KR101547917B1 - 반도체 패키지 공정용 복합장치 - Google Patents

반도체 패키지 공정용 복합장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체 패키지 공정용 복합장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 반도체 패키지 공정용 복합장치는 복수의 다이가 부착된 기판이 수용되고 진공 배기를 위한 진공 펌프부가 연결되는 진공챔버와; 상기 진공챔버의 적어도 어느 일 내측면에 마련되어 상기 진공챔버를 가열시키는 히팅부와; 상기 기판의 플라즈마 세정을 수행하는 플라즈마 세정부와; 상기 기판 상의 보이드 제거를 위한 공정, 경화 공정 및 플라즈마 세정 공정 중 적어도 어느 한 공정이 수행되도록 상기 진공펌프부, 상기 히팅부 및 상기 플라즈마 세정부를 제어하는 제어부를 포함한다. 이에 의해 보이드 제거 공정, 경화 공정, 및 플라즈마 세정 공정을 반도체 패키지의 이동없이 하나의 장치에서 수행될 수 있는 반도체 패키지 공정용 복합 장치가 제공된다.

Description

반도체 패키지 공정용 복합장치{Multi function apparatus for semiconductor package process}
본 발명은 반도체 패키지 공정용 복합장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 보이드 제거 공정, 경화 공정 및 플라즈마 세정 공정을 모두 수행할 수 있는 반도체 패키지 공정용 복합장치에 대한 것이다.
일반적인 반도체 패키지 공정은 점착필름 상에 웨이퍼를 부착하는 공정, 칩 별로 분리하기 위하여 웨이퍼를 절단하는 다이싱(Dicing) 공정, 접착제를 이용하여 리드 프레임에 분리된 칩을 부착하는 다이 본딩(Die bonding) 공정, 접착제를 경화시키는 경화(Curing) 공정, 칩의 패드와 리드 프레임의 배선을 위한 와이어 본딩 공정, 이후 배선된 와이어를 보호하기 위한 몰딩, 트래핑, 솔더링, 리드 포밍 공정을 통하여 제조된다.
그 중에서 상기 다이 본딩 공정은 대부분 에폭시 수지에 은분을 충진한 은 페이스트 등 액상의 접착제를 사용하는 수지접착접을 이용하여 왔으나, 수지접착법은 본드 라인(Bond line)이 두껍고 웨팅 컨트롤(Wetting control)dl 필요하여 최근에는 본드 라인이 얇고 웨팅 컨트롤이 불필요한 WBL(Wafer Backside Lamination) 테이프가 많이 사용되고 있다. 또한 최근 더욱 가속화되고 있는 전자기기의 경박단소를 달성하기 위하여 소형, 고성능의 반도체 패키지 기술이 다양하게 발전하고 있는바, 그 중에서 하나의 패키지에 복수 개의 칩을 탑재하는 MCP(Multi chip package) 기술이 휴대용 정보 단말기 분야에서 그 수요가 많아지고 있으며 주로 메모리 칩의 적층을 중심으로 보급되고 있다. 그러나 상기 WBL 테이프를 적용하거나 상기 MCP 기술을 적용하게 되면 그 수율이 저하하게 되는데 그 이유 중 하나는 보이드(Void)의 발생에 따른 패키지 공정의 신뢰성 악화이다. 상기 WBL 테이프를 이용한 접착은 수지접착법에 비하여 보이드 발생이 더욱 쉽고 또한 상기 MCP 기술의 적용 시 칩의 적층 수가 많을수록 보이드 발생에 따른 불량율이 높은 것으로 나타나기 때문이다. 이로 인하여 업계에서는 보이드 제거를 위한 별도의 장비를 구비하여 보이드 제거 공정을 추가로 진행하고 있는 실정이다. 현재 많이 사용되고 있는 보이드 제거 장비는 대기압 및 상온 상태의 챔버 내에 제품을 장입한 뒤 일정 온도로 가열함과 동시에 질소를 충진하여 용기를 가압상태로 만들어 보이드를 제거하고 있다.
또한, 상기 일반적인 반도체 패키기 공정 중 다이 본딩 공정, 와이어 본딩 공정 및 몰딩 공정과 같은 각 접착공정 이전에는 플라즈마 세정공정을 수행하여 반도체 패키지의 불량율을 감소시켜 신뢰성을 확보하고자 한다.
이에 따라, 반도체 패키지 공정 중 다이 본딩 공정 이후에 보이드 제거 공정, 경화 공정, 플라즈마 세정 공정을 수행한 후에 와이어 본딩 공정이 이루어지게 되고 현재는 보이드 제거 공정, 경화 공정, 플라즈마 세정 공정이 각각 별도의 장치 내에서 이루어지고 있다. 이로 인하여 각 공정을 위한 별도의 장비 마련을 위한 비용이 증가되고, 각 장비의 운영을 위한 클린룸 공간 확보 및 클린 상태 유지를 위한 비용이 증가되고, 각 장비 사이에서 반도체 패키지를 이동시켜야 하는 물류 이동을 위한 인건비와 생산시간이 증가되는 문제점이 존재한다. 또한 상기 보이드 제거 공정은 가압 상태에서, 상기 경화 공정은 대기압 상태에서, 상기 플라즈마 세정 공정은 현재 진공 상태에서 이루어지기 때문에 각 공정의 분위기가 서로 상이하기에 이들 사이에서 반도체 패키지의 이동으로 인한 불량률이 높게 발생할 수 있으며, 현재 보이드 제거 공정은 가스를 이용한 가압상태에서 이루어지기 때문에 보이드 제거 장치의 챔버 용기가 가스 폭발 등의 위험을 가지는 문제점이 존재한다.
따라서, 본 발명의 목적은 보이드 제거 공정, 경화 공정, 및 플라즈마 세정 공정을 반도체 패키지의 이동없이 하나의 장치에서 수행될 수 있는 반도체 패키지 공정용 복합 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 반도체 패키지 공정용 복합장치에 있어서, 복수의 다이가 부착된 기판이 수용되고 진공 배기를 위한 진공 펌프부가 연결되는 진공챔버와; 상기 진공챔버의 적어도 어느 일 내측면에 마련되어 상기 진공챔버를 가열시키는 히팅부와; 상기 기판의 플라즈마 세정을 수행하는 플라즈마 세정부와; 상기 기판 상의 보이드 제거를 위한 공정, 경화 공정 및 플라즈마 세정 공정 중 적어도 어느 한 공정이 수행되도록 상기 진공펌프부, 상기 히팅부 및 상기 플라즈마 세정부를 제어하는 제어부를 포함하는 반도체 패키지 공정용 복합장치에 의해 달성된다.
상기 플라즈마 세정부는, 플라즈마를 형성시키는 플라즈마 전극과; 상기 플라즈마 전극으로 전원 공급을 수행하는 전원공급부를 포함하고, 상기 반도체 패키지 공정용 복합장치는 상기 진공챔버에 연결되어 상기 진공챔버 내로 공정 가스를 주입하는 가스부를 더 포함한다.
상기 제어부는, 상기 보이드 제거 공정, 상기 경화 공정 및 상기 플라즈마 세정공정이 진공 상태에서 이루어지도록 상기 진공펌프부를 제어한다.
상기 제어부는, 상기 보이드 제거 공정을 수행한 후 상기 플라즈마 세정공정을 수행하도록 상기 진공펌프부, 상기 히팅부 및 상기 플라즈마 세정부를 제어한다.
상기 제어부는, 상기 보이드 제거 공정, 상기 경화 공정 및 상기 플라즈마 세정 공정이 순차적으로 수행되도록 상기 진공펌프부, 상기 히팅부 및 상기 플라즈마 세정부를 제어한다.
상기 제어부는, 상기 진공챔버 내의 온도가 제1온도가 되도록 한 후 제1시간 동안 상기 제1온도가 유지되도록 상기 히팅부를 제어하고 상기 진공챔버 내의 진공상태가 되도록 상기 진공 펌프부를 제어하여 상기 보이드 제거 공정이 수행되도록 한다.
상기 제어부는, 상기 진공챔버 내의 온도가 상온이 되도록 상기 히팅부를 제어하고, 상기 진공챔버 내로 상기 공정가스가 주입되도록 상기 가스부를 제어하고, 상기 진공챔버 내에 상기 플라즈마 전극에 의하여 플라즈마가 형성되도록 상기 전원공급부를 제어하여 상기 플라즈마 세정공정이 수행되도록 한다.
상기 제어부는, 상기 진공챔버 내의 온도가 제2온도가 되도록 한 후 제2시간 동안 상기 제2온도가 유지되도록 상기 히팅부를 제어하고 상기 진공챔버 내의 진공상태가 되도록 상기 진공 펌프부를 제어하여 상기 경화 공정이 수행되도록 한다.
상기 제2온도는 상기 제1온도보다 더 높을 수 있다.
상기 기판은 상기 진공챔버 내에서 종단으로 배열되고, 상기 히팅부는 상기 진공챔버 내측면들 중 좌측면 및 우측면에 마련될 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 보이드 제거 공정, 경화 공정, 및 플라즈마 세정 공정을 반도체 패키지의 이동없이 하나의 장치에서 수행될 수 있는 반도체 패키지 공정용 복합 장치가 제공된다.
이에 따라, 본 발명의 장치를 이용하면, 세 가지 공정을 하나의 장치로 수행할 수 있기에 장비 구입에 따른 비용 절감 효과, 이에 따라 클린룸 공간 확보 및 클린룸 유지에 소요되는 비용 절감 효과, 세 가지 공정을 모두 진공 분위기에서 수행함으로써 공정 분위기 조성에 소요되는 비용 절감 효과, 각 장치를 이동함으로써 발생되는 제품 불량율을 감소시킬 수 있어 제품 신뢰도 향상 효과를 누릴 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 패키지 공정용 복합장치의 기능을 개략적으로 설명하는 도면이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 패키지 공정용 복합장치의 개략도이며,
도 3은 도 2의 반도체 패키지 공정용 복합장치의 정면도이고,
도 4 및 도 5는 도 2의 반도체 패키지 공정용 복합장치의 구동예시를 도시한 그래프이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙이도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 패키지 공정용 복합장치의 기능을 개략적으로 설명하는 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 패키지 공정용 복합장치(100)는 접착제를 이용하여 리드 프레임에 분리된 칩을 부착하는 다이 본딩(Die bonding) 공정을 수행한 후에 사용될 수 있는 장치이며, 이러한 반도체 패키지의 상태의 예시는 도 1의 A와 같다. 도 1의 A를 보면, PCB 기판 상에 MCP(Multi chip package) 기술을 이용하여 복수의 칩이 적층되어 있으며 이들 사이에 WBL(Wafer Backside Lamination) 테이프에 의하여 접착되어 있으며, WBL 테이프의 사용으로 인하여 보이드(void)가 형성되어 있다. 이 상태의 반도체 패키지는 본 발명의 반도체 패키지 공정용 복합장치(100)를 이용하여 상기 다이 본딩 공정 이후에 요구되는 보이드 제거 공정, 경화 공정, 및 플라즈마 세정공정을 수행할 수 있다(도 1의 B). 상기 세 가지 공정 모두를 수행할 수 있으며 필요에 따라 상기 세 가지 공정 중 한 가지 공정 또는 두 가지 공정을 선택적으로 수행할 수도 있다. 이 후 상기 보이드 제거 공정, 경화 공정, 및 플라즈마 세정공정 중 적어도 어느 한 공정이 완료된 후(도 1의 C)에 와이어 본딩 공정을 수행할 수 있다.
이하 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 반도체 패키지 공정용 복합장치(100)에 대하여 상세히 설명한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 다른 반도체 패키지 공정용 복합장치의 개략도이며, 도 3은 도 2의 반도체 패키지 공정용 복합장치의 정면도이다.
본 발명의 반도체 패키지 공정용 복합장치(100)는 진공펌프부(20)가 연결된 진공챔버(10), 히팅부(30), 플라즈마 세정부(40), 가스부(50), 센서부(60) 및 이들을 제어하는 제어부(미도시)를 포함한다.
진공챔버(10)는 복수의 다이가 부착된 기판이 수용되고 진공 배기를 위한 진공 펌프부(20)가 연결된다. 도 1의 A와 같이 복수의 다이가 접착제에 의하여 적층된 기판(1a, 1b, 1c, 1d, 2a, 2b, 2c, 2d)이 상기 진공챔버(10) 내부에 수용되며, 상기 기판 (1a, 1b, 1c, 1d, 2a, 2b, 2c, 2d) 복수 개가 매거진(1, 2)에 삽입된 채 상기 진공챔버(10) 내부에 수용될 수도 있다. 이에 따라 상기 복수의 매거진(1, 2)이 상기 진공챔버(10) 내부에서 소정의 위치에서 고정될 수 있도록 가이드부(70)가 마련될 수 있다.
진공펌프부(20)는 상기 진공챔버(10)에 연결되어 상기 진공챔버(10)의 내부를 진공상태가 되도록 조절할 수 있으며, 진공펌프부(20)는 진공펌프(21)와 이를 제어할 수 있는 밸브(23)를 포함한다. 상기 진공펌프(21)는 진공 터보 펌프, 로터리 펌프, 드라이 펌프 등과 같이 진공 배기할 수 있는 어떠한 종류의 펌프로도 구현 가능하다.
히팅부(30)는 상기 진공챔버(10)의 적어도 일 내측면에 마련되어 상기 진공챔버(10)를 가열시킬 수 있다. 진공챔버(10) 내부에 수용되는 복수 개의 매거진(1, 2)으로 일정한 온도가 되도록 하기 위하여, 상기 히팅부(30)는 바람직하게는 상기 진공챔버(10)의 내측면 중에서 도어가 마련되는 정면을 기준으로 좌내측면 및 우내측면에 마련되는 것이 바람직하다. 또한 도 3을 참조하면, 이러한 히팅부(30)에 의하여 상승된 온도가 균일하게 상기 복수의 매거진(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8)에 미치게하기 위하여 상기 복수의 매거진(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8)은 플라즈마 전극(41)을 기준으로 두 개의 열을 형성하며 종단으로 배치되도록 할 수 있다. 상기 히팅부(30)는 열선으로 이루어진 핫플레이트 형태로 구현될 수 있다.
도 3은 본 발명의 반도체 패키지 공정용 복합장치(100)의 정면도로서, 복수의 매거진이 8개가 두 개의 열을 형성하며 종단으로 배치되는 것으로 도시되었으나, 이는 두 개의 행을 형성하여 총 16개의 매거진이 진공챔버(10) 내부에 수용될 수 있으며, 이러한 매거진의 개수는 진공챔버(10)의 내부 공간 크기에 따라 다양하게 수용될 수 있다.
플라즈마 세정부(40)는 상기 진공챔버(10) 내부에 위치한 기판의 플라즈마 세정을 수행한다. 플라즈마 세정부(40)는 캐소드 전극에서 에너지화된 자유전자와 중성가스가 충돌하여 상기 중성가스의 일부분이 이온화되고 상기 자유전자와 중성가스의 충돌 시 에너지가 중성분자 또는 이온으로 전달되어 광자, 여기 원자 및 분자, 전자 및 이온 등을 포함하는 다양한 활성종이 형성되며, 이들 활성종은 에너지를 갖거나 수 또는 수십 전자 볼트의 여기 에너지 상태로 존재하고 이러한 활성종이 불순물의 물리적/화학적 결합 에너지보다 훨씬 높아 세정 작용을 할 수 있게 된다.
이러한 플라즈마를 형성할 수 있는 플라즈마 전극(41)과 상기 플라즈마 전극으로 전원을 공급하는 전원공급부(43)를 포함한다. 상기 플라즈마 전극(41)은 플라즈마 세정장치에서 사용되는 것으로 알려진 것으로 구현될 수 있으며, RF 전극으로 구현될 수 있다. 플라즈마 전극(41)은 상기 복수의 매거진이 두 개의 열을 형성하며 상기 진공챔버(10) 내부에 위치할 대 상기 두 매거진 열 사이에 위치하는 것이 바람직하다. 이로 인하여 복수의 매거진 각각에 상기 플라즈마 전극(41)에서 생성된 플라즈마가 균일하게 존재할 수 있다.
가스부(50)는 상기 진공챔버(10)에 연결되어 상기 진공챔버(10) 내부로 공정 가스를 주입할 수 있다. 가스부(50)는 각 공정에서 요구되는 가스를 공급하는 것으로서, 질소 공급부(51), 아르곤 공급부(53), 상기 질소 공급부(51) 및 아르곤 공급부(53)에서 공급되는 가스의 유량을 제어하는 유량 제어부(55)와 밸브(57)를 포함하고, 이들은 진공챔버(10)와 연결부(11)를 통하여 연결되어 있다. 상기 연결부(11)는 진공챔버(10)의 도어(미도시)가 형성되는 정면 또는 도어에 인접한 좌/우측면에 위치할 수 있으며, 가스부(50)를 통하여 주입된 가스가 빠져나갈 수 있는 배출부(미도시)가 진공챔버(10)의 상부면에 마련될 수 있으며, 상기 연결부(11) 및 배출부(미도시)의 개수는 설계에 따라 다양할 수 있다.
또한, 가스부(50)는 상기 진공챔버(10) 내부가 진공상태로 되어 있을 때 이러한 진공상태를 파기하기 위한 벤트(52)와 벤트 밸브(54)를 더 포함하고, 상기 벤트(52)는 질소 가스로 충진되어 있을 수 있다.
센서부(60)는 진공챔버(10) 내부의 상태를 센싱할 수 있는 것으로 진공챔버(10) 내부의 진공 상태를 센싱하는 진공 센서(61)와 진공챔버(10) 내부의 온도를 센싱하는 온도센서(63)를 포함한다.
상기 기재한 모든 구성요소들은 제어부(미도시)와 연결되어 있어, 제어부(미도시)의 제어 하에서 제기능을 수행하게 된다. 제어부(미도시)의 기능은 하기에서 도 4 및 도 5를 통하여 더욱 상세히 설명하도록 한다.
또한, 본 발명의 반도체 패키지 공정용 복합장치(100)는 복수의 매거진(1 내지 8)이 진공챔버(10) 내부의 일정 위치에서 고정되도록 하는 가이드부(70)를 포함할 수 있다. 상기 가이드부(70)는 진공챔버(10) 내에서 히팅부(30)와 플라즈마 전극(41) 사이에 배치되어 진공챔버(10)로부터 전기적으로 절연되어 있다. 상기 가이드부(70)는 가이드 지지부(70a, 70b)와 각 매거진을 받치는 가이드 요소(71a, 71b, 72a, 72b, 73a, 73b, 74a, 74b, 75a, 75b, 76a, 76b, 77a, 77b, 78a, 78b)를 포함한다. 상기 가이드 지지부(70a, 70b)는 상기 진공챔버(10) 내부에 수용될 수 있는 크기를 갖는 플레이트 형상으로 이루어질 수 있으며, 플라즈마 전극(41)과 평행하게 배열되도록 할 수 있다.
또한, 상기 가이드부(70)의 전기적 절연을 위하여 상기 가이드 지지부(70a, 70b)와 상기 진공챔버(10) 내부가 맞닿는 부위에는 절연체(81a, 81c, 83a, 83c)가 마련되어 있고, 이는 플라즈마 전극(41)과 진공챔버(10) 내부가 맞닿는 부위에도 절연체(81b, 83b)가 마련되어 있다. 또한, 상기 가이드 요소들 중에서 플라즈마 전극(41)과 인접한 곳에 위치한 가이드 요소(71b, 72b, 73b, 74b, 75b, 76b, 77b, 78b)에 플라즈마 전극(41)과 직접 맞닿지 않도록 절연체(82a, 82b, 84a, 84b, 86a, 86b, 88a, 88b)가 마련되어 있다.
도 4 및 도 5는 도 2의 반도체 패키지 공정용 복합장치의 구동예시를 도시한 그래프이다.
본 발명에 따른 반도체 패키지 공정용 복합장치(100)는 앞서 설명한 바와 같이 보이드 제거 공정, 경화 공정, 및 플라즈마 세정 공정을 모두 수행할 수 있는 장치로서, 제어부(미도시)의 제어 하에서 상기 세 가지 공정 중 적어도 어느 한 공정이 이루어질 수 있다. 종래의 보이드 제거 장치는 가압 상태에서 보이드 제거 공정을 수행하고, 종래의 경화 장치는 대기압 상태에서 경화 공정을 수행하고, 종래의 플라즈마 세정장치는 진공 상태에서 플라즈마 세정 공정을 수행한다. 그러나, 본 발명의 반도체 패키지 공정용 복합장치(100)는 상기 세가지 공정을 모두 진공 상태에서 수행한다. 이에 따라, 제어부(미도시)는 상기 보이드 제거 공정, 경화 공정, 및 플라즈마 세정 공정이 진공 상태에서 이루어질 수 있도록 상기 진공펌프부(20)를 제어하게 된다.
제어부(미도시)의 제어에 의하여, 반도체 패키지 공정용 복합장치(100)는 보이드 제거 공정, 경화 공정 및 플라즈마 세정 공정 각각 만을 수행할 수 있고, 두 가지 공정을 선택적으로 수행할 수 있거나 세 가지 공정 모두를 수행할 수도 있다.
따라서, 본 발명의 반도체 패키지 공정용 복합장치(100)를 이용하면, 세 가지 공정을 하나의 장치로 수행할 수 있기에 장비 구입에 따른 비용 절감 효과, 이에 따라 클린룸 공간 확보 및 클린룸 유지에 소요되는 비용 절감 효과, 세 가지 공정을 모두 진공 분위기에서 수행함으로써 공정 분위기 조성에 소요되는 비용 절감 효과, 각 장치를 이동함으로써 발생되는 제품 불량율을 감소시킬 수 있어 제품 신뢰도 향상 효과를 누릴 수 있다.
도 4는 보이드 제거 공정, 경화 공정 및 플라즈마 세정 공정 모두를 수행하는 일 실시예를 보여주는 도면이다.
도 4를 참조하면, 다이 본딩이 된 기판을 진공챔버(10) 내부로 로딩하여 우선 보이드 제거 공정을 실시한다. 제어부(미도시)는, 상온을 가지는 진공챔버(10) 내부의 온도를 제1온도(T1)가 되도록 히팅부(30)를 제어하고 상기 진공챔버(10) 내부가 진공상태가 되도록 진공배기를 시작하도록 진공펌프부(20)를 제어하고, 진공센서(61)의 감지 하에서 진공상태에 도달한지를 판단한다(도 4의 I 단계). 한편, 보이드 제거 공정 중에서 상기 진공챔버(10) 내부의 상태에 따라 공정 가스(예, 질소 가스)를 주입할 수 있으며, 제어부(미도시)는 가스부(50)를 제어하여 공정 가스가 진공챔버(10) 내부로 주입되도록 할 수 있다.
보이드 제거에 유용한 온도인 제1온도(T1)에 다다르면(도 4의 II단계) 제어부(미도시)는 상기 제1온도(T1)가 제1시간 동안 유지되도록 상기 히팅부(30)를 제어한다. 진공챔버(10)는 진공펌프부(20)에 의한 진공배기에 따라서 진공상태는 그대로 유지할 수 있다. 또한, I 단계에서 가스가 주입되었다면 제어부(미도시)는 가스 주입이 차단되도록 상기 가스부(50)를 제어할 수 있다. 상기 제1온도(T1)는 경화 공정에서 이용되는 제2온도(T2)보다 낮은 온도로서, 예를 들어 90 내지 150℃일 수 있다. 상기 제1시간은 보이드 제거에 충분한 시간으로서, 예를 들어 5분 내지 90분일 수 있다. 이에 따라, II 단계에서는 제1시간 동안 제1온도(T1)로 유지되고 진공상태에서 보이드가 제거되는 단계이다. 제어부(미도시)는 온도 센서(63)가 감지하는 진공챔버(10) 내부의 온도 정보를 수신하여 히팅부(30)를 제어할 수 있다.
보이드 제거 공정이 완료되면, 접착제를 경화시키기 위한 경화 공정을 수행할 수 있다. 제어부는 상기 제1온도(T1)에서 제2온도(T2)가 될 때까지 히팅부(30)를 제어하고(III 단계), 제2온도(T2)가 되면 제2시간 동안 유지되도록 히팅부(30)를 제어한다(IV 단계). 상기 제2온도(T2)는 기판에 점착된 접착제의 종류에 따라 상이할 수 있으며, 예를 들어 100 내지 200℃일 수 있다. 또한, 상기 제2시간은 상기 접착제가 충분히 경화될 수 있는 시간으로서, 예를 들어 5분 내지 60분일 수 있다. 상기 III 단계 및 IV 단계도 상기 진공챔버(10) 내의 진공상태가 유지되는 분위기에서 수행되도록 한다.
상기 경화 공정이 완료되면, 플라즈마 세정공정이 수행된다. 제어부(미도시)는 히팅부(30)의 동작을 차단하여 상기 진공챔버(10) 내부의 온도가 하강되도록 하며, 플라즈마를 형성하도록 플라즈마 전극으로 전원이 공급되도록 전원공급부(43)를 제어하고 플라즈마 형성에 이용되는 공정 가스가 주입되도록 가스부(50)를 제어한다(V 단계). 상기 V 단계에서도 진공챔버(10)의 내부는 진공상태로 유지된다. 상기 V 단계는 통상적인 플라즈마 세정 공정으로서 플라즈마 세정에 필요한 소정의 시간 동안 진행되고 이 단계에서 히팅부(30)의 동작이 차단되어 진공챔버(10)의 내부 온도는 서서히 하강하게 된다. 상기 플라즈마 세정 공정이 완료되면 제어부(미도시)는 상기 플라즈마 전극(41)으로 전원이 공급되지 않도록 전원공급부(43)를 제어하고, 진공챔버(10) 내로 공정가스가 유입되지 않도록 가스부(50)를 제어한다(VI 단계). VI 단계에서도 진공챔버(10)의 내부는 진공상태로 유지된다.
상기 진공챔버(10) 내부의 온도가 핸들링 가능한 온도가 되면 제어부(미도시)는 벤트 밸브(54)를 제어하여 진공을 파기시켜 진공챔버(10) 내부의 매거진을 인출하게 된다. 이로써, 본 발명의 반도체 패키지 공정용 복합장치(100)를 이용하여 보이드 제거 공정, 경화 공정 및 플라즈마 세정 공정이 매거진의 인출없이 순차적으로 수행될 수 있다.
도 5는 보이드 제거 공정 및 플라즈마 세정 공정을 수행하는 일 실시예를 보여주는 도면이다. 기판 상에 점착된 접착제의 종류에 따라 경화 공정은 생략될 수도 있다.
도 5를 참조하면, 다이 본딩이 된 기판을 진공챔버(10) 내부로 로딩하여 우선 보이드 제거 공정을 실시한다. 제어부(미도시)는, 상온을 가지는 진공챔버(10) 내부의 온도를 제1온도(T1)가 되도록 히팅부(30)를 제어하고 상기 진공챔버(10) 내부가 진공상태가 되도록 진공배기를 시작하도록 진공펌프부(20)를 제어하고, 진공센서(61)의 감지 하에서 진공상태에 도달한지를 판단한다(I’ 단계). 보이드 제거에 유용한 온도인 제1온도(T1)에 다다르면(II’단계) 제어부(미도시)는 상기 제1온도(T1)가 제1시간 동안 유지되도록 상기 히팅부(30)를 제어한다. 진공챔버(10)는 진공펌프부(20)에 의한 진공배기에 따라서 진공상태는 그대로 유지할 수 있다. 상기 도 5의 I’단계 및 II’단계는 도 4의 I단계 및 II단계와 동일하므로, 중복 설명은 생략하기로 한다.
상기 보이드 제거 공정(II’단계)이 완료되면, 제어부(미도시)는 히팅부(30)의 동작을 차단하여 상기 진공챔버(10) 내부의 온도가 하강되도록 하며, 플라즈마를 형성하도록 플라즈마 전극으로 전원이 공급되도록 전원공급부(43)를 제어하고 플라즈마 형성에 이용되는 공정 가스가 주입되도록 가스부(50)를 제어한다(III’ 단계). 상기 플라즈마 세정 공정이 완료되면 제어부(미도시)는 상기 플라즈마 전극(41)으로 전원이 공급되지 않도록 전원공급부(43)를 제어하고, 진공챔버(10) 내로 공정가스가 유입되지 않도록 가스부(50)를 제어한다(IV’단계). 상기 III’ 단계 및 IV’ 단계에서도 진공챔버(10)의 내부는 진공상태로 유지된다. 도 5의 III’ 단계 및 IV’ 단계는 각각 도 4의 V단계 및 VI단계와 유사하므로, 여기에서 중복 설명은 생략하기로 한다.
상기 진공챔버(10) 내부의 온도가 핸들링 가능한 온도가 되면 제어부(미도시)는 벤트 밸브(54)를 제어하여 진공을 파기시켜 진공챔버(10) 내부의 매거진을 인출하게 된다. 이로써, 본 발명의 반도체 패키지 공정용 복합장치(100)를 이용하여 보이드 제거 공정 및 플라즈마 세정 공정이 매거진의 인출없이 순차적으로 수행될 수 있다.
비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.
100: 반도체 패키지 공정용 복합장치
10: 진공챔버
20: 진공펌프부
30: 히팅부
40: 플라즈마 세정부
50: 가스부
60: 센서부
70: 가이드부

Claims (10)

  1. 반도체 패키지 공정용 복합장치에 있어서,
    복수의 다이가 부착된 기판이 수용되고 진공 배기를 위한 진공 펌프부가 연결되는 진공챔버와;
    상기 진공챔버의 적어도 어느 일 내측면에 마련되어 상기 진공챔버를 가열시키는 히팅부와;
    상기 기판의 플라즈마 세정을 수행하는 플라즈마 세정부와;
    상기 기판 상의 보이드 제거를 위한 공정, 경화 공정 및 플라즈마 세정 공정 이 수행되도록 상기 진공펌프부, 상기 히팅부 및 상기 플라즈마 세정부를 제어하는 제어부; 및
    상기 진공챔버에 연결되어 상기 진공챔버 내로 공정 가스를 주입하는 가스부;를 포함하고,
    상기 플라즈마 세정부는, 플라즈마를 형성시키는 플라즈마 전극과; 상기 플라즈마 전극으로 전원 공급을 수행하는 전원공급부를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 진공챔버 내의 온도가 제1온도가 되도록 한 후 제1시간 동안 상기 제1온도가 유지되도록 상기 히팅부를 제어하고 상기 진공챔버 내의 진공상태가 되도록 상기 진공 펌프부를 제어하여 상기 보이드 제거 공정을 수행하고,
    상기 제어부는 상기 보이드 제거 공정을 수행한 이후에 상기 플라즈마 세정공정을 수행하도록 상기 진공펌프부, 상기 히팅부 및 상기 플라즈마 세정부를 제어하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 공정용 복합장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 보이드 제거 공정, 상기 경화 공정 및 상기 플라즈마 세정공정이 진공 상태에서 이루어지도록 상기 진공펌프부를 제어하는 것인 반도체 패키지 공정용 복합장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 보이드 제거 공정, 상기 경화 공정 및 상기 플라즈마 세정 공정이 순차적으로 수행되도록 상기 진공펌프부, 상기 히팅부 및 상기 플라즈마 세정부를 제어하는 것인 반도체 패키지 공정용 복합장치.
  6. 삭제
  7. 제1항 또는 제 5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 진공챔버 내의 온도가 상온이 되도록 상기 히팅부를 제어하고,
    상기 진공챔버 내로 상기 공정가스가 주입되도록 상기 가스부를 제어하고,
    상기 진공챔버 내에 상기 플라즈마 전극에 의하여 플라즈마가 형성되도록 상기 전원공급부를 제어하여 상기 플라즈마 세정공정을 수행하는 것인 반도체 패키지 공정용 복합장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 진공챔버 내의 온도가 제2온도가 되도록 한 후 제2시간 동안 상기 제2온도가 유지되도록 상기 히팅부를 제어하고 상기 진공챔버 내의 진공상태가 되도록 상기 진공 펌프부를 제어하여 상기 경화 공정을 수행하는 것인 반도체 패키지 공정용 복합장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2온도는 상기 제1온도보다 더 높은 것인 반도체 패키지 공정용 복합장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 기판은 상기 진공챔버 내에서 종단으로 배열되고,
    상기 히팅부는 상기 진공챔버 내측면들 중 좌측면 및 우측면에 마련되는 것인 반도체 패키지 공정용 복합장치.
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