KR102088356B1

KR102088356B1 - 박막 증착 장치 및 박막 증착 방법

Info

Publication number: KR102088356B1
Application number: KR1020180028109A
Authority: KR
Inventors: 허진; 한규민; 이진선; 이호철; 이민진
Original assignee: (주)씨앤아이테크놀로지
Priority date: 2018-03-09
Filing date: 2018-03-09
Publication date: 2020-03-12
Also published as: KR20190106517A

Abstract

본 발명은 박막 증착 장치 및 박막 증착 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 증착 대상물에 박막을 증착하기 위한 박막 증착 장치 및 박막 증착 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 박막 증착 장치는, 자성층을 가지는 점착 시트를 포함하는 증착 대상물에 박막을 증착하기 위한 증착 물질을 공급하는 증착 물질 공급부; 및 상기 증착 물질 공급부의 하부에 배치되어, 상기 증착 대상물을 안착시키기 위한 서셉터;를 포함하고, 상기 서셉터는, 상기 증착 대상물을 지지하는 스테이지; 상기 스테이지의 내부에 형성되어, 상기 증착 대상물을 냉각시키기 위한 냉매의 유동 경로를 제공하는 냉각 유로; 및 상기 스테이지에 설치되고, 상기 스테이지를 따라 배열되는 복수 개의 단위 자석을 포함하는 자석체층;을 포함한다.

Description

박막 증착 장치 및 박막 증착 방법{THIN FILM DEPOSITION APPARATUS AND THIN FILM DEPOSITION METHOD}

본 발명은 박막 증착 장치 및 박막 증착 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 증착 대상물을 냉각시키면서 증착 대상물에 박막을 증착하기 위한 박막 증착 장치 및 박막 증착 방법에 관한 것이다.

박막 증착 기술은 다양한 분야에서 사용되고 있으며, 최근에는 대상체에 다양한 기능성 박막을 증착하기 위한 기술들이 발전되고 있다.

일반적으로, 박막을 증착하는 공정은 증착 물질을 활성화시키고, 증착 속도를 향상시키기 위하여 일반적으로 고온의 환경에서 이루어지게 된다. 나아가, 기능성 박막을 증착함에 있어서 박막의 품질을 향상시킬 수 있는 이점이 있는 스퍼터링 방식으로 박막을 증착하는 경우에는 이온화된 가스가 타겟에 물리적으로 충돌함에 의하여 발생되는 열에 의하여 화학적인 증착 공정에 비하여 훨씬 높은 고온의 환경이 조성된다.

한편, 대상체는 개별적으로 스테이지 상에 안착되어 박막이 증착될 수 있으나, 공정 효율 등을 위하여 복수 개가 스테이지 상에 안착되어 박막이 증착되는 것으로 구성할 수도 있다. 이 경우, 복수 개의 대상체는 복수 개의 대상체를 고정하기 위한 점착 시트 등에 의하여 고정된 채로 박막이 증착되게 된다.

그러나, 이와 같이 복수 개의 대상체를 점착 시트 등에 의하여 고정하여 스테이지 상에 안착시키는 경우 점착 시트와 스테이지는 충분하게 밀착되지 못하게 된다. 즉, 점착 시트는 평면의 형상을 지속적으로 유지할 수 없으며, 점착 시트가 안착되는 스테이지 상에서 다수의 들뜸 부분을 형성하게 된다.

이와 같이, 점착 시트가 스테이지 상에서 밀착되지 못하는 경우 박막 증착 공정이 진행됨에 따라 점착 시트에 고정된 대상체로부터 발생하는 열은 스테이지로 효과적으로 전달될 수 없게 되며, 이에 따라 대상체의 온도는 계속적으로 증가하게 되고, 결국 대상체가 손상될 수 밖에 없는 문제점이 있었다.

특히, 전자파 차폐막을 형성하는 공정에서 반도체 패키지는 고온에 지속적으로 노출될 수 밖에 없게 되고, 이 경우 반도체 패키지 내에 배치되는 반도체 칩이 고온의 열에 의하여 손상되거나 반도체 패키지가 휘어지는 등의 현상이 발생하게 되어, 반도체 패키지의 제조 효율 및 안정성이 크게 저하되는 문제점이 있었다.

KR

10-1604582

B1

본 발명은 박막을 증착하는 과정에서 증착 대상물을 효과적으로 냉각시킬 수 있는 박막 증착 장치 및 박막 증착 방법을 제공한다.

본 발명의 실시 예에 따른 박막 증착 장치는, 자성층을 가지는 점착 시트를 포함하는 증착 대상물에 박막을 증착하기 위한 증착 물질을 공급하는 증착 물질 공급부; 및 상기 증착 물질 공급부의 하부에 배치되어, 상기 증착 대상물을 안착시키기 위한 서셉터;를 포함하고, 상기 서셉터는, 상기 증착 대상물을 지지하는 스테이지; 상기 스테이지의 내부에 형성되어, 상기 증착 대상물을 냉각시키기 위한 냉매의 유동 경로를 제공하는 냉각 유로; 및 상기 스테이지에 설치되고, 상기 스테이지를 따라 배열되는 복수 개의 단위 자석을 포함하는 자석체층;을 포함한다.

상기 복수 개의 단위 자석은 상기 스테이지를 따라 인접한 단위 자석 간의 극성이 서로 교차하도록 배열될 수 있다.

상기 서셉터는, 상기 스테이지 상에 제공되는 제1 열전 시트;를 더 포함하고, 상기 제1 열전 시트는 탄성을 가지는 물질로 형성될 수 있다.

상기 자석체층은 상기 제1 열전 시트와 스테이지 사이에 설치되고, 상기 서셉터는, 상기 자석체층과 스테이지 사이에 제공되어 탄성을 가지는 물질로 형성되는 제2 열전 시트;를 더 포함할 수 있다.

상기 스테이지는 중공형의 내부 공간을 가지며, 상기 자석체층은 상기 복수 개의 단위 자석이 인접한 단위 자석에 대하여 각각 소정 간격으로 이격 배열되도록 상기 스테이지의 내부 공간에 설치될 수 있다.

상기 냉각 유로는, 상기 복수 개의 단위 자석 사이의 이격 공간을 따라 제공되는 제1 냉각 유로;를 포함할 수 있다.

상기 냉각 유로는, 상기 자석체층의 하부에 형성되는 제2 냉각 유로;를 더 포함하고, 상기 제1 냉각 유로와 제2 냉각 유로는 서로 연통될 수 있다.

상기 제2 냉각 유로는 상기 제2 냉각 유로에 각각 연결되는 냉매 유입구 및 냉매 배출구 사이에서 선형으로 연장되어 냉매를 순환시키고, 상기 제1 냉각 유로는 상기 제2 냉각 유로로부터 공급되는 냉매를 상기 복수 개의 단위 자석 사이에서 확산시키도록 방사형으로 형성될 수 있다.

상기 자석체층은, 상기 복수 개의 단위 자석 사이에 각각 배치되어, 인접한 단위 자석 간의 간격을 각각 유지시키는 간격 유지 부재;를 더 포함할 수 있다.

상기 스테이지는 중공형의 내부 공간을 가지며, 상기 복수 개의 단위 자석은, 소정 두께를 가지는 복수 개의 제1 단위 자석; 및 상기 제1 단위 자석보다 얇은 두께를 가지는 복수 개의 제2 단위 자석;을 포함하고, 상기 자석체층은 상기 복수 개의 제2 단위 자석이 상기 복수 개의 제1 단위 자석 사이에 배열되도록 상기 스테이지의 내부 공간에 설치되고, 상기 냉각 유로는 상기 복수 개의 제2 단위 자석의 두께 방향의 공간을 따라 제공될 수 있다.

상기 냉각 유로는 상기 복수 개의 단위 자석 중 적어도 일부의 단위 자석과 냉매가 직접 접촉되도록 제공될 수 있다.

상기 복수 개의 단위 자석의 표면에는 냉매와의 접촉에 따른 부식을 방지하기 위한 부식 방지층이 형성될 수 있다.

상기 부식 방지층은 자성을 가지는 물질로 형성될 수 있다.

상기 자석체층은, 상기 스테이지의 내부 공간의 상면에 배치되어, 상기 복수 개의 단위 자석을 고정시키는 자성판;을 더 포함할 수 있다.

상기 스테이지의 상면은 볼록면, 오목면 및 굴곡면 중 어느 하나로 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 박막 증착 방법은, 자성층을 가지는 점착 시트를 포함하는 증착 대상물을 마련하는 과정; 상기 증착 대상물을 서셉터 상에 안착시키는 과정; 및 상기 증착 대상물에 증착 물질을 공급하여 박막을 증착하는 과정;을 포함하고, 상기 증착 대상물을 서셉터 상에 안착시키는 과정에서, 상기 증착 대상물을 지지하는 스테이지에 배열하여 설치되는 복수 개의 단위 자석을 포함하는 자석체층이, 상기 증착 대상물에 자력을 제공하여 상기 증착 대상물이 상기 서셉터 상에 밀착되고, 상기 박막을 증착하는 과정은, 상기 스테이지의 내부에서 냉매를 유동시켜 상기 증착 대상물을 냉각시키면서 이루어진다.

상기 증착 대상물을 마련하는 과정은, 상기 점착 시트의 상부에 형성되는 점착층에 반도체 패키지를 부착시키는 과정; 및 외부 압력에 의하여 상기 점착층과 자성층의 사이에 형성되는 변형 유지층을 상기 반도체 패키지로부터 돌출되는 단자를 따라 소성 변형시키는 과정;을 포함할 수 있다.

상기 박막을 증착하는 과정에서, 상기 증착 대상물은 상온 내지 90℃의 온도를 유지할 수 있다.

상기 박막을 증착하는 과정은, 전자파를 차폐하기 위한 금속 물질로 이루어지는 타겟을 스퍼터링하여 상기 증착 물질을 상기 증착 대상물 상에 공급할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 박막 증착 장치 및 박막 증착 방법에 의하면, 복수 개의 단위 자석을 포함하는 자석체층으로부터 제공되는 자력에 의하여 증착 대상물을 서셉터 상에 견고하게 밀착시킬 수 있다. 또한, 스테이지 상에 증착 대상물의 안착 면을 제공하는 열전 시트를 구비하여 증착 대상물과 스테이지 사이의 유효 접촉 면적을 증가시킬 수 있으며, 스테이지의 내부에 형성되는 냉각 유로를 통하여 냉매를 순환시켜 증착 공정을 수행함으로써, 반도체 패키지로부터 점착 시트를 통하여 스테이지로 전달되는 열을 효과적으로 방출시킬 수 있다.

또한, 복수 개의 단위 자석 사이의 영역을 따라 냉각 유로를 형성하여 냉매를 유동시킴으로써 스테이지를 냉각시킴과 동시에 단위 자석까지도 냉각시킬 수 있게 되어, 온도 상승에 따른 자력의 저하를 방지하고 증착 대상물에 충분한 자력을 제공할 수 있다. 뿐만 아니라, 서로 다른 두께를 가지는 단위 자석을 배열하여 냉각 유로를 형성하여 냉매를 유동시킴으로써 스테이지를 따라 자기력선을 밀도있게 배열시킴과 동시에 스테이지 및 단위 자석을 효과적으로 냉각시킬 수도 있다.

즉, 본 발명의 실시 예에 따른 박막 증착 장치 및 박막 증착 방법에 의하면 고온의 환경으로 형성되는 증착 공정에서 반도체 패키지를 효과적으로 냉각시킴으로써 반도체 패키지 내에 배치되는 반도체 칩이 고온의 열에 의하여 손상되거나 반도체 패키지가 휘어지는 등의 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있게 되며, 반도체 패키지의 제조 효율 및 생산 안정성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 박막 증착 장치를 개략적으로 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 점착 시트에 반도체 패키지를 고정시키는 모습을 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 서셉터의 모습을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 냉각 유로가 형성되는 모습을 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 자석체층의 모습을 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 서셉터의 모습을 나타내는 도면.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 자석체층의 모습을 나타내는 도면.
도 8은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 서셉터의 모습을 나타내는 도면.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 박막 증착 방법을 개략적으로 나타내는 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 박막 증착 장치를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 점착 시트에 반도체 패키지를 고정시키는 모습을 나타내는 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 박막 증착 장치는, 자성층을 가지는 점착 시트(20)를 포함하는 증착 대상물에 박막을 증착하기 위한 증착 물질을 공급하는 증착 물질 공급부(100); 및 상기 증착 물질 공급부(100)의 하부에 배치되어, 상기 증착 대상물을 안착시키기 위한 서셉터(200);를 포함하고, 상기 서셉터(200)는, 상기 증착 대상물을 지지하는 스테이지(210); 상기 스테이지(210)의 내부에 형성되어, 상기 증착 대상물을 냉각시키기 위한 냉매의 유동 경로를 제공하는 냉각 유로(220); 및 상기 스테이지(210)에 설치되고, 상기 스테이지(210)를 따라 배열되는 복수 개의 단위 자석(234)을 포함한다.

먼저, 점착 시트(20)는 적어도 하나의 자성층을 가지며, 상기 점착 시트(20)의 상면에는 반도체 패키지(P)가 부착된다. 여기서, 점착 시트(20)는 도 2에 도시된 바와 같이 반도체 패키지(P)가 상면에 부착되는 점착층(22); 및 상기 점착층(22)과 자성층(24)의 사이에 제공되고, 외부 압력에 의하여 상기 반도체 패키지(P)로부터 돌출되는 단자(S)를 따라 소성 변형하는 변형 유지층(23);을 더 포함할 수 있다.

점착층(22)은, 점착성을 가지는 유동성 점착 물질을 막의 형태로 가공하여 형성된다. 이와 같은 점착층(22)은 실리콘 계열의 물질을 사용할 수 있으며, 점착층(22)은 예를 들어 하면에 랜드(land) 형태의 금속 전극을 구비한 LGA(Land Grid Array) 반도체 패키지 또는 하면에 솔더 볼(solder ball)을 구비한 BGA(Ball Grid Array) 반도체 패키지를 증착 공정이 완료될 때까지 부착시키고, 증착 공정이 완료된 반도체 패키지(P)는 점착층(22)으로부터 용이하게 분리될 수 있다.

변형 유지층(23)은 점착층(22)의 하부에 제공되어, 외부 압력에 의하여 반도체 패키지(P)로부터 돌출되는 단자(S)를 따라 소성 변형된다. 즉, 변형 유지층(23)은 외부 압력에 의하여 그 형상이 변형된 후, 변형된 형상이 복원되지 않는 특징을 가진다. 이와 같은 변형 유지층(23)은 전연성, 즉 전성 및 연성을 가지는 금속 물질로 형성될 수 있으며, 가공성이 우수한 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리 및 구리 합금 등으로 형성될 수 있다.

변형 유지층(23)은, 예를 들어 LGA 반도체 패키지의 금속 전극 또는 BGA 반도체 패키지의 솔더 볼이 점착층(22)에 부착되는 과정에서 금속 전극 또는 솔더 볼에 의하여 가압되어 그 형상이 변형되고, 이와 같이 형상이 변형된 변형 유지층(23)은 LGA 반도체 패키지의 금속 전극 또는 BGA 반도체 패키지의 솔더 볼을 내부에 유지하여 고정함으로써 점착층(22)과 반도체 패키지(P)의 하면 사이에 들뜸(gap) 현상이 발생되는 것을 방지한다.

또한, 전술한 바와 같이 변형 유지층(23)은 열 전도율이 높은 금속 물질로 형성되는 바, 반도체 패키지(P)로부터 전달되는 열은 변형 유지층(23)에 의하여 흡수되어 후술하는 서셉터(200)로 전달되게 된다. 즉, 변형 유지층(23)은 점착층(22)과 반도체 패키지(P)의 하면 사이에 들뜸 현상을 방지하고, 높은 열 전도율을 가지게 되어 반도체 패키지(P)로부터 발생하는 열이 점착층(22)을 거쳐 자성층(24) 및 서셉터(200)까지 효과적으로 전달될 수 있도록 한다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 박막 증착 장치는 스퍼터링 공정과 같은 증착 공정 도중 고온의 환경에 노출되는 반도체 패키지(P)를 신속하게 냉각시킬 수 있게 되고, 이에 따라 반도체 패키지(P) 내에 배치되는 반도체 칩이 고온의 열에 의하여 손상되는 것을 방지하고, 반도체 패키지(P)가 휘어짐을 방지할 수 있다.

상기 변형 유지층(23)의 하부에는 자성층(24)이 제공되며, 이의 지지를 위하여 상기 자성층(24)의 하부에 배치되는 지지층(25)을 더 포함할 수 있다. 여기서, 자성은 전자석, 영구자석 등의 자석에 부착되는 성질을 의미하며, 자성층(24)은 자성을 가지는 자성체 분말과 바인더를 혼합하여 제조할 수 있으며, 점착층(22), 변형 유지층(23) 또는 지지층(25)을 자성층(24)으로 형성하기 위하여 각 층에 자성체 분말을 함유시키거나, 각 층을 자성 물질로 형성할 수 있다.

여기서, 점착층(22), 변형 유지층(23) 및 지지층(25) 중 적어도 하나의 층은 각각 자성을 가지는 층으로 형성될 수 있으며, 이 경우 해당 층이 본 발명의 실시 예에 따른 자성층으로의 역할을 수행하며, 상기 변형 유지층(23)과 지지층(25) 사이에 배치되는 자성층은 생략 가능하다. 이하에서는, 변형 유지층(23)과 지지층(25) 사이에 자성층이 배치되는 구조를 예로 들어 설명하기로 한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 점착 시트(20)가 자성을 가지는 적어도 하나의 층을 가지도록 형성함으로써, 후술하는 스테이지(210)에 설치되는 자석체층(230)으로부터 제공되는 자력에 의하여 상기 점착 시트(20)를 서셉터(200)와 견고하게 밀착시킬 수 있다. 즉, 자석체층(230)으로부터 제공되는 자력에 의하여 점착 시트(20)가 서셉터(200) 상에 안착되는 경우 점착 시트(20)와 서셉터(200) 사이의 유효 접촉 면적은 증가하게 되고, 이에 의하여 반도체 패키지(P)로부터 점착 시트(20)를 통해 전달되는 열을 서셉터(200)로 효과적으로 전달하여 냉각시킬 수 있게 된다.

증착 물질 공급부(100)는 서셉터(200)의 상부에 배치되어 점착 시트(20)를 포함하는 증착 대상물에 박막을 형성하기 위한 증착 물질을 제공한다. 여기서, 증착 대상물은 점착 시트(20) 뿐만 아니라 점착 시트(20)에 고정되는 반도체 패키지(P)를 포함하며, 증착 물질 공급부(100)는 반도체 패키지(P)가 고정된 점착 시트(20) 상에 증착 물질을 제공하여 반도체 패키지(P)에 전자파를 차폐하기 위한 전자파 차폐막을 형성할 수 있다. 따라서, 증착 물질 공급부(100)에 의하여 형성되는 박막은 반도체 패키지(P)로부터 방출되는 전자파를 차폐하기 위한 전자파 차폐막일 수 있으며, 반도체 패키지(P)에 스퍼터링 방식으로 전자파 차폐막을 형성하기 위하여 증착 물질 공급부(100)는 전자파를 차폐하기 위한 금속 물질로 이루어지는 타겟으로부터 증착 물질을 방출시켜 점착 시트(20) 상에 제공할 수 있다.

서셉터(200)는 증착 물질 공급부(100)의 하부에 배치되어 증착 대상물에 포함되는 점착 시트(20)를 안착시키기 위한 구성이다. 여기서, 서셉터(200)는 증착 대상물을 지지하는 스테이지(210); 상기 스테이지(210)의 내부에 형성되어, 증착 대상물을 냉각시키기 위한 냉매의 유동 경로를 제공하는 냉각 유로(220); 및 상기 스테이지(210)에 설치되고, 상기 스테이지(210)를 따라 배열되는 복수 개의 단위 자석(234)을 포함하는 자석체층(230);을 포함한다.

이하에서, 본 발명의 각 실시예에 따른 스테이지(210), 냉각 유로(220) 및 자석체층(230)의 구조에 관하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 서셉터(200)의 모습을 나타내는 도면이다. 또한, 도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 냉각 유로(220)가 형성되는 모습을 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 자석체층(230)의 모습을 나타내는 도면이다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 박막 증착 장치는 증착 물질 공급부(100) 및 서셉터(200)를 포함하되, 상기 서셉터(200)는, 상기 증착 대상물을 지지하는 스테이지(210); 상기 스테이지(210)의 내부에 형성되어, 상기 증착 대상물을 냉각시키기 위한 냉매의 유동 경로를 제공하는 냉각 유로(220); 및 상기 스테이지(210)에 설치되고, 상기 스테이지(210)를 따라 배열되는 복수 개의 단위 자석(234)을 포함하는 자석체층(230);을 포함한다. 또한, 서셉터(200)는 스테이지(210) 상에 제공되고, 탄성을 가지는 물질로 형성되는 제1 열전 시트(250);를 포함하고, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 박막 증착 장치에서 자석체층(230)은 상기 제1 열전 시트(250)와 스테이지(210) 사이에 설치되고, 서셉터(200)는 자석체층(230)과 스테이지(210) 사이에 제공되어 탄성을 가지는 물질로 형성되는 제2 열전 시트(240)를 더 포함한다.

먼저, 스테이지(210)는 점착 시트(20)를 포함하는 증착 대상물을 지지하기 위한 것으로, 원형 또는 다각형 플레이트의 형상을 가질 수 있다. 스테이지(210)는 점착 시트(20)의 면적보다 큰 면적을 가지며, 스테이지(210)를 구동시키기 위한 구동부와 구동 축에 의하여 연결된다. 또한, 도 1에서는 구동부의 상부에 하나의 스테이지(210)가 설치되는 모습을 도시하였으나, 스테이지(210)는 구동부의 상부에 복수 개로 설치될 수도 있음은 물론이다. 이 경우 스테이지(210)는 점착 시트(20)에 부착된 링 프레임(30)을 지지하는 이송 트레이(40)에 대응하도록 각각 배치될 수 있다.

도면에서는 스테이지(210)의 상면이 평탄면을 가지는 구성만이 도시되었으나, 스테이지(210)의 상면은 상부로 돌출되는 볼록면, 하부로 함입되는 오목면 및 볼록면과 오목면이 교차되어 형성되는 굴곡면 중 어느 하나로 형성될 수 있다.

여기서, 스테이지(210)의 상면이 볼록면, 오목면 또는 굴곡면으로 형성되는 것은 점착 시트(20) 상에 부착되는 반도체 패키지(P)를 보호하기 위한 것이다. 즉, 스테이지(210)의 상면이 평탄면을 가지는 경우 점착 시트(20)가 후술하는 자석체층(230)으로부터 제공되는 자력에 의해 밀착된 상태에서 분리되는 경우, 반도체 패키지(P)는 점착 시트(20)의 탄성에 의해 튕겨지며 결과적으로 원치 않는 위치로 이동되거나 손상될 수 있다. 또한, 점착 시트(20)는 점착 시트(20) 상에 부착된 반도체 패키지(P)의 무게로 인하여 처지거나 늘어질 수 있다. 이로 인하여 점착 시트(20)와 하부의 스테이지(210) 간의 밀착이 이완될 수 있으며 이에 따라 방열 효과가 저하될 수 있다.

이에, 본 발명의 실시 예에 따른 증착 장치에서는 스테이지(210)의 상면을 볼록면, 오목면 또는 굴곡면으로 형성하여 점착 시트(20)의 분리시 스테이지(210)의 가장자리부로부터 중심부로 단계적으로 분리시킬 수 있게 되고, 이에 따라 점착 시트(20)는 튕겨짐 없이 스테이지(210)으로부터 분리될 수 있게 된다. 또한, 스테이지(210)의 상면을 볼록면, 오목면 또는 굴곡면으로 형성함으로써 스테이지(210)의 상면은 확장된 표면적을 가지게 되고, 반도체 패키지(P)의 무게로 인하여 처지거나 늘어진 점착 시트(20)와 긴밀한 밀착 상태를 유지할 수 있게 된다.

스테이지(210)는 구동 축(10) 상에 설치된다. 구동 축(10)은 구동부(미도시)에 연결되어 회전할 수 있으며, 구동 축(10)의 상부에는 스테이지(210)가 결합되어 구동 축(10)의 회전에 의하여 스테이지(210)도 연동하여 회전할 수 있다. 또한, 구동 축(10)에는 냉매 공급 배관(12) 및 냉매 배출 배관(14)이 형성되어 스테이지(210)에 형성되는 냉각 유로(220)로 냉매를 공급하거나, 냉각 유로(220)를 따라 순환된 냉매를 배출할 수 있다. 물론 냉매 공급 배관(12) 및 냉매 배출 배관(14)의 설치 위치는 이에 한정되는 것이 아니며, 각 배관들에는 유량을 조절하기 위한 밸브나 유량 조절기 등이 설치될 수 있으나, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

서셉터(200)는 스테이지(210) 상에 제공되는 제1 열전 시트(250);를 더 포함하고, 제1 열전 시트(250)는 탄성을 가지는 물질로 형성될 수 있다. 여기서, 제1 열전 시트(250)는 점착 시트(20)를 포함하는 증착 대상물이 안착되기 위한 안착 면을 제공한다.

제1 열전 시트(250)는 스테이지(210) 상에 제공되어 제1 열전 시트(250) 상에 안착되는 증착 대상물과 스테이지(210) 사이에서 밀착력을 향상시키고, 냉각 효율을 강화하는 역할을 한다. 여기서, 제1 열전 시트(250)는 탄성을 가지는 물질로 형성될 수 있다. 즉, 자석체층(230)에 의하여 제공되는 자력에 의하여 점착 시트(20)가 서셉터(200)에 밀착되는 경우, 제1 열전 시트(250)의 탄성에 의하여 점착 시트(20)와 서셉터(200)의 접촉면의 면적은 보다 증가될 수 있게 된다. 여기서, 제1 열전 시트(250)는 실리콘, 점착제, 파이버 글래스 시트 및 그라파이트 시트 중 하나로 형성될 수 있다.

냉각 유로(220)는 스테이지(210)의 내부에 형성되어, 증착 대상물을 냉각시키기 위한 냉매의 유동 경로를 제공한다. 즉, 스테이지(210)의 내부에는 냉매를 순환시키기 위한 냉각 유로(220)가 형성될 수 있다. 스테이지(210)는 냉각 유로(220)를 따라 순환하는 냉매에 의하여 서셉터(200) 상에 안착되는 점착 시트(20)에 부착된 반도체 패키지(P)를 냉각시키게 된다. 여기서, 냉매는 냉각수 또는 냉각 기체를 포함할 수 있으며, 냉각수로는 물을 사용하고, 냉각 기체로는 질소, 수소, 아르곤 등을 사용할 수 있다.

냉각 유로(220)는 스테이지(210)를 따라 형성되며, 스테이지(210)의 하부로부터 소정의 높이로 홈을 형성하고, 형성된 홈의 하단을 냉각 유로(220) 커버로 차폐하여 형성될 수 있다. 이와 같은 냉각 유로(220) 커버에는 냉각 유로(220)를 따라 흐르는 냉매의 누설을 방지하기 위한 다양한 밀폐 구조가 적용될 수 있음은 물론이다.

도 4에서는 스테이지(210)의 중심부에 형성되는 냉매 유입구(221)를 통하여 냉매가 공급되고, 공급된 냉매가 나선형으로 유동하여 상기 냉매 유입구(221)에 인접한 냉매 배출구(222)로 배출되는 구조가 도시되었으나, 냉매 유입구(221) 및 냉매 배출구(222)의 위치 및 이에 따른 냉각 유로(220)의 형상은 이에 제한되는 것이 아니다.

자석체층(230)은 스테이지(210)에 설치되고, 스테이지(210)를 따라 배열되는 복수 개의 단위 자석(234)을 포함한다. 여기서, 자석체층(230)은 반도체 패키지(P)가 고정된 점착 시트(20)에 서셉터(200)를 향하는 방향으로 자력을 제공한다. 즉, 전술한 바와 같이 점착 시트(20)는 적어도 하나의 자성층을 가진다. 따라서, 자석체층(230)은 점착 시트(20), 보다 상세하게는 점착 시트(20)에 포함된 자성층에 자력을 제공하여 점착 시트(20)가 서셉터(200) 상에 안착되는 경우 상기 점착 시트(20)를 서셉터(200)와 견고하게 밀착시킬 수 있다. 이와 같이, 자석체층(230)에 의하여 제공되는 자력에 의하여 점착 시트(20)와 서셉터(200)는 견고하게 밀착되게 되고, 반도체 패키지(P)로부터 점착 시트(20)를 통해 전달되는 열을 스테이지(210)의 냉각 유로(220)를 따라 순환하는 냉매에 의하여 빠른 속도로 냉각시킬 수 있게 된다.

자석체층(230)은 복수 개의 단위 자석(234)이 동일한 극성으로 배열되도록 형성될 수도 있으나, 스테이지(210)를 따라 극성이 교차하도록 배열되는 복수 개의 단위 자석(234)을 포함할 수 있다. 자석체층(230)이 동일한 극성으로 배열된 복수 개의 단위 자석(234)을 포함하는 경우 자력은 향상시킬 수 있지만, N극으로부터 방출되어 S극으로 유입되는 자력선은 그 형성 경로를 최소화시킬 수 있는 자석체층(230)의 가장자리부에 집중되게 되어, 점착 시트(20)에 균일한 자력을 제공할 수 없게 된다. 그러나, 자석체층(230)이 스테이지(210)를 따라 인접한 단위 자석(234) 간의 극성이 서로 교차하도록 배열되는 복수 개의 단위 자석(234)을 포함하는 경우, 자력선은 스테이지(210)를 따라 교차 배열되는 N극과 S극 사이에 균일하게 분포하게 되어 점착 시트(20)에 균일한 자력을 제공할 수 있다. 여기서, 단위 자석(234)이 스테이지(210)를 따라 극성이 교차하도록 배열되는 것은 도 5에 도시된 바와 같이 어느 하나의 단위 자석(234)의 상하좌우에 극성이 다른 단위 자석(234)이 배치되도록 복수 개의 단위 자석(234)을 배열하는 것을 의미하며, 본 발명의 제1 실시 예와 관련하여 도 5에는 복수 개의 단위 자석(234)이 밀착 배치되는 모습을 도시하였으나, 소정 간격으로 이격 배열되거나 이격 배열된 복수 개의 단위 자석(234) 사이에 별도의 부재를 삽입할 수도 있음은 물론이다. 또한, 단위 자석(234)으로는 전자석, 영구자석 또는 고무자석 등을 사용할 수 있다.

여기서, 점착 시트(20)를 서셉터(200) 상에 효과적으로 밀착시키기 위하여는 1000 내지 2000 가우스(G)의 자력이 요구된다. 즉, 자석체층(230)으로부터 1000 가우스(G) 미만의 자력이 제공되면, 점착 시트(20)가 자력에 의하여 서셉처 상에서 충분하게 밀착되기 어려우며, 자석체층(230)으로부터 2000 가우스(G)를 초과하는 자력이 제공되는 경우 이와 같은 자력을 제공하기 위하여 자석체층(230)의 크기, 예를 들어 두께 또한 증가하여야 하는바, 상대적으로 낮은 열 전도율을 가지는 자석체층(230)의 특성상 증착 대상물로부터 발생되는 열을 스테이지(210)에 효과적으로 전달할 수 없게 된다.

본 발명의 제1 실시 예에 따른 박막 증착 장치는 자석체층(230)을 스테이지(210) 상에 설치함으로써 점착 시트(20)와 자석체층(230) 사이의 간격을 최소화하고, 점착 시트(20)에 최소 두께로 최대한의 자력을 제공할 수 있다. 이에, 점착 시트(20)는 서셉터(200) 상에 견고하게 밀착될 수 있게 되고, 반도체 패키지(P)로부터 발생하는 열은 스테이지(210)로 전달되어 점착 시트(20)에 고정된 반도체 패키지(P)의 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.

여기서, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 박막 증착 장치는 스테이지(210)를 따라 배열되는 복수 개의 단위 자석(234)을 포함하는 자석체층(230)이 상기 제1 열전 시트(250)와 스테이지(210) 사이에 설치되고, 서섭터는 자석체층(230)과 스테이지(210) 사이에 제공되어 탄성을 가지는 물질로 형성되는 제2 열전 시트(240)를 더 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 박막 증착 장치는 스테이지(210) 상에 제2 열전 시트(240), 자석체층(230) 및 제1 열전 시트(250)가 순차적으로 적층되어 형성된다.

이 경우, 제1 열전 시트(250)는 증착 대상물과 자석체층(230) 사이에서 밀착력을 향상시키는 역할을 하고, 제2 열전 시트(240)는 자석체층(230)과 스테이지(210) 사이에서 밀착력을 향상시키는 역할을 한다. 이에 의하여 냉각 효율이 향상될 수 있으며, 제1 열전 시트(250)뿐만 아니라 제2 열전 시트(240) 또한 탄성을 가지는 물질로 형성되어 제1 열전 시트(250) 및 제2 열전 시트(240)의 탄성에 의하여 증착 대상물은 제1 열전 시트(250), 자석체층(230) 및 제2 열전 시트(240)를 거쳐 스테이지(210)로 효과적으로 열을 전달할 수 있게 되어 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.

여기서, 제1 열전 시트(250) 및 제2 열전 시트(240)는 각각 자석체층(230)보다 얇은 두께를 가지도록 형성할 수 있다. 즉, 반도체 패키지(P)로부터 방출되는 열의 냉각 효율은 점착 시트(20)와 서셉터(200)에 형성되는 냉각 유로(220)와의 간격에 의하여 크게 영향을 받게 되는 바, 점착 시트(20)와 냉각 유로(220)와의 간격을 최소화하면서도 점착 시트(20)에 충분한 자력을 제공하기 위하여, 제1 열전 시트(250) 및 제2 열전 시트(240)는 각각 0.3 내지 1mm의 두께로 형성될 수 있으며, 약 1 내지 2cm의 두께를 가지는 단위 자석(234)으로부터 형성되는 자석체층(230)보다 얇은 두께를 가지게 된다.

도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 서셉터의 모습을 나타내는 도면이고, 도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 자석체층의 모습을 나타내는 도면이다. 보다 상세하게는, 여기서, 도 6(a)는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 서셉터의 모습을 나타내는 도면이고, 도 6(b)는 의 제2 실시 예의 변형 예에 따른 서셉터의 모습을 나타내는 도면이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예의 경우 스테이지(210)는 중공형의 내부 공간을 가지며, 자석체층(230)은 복수 개의 단위 자석(234)이 인접한 단위 자석(234)에 대하여 각각 소정 간격으로 이격 배열되도록 상기 스테이지(210)의 내부 공간에 설치되고, 상기 냉각 유로는, 상기 복수 개의 단위 자석(234) 사이의 영역을 따라 제공되는 제1 냉각 유로(224);를 포함한다. 즉, 본 발명의 제2 실시 예는 상기의 구성에 대하여 전술한 본 발명의 제1 실시 예와 차이가 있으며, 이를 제외하고 본 발명의 제1 실시 예와 동일하게 적용 가능한 부분은 그대로 적용될 수 있는 바, 이에 대한 중복적인 내용의 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 제2 실시 예에서 스테이지(210)는 중공형의 내부 공간을 가진다. 즉, 스테이지(210)는 상부 스테이지(212) 및 하부 스테이지(214)를 포함할 수 있으며, 중공형의 내부 공간은 상부 스테이지(212)의 내부 영역에서 형성되고, 하부 스테이지(214)가 내부 공간을 하부에서 차폐하는 구조로 형성될 수 있다.

여기서, 자석체층(230)은 스테이지(210)를 따라 인접한 단위 자석(234) 간의 극성이 서로 교차하도록 배열되되, 복수 개의 단위 자석(234)은 인접한 단위 자석(234)에 대하여 각각 소정 간격으로 이격 배열되도록 스테이지(210)의 내부 공간에 설치된다. 여기서, 자석체층(230)은 스테이지(210)의 내부 공간의 상면에 배치되어, 복수 개의 단위 자석(234)을 자력에 의해 고정시키는 자성판(232)을 더 포함할 수 있다. 자성판(232)은, 예를 들어 강자성체인 철(Fe)을 그 재질로 하여 형성될 수 있으며, 복수 개의 단위 자석(234)은 스테이지(210)의 내부 공간의 상면에 배치된 자성판(232)에 자력에 의하여 부착되어 고정되게 된다. 즉, 자성판(232)에 의하여 복수 개의 단위 자석(234)은 체결이나 접착 등의 별도의 과정 없이 자성판(232)에 자기적으로 부착되어 고정될 수 있다. 여기서, 필요한 경우 체결이나 접착 등의 과정을 추가로 수행할 수 있음은 물론이다.

또한, 본 발명의 제2 실시 예에서 자석체층(230)은 인접한 단위 자석(234)에 대하여 각각 소정 간격으로 이격 배열되도록 설치되는 바, 인접한 단위 자석(234) 사이에서 자력에 의한 인력이 발생하는 경우에도 그 간격을 유지하기 위하여, 자석체층(230)은 복수 개의 단위 자석(234) 사이에 각각 배치되어 인접한 단위 자석(234) 간의 간격을 각각 유지시키는 간격 유지 부재(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이와 같은 간격 유지 부재는 각 단위 자석(234)이 이격된 소정 간격만큼의 폭을 가지는 부재를 인접한 단위 자석(234) 사이에 삽입하는 것으로 구성할 수 있다.

여기서, 도 6(a)에 도시된 바와 같이, 냉각 유로는 복수 개의 단위 자석(234) 사이의 이격 공간을 따라 제공되는 제1 냉각 유로(224)를 포함할 수 있다. 즉, 제1 냉각 유로(224)는 인접한 단위 자석(234)에 대하여 각각 소정 간격으로 이격 배열되어 형성되는 사이 영역의 적어도 일부를 따라 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 냉각 유로(224)는 인접한 단위 자석(234)에 대하여 각각 소정 간격으로 이격 배열되어 형성되는 사이 영역의 일부를 따라 일정 경로로 절곡된 냉각 유로 관(미도시)을 매설하여 형성될 수 있으며, 인접한 단위 자석(234)에 대하여 각각 소정 간격으로 이격 배열되어 형성되는 사이 영역의 전부를 따라 격자 형상으로 형성된 냉각 유로 관을 매설하여 형성될 수도 있다.

또한, 제1 냉각 유로(224)는 냉각 유로 관을 매설하는 것이 아니라, 복수 개의 단위 자석(234) 사이의 이격된 공간 자체를 냉각 유로(220)로 형성할 수 있다. 이 경우 제1 냉각 유로(224)는 복수 개의 단위 자석(234) 중 적어도 일부의 단위 자석(234)과 냉매가 직접 접촉되도록 제공된다. 이와 같이 복수 개의 단위 자석(234) 사이의 이격된 공간 자체를 제1 냉각 유로(224)로 형성하게 되면, 냉매가 복수 개의 단위 자석(234)과 직접 접촉하여 스테이지(210) 뿐만 아니라 단위 자석(234)까지도 냉각시킬 수 있게 되며, 자석의 특성상 발생하는 온도가 상승하면 자력이 저하되는 현상을 방지하여 점착 시트(20)에 충분한 자력을 제공할 수 있게 된다.

이 경우, 단위 자석(234)은 냉매와 직접 접촉하게 되므로 부식 등의 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 박막 증착 장치에서는 복수 개의 단위 자석(234)의 표면에 냉매와의 접촉에 따른 부식을 방지하기 위한 부식 방지층을 형성할 수 있다. 이와 같은 부식 방지층은 자성을 가지는 물질인 크롬 등을 도금하여 형성할 수 있으며, 강자성 또는 상자성의 물질을 사용하여 부식 방지층에 의하여 단위 자석(234)의 자력이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 제2 실시 예에서 냉각 유로는 전술한 제1 냉각 유로(224)만으로 구성될 수도 있으나, 도 6(b)에 도시된 바와 같이 자석체층(230)의 하부에 형성되는 제2 냉각 유로(226)를 더 포함하는 것으로 구성될 수도 있다. 여기서, 제1 냉각 유로(224)와 제2 냉각 유로(226)는 서로 연통될 수 있다. 냉각 유로를 전술한 제1 냉각 유로(224)만으로 구성하여 인접한 단위 자석(234)에 대하여 각각 소정 간격으로 이격 배열되어 형성되는 사이 영역의 전부를 따라 격자 형상으로 형성하는 경우, 스테이지(210) 및 단위 자석(234)을 전체적으로 균일하게 냉각시킬 수 있다. 그러나, 격자형으로 형성되는 제1 냉각 유로(224)의 경우 냉매의 신속한 순환이 어려울 수 있다. 따라서, 자석체층(230)의 하부에 형성되는 제2 냉각 유로(226)를 더 포함하여 상기 제2 냉각 유로(226)는 상기 제2 냉각 유로(226)에 각각 연결되는 냉매 유입구(221) 및 냉매 배출구(222) 사이에서 선형으로 연장되어 냉매를 신속하게 순환시키고, 상기 제1 냉각 유로(224)는 상기 제2 냉각 유로(226)로부터 공급되는 냉매를 복수 개의 단위 자석(234) 사이에서 격자 형상을 가지도록 방사형으로 확산시켜 스테이지(210) 및 단위 자석(234)을 균일하게 냉각시킬 수 있게 된다.

도 8은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 서셉터의 모습을 나타내는 도면이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 제3 실시 예의 경우 상기 스테이지(210)는 중공형의 내부 공간을 가지며, 상기 복수 개의 단위 자석은, 소정 두께를 가지는 복수 개의 제1 단위 자석(236); 및 상기 제1 단위 자석(236)보다 얇은 두께를 가지는 복수 개의 제2 단위 자석(238);을 포함하고, 상기 자석체층(230)은 상기 복수 개의 제2 단위 자석(238)이 상기 복수 개의 제1 단위 자석(236) 사이에 배열되도록 상기 스테이지(210)의 내부 공간에 설치되고, 상기 냉각 유로(220)는 상기 복수 개의 제2 단위 자석(238)에 의하여 이격되는 상기 복수 개의 제1 단위 자석(236) 사이의 영역을 따라 제공된다.

즉, 본 발명의 제3 실시 예는 상기의 구성에 대하여 전술한 본 발명의 제2 실시 예와 차이가 있으며, 이를 제외하고 본 발명의 제1 실시 예 및 제2 실시 예와 동일하게 적용 가능한 부분은 그대로 적용될 수 있는 바, 이에 대한 중복적인 내용의 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 제2 실시 예와 같이 본 발명의 제3 실시 예에서 스테이지(210)는 중공형의 내부 공간을 가진다. 여기서, 자석체층(230)은 스테이지(210)를 따라 인접한 단위 자석 간의 극성이 서로 교차하도록 배열되되, 복수 개의 단위 자석은, 소정 두께를 가지는 복수 개의 제1 단위 자석(236); 및 상기 제1 단위 자석(236)보다 얇은 두께를 가지는 복수 개의 제2 단위 자석(238);을 포함한다. 여기서, 복수 개의 제1 단위 자석(236)은 스테이지(210)의 내부 공간에서 상하 방향으로 동일한 두께를 가질 수 있으며, 복수 개의 제2 단위 자석(238)은 스테이지(210)의 내부 공간에서 상하 방향으로 제1 단위 자석(236)보다 얇은 동일한 두께를 가질 수 있다.

또한, 복수 개의 단위 자석은 복수 개의 제2 단위 자석(238)이 복수 개의 제1 단위 자석(236) 사이에 배열되도록 스테이지(210)의 내부 공간에 설치될 수 있다. 이 경우 자석체층(230)은 스테이지(210)의 내부 공간의 상면에 배치되어, 복수 개의 제1 단위 자석(236) 및 제2 단위 자석(238)을 자력에 의해 고정시키는 자성판(232)을 더 포함할 수 있다.

여기서, 도 8에 도시된 바와 같이, 냉각 유로(220)는 복수 개의 제2 단위 자석(238)의 두께 방향의 공간, 즉 복수 개의 제2 단위 자석(238)에 의하여 이격되는 복수 개의 제1 단위 자석(236) 사이의 영역을 따라 제공될 수 있다. 즉, 자성판(232)에 서로 다른 두께를 가지는 복수 개의 제1 단위 자석(236)과 제2 단위 자석(238)을 배치하되, 복수 개의 제2 단위 자석(238)을 복수 개의 제1 단위 자석(236) 사이에 배열시키게 되면, 복수 개의 제2 단위 자석(238)의 하부 영역은 제1 단위 자석(236) 사이에서 이격되게 된다. 도 8에서는 각각의 제1 단위 자석(236) 사이에 제2 단위 자석(238)이 배열되는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 제1 단위 자석(236) 사이에서 제2 단위 자석(238)을 유로의 형상으로 배열하는 경우, 복수 개의 제2 단위 자석(238)에 의하여 이격되는 복수 개의 제1 단위 자석(236) 사이의 영역을 따라 냉각 유로(220)가 제공될 수 있다.

또한, 냉각 유로(220)는 복수 개의 제2 단위 자석(238) 하부에서 이격되는 복수 개의 제1 단위 자석(236) 사이 영역의 적어도 일부를 따라 형성될 수 있으며, 제2 단위 자석(238) 하부에서 제2 단위 자석(238)의 배열 방향을 따라 일정 경로로 절곡된 냉각 유로 관(미도시)을 매설하여 형성할 수 있다. 또한, 냉각 유로(220)는 제2 단위 자석(238) 하부에서 형성되는 제1 단위 자석(236) 사이 공간 자체에 의하여 형성될 수 있다. 이 경우 냉각 유로(220)는 복수 개의 제1 단위 자석(236) 및 복수 개의 제2 단위 자석(238) 중 적어도 일부의 단위 자석과 냉매가 직접 접촉되도록 제공된다. 이와 같이 복수 개의 단위 자석 사이의 이격된 공간 자체를 냉각 유로(220)로 형성하게 되면, 냉매가 복수 개의 단위 자석과 직접 접촉하여 스테이지(210) 뿐만 아니라 단위 자석(234)까지도 냉각시킬 수 있게 되며, 자석의 특성상 발생하는 온도가 상승하면 자력이 저하되는 현상을 방지하여 점착 시트(20)에 충분한 자력을 제공할 수 있게 되고, 이 경우, 단위 자석은 냉매와 직접 접촉하게 되므로 부식 등의 문제가 발생하는 것을 방지하기 위하여 복수 개의 제1 단위 자석(236) 및 제2 단위 자석(238)의 표면에 냉매와의 접촉에 따른 부식을 방지하기 위한 부식 방지층을 형성할 수 있음은 본 발명의 제2 실시 예에서와 같다.

본 발명의 제3 실시 예에서와 같이 냉각 유로(220)를 복수 개의 제2 단위 자석(238) 하부에서 이격되는 복수 개의 제1 단위 자석(236) 사이 영역의 적어도 일부를 따라 형성하는 경우, 복수 개의 제1 단위 자석(236) 및 복수 개의 제2 단위 자석(238)에 의하여 점착 시트(20)에 균일한 자력을 제공함과 동시에 스테이지(210) 뿐만 아니라 단위 자석(234)까지도 냉각시킬 수 있게 된다. 즉, 본 발명의 제2 실시 예와 비교할 때, 본 발명의 제3 실시 예의 경우에는 스테이지(210)를 따라 복수 개의 제1 단위 자석(236) 및 복수 개의 제2 단위 자석(238)이 충분하게 배치될 수 있어(도 5에 도시된 바와 동일), 점착 시트(20)에 균일한 자력을 제공할 수 있으며, 냉매와 단위 자석을 직접 접촉하도록 냉각 유로(220)를 형성하여 스테이지(210)를 냉각시킬 수 있을 뿐만 아니라, 단위 자석까지도 냉각시켜 자력이 저하되는 현상을 방지하여 점착 시트(20)에 충분한 자력을 제공할 수 있게 된다.

또한, 자성판(232)은 복수 개의 제1 단위 자석(236) 및 복수 개의 제2 단위 자석(238)으로부터 자력을 제공받아 자화된다. 즉, 제1 단위 자석(236) 및 제2 단위 자석(238)은 그 두께가 서로 상이하여 각 단위 자석으로부터 제공되는 자력은 불균일하게 분포될 수 있으나, 제1 단위 자석(236) 및 제2 단위 자석(238)을 고정하는 자성판(232)이 복수 개의 제1 단위 자석(236) 및 복수 개의 제2 단위 자석(238)으로부터 자력을 제공받아 자화됨으로써 자기장 유도에 따라 불균일하게 제공되는 자력은 상쇄될 수 있으며, 이에 따라 점착 시트(20)에는 상대적으로 균일한 자력이 제공될 수 있게 된다.

이하에서, 본 발명의 실시 예에 따른 박막 증착 방법에 대하여 상세하게 설명하기로 한다. 본 발명의 실시 예에 따른 박막 증착 방법을 설명함에 있어 본 발명의 실시 예에 따른 박막 증착 장치와 관련하여 전술한 내용과 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 박막 증착 방법을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 박막 증착 방법은, 자성층을 가지는 점착 시트(20)를 포함하는 증착 대상물을 마련하는 과정(S100); 상기 증착 대상물을 서셉터(200) 상에 안착시키는 과정(S200); 및 상기 증착 대상물에 증착 물질을 공급하여 박막을 증착하는 과정(S300);을 포함하고, 상기 증착 대상물을 서셉터(200) 상에 안착시키는 과정에서, 상기 증착 대상물을 지지하는 스테이지(210)에 배열하여 설치되는 복수 개의 단위 자석(234)을 포함하는 자석체층(230)이, 상기 증착 대상물에 자력을 제공하여 상기 점착 시트(20)가 상기 서셉터(200) 상에 밀착되고, 상기 박막을 증착하는 과정은, 상기 스테이지(210)의 내부에서 냉매를 유동시켜 상기 증착 대상물을 냉각시키면서 이루어진다.

증착 대상물을 마련하는 과정(S100)은, 먼저 적어도 하나의 자성층을 가지는 점착 시트(20)의 상면에 반도체 패키지(P)를 고정시킨다. 여기서, 점착 시트(20)는 자성층뿐만 아니라, 반도체 패키지(P)가 상면에 부착되는 점착층(22); 및 상기 점착층(22)과 자성층의 사이에 제공되고, 외부 압력에 의하여 상기 반도체 패키지(P)로부터 돌출되는 단자(S)를 따라 소성 변형하는 변형 유지층(23);을 포함할 수 있으며, 증착 대상물을 마련하는 과정(S100)은 상기 점착 시트(20)의 상부에 형성되는 점착층(22)에 상기 반도체 패키지(P)를 부착시키는 과정; 및 외부 압력에 의하여 상기 점착층(22)과 자성층의 사이에 형성되는 변형 유지층(23)을 상기 반도체 패키지(P)로부터 돌출되는 단자(S)를 따라 소성 변형시키는 과정;을 포함할 수 있다.

즉, 점착층(22)에 반도체 패키지(P)를 부착시키는 과정은, 금속 전극 또는 솔더 볼 등의 단자(S)가 돌출되는 LGA 반도체 패키지(P) 또는 BGA 반도체 패키지(P)의 하면을 점착층(22)과 마주보게 배치한 상태에서 점착 시트(20) 및 반도체 패키지(P) 중 적어도 하나에 외부 압력을 인가한다. 이에 의하여, 반도체 패키지(P)의 하면으로부터 돌출되는 단자(S)는 점착층(22)에 삽입되고, 반도체 패키지(P)의 하면은 점착층(22)에 부착된다.

변형 유지층(23)을 소성 변형시키는 과정은, 반도체 패키지(P)의 하면으로부터 돌출되어 외부 압력에 의하여 점착층(22)에 삽입되는 단자(S)에 의하여 변형 유지층(23)은 가압되고, 이에 의하여 변형 유지층(23)은 그 형상이 변형되게 된다. 이에 의하여 반도체 패키지(P)의 하면으로부터 돌출되는 금속 전극 또는 솔더 볼 등의 단자(S)는 점착층(22)에 함몰되어 유지 고정되고, 외부로 노출되지 않게 된다.

이와 같이, 외부 압력에 의하여 소성 변형되는 변형 유지층(23)은 전연성, 즉 전성 및 연성을 가지는 금속 물질로 형성될 수 있으며, 우수한 열 전도율을 가진다. 따라서, 변형 유지층(23)은 점착층(22)과 반도체 패키지(P)의 하면 사이에 들뜸 현상을 방지하고, 높은 열 전도율을 가지게 되어 반도체 패키지(P)로부터 발생하는 열이 점착층(22)을 거쳐 자성층 및 서셉터(200)까지 효과적으로 전달될 수 있도록 한다. 이에 의하여 스퍼터링 공정과 같은 증착 공정 도중 고온의 환경에 노출되는 반도체 패키지(P)를 신속하게 냉각시킬 수 있게 되고, 반도체 패키지(P) 내에 배치되는 반도체 칩이 고온의 열에 의하여 손상되는 것을 방지하고, 반도체 패키지(P)가 휘어짐을 방지할 수 있다.

증착 대상물을 서셉터(200) 상에 안착시키는 과정(S200)은, 전술한 과정에 의하여 반도체 패키지(P)가 고정된 점착 시트(20)를 박막 증착 장치 내로 이송하여 서셉터(200) 상에 안착시킨다. 여기서, 점착 시트(20)의 가장자리에는 링 프레임(30)이 부착될 수 있으며, 링 프레임(30)이 부착된 점착 시트(20)는 링 프레임(30)을 내측에서 지지하는 링 형상의 이송 트레이(40)에 탑재되어 이송될 수 있다.

증착 대상물을 서셉터(200) 상에 안착시키는 과정(S200)에서 점착 시트(20)는 증착 대상물을 지지하는 스테이지(210)에 배열하여 설치되는 복수 개의 단위 자석(234)을 포함하는 자석체층(230)이 증착 대상물에 자력을 제공하여 증착 대상물이 서셉터(200) 상에 밀착된다. 여기서, 자석체층(230)은 스테이지(210) 상에 설치되거나 스테이지(210)의 내부 공간에 설치되어, 반도체 패키지(P)가 고정된 점착 시트(20)에 서셉터(200)를 향하는 방향으로 자력을 제공하며, 전술한 바와 같이 점착 시트(20)가 적어도 하나의 자성층을 가지도록 형성함으로써, 스테이지(210)에 설치되는 자석체층(230)으로부터 제공되는 자력에 의하여 상기 점착 시트(20)는 스테이지(210)와 견고하게 밀착된다. 따라서, 점착 시트(20)와 스테이지(210) 사이의 유효 접촉 면적은 증가하게 되고, 반도체 패키지(P)로부터 점착 시트(20)를 통해 전달되는 열을 스테이지(210)로 전달하여 효과적으로 냉각시킬 수 있게 된다.

여기서, 자석체층(230)은 스테이지(210)를 따라 극성이 교차하도록 배열되는 복수 개의 단위 자석(234)을 포함할 수 있으며, 이 경우 자력선은 스테이지(210)를 따라 배열되는 N극과 S극 사이에 균일하게 분포하게 되어 점착 시트(20)에 균일한 자력을 제공할 수 있음은 전술한 바와 같다. 여기서, 자석체층(230)에 의하여 점착 시트(20)에 제공되는 자력은 1000 내지 2000 가우스(G)의 값을 가질 수 있으며, 이 경우 점착 시트(20)와의 밀착을 위한 충분한 자력을 제공할 수 있게 된다.

박막을 증착하는 과정(S400)은 증착 대상물 상에 증착 물질을 공급하여 박막을 증착한다. 여기서, 증착 물질 공급부(100)는 서셉터(200)의 상부에 배치되어 점착 시트(20) 상에 고정된 반도체 패키지(P)에 박막을 증착하기 위한 증착 물질을 제공하며, 증착 물질 공급부(100)는 전자파를 차폐하기 위한 금속 물질로 이루어지는 타겟을 스퍼터링하여 증착 물질을 방출시켜 제공함으로써 반도체 패키지(P)에 전자파 차폐막을 형성할 수 있다.

또한, 박막을 증착하는 과정(S400)은, 스테이지(210)의 내부에서 냉매를 순환 유동시켜 점착 시트(20) 상에 고정된 반도체 패키지(P)를 냉각시키면서 이루어진다. 즉, 스테이지(210)의 내부에는 냉매를 순환시키기 위한 냉각 유로(220)가 형성될 수 있으며, 박막을 증착하는 과정(S400)에서 스테이지(210)의 내부에 형성된 냉각 유로(220)를 따라 냉매를 순환시킴으로써 반도체 패키지(P)를 냉각시킬 수 있게 된다. 여기서, 냉각 유로(220)는 복수 개의 단위 자석(234) 사이의 영역을 따라 제공되거나, 복수 개의 단위 자석(234) 사이의 영역과 연통하는 자석체층(230)의 하부 영역을 따라 제공될 수 있으며, 제1 단위 자석(236)에 대하여 상대적으로 얇은 두께를 가지는 제2 단위 자석(238)이 복수 개의 제1 단위 자석(236) 사이에 배열되어 이격되는 영역을 따라 제공될 수도 있다. 여기서, 증착 대상물은 별도의 열원에 의하여 가열되지 않으며, 스테이지(210) 내에서의 냉매의 순환에 의하여 냉각되어 반도체 패키지(P)로부터 방출되는 열을 효과적으로 방출할 수 있게 된다. 일반적으로, 반도체 패키지(P)가 고온에 노출되는 것을 방지하기 위하여 내부 환경의 온도를 낮추게 되면 반도체 패키지에 박막이 형성되기 위한 에너지가 부족하게 된다. 따라서, 스퍼터링 과정에서 출력을 증가시키게 되고, 이는 타겟의 물리적 충돌량을 증가시키게 되어 결국 약 90 내지 130℃의 온도를 가지는 고온의 내부 환경을 형성하게 된다. 그러나, 본 발명의 실시 예에 따르면 반도체 패키지의 효과적인 냉각에 의하여 반도체 패키지(P)를 상온으로부터 90℃ 이하의 온도로 유지시키며 박막을 증착시킬 수 있게 된다.

이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 박막 증착 장치 및 박막 증착 방법에 의하면, 복수 개의 단위 자석을 포함하는 자석체층으로부터 제공되는 자력에 의하여 증착 대상물을 서셉터 상에 견고하게 밀착시킬 수 있다. 또한, 스테이지 상에 증착 대상물의 안착 면을 제공하는 열전 시트를 구비하여 증착 대상물과 스테이지 사이의 유효 접촉 면적을 증가시킬 수 있으며, 스테이지의 내부에 형성되는 냉각 유로를 통하여 냉매를 순환시켜 증착 공정을 수행함으로써, 반도체 패키지(P)로부터 점착 시트를 통하여 스테이지로 전달되는 열을 효과적으로 방출시킬 수 있다.

즉, 본 발명의 실시 예에 따른 박막 증착 장치 및 박막 증착 방법에 의하면 고온의 환경으로 형성되는 증착 공정에서 반도체 패키지(P)를 효과적으로 냉각시킴으로써 반도체 패키지(P) 내에 배치되는 반도체 칩이 고온의 열에 의하여 손상되거나 반도체 패키지(P)가 휘어지는 등의 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있게 되며, 반도체 패키지(P)의 제조 효율 및 생산 안정성을 향상시킬 수 있다.

상기에서, 본 발명의 바람직한 실시 예가 특정 용어들을 사용하여 설명 및 도시되었지만 그러한 용어는 오로지 본 발명을 명확하게 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시 예 및 기술된 용어는 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러 가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시 예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 되며, 본 발명의 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.

10: 구동 축 12: 냉매 공급 배관
14: 냉매 배출 배관 20: 점착 시트
22: 점착층 23: 변형 유지층
24: 자성층 25: 지지층
30: 링 프레임 40: 이송 트레이
100: 증착 물질 공급부 200: 서셉터
210: 스테이지 212: 상부 스테이지
214: 하부 스테이지 220: 냉각 유로
221: 냉매 유입구 222: 냉매 배출구
224: 제1 냉각 유로 226: 제2 냉각 유로
230: 자석체층 232: 자성판
234: 단위 자석 236: 제1 단위 자석
238: 제2 단위 자석 250: 제1 열전 시트
240: 제2 열전 시트

Claims

자성층을 가지는 점착 시트를 포함하는 증착 대상물에 박막을 증착하기 위한 증착 물질을 공급하는 증착 물질 공급부; 및
상기 증착 물질 공급부의 하부에 배치되어, 상기 증착 대상물을 안착시키기 위한 서셉터;를 포함하고,
상기 서셉터는,
상기 증착 대상물을 지지하는 스테이지;
상기 스테이지의 내부에 형성되어, 상기 증착 대상물을 냉각시키기 위한 냉매의 유동 경로를 제공하는 냉각 유로; 및
상기 스테이지에 설치되고, 상기 스테이지를 따라 배열되는 복수 개의 단위 자석을 포함하는 자석체층;을 포함하고,
상기 스테이지는 중공형의 내부 공간을 가지며,
상기 자석체층은 상기 복수 개의 단위 자석이 인접한 단위 자석에 대하여 각각 소정 간격으로 이격 배열되도록 상기 스테이지의 내부 공간에 설치되며,
상기 냉각 유로는,
상기 복수 개의 단위 자석 사이의 이격 공간을 따라 제공되는 제1 냉각 유로;를 포함하는 박막 증착 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 복수 개의 단위 자석은 상기 스테이지를 따라 인접한 단위 자석 간의 극성이 서로 교차하도록 배열되는 박막 증착 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 서셉터는,
상기 스테이지 상에 제공되는 제1 열전 시트;를 더 포함하고,
상기 제1 열전 시트는 탄성을 가지는 물질로 형성되는 박막 증착 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 자석체층은 상기 제1 열전 시트와 스테이지 사이에 설치되고,
상기 서셉터는,
상기 자석체층과 스테이지 사이에 제공되어 탄성을 가지는 물질로 형성되는 제2 열전 시트;를 더 포함하는 박막 증착 장치.
삭제
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 냉각 유로는,
상기 자석체층의 하부에 형성되는 제2 냉각 유로;를 더 포함하고,
상기 제1 냉각 유로와 제2 냉각 유로는 서로 연통되는 박막 증착 장치.
청구항 7에 있어서,
상기 제2 냉각 유로는 상기 제2 냉각 유로에 각각 연결되는 냉매 유입구 및 냉매 배출구 사이에서 선형으로 연장되어 냉매를 순환시키고,
상기 제1 냉각 유로는 상기 제2 냉각 유로로부터 공급되는 냉매를 상기 복수 개의 단위 자석 사이에서 확산시키도록 방사형으로 형성되는 박막 증착 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 자석체층은,
상기 복수 개의 단위 자석 사이에 각각 배치되어, 인접한 단위 자석 간의 간격을 각각 유지시키는 간격 유지 부재;를 더 포함하는 박막 증착 장치.
자성층을 가지는 점착 시트를 포함하는 증착 대상물에 박막을 증착하기 위한 증착 물질을 공급하는 증착 물질 공급부; 및
상기 증착 물질 공급부의 하부에 배치되어, 상기 증착 대상물을 안착시키기 위한 서셉터;를 포함하고,
상기 서셉터는,
상기 증착 대상물을 지지하는 스테이지;
상기 스테이지의 내부에 형성되어, 상기 증착 대상물을 냉각시키기 위한 냉매의 유동 경로를 제공하는 냉각 유로; 및
상기 스테이지에 설치되고, 상기 스테이지를 따라 배열되는 복수 개의 단위 자석을 포함하는 자석체층;을 포함하고,
상기 스테이지는 중공형의 내부 공간을 가지며,
상기 복수 개의 단위 자석은, 소정 두께를 가지는 복수 개의 제1 단위 자석; 및 상기 제1 단위 자석보다 얇은 두께를 가지는 복수 개의 제2 단위 자석;을 포함하고,
상기 자석체층은 상기 복수 개의 제2 단위 자석이 상기 복수 개의 제1 단위 자석 사이에 배열되도록 상기 스테이지의 내부 공간에 설치되고,
상기 냉각 유로는 상기 복수 개의 제2 단위 자석의 두께 방향의 공간을 따라 제공되는 박막 증착 장치.
청구항 1 내지 청구항 4 및 청구항 7 내지 청구항 10 중 어느 한 청구항에 있어서,
상기 냉각 유로는 상기 복수 개의 단위 자석 중 적어도 일부의 단위 자석과 냉매가 직접 접촉되도록 제공되는 박막 증착 장치.
청구항 11에 있어서,
상기 복수 개의 단위 자석의 표면에는 냉매와의 접촉에 따른 부식을 방지하기 위한 부식 방지층이 형성되는 박막 증착 장치.
청구항 12에 있어서,
상기 부식 방지층은 자성을 가지는 물질로 형성되는 박막 증착 장치.
청구항 1 내지 청구항 4 및 청구항 7 내지 청구항 10 중 어느 한 청구항에 있어서,
상기 자석체층은,
상기 스테이지의 내부 공간의 상면에 배치되어, 상기 복수 개의 단위 자석을 고정시키는 자성판;을 더 포함하는 박막 증착 장치.
자성층을 가지는 점착 시트를 포함하는 증착 대상물에 박막을 증착하기 위한 증착 물질을 공급하는 증착 물질 공급부; 및
상기 증착 물질 공급부의 하부에 배치되어, 상기 증착 대상물을 안착시키기 위한 서셉터;를 포함하고,
상기 서셉터는,
상기 증착 대상물을 지지하는 스테이지;
상기 스테이지의 내부에 형성되어, 상기 증착 대상물을 냉각시키기 위한 냉매의 유동 경로를 제공하는 냉각 유로; 및
상기 스테이지에 설치되고, 상기 스테이지를 따라 배열되는 복수 개의 단위 자석을 포함하는 자석체층;을 포함하고,
상기 스테이지의 상면은 볼록면, 오목면 및 굴곡면 중 어느 하나로 형성되는 박막 증착 장치.
자성층을 가지는 점착 시트를 포함하는 증착 대상물을 마련하는 과정;
상기 증착 대상물을 서셉터 상에 안착시키는 과정; 및
상기 증착 대상물에 증착 물질을 공급하여 박막을 증착하는 과정;을 포함하고,
상기 증착 대상물을 서셉터 상에 안착시키는 과정에서,
상기 증착 대상물을 지지하는 스테이지에 배열하여 설치되는 복수 개의 단위 자석을 포함하는 자석체층이, 상기 증착 대상물에 자력을 제공하여 상기 증착 대상물이 상기 서셉터 상에 밀착되고,
상기 박막을 증착하는 과정은,
상기 스테이지의 내부에서 냉매를 유동시켜 상기 증착 대상물을 냉각시키면서 이루어지는 박막 증착 방법.
청구항 16에 있어서,
상기 증착 대상물을 마련하는 과정은,
상기 점착 시트의 상부에 형성되는 점착층에 반도체 패키지를 부착시키는 과정; 및
외부 압력에 의하여 상기 점착층과 자성층의 사이에 형성되는 변형 유지층을 상기 반도체 패키지로부터 돌출되는 단자를 따라 소성 변형시키는 과정;을 포함하는 박막 증착 방법.
청구항 16에 있어서,
상기 박막을 증착하는 과정에서,
상기 증착 대상물은 상온 내지 90℃의 온도를 유지하는 박막 증착 방법.
청구항 16에 있어서,
상기 박막을 증착하는 과정은,
전자파를 차폐하기 위한 금속 물질로 이루어지는 타겟을 스퍼터링하여 상기 증착 물질을 상기 증착 대상물 상에 공급하는 박막 증착 방법.