KR102470932B1 - 반도체 칩 레이저 본딩 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 본딩 위치에 위치하는 반도체 칩의 상면 영역으로 레이저 빔을 선택적으로 투과시키는 마스크 모듈과, 상기 마스크 모듈의 상부에 위치하여 상기 레이저 빔을 상기 마스크 모듈의 상부로 조사하는 레이저 발광 모듈과, 상기 마스크 모듈을 파지하여 세정 위치로 이송시키는 마스크 이송 모듈 및 상기 세정 위치에 위치하며 상기 마스크 모듈에서 상기 반도체 칩과 대향하는 하면을 세정하는 마스크 세정 모듈을 포함하는 반도체 칩 레이저 본딩 장치를 개시한다.

Description

반도체 칩 레이저 본딩 장치 {Laser Bonding Apparatus for Semiconductor Chip}
본 발명은 반도체 칩을 레이저 본딩하는데 사용되는 반도체 칩 레이저 본딩 장치에 관한 것이다.
반도체 칩을 본딩하는 방법으로 와이어를 이용하는 와이어 본딩 방법과 솔더 범프를 이용하는 리플로우 방법이 있다. 최근에는 반도체 칩의 소형화 추세에 따라 솔더 범프를 이용한 리플로우 방법이 많이 사용되고 있다. 상기 리플로우 방법은 솔더 범프와 반도체 칩을 기판 위에 배치한 상태에서 고온으로 가열하는 가열 리플로우 방식과, 솔더 범프와 반도체 칩을 기판 위에 배치한 상태에서 반도체 칩의 상부로 레이저 빔을 조사하는 레이저 본딩 방식이 있다.
최근에는 상기 레이저 본딩 방식은 공정의 효율성이 높아 많이 적용되고 있다. 다만, 상기 레이저 본딩 방식은 복수의 반도체 칩이 안착되는 기판의 상면에서 전체적으로 레이저 빔을 조사하므로, 반도체 칩과 기판이 함께 가열되면서 변형될 가능성이 있다. 또한, 상기 반도체 칩과 기판의 두께가 얇아지는 추세이므로, 레이저 본딩 과정에서 반도체 칩과 기판이 변형될 가능성이 증가될 수 있다. 또한, 상기 레이저 본딩 방식은 본딩 과정에서 발생되는 본딩 흄이 레이저 발광 모듈을 오염시킴으로써 레이저 빔의 조사 효율을 감소시킬 수 있다.
본 발명은 반도체 칩의 레이저 본딩 과정에서 발생되는 본딩 흄을 세정하여 레이저 본딩 효율이 감소되는 것을 방지할 수 있는 반도체 칩 레이저 본딩 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 반도체 칩 레이저 본딩 장치는 본딩 위치에 위치하는 반도체 칩의 상면 영역으로 레이저 빔을 선택적으로 투과시키는 마스크 모듈과, 상기 마스크 모듈의 상부에 위치하여 상기 레이저 빔을 상기 마스크 모듈의 상부로 조사하는 레이저 발광 모듈과, 상기 마스크 모듈을 파지하여 세정 위치로 이송시키는 마스크 이송 모듈 및 상기 세정 위치에 위치하며 상기 마스크 모듈에서 상기 반도체 칩과 대향하는 하면을 세정하는 마스크 세정 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 마스크 모듈은 본딩을 위한 반도체 칩의 상부에 위치하며 상기 레이저 빔이 투과하는 적어도 1개의 투과 영역 및 상기 투과 영역의 외측에서 상하로 관통되어 본딩 흄을 배기하는 복수 개의 투과 배기홀을 구비하는 투과 마스크 및 상기 투과 마스크의 상부에 이격되어 위치하며, 상기 투과 영역에 대응되는 영역에 상하로 관통되는 제 1 통과 관통홀 및 상기 제 1 통과 관통홀의 외측에서 상하로 관통하며 상기 투과 배기홀로부터 수평 방향으로 이격되어 상기 본딩 흄을 배기하는 제 1 통과 배기홀을 구비하는 제 1 통과 마스크 및 내측면을 따라 형성되어 상기 투과 마스크 및 제 1 통과 마스크의 외측단이 수용되는 마스크 수용홈을 구비하며, 상기 투과 마스크 및 제 1 통과 마스크의 외측을 지지하는 마스크 지지링를 포함할 수 있다.
또한, 상기 마스크 모듈은 상기 제 1 통과 마스크의 상부에 이격되어 위치하며, 상기 제 1 통과 관통홀에 대응되는 영역에 상하로 관통되는 제 2 통과 관통홀 및 상기 제 2 통과 관통홀의 외측에서 상하로 관통하며 상기 제 1 통과 관통홀로부터 수평 방향으로 이격되는 제 2 통과 배기홀을 구비하는 제 2 통과 마스크를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 마스크 이송 모듈은 상기 마스크 모듈을 파지하는 파지 유닛 및 상기 파지 유닛을 상기 본딩 위치에서 상기 세정 위치로 이동시키는 파지 이동 유닛을 포함할 수 있다.
또한, 상기 파지 유닛은 상기 마스크 지지링과 접촉하는 흡착판 및 상기 흡착판을 지지하는 흡착바를 포함하며, 상기 파지 이동 유닛은 상기 파지 유닛을 x축 방향과 y축 방향 및 z축 방향으로 이동시키는 갠트리 스테이지 시스템(Gantry Stage System)으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 마스크 세정 모듈은 상기 투과 마스크의 폭에 대응되는 길이를 가지며, 중심축을 기준으로 회전하며 외주면이 상기 투과 마스크의 하면에 접촉되는 롤 브러쉬와, 세정액이 수용되며, 상기 롤 브러쉬의 하부에 위치하여 상기 롤 브러쉬의 하부 부분이 침지되도록 하는 세정액 용기 및 상기 세정액 용기의 상부에 위치하며 상기 롤 브러쉬의 상부에서 상기 투과 마스크와 접촉되는 영역이 노출되도록 상기 롤 브러쉬를 감싸는 브러쉬 커버를 포함할 수 있다.
또한, 상기 마스크 세정 모듈은 상기 롤 브러쉬의 중심축에 결합되는 회전 샤프트 및 상기 회전 샤프트를 회전시키는 브러쉬 회전 모터를 포함할 수 있다. 또한, 상기 롤 브러쉬는 스펀지로 형성되거나, 원통형 막대의 외주면이 융 또는 천으로 감싸져 형성될 수 있다. 또한, 상기 롤 브러쉬는 상부가 상기 본딩 위치와 반대 방향을 향하도록 회전할 수 있다.
또한, 상기 마스크 세정 모듈은 상기 롤 브러쉬에 의하여 세정된 상기 마스크 모듈에 공기를 분사하여 상기 마스크 모듈을 건조시키는 마스크 건조 수단 및 상기 투과 마스크의 하부에서 상기 투과 마스크의 반사율을 측정하는 반사율 측정 수단을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 반사율 측정 수단은 상기 투과 마스크의 하면으로 광을 조사하는 발광 유닛 및 상기 투과 마스크 하면에서 반사되는 광을 수광하는 수광 유닛을 포함할 수 있다.
또한, 상기 마스크 모듈을 거치하는 마스크 카세트 모듈을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 반도체 칩 레이저 본딩 장치는 마스크 모듈을 사용하여 레이저 조사 모듈에서 조사되는 레이저 빔을 선택적으로 투과시킴으로써 본딩 기판이 가열되는 것을 최소화시킬 수 잇다.
또한, 본 발명의 반도체 칩 레이저 본딩 장치는 레이저 본딩 과정에서 발생되는 본딩 흄이 레이저 발광 소자의 위치로 유입되는 것을 감소시켜 레이저 발광 소자가 오염되는 것을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 반도체 칩 레이저 본딩 장치는 레이저 발광 소자가 오염되는 것을 감소시켜 레이저 본딩 효율이 감소되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 반도체 칩 레이저 본딩 장치는 마스크 모듈에서 본딩 흄이 부착되는 영역을 세정하여 레이저 빔의 투과 효율이 감소되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 반도체 칩 레이저 본딩 장치는 마스크 모듈에 본딩 흄이 부착되는 정도를 실시간으로 파악하여 세정을 진행하므로 레이저 빔의 투과 효율이 일정 이상으로 유지되고 레이저 본딩이 균일하게 진행되도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 칩 레이저 본딩 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 반도체 칩 레이저 본딩 장치의 다른 방향에서의 사시도이다.
도 3은 도 1의 마스크 모듈의 수직 단면도이다.
도 4는 도 3의 "A"에 대한 부분 확대도이다.
도 5는 도 3의 마스크들의 분해 사시도이다.
도 6은 도 1의 마스크 세정 모듈의 사시도이다.
도 7은 도 1의 마스크 세정 모듈의 수직 단면도이다.
도 8은 도 1의 마스크 이송 모듈의 부분 사시도이다.
도 9는 도 1 의 마스크 카세트 모듈의 사시도이다.
도 10는 도 9의 마스크 카세트 모듈에서 마스크 지지판이 일측으로 이송된 상태의 사시도이다.
이하에서 실시예와 첨부된 도면을 통하여 본 발명의 반도체 칩 레이저 본딩 장치에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 칩 레이저 본딩 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 칩 레이저 본딩 장치의 사시도이다. 도 2는 도 1의 반도체 칩 레이저 본딩 장치의 다른 방향에서의 사시도이다. 도 3은 도 1의 마스크 모듈의 수직 단면도이다. 도 4는 도 3의 "A"에 대한 부분 확대도이다. 도 5는 도 3의 마스크들의 분해 사시도이다. 도 6은 도 1의 마스크 세정 모듈의 사시도이다. 도 7은 도 1의 마스크 세정 모듈의 수직 단면도이다. 도 8은 도 1의 마스크 이송 모듈의 부분 사시도이다. 도 9는 도 1 의 마스크 카세트 모듈의 사시도이다. 도 10는 도 9의 마스크 카세트 모듈에서 마스크 지지판이 일측으로 이송된 상태의 사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 칩 레이저 본딩 장치(10)는, 도 1 내지 도 10을 참조하면, 마스크 모듈(100)과 레이저 발광 모듈(200)과 마스크 세정 모듈(300)과 마스크 이송 모듈(400) 및 마스크 카세트 모듈(500)을 포함할 수 있다.
상기 반도체 칩 레이저 본딩 장치(10)는 본딩 위치로 이송되는 본딩 대상품(a, b)의 상부에 마스크 모듈(100)이 위치하며, 마스크 모듈(100)의 상부에 위치하는 레이저 발광 모듈(200)에서 조사되는 레이저 빔을 본딩 대상품(a, b)에 선택적으로 조사하여 레이저 본딩을 진행한다. 여기서, 상기 본딩 대상품(a, b)은 본딩 기판(b)과 본딩 기판(b)의 상면에 안착되는 반도체 칩(a)을 포함할 수 있다. 상기 반도체 칩 레이저 본딩 장치(10)는 레이저 본딩 과정에서 발생되는 본딩 흄에 의하여 마스크 모듈(100)이 오염되는 경우에 마스크 이송 모듈(400)이 마스크 모듈(100)을 세정 위치의 세정 모듈로 이송한다. 상기 반도체 칩 레이저 본딩 장치(10)는 세정 모듈이 마스크 모듈(100)의 본딩 흄에 의한 오염 영역을 세정할 수 있다. 상기 반도체 칩 레이저 본딩 장치(10)는 세정 모듈에서 세정된 마스크 모듈(100)을 마스크 카세트 모듈(500)에 보관하며, 필요한 경우에 순차적으로 본딩 위치로 이송하여 사용할 수 있다.
상기 반도체 칩 레이저 본딩 장치(10)는 본딩 위치에서 마스크 모듈(100)의 하부에 위치하며 상부에 본딩 대상품(a, b)이 안착되는 기판 지지 플레이트(20)가 위치할 수 있다. 상기 기판 지지 플레이트(20)는 반도체 제조 장치에서 기판을 지지하는데 사용되는 일반적인 재질로 형성될 수 있다. 상기 기판 지지 플레이트(20)는 쿼쯔로 형성될 수 있다. 상기 기판 지지 플레이트(20)는 상부에 본딩 기판(b)과 반도체 칩(a)을 지지할 수 있다. 따라서, 상기 기판 지지 플레이트(20)는 본딩 기판(b)보다 큰 면적으로 형성될 수 있다.
한편, 도 3과 도 4에서 실선의 화살표는 레이저 발광 모듈에서 조사되는 레이저 빔의 조사 방향이며, 점선의 화살표는 레이저 본딩 과정에서 발생되는 본딩 흄의 배기 방향이다.
상기 마스크 모듈(100)은 투과 마스크(110) 및 제 1 통과 마스크(120)을 포함한다. 또한, 상기 마스크 모듈(100)은 제 2 통과 마스크(130)를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 마스크 모듈(100)은 마스크 지지 클램프(140)와 완충 가스킷(150) 및 이격 가스킷(160)을 더 포함할 수 있다.
상기 마스크 모듈(100)은 본딩 위치에 위치하는 본딩 대상품(a, b)의 상부에 위치한다. 여기서, 상기 본딩 위치는 본딩 대상품(a, b)이 외부에서 이송되어 본딩이 진행되는 위치이다. 상기 마스크 모듈(100)은 상부에서 조사되는 레이저 빔을 반도체 칩(a)의 상면으로 선택적으로 투과시켜 조사하며, 반도체 칩(a)과 반도체 칩(a) 사이로 노출되는 본딩 기판(b)의 상면으로 조사되지 않도록 한다. 따라서, 상기 마스크 모듈(100)은 본딩 기판(b)이 레이저 빔에 의하여 가열되면서 변형되는 것을 감소시킬 수 있다. 또한, 상기 마스크 모듈(100)은 반도체 칩(a)의 상면에서 레이저 빔이 조사되는 영역을 조절하여 레이저 본딩이 효율적으로 진행되는데 필요한 정도로 반도체 칩(a)을 가열할 수 있다.
또한, 상기 마스크 모듈(100)은 레이저 본딩 과정에서 발생되는 본딩 흄이 외부로 배출되는 배기 유로를 구비하여 본딩 흄이 신속하게 배기되도록 할 수 있다. 또한, 상기 마스크 모듈(100)은 본딩 흄이 상부로 이동되는 것을 최소화시켜 레이저 광원 모듈이 본딩 흄에 의하여 오염되는 것을 감소시킬 수 있다. 여기서, 상기 본딩 흄은 레이저 본딩을 위한 솔더 범프와 혼합되는 플럭스등이 연소되면서 발생되는 가스 성분들이다.
또한, 상기 마스크 모듈(100)은 가장 하부에 위치하는 투과 마스크(110)의 하면이 반도체 칩(a)의 상면에 접촉하여 지지하면서 반도체 칩(a)이 본딩 과정에서 변형되는 것을 최소화시킬 수 있다.
상기 투과 마스크(110)는 투과 배기홀(111)을 구비할 수 있다. 상기 투과 마스크(110)는 판상으로 형성되며, 하면이 반도체 칩(a)의 상면과 대향하도록 반도체 칩(a)의 상부에 위치한다. 상기 투과 마스크(110)는 하면이 반도체 칩(a)의 상면과 이격되거나 접촉될 수 있다. 상기 투과 마스크(110)는 하면이 반도체 칩(a)의 상면과 접촉되면서, 반도체 칩(a)의 상면에 압력을 인가할 수 있다. 따라서, 상기 투과 마스크(110)는 레이저 본딩 과정에서 반도체 칩(a)이 변형되는 것을 방지할 수 있다.
상기 투과 마스크(110)는 상부에서 조사되는 레이저 빔을 투과시켜 반도체 칩(a)의 상부로 조사할 수 있다. 상기 투과 마스크(110)는 하부에 위치하는 반도체 칩(a)의 상면과 대응되는 영역인 투과 영역(110a)을 구비할 수 있다. 상기 투과 영역(110a)은 레이저 본딩되는 반도체 칩(a)의 개수에 대응되는 개수로 구비될 수 있다. 따라서, 상기 투과 영역(110a)은 적어도 1개로 형성될 수 있다. 또한, 상기 투과 영역(110a)은 반도체 칩(a)의 상면에 대응되는 면적으로 구비될 수 있다. 상기 투과 영역(110a)은 바람직하게는 반도체 칩(a)의 상면의 면적과 동일하거나 작을 수 있다. 다만, 상기 투과 마스크(110)는 전체적으로 레이저 빔을 투과시키므로, 투과 영역(110a)은 물리적으로 구분되지 않을 수 있다. 또한, 상기 투과 영역(110a)은 반도체 칩(a)의 상면의 면적과 반도체 칩(a)의 배치에 따라 달라질 수 있다.
상기 투과 마스크(110)는 레이저 빔의 파장 범위에 대한 투과율이 90%이상인 필터로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 투과 마스크(110)는 Long Pass Filter로 형성될 수 있다. 상기 투과 마스크(110)는 SCHOTT사의 "RG780"또는 "RG830"의 재질로 형성될 수 있다. 상기 레이저 광원 모듈이 VCSEL 소자로 형성되는 경우에, 투과 마스크(110)는 VCSEL 소자에서 조사되는 레이저 빔을 90% 이상 투과시킬 수 있다.
상기 투과 마스크(110)는 하면에 소수성 코팅막(미도시)이 형성될 수 있다. 상기 소수성 코팅막은 투과 마스크(110)의 하면에서 본딩 흉이 접촉되는 영역을 포함하는 영역에 형성될 수 있다. 상기 소수성 코팅막은 반도체 장치에서 사용되는 내열성이 있는 일반적인 코팅막으로 형성될 수 있다. 상기 소수성 코팅막은 레이저 빔에 대한 투과율이 90%이상인 코팅막으로 형성될 수 있다. 한편, 상기 소수성 코팅막의 레이저 빔에 대한 투과율이 높지 않은 경우에, 소수성 코팅막은 투과 영역(110a)을 제외한 영역에만 형성될 수 있다. 상기 소수성 코팅막은 본딩 흄이 부착되는 것을 감소시킬 수 있다. 또한, 상기 소수성 코팅막은 부착된 본딩 흄이 용이하게 제거될 수 있도록 한다.
상기 투과 배기홀(111)은 투과 마스크(110)의 상면에서 하면으로 관통되어 형성될 수 있다. 상기 투과 배기홀(111)은 투과 영역(110a)의 외측에서 투과 영역(110a)의 주변을 따라 복수 개로 형성될 수 있다. 즉, 상기 투과 배기홀(111)은 반도체 칩(a)의 상부 외측을 따라 형성될 수 있다. 상기 투과 배기홀(111)은 바람직하게는 반도체 칩(a)의 상면의 모서리에 접하도록 외측에 형성될 수 있다. 상기 투과 배기홀(111)은 전체적으로 사각 링 형상을 이루도록 배치될 수 있다. 상기 투과 배기홀(111)은 레이저 본딩 과정에서 발생되는 본딩 흄이 상부로 흐르는 경로를 제공할 수 있다. 따라서, 상기 투과 배기홀(111)은 본딩 흄이 투과 영역(110a)의 하면에 부착되는 것을 감소시킬 수 있다. 만약, 상기 투과 영역(110a)의 하면에 본딩 흄이 부착되는 경우에 레이저 빔의 투과 효율이 감소되어 레이저 본딩의 효율을 감소시킬 수 있다. 상기 투과 배기홀(111)은 레이저 본딩 과정에서 발생되는 본딩 흄의 양에 따라 적정한 개수와 직경을 갖도록 형성될 수 있다.
상기 제 1 통과 마스크(120)는 제 1 통과 관통홀(121) 및 제 1 통과 배기홀(122)을 구비할 수 있다. 상기 제 1 통과 마스크(120)는 판상으로 형성되며, 하면이 투과 마스크(110)의 상면과 대향하도록 투과 마스크(110)의 상부에 위치한다. 상기 제 1 통과 마스크(120)는 하면이 투과 마스크(110)의 상면과 이격될 수 있다.
상기 제 1 통과 마스크(120)는 상부에서 조사되는 레이저 빔을 제 1 통과 관통홀(121)의 투과시켜 투과 마스크(110)의 투과 영역(110a)으로 조사할 수 있다. 보다 구체적으로는 상기 제 1 통과 마스크(120)는 상부의 레이저 발광 모듈(200) 또는 제 2 통과 마스크(130)를 통과하여 조사되는 레이저 빔을 제 1 통과 관통홀(121)을 통과시켜 투과 마스크(110)로 조사되도록 한다. 또한, 상기 제 1 통과 마스크(120)는 제 1 통과 관통홀(121)을 제외한 영역으로 조사되는 레이저 빔을 차단할 수 있다. 또한, 상기 제 1 통과 마스크(120)는 제 1 통과 배기홀(122)로 조사되는 레이저 빔을 하부로 통과시킬 수 있다. 다만, 상기 제 1 통과 배기홀(122)의 상부는 제 2 통과 마스크(130)에서 차단되므로 실질적으로는 제 1 통과 배기홀(122)로 조사되는 레이저 빔은 거의 없게 된다.
상기 제 1 통과 마스크(120)는 하부의 투과 마스크(110)와 상부로 이격되어 위치하면서 투과 마스크(110)와의 사이에 수평 방향으로 형성되는 제 1 배기 유로(120a)를 형성할 수 있다. 상기 제 1 배기 유로(120a)는 전체적으로 소정 높이를 갖는 판상으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제 1 배기 유로(120a)는 하부가 투과 배기홀(111)의 상부와 연결되고, 상부가 제 1 통과 배기홀(122)과 연결된다. 상기 제 1 배기 유로(120a)는 투과 배기홀(111)에서 상승하는 본딩 흄을 수평 방향으로 흐르게 하며, 투과 마스크(110)의 외측으로 배기되도록 한다. 또한, 상기 제 1 배기 유로(120a)는 본딩 흄의 일부가 상부의 제 1 통과 배기홀(122)로 흐르도록 한다.
상기 제 1 통과 마스크(120)는 레이저 빔의 파장 범위에 대한 차단율이 90%이상인 필터로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제 1 통과 마스크(120)는 Band Pass Filter로 형성될 수 있다. 상기 제 1 통과 마스크(120)는 SCHOTT사의 "BG18"또는 "BG42"의 재질로 형성될 수 있다. 상기 레이저 광원 모듈이 VCSEL 소자로 형성되는 경우에, 제 1 통과 마스크(120)는 VCSEL 소자에서 조사되는 레이저 빔을 제 1 통과 관통홀(121)과 제 1 통과 배기홀(122)을 제외한 영역에서 90% 이상 차단시킬 수 있다.
상기 제 1 통과 관통홀(121)은 제 1 통과 마스크(120)의 상면에서 하면으로 관통되어 형성된다. 상기 제 1 통과 관통홀(121)은 투과 마스크(110)의 투과 영역(110a)에 대응되는 영역에 형성될 수 있다. 상기 제 1 통과 관통홀(121)은 투과 영역(110a)에 대응되는 면적으로 형성될 수 있다. 상기 제 1 통과 관통홀(121)은 투과 영역(110a)의 면적과 동일한 면적으로 형성될 수 있다.
상기 제 1 통과 배기홀(122)은 제 1 통과 마스크(120)의 상면에서 하면으로 관통되어 형성될 수 있다. 상기 제 1 통과 배기홀(122)은 제 1 통과 관통홀(121)의 외측에서 제 1 통과 관통홀(121)의 주변을 따라 복수 개로 형성될 수 있다. 즉, 상기 제 1 통과 배기홀(122)은 제 1 통과 관통홀(121)의 외측을 따라 형성될 수 있다. 따라서, 상기 제 1 통과 배기홀(122)은 전체적으로 사각 링 형상을 이루도록 배치될 수 있다.
또한, 상기 제 1 통과 배기홀(122)은 투과 관통홀과 수직 방향으로 일직선상에 위치하지 않도록 형성된다. 즉, 상기 제 1 통과 배기홀(122)은 투과 배기홀(111)로부터 수평 방향으로 이격되어 위치할 수 있다. 상기 제 1 통과 배기홀(122)은 투과 배기홀(111)에 대하여 제 1 통과 관통홀(121)을 기준으로 외측, 일측 또는 타측으로 이격되어 위치할 수 있다. 상기 제 1 통과 배기홀(122)은 레이저 본딩 과정에서 발생되는 본딩 흄의 양에 따라 적정한 개수와 직경을 갖도록 형성될 수 있다.
상기 제 1 통과 배기홀(122)은 투과 배기홀(111)을 통하여 투과 마스크(110)의 상부로 유입되는 본딩 흄이 상부로 흐르는 통로를 제공할 수 있다. 또한, 상기 제 1 통과 배기홀(122)은 투과 배기홀(111)과 수평 방향으로 이격되므로 본딩 흄이 제 1 배기 유로(120a)를 통하여 투과 마스크(110)의 외측으로 흐르도록 할 수 있다. 따라서, 상기 제 1 통과 배기홀(122)은 본딩 흄이 제 1 배기 유로(120a)를 통하여 효율적으로 배기될 수 있도록 한다.
상기 제 2 통과 마스크(130)는 제 2 통과 관통홀(131) 및 제 2 통과 배기홀(132)을 구비할 수 있다. 상기 제 2 통과 마스크(130)는 판상으로 형성되며, 하면이 제 1 통과 마스크(120)의 상면과 대향하도록 제 1 통과 마스크(120)의 상부에 위치한다. 상기 제 2 통과 마스크(130)는 하면이 제 1 통과 마스크(120)의 상면과 이격될 수 있다. 상기 제 2 통과 마스크(130)는 제 1 통과 마스크(120)와 동일한 크기와 재질로 형성되며, 제 2 통과 배기홀(132)의 위치가 제 1 통과 배기홀(122)과 다른 위치에 형성될 수 있다.
상기 제 2 통과 마스크(130)는 상부에서 조사되는 레이저 빔을 제 2 통과 관통홀(131)의 투과시켜 제 1 통과 마스크(120)의 제 1 통과 관통홀(121)로 조사할 수 있다. 보다 구체적으로는, 상기 제 2 통과 마스크(130)는 상부의 레이저 발광 모듈(200)에서 조사되는 레이저 빔을 제 2 통과 관통홀(131)을 통과시켜 제 1 통과 마스크(120)로 조사되도록 한다. 또한, 상기 제 2 통과 마스크(130)는 제 2 통과 관통홀(131)을 제외한 영역으로 조사되는 레이저 빔을 차단할 수 있다. 또한, 상기 제 2 통과 마스크(130)는 제 2 통과 배기홀(132)로 조사되는 레이저 빔을 하부로 통과시킬 수 있다. 다만, 상기 제 2 통과 배기홀(132)을 통과하는 레이저 빔은 상대적으로 작으며, 추가로 제 1 통과 마스크(120)에서 차단되어 투과 마스크(110)의 상부로 조사되지 않을 수 있다.
상기 제 2 통과 마스크(130)는 제 1 통과 마스크(120)와 상부로 이격되어 위치하면서 제 1 통과 마스크(120)와의 사이에 수평 방향으로 형성되는 제 2 배기 유로(130a)를 형성할 수 있다. 상기 제 2 배기 유로(130a)는 전체적으로 소정 높이를 갖는 판상으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제 2 배기 유로(130a)는 하부가 제 1 통과 배기홀(122)의 상부와 연결되고, 상부가 제 2 통과 배기홀(132)과 연결된다. 상기 제 2 배기 유로(130a)는 제 1 통과 배기홀(122)에서 상승하는 본딩 흄을 수평 방향으로 흐르게 하며, 제 1 통과 배기홀(122)의 외측으로 배기되도록 한다. 또한, 상기 제 2 배기 유로(130a)는 본딩 흄의 일부가 상부의 제 2 통과 배기홀(132)로 흐르도록 한다.
상기 제 2 통과 마스크(130)는 레이저 빔의 파장 범위에 대한 차단율이 90%이상인 필터로 형성될 수 있다. 상기 제 2 통과 마스크(130)는 제 1 통과 마스크(120)와 동일한 재질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제 2 통과 마스크(130)는 Band Pass Filter로 형성될 수 있다. 상기 제 2 통과 마스크(130)는 SCHOTT사의 "BG18"또는 "BG42"의 재질로 형성될 수 있다. 상기 레이저 광원 모듈이 VCSEL 소자로 형성되는 경우에, 제 2 통과 마스크(130)는 VCSEL 소자에서 조사되는 레이저 빔을 제 2 통과 관통홀(131)과 제 2 통과 배기홀(132)을 제외한 영역에서 90% 이상 차단시킬 수 있다.
상기 제 2 통과 관통홀(131)은 제 2 통과 마스크(130)의 상면에서 하면으로 관통되어 형성된다. 상기 제 2 통과 관통홀(131)은 제 1 통과 관통홀(121)의 하부에 위치하도록 형성될 수 있다. 상기 제 2 통과 관통홀(131)은 제 1 통과 관통홀(121)에 대응되는 개수로 형성될 수 있다. 상기 제 2 통과 관통홀(131)은 제 1 통과 관통홀(121)과 동일한 개수로 형성될 수 있다. 상기 제 2 통과 관통홀(131)은 제 1 통과 관통홀(121)에 대응되는 면적으로 형성될 수 있다. 상기 제 2 통과 관통홀(131)은 제 1 통과 관통홀(121)의 면적과 동일한 면적으로 형성될 수 있다.
상기 제 2 통과 배기홀(132)은 제 2 통과 마스크(130)의 상면에서 하면으로 관통되어 형성될 수 있다. 상기 제 2 통과 배기홀(132)은 제 2 통과 관통홀(131)의 외측에서 제 2 통과 관통홀(131)의 주변을 따라 복수 개로 형성될 수 있다. 즉, 상기 제 2 통과 배기홀(132)은 제 2 통과 관통홀(131)의 외측을 따라 형성될 수 있다. 따라서, 상기 제 2 통과 배기홀(132)은 전체적으로 사각 링 형상을 이루도록 배치될 수 있다.
또한, 상기 제 2 통과 배기홀(132)은 제 1 통과 배기홀(122)과 수직 방향으로 일직선상에 위치하지 않도록 형성된다. 즉, 상기 제 2 통과 배기홀(132)은 제 1 통과 배기홀(122)로부터 수평 방향으로 이격되어 위치할 수 있다. 상기 제 2 통과 배기홀(132)은 제 1 통과 배기홀(122)에 대하여 제 2 통과 관통홀(131)을 기준으로 외측, 일측 또는 타측으로 이격되어 위치할 수 있다. 상기 제 2 통과 배기홀(132)은 레이저 본딩 과정에서 발생되는 본딩 흄의 양에 따라 적정한 개수와 직경을 갖도록 형성될 수 있다.
상기 제 2 통과 배기홀(132)은 제 1 통과 배기홀(122)을 통하여 제 1 통과 마스크(120)의 상부로 유입되는 본딩 흄이 상부로 흐르는 통로를 제공할 수 있다. 또한, 상기 제 2 통과 배기홀(132)은 제 1 통과 배기홀(122)과 수평 방향으로 이격되므로 본딩 흄이 제 2 배기 유로(130a)를 통하여 제 1 통과 마스크(120)의 외측으로 흐르도록 할 수 있다. 따라서, 상기 제 2 통과 배기홀(132)은 본딩 흄이 제 2 배기 유로(130a)를 통하여 효율적으로 배기될 수 있도록 한다.
상기 마스크 지지 클램프(140)는 클램프 관통홀(141)과 마스크 수용홈(142) 및 클램프 하부 배기홀(143)을 포함할 수 있다. 상기 마스크 지지 클램프(140)는 투과 마스크(110)의 평면 형상에 대응되는 평면 형상으로 형성될 수 있다. 상기 마스크 지지 클램프(140)는 투과 마스크(110)에 대응되어 사각링 형상으로 형성될 수 있다. 상기 마스크 지지 클램프(140)는 투과 마스크(110)의 면적보다 큰 면적으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 마스크 지지 클램프(140)는 상하로 적층되는 투과 마스크(110)와 제 1 통과 마스크(120) 및 제 2 통과 마스크(130)의 높이보다 큰 높이로 형성될 수 있다.
상기 마스크 지지 클램프(140)는 전체적으로 링 형상으로 형성되며, 투과 마스크(110)와 제 1 통과 마스크(120) 및 제 2 통과 마스크(130)의 외측을 지지할 수 있다. 또한, 상기 마스크 지지 클램프(140)는 투과 마스크(110)와 제 1 통과 마스크(120) 및 제 2 통과 마스크(130)의 외측단부로부터 배출되는 본딩 흄을 하부로 배출할 수 있다.
상기 클램프 관통홀(141)은 마스크 지지 클램프(140)의 상면에서 하면으로 관통되어 형성될 수 있다. 따라서, 상기 마스크 지지 클램프(140)는 전체적으로 링 형상으로 형성될 수 있다. 상기 클램프 관통홀(141)은 투과 마스크(110)의 면적보다 작은 면적으로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 클램프 관통홀(141)은 투과 마스크(110)의 외측단부를 제외한 영역을 노출시킬 수 있다. 상기 클램프 관통홀(141)은 상부의 레이저 발광 모듈(200)에서 조사되는 레이저 빔이 제 2 통과 마스크(130)의 상부로 조사되도록 할 수 있다.
상기 마스크 수용홈(142)은 클램프 관통홀(141)의 내측면에서 마스크 지지 클램프(140)의 외측 방향으로 소정 깊이로 연장되어 형성될 수 있다. 상기 마스크 수용홈(142)은 클램프 관통홀(141)의 상부와 하부를 제외한 영역에 형성될 수 있다. 상기 마스크 수용홈(142)은 상하로 적층되는 투과 마스크(110)와 제 1 통과 마스크(120) 및 제 2 통과 마스크(130)의 전체 높이보다 큰 높이로 형성될 수 있다. 또한, 상기 마스크 수용홈(142)은 투과 마스크(110)와 제 1 통과 마스크(120) 및 제 2 통과 마스크(130)의 전체 높이와 상하에 위치하는 이격 가스킷(160)의 높이에 대응되는 높이로 형성될 수 있다. 또한, 상기 마스크 수용홈(142)은 내측면이 투과 마스크(110)의 외측단과 이격되는 깊이로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 마스크 수용홈(142)은 전체적으로 사각링 형상으로 형성될 수 있다. 상기 마스크 수용홈(142)은 상기 투과 마스크(110)와 제 1 통과 마스크(120) 및 제 2 통과 마스크(130)의 외측단부를 수용하여 지지할 수 있다.
상기 마스크 수용홈(142)은 내측면이 투과 마스크(110)와 제 1 통과 마스크(120) 및 제 2 통과 마스크(130)의 외측단과 이격되면서 수용홈 배기 유로(142a)를 형성할 수 있다. 상기 수용홈 배기 유로(142a)는 제 1 배기 유로(120a)와 제 2 배기 유로(130a)의 외측단부와 연결되며, 제 1 배기 유로(120a)와 제 2 배기 유로(130a)에서 배출되는 본딩 흄이 하부로 흐르는 통로를 제공한다.
상기 클램프 하부 배기홀(143)은 마스크 수용홈(142)의 바닥면에서 마스크 지지 클램프(140)의 하면으로 관통되어 형성될 수 있다. 상기 클램프 하부 배기홀(143)은 마스크 수용홈(142)의 바닥면을 따라 이격되면서 복수 개로 형성될 수 있다. 상기 클램프 하부 배기홀(143)은 전체적으로 링 형상을 이루도록 배치될 수 있다. 상기 클램프 하부 배기홀(143)은 수직 배기 유로를 통하여 하강하는 본딩 흄을 마스크 지지 클램프(140)의 하부로 흐르는 배출되는 통로를 제공할 수 있다.
상기 완충 가스킷(150)은 소정 높이를 갖는 링 형상으로 형성될 수 있다. 상기 완충 가스킷(150)은 투과 마스크(110)의 평면 형상에 대응되는 링 형상으로 형성될 수 있다. 상기 완충 가스킷(150)은 투과 마스크(110)의 외측단부에 대응되는 외경과 소정 폭을 갖는 링 형상으로 형성될 수 있다. 상기 완충 가스킷(150)은 금속 재질 또는 유리, 쿼쯔 재질로 형성될 수 있다. 상기 완충 가스킷(150)은 투과 마스크(110)의 하부와 마스크 수용홈(142)의 하부 사이 및 제 2 통과 마스크(130)의 상부와 마스크 수용홈(142)의 상부 사이에 위치할 수 있다. 상기 완충 가스킷(150)은 투과 마스크(110)와 제 2 통과 마스크(130)가 마스크 수용홈(142)의 하부와 상부에 완충되면서 지지되도록 할 수 있다.
또한, 상기 완충 가스킷(150)은 소정 높이로 형성될 수 있다. 상기 완충 가스킷(150)은 마스크 모듈(100)의 사용 과정에서 투과 마스크(110)의 하면과 제 2 통과 마스크(130)의 상면이 마스크 수용홈(142)의 하부와 상부에 접촉되지 않도록 하는데 필요한 높이로 형성될 수 있다.
상기 이격 가스킷(160)은 소정 높이를 갖는 원판 또는 원형 링으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 이격 가스킷(160)은 삼각판, 사각판 또는 오각판과 같은 다각형판, 삼각링, 사각링 또는 오각링과 같은 다각형링으로 형성될 수 있다. 상기 이격 가스킷(160)은 투과 마스크(110)의 외측단과 투과 영역(110a) 사이의 거리보다 작은 폭 또는 외경으로 형성될 수 있다. 상기 이격 가스킷(160)은 바람직하게는 투과 마스크(110)와 마스크 수용홈(142)이 겹치는 거리보다 작은 폭 또는 외경으로 형성될 수 있다.
상기 이격 가스킷(160)은 투과 마스크(110)와 제 1 통과 마스크(120) 사이의 외측 및 제 1 통과 마스크(120)와 제 2 통과 마스크(130)의 사이의 외측에 위치하여 서로를 이격시킬 수 있다. 또한, 상기 이격 가스킷(160)은 마스크 수용홈(142)의 상부와 하부 사이의 영역에 위치하여 투과 마스크(110)와 제 1 통과 마스크(120) 및 제 2 통과 마스크(130)의 외측을 안정적으로 지지할 수 있다. 또한, 상기 이격 가스킷(160)은 투과 마스크(110)와 제 1 통과 마스크(120) 사이 및 제 1 통과 마스크(120)와 제 2 통과 마스크(130)의 사이에 각각 제 1 배기 유로(120a)와 제 2 배기 유로(130a)를 형성할 수 있다.
상기 레이저 발광 모듈(200)은 복수 개의 레이저 발광 소자가 배열되어 형성될 수 있다. 이때, 상기 레이저 광원 모듈은 본딩 기판(b)에서 반도체 칩(a)이 배열되는 영역에 대응되는 면적에 레이저 발광 소자가 배열되어 형성될 수 있다. 상기 레이저 발광 모듈(200)은 본딩 기판(b)에서 반도체 칩(a)이 배열되는 영역의 면적에 따라 레이저 발광 소자가 배열되는 면적이 변경될 수 있다.
상기 레이저 광원 모듈은 마스크 모듈(100)의 상부에 위치하며, 마스크 모듈(100)의 상부로 레이저 빔을 조사할 수 있다. 즉, 상기 레이저 광원 모듈은 반도체 칩(a)의 레이저 본딩을 위한 레이저 빔을 발광하여 마스크 모듈(100)을 통하여 반도체 칩(a)으로 조사할 수 있다. 상기 레이저 광원 모듈은 별도의 지지 모듈(미도시)에 의하여 지지될 수 있다. 상기 레이저 광원 모듈은 마스크 모듈(100)이 세정을 위하여 이송되는 경우에 마스크 모듈(100)의 상부에서 다른 위치로 이송될 수 있다.
상기 레이저 광원 모듈은 반도체 칩(a)의 레이저 본딩에 사용되는 다양한 광원 모듈로 형성될 수 있다. 또한, 상기 레이저 발광 소자는 레이저 빔을 발광하는 다양한 레이저 발광 소자로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 레이저 발광 소자는 면 발광 레이저 소자, 에지 발광 레이저 소자 또는 VCSEL 소자일 수 있다. 상기 레이저 발광 소자는 바람직하게는 단일 파장의 레이저 빔을 발광하는 VCSEL 소자로 형성될 수 있다. 이러한 경우에, 상기 마스크 모듈(100)을 구성하는 투과 마스크(110)와 제 1 통과 마스크(120) 및 제 2 통과 마스크(130)는 각각 가장 효율적인 투과율과 차단율을 갖는 재질로 선택될 수 있다.
상기 마스크 세정 모듈(300)은 롤 브러쉬(310)와 세정액 용기(340) 및 브러쉬 커버(350)를 포함한다. 또한, 상기 마스크 세정 모듈(300)은 회전 샤프트(320) 및 브러쉬 회전 모터(330)를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 마스크 세정 모듈(300)은 마스크 건조 수단(360)과 반사율 측정 수단(370)을 더 포함할 수 있다.
상기 마스크 세정 모듈(300)은 세정 위치에 위치하며, 본딩 위치에서 이송되는 마스크 모듈(100)의 하면을 세정할 수 있다. 상기 본딩 흄은 레이저 본딩 과정에서 반도체 칩(a)과 본딩 기판(b) 사이에서 발생되므로, 반도체 칩(a)과 대향하는 마스크 모듈(100)의 하면에 부착될 수 있다. 상기 마스크 세정 모듈(300)은 마스크 모듈(100)의 하면에 부착되는 본딩 흄을 세정할 수 있다. 또한, 상기 마스크 세정 모듈(300)은 세정이 완료된 마스크 모듈(100)의 하부에서 공기를 분사하여 마스크 모듈(100)을 건조시킬 수 있다. 또한, 상기 마스크 세정 모듈(300)은 세정된 마스크 모듈(100)의 하부에서 반사율을 측정하여 세정 정도를 측정할 수 있다.
상기 롤 브러쉬(310)는 중심 축 방향으로 연장되는 브러쉬 길이와 중심 축에서 원주 방향으로 브러쉬 직경을 갖는 롤 형상으로 형성될 수 있다. 상기 브러쉬 길이는 세정되는 투과 마스크(110)의 폭에 대응되는 길이일 수 있다. 또한, 상기 브러쉬 길이는 투과 마스크(110)의 폭보다 큰 길이일 수 있다. 여기서, 상기 투과 마스크(110)의 폭은 투과 마스크(110)가 세정 과정에서 이송되는 방향에 수직인 방향을 의미할 수 있다. 상기 브러쉬 직경은 투과 마스크(110)의 세정시 이동 거리, 즉, 투과 마스크(110)의 길이와 회전 속도에 따라 적정한 직경으로 형성될 수 있다. 여기서 상기 투과 마스크(110)의 길이는 투과 마스크(110)가 세정 과정에서 이송되는 방향을 의미할 수 있다. 상기 롤 브러쉬(310)는 원기둥 형상의 스펀지 또는 원기둥 막대에 융 또는 천과 같은 부드러운 재질로 감싸진 형상으로 형성될 수 있다. 상기 롤 브러쉬(310)는 쿼쯔 또는 유리로 형성되는 투과 마스크(110)에 접촉되므로 투과 마스크(110)에 손상을 유발하지 않는 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 롤 브러쉬(310)는 중심 축을 기준으로 회전하면서 상부의 외주면이 투과 마스크(110)의 하면에 접촉될 수 있다. 즉, 상기 롤 브러쉬(310)는 마스크 모듈(100)의 하면에 위치하여 중심 축을 기준으로 회전하면서, 상부의 외주면이 투과 마스크(110)의 하면과 접촉하면서 세정할 수 있다. 또한, 상기 롤 브러쉬(310)는 회전할 때 본딩 위치와 반대 방향으로 회전할 수 있다. 따라서, 상기 롤 브러쉬(310)는 회전할 때 본딩 위치의 영역으로 세정액이 튀지 않도록 한다.
상기 회전 샤프트(320)는 일반적인 샤프트로 형성되며, 롤 브러쉬(310)의 중심 축 방향을 따라 롤 브러쉬(310)의 내측에 결합될 수 있다. 상기 회전 샤프트(320)는 롤 브러쉬(310)와 일체로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 롤 브러쉬(310)가 원기둥 막대에 융 또는 천이 감싸진 형상인 경우에 회전 샤프트(320)는 원기둥 막대와 일체로 형성될 수 있다.
상기 브러쉬 회전 모터(330)는 회전 샤프트(320)의 일측단에 결합되며, 회전 샤프트(320)를 회전시킬 수 있다. 상기 브러쉬 회전 모터(330)는 회전 샤프트(320)의 회전 속도와 필요한 회전 토크에 따라 적정한 사양으로 형성될 수 있다.
상기 세정액 용기(340)는 상부가 개방되는 용기이며, 브러쉬 길이와 브러쉬 직경보다 큰 길이와 직경으로 형성될 수 있다. 상기 세정액 용기(340)는 내부에 세정에 사용되는 세정액이 담겨질 수 있다. 상기 세정액은 투과 마스크(110)의 하면에 부착되는 본딩 흄을 제거할 수 있는 알코올과 같은 화학 용액일 수 있다. 예를 들면, 상기 세정액은 이소프로필 알코올(ISOPROPYL ALCOHOL)일 수 있다.
상기 세정액 용기(340)는 롤 브러쉬(310)의 하부에 위치할 수 있다. 상기 세정액 용기(340)는 롤 브러쉬(310)의 하부 부분이 세정액에 침지되도록 할 수 있다. 즉, 상기 롤 브러쉬(310)는 중심 축을 기준으로 하부 부분이 세정액 용기(340)의 세정액에 침지될 수 있다. 따라서, 상기 롤 브러쉬(310)는 중심 축을 기준으로 회전하면서 하부에서 세정액을 묻힌 후에 상부로 회전하면서 투과 마스크(110)의 하면과 접촉하여 세정할 수 있다.
상기 브러쉬 커버(350)는 세정액 용기(340)의 상부에 위치하며, 세정액 용기(340)의 상부와 롤 브러쉬(310)의 상부를 감싸면서 롤 브러쉬(310)의 상부를 노출시키도록 형성된다. 즉, 상기 브러쉬 커버(350)는 상부로 볼록한 커버 형상으로 형성되며, 하부가 세정액 용기(340)의 폭과 길이에 대응되는 폭과 길이로 형성될 수 있다. 또한, 상기 브러쉬 커버(350)는 상부에 롤 브러쉬(310)의 길이 방향으로 연장되며 롤 브러쉬(310)의 상부를 노출시키는 커버 홀(350a)을 구비할 수 있다. 여기서, 상기 롤 브러쉬(310)의 상부는 투과 마스크(110)와 접촉되는 영역을 포함할 수 있다. 상기 커버 홀(350a)은 롤 브러쉬(310)의 상부가 노출되는 정도에 따라 크기가 달라질 수 있다. 상기 브러쉬 커버(350)는 롤 브러쉬(310)의 회전 과정에서 세정액이 세정액 용기(340)의 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다.
상기 마스크 건조 수단(360)은 공기를 분사하는 분사 노즐을 포함할 수 있다. 상기 마스크 건조 수단(360)은 세정 위치에서 마스크 모듈(100)의 하부에 위치하며, 마스크 모듈(100)의 하부로 공기를 분사할 수 있다. 따라서, 상기 마스크 건조 수단(360)은 세정된 마스크 모듈(100)의 하부에 잔존하는 세정액을 제거할 수 있다. 상기 분사 노즐은 마스크 모듈(100)의 크기에 따라 복수 개가 적정하게 위치할 수 있다.
상기 반사율 측정 수단(370)은 세정 위치에서 마스크 모듈(100)의 하부에 위치할 수 있다. 상기 반사율 측정 수단(370)은 일반적인 반사율 측정 수단(370)으로 형성될 수 있다. 예들 들면, 상기 반사율 측정 수단(370)은 광을 발광하는 발광 유닛과 광을 수광하는 수광 유닛을 포함할 수 있다. 상기 반사율 측정 수단(370)은 발광 유닛이 마스크 모듈(100)의 투광 마스크의 하면으로 광을 조사하며, 수광 유닛이 투광 마스크의 하면에서 반사되는 광을 수광하여 반사율을 측정할 수 있다. 이때, 상기 반사율 측정 수단(370)은 투과 마스크(110)의 투광 영역(110a)으로 광을 조사할 수 있다. 상기 투과 마스크(110)에서 투과 영역(110a)이 아닌 영역으로 광을 조사하는 경우에 상부에 위치하는 제 1 통과 마스크(120)에 의하여 광이 반사되면서 반사율에 영향을 줄 수 있다. 상기 반사율 측정 수단(370)은 발광 유닛과 수광 유닛이 일체로 형성되거나 분리되어 형성될 수 있다.
상기 반사율 측정 수단(370)은 투과 마스크(110)의 반사율을 측정하여 마스크 모듈(100)의 세정 정도를 판단할 수 있다. 상기 투과 마스크(110)의 반사율이 높다면 투과 마스크(110)가 충분히 세정되지 않은 것으로 판단될 수 있다. 또한, 상기 투과 마스크(110)의 반사율이 낮다면 투과 마스크(110)가 충분히 세정된 것으로 판단될 수 있다.
한편, 상기 반사율 측정 수단(370)은 본딩 위치에 위치하는 마스크 모듈(100)의 하부에도 위치할 수 있다. 이러한 경우에, 상기 반사율 측정 수단(370)은 레이저 본딩 중에 마스크 모듈(100)의 본딩 흄 부착 정도를 측정하여, 마스크 모듈(100)이 적절한 시기에 세정될 수 있도록 한다.
상기 마스크 이송 모듈(400)은 파지 유닛(410)과 파지 이동 유닛(420)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 마스크 이송 모듈(400)은 이송 지지 테이블(430)을 더 포함할 수 있다. 상기 마스크 이송 모듈(400)은 마스크 모듈(100)을 파지하여 본딩 위치에서 세정 위치로 이송할 수 있다. 또한, 상기 마스크 이송 모듈(400)은 세정 위치에서 세정되는 마스크 모듈(100)을 파지할 수 있다. 상기 마스크 이송 모듈(400)은 마스크 모듈(100)을 파지하여 마스크 건조 수단(360)에서 분사되는 공기에 의하여 건조되도록 한다. 또한, 상기 마스크 이송 모듈(400)은 마스크 모듈(100)을 파지하여 반사율 측정 수단(370)이 투광 마스크의 반사율을 측정하도록 한다.
상기 파지 유닛(410)은 흡착판(411) 및 흡착 지지바(412)를 포함할 수 있다. 상기 파지 유닛(410)은 마스크 모듈(100)을 흡착하여 마스크 모듈(100)과 분리 가능하게 결합될 수 있다. 상기 파지 유닛(410)은 마스크 모듈(100)의 마스크 지지 클램프(140)의 상면 또는 가장 상부에 위치하는 제 2 통과 마스크(130)의 상면을 흡착하여 지지할 수 있다.
상기 흡착판(411)은 물건을 흡착하는데 사용되는 일반적인 흡착판으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 흡착판(411)은 콘 형상의 탄성 재질로 형성되며, 압착되면서 내측에 진공을 형성하여 물건을 흡착할 수 있다. 또한, 상기 흡착판(411)은 콘 형상의 하드한 재질로 형성되며, 물건에 밀착된 상태에서 내부가 배기되어 진공으로 되면서 물건을 흡착할 수 있다. 상기 흡착판(411)은 필요로 하는 흡착력에 따라 복수 개로 형성될 수 있다. 상기 흡착판(411)은 마스크 모듈(100)의 마스크 지지 클램프(140)의 상면 또는 가장 상부에 위치하는 제 2 통과 마스크(130)의 상면에 흡착될 수 있다.
상기 흡착 지지바(412)는 흡착판(411)과 결합되어 상부로 연장되며, 흡착바를 지지한다. 상기 흡착 지지바(412)는 흡착판(411)을 지지하는데 필요한 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 상기 흡착 지지바(412)는 복수 개의 흡착판(411)을 지지하는데 필요한 형상으로 형성될 수 있다.
상기 파지 이동 유닛(420)은 파지 유닛(410)을 x축 방향과 y축 방향 및 z축 방향으로 이동시키는 일반적인 구성으로 형성될 수 있다. 예들 들면, 상기 파지 이동 유닛(420)은 갠트리 스테이지 시스템(Gantry Stage System)으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 파지 이동 유닛(420)은 파지 유닛(410)을 고정하여 z축 방향으로 이동시키는 z축 이동부(421)과 z축 이동부(421)를 y축 방향으로 이동시키는 y축 이동부(422) 및 y축 이동부(422)를 x축 방향으로 이동시키는 x축 이동부(423)를 구비할 수 있다. 상기 갠트리 스테이지 시스템은 이동 수단으로 많이 사용되는 구성이므로 여기서 구체적인 작용에 대하여 성명을 생략한다.
상기 이송 지지 테이블(430)은 대략 판상으로 형성될 수 있다. 상기 이송 지지 테이블(430)은 상면에 x축 이동부가 장착될 수 있다. 또한, 상기 이송 지지 테이블(430)은 상면에 마스크 모듈(100)과 마스크 세정 모듈(300) 및 마스크 카세트 모듈(500)이 안착될 수 있다.
상기 마스크 카세트 모듈(500)은 카세트 하우징(510)과 마스크 지지판(520) 및 지지판 이송 수단(530)을 포함할 수 있다. 상기 마스크 카세트 모듈(500)은 세정 위치에 이웃하여 위치한다. 상기 마스크 카세트 모듈(500)은 세정이 완료된 마스크 모듈(100)을 내부에 수용하며 보관할 수 있다.
상기 카세트 하우징(510)은 일측이 개방된 박스 형상으로 형성될 수 있다. 상기 카세트 하우징(510)은 내부에 수용되는 마스크 모듈(100)의 평면 형상에 대응되는 평면 형상으로 형성될 수 있다. 상기 카세트 하우징(510)은 내부의 수평 단면적이 마스크 모듈(100)의 수평 면적보다 큰 면적으로 형성될 수 있다.
상기 카세트 하우징(510)은 양측벽 내부에 수평 방향으로 설치되는 이동 가이드바(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 이동 가이드바는 카세트 하우징(510)의 양측벽에서 상하 방향으로 이격되어 위치할 수 있다. 상기 이동 가이드바는 마스크 지지판(520)의 양측 하부를 지지하여 마스크 지지판(520)이 안정적으로 이동할 수 있도록 한다. 상기 이동 가이드바는 구체적으로 도시하지는 않았지만 상면에 베어링이 장착되어 마스크 지지판(520)이 부드럽게 이동되도록 할 수 있다.
상기 마스크 지지판(520)은 카세트 하우징(510)의 내부에 수평 방향으로 위치한다. 상기 마스크 지지판(520)은 복수 개가 카세트 하우징(510)의 내부에서 상하 방향으로 이격되어 위치할 수 있다. 상기 마스크 지지판(520)은 카세트 하우징(510)의 내부에서 일측 외부로 이동된 뒤에 세정이 완료된 마스크 모듈(100)이 상면에 안착되도록 한다. 상기 마스크 지지판(520)은 다시 카세트 하우징(510)의 내부로 이동되어 마스크 모듈(100)이 카세트 하우징(510)의 내부에 보관되도록 한다. 상기 마스크 지지판(520)은 카세트 하우징(510)의 내측벽에 이동 가이드바에 의하여 지지되어 안정적으로 이동될 수 있다.
상기 지지판 이송 수단(530)은 공압 실린더와 같은 수단으로 형성될 수 있다. 상기 지지판 이송 수단(530)은 마스크 지지판(520)에 결합되며, 마스크 지지판(520)을 카세트 하우징(510)의 내부에서 일측 외부로 이송할 수 있다. 즉, 상기 지지판 이송 수단(530)은 마스크 지지판(520)이 마스크 모듈(100)을 받을 때 마스크 지지판(520)을 카세트 하우징(510)의 외부로 이송시킬 수 있다. 또한, 상기 지지판 이송 수단(530)은 상부에 마스크 모듈(100)이 안착된 마스크 지지판(520)을 카세트 하우징(510)의 내부로 이송할 수 있다.
본 명세서에 개시된 실시예는 여러 가지 실시 가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함 물론, 균등한 다른 실시예의 구현이 가능하다.
10: 반도체 칩 레이저 본딩 장치
20: 기판 지지 플레이트
100: 마스크 모듈
110: 투과 마스크 110a: 투과 영역
111: 투과 배기홀
120: 제 1 통과 마스크 120a: 제 1 배기 유로
121: 제 1 통과 관통홀 122: 제 1 통과 배기홀
130: 제 2 통과 마스크 130a: 제 2 배기 유로
131: 제 2 통과 관통홀 132: 제 2 통과 배기홀
140: 마스크 지지 클램프
141: 클램프 관통홀 142: 마스크 수용홈
142a: 수용홈 배기 유로 143: 클램프 하부 배기홀
150: 완충 가스킷 160: 이격 가스킷
170: 기판 지지 플레이트
200: 레이저 광원 모듈
300: 마스크 세정 모듈
310: 롤 브러쉬 320: 회전 샤프트
330: 브러쉬 회전 모터 340: 세정액 용기
350: 브러쉬 커버 350a: 커버홀
360: 마스크 건조 수단 370: 반사율 측정 수단
400: 마스크 이송 모듈
410: 파지 유닛 411: 흡착판
412: 흡착 지지바 420: 파지 이동 유닛
421: z축 이동부 422: y축 이동부
423: x축 이동부 430: 이송 지지 테이블
500: 마스크 카세트 모듈
510: 카세트 하우징 520: 마스크 지지판
530: 지지판 이송 수단

Claims (12)

  1. 본딩 위치에 위치하는 반도체 칩의 상면 영역으로 레이저 빔을 선택적으로 투과시키는 마스크 모듈과,
    상기 마스크 모듈의 상부에 위치하여 상기 레이저 빔을 상기 마스크 모듈의 상부로 조사하는 레이저 발광 모듈과,
    상기 마스크 모듈을 파지하여 세정 위치로 이송시키는 마스크 이송 모듈 및
    상기 세정 위치에 위치하며 상기 마스크 모듈에서 상기 반도체 칩과 대향하는 하면을 세정하는 마스크 세정 모듈을 포함하며,
    상기 마스크 모듈은
    본딩을 위한 반도체 칩의 상부에 위치하며 상기 레이저 빔이 투과하는 적어도 1개의 투과 영역 및 상기 투과 영역의 외측에서 상하로 관통되어 본딩 흄을 배기하는 복수 개의 투과 배기홀을 구비하는 투과 마스크와,
    상기 투과 마스크의 상부에 이격되어 위치하며, 상기 투과 영역에 대응되는 영역에 상하로 관통되는 제 1 통과 관통홀 및 상기 제 1 통과 관통홀의 외측에서 상하로 관통하며 상기 투과 배기홀로부터 수평 방향으로 이격되어 상기 본딩 흄을 배기하는 제 1 통과 배기홀을 구비하는 제 1 통과 마스크 및
    내측면을 따라 형성되어 상기 투과 마스크 및 제 1 통과 마스크의 외측단이 수용되는 마스크 수용홈을 구비하며, 상기 투과 마스크 및 제 1 통과 마스크의 외측을 지지하는 마스크 지지링를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 레이저 본딩 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 마스크 모듈은
    상기 제 1 통과 마스크의 상부에 이격되어 위치하며, 상기 제 1 통과 관통홀에 대응되는 영역에 상하로 관통되는 제 2 통과 관통홀 및 상기 제 2 통과 관통홀의 외측에서 상하로 관통하며 상기 제 1 통과 관통홀로부터 수평 방향으로 이격되는 제 2 통과 배기홀을 구비하는 제 2 통과 마스크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 레이저 본딩 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 마스크 이송 모듈은
    상기 마스크 모듈을 파지하는 파지 유닛 및
    상기 파지 유닛을 상기 본딩 위치에서 상기 세정 위치로 이동시키는 파지 이동 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 레이저 본딩 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 파지 유닛은 상기 마스크 지지링과 접촉하는 흡착판 및 상기 흡착판을 지지하는 흡착바를 포함하며,
    상기 파지 이동 유닛은 상기 파지 유닛을 x축 방향과 y축 방향 및 z축 방향으로 이동시키는 갠트리 스테이지 시스템(Gantry Stage System)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 레이저 본딩 장치
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 마스크 세정 모듈은
    상기 투과 마스크의 폭에 대응되는 길이를 가지며, 중심축을 기준으로 회전하며 외주면이 상기 투과 마스크의 하면에 접촉되는 롤 브러쉬와,
    세정액이 수용되며, 상기 롤 브러쉬의 하부에 위치하여 상기 롤 브러쉬의 하부 부분이 침지되도록 하는 세정액 용기 및
    상기 세정액 용기의 상부에 위치하며 상기 롤 브러쉬의 상부에서 상기 투과 마스크와 접촉되는 영역이 노출되도록 상기 롤 브러쉬를 감싸는 브러쉬 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 집 레이저 본딩 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 마스크 세정 모듈은
    상기 롤 브러쉬의 중심축에 결합되는 회전 샤프트 및 상기 회전 샤프트를 회전시키는 브러쉬 회전 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 레이저 본딩 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 롤 브러쉬는 스펀지로 형성되거나, 원통형 막대의 외주면이 융 또는 천으로 감싸져 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 레이저 본딩 장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 롤 브러쉬는 상부가 상기 본딩 위치와 반대 방향을 향하도록 회전하는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 레이저 본딩 장치.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 마스크 세정 모듈은
    상기 롤 브러쉬에 의하여 세정된 상기 마스크 모듈에 공기를 분사하여 상기 마스크 모듈을 건조시키는 마스크 건조 수단 및 상기 투과 마스크의 하부에서 상기 투과 마스크의 반사율을 측정하는 반사율 측정 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 레이저 본딩 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 반사율 측정 수단은
    상기 투과 마스크의 하면으로 광을 조사하는 발광 유닛 및 상기 투과 마스크 하면에서 반사되는 광을 수광하는 수광 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 레이저 본딩 장치.
  12. 제 6 항에 있어서,
    상기 마스크 모듈을 거치하는 마스크 카세트 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 레이저 본딩 장치.
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