KR101089552B1 - 히터 및 이를 갖는 히터 유닛 - Google Patents
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Abstract
히터 유닛은 히터, 제 1 히팅 블럭 및 제 2 히팅 블럭을 포함한다. 제 1 히팅 블럭은 히터를 수용하는 수용홈을 갖는다. 제 2 히팅 블럭은 제 1 히팅 블럭에 접합된다. 제 2 히팅 블럭은 수용홈에 삽입되어 수용홈의 내면과 히터의 외면에 밀착되는 삽입부를 갖는다. 용가재 중의 성분인 알루미늄에 대한 우수한 반응성을 갖고 용해도를 갖는 금속성의 습윤 보강층이 히팅 블럭과 히터의 접합에 필요한 용가재의 습윤성을 향상시키므로, 브레이징 공정 중에 용가재가 히터의 외면에 있는 상태로 유지된다. 특히, 삽입부에 의해서 히터의 수용 구조가 매우 복잡해지게 되므로, 브레이징 공정 중에 용가재가 히터 유닛의 외부로 유출되는 것이 억제된다. 결과적으로, 히터 주위에 보이드가 형성되는 현상이 억제된다.
Description
도 1은 종래의 히터 유닛을 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1의 히터를 확대해서 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 히터를 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 히터 유닛을 나타낸 분해 단면도이다.
도 6은 도 5의 히터 유닛을 나타낸 결합 단면도이다.
도 7은 삽입부와 수용홈의 결합 구조를 확대해서 나타낸 분해 단면도이다.
도 8은 도 5의 제 1 히팅 블럭을 나타낸 평면도이다.
도 9는 도 5의 제 2 히팅 블럭을 나타낸 저면도이다.
도 10은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 히터 유닛을 나타낸 부분 확대 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 히터 110 : 발열체
120 : 보호관 130 : 절연재
140 : 습윤 보강층 200 : 히터 유닛
210 : 제 1 히팅 블럭 212 : 수용홈
220 : 제 2 히팅 블럭 222 : 삽입부
본 발명은 히터 및 이를 포함하는 히터 유닛에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 반도체 기판을 가열하기 위해 사용되는 히터, 및 이러한 히터를 갖는 히터 유닛에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 장치는 반도체 기판 상에 전기적인 회로를 형성하는 팹(Fab) 공정과, 팹 공정에서 형성된 반도체 장치들의 전기적인 특성을 검사하는 EDS(electrical die sorting)공정과, 반도체 장치들을 각각 에폭시 수지로 봉지하고 개별화시키기 위한 패키징 공정을 통해 제조된다.
팹 공정은 반도체 기판 상에 막을 형성하기 위한 증착 공정과, 막을 평탄화하기 위한 화학적 기계적 연마 공정과, 막 상에 포토레지스트 패턴을 형성하기 위한 포토리소그래피 공정과, 포토레지스트 패턴을 이용하여 막을 전기적인 특성을 갖는 패턴으로 형성하기 위한 식각 공정과, 반도체 기판의 소정 영역에 특정 이온을 주입하기 위한 이온 주입 공정과, 반도체 기판 상의 불순물을 제거하기 위한 세정 공정과, 세정된 반도체 기판을 건조시키기 위한 건조 공정과, 상기 막 또는 패턴의 결함을 검사하기 위한 검사 공정 등을 포함한다.
최근, 팹 공정에서 공정 가스를 플라스마 상태로 여기시켜 기판 상에 막 또는 패턴을 형성하는 플라스마 처리 장치의 사용이 급증하고 있다. 플라스마 처리 장치는 반도체 기판을 가공하기 위한 공간을 갖는 가공 챔버와, 가공 챔버 내부에 배치되며 반도체 기판을 가열하기 위한 히터 유닛, 및 가공 챔버로 공급된 반응 가스를 플라스마 가스로 형성하기 위한 전극을 포함한다.
히터 유닛은 히터 내장 방식에 따라 주물형 히터 유닛, 볼트 체결형 히터 유닛, 용접형 히터 유닛, 접합형 히터 유닛 등으로 분류할 수 있다. 주물형 히터 유닛은 주물 내에 시스 히터(sheath heater)가 내장된 형태이다. 볼트 체결형 히터 유닛은 히터를 사이에 두고 맞대어진 2개의 히팅 블럭들을 볼트로 체결한 형태이다. 용접형 히터 유닛은 히터를 사이에 두고 맞대어진 2개의 히팅 블럭들을 용접에 의해서 접합시킨 형태이다. 한편, 접합형 히터 유닛은 히터를 사이에 두고 맞대어진 2개의 히팅 블럭들을 브레이징(brazing) 공정을 통해서 접합시킨 형태이다.
도 1은 종래의 접합형 히터 유닛을 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 접합형 히터 유닛은 제 1 히팅 블럭(10), 제 2 히팅 블럭(20), 히터(30) 및 용가재(40)를 포함한다. 제 1 및 제 2 히팅 블럭(10, 20)들은 알류미늄으로 이루어진다. 히터(30)를 수용하는 수용홈(11)이 제 1 히팅 블럭(10)의 상면에 형성된다. 제 2 히팅 블럭(20)는 제 1 히팅 블럭(10)의 상면에 맞대어진다. 용가재(40)는 제 1 및 제 2 히팅 블럭(10, 20)들 사이, 및 수용홈(11)의 내면과 히터(30) 사이에 개재된다.
도 2는 히터(30)를 확대해서 나타낸 단면도이다.
도 2를 참조하면, 종래의 히터(30)는 발열체(31), 발열체(31)를 수용하는 보호관(32), 및 보호관(32) 내에 충진된 절연재(33)를 포함한다. 따라서, 용가재(40) 는 보호관(32)의 외면에 도포되어, 히터(30)를 제 1 및 제 2 히팅 블럭(10, 20)에 견고히 고정되도록 한다.
여기서, 제 1 및 제 2 히팅 블럭(10, 20)들과 히터(30)의 접합력은 용가재(40)의 습윤성(wettability)에 따라 결정된다. 또한, 용가재(40)의 습윤성은 제 1 및 제 2 히팅 블럭(10, 20)들과 히터(30)의 재질 및 접합 온도 구배에 따라 결정된다.
제 1 및 제 2 히팅 블럭(10, 20)들을 접합로 내에서 접합하는 공정에서, 접합로의 내부 온도는 제 1 및 제 2 히팅 블럭(10, 20)들의 내부 온도보다 높다. 이로 인하여, 접합로와 인접한 외측 용가재 부분이 내측 용가재 부분보다 먼저 용융된다. 따라서, 용융된 용가재는 점진적으로 히터 유닛의 외부를 향하게 된다. 결과적으로, 히터 주위에 용가재로 채워지지 않는 보이드가 형성되는 경우가 많다. 보이드는 히터 유닛의 열전도성을 저하시키고, 또한 부분적인 과열을 유발하여 히터의 단선을 초래하게 된다.
그런데, 종래의 히터에서, 용가재는 히터의 보호관과 직접 접촉한다. 한편, 용가재의 습윤성은 알루미늄 재질의 히팅 블럭(10, 20)들보다 보호관(32)에 대해서 매우 낮다. 이로 인하여, 히터 주위에 보이드가 더욱 많이 발생될 소지가 높다.
또한, 종래의 히터 유닛에서, 히터를 수용하는 구조가 매우 간단하다. 즉, 제 2 히팅 블럭과 히터 사이에 위치한 용가재 부분은 제 1 및 제 2 히팅 블럭 간의 계면과 실질적으로 동일한 평면 상에 위치한다. 이로 인하여, 용융된 용가재가 계면을 따라 매우 쉽게 히터 유닛의 외부를 향해서 이동하는 문제가 있다.
한편, 종래의 히터 유닛에서, 수용홈의 깊이는 히터의 두께와 실질적으로 동일하다. 이로 인하여, 히터를 수용홈에 압입시킨 상태에서 제 1 및 제 2 히팅 블럭을 조립할 때, 탄성을 갖는 히터가 수용홈에서 이탈되는 경우가 많다. 결과적으로, 제 1 및 제 2 히팅 블럭의 접합 불량이 야기된다.
본 발명은 용가재에 대한 습윤성이 우수한 히터를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기된 히터를 가지면서 융융된 용가재의 이동을 억제시킬 수 있으며, 접합 공정에 대한 향상된 신뢰도를 보장하는 히터 유닛을 제공한다.
본 발명의 일 견지에 따른 히터는 발열체, 보호관, 절연재 및 습윤 보강층을 포함한다. 보호관은 발열체를 수용한다. 절연재는 보호관과 발열체 사이에 충진된다. 습윤 보강층은 보호관의 외면에 형성되어, 보호관의 외면에 도포될 용가재(filler)의 습윤성을 보강시킨다.
본 발명의 다른 견지에 따른 히터 유닛은 히터, 제 1 히팅 블럭 및 제 2 히팅 블럭을 포함한다. 제 1 히팅 블럭은 히터를 수용하는 수용홈을 갖는다. 제 2 히팅 블럭은 제 1 히팅 블럭에 접합된다. 제 2 히팅 블럭은 수용홈에 삽입되어 수용홈의 내면과 히터의 외면에 밀착되는 삽입부를 갖는다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 용가재가 제 1 및 제 2 히팅 블럭들 사이, 수용홈의 측벽과 삽입부 사이, 수용홈의 내면과 히터 사이, 및 삽입부와 히터 사이에 개재될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 수용홈은 히터의 두께보다 긴 깊이를 가질 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 히터는 원형의 단면 형상을 갖고, 수용홈은 원형 히터의 직경과 실질적으로 동일한 간격을 두고 마주보는 2개의 측면들, 및 측면들의 하단들 사이를 연결하고 원형 히터의 곡률과 대응하는 곡률을 갖는 저면을 가지며, 삽입부는 수용홈의 측면들에 밀착되는 측면부들, 및 측면부들의 하단들 사이를 연결하고 원형 히터의 곡률과 대응하는 곡률을 가져서 원형 히터의 외면에 밀착되는 저면부를 갖는다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 히터는 직사각형의 단면 형상을 갖고, 수용홈은 직사각형 히터의 폭과 실질적으로 동일한 간격을 두고 마주보는 2개의 측면들, 및 측면들의 하단들 사이를 연결하는 직선형의 저면을 가지며, 삽입부는 수용홈의 측면들에 밀착되는 측면부들, 및 측면부들의 하단들 사이를 연결하고 직사각형 히터의 외면에 밀착되는 직선형의 저면부를 갖는다.
부가적으로, 히터의 모서리들은 만곡진 형상을 갖고, 히터의 모서리의 곡률과 대응하는 곡률을 갖는 만곡부들이 수용홈의 측면들과 저면 사이에 형성되며, 수용홈의 측면들과 히터의 모서리들 사이에 형성된 공간들에 삽입되어 수용홈의 측면들과 히터의 모서리들에 밀착되는 돌출부들이 삽입부의 측면부들과 저면부 사이에 형성된다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 습윤 보강층이 용가재의 습윤성을 향상시키므로, 브레이징 공정 중에 용가재가 히터의 외면에 있는 상태로 유지된다. 특히, 삽입부에 의해서 히터의 수용 구조가 매우 복잡해지게 되므로, 브레이징 공정 중에 용가재가 히터 유닛의 외부로 유출되는 것이 억제된다. 결과적으로, 히터 주위에 보이드가 형성되는 현상이 억제된다.
또한, 수용홈이 히터를 충분히 수용할 정도의 깊이를 갖게 되므로, 히터 유닛 조립 중에 히터가 수용홈으로부터 이탈되는 현상이 억제된다. 더욱이, 삽입부가 히터를 지지하게 되므로, 히터의 이탈 현상이 더욱 방지된다.
이하, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하지만, 본 발명이 하기의 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구현될 수도 있다. 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 보다 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상과 특징이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공된다. 도면들에 있어서, 각 장치 또는 막(층) 및 영역들의 두께는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 과장되게 도시되었으며, 또한 각 장치는 본 명세서에서 설명되지 아니한 다양한 부가 장치들을 구비할 수 있으며, 막(층)이 다른 막(층) 도는 기판 상에 위치하는 것으로 언급되는 경우, 다른 막(층) 또는 기판 상에 직접 형성되거나 그들 사이에 추가적인 막(층)이 개재될 수 있다.
실시예 1
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 히터를 나타낸 사시도이고, 도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 히터(100)는 사행 구조(serpentine) 구조를 갖는 시스(sheath) 히터이다. 히터(100)는 반도체 기판 상에 패턴을 형성하기 위해 플라즈마를 이용하는 물리 기상 증착 (Physical vapor deposition) 공정이나 식각 공정에서 반도체 기판을 균일한 온도로 가열하기 위해 사용될 수 있다.
도 4에 히터(100)의 내부 구조가 단면도로 도시되어 있다. 도 4를 참조하면, 히터(100)는 발열체(110), 보호관(120), 절연재(130) 및 습윤 보강층(140)을 포함한다.
발열체(110)는 외부로부터 전기를 공급받아 열을 발생시킨다. 발열체(110)로는 니크롬선을 사용할 수 있다.
보호관(120)은 발열체(110)를 수용하는 관상의 단면 형상(tubular shape)을 갖는다. 보호관(120)의 재질로는 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리, 구리 합금, 스테인레스 스틸, 인코넬, 티타늄, 티타늄 합금 등과 같은 금속 물질을 들 수 있다. 한편, 본 실시예에서, 보호관(120)은 원형의 단면 형상을 갖는다. 또는, 보호관(120)은 직사각형이나 삼각형 등 다른 단면 형상을 가질 수도 있다.
절연재(130)는 보호관(120) 내에 충진되어, 보호관(120)과 발열체(110)를 전기적으로 절연시킨다. 절연재(130)로는 마그네시아 분말(magnesia powder)을 사용할 수 있다.
습윤 보강층(140)은 보호관(120)의 외면에 형성된다. 여기서, 보호관(120)은 용가재(미도시)를 이용한 브레이징 공정을 통해서 히팅 블럭(미도시)에 조립된다. 보호관(120)을 히팅 블럭에 밀착된 상태로 견고히 접합시키기 위해서는, 용가재가 보호관(120)에 대한 우수한 습윤성을 가질 것이 요구된다. 습윤 보강층(140)은 보호관(120)에 대한 용가재의 습윤성을 향상시키는 역할을 한다. 구체적으로, 고체의 습윤 보강층(140)과 용가재가 접합 온도에서 용해되어 화합물을 형성하는 것에 의해서 습윤성이 향상된다. 습윤 보강층(140)은 용가재의 성분인 알루미늄에 대한 우수한 반응성과 용해도를 갖는다. 따라서, 습윤 보강층(140)과 액상의 용가재 간의 반응에 의해 습윤 보강층(140)이 용해되어, 습윤 보강층(140)과 용가재 사이에서 활발한 확산이 일어나게 됨으로써, 보호관(120)에 대한 용가재의 습윤성이 크게 향상된다.
따라서, 습윤 보강층(140)에 의해서 보호관(120)이 히팅 블럭에 밀착될 수가 있게 되므로, 발열체(110)로부터 발생된 열이 히팅 블럭 전체에 균일하게 전달될 수가 있다. 또한, 습윤 보강층(140)은 보호관(120)의 강도를 보강하여, 보호관(120)의 내구성을 강화시키는 기능도 갖는다.
이러한 습윤 보강층(140)의 재질로는 니켈, 니켈 합금, 주석, 주석 합금, 구리, 구리 합금, 크롬, 크롬 합금, 금, 금 합금, 은, 은 합금, 아연, 아연 합금 등과 같은 금속을 들 수 있다. 한편, 습윤 보강층(140)은 전해 공정 또는 무전해 공정을 이용해서 보호관(120)의 외면에 도금될 수 있다.
실시예 2
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 히터 유닛을 나타낸 분해 단면도이고, 도 6은 도 5의 히터 유닛을 나타낸 결합 단면도이며, 도 7은 삽입부와 수용홈의 결 합 구조를 확대해서 나타낸 분해 단면도이고, 도 8은 도 5의 제 1 히팅 블럭을 나타낸 평면도이고, 도 9는 도 5의 제 2 히팅 블럭을 나타낸 저면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 히터 유닛(200)은 히터(100), 제 1 히팅 블럭(210), 제 2 히팅 블럭(220) 및 용가재(230)를 포함한다. 여기서, 히터(100)는 실시예 1의 히터와 실질적으로 동일한 구성요소들을 포함하므로, 동일한 구성요소들은 동일한 참조부호로 나타내고, 또한 동일한 구성요소들에 대한 반복 설명은 생략한다.
제 1 히팅 블럭(210)은 히터(100)를 수용하는 수용홈(212)을 갖는다. 수용홈(212)은 제 1 히팅 블럭(210)의 표면에 형성된다. 수용홈(212)은 히터(100)를 수용하는 구조를 가져야 하므로, 도 8에 도시된 바와 같이, 수용홈(212)은 히터(100)의 형상과 대응하는 형상을 갖는다. 즉, 수용홈(212)은 사행 구조를 갖는다.
특히, 히터(100)의 탄성력으로 인해서 히터(100)가 수용홈(212)으로부터 이탈되는 것을 방지하기 위해, 도 7에 도시된 바와 같이, 수용홈(212)은 히터(100)가 노출되지 않을 정도의 깊이를 갖는다. 즉, 수용홈(212)의 깊이는 히터(100)의 직경보다 긴 것이 바람직하다. 다른 방안으로서, 수용홈(212)의 깊이는 히터(100)의 직경과 실질적으로 동일하거나 또는 히터(100)의 직경보다 얕을 수도 있다.
또한, 수용홈(212)은 대향하는 2개의 측면(213, 214)들, 및 측면(213, 214)의 하단들 사이를 연결하는 저면(215)을 갖는다. 히터(100)의 외면이 균일하게 수용홈(212)의 내면에 밀착되도록 하기 위해서, 2개의 측면(213, 214)들 간의 간격은 히터(100)의 직경과 실질적으로 동일하다. 또한, 히터(100)의 단면이 원형이므로, 저면(215)은 원형 히터(100)의 곡률과 실질적으로 동일한 곡률을 갖는 만곡진 형상을 갖는다. 즉, 저면(215)은 대략 반원 형상을 갖는다. 따라서, 원형 히터(100)의 수평 중심선을 기준으로, 원형 히터(100)의 하부 외면은 저면(215)에 밀착된다. 반면에, 원형 히터(100)의 상부 외면은 수용홈(212)을 통해서 노출된다.
제 2 히팅 블럭(220)은 제 1 히팅 블럭(210)의 표면에 맞대어진다. 수용홈(212)에 삽입되는 삽입부(222)가 제 2 히팅 블럭(220)의 밑면에 하방을 향해서 돌출된다. 삽입부(222)는 수용홈(212)을 통해서 노출된 원형 히터(100)의 상부 외면을 눌러 지지하게 된다. 따라서, 도 9에 도시된 바와 같이, 삽입부(222)도 수용홈(212)과 대응하는 사행 구조를 갖는다. 즉, 삽입부(222)는 원형 히터(100)를 수용한 수용홈(212)의 나머지 부분의 형상과 대응하는 형상을 갖는다.
도 7을 다시 참조하면, 삽입부(222)는 대향하는 2개의 측면부(223, 224)들, 및 측면부(223, 224)들의 하단들을 연결하는 저면부(225)를 갖는다. 측면부(223, 224)들은 수용홈(212)의 측면(213, 214)들에 각각 밀착된다. 저면부(225)는 원형 히터(100)의 상부 외면에 밀착된다. 따라서, 저면부(225)는 원형 히터(100)의 곡률과 대응하는 곡률을 갖는다. 즉, 저면부(225)는 대략 반원 형상을 갖는다.
용가재(230)가 제 1 및 제 2 히팅 블럭(210, 220)들 사이에 개재된다. 구체적으로, 용가재(230)는 제 1 히팅 블럭(210)의 표면과 제 2 히팅 블럭(220)의 밑면 사이, 수용홈(212)의 측면(213, 214)들과 삽입부(222)의 측면부(223, 224)들 사이, 수용홈(212)의 저면(215)과 원형 히터(100)의 하부 외면 사이, 및 삽입부(222)의 저면부(225)와 원형 히터(100)의 상부 외면 사이 각각에 개재된다. 용가재(230)는 브레이징 공정 중에 용융되어서, 제 1 및 제 2 히팅 블럭(210, 220)들을 견고히 접합시키고 또한 원형 히터(100)를 제 1 및 제 2 히팅 블럭(210, 220)들에 견고히 접합시키게 된다.
여기서, 브레이징 공정은 히터 유닛(200)을 접합로 내에 반입시킨 상태에서 수행된다. 접합로의 내부 온도는 히터 유닛(200)의 내부 온도보다 상당히 높다. 이로 인하여, 히터 유닛(200)의 내부에 위치한 용가재(230) 부분보다 접합로에 인접한 용가재(230) 부분이 먼저 용융된다. 따라서, 히터 유닛(200)의 내부에 위치한 용가재(230) 부분이 히터 유닛(200)의 외부를 향해서 이동하게 된다.
그러나, 수용홈(212)에 삽입된 삽입부(222)에 의해서 원형 히터(100)와 제 2 히팅 블럭(220) 간의 계면은 제 1 및 제 2 히팅 블럭(210, 222)들 간의 수평 계면과는 다른 복잡한 구조를 가지게 된다. 즉, 계면은 삽입부(222)의 측면부(223, 224)들과 저면부(225)와 대응하는 프로파일을 갖게 된다. 따라서, 브레이징 공정 중에, 용가재(230), 특히 원형 히터(100)와 삽입부(222) 사이에 위치한 용가재(230) 부분이 히터 유닛(200)의 외부로 쉽게 유출되는 현상이 억제된다. 결과적으로, 원형 히터(100)와 제 1 및 제 2 히팅 블럭(210, 220)들 사이에 용가재(230)가 존재하지 않는 보이드들이 형성되는 것이 억제된다.
또한, 히터(100)의 습윤 보강층(140)에 의해서 용가재(230)의 습윤성이 향상된다. 따라서, 브레이징 공정 중에, 향상된 습윤성을 갖는 용가재(230)는 히터(100)의 보호관(120) 외면에 위치한 상태 그대로 유지될 수가 있다.
실시예 3
도 10은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 히터 유닛을 확대해서 나타낸 분해 단면도이다.
도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 히터 유닛(300)은 히터(100a), 제 1 히팅 블럭(310), 제 2 히팅 블럭(320) 및 용가재(330)를 포함한다.
히터(100a)는 발열체(110a), 보호관(120a), 절연재(130a) 및 습윤 보강층(140a)을 포함한다. 여기서, 본 실시예의 히터(100a)는 보호관(120a)의 형상을 제외하고는 실시예 1의 히터(100)와 실질적으로 동일한 구성요소들을 포함한다. 따라서, 동일한 구성요소들에 대한 반복 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 히터(100a)의 보호관(120a)은 직사각형의 단면 형상을 갖는다. 특히, 보호관(120a)의 네 모서리는 라운드진 형상을 갖는다. 이에 따라, 보호관(120a)의 외면에 형성된 습윤 보강층(140a)도 라운드된 모서리들을 갖는 직사각형의 단면 형상을 갖는다. 즉, 본 실시예의 히터(100a)는 직사각형의 단면 형상을 갖는다.
제 1 히팅 블럭(310)은 직사각형 히터(100a)를 수용하는 수용홈(312)을 갖는다. 따라서, 수용홈(312)은 대략 직사각형의 단면 형상을 갖는다. 특히, 수용홈(312)은 히터(100a)의 직경보다 긴 깊이를 갖는다.
또한, 수용홈(312)은 대향하는 2개의 측면(313, 314)들, 및 측면(313, 314)의 하단들 사이를 연결하는 저면(315)을 갖는다. 2개의 측면(313, 314)들 간의 간격은 직사각형 히터(100a)의 폭과 실질적으로 동일하다. 저면(315)은 직사각형 히 터(100)의 밑면과 대응하는 직선 형상을 갖는다. 따라서, 직사각형 히터(100a)의 상부면만이 수용홈(312)을 통해서 노출된다.
한편, 직사각형 히터(100a)의 하부 모서리들이 라운드진 형상을 가지므로, 이에 대응하여 측면(313, 314)들과 저면(315) 사이에 만곡부(317)들이 형성된다. 또한, 직사각형 히터(100a)의 상부 모서리들도 라운드진 형상을 가지므로, 측면(313, 314)들과 직사각형 히터(100a)의 상부 모서리들 사이에 공간이 형성된다.
제 2 히팅 블럭(320)은 제 1 히팅 블럭(310)의 표면에 맞대어진다. 수용홈(312)에 삽입되는 삽입부(322)가 제 2 히팅 블럭(320)의 밑면에 하방을 향해서 돌출된다.
삽입부(322)는 대향하는 2개의 측면부(323, 324)들, 측면부(323, 324)들의 하단들을 연결하는 저면부(325), 및 저면부(325)의 양단으로부터 하방으로 돌출된 돌출부(326)들을 갖는다. 측면부(323, 324)들은 수용홈(312)의 측면(313, 314)들에 각각 밀착된다. 저면부(325)는 수용홈(312)으로부터 노출된 직사각형 히터(100a)의 상부면에 밀착된다. 따라서, 저면부(325)는 수평한 형상을 갖는다. 돌출부(326)들은 직사각형 히터(100a)의 상부 모서리들과 수용홈(312)의 측면(313, 314)들 사이에 형성된 공간에 삽입된다. 즉, 삽입부(322)는 직사각형 히터(100a)를 수용한 수용홈(312)의 나머지 부분의 형상과 대응하는 형상을 갖는다.
여기서, 전술된 본 실시예들에서는, 히터들의 단면 형상을 원형과 직사각형 2가지로 예시하였으나, 다른 단면 형상을 갖는 히터들로 본 발명에 따른 히터 유닛에 채용될 수 있다. 수용홈과 삽입부는 변경된 히터의 형상과 대응하는 형상을 갖 게 될 것이다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 습윤 보강층이 용가재에 대한 우수한 반응성과 용해도를 가지므로, 액상의 용가재에 의해서 습윤 보강층이 용해된다. 따라서, 용해된 습윤 보강층이 용가재의 습윤성을 향상시키게 되어, 브레이징 공정 중에 용가재가 히터의 외면에 있는 상태로 유지된다. 따라서, 히터 주위에 용가재가 존재하지 않는 보이드들이 형성되는 현상이 억제된다. 특히, 삽입부에 의해서 히터의 수용 구조가 매우 복잡해지게 되므로, 브레이징 공정 중에 용가재가 히터 유닛의 외부로 유출되는 것이 억제된다. 결과적으로, 히터로부터 발생된 열이 히팅 블럭들로 균일하게 전달될 수가 있게 되므로, 반도체 기판을 균일한 온도로 가열할 수가 있게 된다.
또한, 수용홈이 히터를 충분히 수용할 정도의 깊이를 갖게 되므로, 히터 유닛 조립 중에 히터가 수용홈으로부터 이탈되는 현상이 억제된다. 더욱이, 삽입부가 히터를 지지하게 되므로, 히터의 이탈 현상이 더욱 방지된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Claims (10)
- 발열체;상기 발열체를 수용하는 보호관;상기 보호관과 상기 발열체 사이에 충진된 절연재; 및상기 보호관의 외면에 형성되어, 상기 보호관의 외면에 도포될 용가재(filler)의 습윤성을 보강시키기 위한 습윤 보강층(wetting-reinforcing layer)을 포함하는 히터.
- 제 1 항에 있어서, 상기 보호관은 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리, 구리 합금, 스테인레스 스틸, 인코넬, 티타늄 또는 티타늄 합금을 포함하고,상기 습윤 보강층은 니켈, 니켈 합금, 주석, 주석 합금, 구리, 구리 합금, 크롬, 크롬 합금, 금, 금 합금, 은, 은 합금, 아연 또는 아연 합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 히터.
- 히터;상기 히터를 수용하는 수용홈이 형성된 제 1 히팅 블럭; 및상기 제 1 히팅 블럭에 접합되고, 상기 수용홈에 삽입되어 상기 수용홈의 내면과 상기 히터의 외면에 밀착되도록 돌출된 삽입부가 형성된 제 2 히팅 블럭을 포함하는 히터 유닛.
- 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 히팅 블럭들 사이, 상기 수용홈의 측벽과 상기 삽입부 사이, 상기 수용홈의 내면과 상기 히터 사이, 및 상기 삽입부와 상기 히터 사이에 개재된 용가재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 히터 유닛.
- 제 4 항에 있어서, 상기 히터는발열체;상기 발열체를 수용하여, 상기 수용홈에 수용된 보호관;상기 보호관과 발열체 사이에 충진된 절연재; 및상기 보호관의 외면에 형성되어 상기 용가재에 접촉하고, 상기 용가재의 습윤성을 보강시키기 위한 습윤 보강층(wetting-reinforcing layer)을 포함하는 것을 특징으로 하는 히터 유닛.
- 제 5 항에 있어서, 상기 발열체는 사행 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 히터 유닛.
- 제 3 항에 있어서, 상기 수용홈은 상기 히터의 두께보다 긴 깊이를 갖는 것을 특징으로 하는 히터 유닛.
- 제 3 항에 있어서, 상기 히터는 원형의 단면 형상을 갖고,상기 수용홈은 상기 원형 히터의 직경과 실질적으로 동일한 간격을 두고 마주보는 2개의 측면들, 및 상기 측면들의 하단들 사이를 연결하고 상기 원형 히터의 곡률과 대응하는 곡률을 갖는 저면을 가지며,상기 삽입부는 상기 수용홈의 측면들에 밀착되는 측면부들, 및 상기 측면부들의 하단들 사이를 연결하고 상기 원형 히터의 곡률과 대응하는 곡률을 가져서 상기 원형 히터의 외면에 밀착되는 저면부를 갖는 것을 특징으로 하는 히터 유닛.
- 제 3 항에 있어서, 상기 히터는 직사각형의 단면 형상을 갖고,상기 수용홈은 상기 직사각형 히터의 폭과 실질적으로 동일한 간격을 두고 마주보는 2개의 측면들, 및 상기 측면들의 하단들 사이를 연결하는 직선형의 저면을 가지며,상기 삽입부는 상기 수용홈의 측면들에 밀착되는 측면부들, 및 상기 측면부들의 하단들 사이를 연결하고 상기 직사각형 히터의 외면에 밀착되는 직선형의 저면부를 갖는 것을 특징으로 하는 히터 유닛.
- 제 9 항에 있어서, 상기 히터의 모서리들은 만곡진 형상을 갖고,상기 히터의 모서리의 곡률과 대응하는 곡률을 갖는 만곡부들이 상기 수용홈의 측면들과 저면 사이에 형성되며,상기 수용홈의 측면들과 상기 히터의 모서리들 사이에 형성된 공간들에 삽입되어 상기 수용홈의 측면들과 상기 히터의 모서리들에 밀착되는 돌출부들이 상기 삽입부의 측면부들과 저면부 사이에 형성된 것을 특징으로 하는 히터 유닛.
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