KR101358348B1 - 나사 조립식 단자대를 갖는 반도체 가열장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 나사 조립식 단자대를 갖는 반도체 가열장치에 관한 것으로서, 본 발명의 나사 조립식 단자대를 갖는 반도체 가열장치는, 웨이퍼, 반도체 소자, 평판 디스플레이 등의 대상물이 안착되는 상판; 상기 상판의 하면에 설치되고, 다수개의 단자가 형성되는 히터; 및 일단부가 상기 히터와 전기적으로 접촉되도록 상기 단자 인근에 형성된 나사홀에 나사결합되고, 타단부가 외부 전선과 전기적으로 연결되는 나사 조립식 단자대;를 포함할 수 있기 때문에 상판 및 단자/센서와의 전기적 또는 열적 결합을 견고하게 하여 제품의 내구성을 향상시킬 수 있고, 열팽창계수를 고려하여 단자의 박리현상이나 파손현상을 방지할 수 있도록 각종 충격이나 열팽창 및 열수축 환경에서도 히터와 단자를 견고하게 보호할 수 있으며, 부품의 교체를 용이하게 하여 부품의 교체시간 및 비용을 절감할 수 있는 효과를 갖는다.

Description

나사 조립식 단자대를 갖는 반도체 가열장치{Semiconductor heating apparatus having screw type terminal structure}
본 발명은 나사 조립식 단자대를 갖는 반도체 가열장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 단자의 파손 및 히터 파손을 방지할 수 있게 하는 나사 조립식 단자대를 갖는 반도체 가열장치에 관한 것이다.
일반적으로, 웨이퍼나 LCD 패널이나 PDP 패널 등 각종 반도체 장치(반도체 소자)는, 통상 이온주입 공정, 막 증착 공정, 확산공정, 사진공정 등과 같은 다수의 공정들을 거쳐 제조된다.
이러한 공정들 중에서, 원하는 패턴을 형성하기 위한 사진공정은 반도체 소자 제조에 필수적으로 요구되는 공정이다.
이러한, 사진공정은 이온주입이 될 부위와 보호될 부위를 선택적으로 정의하기 위해 마스크나 레티클의 패턴을 소자 위에 만드는 것으로 크게, 소자 상에 포토레지스트를 떨어뜨린 후 고속으로 회전시켜 소자 위에 원하는 두께로 입히는 도포공정, 포토레지스트가 도포된 소자와 정해진 마스크를 서로 정렬시킨 후 자외선과 같은 빛이 상기 마스크를 통하여 소자 상의 포토레지스트에 조사되도록 하여 마스크 또는 레티클의 패턴을 소자에 옮기는 노광공정 및 상기 노광공정이 완료된 소자의 포토레지스트를 현상하여 원하는 포토레지스트 패턴을 형성하는 현상공정으로 이루어진다.
또한, 상기 사진공정에는 반도체 소자를 소정 온도하에서 굽는 베이크 공정이 포함된다. 즉, 상기 베이크 공정은 포토레지스트를 도포하기 전에 소자에 흡착된 수분을 제거하기 위한 베이크, 소정의 유기용제 및 포토레지스트의 도포 후에 소프트 베이크, 노광시 자외선의 산란으로 인한 노광 부위의 화학적 구조의 불안정을 회복시키기 위한 노광 후 베이크 등이 있다.
상기와 같이, 반도체 장치를 베이킹하기 위해서는 실질적으로 베이크 챔버 내에서 웨이퍼의 베이크 공정을 진행하는 반도체 제조공정 설비의 한 형태인 반도체 장치의 가열 장치가 널리 사용된다.
이러한, 상기 반도체 장치의 가열장치는 통상, 원판 형상의 열전달 몸체 및 상기 열전달 몸체의 후면에 설치되고, 전기 저항을 이용하여 통전시 고온으로 발열되는 히터를 구비하여 이루어지는 구성이다.
여기서, 이러한 히터에 전기를 공급하기 위하여 종래의 반도체 가열장치의 히터는 단자에 직접 전선이 납땜 등으로 용접되는 구성이었다.
그러나, 이러한 히터에는 다수 가닥의 전선이 히터와 직접 연결되기 때문에 열전달 몸체나 히터나 전선 등에 무리한 힘이 가해지면 가장 취약한 부분인 전선의 납땜 부분이 쉽게 파손되어 절단되거나, 히터가 상기 열전달 몸체로부터 뜯어져서 파열되는 등 구조적으로 매우 취약한 문제점이 있었다.
특히, 히터는 평평한 반면, 전선은 수직으로 연결되기 때문에 납땜으로 연결된 부분이 수직 하중에 매우 약하여 전선을 잡아 당겼을 때 쉽게 연결부분이 끊어지는 문제점이 있었다.
또한, 작업자가 평평한 히터에 직접 전선을 납땜 용접하는 작업이 매우 불편하고, 용접의 정확도가 떨어져서 용접 작업 불량으로 인한 연결부분의 파손이 빈번하게 발생되고, 이렇게 납땜으로 용접된 연결부분이 외부에 그대로 노출되어 각종 충격에 취약하며, 전선과 히터를 한번 납땜하면 이를 분해하기가 매우 번거로워서 전선이나 히터 등의 교체가 어려웠었던 문제점이 있었다.
아울러, 가열장치의 특성상, 잦은 온도의 변화에 의해 히터가 열전달 몸체로부터 쉽게 박리되어 분리되는 문제점이 있었다.
본 발명의 사상은, 상판 및 단자와 나사 결합되는 나사 조립식 단자대 및 나사 조립식 센서프레임을 이용하여 상판 및 단자/센서와의 전기적 또는 열적 결합을 견고하게 할 수 있고, 열팽창계수를 고려하여 단자의 박리현상이나 파손현상을 방지할 수 있으며, 각종 충격이나 열팽창 및 열수축 환경에서도 히터와 단자를 견고하게 보호할 수 있고, 외부 전선, 센서 등의 분해가 간편하여 부품의 교체를 용이하게 할 수 있게 하는 나사 조립식 단자대를 갖는 반도체 가열장치를 제공함에 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 나사 조립식 단자대를 갖는 반도체 가열장치는, 웨이퍼, 반도체 소자, 평판 디스플레이 등의 대상물이 안착되는 상판; 상기 상판의 하면에 설치되고, 다수개의 단자가 형성되는 히터; 및 일단부가 상기 히터와 전기적으로 접촉되도록 상기 단자 인근에 형성된 나사홀에 나사결합되고, 타단부가 외부 전선과 전기적으로 연결되는 나사 조립식 단자대;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명 사상에 따르면, 상기 상판은, 적어도 AlN 계열, 세라믹 계열, 스텐레스 스틸 계열, 알루미늄 계열 및 이들의 조합 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어지는 것일 수 있다.
또한, 본 발명 사상에 따르면, 상기 히터는, 상판의 하면에 설치되는 면상 발열체일 수 있다.
또한, 본 발명 사상에 따르면, 상기 나사 조립식 단자대는, 타단부에 상기 외부 전선을 착탈가능하게 고정하는 외부 전선 고정수단이 설치되는 것일 수 있다.
또한, 본 발명 사상에 따르면, 상기 외부 전선 고정수단은, 상기 단자대의 외부 전선 삽입홀에 삽입된 외부 전선의 일측을 가압하도록 상기 단자대의 나사홀을 관통하는 외부 전선 고정나사일 수 있다.
또한, 본 발명 사상에 따른 나사 조립식 단자대를 갖는 반도체 가열장치는, 상기 히터와 나사 조립식 단자대의 전기 전도도를 향상시키도록 상기 히터와 나사 조립식 단자대 사이에 설치되는 전도 매개체;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명 사상에 따른 나사 조립식 단자대를 갖는 반도체 가열장치는, 일단부가 상기 상판과 열적으로 접촉되도록 상기 상판에 형성된 나사홀에 나사결합되고, 타단부에 온도 센서 및 센서 라인이 삽입되는 센서 삽입홈부가 형성되는 나사 조립식 센서프레임;을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명 사상에 따른 나사 조립식 단자대를 갖는 반도체 가열장치는, 상기 상판과 나사 조립식 센서프레임의 열전달성을 향상시키도록 상기 상판과 나사 조립식 센서프레임 사이에 설치되는 열전달 매개체;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명 사상에 따르면, 상기 나사 조립식 센서프레임의 나사홀에 센서가 접촉되는 것일 수 있다.
본 발명의 사상에 따른 나사 조립식 단자대를 갖는 반도체 가열장치는, 상판 및 단자/센서와의 전기적 또는 열적 결합을 견고하게 하여 제품의 내구성을 향상시킬 수 있고, 열팽창계수를 고려하여 단자의 박리현상이나 파손현상을 방지할 수 있도록 각종 충격이나 열팽창 및 열수축 환경에서도 히터와 단자를 견고하게 보호할 수 있으며, 부품의 교체를 용이하게 하여 부품의 교체시간 및 비용을 절감할 수 있는 효과를 갖는 것이다.
도 1은 본 발명 사상의 일부 실시예들에 따른 나사 조립식 단자대를 갖는 반도체 가열장치를 나타내는 부품 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 측단면도이다.
도 3은 도 1의 저면 사시도이다.
도 4는 도 3의 A부분을 확대하여 나타내는 확대 사시도이다.
도 5는 도 1의 나사 조립식 단자대를 나타내는 부품 분해 사시도이다.
도 6은 도 1의 나사 조립식 센서프레임을 나타내는 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.
명세서 전체에 걸쳐서, 막, 영역 또는 기판 등과 같은 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "상에", "연결되어", "적층되어" 또는 "커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 상기 하나의 구성요소가 직접적으로 다른 구성요소 "상에", "연결되어", "적층되어" 또는 "커플링되어" 접촉하거나, 그 사이에 개재되는 또 다른 구성요소들이 존재할 수 있다고 해석될 수 있다. 반면에, 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "직접적으로 상에", "직접 연결되어", 또는 "직접 커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 그 사이에 개재되는 다른 구성요소들이 존재하지 않는다고 해석된다. 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 제 1, 제 2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제 1 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제 2 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
또한, "상의" 또는 "위의" 및 "하의" 또는 "아래의"와 같은 상대적인 용어들은 도면들에서 도해되는 것처럼 다른 요소들에 대한 어떤 요소들의 관계를 기술하기 위해 여기에서 사용될 수 있다. 상대적 용어들은 도면들에서 묘사되는 방향에 추가하여 소자의 다른 방향들을 포함하는 것을 의도한다고 이해될 수 있다. 예를 들어, 도면들에서 소자가 뒤집어 진다면(turned over), 다른 요소들의 상부의 면 상에 존재하는 것으로 묘사되는 요소들은 상기 다른 요소들의 하부의 면 상에 방향을 가지게 된다. 그러므로, 예로써 든 "상의"라는 용어는, 도면의 특정한 방향에 의존하여 "하의" 및 "상의" 방향 모두를 포함할 수 있다. 소자가 다른 방향으로 향한다면(다른 방향에 대하여 90도 회전), 본 명세서에 사용되는 상대적인 설명들은 이에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
도 1은 본 발명 사상의 일부 실시예들에 따른 나사 조립식 단자대(30)를 갖는 반도체 가열장치(100)를 나타내는 부품 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 측단면도이고, 도 3은 도 1의 저면 사시도이고, 도 4는 도 3의 A부분을 확대하여 나타내는 확대 사시도이다.
먼저, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 나사 조립식 단자대(30)를 갖는 반도체 가열장치(100)는, 크게 상판(10)과, 히터(20)와, 나사 조립식 단자대(30)와, 전도 매개체(50)와, 나사 조립식 센서프레임(60) 및 열전달 매개체(70)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 상판(10)은, 웨이퍼, 반도체 소자, 평판 디스플레이 등의 대상물이 안착되는 것으로서, 안착된 대상물에 상기 히터(20)의 열을 골고루 전달하는 일종의 열전달 몸체의 일종이다. 이러한, 상기 상판(10)은, 열전도도가 우수한 적어도 AlN 계열, 세라믹 계열, 스텐레스 스틸 계열, 알루미늄 계열 및 이들의 조합 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어지는 것일 수 있다.
또한, 상기 히터(20)는, 상기 상판(10)의 하면에 설치되는 것으로서, 다수개의 단자(21)가 형성될 수 있다.
여기서, 상기 히터(20)는, 상판(10)의 하면에 설치되는 면상 발열체인 것이 가능하고, 이외에도 니켈-크롬 재질의 각종 열선이나 발열재질들이 적용될 수 있다.
또한, 상기 나사 조립식 단자대(30)는, 일단부가 상기 히터(20)와 전기적으로 접촉되도록 상기 단자(21) 인근에 형성된 나사홀(H1)에 나사결합되고, 타단부가 외부 전선(31)과 전기적으로 연결되는 것으로서, 상기 나사 조립식 단자대(30)는, 타단부에 상기 외부 전선(31)을 착탈가능하게 고정하는 외부 전선 고정수단이 설치될 수 있다.
여기서, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 외부 전선 고정수단은, 상기 단자대(30)의 외부 전선 삽입홀(30a)에 삽입된 외부 전선(31)의 일측을 가압하도록 상기 단자대(30)의 나사홀(H2)을 관통하는 외부 전선 고정나사(40)일 수 있다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 전도 매개체(50)는, 상기 히터(20)와 나사 조립식 단자대(30)의 전기 전도도를 향상시키도록 상기 히터(20)와 나사 조립식 단자대(30) 사이에 설치되는 것으로서, 전기 정도성이 우수한 각종 도전성 재질이 적용될 수 있다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 나사 조립식 센서프레임(60)은, 일단부가 상기 상판(10)과 열적으로 접촉되도록 상기 상판(10)에 형성된 나사홀(H3)에 나사결합되고, 타단부에 온도 센서(S) 및 센서 라인(SL)이 삽입되는 센서 삽입홈부(60a)가 형성되는 것이다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 열전달 매개체(70)는, 상기 상판(10)과 나사 조립식 센서프레임(60)의 열전달성을 향상시키도록 상기 상판(10)과 나사 조립식 센서프레임(60) 사이에 설치되는 것으로서, 열전달성이 우수한 각종 써멀 인터페이스(thermal interface) 재질이 적용될 수 있다.
여기서, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 나사 조립식 센서프레임(60)의 나사홀(H3)에 센서(S)가 접촉될 수 있다.
즉, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 반도체 가열장치(100)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 나사 조립식 단자대(30)는 상부에 수나사부(32)가 형성되어 상기 상판(10)과 착탈 가능하게 결합되고, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 나사 조립식 센서프레임(60) 역시 상부에 수나사부(62)가 형성되어 상기 상판(10)과 착탈 가능하게 결합될 수 있다.
그러므로, 상기 상판(10) 및 상기 단자(21)와 나사 결합되는 나사 조립식 단자대(30) 및 나사 조립식 센서프레임(60)을 이용하여 상판(10) 및 단자(21)/센서(S)와의 전기적 또는 열적 결합을 견고하게 할 수 있고, 단자(21)의 박리현상이나 파손현상을 방지할 수 있으며, 각종 충격이나 열팽창 및 열수축 환경에서도 상기 히터(20)와 단자(21) 및 센서(S)를 견고하게 보호할 수 있고, 외부 전선(31), 센서(S) 등의 분해가 간편하여 부품의 교체를 용이하게 할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상을 해치지 않는 범위 내에서 당업자에 의한 변형이 가능함은 물론이다.
예컨대, 본 발명의 실시예에서는 웨이퍼나 LCD 패널이나 PDP 패널 등 각종 반도체 장치를 예시하였으나, 반도체 장치 이외에도 각종 패널의 정밀 가열 및 냉각이 필요한 모든 분야에 적용될 수 있고, 각 구성요소들의 형상 및 종류는 도면에 국한된 것이 아니라 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 해당 분야에 종사하는 통상의 지식을 가진 자가 수정 및 변경이 가능한 것이다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상을 해치지 않는 범위 내에서 당업자에 의한 변형이 가능함은 물론이다.
따라서, 본 발명에서 권리를 청구하는 범위는 상세한 설명의 범위 내로 정해지는 것이 아니라 후술되는 청구범위와 이의 기술적 사상에 의해 한정될 것이다.
10: 상판 20: 히터
21: 단자 30: 나사 조립식 단자대
30a: 외부 전선 삽입홀 31: 외부 전선
H1, H2, H3; 나사홀 40: 고정나사
50: 전도 매개체 60: 나사 조립식 센서프레임
60a: 삽입홈부 S: 센서
SL: 센서 라인 70: 열전달 매개체
32, 62: 수나사부

Claims (9)

  1. 웨이퍼, 반도체 소자, 평판 디스플레이 등의 대상물이 안착되는 것으로 그 하면에나사홀이 마련되어 있는 상판;
    상기 상판의 하면에 설치되고, 다수개의 단자가 형성되는 히터;
    상기 히터에 연결되는 외부 전선;
    상기 나사홀 내에서 상기 하면에 접촉하는 센서;
    상기 센서에 연결되는 센서 라인; 그리고
    일단부가 상기 나사홀에 나사결합되어 상기 센서를 상기 상판의 하면에 고정시키는 것으로, 그 타단부에 상기 센서와 센서라인이 삽입되는 나사 삽입홈부가 마련되어 있는 나사 조립식 센서 프레임;를 구비하여,
    상기 센서가 상기 상판의 하면에 나사 결합되는 나사 조립식 프레임에 의해 상기 상판의 하면에 견고히 결합되도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 가열장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 상판은, 적어도 AlN 계열, 세라믹 계열, 스텐레스 스틸 계열, 알루미늄 계열 및 이들의 조합 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 가열장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 히터는, 상판의 하면에 설치되는 면상 발열체인 것을 특징으로 하는 반도체 가열장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    일단부가 상기 히터와 전기적으로 접촉되도록 상기 상판의 하면에 형성된 나사홀에 나사결합되고, 타단부에 상기 외부전선이 착탈 가능하게 고정하는 외부 전선 고정수단이 마련되어 있는 나사 조립식 단자대를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 가열장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 외부 전선 고정수단은,
    상기 단자대의 외부 전선 삽입홀에 삽입된 외부 전선의 일측을 가압하도록 상기 단자대의 나사홀을 관통하는 외부 전선 고정나사인 것을 특징으로 하는 반도체 가열장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 히터와 나사 조립식 단자대의 전기 전도도를 향상시키도록 상기 히터와 나사 조립식 단자대 사이에 설치되는 전도 매개체; 를 더 포함하는 반도체 가열장치.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 상판과 나사 조립식 센서프레임의 열전달성을 향상시키도록 상기 상판과 나사 조립식 센서프레임 사이에 설치되는 열전달 매개체; 를 더 포함하는 반도체 가열장치.
  9. 삭제
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