JP2023036035A - 処理オーブンおよび処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】はんだリフローオーブン（または処理オーブン）およびそのオーブンを使用する方法を提供する。【解決手段】はんだリフローオーブンは、エンクロージャを画定する処理チャンバを含む。エンクロージャは、基板を支持し、処理チャンバの中心軸の周りで基板を回転させるように構成されたスピンドルを含む。スピンドルはまた、中心軸に沿って垂直に移動して、基板をエンクロージャ内の異なる位置に位置決めするように構成される。オーブンは、化学蒸気をエンクロージャ内に導くように構成された化学送達管と、基板の上面を加熱するように構成されたランプアセンブリと、スピンドルを中心軸に沿って移動させるように構成されたリフトアセンブリとをさらに含む。【選択図】図６Ｂ

Description

[001]本開示は、はんだリフローオーブンに関する。

[002]エレクトロニクス産業は、低コストでより大きな機能をより小型の電子デバイスに設計し続けている。より小型でより安価な電子デバイスへのこの推進は、高度な半導体パッケージング技術の開発を推進している。例えば、ダイを基板に取り付けるために従来使用されていたワイヤボンドは、はんだバンプに置き換えられている。フリップチップは、コントロールドコラプスチップ接続（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｃｏｌｌａｐｓｅ ｃｈｉｐ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）（Ｃ４と略す）としても公知であり、半導体ダイ（またはＩＣチップ）を基板に接続する１つのそのような方法であり、ウェハが個々のダイにダイシングされる前に、ウェハの上面のダイのＩ／Ｏ（入力／出力）パッド上にはんだバンプが堆積される。ウェハが個々のダイにダイシングされた後、ダイは、その上面が下を向くように反転され、そのパッドが基板上の整合パッドと整列するように整列される。はんだがリフローされて相互接続が完成する。

[003]従来、はんだリフローは、バッチリフローオーブンにアセンブリを通過させ、コンベアベルト上でアセンブリをオーブンの異なるゾーンを通過させることによって達成される。ゾーンは、ウェハを加熱および冷却し、大気圧で化学蒸気をウェハに導入する。しかし、大気圧でのはんだリフローのために化学蒸気を導入することは、約５０μｍ（ミクロン）未満のはんだ形状には最適ではない。大気圧は、化学蒸気圧と競合する力を提供し、蒸気がはんだバンプのすべての領域に到達するのを妨げる可能性がある。その結果、はんだ歩留まりが低下する。リフロー中に観察される典型的なはんだ不良メカニズムには、ボイド、非湿潤接合部、非接触開放、ブリッジ形成、および短絡が含まれる。半導体技術の進歩に伴い、ダイ上のはんだバンプは、バッチ熱リフローシステムが高いはんだ歩留まりを達成するには小さすぎるようになってきている。むしろ、ダイ上のより小さなバンプは、高い歩留まりでリフローを可能にするために、より正確な熱プロセス制御および化学蒸気送達を必要とする。本開示のはんだリフローオーブンは、上述の問題のうちの１つまたは複数を緩和することができる。

[004]はんだリフローオーブン（または処理オーブン）およびそのオーブンを使用する方法のいくつかの実施形態が開示される。前述の一般的な説明および以下の詳細な説明はいずれも、例示的かつ説明的なものにすぎないことを理解されたい。したがって、本開示の範囲は、開示された実施形態のみに限定されない。代わりに、開示された実施形態の趣旨および範囲内で、そのような代替、修正、および均等物を網羅することが意図されている。当業者は、本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく、開示された実施形態に対してどのように様々な変更、置換、および改変を行うことができるかを理解するであろう。

[005]一態様では、はんだリフローオーブンが開示される。オーブンは、エンクロージャを画定する処理チャンバを含んでもよい。エンクロージャは、基板を支持し、処理チャンバの中心軸の周りで基板と共に回転するように構成されたスピンドルを含んでもよい。スピンドルはまた、中心軸に沿って垂直に移動して、基板をエンクロージャ内の異なる複数の位置に位置決めするように構成されてもよい。オーブンは、スピンドル上に支持された基板の上面を加熱するように構成されたランプアセンブリと、スピンドルを中心軸に沿って移動させるように構成されたリフトアセンブリとをさらに含んでもよい。

[006]オーブンの様々な実施形態は、代替的にまたは追加的に、以下の特徴のうちの１つまたは複数を含んでもよい：処理チャンバは、エンクロージャの上壁を画定する透明窓をさらに含んでもよく、ランプアセンブリは、透明窓を通して基板の上面を加熱するように構成されてもよい；処理チャンバは、エンクロージャの底壁を画定するコールドプレートをさらに備えてもよく、コールドプレートは、冷却液の通過を導くように構成された１つまたは複数のチャネルを備えてもよい；処理チャンバは、蓋をさらに備えてもよく、ランプアセンブリは、蓋の下側に配置されてもよい；スピンドルは、基板の表面に接触するように構成された１つまたは複数の熱電対をさらに備えてもよい；処理チャンバの側壁は、基板をエンクロージャ内に導くように構成された基板入口ポートをさらに備えてもよい；エンクロージャの底部領域は、エンクロージャ内に不活性ガスを導くように構成された複数のガス入口ポートをさらに備えてもよく、エンクロージャの上部領域は、エンクロージャ内に化学蒸気を導くように構成された化学送達管を含んでもよい；化学送達管は、化学蒸気を基板の上面に向けて導くように構成された複数のガスノズルをさらに備えてもよい；化学送達管は、エンクロージャの側面から中心軸に向かって延びる直線管、１つまたは複数の角度付き部分を含む管、またはＴ字形管のうちの１つまたは複数を備えてもよい；オーブンは、基板の温度に基づいたフィードバックループを使用してランプアセンブリの動作を制御するように構成された制御システムをさらに備えてもよい；処理チャンバは、真空ポンプに結合されるように構成された真空ポートをさらに備えてもよい。

[007]別の態様では、はんだリフローオーブンが開示される。オーブンは、エンクロージャを画定する処理チャンバを含んでもよい。処理チャンバは、エンクロージャ内に位置決めされ、基板をその上に支持し、処理チャンバの中心軸の周りで基板と共に回転するように構成されたスピンドルを含んでもよい。スピンドルはまた、中心軸に沿って垂直に移動して、基板をエンクロージャ内の異なる複数の位置に位置決めするように構成されてもよい。処理チャンバはまた、エンクロージャの底壁を形成するコールドプレートを含んでもよい。コールドプレートは、冷却液の通過を導くように構成された１つまたは複数のチャネルを含んでもよい。複数のガス入口ポートをエンクロージャの底部領域に位置決めしてもよく、化学送達管をエンクロージャの上部領域に位置決めしてもよい。複数のガス入口ポートは、ガス（例えば、窒素などの不活性ガス）をエンクロージャ内に導くように構成されてもよく、化学送達管は、化学蒸気（例えば、ギ酸など）をエンクロージャ内に導くように構成されてもよい。オーブンはまた、スピンドル上に支持された基板の上面を加熱するように構成されたランプアセンブリを含んでもよい。ランプアセンブリは、複数の離間したランプを含んでもよい。ランプアセンブリの隣接するランプの間隔は、ランプアセンブリの中央よりもランプアセンブリの両側において近くてもよい。

[008]オーブンの様々な実施形態は、代替的または追加的に、以下の特徴のうちの１つまたは複数を含んでもよい：化学送達管は、化学蒸気を基板の上面に向けて導くように構成された複数のガスノズルをさらに備えてもよい；処理チャンバは、蓋をさらに備えてもよく、ランプアセンブリは、蓋の下側に配置されてもよい；スピンドルは、基板の表面に接触するように構成された１つまたは複数の熱電対をさらに備えてもよい；処理チャンバの側壁は、基板入口ポートをさらに備えてもよく、基板入口ポートは、基板をエンクロージャ内に導くように構成されてもよい。

[009]さらなる実施形態では、はんだリフローオーブンが開示される。オーブンは、蓋を有する処理チャンバを含んでもよい。処理チャンバおよび蓋は、エンクロージャを画定してもよい。基板支持構造が、エンクロージャ内に位置決めされてもよい。基板支持構造は、基板を支持し、処理チャンバの中心軸の周りで基板と共に回転するように構成されてもよい。ランプアセンブリは、蓋の下側に位置決めされてもよい。ランプアセンブリは、エンクロージャ内に位置決めされた基板の上面を加熱するように構成されてもよい。ランプアセンブリは、ランプアセンブリの隣接するランプの間隔が、ランプアセンブリの中央よりもランプアセンブリの両側において小さくなるように、互いに離間した複数のランプを含んでもよい。化学送達管をエンクロージャ内に位置決めすることもできる。化学送達管は、化学蒸気をエンクロージャ内に位置決めされた基板の上面に向けて導くように構成された複数のガスノズルを含んでもよい。

[010]オーブンの様々な実施形態は、代替的または追加的に、以下の特徴のうちの１つまたは複数を含んでもよい：処理チャンバは、エンクロージャの底壁を画定するコールドプレートをさらに備えてもよく、コールドプレートは、冷却液の通過を導くように構成された１つまたは複数のチャネルを備えてもよい；ランプアセンブリ８０の両側での隣接するランプ間の間隔は、約１０～６０ｍｍの間であってもよく、ランプアセンブリの中央での隣接するランプ間の間隔は、約４０～８０ｍｍの間であってもよい；化学送達管の複数のガスノズルは、エンクロージャ内に位置決めされた基板の上面に向けてギ酸蒸気を導くように構成されてもよい；処理チャンバは、エンクロージャ内の、エンクロージャ内に位置決めされた基板の下方に不活性ガスを導くように構成された複数のガス入口ポートを含んでもよい。

[011]さらに別の態様では、はんだリフローオーブンを使用する方法が開示される。本方法は、処理チャンバのエンクロージャ内の回転可能なスピンドル上で基板を支持することと、基板が支持された状態でスピンドルを回転させることとを含んでもよい。本方法はまた、スピンドルを基板と共にエンクロージャの上部領域に位置するエンクロージャの加熱ゾーンまで上昇させることと、オーブンのランプアセンブリを作動させて基板の上面を加熱することと、スピンドルを基板と共に加熱ゾーンの下に位置するエンクロージャのドーズゾーンまで下降させることとを含んでもよい。ランプアセンブリは、複数の離間したランプを含んでもよい。ランプアセンブリの隣接するランプの間隔は、ランプアセンブリの中央よりもランプアセンブリの両側において近くてもよい。本方法はまた、エンクロージャ内の、基板の上面の上方に化学蒸気を導くことと、化学蒸気を導いた後、スピンドルを基板と共に加熱ゾーンまで上昇させて基板の上面をさらに加熱することとを含んでもよい。本方法は追加的に、基板の上面をさらに加熱した後、スピンドルを基板と共に、ドーズゾーンの下方に位置するエンクロージャの冷却ゾーンまで下降させて基板を冷却することを含んでもよい。

[012]本方法の様々な実施形態は、代替的または追加的に、以下の特徴のうちの１つまたは複数を含んでもよい：化学蒸気をエンクロージャ内に導くことは、エンクロージャ内の、基板の下方に窒素ガスを同時に導くことをさらに含んでもよい；基板は、上面にはんだをさらに備えてもよく、基板の上面を加熱することは、はんだを溶融することを含んでもよい。

[013]本開示に組み込まれ、本開示の一部を構成する添付の図面は、例示的な実施形態を示し、説明と共に、開示された原理を説明するために使用される。これらの図面では、適切な場合には、異なる図の同様の構造、構成要素、材料、および／または要素を示す参照番号が同様にラベル付けされている。具体的に示されたもの以外の構造、構成要素、および／または要素の様々な組み合わせが企図され、本開示の範囲内であることが理解される。

[014]説明を簡単かつ明確にするために、図面は、様々な記載された実施形態の一般的な構造を示す。周知の構成要素または特徴の詳細は、他の特徴を不明瞭にすることを避けるために省略される場合があり、なぜなら、これらの省略される特徴は当業者に周知であるためである。さらに、図中の要素は必ずしも縮尺通りに描かれていない。いくつかの特徴の寸法は、例示的な実施形態の理解を向上させるために、他の特徴に対して誇張されている場合がある。当業者は、図中の特徴が必ずしも縮尺通りに描かれておらず、別段の指示がない限り、図中の異なる特徴間の比例関係を表すと見なされるべきではないことを理解するであろう。追加的に、具体的に言及されていなくても、一実施形態または図を参照して説明された態様は、他の実施形態または図にも適用可能であり、他の実施形態または図と共に使用されてもよい。

本開示の例示的な処理オーブンを示す図である。 本開示の例示的な処理オーブンを示す図である。 図１Ａの処理オーブン内で処理されるように構成された例示的な基板を示す図である。 図２の基板を処理するために使用され得る例示的な温度プロファイルを示す図である。 図１Ａの処理オーブンのスピンドルを示す図である。 図１Ａの処理オーブンの処理チャンバの斜視図である。 図１Ａの処理オーブンの処理チャンバの斜視図である。 図１Ａの処理オーブンの例示的なランプアセンブリを示す図である。 図５Ａの処理チャンバの一部分の側面図である。 図５Ａの処理チャンバの一部分の側面図である。 様々な例示的な実施形態における、図５Ａの処理チャンバの上面図である。 様々な例示的な実施形態における、図５Ａの処理チャンバの上面図である。 様々な例示的な実施形態における、図５Ａの処理チャンバの上面図である。 図１Ａの処理オーブンを使用する例示的な方法を示すフローチャートである。

[024]「約（ａｂｏｕｔ）」、「実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」、「およそ（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）」などのすべての相対的な用語は、（特に明記しない限り、または別の変形が指定されない限り）±１０％の可能な変動を示す。例えば、約「ｔ」単位長（幅、厚さなど）であるとして開示された特徴は、（ｔ－０．１ｔ）単位から（ｔ＋０．１ｔ）単位まで長さが変動してもよい。同様に、約１００～１５０℃の範囲内の温度は、（１００－１０％）～（１５０＋１０％）の間の任意の温度であってもよい。場合によっては、本明細書はまた、使用される相対的な用語のいくつかに文脈を提供する。例えば、実質的に円形または実質的に円筒形であると記載された構造は、完全に円形または円筒形であることからわずかに逸脱する場合（例えば、異なる複数の位置における直径に１０％の変動があるなど）がある。さらに、５から１０まで、または５から１０の間（５～１０）で変動すると記載された範囲は、端点（すなわち、５および１０）を含む。

[025]他に定義されない限り、本明細書で使用されるすべての技術用語、表記、および他の科学用語または専門用語は、本開示が属する技術分野の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書に記載または参照される構成要素、構造、および／またはプロセスのいくつかは、当業者によって従来の方法論を使用してよく理解され、一般的に使用されている。したがって、これらの構成要素、構造、およびプロセスについての詳細な説明は省略する。参照により本明細書に組み込まれると言及されるすべての特許、出願、公開出願および他の刊行物は、その全体が参照により組み込まれる。本開示に記載された定義または説明が、これらの参考文献の定義および／または説明に反するか、または矛盾する場合、本開示に記載された定義および／または説明は、参照により組み込まれる参考文献の定義および／または説明よりも優先される。本明細書に記載または参照される参考文献はいずれも、本開示に対する先行技術として認められない。

[026]図１Ａは、本開示の例示的なはんだリフローまたは処理オーブン（オーブン１００）の側面図であり、図１Ｂは、その斜視図である。以下の議論では、処理オーブン１００は、はんだリフローオーブンとしてのその好ましい使用に関して説明される。しかしながら、この使用は例示的かつ説明的なものにすぎず、要件ではない。本開示のオーブンは、任意の目的に使用することができる。オーブン１００は、基板（例えば、ウェハ、有機／セラミック基板、半導体パッケージ、プリント回路基板（ＰＣＢ）など）を受けるように構成され、基板を高温プロセスに供するように適合されたプロセスチャンバ４０を含む。以下の議論では、上面（図２を参照）にはんだを有する半導体ウェハが、オーブン１００内の例示的なはんだリフロープロセスに供される基板として説明される。一般に、任意のサイズ（例えば、２００ｍｍ、３００ｍｍなど）の半導体ウェハをチャンバ４０に受けることができる。図２は、チャンバ４０内に受けられ、リフロー処理に供され得る例示的な半導体ウェハ１０を示す。当業者によって認識されるように、集積回路処理後、ウェハ１０は複数のダイ（またはＩＣチップ）を含み、はんだ材料はウェハ１０内の複数のダイのＩ／Ｏパッド上に堆積されてもよい。ウェハ１０を個々のダイにダイシングする前に、ウェハ１０を、オーブン１００内でリフロープロセスに供して、その上にはんだバンプ１２を形成することができる（ウェハバンピングと呼ばれる）。任意のタイプのはんだ材料（鉛フリーはんだ、鉛－スズはんだなど）をウェハ１０上に堆積させることができ、ウェハ１０は、任意のタイプのリフロープロセスまたはリフロープロファイルに供することができる。当業者であれば、ウェハ１０が供されるリフロープロセスは、ウェハ１０上に堆積されるはんだ材料の種類に依存することを認識するであろう。様々なタイプのはんだ材料に適したリフロープロファイルは、公開された文献で入手可能であり、はんだ供給業者から入手することができる。図３は、チャンバ４０内のウェハ１０に適用され得る例示的なリフロープロファイルを示す。図３において、Ｘ軸は時間を秒単位で示し、Ｙ軸は温度を摂氏（℃）で示す。

[027]ロボットマニピュレータまたはアーム（図示せず）が、入口ポート４２を介してチャンバ４０内にウェハ１０を挿入してもよい。ウェハ１０は、チャンバ４０内の回転可能なスピンドル４４上に配置されてもよい。図４は、チャンバ４０（図５Ｂ参照）内に位置決めされた例示的なスピンドル４４を示す。スピンドル４４は、中心軸５０から半径方向外側に延びる複数のアーム４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃ（例えば、３つのアーム）を含んでもよい。スピンドル４４の各アーム４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃは、上方に突出するナブ４８Ａ、４８Ｂ、４８Ｃを含む。ウェハ１０は、スピンドル４４のナブ４８Ａ、４８Ｂ、４８Ｃ上に載置されてもよい。オーブン１００はまた、チャンバ４０内のウェハ１０の移動を支持および制御するように構成されたモータアセンブリ２０を含む。モータアセンブリ２０は、チャンバ４０内のスピンドル４４（およびその上に支持されたウェハ１０）をその中心軸５０の周りで回転させるように構成された１つまたは複数のモータを含んでもよい。スピンドル４４は、任意の速度で回転させることができる。いくつかの実施形態では、スピンドル４４の回転速度は、約０～２０ＲＰＭの間で変動してもよい。モータアセンブリ２０はまた、チャンバ４０内の複数の垂直方向に離間した領域またはゾーン間で軸５０に沿って回転ウェハを上昇および下降させるためのモータを含んでもよい。オーブン１００はまた、チャンバ４０内のウェハ１０の上面を加熱するように構成された複数のランプ８２（図５Ｂ、図５Ｃ参照）を有するランプアセンブリ８０を含んでもよい。

[028]図５Ａおよび図５Ｂは、オーブン１００の例示的な処理チャンバ４０を示す。これらの図に示すように、いくつかの実施形態では、チャンバ４０は、略円筒形の構成を有してもよい。しかし、略円筒形状は必須ではない。一般に、処理チャンバ４０は、任意の形状を有することができる。いくつかの実施形態では、チャンバ４０は、実質的に正方形、実質的に長方形であってもよく、または別の形状を有してもよい。オーブン１００は、基部６０に取り付けられたヒンジ付き蓋７０を有してもよい。基部６０および蓋７０は、ウェハ１０を受けるように構成された密閉空間またはエンクロージャ６６（図５Ｂ参照）を画定する。チャンバ４０およびエンクロージャ６６のサイズは、用途、例えばチャンバ４０内で処理されるウェハのサイズに依存する。いくつかの実施形態では、３００ｍｍのウェハを処理するように構成されたオーブン１００およびチャンバ４０において、エンクロージャ６６は、約４５０ｍｍの直径および約１５０ｍｍの高さを有してもよい。ウェハ１０がチャンバ４０のエンクロージャ６６に挿入される入口ポート４２は、基部６０上に画定されてもよい。いくつかの実施形態では、弁またはフラップが、入口ポート４２の開口部をエンクロージャ６６内に封止して、エンクロージャ６６を低圧まで減圧することができる。基部６０は、１つまたは複数のガスポート６２を含んでもよい。いくつかの実施形態では、プロセスガスは、ガスポート６２を通ってエンクロージャ６６内に導かれてもよい。いくつかの実施形態では、真空ポンプをガスポート６２に結合して、エンクロージャ６６内に真空を生成することができる。

[029]いくつかの実施形態では、図５Ｂに示すように、ランプアセンブリ８０のランプ８２は、作動時にランプ８２がエンクロージャ６６内に位置決めされたウェハ１０の上面を加熱するように、蓋７０の下側に配置されてもよい。図５Ｃは、蓋７０上の例示的なランプアセンブリ８０を示す。一般に、ランプアセンブリ８０は、任意の数および任意のタイプのランプ８２を含むことができる。いくつかの実施形態では、ランプアセンブリ８０は、各ランプについて約１～１０ｋＷ、または各ランプ８２について約１．５～３ｋＷ（または約２ｋＷ）の電力を有する４～１０個の赤外線（ＩＲ）ランプ８２を含んでもよい。いくつかの実施形態では、図５Ｃに示すように、ランプアセンブリ８０は、７つのハロゲンランプ８２を含んでもよい。ランプ８２は、チャンバ４０内のウェハ１０の上面を均一に加熱するように配列されてもよい（例えば、離間している）。いくつかの実施形態では、図５Ｃに示すように、ランプ８２は、中央よりも（ランプアセンブリ８０の）縁部の近くに一緒に配列されてもよい。エッジ効果の結果として、チャンバ４０内のウェハ１０は、中央よりも縁部でより速く冷却することができる。中央よりも縁部におけるランプ８２の相対間隔が小さいことで、ウェハ１０上に均一な温度分布を達成するのを助けることができる。

[030]ランプアセンブリ８０のランプ８２間の間隔は、用途（例えば、ウェハおよびオーブン１００のサイズ）に依存する場合がある。図５Ｃを参照すると、いくつかの実施形態（例えば、３００ｍｍウェハを処理するように構成されたオーブン１００内）では、ランプ８２間の間隔は、ａ_１が約１０～３０ｍｍ（例えば、約２０ｍｍ）であり、ａ_２が約４０～６０ｍｍ（例えば、約５０ｍｍ）であってもよく、ａ_３が約６０～８０ｍｍ（例えば、約７５ｍｍ）であってもよく、ａ_４が約４０～６０ｍｍ（例えば、約５０ｍｍ）であってもよく、ａ_５が約４０～６０ｍｍ（例えば、約５０ｍｍ）であってもよく、ａ_６が約４０～５０ｍｍ（例えば、約４５ｍｍ）であってもよいような間隔であってもよい。上記の間隔の値は単なる例示であることに留意されたい。一般に、ランプアセンブリ８０の両側での隣接するランプ８２間の間隔は、ランプアセンブリ８０の中央での間隔よりも小さくてもよい。いくつかの実施形態では、ランプアセンブリ８０の両側における隣接するランプ８２間の間隔（例えば、ａ_１またはａ_２またはａ_５またはａ_６）は、約１０～６０ｍｍの間であってもよく、ランプアセンブリ８０の中央における隣接するランプ８２間の間隔（例えば、ａ_３またはａ_４）は、両側における間隔よりも大きく、約４０～８０ｍｍであってもよい。

[031]いくつかの実施形態では、ランプ８２は、オーブン１００の制御システム２００（図１Ａに概略的に示す）によって制御されて、選択された温度傾斜率でウェハ１０を加熱することができる。例えば、傾斜率を増加または減少させるために、異なる数のランプ８２を作動させてもよい。代替的または追加的に、いくつかの実施形態では、ランプ８２の出力を変化させて、エンクロージャ６６内の温度傾斜率を変化させることができる。いくつかの実施形態では、制御システム２００は、チャンバ４０内で検出された温度に基づいてランプ８２への電力を制御してもよい（例えば、フィードバックループを使用する）。例えば、チャンバ４０内の熱電対（または高温計または別の温度検出センサ）が、ウェハの温度が所望の値より低いことを示す場合、制御システム２００は、ランプ８２への電力を増加させることができる。いくつかの実施形態では、熱電対が、ウェハ内の温度変化が閾値を上回っていること（例えば、ウェハの縁部の温度が中央の温度より低いなど）を示すと、制御システム２００は、ランプアセンブリ８０内の様々なランプ８２への電力を変化させることができる。図５Ｂでは見えないが、いくつかの実施形態では、ランプ８２から発する光の波長に対して透過な材料から作られた窓を基部６０と蓋７０との間に設けて、エンクロージャ６６の上部を外部環境から封止することができる。そのような実施形態では、ランプ８２は、透明窓を通してエンクロージャ６６内のウェハ１０を加熱する。いくつかの実施形態では、窓は、例えば、石英、ガラスなどでから作られてもよい。

[032]図６Ａは、チャンバ４０の側面図を示す。チャンバ４０のエンクロージャ６６は、垂直方向に離間している複数の仮想ゾーンを画定することができる。これらのゾーンは、エンクロージャ６６の基部のクールダウンゾーン９０Ａ、クールダウンゾーン９０Ａの真上の搬送ゾーン９０Ｂ、搬送ゾーン９０Ｂの真上のドーズ（doze）ゾーン９０Ｃ、およびドーズゾーン９０Ｃの真上でエンクロージャ６６の上部の高速傾斜ゾーン９０Ｄを含んでもよい。エンクロージャ６６のこれらの仮想ゾーン９０Ａ～９０Ｄは、ウェハ１０のリフロー処理中の異なる機能に適合される。処理中、スピンドル４４は、エンクロージャ６６のゾーン９０Ａ～９０Ｄのうちの１つまたは複数の間で、ナブ４８Ａ～４８Ｄ（図４参照）上に位置決めされたウェハ１０を移動（すなわち、上昇および下降）させるように構成される。図６Ｂは、エンクロージャ６６のクールダウンゾーン９０Ａの側面図である。コールドプレート９４が、エンクロージャ６６の基部を形成する。クールダウンゾーン９０Ａにある間、ウェハ１０は、コールドプレート９４上に物理的に位置して（またはその近くに位置決めされて）、伝導によって冷却される。コールドプレート９４は、ウェハ１０から伝導された熱を除去するために、冷却剤（水または別の冷却液）の通過を導くように構成された冷却剤チャネル９４を含む。コールドプレート９４はまた、不活性ガス（例えば、窒素）をエンクロージャ６６内に導くように構成され得る複数の開口部９５（図７Ａ参照）を含む。いくつかの実施形態では、強制対流によってウェハ１０の下面を冷却するために、開口部９５を介してエンクロージャ６６内に窒素を導いてもよい。複数のガス入口ポート９６が、エンクロージャ６６内に不活性ガス（例えば、窒素）を導くためにクールダウンゾーン９０Ａに位置決めされる。ウェハがクールダウンゾーン９０Ａに位置決めされる（例えば、コールドプレート９４に着座する）と、不活性ガス（例えば、窒素または他の適切な不活性ガス）がエンクロージャ６６内に導かれてウェハ１０の上方を流れ、対流によりウェハ１０の上面を冷却することができる。いくつかの実施形態では、ガスポート９６は、（チャンバ４０の）基部６０の側壁に配置され、そして、これらのポートからの不活性ガスが、コールドプレート９４に着座したウェハ１０の上面上を流れるように位置決めされてもよい。いくつかの実施形態では、対流熱伝達と伝導熱伝達とを組み合わせることによって、ウェハ１０は、約６０℃／分以上（≧６０℃／分）の速度で冷却されてもよい。必須ではないが、いくつかの実施形態では、エンクロージャ６６の基部（すなわち、コールドプレート９４の上面）から、基部から約６０ｍｍの高さまでの領域が、エンクロージャ６６のクールダウンゾーン９０Ａを形成する。すなわち、いくつかの実施形態では、クールダウンゾーン９０Ａは、エンクロージャ６６の基部から０～６０ｍｍにわたるエンクロージャの領域であってもよい。

[033]搬送ゾーン９０Ｂは、チャンバ４０のポート４２（図１Ｂおよび図５Ｂを参照）と整列した、クールダウンゾーン９０Ａの上方の領域である。前述のように、ウェハ１０は、ポート４２を介してエンクロージャ６６に挿入される。ウェハ１０がエンクロージャ６６に挿入されると、ウェハ１０は搬送ゾーン９０Ｂにおいてエンクロージャ６６に入る。ウェハ１０が挿入されると、ウェハ１０がナブ４８Ａ、４８Ｂ、４８Ｃ上に載置されるように、スピンドル４４は搬送ゾーン９０Ｂに位置決めされる。必須ではないが、いくつかの実施形態では、搬送ゾーン９０Ｂは、エンクロージャ６６の基部から約６０～９０ｍｍにわたるエンクロージャの領域であってもよい。ドーズゾーン９０Ｃは、搬送ゾーン９０Ｂの上方のエンクロージャ６６の領域である。ウェハ１０がドーズゾーン９０Ｃに位置決めされると、化学蒸気（例えば、ギ酸蒸気）が、エンクロージャ６６の上部に近接して位置決めされた化学送達管９８を介してエンクロージャ６６内に導かれる。化学蒸気は、スピンドル４４が回転している間に、化学送達管９８上のノズルによってエンクロージャ６６に注入される。化学蒸気は、ウェハ１０を覆い、ウェハ１０のすべての領域を実質的に均一に加工する。いくつかの実施形態では、エッジリングが化学蒸気をウェハの上部に導く。必須ではないが、いくつかの実施形態では、ドーズゾーン９０Ｃは、エンクロージャ６６の基部から約９０～１２０ｍｍにわたるエンクロージャの領域である。

[034]高速傾斜ゾーン９０Ｄは、ドーズゾーン９０Ｃの上方のエンクロージャ６６の領域である。スピンドル４４がウェハ１０を高速傾斜ゾーン９０Ｄまで上昇させると、蓋７０の下側のランプ８２がウェハ１０を加熱する。いくつかの実施形態では、ランプ８２は、約１２０℃／分以上の速度でウェハ１０を加熱することができる。スピンドル４４の回転は、ウェハ１０のすべての領域が実質的に均一に加熱されることを保証する。１つまたは複数の熱電対および／または高温計が、加熱中にウェハ１０の温度を測定してもよい。いくつかの実施形態では、制御システム２００は、フィードバックループ（例えば、ＰＩＤ制御）を使用して、ランプ８２の電力を制御してウェハ温度を制御することができる。いくつかの実施形態では、加熱中にウェハ１０の温度を測定するために、スピンドル４４内に１つまたは複数の熱電対を設けてもよい。いくつかのそのような実施形態では、ばねにより、熱電対をウェハ１０と接触させたままにすることができる。いくつかの実施形態では、加熱中にウェハ１０の温度を測定するために、ウェハ１０に焦点を合わせた１つまたは複数の高温計をエンクロージャ６６の上部または底部に配置してもよい。

[035]前述のように、ウェハ１０がドーズゾーン９０Ｃに位置決めされると、化学蒸気（例えば、ギ酸蒸気）が、エンクロージャ６６の上部に位置決めされた化学送達管９８を介してエンクロージャ６６内に注入される。化学送達管９８は、化学蒸気をウェハ１０上に実質的に均一に排出するように構成された形状を有してもよい。図７Ａ～図７Ｃは、オーブン１００の異なる実施形態で使用され得る化学送達管９８Ａ～９８Ｃの異なる構成を示す。いくつかの実施形態では、図７Ａに示すように、化学送達管９８Ａは、チャンバ４０の片側からウェハ１０の中心まで延びる直線管であってもよい。複数のノズル９９またはポートが、ウェハ１０に面する管９８Ａの下側に位置決めされてもよい。任意の数（２～２０）のノズル９９が管９８Ａ上に設けられてもよい。エンクロージャ６６内において、回転ウェハ１０の異なる半径方向位置にガスを分散させることは、ウェハ１０のすべての領域のはんだバンプを実質的に均一に加工するのを助ける。いくつかの実施形態では、図７Ｂに示すように、角度付き、または曲がった化学送達管９８Ｂを使用してもよい。いくつかの実施形態では、図７Ｃに示すように、Ｔ字形化学送達管９８Ｃを使用してもよい。図７Ｂおよび図７Ｃには示されていないが、回転するウェハ１０のすべての領域を均一に加工するために、ウェハ１０に面する管９８Ｂ、９８Ｃの下側に離間したノズル９９を設けてもよい。処理されるウェハ１０の種類、サイズ、および／または形状に基づいて、化学送達管９８Ａ、９８Ｂ、９８Ｃの異なる構成を使用することができる。

[036]いくつかの実施形態では、化学蒸気がウェハ１０の上部にある化学送達管９８を介してエンクロージャ６６内に導かれるときに、不活性ガス（例えば、窒素）がエンクロージャ６６内の、ウェハ１０の底部に導かれてもよい。不活性ガスは、コールドプレート９４の開口部９５および／またはガスポート９６を通ってエンクロージャ内に導入されてもよい。化学蒸気がウェハ１０の上方に向かっているときに、同時にウェハ１０の下方に不活性ガスを導くことにより、化学蒸気が基板の上面上のすべての領域を実質的に均一に覆って加工することが可能になる。

[037]ここで、図３の例示的なリフロープロファイルを使用してオーブン１００内でウェハ１０を処理する例示的な方法２００を説明する。図３に示すように、図３のリフロープロファイルは、６つの時間－温度プロセスゾーン（ゾーン１～６）によって規定されることが好ましい。ウェハ１０は、最初にポート４２を介してチャンバ４０のエンクロージャ６６にロードされる（ステップ２１０）。ウェハ１０は、ポート４２を介してエンクロージャ６６に挿入され、例えばロボットアームを使用して、搬送ゾーン９０Ｂに位置決めされたスピンドル４４上に配置されてもよい。スピンドル４４は、ウェハを回転させ（ステップ２２０）、ウェハ１０をエンクロージャ６６の高速傾斜ゾーン９０Ｄまで上昇させることができる（ステップ２３０）。いくつかの実施形態では、エンクロージャ６６内の圧力を大気圧未満の圧力まで排気することもできる。いくつかの実施形態では、エンクロージャ６６は、約１００ｍｉｌｌｉＴｏｒｒ～１００Ｔｏｒｒの圧力まで減圧されてもよい。いくつかの実施形態では、エンクロージャは、約１～１０Ｔｏｒｒの圧力まで減圧されてもよい。制御システム２００は、ランプアセンブリ８０のランプ８２を作動させてウェハ１０を加熱し、その温度を上昇させる（ステップ２４０）。いくつかの実施形態では、ランプ８２を、ステップ２１０においてウェハ１０がスピンドル４４にロードされる前にオンにしてもよい。高速傾斜ゾーン９０Ｄ（すなわち、ステップ２３０）にある間、ウェハ１０の温度は、図３のゾーン１に示すように上昇することができる。

[038]エンクロージャ６６の熱電対および／または高温計が、ウェハ１０の温度がプロセスゾーン１の目標温度（図３では約１５０℃）に達したことを示すと、制御システム２００は、スピンドル４４をウェハ１０と共にドーズゾーン９０Ｃまで下降させてもよい（ステップ２５０）。ドーズゾーン９０Ｃにある間、化学蒸気（例えば、ギ酸蒸気）が、ウェハ１０の上方の化学送達管９８を通ってエンクロージャ６６内に導かれ、同時に不活性ガス（例えば、窒素）が、ウェハ１０の下方のガス入口ポート９６（および／またはコールドプレート９４の開口部９５）を通ってエンクロージャ６６内に導かれてもよい（ステップ２６０）。ウェハ１０の下方の不活性ガス流は、化学蒸気をウェハ１０の上方に維持するのを助け、それにより、回転するウェハ１０の実質的にすべての領域が蒸気に均一に曝されてコーティングされる。このステップの間、ウェハ１０の温度は、図３のゾーン２に示される経路をたどることができる。ステップ２６０においてウェハ１０が化学蒸気でコーティングされた後、エンクロージャ６６内の過剰な蒸気を除去するために真空ポンプを使用してエンクロージャ６６を排気してもよい（ステップ２７０）。代替的または追加的に、いくつかの実施形態では、不活性ガス（例えば、窒素）をこのステップ中にエンクロージャ６６内に導いて、ウェハ上に堆積しなかった残留化学蒸気を排出してもよい。次いで、スピンドル４４は、ウェハ１０を上昇させて高速傾斜ゾーン９０Ｄに戻し、ウェハ１０を高速で加熱し続けてもよい（ステップ２８０）。このステップの間、ウェハ１０の温度は、図３のゾーン３～５に示されるプロファイルおよびはんだリフローに従ってもよい。

[039]はんだリフローが完了した後、ランプ８２は、制御システム２００によってオフにされ（または安全なアイドル電力に低減され）、ウェハ１０は、基板を冷却するためにクールダウンゾーン９０Ａまで下降させられる（ステップ２９０）。クールダウンゾーン９０Ａにおいて、いくつかの実施形態では、ウェハ１０は、ウェハ１０の底面が液冷コールドプレート９４を介して伝導的に冷却され、ウェハ１０の上部を流れる、ガス入口ポート９６からの不活性（例えば、窒素）ガスを介して上部から対流的に冷却されるように、コールドプレート９４上に物理的に載置されてもよい。いくつかの実施形態では、ウェハ１０の裏面を冷却するのを助けるために、不活性ガス（例えば、窒素）をコールドプレート９４の開口部９５を介して導いてもよい。クールダウンゾーン９０Ａにある間、ウェハ１０の温度は、図３のゾーン６に示すプロファイルに従ってもよい。冷却が完了した後、スピンドル４４は、ウェハ１０を搬送ゾーン９０Ｂまで上昇させてもよく、ウェハ１０は、ポート４２を介してエンクロージャから取り外すことができる（ステップ３００）。

[040]リフローオーブン１００の上述の実施形態およびオーブンを動作させる方法２００は、単なる例示である。多くの変形が可能である。使用されるはんだ材料に適した時間－温度プロファイル（またはリフロープロファイル）を使用して、オーブン１００を使用して任意のリフロープロセスを実行することができる。２０２０年４月１７日に出願され、「Ｂａｔｃｈ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｏｖｅｎ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ」と題する米国特許出願第’９７７号明細書は、オーブン１００内で実行され得るいくつかの例示的なリフロープロセスを記載している。この１６／８５１，９７７号出願の開示は、あたかも本明細書に完全に記載されているかのように、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。当業者には理解されるように、方法２００のステップは、図８に示す順序で実行される必要はない。他の例示的な方法では、いくつかのステップが省略されてもよく、および／またはいくつかのステップが追加されてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、ランプ８２は、ウェハをチャンバにロードする前（すなわち、ステップ２１０）またはスピンドルを回転させる前（ステップ２２０）などに作動させてもよい（ステップ２４０）。別の例として、いくつかの実施形態では、チャンバ４０のエンクロージャ６６は、ウェハをチャンバにロードする準大気圧（例えば、約１～１０Ｔｏｒｒ）まで減圧してもよい（ステップ２１０）などである。当業者であれば、これらの可能な変形形態を本開示の範囲内であると認識および理解するであろう。

[041]さらに、オーブン１００ははんだリフロープロセスと併せて開示されているが、これは例示にすぎない。当業者は、オーブンが任意のプロセスに使用され得ることを認識するであろう。さらに、ウェハバンピングプロセスについて説明する。一般に、任意の高温プロセスは、オーブン１００内で任意のタイプの基板（例えば、ウェハ、有機／セラミック基板、半導体パッケージ、プリント回路基板（ＰＣＢ）など）上で実行することができる。例えば、いくつかの実施形態では、オーブン１００を使用して、はんだ（例えば、リフローはんだ付け）を使用して基板またはチップキャリア（ＰＣＢ、セラミック／有機基板など）上にダイ（またはＩＣチップ）を取り付けることができる。リフローはんだ付け中、はんだボールまたははんだペースト（粉末はんだとフラックスとの粘着性混合物）を使用して、１つまたは複数の電子部品を一時的に一緒に取り付けることができる（例えば、Ｃ４接合を使用する基板へのダイの取り付け、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）接合を使用する基板（例えば、ＰＣＢ）へのダイ－基板アセンブリの取り付けなど）。次いで、部品アセンブリは、はんだを溶融して部品を一緒に取り付けるリフロープロセスに供することができる。オーブンおよび関連する方法の他の実施形態は、本明細書の開示を考慮すると当業者には明らかであろう。いくつかの実施形態では、オーブン１００の記載されたゾーンのうちの１つまたは複数の機能（例えば、クールダウンゾーン９０Ａ、クールダウンゾーン９０Ａの真上の搬送ゾーン９０Ｂ、ドーズゾーン９０Ｃ、高速傾斜ゾーン９０Ｄなど）を組み合わせ、それによってゾーンの数を低減することができることにも留意されたい。

１ プロセスゾーン
２ ゾーン
３ ゾーン
４ ゾーン
５ ゾーン
６ ゾーン
１０ ウェハ
１２ はんだバンプ
２０ モータアセンブリ
４０ プロセスチャンバ、処理チャンバ
４２ ポート、入口ポート
４４ スピンドル
４６Ａ アーム
４６Ｂ アーム
４６Ｃ アーム
４８Ａ ナブ
４８Ｂ ナブ
４８Ｃ ナブ
５０ 中心軸
６０ 基部
６２ ガスポート
６６ エンクロージャ
７０ 蓋
８０ ランプアセンブリ
８２ ランプ
９０Ａ クールダウンゾーン、仮想ゾーン
９０Ｂ 搬送ゾーン、仮想ゾーン
９０Ｃ 投入ゾーン、仮想ゾーン
９０Ｄ 高速傾斜ゾーン、仮想ゾーン
９４ コールドプレート、冷却剤チャネル
９５ 開口部
９６ ガス入口ポート、ガスポート
９８ 化学送達管
９８Ａ 化学送達管
９８Ｂ 化学送達管
９８Ｃ 化学送達管
９９ ノズル
１００ オーブン
２００ 制御システム、方法

Claims (67)

1. エンクロージャを画定する処理チャンバであって、
   前記エンクロージャは、
   （ａ）基板を支持し、
   （ｂ）前記処理チャンバの中心軸の周りで前記基板と共に回転し、
   （ｃ）前記エンクロージャ内の異なる複数の位置に前記基板を位置決めするために前記中心軸に沿って垂直に移動するように構成されたスピンドルを含む、処理チャンバと、
   前記スピンドル上に支持された前記基板の上面を加熱するように構成されたランプアセンブリであって、複数の離間したランプを含む、ランプアセンブリと、
   前記中心軸に沿って前記スピンドルを移動させるように構成されたリフトアセンブリと、を備える、処理オーブン。
2. 前記ランプアセンブリの隣接するランプの間隔は、前記ランプアセンブリの中央よりも前記ランプアセンブリの両側において小さい、請求項１に記載のオーブン。
3. 前記処理チャンバは、前記エンクロージャの上壁を画定する透明窓をさらに備え、
   前記ランプアセンブリは、前記透明窓を通して前記基板の前記上面を加熱するように構成される、請求項１に記載のオーブン。
4. 前記処理チャンバは、前記エンクロージャの底壁を画定するコールドプレートをさらに備え、
   前記コールドプレートは、冷却液の通過を導くように構成された１つまたは複数のチャネルをさらに備える、請求項１に記載のオーブン。
5. 前記処理チャンバは蓋をさらに備え、
   前記ランプアセンブリは前記蓋の下側に配置される、請求項１に記載のオーブン。
6. 前記スピンドルは、前記基板の表面に接触するように構成された１つまたは複数の熱電対をさらに備える、請求項１に記載のオーブン。
7. 前記処理チャンバの側壁は、基板入口ポートをさらに備え、
   前記基板入口ポートは、前記基板を前記エンクロージャ内に導くように構成される、請求項１に記載のオーブン。
8. 前記エンクロージャの底部領域は、不活性ガスを前記エンクロージャ内に導くように構成された複数のガス入口ポートをさらに備え、
   前記エンクロージャの上部領域は、化学蒸気を前記エンクロージャ内に導くように構成された化学送達管を含む、請求項１に記載のオーブン。
9. 前記化学送達管は、前記化学蒸気を前記基板の前記上面に導くように構成された複数のガスノズルをさらに備える、請求項８に記載のオーブン。
10. 前記化学送達管は、
    （ｉ）前記エンクロージャの一方の側から前記中心軸に向かって延びる直線管、
    （ｉｉ）１つもしくは複数の角度付き部分を含む管、または
    （ｉｉｉ）Ｔ字形管のうちの１つまたは複数を備える、請求項９に記載のオーブン。
11. 前記基板の温度に基づいたフィードバックループを使用して前記ランプアセンブリの動作を制御するように構成された制御システムをさらに備える、請求項１に記載のオーブン。
12. 前記処理チャンバは、真空ポンプに結合されるように構成された真空ポートをさらに備える、請求項１に記載のオーブン。
13. エンクロージャを画定する処理チャンバであって、
    前記エンクロージャ内に位置決めされ、
    （ａ）基板をその上に支持し、
    （ｂ）前記処理チャンバの中心軸の周りで前記基板と共に回転し、
    （ｃ）前記エンクロージャ内の異なる複数の位置に前記基板を位置決めするために前記中心軸に沿って垂直に移動するように構成されたスピンドルと、
    前記エンクロージャの底壁を形成するコールドプレートであって、冷却液の通過を導くように構成された１つまたは複数のチャネルを含む、コールドプレートと、
    前記エンクロージャの底部領域に位置決めされた複数のガス入口ポートであって、前記エンクロージャ内に窒素ガスを導くように構成された複数のガス入口ポートと、
    前記エンクロージャの上部領域に配置された化学送達管であって、化学蒸気をエンクロージャ内に導くように構成された化学送達管と、
    を含む処理チャンバと、
    前記スピンドル上に支持された前記基板の上面を加熱するように構成されたランプアセンブリであって、複数の離間されたランプを含み、前記ランプアセンブリの隣接するランプの間隔は、前記ランプアセンブリの中央よりも前記ランプアセンブリの両側において近い、ランプアセンブリと、を備え、
    前記ランプアセンブリの隣接するランプの間隔は、前記ランプアセンブリの中央よりも前記ランプアセンブリの両側において小さい、処理オーブン。
14. 前記化学送達管は、前記化学蒸気を前記基板の前記上面に導くように構成された複数のガスノズルをさらに備える、請求項１３に記載のオーブン。
15. 前記処理チャンバは蓋をさらに備え、
    前記ランプアセンブリは前記蓋の下側に配置される、請求項１３に記載のオーブン。
16. 前記スピンドルは、前記基板の表面に接触するように構成された１つまたは複数の熱電対をさらに備える、請求項１３に記載のオーブン。
17. 前記処理チャンバの側壁は、基板入口ポートをさらに備え、
    前記基板入口ポートは、前記基板を前記エンクロージャ内に導くように構成される、請求項１３に記載のオーブン。
18. 蓋を有する処理チャンバであって、前記処理チャンバおよび前記蓋はエンクロージャを画定する、処理チャンバと、
    前記エンクロージャ内に位置決めされ、
    （ａ）基板を支持し、
    （ｂ）前記基板と共に前記処理チャンバの中心軸の周りで回転するように構成された基板支持構造と、
    前記蓋の下側に位置決めされたランプアセンブリであって、前記ランプアセンブリは前記エンクロージャ内に位置決めされた前記基板の上面を加熱するように構成され、前記ランプアセンブリは、互いに離間した複数のランプを含み、前記ランプアセンブリの隣接するランプの間隔は、前記ランプアセンブリの中央よりも前記ランプアセンブリの両側で小さい、ランプアセンブリと、
    前記エンクロージャ内に位置決めされた化学送達管であって、化学蒸気を前記エンクロージャ内に位置決めされた前記基板の前記上面に向けて導くように構成された複数のガスノズルを含む、化学送達管と、を備える、処理オーブン。
19. 前記処理チャンバは、前記エンクロージャの底壁を画定するコールドプレートをさらに備え、
    前記コールドプレートは、冷却液の通過を導くように構成された１つまたは複数のチャネルを備える、請求項１８に記載のオーブン。
20. 前記ランプアセンブリ８０の前記両側での前記隣接するランプ間の前記間隔は約１０～６０ｍｍであり、前記ランプアセンブリの前記中央での前記隣接するランプ間の前記間隔は約４０～８０ｍｍである、請求項１８に記載のオーブン。
21. 前記化学送達管の前記複数のガスノズルは、前記エンクロージャ内に位置決めされた前記基板の前記上面に向かってギ酸蒸気を導くように構成される、請求項２０に記載のオーブン。
22. 前記処理チャンバは、前記エンクロージャ内の、前記エンクロージャ内に位置決めされた前記基板の下方に不活性ガスを導くように構成された複数のガス入口ポートを含む、請求項１８に記載のオーブン。
23. 処理チャンバを有するオーブンを使用する方法であって、
    前記処理チャンバ内の回転可能なスピンドル上で基板を支持することと、
    前記スピンドルを前記基板と共に回転させることと、
    前記スピンドルを前記基板と共に前記処理チャンバの加熱ゾーンまで上昇させることと、
    前記基板の上面を加熱するために前記オーブンのランプアセンブリを作動させることであって、前記ランプアセンブリは複数の離間したランプを含む、作動させることと、
    前記加熱の後に、前記スピンドルを前記基板と共に前記処理チャンバの投入ゾーンまで下降させることと、
    前記下降の後に、前記処理チャンバ内の、前記基板の前記上面の上方に化学蒸気を導くことと、
    前記化学蒸気を導いた後に、前記ランプアセンブリを使用して前記基板の前記上面をさらに加熱するために、前記スピンドルを前記基板と共に前記加熱ゾーンまで上昇させることと、
    前記さらなる加熱の後に、前記スピンドルを前記基板と共に前記処理チャンバの冷却ゾーンまで下降させることと、を含む、方法。
24. 化学蒸気を前記エンクロージャ内に導くことは、前記処理チャンバ内の、前記基板の前記上面の上方に前記化学蒸気を導きながら、前記処理チャンバ内の、前記基板の下方に窒素ガスを導くことをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
25. 前記基板は、前記上面の上にはんだをさらに備え、
    前記基板の前記上面をさらに加熱することは、前記はんだの溶融温度を超えて前記上面を加熱することを含む、請求項２３に記載の方法。
26. 前記スピンドルを前記基板と共に前記冷却ゾーンまで下降させた後、前記処理チャンバ内の、前記基板の上方に不活性ガスを導いて前記基板の前記上面を冷却することをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
27. 前記スピンドルを前記基板と共に前記冷却ゾーンまで下降させることは、前記基板を前記処理チャンバのコールドプレート上に設置して、前記コールドプレートを介した伝導によって前記基板を冷却することを含む、請求項２３に記載の方法。
28. 冷却剤を前記コールドプレートに導くことをさらに含む、請求項２７に記載の方法。
29. 前記スピンドルを前記基板と共に前記冷却ゾーンまで下降させることは、前記基板の裏面を前記処理チャンバのコールドプレートの近くに位置決めすることを含む、請求項２３に記載の方法。
30. 前記基板の前記裏面を冷却するために、前記コールドプレート上の複数の開口部を通して前記処理チャンバ内に不活性ガスを導くことをさらに含む、請求項２９に記載の方法。
31. 前記基板の温度に基づいたフィードバックループを使用して、前記ランプアセンブリの前記動作を制御することをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
32. 前記処理チャンバ内に化学蒸気を導くことは、複数のノズルを介して前記基板の前記上面に前記化学蒸気を導くことを含む、請求項２３に記載の方法。
33. 前記化学蒸気を前記処理チャンバ内に導くことは、ギ酸蒸気を前記処理チャンバ内に導くことを含む、請求項２３に記載の方法。
34. 前記処理チャンバ内の圧力を約１００ｍｉｌｌｉＴｏｒｒ～１００Ｔｏｒｒの値に低下させることをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
35. 前記処理チャンバ内の圧力を約１～１０Ｔｏｒｒの値に低下させることをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
36. 前記化学蒸気を前記処理チャンバ内に導いた後、真空ポンプを使用して前記処理チャンバから過剰な化学蒸気を除去することをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
37. 処理オーブンを使用する方法であって、
    前記処理オーブンのエンクロージャ内の回転可能なスピンドル上で基板を支持することと、
    前記基板を回転させることと、
    前記処理チャンバ内の圧力を約１００ｍｉｌｌｉＴｏｒｒ～１００Ｔｏｒｒの値まで低下させることと、
    前記基板を、前記エンクロージャの上部領域に位置する前記エンクロージャの加熱ゾーンまで上昇させることと、
    前記基板の上面を加熱するために前記オーブンのランプアセンブリを作動させることであって、前記ランプアセンブリは複数の離間したランプを含む、作動させることと、
    前記基板を前記エンクロージャの投入ゾーンまで下降させることと、
    前記エンクロージャ内の、前記基板の下方に不活性ガスを導きながら、前記エンクロージャ内の、前記基板の前記上面の上方に化学蒸気を導くことと、
    前記化学蒸気を導いた後に、前記ランプアセンブリを使用して前記基板の前記上面をさらに加熱するために、前記基板を前記加熱ゾーンまで上昇させることと、
    前記基板の前記上面をさらに加熱した後、前記基板を前記エンクロージャの冷却ゾーンまで下降させることと、を含む、方法。
38. 前記基板は、前記上面の上にはんだをさらに備え、前記基板の前記上面をさらに加熱することは、前記はんだの溶融温度を超えて前記上面を加熱することを含む、請求項３７に記載の方法。
39. 前記スピンドルを前記基板と共に前記冷却ゾーンまで下降させた後、前記処理チャンバ内の、前記基板の上方に不活性ガスを導いて前記基板の前記上面を冷却することをさらに含む、請求項３７に記載の方法。
40. 前記基板を前記冷却ゾーンまで下降させた後、前記基板の裏面を冷却するために、前記処理チャンバ内の、前記基板の下方に不活性ガスを導く、請求項３７に記載の方法。
41. 前記基板を前記冷却ゾーンまで下降させることは、前記基板の裏面を前記処理チャンバのコールドプレートの近くに位置決めすることと、前記基板の前記裏面を冷却するために前記コールドプレート上の複数の開口部を通して前記処理チャンバ内に不活性ガスを導くこととを含む、請求項３７に記載の方法。
42. 前記基板を前記冷却ゾーンまで下降させることは、前記基板の裏面を前記処理チャンバのコールドプレートと接触させることと、冷却剤を前記コールドプレートに導くこととを含む、請求項３７に記載の方法。
43. エンクロージャを画定する処理チャンバであって、前記エンクロージャは、
    （ａ）基板を支持し、
    （ｂ）前記処理チャンバの中心軸の周りで前記基板と共に回転し、
    （ｃ）前記エンクロージャ内の異なる複数の位置に前記基板を位置決めするために前記中心軸に沿って垂直に移動するように構成されたスピンドルを含む、処理チャンバと、
    前記スピンドル上に支持された前記基板の上面を加熱するように構成されたランプアセンブリであって、複数の離間したランプを含む、ランプアセンブリと、
    前記中心軸に沿って前記スピンドルを移動させるように構成されたリフトアセンブリと、を備える、はんだリフローオーブン。
44. 前記ランプアセンブリの隣接するランプの間隔は、前記ランプアセンブリの中央よりも前記ランプアセンブリの両側において小さい、請求項４３に記載のオーブン。
45. 前記処理チャンバは、前記エンクロージャの上壁を画定する透明窓をさらに備え、前記ランプアセンブリは、前記透明窓を通して前記基板の前記上面を加熱するように構成される、請求項４３に記載のオーブン。
46. 前記処理チャンバは、前記エンクロージャの底壁を画定するコールドプレートをさらに備え、
    前記コールドプレートは、冷却液の通過を導くように構成された１つまたは複数のチャネルをさらに備える、請求項４３に記載のオーブン。
47. 前記処理チャンバは蓋をさらに備え、
    前記ランプアセンブリは前記蓋の下側に配置される、請求項４３に記載のオーブン。
48. 前記スピンドルは、前記基板の表面に接触するように構成された１つまたは複数の熱電対をさらに備える、請求項４３に記載のオーブン。
49. 前記処理チャンバの側壁は、基板入口ポートをさらに備え、
    前記基板入口ポートは、前記基板を前記エンクロージャ内に導くように構成される、請求項４３に記載のオーブン。
50. 前記エンクロージャの底部領域は、不活性ガスを前記エンクロージャ内に導くように構成された複数のガス入口ポートをさらに備え、
    前記エンクロージャの上部領域は、化学蒸気を前記エンクロージャ内に導くように構成された化学送達管を含む、請求項４３に記載のオーブン。
51. 前記化学送達管は、前記化学蒸気を前記基板の前記上面に導くように構成された複数のガスノズルをさらに備える、請求項５０に記載のオーブン。
52. 前記化学送達管は、
    （ｉ）前記エンクロージャの一方の側から前記中心軸に向かって延びる直線管、
    （ｉｉ）１つもしくは複数の角度付き部分を含む管、または
    （ｉｉｉ）Ｔ字形管のうちの１つまたは複数を備える、請求項５１に記載のオーブン。
53. 前記基板の温度に基づいたフィードバックループを使用して前記ランプアセンブリの前記動作を制御するように構成された制御システムをさらに備える、請求項４３に記載のオーブン。
54. 前記処理チャンバは、真空ポンプに結合されるように構成された真空ポートをさらに備える、請求項４３に記載のオーブン。
55. エンクロージャを画定する処理チャンバであって、
    前記エンクロージャ内に位置決めされ、
    （ａ）基板をその上に支持し、
    （ｂ）前記処理チャンバの中心軸の周りで前記基板と共に回転し、
    （ｃ）前記エンクロージャ内の異なる複数の位置に前記基板を位置決めするために前記中心軸に沿って垂直に移動するように構成されたスピンドルと、
    前記エンクロージャの底壁を形成するコールドプレートであって、冷却液の通過を導くように構成された１つまたは複数のチャネルを含む、コールドプレートと、
    前記エンクロージャの底部領域に位置決めされた複数のガス入口ポートであって、前記エンクロージャ内に窒素ガスを導くように構成された複数のガス入口ポートと、
    前記エンクロージャの上部領域に配置された化学送達管であって、化学蒸気をエンクロージャ内に導くように構成された化学送達管と、を含む処理チャンバと、
    前記スピンドル上に支持された前記基板の上面を加熱するように構成されたランプアセンブリであって、複数の離間されたランプを含み、前記ランプアセンブリの隣接するランプの間隔は、前記ランプアセンブリの中央よりも前記ランプアセンブリの両側において近い、ランプアセンブリと、を備え、
    前記ランプアセンブリの隣接するランプの間隔は、前記ランプアセンブリの中央よりも前記ランプアセンブリの両側において小さい、はんだリフローオーブン。
56. 前記化学送達管は、前記化学蒸気を前記基板の前記上面に導くように構成された複数のガスノズルをさらに備える、請求項５５に記載のオーブン。
57. 前記処理チャンバは蓋をさらに備え、
    前記ランプアセンブリは前記蓋の下側に配置される、請求項５５に記載のオーブン。
58. 前記スピンドルは、前記基板の表面に接触するように構成された１つまたは複数の熱電対をさらに備える、請求項５５に記載のオーブン。
59. 前記処理チャンバの側壁は、基板入口ポートをさらに備え、
    前記基板入口ポートは、前記基板を前記エンクロージャ内に導くように構成される、請求項５５に記載のオーブン。
60. 蓋を有する処理チャンバであって、前記処理チャンバおよび前記蓋はエンクロージャを画定する、処理チャンバと、
    前記エンクロージャ内に位置決めされ、
    （ａ）基板を支持し、
    （ｂ）前記基板と共に前記処理チャンバの中心軸の周りで回転するように構成された基板支持構造と、
    前記蓋の下側に位置決めされたランプアセンブリであって、前記ランプアセンブリは前記エンクロージャ内に位置決めされた前記基板の上面を加熱するように構成され、前記ランプアセンブリは、前記ランプアセンブリの隣接するランプの間隔が前記ランプアセンブリの中央よりも前記ランプアセンブリの両側で小さくなるように互いに離間した複数のランプを含む、ランプアセンブリと、
    前記エンクロージャ内に位置決めされた化学送達管であって、化学蒸気を前記エンクロージャ内に位置決めされた前記基板の前記上面に向けて導くように構成された複数のガスノズルを含む、化学送達管と、を備える、はんだリフローオーブン。
61. 前記処理チャンバは、前記エンクロージャの底壁を画定するコールドプレートをさらに備え、
    前記コールドプレートは、冷却液の通過を導くように構成された１つまたは複数のチャネルを備える、請求項６０に記載のオーブン。
62. 前記ランプアセンブリ８０の前記両側での前記隣接するランプ間の前記間隔は約１０～６０ｍｍであり、
    前記ランプアセンブリの前記中央での前記隣接するランプ間の前記間隔は約４０～８０ｍｍである、請求項６０に記載のオーブン。
63. 前記化学送達管の前記複数のガスノズルは、前記エンクロージャ内に位置決めされた前記基板の前記上面に向かってギ酸蒸気を導くように構成される、請求項６０に記載のオーブン。
64. 前記処理チャンバは、前記エンクロージャ内の、前記エンクロージャ内に位置決めされた前記基板の下方に不活性ガスを導くように構成された複数のガス入口ポートを含む、請求項６０に記載のオーブン。
65. はんだリフローオーブンを使用する方法であって、
    前記処理チャンバのエンクロージャ内の回転可能なスピンドル上で基板を支持することと、
    前記基板を回転させることと、
    前記基板を、前記エンクロージャの上部領域に位置する前記エンクロージャの加熱ゾーンまで上昇させることと、
    前記基板の上面を加熱するために前記オーブンのランプアセンブリを作動させることであって、前記ランプアセンブリは複数の離間したランプを含み、前記ランプアセンブリの隣接するランプの間隔は前記ランプアセンブリの中央よりも前記ランプアセンブリの両側で小さくなる、作動させることと、
    前記スピンドルを前記基板と共に前記エンクロージャの投入ゾーンまで下降させることと、
    前記エンクロージャ内の、前記基板の前記上面の上方に化学蒸気を導くことと、
    前記化学蒸気を導いた後に、前記基板の前記上面をさらに加熱するために、前記基板を前記加熱ゾーンまで上昇させることと、
    前記基板の前記上面をさらに加熱した後、前記基板を前記エンクロージャの冷却ゾーンまで下降させることと、を含む、方法。
66. 前記エンクロージャ内に化学蒸気を導くことは、前記エンクロージャ内の、前記基板の下方に窒素ガスを同時に導くことをさらに含む、請求項６１に記載の方法。
67. 前記基板は、前記上面の上にはんだをさらに備え、前記基板の前記上面をさらに加熱することは、前記はんだを溶融させることを含む、請求項６１に記載の方法。

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