KR101831378B1 - 반도체 제조 장치 - Google Patents
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Abstract
반도체 제조 장치가 제안될 수 있다. 상기 반도체 제조 장치는 밑면, 측벽, 및 덮개를 가지는 챔버를 포함할 수 있다. 상기 챔버의 내부에 조사 유닛이 배치될 수 있다. 상기 밑면과 조사 유닛 사이에 기판 안착 유닛이 배치될 수 있다. 상기 조사 유닛은 하면이 개방된 디스크 모양의 중공형 조사관, 및 조사관의 중앙을 관통하는 중앙 홀을 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 반도체 제조 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 기판은 반도체 패키지의 제작 단계에서 최상부 레벨(uppermost level)에 폴리머 막(polymer film)을 포함할 수 있다. 상기 폴리머 막은 증착 초기에 불안정한 물질 구조를 가지기 때문에 반도체 제조 장치를 통해서 경화시킬 필요가 있다.
본 발명이 해결하려는 과제는, 반도체 기판 상에 위치하는 폴리머 막을 경화시키는 동안에 공정 챔버 내 마이크로 파(microwave)의 등고선들(contours)을 비 대칭형으로 형성하는데 적합한 반도체 제조 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 다른 과제는, 반도체 기판 상에 위치하는 폴리머 막을 경화시키는 동안에 공정 챔버 내 마이크로 파의 아크(arc)를 방지하는데 적합한 반도체 제조 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 다른 과제는, 반도체 기판 상에 위치하는 폴리머 막을 경화시키는 동안에 공정 챔버 내 반도체 기판의 전면에 마이크로 파의 에너지를 고르게 전달하는데 적합한 반도체 제조 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 다른 과제는, 반도체 기판 상에 위치하는 폴리머 막을 경화시키는 동안에 공정 챔버 내 반도체 기판 및 폴리머 막의 온도를 정확하게 읽는데 적합한 반도체 제조 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 다른 과제들은 앞서 언급한 과제로 한정되지 않으며, 여기서 언급되지 않은 다른 과제들은 이하의 설명으로부터 당업자에게 충분히 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 반도체 제조 장치는, 밑면, 측벽, 및 덮개를 가지는 챔버를 포함할 수 있다. 상기 챔버의 내부에 조사 유닛이 배치될 수 있다. 상기 밑면과 조사 유닛 사이에 기판 안착 유닛이 배치될 수 있다. 상기 조사 유닛은 하면이 개방된 디스크 모양의 중공형 조사관, 및 조사관의 중앙을 관통하는 중앙 홀을 포함할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 반도체 제조 장치는, 비대칭 다각형 모양의 밑면 및 덮개, 및 상기 다각형의 변들과 같은 수의 면들을 가지는 측벽을 포함하는 챔버로 구성될 수 있다. 상기 챔버의 내부의 중앙 영역에 조사 유닛이 배치될 수 있다. 상기 밑면과 상기 조사 유닛 사이에 공정 척이 배치될 수 있다. 상기 조사 유닛은 일 단부가 폐쇄되고, 타 단부가 상기 측벽에 고정되고, 그리고 상기 공정 척 상에서 고리형으로 휘어진 중공관을 포함할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 따르는 반도체 제조 장치는, 반도체 기판 상에 위치하는 폴리머 막에 마이크로파의 에너지를 고르게 전달해서 폴리머 막을 빠른 시간 내 경화시킬 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 따르는 반도체 제조 장치는, 공정 챔버로부터 반사되는 마이크로 파를 적절하게 흡수해서 공정 챔버의 세정 주기(cleaning period)를 길게 유지할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 따르는 반도체 제조 장치는, 열 감지부에 주는 마이크로 파의 어텍(attack)을 최소화해서 센서의 사용 수명(life time)을 길게 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 따르는 반도체 제조 장치의 분해 사시도(exploded perspective view)이다.
도 2는 도 1의 기판 안착 유닛, 회전 유닛 및 구동 유닛을 보여주는 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 절단선 Ⅰ-Ⅰ'를 따라 취해서 회전 유닛을 보여주는 단면도이다.
도 4a 내지 4d는 도 1의 조사 유닛을 보여주는 사시도들(perspective views)이다.
도 5 는 도 1의 반도체 제조 장치의 결합 사시도(combinated perspective view)이다.
도 6은 도 5의 B3 방향에서 보여주는 공정 수행 유닛의 개략도(schematic view)이다.
도 7은 본 발명의 기술적 사상에 따르는 반도체 제조 장치의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 기술적 사상에 따르는 반도체 제조 장치의 사시도이다.
도 9 내지 13은 도 5의 반도체 제조 장치의 동작 방법을 설명하는 개략도들이다.
도 14 내지 15는 도 5의 반도체 제조 장치를 이용해서 웨이퍼 레벨에서 제조되는 패키지의 형성방법을 설명해 주는 공정 흐름도, 및 공정 레시피 관련 그래프이다.
도 2는 도 1의 기판 안착 유닛, 회전 유닛 및 구동 유닛을 보여주는 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 절단선 Ⅰ-Ⅰ'를 따라 취해서 회전 유닛을 보여주는 단면도이다.
도 4a 내지 4d는 도 1의 조사 유닛을 보여주는 사시도들(perspective views)이다.
도 5 는 도 1의 반도체 제조 장치의 결합 사시도(combinated perspective view)이다.
도 6은 도 5의 B3 방향에서 보여주는 공정 수행 유닛의 개략도(schematic view)이다.
도 7은 본 발명의 기술적 사상에 따르는 반도체 제조 장치의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 기술적 사상에 따르는 반도체 제조 장치의 사시도이다.
도 9 내지 13은 도 5의 반도체 제조 장치의 동작 방법을 설명하는 개략도들이다.
도 14 내지 15는 도 5의 반도체 제조 장치를 이용해서 웨이퍼 레벨에서 제조되는 패키지의 형성방법을 설명해 주는 공정 흐름도, 및 공정 레시피 관련 그래프이다.
상기 실시예들의 양태들은 이후로 첨부 도면들을 참조해서 설명하기로 한다. 그러나, 상기 실시예들은 여러 가지 다른 형태들로 구체화될 수 있고, 그리고 여기에서 설명되는 양태들로 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 오히려, 상기 양태들은 실시예들을 더욱 철저하고 그리고 완전하게 되도록 해주며, 당 업자에게 실시예들의 영역을 충분히 전달할 수 있도록 해준다.
비록 제 1, 제 2 .. 등을 지칭하는 용어들이 여러 형성 요소들을 기술하기 위하여 여기에서 사용될 수 있다면, 상기 형성 요소들은 이러한 용어들로 한정되지 않는 것으로 이해될 것이다. 단지, 이러한 용어들은 어떤 형성 요소로부터 다른 형성 요소를 구별하기 위해서 사용될 뿐이다.
여기에서, 사용된 바와 같이, '적어도 하나'를 지칭하는 용어는 하나 이상으로 관련을 가지고 열거된 항목들에 대해서 유추할 수 있는 모든 조합들을 포함한다. 또한, '측벽, 상면, 밑면, 주변, 상에" 등과 같이 특별히 상대적인 용어들은 선택된 형성 요소, 다른 형성 요소와 어떤 형상과의 상대적인 관계, 또는 도면들에 도시된 형상을 간단하게 설명하는데 설명의 간소화를 위해서 사용될 수 있다.
더불어서, 여기에서 전문용어의 사용은 특별한 양태들을 단지 설명하기 위함이지 실시예들을 한정하려는 것은 아니다.
우선적으로, 본 발명의 기술적 사상에 따르는 반도체 제조 장치가 도 1 내지 7 을 참조해서 개략적으로 설명된다.
[
실시예
1]
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 따르는 반도체 제조 장치의 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 기술적 사상에 따르는 반도체 제조 장치(200)는 챔버 바디(chamber body, 10)를 포함할 수 있다. 상기 챔버 바디(10)는 스테인레스 스틸(stainless steel)을 포함할 수 있다. 상기 챔버 바디(10)는 측벽(side wall, 12) 및 밑면(bottom plane, 13)을 포함할 수 있다. 상기 측벽(12)은 밑면(13)의 테두리(edge)를 따라서 밑면(13)으로부터 수직하게 위로 연장할 수 있다.
상기 측벽(12) 및 밑면(13)은 챔버 바디(10)를 한정할 수 있다. 상기 밑면(13)은 다각형일 수 있다. 상기 밑면(13)이 다각형인 경우에, 상기 밑면의 테두리는 어느 한 변이 다른 변들에 대해서 비대칭을 이룰 수 있다. 좀 더 상세하게 설명하면, 상기 밑면(13)이 다각형인 경우에, 상기 밑면의 테두리는 반원형의 지름에 제 1 변, 및 반원형의 원둘레를 따라서 복수 개의 제 2 변들을 포함할 수 있다.
또는 상대적으로 긴 길이를 갖는 제 1 변 및 상대적으로 짧은 길이를 갖는 복수개의 제 2 변들을 포함할 수 있다. 이때, 제 2 변들은 동일한 길이를 가질 수 있다. 따라서, 상기 밑면(13)은 비대칭 다각형 모양을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 밑면(13)은 7 각형(heptagon)을 이루도록 7 개의 변들 포함할 수 있다. 보다 상세하게, 정 8각형 모양에서, 인접하는 두 변이 만나는 하나의 꼭지점이 생략된 모양일 수 있다.
또는, 상기 밑면(13)은 반원형 또는 타원 형일 수도 있다. 상기 밑면(13)은 제 1 연결 홀(connecting hole, 19)를 포함할 수 있다. 상기 측벽(12)은 밑면(13)의 테두리를 따라서 복수 개의 사각형의 면들로 구성될 수 있다. 상기 측벽은 복수 개의 사각형의 면들 중 일부에 기판 출입구(11), 제 1 관통 윈도우(14), 제 2 관통 윈도우(15) 및 배기구(exhaust port, 17)를 포함할 수 있다.
상기 기판 출입구(11), 제 1 관통 윈도우(14), 제 2 관통 윈도우(15) 및 배기구(17)는 측벽(12)의 서로 다른 면들에 각각 배치될 수 있다. 상기 측벽(12)의 높이는 도 7 또는 도 8의 하우징(210)의 높이, 및 공정 챔버들(241, 243, 245, 247, 249)의 적층 구조를 고려해서 결정될 수 있다. 이 경우에, 상기 측벽(12)의 높이는, 예를 들면, 약 10 내지 15 ㎝ 사이의 값을 가질 수 있다. 그러나, 상기 측벽(12)의 높이는 약 10 ㎝ 대비 작거나 약 15 ㎝ 대비 클 수 있다.
상기 반도체 제조 장치(200)는 상기 챔버 바디(10)상에 챔버 덮개(chamber lid, 20)를 포함할 수 있다. 상기 챔버 덮개(20)은 천정(ceiling, 22), 열 감지부(heat sensing part, 24) 및 제 1 보호관(protection tube, 26)을 포함할 수 있다. 상기 천정(22)은 챔버 바디(10)의 측벽(12) 상에 위치해서 챔버 바디(10)의 밑면(13)과 마주볼 수 있다. 상기 천정(22)은 관통 홀(through hole, 25)을 포함할 수 있다.
상기 열 감지부(24)는 천정(22)의 상면에 배치될 수 있다. 상기 열 감지부(24)는 적외선 센서(infrared sensor)를 포함할 수 있다. 상기 열 감지부(24)는 천정(22)의 관통 홀(25)과 정렬해서 관통 홀(25) 상에 배치될 수 있다. 이와는 다르게, 상기 열 감지부(24)는 천정(22)의 관통 홀(25) 내에 배치될 수 있다. 이 경우에, 상기 열 감지부(24)는 천정(22)의 관통 홀(25)을 통해서 제 1 보호관(26) 내에 배치될 수 있다.
상기 제 1 보호관(26)은 천정(22)의 하면에 위치해서 아래를 향해서 연장할 수 있다. 상기 제 1 보호관(26)은 천정(22)의 관통 홀(25)에 정렬될 수 있다. 상기 제 1 보호관(26)의 제 1 모니터링 창(monitoring window, 28)의 직경은 주파수 2.45 GHz 에 대응하는 마이크로 파의 파장(wavelength)보다 작은 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 모니터링 창(28)의 직경은 약 5 내지 30 ㎜ 사이의 값을 가질 수 있다.
그러나, 상기 제 1 모니터링 창(28)의 직경은 주파수 2.45 GHz 보다 작은 주파수에 대응하는 마이크로 파의 파장을 고려해서 약 30 ㎜ 보다 클 수도 있다. 상기 천정(22) 및 제 1 보호관(26)은 스테인레스 스틸을 포함할 수 있다. 상기 챔버 바디(10) 및 챔버 덮개(20) 사이에 기판 안착 유닛(substrate-mounting unit, 30) 및 회전 유닛(rotation unit, 90)이 배치될 수 있다. 상기 기판 안착 유닛(30)은 회전 유닛(90) 상에 위치할 수 있다.
상기 기판 안착 유닛(30)은 공정 척(process chuck, 39)을 포함할 수 있다. 상기 공정 척(39)은 도 2에서 중앙 영역(33) 및 주변 영역(36) 사이에 단차(step difference)를 가질 수 있다. 상기 공정 척(39)은 스테인레스 스틸을 포함할 수 있다. 상기 회전 유닛(90)은 챔버 바디(10)의 밑면(13)의 제 1 연결 홀(19)에 삽입될 수 있다.
상기 챔버 바디(10) 아래에 제 1 및 2 구동 유닛들(driving units, 40A, 40B)이 배치될 수 있다. 상기 제 1 및 2 구동 유닛들(40A, 40B)은 반도체 제조 장치(200)를 통해서 동시에 동작되거나 서로 다르게 동작될 수 있다. 상기 제 1 구동 유닛(40A)은 제 1 구동부(driving part, 41A), 제 1 구동 부재(driving member, 42) 및 제 1 회전체(body of rotation, 44)를 포함할 수 있다. 상기 제 2 구동 유닛(40B)은 제 2 구동부(41B), 제 2 구동 부재(46) 및 제 2 회전체(48)를 포함할 수 있다.
상기 제 1 및 2 구동부들(41A, 41B)은 전기 모터(electric motor)를 포함할 수 있다. 상기 제 1 구동부(41A)는 제 1 구동 부재(42) 및 제 1 회전체(44)를 회전시킬 수 있다. 상기 제 2 구동부(41B)는 제 2 구동 부재(46) 및 제 2 회전체(48)를 회전시킬 수 있다. 상기 제 1 구동 부재(42) 및 제 2 구동 부재(46)는 벨트(belt)를 포함할 수 있다. 상기 제 1 및 2 회전체들(44, 48)은 스테인레스 스틸을 포함할 수 있다.
상기 제 1 회전체(44)는 챔버 바디(10)의 밑면(13)을 통해서 회전 유닛(90)과 결합할 수 있다. 상기 구동 부재(40) 및 회전 유닛(90)은 도 2 및 3을 참조해서 좀 더 상세하게 설명하기로 한다. 상기 챔버 바디(10)의 적어도 하나의 제 1 관통 윈도우(14)에 적어도 하나의 흡수 유닛(absorbing unit, 100)이 정렬될 수 있다. 상기 적어도 하나의 흡수 유닛(100)은 제 1 연결 부재(connecting member, 101), 제 1 유체관(fluid tube, 106) 및 제 1 흡수관(absorbing tube, 109)을 포함할 수 있다.
상기 제 1 연결 부재(101)는 제 1 흡수관(109)의 일단에서 제 1 게이트(gate, 103)를 둘러쌀 수 있다. 상기 제 1 연결 부재(101)는 적어도 하나의 제 1 관통 윈도우(14)에 제 1 게이트(103)를 정렬시키면서 챔버 바디(10)의 측벽(12)에 고정될 수 있다. 상기 흡수 유닛(100)은 상기 챔버 바디(10)의 내부로부터 마이크로파를 흡수, 방출하는 기능을 할 수 있다.
상기 제 1 게이트(103)의 개구 면적(opening area)은 적어도 하나의 제 1 관통 윈도우(14)의 개구 면적과 동일하거나 다른 크기를 가질 수 있다. 상기 제 1 유체관(106)은 제 1 흡수관(109)을 관통해서 제 1 흡수관(109)의 내부 및 외부에 역 'U'자 형으로 배치될 수 있다. 상기 제 1 유체관(106)은 석영을 포함할 수 있다. 상기 제 1 흡수관(109)의 타 단은 제 1 연결부재(101)로부터 연장될 수 있다. 상기 제 1 연결 부재(101) 및 제 1 흡수관(109)은 스테인레스 스틸을 포함할 수 있다.
상기 챔버 바디(10)의 제 2 관통 윈도우(15)에 도파 유닛(waveguiding unit, 150)이 정렬될 수 있다. 상기 도파 유닛(150)은 도파부(waveguiding part, 110), 흡수부(120) 및 마이크로파 발생기(microwave machine, 145)를 포함할 수 있다. 상기 도파부(110)는 제 2 좌측 및 우측 연결 부재들(111, 131), 제 2 유체관(116) 및 제 1 도파관(119)을 포함할 수 있다.
상기 제 2 좌측 연결 부재(111)는 제 1 도파관(119)의 일 단에서 제 2 게이트(113)를 둘러쌀 수 있다. 상기 제 2 좌측 연결 부재(111)는 제 2 관통 윈도우(15)에 제 2 게이트(113)를 정렬시키면서 챔버 바디(10)의 측벽(12)에 고정될 수 있다. 상기 제 2 게이트(113)의 개구 면적은 제 2 관통 윈도우(15)의 개구 면적과 동일하거나 다른 크기를 가질 수 있다.
상기 제 2 유체관(116)은 제 1 도파관(119)을 관통해서 제 1 도파관(119)의 내부 및 외부에 역 'U'자형으로 배치될 수 있다. 상기 제 2 유체관(116)은 제 1 유체관(106)과 동일 물질을 포함할 수 있다. 상기 제 1 도파관(119)의 타단은 제 2 좌측 연결 부재(113)로부터 연장되어서 제 1 및 2 통로들(112A, 112B, passageways)로 분기(divergence)될 수 있다. 상기 제 1 도파관(119)은 제 1 통로(112A)를 통해서 흡수부(120)와 연통(communication)할 수 있다.
상기 흡수부(120)는 제 3 연결 부재(121), 제 3 유체관(126) 및 제 2 흡수관(129)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 도파관(119) 및 제 2 흡수관(129)은 제 1 통로(112A) 및 제 2 게이트(123)를 통하여 서로에게 노출될 수 있다. 상기 제 3 유체관(126)은 제 2 흡수관(129)을 관통해서 제 2 흡수관(129)의 내부 및 외부에 역 'U'자형으로 배치될 수 있다. 상기 제 3 유체관(126)은 제 1 유체관(106)과 동일 물질을 포함할 수 있다.
상기 제 1 도파관(119)은 제 2 통로(112B)를 통해서 제 2 도파관(138)과 연통할 수 있다. 상기 제 2 도파관(138)의 일 단은 도파부(110)의 제 2 우측 연결 부재(131), 및 제 2 도파관(138)의 제 4 연결 부재(134)의 결합으로 제 1 도파관(119)과 연통할 수 있다. 상기 제 2 도파관(138)의 타 단은 마이크로파 발생기(145)와 연결될 수 있다.
상기 마이크로파 발생기(145)는 마이크로 파를 생성시켜서 마이크로 파를 도파부(110)에 전달할 수 있다. 상기 마이크로 파는 공업용으로 사용할 수 있는 주파수들을 모두 포함할 수 있다. 상기 제 2 및 3 유체관들(116, 126)을 제외하고, 상기 도파 유닛(150)의 나머지 구성 요소들은 스테인레스 스틸을 포함할 수 있다. 상기 챔버 덮개(20) 및 기판 안착 유닛(30) 사이에 조사 유닛(180)이 배치될 수 있다.
상기 조사 유닛(180)은 제 5 연결 부재(161), 제 3 도파관(165) 및 조사관(irradiating tube, 171)을 포함할 수 있다. 상기 제 5 연결 부재(161)는 확대도(A1)와 같이 제 3 도파관(165)의 제 4 게이트(163)를 둘러쌀 수 있다. 상기 제 5 연결 부재(161)는 챔버 바디(10)의 제 2 관통 윈도우(15)에 제 4 게이트(163)를 정렬시키면서 챔버 바디(10)의 측벽(12)에 고정될 수 있다.
상기 조사관(171)은 챔버 바디(10)의 중앙 영역에 위치할 수 있다. 상기 조사관(171)은 속이 빈 통(hollow cylinder) 모양을 가질 수 있고, 내부가 챔버 바디(10)의 밑면(13)을 향해 노출 또는 개방될 수 있다. 예를 들어, 상기 조사관(171)의 하면이 개방될 수 있다. 상기 조사관(171)은 중앙 영역에 제 2 보호관(177)을 포함할 수 있다.
상기 제 2 보호관(177)은 조사관(171)의 상부 측으로부터 조사관(171)의 내부를 향해서 연장할 수 있다. 상기 제 2 보호관(177)은 제 1 보호관(26)에 정렬되어서 제 1 보호관(26)을 둘러쌀 수 있다. 즉, 상기 제 1 보호관(26)은 제 2 보호관(177)의 내부에 위치할 수 있다. 상기 제 1 보호관(26)의 제 1 모니터링 창(28), 및 제 2 보호관의 제 2 모니터링 창(172)은 천정(22)의 열 감지부(24)를 공정 척(39)에 노출시킬 수 있다.
상기 조사 유닛(180)은 도 4a 내지 4c 에서 좀 더 상세하게 설명하기로 한다. 상기 챔버 바디(10)의 주변에 기판 이송 유닛(190)이 배치될 수 있다. 상기 기판 이송 유닛(190)은 지지대(194) 및 아암(198)들을 포함할 수 있다. 상기 지지대(194)는 아암(198)들의 이동을 원활하게 해줄 수 있다. 상기 아암(198)들은 반도체 기판을 집을 수 있다. 상기 지지대(194) 및 아암(198)들은 스테인레스 스틸을 포함할 수 있다.
도 2는 도 1의 기판 안착 유닛, 회전 유닛 및 구동 유닛을 보여주는 분해 사시도이다.
도 2를 참조하면, 상기 기판 안착 유닛(30)은 공정 척(39)을 포함할 수 있다. 상기 공정 척(39)은 안착 대(mount panel, 33) 및 가이더(guider, 36)를 포함할 수 있다. 상기 안착 대(33) 및 가이더(36)의 상면들은 서로 다른 레벨들에 각각 위치할 수 있다. 상기 안착 대(33)는 반도체 기판을 안착시킬 수 있다. 상기 가이더(36)는 공정 척(39)으로부터 반도체 기판의 이탈을 방지시킬 수 있다.
상기 공정 척(39), 즉 상기 안착 대(33) 및 상기 가이더(36)는 마이크로 파의 에너지를 잘 전달하는 물질로 구성될 수 있다. 상기 물질은 스테인레스 스틸을 포함하는 금속일 수 있다. 상기 기판 안착 유닛(30) 아래에 회전 유닛(90)이 배치될 수 있다. 상기 회전 유닛(90)은 회전 하우징(rotation housing, 50), 회전 축(axis of rotation, 64) 및 회전 전달 부재(rotation-transferring member, 88)를 포함할 수 있다.
상기 회전 하우징(50)은 회전 축(64)에 고정될 수 있다. 상기 회전 전달 부재(88)는 회전 하우징(50)으로부터 돌출해서 공정 척(39)의 중앙 영역에 고정될 수 있다. 상기 회전 전달 부재(88)는 회전 하우징(50) 및 회전축(64)에 대해서 상대적으로 움직일 수 있다. 상기 회전 유닛(90)은 도 3에서 좀 더 상세하게 설명하기로 한다.
상기 회전 유닛(90) 아래에 제 1 및 2 구동 유닛들(40A, 40B)이 배치될 수 있다. 상기 제 1 구동 유닛(40A)은 제 1 구동 부(41A), 제 1 구동 부재(42) 및 제 1 회전체(44)를 포함할 수 있다. 상기 제 2 구동 유닛(40B)은 제 2 구동 부(41B), 제 2 구동 부재(46) 및 제 2 회전체(44)를 포함할 수 있다. 상기 제 1 회전체(44)는 제 2 연결 홀(43)을 통해서 회전 유닛(90)의 회전축(64)에 결합될 수 있다.
상기 제 1 구동부(41A)는 제 1 구동 부재(42) 및 제 1 회전체(44)를 통해서 회전 하우징(50), 회전축(64) 및 회전 전달 부재(88)를 제 1 방향(B1)으로 제 1 회전 운동(rotary motion)시킬 수 있다. 또한, 상기 회전축(64)은 회전 하우징(50)을 통해서 회전 전달 부재(88)를 제 2 방향(B2)으로 제 2 회전 운동시킬 수 있다.
이 경우에, 상기 공정 척(39)은 회전 유닛(90)의 제 1 운동을 통해서 도 1의 챔버 바디(10)의 밑면(13)의 제 1 연결 홀(19)의 주위로 공전 운동(motion of revolution)을 할 수 있다. 상기 공정 척(39)은 회전 유닛(90)의 제 2 운동을 통해서 도 1의 챔버 바디(10)의 밑면(13)의 제 1 연결 홀(19)의 주변에서 자전 운동(motion of rotation)을 할 수 있다.
상기 제 2 회전체(48)는 제 3 연결 홀(47)을 통해서 도 6의 퓨셔(18b)와 결합할 수 있다. 상기 푸셔(18b) 및 제 2 구동부(41B) 사이의 동작 관계는 도 6에서 좀 더 상세하게 설명하기로 한다.
도 3은 도 2의 절단선 Ⅰ-Ⅰ' 를 따라 취해서 회전 유닛을 보여주는 단면도이다.
도 3을 참조하면, 상기 회전 유닛(90)은 회전 하우징(50)의 외부에 하부 고정 부재(52), 상부 고정 부재(54) 및 회전 전달 부재(88)을 포함할 수 있다. 상기 회전 유닛(90)은 회전 하우징(50)의 내부에 제 1 내지 4 회전 보조 부재들(68, 75, 82, 84)을 포함할 수 있다. 상기 회전 유닛(90)은 회전 하우징(50)을 관통하는 제 1 및 2 회전 축들(64, 86)을 포함할 수 있다.
상기 제 1 회전 축(64)은 도 1에서 챔버 바디(10)의 밑면(13)의 제 1 연결 홀(19)을 통해서 부분적으로 노출될 수 있다. 상기 제 1 회전 축(64)은 도 2의 제 1 구동부(41A)를 통해서 제 1 회전 운동(B1)을 할 수 있다. 상기 제 1 회전 축(64)은 하부 고정 부재(52) 및 상부 고정 부재(54)를 통해서 회전 하우징(50)에 고정될 수 있다. 상기 제 1 회전 보조 부재(68)는 제 1 회전 축(64)에 고정될 수 있다.
상기 제 2 회전 보조 부재(75)는 제 1 및 3 회전 보조 부재들(68, 82)을 연결할 수 있다. 상기 제 2 회전 보조 부재(75)는 벨트를 포함할 수 있다. 상기 제 3 회전 보조 부재(82)는 제 2 회전 축(86)에 고정될 수 있다. 상기 제 3 회전 보조 부재(82)는 하부 및 상부 가이드 부재들(56, 58) 사이의 제 4 회전 보조 부재(84)들과 접촉할 수 있다.
상기 제 4 회전 보조 부재(82)들은 베어링(bearing)을 포함할 수 있다. 이 경우에, 상기 제 2 회전 축(86)은 제 2 회전 보조 부재(75)로부터 제 1 회전 축(64)의 회전력을 전달받아서 제 2 방향(B2)으로 제 2 회전 운동을 할 수 있다. 따라서, 상기 제 3 회전 보조 부재(82) 및 제 2 회전 축(86)은 회전 하우징(50)에 대해서 상대적으로 회전될 수 있다. 상기 제 2 회전 축(86)은 회전 하우징(50)의 상부에서 회전 전달 부재(88)에 고정될 수 있다.
도 4a 내지 4c는 도 1의 조사 유닛을 보여주는 사시도들(perspective views)이다.
도 4a를 참조하면, 상기 조사 유닛(180)은 제 5 및 6 연결 부재들(161, 167), 제 3 및 4 도파관들(165, 169), 조사관(171) 및 조사 유도 부재(173)를 포함할 수 있다. 상기 제 5 연결 부재(161)들은 제 3 도파관(165)의 게이트(163)들을 둘러쌀 수 있다. 상기 게이트(163)들은 사각형의 출입구(entrance and exit)로 이루어질 수 있다. 상기 제 3 도파관(165)은 도 1에서 조사관(171) 및 공정 척(39) 사이에 기판 이송 유닛(90)의 이동 공간을 마련하기 위해 경사질 수 있다.
상기 제 3 도파관(165)의 일 단은 제 5 좌측 연결 부재(161)를 통해서 도 1의 챔버 바디(10)의 측벽(12)에 고정될 수 있다. 상기 제 3 도파관(165)의 타 단은 제 5 우측 연결 부재(161)를 통해서 제 4 도파관(169)의 제 6 연결 부재(167)에 고정될 수 있다. 상기 제 3 및 4 도파관들(165, 169)은 제 5 및 6 연결 부재들(161, 167)을 통해서 연통할 수 있다.
상기 제 3 및 4 도파관들(165, 169)의 각각은 속이 빈 관(hollow tube)모양일 수 있다. 예를 들어, 단면이 사각형인 것으로 가정, 예시되었다. 상기 제 4 도파관(169)은 조사관(171)과 일체로 형성될 수 있다. 상기 조사관(171)은 제 2 보호관(177)을 포함할 수 있다. 상기 제 2 보호관(177)은 도 1의 챔버 덮개(20) 내 제 1 보호관(26)을 둘러쌀 수 있다. 상기 조사관(171) 아래에 조사 유도 부재(173)가 배치될 수 있다.
도 4b를 참조하면, 상기 조사 유도 부재(173)는 링(ring) 모양일 수 있다. 상기 조사 유도 부재(173)는 중앙 영역에 제 3 모니터링 창(176)을 가질 수 있다. 상기 제 3 모니터링 창(176)은 도 4a의 제 2 유도관(177)에 정렬될 수 있다. 상기 조사 유도 부재(173)은 주변 영역을 통해서 조사관(171)에 고정될 수 있다. 상기 조사 유도 부재(173)는 중앙 영역 및 주변 영역 사이에 다수 개의 슬릿(slit, 175)들을 포함할 수 있다.
상기 슬릿들(175)은 그리드(grid), 그레이팅(grating) 또는 그릴(grill) 등, 다양한 형태로 구성될 수 있고, 다른 이름으로 불릴 수도 있다. 본 실시예에서, 상기 슬릿(175)들은 조사 유도 부재(171)의 테두리를 따라서 동심원 형태 또는 나선 형태로 조사 유도 부재(173)에 형성될 수 있다.
도 4c를 참조하면, 상기 조사관(171)은 도 1의 챔버 바디(10)의 밑면(13)에서 볼 때에 속이 빈 통이며 밑면이 개방된 모양으로 이해될 수 있다. 상세하게, 상기 조사관(171)의 내부는 조사 유도 부재(173)를 통해서 도 1의 챔버 바디(10)의 밑면(13)을 향해 노출 또는 개방될 수 있다. 상기 조사관(171)은 내부 공간을 분리하는 격막(179)을 포함할 수 있다.
상기 제 2 보호관(177)의 측벽은 조사관(171)의 측벽과 동일한 모양을 가질 수 있다. 상기 조사관(171)의 격막(179)은 조사관(171)의 측벽 및 제 2 보호관(177)의 측벽 사이에 배치될 수 있다. 도 1의 마이크로파 발생기(145)로부터 조사 유닛(180)으로 마이크로 파가 전달되는 경우에, 상기 격막(179)은 제 4 도파관(169)으로부터 조사관(171)으로 입사되는 파를 막음으로써, 마이크로 파를 반사하거나 조사관(171) 아래로 유도할 수 있다.
상기 격막(179)은 조사관(171) 아래로 마이크로 파의 열 에너지의 전달 효율을 높일 수 있다. 상기 마이크로 파는 조사 유도 부재(173)의 슬릿(175)들 및 제 3 모니터링 창(176)을 통해서 도 1의 공정 척(39)에 대부분 전달될 수 있다.
도 4d를 참조하면, 상기 조사 유닛(180)은 본 발명의 변형된 실시예에 따라서 응용 조사 유닛(183)으로 변형될 수 있다. 상기 응용 조사 유닛(183)은 조사 유닛(180)과 유사한 구성 요소들을 포함할 수 있다. 이 경우에, 상기 응용 조사 유닛(183)의 조사관(171)은 일단부가 폐쇄된 중공관이 고리 또는 도넛 형태로 휘어질 수 있다. 중공관의 단면의 모양은 다양하게 응용될 수 있다.
본 실시예에서는 본 발명의 기술적 사상을 이해하기 쉽도록, 상기 조사관(171)이 사각형인 것으로 가정, 도시되었으나, 원형, 반원형, 다각형 단면을 가질 수 있다. 또한, 상기 조사 유닛(183)의 제 3 도파관(165)은 경사질 수 있다. 상기 조사관(171)은 외측벽(171A), 내측벽(177A) 및 격막(179)로 한정될 수 있다. 상기 조사 유닛(183)의 조사 유도 부재(173)는 조사관(171)과 동일한 모양을 가질 수 있다.
상기 조사관(171)은 제 3 도파관(165)을 향해서 개구되고, 그리고 내측벽(177A)을 통해서 한정되는 제 2 모니터링 창(172A)을 가질 수 있다.
도 5는 도 1의 반도체 제조 장치의 결합 사시도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 기술적 사상에 따르는 반도체 제조 장치(200)는 공정 수행 유닛(185)을 포함할 수 있다. 상기 공정 수행 유닛(185)은 공정 챔버(29), 기판 안착 유닛(30), 구동 유닛(40), 적어도 하나의 흡수 유닛(100), 도파 유닛(150) 및 조사 유닛(180)을 포함할 수 있다. 상기 공정 챔버(29)는 챔버 바디(10) 및 챔버 덮개(20)을 포함할 수 있다.
상기 챔버 덮개(20)의 천정(22)은 상면 및 하면에 열 감지부(24) 및 제 1 보호관(26)을 각각 포함할 수 있다. 상기 기판 안착 유닛(30)은 공정 챔버(29) 내에 위치해서 도 3의 회전 유닛(90)에 고정될 수 있다. 상기 회전 유닛(90)은 도 3의 제 1 회전축(64)을 통해서 제 1 구동 유닛(40A)과 결합할 수 있다. 상기 공정 챔버(29) 아래에 제 2 구동 유닛(40B)이 배치될 수 있다.
상기 적어도 하나의 흡수 유닛(100)은 공정 챔버(29)의 외부에 위치해서 공정 챔버(29)의 측벽(12)에 고정될 수 있다. 상기 적어도 하나의 흡수 유닛(100)은 공정 챔버(29)의 적어도 하나의 제 1 관통 윈도우(14)에 정렬되어서 공정 챔버(29)와 연통할 수 있다. 상기 도파 유닛(150)은 공정 챔버(29)의 외부에 위치해서 공정 챔버(29)에 고정될 수 있다.
상기 도파 유닛(150)은 도 1의 제 2 관통 윈도우(15)에 정렬되어서 공정 챔버(29)와 연통할 수 있다. 상기 공정 챔버(150)의 측벽(12)의 높이는 밑면(13)에 대해서 수직적으로 볼 때에 도파 유닛(150) 내 마이크로파 발생기(145)의 높이 대비 큰 크기를 가질 수 있다. 상기 조사 유닛(180)은 공정 챔버(29)의 내부에 위치해서 공정 챔버(29)에 고정될 수 있다.
상기 조사 유닛(180)은 제 2 관통 윈도우(15)에 정렬되어서 도파 유닛(150)과 연통할 수 있다. 상기 조사 유닛(180)은 중앙 영역을 통해서 제 1 보호관(26)을 둘러쌀 수 있다. 상기 공정 수행 유닛(185)의 주변에 기판 이송 유닛(190)이 배치될 수 있다.
도 6은 도 5의 B3 방향에서 보여주는 공정 수행 유닛의 개략도(schematic view)이다.
도 6을 참조하면, 상기 공정 수행 유닛(185)은 공정 챔버(29) 내에서 기판 출입구(11)의 주변에 도어 가이드(door guide, 16a), 정렬대(alignment bar, 16b) 및 도어(door, 18a)를 포함할 수 있다. 상기 도어 가이드(16a) 및 정렬대(16b)는 공정 챔버(29)의 측벽(11)로부터 내부로 연장할 수 있다. 상기 도어 가이드(16a) 및 정렬대(16b)는 기판 출입구(11)의 하부측 및 상부측에 각각 위치해서 기판 출입구(11)의 테두리를 따라서 위치할 수 있다.
상기 도어 가이드(16a) 및 정렬대(16b)는 기판 출입구(11)의 하부측 및 상부측에 각각 위치해서 기판 출입구(11)의 양 측부들에 위치할 수 있다. 상기 도어 가이드(16a)는 공정 챔버(29)의 측벽(12)으로부터 도어(18a)를 이격시켜서 도어(18a)의 이동을 원활하게 할 수 있다. 상기 정렬대(16b)는 도어(18a)의 이동 거리를 제한해서 기판 출입구(11)의 개폐를 용이하게 할 수 있다.
상기 도어(18a)는 공정 챔버(29)의 밑면(13)을 부분적으로 지날 수 있다. 상기 도어(18a)의 면적은 기판 출입구(11)의 개구 면적 대비 큰 크기를 가질 수 있다. 상기 도어(18a) 아래에 푸셔(pusher, 18b)가 배치될 수 있다. 상기 푸셔(18b)는 기판 출입구(11)의 중앙 영역에 위치할 수 있다. 상기 푸셔(18b)는 하부측에 나사(18c)를 포함할 수 있다.
상기 푸셔(18b)는 공정 챔버(29)의 외부에서 나사(18c)를 통해서 제 2 구동 유닛(40B)의 제 2 회전체(48)와 나사 결합할 수 있다. 이 경우에, 상기 제 2 구동 유닛(40B)의 제 2 구동부(41B)는 푸셔(18b), 제 2 구동 부재(46) 및 제 2 회전체(48)를 회전시켜서 도어(18a)를 제 4 방향(B4)으로 상하 운동시킬 수 있다. 상기 도어(18a)는 푸셔(18b)의 상하 운동을 통해서 기판 출입구(11)를 개폐시킬 수 있다.
상기 공정 수행 유닛(185)은 공정 챔버(29)의 밑면(13)으로부터 회전 유닛(90)의 제 1 회전축(64)을 부분적으로 노출시킬 수 있다. 상기 제 1 회전축(64)은 제 1 구동 유닛(40A)의 제 1 회전체(44)와 결합할 수 있다. 상기 회전 유닛(90)의 회전 하우징(50) 및 회전 전달 부재(88)은 공정 챔버(29) 내 위치할 수 있다. 상기 회전 전달 부재(88)는 기판 안착 유닛(30)의 공정 척(39)에 고정될 수 있다.
상기 공정 척(39)은 확대도(A2)와 같이 그루브(G)를 가질 수 있다. 상기 그루브(G)는 공정 척(39)의 상면으로부터 내부를 향해서 연장할 수 있다. 상기 공정 수행 유닛(185)은 열 감지부(24)를 천정(22), 제 1 보호관(26), 조사 유도 부재(173) 및 제 2 보호관(177)을 통해서 공정 척(39)에 노출시킬 수 있다. 상기 공정 척(39)은 조사관(171)으로부터 소정 거리(S1) 만큼 이격될 수 있다.
상기 공정 척(39) 및 조사 유도 부재(173) 사이의 거리는 도 5의 기판 이송 유닛(190)의 아암(198)의 두께, 아암 상에 위치하는 반도체 기판의 두께, 및 조사 유도 부재(173) 아래에서 기판 이송 유닛(190)의 상하 이동 거리의 허용 오차를 고려해서 결정될 수 있다. 상기 공정 척(39) 및 조사 유도 부재(173) 사이의 거리는 예를 들면, 약 5 내지 50 ㎜ 사이의 값을 가질 수 있다.
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실시예
2]
도 7은 본 발명의 기술적 사상에 따르는 반도체 제조 장치의 사시도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 기술적 사상에 따르는 반도체 제조 장치(280)는 하우징(210)을 포함할 수 있다. 상기 하우징(210)은 제 1 및 2 공정 수행 유닛들(241, 243, 245, 247, 249, 261, 263, 265, 267, 269)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 및 2 공정 수행 유닛들(241, 243, 245, 247, 249, 261, 263, 265, 267, 269)의 각각은 도 5의 공정 수행 유닛(185)과 동일한 구성 요소들을 포함할 수 있다.
이 경우에, 상기 제 1 공정 수행 유닛들(241, 243, 245, 247, 249)은 하우징(210)의 좌측에 위치해서 적층 구조를 가질 수 있다. 상기 제 2 공정 수행 유닛들(261, 263, 265, 267, 269)은 하우징(210)의 우측에 위치해서 적층 구조를 가질 수 있다. 상기 제 1 공정 수행 유닛들(241, 243, 245, 247, 249)은 공정 수행 유닛들(261, 263, 265, 267, 269)과 동일 레벨에 위치하거나 다른 레벨에 위치할 수 있다.
상기 제 1 및 2 공정 수행 유닛들(241, 243, 245, 247, 249, 261, 263, 265, 267, 269)은 서로 마주보는 기판 출입구들(242, 262)을 가질 수 있다. 상기 공정 수행 유닛들(241, 243, 245, 247, 249, 261, 263, 265, 267, 269) 아래에 필러(pillar, 255)들이 배치될 수 있다. 상기 필러(255)들은 공정 수행 유닛들(241, 243, 245, 247, 249, 261, 263, 265, 267, 269) 사이, 및 공정 수행 유닛들(249, 269) 아래에서 제 1 구동 유닛들(240A, 260A) 및 제 2 구동 유닛들(240B, 260B)의 움직임을 원활하게 해줄 수 있다.
상기 반도체 제조 장치(280)는 기판 이송 유닛(220), 로드 챔버(load chamber, 230) 및 언로드 챔버(unload chamber, 240)를 더 포함할 수 있다. 상기 기판 이송 유닛(220)은 공정 수행 유닛들(241, 243, 245, 247, 249, 261, 263, 265, 267, 269), 로드 챔버(230) 및 언로드 챔버(240) 사이를 X, Y, Z 방향들로 이동할 수 있다. 상기 기판 이송 유닛(220)은 로드 챔버(230)의 카세트(235)로부터 공정 수행 유닛들(241, 243, 245, 247, 249, 261, 263, 265, 267, 269)로 반도체 기판을 공급시킬 수 있다.
상기 기판 이송 유닛(220)은 공정 수행 유닛들(241, 243, 245, 247, 249, 261, 263, 265, 267, 269)로부터 언로드 챔버(240)의 카세트(245)로 반도체 기판을 분리시킬 수 있다.
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실시예
3]
도 8은 본 발명의 기술적 사상에 따르는 반도체 제조 장치의 사시도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 기술적 사상에 따르는 반도체 제조 장치(290)는 도 7의 반도체 제조 장치(1290)와 동일한 구성 요소들을 포함할 수 있다. 이 경우에, 상기 반도체 제조 장치(290)는 제 1 및 2 공정 수행 유닛들(241, 243, 245, 247, 249, 261, 263, 265, 267, 269)에 서로 마주보지 않는 기판 출입구들(242, 262)을 가질 수 있다.
도 9 내지 13은 도 5의 반도체 제조 장치의 동작 방법을 설명하는 개략도들이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 기술적 사상에 따르는 반도체 제조 장치(200)는 공정 수행 유닛(185)의 주변에서 기판 이송 유닛(190) 상에 반도체 기판(W)을 안착시킬 수 있다. 상기 기판 이송 유닛(190)은 반도체 제조 장치(200)를 통해서 공정 수행 유닛(185)의 공정 챔버(29)로 이동될 수 있다. 이 경우에, 상기 기판 이송 유닛(190)은 반도체 기판(W)을 공정 챔버(29)의 기판 출입구(11)로 이송시킬 수 있다.
상기 반도체 기판(W)은 최상부 레벨에 적어도 하나의 재배선(redistribution), 및/또는 폴리머 막(polymer film)을 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 재배선은 반도체 기판(W)의 최상부 레벨 아래에 위치하는 집적 회로(integrated circuit)와 전기적으로 접속할 수 있다. 상기 적어도 하나의 재배선은 금속을 포함할 수 있다. 상기 폴리머 막은 적어도 하나의 재배선을 덮을 수 있다.
상기 폴리머 막은 탄소를 포함할 수 있다. 계속해서, 상기 기판 이송 유닛(190)은 공정 챔버(29)의 기판 출입구(11)를 통과해서 공정 척(39) 상에 반도체 기판(W)을 안착시킬 수 있다. 상기 반도체 기판(W)이 공정 척(39) 상에 안착된 후에, 상기 기판 이송 유닛(190)은 공정 챔버(29)의 기판 출입구(11)를 다시 통과해서 공정 챔버(29)의 주변에 위치될 수 있다.
도 10을 참조하면, 상기 반도체 기판(W)은 확대도(A3)와 같이 공정 척(39)의 그루브(G)에 안착될 수 있다. 상기 반도체 기판(W)의 상면은 공정 척(39)의 상면과 동일 레벨이거나 다른 레벨에 위치할 수 있다. 상기 반도체 기판(W)이 공정 척(39) 상에 안착된 후에, 도 9의 반도체 제조 장치(200)는 기판 이송 유닛(190)을 공정 챔버(29)로부터 분리시키고 구동부(41)에 전원을 공급할 수 있다.
상기 제 2 구동부(41B)는 푸셔(18b), 제 2 구동 부재(46) 및 제 2 회전체(48)를 회전시켜서 도어(18a)를 제 4 방향(B4)으로 이동시킬 수 있다. 이 경우에, 상기 도어(18a)는 푸셔(18b)를 통해서 정렬대(16b)와 접촉할 수 있다. 상기 도어(18a)는 기판 출입구(11)를 닫을 수 있다. 다음으로, 상기 제 1 구동부(41A)는 제 1 구동 부재(42), 제 1 회전체(44) 및 제 1 회전축(64)을 회전시킬 수 있다.
상기 제 1 회전축(64)은 회전 하우징(50) 및 회전 전달 부재(88)를 회전시킬 수 있다. 상기 회전 하우징(50)은 공정 척(39)을 제 1 회전 축(64)의 주위로 공전 운동시킬 수 있다. 상기 회전 전달 부재(88)는 공정 척(39)을 도 3의 제 2 회전 축(86)의 주위로 자전 운동시킬 수 있다. 계속해서, 상기 반도체 제조 장치(200)는 마이크로파 발생기(145)에 전원을 공급할 수 있다.
상기 마이크로파 발생기(145)는 마이크로 파를 생성시켜서 도파부(110) 및 조사 유닛(180)에 마이크로 파를 입사(incidence)시킬 수 있다. 상기 마이크로 파는 파 자취선(wave-tracing line, P)를 따라서 이동할 수 있다. 상기 파 자취선(P)은 조사관(171)의 측벽 및 제 2 보호관(177)의 측벽 사이에서 원(circle)을 그릴 수 있다. 상기 마이크로 파는 원형의 파 자취선(P)을 따라서 이동하면서 조사 유도 부재(173)를 통하여 공정 척(39) 및 반도체 기판(W) 상에 조사될 수 있다.
상기 마이크로 파가 조사관(171)에서 제 2 보호관(177)을 지나서 제 1 보호관(26)에 도달할 수 있으나, 상기 마이크로 파는 제 1 보호관(26)의 직경보다 크기가 큰 파장을 가지기 때문에 제 1 보호관(26)을 통과할 수 없다. 따라서, 상기 제 1 보호관(26)은 열 감지부(24)에 주는 마이크로 파의 어텍(attack)을 최소화해서 열 감지부(24)의 사용 수명을 길게 유지시켜줄 수 있다.
상기 마이크로 파가 확대도(A4)와 같이 반도체 기판(W) 상에 조사되면, 상기 마이크로 파는 반도체 기판(W) 상에 위치하는 폴리머 막에 열 에너지로 흡수되어서 폴리머 막을 경화시킬 수 있다. 상기 열 에너지는 폴리머 막으로부터 휘발성 물질(volatile material)을 기화시켜서 폴리머 막 내 적어도 하나의 기공(void)을 없애줄 수 있다. 이를 통해서, 상기 열 에너지는 폴리머 막의 특성(characteristic)을 개선시킬 수 있다.
또한, 상기 열 에너지는 폴리머 막의 조직(organization)을 단단하게 경화시킬 수 있다. 상기 마이크로 파가 확대도(A4)와 같이 공정 척(39) 상에 조사되면, 상기 마이크로 파는 공정 척(39)에서 열 자취선(heat-tracing line, R)을 따라서 이동할 수 있다. 즉, 상기 마이크로 파는 공정 척(39)의 금속을 매개(medium)로 이용하여 열 자취선(R)을 따라서 열 에너지를 반도체 기판(W)에 전달할 수 있다. 상기 열 에너지는 반도체 기판(W)을 통해서 폴리머 막에 전달될 수 있다.
상기 마이크로 파는 조사관(171)을 지나서 공정 챔버(29) 밖으로 반사(reflection)될 수 있다. 즉, 상기 마이크로 파는 조사 유닛(180)으로부터 도파부(110)의 제 2 유체관(116) 및/ 또는 흡수 부(120)의 제 3 유체관(126)에 흡수될 수 있다. 이 경우에, 상기 반도체 제조 장치(200)는 마이크로파 발생기(145)가 동작되는 동안에 제 2 및 3 유체관들(116, 126)에 유체를 가두거나 유체를 흐르게 할 수 있다. 상기 유체는 마이크로 파의 열 에너지를 흡수하는 액체를 포함할 수 있다.
상기 유체는, 예를 들면, 온도 0 내지 약 25℃ 의 물(water)을 포함할 수 있다. 상기 제 2 및 3 유체관들(116, 126)은 유체를 이용해서 마이크로파 발생기(145)에 주는 마이크로 파의 어텍(attack)을 최소화할 수 있다. 상기 마이크로 파가 반도체 기판(W) 상에 조사되는 동안에, 상기 폴리머 막으로부터 발생하는 기화 물질은 공정 챔버(29)에서 도 9의 배기구(17)를 통해서 배출될 수 있다.
상기 폴리머 막의 경화가 완료되면, 상기 반도체 제조 장치(200)는 제 1 구동부(41A) 및 마이크로파 발생기(145)에 전원을 공급하지 않고 공정 척(39)을 회전시키지 않을 수 있다. 상기 반도체 제조 장치(200)는 제 2 구동부(41B)에 전원을 다시 공급해서 푸셔(18b), 제 2 구동 부재(46), 제 2 회전체(48)를 회전시킬 수 있다. 상기 도어(18a)는 푸셔(18b)의 회전을 통해서 공정 척(39)의 기판 출입구(11)를 열수 있다.
상기 기판 출입구(11)가 열리면, 상기 반도체 제조 장치(200)는 제 2 구동부(41B)에 전원을 공급하지 않을 수 있다. 상기 반도체 기판(W)은 상승 및 하강 유닛(도면에 미 도시, lift pins)을 이용해서 공정 척(39)으로부터 올려질 수 있다.
도 9의 기판 이송 유닛(190)은 공정 척(39)으로 반도체 기판(W)을 분리시킬 수 있다. 상기 기판 이송 유닛(190)은 공정 척(39)으로부터 기판 출입구(11)로 이동할 수 있다. 상기 반도체 제조 장치(200)는 후속의 반도체 기판들에 상기에 개시된 동작 단계들을 반복적으로 적용시킬 수 있다. 한편, 도 7의 반도체 제조 장치(280) 또는 도 8의 반도체 제조 장치(290)는 복수 개의 공정 수행 유닛들(241, 243, 245, 247, 249, 261, 263, 265, 267, 269)의 각각에 상기에 개시된 반도체 제조 장치(200)의 동작 단계들을 적용시킬 수 있다.
상기 반도체 제조 장치(280) 또는 반도체 제조 장치(290)는 복수 개의 공정 수행 유닛들(241, 243, 245, 247, 249, 261, 263, 265, 267, 269)을 동시에 동작시키거나 개별적으로 동작시킬 수 있다. 이후로, 상기 마이크로 파의 파 자취선(P), 및 공정 척(39)의 이동 사이의 관계는 도 11 내지 13을 참조해서 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 11을 참조하면, 상기 마이크로 파는 파 자취선(P)을 따라서 도파부(110) 및 조사관(171)에 입사될 수 있다. 상기 마이크로 파는 조사관(171) 및 제 2 보호관(177) 사이의 통로를 따라서 이동해서 격막(179)에 도달할 수 있다. 상기 마이크로 파가 조사관(171) 내에서 이동되는 동안에, 상기 마이크로 파는 도 10과 같이 조사 유도 부재(173)를 통해서 반도체 기판(W) 상에 조사될 수 있다.
더불어서, 상기 마이크로 파는 격막(179)에 부딪쳐서 도 10과 같이 반도체 기판(W)으로 향하거나, 격막(179)으로부터 반사되어서 조사관(171) 및 제 2 보호관(177) 사이의 통로를 따라서 이동될 수 있다. 계속해서, 상기 마이크로 파는 조사관(171)으로부터 반사되어서 도파부(110)로 이동될 수 있다.
도 12를 참조하면, 상기 마이크로 파의 이동 경로를 좀 더 상세하게 설명하기 위해서, 상기 마이크로 파의 파 자취선(P)은 복수 개의 파 자취선들(P1, P2, P3, P4, P5, P6)로 세분될 수 있다. 이 경우에, 상기 마이크로 파는 파 자취선(P1)을 따라서 마이크로파 발생기(145)로부터 도파부(110) 및 조사 유닛(180)으로 차례로 입사될 수 있다. 상기 마이크로 파는 조사관(171)의 측벽 및 제 2 보호관(177)의 측벽 사이의 통로를 지나서 격막(179)과 접촉할 수 있다.
상기 마이크로 파는 격막(179)에 부딪쳐서 조사관(171) 아래로 조사될 수 있다. 상기 마이크로 파는 조사 유닛(180)의 조사관(171)의 내부에서 원형의 파 자취선(P2)들을 가질 수 있다. 상기 원형의 파 자취선(P2)들은 조사관(171)의 측벽 및 제 2 보호관(177)의 측벽 사이의 통로의 모양에 따라서 형성될 수 있다. 이 경우에, 상기 원형의 파 자취선(P2)들은 마이크로 파의 열 에너지의 크기에 따라서 등고선(C1)들에 각각 대응될 수 있다.
상기 마이크로 파가 조사 유닛(180)으로부터 공정 척(39)에 조사되는 동안에, 상기 마이크로 파는 조사관(171)의 주변으로도 조사될 수 있다. 왜냐하면, 상기 조사관(171)은 공정 척(39)으로부터 도 10과 같이 이격되어 있기 때문이다. 상기 마이크로 파는 조사관(171) 및 공정 챔버(29) 사이의 통로 모양을 따라서 적어도 하나의 반원형의 파 자취선(P3)을 가질 수 있다.
상기 공정 챔버(29)의 측벽이 비대칭 형성될 수 있기 때문에, 상기 적어도 하나의 반원형의 파 자취선(P3)도 비대칭으로 형성될 수 있다. 이 경우에, 상기 적어도 하나의 비대칭 파 자취선(P3)은 마이크로 파의 열 에너지의 크기에 따라서 적어도 하나의 등고선(C2)에 대응될 수 있다. 상기 적어도 하나의 반원형의 파 자취선(P3)은 도 13에서 상세하게 설명하기로 한다.
상기 마이크로 파가 조사관(171)으로부터 조사되는 동안에, 상기 공정 척(39)은 반도체 기판(W)과 함께 도 10의 제 1 회전축(64) 및 회전 전달 부재(88)를 통해서 공전 및 자전 운동들을 할 수 있다. 상기 제 1 회전 축(64)이 공정 척(39)의 중심으로부터 벗어나서 위치하기 때문에, 상기 공정 척(39) 및 반도체 기판(W)은 조사관(171)의 주변에서 자취들(loci, 39L, WL)을 보이면서 조사관(171)으로부터 부분적으로 노출될 수 있다.
상기 공정 척(39) 및 반도체 기판(W)이 조사관(171) 아래에서 원형의 파 자취선(P2)들, 및 적어도 하나의 반원형의 파 자취선(P3)과 만나기 때문에, 상기 공정 척(39) 및 반도체 기판(W)은 마이크로 파로부터 다양한 크기들을 각각 가지는 열 에너지들을 받을 수 있다. 그러나, 상기 공정 척(39) 및 반도체 기판(W)이 조사관(171)으로부터 노출되지 않고 자전 운동 만을 한다면, 상기 공정 척(39) 및 반도체 기판(W)은 아래에서 원형의 파 자취선(P2)들 만을 만날 수 있다.
이를 통해서, 상기 반도체 기판(W)은 공정 척(39)의 자전 운동 대비 공정 척(39)의 공정 및 자전 운동들을 통해서 전면에 마이크로 파로부터 균일한 열 에너지를 받을 수 있다. 상기 반도체 기판(W)은 공정 척(39)의 자전 운동 대비 공정 척(39)의 공정 및 자전 운동들을 통해서 빠른 시간 내에 경화될 수 있다. 한편, 상기 마이크로 파는 조사관(171)의 주변에서 공정 챔버(29)로부터 반사되어서 적어도 하나의 흡수 유닛(100)으로 반사될 수 있다.
상기 적어도 하나의 흡수 유닛(100)은 제 1 유체관(106)을 통해서 파 자취선(P4)에 대응하는 마이크로 파를 흡수할 수 있다. 상기 적어도 하나의 흡수 유닛(100)은 제 1 유체관(106)에 유체를 가두거나 유체를 흐르게 할 수 있다. 상기 적어도 하나의 흡수 유닛(100)은 공정 척(39)의 테두리에서 마이크로 파의 아크의 발생을 미연에 방지해 줄 수 있다.
왜냐하면, 상기 적어도 하나의 흡수 유닛(100)은 마이크로 파로 하여금 공정 척(39)의 테두리에 아크(arc)의 발생을 위한 세기의 임계치(critical value)에 도달하지 못하게 하기 때문이다. 더불어서, 상기 마이크로 파는 조사관(171)으로부터 도파부(110) 및 흡수부(120)에 반사될 수 있다. 상기 도파부(110) 및 흡수 부(120)는 제 2 및 3 유체관들(116, 126)을 통해서 파 자취선들(P5, P6)에 대응하는 마이크로 파를 흡수할 수 있다.
상기 적어도 하나의 흡수 유닛(100), 및 도파부(110) 및 흡수부(120)는 공정 챔버(29)로부터 반사되는 마이크로 파를 적절하게 흡수해서 공정 챔버(29)의 오염 및 부품의 수명을 연장시키고, 장비의 세정 주기(cleaning period)를 길게할 수 있다.
도 13을 참조하면, 상기 적어도 하나의 반원 형의 파 자취선(P3)은 공정 챔버(29) 내 도 12의 조사관(171)의 주변에서 복수 개의 등고선(C2)들에 대응할 수 있다. 상기 복수 개의 등고선(C2)들의 각각은 공정 챔버(29)의 측벽의 비 대칭성에 기인해서 반원으로 그려질 수 있다. 이 경우에, 상기 복수 개의 등고선(C2)들은 공정 챔버(29)의 측벽을 따라서 점유 밀도를 다르게 가질 수 있다.
상기 기판 출입구(11)의 주변에 위치하는 등고선(C2)들의 간격(S2)은 기판 출입구(11)의 반대편에 위치하는 등고선(C2)들의 간격(S3) 대비 작은 크기를 가질 수 있다. 상기 복수 개의 등고선(C2)들이 비 대칭성을 가지기 때문에, 도 12의 반도체 기판(W)은 공정 챔버(29) 내에서 다양한 열 에너지를 받을 수 있다.
도 14 내지 15는 도 5의 반도체 제조 장치를 이용해서 웨이퍼 레벨에서 제조되는 패키지의 형성방법을 설명해 주는 공정 흐름도, 및 공정 레시피 관련 그래프이다.
도 14 및 15를 참조하면, 도 5의 반도체 제조 장치(200), 및 도 9의 반도체 기판(W)이 준비될 수 있다. 상기 반도체 기판(W)은 최상부 레벨에 적어도 하나의 재 배선 및 폴리머 막을 포함할 수 있다. 상기 반도체 기판(W)은 공정 챔버(29) 내 기판 안착 유닛(30)에 안착될 수 있다. 상기 기판 안착 유닛(30)은 도 9의 공정 척(39)을 포함할 수 있다.
이 경우에, 상기 반도체 기판(W)은 공정 척(39) 상에 안착될 수 있다 (S1). 상기 반도체 제조 장치(200)는 공정 챔버(29)의 주변에 위치하는 마이크로 파 발생기(145)를 작동시킬 수 있다 (S2). 상기 마이크로 파 발생기(145)는 마이크로 파를 공정 챔버(29) 내 조사관(171)에 입사시킬 수 있다. 상기 마이크로 파는 조사관(171)으로부터 공정 척 상에 조사될 수 있다.
상기 마이크로 파 발생기(145) 및 조사관(171) 사이의 마이크로 파의 이동은 도 10 내지 12를 참조해서 이해될 수 있다. 상기 마이크로 파가 반도체 기판(W) 상에 조사되는 동안에, 상기 반도체 제조 장치(200)는 공정 척(39)을 작동시킬 수 있다 (S2). 상기 공정 척(39)은 반도체 제조 장치(200)를 통해서 회전 운동할 수 있다. 상기 공정 척(39)의 회전 운동은 도 10 및 12를 참조해서 이해될 수 있다.
상기 공정 척(39)이 회전 운동하는 동안에, 상기 반도체 제조 장치(200)는 열 감지부(24)를 작동시킬 수 있다 (S3). 상기 열 감지부(24)는 반도체 기판(W)의 열 복사선을 감지해서 반도체 기판(W)의 온도를 실시간으로 모니터링할 수 있다. 이 경우에, 상기 반도체 제조 장치(200)는 내부에 기준 데이터(reference data)로 프로그램될 수 있다. 상기 기준 데이터는 반도체 기판에 대해서 목적하는 시간들에 각각 대응하는 목적하는 온도 값을 가질 수 있다.
따라서, 상기 반도체 제조 장치(200)가 도 15의 공정 레시피(295)를 따라서 작동되는 동안에, 상기 반도체 제조 장치(200)는 열 감지부(24) 및 기준 데이터를 통해서 반도체 기판(W)이 목적하는 공정 시간에 목적하는 온도에 도달하는 지의 여부를 확인할 수 있다. 만약, 상기 반도체 기판(W)이 목적하는 시간에 목적하는 온도에 도달하지 못하는 경우에, 상기 반도체 제조 장치(200)는 마이크로 파 발생기의 파워를 조절해서 반도체 기판(W)의 온도를 목적하는 온도에 도달시킬 수 있다.
상기 반도체 기판(W)이 마이크로 파에 조사되는 동안에, 상기 반도체 기판(W)의 온도는 도 15와 같이 시간들에 따라서 급격하게 상승되어서 제 1 온도(T1)에 도달될 수 있다. 상기 반도체 기판(W)은 제 1 온도(T1)에서 소정 시간 동안 유지될 수 있다. 상기 제 1 온도(T1)는, 예를 들면, 약 100 내지 120℃ 사이의 값을 가질 수 있다.
상기 반도체 제조 장치(200)는 제 1 온도(T1)에서 반도체 기판(W)에 제 1 공정 안정화 단계(first process stabilizing step, PS1)를 수행할 수 있다 (S4). 상기 반도체 제조 장치(200)는 제 1 공정 안정화 단계(PS1)를 통해서 반도체 기판(W) 상에 위치하는 폴리머 막 내 휘발성 물질을 기화시킬 수 있다. 이를 통해서, 상기 폴리머 막은 기공(void)으로부터 자유로와 질 수 있다.
계속해서, 상기 반도체 제조 장치(200)는 마이크로 파 발생기(145)를 작동시켜서 제 1 온도(T1)로부터 반도체 기판(W)의 온도를 상승시킬 수 있다. 이 경우에도, 상기 반도체 제조 장치(200)는 열 감지부(24) 및 기준 데이터를 통해서 반도체 기판(W)이 목적하는 시간에 목적하는 온도에 도달하는 지의 여부를 확인할 수 있다.
상기 반도체 기판(W)의 온도는 도 15와 같이 시간들에 따라서 급격하게 상승되어서 제 2 온도(T2)에 도달될 수 있다. 상기 반도체 기판(W)은 제 2 온도(T2)에서 소정 시간 동안 유지될 수 있다. 상기 제 2 온도(T2)는, 예를 들면, 약 180 내지 200℃ 사이의 값을 가질 수 있다. 상기 반도체 제조 장치(200)는 제 2 온도(T2)에서 반도체 기판(W)에 제 2 공정 안정화 단계(second process stabilizing step, PS2)를 수행할 수 있다 (S5).
상기 반도체 제조 장치(200)는 제 2 공정 안정화 단계(PS2)를 통해서 반도체 기판(W) 상에 위치하는 폴리머 막의 조직을 경화(hardening)시킬 수 있다. 물론, 상기 반도체 제조 장치(200)는 제 2 공정 안정화 단계(PS2)를 통하여 폴리머 내 휘발성 물질을 기화시키면서 폴리머 막의 조직을 경화(hardening)시킬 수 있다. 상기 폴리막은 제 2 공정 안정화 단계(PS2)를 통해서 외부 충격에 면역력을 가질 수 있다.
다음으로, 상기 반도체 제조 장치(200)는 반도체 기판(W)에 쿨링 단계(cooling step)를 수행할 수 있다 (S6). 상기 쿨링 단계는 제 2 온도(T2)로부터 반도체 기판(W)의 온도를 급격하게 하강시킬 수 있다. 이 경우에도, 상기 반도체 제조 장치(200)는 열 감지부(24) 및 기준 데이터를 통해서 반도체 기판(W)이 목적하는 시간에 목적하는 온도에 도달하는 지의 여부를 확인할 수 있다.
상기 반도체 기판(W)의 온도는 쿨링 단계를 통해서 상온에 도달될 수 있다. 상기 반도체 제조 장치(200)는 제 1 공정 안정화 단계(PS1), 제 2 공정 안정화 단계(PS2) 및 쿨링 단계를, 예를 들면, 약 1 내지 2 시간 사이의 목적 하는 시간(H) 내 모두 수행시킬 수 있다. 상기 반도체 기판(W)의 온도가 상온에 도달되면, 상기 반도체 기판(W)은 반도체 제조 장치(200)로부터 분리될 수 있다 (S7).
상기 반도체 제조 장치(200)는 폴리머 막의 종류에 따라서 제 1 공정 안정화 단계(PS1), 제 2 공정 안정화 단계(PS2) 또는 쿨링 단계의 온도 및 시간을 다르게 가질 수 있다. 한편, 도 7의 반도체 제조 장치(280) 또는 도 8의 반도체 제조 장치(290)는 공정 수행 유닛들(241, 243, 245, 247, 249, 261, 263, 265, 267, 269)의 각각에 대해서 도 14 및 도 15의 웨이퍼 레벨에서 제조되는 패키지의 형성방법을 수행할 수 있다.
10; 챔버 바디,
20; 챔버 덮개,
30; 기판 안착 유닛,
90; 회전 유닛,
100; 흡수 유닛,
150; 도파 유닛,
180; 조사 유닛,
185, 241, 243, 245, 247, 249, 261, 263, 265, 267, 269; 공정 수행 유닛,
190; 기판 이송 유닛.
200, 280, 290; 반도체 제조 장치.
P, P1, P2, P3, P4, P5, P6; 파 자취선.
20; 챔버 덮개,
30; 기판 안착 유닛,
90; 회전 유닛,
100; 흡수 유닛,
150; 도파 유닛,
180; 조사 유닛,
185, 241, 243, 245, 247, 249, 261, 263, 265, 267, 269; 공정 수행 유닛,
190; 기판 이송 유닛.
200, 280, 290; 반도체 제조 장치.
P, P1, P2, P3, P4, P5, P6; 파 자취선.
Claims (10)
- 밑면, 측벽, 및 덮개를 포함하는 챔버;
상기 챔버의 내부에 위치한 조사 유닛;
상기 밑면과 상기 조사 유닛 사이에 배치된 기판 안착 유닛; 및
상기 챔버의 외부에 위치하는 흡수 유닛으로서, 상기 측벽을 통해서 상기 챔버의 상기 내부와 연통하는 상기 흡수 유닛을 포함하고,
상기 조사 유닛은,
하면이 개방된 디스크 모양의 중공형 조사관; 및
상기 조사관의 중앙을 관통하는 중앙 홀을 포함하는 반도체 제조 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 밑면은 비대칭 다각형이고, 및
상기 측벽은 상기 다각형의 변의 수에 해당하도록 다수 개로 구성되는 반도체 제조 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 조사관은 내부에 공간을 분리하는 격막을 포함하는 반도체 제조 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 챔버의 외부에 위치하는 도파 유닛을 더 포함하되,
상기 도파 유닛은 제 1 도파관, 흡수관 및 마이크로파 발생기를 포함하고, 및 상기 제 1 도파관은 상기 조사 유닛과 연통하는 일 단부 및 상기 측벽으로부터 상기 챔버의 외부로 연장하는 타단부를 가지는 반도체 제조 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 제 1 도파관의 타단부는,
상기 흡수관과 연결된 제 1 통로; 및
상기 마이크로파 발생기와 연결된 제 2 통로를 포함하는 반도체 제조 장치. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 기판 안착 유닛은 반도체 기판이 안착되는 공정척을 더 포함하고,
상기 기판 안착 유닛 아래에 위치하는 회전 유닛을 더 포함하되,
상기 회전 유닛은 상기 공정척을 공전 및 자전시키는 반도체 제조 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 덮개 상에 배치된 열 감지부를 더 포함하는 반도체 제조 장치. - 제 8 항에 있어서,
상기 덮개 아래에 위치해서 상기 열 감지부와 정렬하는 보호관을 더 포함하되,
상기 보호관은 상기 조사관을 관통해서 상기 조사관의 내부로 연장되고, 및 상기 열 감지부는 상기 보호관을 통하여 상기 기판 안착 유닛과 대면하는 반도체 제조 장치. - 비대칭 다각형 모양의 밑면 및 덮개, 및 상기 다각형의 변들과 같은 수의 면들을 가지는 측벽을 포함하는 챔버;
상기 챔버의 내부의 중앙 영역에 위치하는 조사 유닛;
상기 밑면과 상기 조사 유닛 사이에 배치되는 공정 척; 및
상기 챔버의 외부에 위치하는 흡수 유닛으로서, 상기 측벽을 통해서 상기 챔버의 상기 내부와 연통하는 상기 흡수 유닛을 포함하고,
상기 조사 유닛은,
일 단부가 폐쇄되고, 타 단부가 상기 측벽에 고정되고, 그리고 상기 공정 척 상에서 고리형으로 휘어진 중공관을 포함하는 반도체 제조 장치.
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| KR20210012768A (ko) * | 2019-07-26 | 2021-02-03 | 주식회사 엠디케이 | 경사 도파관을 갖는 마이크로 웨이브 챔버 |
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