JP2020096069A - Heater assembly - Google Patents
Heater assembly Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020096069A JP2020096069A JP2018232421A JP2018232421A JP2020096069A JP 2020096069 A JP2020096069 A JP 2020096069A JP 2018232421 A JP2018232421 A JP 2018232421A JP 2018232421 A JP2018232421 A JP 2018232421A JP 2020096069 A JP2020096069 A JP 2020096069A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heating plate
- heater assembly
- hole
- main surface
- electrically insulating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 268
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 94
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 75
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000000112 cooling gas Substances 0.000 claims description 95
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 67
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 claims description 23
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 19
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 abstract description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 80
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 description 25
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 23
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 description 10
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 9
- 239000010408 film Substances 0.000 description 9
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 8
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000003570 air Substances 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 5
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 5
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 5
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 4
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000005678 Seebeck effect Effects 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 2
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 2
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- -1 sialon Chemical compound 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N Aluminum nitride Chemical compound [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N Beryllium oxide Chemical compound O=[Be] LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001374 Invar Inorganic materials 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 230000003373 anti-fouling effect Effects 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000037237 body shape Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000615 nonconductor Substances 0.000 description 1
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002843 nonmetals Chemical class 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 description 1
- SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N osmium atom Chemical compound [Os] SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 238000012858 packaging process Methods 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000005549 size reduction Methods 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004634 thermosetting polymer Substances 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000037303 wrinkles Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
- H01L2224/161—Disposition
- H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
- H01L2224/75—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/81—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/151—Die mounting substrate
- H01L2924/1515—Shape
- H01L2924/15158—Shape the die mounting substrate being other than a cuboid
- H01L2924/15159—Side view
Abstract
Description
本発明は、半導体製造装置に関し、より詳細には、半導体パッケージの製造時に迅速且つ正確な温度制御が可能なヒーターアセンブリーに関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus, and more particularly, to a heater assembly capable of controlling temperature quickly and accurately when manufacturing a semiconductor package.
一般に、電子製品の高機能化に必ず伴われなければならないことは、集積度の向上を通じた半導体チップの軽薄短小化である。前記半導体チップの高集積化のための半導体パッケージも、従来のワイヤボンディング方式のみでは軽薄短小化に限界を有する。よって、最近は、ワイヤボンディングを用いることなく、半導体チップの入出力端子であるパッド上に別途のソルダーバンプやパッドなどの電極部材を形成した後、半導体チップをキャリア基板やテープ配線基板などの配線基板に前記電極部材を用いて結合したり、半導体チップを他の半導体チップに直接積層する方式で配線工程を行う方式が広く使用されている。代表的な例として、前記半導体チップが裏返された状態で基板にボンディングされるフリップチップボンディング技術と、貫通型シリコンビア(through silicon via;TSV)を用いた各半導体チップの3次元積層技術とがある。 In general, what must be accompanied by the higher functionality of electronic products is the reduction of the size, weight, and size of semiconductor chips through the improvement of the degree of integration. A semiconductor package for high integration of the semiconductor chip also has a limit in lightness, thinness, shortness, and size reduction only by the conventional wire bonding method. Therefore, recently, without using wire bonding, after forming an electrode member such as a solder bump or a pad on a pad which is an input/output terminal of a semiconductor chip, the semiconductor chip is wired to a carrier substrate or a tape wiring substrate. A method of performing a wiring process by a method of bonding to a substrate using the electrode member or a method of directly laminating a semiconductor chip on another semiconductor chip is widely used. As a typical example, there are a flip chip bonding technique in which the semiconductor chip is bonded to a substrate in an inverted state, and a three-dimensional laminating technique for each semiconductor chip using a through silicon via (TSV). is there.
前記フリップチップボンディング及びTSVを用いた半導体パッケージ技術において、各電極のボンディングは、熱圧着方式又はレーザー圧着方式を通じて行われる。これらのうち、前記熱圧着方式は、加圧アームの内部にヒーターが内蔵され、加圧アームの先端に半導体チップの吸着のための吸入ホールを有する加圧ヘッドからなるヒーターアセンブリーによって行われる。 In the semiconductor package technology using flip chip bonding and TSV, the bonding of each electrode is performed by a thermocompression bonding method or a laser pressure bonding method. Of these, the thermocompression bonding method is performed by a heater assembly including a pressurizing head having a heater built in the pressurizing arm and having a suction hole for adsorbing a semiconductor chip at the tip of the pressurizing arm.
例えば、フリップチップボンディング工程において、前記ヒーターアセンブリーは、光学的認識装置などの位置整列装置によって配線基板の所定位置にボンディングするフリップチップの位置を合わせた後、加圧アームを下降させ、前記フリップチップを前記配線基板に加圧させながら前記加圧アーム内部のヒーターを加熱し、前記加圧ヘッド側に熱が伝導されながら前記フリップチップを加熱し、このような状態を所定時間維持することによって前記配線基板に前記フリップチップの電極パッドをボンディングさせる。必要に応じて、前記フリップチップと基板との間に熱硬化性樹脂が塗布され、前記熱圧着の間に熱硬化性樹脂の硬化が行われ、前記フリップチップのボンディング構造が保護される場合もある。その後、加圧ヘッドのヒーターを減温させ、加圧アームを上昇させることによって基板を引き出せるようにする。 For example, in the flip chip bonding process, the heater assembly aligns a flip chip to be bonded to a predetermined position on a wiring board by a position alignment device such as an optical recognition device, and then lowers a pressing arm to move the flip chip. By heating the heater inside the pressure arm while pressing the chip onto the wiring board and heating the flip chip while heat is conducted to the pressure head side, by maintaining such a state for a predetermined time. The electrode pads of the flip chip are bonded to the wiring board. If necessary, a thermosetting resin may be applied between the flip chip and the substrate, and the thermosetting resin may be cured during the thermocompression bonding to protect the bonding structure of the flip chip. is there. After that, the temperature of the heater of the pressure head is lowered and the pressure arm is raised so that the substrate can be pulled out.
前記TSVを用いた半導体パッケージ工程においても、各半導体チップの表面に露出した各貫通電極を互いに対向するように整列した後、積層された各半導体チップを加熱し、前記各貫通電極間をボンディングするために前記ヒーターアセンブリーが使用可能である。 Also in the semiconductor packaging process using the TSV, the through electrodes exposed on the surface of each semiconductor chip are aligned so as to face each other, and then the stacked semiconductor chips are heated to bond the through electrodes to each other. The heater assembly can be used for this.
半導体パッケージの軽薄短小化が持続的に要求されるにつれて、半導体チップ上の各電極間の距離が極小化され、前記各電極間の接続に短絡がないか、熱衝撃によるクラックがない信頼性のあるボンディングのために前記ヒーターアセンブリーの精密な温度制御が要求される。特に、急速加熱及び急速冷却を具現するための迅速な温度制御は、半導体パッケージの集積度が増加するほど各電極間の距離及び高さが減少するので必須的である。 As the lightness, thinness and shortness of the semiconductor package is continuously required, the distance between the electrodes on the semiconductor chip is minimized, and there is no short circuit in the connection between the electrodes or cracks due to thermal shock. Precise temperature control of the heater assembly is required for certain bonds. Particularly, rapid temperature control for implementing rapid heating and rapid cooling is essential because the distance and height between the electrodes decrease as the integration degree of the semiconductor package increases.
しかし、従来のヒーターアセンブリーにおいては、一般に線形ヒーターが使用されており、その結果、前記ヒーターアセンブリーを加熱するための加熱構造及び冷却構造が複雑であり、前記ヒーターを所定温度まで迅速に加熱してから再び急速に冷却できる信頼性のある温度プロファイルの精密制御を得ることが難しい。 However, in the conventional heater assembly, a linear heater is generally used, and as a result, a heating structure and a cooling structure for heating the heater assembly are complicated, and the heater is quickly heated to a predetermined temperature. Then, it is difficult to obtain a reliable precise temperature profile control that can be rapidly cooled again.
本発明が解決しようとする技術的課題は、半導体パッケージの集積度が向上するにつれて、急速加熱及び急速冷却のための迅速且つ精密な温度制御が可能でありながらも、簡単な構造を通じて全面積への均一なヒーティングが可能なヒーターアセンブリーを提供することにある。 The technical problem to be solved by the present invention is that, as the degree of integration of semiconductor packages is improved, rapid and precise temperature control for rapid heating and rapid cooling is possible, but the total area is increased through a simple structure. It is to provide a heater assembly capable of uniform heating.
本発明の一実施例によると、半導体素子製造用ボンディング装置に装着されるヒーターアセンブリーであって、第1主面及び第2主面を含み、前記第1主面上に被処理半導体構造体が解除可能に支持されるヒーティングプレートと、前記ヒーティングプレートの前記第2主面側に配置され、前記ヒーティングプレートを支持する電気的絶縁ボディーと、前記ヒーティングプレートと前記電気的絶縁ボディーとの間に配置され、前記ヒーティングプレートの熱放出及び電源印加のための少なくとも2個以上のバスバー(bus bars)とを含むヒーターアセンブリーが提供され得る。前記ヒーティングプレートの第2主面上に形成された発熱薄膜層により、前記ヒーティングプレートの第1主面上に形成された発熱本体の面相加熱が行われる。 According to an embodiment of the present invention, there is provided a heater assembly mounted on a bonding device for manufacturing a semiconductor device, the heater assembly including a first main surface and a second main surface, and a semiconductor structure to be processed on the first main surface. A releasably supported heating plate, an electrically insulating body disposed on the second main surface side of the heating plate and supporting the heating plate, the heating plate and the electrically insulating body A heater assembly may be provided that is disposed between the heating plate and the heating plate and that includes at least two bus bars for discharging heat and applying power to the heating plate. The heating thin film layer formed on the second main surface of the heating plate performs surface phase heating of the heating body formed on the first main surface of the heating plate.
本発明の実施例において、前記少なくとも2個以上のバスバーは、前記ヒーティングプレートの前記第2主面に対して平行な方向に伸張された構造を有し、互いに平行に離隔した2個のバスバーを含み得る。前記電気的絶縁ボディーは、前記バスバーの底部のうち少なくとも一部を収容するためのトレンチ部を有し、前記バスバーの前記少なくとも一部が前記トレンチ部に挿入されて支持され得る。また、前記バスバーは締結孔を含み、前記電気的絶縁ボディーは貫通ホールを含み、前記貫通ホール及び前記締結孔を通じる締結部材により、前記バスバーは前記電気的絶縁ボディーに固定され得る。前記バスバーの上部のうち一部は、前記ヒーティングプレートの前記第2主面と離隔し、冷却気体流路を確保するリセスされた表面を有し得る。前記バスバーは、金属、金属合金、炭素体又はこの組み合わせを含み得る。本発明の一実施例において、前記バスバーは、放熱のための放熱ホール、多孔質体又は放熱フィンを更に含み得る。前記バスバーの上部のうち一部に前記ヒーティングプレートが締結されたり、前記バスバーの上部のうち一部に前記電気的絶縁ボディーが締結され得る。 In the embodiment of the present invention, the at least two busbars have a structure extending in a direction parallel to the second main surface of the heating plate, and the two busbars are separated from each other in parallel. Can be included. The electrically insulating body may include a trench portion for accommodating at least a part of a bottom portion of the bus bar, and the at least a portion of the bus bar may be inserted into and supported by the trench portion. The bus bar may include a fastening hole, the electrically insulating body may include a through hole, and the bus bar may be fixed to the electrically insulating body by a fastening member extending through the through hole and the fastening hole. A portion of the upper portion of the bus bar may have a recessed surface that is separated from the second main surface of the heating plate and secures a cooling gas flow path. The busbar may include a metal, a metal alloy, a carbon body or a combination thereof. In one embodiment of the present invention, the bus bar may further include a heat dissipation hole for heat dissipation, a porous body or a heat dissipation fin. The heating plate may be fastened to a portion of the upper portion of the bus bar, or the electrically insulating body may be fastened to a portion of the upper portion of the bus bar.
前記ヒーティングプレートは、前記被処理半導体構造体を解除可能に支持するための少なくとも一つ以上の第1真空ホールを含み、前記電気的絶縁ボディーの内部には、前記少なくとも一つ以上の第1真空ホールと連通し、前記少なくとも一つ以上の第1真空ホールにそれぞれ密着して気密を維持する少なくとも一つ以上の第1真空流路を含み得る。本発明の一実施例において、前記ヒーティングプレートは少なくとも一つ以上の冷却ホールを含み、前記電気的絶縁ボディーの内部には、前記冷却ホールに冷却気体を供給するための冷却気体流路を含み得る。 The heating plate includes at least one first vacuum hole for releasably supporting the processed semiconductor structure, and the at least one first vacuum hole is provided inside the electrically insulating body. At least one first vacuum channel may be included that is in communication with the vacuum hole and is in close contact with the at least one first vacuum hole to maintain airtightness. In one embodiment of the present invention, the heating plate includes at least one cooling hole, and the electrically insulating body includes a cooling gas passage for supplying a cooling gas to the cooling hole. obtain.
前記冷却気体流路のアウトレットは、前記ヒーティングプレートの前記冷却ホールと離隔し、前記冷却気体流路のアウトレットから放出される冷却気体の一部は、前記冷却ホールに伝達された後、前記ヒーティングプレートの前記第1主面上に伝達され得る。本発明の一実施例において、前記冷却気体流路の前記アウトレットは、前記ヒーティングプレートの前記冷却ホールと前記ヒーティングプレートの第2主面に対して垂直な方向にオフセットされ得る。 The outlet of the cooling gas flow path is separated from the cooling hole of the heating plate, and a part of the cooling gas discharged from the outlet of the cooling gas flow path is transferred to the cooling hole and then heated. Can be transferred onto the first major surface of the touching plate. In an embodiment of the present invention, the outlet of the cooling gas passage may be offset in a direction perpendicular to the cooling hole of the heating plate and the second main surface of the heating plate.
前記ヒーティングプレートの前記第1主面を保護するように前記被処理半導体構造体と前記ヒーティングプレートの前記第1主面との間に配置され、前記ヒーティングプレートの前記第2主面上に配置されるアタッチ部材を更に含み、前記ヒーティングプレートは、前記アタッチ部材を解除可能に支持するための少なくとも一つ以上の第2真空ホールを更に含み、前記電気的絶縁ボディーの内部には、前記少なくとも一つ以上の第2真空ホールと連通し、前記少なくとも一つ以上の第2真空ホールにそれぞれ密着して気密を維持する少なくとも一つ以上の第2真空流路を更に含み得る。 Is disposed between the processed semiconductor structure and the first main surface of the heating plate so as to protect the first main surface of the heating plate, and on the second main surface of the heating plate. The heating plate further includes at least one second vacuum hole for releasably supporting the attach member, and the inside of the electrically insulating body includes: The method may further include at least one second vacuum channel communicating with the at least one second vacuum hole and closely contacting the at least one second vacuum hole to maintain airtightness.
前記ヒーティングプレートの前記第1主面には、前記冷却ホールから伝達される前記冷却気体を前記第1主面に沿って拡張して流動させる第1トレンチパターンが形成され、前記トレンチパターンの少なくとも一部を前記アタッチ部材が覆うことができる。前記トレンチパターンは、前記アタッチ部材の縁部を越えて終端されたり、前記ヒーティングプレートの縁部まで延長され得る。 A first trench pattern is formed on the first main surface of the heating plate to expand and flow the cooling gas transmitted from the cooling hole along the first main surface, and at least the trench pattern is formed. The attaching member may cover a part. The trench pattern may be terminated beyond the edge of the attaching member or may extend to the edge of the heating plate.
前記ヒーティングプレートの前記第1主面には、前記少なくとも一つ以上の第2真空ホールと連通し、前記アタッチ部材によって覆われて密閉される第2トレンチパターンが更に形成され得る。 A second trench pattern may be further formed on the first main surface of the heating plate, the second trench pattern being in communication with the at least one second vacuum hole and being covered and sealed by the attaching member.
本発明の一実施例において、前記電気的絶縁ボディーを貫通し、前記少なくとも2個以上のバスバー間を経て前記ヒーティングプレートの前記第2主面に接触し、互いに独立的に温度を測定するための少なくとも2個のサーモカップルを更に含み得る。前記電気的絶縁ボディーは、サーモカップル用単一貫通ホールを含み、前記少なくとも2個のサーモカップルは、各測定端部が互いに3mm内の離隔距離を有するようにアセンブリー化され、前記サーモカップル用単一貫通ホールを通じて前記第2主面に接触し得る。アセンブリー化された前記少なくとも2個のサーモカップルは、複数のサーモカップルワイヤを通過させて互いに結ぶための多口チューブを含み得る。 In one embodiment of the present invention, for measuring the temperature independently of each other by penetrating the electrically insulating body, contacting the second main surface of the heating plate through the at least two or more bus bars. Of at least two thermocouples of The electrically insulating body includes a single through hole for the thermocouple, and the at least two thermocouples are assembled so that each measuring end has a separation distance within 3 mm from each other. The second main surface may be contacted through the one through hole. The assembled at least two thermocouples may include a multi-ended tube for passing a plurality of thermocouple wires and tying them together.
本発明の実施例によると、バスバーを用いてヒーティングプレートの冷却構造を具現することによって発熱体の瞬間的な温度上昇と共に急激な冷却を具現し、精密な温度制御が可能な半導体素子製造用ボンディング装置に装着されるヒーターアセンブリーを提供することができる。 According to the embodiment of the present invention, a cooling structure of a heating plate is realized by using a bus bar, so that the temperature of the heating element is instantaneously increased and the cooling is rapidly performed, so that precise temperature control can be performed. A heater assembly mounted on the bonding apparatus can be provided.
また、本発明の実施例によると、ヒーティングプレート上に配置されるアタッチ部材もヒーティングプレートの冷却の間に冷却気体によって独立的に強制に冷却されることによって、ヒーティングプレートの冷却によって間接的にアタッチ部材が冷却される機構に比べてより精密な急速冷却が可能なヒーターアセンブリーが提供され得る。 In addition, according to the embodiment of the present invention, the attachment member disposed on the heating plate is also forcibly cooled independently by the cooling gas during the cooling of the heating plate, so that the heating plate is indirectly cooled. A heater assembly capable of more rapid rapid cooling can be provided as compared with a mechanism in which the attachment member is cooled.
また、本発明の実施例によると、ヒーティングプレートの温度検出及びこれを通じたヒーティングプレートの温度制御のために使用されるサーモカップルをペア化して設置することによって、いずれか一つのサーモカップルに異常が発生したとしても、他の一つのサーモカップルによって正常な動作を可能にし、サーモカップルの故障によるヒーティング工程の中断を防止し、ペア化されたサーモカップルによって同一の測定部分で複数の独立した温度測定データを得ることによって不正確な温度測定可能性を最小化し、精密な加熱及び冷却が可能なヒーターアセンブリーが提供され得る。 In addition, according to the embodiment of the present invention, by installing the thermocouples used for temperature detection of the heating plate and temperature control of the heating plate therethrough in pairs, any one of the thermocouples may be installed. Even if an abnormality occurs, one other thermocouple enables normal operation, prevents the interruption of the heating process due to the failure of the thermocouple, and the paired thermocouple enables multiple independent measurements in the same measurement part. By obtaining the measured temperature measurement data, the possibility of inaccurate temperature measurement can be minimized and a heater assembly capable of precise heating and cooling can be provided.
以下、添付の図面を参照して本発明の好適な実施例を詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
本発明の各実施例は、当該技術分野で通常の知識を有する者に本発明を更に完全に説明するために提供されるものである。下記の実施例は、多様な他の形態に変形可能であり、本発明の範囲が下記の実施例に限定されることはない。むしろ、これらの実施例は、本開示を更に充実且つ完全にし、当業者に本発明の思想を完全に伝達するために提供されるものである。 Each embodiment of the present invention is provided to more fully explain the present invention to one of ordinary skill in the art. The following embodiments may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the following embodiments. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art.
また、以下の図面における各層の厚さや大きさは、説明の便宜及び明確性のために誇張して表現したものであって、図面上における同一の符号は同一の要素を称する。本明細書で使用された「及び/又は」という用語は、該当の列挙した項目のうちいずれか一つ及び一つ以上の全ての組み合わせを含む。 Further, the thickness and size of each layer in the following drawings are exaggerated for convenience of explanation and clarity, and the same reference numerals in the drawings refer to the same elements. As used herein, the term "and/or" includes any one and any combination of one or more of the listed items in question.
本明細書で使用された用語は、特定の実施例を説明するためのものであって、本発明を制限するためのものではない。本明細書で使用されたように、単数の形態は、文脈上、他の場合を明確に指摘するものでない限り、複数の形態を含み得る。 The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments and not for limiting the invention. As used herein, a singular form may include the plural forms unless the context clearly dictates otherwise.
また、本明細書で使用された「含む(comprise)」及び/又は「含む(comprising)」という用語は、言及した各形状、数字、段階、動作、部材、要素及び/又はこれらのグループの存在を特定するものであって、一つ以上の他の形状、数字、動作、部材、要素及び/又はグループの存在又は付加を排除するものではない。 Also, as used herein, the terms "comprise" and/or "comprising" refer to the presence of each referenced shape, number, step, action, member, element and/or group thereof. And does not exclude the presence or addition of one or more other shapes, numbers, acts, members, elements and/or groups.
本明細書において、「第1」、「第2」などの用語は、多様な部材、部品、領域、各層及び/又は各部分を説明するために使用されるが、これらの部材、部品、領域、各層及び/又は各部分は、これらの用語によって限定されてはならないことは自明である。これらの用語は、一つの部材、部品、領域、層又は部分を他の部材、部品、領域、層又は部分と区別するためにのみ使用される。 In the present specification, terms such as “first”, “second”, etc. are used to describe various members, parts, regions, layers and/or parts, but these members, parts, regions Obviously, each layer and/or each part must not be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one member, component, region, layer or section from another member, component, region, layer or section.
したがって、以下で詳細に説明する「第1」部材、部品、領域、層又は部分は、本発明の教示から逸脱することなく、「第2」部材、部品、領域、層又は部分を称することができる。 Thus, a "first" member, component, region, layer or section described in detail below may refer to a "second" member, component, region, layer or section without departing from the teachings of the present invention. it can.
本実施例において、ヒーターアセンブリーは、チップ間の積層又は基板上へのチップボンディングのためのボンディング装置に装着されるヒーターであり得る。例えば、ヒーターアセンブリーは、上端チップと下端チップとを貫通電極で連結するTSV(Through Silicon Via:シリコン貫通電極)を用いた半導体パッケージに使用されてもよい。しかし、本発明は、これに限定されるものではなく、チップのボンディングのための多様な形態のボンディング装置に適用可能であることは当然である。 In this embodiment, the heater assembly may be a heater mounted on a bonding apparatus for stacking chips or bonding chips on a substrate. For example, the heater assembly may be used in a semiconductor package using a TSV (Through Silicon Via) that connects an upper end chip and a lower end chip with a through electrode. However, it goes without saying that the present invention is not limited to this, and can be applied to various types of bonding apparatuses for bonding chips.
図1aは、本発明の一実施例に係るヒーターアセンブリー10を上部から見た分解斜視図で、図1bは、図1aのヒーターアセンブリー10を底部から見た分解斜視図である。
1a is an exploded perspective view of a
図1a及び図1bは、半導体素子製造用ボンディング装置に使用されるヒーターアセンブリー10を開示する。ヒーターアセンブリー10は、ヒーティングプレート100と、電気的絶縁ボディー200と、ヒーティングプレート100と電気的絶縁ボディー200との間に配置される各バスバー300とを含み得る。
1a and 1b disclose a
ヒーティングプレート100は、互いに反対の第1主面100Uと、第1主面100Uと対向する第2主面100Bとを含む。第1主面100U及び第2主面100Bは、いずれも電気絶縁性表面を有し得る。このために、ヒーティングプレート100は電気絶縁体であり得る。他の実施例において、ヒーティングプレート100は導電体であって、前記導電体の第1主面100U及び第2主面100Bの表面には、絶縁層、例えば、SiO2又はAl2O3などの絶縁膜が形成されてもよい。
The
ヒーティングプレート100は、高速加熱と冷却が同時に可能でなければならなく、被処理半導体構造体PSの接触表面の全面積に均一な温度の熱量を提供することが好ましいので、熱伝導率が高く、熱変形の少ない材料で形成される発熱本体120を含むことが好ましい。一実施例において、発熱本体120は、アルミニウム窒化物(AlN)、シリコン炭化物(SiC)、サイアロン(SIALON)、ベリリウム酸化物(BeO)、シリコン窒化物(Si3N4)、又はこれらの混合物を含み得る。しかし、これは例示的なものに過ぎなく、本発明がこれに限定されることはない。例えば、発熱本体120は、非制限的な例として、ガラス、石英、アルミニウム酸化物、カルシウムフッ化物又はイットリウム酸化物などのセラミックを含んでもよく、高温運営に適したものではないが、可撓性及び弾性が要求される場合、ポリイミドなどの熱硬化性高分子系材料を含んでもよい。
The
発熱本体120の第1主面100Uは、ボンディング工程が行われる被処理半導体構造体PSに接触し、被処理半導体構造体PSに熱を伝達すると共に圧力を印加する。被処理半導体構造体PSは、例えば、半導体チップ、半導体パッケージ、又は半導体ウエハーなどの基板であり得る。また、これらの被処理半導体構造体には、他の半導体構造体、例えば、半導体チップ、半導体パッケージ、半導体ウエハー、リードフレーム又はインターポーザーなどの基板にボンディングされ得る。例えば、チップ−ツー−チップ、チップ−ツー−ウエハー、ウエハー−ツー−ウエハーボンディングなどの積層工程が行われるが、これらの各例は例示的なものに過ぎなく、本発明がこれに限定されることはない。
The first
発熱本体120の第2主面100Bには、発熱本体120を加熱するための発熱薄膜層110が形成され得る。発熱薄膜層110は、印加された電力信号によってジュール熱で加熱され得る。発熱薄膜層110は、薄膜形成工程を通じてヒーティングプレート100の第2主面100Bに直接形成されるものであるので、2次元の面相発熱を実現することができる。発熱薄膜層110は、被処理半導体構造体PSに伝達される熱の熱源であって、半導体チップ又はパッケージのボンディング又は製造のために制御された温度で高速昇温及び高速冷却が可能な発熱層である。このような高速昇温及び高速冷却により、ヒーターの質量を極小化するという利点がある。一実施例において、発熱薄膜層110の厚さは、急速温度制御及び円滑な熱伝逹が可能になるように数百nm〜5μm以下の大きさを有する。
A heat generating
発熱薄膜層110は、電源の印加時、抵抗による瞬間的な熱発生が可能な導電性薄膜であって、導電性金属酸化物、導電性金属窒化物又は炭素系材料を含み得る。例えば、前記導電性金属酸化物としては、ITO(In2O3:SnO2=90:10、インジウムスズ酸化物)導電膜又はFTO(F−doped SnO2:フッ素(F)が含まれたスズ酸化物)導電膜が使用され得るが、本発明がこれに限定されることはなく、多様な種類の導電膜が使用され得る。発熱薄膜層110は、主なマトリックスを形成する金属などの構成材料の他に、ホウ素(B)、フッ素(F)又は塩素(Cl)などの非金属、チタン、ハフニウムなどの遷移金属、アルミニウム(Al)又はマグネシウム(Mg)などの他の金属、又はシリコン(Si)などの準金属などのドーピング元素を更に含んでもよい。
The heat generating
これらの材料としては、80℃〜800℃の温度範囲内で発熱が可能なものであればいずれも使用可能である。好ましくは、発熱薄膜層110は、希土類なしで、高温発熱でも電気的、化学的及び機械的性能に優れた前記FTOを含み得る。
Any of these materials can be used as long as it can generate heat in the temperature range of 80°C to 800°C. Preferably, the exothermic
発熱薄膜層110は、2次元的な平面構造体全体が熱を発生するので、従来のコイルヒーティング、熱線などのパターン化された熱源又は炭素繊維などの導電性繊維体による線形加熱部材と異なり、加熱が行われないデッドゾーンや熱勾配を有していない。通常、上述した従来の各熱源には、デッドゾーンと加熱部材との間の温度偏差を克服するために埋立体又は表面コーティング剤が必ず適用されなければならなく、これらの物質は異種構造又は物質であるので、信頼性のある結合や接合のために別途の締結部材又は高温焼結などの追加工程が要求され得る。しかし、発熱薄膜層110は、ヒーティングプレート100の第2主面100Bに化学気相蒸着、スパッタリング、熱分解、又はスプレー法などの気相蒸着法を用いて直接形成できるので、ヒーティングプレート100と発熱薄膜層との間の別途の接合のための締結構造又は焼結などの後処理工程が要求されない。
Since the heat generating
発熱薄膜層110は、瞬間的な温度上昇が可能であり、気体、例えば、周辺空気又は気相冷媒の接触によって急激な冷却が可能である。例えば、2次元形態(コーティング膜)の発熱薄膜層110とミアンダ型コイル抵抗線のアルミニウム発熱体との間の熱量方程式、すなわち、Q=cm△tを比較してみると、同一の面積に対して同一の熱量Qが蓄積されるとき、発熱薄膜層110の質量(m)は、アルミニウム発熱体の質量(m)より小さく、発熱薄膜層110の比熱(c、スズ/インジウム=0.05)は、アルミニウム発熱体の比熱(c:アルミニウム=0.21)より小さいので、同一の面積に対する同一の熱量を基準にして、発熱薄膜層の温度変化(△t)は、アルミニウム発熱体の温度変化(△t)より遥かに向上し得る。結局、2次元構造の発熱薄膜層は、3次元構造を有するバルキーな従来の発熱体に比べて瞬間的な温度上昇が可能であり、その反対に、冷却気体に露出すると更に速く冷却され得るという利点も有する。
The exothermic
一実施例において、発熱薄膜層110上には保護層(図示せず)が更に形成され得る。また、保護層は、電気絶縁性を有し、不純物拡散障壁層、シーリング層、防汚層、及び防湿層のうち少なくともいずれか一つ又は2以上の積層構造を含み得る。前記保護層は、下地の発熱薄膜層110と化合物を形成しない絶縁層であり得る。例えば、前記保護層は、シリコン酸化物、ガラス、アルミニウム酸化物又はマグネシウム酸化物を含み得る。
In one embodiment, a protective layer (not shown) may be further formed on the heat generating
本発明の実施例において、発熱本体120の両端部には、各バスバー300の締結孔310及び電気的絶縁ボディー200の貫通ホール(図示せず)と同一の垂直線上に位置する4個のヒーティングプレート組立ホール101が形成され得る。他の実施例において、2個のヒーティングプレート組立ホール101が発熱本体120の中央端部に形成されてもよい。
In the embodiment of the present invention, the four
ヒーティングプレート100、各バスバー300及び電気的絶縁ボディー200は、後述する締結部材900がヒーティングプレート組立ホール101、各バスバー300の締結孔310及び電気的絶縁ボディー200の貫通ホール(図示せず)を貫通することによって互いに固定され得る。他の実施例において、ヒーティングプレート100及び各バスバー300が上部方向に締結部材900によって固定され、各バスバー300及び電気的絶縁ボディー200が下部方向に他の締結部材によって固定されることによって、ヒーティングプレート100、各バスバー300及び電気的絶縁ボディー200が互いに固定され得る。
In the
本発明の実施例において、ヒーティングプレート100には、被処理半導体構造体PS及びアタッチ部材DAのうち少なくとも一つを解除可能に支持するように発熱本体120の斜線方向に真空ホール120VH1、120VH2、120VH3が形成され得る。発熱本体120の真空ホール120VH1、120VH2、120VH3は、後述する電気的絶縁ボディー200の真空ホール200VH1、200VH2、200VH3及び後述するベース部400の真空ホール400VH1、400VH2、400VH3と垂直線上に位置し、真空吸入のために連通が形成され得る。その結果、前記真空吸入により、アタッチ部材DA又は被処理半導体構造体PSをヒーティングプレート100に密着させることができる。
In the embodiment of the present invention, the
真空ホール400VH1、400VH2、400VH3のうち真空ホール400VH2、400VH3は、それぞれトレンチパターンを有する真空吸入流路VPLと連結され、真空吸入流路VPLを通じてアタッチ部材DA又は被処理半導体構造体PSを吸入しようとする面積(以下、吸入面積と称する)が広くなり、アタッチ部材DA又は被処理半導体構造体PSをヒーティングプレート100に安定的に密着させることができる。例えば、真空吸入流路VPLを通じて広い吸入面積を提供することによって、冷却ホール120CHから吐出される冷却ガスによってアタッチ部材DA又は被処理半導体構造体PSが揺れることを改善させることができる。真空吸入流路VPLは、発熱本体120上にトレンチパターン形状に凹まれて形成され得る。また、アタッチ部材DA又は被処理半導体構造体PSがヒーティングプレート100に密着したとしても、アタッチ部材DA又は被処理半導体構造体PSとヒーティングプレート100との間にトレンチパターンの空間が形成されることによってヒーティングプレート100の吸入面積を広げることができる。
The vacuum holes 400VH2, 400VH3 among the vacuum holes 400VH1, 400VH2, 400VH3 are respectively connected to the vacuum suction flow path VPL having a trench pattern, and the attachment member DA or the semiconductor structure PS to be processed is sucked through the vacuum suction flow path VPL. The area (hereinafter, referred to as a suction area) is increased, and the attachment member DA or the semiconductor structure PS to be processed can be brought into stable contact with the
一実施例において、アタッチ部材DAの大きさは、ヒーティングプレート100の大きさと同一であり得るが、本発明がこれに限定されることはない。例えば、アタッチ部材DAの大きさは、ヒーティングプレート100の大きさより小さくてもよい。
In one embodiment, the size of the attachment member DA may be the same as the size of the
本発明の実施例において、少なくとも一つ以上の発熱本体120の冷却ホール120CHが形成され得る。このとき、発熱本体120の冷却ホール120CHは、ヒーティングプレート100のみならず、アタッチ部材DAを速く冷却させるために、後述する電気的絶縁ボディー200の冷却ホール200CHと垂直線上でオフセットされて配置され得る。後述する電気的絶縁ボディー200の冷却ホール200CHを介して吐出される冷却気体(又は低温の酸素、アルゴン又は窒素)は、一次的にヒーティングプレート100の第2主面100Bとぶつかってヒーティングプレート100と電気的絶縁ボディー200との間の離隔空間に広がり、ヒーティングアセンブリー10の外側に排出されることによってヒーティングプレート100を冷却させることができる。前記冷却気体は、ヒーティングプレート100と電気的絶縁ボディー200との間の離隔空間Sが周囲に露出することによってヒーティングプレート100を冷却させることができる。次に、二次的にヒーティングプレート100と電気的絶縁ボディー200との間の空間内で速く流れる冷却気体の一部が発熱本体120の冷却ホール120CHを介して吐出され得る。このとき、冷却ホール120CHは、それぞれトレンチパターンを有する冷却気体吐出流路CPLと連結され、前記冷却気体の一部が冷却気体吐出流路CPLを介して流れながらアタッチ部材DAを冷却させることができる。
In the embodiment of the present invention, at least one cooling hole 120CH of the
冷却気体吐出流路CPLは、真空吸入流路VPLと同様に、発熱本体120上にトレンチパターン形状に凹まれて形成され得る。また、アタッチ部材DAがヒーティングプレート100に密着したとしても、アタッチ部材DAとヒーティングプレート100との間にトレンチパターンの空間が形成されることによって、冷却気体は前記空間を介して移動しながら排出され得る。発熱本体120の真空ホール120VH2、120VH3、真空吸入流路VPL、冷却ホール120CH、及び冷却気体吐出流路CPLの多様な形成は、下記の図6a〜図6eを参照して説明する。
The cooling gas discharge flow path CPL may be formed in the heat generating
ヒーティングプレート100の第2主面100Bに配置され、ヒーティングプレート100を支持する電気的絶縁ボディー200は、発熱薄膜層110を含むヒーティングプレート100を電気的絶縁ボディー200の後端に締結されるベース部400と電気的に絶縁しながらヒーティングプレート100を安定的に支持する役割をすることができる。電気的絶縁ボディー200は、アルミニウム酸化物などの高強度を有するセラミック成形体であり得る。
The electrically insulating
一実施例において、電気的絶縁ボディー200は、後述するバスバー300の底部のうち少なくとも一部を収容するためのトレンチ部200TRを有し、バスバー300の前記少なくとも一部がトレンチ部200TRに挿入され得る。また、電気的絶縁ボディー200内には、ヒーティングプレート100の真空ホール120VH1、120VH2、120VH3と連通し、ヒーティングプレート100の真空ホール120VH1、120VH2、120VH3にそれぞれ密着して気密を維持する少なくとも一つ以上の真空ホール200VH1、200VH2、200VH3が形成され得る。このとき、真空ホール200VH1、200VH2、200VH3は突出した形態を有し得る。
In one embodiment, the electrically insulating
一実施例において、発熱薄膜層110との離隔間隔を維持するために、電気的絶縁ボディー200の上面には支持突起210が突出して形成され得る。支持突起210は、電気的絶縁ボディー200の上面コーナー部に離隔して設置される4個の支持突起である。これらの支持突起210間に離隔空間Sが形成されるので、電気的絶縁ボディー200の4方向(前後左右方向)に冷却気体が流入し得る。
In one embodiment, a
一実施例において、電気的絶縁ボディー200には、真空ホール200VH1、200VH2、200VH3と異なる位置に冷却ホール200CHが形成され得る。また、ヒーティングプレート100と電気的絶縁ボディー200との間の離隔空間Sの内部に冷却気体を供給するために、冷却ホール200CHはヒーティングプレート100と密着しないように形成され得る。
In an embodiment, the cooling hole 200CH may be formed in the electrically insulating
また、電気的絶縁ボディー200の冷却ホール200CHのアウトレットは、ヒーティングプレート100の冷却ホール120CHと垂直線上で互いにオフセットされ、電気的絶縁ボディー200の冷却ホール200CHのアウトレットから放出される冷却気体の一部は、ヒーティングプレート100の冷却ホール120CHに伝達された後、ヒーティングプレート100の第1主面100Uに伝達され得る。電気的絶縁ボディー200の冷却ホール200CHのアウトレットとヒーティングプレート100の冷却ホール120CHとが垂直線上でオフセットされずに互いに一致して整列される場合、電気的絶縁ボディー200の冷却ホール200CHのアウトレットから噴出される冷却気体の圧力がヒーティングプレート100の冷却ホール120CHを介してアタッチ部材DAに直接伝達され、ヒーティングプレート100の表面からアタッチ部材DAが脱着する危険が発生し得る。
Further, the outlets of the cooling holes 200CH of the electrically insulating
一実施例において、電気的絶縁ボディー200は、少なくとも一つのサーモカップル用単一貫通ホール200TCHを含み、前記少なくとも2個のサーモカップルの各測定端部は、例えば、互いに3mm内の離隔距離を有するようにアセンブリー化され、サーモカップル用単一貫通ホール200THCを通じてヒーティングプレート100の第2主面100Bに接触し得る。
In one embodiment, the electrically insulating
図1a及び図1bを参照すると、電気的絶縁ボディー200内で一つのサーモカップル用単一貫通ホール200TCHが形成されるが、本発明がこれに制限されることはなく、真空ホール200VH1、200VH2、200VH3及び冷却ホール200CHと互いに異なる位置に複数のサーモカップル用単一貫通ホール200TCHが形成されてもよい。
Referring to FIGS. 1a and 1b, a single through hole 200TCH for a thermocouple is formed in the electrically insulating
一部の実施例において、電気的絶縁ボディー200上の支持突起210によってヒーティングプレート100と電気的絶縁ボディー200との間に離隔空間Sが形成され、冷却ホール200CHを介して離隔空間Sに冷却気体が供給されるとき、一部の冷却気体はヒーティングプレート100の冷却ホール120CHに伝達され、ヒーティングプレート100を冷却させた他の一部の冷却気体は排出口(図示せず)を介して外部に排出され得る。前記排出口は、電気的絶縁ボディー200上の支持突起210によってヒーティングプレート100と電気的絶縁ボディー200との間に離隔空間Sが形成されるとき、離隔空間Sの側面に形成された排出口である。
In some embodiments, the
本発明の実施例において、ヒーティングプレート100と電気的絶縁ボディー200との間に配置される各バスバー300には、ヒーティングプレート100に電力を供給するために互いに異なる極性を有する電力信号がそれぞれ印加され得る。各バスバー300は、電気的導体でありながら、ヒーティングプレート100の冷却の間に熱が放出されることを促進する放熱体として利用可能である。このために、各バスバー300は、アルミニウムなどの金属、インバー(invar)(Fe−Ni合金)などの金属合金、グラファイトなどの炭素系材料、又は導電性繊維体で形成され得るが、本発明がこれに限定されることはない。発熱薄膜層110によってヒーティングプレート100が加熱される実施例において、各バスバー300の少なくとも一部が発熱薄膜層110に圧着されることによって電力信号を発熱薄膜層110に印加することができる。
In the embodiment of the present invention, each
一実施例において、各バスバー300は、ヒーティングプレート100の第2主面100Bに対して平行な方向に伸張された構造を有し、互いに平行に離隔した2個のバスバー300を含み得る。各バスバー300は剛体形状を有する。一実施例において、電気的絶縁ボディー200は、各バスバー300の底部のうち少なくとも一部を収容するためのトレンチ部200TRを有し得る。また、バスバー300の前記少なくとも一部はトレンチ部200TRに挿入されて支持され得る。
In one embodiment, each
バスバー300は、少なくとも一つ以上の締結孔310、320、330を有し得る。一実施例において、各締結孔は、ヒーティングプレート100をバスバー300に締結するための第1締結孔、及びバスバー300を電気的絶縁ボディー200に締結するための第2締結孔のうち少なくとも一つを含み得る。一実施例において、各バスバー300は電気的絶縁ボディー200に締結され、ヒーティングプレート100は各バスバー300によって固定され得る。この場合、バスバー300を電気的絶縁ボディー200に締結するとき、電気的絶縁ボディー200に形成された貫通ホール(図示せず)及びバスバー300の第2締結孔を通じる締結部材、例えば、ボルトによってバスバー300が電気的絶縁ボディー200に固定され、バスバー300の第2締結孔及びヒーティングプレート100の第1締結孔を通じる締結部材、例えば、ボルトによってヒーティングプレートがバスバーに固定されてもよい。
The
一実施例において、バスバー300の締結孔310は、バスバー300の締結孔320又はバスバー300の締結孔330に取り替えられるので、バスバー300の締結孔310が用いられる場合は、バスバー300の締結孔320又は締結孔330が形成されなくてもよく、バスバー300の締結孔320が用いられる場合は、バスバー300の締結孔310が形成されなくてもよい。
In one embodiment, the
一実施例において、バスバー300の上部のうち一部は、ヒーティングプレート100の第2主面100Bと離隔し、冷却気体の流路を確保するリセスされた表面を有し得る。図2a〜図2dに示した実施例では、2個のリセスされた表面を有し得る。リセスされた表面の個数は1個又は3個以上であり得るが、本発明がこれに限定されることはない。また、リセスされた表面は平らであり得るが、これは例示的なものに過ぎなく、本発明がこれに限定されることはない。
In one embodiment, a portion of the upper portion of the
本発明の実施例において、バスバー300と発熱薄膜層110との間に低抵抗接触面を提供したり、発熱薄膜層110への信頼性のある電源印加のために、バスバー300と発熱薄膜層110との間に金属ペースト(図示せず)を更に含み得る。前記金属ペーストは、導電性金属、ガラスフリット、及び有機バインダーを含み得る。また、前記導電性金属としては、銀(Ag)、銅(Cu)、ニッケル(Ni)、金(Au)、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、鉛(Pb)、インジウム(In)、ロジウム(Rh)、ルテニウム(Rd)、イリジウム(Ir)、オスミウム(Os)、タングステン(W)、タンタル(Ta)、ビスマス(Bi)、スズ(Sn)、亜鉛(Zn)、チタン(Ti)、アルミニウム(Al)、コバルト(Co)及び鉄(Fe)からなる群から選ばれた1種以上の金属を含み得る。前記金属ペーストは、バスバー300及び発熱薄膜層110の一部領域に塗布又はコーティングされ得る。
In order to provide a low resistance contact surface between the
図2a〜図2dは、本発明の多様な実施例に係る放熱構造を有する各バスバーを示す斜視図である。 2a to 2d are perspective views showing each bus bar having a heat dissipation structure according to various embodiments of the present invention.
図2aを参照すると、一実施例に係るバスバー300Aは、冷却気体の流れTを円滑にする放熱構造であって、曲面(又は流線形)を有するリセスされた表面300_Rを有する。曲面を有するリセスされた表面300_Rとヒーティングプレートの第2主面100Bとの間には、冷却気体の流れのための流路が拡張される。
Referring to FIG. 2a, a
図2bを参照すると、他の実施例に係るバスバー300Bは、冷却気体の流れT1、T2のためのリセスされた表面300_R及び放熱ホールDHを含んでもよい。放熱ホールDHは、冷却気体の流れを確保しながら冷却気体との接触表面を拡張する機能を行う。図面には示していないが、バスバー300Bにおいて、リセスされた表面300_Rは省略されてもよく、放熱ホールDHは2個以上の複数個であってもよい。
Referring to FIG. 2b, a
図2cを参照すると、更に他の実施例に係るバスバー300Cは多孔質体で形成されてもよい。前記多孔質体は、非制限的な例であって、導電体の発泡工程、気孔を形成するための犠牲物質のエッチング工程、又はワイヤなどの線形構造体を規則的又はランダムに結ぶ工程によって形成され得る。前記多孔質体の内部を介して冷却気体の流れT3が可能になってもよい。更に他の実施例では、上述したように、バスバー300Cにはリセスされた表面300_R又は放熱ホールDHが更に提供され、これを通じて冷却気体の流れT1、T2が追加的に誘導されてもよい。
Referring to FIG. 2c, the
図2dを参照すると、更に他の実施例に係るバスバー300Dは、放熱構造として各放熱フィン300Pを更に含んでもよい。各放熱フィン300Pは、放熱表面積を増大させ、冷却気体の流れTとの接触面積を更に拡張させることもできる。各放熱フィン300Pの形状は、図示した板状に限定されるものではなく、ニードル状、しわ状又はその複合形態などの多様な3次元構造を有することができ、本明細書では、これらを放熱フィンと総称する。各放熱フィン300P間への冷却気体の流れT3が可能になり、バスバー300Dが強制に冷却され得る。他の実施例において、各放熱フィン300Pの他に、リセスされた表面や放熱ホールなどの追加的な放熱構造が更に提供されてもよい。
Referring to FIG. 2d, a
図2a〜図2dに開示したバスバー300A〜300Dのリセスされた表面を有する第1主面とヒーティングプレート100の第2主面とが接触し、各バスバー300A〜300Dとヒーティングプレート100とが締結され、各バスバー300A〜300Dのリセスされた表面を含んでいない第2主面と電気的絶縁ボディー200のトレンチ部200TRとが接触し、各バスバー300A〜300Dと電気的絶縁ボディー200とが締結され得る。
The first main surface having recessed surfaces of the
一実施例において、発熱薄膜層110に高電力の電源印加が必要である場合、図3a〜図3dに示すように、各バスバー300A〜300Dと発熱薄膜層110との間の接触面積を増加させるために、各バスバー300A〜300Dのリセスされた表面を含んでいない第2主面とヒーティングプレート100の第2主面とが接触し、各バスバー300A〜300Dとヒーティングプレート100とが締結され、各バスバー300A〜300Dのリセスされた表面を有する第1主面と電気的絶縁ボディー200のトレンチ部200TRとが接触し、各バスバー300A〜300Dと電気的絶縁ボディー200とが締結され得る。矛盾しない限り、図3a〜図3dに開示した各バスバー300A〜300Dに関する説明は、図2a〜図2dに開示した各バスバー300A〜300Dを参照すればよい。
In one embodiment, when it is necessary to apply a high power to the heat generating
また、図2a〜図3dを参照して開示した各バスバー300A〜300Dの形状は例示的であって、リセスされた表面、放熱ホール又は各放熱フィンは、単独で適用されてもよく、少なくとも2以上が組み合わされて適用されてもよい。これらの放熱構造は、ヒーティングプレート100の内部から外部に放出される冷却気体の流れを円滑に確保するための方向に整列され得る。例えば、放熱ホールの軸は冷却気体の流れ方向と一致し、各放熱フィンも冷却気体の流れ方向に整列され得る。本発明の実施例によると、ヒーターアセンブリー10の冷却段階で各バスバーが放熱構造を通じて自然に冷却されると共に、放熱構造が冷却気体の流れT、T1、T2、T3に露出して強制に冷却され得る。各バスバー300の強制冷却を通じてヒーティングプレートの熱放出が促進され、ヒーティングプレート100の急速冷却が確保され得る。
Also, the shapes of the bus bars 300A to 300D disclosed with reference to FIGS. 2a to 3d are exemplary, and the recessed surface, the heat dissipation holes or the heat dissipation fins may be applied independently, and at least 2 The above may be applied in combination. These heat dissipating structures may be aligned in a direction for ensuring a smooth flow of the cooling gas discharged from the inside of the
再び図1a及び図1bを参照すると、ベース部400は、電気的絶縁ボディー200が装着される支持ブロックであって、ベース部400にはヒーターアセンブリー10が組み立てられる。例えば、ベース部400には、電気的絶縁ボディー200との結合のために第1固定ボルト(図示せず)が挿入される第1固定ホール403と、後述する下部プレート600との結合のために第2固定ボルトが挿入される第2固定ホール401とが形成され得る。
Referring again to FIGS. 1A and 1B, the
第1固定ホール403は、ベース部400の中央端部側に電気的絶縁ボディー200の該当の各ホール220と整列されて配置され得る。また、第2固定ホール401は、ベース部400の縁部側に後述する下部プレート600の該当の各ホールと整列されて配置され得る。
The first fixing holes 403 may be arranged on the central end side of the
一実施例において、ベース部400内には、真空ホール400VH1、400VH2、400VH3及び冷却ホール400CHが形成され得る。また、ベース部400の真空ホール400VH1、400VH2、400VH3は、電気的絶縁ボディー200の真空ホール200VH1、200VH2、200VH3及びヒーティングプレート100の真空ホール120VH1、120VH2、120VH3と垂直方向に一致して位置し得る。そして、ベース部400の冷却ホール400CHは、電気的絶縁ボディー200の冷却ホール200CHと垂直方向に一致して位置し、ヒーティングプレート100の冷却ホール120CHと垂直方向に離隔して位置し得る。また、これらの電気的絶縁ボディー200とベース部400との間の間隙では、冷却気体の漏出を防止するために気密を維持することができる。
In one embodiment, the vacuum holes 400VH1, 400VH2, 400VH3 and the cooling hole 400CH may be formed in the
本発明の他の実施例に係るヒーターアセンブリー10は、発熱薄膜層110が形成されたヒーティングプレート100と、エアが流入する離隔空間Sを提供する電気的絶縁ボディー200と、ヒーティングプレート100と電気的絶縁ボディー200との間に配置され、ヒーティングプレート100の熱放出のための少なくとも2個以上のバスバー300と、冷却気体が循環されるように冷却流路を提供するベース部400と、ヒーティングプレート100の上面に着脱可能に装着されるアタッチ部材DAとを含み得る。ヒーティングプレート100、電気的絶縁ボディー200、2個以上のバスバー300及びベース部400の説明は、矛盾しない限り、上述した図1a〜図1bの説明を参照すればよい。
A
ヒーティングプレート100の第1主面100Uを保護するように、アタッチ部材DAは、一実施例において、熱伝逹能に優れたセラミックパッドで形成され得る。アタッチ部材DAは、ヒーターアセンブリー10を通じたチップのボンディング作動時、ヒーティングプレート100と被処理半導体構造体PSとの間に位置するので、ヒーティングプレート100と被処理半導体構造体PSとの間の直接的な損傷を防止し、ヒーターアセンブリー10及び被処理半導体構造体PSを衝撃から保護するバッファー部材として機能することができる。
In order to protect the first
一実施例において、アタッチ部材DA内には、ヒーティングプレート100の真空ホール120VH1と垂直方向に貫通する真空ホールDAHが形成される。また、真空ホールDAHに連結され、被処理半導体構造体PSとの吸入面積を広げるトレンチパターンを有する真空吸入流路DALが形成され得る。
In one embodiment, a vacuum hole DAH that vertically penetrates the vacuum hole 120VH1 of the
アタッチ部材DAは、ヒーティングプレート100への着脱が可能な構造を通じて、熱変形及び損傷が頻繁に発生する部品に対する迅速な取り替えが可能である。本実施例において、被処理半導体構造体PSは、アタッチ部材DAの真空ホールDAHを通じた真空吸入力によってアタッチ部材DAに着脱可能である。勿論、本発明がこれに限定されることはなく、アタッチ部材DAは多様な結合方式を通じてヒーティングプレート100に着脱可能である。例えば、アタッチ部材DAは、クリップ又はクランプ部材を用いてヒーティングプレート100の上面に付着又は分離され得る。
The attachment member DA can be quickly replaced with a component that frequently undergoes thermal deformation and damage through a structure that can be attached to and detached from the
本発明の実施例において、電気的絶縁ボディー200とベース部400との間には、少なくとも一つの配線通路として電源線及び温度測定用配線が提供され得る。電源線がバスバー300と連結されることによって発熱薄膜層110に電源が印加され、温度測定用配線を介してサーモカップル、温度センサーなどの温度測定用センサーの検出信号が外部測定装置に伝達され得る。
In the embodiment of the present invention, a power line and a temperature measuring wire may be provided as at least one wiring path between the electrically insulating
少なくとも2個以上のバスバー300間を経てヒーティングプレート100の第2主面100Bに接触し、互いに独立的に温度を測定するための少なくとも2個のサーモカップルを更に含み得る。前記各サーモカップルは、電気的絶縁ボディー200のサーモカップル用単一貫通ホール200TCHを通じてヒーティングプレート100の第2主面100Bに接触し得る。好ましくは、ヒーティングプレート100の第2主面100Bに接触するサーモカップルの測定端部は、ヒーティングプレート100の第1主面100Uに密着し、加熱される被処理半導体構造体PSの加熱面積範囲内に位置し得る。実質的に、ヒーティングプレート100の面積は、被処理半導体構造体PSの面積より大きく、ヒーティングプレート100の一部領域が被処理半導体構造体PSを加熱するので、ヒーティングプレート100の第2主面100Bに接触するサーモカップルの測定端部の位置は、被処理半導体構造体PSを加熱しないヒーティングプレート100の一部領域から除外させることによって、被処理半導体構造体PSを加熱するヒーティングプレート100の一部領域内で温度測定が行われる。しかし、このようなサーモカップルの測定端部の位置はこれらに限定されなく、被処理半導体構造体PSを加熱するヒーティングプレート100の一部領域、及び被処理半導体構造体PSを加熱しないヒーティングプレート100の一部領域に対して温度測定が行われる。
It may further include at least two thermocouples for contacting the second
図4a及び図4bは、本発明の多様な実施例に係るヒーティングプレート100の第2主面100Bに接触し、互いに独立的に温度を測定するサーモカップルTCを示す斜視図である。
4a and 4b are perspective views illustrating thermocouples TC that contact the second
図4aを参照すると、一実施例に係るサーモカップル500aは、2口チューブ501と、測定端部503と、測定端部503からの測定信号を外部温度測定装置(図示せず)に伝達するサーモカップルワイヤ502とを含み得る。測定端部503は、ゼーベック効果を用いて温度による異種金属の接触面、例えば、ヒーティングプレート100の第2主面100Bとサーモカップル500aの金属のいずれか一つの接触面で発生する起電力を発生させ、発生した起電力は、サーモカップルワイヤ502を介して外部温度測定装置(図示せず)に伝達され得る。
Referring to FIG. 4a, a
図4bを参照すると、一実施例に係るサーモカップル500bは、4口チューブ501'と、複数の測定端部503a、503bと、測定端部503a、503bからの測定信号を外部温度測定装置(図示せず)に伝達する複数のサーモカップルワイヤ502a、502bとを含み得る。測定端部503aは、ゼーベック効果を用いて温度による異種金属の接触面、例えば、ヒーティングプレート100の第2主面100Bとサーモカップル500bの金属の第1接触面で発生する起電力を発生させ、発生した起電力は、サーモカップルワイヤ502aを介して外部温度測定装置(図示せず)に伝達され得る。また、測定端部503bは、ゼーベック効果を用いて温度による異種金属の接触面、例えば、ヒーティングプレート100の第2主面100Bとサーモカップル500bの金属の第1接触面と異なる第2接触面で発生する起電力を発生させ、発生した起電力は、サーモカップルワイヤ502bを介して外部温度測定装置(図示せず)に伝達され得る。好ましくは、第1測定端部503aと第2測定端部503bは、互いに3mm内の離隔距離を有するように4口チューブ501'を通じてアセンブリー化され、電気的絶縁ボディー200のサーモカップル用単一貫通ホール200TCHを介してヒーティングプレート100の第2主面に接触し得る。アセンブリー化された前記少なくとも2個のサーモカップル500bは、複数のサーモカップルワイヤ502a、502bを通過させて互いに結ぶための4口チューブ501'を含み得る。しかし、本発明において、サーモカップル500bは、4口以上、例えば、n(nは整数、n=5、6、7、…)口チューブを含み得る。
Referring to FIG. 4B, a
図4a及び図4bを参照すると、複数のサーモカップル500aをヒーティングプレート100の第2主面100Bに分散させて接触させることによって、ヒーティングプレート100によって被処理半導体構造体PSが均一に加熱されるかどうかを測定することができる。また、サーモカップル500bをヒーティングプレート100の第2主面100Bに接触させることによって、第1測定端部503a及び第2測定端部503bのうちいずれか一つはアクティブ測定端部として用いられ、他の一つはスタンバイ用測定端部として用いられて二重化(Active/Standby)される。その結果、いずれか一つの測定端部を通じて温度測定が不可能であるとしても、他の測定端部を通じて温度測定が可能になることによって温度測定の安定性を図ることができる。一部の実施例において、隣接したヒーティングプレート100の2個の接触面に対して平均温度値を活用することによって、信頼性のある温度測定が可能である。本発明の他の実施例において、均一で、安定的で、且つ信頼性のある温度測定のために、図4a及び図4bの各サーモカップルが下記の図5のように混合され、ヒーティングプレート100の第2主面100Bに分散・接触してもよい。
Referring to FIGS. 4a and 4b, the plurality of
図5は、本発明の一実施例に係る電気的絶縁ボディー200のサーモカップル用単一貫通ホール200TCHを通じてヒーティングプレート100の第2主面100Bに接触可能なサーモカップル500a、500bを説明するための図である。
FIG. 5 illustrates
図5を参照すると、電気的絶縁ボディー200内の真空ホール200VH1、200VH2、200VH3及び冷却ホール200CHと互いに異なる位置に形成された少なくとも一つ以上のサーモカップル用単一貫通ホール200TCHを通じて、複数のサーモカップル500a、500b、500cが電気的絶縁ボディー200の上部表面に導出され得る。また、導出された複数のサーモカップル500a、500b、500cの各測定端部はヒーティングプレート100の第2主面100Bに分散・接触し得る。
Referring to FIG. 5, at least one single through hole 200TCH for a thermocouple is formed at different positions from the vacuum holes 200VH1, 200VH2, 200VH3 and the cooling hole 200CH in the electrically insulating
図6は、本発明の一実施例において、ベース部400の冷却ホール400CHと垂直方向に一致する電気的絶縁ボディー200の冷却ホール200CHから冷却気体がヒーティングプレート100の第2主面100Bに供給されるときの冷却気体の流れを説明するための図である。
FIG. 6 illustrates that the cooling gas is supplied to the second
図6を参照すると、ベース部400の冷却ホール400CHと垂直方向に一致する電気的絶縁ボディー200の冷却ホール200CHを介して冷却気体が垂直方向T1に供給されるとき、垂直方向T1の冷却気体は、ヒーティングプレート100の第2主面100Bとぶつかって水平方向T2、T3に分岐され得る。前記水平方向T2、T3に分岐された冷却気体の一部は、ヒーティングプレート100を冷却させた後、排出口OLを介して外部に噴出されてもよく、前記水平方向T2、T3に分岐された冷却気体の他の一部は、電気的絶縁ボディー200の冷却ホール200CHと離隔しているヒーティングプレート100の冷却ホール120CHを介して冷却気体吐出流路CPL方向T5、T7に沿って流れてもよい。
Referring to FIG. 6, when the cooling gas is supplied in the vertical direction T1 through the cooling hole 200CH of the electrically insulating
図7a〜図7eは、本発明の多様な実施例に係る多様な形態の真空ホール120VH2、120VH3、真空吸入流路VPL、冷却ホール120CH、及び冷却気体吐出流路CPLを有するヒーティングプレート110を示す平面図である。
7a to 7e illustrate
図7aを参照すると、ヒーティングプレート100の真空ホール120VH1、120VH2、120VH3は斜線方向に位置し、このうち真空ホール120VH2、120VH3は、トレンチパターンを有する真空吸入流路VPLと連結され得る。また、ヒーティングプレート100の4個の冷却ホール120CH'は、ヒーティングプレート100の真空ホール120VH1を中心に矩形状に位置し、それぞれのヒーティングプレート100の冷却ホール120CH'は分岐形態のトレンチパターンを有する冷却気体吐出流路CPL'と連結され、図1aの冷却気体吐出流路CPLより広い冷却面積を提供することができる。
Referring to FIG. 7a, the vacuum holes 120VH1, 120VH2, 120VH3 of the
図7bを参照すると、ヒーティングプレート100の真空ホール120VH1、120VH2、120VH3は斜線方向に位置し、このうち真空ホール120VH2、120VH3は、トレンチパターンを有する真空吸入流路VPLと連結され得る。また、ヒーティングプレート100の2個の冷却ホール120CHは、ヒーティングプレート100の真空ホール120VH1を中心に対称的に位置し、それぞれのヒーティングプレート100の冷却ホール120CHは分岐形態のトレンチパターンを有する冷却気体吐出流路CPL''と連結され、図1aの冷却気体吐出流路CPLより広い冷却面積を提供することができる。
Referring to FIG. 7B, the vacuum holes 120VH1, 120VH2, 120VH3 of the
図7cを参照すると、ヒーティングプレート100の真空ホール120VH1、120VH2、120VH3は斜線方向に位置し、このうち真空ホール120VH2、120VH3は、トレンチパターンを有する真空吸入流路VPLと連結され得る。また、ヒーティングプレート100の2個の冷却ホール120CHは、ヒーティングプレート100の真空ホール120VH1を中心に対称的に位置し、それぞれのヒーティングプレート100の冷却ホール120CHはジグザグ状のトレンチパターンを有する冷却気体吐出流路CPL'''と連結され、図1aの冷却気体吐出流路CPLより広い冷却面積を提供することができる。
Referring to FIG. 7c, the vacuum holes 120VH1, 120VH2, 120VH3 of the
図7dを参照すると、2個のヒーティングプレート組立ホール101'は中央端部に位置し得る。また、ヒーティングプレート120の真空ホール120VH1、120VH2、120VH3は斜線方向に位置し、このうち真空ホール120VH2、120VH3は、トレンチパターンを有する真空吸入流路VPLと連結され得る。また、ヒーティングプレート100の2個の冷却ホール120CHは、ヒーティングプレート100の真空ホール120VH1を中心に対称的に位置し、それぞれのヒーティングプレート100の冷却ホール120CHは分岐形態のトレンチパターンを有する冷却気体吐出流路CPL''''と連結され、図1aの冷却気体吐出流路CPLより広い冷却面積を提供することができる。
Referring to FIG. 7d, two heating plate assembly holes 101′ may be located at the central end. Further, the vacuum holes 120VH1, 120VH2, 120VH3 of the
図7eを参照すると、2個のヒーティングプレート組立ホール101'は中央端部に位置し得る。また、ヒーティングプレート100の真空ホール120VH1、120VH2、120VH3は斜線方向に位置し、このうち真空ホール120VH2、120VH3は分岐形態のトレンチパターンを有する真空吸入流路VPLと連結され得る。また、ヒーティングプレート100の2個の冷却ホール120CHは、ヒーティングプレート100の真空ホール120VH1を中心に対称的に位置し、それぞれのヒーティングプレート100の冷却ホール120CHは円状の分岐形態のトレンチパターンを有する冷却気体吐出流路CPL'''''と連結され、図1aの冷却気体吐出流路CPLより広い冷却面積を提供することができる。
Referring to FIG. 7e, the two heating plate assembly holes 101′ may be located at the central end. In addition, the vacuum holes 120VH1, 120VH2, 120VH3 of the
本発明は、図7a〜図7eを参照して説明した多様な形態の真空ホール120VH2、120VH3、真空吸入流路VPL、冷却ホール120CH及び冷却気体吐出流路CPLに限定されない。例えば、冷却面積又は吸入面積を最大化できる真空ホール120VH2、120VH3及び冷却ホール120CHの配置、冷却面積又は吸入面積を最大化できる真空吸入流路VPL及び冷却気体吐出流路CPLの形態であればいずれも適用可能である。 The present invention is not limited to the various forms of the vacuum holes 120VH2 and 120VH3, the vacuum suction passage VPL, the cooling hole 120CH, and the cooling gas discharge passage CPL described with reference to FIGS. 7A to 7E. For example, the vacuum holes 120VH2, 120VH3 and the cooling holes 120CH that can maximize the cooling area or the suction area and the vacuum suction passage VPL and the cooling gas discharge passage CPL that can maximize the cooling area or the suction area can be used. Is also applicable.
図8は、本発明の一実施例に係るヒーターアセンブリー10の結合状態を示す斜視図である。
FIG. 8 is a perspective view showing a combined state of the
図8を参照すると、ヒーティングプレート100と電気的絶縁ボディー200は、ヒーティングプレート組立ホール101、ヒーティングプレート100と電気的絶縁ボディー200との間に配置されたバスバー300の締結孔310及び電気的絶縁ボディー200の貫通ホールを通過する締結部材900を通じて締結され得る。また、電気的絶縁ボディー200とベース部400は、電気的絶縁ボディー200の組立ホール220とベース部400の第1固定ホール403を通過する締結部材800を通じて締結され得る。また、ベース部400と下部プレート600は、ベース部400の第2固定ホール401及び下部プレート600の組立ホール(図示せず)を通過する締結部材700を通じて締結され得る。一実施例において、締結部材700、800、900は固定ボルトを含み得るが、これらに制限されることはなく、締結部材を通じてヒーティングプレート100と電気的絶縁ボディー200、電気的絶縁ボディー200とベース部400、又はベース部400と下部プレート600とが締結され得る。
Referring to FIG. 8, the
一実施例において、下部プレート600は、真空吸入のための吸入部610と、冷却気体を注入する引入部620とを含み得る。図面には示していないが、下部プレート600の内部には、ベース部400の真空ホール400VH1、400VH2、400VH3と吸入部610との間を連結させる真空吸入経路が形成され、真空吸入流路とは別途に、ベース部400の冷却ホール400CHと引入部620との間を連結させる冷却気体流路が形成され得る。
In one embodiment, the
一実施例において、下部プレート600は、冷却気体の流入及び循環のための陰圧を提供することができる。このために、下部プレート600の内部には、陰圧の発生のためにガス移動を案内するメイン流路と、前記メイン流路と連通した冷却気体流路とが設けられる。前記冷却気体流路は、前記メイン流路と同一の直径を有し得るが、本発明がこれに限定されることはなく、前記冷却気体流路の個数は1個又は複数個であり得る。
In one embodiment, the
前記メイン流路において前記メイン流路の入口620から出口610にガス(エア)が高速に移動すると、前記メイン流路は冷却気体流路より低い圧力(陰圧)を維持することができ、前記メイン流路と冷却気体流路との間の圧力差により、前記冷却気体流路内のガス(例えば、エア)は前記メイン流路に移動し、前記メイン流路の出口610を介して排出され得る。このように、前記メイン流路内でガス(エア)の流れが発生し、前記メイン流路内のガス(エア)の速度が発生(増加)すると、前記メイン流路内の圧力は冷却気体流路内の圧力より低く(ベルヌーイの定理)なるので、前記冷却気体流路は離隔空間Sを介して冷却気体を流入させ、前記冷却気体の流れに露出する発熱薄膜層110は、流入する前記冷却気体によって急冷されたり、温度上昇が抑制され得る。一実施例において、発熱薄膜層110の急冷のためには、前記メイン流路に沿って流れるガスの流速を増加させることができ、発熱薄膜層110が一定の温度に維持される場合、発熱薄膜層110に印加される電力の制御を通じて温度を調節したり、前記電力の制御と共に冷却させる方式で発熱薄膜層110の温度を一定に制御することができる。
When gas (air) moves at high speed from the
前記冷却気体流路は、前記メイン流路の一側及び他側から分岐される2個の冷却気体流路として提供され得る。これらの4個の冷却気体流路は、電気的絶縁ボディー200の2個の冷却ホール200CHにそれぞれ連通し得る。その結果、離隔空間Sを介して流入したエアは、ヒーティングプレート100の熱によって加熱された状態で2個の冷却ホール200CHを介して2個の冷却気体流路に移動し得る。また、前記冷却気体流路に移動した冷却気体は、前記メイン流路を通過して前記メイン流路の出口610に迅速に排出され得る。このような冷却気体の迅速な流れを通じて、ヒーティングプレート100は急速に冷却され得る。
The cooling gas channels may be provided as two cooling gas channels branched from one side and the other side of the main channel. These four cooling gas passages can communicate with the two cooling holes 200CH of the electrically insulating
図9は、本発明の一実施例に係るヒーターアセンブリー10を用いたフリップチップボンディング装置である。
FIG. 9 is a flip chip bonding apparatus using a
図9を参照すると、フリップチップボンディング装置は、ベアチップ20、IC基板40、及びベアチップ20とIC基板40との間に形成されたバンプパッド30からなる半導体チップパッケージSCPと、ヒーターアセンブリー10と、ヒーターアセンブリー10の全般的な動作を制御する制御モジュール(図示せず)とを含み得る。ヒーターアセンブリー10を構成するヒーティングプレート100、電気的絶縁ボディー200、各バスバー300、ベース部400及び下部プレート600は、矛盾しない限り、図1a〜図7を参照して説明した内容を参照すればよい。
Referring to FIG. 9, the flip chip bonding apparatus includes a semiconductor chip package SCP including a
ベアチップ20は、ウエハーから切り取った集積回路チップであって、パッケージング段階直前の状態のものとしてベアダイ(bare die)と称する。IC基板40は、ベアチップ20と主基板(図示せず)とを電気的に連結し、動作電源を供給し、信号の入出力(I/O)を可能にし、内蔵されたベアチップ20を外部衝撃から保護する役割もする。バンプパッド30は、ベアチップ20に電流を流入させる端子としての役割をすることができる。また、制御モジュール(図示せず)は、外部装置(図示せず)を通じて冷却ガス供給及び真空吸入がヒーターアセンブリー10内で行われるように制御することができる。具体的に、制御モジュール(図示せず)は、半導体チップパッケージSCPが準備されると、熱加圧(TP)を行い、ベアチップ20がIC基板40にボンディングできるようにヒーターアセンブリー10を制御することができる。これによって、半導体チップパッケージSCP内にベアチップ20とIC基板40とが電気的及び機械的に連結され得る。また、制御モジュール(図示せず)は、ヒーターアセンブリー10を通じた熱加圧によってベアチップ20とIC基板40とを接合させた後、後続する半導体チップパッケージSCPを製造するために、熱加圧が行われた半導体チップパッケージSCP、ヒーターアセンブリー10内のヒーティングプレート100、及びアタッチ部材DAのうち少なくとも一つが冷却されるように、ヒーターアセンブリー10の冷却ホール120CH、200CH、400CHを介して冷却気体が流れるように制御することができる。
The
一実施例において、制御モジュール(図示せず)は、真空吸着力を通じてヒーターアセンブリー10のヒーティングプレート100にベアチップ20を吸着させた後、前記吸着したベアチップ20がIC基板40にボンディングできるようにヒーターアセンブリー10を制御することができる。
In one embodiment, a control module (not shown) sucks the
本発明の一実施例に係る発熱薄膜層110は、その上部に拡散防止膜を更に含み得る。発熱薄膜層110がFTO導電膜である場合、約200℃以上の高温で加熱して使用されると、高い電圧による影響で薄膜の微細構造が変化したり、膜の酸化状態に変化がもたらされ得る。このように前記FTO導電膜を加熱又は冷却する工程が繰り返され、原子移動による欠陥又は微細構造の変化が累積される場合、前記FTO導電膜の表面には劣化が発生し、クラックなどの欠陥が発生し得る。その結果、前記欠陥は、前記薄膜発熱体の安定性及び耐久性を劣化させる原因となり得る。
The exothermic
本発明の一実施例において、このような欠陥を最小化するために発熱薄膜層110上に拡散防止膜(図示せず)を更に形成することができる。前記拡散障壁層によって発熱薄膜層110のスズ及び/フッ素の原子移動又は揮発が防止され、発熱薄膜層110の表面の劣化が防止され得るので、安定性及び耐久性が向上した発熱構造体が提供され得る。また、前記拡散障壁層は、発熱薄膜層110を覆うことによって酸素、水分、メタンガス、酸化性気体又は還元性気体などの大気中の気体分子が発熱薄膜層110に浸透することを遮断することができる。
In one embodiment of the present invention, a diffusion barrier layer (not shown) may be further formed on the heat generating
本発明の実施例に係る加熱体においては、実際の使用時、主に発熱薄膜層110で寿命と関連する欠陥が発生し得る。発熱薄膜層110は、基板(図1aの120参照)に別途に形成されるものであるので、単純に寿命が終了した発熱薄膜層110を化学的エッチングや物理的研磨を通じて除去し、露出した基板表面に再び発熱薄膜層110を形成することによって加熱体を再生させることができる。このような本発明は、パターン電極のように異種の材料を複合化及び焼結して製造される従来の加熱体に比べて優れた経済性を有するという利点を有する。
In the heating body according to the embodiment of the present invention, a defect related to a life may occur mainly in the heat generating
発熱薄膜層110を用いた加熱体によって半導体製造工程の被処理体に熱を均一に伝逹するためには、ヒーティングプレート(図1aの100参照)の高速昇温又は高速冷却時、加熱体の表面と被処理体の表面との接触界面が全領域にわたって維持されなければならなく、このためには加熱体の熱変形が起こってはならない。本発明者は、このような熱変形が基板と発熱薄膜層110との間の熱膨張係数の差によって発生することを確認した。基板と発熱薄膜層110との間の熱膨張係数の差により、高速昇温又は高速冷却時、ヒーティングプレート(図1aの100参照)が被処理体の表面を基準にして凹状に又は凸状に変形可能であり、この場合、被処理体との接触時、全面積にわたって熱を均一に伝逹できないという問題が発生し得る。また、前記熱膨張係数の差は、発熱薄膜層110が基板から剥離される現象をもたらし、ヒーティングプレート100の寿命を短縮させる場合もある。特に、半導体を製造するための熱圧着ボンディング装置(Thermal Compression Bonder;TCB)の精密ヒーターとして発熱薄膜層110を適用するためにはこれを改善する必要がある。
In order to uniformly transfer the heat to the object to be processed in the semiconductor manufacturing process by the heating body using the heat generating
本発明の一実施例によると、セラミック系発熱薄膜層110に対して基板120をセラミック系材料で構成し、基板120の材料組成を調節する。一実施例において、基板120は、絶縁体であるシリコン窒化物を主な構成材料として含み得る。しかし、シリコン窒化物は、金属酸化物である発熱薄膜層に比べて熱膨張率が小さい。前記シリコン窒化物で構成される基板120の熱膨張係数と発熱薄膜層110の熱膨張係数とをマッチングさせるために、熱膨張係数が発熱薄膜層に比べて大きいセラミック材料、例えば、チタン窒化物(TiN)を混合して使用することができる。すなわち、本発明の実施例に係る基板120は、熱膨張係数が低いとしても、電気絶縁性に優れたセラミック材料を主な基板材料として使用し、主に金属酸化物を含むので、前記主な基板材料より高い熱膨張率を有する発熱薄膜層110と基板120との間の熱膨張係数の差をマッチングさせるために、熱膨張係数が大きい付加セラミック材料を混合させることができる。その結果、主な基板材料及び付加セラミック材料を含む混合組成の基板は、混合規則(rule of mixture)により、これらの材料の相対的混合比に線形的に比例する熱膨張係数を有することができる。
According to an embodiment of the present invention, the
一実施例において、FTO発熱薄膜層との熱膨張係数のマッチングのために、前記混合組成の基板は、シリコン窒化物とチタン窒化物との混合組成を有することができる。一実施例において、基板120は、シリコン窒化物粉末とチタン窒化物粉末とを混合することによってスラリーを形成した後、これを焼結して形成され得る。このとき、チタン窒化物は、材料自体が導電性を有するので、前記混合粉末の総重量に対してチタン酸化物が30重量%未満で混合されたときに基板120の絶縁性を維持することができる。
In one embodiment, the mixed composition substrate may have a mixed composition of silicon nitride and titanium nitride to match a coefficient of thermal expansion with the FTO heat generating thin film layer. In one embodiment, the
したがって、本発明の多様な実施例に係る発熱薄膜層110を含むヒーターアセンブリー10は、急速加熱及び急速冷却に有利なだけでなく、均一な熱分布及び別途の形成によって再生的利点を有する。
Therefore, the
以上で説明した本発明は、上述した実施例及び添付の図面に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で様々な置換、変形及び変更が可能であることは、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者にとって明白であろう。 The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications and changes are possible without departing from the technical idea of the present invention. It will be apparent to those of ordinary skill in the art to which this invention pertains.
100 ヒーティングプレート
110 発熱薄膜層
120 発熱本体
120CH 冷却ホール
120VH1、120VH2、120VH3 真空ホール
200 電気的絶縁ボディー
200TR トレンチ部
200VH1、200VH2、200VH3 真空ホール
200CH 冷却ホール
200TCH サーモカップル用単一貫通ホール
300 バスバー
310、320、330 締結孔
400 ベース部
401 第2固定ホール
403 第1固定ホール
600 下部プレート
DA アタッチ部材
PS 被処理半導体構造体
100
Claims (20)
第1主面及び第2主面を含み、前記第1主面上に被処理半導体構造体が解除可能に支持されるヒーティングプレートと、
前記ヒーティングプレートの前記第2主面側に配置され、前記ヒーティングプレートを支持する電気的絶縁ボディーと、
前記ヒーティングプレートと前記電気的絶縁ボディーとの間に配置され、前記ヒーティングプレートの熱放出及び電源印加のための少なくとも2個以上のバスバーと、を含むヒーターアセンブリー。 A heater assembly mounted on a bonding device for manufacturing a semiconductor element,
A heating plate including a first main surface and a second main surface, on which the processed semiconductor structure is releasably supported;
An electrically insulating body that is disposed on the second main surface side of the heating plate and supports the heating plate;
A heater assembly, comprising: at least two busbars disposed between the heating plate and the electrically insulating body, for discharging heat from the heating plate and applying power.
前記バスバーの上部のうち一部に前記電気的絶縁ボディーが締結される、請求項1に記載のヒーターアセンブリー。 The heating plate is fastened to a part of the upper portion of the bus bar,
The heater assembly of claim 1, wherein the electrically insulating body is fastened to a part of an upper portion of the bus bar.
前記電気的絶縁ボディーの内部には、前記少なくとも一つ以上の第1真空ホールと連通し、前記少なくとも一つ以上の第1真空ホールにそれぞれ密着して気密を維持する少なくとも一つ以上の第1真空流路を含む、請求項1に記載のヒーターアセンブリー。 The heating plate includes at least one first vacuum hole for releasably supporting the processed semiconductor structure,
At least one first vacuum hole communicating with the at least one first vacuum hole and closely contacting the at least one first vacuum hole to maintain airtightness inside the electrically insulating body. The heater assembly of claim 1 including a vacuum flow path.
前記電気的絶縁ボディーの内部には、前記冷却ホールに冷却気体を供給するための冷却気体流路を含む、請求項1に記載のヒーターアセンブリー。 The heating plate includes at least one cooling hole,
The heater assembly according to claim 1, further comprising a cooling gas passage for supplying a cooling gas to the cooling hole inside the electrically insulating body.
前記ヒーティングプレートは、前記アタッチ部材を解除可能に支持するための少なくとも一つ以上の第2真空ホールを更に含み、
前記電気的絶縁ボディーの内部には、前記少なくとも一つ以上の第2真空ホールと連通し、前記少なくとも一つ以上の第2真空ホールにそれぞれ密着して気密を維持する少なくとも一つ以上の第2真空流路を更に含む、請求項11に記載のヒーターアセンブリー。 Is disposed between the processed semiconductor structure and the first main surface of the heating plate so as to protect the first main surface of the heating plate, and on the second main surface of the heating plate. Further including an attachment member disposed in
The heating plate further includes at least one second vacuum hole for releasably supporting the attachment member,
At least one second vacuum hole communicating with the at least one second vacuum hole and closely contacting the at least one second vacuum hole to maintain airtightness inside the electrically insulating body. The heater assembly of claim 11, further comprising a vacuum flow path.
前記少なくとも2個のサーモカップルは、各測定端部が互いに3mm内の離隔距離を有するようにアセンブリー化され、前記サーモカップル用単一貫通ホールを通じて前記第2主面に接触する、請求項18に記載のヒーターアセンブリー。 The electrically insulating body includes a single through hole for a thermocouple,
19. The at least two thermocouples are assembled so that each measuring end has a separation distance within 3 mm from each other, and contact the second main surface through the single through hole for the thermocouple. The heater assembly described.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018232421A JP6691197B1 (en) | 2018-12-12 | 2018-12-12 | Heater assembly |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018232421A JP6691197B1 (en) | 2018-12-12 | 2018-12-12 | Heater assembly |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP6691197B1 JP6691197B1 (en) | 2020-04-28 |
JP2020096069A true JP2020096069A (en) | 2020-06-18 |
Family
ID=70413880
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018232421A Expired - Fee Related JP6691197B1 (en) | 2018-12-12 | 2018-12-12 | Heater assembly |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6691197B1 (en) |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1041355A (en) * | 1996-07-24 | 1998-02-13 | Toray Eng Co Ltd | Thermocompression bonding tool |
JPH10242174A (en) * | 1997-02-25 | 1998-09-11 | Nec Corp | Bonding head |
JPH1167852A (en) * | 1997-08-19 | 1999-03-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Bonding equipment for electronic component |
JP2002016091A (en) * | 2000-06-29 | 2002-01-18 | Kyocera Corp | Contact heating device |
JP2002025751A (en) * | 2000-07-04 | 2002-01-25 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | SiC HEATER |
US20150287693A1 (en) * | 2013-07-02 | 2015-10-08 | Kulicke And Soffa Industries, Inc. | Bond heads for thermocompression bonders, thermocompression bonders, and methods of operating the same |
JP2015233138A (en) * | 2014-06-10 | 2015-12-24 | セメス株式会社Semes Co., Ltd. | Bonding head and die bonding device including the same |
WO2017164385A1 (en) * | 2016-03-24 | 2017-09-28 | 株式会社新川 | Bonding apparatus |
JP2017183451A (en) * | 2016-03-30 | 2017-10-05 | アスリートFa株式会社 | Electronic component mounting device and electronic component manufacturing method |
WO2018025911A1 (en) * | 2016-08-02 | 2018-02-08 | 住友大阪セメント株式会社 | Sic heater |
-
2018
- 2018-12-12 JP JP2018232421A patent/JP6691197B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1041355A (en) * | 1996-07-24 | 1998-02-13 | Toray Eng Co Ltd | Thermocompression bonding tool |
JPH10242174A (en) * | 1997-02-25 | 1998-09-11 | Nec Corp | Bonding head |
JPH1167852A (en) * | 1997-08-19 | 1999-03-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Bonding equipment for electronic component |
JP2002016091A (en) * | 2000-06-29 | 2002-01-18 | Kyocera Corp | Contact heating device |
JP2002025751A (en) * | 2000-07-04 | 2002-01-25 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | SiC HEATER |
US20150287693A1 (en) * | 2013-07-02 | 2015-10-08 | Kulicke And Soffa Industries, Inc. | Bond heads for thermocompression bonders, thermocompression bonders, and methods of operating the same |
JP2015233138A (en) * | 2014-06-10 | 2015-12-24 | セメス株式会社Semes Co., Ltd. | Bonding head and die bonding device including the same |
WO2017164385A1 (en) * | 2016-03-24 | 2017-09-28 | 株式会社新川 | Bonding apparatus |
JP2017183451A (en) * | 2016-03-30 | 2017-10-05 | アスリートFa株式会社 | Electronic component mounting device and electronic component manufacturing method |
WO2018025911A1 (en) * | 2016-08-02 | 2018-02-08 | 住友大阪セメント株式会社 | Sic heater |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6691197B1 (en) | 2020-04-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8362607B2 (en) | Integrated circuit package including a thermally and electrically conductive package lid | |
US8802475B2 (en) | Method of fabricating a 3D integrated electronic device structure including increased thermal dissipation capabilities | |
JP6367980B2 (en) | Electronic device component with integrated diamond heat spreader | |
CN100423258C (en) | Semiconductor device and its mfg. method | |
US20140134804A1 (en) | Method And System For A Semiconductor For Device Package With A Die-To-Packaging Substrate First Bond | |
US20070256810A1 (en) | Cooling apparatus for microelectronic devices | |
US20120080800A1 (en) | Power module and method for manufacturing the same | |
CN105470218B (en) | Integration of backside heat spreader for thermal management | |
US9240394B1 (en) | Stacked chips attached to heat sink having bonding pads | |
JP2002359345A (en) | Semiconductor device and its manufacturing method | |
US20210090975A1 (en) | Connecting clip design for pressure sintering | |
US20120045869A1 (en) | Flip chip bonder head for forming a uniform fillet | |
US8525353B2 (en) | Microspring structures adapted for target device cooling | |
CN111212489A (en) | Heater assembly | |
KR102115935B1 (en) | Heater assembly | |
JP6691197B1 (en) | Heater assembly | |
JP3255871B2 (en) | Manufacturing method of pulse heater and semiconductor chip mounting board | |
JP6716242B2 (en) | Differential temperature sensor | |
US11350492B2 (en) | Sample holder | |
JP2004087700A (en) | Semiconductor device and its manufacturing method | |
JP2009043882A (en) | High-temperature circuit module and its manufacturing method | |
Shigetou et al. | Electrical Performance and Reliablity of Fine-Pitch Cu Bumpless Interconnect | |
KR102297283B1 (en) | Substrate having an thermoelectric module and semiconductor package using the same | |
JP2010232259A (en) | Thermoelectric conversion module, optical transmission module, cooling device, power generator, and thermostat | |
CN115579298A (en) | Chip packaging method and packaged chip |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20181212 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200107 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200313 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200331 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200409 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6691197 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |