Study on thermal design of hot plate for temperature uniformity enhancement
저자
발행사항
Seoul : Graduate School, Yonsei University, 2008
학위논문사항
학위논문(석사) -- Graduate School, Yonsei University : Dept. of Mechanical Engineering 2008.2
발행연도
2008
작성언어
영어
주제어
발행국(도시)
서울
기타서명
핫 플레이트의 온도 균일도 향상을 위한 열 설계 연구
형태사항
vii, 52장 : 삽도 ; 26 cm
일반주기명
지도교수: Hyung Hee Cho
소장기관
The requirements of enhancing the temperature uniformity during various processes of semiconductor manufacturing have been strict as feature size of semiconductor decreased. Especially, the temperature uniformity of the wafer during post-exposure bake step in photolithography creating patterns of materials on the wafer plays a very important rule in making the critical dimension (CD) of the pattern uniform.In this study, thermal design of hot plate for post-expose bake (PEB) was performed, aiming at the temperature uniformity within 0.1°C across 300-mm wafer. The resistive heater pattern in the hot plate was designed for the temperature uniformity requirement.Above all, to investigate the causes and magnitudes of the temperature non-uniformity on the wafer, the effect of wafer warpage which is the significant factor harming the temperature uniformity was analyzed, confirming the need of using multi-zone hot plate.Before the design of entire heater pattern consisting of multi-zones, the analysis and design of the heater element that is essential to the entire design was conducted. Particularly, it was shown that there is a possibility of non-uniform temperature distribution in the elements located in the region between different zones. To mitigate this phenomenon, the improved design of the elements was suggested and tested.Then, the entire heater pattern was designed with the application of this suggestion. Considering various constraints for design, the final layout was designed, followed by the test of the design with numerical analysis. And the design of heater pattern was made and tested experimentally, showing that the temperature uniformity within 0.09°C was achieved.Finally, the effect of the flow circulating in the PEB chamber to the temperature uniformity on the wafer was investigated. Mixed convection condition was considered in the analysis, and the possibility of the natural convection flow was analyzed. And the effect of the inlet flow to the temperature distribution on the wafer was analyzed with various proximity gaps.
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