KR101594928B1 - 기판 처리 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 처리 장치를 제공한다. 기판 처리 장치는 공정 챔버, 지지 유닛, 배플, 가스 공급부, 플라스마 발생부 및 블로킹 부재 등을 포함한다. 지지 유닛은 서셉터 및 세라믹 링을 포함한다. 서셉터의 상면에는 엠보싱이 형성됨으로써 마운팅 테이프와 서셉터 사이의 공기 배출을 원활하게 하고, 정전기를 방지한다. 세라믹 링에는 스페이서에 의한 갭 및 가이드가 부분적으로 제공됨으로써 마운팅 테이프와 서셉터 사이의 공기 배출을 원활하게 한다. 블로킹 부재는 플라즈마에 의한 공정 진행 중 프레임 링은 커버하고 마운팅 테이프는 노출시킴으로써 프레임 링의 변성을 방지하고 마운팅 테이프의 표면에 자류하는 접착제를 제거한다.

Description

기판 처리 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TREATING A SUBSTRATE}
본 발명은 기판을 처리하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플라스마를 이용하여 기판을 처리하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
프론트 엔드(FEOL : Front End Of Line)공정을 거친 웨이퍼는 두께가 필요 이상으로 두꺼우므로 백그라인딩(Back Grinding) 공정을 거쳐 얇아진다. 그러나 백그라인딩 공정 후 웨이퍼의 두께가 너무 얇아져 웨이퍼의 핸들링(Handling)이 쉽지 않다. 때문에 웨이퍼 핸들링을 위하여 접착제를 이용하여 캐리어를 웨이퍼에 부착한다. 캐리어는 후속 공정인 칩 본딩(Chip Bonding), 언더필(Underfill), 몰딩(Molding) 공정 후에 제거된다.
캐리어 제거 후, 웨이퍼는 프레임 링에 고정된 마운팅 테이프에 부착된 상태에서 핸들링 된다. 마운팅 테이프는 웨이퍼의 핸들링을 용이하게 할 뿐만 아니라, 웨이퍼가 개별 칩으로 분리될 때 칩들이 흩어지는 것을 방지한다.
캐리어가 제거된 웨이퍼에는 접착제가 완전히 제거되지 않고 일부가 남게 된다. 남아있는 접착제는 제거하기가 용이하지 않다.
본 발명의 실시예들은 캐리어 제거 후 웨이퍼에 남아있는 접착제를 용이하게 제거할 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 실시예들은 프레임 링의 변성을 방지할 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 실시예들은 공정 처리시 웨이퍼의 휨 현상을 방지할 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 실시예들은 비전도성 필름 라미네이션(NCF Lamination)시 발생할 수 있는 공동(Void)의 발생을 방지할 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 실시예들은 마운팅 테이프와 서셉터 사이의 정전기를 방지할 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 기판 처리 장치를 제공한다. 일 실시예에 의하면, 기판 처리 장치는, 내부에 공간이 형성된 공정 챔버; 상기 공정 챔버 내부에 위치하며, 처리 대상물을 지지하는 지지 유닛; 상기 공정 챔버 내부로 공정 가스를 공급하는 가스 공급부;를 포함하되, 상기 지지 유닛은, 서셉터;와 상기 서셉터를 둘러싸도록 제공된 세라믹 링;을 포함하고, 상기 지지 유닛에 놓인 상기 처리 대상물과 상기 세라믹 링 사이에 갭을 제공하는 스페이서를 포함하도록 제공된다.
또한, 상기 처리 대상물을 상기 서셉터 상면에 정위치시키기 위해, 상기 세라믹 링의 상면 에지부분에서 돌출되게 제공된 가이드를 더 포함한다. 상기 가이드는, 상기 서셉터를 둘러싸도록 복수개가 서로간에 이격되어 제공된다.
또한, 상기 서셉터의 상면에는 엠보싱이 형성된다.
상기 처리 대상물은, 프레임 링; 상기 프레임 링의 내측면에 고정된 마운팅 테이프; 및 상기 마운팅 테이프의 상면에 부착되는 웨이퍼;를 포함하되, 상기 기판 처리 장치는 상기 프레임 링이 플라스마에 노출되지 않도록 상기 프레임 링을 커버하는 링 형상의 블로킹 부재;를 더 포함한다..
상기 블로킹 부재는 상기 마운팅 테이프가 플라스마에 노출되도록 제공된다.
본 발명은 기판 처리 방법을 제공한다. 일 실시예에 의하면, 기판 처리 방법은, 프레임 링에 고정된 마운팅 테이프에 백그라인딩이 완료된 웨이퍼를 부착하여 처리 대상물을 구성하는 단계; 상기 처리 대상물을 상기 기판 처리 장치 내에 위치시키는 단계; 및 플라스마로 여기된 공정 가스를 이용하여 상기 웨이퍼 표면의 접착제 잔여물을 제거하는 단계;를 포함한다.
또한, 상기 접착제 잔여물을 제거하는 단계에서, 상기 마운팅 테이프가 상기 플라스마에 노출되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 접착제 잔여물을 제거하는 단계에서, 상기 프레임 링은 블로킹 링에 의해 커버되고 상기 마운팅 테이프는 상기 블로킹 링에 의해 커버되지 않는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예들은 플라스마를 이용하여 캐리어 제거 후 웨이퍼에 남아있는 접착제를 용이하게 제거할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은 프레임 링이 플라스마에 노출되는 것을 최소화함으로써 프레임 링의 변성을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 마운팅 테이프와 서셉터 사이의 공기의 배출을 유도하기 위해 세라믹 링에 스페이서 등을 제공함으로써 공기의 배출을 용이하게 하여 공정 진행시 웨이퍼의 휨현상 등을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은 마운팅 테이프를 플라스마에 노출시켜 접착제를 제거함으로써 비전도성 필름 라미네이션(NCF Lamination)시 발생할 수 있는 공동(Void)의 발생을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은 서셉터 상면에 엠보싱을 형성함으로써 마운팅 테이프와 서셉터 사이의 정전기를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치에서 처리되는 처리 대상물의 일 예를 나타내는 사시도이다.
도 2 내지 도 8은 도 1의 처리 대상물을 제작하는 과정을 순차적으로 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 단면도이다.
도 10은 도 9의 서셉터와 세라믹 링을 나타내는 사시도이다.
도 11은 도 9의 서셉터와 블로킹 부재를 나타내는 평면도이다.
도 12는 도 11의 선 A-A'따라 절단한 지지 유닛과 블로킹 부재를 나타내는 단면도이다.
도 13은 및 도 14는 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타낸 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 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 실시예에 따른 기판 처리 장치에 제공되는 처리 대상물을 나타내는 사시도이고, 도 2 내지 도 8은 도 1의 처리 대상물을 제작하는 과정을 순차적으로 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 8를 참조하면, 도 2와 같이 프론트 엔드(FEOL) 공정이 완료된 웨이퍼(51)가 제공된다. 웨이퍼(51)에는 도 3과 같이 실리콘 관통 전극(TSV : Through Silicon Via, 52)과 범프(53)가 순차적으로 형성되고, 캐리어(54)가 접착된다. 캐리어(54)는 실리콘 또는 유리 재질의 판으로, 웨이퍼(51)가 백그라인딩 공정을 거칠 경우 두께가 매우 얇아 핸들링하기 어려우므로, 웨이퍼(51)의 핸들링을 위해 제공된다. 캐리어(54)는 접착제(55)에 의해 웨이퍼(51) 상면에 접착된다.
캐리어(54)가 부착된 웨이퍼(51)는 패키지(Package)의 조립 사이즈를 줄이기 위해 백그라인딩(Back Grinding) 공정에 제공된다. 프론트 엔드(FEOL) 공정을 거친 웨이퍼(51)는 두께가 불필요하게 두껍기 때문에 백그라인딩 공정에서 도 4와 같이 웨이퍼(51) 뒷면을 매우 얇게 연마한다.
백그라인딩 공정 후 웨이퍼(51a)는 도 5와 같이 플립(flip)되고, 칩 본딩(chip bonding, 61)이 이루어진다. 그리고 도 6과 같이 언더필(under fill, 62)과 몰딩(molding, 63) 공정이 순차적으로 진행된다.
몰딩(63) 공정이 완료된 웨이퍼(51b)는 도 7과 같이 프레임 링(71)에 고정된 마운팅 테이프(72) 위에 부착된다. 프레임 링(71)은 웨이퍼(51b)보다 큰 반경을 갖는 링 형상으로, 스테인레스(Stainless) 또는 서스(SUS) 재질로 제공된다. 마운팅 테이프(72)는 두께가 얇은 필름으로, 필름 자체로 웨이퍼(51b)를 지탱하기 어려우므로 프레임 링(71)에 고정된다. 마운팅 테이프(72)는 3개의 층으로 구성되는데, 베이스(Base) 필름과, 웨이퍼가 접착되는 접착층, 그리고 이를 보호하는 보호 필름으로 구성된다. 프레임 링(71)은 웨이퍼(51b)보다 큰 반경을 가지므로, 상부에서 바라볼 때 프레임 링(71)과 웨이퍼(52b) 사이 영역에서 마운팅 테이프(72)가 외부에 노출된다.
웨이퍼(51b)를 마운팅 테이프(72)에 부착 후, 도 8과 같이 캐리어(54)를 제거한다. 캐리어(54)가 제거되면, 마운팅 테이프(72)는 일시적으로 캐리어(54) 역할을 대신하며 웨이퍼(51c)가 마운팅 테이프(72)에 부착된 상태로 공정에 제공된다. 프레임 링(71)과 마운팅 테이프(72)는 웨이퍼(51c)의 핸들링을 용이하게 한다. 그리고 마운팅 테이프(72)는 웨이퍼(51c)가 다이싱(Dicing)되어 개별 칩으로 분리될 때 칩들이 접착력에 의해 흩어지거나 손실되지 않도록 한다.
캐리어(54)가 제거된 후, 웨이퍼(51c)의 상면에는 접착제(55a)가 잔류하며, 이를 제거하기 위한 추가 공정이 요구된다.
웨이퍼(51c) 상면의 잔류 접착제(55a) 제거 공정 후, 비전도성 필름(NCF : Non Conductive Film)을 웨이퍼(51c) 상면에 열압착하여 범프(53) 사이의 틈을 메우는 비전도성 필름 라미네이션(NCF Lamination) 공정이 수행될 수 있다. 이 때, 마운팅 테이프(72)의 표면에 접착제가 잔류하는 경우, 비전도성 필름의 가장자리 영역이 마운팅 테이프(72)에 잔류하는 접착제에 접착되어 범프(53) 사이의 틈에 공동(Void)이 생기는 문제점이 발생할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(30)를 나타내는 도면이다. 도 9를 참조하면, 기판 처리 장치(30)는 공정 챔버(310), 지지 유닛(320), 배플(330), 플라스마 발생부(340), 블로킹 부재(350) 그리고 가스 공급부(370)를 포함한다. 기판 처리 장치(30)는 플라스마를 이용하여 웨이퍼(51c)에 잔류하는 접착제(55a) 및 마운팅 테이프(72)의 표면에 잔류하는 접착제를 제거하는 공정을 수행한다.
공정 챔버(310)는 공정 처리가 수행되는 공간을 제공한다. 공정 챔버(310)는 바디(311)와 밀폐 커버(312)를 가진다. 바디(311)는 상면이 개방되며 내부에 공간이 형성된다. 바디(311)의 측벽에는 처리 대상물(50)이 출입하는 개구(미도시)가 형성되며, 개구는 슬릿 도어(slit door) 와 같은 개폐 부재(미도시)에 의해 개폐된다. 개폐 부재는 공정 챔버(310) 내에서 처리 대상물(50)의 처리가 수행되는 동안 개구를 폐쇄하고, 처리 대상물(50)이 공정 챔버(310) 내부로 반입될 때와 공정 챔버(310) 외부로 반출될 때 개구를 개방한다.
바디(311)의 하부벽에는 배기홀(313)이 형성된다. 배기홀(313)은 배기 라인(317)과 연결된다. 배기 라인(317)을 통해 공정 챔버(310)의 내부 압력이 조절되고, 공정에서 발생된 반응 부산물이 공정 챔버(310) 외부로 배출된다.
밀폐 커버(312)는 바디(311)의 상부벽과 결합하며, 바디(311)의 개방된 상면을 덮어 바디(311) 내부를 밀폐시킨다. 밀폐 커버(312)의 상단은 플라스마 발생부(340)와 연결된다. 밀폐 커버(312)에는 확산공간(314)이 형성된다. 확산공간(314)은 배플(330)에 가까워질수록 너비가 점차 넓어지며, 역 깔때기 형상을 갖는다.
지지 유닛(320)은 공정 챔버(310) 내부에 위치한다. 지지 유닛(320)은 처리 대상물(50)을 지지한다. 지지 유닛(320)은 서셉터(322) 및 세라믹 링(324)을 포함한다. 처리 대상물(50)은 서셉터(322)의 상면에 웨이퍼(51c)의 하면이 대향되고, 세라믹 링(324)의 상면에 프레임 링(71)의 하면이 대향되도록 지지유닛(320)의 상면에 놓인다. 이경우, 마운팅 테이프(72)와 웨이퍼(51c)는 유연하므로 마운팅 테이프(72)와 서셉터(322) 사이에 공기층이 형성되고, 이 공기층은 프레임 링(71)의 하중에 의하여 외부로 방출되기 어렵다. 따라서, 공정을 위해 공정 챔버(310)내 압력을 낮추는 경우 압력차에 의해 공기층이 팽창함으로써 웨이퍼(51c)에 균열 및 뒤틀림 현상 등이 발생할 수 있다.
도 10은 도 9의 서셉터(322) 및 세라믹 링(324)를 나타내는 사시도이다. 도 9 및 도 10을 참고하면, 서셉터(322)는 웨이퍼(51c)를 지지한다. 서셉터(322)의 내부에는 냉각 유체가 순환하는 냉각 유로(미도시)가 형성될 수 있다. 냉각 유체는 냉각 유로를 따라 순환하며 서셉터(322)와 처리 대상물(50)을 냉각한다. 냉각 유체의 순환으로, 플라스마 공정과정에서 웨이퍼(51c)의 온도가 상승하는 것이 억제된다. 서셉터(322)의 상면에는 엠보싱이 형성된다. 이로 인해, 마운팅 테이프(72)와 서셉터(322) 사이의 공기의 배출이 용이해지고, 마운팅 테이프(32)와 서셉터(322)사이의 정전기를 방지할 수 있다. 세라믹 링(324)은 서셉터(322)의 상부 측면을 둘러싸도록 제공된다.
도 11은 도 9의 지지 유닛(320)과 블로킹 부재(350)의 평면도이며, 도 12는 도 11의 선 A-A' 따라 절단한 지지 유닛(320)과 블로킹 부재(350)를 나타내는 단면도이다. 도 9 내지 도 12를 참고하면, 세라믹 링(324)의 가장자리영역에는 수용 홈(324a)이 형성된다. 수용 홈(324a)은 받침편(365)이 상하방향으로 이동할 수 있도록 세라믹 링(324)의 외측면으로부터 내측으로 만입된다. 수용 홈(324a)은 세라믹 링(324)의 둘레를 따라 복수 개 형성될 수 있다. 실시예에 의하면, 수용 홈(324a)은 세라믹 링(324)의 일 측에 2개 형성되고, 이와 대칭되는 세라믹 링(324)의 타 측에 2개 형성될 수 있다.
세라믹 링(324)의 가장자리영역에는 가이드(324b)가 형성된다. 가이드(324b)는 처리 대상물(50)이 지지 유닛(320)상에 정위치 되도록 처리 대상물(50)을 가이드한다. 가이드(324b)는 세라믹 링(324)의 가장자리 상면에 윗방향으로 돌출되도록 제공된다. 가이드(324b)는 그 상부에서 바라볼 때 링의 일부를 잘라낸 형상으로 제공된다. 가이드(324b)는 복수개가 제공된다. 가이드(324b)들은 서셉터(322)를 둘러싸듯 링 형상으로 배치된다. 가이드(324b)는 세라믹 링(324)의 가장자리영역 중 일부에 제공됨으로써 마운팅 테이프(72)와 서셉터(322) 사이의 공기의 배출이 용이해진다.
세라믹 링(324)과 세라믹 링(324)에 놓인 프레임 링(71) 사이에는 갭(Gap, G)이 제공될 수 있다. 갭(G)은 세라믹 링(324) 및 프레임 링(71) 사이에 제공된 스페이서(324c)에 의해 형성될 수 있다. 일 예에 의하면, 스페이서(324c)는 세라믹 링(324)의 상면으로부터 돌출되도록 제공될 수 있다. 스페이서(324c)는 위로 볼록한 형상의 핀 또는 반구 형상으로 제공될 수 있다. 스페이서(324c)는 서셉터(322)를 둘러싸도록 서로 이격되어 복수개로 제공된다. 갭(G)이 제공됨으로써, 프레임 링(71)의 하중으로 인한 마운팅 테이프(72)가 눌리는 것을 방지할 수 있다. 이로 인해, 마운팅 테이프(72)와 서셉터(322) 사이에서 방출되지 못한 공기의 방출이 원활하게 이루어지도록 한다.
다시 도 9를 참고하면, 배플(330)은 체결 부재에 의해 바디(311)의 상부벽에 결합한다. 배플(330)은 원판 형상으로, 서셉터(320)의 상면과 나란하게 배치된다. 배플(330)는 알루미늄 재질로, 표면을 산화시켜 제공된다. 배플(330)에는 분배홀(331)들이 형성된다. 분배홀(331)들은 균일한 라디칼 공급을 위해 동심의 원주상에 일정 간격으로 형성된다. 확산공간(314)에서 확산된 플라스마는 분배홀(331)들에 유입된다. 이때 전자 또는 이온 등과 같은 하전 입자는 배플(330)에 갇히고, 산소 라디칼 등과 같이 전하를 띄지 않는 중성 입자들은 분배홀(331)들을 통과하여 처리 대상물(50)로 공급된다.
가스 공급부(370)는 가스 공급 라인(372), 가스 저장부(374) 및 가스 포트(376)를 가진다. 가스 공급부(370)는 플라스마 발생부(340)의 외부에 제공될 수 있다. 가스 공급부(340)는 하나 또는 복수개가 제공될 수 있다.
가스 공급 라인(372)의 일단에는 가스 저장부(374)가 연결되고, 타단에는 가스 포트(376)가 연결된다. 가스 저장부(374)에 저장된 공정 가스는 가스 공급 라인(372)을 통해 가스 포트(376)로 공급된다.
공정 가스는 웨이퍼(51c) 표면의 잔류 접착제 및 마운팅 테이프(72) 표면의 잔류 접착제를 제거하기 위해 사용된다. 공정 가스는 제 1 가스에는 접착제 제거 효율을 향상시키기 위해 사불화탄소(CF4) 등 불소계열의 가스가 첨가 될 수 있다.
가스 포트(376)는 유전체 관(343)의 상부에 결합된다. 가스 포트(376)를 통해 공급된 공정 가스는 유전체 관(343) 내부로 유입된다.
플라스마 발생부(340)는 공정 챔버(310)의 상부에 제공되며, 플라스마를 생성 및 공급한다. 플라스마 발생부(340)는 발진기(341), 도파관(342) 그리고 유전체 관(343)을 포함한다.
발진기(341)는 마이크로파를 발생시킨다. 도파관(342)은 발진기(341)와 유전체 관(343)을 연결한다. 발진기(341)에서 발생된 마이크로파는 도파관(342)을 따라 흐르며, 유전체 관(343)으로 제공된다. 가스 공급부(370)에 의해 유전체 관(343) 내부로 공급된 공정 가스는 전자기파에 의해 플라스마 상태로 여기된다. 플라스마는 유전체 관(343)을 거쳐 확산공간(314)으로 유입된다.
도 9, 도 11 및 도 12를 참고하면, 블로킹 부재(350)는 프레임 링(71)이 플라스마에 노출되는 것을 차단한다. 블로킹 부재(350)는 처리 대상물(50)을 지지 유닛(320)의 상면에 안착시키고, 지지 유닛(320)에 놓인 처리 대상물(50)을 들어올린다. 블로킹 부재(350)는 블로킹 링(351)과 승강 부재(355)를 포함한다.
블로킹 링(351)은 세라믹 링(324)의 상부에 위치하며, 프레임 링(71)을 커버함으로써, 프레임 링(71)이 플라스마에 노출되는 것을 차단한다. 블로킹 링(351)은 세라믹 재질로 제공된다. 블로킹 링(351)은 링 형상으로, 내경이 프레임 링(71)의 내경에 상응하거나 그보다 크고 외경이 프레임 링(71)의 외경에 상응하거나 그보다 작을 수 있다. 블로킹 링(351)은 프레임 링(71)의 내측 영역으로부터 프레임 링(71)의 외측 가장자리영역을 커버할 수 있는 너비를 가진다. 블로킹 링(351)은 바디(352), 내측부(353), 그리고 외측부(354)를 가진다. 바디(352)는 링 형상으로 프레임 링(71)의 상면과 마주하여 위치한다. 바디(352)는 프레임 링(71)과 소정 간격을 유지한다. 내측부(353)는 바디(352)의 내측으로부터 하향 경사지게 연장되며, 그 끝단이 프레임 링(71)의 내측 영역과 접촉한다. 외측부(354)는 바디(352)의 외측으로부터 하향 경사지게 연장되며, 그 끝단이 프레임 링(71)의 외측 가장자리 영역과 접촉한다. 상술한 블로킹 링(351)은 외부로 노출된 마운팅 테이프(72)는 커버하지 않는다. 따라서, 플라스마에 의해 마운팅 테이프(72) 표면의 잔류 접착제가 제거됨으로써 비전도성 필름 라미네이션(NCF Lamination) 공정시 공동(Void)의 발생을 방지한다.
블로킹 링(351)은 마운팅 테이프(72)가 플라스마에 노출되는 것을 차단한다. 블로킹 링(351)은 내측단(353)이 웨이퍼(51c)와 접촉 또는 인접하고, 외측단(354)이 프레임 링(71)과 접촉 또는 인접하므로 마운팅 테이프(72) 측으로 플라스마 유입이 차단된다. 마운팅 테이프(72)가 플라스마에 노출되는 경우, 마운팅 테이프(72)가 늘어나 처리 대상물(50)의 핸들링이 문제되고, 마운팅 테이프(72)가 변성된다. 변성된 마운팅 테이프(72)는 제거가 쉽지 않을 뿐 아니라, 완전히 제거되지 않고 일부가 웨이퍼(51c)에 남는 문제가 발생한다. 블로킹 링(71)은 마운팅 테이프(72)가 플라스마에 노출되는 것을 차단하여 상술한 문제 발생을 예방한다.
승강 부재(355)는 블로킹 링(351)을 승강시킨다. 처리 대상물(50)이 지지 유닛(320)에 놓이거나, 지지 유닛(320)에서 들어올려지는 경우, 승강 부재(355)는 블로킹 링(351)을 들어올린다. 그리고, 처리 대상물(50)이 지지 유닛(320)에 놓이는 동안, 승강 부재(355)는 블로킹 링(351)을 아래로 내려 마운팅 테이프(72)를 커버한다. 승강 부재(355)는 이동 로드(361), 받침편(365), 그리고 구동부(368)를 포함한다.
이동 로드(361)는 블로킹 링(351)을 지지하고, 블로킹 링(351)을 승강시킨다. 실시예에 의하면, 이동 로드(361)는 세 개의 로드(362 내지 364)들이 서로 연결된 구조로 제공된다. 제1로드(362)는 블로킹 링(351)을 지지한다. 제2로드(363)는 제1로드(362)의 하부에서 제1로드(362)를 지지하며, 내측에 제1로드(362)가 승강 가능한 공간이 형성된다. 제1로드(362)는 상하방향으로 이동하여 제2로드(363)의 내측과 제2로드(363)의 상부에 위치할 수 있다.
제3로드(364)는 제2로드(363)의 하부에서 제2로드(363)를 지지하며, 내측에 제2로드(363)가 승강 가능한 공간이 형성된다. 제2로드(363)는 상하방향으로 이동하여 제3로드(364)의 내측과 제3로드(364)의 상부에 위치할 수 있다.
구동부(368)는 이동 로드(361)를 승강시킨다. 구체적으로, 구동부(368)는 제1로드(362)와 제2로드(363)를 개별적으로 승강시킨다. 구동부(368)의 구동으로 제2로드(363)는 제3로드(364)에 대해 승강하고, 제1로드(362)는 제2로드(363)에 대해 승강한다.
받침편(365)은 이동 로드(361)에 결합하며, 이동로드(361)와 함께 승강한다. 실시예에 의하면, 받침편(365)은 제2로드(363)에 결합한다. 받침편(365)은 제2로드(363)로부터 서셉터(322) 방향으로 연장되며, 그 끝단이 수용홈(324a)에 위치한다. 제2로드(363)의 이동과 함께, 받침편(365)은 수용홈(324a)을 따라 승강한다. 받침편(365)이 수용홈(324a)의 상부에 위치하는 경우, 프레임 링(71)이 안착된다. 처리 대상물(50)은 프레임 링(71)이 받침편(365)에 안착된 상태에서, 받침편(365)의 하강과 함께 하강한다. 받침편(365)이 하강하는 과정에서 처리 대상물(50)은 지지 유닛(320)의 상면에 놓여진다. 이와 반대로, 받침편(365)이 수용홈(324a) 내에서 위쪽으로 이동하는 경우 프레임 링(71)이 받침편(365)에 놓여진다. 받침편(365)이 상승하는 과정에서 처리 대상물(50)은 지지 유닛(320)으로부터 픽업된다.
이하, 상술한 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 방법에 대해 설명한다.
도 1 내지 도 8을 참고하면, 상술한 바와 같이 프레임 링(71)에 고정된 마운팅 테이프(72)에 백그라인딩이 완료된 웨이퍼(51c)를 부착하여 처리 대상물(50)을 구성한다.
도 9 및 도 12를 참고하면, 이 후, 처리 대상물(50)은 반송 로봇에 의해 공정 챔버(310) 내부로 제공된다. 공정 챔버(310) 내에서는 제1로드(362)와 제2로드(363)가 승강하여 받침편(365)이 대기한다. 처리 대상물(50)은 프레임 링(71)이 받침편(365)에 안착된다. 처리 대상물(50)이 받침편(365)에 지지된 상태에서 제2로드(363)가 하강한다. 제2로드(363)와 함께 받침편(365)이 하강하는 과정에서 처리 대상물(50)은 지지 유닛(320)에 안착된다. 이 경우, 처리 대상물(50)은 웨이퍼(51c)의 하면이 서셉터(322)에 대향되고, 프레임 링(71)의 하면이 가이드(324b)에 대향되도록 위치된다. 이 후, 제1로드(362)와 함께 블로킹 링(351)이 하강하여 프레임 링(71)을 커버하고, 마운팅 테이프(72)는 노출 시킨다.
가스 공급부(370)는 유전체 관(343) 내부로 공정 가스를 공급한다.
플라스마 발생부(340)는 공정 가스로부터 플라스마를 생성한다. 발진기(341)에서 발생된 마이크로파가 도파관(342)을 통해 유전체 관(343) 내부로 전달된다. 마이크로파는 가스 공급부(370)에서 유전체 관(343) 내부로 공급된 공정 가스를 플라스마 상태로 여기시킨다. 플라스마는 확산 공간(314)으로 유입되고, 확산공간(314)과 샤워 헤드(330)의 분배홀(331)들을 거쳐 공정 챔버(310) 내부로 유입된다. 플라스마는 처리 대상물(50)의 상면으로 공급되고, 블로킹 링(351)에 의해 프레임 링(71)과의 접촉이 제한된다. 이 경우, 외부로 노출된 마운팅 테이프(72)는 블로킹 링(351)에 의해 커버되지 않는다.
플라스마는 웨이퍼(51c)의 상면에 부착된 접착제 및 외부로 노출된 마운팅 테이프(72) 표면의 잔류 접착제를 제거한다.
공정 챔버(310) 내부에 머무르는 공정 가스 및 반응 부산물은 배기 플레이트(410)의 홀들을 거쳐 배기홀(411)로 유입되어 외부로 배기된다.
공정 처리가 완료되면, 제1로드(362)와 제2로드(363)가 상승한다. 제2로드(363)와 함께 받침편(365)이 상승하면서 지지 유닛(320)으로부터 처리 대상물(50)을 들어올린다. 받침편(365)에 처리 대상물(50)이 지지되는 동안, 반송 로봇이 공정 챔버(310) 내부로 진입하여 프레임 링(71)을 파지한다. 반송 로봇은 공정 챔버(310)로부터 처리 대상물(50)을 반출한다.
다시 도 2 내지 도 8을 참조하면, 상술한 실시예들에서는 몰딩(63) 공정 후 마운팅 테이프(72)에 웨이퍼(51b)를 부착하고, 캐리어(54) 제거 후 웨이퍼(51c)에 남아있는 접착층(55a)을 제거하는 공정이 수행되는 것으로 설명하였다. 이와 달리, 접착층(55a) 제거는 칩(61) 본딩 전에 수행될 수 있다. 실시예에 의하면, 프론트 엔드(FEOL : Front End Of Line)공정을 거친 웨이퍼(51)에 캐리어(54)를 접착하고 백그라인딩 공정을 수행한 후, 마운팅 테이프(72)에 웨이퍼(51a)를 부착한 상태에서 캐리어(54)를 제거하고 웨이퍼(51a)에 잔류하는 접착층(55a)을 제거할 수 있다. 이후 칩 본딩 공정, 언더필 공정, 그리고 몰딩 공정이 순차적으로 진행된다.
상술한 실시예들은 처리 공간 외부에서 플라스마를 발생시키고 발생된 플라스마를 처리 공간 내부로 공급하여 처리 대상물을 처리하는 기판 처리 장치를 이용하여 설명하였다. 그러나 이와 달리, 본발명의 실시예들은 처리 공간 내부에서 플라스마의 발생 및 처리 대상물의 처리가 실시되는 기판 처리 장치에 제공될 수 있다. 도 13 및 도 14는 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타낸 단면도이다. 도 13을 참고하면, 본 발명의 실시예는 처리 공간 내부에서 플라스마의 발생 및 처리 대상물의 처리가 실시되는 유도 결합 플라스마 소스 방식(ICP)을 이용한 기판 처리 장치에도 적용 가능하다. 또한, 도 14를 참고하면, 본 발명의 실시예는 처리 공간 내부에서 플라스마의 발생 및 처리 대상물의 처리가 실시되는 용량 결합 플라스마 소스 방식(CCP)을 이용한 기판 처리 장치에도 적용 가능하다.
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.
50: 처리 대상물
310: 공정 챔버
320: 지지 유닛
330: 배플
340: 플라스마 발생부
350: 블로킹 부재
370: 가스 공급부

Claims (12)

  1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    내부에 공간이 형성된 공정 챔버;
    상기 공정 챔버 내부에 위치하며, 프레임 링과 상기 프레임 링의 내측면에 고정된 마운팅 테이프와 상기 마운팅 테이프의 상면에 부착되는 웨이퍼를 포함하는 처리 대상물을 지지하는 지지 유닛;
    상기 공정 챔버 내부로 공정 가스를 공급하는 가스 공급부;를 포함하되,
    상기 지지 유닛은,
    서셉터와
    상기 서셉터를 둘러싸도록 제공된 세라믹 링;을 포함하고,
    상기 장치는 상기 프레임 링과 상기 세라믹 링 사이에 갭을 제공하는 스페이서를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스페이서는 상기 세라믹 링으로부터 상부로 돌출된 기판 처리 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 스페이서는 상기 서셉터를 둘러싸도록 복수개 제공되는 기판 처리 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리 대상물을 상기 서셉터 상면에 정위치시키기 위해, 상기 세라믹 링의 상면 에지부분에서 돌출되게 제공된 가이드를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 가이드는, 상기 서셉터를 둘러싸도록 복수개가 서로간에 이격되어 제공되는 기판 처리 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 서셉터의 상면에는 엠보싱이 형성된 기판 처리 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 장치는 상기 프레임 링이 플라스마에 노출되지 않도록 상기 프레임 링을 커버하는 링 형상의 블로킹 부재;를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 블로킹 부재는 상기 마운팅 테이프가 플라스마에 노출되도록 제공되는 기판 처리 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 블로킹 부재는,
    블로킹 링; 및
    상기 블로킹 링을 승강시키는 승강 부재를 포함하는 기판 처리 장치.
  10. 프레임 링에 고정된 마운팅 테이프에 백그라인딩이 완료된 웨이퍼를 부착하여 처리 대상물을 구성하는 단계;
    상기 처리 대상물을 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 하나의 상기 기판 처리 장치 내에 위치시키는 단계; 및
    플라스마로 여기된 공정 가스를 이용하여 상기 웨이퍼 표면의 접착제 잔여물을 제거하는 단계;를 포함하는 기판 처리 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 접착제 잔여물을 제거하는 단계에서, 상기 마운팅 테이프가 상기 플라스마에 노출되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 접착제 잔여물을 제거하는 단계에서, 상기 프레임 링은 블로킹 링에 의해 커버되고 상기 마운팅 테이프는 상기 블로킹 링에 의해 커버되지 않는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
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