KR20080046797A - Connector and heater assembly having the same - Google Patents

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/46Bases; Cases
    • H01R13/533Bases, cases made for use in extreme conditions, e.g. high temperature, radiation, vibration, corrosive environment, pressure

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Abstract

A connector and a heater assembly having the same are provided to obtain electric conductivity such as oxidation resistance, to increase electric stability in the high oxidative atmosphere, and to simplify a structure thereof by connecting a connecting member with a hollow conductor by filler metals. A connector(10) comprises a hollow conductor(11), and a supporting body(12). The supporting body is closely combined with the hollow conductor in the hollow conductor, and made of a material whose thermal expansion rate is smaller than the hollow conductor. The supporting body is made of one of tungsten, tungsten alloy, molybdenum, an alloy of molybdenum, KOVAR, INVAR, and Fe-Ni lower thermal expansion alloy. The hollow conductor is made of higher oxidation resistance than the supporting body. The hollow conductor and the supporting body are combined by conductive filler metals(13,13a).

Description

커넥터 및 이를 갖는 히터 어셈블리{connector and heater assembly having the same}Connector and heater assembly having the same

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a connector according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 커넥터를 구비하는 히터 어셈블리의 일 예를 도시한 단면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating an example of a heater assembly having a connector of FIG. 1.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

1 : 본체 1a : 접속부1 Body 1a Connection

3 : 전극 5 : 연결부재3: electrode 5: connecting member

10 : 커넥터 11 : 중공형 도전체10 connector 11 hollow conductor

12 : 지지체 13,13a : 용가재12: support 13,13a: filler material

본 발명은 커넥터 및 히터 어셈블리에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는, 반도체 제조 장치에 사용되는 히터 어셈블리 및 상기 히터 어셈블리에 전력을 공급하는 커넥터에 관한 것이다.The present invention relates to a connector and a heater assembly, and more particularly, to a heater assembly used in a semiconductor manufacturing apparatus and a connector for supplying power to the heater assembly.

일반적으로 반도체 장치는 반도체 기판으로 사용되는 실리콘 기판 상에 전기 소자들을 포함하는 전기적인 회로를 형성하는 팹(Fab) 공정과, 상기 팹 공정에서 형성된 실리콘 기판 상의 다수의 칩의 전기적인 특성을 검사하기 위한 EDS(electrical die sorting) 공정과, 상기 칩을 각각 에폭시 수지로 봉지하고 절단하여 개별 칩 단위로 개별화시키기 위한 패키지 조립 공정을 통해 제조된다.In general, a semiconductor device includes a Fab process for forming an electrical circuit including electrical elements on a silicon substrate used as a semiconductor substrate, and inspecting electrical characteristics of a plurality of chips on the silicon substrate formed in the fab process. An electrical die sorting (EDS) process and a package assembly process for encapsulating and chipping each chip with an epoxy resin and individualizing the chips into individual chip units.

상기 반도체 제조 공정에서 반도체 기판에 박막 형성 또는 에칭, 포토레지스 패턴 형성을 위해서 상기 반도체 기판을 가열하기 위한 히터가 사용된다.In the semiconductor manufacturing process, a heater for heating the semiconductor substrate is used for forming a thin film or etching a semiconductor substrate and forming a photoresist pattern.

상기 히터는, 질화알루미늄, 알루미나, 이트리아 등의 조밀한 재질의 세라믹 부재와, 상기 부재 내부에 발열 및 전력 공급을 위한 전극이 매설된 형태로 이루어진다. 특히, 반도체 제조 공정의 특성상, 상기 히터는, 급격한 온도 변화 및 고온 환경과 고산화성 환경에서 사용되므로, 상기 히터는 높은 내열충격성과 내식성을 가질 것이 요구된다.The heater is formed of a ceramic member made of dense material such as aluminum nitride, alumina, yttria, and an electrode for heating and supplying power. In particular, because of the characteristics of the semiconductor manufacturing process, the heater is used in a rapid temperature change, high temperature environment and high oxidizing environment, the heater is required to have high thermal shock resistance and corrosion resistance.

여기서, 상기 히터는 외부에서 전력을 공급하기 위한 커넥터가 구비되는데, 상기 커넥터는 상기 히터 외부에 설치된다. 따라서, 상기 커넥터 역시 높은 내열충격성과 내식성이 요구된다.Here, the heater is provided with a connector for supplying power from the outside, the connector is installed outside the heater. Therefore, the connector also requires high thermal shock resistance and corrosion resistance.

특히, 고온에서는 상기 커넥터의 기계적 강도가 떨어지며, 상기 히터의 본체를 구성하는 세라믹 부재와 상기 커넥터 사이의 열팽창률의 차이로 인해 상기 커넥터와 상기 전극 및/또는 상기 커넥터와 상기 세라믹 부재 사이의 결합 강도가 저하되고, 전기적 연결이 불안정해지는 문제점이 있다.In particular, at high temperatures, the mechanical strength of the connector is reduced, and the bond strength between the connector and the electrode and / or the connector and the ceramic member is due to a difference in thermal expansion between the ceramic member and the connector constituting the main body of the heater. Deteriorates, there is a problem that the electrical connection is unstable.

한편, 반도체 제조 공정은 고온 뿐만 아니라, 고온과 저온을 급격하게 반복하게 되므로, 상기와 같은 열 사이클로 인한 상기 히터와 커넥터 사이에 응력이 집 중될 수 있으며, 이러한 응력 집중은 미소 박리 및 크랙이 발생할 수 있으며, 더 나아가, 히터의 발열면의 온도가 균일하지 않음으로 인한 반도체 장치의 불량이 문제가 된다.On the other hand, since the semiconductor manufacturing process rapidly repeats not only high temperature but also high temperature and low temperature, stress may be concentrated between the heater and the connector due to the thermal cycle, and such stress concentration may cause micro peeling and cracking. In addition, the defect of the semiconductor device due to the non-uniform temperature of the heating surface of the heater is a problem.

한편, 한국 등록특허 제0279650호(이하, 종래기술이라 한다)에는 상기와 같이 반도체 제조 공정에 사용되는 장치에 전원을 공급하기 위한 커넥터의 일 예가 제시되어 있다.On the other hand, Korean Patent No. 0279650 (hereinafter referred to as the prior art) is an example of a connector for supplying power to the device used in the semiconductor manufacturing process as described above.

구체적으로 종래 기술은, 플라즈마 발생 장치에서 전력을 공급하기 위한 커넥터를 제시하고 있으며, 상기 커넥터는, 관형의 차폐 부재 내부에 전력 공급용의 커넥터를 삽입한 구조를 가진다.Specifically, the prior art proposes a connector for supplying electric power in a plasma generating apparatus, and the connector has a structure in which a power supply connector is inserted into a tubular shield member.

그러나, 종래 기술에 따른 커넥터는 차폐 부재와 커넥터가 소정 간극을 두고 결합되며, 복잡한 구조와 다수의 부품들로 구성되어 있어서, 상기 커넥터를 조립 및 생산하는 공정에서 불량 발생률이 높고, 제품 성능에 대한 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다. 또한, 커넥터의 수명이나 성능 등의 품질이 제품에 따라 편차가 크게 나타나는 문제점이 있다.However, the connector according to the prior art is a shield member and the connector is coupled with a predetermined gap, it is composed of a complex structure and a plurality of parts, high failure rate in the process of assembling and producing the connector, the product performance There is a problem that the reliability is lowered. In addition, there is a problem that the quality of the life and performance of the connector, such as a large deviation depending on the product.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점들을 해소하고자 안출된 것으로서, 본 발명의 일 목적은 고온 및 고산화성 환경에서 안정적인 성능과, 결합 강도를 유지할 수 있는 전력 공급용 커넥터를 제공함과 더불어, 구조가 간단하고 성능 및 품질에 대한 신뢰성을 향상시킨 커넥터를 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the problems described above, one object of the present invention is to provide a power supply connector that can maintain a stable performance and bonding strength in a high temperature and high oxidizing environment, the structure is simple and It is to provide a connector with improved reliability of performance and quality.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 커넥터를 갖는 히터 어셈블리를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a heater assembly having the connector.

상기 본 발명의 일 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 공급용 커넥터는, 중공형 도전체와, 상기 중공형 도전체 내부에서 상기 중공형 도전체와 밀접하게 결합되고, 상기 중공형 도전체 보다 열팽창률이 작은 재질로 형성된 지지체를 포함한다.In order to achieve the object of the present invention, the power supply connector according to an embodiment of the present invention, the hollow conductor, the hollow conductor in the hollow conductor is closely coupled with the hollow conductor, It includes a support formed of a material having a lower thermal expansion coefficient than the type conductor.

실시예에서, 상기 지지체는 텅스텐, 텅스텐 합금, 몰리브덴, 몰리브덴 합금, 코바(KOVAR), 인바(INVAR) 및 철-니켈(Fe-Ni)계 저열팽창 합금 중 어느 한 금속으로 이루어질 수 있다.In an embodiment, the support may be made of any one of tungsten, tungsten alloy, molybdenum, molybdenum alloy, KOVAR, INVAR, and iron-nickel (Fe-Ni) based low thermal expansion alloy.

실시예에서, 상기 중공형 도전체는 상기 지지체에 비해 내산화성이 큰 금속을 사용할 수 있다. 여기서, 상기 중공형 도전체는 니켈, 구리, 금, 은, 백금 및 이들의 합금 중 어느 한 금속으로 이루어질 수 있다.In an embodiment, the hollow conductor may use a metal having higher oxidation resistance than the support. Here, the hollow conductor may be made of any one metal of nickel, copper, gold, silver, platinum, and alloys thereof.

실시예에서, 상기 중공형 도전체와 지지체는 도전성 용가재(filler metal)에 의해 결합될 수 있다. 여기서, 상기 용가재는 금, 은, 팔라듐 중 어느 한 종류의 금속을 포함하는 것이 바람직하다.In an embodiment, the hollow conductor and the support may be joined by a conductive filler metal. Here, it is preferable that the filler metal contains any one metal of gold, silver, and palladium.

한편, 상기 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 히터 어셈블리는, 내부에 전극이 매설된 본체와, 중공형 도전체와, 상기 중공형 도전체 내에 배치된 지지체를 포함하는 커넥터와, 상기 본체 내부에 매설되고, 일단은 상기 전극에 연결되고, 타단은 상기 커넥터 어셈블리에 결합되며, 상기 전극과 상기 커넥터를 전기적으로 연결시키는 연결부재를 포함한다.On the other hand, the heater assembly according to an embodiment of the present invention for achieving another object of the present invention, the body is an electrode embedded therein, a hollow conductor, a support disposed in the hollow conductor And a connector embedded in the main body, one end of which is connected to the electrode, and the other end of which is coupled to the connector assembly, and a connection member electrically connecting the electrode and the connector.

실시예에서, 상기 연결부재는 상기 지지체와 도전성 용가재에 의해 결합되고, 상기 중공형 도전체와 상기 연결부재는 상기 용가재를 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서, 상기 용가재는 금, 은, 팔라듐 중 어느 한 종류의 금속을 포함하는 것이 바람직하다.In an embodiment, the connecting member may be coupled by the support and the conductive filler metal, and the hollow conductor and the connecting member may be electrically connected through the filler metal. Here, it is preferable that the filler metal contains any one metal of gold, silver, and palladium.

실시예에서, 상기 연결부재와 상기 지지체는 같은 열팽창률을 가지는 재질로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 연결부재는 텅스텐, 텅스텐 합금, 몰리브덴, 몰리브덴 합금 중 어느 한 금속으로 이루어질 수 있다.In an embodiment, the connection member and the support may be formed of a material having the same coefficient of thermal expansion. Here, the connection member may be made of any one metal of tungsten, tungsten alloy, molybdenum, molybdenum alloy.

따라서, 커넥터는 고온에서 높은 내산화성과 안정적인 전기전도도 특성을 가지며, 구조적으로 커넥터와 히터 어셈블리 사이의 결합 강도가 양호하게 유지되므로, 안정적인 작동하고, 성능 신뢰도를 향상시킨다.Thus, the connector has high oxidation resistance and stable electrical conductivity at high temperatures, and structurally maintains a good bond strength between the connector and the heater assembly, thus operating stable and improving performance reliability.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 커넥터 및 이를 갖는 히터 어셈블리에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, a connector and a heater assembly having the same according to a preferred embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings will be described in detail.

하지만, 본 발명이 하기의 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 본 발명에 있어서, 각 구조물들이 다른 구조물들의 "상에", "상부"에 또는 "하부"에 위치하는 것으로 언급되는 경우에는 각 구조물들이 직접 다른 구조물들 위에 위치하거나 또는 아래에 위치하는 것을 의미하거나, 또 다른 구조물들이 상기 구조물들 사이에 추가적으로 형성될 수 있다. 또한, 각 구조물들이 "제1", "제2" 및/또는 "제3"으로 언급되는 경우, 이러한 부재들을 한정하기 위한 것이 아니라 단지 각 구조물들을 구분하기 위한 것이다. 따라서, "제1", "제2" 및/또는 "제3"은 각 구조물들에 대하여 각기 선택적으로 또는 교환적으로 사용될 수 있다.However, the present invention is not limited to the following embodiments, and those skilled in the art may implement the present invention in various other forms without departing from the technical spirit of the present invention. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are shown in an enlarged scale than actual for clarity of the invention. In the present invention, when each structure is referred to as being located "on", "top" or "bottom" of other structures, it means that each structure is located directly above or below other structures, or Still further structures may be additionally formed between the structures. In addition, where each structure is referred to as "first," "second," and / or "third," it is not intended to limit these members, but merely to distinguish each structure. Thus, "first", "second" and / or "third" may be used either selectively or interchangeably for each structure.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터를 설명하기 위한 단면도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 히터 어셈블리를 설명하기 위한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a connector according to an embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional view illustrating a heater assembly according to an embodiment of the present invention.

커넥터connector

이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 커넥터에 대해 설명한다.Hereinafter, a connector according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1.

도 1 에 도시한 바와 같이, 커넥터(10)는 중공형의 도전체(11)와, 상기 중공형 도전체(11) 내부에 배치되는 지지체(12)를 포함하여 이루어진다.As shown in FIG. 1, the connector 10 includes a hollow conductor 11 and a support 12 disposed inside the hollow conductor 11.

여기서, 상기 중공형 도전체(11)는 고온에서 전기 전도도가 크고 내산화성이 큰 금속으로 이루어지고, 상기 지지체(12)는 상기 중공형 도전체(11)에 비해 고온에서 열팽창률이 작은 금속으로 이루어진다.Here, the hollow conductor 11 is made of a metal having high electrical conductivity and high oxidation resistance at a high temperature, and the support 12 is made of a metal having a low thermal expansion coefficient at a high temperature as compared with the hollow conductor 11. Is done.

상기 중공형 도전체(11)는 외부의 전원공급부(미도시)에 연결되고 후술하는 히터 어셈블리 등의 장치로 전력을 공급하는 부분이므로, 고온 및 급격한 온도 변화에서도 원할하게 전력을 공급할 수 있도록 전기 전도도가 높은 금속으로 이루어진다.The hollow conductor 11 is connected to an external power supply unit (not shown) and is a part for supplying power to a device such as a heater assembly, which will be described later. Is made of high metal.

또한, 상기 중공형 도전체(11)는 고온 및 고산화성 환경에 노출되어 사용하게 되므로, 안정적인 전력 공급을 위해 내산화성이 큰 금속을 사용하는 것이 바람 직하다.In addition, since the hollow conductor 11 is exposed to high temperature and high oxidizing environment, it is preferable to use a metal having high oxidation resistance for stable power supply.

특히, 상기 중공형 도전체(11)는 내산화성이 크고 전기 전도도가 높은 니켈, 구리, 금, 은, 백금 및 이들의 합금 중 어느 한 금속을 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는, 니켈 또는 니켈 합금을 사용한다.In particular, the hollow conductor 11 is preferably any one of nickel, copper, gold, silver, platinum and alloys thereof, which have high oxidation resistance and high electrical conductivity, and more preferably nickel or Nickel alloys are used.

상기 지지체(12)는 상기 중공형 도전체(11) 내부에 배치되어, 고온에서 상기 중공형 도전체(11)의 열팽창을 억제하고, 상기 중공형 도전체(11)를 지지하는 부분이므로, 고온에서 상기 중공형 도전체(11)에 비해 열팽창률이 작은 금속을 사용한다.The support 12 is disposed inside the hollow conductor 11 to suppress thermal expansion of the hollow conductor 11 at a high temperature and to support the hollow conductor 11, and thus, a high temperature. In the use of a metal having a low thermal expansion coefficient compared to the hollow conductor (11).

상기 지지체(12)는 상기 중공형 도전체(11)의 열팽창을 억제하기 위해서, 상기 중공형 도전체(11)의 두께에 비해 두껍게 형성됨이 바람직하고, 상기 중공형 도전체(11)는 안정적인 성능을 보장하기 위해서 상기 중공형 도전체(11)의 두께가 균일하게 형성됨이 바람직하다.The support 12 is preferably formed thicker than the thickness of the hollow conductor 11, in order to suppress thermal expansion of the hollow conductor 11, the hollow conductor 11 is stable performance In order to ensure the thickness of the hollow conductor 11 is preferably formed uniformly.

구체적으로, 상기 중공형 도전체(11)와 상기 지지체(12)는 열팽창률이 서로 다르므로, 특히, 고온에서 상기 중공형 도전체(11)가 팽창하려는 힘을 상기 지지체(12)가 충분히 버틸 수 있도록 상기 지지체(12)를 형성한다.Specifically, since the hollow conductor 11 and the support 12 have different thermal expansion rates, in particular, the support 12 sufficiently supports the force of the hollow conductor 11 to expand at a high temperature. To form the support 12.

특히, 상기 지지체(12)는 고온에서 열팽창률이 작은 텅스텐, 텅스텐 합금, 몰리브덴, 몰리브덴 합금, 코바(KOVAR), 인바(INVAR) 및 철-니켈계 저열팽창 합금 중 어느 한 금속을 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는, 텅스텐 또는 몰리브덴을 사용한다.In particular, the support 12 preferably uses any one of tungsten, tungsten alloy, molybdenum, molybdenum alloy, KOVAR, INVAR, and iron-nickel low thermal expansion alloy having a low thermal expansion coefficient at high temperature. More preferably, tungsten or molybdenum is used.

상기 중공형 도전체(11)와 상기 지지체(12)는 용가재(filler metal)(11)에 의해 긴밀하게 접합된다.The hollow conductor 11 and the support 12 are tightly joined by a filler metal 11.

특히, 상기 용가재(13)는 전기 전도성이 우수하고, 상기 중공형 도전체(11) 및 상기 지지체(12)와의 결합력이 우수한 금, 은, 팔라듐 중 어느 한 금속을 포함하는 납재를 사용하는 것이 바람직하다.In particular, the filler metal 13 is excellent in electrical conductivity, it is preferable to use a solder containing any one metal of gold, silver, palladium excellent in the bonding force between the hollow conductor 11 and the support 12. Do.

한편, 상기 중공형 도전체(11)와 상기 지지체(12)의 열팽창에 의해 발생하는 힘은 상기 중공형 도전체(11)와 상기 지지체(12)가 결합되는 부분에서 집중된다. 따라서, 상기 용가재(13)는 상기와 같은 열팽창에 의한 응력에 의해서 파단이 발생하거나 박리가 발생하지 않으며, 상기 중공형 도전체(11)와 상기 지지체(12)를 최대한 긴밀하게 접착시킨다.On the other hand, the force generated by the thermal expansion of the hollow conductor 11 and the support 12 is concentrated at the portion where the hollow conductor 11 and the support 12 is coupled. Therefore, the filler metal 13 does not cause breakage or peeling due to the stress due to thermal expansion as described above, and adheres the hollow conductor 11 and the support 12 as closely as possible.

여기서, 상기 중공형 도전체(11)를 구성하는 금속은 전기 전도도가 크고, 내산화성이 크지만, 고온에서의 열팽창률은 큰 금속이다. 그리고, 상기 지지체(12)를 구성하는 금속은 고온에서의 열팽창률이 상기 중공형 도전체(11)에 비해 낮지만, 고온에서 산화성이 큰 금속이다.Here, the metal constituting the hollow conductor 11 is large in electrical conductivity and large in oxidation resistance, but has a large coefficient of thermal expansion at high temperatures. The metal constituting the support 12 is a metal having a high oxidative property at a high temperature although the thermal expansion coefficient at a high temperature is lower than that of the hollow conductor 11.

따라서, 상기와 같이, 커넥터(10) 외부에 내산화성이 큰 금속을 배치하고, 내부에는 열팽창률이 큰 금속을 배치함으로써, 고온에서 상기 지지체(12)가 상기 중공형 도전체(11)의 열팽창을 억제하게 되므로 상기 커넥터(10)의 열팽창률이 작아진다. 더불어, 상기 지지체(12) 자체는 커넥터(10)의 내부에 배치되어 있으므로 산화가 방지되므로, 산화에 의해 결합 강도의 저하나 전기 저항의 상승 등 커넥터(10)의 성능이 저하되는 것을 방지하는 장점이 있다.Therefore, as described above, by placing a metal having a high oxidation resistance outside the connector 10 and a metal having a high thermal expansion rate inside, the support 12 is thermally expanded of the hollow conductor 11 at a high temperature. Since the thermal expansion coefficient of the connector 10 is reduced. In addition, since the support 12 itself is disposed inside the connector 10, oxidation is prevented, and thus, the performance of the connector 10, such as a decrease in bonding strength or an increase in electrical resistance, is prevented from being degraded by oxidation. There is this.

히터 어셈블리Heater assembly

이하, 도 2를 참조하여 상기 커넥터(10)를 구비하는 히터 어셈블리에 대해 설명한다. 상기 커넥터(10)는 상술한 제 1 실시예에서 설명한 커넥터와 동일하므로, 동일한 명칭과 도면부호를 부여하며, 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, a heater assembly having the connector 10 will be described with reference to FIG. 2. Since the connector 10 is the same as the connector described in the first embodiment, the same name and reference numerals are given, and detailed description thereof will be omitted.

본 실시예에 따른 히터 어셈블리는, 내부에 전극(3)이 매설되고, 상기 커넥터(10)가 수용되는 접속부(1a)가 형성된 본체(1)와, 상기 전극(3)에 전력을 공급하기 위한 커넥터(10) 및 상기 전극(3)과 커넥터(10) 사이에 배치되고 상기 전극(3)과 상기 커넥터(10)를 전기적으로 연결시키는 연결부재(5)를 포함하여 이루어진다.In the heater assembly according to the present embodiment, a main body 1 having an electrode 3 embedded therein and a connecting portion 1a in which the connector 10 is accommodated is provided, and for supplying electric power to the electrode 3. And a connecting member 5 disposed between the connector 10 and the electrode 3 and the connector 10 and electrically connecting the electrode 3 and the connector 10.

상기 본체(1)는 열전도도 및 가공성이 우수해야 하며, 특히 고온에서 열변형이 없어야 한다. 또한, 상기 히터 어셈블리는 반도체 제조 공정에 사용되므로, 상기 본체(1)는 에칭이나 플라즈마 공정 등과 같이 고산화성 환경에서 화학적으로 안정적이어야 한다. 예를 들어, 상기 본체(1)는 질화알루미늄, 알루미나 또는 이트리아와 같은 조밀한 재질의 세라믹을 사용한다.The main body 1 should be excellent in thermal conductivity and workability, and especially there should be no thermal deformation at high temperature. In addition, since the heater assembly is used in a semiconductor manufacturing process, the main body 1 should be chemically stable in a high oxidizing environment such as an etching process or a plasma process. For example, the main body 1 uses a ceramic of dense material such as aluminum nitride, alumina or yttria.

상기 본체(1)의 일면은 반도체 기판이 안착되고, 상기 반도체 기판을 가열하는 가열면이 되는 상면을 갖는 원기둥 형태를 가진다. 그러나, 상기 본체(1)의 형상은 이에 한정되는 것은 아니며, 히터 어셈블리가 설치되는 장치에 따라 실질적으로 다양한 형상을 가질 수 있다.One surface of the main body 1 has a cylindrical shape on which a semiconductor substrate is seated and has an upper surface that becomes a heating surface for heating the semiconductor substrate. However, the shape of the main body 1 is not limited thereto, and may have substantially various shapes depending on the apparatus in which the heater assembly is installed.

상기 접속부(1a)는 상기 본체(1)에서 반도체 기판이 안착되는 면과 반대쪽 면에 상기 커넥터(10)가 수용될 수 있도록 소정 깊이로 형성된 홈 또는 요부이다. 예를 들어, 상기 커넥터(10)가 원형 단면을 갖는 로드(rod) 형상이고, 상기 접속 부(1a)는 상기 커넥터(10)의 단면보다 큰 원형 단면을 갖는 소정 깊이의 홈일 수 있다. 그러나 상기 접속부(1a)의 형상은 이에 한정되는 것은 아니다.The connection portion 1a is a groove or recess formed at a predetermined depth so that the connector 10 can be accommodated on a surface opposite to the surface on which the semiconductor substrate is seated in the main body 1. For example, the connector 10 may have a rod shape having a circular cross section, and the connection portion 1a may be a groove having a predetermined depth having a circular cross section larger than that of the connector 10. However, the shape of the connecting portion 1a is not limited thereto.

상기 접속부(1a)는 상기 커넥터(10)의 결합 위치를 가이드 하고, 더불어 상기 접속부(1a) 내부에 상기 커넥터(10)를 설치함으로써 상기 커넥터(10)가 안정적으로 결합될 수 있도록 한다.The connecting portion 1a guides the coupling position of the connector 10, and also allows the connector 10 to be stably coupled by installing the connector 10 inside the connecting portion 1a.

상기 전극(3)은 상기 본체(1) 내부에 매설되며, 상기 본체(1)와 같이 소결 형성할 수 있다.The electrode 3 is embedded in the main body 1, and may be sintered like the main body 1.

상기 전극(3)은 상기 본체(1)의 상면 형상과 대응되도록 배치되며, 상기 본체(1) 및 상기 본체(1)에 안착되는 반도체 기판을 균일하게 가열할 수 있도록 상기 본체(1) 내부에서 균일하게 배치됨이 바람직하다. 예를 들어, 상기 전극(3)은 상기 본체(1) 내부에서 비교적 얇은 두께를 갖는 판 형상으로 형성될 수 있다.The electrode 3 is disposed to correspond to the shape of the top surface of the main body 1, and in the main body 1 to uniformly heat the main body 1 and the semiconductor substrate seated on the main body 1. It is preferable to arrange uniformly. For example, the electrode 3 may be formed in a plate shape having a relatively thin thickness inside the main body 1.

상기 전극(3)은 전기 전도도가 크고, 고온에서 전기적인 안정성을 갖는 금속을 사용하는 것이 바람직하며, 예를 들어, 상기 전극(3)은 텅스텐, 몰리브덴, 백금 및 이들의 합금 중 어느 한 금속을 사용함이 바람직하다.The electrode 3 preferably uses a metal having high electrical conductivity and electrical stability at high temperature. For example, the electrode 3 may be formed of any one of tungsten, molybdenum, platinum, and an alloy thereof. It is preferable to use.

상기 연결부재(5)는 상기 본체(1) 내부에 매설되고, 일면이 상기 전극(3)에 접촉되고, 상기 면과 반대쪽 면은 상기 접속부(1a)를 통해 외부로 노출되도록 배치된다.The connecting member 5 is embedded in the main body 1, one surface is in contact with the electrode 3, the surface opposite to the surface is disposed to be exposed to the outside through the connecting portion (1a).

상기 연결부재(5)는 상기 커넥터(10)와 상기 전극(3)을 전기적으로 접속시키는 부분이므로, 전기 전도도가 큰 금속을 사용하는 것이 바람직하다. 한편, 상기 전극(3)은 상기 본체(1) 내부에 매설되므로, 상기 중공형 도전체(11)와 같이 내산 화성이 큰 금속을 쓸 필요는 없으며, 상기 전극(3)은 전기 전도도가 크고, 고온에서도 안정적인 성능을 갖는 금속을 사용하는 것이 바람직하다.Since the connection member 5 is a part which electrically connects the connector 10 and the electrode 3, it is preferable to use a metal having high electrical conductivity. On the other hand, since the electrode 3 is embedded in the main body 1, it is not necessary to use a metal having a high oxidation resistance like the hollow conductor 11, the electrode 3 has a high electrical conductivity, It is preferable to use a metal having stable performance even at high temperatures.

한편, 상기 연결부재(5)는 상기 지지체(12)에 결합되므로, 상기 전극(3)은 상기 지지체(12)와 열팽창률이 같은 금속을 사용하는 것이 바람직하다.On the other hand, since the connection member 5 is coupled to the support 12, the electrode 3 preferably uses a metal having the same thermal expansion coefficient as the support 12.

이는, 고온에서 상기 커넥터(10) 및 연결부재(5)가 팽창하였을 때, 상기 커넥터(10)와 연결부재(5)의 팽창률이 다르다면, 상기 커넥터(10)와 상기 연결부재(5)의 결합이 어긋나면서 전기적 접속이 불가능해질 수 있다. 따라서, 상기 지지체(12)와 상기 연결부재(5)를 열팽창률이 같은 금속을 사용함으로써 상기한 문제점을 해결할 수 있다.When the connector 10 and the connection member 5 are inflated at a high temperature, if the expansion ratios of the connector 10 and the connection member 5 are different, the connector 10 and the connection member 5 may be separated. Mismatches can make electrical connections impossible. Therefore, the above problems can be solved by using a metal having the same thermal expansion coefficient as the support 12 and the connecting member 5.

예를 들어, 상기 연결부재(5)는 텅스텐, 텅스텐 합금, 몰리브덴, 몰리브덴 합금 중 어느 한 금속을 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 몰리브덴을 사용한다.For example, the connecting member 5 preferably uses any one of tungsten, tungsten alloy, molybdenum and molybdenum alloy, and more preferably molybdenum.

상기 커넥터(10)는 외부에서 히터 어셈블리로 전력을 공급하기 위한 장치로서, 중공형 도전체(11)와 상기 중공형 도전체(11) 내부에 배치된 지지체(12)로 형성된다.The connector 10 is a device for supplying power to the heater assembly from the outside, and is formed of a hollow conductor 11 and a support 12 disposed inside the hollow conductor 11.

상기 커넥터(10)는 상기 본체(1)의 접속부(1a) 내부에 수용되고, 상기 연결부재(5)의 노출된 면에 결합된다. 특히, 상기 지지체(12)의 단부와 상기 연결부재(5)가 도전성 용가재(13a)에 의해 결합된다.The connector 10 is accommodated in the connecting portion 1a of the main body 1 and is coupled to the exposed surface of the connecting member 5. In particular, the end of the support 12 and the connecting member 5 is coupled by a conductive filler material (13a).

상기 연결부재(5) 상에 형성되는 용가재(13a)는, 상기 지지체(12)와 상기 중공형 도전체(11)를 결합시키는 용가재(13)와 연결되도록 형성됨이 바람직하다. 또 는, 상기 지지체(12)에 용가재(13)를 도포할 때, 상기 중공형 도전체(11)와 결합될 면 뿐만 아니라, 상기 연결부재(5)와 결합될 면까지 모두 용가재(13)를 도포하는 것도 가능하다.The filler metal 13a formed on the connection member 5 is preferably formed to be connected to the filler metal 13 for coupling the support 12 and the hollow conductor 11 to each other. Alternatively, when the filler metal 13 is applied to the support 12, the filler metal 13 is not only coupled to the hollow conductor 11 but also coupled to the connection member 5. It is also possible to apply.

여기서, 상기 연결부재(5)에 상기 지지체(12)를 결합시키는 이유는, 상기 중공형 도전체(11)는 고온에서 열팽창률이 큰 금속이므로 고온에서 상기 연결부재(5)와 상기 중공형 도전체(11)가 서로 다른 열팽창으로 인해 결합이 어긋나는 것을 방지하기 위해서이다.The reason for coupling the support 12 to the connecting member 5 is that the hollow conductor 11 is a metal having a high thermal expansion coefficient at a high temperature, and thus the connecting member 5 and the hollow conductive material at a high temperature. This is to prevent the sieve 11 from slipping due to different thermal expansion.

따라서, 상기 연결부재(5)와 상기 중공형 도전체(11)는 직접적으로 결합되어 있지는 않지만, 상기 용가재(13,13a)를 통해 상기 연결부재(5)와 상기 중공형 도전체(11)가 전기적으로 연결된다.Therefore, the connection member 5 and the hollow conductor 11 are not directly coupled, but the connection member 5 and the hollow conductor 11 are formed through the filler metal 13 and 13a. Electrically connected.

본 실시예에서는 반도체 기판의 온도를 제어하기 위해 구비되는 세라믹 히터에 대해 설명하였으나, 본 발명에 따른 커넥터는, 세라믹 등의 부재 내부에 전극이 매설되어 있는 장치에서 상기 전극에 전력을 공급하기 위한 커넥터로서 동일하게 적용할 수 있으며, 특히, 고온 및/또는 고산화성 환경에서 사용하는 장치의 전력 공급용 커넥터로 사용하기에 적합하다.In the present embodiment, the ceramic heater provided to control the temperature of the semiconductor substrate has been described, but the connector according to the present invention is a connector for supplying power to the electrode in an apparatus in which an electrode is embedded in a member such as ceramic. The same applies as, and is particularly suitable for use as a power supply connector for devices used in high temperature and / or high oxidizing environment.

예를 들어, 반도체 제조 공정 중에서 반도체 기판을 지지하는 정전척(electrostatic chuck)이나, 플라즈마를 발생시키기 위한 고주파 전극을 내장한 고주파 발생장치 등에 전력을 공급하기 위한 커넥터로 용이하게 사용할 수 있다.For example, it can be easily used as a connector for supplying electric power to an electrostatic chuck supporting a semiconductor substrate in a semiconductor manufacturing process, a high frequency generator incorporating a high frequency electrode for generating plasma, or the like.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 커넥터는 내산화성과 높은 전기 전도도 등의 특성을 가지며, 고온 및 산화성 분위기에서도 커넥터와 히터 어셈블리 사이의 양호한 결합 강도 및 전기적인 안정성을 가진다.As described above, the connector according to the present invention has characteristics such as oxidation resistance and high electrical conductivity, and has good bonding strength and electrical stability between the connector and the heater assembly even in a high temperature and oxidizing atmosphere.

또한, 커넥터의 구조가 단순하므로 생산성 및 경제성이 높으며, 커넥터 제품에 따른 성능이나 수명 등의 품질이 균일하게 나타난다.In addition, since the structure of the connector is simple, productivity and economical efficiency are high, and quality such as performance or lifespan according to the connector product is uniformly displayed.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.While the foregoing has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. It will be appreciated.

Claims (11)

중공형 도전체; 및Hollow conductors; And 상기 중공형 도전체 내부에서 상기 중공형 도전체와 밀접하게 결합되고, 상기 중공형 도전체 보다 열팽창률이 작은 재질로 형성된 지지체를 포함하는 커넥터.A connector including a support that is closely coupled to the hollow conductor inside the hollow conductor and formed of a material having a lower coefficient of thermal expansion than the hollow conductor. 제 1 항에 있어서, 상기 지지체는 텅스텐, 텅스텐 합금, 몰리브덴, 몰리브덴 합금, 코바(KOVAR), 인바(INVAR) 및 철-니켈(Fe-Ni)계 저열팽창 합금 중 어느 한 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는 커넥터.The method of claim 1, wherein the support is made of any one of tungsten, tungsten alloy, molybdenum, molybdenum alloy, KOVAR, invar (INVAR) and iron-nickel (Fe-Ni) -based low thermal expansion alloy. Connector. 제 1 항에 있어서, 상기 중공형 도전체는 상기 지지체에 비해 내산화성이 큰 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는 커넥터.The connector of claim 1, wherein the hollow conductor is made of a metal having higher oxidation resistance than the support. 제 1 항에 있어서, 상기 중공형 도전체는 니켈, 구리, 금, 은, 백금 및 이들의 합금 중 어느 한 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는 커넥터.The connector according to claim 1, wherein the hollow conductor is made of any one metal of nickel, copper, gold, silver, platinum, and alloys thereof. 제 1 항에 있어서, 상기 중공형 도전체와 지지체는 도전성 용가재(filler metal)에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 커넥터.The connector of claim 1, wherein the hollow conductor and the support are joined by a conductive filler metal. 제 5 항에 있어서, 상기 용가재는 금, 은, 팔라듐 중 어느 한 종류의 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 커넥터.The connector according to claim 5, wherein the filler metal comprises any one metal of gold, silver, and palladium. 내부에 전극이 매설된 본체;A main body in which electrodes are embedded; 중공형 도전체와, 상기 중공형 도전체 내에 배치된 지지체를 포함하는 커넥터;A connector comprising a hollow conductor and a support disposed within the hollow conductor; 상기 본체 내부에 매설되고, 일단은 상기 전극에 연결되고, 타단은 상기 커넥터에 결합되며, 상기 전극과 상기 커넥터를 전기적으로 연결시키는 연결부재를 포함하는 히터 어셈블리.A heater assembly embedded in the main body, one end is connected to the electrode, the other end is coupled to the connector, the heater assembly including a connecting member for electrically connecting the electrode and the connector. 제 7 항에 있어서, 상기 연결부재는 상기 지지체와 도전성 용가재에 의해 결합되고, 상기 중공형 도전체와 상기 연결부재는 상기 용가재를 통해 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 히터 어셈블리.8. The heater assembly of claim 7, wherein the connection member is coupled to the support by the conductive filler metal, and the hollow conductor and the connection member are electrically connected through the filler metal. 제 8 항에 있어서, 상기 용가재는 금, 은, 팔라듐 중 어느 한 종류의 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 히터 어셈블리.9. The heater assembly of claim 8, wherein the filler metal comprises any one metal of gold, silver, and palladium. 제 7 항에 있어서, 상기 연결부재와 상기 지지체는 같은 열팽창률을 가지는 재질로 형성됨을 특징으로 하는 히터 어셈블리.8. The heater assembly of claim 7, wherein the connection member and the support are formed of a material having the same coefficient of thermal expansion. 제 7 항에 있어서, 상기 연결부재는 텅스텐, 텅스텐 합금, 몰리브덴, 몰리브 덴 합금 중 어느 한 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는 히터 어셈블리.8. The heater assembly of claim 7, wherein the connection member is made of any one metal of tungsten, tungsten alloy, molybdenum, and molybdenum alloy.
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