KR101455772B1 - 리플로우 처리 유닛 및 기판 처리 장치 - Google Patents

리플로우 처리 유닛 및 기판 처리 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체 기판 제조 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 웨이퍼에 리플로우 공정 처리를 수행하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 기판 처리 장치는 기판을 수납하는 캐리어가 안착되는 로드 포트, 상기 기판에 리플로우 공정을 처리하는 하나 또는 복수개의 리플로우 처리 유닛을 포함하는 기판 처리 모듈, 상기 기판을 상기 로드 포트, 상기 기판 처리 모듈 간에 반송하는 반송 로봇을 가지고, 상기 로드 포트와 상기 기판 처리 모듈 사이에 위치하는 기판 반송 모듈을 포함하되, 상기 리플로우 처리 유닛은 내부에 처리 공간을 가지는 공정 챔버 및 상기 공정 챔버를 배기시키는 배기 부재를 포함하되, 상기 배기 부재는 복수개의 상기 공정 챔버 각각을 연결하는 복수개의 개별 배기 라인 및 상기 복수개의 개별 배기 라인과 연결되어, 상기 기판 처리 모듈 외부로 배기하는 공통 배기 라인을 포함한다.

Description

리플로우 처리 유닛 및 기판 처리 장치{REFLOW TREATING UNIT AND SUBSTRATE TREATING APPARATUS}
본 발명은 반도체 기판 제조 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 웨이퍼에 리플로우 공정 처리를 수행하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
반도체 소자가 고집적화 됨에 따라서 반도체 집적 회로가 형성된 반도체 칩을 외부의 회로와 연결하기 위한 연결 패드의 수가 증가하고, 이에 따라 인쇄 회로 기판(PCB)에 탑재되는 반도체 패키지의 리드(lead)선 수도 크게 증가하게 되었다.
리드선의 수가 증가함에 따라서 리드 프레임(lead frame)을 적용한 종래의 패키징(packaging) 기술은 500핀(pin) 이상의 고집적 반도체 칩에 적용할 수 없다.
따라서, 반도체 패키지의 하부 면의 넓은 면적을 이용하여 반도체 패키지의 출력 단자(output terminal)들을 배치할 수 있는 새로운 개념은 BGA 패키지 기술이 개발되었다.
이러한 BGA(ball grid array) 패키지 기술에서 반도체 칩은 인쇄 회로 기판에 탑재되며, 인쇄 회로 기판의 출력 단자(output terminal)에 대응하여 솔더볼(solder ball)이 배치되고, 반도체 패키지의 집적 회로는 인쇄 회로 기판의 출력 단자 및 이와 연결된 솔더볼을 통하여 전기 전자 장치의 외부 회로와 전기적으로 연결된다.
이때, 솔더볼은 반도체 집적 회로가 실장되어 있는 인쇄 회로 기판의 반대 면에 형성되며, 솔더볼을 인쇄 회로 기판의 출력 단자와 전기적으로 연결하기 위해 솔더링 공정이 요구된다.
여기서 반도체 칩 등을 인쇄 회로 기판 표면에 장착한 후 적정한 온도에서 솔더링하고 이를 경화시켜 주는 장치를 리플로우 장치라 한다.
리플로우 장치에서는 솔더볼이 놓여진 인쇄 회로 기판을 가열로에 넣고 일정한 시간 동안 일정한 온도에서 솔더볼을 가열하며, 이를 통하여 솔더볼은 인쇄 회로 기판의 출력 단자에 솔더링(soldering)된다.
일반적으로, 리플로우 처리 공정을 포함하는 기판 처리 장치에서 리플로우 처리 유닛을 배기하는 배기 장치는 내부에 리플로우 공정 중 발생되는 플럭스(FLUX) 및 불순물로 인하여 장비의 교체가 빈번하게 발생하는 문제점이 있었다.
미국 등록특허공보 제6,827,789호 (2004. 12. 07. 등록)
본 발명은 리플로우 처리 공정에서 발생되는 유체를 효율적으로 배기할 수 있는 리플로우 처리 유닛 및 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 기판 처리 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 기판 처리 장치는 기판을 수납하는 캐리어가 안착되는 로드 포트, 상기 기판에 리플로우 공정을 처리하는 하나 또는 복수개의 리플로우 처리 유닛을 포함하는 기판 처리 모듈, 상기 기판을 상기 로드 포트, 상기 기판 처리 모듈 간에 반송하는 반송 로봇을 가지고, 상기 로드 포트와 상기 기판 처리 모듈 사이에 위치하는 기판 반송 모듈을 포함하되, 상기 리플로우 처리 유닛은 내부에 처리 공간을 가지는 공정 챔버 및 상기 공정 챔버를 배기시키는 배기 부재를 포함하되, 상기 배기 부재는 복수개의 상기 공정 챔버 각각을 연결하는 복수개의 개별 배기 라인 및 상기 복수개의 개별 배기 라인과 연결되어, 상기 기판 처리 모듈 외부로 배기하는 공통 배기 라인을 포함한다.
상기 배기 부재는 배기되는 배기 유체의 불순물을 제거하는 트랩을 더 포함한다.
상기 트랩은 복수개 제공되고, 복수개의 상기 트랩은 상기 복수개의 개별 배기 라인에 각각 위치할 수 있다.
상기 트랩은 상기 개별 배기 라인에서 분리 가능하도록 제공될 수 있다.
상기 공정 챔버는 환형의 링 형상을 이루도록 배열되고, 상기 공통 배기 라인은 상기 링 중심에 위치하고, 상기 개별 배기 라인은 상부에서 바라볼 때 상기 링 중심으로부터 방사형으로 연장될 수 있다.
상기 개별 배기 라인은 상기 공정 챔버의 상부와 연결될 수 있다.
상기 공정 챔버는 하부 하우징 및 상기 하부 하우징과 대향하도록 위치하는 상부 하우징을 포함하고, 상기 리플로우 처리 유닛은 상기 기판이 고정되는 기판홀이 하나 또는 복수개 제공되고, 상기 상부 하우징과 상기 하부 하우징 사이에 위치하는 회전판, 상기 회전판을 회전시키는 구동기 및 상기 하부 하우징을 승하강시킴으로써, 상기 챔버를 열거나 닫는 승하강 부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 리플로우 처리 유닛을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 리플로우 처리 유닛은 내부에 처리 공간을 가지는 복수개의 공정 챔버 및 복수개의 상기 공정 챔버를 배기시키는 배기 부재를 더 포함하되, 상기 배기 부재는 복수개의 상기 공정 챔버 각각을 연결하는 복수개의 개별 배기 라인 및 상기 복수개의 개별 배기 라인과 연결되어, 상기 기판 처리 모듈 외부로 배기하는 공통 배기 라인을 포함한다.
상기 배기 부재는 배기되는 배기 유체의 불순물을 제거하는 트랩을 더 포함한다.
상기 트랩은 복수개 제공되고, 복수개의 상기 트랩은 상기 복수개의 개별 배기 라인에 각각 위치할 수 있다.
상기 트랩은 상기 개별 배기 라인에서 분리 가능하도록 제공될 수 있다.
상기 공정 챔버는 환형의 링 형상을 이루도록 배열되고, 상기 공통 배기 라인은 상기 링 중심에 위치하고, 상기 개별 배기 라인은 상부에서 바라볼 때 상기 링 중심으로부터 방사형으로 연장될 수 있다.
상기 공정 챔버는 하부 하우징 및 상기 하부 하우징과 대향하도록 위치하는 상부 하우징을 포함하고, 상기 리플로우 처리 유닛은 상기 기판이 고정되는 기판홀이 하나 또는 복수개 제공되고, 상기 상부 하우징과 상기 하부 하우징 사이에 위치하는 회전판, 상기 회전판을 회전시키는 구동기 및 상기 하부 하우징을 승하강시킴으로써, 상기 챔버를 열거나 닫는 승하강 부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 리플로우 처리 유닛으로부터 보다 효율적으로 배기할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 기판 처리 장치의 일 실시예를 보여주는 평면도이다.
도 2는 도 1의 기판 처리 장치에서 기판 처리 모듈과 기판 반송 모듈을 보여주는 사시도이다.
도 3은 도 1의 리플로우 처리 유닛의 일 실시예를 보여주는 단면도이다.
도 4는 도 1의 배기 부재를 보여주는 평면도이다.
도 5는 도 4의 선 A-A'에서 바라본 배기 부재를 보여주는 단면도이다.
도 6은 도 1의 세정 유닛을 보여주는 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.
도 1은 본 발명의 기판 처리 장치의 일 실시예에 관한 평면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 기판 처리 장치(10)는 로드 포트(100), 기판 반송 모듈(200), 그리고 기판 처리 모듈(300)을 가진다. 로드 포트(100), 기판 반송 모듈(200), 그리고 기판 처리 모듈(300)은 순차적으로 일렬로 배치된다. 이하, 로드 포트(100), 기판 반송 모듈(200), 그리고 기판 처리 모듈(300)이 배열된 방향을 제1 방향(91), 이라 하고, 상부에서 바라볼 때, 제1 방향(91)과 수직한 방향을 제2 방향(92)이라 하며, 제1 방향(91)과 제2 방향(92)을 포함한 평면에 수직인 방향을 제3 방향(93)이라 한다. 로드 포트(100), 기판 반송 모듈(200), 기판 처리 모듈(300)은 제1 방향(91)을 따라 순차적으로 배열된다.
로드 포트(100)에는 기판이 수납된 캐리어(110)가 안착된다. 로드 포트(100)는 복수 개가 제공되며 이들은 제2 방향(92)을 따라 일렬로 배치된다. 로드 포트(100)의 개수는 기판 처리 모듈(300)의 공정 효율 및 풋 프린트 조건 등에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다. 캐리어(110)에는 기판들을 지면에 대해 수평하게 배치한 상태로 수납하기 위한 다수의 슬롯이 형성된다. 캐리어(110)로는 전면 개방 일체형 포드(Front Opening Unifed Pod;FOUP)가 사용될 수 있다.
도 2는 도 1의 기판 처리 장치에서 기판 처리 모듈과 기판 반송 모듈을 보여주는 사시도이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 기판 반송 모듈(200)은 로드 포트(100), 기판 처리 모듈(300) 사이에 위치한다. 기판 반송 모듈(200)은 반송 로봇(210)이 위치한다.
반송 로봇(210)은 몸체(211)와 아암부(212)를 포함한다. 몸체(211)는 기판 반송 모듈(200)의 중앙부에 위치할 수 있다. 아암부(212)는 복수개의 암으로 구성된다. 복수개의 암이 서로 연결되어 제2 방향(92)의 양단에 있는 로드 포트(100)에서 기판(W)을 반송할 수 있다.
반송 로봇(210)은 로드 포트(100)와 기판 처리 모듈(300) 간으로 기판(W)을 반송한다. 일 예에 의하면, 반송 로봇(210)은 로드 포트(100), 기판 처리 모듈(300), 그리고 세정 유닛(400) 간으로 기판을 반송한다.
기판 처리 모듈(300)은 리플로우 처리 유닛(301, 302), 지지 플레이트(390), 구동기(382), 그리고 회전판(381)을 포함한다.
도 3은 도 1의 리플로우 처리 유닛을 보여주는 단면도이다.
도 3을 참조하면, 리플로우 처리 유닛(301, 302)은 공정 챔버(310), 지지 부재(320), 히터(323), 배기 부재(330), 공정 유체 공급 부재(340), 그리고 승하강 부재(370)를 포함한다. 일 에에 의하면, 리플로우 처리 유닛(301, 302)은 복수개가 제공된다. 복수개의 리플로우 처리 유닛(301, 302)은 환형의 링 형상으로 배치될 수 있다.
공정 챔버(310)는 상부 하우징(311), 하부 하우징(312), 그리고 실링 부재(319)를 포함한다. 공정 챔버(310)는 내부에 리플로우 공정이 수행될 수 있는 처리 공간을 가진다. 공정 챔버(310)는 상부 하우징(311)과 하부 하우징(312)으로 분리되어 개방될 수 있는 구조로 제공된다. 상부 하우징(311)은 하면이 개방된 원통 형상을 가진다.
하부 하우징(312)은 상부 하우징과 대향하도록 위치한다. 하부 하우징(312)은 상면이 개방된 원통 형상을 가진다. 상부 하우징(311)과 하부 하우징(312)은 동일한 단면적을 가질 수 있다.
실링 부재(319)는 상부 하우징(311)과 하부 하우징(312)이 마주하는 위치에 각각 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 실링 부재(319a, 319b)는 상부 하우징(311)의 하단과 하부 하우징(312)의 상단에 각각 위치한다. 실링 부재(319)는 오링(O-ring)으로 제공될 수 있다.
지지 부재(320)는 공정 챔버(310) 내부의 처리 공간에 위치한다. 지지 부재(320)는 처리 공간으로 반송된 기판(W)을 지지한다. 지지 부재(320)는 척(321), 지지축(324)을 포함한다.
척(321)은 지지 부재(320) 상단에 위치한다. 일 예에 의하면, 척(321)은 상부로 진공압을 제공하고, 이로 인하여 기판(W)을 흡착하는 진공척으로 제공될 수 있다. 이와 달리, 기계적 클램핑이나 정전 척이 제공될 수도 있다. 일 예에 의하면, 히터(323)는 척(321) 내부에 제공될 수 있다. 히터(323)는 기판(W)을 가열한다. 일 예에 의하면, 히터(323)는 척(321)을 가열하고, 가열된 척(321)이 기판(W)을 가열한다.
지지축(324)은 척(321)을 지지한다. 지지축(324)은 하단은 공정 챔버(310)의 저면과 접촉되고, 상단은 척(321)의 하면과 접촉된다. 도시되지 않았지만, 지지 부재(320)는 회전력을 발생하는 모터와 같은 구동부를 더 포함할 수도 있다. 구동부는 척(321)에 회전력을 전달할 수 있다. 구동부는 모터, 구동부로부터 발생된 회전력을 스핀들로 전달하는 벨트, 체인과 같은 동력 전달부 등의 통상적인 구성으로 이루어질 수 있다.
도 4는 도 1의 배기 부재를 보여주는 평면도이고, 도 5는 도 4의 선 A-A'에서 바라본 배기 부재를 보여주는 단면도이다.
도 4와 도 5를 참조하면, 배기 부재(330)는 배기 라인(331, 332), 배기압 제공 부재(미도시), 그리고 트랩(335)을 포함한다.
배기 라인(331, 332)은 개별 배기 라인(331)과 공통 배기 라인(332)을 포함한다. 개별 배기 라인(331)은 공통 배기 라인(332)과 공정 챔버(310)를 연결한다. 개별 배기 라인(331)의 일단은 공정 챔버(310)의 상면과 연결된다. 일 예에 의하면, 개별 배기 라인(331)의 일단은 공정 챔버(310)의 상면 중앙부와 연결될 수 있다. 개별 배기 라인(331)의 타단은 공통 배기 라인(332)과 연결된다. 개별 배기 라인(331)은 공정 챔버의 숫자와 동일하게 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 개별 배기 라인(331)은 4개 제공될 수 있다. 이와 달리, 개별 배기 라인(331)은 4개 이상 제공되거나 4개 이하로 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 상부에서 바라볼 때 개별 배기 라인(331)은 공통 배기 라인(332)을 중심으로 방사형으로 연장되는 형상으로 제공될 수 있다.
공통 배기 라인(332)은 복수개의 공정 챔버(310)들 중앙부에 위치한다. 공통 배기 라인(332)은 제3 방향(93)으로 연장되어 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 공통 배기 라인(332)의 하단은 복수개의 개별 배기 라인(331)과 연결된다. 공통 배기 라인(332)의 상단은 배기압 제공 부재(미도시)와 연결된다. 배기압 제공 부재(미도시)는 진공압을 배기 라인(331, 332)에 제공한다. 배기압 제공 부재(미도시)에서 발생된 진공압은 공통 배기 라인(332) 및 개별 배기 라인(331)을 거쳐 공정 챔버(310) 내부로 제공된다.
일 예에 의하면, 트랩(335)은 개별 배기 라인(331)상에 각각 위치할 수 있다. 이에 따라, 트랩(335)은 개별 배기 라인(331)의 개수와 동일한 개수로 제공될 수 있다. 트랩(335)은 배기 라인(331, 332)을 지나는 배기 유체에서 불순물을 제거하는 역할을 한다. 일 예에 의하면, 트랩(335)은 분리 가능하도록 제공될 수 있다. 이와 달리, 트랩(335)은 공통 배기 라인(332)상에 제공될 수도 있다. 이러한 경우에는 트랩(335)이 하나만 제공될 수 있다.
다시 도 2 및 도 3을 참조하면, 공정 유체 공급 부재(340)는 공급 노즐(341), 공급 라인(342), 밸브(343), 그리고 공정 유체 저장부(345)를 포함한다. 공급 노즐(341)은 공정 챔버(310) 상면에 위치한다. 일 예에 의하면, 공급 노즐(341)은 개별 배기 라인(331)을 둘러싸도록 위치할 수 있다. 이와 달리, 복수개의 공급 노즐(341)이 개별 배기 라인(331)을 둘러싸고 일정간격으로 제공될 수도 있다.
공급 라인(342)은 공급 노즐(341)과 공정 유체 저장부(345)를 연결한다. 공급 라인(342)을 통하여 공정 유체가 공정 유체 저장부(345)에서 공정 챔버(310) 내부의 처리 공간으로 이동된다. 공급 라인(342)에는 밸브(343)가 제공된다. 밸브(343)는 공급 라인(342)을 이동하는 공정 유체의 유량을 조절한다.
승하강 부재(370)는 승하강 구동부(371)와 지지대(373)를 포함한다. 일 예에 의하면, 승하강 부재(370)는 하부 하우징(312)을 승강 또는 하강시킴으로서 공정 챔버(301)를 개폐한다. 승하강 구동부(371)는 지지 플레이트(391) 하부에 위치한다. 승하강 구동부(371)는 하부 하우징(312)을 승강 또는 하강시키는 동력을 발생시킨다. 지지대(373)는 승하강 구동부(371)와 하부 하우징(312)를 연결한다. 지지대(373)는 길이가 늘어나거나 줄어들 수 있도록 제공된다. 지지대(373)는 승하강 구동부(371)에서 제공되는 동력에 의해 늘어나거나 줄어들면서 하부 하우징(312)을 승강 또는 하강시킨다.
회전판(381)은 상부 지지 플레이트(392)와 하부 지지 플레이트(391) 사이에 위치한다. 또한, 회전판(381)은 상부 하우징(311)과 하부 하우징(312) 사이에 위치한다. 일 예에 의하면, 공정 챔버(301)는 상부 하우징(311)이 회전판(381)의 상면과 접촉되고, 하부 하우징(312)이 회전판(381)의 저면과 접촉되면서 닫혀진다. 회전판(381)은 하나 또는 복수개의 기판홀을 가지는 평판 형상으로 제공된다. 기판홀은 기판(W)의 단면적보다 크게 제공된다. 기판홀의 저면에는 지지핀(385)이 제공된다. 지지핀(385)은 지지 플레이트(390) 내부로 반송된 기판(W)이 기판홀에 위치할 수 있도록 기판(W)의 저면을 지지한다. 기판홀은 지지 플레이트의 홈(399a 내지 399f)과 동일한 개수로 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 기판홀과 지지 플레이트의 홈(399a 내지 399f)은 6개 제공될 수 있다. 회전판(381)은 기판(W)과 함께 회전하여, 복수개의 공정 챔버(310)로 기판(W)을 이동시키는 역할을 한다. 구체적으로, 기판홀은 제1 내지 제6 기판홀을 포함하고, 공정 챔버(301, 302)는 제1 내지 제5 공정 챔버를 포함하되, 기판 처리 모듈은 제1 내지 제5 기판홀이 각각 제1 내지 제5 공정 챔버와 대응하는 위치에 제공될 수 있다. 이후에 회전판이 회전하여 제6 기판홀이 제1 공정 챔버와 대응하는 위치로 이동되면, 제2 내지 제5 기판홀이 각각 제2 내지 제5 공정 챔버와 대응하는 위치로 이동될 수 있다. 이러한 방식으로 기판(W)은 제1 내지 제5 공정 챔버를 모두 거치면서 리플로우 공정이 진행된다. 구동기(382)는 회전판(381)과 연결되어 회전판(381)을 회전시킨다.
지지 플레이트(390)는 상부 지지 플레이트(392)와 하부 지지 플레이트(391)를 포함한다. 상부 지지 플레이트(392)는 일정한 두께를 가지는 평판 형상으로 제공된다. 상부 지지 플레이트(392)는 원판 형상으로 제공될 수 있다. 지지 플레이트(390)는 상면에 하나 또는 복수개의 홈(399a 내지 399f)을 가진다. 구체적으로, 하나 또는 복수개의 홈(399a 내지 399f)은 하부 지지 플레이트(391)에 제공되는 홈과 상부 지지 플레이트(392)에 제공되는 홀이 결합되어 제공된다. 일 예에 의하면, 지지 플레이트(390)는 6개의 홈(399a 내지 399f)을 가진다. 이때 홈(399a 내지 399f)들은 서로 일정한 간격을 가지도록 배치될 수 있다. 또한, 홈(399a 내지 399f)들은 지지 플레이트(390) 상면에서 환형의 링 형상으로 배열될 수 있다. 복수개의 홈(399a 내지 399f)들 중 일부 또는 전부에는 공정 챔버(310)가 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 6개의 홈(399a 내지 399f) 중에서 5개의 홈(399b 내지 399f)에는 공정 챔버(301, 302)가 제공될 수 있다. 공정 챔버가 제공되지 않는 출입홈(399a)은 기판(W)이 기판 처리 모듈(300)로 반송되는 통로로서 이용될 수 있다. 출입홈(399a)은 다른 홈(399b 내지 399f)들 보다 기판 반송 모듈(200)과 가까이 위치한다. 지지 플레이트(390)의 일 측면에는 개구(397)가 제공된다. 개구(397)는 기판 반송 모듈(200)과 기판 처리 모듈(300)을 연결하는 통로 역할을 한다. 개구(397)는 기판(W)이 반송되며, 출입홈(399a)과 연결된다.
지지 플레이트(390)는 상부 지지 플레이트(390)와 하부 지지 플레이트(390)를 포함한다. 상부 지지 플레이트(390)와 하부 지지 플레이트(390)는 동일한 단면적을 가진다.
도 6은 도 1의 세정 유닛을 보여주는 단면도이다.
도 6을 참조하면, 세정 유닛(400)은 세정 챔버(410), 기판 지지 부재(430), 그리고 유체 공급 부재(450, 470)를 포함한다. 세정 유닛(400)은 기판 처리 모듈(300)에 위치한다. 세정 유닛(400)은 복수개 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 세정 유닛(400)은 기판 반송 모듈(200)과 접촉하는 위치에 제공될 수 있다. 또한 세정 유닛(400)은 리플로우 처리 유닛(301)보다 상방에 위치할 수 있다. 이를 통하여 기판 처리 모듈(300)의 내부 공간을 효율적으로 이용할 수 있다.
세정 챔버(410)는 기판(W)이 세정되는 공간을 제공한다. 세정 챔버(410)의 일 측면에는 기판(W)이 들어올 수 있는 기판 반송부(415)가 제공된다. 기판 반송부(415)의 외측으로는 기판 반송부(415)를 개폐하는 도어(413)가 위치한다. 일 예에 의하면, 기판 반송부(415)는 세정 챔버(410)에서 기판 반송 모듈(200)과 마주하는 면에 제공될 수 있다.
기판 지지 부재(430)는 진공 척(431), 지지축(432), 그리고 구동부(433)를 포함한다. 기판 지지 부재(430)는 세정 챔버(410) 내부에 위치한다.
진공 척(431)은 기판 지지 부재(430)의 상단에 위치한다. 진공 척(431)은 세정 챔버(410)의 내부로 반송된 기판(W)을 지지한다. 진공 척(431)은 상부로 진공압을 제공한다. 진공 척(431)은 진공압을 이용하여 기판(W)을 고정한다. 이와 달리, 기계적 클램핑이나 정전 척을 이용하여 기판(W)을 고정할 수도 있다.
지지축(432)은 구동부(433)와 진공 척(431)을 연결한다. 지지축(432)의 일단은 진공 척(431)의 하단과 연결되고, 타단은 구동부(433)의 상단과 연결된다. 지지축(432)은 구동부(433)가 회전하는 경우에 회전력을 진공 척(431)에 전달할 수도 있다.
구동부(433)는 공정 챔버(310) 저면과 접촉되어 위치한다. 구동부(433)는 모터 등을 포함하여 회전력을 발생시킬 수도 있다. 이와 달리, 구동부(433)는 회전하지 않을 수도 있다.
유체 공급 부재는 제1 유체 공급 부재(450)와 제2 유체 공급 부재(470)를 포함한다. 일 예에 의하면, 제1 유체 공급 부재(450)는 순수(DIW)를 공급할 수 있다. 또한, 제2 유체 공급 부재(470)는 질소 가스(N2)를 공급할 수 있다.
제1 유체 공급 부재(450)는 노즐 암(451), 노즐(452), 제1 유체 공급 라인(453), 제1 유체 저장부(457), 제1 유체 조절 밸브(455), 그리고 압력 조절부(456)를 포함한다.
노즐 암(451)은 세정 챔버(410) 내부에 제공된다. 노즐 암(451)은 제1 노즐 암과 제2 노즐 암을 포함한다. 제1 노즐 암은 상단이 세정 챔버(410)의 상면과 접촉된다. 타단은 상단으로부터 수직 하방으로 연장된다. 타단은 제2 노즐 암과 연결된다. 제2 노즐 암은 제1 노즐 암의 하단으로부터 수직하고, 세정 챔버(410)의 상면과 수평한 방향으로 연장된다. 제2 노즐 암은 일단은 제1 노즐 암과 연결되고, 타단은 저면에 노즐(452)이 위치한다. 일 예에 의하면, 노즐 암(451)은 제1 노즐 암을 축으로 회전 가능하게 제공될 수 있다. 이로 인하여, 기판(W) 전 영역에 고르게 제1 유체를 공급할 수 있다. 일 예에 의하면, 제1 유체는 순수(DIW)가 제공될 수 있다.
노즐(452)은 제2 노즐 암의 일단의 저면에 위치한다. 노즐(452)은 제1 유체를 기판(W)으로 분사한다.
제1 유체 공급 라인(453)은 제1 유체 저장부(457)와 노즐 암(451)을 연결한다. 제1 유체 저장부(457)는 제1 유체를 저장한다. 제1 유체 공급 라인(453)을 통하여 제1 유체 저장부(457)에 저장된 제1 유체가 노즐(452)로 이동된다. 제1 유체 공급 라인(453)에는 제1 유체 조절 밸브(455)가 제공된다. 제1 유체 조절 밸브(455)는 제1 유체 공급 라인(453)을 통과하는 제1 유체의 유량을 조절한다. 압력 조절부(456)는 제1 유체 조절 밸브(455)와 연결된다. 압력 조절부(456)는 제1 유체 조절 밸브(455)를 조절하여 분사되는 제1 유체의 압력을 조절한다.
제2 유체 공급 부재(470)는 제2 유체 분사 노즐(471), 제2 유체 공급 라인(473), 제2 유체 저장부(477), 제2 유체 조절 밸브(475), 그리고 압력 조절부를 포함한다.
제2 유체 분사 노즐(471)은 세정 챔버(410) 상면에 위치한다. 일 예에 의하면, 제2 유체 분사 노즐(471)은 세정 챔버(410) 상면의 중앙부에 위치할 수 있다. 제2 유체 분사 노즐(471)은 기판(W)으로 제2 유체를 분사한다.
제2 유체 공급 라인(473)은 제2 유체 저장부(475)와 제2 유체 분사 노즐(471)을 연결한다. 제2 유체 저장부(477)는 제2 유체를 저장한다. 제2 유체 공급 라인(473)을 통하여 제2 유체 저장부(477)에 저장된 제2 유체가 제2 유체 분사 노즐(471)로 이동된다. 제2 유체 공급 라인(473)에는 제2 유체 조절 밸브(475)가 제공된다. 제2 유체 조절 밸브(475)는 제2 유체 공급 라인(473)을 통과하는 제2 유체의 유량을 조절한다. 압력 조절부는 제2 유체 조절 밸브(475)와 연결된다. 압력 조절부는 제2 유체 조절 밸브(475)를 조절하여 분사되는 제2 유체의 압력을 조절한다.
도시되지 않았지만, 세정 유닛(400)은 배기 부재(미도시)를 더 포함할 수도 있다. 배기 부재(미도시)는 세정 유닛(400) 내부에서 세정에 사용된 유체를 외부로 배기시킬 수 있다.
선택적으로, 상술한 세정 유닛(400)은 제공되지 않을 수도 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 의한 기판 처리 장치를 이용하여 리플로우 처리를 하는 방법을 포함한 기판 처리 방법을 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 기판 처리 방법은 솔더 범프가 부착된 기판이 로드 포트로부터 기판 반송 모듈로 로딩되는 로딩 단계, 기판과 솔더 범프가 세정 유닛에서 세정되는 세정 단계, 기판이 기판 처리 모듈에서 리플로우 처리되는 리플로우 단계 및 기판이 로드 포트로 반송되는 언로딩 단계를 포함한다.
세정 단계는 기판과 솔더 범프가 리플로우 단계 전에 세정되는 1차 세정 단계와 기판과 솔더 범프가 리플로우 단계 후에 세정되는 2차 세정 단계를 포함할 수 있다. 또한, 세정 단계는 기판을 세척하는 제1 유체가 기판으로 공급되는 세척 단계 및 기판을 건조하는 제2 유체가 기판으로 공급되는 제2 세정 단계를 포함한다.
일반적인 경우 리플로우 처리를 하는 기판 처리 공정에서 기판을 세정하는 공정은 별도의 장치에서 이루어진다. 그러나 본 발명의 일 실시예에 의하면 하나의 기판 처리 장치에서 세정 공정과 리플로우 처리 공정이 동시에 이루어지게 된다. 이에 의하여 리플로우 처리 공정을 포함하는 기판 처리 공정의 시간이 단축되어 효율성을 도모할 수 있다. 또한, 불순물 및 플럭스 등으로 인한 기판 처리 공정의 효율성 저하를 방지할 수 있다.
리플로우 단계는 1차 세정이 완료된 기판이 제1 공정 챔버로부터 상기 공정 챔버까지 순차적으로 이동되면서 진행되고, 제1 공정 챔버로부터 제4 공정 챔버까지는 상기 기판과 솔더 범프가 가열되고, 제5 공정 챔버에서는 기판과 솔더 범프가 가열되거나 냉각될 수 있다. 제1 내지 제4 공정 챔버를 이동하면서 각각의 챔버에서 기판과 솔더 범프는 가열되면서 리플로우 공정이 진행된다. 이후 제5 공정 챔버에서는 기판을 냉각한다. 제1 내지 제5 공정 챔버를 통과하여 리플로우 공정이 완료된 기판은 리플로우 처리 유닛 외부로 반송된다.
리플로우 처리된 기판은 2차 세정 단계를 거친다. 2차 세정 단계는 주로 리플로우 공정에서 발생된 플럭스와 불순물을 제거한다. 2차 세정이 완료된 기판은 기판 반송 모듈로 반송된다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
100: 로드 포트 200: 기판 반송 모듈
300: 기판 처리 모듈 301: 리플로우 처리 유닛
330: 배기 부재 390: 지지 플레이트
400: 세정 유닛

Claims (13)

  1. 기판을 수납하는 캐리어가 안착되는 로드 포트;
    상기 기판에 리플로우 공정을 처리하는 하나 또는 복수 개의 리플로우 처리 유닛을 포함하는 기판 처리 모듈; 및
    상기 기판을 상기 로드 포트와 상기 기판 처리 모듈 간에 반송하는 반송 로봇을 가지고, 상기 로드 포트와 상기 기판 처리 모듈 사이에 위치하는 기판 반송 모듈;을 포함하되,
    상기 리플로우 처리 유닛은:
    내부에 처리 공간을 가지는 공정 챔버; 및
    상기 공정 챔버를 배기시키는 배기 부재;를 포함하되,
    상기 배기 부재는:
    복수 개의 상기 공정 챔버 각각을 연결하는 복수 개의 개별 배기 라인; 및
    상기 복수 개의 개별 배기 라인과 연결되어, 상기 기판 처리 모듈 외부로 배기하는 공통 배기 라인;을 포함하고,
    상기 공정 챔버는 환형의 링 형상을 이루도록 배열되고,
    상기 공통 배기 라인은 상기 링 중심에 위치하고,
    상기 개별 배기 라인은 상부에서 바라볼 때 상기 링 중심으로부터 방사형으로 연장되는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배기 부재는 배기되는 배기 유체의 불순물을 제거하는 트랩;을 더 포함하는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 트랩은 복수개 제공되고,
    복수개의 상기 트랩은 상기 복수개의 개별 배기 라인에 각각 위치하는 기판 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 트랩은 상기 개별 배기 라인에서 분리 가능하도록 제공되는 기판 처리 장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 개별 배기 라인은 상기 공정 챔버의 상부와 연결되는 기판 처리 장치.
  7. 제1항 내지 제4항 및 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공정 챔버는:
    하부 하우징; 및
    상기 하부 하우징과 대향하도록 위치하는 상부 하우징;을 포함하고,
    상기 리플로우 처리 유닛은:
    상기 기판이 고정되는 기판홀이 하나 또는 복수 개 제공되고, 상기 상부 하우징과 상기 하부 하우징 사이에 위치하는 회전판;
    상기 회전판을 회전시키는 구동기; 및
    상기 하부 하우징을 승하강시킴으로써, 상기 챔버를 열거나 닫는 승하강 부재;를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  8. 내부에 처리 공간을 가지는 복수 개의 공정 챔버; 및
    복수 개의 상기 공정 챔버를 배기시키는 배기 부재;를 포함하되,
    상기 배기 부재는:
    복수 개의 상기 공정 챔버 각각을 연결하는 복수 개의 개별 배기 라인; 및
    상기 복수 개의 개별 배기 라인과 연결되어, 리플로우 처리 유닛 외부로 배기하는 공통 배기 라인;을 포함하고,
    상기 공정 챔버는 환형의 링 형상을 이루도록 배열되고,
    상기 공통 배기 라인은 상기 링 중심에 위치하고,
    상기 개별 배기 라인은 상부에서 바라볼 때 상기 링 중심으로부터 방사형으로 연장되는 리플로우 처리 유닛.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 배기 부재는 배기되는 배기 유체의 불순물을 제거하는 트랩;을 더 포함하는 리플로우 처리 유닛.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 트랩은 복수개 제공되고,
    복수개의 상기 트랩은 상기 복수개의 개별 배기 라인에 각각 위치하는 리플로우 처리 유닛.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 트랩은 상기 개별 배기 라인에서 분리 가능하도록 제공되는 리플로우 처리 유닛.
  12. 삭제
  13. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공정 챔버는:
    하부 하우징; 및
    상기 하부 하우징과 대향하도록 위치하는 상부 하우징;을 포함하고,
    상기 리플로우 처리 유닛은:
    기판이 고정되는 기판홀이 하나 또는 복수 개 제공되고, 상기 상부 하우징과 상기 하부 하우징 사이에 위치하는 회전판;
    상기 회전판을 회전시키는 구동기; 및
    상기 하부 하우징을 승하강시킴으로써, 상기 챔버를 열거나 닫는 승하강 부재;를 더 포함하는 리플로우 처리 유닛.
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