KR101739969B1 - 기판지지장치 - Google Patents

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KR101739969B1
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류수렬
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김학두
최정태
손혁주
김영호
박상필
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Abstract

본 발명은 에폭시 몰딩 컴파운드(EMC) 재질의 기판을 이용하여 단일 칩 시스템(SoC)을 제조하기 위한 리플로우 공정의 수행 시, 기판을 고정시켜 안정적으로 지지함으로써 기판의 휨 현상에 의한 공정 불량을 방지할 수 있는 기판지지장치를 제공함에 그 목적이 있다.
이를 구현하기 위한 본 발명의 기판지지장치(100)는, 단일 칩 시스템(SoC)의 제조를 위한 리플로우 공정 시, 에폭시 몰딩 컴파운드(EMC) 재질의 기판을 고정시켜 지지하기 위한 기판지지장치로서, 상기 기판이 열처리되는 챔버의 내부에 승강 가능하게 구비되고, 상기 기판이 안착 고정되는 지지플레이트(110)를 포함하되, 상기 지지플레이트(110)는, 상기 지지플레이트(110)의 중앙을 중심으로 동심 구조로 형성된 복수의 원형홈(112)과, 상기 지지플레이트(110)의 상면에 방사상으로 형성되며 상기 원형홈(112)과 연통되는 복수의 직선홈(113), 및 상기 원형홈(112)과 직선홈(113)에 진공을 인가하기 위한 복수의 흡입구(111)를 포함하고, 상기 복수의 원형홈(112)은, 상기 기판의 테두리부를 흡착하기 위한 2중 이상의 원형홈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

기판지지장치{Substrate holding apparatus}
본 발명은 기판지지장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 에폭시 몰딩 컴파운드(EMC) 재질의 기판을 이용하여 단일 칩 시스템(SoC)을 제조하기 위한 리플로우 공정의 수행 시, 기판을 고정시켜 안정적으로 지지함으로써 기판의 휨 현상을 방지하기 위한 기판지지장치에 관한 것이다.
반도체 제품의 대용량화 및 고성능화를 위한 수단으로 반도체 패키지 기술이 적용되고 있는데, 이러한 반도체 패키지 공정에서 반도체가 실장 되는 기판이나 서로 다른 반도체 사이를 전기적으로 연결하기 위한 범핑 볼(bumping ball)을 형성하는 공정을 리플로우(Reflow) 공정이라 칭한다.
종래에는 리플로우 공정에 사용되는 기판이 실리콘(Si) 재질로 구성되어 있어 일반 진공척으로도 기판을 충분히 고정시켜 공정을 수행할 수 있었으나, 하나의 집적회로에 고집적화 된 단일 칩 시스템(SoC; System On Chip)을 제조하는 경우에는 종래 실리콘 기판이 아닌 에폭시 몰딩 컴파운드(EMC; Epoxy Molding Compound) 재질의 기판을 이용하여 리플로우 공정이 수행된다.
이와 같은 리플로우 공정은 약 250℃의 고온 상태에서 공정이 수행되는데, 에폭시 몰딩 컴파운드 재질의 기판은 열팽창율이 큰 재질의 특성상, 리플로우 공정의 진행 시 기판에 휨(Warpage) 현상이 발생하게 되는데, 기판을 안정적으로 고정시켜 지지하지 못할 경우에는 심각한 공정 불량을 초래하게 된다.
종래 기판처리공정에서 기판을 고정시켜 지지하기 위한 장치와 관련된 선행기술로서, 등록특허 제10-1501171호(리플로우 처리 유닛)에는 진공압에 의해 기판을 흡착하는 진공척이나, 기계적 클램핑 또는 정전척이 사용될 수 있다는 일반적인 기술내용이 소개되어 있다.
다른 선행기술로서, 등록특허 제10-0645647호(플렉시블 기판용 지그)에는 반송 지그의 상면에서 힌지에 의해 구동되는 누름판으로 플렉시블 기판을 처지지 않은 상태로 고정하는 구조가 개시되어 있다.
상기 선행기술들에는 진공의 흡착력 또는 기계적 클램핑에 의해 기판을 고정시켜 지지한다는 내용이 기술되어 있다.
그러나, 상기 에폭시 몰딩 컴파운드 재질의 기판을 이용하는 리플로우 공정에서와 같이 열팽창에 의해 기판의 휨 현상이 심하게 발생하는 경우, 기판을 보다 견고하게 고정시켜 지지함으로써 기판의 휨 현상에 따른 공정 불량을 방지할 수 있는 개선된 구조의 기판지지장치에 대한 개발이 요구되는 상황이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 에폭시 몰딩 컴파운드(EMC) 재질의 기판을 이용하여 단일 칩 시스템(SoC)을 제조하기 위한 리플로우 공정의 수행 시, 기판을 고정시켜 안정적으로 지지함으로써 기판의 휨 현상에 의한 공정 불량을 방지할 수 있는 기판지지장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 기판지지장치(100)는, 단일 칩 시스템(SoC)의 제조를 위한 리플로우 공정 시, 에폭시 몰딩 컴파운드(EMC) 재질의 기판을 고정시켜 지지하기 위한 기판지지장치로서, 상기 기판이 열처리되는 챔버의 내부에 승강 가능하게 구비되고, 상기 기판이 안착 고정되는 지지플레이트(110)를 포함하되, 상기 지지플레이트(110)는, 상기 지지플레이트(110)의 중앙을 중심으로 동심 구조로 형성된 복수의 원형홈(112)과, 상기 지지플레이트(110)의 상면에 방사상으로 형성되며 상기 원형홈(112)과 연통되는 복수의 직선홈(113), 및 상기 원형홈(112)과 직선홈(113)에 진공을 인가하기 위한 복수의 흡입구(111)를 포함하고, 상기 복수의 원형홈(112)은, 상기 기판의 테두리부를 흡착하기 위한 2중 이상의 원형홈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 복수의 원형홈(112)은, 상기 지지플레이트(110)의 중앙부에 형성된 원형홈(112a,112b,112c)의 깊이에 비해 상기 지지플레이트(110)의 중앙부의 외측부에 형성된 원형홈(112d,112e)의 깊이가 상대적으로 얕은 깊이로 형성될 수 있다.
상기 흡입구(111)는, 상기 지지플레이트(110)의 중앙을 기준으로 반경방향 외측으로 소정 거리 이격된 위치에서 원주방향으로 소정 각도 이격되어 복수로 형성될 수 있다.
상기 흡입구(111)는, 상기 지지플레이트(110)의 중앙부에 형성된 흡입구와, 상기 지지플레이트(110)의 외측부에 복수로 형성된 흡입구로 이루어질 수 있다.
상기 복수의 직선홈(113)은, 지지플레이트(110)의 중앙을 기준으로 반경방향의 외측으로 순차로 배치되되, 원주방향으로 서로 다른 위상으로 어긋나게 배치될 수 있다.
상기 지지플레이트(110)의 중앙부에 형성된 흡입구와, 상기 지지플레이트(110)의 외측부에 복수로 형성된 흡입구에는 각각 개별적으로 진공이 인가되도록 구성될 수 있다.
상기 기판의 외측부가 중앙부에 비해 상측으로 휘어진 상태로 안착되는 경우, 상기 지지플레이트(110)의 중앙부에 형성된 흡입구에 진공이 먼저 인가된 후에, 상기 지지플레이트(110)의 외측부에 복수로 형성된 흡입구에 진공이 인가되고, 상기 기판의 외측부가 중앙부에 비해 하측으로 휘어진 상태로 안착되는 경우, 상기 지지플레이트(110)의 외측부에 복수로 형성된 흡입구에 진공이 먼저 인가된 후에, 상기 지지플레이트(110)의 중앙부에 형성된 흡입구에 진공이 인가되도록 구성될 수 있다.
상기 지지플레이트(110)의 가장자리부에는 상기 지지플레이트(110) 상에 안착된 기판의 테두리부를 상기 지지플레이트(110) 측으로 가압하여 상기 기판을 고정 지지하며 상기 안착된 기판의 위치 이탈을 방지하기 위한 클램핑수단(120)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
일실시예로서, 상기 클램핑수단(120)은, 상기 지지플레이트(110)에 힌지 결합되어 회동 가능하도록 구비되어 상기 지지플레이트(110) 상에 안착되는 기판의 테두리부를 상기 지지플레이트(110) 측으로 가압하는 누름판(121); 상기 누름판(121)을 상기 지지플레이트(110)를 향하는 방향으로 탄성지지하는 탄성부재(124); 및 상기 지지플레이트(120)를 관통하여 승강 가능하도록 구비되어, 상측으로 이동 시 상기 누름판(121)이 상측으로 회동되도록 밀어올리는 승강핀(63)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 클램핑수단(120)은 상기 지지플레이트(110)의 가장자리부에 원주방향을 따라 일정 간격으로 이격되어 복수로 구비되고, 상기 지지플레이트(110)의 가장자리부에는 인접하게 배치되는 상기 클램핑수단(120)의 사이에 구비되어 상기 기판의 위치 이탈을 방지하기 위한 복수의 가이드돌기(130)가 형성될 수 있다.
다른 실시예로서, 상기 클램핑수단(120)은 상기 지지플레이트(110)의 가장자리부에 원주방향을 따라 일정 간격을 두고 복수로 구비되되, 상기 클램핑수단(120)은 인접하게 배치되는 클램핑수단(120) 간에 상기 누름판(121)이 서로 근접하게 위치하도록 배치된 것일 수 있다.
또 다른 실시예로서, 상기 클램핑수단(120)은, 상기 지지플레이트(110)에 일측단이 고정되는 고정부(125a)와, 상기 고정부(125a)의 일측단에 연결부(125b)를 통해 일체로 형성되어 회동 가능하도록 구비되되, 상기 지지플레이트(110)를 향하는 방향으로 탄성력이 작용되어 상기 지지플레이트(110) 상에 안착되는 기판의 테두리부를 상기 지지플레이트(110) 측으로 가압하는 누름부(125c)로 구성된 판스프링일 수 있다.
또 다른 실시예로서, 상기 클램핑수단(120)은, 상기 지지플레이트(110)의 가장자리부에 원주방향을 따라 일정 간격을 두고 복수로 구비되어 상기 지지플레이트(110) 상에 안착되는 기판의 위치 이탈을 방지하기 위한 복수의 가이드편(126)과, 상기 가이드편(126)의 상측에서 승강 가능하도록 구비되어, 상기 지지플레이트(110) 상에 안착되는 기판을 상기 지지플레이트(110) 측으로 가압하여 고정하기 위한 링(127)을 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 기판지지장치에 의하면, 기판이 안착되는 지지플레이트에 진공을 인가하기 위한 복수의 원형홈과, 이들을 연통시키기 위한 복수의 직선홈을 형성하되, 복수의 원형홈은 기판의 테두리부를 흡착하기 위한 2중 이상 다중의 원형홈을 포함하도록 구성함으로써, 에폭시 몰딩 컴파운드 재질로 이루어진 기판의 휨 현상을 효과적으로 방지할 수 있으며, 이로써 단일 칩 시스템(SoC)의 제조를 위한 리플로우 공정의 불량률을 감소시킬 수 있다.
또한 지지플레이트에 형성되는 복수의 원형홈은, 지지플레이트의 중앙부에 형성된 원형홈의 깊이에 비해 지지플레이트의 외측부에 형성된 원형홈의 깊이를 상대적으로 얕은 깊이로 형성함으로써, 지지플레이트에 안착되는 기판의 전체면에 걸쳐 진공의 압력 분포가 균일하게 이루어져 기판의 흡착력을 높이고, 기판의 정렬상태를 유지할 수 있다.
또한 지지플레이트에 상호 연통되는 복수의 원형홈과 직선홈을 형성하고, 진공을 인가하기 위한 흡입구를 지지플레이트의 중앙부를 기준으로 반경방향 외측으로 소정 거리 이격된 위치에 복수로 형성함으로써, 진공이 인가되는 관로의 단면적이 넓어져 기판의 흡착력을 증대시킬 수 있다.
또한 기판이 휘어진 상태에 대응하여 지지플레이트의 중앙부와 외측부에 진공이 인가되는 순서를 제어함으로써, 기판의 위치 이탈을 방지하며 보다 안정적으로 기판을 흡착할 수 있다.
또한 지지플레이트의 가장자리부에는 지지플레이트 상에 안착된 기판의 테두리부를 상기 지지플레이트 측으로 가압하여 기판을 고정 지지하며, 안착된 기판의 위치 이탈을 방지하기 위한 클램핑수단을 포함하여 구성함으로써, 기판을 보다 확실하게 고정시켜 지지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기판지지장치를 포함하는 기판처리장치를 개략적으로 나타낸 단면도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 지지플레이트의 (a) 평면도와, (b) A-A 선을 따르는 단면도,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 지지플레이트와 진공흡착수단의 연결구조를 나타낸 도면,
도 4는 웨이퍼의 상태를 나타낸 도면으로서, (a)는 정상 상태, (b)는 외측부가 중앙부에 비해 상측으로 휘어진 상태, (c)는 외측부가 중앙부에 비해 하측으로 휘어진 상태의 모습을 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 기판지지장치의 열린 상태를 나타낸 사시도,
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 기판지지장치의 열린 상태를 나타낸 평면도,
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 기판지지장치의 닫힌 상태를 나타낸 사시도,
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 기판지지장치의 닫힌 상태를 나타낸 평면도,
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 기판지지장치의 (a) 열린 상태와, (b) 닫힌 상태를 나타낸 부분 사시도,
도 10은 본 발명의 제4실시예에 따른 기판지지장치의 열린 상태를 나타낸 사시도,
도 11은 본 발명의 제4실시예에 따른 기판지지장치의 닫힌 상태를 나타낸 사시도.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1을 참조하면, 본 발명이 적용되는 기판처리장치(1)는, 단일 칩 시스템(SoC)을 제조하기 위하여 에폭시 몰딩 컴파운드(EMC; Epoxy Molding Compound) 재질의 기판(W)을 열처리하는 리플로우(Reflow) 공정을 수행하기 위한 장치로서, 기판(W)이 열처리되는 열처리 공간(S)이 내부에 마련되고, 일측에는 기판(W)이 반입/반출되도록 개폐되는 도어(11)를 구비한 챔버(10), 상기 챔버(10)의 상부에 구비되어 기판(W)을 가열하는 가열부(20), 상기 가열부(20)의 하측에 구비되며 다수의 분사홀(31)이 형성되어 가스공급부(40)를 통하여 공급되는 공정가스가 열처리 공간(S)에 균일하게 분사되도록 하는 샤워헤드(30), 상기 챔버(10)의 하부에 구비되어 가열부(20)에 의해 열처리된 기판(W)을 냉각하는 냉각부(50), 상기 가열부(20)와 근접하는 가열 위치와, 상기 냉각부(50)에 접촉되는 냉각 위치 사이에서 기판(W)과 기판(W)이 안착 고정되는 지지플레이트(110)를 승강시키는 승강구동부(60), 챔버(10)의 하부에 구비되어 열처리 공간(S)으로 분사된 공정가스가 배출되는 배기부(70)를 포함한다. 그리고, 상기 챔버(10)의 내부에는 기판(W)을 고정시켜 지지하기 위한 기판지지장치(100)가 구비된다.
상기 가열부(20)는 기판(W)의 상측으로 이격된 위치에 구비되어 기판(W)의 상면에 열을 공급하기 위한 구성으로서, 가열광을 조사하는 램프 형태 또는 히터가 내장되어 열을 방사하는 플레이트 형태 등으로 구성될 수 있다. 상기 가열부(20)는 가스공급부(40)의 둘레와 샤워헤드(30)의 상측에 근접하도록 구비되어, 가스공급부(40)로부터 샤워헤드(30)로 공급되는 공정가스는 가열부(20)에 의해 공정온도에 적합한 온도로 가열된 후에 분사홀(31)을 통해 열처리 공간(S)으로 분사된다.
상기 냉각부(50)는 가열부(20)에 의해 가열 처리된 기판(W)과 지지플레이트(110)를 반출이 가능한 온도로 냉각하기 위한 구성으로서, 냉각부(50)의 내부에는 냉각수가 흐르는 냉각수로(미도시됨)와 같은 열 제거 수단이 구비될 수 있다.
상기 승강구동부(60)는 서보 모터 또는 에어 실린더와 같은 구동원의 구동에 의해 승강되는 리프트핀(61)과 승강지지부(62) 및 승강핀(63)을 포함하여 구성된다. 상기 승강구동부(60)에는 상기 리프트핀(61)과 승강지지부(62) 및 승강핀(63)을 각각 구동하기 위한 별도의 액츄에이터가 구비될 수 있다.
상기 리프트핀(61)은 냉각부(50)와 지지플레이트(110)를 관통하여 승강되도록 구비되며, 이송로봇과 같은 기판 이송장치(미도시됨)로부터 인계된 기판(W)을 지지플레이트(110) 상에 안착되도록 하거나, 지지플레이트(110)로부터 기판(W)을 이격되도록 하는 기능을 한다.
상기 승강지지부(62)는 지지플레이트(110)를 지지하며 냉각부(50)를 상하로 관통하여 승강되도록 구비되어, 지지플레이트(110)와 이에 고정된 기판(W)을 가열부(20)와 근접하는 가열 위치와 냉각부(50)와 접촉되는 냉각 위치 사이에서 승강되도록 하는 기능을 한다.
상기 승강핀(63)은 지지플레이트(110)에 형성된 관통홀(110a)을 관통하여 승강되도록 구비되며, 후술되는 클램핑수단(120)이 열린 상태와 닫힌 상태로 전환되도록 하기 위한 기능을 하며, 그 구성 및 작용은 후술하기로 한다.
이하, 본 발명에 따른 기판지지장치(100)의 구성 및 작용을 설명한다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 기판지지장치(100)는, 기판(W)이 안착되는 지지플레이트(110)를 포함하고, 상기 지지플레이트(110)의 상면에 인가되는 진공에 의해 기판(W)이 흡착되도록 구성되어 있다.
이를 위한 구성으로, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 지지플레이트(110)의 상면에는, 지지플레이트(110)의 중앙을 중심으로 복수의 원형홈(112;112a,112b,112c,112d,112e)이 동심 구조로 형성되고, 상기 원형홈(112)과 연통되는 복수의 직선홈(113;113a,113b,113c)이 방사상으로 형성되어 있다.
그리고, 상기 지지플레이트(110)에는 상기 원형홈(112)과 직선홈(113)에 진공을 인가하기 위한 복수의 흡입구(111;111a,111b,111c)가 형성되어 있다.
상기 흡입구(111;111a,111b,111c)는 지지플레이트(110)의 중앙(C)을 기준으로 반경방향 외측으로 소정 거리 이격된 위치에서 원주방향으로 소정 각도 간격으로 이격되어 복수로 형성될 수 있다. 본 실시예에서 상기 복수의 흡입구(111;111a,111b,111c)는 원형홈(112a)에 120°의 간격으로 3개소에 형성되어 있다. 다만, 상기 흡입구(111)의 개수와 흡입구(111)의 간에 이격되는 간격은 이와 다르게 변경 실시될 수 있다.
상기 지지플레이트(110)의 가장자리부에는 지지플레이트(110)에 안착되는 기판(W)의 테두리부를 흡착하기 위한 2중의 원형홈(112d,112e)이 형성되어 있다. 다만, 기판(W)의 테두리부에 대한 흡착력을 더욱 강화하기 위하여 상기 지지플레이트(110)의 가장자리부에는 2중 이상 다중의 원형홈이 형성되도록 구성할 수 있다.
한편, 상기 지지플레이트(110)는 원형 구조로 이루어지므로, 지지플레이트(110)를 동일한 반경으로 분할하여 중앙부와 그 외측부로 나눌 경우, 지지플레이트(110)의 중앙부의 면적에 비해 그 외측부의 면적이 더 넓게 된다. 따라서, 상기 복수의 원형홈(112;112a,112b,112c,112d,112e)을 모두 동일한 깊이로 형성할 경우에는 기판(W)에 인가되는 진공의 압력분포가 불균일하게 되어, 기판(W)의 흡착 불량을 초래하게 되어 기판(W)의 정렬상태가 변경될 수 있는 문제가 있다.
이러한 문제를 방지하기 위한 구성으로, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 복수의 원형홈(112;112a,112b,112c,112d,112e)은, 지지플레이트(110)의 중앙부에 형성된 원형홈(112a,112b,112c)의 깊이에 비해 지지플레이트(110)의 중앙부의 외측부에 형성된 원형홈(112d,112e)의 깊이가 상대적으로 얕은 깊이로 형성되어 있다. 이러한 구성에 의하면, 지지플레이트(110)에 안착되는 기판(W)의 전체면에 걸쳐 진공의 압력 분포가 균일하게 이루어져 기판(W)의 흡착력을 높여 흡착된 기판(W)의 정렬상태를 유지할 수 있게 된다.
한편, 상기 직선홈(113;113a,113b,113c)은, 지지플레이트(110)의 중앙을 기준으로 방사상으로 배치되며 반경방향의 외측으로 순차로 배치되는 제1직선홈(113a)과 제2직선홈(113b) 및 제3직선홈(113c)으로 구성될 수 있고, 상기 제1직선홈(113a)과 제2직선홈(113b) 및 제3직선홈(113c)은 각각 원주방향으로 서로 다른 위상으로 어긋나게 배치될 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 기판(W)의 저면에 인가되는 진공의 압력분포를 기판(W)의 저면 전체에 고르게 분산시킬 수 있어, 기판(W)의 흡착력을 높일 수 있다.
도 2에서 미설명부호 114는 리프트핀(61)이 관통되는 관통홀, 115는 지지플레이트(110)와 승강지지부(62) 간의 체결을 위한 체결수단이 결합되는 체결홀을 나타낸 것이다.
도 3을 참조하면, 지지플레이트(110)에 진공을 인가하는 흡입구(111)의 다른 실시예로서, 상기 흡입구(111)는, 지지플레이트(110)의 중앙부에 형성된 흡입구(111d)와, 상기 지지플레이트(110)의 외측부에 복수로 형성된 흡입구(111e,111f)로 구성될 수 있다. 그리고, 상기 지지플레이트(110)의 중앙부에 형성된 흡입구(111d)와, 상기 지지플레이트(110)의 외측부에 복수로 형성된 흡입구(111e,111f)에는 진공흡착수단(140)에 의해 각각 개별적으로 진공이 인가되도록 구성될 수 있다. 상기 진공흡착수단(140)은, 진공흡입원(141)으로부터 인가되는 진공이 상기 흡입구(111d,111e,111f)에 각각 연결되는 진공라인(142,143,144)과, 상기 진공라인(142,143,144)에 각각 구비되어 관로를 개폐하는 밸브(145,146,147)를 포함한다.
도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 지지플레이트(110)에 안착되는 기판(W)이 수평면(H)과 평행한 정상 상태인 경우에는 상기 흡입구(111d,111e,111f)에 진공이 동시에 인가되도록 상기 밸브(145,146,147)가 동시에 개방되도록 한다.
한편, 리플로우 공정의 전 단계 처리 공정에서 기판에 변형이 발생한 경우에는 리플로우 공정에서 다음과 같이 기판의 흡착 단계를 수행할 수 있다.
도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 지지플레이트(110)에 안착되는 기판(W')의 외측부가 중앙부(C)에 비해 상측으로 휘어진 상태로 안착되는 경우, 지지플레이트(110)의 중앙부에 형성된 흡입구(111d)에 진공이 먼저 인가되도록 밸브(145)는 개방되고 밸브(146,147)는 폐쇄되도록 하고, 기판(W')의 중앙부(C)가 흡착된 후에, 지지플레이트(110)의 외측부에 복수로 형성된 흡입구(111e,111f)에 진공이 인가되도록 밸브(146,147)를 개방시켜 기판(W')의 외측부 또한 흡착되도록 한다.
도 4의 (c)에 도시된 바와 같이, 지지플레이트(110)에 안착되는 기판(W")의 외측부가 중앙부(C)에 비해 하측으로 휘어진 상태로 안착되는 경우, 상기 지지플레이트(110)의 외측부에 형성된 흡입구(111e,111f)에 진공이 먼저 인가되도록 밸브(146,147)는 개방되고 밸브(145)는 폐쇄되도록 하고, 기판(W")의 외측부가 흡착된 후에, 지지플레이트(110)의 중앙부에 형성된 흡입구(111d)에 진공이 인가되도록 밸브(145)를 개방시켜 기판(W')의 중앙부 또한 흡착되도록 한다.
이와 같은 기판이 휘어진 상태에 대응하여 지지플레이트(110)의 중앙부와 외측부에 진공이 인가되는 순서를 달리함으로써, 기판의 위치 이탈을 방지하며 기판을 보다 안정적으로 흡착할 수 있다.
한편, 본 발명의 기판지지장치(100)는 전술한 바와 같은 진공 흡착력에 의해 기판을 고정 지지함과 아울러 지지플레이트(110)에 안착되는 기판의 가장자리부를 지지플레이트(110) 측으로 가압하여 고정 지지하며 기판의 위치 이탈을 방지하기 위한 클램핑수단(120;120-1,120-2,120-3,120-4)을 더 포함하여 구성된다.
이하, 상기 클램핑수단(120)의 실시예들의 구성 및 작용을 설명한다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 클램핑수단(120-1)은, 지지플레이트(110)에 힌지 결합되어 회동 가능하도록 구비되어 상기 지지플레이트(110) 상에 안착되는 기판(W)의 테두리부를 지지플레이트(110) 측으로 가압하는 누름판(121)과, 상기 누름판(121)을 지지플레이트(110)를 향하는 방향으로 탄성지지하는 탄성부재(124;124a,124b), 및 상기 지지플레이트(120)를 관통하여 승강 가능하도록 구비되어, 상측으로 이동 시 누름판(121)이 상측으로 회동되도록 밀어올리는 승강핀(63)을 포함하여 구성된다.
상기 누름판(121)의 하단부는 지지플레이트(110)의 가장자리부에 장착되는 고정블록(123)에 양단이 결합되는 힌지축(122)에 회동 가능하게 결합된다.
상기 탄성부재(124)는 상기 힌지축(122)의 둘레에 결합되고 상기 지지플레이트(110)의 상면과 상기 누름판(121)의 일측면에 양단이 지지되는 토션스프링으로 구성될 수 있다.
도 5와 도 6에 도시된 바와 같이, 지지플레이트(110) 상에 기판(W)이 안착되기 전 상태에서는 승강핀(63)이 상승함에 따라 누름판(121)이 상측으로 들어 올려져 열린 상태가 되고, 도 7에 도시된 바와 같이 지지플레이트(110) 상에 기판(W)이 안착된 후에는 승강핀(63)이 하강함에 따라 누름판(121)이 탄성부재(124)의 탄성력에 의해 하측으로 회전되어 지지플레이트(110) 상에 안착된 기판(W)의 테두리부를 지지플레이트(110) 측으로 가압시켜 고정하게 된다.
본 실시예에 따른 클램핑수단(120-1)은, 상기 지지플레이트(110)의 가장자리부에 원주방향을 따라 일정 간격으로 이격되어 복수로 구비되고, 인접하게 배치되는 상기 클램핑수단(120-1)의 사이사이에는 기판(W)이 측방향으로 미끄러져 위치 이탈되는 것을 방지하기 위한 복수의 가이드돌기(130)가 구비된다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 클램핑수단(120-2)은, 전술한 제1실시예의 클램핑수단(120-1)과 동일한 구조로 구성되되, 지지플레이트(110)의 가장자리부에 원주방향을 따라 보다 좁은 간격으로 배치되어, 인접하게 배치되는 클램핑수단(120-2) 간에는 각각의 누름판(121)이 서로 근접하게 배치된다.
이러한 구성에 의하면, 지지플레이트(110)에 안착된 기판(W)의 테두리부는 전체 영역에 걸쳐서 다수의 누름판(121)에 의해 가압되게 되므로, 기판(W)이 측방향으로 미끄러져 위치 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 클램핑수단(120-3)은, 상기 지지플레이트(110)에 일측단이 고정되는 고정부(125a)와, 상기 고정부(125a)의 일측단에 연결부(125b)를 통해 일체로 형성되어 회동 가능하도록 구비되되, 상기 지지플레이트(110)를 향하는 방향으로 탄성력이 작용되어 상기 지지플레이트(110) 상에 안착되는 기판의 테두리부를 상기 지지플레이트(110) 측으로 가압하는 누름부(125c)로 구성된 판스프링으로 구성된다.
본 실시예에 따른 클램핑수단(120-3)은 전술한 제1실시예와 마찬가지로 지지플레이트(110)의 가장자리부에 원주방향을 따라 일정 간격으로 이격되어 복수로 구비되고, 인접하게 배치되는 상기 클램핑수단(120-3)의 사이사이에는 기판(W)이 측방향으로 미끄러져 위치 이탈되는 것을 방지하기 위한 복수의 가이드돌기(130)가 구비될 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 클램핑수단(120-3)은 전술한 제2실시예와 마찬가지로 지지플레이트(110)의 가장자리부에 원주방향을 따라 좁은 간격으로 배치되어, 인접하게 배치되는 클램핑수단(120-3) 간에는 각각의 누름부(125c)가 서로 근접하게 배치될 수 있다.
도 10과 도 11을 참조하면, 본 발명의 제4실시예에 따른 클램핑수단(120-4)은, 상기 지지플레이트(110)의 가장자리부에 원주방향을 따라 일정 간격을 두고 복수로 구비되어 지지플레이트(110) 상에 안착되는 기판의 위치 이탈을 방지하기 위한 복수의 가이드편(126)과, 상기 가이드편(126)의 상측에서 승강 가능하도록 구비되어, 상기 지지플레이트(110) 상에 안착되는 기판을 상기 지지플레이트(110) 측으로 가압하여 고정하기 위한 링(127)을 포함하여 구성된다.
이와 같은 구성에 의하면, 지지플레이트(110) 상에 안착되는 기판(W)은 복수의 가이드편(126)으로 둘러싸인 내측 공간에 위치하게 되어 기판(W)의 외측단은 가이드편(126)의 돌출된 면에 의해 지지되므로 기판(W)의 측방향으로의 미끄러짐을 방지할 수 있고, 기판(W)의 테두리부는 링(127)에 의해 지지플레이트(110) 측으로 가압되므로 안정적으로 고정 지지될 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구되는 본 발명의 기술적 사상에 벗어남 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 자명한 변형실시가 가능하며, 이러한 변형실시는 본 발명의 범위에 속한다.
1 : 기판처리장치 10 : 챔버
11 : 도어 20 : 가열부
30 : 샤워헤드 31 : 분사홀
40 : 가스공급부 50 : 냉각부
51,51a,51b,51c : 진공라인 60 : 승강구동부
61 : 리프트핀 62 : 승강지지부
63 : 승강핀 70 : 배기부
100 : 기판지지장치 110 : 지지플레이트
110a : 관통홀
111,111a,111b,111c,111d,111e,111f : 흡입구
112,112a,112b,112c,112d,112e : 원형홈
113,113a,113b,113c : 직선홈
120,120-1,120-2,120-3,120-4 : 클램핑수단
121 : 누름판 122 : 힌지축
123 : 고정블록 124,124a,124b : 탄성부재
125 : 판스프링 125a : 고정부
125b : 연결부 125c : 누름부
126 : 가이드편 127 : 링
130 : 가이드돌기 140 : 진공흡착수단
141 : 진공흡입원 142,143,144 : 진공라인
145,146,147 : 밸브 S : 열처리 공간
W,W',W" : 기판

Claims (13)

  1. 단일 칩 시스템(SoC)의 제조를 위한 리플로우 공정 시, 에폭시 몰딩 컴파운드(EMC) 재질의 기판을 고정시켜 지지하기 위한 기판지지장치로서,
    상기 기판이 열처리되는 챔버의 내부에 승강 가능하게 구비되고, 상기 기판이 안착 고정되는 지지플레이트(110)를 포함하되,
    상기 지지플레이트(110)는, 상기 지지플레이트(110)의 중앙을 중심으로 동심 구조로 형성된 복수의 원형홈(112)과, 상기 지지플레이트(110)의 상면에 방사상으로 형성되며 상기 원형홈(112)과 연통되는 복수의 직선홈(113), 및 상기 원형홈(112)과 직선홈(113)에 진공을 인가하기 위한 복수의 흡입구(111)를 포함하고,
    상기 복수의 원형홈(112)은, 상기 기판의 테두리부를 흡착하기 위한 2중 이상의 원형홈을 포함하고,
    상기 복수의 원형홈(112)은, 상기 지지플레이트(110)의 중앙부에 형성된 원형홈(112a,112b,112c)의 깊이에 비해 상기 지지플레이트(110)의 중앙부의 외측부에 형성된 원형홈(112d,112e)의 깊이가 상대적으로 얕은 깊이로 형성된 것을 특징으로 하는 기판지지장치.
  2. 단일 칩 시스템(SoC)의 제조를 위한 리플로우 공정 시, 에폭시 몰딩 컴파운드(EMC) 재질의 기판을 고정시켜 지지하기 위한 기판지지장치로서,
    상기 기판이 열처리되는 챔버의 내부에 승강 가능하게 구비되고, 상기 기판이 안착 고정되는 지지플레이트(110)를 포함하되,
    상기 지지플레이트(110)는, 상기 지지플레이트(110)의 중앙을 중심으로 동심 구조로 형성된 복수의 원형홈(112)과, 상기 지지플레이트(110)의 상면에 방사상으로 형성되며 상기 원형홈(112)과 연통되는 복수의 직선홈(113), 및 상기 원형홈(112)과 직선홈(113)에 진공을 인가하기 위한 복수의 흡입구(111)를 포함하고,
    상기 복수의 원형홈(112)은, 상기 기판의 테두리부를 흡착하기 위한 2중 이상의 원형홈을 포함하고,
    상기 지지플레이트(110)의 가장자리부에는 상기 지지플레이트(110) 상에 안착된 기판의 테두리부를 상기 지지플레이트(110) 측으로 가압하여 상기 기판을 고정 지지하며 상기 안착된 기판의 위치 이탈을 방지하기 위한 클램핑수단(120)을 더 포함하되,
    상기 클램핑수단(120)은,
    상기 지지플레이트(110)에 힌지 결합되어 회동 가능하도록 구비되어 상기 지지플레이트(110) 상에 안착되는 기판의 테두리부를 상기 지지플레이트(110) 측으로 가압하는 누름판(121);
    상기 누름판(121)을 상기 지지플레이트(110)를 향하는 방향으로 탄성지지하는 탄성부재(124); 및
    상기 지지플레이트(110)를 관통하여 승강 가능하도록 구비되어, 상측으로 이동 시 상기 누름판(121)이 상측으로 회동되도록 밀어올리는 승강핀(63);을 포함하는 기판지지장치.
  3. 단일 칩 시스템(SoC)의 제조를 위한 리플로우 공정 시, 에폭시 몰딩 컴파운드(EMC) 재질의 기판을 고정시켜 지지하기 위한 기판지지장치로서,
    상기 기판이 열처리되는 챔버의 내부에 승강 가능하게 구비되고, 상기 기판이 안착 고정되는 지지플레이트(110)를 포함하되,
    상기 지지플레이트(110)는, 상기 지지플레이트(110)의 중앙을 중심으로 동심 구조로 형성된 복수의 원형홈(112)과, 상기 지지플레이트(110)의 상면에 방사상으로 형성되며 상기 원형홈(112)과 연통되는 복수의 직선홈(113), 및 상기 원형홈(112)과 직선홈(113)에 진공을 인가하기 위한 복수의 흡입구(111)를 포함하고,
    상기 복수의 원형홈(112)은, 상기 기판의 테두리부를 흡착하기 위한 2중 이상의 원형홈을 포함하고,
    상기 지지플레이트(110)의 가장자리부에는 상기 지지플레이트(110) 상에 안착된 기판의 테두리부를 상기 지지플레이트(110) 측으로 가압하여 상기 기판을 고정 지지하며 상기 안착된 기판의 위치 이탈을 방지하기 위한 클램핑수단(120)을 더 포함하되,
    상기 클램핑수단(120)은,
    상기 지지플레이트(110)에 일측단이 고정되는 고정부(125a)와, 상기 고정부(125a)의 일측단에 연결부(125b)를 통해 일체로 형성되어 회동 가능하도록 구비되되, 상기 지지플레이트(110)를 향하는 방향으로 탄성력이 작용되어 상기 지지플레이트(110) 상에 안착되는 기판의 테두리부를 상기 지지플레이트(110) 측으로 가압하는 누름부(125c)로 구성된 판스프링인 것을 특징으로 하는 기판지지장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 복수의 원형홈(112)은, 상기 지지플레이트(110)의 중앙부에 형성된 원형홈(112a,112b,112c)의 깊이에 비해 상기 지지플레이트(110)의 중앙부의 외측부에 형성된 원형홈(112d,112e)의 깊이가 상대적으로 얕은 깊이로 형성된 것을 특징으로 하는 기판지지장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 클램핑수단(120)은 상기 지지플레이트(110)의 가장자리부에 원주방향을 따라 일정 간격으로 이격되어 복수로 구비되고,
    상기 지지플레이트(110)의 가장자리부에는 인접하게 배치되는 상기 클램핑수단(120)의 사이에 구비되어 상기 기판의 위치 이탈을 방지하기 위한 복수의 가이드돌기(130)가 형성된 것을 특징으로 하는 기판지지장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 클램핑수단(120)은 상기 지지플레이트(110)의 가장자리부에 원주방향을 따라 일정 간격을 두고 복수로 구비되되,
    상기 클램핑수단(120)은 인접하게 배치되는 클램핑수단(120) 간에 상기 누름판(121)이 서로 근접하게 위치하도록 배치된 것을 특징으로 하는 기판지지장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 지지플레이트(110)의 가장자리부에는 상기 지지플레이트(110) 상에 안착된 기판의 테두리부를 상기 지지플레이트(110) 측으로 가압하여 상기 기판을 고정 지지하며 상기 안착된 기판의 위치 이탈을 방지하기 위한 클램핑수단(120)을 더 포함하되,
    상기 클램핑수단(120)은,
    상기 지지플레이트(110)의 가장자리부에 원주방향을 따라 일정 간격을 두고 복수로 구비되어 상기 지지플레이트(110) 상에 안착되는 기판의 위치 이탈을 방지하기 위한 복수의 가이드편(126)과,
    상기 가이드편(126)의 상측에서 승강 가능하도록 구비되어, 상기 지지플레이트(110) 상에 안착되는 기판을 상기 지지플레이트(110) 측으로 가압하여 고정하기 위한 링(127)을 포함하는 기판지지장치.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡입구(111)는, 상기 지지플레이트(110)의 중앙을 기준으로 반경방향 외측으로 소정 거리 이격된 위치에서 원주방향으로 소정 각도 이격되어 복수로 형성된 것을 특징으로 하는 기판지지장치.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡입구(111)는, 상기 지지플레이트(110)의 중앙부에 형성된 흡입구와, 상기 지지플레이트(110)의 외측부에 복수로 형성된 흡입구로 이루어진 것을 특징으로 하는 기판지지장치.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 직선홈(113)은, 지지플레이트(110)의 중앙을 기준으로 반경방향의 외측으로 순차로 배치되되, 원주방향으로 서로 다른 위상으로 어긋나게 배치된 것을 특징으로 하는 기판지지장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 지지플레이트(110)의 중앙부에 형성된 흡입구와, 상기 지지플레이트(110)의 외측부에 복수로 형성된 흡입구에는 각각 개별적으로 진공이 인가되는 것을 특징으로 하는 기판지지장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 기판의 외측부가 중앙부에 비해 상측으로 휘어진 상태로 안착되는 경우, 상기 지지플레이트(110)의 중앙부에 형성된 흡입구에 진공이 먼저 인가된 후에, 상기 지지플레이트(110)의 외측부에 복수로 형성된 흡입구에 진공이 인가되고,
    상기 기판의 외측부가 중앙부에 비해 하측으로 휘어진 상태로 안착되는 경우, 상기 지지플레이트(110)의 외측부에 복수로 형성된 흡입구에 진공이 먼저 인가된 후에, 상기 지지플레이트(110)의 중앙부에 형성된 흡입구에 진공이 인가되는 것을 특징으로 하는 기판지지장치.
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