2) 주변부와 케이스(19)의 주변부가 볼트에 의하여 고정되어 있지만 본 실시형태1에서는 판상체(2)와 케이스(19)가 직접 접촉하지 않도록 단열부재(18)와 탄성체(17)를 개재하여 너트를 나착(螺着)하는 것에 의하여 탄성적으로 고정하고 있다. 이것에 의하여, 온도 변화에 의해 케이스(19)가 변형하여도 탄성체(17)에 의하여 판상체(2)에 주는 힘을 흡수할 수 있으므로 판상체(2)의 변형이나 휘어짐을 억제할 수 있으며 판상체(2)의 휘어짐에 의한 웨이퍼 표면의 온도 불균형의 발생을 방지할 수 있다.
이상과 같이 구성된 본 발명에 따른 실시형태1의 웨이퍼 가열장치(1)는 저항발열체(5)에 통전하여 적재면(3)을 가열해 웨이퍼(W)를 균일하게 가열할 수 있다. 그리고 통전을 정지함과 동시에 노즐(24)로부터 냉각 공기를 공급하여 히터부(7)를 급속히 냉각할 수 있다.
여기에서, 특히 본 발명에 따른 실시형태1의 웨이퍼 가열장치(1)는 노즐의 분출 방향에서의 노즐(24) 선단의 판상체(2)의 다른쪽 면에 대한 투영위치가 저항발열체 (5) 사이에 있는 것을 특징으로 한다.
도 2는 저항발열체(5)에 대한 노즐(24) 선단(24a)의 위치관계를 나타내기 위해 도 1의 일부(판상체(2), 저항발열체(5) 및 노즐(24)의 선단(24a)을 포함한 부분)를 확대하여 나타내는 단면도이다. 실시형태1의 웨이퍼 가열장치(1)에서는 도2에 나타내는것과 같이 노즐(24)로부터 분사(噴射)된 냉각 에어 등의 냉매가 저항발열체(5) 사이에 분사된다.
여기에서, 노즐(24)의 선단이 저항발열체(5) 사이에 위치한다는 것은, 노즐(24) 선단의 중심이 도 3에 있어서 부호(P20)로 나타듯이 인접하는 저항발열체(5) 사이에 위치하는 판상체(2)의 표면에 대향하고 있다는 것을 말하며 바람직하게는 인접하는 저항발열체(5) 사이의 중앙부에 노즐(24) 선단의 중심부분을 대향시 킨다. 즉 본 실시형태1에 있어서, 인접하는 저항발열체(5) 사이에는 저항발열체(5)의 표면에 비해 열전도율이 큰 판상체(2)의 표면이 있기 때문에 노즐(24)로부터 분사된 냉매가 판상체(2)의 표면을 직접 냉각하게 된다. 이것에 의하여, 판상체(2)를 효율적으로 냉각하는 것이 가능하게 되고 단시간에 히터부(7)의 열을 빼앗을 수가 있으며 히터부(7)의 냉각 시간을 단축할 수 있다.
본 실시형태1의 웨이퍼 가열장치(1)에 있어서, 저항발열체(5)가 서로 분리된 복수의 저항발열체(5)로 이루어질 경우에는 노즐(24)의 선단을 분리된 2개의 저항발열체(5) 사이에 있는 판상체(2)의 표면에 대향하도록 해도 좋다.
도 4는 독립한 복수의 저항발열체(5)를 포함한 히터부(7)의 구성예를 나타내는 평면도이다. 이러한 구성의 히터부(7)에 있어서, 노즐(24)의 선단(12a)을 복수의 저항발열체(5) 사이의 위치(P30)에 대향하도록 하면 노즐(24)로부터 분사한 냉매가 열전도율이 큰 판상체(2)의 표면에 직접 부딪쳐 판상체(2)의 열을 빼앗을 수 있어 효율적으로 히터부(7)를 냉각할 수 있다.
특히, 인접하는 다른 저항발열체(5)의 사이는, 1개의 저항발열체(5)에 있어서의 인접하는 저항발열체 띠의 사이에 비해, 노즐(24)로부터 분사한 냉매가 직접 부딪치는 부분으로서 큰 면적을 확보할 수 있는 것이 가능하기 때문에 히터부(7)를 보다 효율적으로 단시간에 냉각할 수가 있다. 이와 같이 분리된 복수의 저항발열체(5) 사이에 냉각 매체를 부딪히도록 하면 냉각 매체를 판상체(2)에 직접 부딪히게 하는 영역을 넓게 잡을 수가 있어 바람직하다.
또한, 도 4에 나타내는 구성예에서는 중앙부에 소용돌이 형상의 내측 저항발 열체(5)를 1개 설치하고 그 외측에 마찬가지로 소용돌이 형상의 중간 저항발열체(5)를 내측 저항발열체(5)와 중심이 일치하도록 설치하고(동축(同軸)배치), 또한 그 외측에 4개의 외측 저항발열체(5)를 판상체(2)의 중심에 대하여 대칭으로 배치하고 있다(대칭 배치). 또한, 이 구성예에서는 내측 저항발열체(5)의 중심을 판상체(2)의 중심에 일치시키고 있다. 즉, 이 도 4의 구성예에서는 판상체(2)의 중심을 동축 또는 대칭중심으로 하여 동축 배치와 대칭 배치를 조합해 저항발열체(5)를 설치하는 것으로 웨이퍼(W)의 면내 온도차를 작게 할 수 있으며 동시에 각 저항발열체(5)의 간격(S)을 크게 취할 수가 있기 때문에 판상체(2)의 노출부를 넓게 잡을 수 있어 효율적으로 히터부(7)를 냉각할 수 있다.
또한, 이 도 4의 구성예에서는 동축 배치와 대칭 배치를 조합하도록 했지만 본 발명에서는 복수의 저항발열체를 동축 배치하여도 좋고 복수의 저항발열체를 대칭 배치하여도 좋다.
또, 본 실시형태1의 웨이퍼 가열장치(1)에서는 판상체(2)와 저항발열체(5)는 서로 다른 열전도율을 가지며 판상체(2)의 열전도율이 저항발열체(5)보다 높은 것이 바람직하다.
본 실시형태1에 있어서, 보다 효과적으로 판상체(2)를 냉각하기 위하여 냉매가 부딪치는 부분이 높은 열전도율을 가진 물질인 것이 요구된다. 이 때문에, 냉각 에어 등의 냉매가 직접 부딪치는 판상체(2)의 열전도율은 높은 것이 바람직하여 본 실시형태1에서는 저항발열체(5)와 비교해 열전도율를 높게 하고 있다. 또, 본 실시형태1에서는, 발열저항체(5)의 재질로서 상세를 후술하듯이 도전성의 금속 입자에 유리 프릿이나 금속산화물을 포함한 전극 페이스트를 인쇄법으로 인쇄, 베이킹한 것을 이용할 수 있으며 그 열전도율은 1～40W/(m?K)이다. 본 발명에서는, 이것보다 높은 열전도율을 가진 판상체(2)를 사용하는 것이 바람직하고 이러한 높은 열전도율을 가진 판상체(2)로서 예를 들면, 질화알루미늄질 소결체(열전도율 180W/(m?K)) 또는 탄화규소질 소결체(열전도율 100W/(m?K))로 이루어지는 판상체(2)가 있다.
또, 본 발명에 따른 실시형태1의 웨이퍼 가열장치(1)에 있어서, 노즐(24)이 다수 있는 경우에는 그 복수의 노즐(24)이 노즐(24)의 선단이 판상체(2)의 중심축 위에 있는 한점을 중심으로 하는 하나의 원주상에 위치하도록 배치되어 있는 것이 바람직하다. 즉, 노즐(24)의 분출 방향에서 보았을 때의 노즐 선단의 판상체(2)의 다른쪽 면에서의 투영 점이 그 다른쪽 면에 있어서 하나의 원주상에 있는 것이 바람직하다. 또, 저항발열체(5)가 동심원 형상 등 하나의 원주상에 설치되는 경우 그 원주와 노즐(24)의 선단이 배열되는 원주는 투영면(판상체(2)의 다른쪽 면) 위에서 일치하지 않도록 하는 것이 바람직하다.
웨이퍼를 균일하게 가열시키기 위해서는 저항발열체(5)의 구성이 매우 중요하다. 웨이퍼를 균일하게 가열시키기 위하여 저항발열체(5)는 판상체(2)의 중심으로서 대칭된 패턴을 가지는 것이 바람직하다. 또, 저항발열체(5)가 원호형상의 패턴을 가지며 그 원호형상의 패턴이 1개 혹은 2개 이상의 원주상에 위치하는 경우에는 그 원주를 따른 단위 면적당의 저항값이 같은 것이 바람직하고, 이것에 의하여 균일한 온도 분포를 실현할 수 있다. 이러한 경우에 저항발열체(5)의 원호 부분이 위치하는 원주상에 노즐(24) 선단이 위치하고 있으면 노즐(24) 부분에 있어서 이것을 피하도록 저항발열체(5)를 설치할 필요가 생기며 동일 원주 내의 단위 면적당의 저항값에 차이가 생겨 불균일한 온도 분포로 된다.
이 때문에, 노즐의 분출 방향에서의 투영면(판상체(2)의 다른쪽 면) 위에 있어서, 복수의 노즐(24) 선단의 중심 투영지점이 저항발열체(5)의 원호형상 부분이 위치하는 원주와는 다른 원주상에 위치하는 것이 바람직하다.
또, 상기 노즐(24)의 수는 4～16개인 것이 바람직하다. 노즐(24)의 수가 4개보다 적은 경우 1개의 노즐이 냉각하는 면적 및 열용량이 너무 커져 냉각 효율이 낮아지고 냉각 시간이 길어진다. 한편, 노즐(24)의 수가 16개보다 많은 경우 모든 노즐(24)에 필요한 가스 압력 및 유속(流速)을 얻기 위해서는 가스 용량이 높은 대형 설비가 필요하므로 양산에는 적합하지 못하다. 때문에, 노즐(24)의 수는 4～16개인 것이 바람직하다.
또, 상기 노즐(24)이 동심 원주상에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 상기 노즐이 동심 원주상에 배치되어 있지 않으면 냉각할 때에 냉각 불균일이 발생하기 쉽고 일부에서 냉각 시간이 길어져 냉각 효율이 낮아진다. 또, 고속 냉각하기 위해서는 대칭성이 있는 위치에서 동심원 형상으로 노즐을 배치하는 것이 바람직하며 이것에 의하여 냉각 시간이 짧아지고 효율적인 냉각이 가능하다.
또, 실시형태1의 웨이퍼 가열장치(1)에 있어서, 판상체(2)의 온도는 판상체(2)에 그 선단이 매설된 온도센서(10)에 의하여 측정한다. 온도센서(10)로서는 응답성과 유지 작업성의 관점에서 외경이 0.8mm 이하인 시스형의 열전대를 사용하 는 것이 바람직하지만 외경이 0.5mm 이하인 소선의 열전대나 RTD 등의 측온저항체를 이용하여도 좋다. 이 온도센서(10)의 선단부는 판상체(2)의 형성된 구멍 안에 설치된 고정부재에 의하여 구멍의 내벽면에 압압고정하는 것이 측온의 신뢰성을 향상시키기 때문에 바람직하다.
실시형태 2.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 실시형태2의 웨이퍼 가열장치에 관하여 설명한다.
도 5A는 본 발명에 따른 실시형태2의 웨이퍼 가열장치(1)의 구성을 나타내는 단면도이고, 도 5B는 그 평면도이다.
실시형태2의 웨이퍼 가열장치(1)는 한쪽 주면을 웨이퍼(W)를 적재하는 적재면(3)으로 하고 다른쪽 주면에 절연층(하지(下地) 절연층)(14)을 개재하여 띠형상의 저항발열체(5)가 형성된 판상체(2)와 개구부(16)를 가지는 케이스(19)를 구비하고, 케이스(19)에는 급전부(6)에 접속되는 급전단자(11), 냉각 노즐(24), 관통공(貫通孔)을 가진 핀 가이드(28)가 설치되어 있다. 또한, 실시형태2의 웨이퍼 가열장치(1)에서는 판상체(2)와 절연층(14)과 그 위에 형성된 저항발열체(5)와 그 양단에 형성된 급전부(6)에 의하여 히터부(7)가 구성되어 있다. 여기에서, 판상체(2)는 예를 들면, 열전도율이 큰 탄화규소 또는 질화알루미늄을 주성분으로 하는 세라믹으로 이루어지고 절연층(14)은 예를 들면, 판상체(2)와의 밀착성이 뛰어난 유리나 수지 등의 절연성 재료로 이루어진다. 또, 판상체(2)는 단열부재(18)를 개재하여 케이스(19)에 나사(40) 등에 의하여 설치되어 있다.
또, 웨이퍼 리프트 핀(25)은 케이스(19)에 설치된 핀 가이드(28)의 관통공과 그 관통공과 동축에 설치된 판상체(2)의 관통공에 삽입되어 웨이퍼(W)를 상하로 이동시켜 웨이퍼(W)를 적재면(3)에 싣거나 내리거나 할 수 있게 되어 있다.
도 6은 본 실시형태2의 웨이퍼 가열장치에 있어서의 저항발열체(5)의 평면 형상을 나타내는 정면도이다. 실시형태2에 있어서, 저항발열체(5)는 서로 분리된 복수의 저항발열체(5a), (5b), (5c), (5d), (5e), (5f), (5g), (5h)로 이루어지고 각 저항발열체(5a)～(5h)는 각각 대응하는 저항발열체 존(4a)～(4h) 내에 설치되어 있다. 도 7A, B는 각 저항발열체(5a)～(5h)가 배치되는 존에 따라 나눈 저항발열체 존(4a)～(4h)을 나타내고 있다.
본 실시형태2에 있어서, 저항발열체(5a), (5b), (5c), (5d), (5e), (5f), (5g), (5h)는 각각 가늘고 긴 연속된 1개의 띠형상으로 형성되어 있으며 각각 판상체(2)의 중심을 중심으로 하는 원호를 따라 대약 동일한 폭의 부분인 제1 원호부(51)와, 동심이 되도록 리턴된 제1 원호부(51) 사이를 연결하는 대략 반원인 리턴띠(접속부)(52)로 구성된다. 즉, 저항발열체(5a), (5b), (5c), (5d), (5e), (5f), (5g), (5h)는 각각 굴곡된 1개의 긴 띠형상의 긴 저항발열체로 구성되고 제1 원호부(51)가 접속부(52)에 의하여 180° 리턴된 꼬불꼬불한 모양으로 형성되며 그 양단에 급전부(6)가 설치되어 있다. 그리고, 꼬불꼬불한 저항발열체(5a)～(5h)가 각각 대응하는 저항발열체 존(4a)～(4h)에 배치되어 있다. 또한, 급전부(6)는 저항발열체 존(4a)～(4h)의 내부에 없어도 좋다. 또 본 실시형태2에 있어서, 리턴띠(52)는 도 6에 나타내듯이 제1 원호부(51)의 반경보다 충분히 작은 반경을 가진 제2 원호부로서 형성되어 있다.
실시형태2의 웨이퍼 가열장치에 있어서, 각 저항발열체 존은 이하와 같이 정의된다.
즉, 저항발열체 존(4a)은 저항발열체(5a)에 있어서의 가장 외측의 제1 원호부(51)에 외접하는 원의 내측 영역으로서 정의된다.
또, 저항발열체 존(4b)은 저항발열체(5b)에 있어서의 가장 외측의 제1 원호부(51)에 외접하는 원과 가장 내측의 제1 원호부(51)에 내접하는 원 사이의 영역으로서 정의된다.
또, 저항발열체 존(4cd)은 저항발열체(5c) 및 저항발열체(5d)에 있어서의 가장 외측의 제1 원호부(51)에 외접하는 원과 가장 내측의 제1 원호부(51)에 내접하는 원 사이의 영역으로서 정의된다.
그리고 저항발열체 존(4cd)은 저항발열체(5c) 및 저항발열체(5d)가 각각 형성되는 영역으로서 중심각이 180°가 되도록 2 분할된 저항발열체 존(4c)과 저항발열체 존(4d)으로 분할되어 있다.
또, 저항발열체 존(4eh)은 저항발열체(5e)～(5h)에 있어서의 가장 외측의 제1 원호부(51)에 외접하는 원과 가장 내측의 제1 원호부(51)에 내접하는 원 사이의 영역으로서 정의된다.
그리고 저항발열체 존(4eh)은 저항발열체(5e)～(5h)가 각각 형성되는 영역으로서 중심각이 90°가 되도록 4 분할된 저항발열체 존(4e), (4f), (4g), (4h)으로 분할되어 있다.
본 발명에 있어서, 이와 같이 설치된 저항발열체 존(4a)～(4h)은 존 마다 독립적으로 가열제어가 가능한 영역이고 웨이퍼(W)의 면내 온도차가 작아지도록 각 존에 배치된 저항발열체가 독립적으로 제어된다. 본 실시형태2에서 저항발열체 존(4a)은 판상체(2)의 중심을 중심으로 하는 소정 직경의 원형 영역이고 저항발열체 존(4b)～(4h)은 저항발열체 존(4a)보다 외측에 위치하며 각각 판상체(2)의 중심을 중심으로 하는 내주 원호와 외주 원호에 의하여 끼워진 원환 영역 또는 그러한 원환 영역을 복수로 분할하여 형성된 영역이다. 또한, 존(4a)과 (4b)은 연속된 하나의 원형의 존으로 하여도 좋다. 이와 같이, 본 실시형태2의 웨이퍼 가열장치에서는 각 저항발열체 존(4)의 저항발열체(5)는 각각 독립하여 가열제어할 수 있기 때문에 웨이퍼(W)의 면내 온도차를 작게 할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 저항발열체(5)의 형상으로서는, 원호형상의 제1 원호부(51)를 연결하는 리턴띠(52)가 원호가 아닌 직선모양 혹은 곡선 모양이어도 좋다.
각 저항발열체(5)의 단부에는 금이나 은, 팔라듐, 백금 등의 재질로 이루어지는 급전부(6)가 형성되고 그 급전부(6)에 급전단자(11)를 탄성체에 의해 압압하여 접촉시켜 외부의 전원 회로와 접속된다. 또한, 급전단자(11)는 납땜이나 브레이징 등에 의하여 저항발열체(5)에 직접 접합되어 있어도 좋다.
금속제의 케이스(19)는 측벽부(22)와 베이스 플레이트(21)를 가지고 판상체(2)는 그 베이스 플레이트(21)에 대향하여 케이스(19)의 상부를 덮도록 설치되어 있다. 또, 베이스 플레이트(21)에는 냉각 가스를 배출하기 위한 개구부(16)가 형성되어 있고 급전부(6)에 도통하는 급전단자(11), 히터부(7)를 냉각하기 위한 노 즐(24), 히터부(7)의 온도를 측정하기 위한 복수의 온도센서(10)가 설치되어 있다.
또, 판상체(2)와 케이스(19)의 주변부에 볼트(40)를 관통시켜 판상체(2)와 케이스(19)가 직접 맞대이지 않게 단열부재(18)를 개재하여 너트를 나착하는 것에 의해 고정하고 있다. 여기에서, 실시형태2에서는 단열부재(18)로서 단면이 L자형인 것을 이용하고 단열부재(18)로 판상체(2)의 외주측면을 둘러싸도록 하고 있다.
이상과 같이 구성된 실시형태2의 웨이퍼 가열장치는 저항발열체(5)에 통전해 적재면(3)을 가열하여 웨이퍼(W)를 균일하게 가열할 수 있다. 그리고 통전을 정지함과 동시에 노즐(24)로부터 냉각 가스를 공급하여 히터부(7)를 급속히 냉각할 수 있다.
본 발명의 웨이퍼 가열장치(1)는 노즐(24)의 선단(24a)을 판상체의 다른쪽의 주면에 투영했을 때의 그 투영점이 저항발열체(5) 사이에 위치하는 것이 바람직하며 더욱 바람직하게는 인접하는 저항발열체 존(4)의 사이에 위치하도록 배치한다. 이 저항발열체(5) 사이의 표면은 절연층(14)을 개재하여 판상체(2)에의 열전달이 용이하고 노즐(24)의 선단(24a)이 상기 저항발열체(5) 사이에 위치하는 것으로 노즐(24)로부터 분사된 공기 등의 냉각 가스가 절연층(14) 표면에 직접 부딪쳐 절연층(14) 표면을 통하여 판상체(2)의 열을 효율적으로 냉각 가스에 전달할 수 있다. 이것에 의하여 판상체(2)의 열을 신속하게 빼앗아 히터부(7)의 온도를 단시간에 저하시켜 냉각할 수 있다.
또 저항발열체(5)는 도 6에 나타내듯이 전체에 있어서 대략 동일한 폭을 가지며 접속부에 의하여 리턴된 복수의 제1 원호부(51)가 대략 동심 원모양으로 배설 되어 있는 것이 바람직하고, 이와 같이 하면 적재면(3)에 설치된 웨이퍼(W) 면내의 온도차를 작게 할 수 있다. 또한, 인접하는 저항발열체 사이(예를 들면 저항발열체(5g)와 저항발열체(5h) 사이)에 있어서, 접속부(52)의 간격(L1)이 제1 원호부(51)의 간격(L4)보다 작으면 웨이퍼(W) 면내의 온도차를 더욱 작게 할 수 있으므로 바람직하다. 또, 동일한 저항발열체(5) 내에서 접속부(52)의 간격(L3)이 제1 원호부(51)의 간격(L6)보다 작으면 웨이퍼(W) 면내의 온도차가 작아지므로 바람직하다.
도 8은 1개의 냉각 노즐(24)의 선단 부분과 그 주위에 위치하는 판상체(2), 절연층(14), 저항발열체(5)를 나타내는 확대 단면도이다. 도 8에 나타내듯이 본 실시형태2의 웨이퍼 가열장치(1)에서는, 노즐(24)로부터 분사된 공기 등의 냉각 가스는 저항발열체(5) 사이에 분사된다. 여기에서, 노즐(24)의 선단(24a)이 저항발열체(5) 사이에 있다는 것은 노즐(24) 선단(24a)의 중심을 판상체(2)의 다른쪽의 면에 투영했을 때에 그 투영지점이 도 7의 (AP)로 나타내는 저항발열체(5) 사이에 있으며 판상체(2)의 표면에 형성된 절연층(14)에 직접 냉각 가스를 부딪히게 할 수 있는 위치에 있다는 것을 말한다. 이 저항발열체(5) 사이는 저항발열체(5)의 표면에 비해 열전도율이 큰 판상체(2)의 표면에 가깝고 표면으로부터 판상체(2)까지의 열전달이 크다. 그 때문에, 노즐(24)로부터 분사된 냉각 가스가 판상체(2) 표면의 절연층(14)을 직접 냉각할 수 있어 판상체(2)를 효율적으로 냉각하는 것이 가능하게 된다. 이것에 의하여 단시간에 히터부(7)의 열을 빼앗을 수가 있어 히터부(7)의 냉각 시간을 단축할 수 있다.
도 9A는 본 실시형태2에 있어서, 저항발열체(5)의 표면에 다시 절연층(절연 피복층)(12)을 형성한 예를 나타내는 단면도(단면의 일부를 확대하여 나타내는 단면도)이고, 이 예에서는 절연층(14) 위에 저항발열체(5)를 형성하고 다시 그 저항발열체(5)를 덮도록 절연층(12)을 형성하고 있다. 또, 히터부(7)와 노즐(24)의 위치 관계는 도 8에 나타내는 예와 같다.
이와 같이, 절연층(12)을 저항발열체(5)의 상면의 전부 또는 일부에 형성하면 저항발열체(5)의 표면을 보호할 수 있다. 그리고 예를 들면 냉각 가스가 저항발열체(5) 위에 흘러도 저항발열체(5)의 표면을 손상하거나 오염할 우려가 없고 저항발열체(5)의 가열/냉각을 반복했을 경우에도 경시(徑時)변화를 적게 할 수 있어 내구성을 높일 수가 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 예를 들면 저항발열체(5)는 귀금속으로 된 도전성입자가 유리질의 절연성 조성물속에 분산된 것으로 저항발열체(5)가 노출되어 있으면 경시변화하거나, 저항발열체(5)에 직접 냉각 가스가 부딪치면 열 변형에 의하여 저항발열체(5)가 탈락할 우려가 있지만 절연층(12)이 이것들을 방지하는 작용이 있다. 즉, 절연층(12)에 의하여 저항발열체(5)의 표면을 덮도록 하여 저항발열체(5)의 열 변형 발생을 완화할 수가 있어 웨이퍼 가열장치(1)에 있어서 가열과 강제 냉각을 반복하여도 저항발열체(5) 각 부의 저항값이 변화할 우려가 없고 내구성이 뛰어나게 하며 동시에 웨이퍼(W)의 표면을 균일하게 가열할 수가 있다. 또, 이 절연층(12)은 저항발열체(5)를 덮을 수 있는 범위에서 형성되면 좋고 필요 이상으로 크지 않도록 하는 것이 바람직하며 각 저항발열체 존(4a), (4b), (4cd), (4eh) 에 대응하여 절연층(12a), (12b), (12cd), (12eh)이 독립되어 있는 것이 바람직하다. 여기에서 저항발열체 존(4cd)은 저항발열체 존(4c)과 저항발열체 존(4d)을 합한 원환 영역을 말하며 저항발열체 존(4eh)은 저항발열체 존(4e)과 저항발열체 존(4f)과 저항발열체 존(4g)과 저항발열체 존(4h)을 합한 원환 영역을 말한다.
도 9B는 판상체(2)와 절연층(12)(12a, 12b, 12cd, 12eh)과 노즐(24)의 선단(24a)의 위치 관계를 나타내는 평면도이다. 본 실시형태2에 있어서, 저항발열체(5)를 덮는 절연막(12)을 구비한 웨이퍼 가열장치(1)에서는 판상체(2)의 다른쪽의 면에 있어서의 노즐(24) 선단(24a)의 투영 위치가 절연층(12)의 사이(도 9B에 나타내는 예에서는 절연층(12cd)과 절연층(12eh)의 사이)에 위치하고 공기 등의 냉각 가스가 노즐(24)로부터 저항발열체(5)를 덮는 절연막(12) 사이에 분사된다. 이 위치는 절연층(12)이 없기 때문에 절연층(14)을 개재하여 판상체(2)의 열을 효율적으로 전달할 수 있다. 그 때문에, 노즐(24)로부터 분사된 냉각 가스가 판상체(2) 표면의 절연층(14)을 직접 냉각하여 판상체(2)를 효율적으로 냉각할 수 있으며 단시간에 히터부(7)의 열을 빼앗을 수가 있어 히터부(7)의 냉각 시간을 단축할 수 있다.
도 10은 저항발열체(5)의 표면에 절연층(12)을 형성한 다른 예를 나타낸다. 절연층(12)은 저항발열체(5)의 표면뿐만 아니라 동시에 절연층(14) 위에도 형성되어 있다. 여기에서는 절연층(14) 위의 절연층(12)을 절연층(12a)으로 하고 저항발열체(5) 위의 절연층(12)을 절연층(12b)으로 하고 있다. 저항발열체(5) 사이에 위치하는 판상체(2)의 표면은 절연층(12a)이나 절연층(14)으로 덮여 있지만 저항발열 체(5) 위의 절연층(12b)보다 절연층(12a)의 표면으로부터 판상체(2)까지의 열전달이 용이하다. 따라서 판상체(2)를 냉각하기에는 노즐(24) 선단의 투영위치를 저항발열체(5) 사이에 배치하여 노즐(24)로부터 분사된 가스가 저항발열체(5) 사이의 절연층(12a)을 냉각하여 판상체(2)를 효율적으로 냉각할 수 있다.
또, 도 7A는 본 발명에 있어서의 저항발열체 존의 분할 일례를 나타내는 모식도이다. 저항발열체 존(4)은 판상체(2)의 다른쪽의 주면에 있어서 규정된다. 실시형태2에서는 도 7A에 나타내듯이 보다 바람직한 형태로서 판상체(2)의 중심부에 원형의 저항발열체 존(4a)이 있고 그 외측에 동심원인 2개 또는 3개의 원환형상의 저항발열체 존을 구비하고 있다. 도 7A에 나타내는 예에서는 구체적으로 저항발열체 존 (4a)의 외측에 동심원인 저항발열체 존(4b), 저항발열체 존(4cd), 저항발열체 존(4eh)을 구비하고 있다. 또한, 저항발열체 존(4a)과 저항발열체 존(4b)을 연결하여 하나의 저항발열체 존으로 해도 좋다.
또, 본 실시형태2에서는 웨이퍼(W)의 균열성을 개선하기 위하여 영역 면적이 비교적 큰 외측의 원환형상의 저항발열체 존(예를 들면 4cd, 4eh)을 2, 3 또는 4개의 저항발열체 존으로 분할하는 것이 더욱 바람직하다. 이 분할한 형태에 대해서는 도 7B를 참조하여 후술한다. 원판형상의 웨이퍼(W)의 표면을 가열할 때에는 웨이퍼(W) 주변의 분위기나 웨이퍼(W)에 대향하는 벽면이나 가스 흐름의 영향을 받는다. 따라서, 원판형상의 웨이퍼(W)의 표면 온도를 불균형하지 않게 하기 위하여 웨이퍼(W)의 주위나 표면의 대향면이나 분위기 가스의 흐름이 웨이퍼(W)에 대해 중심 대칭이 되도록 설계하는 것이 바람직하다. 또, 웨이퍼(W)를 균일하게 가열하기에는 웨이퍼(W)의 중심에 있어서 대칭한 상기 환경에 맞춘 웨이퍼 가열장치(1)가 필요하고 적재면(3)을 중심대칭이 되도록 분할하여 저항발열체 존(4)을 형성하는 것이 바람직하다.
특히, 300mm 이상의 웨이퍼(W)의 표면 온도를 균일하게 가열하기에는 동심원의 원환형상의 저항발열체 존을 2겹 또는 3겹이상 설치하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 복수의 동심 원환형상의 저항발열체 존에 각각 대응시켜 복수의 저항발열체(5)를 설치한 웨이퍼 가열장치(1)는 주위의 환경으로부터 생기는 좌우 전후의 미묘한 비대칭성이나 대칭인 발열체의 두께 불균형을 각 저항발열체마다 제어함으로써 보정할 수 있으므로 웨이퍼(W)의 면내 온도차를 보다 작게 할 수 있다.
도 7B는 본 실시형태2의 웨이퍼 가열장치(1)에 있어서의 저항발열체 존(4)의 다른 일례를 나타내는 평면도이다. 이 예는 도 7A에서 나타낸 3개의 원환 모양의 저항발열체 존 중 외측의 저항발열체 존(4eh)을 그 원환을 4 등분 한 4개의 부채 모양의 영역인 저항발열체 존(4e), (4f), (4g), (4h)으로 하고 그 내측의 저항발열체 존(4cd)을 원환을 원주 방향으로 2 등분 한 2개의 부채 모양의 영역인 저항발열체 존(4c), (4d)으로 했던 것보다 바람직한 예이다. 즉, 3개의 원환형상의 저항발열체 존 (4b), (4cd), (4eh) 중에 가장 내측의 원환형상의 저항발열체 존(4b)은 원환으로 된 저항발열체 존(4b)이고 그 외측의 저항발열체 존(4cd)은 원환을 원주 방향으로 2 등분 한 2개의 부채 모양의 저항발열체 존(4c), (4d)이며 그 외측의 저항발열체 존(4eh)은 원환을 원주 방향으로 4 등분 한 4개의 부채 모양의 저항발열체 존(4e), (4f), (4g), (4h)으로 되어 있고 이와 같이 외측의 원환 영역만큼 많이 분할하는 것이 웨이퍼(W)의 표면 온도를 보다 균일하게 하는데 있어서 바람직하다.
도 7B에 나타내는 웨이퍼 가열장치(1)의 각 저항발열체 존(4a)～(4g)은 독립하여 발열을 제어할 수 있도록 각 저항발열체 존(4a)～(4g)에 각각 대응하여 저항발열체(5a)～(5g)를 구비하고 있다.
그러나 존(4a)과 존(4b)은 웨이퍼 가열장치(1)의 외부 환경이기도 한 설치장소가 빈번한 변경이 없으면 병렬 또는 직렬로 접속하여 하나의 회로로서 제어할 수도 있다. 이와 같이 존(4a)과 존(4b)을 분리한 구성으로 하면 존(4a)과 (4b)의 사이에 웨이퍼(W)를 들어 올리는 리프트 핀을 관통시키는 관통공을 형성할 수가 있다.
또한, 본 실시형태2에서는 원환형상의 저항발열체 존(4cd)은 중심각이 각각 180°가 되도록 2 분할하고 원환형상의 저항발열체 존(4eh)은 중심각이 각각 90°로 4 분할했지만 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고 3 또는 4이상의 분할수로 분할하여도 괜찮다.
도 7B에 있어서, 저항발열체 존(4c), (4d)의 경계선은 직선이지만 반드시 직선일 필요는 없고 파선(波線)이어도 좋다. 또, 저항발열체 존(4c), (4d)은 발열체 존의 중심에 대하여 중심대칭인 것이 바람직하다.
마찬가지로 저항발열체 존의 (4e)와 (4f), (4f)와 (4g), (4g)와 (4h), (4h)와 (4e)의 각 경계선도 반드시 직선일 필요는 없고 파선이어도 좋으며 또, 이것들은 발열체 존의 중심에 대하여 중심대칭인 것이 바람직하다.
또, 본 발명에 있어서, 각 저항발열체(5)를 인쇄법 등으로 제작하고 저항발 열체(5)의 폭이 1～5mm, 두께가 5～50㎛인 것이 바람직하다. 한번에 인쇄하는 인쇄면이 커지면 인쇄면의 좌우나 전후에서 스키지와 스크린 사이의 압력 차이로 인하여 인쇄 두께가 일정하지 않을 우려가 생긴다. 특히, 저항발열체(5)의 크기가 커지면 저항발열체(5)의 좌우 전후의 두께가 달라져, 설계한 발열량이 불균형할 우려가 있다. 발열량이 불균형하면 웨이퍼(W)의 면내 온도차가 커져 바람직하지 않다. 이 저항발열체의 두께의 불균형으로부터 생기는 온도 불균형을 작게 하기에는 하나의 저항발열체로 구성되는 외경이 큰 개개의 저항발열체(5)를 분할하는 것이 유효하다.
본 실시형태2의 도 7A에 나타내는 예에서는 웨이퍼(W) 적재면(3)의 중심부를 제외한 동심원형상의 저항발열체 존 4(cd)을 2 분할하고 더 큰 원환형상의 저항발열체 존(4eh)을 4 분할하고 있으므로 각 저항발열체(5)의 인쇄 면적을 작게 할 수가 있다. 이것에 의하여, 저항발열체(5)의 각 부의 두께를 균일하게 할 수가 있고 또 웨이퍼(W)의 전후 좌우의 미묘한 온도차를 보정하고 웨이퍼(W)의 표면 온도가 작아져 바람직하다. 또한, 각 저항발열체(5) 띠의 저항값을 미조정하기 위해서는 저항발열체를 따라 레이저 등으로 긴 홈을 형성하여 저항값을 조정할 수도 있다.
또한, 도 6에 나타내는 저항발열체(5a), (5b), (5c), (5d), (5e), (5f), (5g), (5h)의 형상은 각각 원호형상의 제1 원호부(51)와 리턴띠인 접속부(52)로 구성되어 있다. 접속부(52)는 직선형상보다 원호형상이면 웨이퍼의 면내 온도차를 보다 작게 할 수 있어 바람직하다.
또, 본 발명의 웨이퍼 가열장치(1)에 있어서, 도 7A에 나타내듯이 저항발열 체 존(4cd)과 가장 외측의 원환형상의 저항발열체 존(4eh)의 간격(S3)이 저항발열체 존(4b)과 저항발열체 존(4cd)의 간격(S2)보다 큰 것이 바람직하다. 이와 같이 원환형상의 저항발열체 존(4)을 2개 혹은 3개를 구비한 구성에 있어서 외측의 간격(S3)이 내측의 간격(S2)보다 크면 저항발열체(5)가 형성되어 있지 않은 영역의 폭(S3)의 원환 폭이 크게 되어 저항발열체(5)에 덮이지 않는 판상체(2)의 표면 노출부를 크게 취할 수가 있어 방랭(放冷)효과를 크게 할 수 있기에 바람직하다. 또, 노출부를 구성하는 절연층을 개재한 판상체(2)의 열전도율이 커져 냉각효율이 향상하고 히터부(7)의 냉각속도가 커져 바람직하다.
또한, 판상체(2)의 다른쪽의 면에 있어서, 가장 외측의 원환 모양의 저항발열체 존(4eh)과 그 내측의 저항발열체 존(4cd) 사이에 선단(24a)이 투영되도록 노즐(24)을 여러개 구비하고 있는 것이 바람직하다. 간격(S3)의 환형상 영역은 저항발열체(5)가 없고 열전도율이 큰 판상체(2)를 절연층(14)이나 절연층(12)이 덮고 있지만 표면으로부터 판상체(2)까지의 열전달이 크고 이 부분에 노즐(24)의 선단(24a)으로부터 분사된 냉각 가스가 직접 접촉되어 판상체(2)의 열을 효율적으로 빼앗을 수가 있어 히터부(7)의 온도를 급속히 저하시킬 수가 있어 바람직하다. 이 냉각 노즐(24)은 간격(S3)의 영역을 따라 복수개 있는 것이 바람직하고 예를 들면 직경 200～300mm의 웨이퍼용일 경우 노즐(24)의 수를 바람직하게는 4～16개 배치하면 효과적으로 히터부(7)를 냉각할 수 있다. 또한, 간격(S3)의 영역을 따라 설치한 노즐(24)을 설명하였지만 간격(S3)의 영역만으로는 중앙부의 온도가 저하하기 어렵기 때문에 중앙부에도 원주상에 복수의 노즐(24)을 구비하는 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 웨이퍼 가열장치(1)는 상기 절연층(12), (14) 및/또는 저항발열체(5)의 표면이 요철면인 것이 바람직하다. 도 8이나 도 9A에 나타내는 노즐의 선단에 대향하는 절연층(14)이나 도 10의 절연층(12a)의 표면이 요철면이면 노즐(24)로부터 분사된 냉각가스가 절연층(14), (12)의 표면의 요철면에 부딪쳐 판상체(2)의 절연층(14), (12)을 개재하여 냉각 가스에 열이 전해지기 쉬워진다. 즉, 냉각 가스에 의한 요철면에서의 열교환이 용이해지고 히터부(7)를 냉각하는 효과가 커져 바람직하다. 또, 도 8에 나타내는 저항발열체(5)의 표면이 요철면이면 절연층(14)에 충돌한 냉각 가스의 일부가 절연층(14)을 따라 흘러 저항발열체(5)의 표면을 통과할 때에 저항발열체의 요철면에서의 열교환이 용이해져 저항발열체를 개재하여 히터부(7)의 열을 없애는 효과가 커진다. 보다 바람직하게는 저항발열체(5)와 절연층(14)의 표면에 요철이 있는 것이 좋다.
또한, 절연층(12), (14)이나 저항발열체(5)의 표면에 상기 요철면이 있으면 절연층(12), (14)나 저항발열체(5)와 판상체(2)의 열팽창차로부터 생기는 열응력에 의하여 절연층(12), (14)이나 저항발열체(5)에 미소한 크랙이 설사 발생하여도 표면의 요철에 의하여 이 크랙 선단의 응력을 완화하는 작용이 발휘되고 크랙의 진전을 방지하는 효과가 있으므로 바람직하다.
또, 상기 요철면은 대략 격자형상인 것이 바람직하다. 절연층(12)의 표면이 요철면으로 이루어지는 일례를 도 11에 나타낸다. 냉각 노즐(24)의 선단(24a)이 판상체(2)의 다른쪽의 면에 있어서 저항발열체(5) 사이의 요철면(401)에 투영되도록 냉각 노즐(24)이 배치되면 냉각 가스가 요철면(401)에 부딪쳐 냉각 가스와 요철면(401)과의 열교환이 용이해지고 요철면(401)을 통하여 히터부(7)를 냉각하는 효과가 커서 바람직하다. 그리고, 요철면(401)이 대략 격자형상이면 냉각 가스가 요부(42)에 충돌한 후 철부(41)의 측면에 부딪쳐 열교환할 수 있으며 직선형상으로 연결되는 홈부를 따라 냉각 가스를 먼 곳까지 흘러 내리게 할 수 있어 요철면(401)에 의하여 열교환이 용이해지기 때문이다. 요철면(401)이 대략 격자형상이면 요철면(401)과 냉각 가스의 열교환이 커져 히터부(7)를 단시간에 냉각하는 것이 용이해져 바람직하다.
또, 상기 격자형상의 홈은 1mm폭 당 0.2～80개, 더욱 바람직하게는 0.4～40개로 하는 것이 바람직하다. 이 홈이 1mm폭 당 0.2개를 밑돌면 열교환 작용에 의한 냉각의 효과가 작고 또, 저항발열체(4)를 반복하여 가열 냉각하면 절연층(12), (14)이나 저항발열체(5)가 박리하거나 크랙이 발생할 우려가 있다.
또, 상기 홈이 1mm 당 80개를 넘으면 요부(42)에의 냉각 가스 흐름이 좋지 않아 냉각 효율이 저하할 우려가 있다. 또, 홈이 너무 작아 요부(42)에서 절연층(12), (14)이나 저항발열체(5)에 크랙이 생길 우려가 있다. 따라서, 요철면(401)의 홈을 1mm 당 0.4～80개로 하면 히터부(7)와 냉각 가스의 열교환이 보다 용이하고 판상체(2)와 절연층(12), (14)이나 저항발열체(5)의 열팽창차를 흡수하면서 저항발열체(5)의 열화 손상을 억제할 수 있는 신뢰성이 높은 웨이퍼 가열장치(1)를 제공할 수 있다.
또한, 일견, 저항발열체(5)의 열화손상을 억제하기에는 절연층(12)의 두께를 두껍게 하면 좋을 것 같이 생각되지만 보호층이 되는 절연층(12)라고 해도 저항발 열체(5)와는 다른 재료이기 때문에 상호의 열팽창차에 의하여 응력 완화 효과가 약해져 버린다. 즉, 너무 두꺼운 절연층(12)은 역효과가 되어 절연층(12)을 베이킹한 단계에서 절연층(12)에 큰 응력이 작용하여 신뢰성이 저하할 우려가 있다. 그래서, 본 발명은 절연층(12) 전체를 두껍게 하지 않고 저항발열체(5)의 열화손상을 막는 수단으로서 판상체(2)의 저항발열체(5) 및/또는 절연층(12), (14)의 표면을 요철면 바람직하게는 대략 격자형상의 형상이 유효한 것을 발견하여 완성시킨 것이다.
즉, 저항발열체(5)를 덮는 절연층(12)을 대략 격자형상으로 함으로써 절연층(12)의 격자에 있어서의 돌기 부분이 강력하게 저항발열체(5)를 억눌러 저항발열체(5)의 박리가 발생하지 못하게 한다.
또, 절연층(12) 전체가 두껍기 때문이 아니고 대략 격자형상의 요부(42)에서는 열팽창차이에 의한 응력이 완화되므로 크랙 등의 문제가 발생하지 않는다. 이것은 판상체(2)와 절연층(14)이나 저항발열체(5)에도 적용하며 저항발열체(5) 자신도 또 대략 격자형상의 형상으로 하는 편이 바람직하다는 것을 알 수 있다.
또, 상기의 요철면(401)은 요부(42)의 두께(tv)와 철부(41)의 두께(tp)의 비(tp/tv)×100이 102～200%이고 한편 상기 저항발열체(5) 또는 상기 절연층(12), (14)의 평균 두께가 3～60㎛인 것이 바람직하다. 이와 같이 하여 특히 판상체(2)와 저항발열체(5)의 열팽창차를 흡수하면서 저항발열체(5)의 열화손상을 억제할 수 있어 신뢰성이 극히 높은 웨이퍼 가열장치(1)를 제공할 수 있다.
비(tp/tv)×100의 값이 102% 미만이면 열교환이 나쁘고, 크랙이 발생할 때까지의 승강온 시험 회수가 4200회를 밑돌 우려가 있어 바람직하지 않다.
또, 비의 값이 200%를 초과하면 철부(41)와 요부(42)의 차이가 너무 커 온도차가 커지고 크랙이 발생하는 승강온 시험 회수가 저하할 우려가 있다.
또, 절연층(12), (14)의 평균 두께가 3㎛미만이면 인쇄법으로 저항발열체(5)를 형성할 경우 두께 불균형이 30% 이상로 커져 웨이퍼(W)의 표면 온도차가 커질 우려가 있다.
또, 절연층(12), (14)의 평균 두께가 60㎛를 초과하면 판상체(2)와의 열팽창계수의 차이로부터 절연층(12), (14)에 미소한 크랙이 발생하기 쉬워지는 문제가 있다.
또한, 요부의 두께(tv)는 각 요부(42)의 중심의 5개소의 평균치로 나타낼 수 있다. 또, 철부의 두께(tp)는 각 철부(41)의 최대 두께 5개소의 평균으로서 구할 수 있다. 또한 평균 두께는 상기 요부(42)의 두께와 철부(41)의 두께의 평균치로서 구할 수가 있다.
도 9B는 본 발명의 웨이퍼 가열장치(1)에 있어서 절연층(12)을 형성한 일례를 나타내는 평면도이다. 전술한 3개의 원환형상의 저항발열체 존(4b), (4cd), (4eh) 중의 외측 저항발열체 존(4eh)을 덮는 절연층(12eh)은 원환형상인 것이 바람직하다. 3개의 원환형상의 절연층(12b), (12cd), (12eh)은 웨이퍼(W)의 표면 온도를 균일하게 하는 저항발열체 존(4b), (4cd), (4eh)을 개별적으로 덮는 것이 바람직하고 이것들에 대응하여 절연층(12)이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 웨이퍼 가열장치(1)는 도 9B에 나타내듯이 간격(S6)이 다른 간격(S4), (S5)보다 큰 것이 바람직하다. 여기에서 간격(S4)은 중심부에 설치한 원 형의 절연층(12a)과 그 외측의 동심원인 원환형상의 절연층(12b)과의 간격이다. 또, 간격(S5)은 원환형상의 절연층(12b)과 그 외측의 원환형상의 절연층(12cd)과의 간격이다. 또, 간격(S6)은 원환형상의 절연층(12cd)과 가장 외측의 원환형상의 절연층(12eh)과의 간격이다.
이와 같이 간격(S6)이 (S4), (S5)보다 크면 절연층(12)이 없는 폭(S6) 영역의 원환이 커지기 때문에 판상체(2)의 노출부를 크게 취할 수 있어 방랭효과를 크게 할 수 있으므로 바람직하다. 또, 노출부를 구성하는 절연층(12), (14)의 열전도가 크고 열전도 판상체(2)의 열전도율이 크고 냉각효율이 향상하여 히터부(7)의 냉각 속도가 커지므로 바람직하다.
또한, 판상체(2)가 탄화규소질 소결체 또는 질화알루미늄질 소결체로 이루어지는 경우에는 판상체(2)를 800～1200℃의 온도에서 가열 처리하여 판상체(2)의 표면에 절연성의 산화막을 형성해 그 산화막을 절연층(14)으로서 사용할 수도 있다.
이하 본 실시형태2의 웨이퍼 가열장치(1)에 있어서의 저항발열체 존과 저항발열체에 관하여 보다 상세하게 설명한다.
본 실시형태2의 웨이퍼 가열장치(1)에 있어서, 중심부에 위치하는 저항발열체 존(4a)의 외경(D1)은 외주(外周)부의 저항발열체 존(4eh)의 외경(D)의 20～40%이고 그 외측의 저항발열체 존(4b)의 외경(D2)은 외주부의 저항발열체 존의 외경(D)의 40～55%이고 저항발열체 존(4b)의 외측의 저항발열체 존(4cd)의 외경(D3)은, 최외주(最外周)의 저항발열체 존(eh)의 외경(D)의 55～85%로 하면 웨이퍼(W)의 면내 온도차를 작게 할 수 있어 바람직하다.
또한, 외주부의 저항발열체 존(4eh)의 외경(D)은 저항발열체 존(4eh)에 있어서 가장 외측에 위치하는 저항발열체(5eh)에 접하는 외접(外接)원의 직경이다. 또, 저항발열체 존(4b)의 외경(D2)은 저항발열체 존(4b)에 있어서 가장 외측에 위치하는 저항발열체(5b)에 외접하는 원의 직경이다. 또, 외경(D3)은 저항발열체(5cd)에 외접하는 원의 직경이다. 또한, 외접원은 급전부에 접속하는 저항발열체의 돌출부를 제외하고 동심원상의 원호를 따라 구한다.
이상과 같은 범위의 외경이 바람직한 것은 이하와 같은 이유에 의한다.
외경(D1)이 (D)의 20% 미만에서는 중심부의 저항발열체 존(4a)의 외경이 너무 작기 때문에 저항발열체 존(4a)의 발열량을 크게 하여도 저항발열체 존(4a)의 중심부의 온도가 높아지지 않고 중심부의 온도가 저하할 우려가 있기 때문이다. 또, 외경(D1)이 40%를 넘으면 중심부의 저항발열체 존(4a)의 외경이 너무 크기 때문에 중심부의 온도를 높였을 때 저항발열체 존(4a)의 주변부의 온도도 높아져 저항발열체 존(4a)의 주변부의 온도가 너무 높아질 우려가 있기 때문이다. 또한, 바람직하게는 외경(D1)은 (D)의 20～30%이고 더욱 바람직하게는 외경(D1)을 (D)의 23～27%로 함으로써 웨이퍼(W)의 면내 온도차를 더욱 작게 할 수가 있다.
또, 외경(D2)이 외경(D)의 40% 미만에서는 웨이퍼 가열장치(1)의 주변부가 냉각되기 쉽기 때문에 웨이퍼(W) 주변의 온도의 저하를 방지하려고 저항발열체 존(4cd)의 발열량을 증대했을 때 웨이퍼(W)의 중심에 가까운 저항발열체 존(4cd)의 내측 온도가 높아져 웨이퍼(W)의 면내 온도차가 커질 우려가 있다. 또, 외경(D2)이 외경(D)의 55%를 초과하면 웨이퍼(W) 주변의 온도의 저하를 방지하기 위하여 저항 발열체 존(4cd)의 발열량을 크게 하여도 저항발열체 존(4cd)의 온도는 높아지지만 웨이퍼(W) 주변 온도 저하의 영향이 저항발열체 존(4b)에 미쳐 저항발열체 존(4b)의 외측 온도가 낮아질 우려가 있다. 바람직하게는 외경(D2)이 외경(D)의 41%～53%이고, 더욱 바람직하게는 43～49%로 하면 웨이퍼(W)의 면내 온도차는 더욱 작게 될 수 있다.
또, 외경(D3)이 외경(D)의 55% 미만에서는 웨이퍼 가열장치(1)의 주변부가 냉각되기 쉽기 때문에 웨이퍼(W) 주변의 온도 저하를 방지하려고 저항발열체 존(4eh)의 발열량을 증대했을 때 웨이퍼(W)의 중심에 가까운 저항발열체 존(4eh)의 내측 온도가 높아져 웨이퍼(W)의 면내 온도차가 커질 우려가 있었다. 또, 외경(D3)이 외경(D)의 85%를 넘으면 웨이퍼(W) 주변의 온도의 저하를 방지하려고 저항발열체 존(4eh)의 발열량을 크게 해도 저항발열체 존(4eh)의 온도는 높아지지만 웨이퍼(W) 주변 온도 저하의 영향이 저항발열체 존(4cd)에 미쳐 저항발열체 존(4cd)의 외측 온도가 낮아질 우려가 있다. 바람직하게는 외경(D3)이 외경(D)의 65%～85%이고, 더욱 바람직하게는 67～70%로 하면 웨이퍼(W)의 면내 온도차를 더욱 작게 할 수 있다.
이상 저항발열체 존(4)의 외형 사이즈에 대하여 상세하게 설명했지만 본 발명의 저항발열체 존(4)의 큰 특징은 각 원환 사이에 저항발열체(5)가 존재하지 않는 공백영역을 원환 모양으로 형성할 수 있는 점에 있다. 이와 같이 공백영역을 형성함으로써 지지핀(15), 관통공(26)이나 급전부(6)를 공백영역에 형성하는 것이 가능해져 지지핀(15), 관통공(26)이나 급전부(6)에 의한 온도불균형의 발생을 방지하 는 것이 용이해지고 웨이퍼 면내의 온도차가 커질 우려가 작아져 바람직하다.
그리고 중심의 저항발열체 존(4a)의 중심측의 저항발열체를 형성하지 않는 부분의 직경(D11)은 직경(D)의 5～10%로 할 수 있기에 직경(D11)의 범위에 예를 들면 지지핀(15)을 설치할 수가 있어 지지핀(15)에 의한 웨이퍼 면내의 온도 저하 등을 방지할 수 있다.
또, 저항발열체 존(4b)의 내경(D22)은 이하의 이유에 의하여 상기 외경(D)의 34～45%인 것이 바람직하다. 즉, 이와 같이 설정함으로써 원환(4a)과 원환(4b)의 사이에 직경의 1～22% 정도인 원환 모양의 저항 공백영역을 형성할 수 있으므로 이 영역에 리프트 핀(25) 등을 설치하여도 웨이퍼 면내의 온도 저하 등을 최소한으로 방지할 수 있다. 더욱 바람직하게는 내경(D22)이 직경(D)의 36～41%이다. 이와 같은 구성에 의하여 제1의 저항발열체와 제2의 저항발열체 사이에 상기 판상체를 관통하는 관통공을 구비할 수 있다.
또, 저항발열체 존(4cd)의 내경(D33)은 직경(D)의 50～65%로 설정하는 것이 바람직하고 이것에 의하여 저항발열체 존(4b)과 저항발열체 존(4cd)의 사이에 저항발열체의 공백영역을 환형상으로 형성할 수 있다. 이와 같이 하면 이 저항발열체가 없는 환형상의 영역에 각 저항발열체에 급전하는 급전부(6)를 설치할 수 있으므로 급전부(6)의 설치에 의하여 웨이퍼(W) 표면의 쿨 스폿(COOL SPOT)등의 발생을 막을 수 있다. 더욱 바람직하게는 내경(D33)은 직경(D)의 58～63%이다.
또한, 저항발열체 존(4eh)의 내경(D0)은 직경(D)의 85～93%로 하는 것이 가능하다. 이것에 의하여 저항발열체 존(4eh)과 저항발열체 존(4cd)의 사이에 저항발 열체의 공백영역을 원환형상으로 형성하는 것이 가능하다. 이 원환형상의 공백영역에 웨이퍼(W) 등의 피가열물을 지지하는 지지핀(15)이나 급전부(6)를 설치함으로써 웨이퍼 면내의 온도 불균형을 크게 하지 않고 웨이퍼(W)를 가열하는 것이 용이해진다. 더욱 바람직하게는 내경(D0)은 직경(D)의 90～92%이다.
또, 판상체(2)의 다른쪽의 주면에 있어서, 가장 외측에 위치하는 저항발열체(5)의 외접원(C)의 직경(D)가 상기 판상 세라믹스체(2)의 직경(DP)의 90～97%인 것이 바람직하다.
저항발열체(5)의 외접원(C)의 직경(D)이 판상 세라믹스체(2)의 직경(DP)의 90%보다 작으면 웨이퍼를 급속히 승온하거나 강온시키는 시간이 길어져 웨이퍼(W)의 온도 응답 특성이 떨어진다. 또, 웨이퍼(W)의 주변부의 온도를 내리지 않도록 웨이퍼(W)의 표면 온도를 균일하게 가열하기 위해서는 직경(D)은 웨이퍼(W) 직경의 1.02배 정도보다 조금 큰 것이 바람직하므로 웨이퍼(W)의 크기에 따라 판상 세라믹스체(2)의 직경(DP)이 커진다. 따라서, 균일하게 가열할 수 있는 웨이퍼(W) 크기가 판상 세라믹스체(2)의 직경(DP)에 비해 작아져 웨이퍼(W)를 가열하는 투입 전력에 대한 웨이퍼(W)를 가열하는 가열 효율이 나빠진다. 또한, 판상 세라믹스체(2)가 크게 되므로 웨이퍼 제조장치의 설치면적이 커져 최소의 설치면적으로 최대의 생산을 실시할 필요가 있는 반도체 제조장치의 설치면적에 대한 가동률을 저하시켜 바람직하지 못하다.
저항발열체(5)의 외접원(C)의 직경(D)이 판상 세라믹스체(2)의 직경(DP)의 97%보다 크면 접촉부재(18)과 저항발열체(5)의 외주와의 간격이 작아진다. 이와 같 이 접촉부재(18)와 저항발열체(5)의 간격이 작아지면 저항발열체(5)로부터 열이 접촉부재(18)에 불균일하게 흐르게 된다. 특히, 외주부의 외접원(C)의 근방의 원호형상 패턴(51)이 존재하지 않는 부분(예를 들면 도 6에 있어서 P의 부호로 나타내는 부분)으로부터도 접촉부재(18)를 향해 열이 흘러 그 부분(P)의 온도가 저하하고 웨이퍼(W)의 면내 온도차를 크게 할 우려가 있다. 본 발명에서는 저항발열체(5)의 외접원(C)의 직경(D)이 판상 세라믹스체(2)의 직경(DP)의 92～95%인 것이 보다 바람직하다.
또한, 본 발명의 웨이퍼 가열장치(1)에 있어서, 예를 들면 도 6의 저항발열체(5)의 외접원(C)과 접하는 가장 외측의 원호형상 패턴(51)간의 간격(L1)(공백영역(P)의 간격(L1))이 상기 판상 세라믹스체의 직경(DP)과 상기 외접원(C)의 직경(D)과의 차이(이하 LL라고 약기한다)보다 작은 것이 바람직하다. 간격(L1)이 (LL)보다 크면 공백영역(P)의 열이 판상 세라믹스체의 주변부에 흘러 공백영역(P)의 온도가 내려갈 우려가 있다. 그러나, 간격(L1)이 (LL)보다 작으면 공백영역(P)의 온도가 내려가기 어렵고 판상 세라믹스체(2)의 적재면(3)에 실은 웨이퍼(W) 주변부 일부의 온도가 저하하지 않고 웨이퍼(W) 면내 온도차가 작아져 바람직하다.
상기 공백영역(P)의 온도를 내리지 않기 위해서는 공백영역의 온도를 올릴 필요가 있고 공백영역을 가열하는 연결 패턴(52)의 저항을 동등하게 혹은 조금 크게 하여 발열량을 증대하면 공백영역(P)의 온도의 저하를 작게 할 수 있고 웨이퍼(W)의 면내 온도를 균일하게 하는 것이 가능하게 된다. 인쇄법 등으로 제작한 저항발열체(5)인 경우 원호형상 패턴(51)의 선폭(Wp)보다 연결 패턴인 작은 원호형상 의 띠(52)의 선폭(Ws)을 1～5% 작게 하여 연결 패턴(52)의 저항을 크게 할 수 있고 연결 패턴인 작은 원호형상의 띠(52)의 온도를 원호형상 패턴(51)의 온도보다 높여 웨이퍼(W)의 면내 온도를 균일하게 할 수 있다.
또, 판두께가 1～7mm의 판상 세라믹스체(2)의 한쪽의 주면측을 웨이퍼를 싣는 적재면(3)으로 하고 다른 면인 아래면에 저항발열체(5)가 형성된 웨이퍼 가열장치(1)에 있어서, 상기 저항발열체(5)의 두께가 5～50㎛이며 동시에 판상 세라믹스체(2)의 다른쪽의 면에 있어서 외접원(C) 내부의 면적에 대해 외접원(C) 내에서 저항발열체(5)가 차지하는 면적의 비율이 5～30%인 것이 바람직하다.
즉, 저항발열체(5)를 둘러싸는 외접원(C)의 면적에 대해 외접원(C) 내에 차지하는 저항발열체(5)의 면적의 비율을 5% 미만으로 하면 인접하는 저항발열체(5) 간의 간격(L1), (L2)…이 너무 커져 저항발열체(5)가 없는 간격(L1)에 대응한 적재면(3)의 표면 온도가 다른 부분과 비교해 작아지고 적재면(3)의 온도를 균일하게 하는 것이 어렵기 때문이다.
반대로 저항발열체(5)를 둘러싸는 외접원(C)의 면적에 대하여, 외접원(C)내에 차지하는 저항발열체(5)의 면적의 비율이 30%를 넘으면 판상체(2)와 저항발열체(5) 사이의 열팽창차를 2.0×10-6/℃ 이하로 근사시켰다고 해도 양자간에 작용하는 열응력이 너무 커지므로 판상체(2)는 변형하기 어려운 세라믹 소결체로 구성되지만 그 판두께(t)가 1mm～7mm로 얇기 때문에 저항발열체(5)를 발열시키면 적재면(3) 측이 움푹 들어가도록 판상체(2)에 휘어짐이 발생할 우려가 있다. 그 결과 웨이퍼(W)의 중심부의 온도가 주변보다 작아져 온도 불균형이 커질 우려가 있다.
또 보다 바람직하게는 저항발열체(5)를 둘러싸는 외접원(C)의 면적에 대해, 외접원(C) 내에 차지하는 저항발열체(5)의 면적비율을 7%～20%, 더욱 바람직하게는 8%～15%로 한다.
또, 서로 다른 저항발열체(5) 사이 혹은 동일한 저항발열체 내에 있어서, 연결 패턴(52)이 대향하는 영역이 있지만 그 영역에 있어서의 연결 패턴(52) 간의 간격(L1)은, 0.5mm이상으로 상기 판상 세라믹스체(2)의 판 두께의 3배 이하인 것이 바람직하다. 그 간격(L1)이 0.5mm 이하에서는 저항발열체(5)를 인쇄하여 형성할 때에 저항발열체(5)의 대향 영역에서 수염모양의 돌기가 발생해 그 부분이 단락될 우려가 있다. 또, 상기 대향 영역의 간격(L1)이 판상체(2)의 두께의 3배를 넘으면 대향 영역(L1) 근방에 위치하는 웨이퍼(W)의 표면에 쿨 존이 발생해 웨이퍼(W)의 면내 온도차를 크게 할 우려가 있다. 또한, 대향 영역에 있어서 저항체간의 단락을 방지하고 쿨 존의 발생을 보다 효과적으로 발휘시키기 위해서는 저항발열체(5)의 막 두께를 5～50㎛로 하는 것이 바람직하다.
또, 저항발열체(5)의 막 두께가 5㎛를 밑돌면 저항발열체(5)를 스크린 인쇄법으로 막의 두께를 균일하게 인쇄하는 것이 곤란하게 되는 경향이 있다. 또, 저항발열체(5)의 두께가 50㎛를 넘으면 외접원(C)에 대해 저항발열체(5)가 차지하는 면적의 비율을 30%이하로 하여도 저항발열체(5)의 두께가 두껍고 또 저항발열체(5)의 강성이 크게 되어 판상체(2)의 온도 변화에 의해 저항발열체(5)의 신축에 의한 영향으로 판상체(2)가 변형할 우려가 있다. 또, 스크린 인쇄로 균일의 두께로 인쇄하 는 것이 어렵고 웨이퍼(W) 표면의 온도차가 커지는 경향이 있다. 또한 저항발열체(5)의 두께는 10～30㎛로 하는 것이 보다 바람직하다.
또, 히터부(7)의 온도는 독립적으로 가열할 수 있는 저항발열체(5)에 대응하여 판상체(2)에 그 선단이 매설된 복수의 온도센서(10)에 의하여 측정하는 것이 바람직하다. 온도센서(10)로서는 그 응답성과 유지 작업성의 관점에서 외경이 0.8mm 이하의 시스형의 열전대를 사용하는 것이 바람직하지만 외경이 0.5mm 이하의 소선 열전대나 RTD 등의 측온 저항체를 이용하여도 아무런 지장없다. 이 온도센서(10)의 선단부는 판상체(2)가 형성된 구멍 안에 설치된 고정부재에 의해 구멍의 내벽면에 압압고정하는 것이 측온의 신뢰성을 향상시키는데 있어서 바람직하다.
또, 판상체(2)의 열전도율이 절연층(14)보다 큰 것이 바람직하다. 판상체(2)의 열전도율이 크면 냉각 가스가 부딪쳐 판상체(2)가 냉각되어도 판상체(2) 내부로부터 열이 전해지므로 히터부(7)의 냉각 스피드가 커져 바람직하다. 구체적으로는 절연층(12)나 절연층(14)은 유리나 절연성수지로 이루어지는 것이 바람직하고 그 열전도율은 1～10W/(m?K)이다. 또, 판상체(2)는 탄화물이나 질화물로 이루어지며 열전도율이 50～280W/(m?K)인 세라믹스체가 보다 바람직하다.
즉, 저항발열체(5)와 판상체(2)의 열팽창 계수 차이를 0.1×10-6/℃ 이하로 하는 것은 제조상 어렵고 반대로 저항발열체(5)와 판상체(2)의 열팽창차가 3.0×10-6/℃을 넘으면 저항발열체(5)를 발열시켰을 때 판상체(2)와의 사이에 작용하는 열응력에 의하여 적재면(3)측이 오목한 상태로 휘어질 우려가 있기 때문이다.
또, 이 절연층(12)을 형성하는 유리의 특성으로서는 결정질 또는 비정질의 어느 것이어도 좋고 내열 온도가 200℃ 이상이며 0℃～200℃의 온도영역에 있어서의 열팽창 계수 차이가 판상 세라믹스체(2)를 구성하는 세라믹스의 열팽창 계수에 대해 ±10-6/℃이내인 것이 바람직하고 더욱 바람직하게는 -5×10-7/℃～＋5×10-7/℃의 범위에 있는 것을 적당히 선택해서 이용하는 것이 좋다. 즉, 열팽창 계수가 상기 범위를 벗어난 유리를 이용하면 판상체(2)를 형성하는 세라믹스와의 열팽창차이가 지나치게 커지기 때문에 유리의 베이킹 후의 냉각시에 있어서 크랙이나 박리 등의 결함이 생기기 쉽기 때문이다.
또, 절연층(12)을 이루는 유리 층은 SiO2를 주성분으로 하고 B, Mg, Ca, Pb, Bi 중 적어도 1종류 이상을 산화물 환산으로 10중량% 이상 함유하는 비정질의 유리로 구성하고, As, Sb의 산화물을 실질적으로 함유하고 있지 않은(산화물 환산으로 0.05중량% 이하) 유리를 이용하는 것이 바람직하다.
상기 조성의 유리를 이용함으로써 유리의 고온에서의 점성을 저하시키는 것이 가능하다. B, Mg, Ca, Pb, Bi에 관해서는 SiO2 유리중에 분산시켜 외관의 유리의 점성을 내리는 것을 목적으로 한 것이다. 특히 PbO, B2O3, Bi2O3는 결정화하지 않고 유리중에 잔류해 유리의 점성?융점을 내리는 효과가 있어 유리 중의 기포의 발생을 억제하는데 유효하다.
유리의 점성을 내리는 것에 의하여 절연층(12) 중에 발생한 기포를 절연층(12) 표면에 떠오르게 하여 오푼포어(Open pore)로 함으로써 절연층(12)중의 기 포를 줄일 수 있다. 이상에 따라 절연층(12)의 두께 방향으로 기포가 없는 영역이 10㎛ 이상 연속되어 있는 유리층을 형성할 수 있다. 또, 비정질의 유리를 이용하면 후술하는 결정화 유리보다 기포가 적은 절연층(12)을 형성하는데 바람직하다. 이것에 의하여 소포 및 탈기 효과가 있는 독극물의 As나 Sb의 산화물을 첨가하지 않고도 절연층(12) 중의 기포를 줄일 수 있다.
한편, B, Mg, Ca, Pb, Bi의 첨가량이 산화물 환산으로 10중량% 미만인 경우는 유리의 고온에서의 점성이 충분히 저하하지 않아 기포를 줄이는 것이 곤란하다. 또 결정화 유리를 이용했을 경우는 유리가 결정핵을 생성하는 과정에 있어서 팽창?수축이 발생한다. 이 팽창?수축과정에 있어서 결정핵의 주위에 다수의 미소한 기포가 존재하며 이 결정핵의 주위에 존재하는 미소한 기포로 인해 절연?내전압 특성이 저하되게 된다. 이 때문에 결정화 유리를 이용하는 것은 비정질의 유리를 이용했을 경우에 비해 절연층(12)을 이루는 유리의 층의 결함을 방지하는 것이 곤란하기 때문에 바람직하지 않다.
또, 절연층(12)의 유리는 알칼리 함유량을 2중량% 이하로 하는 것이 바람직하다. 알칼리 성분에 관해서는 유리에 첨가함으로써 유리의 점성을 내리는 것에는 유효하지만 유리 성분의 마이그레이션(migration)에 의해 내구성에 문제가 있기 때문에 절연층(12)의 유리중의 알칼리 함유량을 2중량% 이하로 하면 저항발열체(5)에 직류 전원을 인가해 가열했을 때의 내구 시험에 있어서 내구성이 향상한다. 즉, 절연층(12)의 유리중의 알칼리 함유량이 2중량% 이하의 경우에는 250℃의 연속 내구 시험에 있어서의 수명을 1000시간까지, 또한 알칼리 함유량이 1중량% 이하의 경우 에는 5000시간까지 늘릴 수가 있다는 것을 발견했다. 여기에서 알칼리라고 칭하고 있는 것은 Li2O, Na2O, K2O와 같은 알칼리 금속 산화물이다.
또, 절연층(12)의 유리는 평균 입경(D50)이 15㎛ 이하이고 또한 평균 입경(D50)이 20% 이상 떨어져 있는 복수의 유리를 배합한 페이스트를 도포하고, 또한 탈바인더 공정에서의 탄소 잔량이 유리 중량의 1중량% 이하가 되도록 하여 형성하는 것이 바람직하다.
이와 같이 입경이 다른 복수의 유리 원료를 배합함으로써, 분말 상태에서의 충전(充塡)이 조밀하게 되어 절연층 안의 기포를 줄일 수 있다. 또 탈바인더 공정에서의 탄소 잔량을 유리 중량의 1중량% 이하가 되도록 탈바인더 공정을 실시함으로써 바인더 성분의 C와 유리의 O의 반응이 적게 되는 것과 탈바인더 공정 후에 있어서의 유리 분말의 충전율을 높이는 것에 의해 보다 쉽게 두께 방향으로 기포가 없는 영역이 10㎛ 이상 연속되어 있는 유리층을 형성하는 것이 가능해진다.
한편, 절연층(12)을 형성하는 제조공정에 있어서 평균 입경(D50)이 15㎛보다 크거나 또는 평균 입경(D50)에서 20% 미만 떨어져 있는 유리를 배합했을 경우에는 유리의 충전이 충분히 조밀한 상태는 아니고 유리의 입자간에 존재하고 있는 공간을 충분히 메우는 것은 곤란하다. 또한, 마찬가지로 탈바인더 공정에서의 탄소 잔량이 유리 중량의 1중량%보다 많은 경우에도 기포의 발생을 억제하는 것은 곤란하다.
또, 유리의 베이킹 온도에 있어서는 작업점 온도(유리의 점도에서 104푸아즈 이하) 이상의 온도로 하는 것이 바람직하다.
실시형태 3.
이하 본 발명에 따른 실시형태3의 웨이퍼 가열장치에 관하여 설명한다.
도 13은 실시형태3의 웨이퍼 가열장치(1)의 구성을 나타내는 단면도이고 판상체(2)의 한쪽 주면을 웨이퍼(W)를 싣는 적재면(3)으로 함과 동시에, 다른쪽의 주면에 1 또는 2회로 이상의 띠모양의 저항발열체(5)를 구비하며 필요에 따라 그 위에 절연층(60)를 구비하고 있다. 그리고, 저항발열체(5)에 각각 독립하여 전력을 공급하는 급전부(6)를 구비하며 급전부(6)를 둘러싸는 케이스(19)를 구비하고 있다.
또, 리프트 핀(도시하지 않음)은 자유롭게 승강하도록 설치되어 웨이퍼(W)를 적재면(3)상에 싣거나 적재면(3)으로부터 들어 올릴 수 있다.
그리고, 케이스(19)의 저면(21)에는 냉각 가스를 분사시키는 냉각 노즐(24)을 구비하고 있다.
냉각 노즐(24)로부터 분사된 냉각 가스가 판상체(2)의 아래쪽 면에 흘러 들어가 판상체(2)의 아래쪽 면의 열을 빼앗고 가열된 냉각 가스는 둘러싸인 케이스(19)에 열을 전달하면서 금속 케이스(19)의 저면(21)에 설치한 구멍으로부터 외부로 배출됨으로써 판상체(2)를 급격하게 냉각할 수 있다.
이 웨이퍼 가열장치(1)에 의하여 웨이퍼(W)를 가열하기 위해서는 반송암(도시하지 않음)으로 적재면(3)의 상방까지 운반된 웨이퍼(W)를 리프트 핀(도시하지 않음)으로 지지한 후, 리프트 핀을 강하시켜 웨이퍼(W)를 적재면(3)상에 얹는다.
다음에 급전부(6)에 통전하여 저항발열체(5)를 발열시켜 판상체(2)를 개재하여 적재면(3)상의 웨이퍼(W)를 가열할 수 있다.
여기에서, 특히, 실시형태3의 웨이퍼 가열장치(1)는 저항발열체(5)의 표면이 요철면(55)인 것을 특징으로 한다.
도 14A는 요철면(55)을 나타내는 사시도이고, 도 14B는 단면도이다.
실시형태3의 웨이퍼 가열장치에서는 저항발열체(5)의 표면을 요철면(55)으로 함으로써, 저항발열체(5)의 파손을 방지하고 있다. 즉, 저항발열체(5)에 통전하여 발열시키면 온도가 급격하게 상승한다. 이 급격한 온도 변화에 의하여 판상 세라믹스체(2)와의 온도차나 열팽창계수의 차이로 인해 저항발열체(5)와 판상 세라믹스체(2)의 사이에 열응력이 발생하여 저항발열체(5)에 큰 압축 응력이 발생해 저항발열체(5)가 파손할 우려가 있지만 저항발열체(5)의 표면을 요철면(55)으로 하는 것에 의해 이 응력을 완화할 수 있다는 것을 발견했다.
즉, 발열과 냉각에 의하여 표면에 큰 압축 응력이 발생하지만 저항발열체(5)의 표면이 요철면(55)이면 이 응력을 요철이 있는 표면(55)의 넓은 범위에서 받을 수 있어 표면의 응력을 넓은 표면으로 분산시킬 수 있다. 이것에 의하여 응력에 의한 저항발열체(5)의 박리나 크랙의 발생을 방지할 수 있다. 특히, 저항발열체(5)를 반복하여 가열 냉각하면 응력이 반복되어 저항발열체(5)에 가해지지만, 표면의 요철면(55)에 의해 응력이 완화되는 것에 의하여 저항발열체(5)의 반복 수명이 향상하는 것이 판명되었다.
또, 저항발열체(5)의 표면의 요철면(55)을 예로 설명했지만 저항발열체(5)의 표면에 절연층(60)을 형성한 웨이퍼 가열장치에 있어서도 같은 효과를 볼 수 있다.
도 15는 본 실시형태3의 변형예에 따른 웨이퍼 가열장치의 예를 나타내는 사시도이고, 도 14A, B에 나타내는 웨이퍼 가열장치에 있어서 또한 절연막(60)을 형성해 그 절연막(60)의 표면을 요철면(61)으로 하고 있다. 이와 같이, 절연층(60)의 표면을 요철면(61)으로 함으로써 가열 냉각을 반복해도 저항발열체(5)에 박리나 크랙이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또, 절연층(60) 아래의 저항발열체(5)의 표면은 도 15에 나타내듯이 요철면이여도 좋고 평탄한 면이여도 좋다.
즉, 열팽창차에 기인해서 온도차에 의하여 생기는 응력은 외표면인 절연층(60)의 표면에 나타나기 쉽지만 표면을 요철면(61)으로 하면 저항발열체에 대해서 설명한 것과 같은 이유에 의하여 응력을 분산시킬 수 있어 절연층(60)이나 저항발열체(5)의 박리나 크랙의 발생을 방지할 수 있다.
또, 도 14 및 도 15에 나타내듯이 판상체(2)의 저항발열체(5) 및/또는 상기 절연층(60)의 표면 요철면(55), (61)은 대략 격자형상이면 응력 완화 효과가 커서 바람직하다. 격자형상이면 응력이 전후 좌우로 분산되기 쉬운 것이 응력 완화 효과를 발현하는 원인이라고 생각된다.
또, 상기 격자형상의 홈은 1mm폭 당 0.2～80개, 더욱 바람직하게는 0.4～40개로 하는 것이 바람직하다. 이 홈이 1mm폭 당 0.2개를 밑돌면 응력 완화의 효과가 작아져 저항발열체(5)를 반복해서 가열 냉각하면 저항발열체(5)가 박리되거나 크랙의 발생을 방지하는 효과가 작아진다.
또, 상기 홈이 1mm 당 80개를 넘으면 홈이 너무 작아 요부(57), (63)으로부 터 저항발열체(5)에 크랙이 발생할 우려가 있다. 따라서, 요철면(55)의 홈을 1mm 당 0.4～80개로 함으로써, 판상체(2)와 저항발열체(5)의 열팽창차를 흡수하면서 저항발열체(5)의 열화손상을 억제할 수 있어, 신뢰성이 높은 웨이퍼 가열장치(1)를 제공할 수 있다.
또, 일견, 저항발열체(5)의 열화손상을 억제하기 위해서는, 절연층(60)의 두께를 두껍게 하면 좋을 것 같이 생각되지만, 보호층이 되는 절연층(60)이라고 해도 저항발열체(5)와는 다른 재료이기 때문에 상호의 열팽창차에 의하여 응력 완화 효과가 적어진다. 즉, 너무 두꺼운 절연층(60)은 역효과가 되어 절연층(60)을 베이킹한 단계에서 절연층(60)에 큰 응력이 작용하여 신뢰성이 저하될 우려가 있기 때문이다. 그래서, 본 발명에서는 절연층(60) 전체를 두껍게 하지 않고 저항발열체(5)의 열화손상을 방지하는 수단으로서 판상체(2)의 저항발열체(5) 및/또는 절연층(60)을 요철면, 바람직하게는 대략의 격자형상의 요철면으로 하고 있다.
즉, 저항발열체(5)를 덮는 절연층(60)을 대략 격자형상으로 함으로써, 절연층(60)의 격자에 있어서의 돌기 부분이 강력하게 저항발열체(5)를 억눌러 저항발열체(5)의 박리가 발생하지 못하게 한다.
또, 절연층(60) 전체가 두꺼운 것은 아니고, 대략 격자에 있어서의 요부(63)에서는 열팽창차에 의한 응력이 완화되고 있으므로, 크랙 등의 문제를 발생시키지도 않는다. 이것은 판상체(2)와 저항발열체(5)에도 마찬가지라 할 수 있으며, 저항발열체(5) 자신도 대략 격자형상으로 하는 편이 바람직하다.
또, 상기 요철면(55), (61)은 요부의 두께(tv)와 철부의 두께(tp)의 비(tp/tv)×100이 105～200%이고 한편 상기 저항발열체(5) 또는 상기 절연층(60)의 평균두께가 3～60㎛이면 바람직하다. 이와 같이 하여 특히 판상체(2)와 저항발열체(5)의 열팽창차를 흡수하면서 저항발열체(5)의 열화 손상을 억제할 수 있어 신뢰성이 극히 높은 웨이퍼 가열장치(1)를 제공할 수 있다.
비(tp/tv)×100의 값이 105% 미만면 열교환이 나빠 크랙이 발생할 때까지의 승강온 시험 회수가 4200회를 밑돌 우려가 있어 바람직하지 못하다.
또, 비의 값이 200%를 넘으면 철부(56)와 요부(57)의 차이가 너무 커 온도차가 커져 크랙이 발생하는 승강온 시험 회수가 저하될 우려가 있었다.
또, 절연층(60)의 평균 두께가 3㎛ 미만이면 인쇄법으로 저항발열체(5)를 형성하면 두께 불균형이 30% 이상으로 크게 되어 웨이퍼(W)의 표면 온도차가 커질 우려가 있었다.
또, 절연층(60)의 평균 두께가 60㎛를 넘으면 판상체(2)와의 열팽창계수의 차이로부터 절연층(60)에 미소한 크랙이 발생하기 쉬워지는 문제가 있다.
또, 요부의 두께(tv)를 각 요부(57), (63)의 중심의 5개소의 평균치로 나타낼 수 있다. 또, 철부의 두께(tp)는 각 철부(56), (62)의 최대두께 5개소의 평균으로 구할 수 있다. 또한 평균 두께는 상기 요부(57), (63)의 두께와 철부(56), (62)의 두께의 평균치로 구할 수 있다.
또, 전기 저항발열체(5)는 Pt, Au, Ag로부터 선택되는 적어도 2종 이상의 금속과 유리의 복합 재료로 하는 것이 좋다. 그 이유로서는 귀금속이기 때문에 본질적으로 내산화성이 높고 이러한 귀금속을 강고하게 유지하는 유리와의 매칭이 좋기 때문이다.
또한, 바람직하게는 Pt와 Au와 유리 또는 Pt와 Ag와 유리로 이루어지는 저항발열체(5)가 좋고 이 중 유리에 대해서는 상기 절연층(60)과 동일 성분인 유리이면 더욱 바람직하다. 이것에 의하여 저항발열체(5)와 절연층(60)의 융착성이 높아져 서로의 박리나 크랙의 발생을 어렵게 할 수가 있다.
또한 저항발열체(5)를 구성하는 복합재료의 비율은 Pt와 Au를 이용했을 경우 Pt：Au：유리=20～40：10～30：40～60질량%가 좋고 특히 바람직하게는 Pt：Au：유리=30：20：50질량%로 하는 것이 좋다.
한편, Pt와 Ag를 이용했을 경우 Pt：Ag：유리=20～40：10～30：40～60질량%가 좋고, 특히 바람직하게는 Pt：Ag：유리=30：20：50질량%로 하는 것이 좋다.
또한 여기에서 말하는 유리는 특히 ZnO를 주성분으로 하는 ZnO-B2O3-SiO2-MnO2 계의 결정화 유리가 좋다. 더욱 바람직하게는 ZnO가 50～70질량%, B2O3가 20～30질량%, SiO2가 5～20질량%, MnO2가 1～3질량%의 유리가 좋다.
또, 상기 절연층(60)은 유리를 주성분으로 하는 것이 좋고 특히 ZnO를 주성분으로 하는 ZnO-B2O3-SiO2계의 결정화 유리가 좋다. 더욱 바람직하게는 ZnO가 50～70질량%, B2O3가 20～30질량%, SiO2가 5～20질량%, MnO2가 1～3 질량%의 유리가 좋다. 이 유리의 결정화 온도는 740℃ 정도이고 열팽창 계수가 4ppm/℃ 정도이다. 따라서, 판상체(2)를 이루는 탄화규소나 질화알루미늄의 열팽창차가 비교적 작은 데 다가, 300℃ 이하에서 사용하는 웨이퍼 가열장치(1)로서는 충분한 내열성을 얻을 수 있다. 그리고, 저항발열체(5)와 판상체(2)와의 열팽창차는 3.0×10-6/℃ 이하인 것이 대략 격자형상의 구조를 한 절연층(60)에 의하여 서로의 열팽창차를 보다 흡수하기 쉬워 특히 바람직하다.
그러나, 다른 PbO를 주성분으로 하는 PbO-SiO2, PbO-B2O3-SiO2 계, PbO-ZnO-B2O3 계의 유리는 유독한 Pb를 함유하고 게다가 결정화 온도가 500℃이하로 낮아 바람직하지 못하다.
이와 같이, 판상체(2)의 한쪽 주면을 웨이퍼를 싣는 적재면으로 함과 동시에, 다른쪽의 주면에 1 또는 2회로 이상의 저항발열체(5)를 형성하고 이 저항발열체(5)의 일부 또는 전부에 대한 형상을 가진 절연층(60)을 설치한 웨이퍼 가열장치(1)를 얻을 수 있다.
그리고, 상기 웨이퍼 가열장치(1)에 있어서, 저항발열체(5)를 발열해서 웨이퍼(W)를 가열할 수 있고 냉각시는 저항발열체(5)에의 통전을 멈추어 냉각하지만 냉각시 냉각 노즐(24)로부터 냉각 가스로서 공기를 분사하여 저항발열체(5)나 판상 세라믹스체(2)를 냉각하는 것이 바람직하다. 그리고, 이 냉각 가스를 요철면(55), (61)에 분사하면 요철면(55), (61)와 가스와의 사이에 열교환이 쉽게 행해져 판상 세라믹스체(2)를 효율적으로 냉각할 수 있는 것이 판명되었다.
또, 저항발열체(5) 및/또는 절연층(60)의 표면에 격자형상의 요철면(55), (61)을 형성함에 있어서는, 저항발열체(5) 및/또는 절연층(60)의 원료를 페이스트 상태로 하여 스크린 인쇄하는 방법을 이용할 수 있다. 즉, 스크린 인쇄에 사용하는 제판형상을 이용해서 형성하거나 전사법(轉寫法) 등에 의하여 가공하여 형성하면 된다. 구체적으로는 저항발열체(5) 및/또는 절연층(60)이 되는 페이스트의 점도를 3000푸아즈 이상으로 크게 해서 메시상의 제판을 사용해 인쇄를 실시하여 대략 격자형상의 저항발열체(5) 및/또는 절연층(60)을 직접 인쇄해서 형성할 수 있다.
또, 일단 평활하게 인쇄한 저항발열체(5) 및/또는 절연층(60)이 건조～경화하기 전에 딤플(dimple) 형상의 지그(冶具)를 억눌러 대략 격자형상의 형상을 인쇄면에 전사 형성하는 방법이 있다.
이러한 인쇄면을 유리의 결정화 온도 부근에서 소성함으로써, 대략 격자형상의 저항발열체(5) 및/또는 절연층(60)을 얻을 수 있다.
이 절연층(60)을 구성하는 유리의 특성으로서는 결정질 또는 비정질의 어느 것이라도 좋고 내열 온도가 200℃이상이고 또 0℃～200℃의 온도영역에 있어서 열팽창 계수가 판상체(2)를 구성하는 세라믹스의 열팽창 계수에 대하여 -5×10-7/℃～＋5×10-7/℃의 범위에 있는 것을 적당히 선택하여 이용하는 것이 바람직하다. 즉, 열팽창계수가 상기 범위를 벗어난 유리를 이용하면 판상체(2)를 형성하는 세라믹스와의 열팽창차가 너무 커지기 때문에 유리의 베이킹 후의 냉각시에 있어 크랙이나 박리 등의 결함이 생기기 쉬워지는 경향이 있다.
또한 유리로 구성되는 절연층(60)을 판상체(2)상에 피착(被着)하는 수단으로서는 상기 유리 페이스트를 스크린 인쇄법 등으로 도포한 후 유리 페이스트를 600 ℃ 이상의 온도로 베이킹하면 된다.
또, 절연층(60)으로서 유리를 이용하는 경우 미리 탄화규소 소결체 또는 질화 알루미늄질 소결체로 구성되는 판상체(2)를 850～1300℃ 정도의 온도로 가열하고 절연층(60)을 피착하는 표면을 산화처리하는 것에 의해 유리로 구성되는 절연층(60)과의 밀착성을 높일 수 있다.
또 저항발열체(5) 및/또는 절연층(60)은 저항발열체(5)의 표면에만 한정해서 형성할 필요는 없고 하지의 판상체(2) 등에 퍼져 있어도 전혀 문제가 없으며 또 저항발열체(5)의 전면을 덮을 필요도 없다. 즉, 냉매가 내뿜어지는 부분 등 국소적으로 응력이 크고, 크랙이 발생하기 쉬운 부분만 저항발열체(5) 및/또는 절연층(60)을 형성해도 좋다.
이러한 표면이 대략 격자형상의 요철면(55), (61)인 저항발열체(5) 및/또는 절연층(60)은 그 전체가 두꺼운 것은 아니고, 대략 격자에 있어서의 요부(57)에서 열팽창차에 의한 응력이 완화되어 있으므로, 저항발열체(5)나 절연층(60)에 크랙 등의 문제가 발생하지 않는다.
이상과 같이 본 발명에 따른 실시형태3의 웨이퍼 가열장치에 의하면 판상체(2)와 저항발열체(5) 및/또는 절연층(60)의 열팽창차를 흡수하면서 저항발열체(5) 및/또는 절연층(60)의 열화손상을 억제하는 것이 가능한 신뢰성이 극히 높은 웨이퍼 가열장치를 얻을 수 있다.
다음에 본 발명의 그 외의 구성에 관하여 설명한다.
(판상체(2))
본 발명에서는 판상체(2)를 영률이 큰 세라믹에 의하여 형성하는 것이 바람직하고 이것에 의하여 열을 가해도 변형이 작고 판두께를 다른 재료로 구성했을 경우와 비교해서 얇게 할 수 있기 때문에 소정의 처리온도로 가열할 때까지의 승온 시간 및 소정의 처리온도에서 실온 부근으로 냉각할 때까지의 냉각 시간을 짧게 할 수 있어 생산성을 높일 수 있다. 또, 얇은 판두께라도 저항발열체(5)의 줄열(Joule열)을 신속히 전달해 적재면(3)의 온도 격차를 극히 작게 할 수 있다.
특히, 판상체(2)를 탄화규소질 소결체 또는 질화 알루미늄질 소결체에 의하여 형성하면 열을 가해도 변형이 작고 판두께를 얇게 할 수 있기 때문에 소정의 처리온도로 가열할 때까지의 승온 시간 및 소정의 처리온도에서 실온 부근으로 냉각할 때까지의 냉각 시간을 짧게 할 수 있어 생산성을 높일 수 있는 동시에, 판상체(2)는 10W/(m?K) 이상의 열전도율을 가지기 때문에 얇은 판두께에서도 저항발열체(5)의 줄열(Joule열)을 신속히 전달해 적재면(3)의 온도 불균형을 매우 작게 할 수 있다. 열전도율이 10W/(m?K) 이하가 되면 소정의 처리온도로 가열할 때까지의 승온 시간 및 소정의 처리온도에서 실온 부근으로 냉각할 때까지의 시간이 점차 길어진다.
판상체(2)의 두께는 2～7mm로 하는 것이 바람직하다. 판상체(2)의 두께가 2mm보다 얇으면 판상체(2)의 강도가 약해지고 저항발열체(5)의 발열에 의하여 가열 할 때나 노즐(24)로부터 냉각 유체를 분사했을 때에 온도 변화에 의한 열응력에 의하여 판상체(2)에 크랙이 발생하는 경우가 있다. 또, 판두께(t)가 2mm 미만이면 판두께가 너무 얇기 때문에 판상체(2) 자체에 의하여 온도 격차를 평준화하는 것이 어려워져 저항발열체(5)에 있어서의 줄열(Joule열)의 격차가 그대로 적재면(3)의 온도 격차로서 나타나 적재면(3)의 균열화가 어려워진다. 또, 판상체(2)의 두께가 7mm를 넘으면 판상체(2)의 열용량이 커지므로 가열 및 냉각시의 온도가 안정될 때까지의 시간이 길어져 바람직하지 못하다. 즉, 판두께가 7mm를 넘으면 판상체(2)가 높은 열전도율을 가지는 탄화규소질이나 질화 알루미늄 등의 세라믹체일지라도 금속과 비교해 열전도율이 작기 때문에 판상체(2)의 열용량이 지나치게 커져 소정의 처리온도로 가열할 때까지의 승온 시간이나 처리온도에서 실온 부근으로 냉각할 때까지의 냉각 시간이 길어진다.
또, 웨이퍼 가열장치를 레지스트막 형성용으로서 사용하는 경우는 판상체(2)의 주성분을 탄화규소로 하면 대기중의 수분 등과 반응해서 가스를 발생시킬 일도 없기 때문에 레지스트막의 조직에 악영향을 주지않고 미세한 배선을 고밀도로 형성하는 것이 가능해진다. 이 때, 소결조제에 물과 반응해서 암모니아나 아민을 형성할 가능성이 있는 질화물을 함유하지 않게 하는 것이 필요하다.
또한 판상체(2)를 형성하는 탄화규소질 소결체는 주성분의 탄화규소에 대해 소결조제로서 붕소(B)와 탄소(C)를 첨가하거나 혹은 알루미나(Al2O3) 이트리아(Y2O3)와 같은 금속 산화물을 첨가하여 충분히 혼합해 평판상으로 가공한 후 1900～2100℃에서 소성함으로써 얻어진다. 탄화규소는 α형을 주체로 하는 것 혹은 β형을 주체로 하는 것 중 어느 것이어도 관계없다.
또, 도전성을 가지는 탄화규소질 소결체로 구성되는 판상체(2)를 이용했을 경우에 있어서 반도전성을 가지는 판상체(2)와 저항발열체(5) 사이를 절연하는 경우에는 그 절연층으로서는 유리 또는 수지를 이용하는 것이 가능하다. 유리를 이용하는 경우, 그 두께가 100㎛ 미만에서는 내전압이 1.5kV를 밑돌아 절연성이 유지되지 못하고, 반대로 두께가 400㎛를 넘으면 판상체(2)를 형성하는 탄화규소질 소결체나 질화알루미늄질 소결체와의 열팽창차가 너무 커지기 때문에 크랙이 발생해 절연층으로서의 기능이 없어지게 된다. 그 때문에 절연층으로서 유리를 이용하는 경우, 절연층의 두께는 100～400㎛의 범위에서 형성하는 것이 바람직하고 가장 바람직하게는 200μm～350㎛의 범위로 하는 것이 좋다.
또한 판상체(2)의 적재면(3)과 반대측의 주면은 유리나 수지로 이루어지는 절연층과의 밀착성을 높이는 관점에서 평면도(平面度) 20㎛이하, 면조도를 중심선 평균조도(Ra)로 0.1㎛～0.5㎛로 연마해 두는 것이 바람직하다.
또한, 판상체(2)를 질화알루미늄을 주성분으로 하는 소결체로 형성하는 경우에는 주성분의 질화 알루미늄에 대하여 소결조제로서 Y2O3나 Yb2O3 등의 희토류원소 산화물과 필요에 따라서 CaO 등의 알칼리 토류금속 산화물을 첨가해서 충분히 혼합하고, 평판상으로 가공한 후, 질소 가스내에서 1900～2100℃에서 소성함으로써 바람직한 질화 알루미늄 소결체가 얻어진다.
또, 판상체(2)에 대한 저항발열체(5)의 밀착성을 향상시키기 위해서 유리로 이루어지는 절연층을 형성하는 일도 있다. 단, 저항발열체(5)속에 충분한 유리를 첨가하고 이것에 의해 충분한 밀착강도가 얻어지는 경우에는, 생략 하는 것이 가능 하다.
(케이스(19))
또, 바닥이 있는 금속제 케이스(19)의 깊이는 10～50mm이며, 저면(21)은 판상체(2)로부터 10～50mm의 거리에 설치하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 20～30mm이다. 이것은 판상체(2)와 바닥이 있는 금속제 케이스(19)의 상호 복사열에 의하여 적재면(3)의 균열화가 용이해짐과 동시에 외부와의 단열효과가 있으므로 적재면(3)의 온도가 일정하고 균일한 온도가 될 때까지의 시간이 짧아지기 때문이다.
또한 저항발열체(5)에의 급전 방법에 대해서는 바닥이 있는 케이스(19)에 설치한 급전단자(11)를 판상체(2)의 표면에 형성한 급전부(6)에 탄성체(8)로 압압함으로써 접속을 확보해 급전한다. 이것은 판상체(2)에 금속으로 이루어진 단자부를 매설하여 형성하면 그 단자부의 열용량에 의하여 균열성이 나빠지기 때문이다. 그 때문에, 본 발명과 같이 급전단자(11)를 탄성체로 압압해서 전기적 접속을 확보함으로써 판상체(2)와 그 바닥이 있는 케이스(19) 사이의 온도차에 의한 열응력은 완화되어, 높은 신뢰성으로 전기적 도통을 유지할 수 있다. 또한 접점이 점접촉이 되는 것을 방지하기 위해서 탄성이 있는 도체를 중간층으로서 삽입해도 관계없다. 이 중간층은 단지 얇은 시트를 삽입하는 것만으로도 효과가 있다. 그리고, 급전단자(11)의 급전부(6)측의 직경은 1.5～5mm로 하는 것이 바람직하다.
(저항발열체(5))
또한, 저항발열체(5)는 도체성분으로서 내열성 및 내산화성이 양호한 귀금속 족(예를 들면 Pt족 금속이나 Au 등) 혹은 이것들의 합금을 주성분으로 하는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 저항발열체(5)로서는 판상체(2)나 절연층(14)과의 밀착성 및 저항발열체(5) 자체의 소결성을 향상시키기 위해서 30～75중량%의 유리 성분을 혼합하는 것이 바람직하고 저항발열체(5)의 열전도율은 판상체(2)의 열전도율에 비해 작아진다.
보다 구체적으로 설명하면 저항발열체(5)는 예를 들면 도전성의 금속 입자에 유리 프릿(frit)이나 금속 산화물을 함유한 전극 페이스트를 인쇄법으로 판상체(2)에 인쇄, 베이킹한 것이다. 전극 페이스트에 함유되는 금속 입자로서는 전기 저항이 비교적 작은 Au, Ag, Cu, Pd, Pt, Rh 중의 적어도 1종의 금속을 사용하는 것이 바람직하다. 또, 유리 프릿으로서는, B, Si, Zn를 포함한 산화물로 이루어지고 판상체(2)의 열팽창 계수보다 작은 4. 5×10-6/℃ 이하의 저팽창 유리를 사용하는 것이 바람직하다. 또한 금속 산화물로서는 산화 규소, 산화 붕소, 알루미나, 티타니아에서 선택된 적어도 1종을 사용하는 것이 바람직하다.
저항발열체(5)를 구성하는 금속 입자의 열팽창 계수가 판상체(2)의 열팽창 계수보다 크기 때문에 저항발열체(5)의 열팽창 계수를 판상체(2)의 열팽창 계수에 근접시키기 위해서는, 판상체(2)의 열팽창 계수보다 작은 4. 5×10-6/℃ 이하의 저팽창 유리를 사용하는 것이 바람직하지만, B, Si, Zn를 함유한 산화물로 이루어진 유리 프릿을 사용하면 비교적 용이하게 판상체(2)의 열팽창 계수보다 작은 4.5×10- 6/℃이하의 저팽창 유리를 사용하는 것이 바람직하기 때문이다.
또한, 상기 금속 산화물로서 산화규소, 산화붕소, 알루미나, 티타니아에서 선택된 적어도 1종을 사용하는 것이 바람직한 것은, 저항발열체(5)속의 금속 입자와의 밀착성이 뛰어나고, 또한 열팽창 계수가 판상체(2)의 열팽창 계수와 가깝고 판상체(2)와의 밀착성도 뛰어나기 때문이다.
단, 저항발열체(5)에 대하여 금속 산화물의 함유량이 50%를 넘으면 판상체(2)와의 밀착력은 증가되지만 저항발열체(5)의 저항값이 커지는 경향이 있다. 그 때문에 금속 산화물의 함유량은 60%이하로 하는 것이 좋다.
그리고, 도전성의 금속 입자와 유리 프릿이나 금속 산화물로 이루어진 저항발열체(5)는 판상체(2)와의 열팽창차가 3.0×10-6/℃ 이하인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
즉, 저항발열체(5)와 판상체(2)의 열팽창 계수를 0.1×10-6/℃로 하는 것은 제조상 어렵고 반대로 저항발열체(5)와 판상체(2)의 열팽창차가 3.0×10-6/℃를 넘으면 저항발열체(5)를 발열시켰을 때 판상체(2)와의 사이에 작용하는 열응력에 의하여 적재면(3)측이 오목형으로 휠 우려가 있기 때문이다.
(노즐(24)과 그 배치)
또 보다 고속으로 냉각 가스를 판상체(2)에 충돌시키기 위해서는 노즐(24)의 선단과 판상체(2)의 간격(L)은 중요하며, 0.1～10mm로 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 배치하면 분사된 냉각 가스는 극단적으로 속도가 저하하지 않고 충분한 속도로 판상체(2)에 충돌한다. 이 때문에 효율적으로 열을 빼앗을 수 있다.
판상체(2)와 노즐(24)과의 거리(L)가 0.1mm보다 작으면 분사되어 판상체(2)에 충돌한 가스의 역풍이 가스의 분사를 저해하여 냉각 효율이 떨어져 버린다. 반대로 판상체(2)와 노즐(24)의 거리(L)가 10mm보다 크면 분사 가스는 확산해 버려 판상체(2)에 충돌할 때에 유속이 저하하고, 또한, 유량도 감소하기 때문에 냉각 효율이 떨어진다.
또, 노즐 선단의 중심을 판상체(2)의 다른쪽의 면에 투영했을 때의 투영점으로부터 상기 저항발열체까지의 최단거리는 3～10mm인 것이 바람직하다.
투영면인 다른쪽 면에 있어서 노즐 선단의 중심으로부터 저항발열체(5)까지의 최단거리가 3mm보다 작은 경우 노즐로부터 분사된 에어 등의 일부는 저항발열체(5)의 표면에 부딪치게 된다. 저항발열체(5)는 유리층을 포함하고 있기 때문에 열전도율이 작다. 저항발열체(5)의 표면으로부터 판상체(2)에 열이 전도되는 경우 열전도가 작은 저항발열체층 및 저항발열체(5)와 판상체(2)의 계면이 존재하기 때문에 열전도 시간이 길어진다. 이 때문에, 이 부분을 냉각해도 냉각효율이 나쁘고 냉각 시간이 길어진다.
한편, 투영면인 판상체(2)의 다른쪽의 면에 있어 노즐(24) 선단의 중심으로부터 저항발열체(5)까지의 최단거리가 10mm보다 큰 경우, 판상체(2)상에서 저항발열체(5)가 없는 면적이 커져 냉각 스피드는 커지지만 저항발열체(5)가 없는 부분에 대응하는 웨이퍼(W)의 표면의 온도가 저하해 웨이퍼(W)면내에서 온도 불균형이 커 져 온도 분포가 불균일하게 된다. 이 때문에 판상체(2)에 저항발열체(5)를 배치하기 위해서는, 웨이퍼(W)면내의 온도분포를 균일하게 하기 위해 저항발열체(5)가 없는 면적을 작게 하는 편이 좋기 때문이다.
또, 일반적인 냉각 가스 압축기의 가스 압력에 의하여 냉각에 필요한 가스 유속을 확보하기 위해서는 노즐(24)의 구경을 0.5～3.0mm로 하는 것이 바람직하다. 노즐(24)의 구경이 3.0mm를 넘으면 유속이 너무 늦어져 냉각 효율이 현저하게 저하한다. 반대로 0.5mm 이하에서는 구경이 너무 작아 압력손실이 크고 냉각 가스의 유량이 작아져 냉각 효율이 저하하므로 바람직하지 않다. 또한, 냉각 가스는 상온이며 냉각 가스의 총유량은 120(리터/분)으로 했다.
또한, 노즐(24)은 판상체(2)에 대해서, 80～100°의 각도로 설치되어 있는 것이 바람직하고 이 범위의 각도로 설정하면 분사된 냉각 가스가 판상체(2)에 강하게 충돌하게 되어 효율적으로 냉각할 수 있다. 노즐(24)이 판상체(2)에 대해서 80° 미만 또는 100°를 넘으면 분사된 냉각 가스는 판상체(2)에 경사지게 부딪혀 판상체(2)에 평행으로 진행되어 냉각 효율이 저하되어 바람직하지 않다.
여기에서, 노즐(24)의 판상체(2)에 대한 각도는 노즐(24)의 축방향 즉, 냉매의 분출 방향과 판상체(2)가 이루는 각도를 말한다.
노즐(24)은 스텐레스(Fe-Ni-Cr합금), 니켈(Ni) 등의 내산화성 금속이나 일반 강철(Fe), 티탄(Ti)에 니켈도금이나 니켈도금위에 금도금을 겹쳐 내산화처리를 가한 금속 재료를 이용한다. 또는, 지르코니아(ZrO2) 등의 세라믹도 매우 적합한 재료 로서 예를 들 수가 있다. 이러한 노즐(24)은 열에 의한 산화로 분사구의 내경이 변화하지 않고 유속을 안정되게 하여 웨이퍼 열처리에 유해한 가스나 파티클의 발생이 없는 높은 신뢰성의 웨이퍼 가열장치로 할 수 있다.
또, 만일 냉각 가스에 기름 성분이나 수분 등의 불순물이 혼입했을 경우에도 직접 저항발열체(5)나 절연층(24), (12)에 손상을 주는 것을 방지할 수 있지만 냉각가스는 클린(Clean)필터 등을 통해 불순물을 제거함으로써 신뢰성을 더 높일 수 있는 것은 물론이다.
(케이스의 개구부(16))
또, 여기에서 공급된 냉각 가스를 밖으로 배출하기 위하여 실시형태1～3의 웨이퍼 가열장치에 있어서 바람직한 형태로서, 상기 케이스(19)의 베이스 플레이트(13)에는 그 면적의 5～70%의 개구부(16)가 형성되어 있다. 이 개구부(16)의 면적이 5% 미만이면 케이스(19)의 용적 안에서 노즐(24)로부터 분사되는 가스와 배출되어야 할 가스가 혼합되어 냉각 효율이 저하해 버린다. 또, 개구부(16)의 면적이 70%를 넘으면 급전단자(11)나 노즐(24)을 유지하는 스페이스를 확보할 수 없게 된다. 또 케이스(19)의 강도가 부족하여 판상체(2)의 평탄도가 커져 균열성 특히 승온시 등의 과도적인 균열성이 나빠진다.
이와 같이, 베이스 플레이트(13)에 개구부(16)를 설치하는 것에 의하여 냉각시에는 노즐(24)로부터 분사되어 판상체(2)의 표면의 열을 빼앗은 후의 냉각 가스가 케이스(19)의 내부에 체류하지 않고 개구부(16)로부터 순차적으로 웨이퍼 가열장치(1) 밖으로 배출되고 노즐(24)로부터 분사되는 새로운 냉각 가스로 판상체(2) 의 표면을 효율적으로 냉각할 수 있으므로 냉각 시간을 단축할 수 있다.
(단열부재(18))
또, 링형상의 단열부재(18)의 적재면(3)에 수직인 단면은 다각형이나 원형 어느것이어도 좋지만 판상체(2)와 단열부재(18)가 평면에서 접촉하는 경우에 있어서 판상체(2)와 단열부재(18)가 접하는 접촉부의 폭은 0.1～13mm이면 판상체(2)의 열이 단열부재(18)를 통해 바닥이 있는 금속 케이스(19)에 흐르는 양을 작게 할 수가 있다. 더욱 바람직하게는 0.1～8mm이다. 단열부재(18)의 접촉부의 폭이 0.1 이하에서는 판상체(2)와 접촉 고정했을 때에 접촉부가 변형되어, 단열부재(18)가 파손될 우려가 있다. 또, 단열부재(18)의 접촉부의 폭이 13mm를 넘는 경우에는 판상체(2)의 열이 단열부재에 흘러 판상체(2)의 주변부의 온도가 저하되어 웨이퍼(W)를 균일하게 가열하는 것이 어려워진다. 바람직하게는 단열부재(18)와 판상체(2)의 접촉부의 폭은 0.1～8mm이고, 더욱 바람직하게는 0.1～2mm이다.
또, 단열부재(18)의 열전도율은 판상체(2)의 열전도율보다 작은 것이 바람직하다. 단열부재(18)의 열전도율이 판상체(2)의 열전도율보다 작으면 판상체(2)에 실은 웨이퍼(W) 면내의 온도 분포를 균일하게 가열할 수 있으며 동시에, 판상체(2)의 온도를 올리거나 내리거나 할 때에 단열부재(18)와의 열의 전달량이 작고 바닥이 있는 금속 케이스(19)와의 열적 간섭이 적어 신속히 온도를 변경하는 것이 용이해진다.
단열부재(18)의 열전도율이 판상체(2)의 열전도율의 10%보다 작은 히터(7)에서는 판상체의 열이 바닥이 있는 케이스(19)에 흐르기 어렵고 분위기 가스(여기에 서는 공기)에 의한 전열이나 복사 전열에 의하여 흐르는 열이 많아져 반대로 효과가 작다.
단열부재(18)의 열전도율이 판상체(2)의 열전도율보다 큰 경우는 판상체(2)의 주변부의 열이 단열부재(18)를 통해 바닥이 있는 케이스(19)에 흘러 바닥이 있는 케이스(19)를 가열함과 동시에, 판상체(2)의 주변부의 온도가 저하되어 웨이퍼(W)면내의 온도차가 커지므로 바람직하지 않다. 또, 바닥이 있는 케이스(19)가 가열되므로 노즐(24)로부터 에어를 분사하여 판상체(2)를 냉각하려고 해도 바닥이 있는 케이스(19)의 온도가 높기 때문에 냉각하는 시간이 길어지거나 일정 온도로 가열할 때에 그 온도로 될 때까지의 시간이 길어질 우려가 있다.
한편, 상기 단열부재(18)를 구성하는 재료로서는, 작은 접촉부를 유지하기 위하여 단열부재(18)의 영률은 1GPa 이상이 바람직하고 보다 바람직하게는 10GPa 이상이다. 이와 같은 영률로 함으로써, 접촉부의 폭이 0.1～8mm로 작고, 판상체(2)를 바닥이 있는 케이스(19)에 단열부재(18)를 통해 고정하여도 단열부재(18)가 변형하지 않고 판상체(2)가 위치 어긋나거나 평행도가 변화하지 않게 높은 정밀도를 유지할 수가 있다.
상기 단열부재(18)의 재질로서는 철과 카본으로 이루어지는 탄소강이나 니켈, 망간, 크롬을 첨가한 특수강 등의 영률이 큰 금속이 바람직하다. 또, 열전도율이 작은 재료로서는 스텐레스강이나 Fe-Ni-Co계 합금인 코바르가 바람직하고 판상체(2)의 열전도율보다 작게 되도록 단열부재(18)의 재료를 선택하는 것이 바람직하다.
적재면(3)에 수직인 면으로 절단한 단열부재(18)의 단면은 다각형보다 원형이 바람직하고 단면의 직경이 1mm 이하의 원형의 와이어를 단열부재(18)로서 사용하면 판상체(2)와 바닥이 있는 케이스(19)의 위치가 변화하지 않고 웨이퍼(W)의 표면 온도를 균일하게 하며 게다가 신속히 승강온하는 것이 가능하다. 이와 같이 하면 단열부재(18)와 판상체(2)와의 접촉부를 작아도 안정된 접촉부로 유지할 수 있고 한편 접촉부가 작아지므로 접촉부가 결손해 파티클을 발생할 우려가 작아진다.
또 판상체(2)의 한쪽의 주면에는 예를 들면 도 1에 나타내듯이 복수의 웨이퍼 지지핀(15)을 설치하여 판상체(2)의 한쪽의 주면으로부터 일정한 거리를 두고 웨이퍼(W)를 유지하도록 해도 관계없다. 이와 같이 하면 편면접촉 등에 의한 온도불균형을 방지할 수가 있다.
(실시예)
이하 본 발명에 따른 실시예에 관하여 설명한다.
여기에서, 실시예1～4는 실시형태1에 관련되고 실시예5, 6은 실시형태2에 관련되며 실시예7은 실시형태3에 관련된다.
(실시예 1)
열전도율이 100W/(m?K)의 탄화규소질 소결체에 연삭가공을 하여 판두께가 3mm, 외경이 330mm인 원형의 판상체를 복수 제작했다.
그 다음에 판상체 위에 저항발열체 및 급전부를 피착하기 위해 도전재로서 Au분말과 Pt분말, 상기와 같은 구성으로 된 바인더를 첨가한 유리 페이스트를 혼련 해 제작한 도전체 페이스트를 스크린 인쇄법으로 소정의 패턴 형상으로 인쇄한 뒤 150℃로 가열하여 유기용제를 건조시키고 또한 550℃에서 30분간 탈지 처리를 가한 뒤 700～900℃의 온도에서 베이킹을 실시하여 두께가 50㎛의 저항발열체를 형성했다. 여기에서 급전부는 저항발열체보다 비저항이 작아지도록 금속성분과 유리성분의 비율을 조정했다.
또, 케이스는 두께 3.0mm의 SUS304로 이루어지는 베이스 플레이트를 기초로 하고 마찬가지로 SUS304로 이루어지는 측벽부와 나사체결로 고정하여 구성했다.
그 후, 상기 케이스 위에 판상체를 겹치고 그 외주부에 볼트를 관통시켜 판상체와 케이스가 직접 접촉하지 않도록 단열부재를 개재시키고 케이스측에서 탄성체를 통해 너트를 나착하여 탄성적으로 고정하는 것에 의하여 웨이퍼 가열장치로 했다.
시료 No. 1의 노즐의 선단은 판상체(도 3의 (P30))이고, 도 2, 3과 같이 냉각 노즐의 선단이 저항발열체(5) 사이에 위치하고 있다. 비교예인 시료 No. 2의 노즐의 선단은, 저항발열체부이며 도 17이나 도 18의 (P22)에 나타내듯이 냉각노즐의 선단을 저항발열체상으로 하였다.
그리고, 각 웨이퍼 가열장치의 급전단자에 통전하여 140℃ 유지시의 웨이퍼(W) 표면의 온도 불균형이 ±0.5℃로 되도록 조정해 140℃로 유지하였다. 온도 설정값을 90℃로 변경 후 즉시, 노즐(24)로부터 판상체(2)를 향해서 분사를 개시하고 90℃까지 온도가 저하해 웨이퍼(W)표면의 온도 불균형이 ±0.5℃로 될 때까지의 시간을 강온 안정시간으로 했다. 지금까지의 냉각 효율을 개선시키기 위하여 목표 냉각 시간은 강온 안정시간 200초 이내로 했다. 웨이퍼(W) 표면의 온도불균형에 대 해서는 직경이 300mm인 웨이퍼 표면의 29개소에 측온 센서를 매설한 측온용 웨이퍼를 사용해 평가했다.
제작한 웨이퍼 가열장치의 평가는 25℃의 항온 실내에서 진행하고 냉각 가스는 상온, 냉각 가스의 총유량은 120(리터/분)으로 했다. 또, 노즐의 구경을 1.0mm로 했다. 냉각 노즐의 선단과 판상체의 거리(L)는 5.0mm로 했다.
우선, 냉각 위치가 냉각 시간에 주는 영향을 평가했다. 그 결과를 표 1에 나타냈다.
(표 1)
| 시료 No. | 강온 안정시간 [초] | |
| 1 | 저항발열체의 띠 사이 | 195 |
| ＊2 | 저항발열체 | 300 |
*은 본 발명의 범위외인 것을 나타낸다.
시료 No. 1은 노즐의 선단이 저항발열체의 띠 사이(도 3의 (P20))에 있고 온도 안정시간이 195초로 짧아 뛰어난 특성을 나타냈다.
한편, 비교예의 시료 No. 2는 노즐의 선단이 저항발열체의 위에 있어 온도 안정시간이 300초로 길기 때문에 바람직하지 못하다는 것을 알 수 있었다.
노즐의 선단이 열전도율이 큰 판상체 부분이면 냉각 시간이 짧고 뛰어난 특성을 나타내는 것을 알 수 있었다. 이것은 열전도율이 큰 판상체에 직접 냉각 에어가 부딪쳐 단시간에 열을 빼앗을 수 있어 효율적으로 냉각할 수 있기 때문이다. 이 때문에 효율적으로 냉각하기 위해서는 판상체 부분을 냉각할 필요가 있다.
(실시예 2)
여기에서는 냉각 노즐(24)의 선단과 판상체(2)의 거리(L)가 냉각 시간에 주는 영향을 평가했다. 노즐(24)을 고정하는 위치를 조정해 노즐(24)의 선단과 판상체(2)의 거리(L)를 변화시켰다. 그리고 실시예 1과 같은 평가를 했다.
각 웨이퍼 가열장치(1)의 급전부(6)에 통전하여 140℃ 유지시의 웨이퍼(W) 표면의 온도 불균형이 ±0.5℃로 되도록 조정해 140℃로 유지했다. 온도 설정값을 90℃로 변경 후 즉시, 노즐(24)로부터 판상체(2)를 향한 냉각 가스 분사를 개시하고 90℃까지 온도가 저하해 웨이퍼(W)표면의 온도 불균형이 ±0.5℃로 될 때까지의 시간을 강온 안정시간으로 했다. 지금까지의 냉각 효율을 개선시키기 위하여 목표 냉각 시간은 강온 안정시간 200초 이내로 했다. 웨이퍼(W) 표면의 온도 불균형에 대해서는 직경이 300mm인 웨이퍼 표면의 29개소에 측온 센서를 매설한 측온용 웨이퍼를 사용해 측정했다.
제작한 웨이퍼 가열장치의 평가는 25℃의 항온 실내에서 진행하고 냉각 가스는 상온, 냉각 가스의 총유량은 120(리터/분)으로 했다. 또, 노즐(24)의 구경을 1.0mm로 했다.
그리고 평가한 결과를 표 2에 나타냈다.
(표 2)
| 시료 No. | 노즐의 선단과 판상체와의 간격[mm] | 강온 안정시간[초] |
| 3 | 0.05 | 195 |
| 4 | 0.1 | 190 |
| 5 | 1 | 185 |
| 6 | 5 | 185 |
| 7 | 10 | 190 |
| 8 | 15 | 195 |
표 2에서 냉각 노즐의 선단과 상기 판상체의 간격(L)이 중요하며 (L)이 0.1 ～10mm인 시료 No. 4～7은 강온 안정시간이 190초 이하로 작아 보다 우수하다는 것을 알 수 있었다.
그러나, 시료 No. 3이나 8과 같이 노즐 선단과 판상체의 거리가 0.05mm로 너무 작거나 15mm로 너무 크면 강온 안정시간이 195초로 약간 컸다. 시료 No. 3은 판상체(2)와 노즐(24)의 거리(L)가 0.05mm보다 작기 때문에 판상체(2)에 충돌한 가스의 역풍이 가스의 분사를 저해해 효율이 떨어진다. 반대로, 시료 No. 8은 판상체(2)와 노즐(24)의 거리(L)가 15mm로 크기 때문에 분사 가스는 확산해 버려 판상체(2)에 충돌할 때의 유속이 저하하고 또 유량도 감소해 냉각 효율이 떨어질 것이라고 생각된다.
(실시예 3)
여기에서는 냉각 시간에 주는 영향을 평가했다. 노즐(24)을 고정하는 위치를 조정해 판상체(2)의 다른쪽의 면에 있어서 노즐(24) 선단의 중심 투영 위치로부터 저항발열체(5)까지의 최단 거리를 변화시켰다. 그리고, 실시예 1과 같은 평가를 했다.
그 결과를 표 3에 나타냈다.
(표 3)
| 시료 No. | 노즐의 선단의 중심으로부터 저항발열체까지의 최단거리[mm] | 웨이퍼(W) 면내의 온도차 [℃] | 강온 안정시간[초] |
| 9 | 0.1 | 0.20 | 185 |
| 10 | 1 | 0.23 | 180 |
| 11 | 3 | 0.23 | 175 |
| 12 | 10 | 0.24 | 170 |
판상체(2)의 다른쪽의 면에 있어서, 노즐(24) 선단의 투영위치 중심으로부터 저항발열체(5)까지의 최단 거리가 3～10mm인 시료 No. 11～12는 온도 안정시간이 175초 이하로 작고, 또한 웨이퍼(W)면내의 온도차가 0.25℃이하로 작아 바람직하다는 것을 알 수 있었다. 실시예 2와 비교해 온도 안정시간이 보다 작아 바람직하다는 것을 알 수 있었다.
한편, 시료 No. 9, 10은 판상체의 다른쪽의 면에 있어서 노즐(24) 선단의 투영위치 중심으로부터 저항발열체(5)까지의 최단 거리가 0.1mm, 1mm로서 너무 작기 때문에 냉각 노즐(24)로부터 분출된 에어가 저항발열체(5)에 부딪혀 강온 안정시간이 길어진다. 저항발열체(5)에 에어가 부딪히면 열전도가 작은 저항발열체(5)와 판상체(2)의 계면의 영향으로 열의 이동이 늦어져 냉각의 효율을 나쁘게 해 냉각 시간이 길어진다고 생각된다.
삭제
이상에 의하여 판상체의 다른쪽의 면에 있어서 노즐(24) 선단의 투영위치 중심으로부터 저항발열체(5)까지의 최단거리가 주는 영향은 크고 3mm이상 바람직하게는 3～100mm로 하는 것이 바람직한 것을 알 수 있었다.
(실시예 4)
여기에서는 노즐의 수가 냉각 시간에 주는 영향을 평가했다. 노즐(24)의 수 를 조정해 노즐(24)의 수를 변화시켰다. 그리고 실시예 1과 같은 평가를 했다. 그 결과를 표 4에 나타냈다.
(표 4)
| 시료 No. | 노즐의 수[개] | 강온 안정시간[초] |
| 16 | 3 | 170 |
| 17 | 4 | 165 |
| 18 | 8 | 160 |
| 19 | 16 | 160 |
| 20 | 17 | 170 |
상기 노즐의 수가 4～16개인 시료 No. 17～19는 온도 안정시간이 165초 이하로 작아 바람직하다는 것을 알 수 있었다. 실시예 3과 비교해 보다 온도 안정시간이 작아 바람직하다는 것을 알 수 있었다.
시료 No. 16에서는 노즐의 수가 적고 냉각할 때에 불균형 현상이 일어나기 때문에 강온 안정될 때까지의 시간이 길어져 냉각 효율을 나쁘게 하고 있다. 또, 시료 No. 20에서는 노즐(24)의 수가 17개로 됨으로써, 설비상의 문제에 의해 유속이 저하되어 냉각 시간이 길어지고 냉각 효율이 저하하고 있다.
노즐(24)의 수를 너무 많이 하면 모든 노즐(24)에 필요한 가스압력 및 유속을 얻기 위해서는 대형이며 고가스용량의 설비가 필요해 양산에는 적합하지 못하다. 16개 이하가 타당하다고 생각되며 노즐(24)의 수는 4～16개인 것이 바람직하다.
(실시예 5)
열전도율이 100W/(m?K)의 탄화규소질 소결체에 대해 연삭가공을 실시하여 판두께가 3mm, 외경이 330mm인 원형의 판상체를 복수 제작했다.
그 다음에 판상체 위에 유리 페이스트를 스크린 인쇄법으로 판상체의 한쪽 면의 전면에 절연층을 인쇄한 후, 150℃에서 가열하여 건조한 후, 또 550℃에서 30분간 탈지 처리를 했다. 그 후, 800～950℃의 온도에서 절연층을 베이킹했다. 저항발열체 및 급전부를 피착하기 위해, 도전재로서 Ag분말과 Pt분말, 바인더를 첨가한 유리 페이스트를 혼련하여 제작한 도전체 페이스트를 스크린 인쇄법으로 상기 절연층 위에 도 6에 나타내는 저항발열체의 형상으로 인쇄한 뒤, 150℃로 가열하여 유기용제를 건조시키고, 또 550℃에서 30분간 탈지 처리를 가한 뒤, 700～900℃의 온도에서 베이킹을 실시함으로써, 두께가 55㎛인 저항발열체를 형성했다. 여기에서 급전부는 저항발열체보다 비저항이 작아지도록 금속 성분과 유리 성분의 비율을 조정했다.
또, 상기 저항발열체를 덮도록 띠모양으로 절연층(12)을 형성한 히터부와 상기 저항발열체의 전면을 덮는 절연층(12)을 형성한 히터부를 제작했다.
또, 케이스는 두께가 3.0mm인 SUS304로 이루어지는 베이스 플레이트를 기초로 하고, 마찬가지로 SUS304로 이루어지는 측벽부와 나사로 죄어 고정하여 구성했다.
그 후, 상기 케이스 위에 판상체를 겹치고 그 외주부에 볼트를 관통시켜 판상체와 케이스가 직접 접촉하지 않도록 단열부재를 개재시켜 케이스측에서 너트를 나착하여 고정하는 것에 의하여 웨이퍼 가열장치로 했다.
시료 No. 101의 노즐의 선단은 판상체(도 7A의 (AP))의 위치에 있고 도 8과 같이 냉각 노즐의 선단이 저항발열체(5) 사이에 위치하고 있다. 또, 저항발열체 위 에 절연층은 없다.
또, 상기 히터부와 같은 것을 제작해 각 저항발열체 위에 유리 프릿을 페이스트 상태로 하여 인쇄했다. 그리고 가열해 절연층을 형성했다. 절연층은 도 6에 나타내는 저항발열체 존에 대응하여 형성하고 각 저항발열체 존의 간격(S1)은 30mm, (S2)는 33mm, (S3)은 42mm로 하고, 이것에 대응하여 각 절연층의 간격은 25mm, 25mm, 35mm로 했다. 그리고 상기와 같이 단열부재와 케이스를 조립하고 노즐을 배설한 웨이퍼 가열장치를 제작했다.
시료 No. 102의 노즐의 선단은 저항발열체의 사이에 위치하고 있다. 또, 저항발열체 위에 각 환형상 존을 개별적으로 덮는 절연층이 형성되어 있다(도 9). 가장 외측의 저항발열체 존을 덮는 절연층과 그 내측의 저항발열체 존을 덮는 절연층과의 간격이 35mm폭이고 그 절연층의 사이에 노즐의 선단을 배설했다.
시료 No. 103의 노즐의 선단은 저항발열체의 사이에 위치하고 있다. 또, 저항발열체의 전면에 마찬가지로 절연층이 형성되어 있다(도 10).
시료 No. 104는 노즐의 위치가 가장 외측의 저항발열체 존의 절연층 위에 배치했다.
또한, 노즐 선단의 구경은 직경 1.2mm로 하고 노즐 선단으로부터 히터부까지의 거리를 6mm로 했다. 또, 시료 No. 101～104의 외측의 노즐 수는 8개로 하고 판상체의 중심으로부터 2번째 원환형상의 저항발열체 존에 노즐을 4개 배설했다.
그리고, 각 웨이퍼 가열장치의 급전단자에 통전하여 140℃ 유지시의 웨이퍼(W) 표면의 온도 불균형이 ±0.5℃로 되도록 조정해 140℃으로 유지했다. 온도 설정값을 90℃로 변경 후, 즉시, 모든 노즐로부터 냉각 가스를 분사하여 90℃까지 온도가 저하하고 웨이퍼(W) 표면의 온도 불균형이 ±0.5℃로 될 때까지의 시간을 냉각 시간으로 했다. 지금까지의 냉각 효율을 개선시키기 위해서 목표의 냉각 시간은 180초 이내로 했다. 웨이퍼(W) 표면의 온도 불균형에 대해서는 직경이 300mm인 웨이퍼 표면의 29개소에 측온 센서를 매설한 측온용 웨이퍼를 사용해 평가했다.
제작한 웨이퍼 가열장치의 평가는 25℃의 항온 실내에서 진행하고 냉각 가스는 상온, 냉각 가스의 총유량은 120(리터/분)으로 했다.
우선, 냉각 위치가 냉각 시간에 주는 영향을 평가했다.
그 후, 웨이퍼 가열장치를 30℃에서 200℃로 5분간 승온하고 5분간 유지한 후, 30분간 강제 냉각하는 가열냉각 사이클을 1000사이클 반복한 후, 실온으로부터 200℃로 설정하고 10분후의 웨이퍼 온도의 최대치와 최소치의 차이를 정상시의 웨이퍼(W)의 온도차로서 측정했다.
그 결과를 표 5에 나타냈다.
(표 5)
| 시료 No. | 노즐 선단의 위치 | 절연층(12)의 형태 | 냉각 시간(초) | 반복가열냉각 후의 정상시의 웨이퍼의온도차(℃) |
| 101 | 저항발열체 사이의 판상체의 절연층(14) 위 | 없음 | 135 | 0.32 |
| 102 | 저항발열체 사이의 판상체의 절연층(14) 위 | 상기 저항발열체는 띠모양의 절연층(12)으로 덮여 있다. | 140 | 0.24 |
| 103 | 저항발열체 사이의 판상체의 절연층(12)위 | 저항발열체를 덮는 절연층이 전면에 있다 | 152 | 0.25 |
| *104 | 절연층(12) 위 또한 저항발열체 위 | 저항발열체를 덮는 절연층이 전면에 있다 | 358 | 0.32 |
*은 본 출원 발명 이외의 실시예를 나타낸다.
시료 No. 101은 노즐의 선단이 저항발열체의 띠 사이(도 7의 AP)에 있어 냉각 시간이 135초로 작고 또 가열 냉각 사이클 후의 정상시의 웨이퍼의 온도차가 0.32℃로 작아 뛰어난 특성을 나타냈다.
또, 시료 No. 102는 저항발열체 위에 띠모양의 절연층이 있어 냉각 시간이 140초로 작고 또한 가열 냉각 사이클 후의 정상시의 웨이퍼의 온도차가 0.24℃로 작아 바람직하다는 것을 알 수 있었다.
또한, 판상체 위에 절연층(14)을 형성하고 그 위에 저항발열체를 형성하며 다시 저항발열체 위에 절연층을 형성해 저항발열체 사이의 절연층에 냉각 가스를 분사하여 히터부를 냉각한 시료 No. 103은 냉각 시간이 152초로 작으며 동시에, 가열냉각 사이클 후의 정상시의 웨이퍼의 온도차가 0.25℃로 작고 내구성이 우수한 것을 알 수 있었다.
저항발열체가 형성된 판상체의 다른쪽의 면에 있어서, 노즐의 선단의 투영위치가 판상체에 열이 전해지기 쉬운 저항발열체의 사이에 있어 판상체를 절연층을 통해 냉각하면 냉각 시간이 짧아 뛰어난 특성을 나타내는 것을 알 수 있었다.
한편, 저항발열체 위에 절연층을 형성하고 그 위에 저항발열체를 형성하며 다시 그 위에 절연층을 형성한 것으로, 저항발열체 위의 절연층 위로부터 냉각 가스를 분사해 냉각한 시료 No. 104은 냉각 시간이 358초로 커서 바람직하지 못했다.
(실시예 6)
실시예 6에서는 실시예 5의 시료 No. 101～103과 마찬가지로 시료를 제작하고 각 절연층의 표면에 요철을 샌드블라스트(Sand blast)법으로 형성한 것을 시료 121～124로 했다. 홈의 폭은 30㎛로 철부는 정방형으로 한변의 길이는 40㎛로 하고 깊이는 20㎛로 했다. 그리고 실시예 5와 같이 평가했다. 그 결과를 표 6에 나타낸다.
(표 6)
| 시료 No. | 노즐 선단의 위치 | 절연층(12)의 형태 | 절연층(12)의 표면의 요철 유무 | 냉각시간(초) |
| 121 | 저항발열체 사이의 판상체의 절연층(14) 위 | 없음 | 있음 | 95 |
| 122 | 저항발열체 사이의 판상체의 절연층(14) 위 | 상기 저항발열체는 띠모양의 절연층(12)로 덮여 있다. | 있음 | 102 |
| 123 | 저항발열체 사이의 판상체의 절연층(12) 위 | 저항발열체를 덮는 절연층이 전면에 있다 | 있음 | 108 |
시료 No. 121～123의 어느 것이나 냉각 시간이 95초, 102초, 108초로, 시료 No. 101～103의 냉각 시간 135초, 140초, 152초보다 현격히 작고 절연층의 표면이 요철면이고 뛰어난 냉각 특성을 나타내는 것을 알 수 있었다.
(실시예 7)
이하 본 발명의 실시예와 비교예에 관하여 설명한다(이하 실시예와 비교예에 공통된 부분을 나타내는 부호는 그 중 어느 하나로 나타내는 경우도 있다).
열전도율이 100W/(m?K)이고 비중이 3.2, 흡수율이 0%인 질화알루미늄질 소결체에 연삭가공을 해 판두께를 변환시키면서 외경이 300mm인 원반형상을 한 판상체(2)를 복수 제작했다.
그 다음에 판상체(2) 위에 저항발열체(5)를 피착하기 위해 Pt, Au, Ag와 유리의 각 분말을 혼합한 페이스트를 스크린 인쇄법으로 저항발열체(5)의 패턴형상으로 인쇄했다. 페이스트는 인쇄성을 높이기 위해서 점도를 100푸아즈 정도의 유동성이 아주 높은 상태로 해 두었기 때문에 인쇄 후의 요철면(55), (61)이 자연스럽게 메워져서 제판의 메시 사이즈에 관계없이 극히 평활한 인쇄 표면으로 완성되었다.
그리고 이 인쇄면이 완전하게 건조되기 전에 크기를 여러가지로 변화시킨 딤플 모양의 지그를 밀착시켜 대략 격자형상의 형상을 전사했다. 인쇄직후의 저항발열체(5)는 보형성이 부족하기 때문에 격자형상의 형상이 전사되지 않고 한편 완전하게 건조된 저항발열체(5)는 경도가 높아 전사되지 않는 문제가 생겼다.
그러나, 저항발열체(5)를 인쇄한 후 80℃×10분 정도로 건조시킨 조건에 대해서는 대략 격자형상의 형상의 전사가 가능했다. 그 후, 대략 격자형상의 요철면(55), (61)을 구비한 저항발열체(5)를 형성한 판상체(2)를 유리의 결정화 온도 부근인 700℃에서 소성하는 것에 의하여 표 7에 나타내는 다양한 저항발열체(5)를 얻을 수 있었다.
또한 저항발열체(5)는 소성에 따라 수% 정도의 비율로 소성 수축하기 때문에 이 수축율을 미리 예측한 크기의 딤플 모양의 지그를 사용하면 좋다.
여기에서 딤플 모양의 지그에 의하여 대략 격자형상의 형상을 전사하는 방법을 나타냈지만 스크린 인쇄시에 사용하는 제판 메시 그 자체를 이용해 대략 격자형상의 형상을 형성하는 것도 가능했다. 구체적으로는 인쇄성은 약간 떨어지지만 점도를 3000푸아즈 정도의 점성 및 보형성이 높은 저항발열체용의 페이스트를 사용해 JIS R6002에 근거한 40～600메시의 제판을 사용해 인쇄하는 것에 의하여 인쇄 후의 면에는 제판의 흔적이 남아 그대로 건조～소성하는 것으로 격자형상의 홈이 1mm폭 당 0.2～80개인 요철형상을 형성하는 것이 가능했다. 즉, 격자형상의 홈을 변경하고 싶을 경우, 형성하고 싶은 격자 형상에 알맞은 메시 사이즈를 선정하면 좋았다. 이와 같이, 스크린 인쇄시에 이용하는 제판의 메시에 따라 대략 격자형상의 형상을 만드는 방법은 딤플 모양의 지그가 불필요해져 공정이 간소화되므로 편리하다. 물론, 저항발열체(5)의 페이스트는 소성에 따라 수% 정도의 비율로 소성 수축하기 때문에 이 수축율을 미리 예측한 크기의 메시 사이즈로 하면 좋은 것은 당연하다.
이 후, 저항발열체(5)에 대략 격자형상의 요철면(55), (61)을 구비한 절연층(60)을 형성했다. 대략 격자형상의 요철면(55), (61)을 구비한 절연층(60)을 형성하는 방법으로서 유리 분말에 대하여 바인더로서의 에틸셀룰로오스와 유기용제로서의 테르피네올을 혼련해 제작한 유리 페이스트를 스크린 인쇄법으로 우선 평활하게 인쇄했다. 그 후, 상기 저항발열체(5)와 마찬가지로 유리 페이스트가 완전하게 건조되기 전에 크기를 여러가지로 변화시킨 딤플 모양의 지그를 밀착시켜 대략 격자형상의 형상을 전사했다. 그 후, 저항발열체(5)에 대략 격자형상의 절연층(60)을 형성한 판상체(2)를 유리의 결정화 온도 부근인 700℃에서 소성하는 것에 의하여 대략 격자형상의 절연층(60)을 얻었다.
또한, 유리 페이스트도 소성에 따라 수% 정도의 비율로 소성 수축하기 때문에 이 수축율을 미리 예측한 크기의 딤플 모양의 지그를 이용하면 좋았다.
여기에서는 딤플 모양의 지그에 의하여 대략 격자형상의 형상을 전사하는 방법을 나타냈지만 스크린 인쇄시에 이용하는 제판 메시 그 자체를 이용해 대략 격자형상의 형상을 형성하는 것도 가능했다. 구체적으로는 JIS R6002에 근거한 40～600메시의 제판을 이용함으로써, 격자형상의 홈이 0.2～80개/mm인 요철 형상을 형성하는 것이 가능했다.
즉, 격자형상의 홈을 변경하고 싶을 경우, 형성하고 싶은 격자형상에 알맞은 메시 사이즈를 선정하면 좋은 것은 말할 필요도 없다. 이와 같이 스크린 인쇄시에 사용하는 제판 메시를 이용한 대략 격자형상의 형상을 만드는 방법은 딤플 모양의 지그가 불필요해져 공정이 간소화되므로 이용하기에 좋다. 물론, 유리 페이스트는 소성에 따라 수% 정도의 비율로 소성 수축하기 때문에 이 수축율을 미리 예측한 크기의 메시 사이즈로 하면 좋은 것은 말할 필요도 없다.
상기와 같은 판상체(2)에 케이스(19)를 설치하여 웨이퍼 가열장치(1)를 제작했다.
그리고 이것에 200V를 인가해 실온에서 300℃까지 승온시킨 후 냉매를 배출구로부터 배출시켜 급속히 300℃에서 실온으로 냉각시키는 가열 냉각 사이클 시험 을 반복하여 진행했다. 그리고 가열 냉각 사이클의 회수와 저항발열체(5)의 박리 또는 크랙의 관계를 조사했다.
또, 가열 냉각 사이클의 초회에 있어서, 300℃에서 50℃에 이를 때까지의 시간을 냉각 시간으로서 측정했다.
이 결과를 표 7(표 7-1～6)에 나타낸다.
(표 7-1)
| 시료 No. | 저항발열체의 표면의 형상 | 절연층의 표면의 형상 |
| *201 | 평활 | 평활 |
| 202 | 평활 | 대략 격자형상의 홈 |
| 203 | 대략 격자형상의 홈 | 평활 |
| 204 | 요철면 | 요철면 |
| 205 | 대략 격자형상의 홈 | 대략 격자형상의 홈 |
| 206 | 대략 격자형상의 홈 | 대략 격자형상의 홈 |
| 207 | 대략 격자형상의 홈 | 대략 격자형상의 홈 |
| 208 | 대략 격자형상의 홈 | 대략 격자형상의 홈 |
| 209 | 대략 격자형상의 홈 | 대략 격자형상의 홈 |
| 210 | 대략 격자형상의 홈 | 대략 격자형상의 홈 |
| 211 | 대략 격자형상의 홈 | 대략 격자형상의 홈 |
| 212 | 대략 격자형상의 홈 | 대략 격자형상의 홈 |
| 213 | 대략 격자형상의 홈 | 대략 격자형상의 홈 |
| 214 | 대략 격자형상의 홈 | 대략 격자형상의 홈 |
| 215 | 대략 격자형상의 홈 | 대략 격자형상의 홈 |
| 216 | 대략 격자형상의 홈 | 대략 격자형상의 홈 |
| 217 | 대략 격자형상의 홈 | 대략 격자형상의 홈 |
| 218 | 대략 격자형상의 홈 | 대략 격자형상의 홈 |
| 219 | 대략 격자형상의 홈 | 대략 격자형상의 홈 |
| 220 | 대략 격자형상의 홈 | 대략 격자형상의 홈 |
| 221 | 대략 격자형상의 홈 | 대략 격자형상의 홈 |
| 222 | 대략 격자형상의 홈 | 대략 격자형상의 홈 |
| 223 | 대략 격자형상의 홈 | 대략 격자형상의 홈 |
| 224 | 대략 격자형상의 홈 | 대략 격자형상의 홈 |
| 225 | 대략 격자형상의 홈 | 대략 격자형상의 홈 |
| 226 | 대략 격자형상의 홈 | 대략 격자형상의 홈 |
| 227 | 대략 격자형상의 홈 | 대략 격자형상의 홈 |
| 228 | 대략 격자형상의 홈 | 대략 격자형상의 홈 |
| 229 | 대략 격자형상의 홈 | 대략 격자형상의 홈 |
| 230 | 대략 격자형상의 홈 | 대략 격자형상의 홈 |
| 231 | 대략 격자형상의 홈 | 대략 격자형상의 홈 |
*은 본 발명의 범위외인 것을 나타낸다.
(표 7-2)
| 저항발열체 | |||||
| 시료 No. | 격자형상의 홈(개/mm) | 요부의 두께(tv) μm |
철부의 두께(tp) μm |
비 (tp/tv) ×100 |
저항발열체의 평균 두께 μm |
| ＊２０１ | 2 | ||||
| ２０２ | 2 | ||||
| ２０３ | 20 | 25 | 35 | 140.0% | 60 |
| ２０４ | 25 | 35 | 60 | ||
| ２０５ | 0.1 | 25 | 35 | 140.0% | 60 |
| ２０６ | 0.2 | 25 | 35 | 140.0% | 60 |
| ２０７ | 0.4 | 25 | 35 | 140.0% | 60 |
| ２０８ | 40 | 25 | 35 | 140.0% | 60 |
| ２０９ | 80 | 25 | 35 | 140.0% | 60 |
| ２１０ | 100 | 25 | 35 | 140.0% | 60 |
| ２１１ | 20 | 1 | 1 | 100.0% | 2 |
| ２１２ | 20 | 25 | 27 | 108.0% | 52 |
| ２１３ | 20 | 25 | 35 | 140.0% | 60 |
| ２１４ | 20 | 18 | 35 | 194.4% | 53 |
| ２１５ | 20 | 1 | 2 | 200.0% | 3 |
| ２１６ | 20 | 17 | 35 | 205.9% | 52 |
| ２１７ | 20 | 25 | 45 | 180.0% | 70 |
| ２１８ | 20 | 25 | 35 | 140.0% | 60 |
| ２１９ | 20 | 25 | 35 | 140.0% | 60 |
| ２２０ | 20 | 25 | 35 | 140.0% | 60 |
| ２２１ | 20 | 25 | 35 | 140.0% | 60 |
| ２２２ | 20 | 25 | 35 | 140.0% | 60 |
| ２２３ | 20 | 25 | 35 | 140.0% | 60 |
| ２２４ | 20 | 25 | 35 | 140.0% | 60 |
| ２２５ | 20 | 25 | 35 | 140.0% | 60 |
| ２２６ | 20 | 25 | 35 | 140.0% | 60 |
| ２２７ | 20 | 25 | 35 | 140.0% | 60 |
| ２２８ | 20 | 25 | 35 | 140.0% | 60 |
| ２２９ | 20 | 25 | 35 | 140.0% | 60 |
| ２３０ | 20 | 25 | 35 | 140.0% | 60 |
| ２３１ | 20 | 25 | 35 | 140.0% | 60 |
(표 7-3)
| 절연층 | |||||
| 시료 No. | 격자형상의 홈(개/mm) | 요부의 두께(tv)㎛ | 철부의 두께(tp)㎛ | 비(tp/tv)×100 | 절연층의 평균 두께 μm |
| ＊２０１ | 2 | ||||
| ２０２ | 20 | 25 | 35 | 140.0% | 60 |
| ２０３ | 2 | ||||
| ２０４ | 2 | ||||
| ２０５ | 0.1 | 25 | 35 | 140.0% | 60 |
| ２０６ | 0.2 | 25 | 35 | 140.0% | 60 |
| ２０７ | 0.4 | 25 | 35 | 140.0% | 60 |
| ２０８ | 40 | 25 | 35 | 140.0% | 60 |
| ２０９ | 80 | 25 | 35 | 140.0% | 60 |
| ２１０ | 100 | 25 | 35 | 140.0% | 60 |
| ２１１ | 20 | 1 | 1 | 100.0% | 2 |
| ２１２ | 20 | 25 | 27 | 108.0% | 52 |
| ２１３ | 20 | 25 | 35 | 140.0% | 60 |
| ２１４ | 20 | 18 | 35 | 194.4% | 53 |
| ２１５ | 20 | 1 | 2 | 200.0% | 3 |
| ２１６ | 20 | 17 | 35 | 205.9% | 52 |
| ２１７ | 20 | 25 | 45 | 180.0% | 70 |
| ２１８ | 20 | 25 | 35 | 140.0% | 60 |
| ２１９ | 20 | 25 | 35 | 140.0% | 60 |
| ２２０ | 20 | 25 | 35 | 140.0% | 60 |
| ２２１ | 20 | 25 | 35 | 140.0% | 60 |
| ２２２ | 20 | 25 | 35 | 140.0% | 60 |
| ２２３ | 20 | 25 | 35 | 140.0% | 60 |
| ２２４ | 20 | 25 | 35 | 140.0% | 60 |
| ２２５ | 20 | 25 | 35 | 140.0% | 60 |
| ２２６ | 20 | 25 | 35 | 140.0% | 60 |
| ２２７ | 20 | 25 | 35 | 140.0% | 60 |
| ２２８ | 20 | 25 | 35 | 140.0% | 60 |
| ２２９ | 20 | 25 | 35 | 140.0% | 60 |
| ２３０ | 20 | 25 | 35 | 140.0% | 60 |
| ２３１ | 20 | 25 | 35 | 140.0% | 60 |
(표 7-4)
| 시료 No. | 저항발열체의 성분비(Wt%) | |||
| Pt | Au | Ag | 유리 | |
| ＊２０１ | 30 | 20 | 0 | 50 |
| ２０２ | 30 | 20 | 0 | 50 |
| ２０３ | 30 | 20 | 0 | 50 |
| ２０４ | 30 | 20 | 0 | 50 |
| ２０５ | 30 | 20 | 0 | 50 |
| ２０６ | 30 | 20 | 0 | 50 |
| ２０７ | 30 | 20 | 0 | 50 |
| ２０８ | 30 | 20 | 0 | 50 |
| ２０９ | 30 | 20 | 0 | 50 |
| ２１０ | 30 | 20 | 0 | 50 |
| ２１１ | 30 | 20 | 0 | 50 |
| ２１２ | 30 | 20 | 0 | 50 |
| ２１３ | 30 | 20 | 0 | 50 |
| ２１４ | 30 | 20 | 0 | 50 |
| ２１５ | 30 | 20 | 0 | 50 |
| ２１６ | 30 | 20 | 0 | 50 |
| ２１７ | 30 | 20 | 0 | 50 |
| ２１８ | 30 | 20 | 0 | 50 |
| ２１９ | 30 | 20 | 0 | 50 |
| ２２０ | 30 | 20 | 0 | 50 |
| ２２１ | 40 | 10 | 0 | 50 |
| ２２２ | 30 | 20 | 0 | 50 |
| ２２３ | 20 | 30 | 0 | 50 |
| ２２４ | 40 | 0 | 10 | 50 |
| ２２５ | 30 | 0 | 20 | 50 |
| ２２６ | 20 | 0 | 30 | 50 |
| ２２７ | 0 | 20 | 30 | 50 |
| ２２８ | 0 | 30 | 30 | 40 |
| ２２９ | 0 | 30 | 20 | 50 |
| ２３０ | 0 | 10 | 40 | 50 |
| ２３１ | 10 | 20 | 10 | 60 |
(표 7-5)
| 시료 No. | 절연층의 성분비(Wt%) | |||
| ZnO | B2O3 | SiO2 | MnO2 | |
| ＊２０１ | 50 | 30 | 20 | 0 |
| ２０２ | 50 | 30 | 20 | 0 |
| ２０３ | 50 | 30 | 20 | 0 |
| ２０４ | 50 | 30 | 20 | 0 |
| ２０５ | 50 | 30 | 20 | 0 |
| ２０６ | 50 | 30 | 20 | 0 |
| ２０７ | 50 | 30 | 20 | 0 |
| ２０８ | 50 | 30 | 20 | 0 |
| ２０９ | 50 | 30 | 20 | 0 |
| ２１０ | 50 | 30 | 20 | 0 |
| ２１１ | 50 | 30 | 20 | 0 |
| ２１２ | 50 | 30 | 20 | 0 |
| ２１３ | 50 | 30 | 20 | 0 |
| ２１４ | 50 | 30 | 20 | 0 |
| ２１５ | 50 | 30 | 20 | 0 |
| ２１６ | 50 | 30 | 20 | 0 |
| ２１７ | 50 | 30 | 20 | 0 |
| ２１８ | 50 | 30 | 18 | 2 |
| ２１９ | 60 | 20 | 18 | 2 |
| ２２０ | 70 | 20 | 8 | 2 |
| ２２１ | 50 | 30 | 20 | 0 |
| ２２２ | 60 | 20 | 18 | 2 |
| ２２３ | 50 | 30 | 20 | 0 |
| ２２４ | 50 | 30 | 20 | 0 |
| ２２５ | 60 | 20 | 18 | 2 |
| ２２６ | 50 | 30 | 20 | 0 |
| ２２７ | 50 | 30 | 20 | 0 |
| ２２８ | 50 | 30 | 20 | 0 |
| ２２９ | 50 | 30 | 20 | 0 |
| ２３０ | 50 | 30 | 20 | 0 |
| ２３１ | 50 | 30 | 20 | 0 |
(표 7-6)
| 시료 No. | 크랙이 발생할 때까지의 승강온시험회수(사이클) | 냉각시간(300℃에서 50℃에 이르는 시간)(초) |
| ＊２０１ | 2400 | 450 |
| ２０２ | 4050 | 300 |
| ２０３ | 4060 | 300 |
| ２０４ | 4100 | 300 |
| ２０５ | 5500 | 280 |
| ２０６ | 9200 | 270 |
| ２０７ | 14300 | 260 |
| ２０８ | 14600 | 220 |
| ２０９ | 9200 | 220 |
| ２１０ | 6800 | 220 |
| ２１１ | 4200 | 220 |
| ２１２ | 14800 | 220 |
| ２１３ | 15000 | 220 |
| ２１４ | 14800 | 220 |
| ２１５ | 11000 | 220 |
| ２１６ | 9800 | 220 |
| ２１７ | 6000 | 220 |
| ２１８ | 15400 | 220 |
| ２１９ | 23200 | 220 |
| ２２０ | 15600 | 220 |
| ２２１ | 12300 | 220 |
| ２２２ | 23200 | 220 |
| ２２３ | 11200 | 220 |
| ２２４ | 12300 | 220 |
| ２２５ | 23200 | 220 |
| ２２６ | 11200 | 220 |
| ２２７ | 13400 | 220 |
| ２２８ | 13500 | 220 |
| ２２９ | 13100 | 220 |
| ２３０ | 13500 | 220 |
| ２３１ | 8800 | 220 |
이와 같이, 저항발열체(5) 및/또는 절연층(60)의 표면에 대략 격자형상의 형상 등 요철면(55), (61)을 가진 웨이퍼 가열장치(1)의 시료 No. 202～231은 가열 냉각 사이클이 4000회를 넘겨도 저항발열체(5)가 박리되거나 크랙이 발생하는 것이 없어 이상적인 것을 알 수 있었다.
그러나, 시료 No. 201과 같이 저항발열체(5)의 표면이 평탄한 웨이퍼 가열장치(1)는 2400사이클에서 저항발열체(5)에 크랙이 발생했다.
또, 판상체(2)의 저항발열체(5) 및/또는 절연층(60)에 형성하는 상기 요철면(55), (61)은 대략 격자형상이고 이 격자형상의 홈을 1mm폭 당 0.2～80개로 한 웨이퍼 가열장치(1)의 실시예인 시료 No. 206～209는 판상체(2)와 저항발열체(5) 및/또는 절연층(60)의 열팽창차를 흡수하면서 저항발열체(5) 및/또는 절연층(60)의 열화손상을 억제할 수 있기 때문에 저항발열체(5)에 크랙이나 박리가 발생할 때까지의 회수가 9000회로 많아 높은 신뢰성의 웨이퍼 가열장치(1)로 할 수 있다는 것을 알 수 있었다.
또한, 상기의 요철면(55), (61)은 요부의 두께(tv)와 철부의 두께(tp)의 비(tp/tv)×100이 105～200%이고 한편 상기 저항발열체(5) 또는 상기 절연층(60)의 평균 두께가 3～60㎛인 시료 No. 212～215는 크랙이나 박리가 생길 때까지의 가열냉각 사이클이 10000회로 더욱 많아 이상적인 것을 알 수 있었다.
그리고 특히 높은 신뢰성의 웨이퍼 가열장치(1)로 할 수 있다는 것을 알 수 있었다.
또한, 저항발열체(5)나 절연층(60)의 표면을 요철면(55), (61)으로 한 실시예인 시료 No. 202～231은 어느 것이나 요철면(55), (61)이 없는 비교예인 시료 No. 201과 비교해 냉각 시간이 300초 이하로 작으며 그에 비해 요철면(55), (61), 특히 대략 격자형상의 홈이 있으면 냉각 시간이 보다 작아 바람직한 것을 알 수 있었다.
또한 상기 유리에 있어서는 ZnO를 주성분으로 하는 ZnO-B2O3-SiO2-MnO2계의 결정화 유리가 좋았다. 또한 바람직하게는 ZnO가 50～70질량%, B2O3가 20～30질량%, SiO2가 5～20질량%, MnO2가 1～2질량%의 유리를 절연층으로 하는 실시예인 시료 No. 218～220은 가열 냉각 사이클이 15000～23200회로 커서 가장 바람직한 것을 알 수 있었다.
또한, 저항발열체(5)는 Pt, Au, Ag에서 선택되는 적어도 2종 이상의 금속과 유리로 하는 것이 좋고, 또한 이 비율은 중량비로 Pt：Au：유리=30：20：50질량% 또는 Pt：Ag：유리=30：20：50질량%가 되도록 하는 것이 좋았다.
또 각각의 오차는 ±5질량% 이내로 하는 것이 좋았다.
그런데, 절연층(60)은 저항발열체(5)의 표면에만 한정하여 형성할 필요는 없고 하지 판상체(2) 등에 퍼져 있어도 전혀 문제가 없었다.
Claims (21)
- 대향하는 2개의 주면을 갖고, 그 한쪽의 주면을 웨이퍼가 적재되는 적재면으로 하고 다른쪽의 주면에 띠형상의 저항발열체를 갖고 이루어지는 판상체;상기 저항발열체에 접속되고 그 저항발열체에 전력을 공급하는 급전단자;상기 판상체의 다른쪽 면에 상기 급전단자를 덮도록 설치된 케이스; 및상기 판상체의 상기 다른쪽 면에 대향하는 선단을 가지며 상기 판상체를 냉각하는 노즐을 구비하고,상기 판상체의 상기 다른쪽 면에 있어서의 상기 노즐의 선단의 투영위치가 상기 저항발열체의 띠의 사이에 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열장치.
- 제1항에 있어서, 상기 띠형상의 저항발열체를 복수개 구비하고, 상기 노즐의 선단의 상기 투영위치가 다른 저항발열체의 띠 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열장치.
- 제1항에 있어서, 상기 띠형상의 저항발열체의 위 또는 아래에 절연층이 띠형상으로 설치되어 있고, 상기 노즐의 선단의 투영위치가 띠형상의 절연층 사이에 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열장치.
- 제3항에 있어서, 상기 판상체의 열전도율이 절연층보다 높은 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열장치.
- 제1항에 있어서, 상기 띠형상의 저항발열체는 판상체의 다른쪽 주면에 하지 절연층을 개재하여 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열장치.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 판상체의 열전도율이 상기 저항발열체보다 높은 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열장치.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 노즐은 복수이고, 그 복수의 노즐 선단이 1개의 원주상에 위치하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열장치.
- 제7항에 있어서, 상기 판상체는 원판형상을 가지고, 상기 판상체의 중심축 위에 상기 1개의 원주의 중심이 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열장치.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 웨이퍼 가열장치를 이용한 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.
- 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 각 저항발열체는 복수의 원호형상의 띠가 리턴띠에 의해 접속되어 이루어지고, 복수의 원호형상의 띠는 동심원상으로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열장치.
- 제10항에 있어서, 상기 복수의 저항발열체는 가장 내측에 위치하는 제1 저항발열체와, 그 제1 저항발열체의 외측에 위치하는 제2 저항발열체와, 그 제2 저항발열체의 외측에 위치하는 제3 저항발열체와, 그 제3 저항발열체의 외측에 위치하는 제4 저항발열체를 포함하여 이루어지고,상기 제 1 저항발열체에 있어서의 가장 외측의 원호형상의 띠에 외접하는 원의 내측 영역으로서 정의되는 제1 저항발열체 존;상기 제 2 저항발열체에 있어서의 가장 외측의 원호형상의 띠에 외접하는 원과 가장 내측의 원호형상의 띠에 내접하는 원 사이의 영역으로서 정의되는 제2 저항발열체 존;상기 제 3 저항발열체에 있어서의 가장 외측의 원호형상의 띠에 외접하는 원과 가장 내측의 원호형상의 띠에 내접하는 원 사이의 영역으로서 정의되는 제3 저항발열체 존; 및상기 제 4 저항발열체에 있어서의 가장 외측의 원호형상의 띠에 외접하는 원과 가장 내측의 원호형상의 띠에 내접하는 원 사이의 영역으로서 정의되는 제4 저항발열체 존이 동심인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열장치.
- 제11항에 있어서, 4개의 상기 제4 저항발열체와 2개의 상기 제3 저항발열체를 포함하여 이루어지고,각 제4 저항발열체는 제4 저항발열체 존이 4분할된 존에 각각 설치되고,각 제3 저항발열체는 제3 저항발열체 존이 2분할된 존에 각각 설치된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열장치.
- 제11항에 있어서, 상기 제4 저항발열체 존과 상기 제3 저항발열체 존의 간격이 상기 제3 저항발열체 존과 상기 제2 저항발열체존의 간격 및 상기 제2 저항발열체 존과 상기 제1 저항발열체 존의 간격보다 큰 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열장치.
- 제11항에 있어서, 상기 노즐은 복수이고, 각 노즐의 선단의 상기 다른쪽 면 위의 투영위치가 상기 제4 저항발열체 존과 상기 제3 저항발열체 존 사이에 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열장치.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 저항발열체의 표면이 요철면인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열장치.
- 제15항에 있어서, 상기 요철면의 요부는 격자형상의 홈인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열장치.
- 제1항, 제2항 또는 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 띠형상의 저항발열체의 상면의 일부 또는 전부에 절연 피복층을 설치한 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열장치.
- 제17항에 있어서, 상기 절연 피복층의 표면이 요철면인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열장치.
- 제18항에 있어서, 상기 요철면의 요부는 격자형상의 홈인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열장치.
- 제11항에 있어서,상기 절연층은 상기 제 1～4 저항발열체 존마다 분리되어 설치되어 있고, 상기 노즐의 선단의 상기 다른쪽 면 위에의 투영위치가 상기 분리되어 설치된 절연층의 사이에 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열장치.
- 제20항에 있어서, 상기 노즐을 복수개 구비한 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열장치.
Applications Claiming Priority (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004189545A JP4359927B2 (ja) | 2004-06-28 | 2004-06-28 | ウエハ加熱装置及びその製造方法 |
| JPJP-P-2004-00189545 | 2004-06-28 | ||
| JP2004243904A JP2006066441A (ja) | 2004-08-24 | 2004-08-24 | ウェハ加熱装置及びそれを用いた半導体製造装置 |
| JPJP-P-2004-00243904 | 2004-08-24 | ||
| JP2004278793A JP2006093496A (ja) | 2004-09-27 | 2004-09-27 | ウェハ加熱装置及びそれを用いた半導体製造装置 |
| JPJP-P-2004-00278793 | 2004-09-27 | ||
| PCT/JP2005/011823 WO2006006391A1 (ja) | 2004-06-28 | 2005-06-28 | ウェハ加熱装置と半導体製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20070028464A KR20070028464A (ko) | 2007-03-12 |
| KR101185794B1 true KR101185794B1 (ko) | 2012-10-02 |
Family
ID=35783735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020067027674A KR101185794B1 (ko) | 2004-06-28 | 2005-06-28 | 웨이퍼 가열장치와 반도체 제조장치 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US8071916B2 (ko) |
| KR (1) | KR101185794B1 (ko) |
| CN (1) | CN101019208B (ko) |
| TW (1) | TWI353631B (ko) |
| WO (1) | WO2006006391A1 (ko) |
Families Citing this family (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101019208B (zh) * | 2004-06-28 | 2010-12-08 | 京瓷株式会社 | 晶片加热装置及半导体制造装置 |
| JP5230165B2 (ja) * | 2007-10-18 | 2013-07-10 | 日本フェンオール株式会社 | 半導体処理ユニット及び半導体製造装置 |
| FR2927218B1 (fr) * | 2008-02-06 | 2010-03-05 | Hydromecanique & Frottement | Procede de fabrication d'un element chauffant par depot de couches minces sur un substrat isolant et l'element obtenu |
| JP2010016225A (ja) * | 2008-07-04 | 2010-01-21 | Tokyo Electron Ltd | 温度調節機構および温度調節機構を用いた半導体製造装置 |
| DE102009034307A1 (de) * | 2009-07-21 | 2011-01-27 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Hochtemperaturheizung sowie Verfahren zu dessen Herstellung |
| JP5174098B2 (ja) * | 2010-08-09 | 2013-04-03 | 東京エレクトロン株式会社 | 熱処理方法及びその熱処理方法を実行させるためのプログラムを記録した記録媒体並びに熱処理装置 |
| JP6184958B2 (ja) * | 2011-08-30 | 2017-08-23 | ワトロウ エレクトリック マニュファクチュアリング カンパニー | 高精度ヒータおよびその動作方法 |
| US10276410B2 (en) * | 2011-11-25 | 2019-04-30 | Nhk Spring Co., Ltd. | Substrate support device |
| JP5973731B2 (ja) * | 2012-01-13 | 2016-08-23 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置及びヒータの温度制御方法 |
| GB201207039D0 (en) * | 2012-04-23 | 2012-06-06 | British American Tobacco Co | Heating smokeable material |
| US9582621B2 (en) | 2015-06-24 | 2017-02-28 | Globalfoundries Inc. | Modeling localized temperature changes on an integrated circuit chip using thermal potential theory |
| KR101762159B1 (ko) * | 2016-02-24 | 2017-08-04 | 엘지전자 주식회사 | 면상 발열장치, 이를 포함하는하는 전기 레인지 및 그 제조방법 |
| KR102447723B1 (ko) * | 2016-03-18 | 2022-09-27 | 에이씨엠 리서치 (상하이) 인코포레이티드 | 기판 열처리 장치 |
| US10780447B2 (en) * | 2016-04-26 | 2020-09-22 | Applied Materials, Inc. | Apparatus for controlling temperature uniformity of a showerhead |
| US10893638B2 (en) | 2016-05-27 | 2021-01-12 | Universal Instruments Corporation | Dispensing head having a nozzle heater device, system and method |
| JP6792368B2 (ja) * | 2016-07-25 | 2020-11-25 | 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス | 熱処理装置、基板処理装置および熱処理方法 |
| KR102609312B1 (ko) * | 2016-09-13 | 2023-12-01 | 삼성전자주식회사 | 웨이퍼 워피지 개선 장치 및 방법 |
| JP6847610B2 (ja) * | 2016-09-14 | 2021-03-24 | 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス | 熱処理装置 |
| KR102298654B1 (ko) * | 2017-04-19 | 2021-09-07 | 주식회사 미코세라믹스 | 내구성이 개선된 세라믹 히터 |
| WO2019159862A1 (ja) * | 2018-02-16 | 2019-08-22 | 日本特殊陶業株式会社 | 保持装置 |
| KR102091251B1 (ko) * | 2018-08-21 | 2020-03-19 | 엘지전자 주식회사 | 전기 히터 |
| WO2020129798A1 (ja) * | 2018-12-20 | 2020-06-25 | 日本碍子株式会社 | セラミックヒータ |
| KR102239330B1 (ko) * | 2019-06-12 | 2021-04-12 | 엘지전자 주식회사 | 제어된 산화막을 가지는 면상 발열체 및 그 제조방법 |
| TWI700499B (zh) * | 2019-07-17 | 2020-08-01 | 美商第一檢測有限公司 | 晶片測試系統 |
| KR20220107185A (ko) * | 2019-12-02 | 2022-08-02 | 에베 그룹 에. 탈너 게엠베하 | 기판 가열 장치 및 방법 |
| EP3982398A1 (en) * | 2020-10-06 | 2022-04-13 | Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO | Controlled local heating of substrates |
| TW202326927A (zh) * | 2021-10-15 | 2023-07-01 | 日商東京威力科創股份有限公司 | 基板處理裝置 |
| GB2621859A (en) * | 2022-08-24 | 2024-02-28 | Dyson Technology Ltd | Heating element, heating system & manufacturing method |
| CN117286474A (zh) * | 2022-12-28 | 2023-12-26 | 无锡至辰科技有限公司 | 一种高温金属外壳晶圆加热器及其加工方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001297858A (ja) | 1999-11-24 | 2001-10-26 | Ibiden Co Ltd | セラミックヒータ |
| JP2001351970A (ja) | 2000-04-07 | 2001-12-21 | Ibiden Co Ltd | 静電チャック |
| WO2002003434A1 (fr) | 2000-07-03 | 2002-01-10 | Ibiden Co., Ltd. | Radiateur ceramique pour appareil de fabrication ou de test de semi-conducteurs |
| JP2003100818A (ja) | 2001-09-25 | 2003-04-04 | Ibiden Co Ltd | 支持容器および半導体製造・検査装置 |
Family Cites Families (36)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5648629A (en) * | 1979-09-27 | 1981-05-01 | Fuji Photo Film Co Ltd | Diffusion transfer type photographic film unit |
| JPS5816590A (ja) | 1981-07-22 | 1983-01-31 | 株式会社日立製作所 | スクリ−ン版 |
| JPH07280462A (ja) | 1994-04-11 | 1995-10-27 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 均熱セラミックスヒーター |
| JP3073658B2 (ja) | 1994-09-12 | 2000-08-07 | キヤノン株式会社 | スクリーン印刷装置およびスクリーン印刷方法 |
| JPH10284382A (ja) * | 1997-04-07 | 1998-10-23 | Komatsu Ltd | 温度制御装置 |
| US6179924B1 (en) * | 1998-04-28 | 2001-01-30 | Applied Materials, Inc. | Heater for use in substrate processing apparatus to deposit tungsten |
| JP3373197B2 (ja) | 1999-02-10 | 2003-02-04 | イビデン株式会社 | 半導体製造装置用ホットプレートユニット |
| JP2001118664A (ja) * | 1999-08-09 | 2001-04-27 | Ibiden Co Ltd | セラミックヒータ |
| US6717116B1 (en) * | 1999-08-10 | 2004-04-06 | Ibiden Co., Ltd. | Semiconductor production device ceramic plate |
| JP2001313249A (ja) | 1999-08-20 | 2001-11-09 | Ibiden Co Ltd | ホットプレートユニット |
| JP3813421B2 (ja) | 1999-08-23 | 2006-08-23 | イビデン株式会社 | ウエハプローバ装置 |
| TW476983B (en) | 1999-09-30 | 2002-02-21 | Tokyo Electron Ltd | Heat treatment unit and heat treatment method |
| JP4021139B2 (ja) * | 1999-09-30 | 2007-12-12 | 東京エレクトロン株式会社 | 加熱処理装置及び加熱処理方法 |
| ATE301916T1 (de) * | 1999-11-19 | 2005-08-15 | Ibiden Co Ltd | Keramisches heizgerät |
| JP2001297857A (ja) | 1999-11-24 | 2001-10-26 | Ibiden Co Ltd | 半導体製造・検査装置用セラミックヒータ |
| US6500266B1 (en) * | 2000-01-18 | 2002-12-31 | Applied Materials, Inc. | Heater temperature uniformity qualification tool |
| US6534751B2 (en) * | 2000-02-28 | 2003-03-18 | Kyocera Corporation | Wafer heating apparatus and ceramic heater, and method for producing the same |
| JP2002064133A (ja) | 2000-03-30 | 2002-02-28 | Ibiden Co Ltd | 支持容器および半導体製造・検査装置 |
| JP2002083848A (ja) | 2000-07-03 | 2002-03-22 | Ibiden Co Ltd | 半導体製造・検査装置 |
| US6433318B2 (en) * | 2000-08-11 | 2002-08-13 | Michael Danko | Electric heater assembly with in-line thermostat |
| JP2002076102A (ja) | 2000-08-31 | 2002-03-15 | Ibiden Co Ltd | セラミック基板 |
| JP2002100460A (ja) | 2000-09-22 | 2002-04-05 | Ibiden Co Ltd | セラミックヒータおよびホットプレートユニット |
| JP2002100462A (ja) | 2000-09-25 | 2002-04-05 | Ibiden Co Ltd | ホットプレート |
| US6924464B2 (en) * | 2000-11-24 | 2005-08-02 | Ibiden Co., Ltd. | Ceramic heater and manufacturing method of ceramic heater |
| JP4328009B2 (ja) * | 2000-11-30 | 2009-09-09 | 日本碍子株式会社 | 加熱装置 |
| JP2002246159A (ja) | 2001-02-16 | 2002-08-30 | Ibiden Co Ltd | ホットプレートユニット |
| JP2002373846A (ja) * | 2001-06-14 | 2002-12-26 | Ibiden Co Ltd | 半導体製造・検査装置用セラミックヒータおよび半導体製造・検査装置用ホットプレートユニット |
| JP3909266B2 (ja) | 2002-05-27 | 2007-04-25 | 京セラ株式会社 | ウェハ支持部材 |
| JP2004022475A (ja) | 2002-06-20 | 2004-01-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | セラミックスヒータ及びその製造方法 |
| JP3981300B2 (ja) | 2002-06-25 | 2007-09-26 | 京セラ株式会社 | ウェハ支持部材 |
| JP3921143B2 (ja) | 2002-07-29 | 2007-05-30 | 京セラ株式会社 | ウエハ加熱装置 |
| JP2004189545A (ja) | 2002-12-11 | 2004-07-08 | Osaka Gas Co Ltd | 放線菌を含む有機肥料ペレットおよびその使用法 |
| KR100747957B1 (ko) * | 2003-04-18 | 2007-08-08 | 가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키 | 반도체 제조 장치 및 반도체 장치의 제조 방법 |
| CN101019208B (zh) * | 2004-06-28 | 2010-12-08 | 京瓷株式会社 | 晶片加热装置及半导体制造装置 |
| TWI281833B (en) * | 2004-10-28 | 2007-05-21 | Kyocera Corp | Heater, wafer heating apparatus and method for manufacturing heater |
| JP2006135130A (ja) * | 2004-11-08 | 2006-05-25 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体製造装置用加熱体およびこれを搭載した加熱装置 |
-
2005
- 2005-06-28 CN CN2005800287763A patent/CN101019208B/zh active Active
- 2005-06-28 US US11/571,352 patent/US8071916B2/en active Active
- 2005-06-28 WO PCT/JP2005/011823 patent/WO2006006391A1/ja active Application Filing
- 2005-06-28 TW TW094121614A patent/TWI353631B/zh active
- 2005-06-28 KR KR1020067027674A patent/KR101185794B1/ko active IP Right Grant
-
2010
- 2010-03-10 US US12/721,388 patent/US8519309B2/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001297858A (ja) | 1999-11-24 | 2001-10-26 | Ibiden Co Ltd | セラミックヒータ |
| JP2001351970A (ja) | 2000-04-07 | 2001-12-21 | Ibiden Co Ltd | 静電チャック |
| WO2002003434A1 (fr) | 2000-07-03 | 2002-01-10 | Ibiden Co., Ltd. | Radiateur ceramique pour appareil de fabrication ou de test de semi-conducteurs |
| JP2003100818A (ja) | 2001-09-25 | 2003-04-04 | Ibiden Co Ltd | 支持容器および半導体製造・検査装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US8071916B2 (en) | 2011-12-06 |
| WO2006006391A1 (ja) | 2006-01-19 |
| US20100170884A1 (en) | 2010-07-08 |
| KR20070028464A (ko) | 2007-03-12 |
| CN101019208A (zh) | 2007-08-15 |
| US20080017627A1 (en) | 2008-01-24 |
| TW200614354A (en) | 2006-05-01 |
| US8519309B2 (en) | 2013-08-27 |
| TWI353631B (en) | 2011-12-01 |
| CN101019208B (zh) | 2010-12-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101185794B1 (ko) | 웨이퍼 가열장치와 반도체 제조장치 | |
| KR100782395B1 (ko) | 세라믹 히터, 그것을 이용한 웨이퍼 가열장치 및 반도체 기판 제조방법 | |
| KR100725123B1 (ko) | 히터, 웨이퍼 가열장치 및 이 히터의 제조방법 | |
| JP2006127883A (ja) | ヒータ及びウェハ加熱装置 | |
| KR101098798B1 (ko) | 히터와 웨이퍼 가열장치 및 히터의 제조방법 | |
| JP4658913B2 (ja) | ウェハ支持部材 | |
| JP3929879B2 (ja) | ウェハ支持部材 | |
| JP2006332410A (ja) | ウェハ加熱装置およびそれを用いた半導体製造装置 | |
| JP3904986B2 (ja) | ウェハ支持部材 | |
| JP4931360B2 (ja) | ウェハ加熱装置 | |
| JP4146707B2 (ja) | ウェハ加熱装置 | |
| JP4776156B2 (ja) | セラミックスヒータ | |
| JP4776157B2 (ja) | セラミックスヒータ | |
| JP4646502B2 (ja) | ウェハ支持部材 | |
| JP3924513B2 (ja) | ウェハ支持部材 | |
| JP4693429B2 (ja) | ヒータ及びそれを用いたウェハ加熱用ヒータならびにウェハ加熱装置 | |
| JP4671592B2 (ja) | セラミックスヒータ | |
| JP3909266B2 (ja) | ウェハ支持部材 | |
| JP4666909B2 (ja) | セラミックスヒータ | |
| JP4596790B2 (ja) | セラミックスヒータおよびこれを用いたウェハ支持部材 | |
| JP4789790B2 (ja) | ウェハ支持部材 | |
| JP4463035B2 (ja) | ウェハ支持部材及びこれを用いた半導体製造装置 | |
| JP3894871B2 (ja) | ウェハ支持部材 | |
| JP4721658B2 (ja) | ウェハ支持部材 | |
| JP4189243B2 (ja) | ウェハ支持部材 |
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 | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150820 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160818 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170823 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180904 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190829 Year of fee payment: 8 |