KR101610889B1 - Heater - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 히터는 일측면에 기판이 안착되며, 내부에 상기 기판을 가열하는 발열체가 설치된 히팅부, 히팅부의 타측에 위치하고, 내부에 냉매가 흐르는 냉매 유로가 설치되어, 히팅부를 냉각시키는 냉각부, 히팅부와 냉각부 사이에 위치하는 빈 공간으로서, 상기 냉각부의 온도를 상기 히팅부로 전달하는 채널을 포함한다.
따라서, 본 발명의 실시형태들에 의하면, 히터 내부에 냉매 유로를 구비하여, 공정 시간 동안에 냉매를 순환시킴에 따라, 히터 바디에 열이 축적되어 공정 온도 이상으로 올라가는 것을 방지할 수 있다. 또한, 냉매 유로를 통해 흐르는 저온의 냉매에 의해 히터 바디가 직접 냉각되지 않고, 냉각 바디의 열이 채널을 거쳐 히터 바디로 전달되어 냉각된다. 다시 말하면, 냉각 바디의 온도가 채널을 통과하면서, 상기 채널 전체 영역에 균일하게 확산되면서 히터 바디에 전달된다. 따라서, 공정 수행 중에, 기판이 안착되는 히터 바디의 온도를 균일하게 유지할 수 있다.A heater according to the present invention includes a heating part on one side of which a substrate is mounted and a heating element for heating the substrate inside the heating part, a cooling medium flow path through which the cooling medium flows, And an empty space positioned between the heating unit and the cooling unit, and a channel for transmitting the temperature of the cooling unit to the heating unit.
Therefore, according to the embodiments of the present invention, it is possible to prevent the heat from accumulating in the heater body to rise above the process temperature, by providing the refrigerant passage in the heater and circulating the refrigerant during the process time. Further, the heater body is not directly cooled by the low-temperature refrigerant flowing through the refrigerant passage, but the heat of the cooling body is transferred to the heater body through the channel and cooled. In other words, while the temperature of the cooling body passes through the channel, it is uniformly diffused over the entire channel region and is transferred to the heater body. Thus, during the process, the temperature of the heater body on which the substrate is placed can be kept uniform.
Description
본 발명은 히터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공정 온도 이상으로 히터에 온도가 축적되는 것을 방지하면서, 영역별 온도 균일도가 높은 히터에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로 반도체 소자, 평판 표시 소자, 솔라셀 및 발광 다이오드와 같은 전자 소자들은 기판 상에 박막을 증착하고, 이러한 박막을 원하는 패턴으로 식각하여 제작된다. 이와 같은 기판을 처리하는 일반적인 기판 처리 장치는 챔버, 챔버 내에 설치되어 공정을 진행할 기판을 상부에 안치 또는 지지하며, 기판을 지지 가열하는 히터, 히터와 대향 설치되어 공정을 진행할 소정의 원료를 기판(S)으로 제공 또는 분사하는 원료 공급부, 히터에 열원 발생을 위한 전원을 인가하는 전원 공급부를 포함한다. 여기서, 기판 처리 장치는 플라즈마(plasma)를 발생시켜 기판을 처리하는 장치로서, 원료 공급부에는 플라즈마 형성을 위한 전원 예컨대, RF 전원이 인가될 수 있다.Generally, electronic devices such as semiconductor devices, flat panel display devices, solar cells, and light emitting diodes are fabricated by depositing a thin film on a substrate and etching the thin film into a desired pattern. A general substrate processing apparatus for processing such a substrate includes a chamber, a substrate placed in a chamber for supporting or supporting a substrate to be processed, a heater for heating and supporting the substrate, and a predetermined material to be processed, S, and a power supply unit for applying a power source for generating a heat source to the heater. Here, the substrate processing apparatus is an apparatus for processing a substrate by generating plasma, and a power source for plasma generation, for example, RF power, may be applied to the raw material supply unit.
일반적인 히터는 도 10에 도시된 바와 같이, 상부에 기판이 안착되는 히터 바디(31), 히터 바디(31) 내부에 매립되도록 설치되어, 전원선(80)으로부터 인가되는 전원에 의해 발열되어 히터 바디(31)를 가열하는 발열체(32), 히터 바디(31) 내부에 매립되도록 설치된 발열체(32)를 고정하는 히터 커버(33)를 포함한다.As shown in FIG. 10, a general heater is installed so as to be embedded in a
상술한 일반적인 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리 방법을 간략히 설명하면, 먼저 기판을 히터 상부에 안착시킨다. 그리고, 발열체(32)에 전원을 인가하여 히터 바디(31)를 기판의 공정 온도 예컨대, 100℃가 되도록 가열한다. 또한 이와 함께 원료 공급부로부터 기판을 향해 공정 가스를 분사하면서 RF 전원을 인가하면, 원료 공급부와 기판 사이에 플라즈마가 발생된다.The substrate processing method using the general substrate processing apparatus described above will be briefly described. First, the substrate is placed on the heater. Power is applied to the
한편, 공정이 시작된 후, 소정 시간 이후 예컨대, 2분 후부터 히터의 온도가 상승되기 시작하여, 히터 바디 및 기판이 공정 온도 이상이 된다(도 11 참조). 이는 생성된 플라즈마는 광(Light)과 함께 열을 가지고 있는데, 공정 동안 계속 발생되는 플라즈마에 의해 히터 바디(31)가 가열되어 열이 축적되기 때문이다. 이렇게 히터 바디(31)가 공정 온도 이상으로 가열되면, 전원 공급부에서는 발열체(32)로 전원을 출력하는 것을 중단하는데, 이때 플라즈마의 열에 의해 히터 바디(31)에 축적된 열 때문에, 전원 출력을 중단하더라도, 히터 바디(31)의 온도가 계속 상승한다. 이에, 공정이 완료되었을 때, 예컨대 공정 시간 10분 후에 히터 바디(31)는 공정 온도인 100℃에 비해 45℃ 상승한 145℃가 된다. 따라서, 기판을 처리하기 위한 히터 바디(31)의 공정 온도는 100℃이나, 플라즈마의 열에 의해 히터 바디(31)가 공정 온도 이상으로 가열됨에 따라, 박막 품질에 불량이 발생된다.On the other hand, after the start of the process, the temperature of the heater starts to rise from, for example, 2 minutes after the predetermined time, so that the heater body and the substrate become the process temperature or higher (see FIG. 11). This is because the generated plasma has heat together with the light because the
이에, 상술한 문제를 해결하기 위하여, 한국공개특허 10-2010-0137795에서와 같이, 히터 바디(31) 내부에 발열체(32)와 함께 냉매 유로(22)를 마련하였다. 즉, 도 12에 도시된 바와 같이, 히터(30)는 상부에 기판이 안착되는 히터 바디(31), 히터 바디(31) 내부에 매립되도록 설치되어, 전원선(80)으로부터 인가되는 전원에 의해 발열되어 히터 바디(31)를 가열하는 발열체(32), 히터 바디(31) 내부에서 발열체(32)의 하측에 위치하도록 설치되어, 발열체(32)를 고정하는 히터 커버(33), 히터 바디(31) 내부에서 히터 커버(33) 하측에 위치하며, 그 내부로 냉매 예컨대, 냉각수가 순환 또는 흐르는 냉매 유로(22), 히터 바디(31) 내부에서 냉매 유로(22) 하측에 매립되도록 설치되어, 냉매 유로(22)를 폐쇄하거나, 지지 고정하는 냉각 커버(23), 냉매 유로(22) 내부로 냉매를 공급하는 냉매 공급 라인(90)을 포함한다.In order to solve the above-described problem, a
도 12에 도시된 바와 같은 히터(30)를 이용한 기판 처리 방법에 있어서, 발열체(32)에 전원을 인가하여 히터 바디(31)를 가열하면서, 냉매 유로(22)로 공정 온도에 비해 온도가 낮은 온도를 가지는 냉매를 순환시킨다. 이러한 냉매의 순환에 의해 히터 바디(31)가 냉각되며, 이로 인해 공정 시간 경과에 따라 플라즈마의 열에 의해 히터 바디(31)에 열이 축적되는 것을 도 10에 도시된 히터(30)에 비해 방지할 수 있다. 그러나, 기판이 안착되는 히터 바디(31)의 온도 균일도가 떨어지는 문제가 발생된다. 이는, 냉매 유로로 흐르는 냉매의 저온의 온도가 직접 히터 바디(31)로 전달되어, 상기 히터 바디(31)를 직접 냉각시키기 때문이다. 다른 말로 하면, 히터 바디(31) 내부에 발열체(32) 및 냉매 유로(22)가 함께 매설되기 때문에, 냉매로 인해 히터 바디(31)가 직접 냉각됨에 따라, 냉각 정도가 너무 크다. 그리고 냉매 유로(22)는 발열체(32)를 따라 소정의 패턴을 형성하도록 히터 바디(31) 내부에 설치된다. 즉, 히터 바디(31) 내부의 일부 영역에는 냉매 유로(22)가 설치되나, 나머지 영역에는 냉매 유로(22)가 설치되지 않는다. 그런데, 상술한 바와 같이, 발열체(32)와 냉매 유로(22) 사이에 별도의 빈 공간 또는 이격 공간 없어, 냉매에 의해 히터 바디(31)가 직접 냉각됨에 따라, 냉매 유로(22)가 대응 위치하여 직접 냉각되는 히터 바디(31)의 위치와, 냉매 유로(22)가 대응 위치하지 않는 히터 바디(31)의 위치 간의 온도 편차가 크다. 따라서, 기판이 안착되는 히터 바디(31) 상부면의 위치별 온도 편차가 크며, 이에 따라 히터 바디(31) 상부면의 온도 균일도가 떨어지며, 이로 인해 박막 품질에 불량이 발생된다.12, when power is applied to the
본 발명은 공정 온도 이상으로 히터에 온도가 축적되는 것을 방지할 수 있는 히터를 제공한다.The present invention provides a heater capable of preventing temperature from accumulating in the heater beyond the process temperature.
또한, 영역별 온도 균일도가 높은 히터를 제공한다.Further, a heater having a high temperature uniformity per region is provided.
본 발명에 따른 히터는 일측면에 기판이 안착되며, 내부에 상기 기판을 가열하는 발열체가 설치된 히팅부; 상기 히팅부의 타측에 위치하고, 내부에 냉매가 흐르는 냉매 유로가 설치되어, 상기 히팅부를 냉각시키는 냉각부; 상기 히팅부와 냉각부 사이에 위치하는 빈 공간으로서, 상기 냉각부의 온도를 상기 히팅부로 전달하는 채널;을 포함한다.A heater according to the present invention includes: a heating unit having a substrate mounted on one side thereof and a heating element for heating the substrate; A cooling unit disposed at the other side of the heating unit and having a refrigerant flow path through which the refrigerant flows, the cooling unit cooling the heating unit; And a channel disposed between the heating unit and the cooling unit, the channel passing the temperature of the cooling unit to the heating unit.
상기 채널은 상기 히팅부와 냉각부 사이에서 상기 냉매 유로 및 발열체가 확산 형성된 방향으로 연장 형성된다.The channel extends between the heating portion and the cooling portion in a direction in which the coolant channel and the heating body are diffused.
상기 채널은 상기 히팅부와 냉각부 사이에서, 중심으로부터 외측 방향으로 연장 형성되며, 상기 채널의 최외각 끝단은 상기 히팅부에서 최외각에 위치한 발열체에 비해 외측에 위치하고, 상기 냉각부에서 최외각에 위치한 냉매 유로에 비해 외측에 위치하도록 연장 형성된다.Wherein the channel is formed between the heating portion and the cooling portion so as to extend outwardly from the center, the outermost end of the channel is positioned on the outer side with respect to the heating element located at the outermost position in the heating portion, The refrigerant flow path is formed so as to extend outwardly from the refrigerant flow path.
상기 채널의 높이는 상기 히터 전체 두께의 2.5%이상, 7.5% 이하이다.The height of the channel is not less than 2.5% and not more than 7.5% of the total thickness of the heater.
상기 채널의 높이는 상기 히터 전체 두께의 5% 이상, 7.5% 이하이다.The height of the channel is not less than 5% and not more than 7.5% of the total thickness of the heater.
상기 히팅부는 일측면에 기판이 안착되는 히터 바디 및 상기 히터 바디 내부에 설치되어, 상기 히터 바디를 가열하는 발열체를 포함하고, 상기 냉각부는 일측면이 상기 히터 바디의 타측면과 대향하도록 상기 히터 바디의 타측에 위치하는 냉각 바디 및 상기 냉각 바디 내부에 마련되며, 내부로 냉매가 흐르는 냉매 유로를 포함하며, 상기 히터 바디의 타측면 및 상기 냉각 바디의 일측면 중 적어도 하나는 단차를 가지는 형상이며, 상기 채널은 상기 히터 바디의 타측면과 상기 냉각 바디 일측면 사이에 위치하도록 상기 히터 바디의 타측면 및 상기 냉각 바디의 일측면 중 적어도 하나에 마련된 단차에 의해 구획된다.The heating unit includes a heater body on one side of which a substrate is mounted, and a heating element that is installed inside the heater body to heat the heater body. The cooling unit is mounted on the heater body so that one side faces the other side of the heater body. And at least one of a side surface of the heater body and a side surface of the cooling body has a stepped portion, and the cooling body is disposed inside the cooling body, The channel is defined by a step provided on at least one of the other side of the heater body and one side of the cooling body so as to be positioned between the other side of the heater body and one side of the cooling body.
상기 히터 바디의 타측면은 단차를 가지는 형상이고, 상기 냉각 바디의 일측면은 평탄면이며, 상기 히터 바디의 타측면의 영역 중, 중앙 영역의 표면 높이가 가장자리 영역의 표면 높이에 비해 높은 형상이고, 상기 채널은 상기 히터 바디 타측면의 중앙 영역의 표면과 상기 냉각 바디의 일측면의 중앙 영역 표면 사이의 이격 공간이다.The other side surface of the heater body has a stepped shape, and the one side surface of the cooling body is a flat surface, and the surface height of the center area of the other side surface of the heater body is higher than the surface height of the edge area , The channel is the spacing space between the surface of the central region of the heater body lateral surface and the central region surface of one side of the cooling body.
상기 냉각 바디의 일측면은 단차를 가지는 형상이고, 상기 히터 바디의 일측면은 평탄면이며, 상기 냉각 바디의 일측면의 영역 중, 중앙 영역의 표면 높이가 가장자리 영역의 표면 높이에 비해 낮은 형상이고, 상기 채널은 상기 냉각 바디 일측면의 중앙 영역의 표면과 상기 히터 바디의 타측면의 중앙 영역 표면 사이의 이격 공간이다.Wherein one side surface of the cooling body has a stepped shape and one side surface of the heater body is a flat surface and a surface height of a center region of the one side surface of the cooling body is lower than a surface height of the edge region And the channel is a space between the surface of the central region of one side of the cooling body and the surface of the central region of the other side of the heater body.
상기 히터 바디의 타측면 및 상기 냉각 바디 각각은 단차를 가지는 형상이며, 상기 채널은 상기 히터 바디 및 냉각 바디 각각의 단차에 의해, 상기 히터 바디의 타측면과 상기 냉각 바디 일측면 사이의 이격 공간이며, 상기 히터 바디의 타측면의 단차는, 상기 히터 바디의 타측면의 영역 중, 중앙 영역의 표면 높이가 가장자리 영역의 표면 높이에 비해 높은 형상이고, 상기 냉각 바디의 일측면의 단차는, 냉각 바디의 일측면의 영역 중, 중앙 영역의 표면 높이가 가장자리 영역의 표면 높이에 비해 낮은 형상이며, 상기 채널은 상기 히터 바디 타측면의 중앙 영역의 표면과 상기 냉각 바디의 일측면의 중앙 영역 표면 사이의 이격 공간이다.The other side surface of the heater body and the cooling body each have a stepped portion and the channel is a spacing space between the other side surface of the heater body and one side surface of the cooling body by the step of each of the heater body and the cooling body Wherein a height of a surface of the other side of the heater body is higher than a height of a surface of the center area of the other side surface of the heater body as compared with a surface height of the edge area, Wherein the height of the surface of the central region is lower than the height of the surface of the edge region and the channel is formed between the surface of the central region of the heater body and the central region surface of the cooling body It is a spacing space.
상기 히터 바디의 타측면은 상기 냉매 유로의 연장 방향을 따라 복수의 단차가 나열되도록 마련된 형상이고, 상기 냉각 바디의 일측면은 평탄면이며, 상기 히터 바디의 타측면은 상기 냉매 유로와 대향하는 위치의 영역의 표면 높이가 다른 영역에 비해 높도록 형성된 단차 형상이고, 상기 채널은 상기 히터 바디의 타측면에 마련된 복수의 단차와 상기 냉각 바디의 일측면 사이의 공간인이다.The other side surface of the heater body is formed to have a plurality of steps arranged along the extending direction of the refrigerant flow path, one side surface of the cooling body is a flat surface, and the other side surface of the heater body is located at a position And the channel is a space between a plurality of steps provided on the other side of the heater body and a side surface of the cooling body.
상기 냉각 바디의 일측면은 상기 냉매 유로의 연장 방향을 따라 복수의 단차가 나열되도록 마련된 형상이고, 상기 히터 바디의 타측면은 평탄면이며, 상기 냉각 바디의 일측면은 상기 냉매 유로와 대향하는 위치의 영역의 표면 높이가 다른 영역에 비해 낮도록 형성된 단차 형상이고, 상기 채널은 상기 냉각 바디의 일측면에 마련된 복수의 단차와 상기 히터 바디의 타측면 사이의 공간이다.Wherein one side surface of the cooling body is shaped so that a plurality of steps are arranged along an extending direction of the refrigerant channel, the other side surface of the heater body is a flat surface, and one side surface of the cooling body is located at a position And the channel is a space between a plurality of steps provided on one side of the cooling body and the other side of the heater body.
상기 히터 바디 내부에는 상기 발열체가 삽입 설치되도록 발열체 수납홈이 마련되며, 상기 발열체 수납홈은 상기 히터 바디의 타측면 방향이 개구된 형상이고, 상기 냉각 바디 내부에는 상기 냉매 유로가 마련되는 냉매 유로 수납홈이 마련되며, 상기 냉매 유로 수납홈은 상기 냉각 바디의 일측면 방향이 개구된 형상이다.The heating body accommodating groove is formed in the inside of the heater body such that the heating body is inserted into the heating body accommodating groove. The heating body accommodating groove is formed in the other side of the heater body in an open shape, And the refrigerant flow path groove has a shape in which one side direction of the cooling body is opened.
상기 발열체와 냉매 유로 사이에 위치하도록 발열체 수납홈으로 삽입되어, 상기 발열체 수납홈을 커버하면서, 상기 발열체 수납홈 내부에 수납된 상기 발열체를 지지 고정하는 히터 커버를 포함하고, 상기 히터 커버와 상기 냉매 유로 사이에 위치하도록 상기 냉매 유로 수납홈으로 삽입되어, 상기 냉매 유로 수납홈을 커버하면서, 상기 냉매 유로 수납홈에 수납된 상기 냉매 유로를 지지 고정하는 냉각 커버를 포함하다.And a heater cover which is inserted into the heating-element accommodating groove so as to be positioned between the heating element and the refrigerant passage and which supports and fixes the heating element accommodated in the heating-element accommodating groove while covering the heating-element accommodating groove, And a cooling cover which is inserted into the refrigerant flow path accommodating groove so as to be positioned between the flow paths and which covers the refrigerant flow path accommodating groove and supports and fixes the refrigerant flow path accommodated in the refrigerant flow path accommodating groove.
본 발명의 실시형태들에 의하면, 히터 내부에 냉매 유로를 구비하여, 공정 시간 동안에 냉매를 순환시킴에 따라, 히터 바디에 열이 축적되어 공정 온도 이상으로 올라가는 것을 방지할 수 있다. 또한, 히터 바디를 냉각시키는 냉매 유로를 구비하면서도, 상기 냉매 유로가 마련된 냉각 바디가 히터 바디와 이격되도록 하여, 히터 바디와 냉각 바디 사이에 채널을 마련한다. 따라서, 냉매 유로를 통해 흐르는 저온의 냉매에 의해 히터 바디가 직접 냉각되지 않고, 냉각 바디의 열이 채널을 거쳐 히터 바디로 전달되어 냉각된다. 다시 말하면, 냉각 바디의 온도가 채널을 통과하면서, 상기 채널 전체 영역에 균일하게 확산되면서 히터 바디에 전달된다. 따라서, 공정 수행 중에, 기판이 안착되는 히터 바디의 온도를 균일하게 유지할 수 있다. According to the embodiments of the present invention, a refrigerant flow path is provided in the heater, and the refrigerant is circulated during the process time, so that heat can be prevented from accumulating in the heater body and rising above the process temperature. In addition, a cooling body provided with the refrigerant flow path is spaced apart from the heater body, and a channel is provided between the heater body and the cooling body, while a refrigerant flow path for cooling the heater body is provided. Therefore, the heater body is not directly cooled by the low-temperature refrigerant flowing through the refrigerant passage, but the heat of the cooling body is transmitted to the heater body through the channel and cooled. In other words, while the temperature of the cooling body passes through the channel, it is uniformly diffused over the entire channel region and is transferred to the heater body. Thus, during the process, the temperature of the heater body on which the substrate is placed can be kept uniform.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 히터를 구비하는 기판 처리 장치를 도시한 단면도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 히터 및 구동부를 도시한 단면도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 히터를 확대 도시한 단면도
도 4는 실시예의 제 1 변형예에 따른 히터를 확대 도시한 단면도
도 5는 실시예의 제 2 변형예에 따른 히터를 확대 도시한 단면도
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 히터를 확대 도시한 단면도
도 7은 제 2 실시예의 변형예에 따른 히터를 확대 도시한 단면도
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 히터에 있어서, 채널의 높이에 따른 히터 바디의 온도, 온도 균일도 및 발열체로 인가되는 전류를 도시한 그래프
도 9은 본 발명의 실시예에 따른 히터에 있어서, 채널의 높이에 따른 온도 변화를 나타낸 그래프이다.
도 10은 일반적인 히터를 도시한 단면도
도 11은 일반적인 히터의 구동 시에, 공정 시간 경과에 따른 히터 바디의 온도를 도시한 그래프
도 12는 다른 일반적인 히터를 도시한 단면도
도 13은 본 발명의 실시예, 제 1 및 제 2 비교예에 따른 히터 바디에 있어서, 온도 측정 위치를 설명하기 위한 도면1 is a cross-sectional view showing a substrate processing apparatus having a heater according to an embodiment of the present invention
2 is a cross-sectional view illustrating a heater and a driving unit according to an embodiment of the present invention.
3 is an enlarged cross-sectional view of a heater according to an embodiment of the present invention.
4 is an enlarged cross-sectional view of the heater according to the first modification of the embodiment
5 is an enlarged cross-sectional view of a heater according to a second modification of the embodiment
6 is an enlarged cross-sectional view of a heater according to a second embodiment of the present invention
7 is an enlarged cross-sectional view of a heater according to a modification of the second embodiment
8 is a graph showing the temperature of the heater body, the temperature uniformity, and the current applied to the heating element according to the height of the channel in the heater according to the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a graph illustrating a temperature change according to a channel height in a heater according to an embodiment of the present invention.
10 is a cross-sectional view showing a general heater
11 is a graph showing the temperature of the heater body according to the elapse of the process time at the time of driving the general heater
12 is a cross-sectional view showing another general heater
13 is a view for explaining a temperature measurement position in the heater body according to the embodiment of the present invention and the first and second comparative examples;
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know. Wherein like reference numerals refer to like elements throughout.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 히터를 구비하는 기판 처리 장치를 도시한 단면도이다. 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 히터 및 구동부를 도시한 단면도이다. 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 히터를 확대 도시한 단면도이다. 도 4는 제 1 실시예의 제 1 변형예에 따른 히터를 확대 도시한 단면도이고, 도 5는 실시예의 제 2 변형예에 따른 히터를 확대 도시한 단면도이다. 도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 히터를 확대 도시한 단면도이다. 도 7은 제 2 실시예의 변형예에 따른 히터를 확대 도시한 단면도이다. 도 8은 채널의 높이에 따른 히터 바디의 온도, 온도 균일도 및 발열체로 인가되는 전류를 도시한 그래프이다.1 is a cross-sectional view illustrating a substrate processing apparatus having a heater according to a first embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional view illustrating a heater and a driving unit according to a first embodiment of the present invention. 3 is an enlarged cross-sectional view of a heater according to a first embodiment of the present invention. FIG. 4 is an enlarged sectional view of a heater according to a first modification of the first embodiment, and FIG. 5 is an enlarged sectional view of a heater according to a second modification of the embodiment. 6 is an enlarged cross-sectional view of a heater according to a second embodiment of the present invention. 7 is an enlarged cross-sectional view of a heater according to a modification of the second embodiment. 8 is a graph showing the temperature of the heater body, the temperature uniformity, and the current applied to the heating body according to the channel height.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치는 기판(S)을 처리할 수 있는 내부 공간을 가지는 챔버(100), 챔버(100) 내에 설치되어 공정을 진행할 기판(S)을 상부에 안치 또는 지지하며, 기판(S)을 지지 가열하는 히터(300), 히터(300)와 대향 설치되어 공정을 진행할 소정의 원료를 기판(S)으로 제공 또는 분사하는 원료 공급부(400), 히터(300)에 열원 발생을 위한 전원을 인가하며, 히터의 온도에 따라 발열체로 인가되는 전원의 크기를 조절하는 전원 공급부(500), 전원 공급부(500)와 히터(300)를 연결하도록 설치되어, 전원 공급부(500)로부터 제공된 전원을 히터(300)로 공급하는 전원선(800), 챔버(100) 외부에 설치되어 히터(300) 내부로 냉매를 공급하기 위한 냉매 공급부(600), 일단이 냉매 공급부(600)와 연결되고, 타단이 히터(300) 연결되어, 히터 내부로 냉매를 공급하는 냉매 공급 라인(900)을 포함한다. 또한, 히터(300)와 연결되어, 상기 히터(300)를 승하강 또는 회전시키는 구동부(700)를 포함한다. 여기서 구동부(700)는 히터(300)와 연결된 샤프트(410) 및 샤프트(410)를 지지하도록 설치되어, 상기 샤프트(410)를 승하강 또는 회전시키는 동력원(420)을 포함한다.Referring to FIG. 1, a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a
챔버(100)는 내부공간을 갖는 통 형상으로 제작된다. 이러한 챔버(100)는 도시되지는 않았지만, 챔버 몸체와 챔버 리드로 분리되도록 제작될 수 있다. 이를 통해, 챔버(100)와 챔버(100) 내부에 설치된 장치들을 유지 보수할 수 있다. 물론 이에 한정되지 않고 챔버(100)의 형상은 다양하게 변경될 수 있다. 그리고 도시되지는 않았지만, 챔버(100) 일측에는 기판(s)이 출입하는 출입구가 마련되고, 상기 출입구를 개폐하기 위한 별도의 개폐 수단 예를 들어, 게이트 밸브, 슬릿 밸브가 마련된다.The
원료 공급부(400)는 히터(300)에 안착된 기판(S)에 공정 원료 예컨대, 증착 원료 또는 식각을 위한 원료를 분사하는 수단으로서, 히터(300)의 상측에 대향 설치된다. 이러한 원료 공급부는 챔버(100) 내측에 설치되어 기판 처리 원료를 기판 처리 공간에 분사하는 원료 분사부(310)와, 원료 분사부(310)에 기판 처리 원료를 공급하는 원료 저장부(320)를 구비한다. 원료 저장부(320)와 원료 분사부(310)는 별도의 공급 파이프에 의해 연결된다. 그리고, 이들 사이에는 공급되는 원료량을 제어하기 위한 제어 수단(예를 들어 MFC)가 마련될 수도 있다. 원료 분사부(310)는 샤워헤드 형태로 제작되는 것이 효과적이다. 물론 이에 한정되지 않고, 다양한 형상이 가능하다. 여기서, 기판 처리 원료는 챔버(100) 내측에서 수행되는 기판 처리 공정에 따라 다양할 수 있다. 또한, 사용되는 기판(S)에 따라 기판 처리 원료는 다양할 수 있다. The raw
또한, 실시예에 따른 기판 처리 장치에서 원료 분사부(410)는 플라즈마 형성을 위한 애노드(anode)이며, 플라즈마 전원 공급부(430)와 연결되며, 상기 플라즈마 전원 공급부(430)는 원료 분사부에 예컨대 RF 전원을 인가한다.
In the substrate processing apparatus according to the embodiment, the raw
히터(300)는 챔버(100) 내부에서 원료 분사부(410)의 하측에 대향 설치되며, 상부에는 기판(S)이 안치된다. 이러한 히터(300)는 상부에 기판(S)이 안착 지지되며, 기판(S)을 가열하는 발열체(312)가 구비된 히팅부(310), 히팅부(310)의 하측에 위치하며, 히팅부(310)를 냉각시키기 위한 냉매 유로(322)가 구비된 냉각부(320), 냉각부(320)의 저온의 온도가 히팅부로 직접적으로 전달되지 않고, 간접적으로 전달되도록, 히팅부(310)와 냉각부(320) 사이에 마련된 빈 공간의 채널(330)을 포함한다.The heater 300 is installed inside the
히팅부(310)는 판(plate) 형상이며, 상부에 기판(S)이 안착되는 히터 바디(311), 히터 바디(311) 내부에 매립되도록 설치되어, 전원선(800)으로부터 인가되는 전원에 의해 발열되어 히터 바디(311)를 가열하는 발열체(312), 히터 바디(311) 내부에 매립되도록 설치된 발열체(312)를 고정하는 히터 커버(313)를 포함한다.The
히터 바디(311)는 기판(S)과 대응하는 형상, 예컨대, 원형의 판 형상일 수 있다. 물론 이에 한정되지 않고 히터 바디(311)는 기판(S)의 형상에 따라 다양한 형상으로 변경 가능하다. 그리고, 기판(S)이 안착되는 히터 바디(311)의 일면 즉, 상부면의 반대면인 하부면은 단차를 가지는 형상일 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 히터 바디(311) 하부면의 영역 중, 중앙 영역(315)의 표면 높이가 가장자리 영역(316)의 표면 높이에 비해 높은 단차를 가지도록 형성된다. 다른 말로 설명하면, 히터 바디(311) 하부면은 그 가장자리 영역(316)이 중앙 영역(315)에 비해 냉각부(320)가 위치한 방향 또는 하측 방향으로 돌출되도록 형성된다. 이러한 히터 바디(311) 하부면의 형상은 히팅부(310)와 냉각부(320) 사이에 이격된 빈 공간인 채널(330)을 마련하기 위함이다. 이때 실시예에 따른 히터 바디(311) 하부면의 단차 높이는 마련하고자 하는 채널(330)의 높이(H2)의 절반(1/2)일 수 있다. 물론, 히터 바디(311) 하부면의 단차 높이는 마련하고자 하는 채널(330)의 높이(H2)의 절반(1/2) 미만 또는 절반(1/2)을 초과하는 높이일 수 있다.The
히터 바디(311) 내부에는 전술한 바와 같이 발열체(312)가 매립 설치되는데, 이를 위해 히터 바디(311)에는 발열체(312)가 삽입되어 수납될 수 있는 수납홈(이하, 발열체 수납홈(314))이 마련된다. 여기서, 발열체 수납홈(314)은 히터 바디(311)의 하부면으로부터 상측 방향으로 마련되며, 냉각부(320)가 위치한 방향 즉, 하측이 개구된 형상이다. 또한, 발열체 수납홈(314)은 수납 설치되는 발열체(312)의 설치 패턴 또는 설치 형상과 대응하는 형상으로 연장 형성된다. 예컨대, 발열체 수납홈(314)은 히터 바디(311)의 전 영역에 걸쳐 고르게 분포하도록 설치되며, 이를 위해 복수번 절곡된 형상으로 연장 형성될 수 있다. 예컨대, 발열체 수납홈(314)은 히터 바디(311)의 중심으로부터 외측 방향으로 연장되는데, 나선형으로 확산되도록 복수번 절곡된 형상으로 설치될 수 있다. 물론 발열체 수납홈(314)의 형상은 발열체(312)의 설치 패턴 또는 설치 형상에 따라 다양하게 변경될 수 있다.The
발열체(312)는 전술한 바와 같이 히터 바디(311)에 마련된 발열체 수납홈(314) 내부에 수납되도록 설치된다. 여기서, 발열체(312)로는 라인 또는 튜브 형태의 발열체를 사용하거나, 박막 형태의 발열체를 사용할 수 있다. 본 실시예에서는 발열체(312)로서 라인 또는 튜브 형태의 발열체를 사용한다. 그리고 이러한 발열체(312)는 히터 바디(311) 내부에서, 히터 바디(311)의 전 영역에 걸쳐 고르게 분포하도록 설치되며, 이를 위해 복수번 절곡된 형상으로 연장 설치될 수 있다. 예컨대, 발열체(312)는 히터 바디(311)의 중심으로부터 외측 방향으로 연장되는데, 나선형으로 확산되도록 복수번 절곡된 형상으로 설치될 수 있다. 물론 발열체(312)가 히터 바디(311) 내부에 설치되는 형상은 다양한 형상으로 변경 가능하다.The
히터 커버(313)는 발열체 수납홈(314)을 폐쇄 또는 개폐하고, 발열체 수납홈(314)에 수납된 발열체(312)를 지지 고정한다. 이를 위해 히터 커버(313)는 히터 바디(311)에 마련된 발열체 수납홈(314)과 대응하는 형상으로 연장 형성된 형상이며, 히터 커버(313)가 발열체 수납홈(314) 내부로 삽입되도록 설치됨으로써, 상기 발열체 수납홈(314)을 폐쇄한다. 이때, 히터 커버(313)는 발열체 수납홈(314)의 하측 개구를 통해 삽입되어, 발열체(312)의 하측에 위치하도록 설치된다. 또한, 발열체 수납홈(314) 내부로 삽입되어 발열체(312)와 마주보는 히터 커버(313)의 적어도 일면은 발열체(312)와 접촉되어, 상기 발열체(312)를 밀착 지지 고정한다. 이를 위해, 발열체(312)와 마주보는 히터 커버(313)의 일측은 상기 발열체(312)와 부합하는 또는 대응하는 형상일 수 있다. 예컨대, 발열체(312)의 횡단면의 형상이 원형일 때, 상기 발열체(312)와 마주보는 히터 커버(313)의 일면은 상기 발열체(312)의 곡면과 용이하게 접촉될 수 있도록, 하측으로 오목한 홈 또는 곡면을 가지도록 마련될 수 있다.The
그리고, 히터 커버(313)는 히터 바디(311)의 열 전도율과 동일한 물질(오차 범위(±5%) 내에서 동일한 물질)을 사용하는 것이 효과적이다.
It is effective that the
냉각부(320)는 히터 바디(311)의 하측에 위치하며, 판(plate) 형상인 냉각 바디(321), 냉각 바디(321) 내부에 마련되며, 그 내부로 냉매 예컨대, 냉각수(PCW)가 순환 또는 흐르는 냉매 유로(322), 냉각 바디(321) 내부에 매립되도록 설치되어, 냉매 유로(322)를 폐쇄하거나, 지지 고정하는 냉각 커버(323)를 포함한다.The
냉각 바디(321)는 히터 바디(311)와 대응하는 형상, 예컨대, 그 단면의 형상이 원형인 판(Plate) 형상일 수 있다. 물론, 냉각 바디(321)의 형상은 이에 한정되지 않고, 기판(S) 또는 히터 바디(311)의 형상에 따라 다양하게 변경되어도 무방하다. 그리고, 히터 바디(311)의 하부면과 마주보는 또는 채널(330)을 마련하고자 하는 방향의 일면 즉, 냉각 바디(321)의 상부면은 단차를 가지는 형상일 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 냉각 바디(321) 상부면의 영역 중, 중앙 영역(325)의 표면 높이가 가장자리 영역(326)의 표면 높이에 비해 낮은 단차를 가지도록 형성된다. 다른 말로 설명하면, 냉각 바디(321) 상부면은 그 가장자리 영역(326)이 중앙 영역(325)에 비해 히팅부(310)가 위치한 방향 또는 상측 방향으로 돌출되도록 형성된다. 이러한 냉각 바디(321) 상부면의 단차 구조는 히터 바디(311) 하부면에 마련된 단차 구조와 함께 빈 공간인 채널(330)을 마련하기 위함이다. 이때 실시예에 따른 냉각 바디(321) 하부면의 단차 높이는 마련하고자 하는 채널(330)의 높이(H2)의 절반(1/2)일 수 있다. 물론, 냉각 바디(321) 상부면의 단차 높이는 마련하고자 하는 채널(330)의 높이(H2)의 절반(1/2) 미만 또는 절반(1/2)을 초과하는 높이일 수 있다.The cooling
그리고 냉각 바디(321)의 상부면에서 중앙 영역(325)에 비해 상측으로 돌출된 가장자리 영역(326)은 상술한 히터 바디(311) 하부면에서 중앙 영역(315)에 비해 하측으로 돌출된 가장자리 영역(316)과 대응 또는 대향 위치하여, 상호 접속 및 결합된다. 또한, 냉각 바디(321)의 상부면에서 가장자리 영역(326)에 비해 표면 높이가 낮은 중앙 영역(325)의 표면은 상술한 히터 바디(311) 하부면에서 가장자리 영역(316)에 비해 표면 높이가 높은 중앙 영역(315)의 표면과 대응 또는 대향 위치하면서, 상호 이격된다. 이에, 히터 바디(311) 하부면과 냉각 바디(321) 상부면 사이에 빈 공간인 채널이 마련된다. 보다 구체적으로는, 히터 바디(311) 하부면에서 하측으로 돌출된 가장자리 영역(316)을 제외한 중앙 영역(315)과, 냉각 바디(321) 상부면에서 상측으로 돌출된 가장자리 영역(326)을 제외한 중앙 영역(325) 사이에 채널(330)이 마련된다. 채널(330)에 대한 상세한 설명은 이하에서 하기로 한다.The
냉각 바디(321) 내부에는 냉매 유로(322)가 마련되는데, 예컨대 냉매 유로(322)는 내부 공간을 가지는 관(pipe) 또는 튜브(tube) 형상일 수 있으며, 이러한 냉매 유로(322)를 매립하기 위해, 냉각 바디(321) 내부에는 냉매 유로(322)가 삽입되어 수납될 수납홈(이하, 냉매 유로 수납홈(324))이 마련된다. 여기서, 냉매 유로 수납홈(324)은 냉각 바디(321)의 상부면으로부터 하측 방향으로 마련되며, 히팅부(310)가 위치한 방향 즉, 상측이 개구된 형상이다. 또한, 냉매 유로 수납홈(324)은 수납, 설치되는 냉매 유로(322)의 설치 패턴 또는 설치 형상과 대응하는 형상으로 연장되도록 마련된다. 예컨대, 냉매 유로 수납홈(324)은 냉각 바디(321)의 전 영역에 걸쳐 고르게 분포하도록 설치되며, 이를 위해 복수번 절곡되도록 연장 형성될 수 있다. 즉, 냉매 유로 수납홈(324)은 냉각 바디(321)의 중심으로부터 외측 방향으로 연장되는데, 나선형으로 확산되도록 복수번 절곡된 형상으로 마련될 수 있다. 물론, 냉매 유로 수납홈(324)이 연장 형성된 형상 또는 냉매 유로 수납홈(324)의 패턴은 설치하고자 하는 냉매 유로(322)가 연장 형성될 형상 또는 냉매 유로(322)의 패턴에 따라 다양하게 변경될 수 있다.The
냉매 유로(322)는 냉각 바디(321)에 내부에 설치된다. 이때, 냉매 유로(322)는 상술한 바와같이, 내부 공간을 가지는 별도의 파이프(pipe)또는 튜브(tube)로 마련될 수 있으며, 이러한 냉매 유로(322)는 냉각 바디(321) 내부에 마련된 냉매 유로 수납홈(324) 내부에 삽입 설치되어, 냉각 바디(321)에 매립된다. 그리고 냉매 유로(322)는 냉각 바디(321) 내부에서, 냉각 바디(321)의 전 영역에 걸쳐 고르게 분포하도록 설치되며, 이를 위해 복수번 절곡된 형상으로 연장 설치될 수 있다. 예컨대, 냉매 유로(322)는 냉각 바디(321)의 중심으로부터 외측 방향으로 연장되는데, 나선형으로 확산 되도록 복수번 절곡된 형상으로 설치될 수 있다. 물론, 냉매 유로(322)가 냉각 바디(321) 내부에 설치되는 형상은 다양한 형상 또는 패턴으로 변경 가능하다.The
냉각 커버(323)는 냉매 유로 수납홈(324)을 폐쇄 또는 개폐하고, 냉매 유로 수납홈(324)에 수납된 냉매 유로(322)를 지지 고정한다. 이를 위해, 냉각 커버(323)는 냉각 바디(321)에 마련된 냉매 유로 수납홈(324)과 대응하는 형상으로 연장된 형태로 마련되며, 냉각 커버(323)가 냉매 유로 수납홈(324) 내부로 삽입되도록 설치됨으로써, 냉매 유로 수납홈(324)을 폐쇄한다. 이때, 냉각 커버(323)는 냉매 유로 수납홈(324)의 상측 개구를 통해 삽입되어, 냉매 유로(322)의 상측에 위치하도록 설치된다. 또한, 냉매 유로 수납홈(324) 내부로 삽입되어 냉매 유로(322)와 마주보는 냉매 유로(322)의 적어도 일면은 상기 냉매 유로(322)와 접촉, 밀착되어, 냉매 유로(322)를 지지 고정한다. 이를 위해, 냉매 유로(322)와 마주보는 냉각 커버(323)의 일측은 상기 냉매 유로(322)와 부합하는 또는 대응하는 형상일 수 있다. 예컨대, 냉매 유로(322)의 횡단면의 형상이 원형일 때, 상기 냉매 유로(322)와 마주보는 냉각 커버(323)의 일면은 상기 냉매 유로(322)의 곡면과 용이하게 접촉될 수 있도록, 곡률 또는 곡면을 가지는 형상으로 마련될 수 있다. 그리고 냉각 커버(323)는 냉각 바디(321)의 열 전도율과 동일한 물질(오차 범위(±5%) 내에서 동일한 물질)을 사용하는 것이 효과적이다.The
상기에서는 냉매 유로(322)로서, 그 내부로 냉매가 흐르는 파이프(pipe) 또는 튜브(tube) 형태로 별도로 마련되며, 이러한 냉매 유로(322)가 냉각 바디(321) 내부에 매설되는 구조를 설명하였다. 하지만, 이에 한정되지 않고, 냉매가 흐를 수 있도록 냉각 바디(321) 내부를 직접 가공하여 냉매 유로(322)를 마련할 수 있다. 즉, 파이프(pipe) 또는 튜브(tube) 형태의 별도의 냉매 유로(322)를 냉각 바디 내부에 매설하는 구조가 아닌, 냉각 바디 내부를 가공함으로써, 냉매 유로(322)를 마련할 수 있다. 이때, 냉각 커버(323)는 냉각 바디(321) 내부에 마련된 냉매 유로를 커버하여 폐쇄하도록 냉각 바디(321) 내부에 삽입 설치된다.The
여기서, 상술한 히팅부(310)와 냉각부(320)는 각기 별도 또는 분리 제작된 다음, 상호 결합될 수 있다. 이때 히터 바디(311)와 냉각 바디(321) 간의 결합은 용접을 통해 수행될 수 있다. 즉, 히터 바디(311) 하부면의 가장자리 영역(316)과 냉각 바디(321) 상부면의 가장자리 영역(326) 사이가 용접을 통해 상호 결합될 수 있다. 물론, 이에 한정되지 않고, 볼트와 너트를 포함하는 결합 수단, 클램프 수단 등과 같은 별도의 결합 수단을 통해 결합될 수 있다.
Here, the
채널(330)은 히팅부(310)와 냉각부(320) 사이에 마련되는 빈 공간으로서, 냉각부(320)의 냉매 순환시에, 냉각부(320)의 저온의 온도가 히팅부(310)로 직접 전달되지 않고, 간접적으로 전달되도록 함으로써, 히팅부(310)의 온도가 균일하도록 한다. 이러한 채널(330)은 히터 바디(311)의 하부면과 냉각 바디(321)의 상부면 사이에 마련된다. 보다 구체적으로, 실시예에 따른 채널(330)은 히터 바디(311) 하부면에 마련된 단차와, 냉각 바디(321) 상부면 사이에 마련된 단차에 의해 마련된다. 즉, 채널(330)은 히터 바디(311) 하부면에서 냉각 바디(321) 방향으로 돌출된 가장자리 영역(316)을 제외한 중앙 영역(315)과, 냉각 바디(321) 상부면에서 히터 바디(311) 방향으로 돌출된 가장자리 영역(326)을 제외한 중앙 영역(325) 사이에 마련된다. 다른 말로 설명하면, 히터 바디(311) 하부면 중 중앙 영역(315) 표면과, 냉각 바디(321) 상부면 중 중앙 영역(325) 표면이 상호 이격되도록 형성되는데, 이때 히터 바디(311) 하부면 중 중앙 영역(315)의 표면과 냉각 바디(321) 상부면 중 중앙 영역(325) 표면 사이의 영역이 채널(330)이다. 여기서, 채널(330)의 좌우 방향 길이 또는 폭(W)은 냉매 유로(322) 및 발열체(312)의 좌우 방향의 길이 또는 폭에 비해 길도록 마련되는 것이 바람직하다. 즉, 채널(330)의 최외각이 히터 바디(311)의 최외각 또는 최 가장자리에 설치된 발열체(312) 및 냉각 바디(321)의 최외각 또는 최 가장자리에 마련된 냉매 유로(322)에 비해 더 외측에 위치하도록 마련되는 것이 바람직하다.The
또한, 채널(330)의 높이는 히터(300)의 두께(H1)에 따라 달라지는데, 히터(300) 두께(H1)의 0.075 이하, 보다 바람직하게는 0.05 내지 0.075(0.05 이상, 0.075 이하)이다. 여기서 히터(300)의 두께(H1)는 냉각 바디(321) 하부면으로부터 히터 바디(311) 상부면까지의 이격 거리이다. 채널(330)의 높이(H2)에 다른 히터 바디(311)의 온도 및 온도 균일도에 따른 상세한 설명은 이하에서 하기로 한다.The height of the
상기에서는 히터 바디(311)의 하부면 및 냉각 바디(321) 상부면 각각에 마련된 단차에 의해 채널(330)이 마련되는 것을 설명하였다. 하지만 이에 한정되지 않고, 히터 바디(311) 및 냉각 바디(321) 중 어느 하나에 단차를 마련하여, 채널(330)을 구획할 수 있다. 예컨대, 도 4에 도시된 제 1 변형예에서와 같이, 히터 바디(311)의 하부면은 단차를 가지고, 냉각 바디(321)의 상부면은 단차를 가지지 않는 평탄면이다. 즉, 히터 바디(311) 하부면의 영역 중, 중앙 영역(315)의 표면 높이가 가장자리 영역(316)의 표면 높이에 비해 높은 단차를 가지도록 형성된다. 다른 말로 설명하면, 히터 바디(311) 하부면은 그 가장자리 영역(316)이 중앙 영역(315)에 비해 냉각부(320)가 위치한 방향 또는 하측 방향으로 돌출되도록 형성된다. 이때 실시예에 따른 히터 바디(311) 하부면의 단차 높이는 마련하고자 하는 채널(330)의 높이(H2)와 같다.In the above description, the
또 다른 예로서, 도 5에 도시된 제 2 변형예에서와 같이, 냉각 바디(321)의 상부면은 단차를 가지고, 히터 바디(311)의 하부면은 단차를 가지지 않는 평탄면이다. 즉, 냉각 바디(321) 상부면의 영역 중, 중앙 영역(325)의 표면 높이가 가장자리 영역(326)의 표면 높이에 비해 높은 단차를 가지도록 형성된다. 다른 말로 설명하면, 냉각 바디(321) 상부면은 그 가장자리 영역(315)이 중앙 영역(325)에 비해 히팅부(310)가 위치한 방향 또는 상측 방향으로 돌출되도록 형성된다. 이때 실시예에 따른 냉각 바디(321) 하부면의 단차 높이는 마련하고자 하는 채널(330)의 높이(H2)와 같다.
As another example, as in the second modification shown in Fig. 5, the upper surface of the
상기에서는 채널이 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 그 연장 방향으로 하나의 단일 공간 또는 상부면 또는 하부면(바닥면)의 높이가 같은 형상인 것을 설명하였다. 하지만, 이에 한정되지 않고, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 채널(330)이 그 연장 방향으로 복수의 단차가 나열되도록 마련된 형상일 수 있다. 3 to 5, the channel has the same height in the single direction or the upper surface or the lower surface (bottom surface) in the extending direction thereof. However, the present invention is not limited thereto. As shown in FIGS. 6 and 7, the
즉, 도 6에 도시된 제 2 실시예에서와 같이, 냉매 유로(330)의 연장 방향을 따라 복수의 단차가 나열되도록 마련된 형상이다. 이를 다른 말로 설명하면, 히터 바디(311)의 타측면은 냉각 바디(321)의 일측면과 접하는 영역으로 제 1 표면 높이를 가지는 제 1 영역(317)과, 히터 바디(311)의 내측에 마련되어 제 1 표면 높이에 비해 표면 높이가 높은 제 2 표면 높이를 가지는 제 2 영역(318)으로 이루어지고, 제 1 영역(317)과 제 2 영역(318) 사이의 벽이 마련되어, 제 1 영역(317)과 제 2 영역(318) 사이에 상기 벽 만큼의 높이의 단차를 가진다. 이때 상술한 바와 같은 제 1 영역(317) 및 제 2 영역(318)에 의해 마련된 단차는 냉매 유로(322)의 연장 방향을 따라 대응 연장 형성된다. 이에, 히터 바디(311)의 타측면에는 복수 단차가 냉매 유로(322)의 연장 방향을 따라 나열되도록 형성되며, 이때, 제 1 영역(317)과 제 2 영역(318) 사이의 단차에 의해 마련된 복수의 빈 공간과 냉각 바디(321)의 일측면 사이의 영역이 채널이다. 또 다른 말로 설명하면, 제 2 실시예에 따른 채널(330)은 분할 구획된 복수의 공간이 냉매 유로(322)의 연장 방향을 따라 마련된 형상이다. That is, as in the second embodiment shown in FIG. 6, a plurality of steps are arranged along the extending direction of the
물론, 복수의 단차 구조를 가지는 채널(330)은 상술한 바와 같이 히터 바디(311)의 마련되는 것에 한정되지 않고, 도 7에 도시된 제 2 실시예의 변형예와 같이 냉각 바디(321)에 마련될 수 있다. 즉, 채널(330)은 냉각 바디(321)의 일측면에서 냉매 유로(322)의 연장 방향을 따라 복수의 단차가 나열되도록 마련된 형상이다. 이를 다른 말로 설명하면, 냉각 바디(321)의 일측면은 히터 바디(311)의 타측면과 접하는 영역으로 제 1 표면 높이를 가지는 제 1 영역(327)과, 냉각 바디(321)의 내측에 마련되어 제 1 표면 높이에 비해 표면 높이가 낮은 제 2 표면 높이를 가지는 제 2 영역(328)으로 이루어지고, 제 1 영역(327)과 제 2 영역(328) 사이의 벽이 마련되어, 제 1 영역(327)과 제 2 영역(328) 사이에 상기 벽 만큼의 높이의 단차를 가진다. 이때 상술한 바와 같은 제 1 영역(327) 및 제 2 영역(328)에 의해 마련된 단차는 냉매 유로(322)의 연장 방향을 따라 대응 연장 형성된다. 이에, 냉각 바디(321)의 일측면에는 복수 단차가 냉매 유로(322)의 연장 방향을 따라 나열되도록 형성되며, 이때, 제 1 영역(327)과 제 2 영역(328) 사이의 단차에 의해 마련된 복수의 빈 공간과 냉각 바디(321)의 일측면 사이의 영역이 채널이다. 또 다른 말로 설명하면, 제 2 실시예의 변형예에 따른 채널(330)은 분할 구획된 복수의 공간이 냉매 유로의 연장 방향을 따라 마련된 형상이다.
Of course, the
이하에서는 도 9를 참조하여, 공정 시간 경과 또는 히터 동작 시간 경과에 따른 히터 바디(311)의 온도 변화를 설명한다. 이때, 채널의 높이(H2)에 따른 온도 변화를 정도를 설명한다. 실험을 위하여, 히터(300)의 높이(H1) 및 면적을 동일하게 하고, 채널(330)의 높이(H2)가 0.5mm, 1mm, 2mm, 3mm, 4mm로 서로 다르도록 마련하였다. 여기서, 도 9a는 채널(330)의 높이(H2)가 0.5mm, 도 9b는 채널(330)의 높이(H2)가 1mm, 도 9c는 채널(330)의 높이(H2)가 2mm, 도 9d는 채널(330)의 높이(H2)가 3mm, 도 9e는 채널(330)의 높이(H2)가 4mm, 도 9f는 채널(330)의 높이(H2)가 5mm 일 때의 공정 시간 경과에 따른 온도 및 전류값 그래프이다. 온도 및 전류값은 공정 시작 시점 또는 플라즈마 발생 시작 시점부터 21분까지 측정하였다. 이때, 전류값은 히터 바디(311)를 공정 온도로 유지하기 위하여 상기 히터 바디(311)의 온도에 따라 발열체로 인가되는 전류값이 가변되는데, 이때 공정 시간 경과에 의한 온도 변화에 따라 발열체로 인가되는 전류값이다. 예컨대, 실험 시에 기판(S) 상에 박막 형성을 위한 히터 바디(311)의 공정 온도는 100℃ 이며, 공정 진행 중에 공정 온도를 유지하기 위하여 냉매 유로(322)로 동일한 양의 냉매를 순환시켰다. 또한, 상술한 바와 같이 히터(300)가 동작하는 동안 원료 분사부(410)로는 일정 크기의 RF 전원을 인가하여, 기판(S)과 원료 분사부(410) 사이에 플라즈마를 지속적으로 생성시켰다. 또한, 각 히터 바디(311)의 온도를 측정하는데 있어서, 각 히터 바디의 동일한 위치에서 온도를 측정하였다.Hereinafter, the temperature change of the
도 9을 참조하면, 채널(330)의 높이(H2)가 0.5mm에서 5mm로 증가하면서, 높이 3mm까지는 공정 시간 동안 히터 바디의 온도가 거의 증가하지 않으나, 높이 4mm 이후부터는 온도가 증가한다. 즉, 채널(330)의 높이(H2)가 0.5mm 내지 3mm(또는 범위에서는 공정 시간 동안 또는 공정 시간 경과에 따라 온도가 증가하지 않으며, 공정 온도인 100℃를 유지하고 있다. 이는 공정 중에 플라즈마가 지속적으로 발생되되더라도, 냉매에 의해 냉각된 냉각 바디의 저온의 온도가 0.5mm 내지 3mm의 높이를 가지는 채널을 통해 히터 바디로 용이하게 전달되어 히터 바디가 냉각 또는 쿨링됨에 따라, 상기 히터 바디에 열이 축적되는 것을 방지하였기 때문이다. Referring to FIG. 9, the height H2 of the
하지만, 채널(330)의 높이(H2)가 4mm 이상에서는 소정 공정 시간 이상이되면, 즉, 7분 이후부터 온도가 증가하기 시작하여, 히터 바디의 온도가 공정 온도인 100℃를 초과하도록 증가하며, 7분 이후부터 발열체로 인가되는 전류가 감소하여 거의 인가되지 않는다. 이는 냉매에 의해 냉각 바디가 냉각되더라도, 채널의 높이가 4mm 이상으로 너무 높아, 냉각 바디의 저온의 온도가 채널을 통해 히터 바디로 전달되는 것이 용이하지 않기 때문이다. 즉 다른 말로하면, 히터 두께가 40mm 일 때, 채널 높이가 4mm 이상이되면, 공정 시간 경과 또는 플라즈마 발생 시간 경과에 따라 히터 바디의 열 축적을 방지할 만큼 히터 바디를 냉각시키는 효율이 떨어지기 때문이다.
However, when the height H2 of the
이하에서는 표 1을 참조하여, 채널(330)의 높이(H2) 변화에 따른 히터 바디(311)의 온도 균일도와 시간 경과에 따른 온도 상승 정도를 설명한다. 실험을 위하여, 히터(300)의 두께는 40mm로 동일하게 하고, 채널(330)의 높이(H2)는 0.5mm 내지 5mm로 가변시켰으며, 채널(330) 두께(H2) 변화에 따른 온도 균일도를 산출하고, 히터 바디(311)의 온도를 측정하였으며, 공정 온도를 유지하기 위해 발열체(312)로 인가되는 전류(A) 크기를 검출하였다. 이때 기판(S) 상에 박막 형성을 위한 히터(300)의 공정 온도는 100℃로서, 실험을 위해 히터 바디(311)의 온도를 100℃가 되도록 하기 위해, 발열체(312)에 전원을 인가하고, 이와 함께 냉매 유로(322)로 냉매를 순환시켰다. 또한, 상술한 바와 같이 히터가 동작하는 동안 원료 분사부(410)로는 일정 크기의 RF 전원을 인가하여, 기판(S)과 원료 분사부(410) 사이에 플라즈마를 지속적으로 생성시켰다. 그리고 동작 시간 증가에 따른 히터 바디(311)의 온도 상승 또는 히터 바디(311)의 열 축적 정도를 비교하기 위해, 공정 시작 후, 10분 후 시점에서 온도를 측정하였다. 또한, 기판(S)이 안착되는 히터 바디의 상부면에 있어서, 복수의 서로 다른 위치(도 13 참조)에서 온도를 측정하여, 온도 균일도를 산출하였다.Hereinafter, the temperature uniformity of the
온도 균일도의 산출방법은 일반적인 산술평균식으로서, 하기와 같은 수학식 (1)을 이용하여 산출한다.The method of calculating the temperature uniformity is a general arithmetic mean expression, which is calculated using the following equation (1).
여기서 평균 온도는 기판이 안착되는 히터 바디의 상부면을 도 13에서와 같이 복수의 위치에서 측정하고, 복수의 온도의 평균값이며, 최대 온도 편차는 복수의 위치에서 측정된 온도값 중, 최소 온도값과 최대 온도값 간의 차이값이다.
Here, the average temperature is an average value of a plurality of temperatures measured on a top surface of the heater body on which the substrate is placed at a plurality of positions as shown in FIG. 13, and the maximum temperature deviation is a minimum temperature value And the maximum temperature value.
40
40
표 1을 참조하면, 채널(330)의 높이(H2)가 0.5mm 내지 3mm 구간에서 공장 시작후 10분 시점에서, 히터 바디(311)의 온도가 100℃로 유지되나, 채널(330)의 높이(H2)가 4mm 내지 5mm 구간에서 공정 온도 이상인 103℃ 이상이 된다. 이는 채널(330)의 높이(H2)가 0.5mm 내지 3mm인 구간에서는 냉각부(320)의 저온의 온도가 채널(330)을 통해 히터 바디(311)로 용이하게 전달되어, 히터 바디(311)의 냉각 효과가 좋기 때문이며, 이에 공정 시작 후 10분 시점에서 히터 바디(311)가 공정 온도 이상으로 증가하지 않고, 100℃로 유지된다. 즉, 공정 시간 10분 동안 플라즈마가 연속적으로 발생되더라도, 냉매 유로(322) 내로 흐르는 냉매에 의해 냉각 바디(321)가 냉각되고, 상기 냉각 바디(321)의 저온의 온도는 채널(330)을 거쳐 히터 바디(311)로 전달되어, 상기 히터 바디(311)를 냉각시키기 때문이다.Referring to Table 1, the temperature of the
또한, 채널(330)의 높이(H2)가 0.5mm 내지 5mm로 증가할수록 온도 균일도는 감소하는데, 온도 균일도(%)는 그 수치가 낮을수록 영역별 온도 편차가 작은 것이므로, 온도 균일도(%)의 수치가 작을수록 기판이 안착되는 히터 바디(311)의 상부 표면의 온도가 균일한 것으로 해석된다. 이때, 온도 균일도는 2% 이하인 것이 바람직하며, 2% 이하의 온도 균일도를 보이는 채널(330)의 높이(H2)는 1mm 내지 3mm 이다.Further, the temperature uniformity decreases as the height H2 of the
도 9 및 표 1에서 상술한 바와 같이, 히터 바디의 두께(H1)가 40mm 일 때, 채널(330)의 높이(H2)가 0 mm 초과, 3mm 이하일 때 공정 시간 경과에 따라 온도 증가가 없으며, 1mm 이상, 3mm 이하일 때, 온도 균일도도 2% 이하이다. 따라서, 온도 축척이 방지되고, 온도 균일도를 2% 이하로 유지할 수 있도록 실시예에서는 히터(300)의 두께(H1)가 4mm 일때, 채널(330)의 높이(H2)를 1mm이상, 3mm 이하(또는 1mm 내지 3mm)가 되도록 한다. 이를 히터(300) 두께(H1)를 100%로 하여, 히터(300) 두께(H1)를 기준으로 채널(330)의 높이(H2)를 비율(%)로서 설명하면, 채널(330)의 높이(H2)가 히터(300) 두께(H1)의 2.5% 이상, 7.5% 이하(또는 2.5% 내지 7.5%)가 되도록 한다. 9 and Table 1, when the thickness H1 of the heater body is 40 mm and the height H2 of the
보다 바람직하게는 히터(300)의 두께(H1)가 4mm 일때, 채널(330)의 높이(H2)를 2mm 이하, 3mm 이하가 되도록 한다. 이는 채널(330)의 높이(H2)가 1mm 일 때, 축열이 방지되고, 온도 균일도가 1.95%로서, 2% 이하의 기준 범위를 만족하나, 온도 균일도 1.95%는 기준 상한치 범위인 2%와 근접한 수치이다. 따라서, 온도 균일도를 안정적으로 2% 이하로 유지하기 위해서는 히터(300)의 두께(H1)가 4mm 일때, 채널(330)의 높이(H2)를 2mm이상, 3mm 이하(또는 2mm 내지 3mm)로 하는 것이 보다 바람직하다. 이를 히터(300) 두께(H1)를 100%로 하여, 히터(300) 두께(H1)를 기준으로 채널(330)의 높이(H2)를 비율(%)로서 설명하면, 채널(330)의 높이(H2)가 히터(300) 두께(H1)의 5% 이상, 7.5% 이하(또는 5% 내지 7.5%)가 되도록 한다.
More preferably, when the thickness H1 of the heater 300 is 4 mm, the height H2 of the
이하에서는 표 2 내지 표 4를 참조하여, 제 1 및 제 2 비교예에 따른 히터와 본 발명의 실시예에 따른 히터 바디의 온도 균일도를 설명한다. 여기서 제 1 비교예에 따른 히터는 도 10에 도시된 바와 같이, 히터 바디(31)에 별도의 냉매 유로가 없는 종래의 히터이다. 또한, 제 2 비교예에 따른 히터는 도 12에 도시된 바와 같이 히터 바디(31) 내부에 냉매 유로(22)는 구비하나, 채널이 없는 종래의 히터이다. 그리고 본 발명의 실시예에 따른 히터(300)는 도 2에 도시된 바와 같이 히터 바디와 냉각 바디 사이에 채널(330)을 가지는 히터이다. Hereinafter, the temperature uniformity of the heater according to the first and second comparative examples and the heater body according to the embodiment of the present invention will be described with reference to Tables 2 to 4. Here, the heater according to the first comparative example is a conventional heater in which there is no separate refrigerant passage in the
여기서, 본 발명의 제 1 비교예, 제 2 비교예 및 실시예에 따른 히터(300)의 면적 및 두께(H1)는 동일하다. 다만, 상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 히터는 히팅부(310)와 냉각부(320) 사이에 채널(330)이 구비되며, 제 1 비교예에 따른 히터에서는 히터 바디(31) 내부에 발열체(32)를 구비하나, 냉매 유로가 구비되지 않고, 제 2 비교예에 따른 히터는 히터 바디(31) 내부에 발열체(32) 및 냉매 유로(22)는 구비하나, 발열체(32)와 냉매 유로(22) 사이에 별도의 채널이 구비되지 않는다. 그리고 실험을 위하여 제 1 비교예, 제 2 비교예 및 실시예의 각각의 발열체(312, 32)에 동일한 크기의 전원을 동일한 시간 동안 인가하였으며, 동일한 시간에 히터 바디(311, 31) 상부면의 온도를 측정하였다. 이때, 기판이 안착되는 히터 바디(311, 31)의 상부면의 온도를 측정하는데, 히터 바디(311, 31) 상부면의 복수의 위치(P1 내지 P 24)에서 온도를 측정하며, 이때 제 1 비교예, 제 2 비교예 및 실시예 각각의 히터 바디(311, 31)상부면에서 온도를 측정한 위치는 도 12와 같이 동일하다.
Here, the area and the thickness H1 of the heater 300 according to the first comparative example, the second comparative example and the embodiment of the present invention are the same. As described above, the heater according to the embodiment of the present invention is provided with the
P13
P13
P13
122.4
6.8
표 2 내지 표 4를 참조하면, 별도의 냉매 유로를 가지지 않아, 냉각 수단 기능을 가지지 않는 제 1 비교예에 따른 히터의 경우, 온도 균일도는 높으나, 제 2 비교예 및 본 발명의 실시예에 따른 히터에 비해 히터의 온도 상승 정도가 크다. 이는, 제 1 비교예에 따른 히터(30)의 발열체(32)에 히터 바디(31)가 가열되는 동안, 동일한 크기의 전원이 인가되더라도, 별도로 냉각하는 기능이 없어 플라즈마에 의한 열이 히터 바디(31)에 축적되었기 때문이다. 한편, 냉매 유로(22)를 구비하는 제 2 비교예에 따른 히터(30)의 경우, 냉매에 의해 플라즈마 열이 히터 바디(31)에 축적되어 상기 히터 바디(311)의 온도가 상승하는 것을 방지하였으나, 제 1 비교예 및 본 발명에 비해 온도 균일도가 낮다. 이는, 냉매 유로(322)로 흐르는 냉매의 저온의 온도가 직접 히터 바디(311)로 전달되어, 상기 히터 바디(311)를 직접 냉각시키기 때문이다. 다른 말로 하면, 히터 바디(31) 내부에 발열체(32) 및 냉매 유로(22)가 함께 매설되고, 발열체(32)와 냉매 유로(22) 사이에 별도의 빈 공간 또는 이격 공간이 없어, 냉매에 의해 히터 바디(31)가 직접 냉각됨에 따라, 냉각 정도가 너무 크다. 그리고 냉매 유로(22)는 발열체(32)를 따라 소정의 패턴을 형성하도록 히터 바디(31) 내부에 설치된다. 즉, 히터 바디(31) 내부의 일부 영역에는 냉매 유로(22)가 설치되나, 나머지 영역에는 냉매 유로(22)가 설치되지 않는다. 그런데, 상술한 바와 같이, 발열체(32)와 냉매 유로(32) 사이에 별도의 빈 공간 또는 이격 공간 없어, 냉매에 의해 히터 바디(31)가 직접 냉각됨에 따라, 냉매 유로(22)가 대응 위치하여 직접 냉각되는 히터 바디(31)의 위치와, 냉매 유로(22)가 대응 위치하지 않는 히터 바디(31)의 위치 간의 온도 편차가 크다. 따라서, 기판이 안착되는 히터 바디(31) 상부면의 위치별 온도 편차가 크며, 이에 따라 히터 바디(311) 상부면의 온도 균일도가 낮다.Referring to Tables 2 to 4, in the case of the heater according to the first comparative example which does not have a separate refrigerant passage and does not have the function of a cooling means, the temperature uniformity is high, but according to the second comparative example and the embodiment The temperature rise of the heater is larger than that of the heater. This is because the
하지만, 본 발명에서는 도 2에 도시된 바와 같이, 히터 바디(311)와 냉각 바디(321)를 별도로 구성하고, 히터 바디(311)와 냉각 바디(321) 사이에 빈 공간인 채널(330)을 구비한다. 이에, 본 발명의 실시예에 따른 히터(300)의 경우 냉매 유로(322)를 따라 흐르는 냉매에 따라 히터 바디(311)에 온도가 축적되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 히터 바디(311)와 냉각 바디(321) 사이에 채널(330)이 마련되어 있어, 냉각 바디(321)의 저온의 온도가 직접 바로 히터 바디(311)로 전달되지 않고, 채널(330)을 거쳐 간접적으로 전달된다. 이에, 제 2 비교예에 비해 냉매 유로(322)가 대응 위치하여 직접 냉각되는 히터 바디(311)의 위치와, 냉매 유로(322)가 대응 위치하지 않는 히터 바디(311)의 위치 간의 온도 편차가 작다. 2, the
따라서, 기판(S)이 안착되는 히터 바디(311) 상부면의 위치별 온도 편차가 제 2 비교예에 비해 작으며, 이에 따라 히터 바디 상부면의 온도 균일도가 높다.
Accordingly, the temperature deviation of the upper surface of the
이와 같이 본 발명의 실시형태들에 의하면, 히터 내부에 냉매 유로를 구비하여, 공정 시간 동안에 냉매를 순환시킴에 따라, 히터 바디에 열이 축적되어 공정 온도 이상으로 올라가는 것을 방지할 수 있다. 또한, 히터 바디를 냉각시키는 냉매 유로를 구비하면서도, 상기 냉매 유로가 마련된 냉각 바디가 히터 바디와 이격되도록 하여, 히터 바디와 냉각 바디 사이에 채널을 마련한다. 따라서, 냉매 유로를 통해 흐르는 저온의 냉매에 의해 히터 바디가 직접 냉각되지 않고, 냉각 바디의 열이 채널을 거쳐 히터 바디로 전달되어 냉각되기 때문에, 히터 바디 전 영역의 온도를 종래에 비해 균일하게 유지할 수 있다. As described above, according to the embodiments of the present invention, it is possible to prevent the heat from accumulating on the heater body and rising to the process temperature or more by circulating the refrigerant during the process time by providing the refrigerant passage in the heater. In addition, a cooling body provided with the refrigerant flow path is spaced apart from the heater body, and a channel is provided between the heater body and the cooling body, while a refrigerant flow path for cooling the heater body is provided. Therefore, since the heater body is not directly cooled by the low-temperature refrigerant flowing through the refrigerant passage, but the heat of the cooling body is transferred to the heater body through the channel and cooled, the temperature of the entire area of the heater body can be kept uniform .
이는, 종래의 경우 히터 바디와 냉각 바디가 상호 접촉되어 있어, 냉매의 온도가 직접적으로 히터 바디의 온도에 영향을 미치기 때문에, 냉매 유로가 형성된 영역과 그렇지 않은 영역의 온도 편차가 심하였다. 하지만, 본 발명에서는 히터 바디와 냉각 바디 사이에 채널이 마련됨으로써, 종래에 비해 냉각 바디의 온도에 따라 예민하게 변하지 않기 때문이다. 이에, 냉각 바디의 온도가 채널을 통과하면서, 상기 채널 전체 영역에 균일하게 확산되면서 히터 바디에 전달되기 때문에, 히터 바디 전 영역의 온도를 종래에 비해 균일하게 유지할 수 있다. This is because the temperature of the refrigerant directly affects the temperature of the heater body due to the fact that the heater body and the cooling body are in contact with each other in the related art. However, in the present invention, since the channel is provided between the heater body and the cooling body, the temperature does not change sensitively according to the temperature of the cooling body. Since the temperature of the cooling body is uniformly diffused in the entire channel region while being transmitted through the channel, the temperature of the entire body of the heater body can be kept uniform compared with the conventional one.
310: 히팅부 311: 히터 바디
312: 발열체 320: 냉각부
322: 냉매 유로 330: 채널310: heating part 311: heater body
312: heating element 320: cooling part
322: Refrigerant channel 330: Channel
Claims (13)
상기 히팅부의 타측에 위치하고, 내부에 냉매가 흐르는 냉매 유로가 설치되어, 상기 히팅부를 냉각시키는 냉각부;
상기 히팅부와 냉각부 사이에 위치하는 빈 공간으로서, 상기 냉각부의 온도를 상기 히팅부로 간접적으로 전달하는 채널;
을 포함하고,
상기 히팅부는 일측면에 기판이 안착되는 히터 바디 및 상기 히터 바디 내부에 설치되어, 상기 히터 바디를 가열하는 발열체를 포함하고,
상기 냉각부는 일측면이 상기 히터 바디의 타측면과 대향하도록 상기 히터 바디의 타측에 위치하는 냉각 바디 및 상기 냉각 바디 내부에 마련되며, 내부로 냉매가 흐르는 냉매 유로를 포함하며,
상기 히터 바디의 타측면 및 상기 냉각 바디의 일측면 중 적어도 하나는 단차를 가지는 형상이며, 상기 히터 바디의 타측면과 상기 냉각 바디 일측면 사이에 위치하도록 상기 히터 바디의 타측면 및 상기 냉각 바디의 일측면 중 적어도 하나에 마련된 상기 단차에 의해 상기 채널이 구획되며,
상기 채널의 높이는 상기 히터 전체 두께의 2.5%이상, 7.5% 이하인 히터.A heating unit on which a substrate is mounted, the heating unit including a heating element for heating the substrate;
A cooling unit disposed at the other side of the heating unit and having a refrigerant flow path through which the refrigerant flows, the cooling unit cooling the heating unit;
And an empty space positioned between the heating unit and the cooling unit, wherein the temperature of the cooling unit is indirectly A channel to transmit;
/ RTI >
The heating unit includes a heater body on one side of which a substrate is mounted, and a heating element installed inside the heater body to heat the heater body,
The cooling unit includes a cooling body located on the other side of the heater body such that one side thereof faces the other side of the heater body, and a refrigerant channel provided inside the cooling body and through which the refrigerant flows,
At least one of the other side of the heater body and the one side of the cooling body has a stepped shape and the other side of the heater body and the side surface of the cooling body Wherein the channel is defined by the step provided on at least one of the side surfaces,
Wherein a height of the channel is not less than 2.5% and not more than 7.5% of the total thickness of the heater.
상기 채널은 상기 히팅부와 냉각부 사이에서 상기 냉매 유로 및 발열체와 대응하도록 연장 형성된 히터.The method according to claim 1,
And the channel extends between the heating unit and the cooling unit so as to correspond to the refrigerant channel and the heating element.
상기 채널은 상기 히팅부와 냉각부 사이에서, 중심으로부터 외측 방향으로 연장 형성되며, 상기 채널의 최외각 끝단은 상기 히팅부에서 최외각에 위치한 발열체에 비해 외측에 위치하고, 상기 냉각부에서 최외각에 위치한 냉매 유로에 비해 외측에 위치하도록 연장 형성된 히터.The method of claim 2,
Wherein the channel is formed between the heating portion and the cooling portion so as to extend outwardly from the center, the outermost end of the channel is positioned on the outer side with respect to the heating element located at the outermost position in the heating portion, And a heater disposed so as to be located on the outer side of the refrigerant flow path.
상기 채널의 높이는 상기 히터 전체 두께의 5% 이상, 7.5% 이하인 히터.The method according to claim 1,
Wherein a height of the channel is not less than 5% and not more than 7.5% of a total thickness of the heater.
상기 히터 바디의 타측면은 단차를 가지는 형상이고, 상기 냉각 바디의 일측면은 평탄면이며,
상기 히터 바디의 타측면의 영역 중, 중앙 영역의 표면 높이가 가장자리 영역의 표면 높이에 비해 높은 형상이고,
상기 채널은 상기 히터 바디 타측면의 중앙 영역의 표면과 상기 냉각 바디의 일측면의 중앙 영역 표면 사이의 이격 공간인 히터.The method according to any one of claims 1 to 3,
The other side surface of the heater body has a stepped shape, and one side surface of the cooling body is a flat surface,
The surface height of the center region of the other side surface of the heater body is higher than the surface height of the edge region,
Wherein the channel is a spacing space between a surface of the central region of the heater body lateral surface and a central region surface of one side of the cooling body.
상기 냉각 바디의 일측면은 단차를 가지는 형상이고, 상기 히터 바디의 일측면은 평탄면이며,
상기 냉각 바디의 일측면의 영역 중, 중앙 영역의 표면 높이가 가장자리 영역의 표면 높이에 비해 낮은 형상이고,
상기 채널은 상기 냉각 바디 일측면의 중앙 영역의 표면과 상기 히터 바디의 타측면의 중앙 영역 표면 사이의 이격 공간인 히터.The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein one side of the cooling body has a stepped shape, one side of the heater body is a flat surface,
The surface height of the central region of the one side surface of the cooling body is lower than the surface height of the edge region,
Wherein the channel is a spacing space between a surface of a central region of one side of the cooling body and a surface of a central region of the other side of the heater body.
상기 히터 바디의 타측면 및 상기 냉각 바디 각각은 단차를 가지는 형상이며, 상기 채널은 상기 히터 바디 및 냉각 바디 각각의 단차에 의해, 상기 히터 바디의 타측면과 상기 냉각 바디 일측면 사이의 이격 공간이며,
상기 히터 바디의 타측면의 단차는, 상기 히터 바디의 타측면의 영역 중, 중앙 영역의 표면 높이가 가장자리 영역의 표면 높이에 비해 높은 형상이고,
상기 냉각 바디의 일측면의 단차는, 냉각 바디의 일측면의 영역 중, 중앙 영역의 표면 높이가 가장자리 영역의 표면 높이에 비해 낮은 형상이며,
상기 채널은 상기 히터 바디 타측면의 중앙 영역의 표면과 상기 냉각 바디의 일측면의 중앙 영역 표면 사이의 이격 공간인 히터.The method according to any one of claims 1 to 3,
The other side surface of the heater body and the cooling body each have a stepped portion and the channel is a spacing space between the other side surface of the heater body and one side surface of the cooling body by the step of each of the heater body and the cooling body ,
The height of the other side surface of the heater body is such that the height of the surface of the center area of the other side surface of the heater body is higher than the surface height of the edge area,
The step of one side of the cooling body has a shape in which the surface height of the central area of the one side surface of the cooling body is lower than the surface height of the edge area,
Wherein the channel is a spacing space between a surface of the central region of the heater body lateral surface and a central region surface of one side of the cooling body.
상기 히터 바디의 타측면은 상기 냉매 유로의 연장 방향을 따라 복수의 단차가 나열되도록 마련된 형상이고, 상기 냉각 바디의 일측면은 평탄면이며,
상기 히터 바디의 타측면은 상기 냉매 유로와 대향하는 위치의 영역의 표면 높이가 다른 영역에 비해 높도록 형성된 단차 형상이고,
상기 채널은 상기 히터 바디의 타측면에 마련된 복수의 단차와 상기 냉각 바디의 일측면 사이의 공간인 히터.The method according to any one of claims 1 to 3,
And the other side surface of the heater body is shaped to have a plurality of steps aligned along the extending direction of the refrigerant flow path, one side surface of the cooling body is a flat surface,
And the other side surface of the heater body is formed in a stepped shape such that the surface height of a region facing the coolant flow passage is higher than other regions,
Wherein the channel is a space between a plurality of steps provided on the other side of the heater body and one side of the cooling body.
상기 냉각 바디의 일측면은 상기 냉매 유로의 연장 방향을 따라 복수의 단차가 나열되도록 마련된 형상이고, 상기 히터 바디의 타측면은 평탄면이며,
상기 냉각 바디의 일측면은 상기 냉매 유로와 대향하는 위치의 영역의 표면 높이가 다른 영역에 비해 낮도록 형성된 단차 형상이고,
상기 채널은 상기 냉각 바디의 일측면에 마련된 복수의 단차와 상기 히터 바디의 타측면 사이의 공간인 히터.The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein one side surface of the cooling body is shaped so that a plurality of steps are arranged along an extending direction of the refrigerant flow path, the other side surface of the heater body is a flat surface,
Wherein one side surface of the cooling body is formed in a stepped shape so that a surface height of a region facing the coolant flow passage is lower than that of other regions,
Wherein the channel is a space between a plurality of steps provided on one side surface of the cooling body and another side surface of the heater body.
상기 히터 바디 내부에는 상기 발열체가 삽입 설치되도록 발열체 수납홈이 마련되며, 상기 발열체 수납홈은 상기 히터 바디의 타측면 방향이 개구된 형상이고,
상기 냉각 바디 내부에는 상기 냉매 유로가 마련되는 냉매 유로 수납홈이 마련되며, 상기 냉매 유로 수납홈은 상기 냉각 바디의 일측면 방향이 개구된 형상인 히터.The method according to any one of claims 1 to 3,
The heater body is provided with a heating element receiving groove in which the heating element is inserted. The heating element receiving groove has a shape in which the other side direction of the heater body is open,
Wherein the cooling body is provided with a refrigerant flow storage groove in which the refrigerant flow path is formed, and the refrigerant flow storage groove has a shape in which one side direction of the cooling body is opened.
상기 발열체와 냉매 유로 사이에 위치하도록 발열체 수납홈으로 삽입되어, 상기 발열체 수납홈을 커버하면서, 상기 발열체 수납홈 내부에 수납된 상기 발열체를 지지 고정하는 히터 커버를 포함하고,
상기 히터 커버와 상기 냉매 유로 사이에 위치하도록 상기 냉매 유로 수납홈으로 삽입되어, 상기 냉매 유로 수납홈을 커버하면서, 상기 냉매 유로 수납홈에 수납된 상기 냉매 유로를 지지 고정하는 냉각 커버를 포함하는 히터.The method of claim 12,
And a heater cover which is inserted into the heating-element accommodating groove so as to be positioned between the heating element and the refrigerant passage and which supports and fixes the heating element accommodated in the heating-element accommodating groove while covering the heating-element accommodating groove,
And a cooling cover inserted into the refrigerant flow path accommodating groove so as to be positioned between the heater cover and the refrigerant flow path to cover and support the refrigerant flow path accommodating groove and support the refrigerant flow path accommodated in the refrigerant flow path accommodating groove .
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