KR102441255B1 - 대기압 플라즈마 처리를 통한 기판의 드라이 방법 - Google Patents

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이원영
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이종욱
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Abstract

본 발명은 대기압 플라즈마 처리를 통한 기판의 드라이 방법이며, 보다 구체적으로는 기판을 절단, 세정, 건조, 이송, 검사하는 단계 중에서 건조 공정의 에어 블로잉 후에 대기압 플라즈마로 기판을 처리하는 단계를 제공하는 대기압 플라즈마 처리를 통한 기판의 드라이 방법에 관한 것이다.

Description

대기압 플라즈마 처리를 통한 기판의 드라이 방법{DRYING METHOD FOR SUBSTRATE BY ATMOSPHERIC PRESSURE PLASMA}
본 발명은 대기압 플라즈마 처리를 통한 기판의 드라이 방법이며, 보다 구체적으로는 기판을 절단, 세정, 건조, 이송, 검사하는 단계 중에서 건조 공정의 에어 블로잉 후에 대기압 플라즈마로 기판을 처리하는 단계를 제공하는 대기압 플라즈마 처리를 통한 기판의 드라이 방법에 관한 것이다. 나아가, 본 발명은 대기압 플라즈마 처리를 기판 가공 전에 수행함으로써 기판 표면은 친수성을 갖게 되어 세정 효과가 상승되는 대기압 플라즈마 처리를 통한 기판의 드라이 방법에 관한 것이다.
최근, 휴대폰, MP3 플레이어, PMP, PC 등 다양한 제품에서 FCBGA(Flip Chip Ball Grid Array), QFN (QUAD FLAT NON-LEADED PACKAGE), MICRO SD 등이 사용되고 있다. 이러한 칩의 대량 생산을 위해서 FCB 기판, 패키지 반도체 소자 기판 등을 적절한 크기로 커팅할 필요가 있다.
한편, 이를 위한 다이싱 장치는 고속으로 회전하는 모터에 의하여 구동되는 스핀들과 상기 스핀들에 부착된 커팅 블레이드이 회전하는 영역으로 FCB 기판, 패키지 반도체 소자 기판 등이 고정된 작업대가 전후 및 좌우로 이동하여 커팅은 이루어진다.
그러나, 커팅 블레이드에 의하여 반도체 패키지 기판의 표면에 스크랩, 더스트 등 다양한 이물질은 분산되거나 흡착된 상태가 된다. 반도체 패키지 기판의 표면을 세정수에 의하여 세정하고 난 후, 기판을 건조하는 작업을 진행하게 되지만 종래에 사용되는 열 건조에는 세정수 드랍 흔적이 생기기 쉽고, 자외선을 조사하여 건조하는 경우에는 장시간의 처리가 필요한 단점을 갖는다. 이에 반도체 패키지 기판 건조 방법에 대한 연구 개발이 필요한 실정이다.
참고문헌 1: 한국공개특허번호 제2021-0114429호 참고문헌 2: 한국공개특허번호 제2013-0090303호 참고문헌 3: 한국공개특허번호 제2009-0075037호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 상기 반도체 패키지를 기판의 일면에 에어 블로잉을 수행하고, 대기압 플라즈마 처리를 수행하여 반도체 패키지의 표면을 건조, 클리닝하는 대기압 플라즈마 처리를 통한 기판의 드라이 방법을 제공한다.
본 발명의 대기압 플라즈마 처리를 통한 기판의 드라이 방법은 기판을 절단하는 제1 단계; 상기 절단된 기판을 세정하는 제2 단계; 상기 세정된 기판을 건조하는 제3 단계; 상기 건조된 기판을 이송하는 제4 단계; 상기 이송된 기판을 검사하는 제5 단계;를 포함한다.
여기서, 상기 제3 단계의 기판을 건조하는 단계는 플라즈마 처리 장치에 의하여 행하여 지며, 기판의 일면에 에어 블로잉을 수행하는 제3-1 단계, 상기 에어 블로잉이 수행된 기판의 일면에 대기압 플라즈마 처리를 수행하는 제3-2 단계를 포함한다.
상기 기판의 상부면과 평행하며 서로 수직인 방향을 x축 방향, y축 방향으로 정의할 때, 상기 제3 단계에서 기판을 건조하는 단계는 상기 노즐 헤드부가 +x축 방향으로 이동하는 제3-2-1 단계, 상기 노즐 헤드부가 기판의 일변에 근접하면 +y축 방향으로 이동하는 제3-2-2 단계, 상기 노즐 헤드부가 -x축 방향으로 이동하는 제3-2-3 단계, 상기 노즐 헤드부가 기판의 일변에 근접하면 +y축 방향으로 이동하는 제3-2-4 단계를 포함하여 상기 대기압 플라즈마가 기판 전체에 분사되며 이동한다.
본 발명의 플라즈마 처리 장치는 척 테이블, 상기 척 테이블에 적재된 기판, 상기 척 테이블의 상부에 이격되어 위치하며 상기 척 테이블의 x축 방향으로 헤드 본체부를 이동하기 위한 x축 방향 이동레일, 상기 척 테이블의 상부에 이격되어 위치하며 상기 척 테이블의 y축 방향으로 헤드 본체부를 이동하기 위한 y축 방향 이동레일, 상기 x축 방향 이동레일 또는 y축 방향 이동레일에 이동가능하게 설치된 헤드 본체부, 상기 헤드 본체부의 일단에 회전체부가 연결되고, 상기 회전체부의 일단에 노즐 헤드부가 연결되며, 상기 회전체부의 회전에 의하여 상기 노즐 헤드부가 회전되며, 또한 상기 노즐 헤드부의 토출부의 중심이 노즐 헤드부의 중심을 기준으로 일정 반경으로 회전한다.
상기 노즐 헤드부에 구비된 토출부의 직경은 1mm 내지 10mm 인 것을 사용한다.
상기 제3-2 단계에서 상기 에어 블로잉이 수행된 기판의 일면에 대기압 플라즈마 처리를 수행하는 단계는 에어 블로잉 후에 상기 기판 상에 남아 있는 수분이 증발되기 전에 대기압 플라즈마 처리를 수행한다.
상기 제3-2 단계에서 상기 에어 블로잉이 수행된 기판의 일면에 대기압 플라즈마 처리를 수행하는 단계에 의하여 기판의 표면 에너지가 증가되며, 건조 및 클리닝을 행한다.
본 발명의 대기압 플라즈마 처리를 통한 기판의 드라이 방법에 의하면, PCB 소재의 세정 시에 커팅 후에 부착된 이물질의 제거와 세척시에 사용된 수분을 건조하여 백화 현상을 저지하는 효과를 가진다. 나아가, 대기압 플라즈마 처리에 의하여 표면 에너지 증가로 인한 코팅성도 향상하는 효과를 갖는다. 본 발명의 대기압 플라즈마는 상압 플라즈마를 의미한다.
도 1은 본 발명의 다이싱 장치의 전체적인 개략도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 대기압 플라즈마 처리를 통한 기판의 드라이 방법의 플로우 차트를 나타낸다.
도 3(a)는 본 발명의 대기압 플라즈마 처리를 통한 기판의 드라이 방법에서 건조 단계의 보다 상세한 플로우 차트를 나타내며, 도 3(b)는 본 발명의 대기압 플라즈마 처리를 통한 기판의 드라이 방법에서 기판 절단 단계의 보다 상세한 플로우 차트를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 대기압 플라즈마 처리를 통하여 기판을 드라이하기 위한 개략도를 나타낸다.
도 5 (a)는 본 발명의 일 실시형태인 대기압 플라즈마의 개략도를 나타내며, 도 5 (b)는 기판 상에 대기압 플라즈마 처리를 수행하는 개략도를 나타낸다.
도 6 (a)는 본 발명의 일 실시형태인 대기압 플라즈마의 개략도를 나타내며, 도 6 (b)는 대기압 플라즈마가 생성되는 동안 대기압 플라즈마 장치의 하부면에서 개략도를 나타내며, 도 6 (c)는 기판 상에 대기압 플라즈마 처리를 수행하는 개략도를 나타낸다.
도 7 (a)는 본 발명의 일 실시형태인 대기압 플라즈마가 수직 방향으로 기판을 처리하는 측면도를 나타내며, 도 7 (b)는 본 발명의 일 실시형태인 대기압 플라즈마가 경사된 방향으로 기판을 처리하는 측면도를 나타낸다.
도 8 는 본 발명의 대기압 플라즈마로 기판을 처리하는 공정 사진을 나타낸다.
도 9 (a)는 대기압 플라즈마를 처리하지 않은 기판에 물을 스프레이한 사진을 나타내며, 도 9 (b)는 대기압 플라즈마를 처리한 기판에 물을 스프레이한 사진을 나타낸다.
도 10 (a)는 대기압 플라즈마를 처리하기 전의 지그 러버의 사진을 나타내며, 도 10 (b)는 대기압 플라즈마를 처리한 지그 러버의 사진을 나타낸다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 대기압 플라즈마 처리를 통한 기판의 드라이하기 위한 다이싱 장치의 전체 개략도를 나타낸다. 도 1에 나타난 것처럼, 본 발명의 다이싱 장치는 기판을 절단하는 절단부(1), 상기 절단부(1)에서 커팅된 기판을 세척부(3)로 이동하기 위한 제1 픽업부(2), 상기 커팅된 기판을 세척하기 위한 세척부(3), 상기 세척부(3)에서 세척된 기판을 건조하기 위한 건조부(4), 상기 건조된 기판을 이송부(6)로 이동하기 위한 제2 픽업부(5), 상기 이송부(6)로부터 이송된 커팅된 개별 기판을 검사하기 위한 검사부(7)를 포함한다. 여기서, 상기 절단부(1)에서 블레이드로 기판을 절단하고 난 후, 기판의 표면을 세척하고 난 후에 기판의 표면을 건조해야 한다.
도 2는 본 발명의 대기압 플라즈마 처리를 통한 기판의 드라이 방법의 플로우 차트를 나타내며, 도 3(a)는 본 발명의 대기압 플라즈마 처리를 통한 기판의 드라이 방법에서 건조 단계의 보다 상세한 플로우 차트를 나타내며, 도 3(b)는 본 발명의 대기압 플라즈마 처리를 통한 기판의 드라이 방법에서 기판 절단 단계의 보다 상세한 플로우 차트를 나타낸다.
도 3(a)에 나타난 것처럼, 본 발명의 대기압 플라즈마 처리를 통한 기판의 드라이 방법은 기판을 절단하는 제1 단계; 상기 절단된 기판을 세정하는 제2 단계; 상기 세정된 기판을 건조하는 제3 단계; 상기 건조된 기판을 이송하는 제4 단계; 상기 이송된 기판을 검사하는 제5 단계;를 포함하며, 또한 상기 제3 단계의 기판을 건조하는 단계는 기판의 일면에 에어 블로잉을 수행하는 제3-1 단계, 상기 에어 블로잉이 수행된 기판의 일면에 대기압 플라즈마 처리를 수행하는 제3-2 단계를 포함한다.
또한, 도 3(b)에 나타난 것처럼, 본 발명의 대기압 플라즈마 처리를 통한 기판의 드라이 방법은 기판을 절단하는 제1 단계; 상기 절단된 기판을 세정하는 제2 단계; 상기 세정된 기판을 건조하는 제3 단계; 상기 건조된 기판을 이송하는 제4 단계; 상기 이송된 기판을 검사하는 제5 단계;를 포함하며, 상기 기판을 절단하는 제1 단계는 기판을 절단하기 전에 기판의 일면에 대기압 플라즈마 처리를 행하는 단계를 포함한다. 또한, 상기 기판을 절단하는 제1 단계는 기판을 절단하면서 세정수를 기판에 공급하는 단계를 포함한다. 여기서, 기판을 절단하기 전에 기판의 일면에 대기압 플라즈마 처리를 행하게 되면 기판은 친수성을 갖게 되고, 기판을 절단하면서 세정수가 기판의 일면에 닿을 때, 친수성으로 인하여 기판의 절단된 파편은 기판에서 떨어지기 쉬워지는 환경을 갖게 된다. 특히, 기판을 절단하면서 생긴 파편은 기판에 부착되게 되면 제2 단계의 세정에 의하여도 파편은 기판으로부터 분리되기 어려우므로 대기압 플라즈마로 기판을 처리하고 절단하면서 세정수를 공급하는데 특히 세정 효과를 높일 수 있게 된다.
또한 상기 제3 단계의 기판을 건조하는 단계는 기판의 일면에 에어 블로잉을 수행하는 제3-1 단계, 상기 에어 블로잉이 수행된 기판의 일면에 대기압 플라즈마 처리를 수행하는 제3-2 단계를 포함한다.
하기에서 설명하는 대기압 플라즈마 처리하는 단계는 기판을 절단하기 전에 기판의 일면에 대기압 플라즈마 처리하는 단계, 에어 블로잉이 수행된 기판의 일면에 대기압 플라즈마 처리를 수행하는 단계에 적용가능하다.
상기 제1 단계의 기판은 PCB 기판, 웨이퍼 기판, Si 기판, SiC 기판, GaN 기판의 어느 하나의 기판을 사용하며, 기판의 상부면에 다이싱 스핀들의 회전으로 블레이드가 기판을 커팅하게 된다.
상기 제2 단계에서 커팅된 기판을 정제수 등의 용매를 세척 노즐 등으로 기판에 정제수를 분사하여 분사압으로 기판을 세정하게 된다.
상기 제3 단계에서 기판을 건조하는 단계는 기판의 일면에 에어 블로잉(air blowing)을 수행하고 대기압하에서 플라즈마를 발생시켜 피가공물의 기판의 표면 세정을 수행한다. 대기압 플라즈마는 금속 전극의 한쪽 또는 양쪽을 절연체로 절연하고 금속전극에 고전압의 교류 또는 펄스를 인가하여 양 전극사이의 공간에서 고전압에 의한 방전이 일어나게 하고 이에 가스를 통과시켜 플라즈마가 발생되게 하는 무성방전 방식으로서, 이러한 무성방전 방식은 실제 피가공물의 기판의 표면 건조 및 세정에 사용될 수 있다.
상기 제4 단계에서 기판은 패키지 이송장치로 전달되고, 패키치 이송장치에서 정렬된 반도체 패키지는 이송된다.
상기 제5 단계에서 반도체 패키지는 불량 여부를 검사한다.
상기 제3-2 단계에서 상기 에어 블로잉이 수행된 기판의 일면에 대기압 플라즈마 처리를 수행하는 단계는 에어 블로잉 후에 상기 기판 상에 남아 있는 수분이 증발되기 전에 대기압 플라즈마 처리를 수행하는 것이 바람직하다. 수분이 증발된 상태에세 반도체 기판에 대기압 플라즈마가 접촉하게 되면 수분 증발에 따른 흔적이 대기압 플라즈마에 의하여도 지워지지 않고 남을 수 있으므로 수분을 플라즈마에 의하여 증발하게 한다.
본 발명의 대기압 플라즈마는 고압의 클린 드라이 에어(clean dry air) 또는 질소(N2),아르곤(Ar)등을 사용하며 대기압 플라즈마는 0.1 MPa(1Bar) 내지 0.4 MPa(4Bar)을 사용할 수 있다. 또한, 대기압 플라즈마의 파워는 500W 내지 1,000W를 사용하여 본 발명의 효과를 얻을 수 있다.
도 4는 본 발명의 대기압 플라즈마 처리를 통하여 기판을 드라이하기 위한 개략도를 나타낸다. 도 4에 나타난 것처럼, 본 발명의 대기압 플라즈마 처리를 통한 기판의 드라이 방법을 진행하기 위한 플라즈마 처리 장치는 척 테이블(30), 상기 척 테이블(30)에 적재된 기판(40), 상기 척 테이블(30)의 상부에 이격되어 위치하며 상기 척 테이블(30)의 x축 방향으로 헤드 본체부(21)를 이동하기 위한 x축 방향 이동레일(11), 상기 척 테이블(30)의 상부에 이격되어 위치하며 상기 척 테이블(30)의 y축 방향으로 헤드 본체부(21)를 이동하기 위한 y축 방향 이동레일(12), 상기 x축 방향 이동레일(11) 또는 y축 방향 이동레일(12)에 이동가능하게 설치된 헤드 본체부(21), 상기 헤드 본체부(21)의 일단에 회전체부(22)가 연결되고, 상기 회전체부(22)의 일단에 노즐 헤드부(23)가 연결된다. 본 발명의 노즐 헤드부(23)에 구비된 토출부의 크기는 1mm 내지 10mm를 사용하고, 보다 바람직하게는 5mm을 사용한다.
본 발명의 대기압 플라즈마를 사용하여 기판을 건조하는 방법에 대하여 구체적으로 설명한다. 상기 기판의 상부면과 평행하며 서로 수직인 방향을 x축 방향, y축 방향으로 정의할 때, 상기 제3 단계에서 기판을 건조하는 단계는 상기 노즐 헤드부(23)가 +x축 방향으로 이동하는 제3-2-1 단계, 상기 노즐 헤드부(23)가 기판의 일변에 근접하면 +y축 방향으로 이동하는 제3-2-2 단계, 상기 노즐 헤드부(23)가 -x축 방향으로 이동하는 제3-2-3 단계, 상기 노즐 헤드부(23)가 기판의 일변에 근접하면 +y축 방향으로 이동하는 제3-2-4 단계를 포함하여 상기 대기압 플라즈마가 기판 전체를 조사하도록 상기 노즐 헤드부(23)가 움직인다.
도 5 (a)는 본 발명의 일 실시형태인 대기압 플라즈마의 개략도를 나타내며, 도 5 (b)는 기판 상에 대기압 플라즈마 처리를 수행하는 개략도를 나타낸다. 도 5 (a)에 나타난 것처럼, 노즐 헤드부(23)는 기판의 x축 방향, y축 방향을 이동하면서 대기압 플라즈마(24)를 분사하게 된다. 도 5 (b)에 나타난 것처럼, 노즐 헤드부(23)는 기판의 (+)x축 방향으로 이동하고, 기판의 일변(40a)에 근접한 곳에서 (+)y축 방향으로 이동하고, 기판의 (-)x축 방향으로 이동하고, 기판의 일변(40b)에 근접한 곳에서 (+)y축 방향으로 이동하고, 기판의 (+)x축 방향으로 이동하는 것을 반복하면서 플라즈마 처리 영역(50)을 통하여 기판 전체에 필요한 부분을 건조할 수 있다. 여기서, 노즐 헤드부(23)는 연속적으로 대기압 플라즈마를 방출하거나, 또는 노즐 헤드부(23)는 대기압 플라즈마의 방출 및 미방출을 제어하여 기판의 일정 부분에만 대기압 플라즈마를 방출하여 반도체 패키지의 데이미를 최소화 것도 가능하다. 또한, 회전체부(22)와 노즐 헤드부(23) 사이에는 노즐 헤드 교체분리부(29)가 구비되어, 서로 상이한 직경을 갖는 노즐 헤드부(23)를 회전체부(22)에 착탈 가능하게 할 수 있다. 노즐 헤드 교체분리부(29)를 구비함으로써, 서로 상이한 직경을 갖는 노즐 헤드부(23)를 사용하여 기판의 크기나 건조되는 정도에 대응되게 한다. 예를 들어, 볼트 및 너트에 의하여 고정된 노즐 헤드 교체분리부에 부착된 제1 노즐 헤드부를 분리하고 상기 제1 노즐 헤드부와 직경이 상이한 제2 노즐 헤드부를 볼트 및 너트에 의하여 노즐 헤드 교체분리부에 부착하여 사용할 수 있다.
도 6 (a)는 본 발명의 일 실시형태인 대기압 플라즈마의 개략도를 나타내며, 도 6 (b)는 대기압 플라즈마가 생성되는 동안 대기압 플라즈마 장치의 하부면에서 개략도를 나타내며, 도 6 (c)는 기판 상에 대기압 플라즈마 처리를 수행하는 개략도를 나타낸다. 본 발명의 대기압 플라즈마 처리를 통한 기판의 드라이 방법을 진행하기 위한 다이싱 장치는 척 테이블(30), 상기 척 테이블(30)에 적재된 기판(40), 상기 척 테이블(30)의 상부에 이격되어 위치하며 상기 척 테이블(30)의 x축 방향으로 헤드 본체부(21)를 이동하기 위한 x축 방향 이동레일(11), 상기 척 테이블(30)의 상부에 이격되어 위치하며 상기 척 테이블(30)의 y축 방향으로 헤드 본체부(21)를 이동하기 위한 y축 방향 이동레일(12), 상기 x축 방향 이동레일(11) 또는 y축 방향 이동레일(12)에 이동가능하게 설치된 헤드 본체부(21), 상기 헤드 본체부(21)의 일단에 회전체부(22)가 연결되고, 상기 회전체부(22)의 일단에 노즐 헤드부(23)가 연결된다. 노즐 헤드부(23)의 내부에는 대기압 플라즈마 생성부(25)에서 대기압 플라즈마가 생성되어 토출부를 통하여 대기압 플라즈마가 분사된다.
도 6 (a) 및 6 (b)에 나타난 것처럼, 상기 기판의 상부면과 평행하며 서로 수직인 방향을 x축 방향, y축 방향으로 정의할 때, 기판을 건조하는 단계는 회전체부(22)가 회전하여 상기 회전체부(22)에 연결된 노즐 헤드부(23)가 회전된다. 또한, 노즐 헤드부(23)의 토출부의 중심(k1)이 노즐 헤드부(23)의 중심(k2)을 기준으로 일정 반경(R)을 가지고 회전할 수 있다. 도 6 (c)에 나타난 것처럼, 토출부의 중심(k1)이 노즐 헤드부(23)의 중심(k2)을 기준으로 일정 반경(R)을 가지고 회전하며, 또한 노즐 헤드부(23)는 기판의 (+)x축 방향으로 이동하고, 기판의 일변에 근접한 곳에서 (+)y축 방향으로 이동하고, 기판의 (-)x축 방향으로 이동가능하다. 즉, 회전 방식에 의하여 대기압 플라즈마를 처리하게 되면, 회전에 의한 처리 면적은 커지게 되며 보다 균일한 건조가 가능하다는 장점을 가지고 있다.
도 7 (a)는 본 발명의 일 실시형태인 대기압 플라즈마가 수직 방향으로 기판을 처리하는 측면도를 나타내며, 도 7 (b)는 본 발명의 일 실시형태인 대기압 플라즈마가 경사된 방향으로 기판을 처리하는 측면도를 나타낸다. 도 7 (a) 및 6 (b)에 나타난 것처럼, 상기 기판의 상부면과 평행하며 서로 수직인 방향을 x축 방향, y축 방향으로 정의하고, 상기 기판의 상부면과 수직한 방향을 z축 방향으로 정의할 때, 회전체부(22)에 제1 로테이션부(27y)를 구비하여 노즐 헤드부(23)을 y축과 평행한 축을 중심으로 회전가능하며, 회전체부(22)에 제2 로테이션부(27x)를 구비하여 노즐 헤드부(23)을 x축과 평행한 축을 중심으로 회전가능하다. 이에 의하여, 대기압 플라즈마가 기판에서 수직한 방향에서 대기압 플라즈마를 분사하는 경우보다 경사지게 대기압 플라즈마를 분사하게 되어 기판 상부에서 관찰하였을 때, 대칭 형상으로 부착된 파티클에 대하여 경사지게 대기압 플라즈마를 분사하게 되면 z축 방향으로 비대칭 분사가 가능하여 건조 효과와 함께 파티클의 제거 효율은 증가될 수 있다. 특히, x축 방향, y축 방향으로 회전 방향을 달리하면서 건조 효과와 함께 파티클의 제거 효율은 더욱 증가될 수 있다. 여기서, 회전체부(22)에 제1 로테이션부(27y) 및 제2 로테이션부(27x)를 설치하는 것은 이동레일 상에서 헤드 본체부를 회전하는 것보다 토출부의 미세한 각도 제어가 더욱 가능하기 때문이다. 한편, 본 발명의 노즐 헤드부의 일단에는 토출부를 구비하고 있으며, 또한 노즐 헤드부의 일단에는 에어 블로우부를 더욱 구비할 수 있다. 플라즈마 처리 장치에 연결된 에어 공급부에서 에어 블로우부로 에어를 공급하여 플라즈마를 공급하면서 에어를 공급하여 에어에 의한 물방울의 이동과 함게 플라즈마 에너지로 건조 및 세정을 더욱 효과적으로 할 수 있다.
도 8 는 본 발명의 대기압 플라즈마로 기판을 처리하는 공정 사진을 나타낸다. 도 8에 나타난 것처럼, 대기압 플라즈마는 기판의 (+)x축 방향으로 이동하고, 기판의 일변에 근접한 곳에서 (+)y축 방향으로 이동하고, 기판의 (-)x축 방향으로 이동하면서 기판 상의 수분을 제거할 수 있다.
도 9 (a)는 대기압 플라즈마를 처리하지 않은 기판에 물을 스프레이한 사진을 나타내며, 도 9 (b)는 대기압 플라즈마를 처리한 기판에 물을 스프레이한 사진을 나타낸다. 도 9에 나타난 것처럼, 본 발명의 대기압 플라즈마로 반도체 패키지의 표면을 처리하였을 때, 소수성에서 친수성으로 변하는 것을 확인하였다. 반도체 패키지의 표면은 친수성을 가짐으로 인하여 표면에너지가 높아지고, 접촉각은 낮아지며, 증착력은 높아지고, 코팅작업에 적합하였다. 따라서, 기판의 절단 전에 대기압 플라즈마로 반도체 패키지 표면을 처리하여 반도체 패키지 표면은 친수성을 형성하게 되고, 반도체 패키지를 절단하면서 세정수를 공급할 때, 세정수는 반도체 패키지의 표면이 친수성을 형성하여 세정수가 반도체 패키지의 표면에 퍼져서 반도체 패키지의 표면을 세정하는 효과가 높아지게 된다. 이는 반도체 패키지의 표면을 대기압 플라즈마로 처리하지 않거나, 또는 대기압 플라즈마를 처리하여 반도체 패키지를 커팅하고 난 후 세정수를 공급하여 세정하는 경우보다 세정 효과에 우수하다.
도 10 (a)는 대기압 플라즈마를 처리하기 전의 지그 러버의 사진을 나타내며, 도 10 (b)는 대기압 플라즈마를 처리한 지그 러버의 사진을 나타낸다. 도 10에 나타난 것처럼, 대기압 플라즈마에 의하여 수분의 증발, 파티클 등의 제거가 일어나고, 지그 테이블의 러버(rubber)의 수축, 변형 등의 파손은 없는 것으로 확인되었다.
본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1 : 절단부
2 : 제1 픽업부
3 : 세척부
4 : 건조부
5 : 제 2 픽업부
6 : 이송부
7 : 검사부
11 : y축 방향 이동레일
12 : x축 방향 이동레일
21 : 헤드 본체부
22 : 회전체부
23 : 노즐 헤드부
24 : 대기압 플라즈마
25 : 대기압 플라즈마 생성부
27 : 로테이션부
29 : 노즐 헤드 교체분리부
30 : 척 테이블
40 : 기판
50 : 대기압 플라즈마 처리영역

Claims (6)

  1. 기판을 절단하는 제1 단계;
    상기 절단된 기판을 세정하는 제2 단계;
    상기 세정된 기판을 건조하는 제3 단계;
    상기 건조된 기판을 이송하는 제4 단계;
    상기 이송된 기판을 검사하는 제5 단계;를 포함하며,
    상기 제3 단계의 기판을 건조하는 단계는 플라즈마 처리 장치에 의하여 행하여 지며, 기판의 일면에 에어 블로잉을 수행하는 제3-1 단계, 상기 에어 블로잉이 수행된 기판의 일면에 대기압 플라즈마 처리를 수행하는 제3-2 단계를 포함하는 대기압 플라즈마 처리를 통한 기판의 드라이 방법이며,
    상기 기판의 상부면과 평행하며 서로 수직인 방향을 x축 방향, y축 방향으로 정의할 때, 상기 제3 단계에서 기판을 건조하는 단계는 상기 플라즈마 처리 장치의 노즐 헤드부가 +x축 방향으로 이동하는 제3-2-1 단계, 상기 노즐 헤드부가 기판의 일변에 근접하면 +y축 방향으로 이동하는 제3-2-2 단계, 상기 노즐 헤드부가 -x축 방향으로 이동하는 제3-2-3 단계, 상기 노즐 헤드부가 기판의 일변에 근접하면 +y축 방향으로 이동하는 제3-2-4 단계를 포함하여 상기 대기압 플라즈마가 기판 전체에 분사되며 이동하며,
    상기 플라즈마 처리 장치는 척 테이블, 상기 척 테이블에 적재된 기판, 상기 척 테이블의 상부에 이격되어 위치하며 상기 척 테이블의 x축 방향으로 헤드 본체부를 이동하기 위한 x축 방향 이동레일, 상기 척 테이블의 상부에 이격되어 위치하며 상기 척 테이블의 y축 방향으로 헤드 본체부를 이동하기 위한 y축 방향 이동레일, 상기 x축 방향 이동레일 또는 y축 방향 이동레일에 이동가능하게 설치된 헤드 본체부, 상기 헤드 본체부의 일단에 회전체부가 연결되고, 상기 회전체부의 일단에 노즐 헤드부가 연결되는 것을 특징으로 하는 대기압 플라즈마 처리를 통한 기판의 드라이 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 노즐 헤드부에 구비된 토출부의 직경은 1mm 내지 10mm 인 것을 특징으로 하는 대기압 플라즈마 처리를 통한 기판의 드라이 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제3-2 단계에서 상기 에어 블로잉이 수행된 기판의 일면에 대기압 플라즈마 처리를 수행하는 단계는 에어 블로잉 후에 상기 기판 상에 남아 있는 수분이 증발되기 전에 대기압 플라즈마 처리를 수행하는 것을 특징으로 하는 대기압 플라즈마 처리를 통한 기판의 드라이 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제3-2 단계에서 상기 에어 블로잉이 수행된 기판의 일면에 대기압 플라즈마 처리를 수행하는 단계에 의하여 기판의 표면 에너지가 증가되며, 건조 및 클리닝이 행해지는 것을 특징으로 하는 대기압 플라즈마 처리를 통한 기판의 드라이 방법.
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