TW201740466A

TW201740466A - 基板處理裝置及基板處理方法

Info

Publication number: TW201740466A
Application number: TW105123968A
Authority: TW
Inventors: 田銀秀; 金學杜; 高東辰
Original assignee: 系統科技公司
Priority date: 2016-05-03
Filing date: 2016-07-28
Publication date: 2017-11-16
Also published as: CN107342242A

Abstract

本發明公開一種基板處理裝置及基板處理方法，其可以藉由相同製程對二個基板同時進行處理，從而最簡化熱處理步驟並提高生產性。為此，本發明的基板處理裝置包括：複數個腔室（100、200、300、400、500、600），在內部分別隔離基板而進行製程處理；控制部，以如下方式執行控制：使複數個腔室（100、200、300、400、500、600）中的二個腔室（100、200；300、400；500、600）分別配對而進行相同的製程處理。

Description

基板處理裝置及基板處理方法

本發明提供一種基板處理裝置及基板處理方法，尤其提供一種可以藉由使每兩張的基板配對而同時進行處理，從而能夠提高生產性的基板處理裝置及基板處理方法。

通常，在半導體基板形成有焊接突出部以連接電線、導線等。作為這種焊接部/突起部（bump）的製造過程中的一個的回流（reflow）製程是藉由使焊球、焊膏等熔融而使其緊貼於基板，並使其具有適當的外形的製程。

在回流過程中，可以根據特定的溫度氛圍、大氣條件以及製程時間而製作所要外形的焊接部。為了維持這種溫度氛圍或其他條件，不會將作為處理物件的基板取出到大氣中，而已知可以利用具有連續腔室的裝置而藉由連續製程進行處理。

作為關於上述回流製程的習知技術，公開有美國專利US 7,358,175號，並且用於實現它的裝置US 6,827,789也被公開。並且，作為回流方法的另一實例，由本申請人申請的韓國授權專利10-1491992號和10-1406172號已被公開。

上述習知技術中提出的回流裝置構成為，設有配置成圓形的複數個腔室。在一個基板被裝載到複數個腔室中的其中一個後，依次被移送到相鄰的腔室，從而進行基板的加熱，並且在加熱製程後卸載被冷卻的基板。

複數個腔室在被彼此隔離的狀態下進行基板處理，並且在進行基板處理後，複數個腔室成為彼此連通的狀態，從而使基板被移送到相鄰的腔室，然後進行下一製程處理。可以藉由依次重複上述的過程而進行針對一個基板的複數個製程處理。

在此情況下，在複數個腔室中進行的製程處理的處理條件和處理時間都相異。例如，對基板的加熱處理時間可以被設定為，第一腔室為60秒、第二腔室為55秒、第三腔室為50秒。並且，可以構成為，第一腔室、第二腔室、第三腔室和第四腔室基板的最高加熱溫度逐漸提高，如150℃、170℃、250℃。

如上，各個腔室的製程時間都彼此不同，因此為了將位於各個腔室內部的基板移送至下一腔室，第二腔室和第三腔室的基板需處於等候狀態直到製程時間最長的第一腔室中的基板被處理完畢，因此，生產量（throughput）以製程時間最長的第一腔室中的製程時間60秒為基準。

在藉由如上所述的方法處理基板的情況下，在一個腔室中完成基板處理後，在移送至下一腔室的過程中，基板的溫度會下降，因此在下一腔室中需要消耗時間以使基板的溫度上升，因此在縮短基板處理時間而提高生產性的方面存在局限性。

並且，在進行熱處理的基板的溫度分佈（profile）以斜線（slope）形狀逐漸上升到220℃的情況下，對焊球的形狀維持有利，但是隨著進行熱處理的腔室的數量如上所述地變多，溫度分佈成為階段上升的形態，所以導致焊球的形狀品質降低的問題。

本發明為了解決上述諸多問題而提出，其目的在於提供如下的基板處理裝置及基板處理方法：在相同製程中同時處理二個基板而最簡化熱處理步驟，因此能夠提高生產效率。

為了解決如上所述的技術問題，本發明提供一種基板處理裝置，包括：複數個腔室100、200、300、400、500、600，在內部分別隔離基板而進行製程處理；控制部，以如下方式執行控制：使複數個腔室100、200、300、400、500、600中的二個腔室100、200；300、400；500、600分別配對而進行相同的製程處理。

較佳地，複數個腔室100、200、300、400、500、600由依次配置成圓形的第一腔室100、第二腔室200、第三腔室300、第四腔室400、第五腔室500和第六腔室600構成，控制部以如下方式執行控制：使進行相同的製程處理的二個腔室中的彼此不同的基板被分別處理後，分別被移送到相鄰的二個腔室，然後進行下一製程處理。

較佳地，在第一腔室100和第二腔室200分別配備有冷卻部，冷卻部使即將被處理的一對基板被分別裝載，並對在第五腔室500和第六腔室600中進行基板的加熱處理後被分別移送過來的基板進行冷卻，然後進行卸載。

較佳地，在第三腔室300和第四腔室400分別配備有加熱部，以對從第一腔室100和第二腔室200分別移送過來的一對基板進行第一次加熱處理；在第五腔室500和第六腔室600分別配備有加熱部，以對從第三腔室300和第四腔室400分別移送過來的一對基板進行第二次加熱處理。

較佳地，基板處理裝置具有：轉檯，進行旋轉以在第一腔室至第六腔室100、200、300、400、500、600之間移送基板；轉檯進行旋轉以實現如下目的：使在各個腔室的內部得到製程處理的基板跨過與之相鄰的腔室，然後被移送至下一腔室。

較佳地，控制部以如下方式控制轉檯：使轉檯每次旋轉120度，以將位於第一腔室至第六腔室100、200、300、400、500、600內部的基板移送至用於進行下一製程的腔室。

另外，為了解決如上所述的技術問題，本發明還提供一種基板處理方法，在複數個腔室100、200、300、400、500、600中分別隔離基板的狀態下進行製程處理，該方法包括以下步驟：a）使複數個腔室100、200、300、400、500、600以二個腔室配對的方式進行針對基板的相同的製程處理；b）在a）步驟中完成製程處理的一對基板被分別移送到相鄰的其他二個腔室，然後進行另外的製程處理。

較佳地，複數個腔室100、200、300、400、500、600由依次配置成圓形的第一腔室100、第二腔室200、第三腔室300、第四腔室400、第五腔室500和第六腔室600構成，被裝載到第一腔室100和第二腔室200的一對基板分別被移送到第三腔室300和第四腔室400，然後進行第一次加熱處理，在第三腔室300和第四腔室400中完成第一次加熱處理的一對基板分別被移送到第五腔室500和第六腔室600，然後進行第二次加熱處理，在第五腔室500和第六腔室600中完成第二次加熱處理的一對基板分別被移送到第一腔室100和第二腔室200而得到冷卻，然後被卸載。

較佳地，在第一腔室100和第二腔室200配備有基座，該基座用於安置基板，並具有用於冷卻基板的冷卻部，冷卻基板的冷卻過程由第一冷卻過程和第二冷卻過程構成，第一冷卻過程在基板的底面從基座向上側隔離的狀態下執行冷卻，第二次冷卻過程則在第一冷卻過程過後在接觸到基座的上表面的狀態下執行冷卻。

較佳地，基板處理方法還包括以下步驟：在第三腔室300和第四腔室400中，在將基板加熱至第一設定溫度之後，維持設定時間，在第五腔室500和第六腔室600中，在將基板加熱至高於第一設定溫度的第二設定溫度之後，維持設定時間。

根據本發明，可以藉由在相同製程中同時處理二個基板而最簡化熱處理步驟，從而提高生產效率。

並且，可以使基板的溫度分佈呈現斜線形狀，從而可以穩定地形成焊球的形狀。

以下，參照圖式對本發明的基板處理裝置和基板處理方法進行詳細的說明。

參照第1及2圖而對根據本發明的基板處理裝置進行說明。

本發明的基板處理裝置1包括：複數個腔室100、200、300、400、500、600，在內部分別隔離基板而進行製程處理；控制部（未示出），藉由控制使複數個腔室100、200、300、400、500、600以兩個腔室為單位配對（兩兩配對）而進行相同的製程處理。

在基板處理裝置1中可以進行回流製程，並且可以由依次配置成圓形的第一腔室至第六腔室100、200、300、400、500、600構成。

在基板處理裝置10的一側連接設置有包括基板堆載部2a和基板移送部2b的前端模組（EFEM；Equipment Front End Module）2。

前端模組2的功能如下：利用配備於基板移送部2b的移送機器人（未示出）而將在基板堆載部2a堆載的未處理基板裝載到基板處理裝置1的第一腔室100和第二腔室200，或者將在基板處理裝置1中處理完畢的基板從第一腔室100和第二腔室200卸載而堆載到基板堆載部2a。為此，在第一腔室100和第二腔室200在與前端模組2之間配備有門（未示出），從而可以構成為在基板的裝載和卸載時開閉門。

在第一腔室100和第二腔室200不僅可以執行基板的裝載和卸載，也可以構成為冷卻經過第三腔室至第六腔室300、400、500、600而被加熱處理的基板。在第三腔室300和第四腔室400中進行用於基板的第一次加熱的第一次加熱處理，在第五腔室500和第六腔室600中進行用於基板的第二次加熱的第二次熱處理。如上，第一腔室至第六腔室100、200、300、400、500、600構成為以兩個腔室為單位配對而執行相同的製程。

所示第一腔室至第六腔室100、200、300、400、500、600彼此形成隔離的空間而進行製程，並且在各個不同製程步驟的基板處理完畢而將基板移送至下一腔室的情況下，成為彼此連通的空間。

在第一腔室100和第二腔室200中，為了進行基板處理而借助於配備於基板移送部2b的移送機器人而將一對基板同時裝載，並對完成加熱處理的一對基板在各個腔室100、200的內部同時進行冷卻處理，從而借助於配備於基板移送部2b的移送機器人而將完成冷卻處理的一對基板同時卸載。為此，移送機器人也配備有一雙，因此可以構成為分別裝載或卸載一個基板。並且，在第一腔室100和第二腔室200配備有能夠放置基板的底面的基座110，在基座110可以配備有用於冷卻基板的冷卻部120。配備有貫通基座110而能夠向上下方向移動的銷130，基板W的底面被銷130支撐而可以上下移動。

被裝載到第一腔室的一個基板被移送到第三腔室300，被裝載到第二腔室的另一基板被移送到第四腔室400。在第三腔室300和第四腔室400中執行相同的熱處理製程。其中，相同的熱處理製程表示用於對基板進行加熱處理的溫度條件和加熱時間等製程條件都相同的製程。為了進行上述熱處理製程，在第三腔室300和第四腔室400配備有如第2圖所示的基座（未示出）以放置基板的底面，並且可以配備有用於加熱基板的加熱部（未示出）。

在第三腔室300中完成熱處理的基板被移送到第五腔室500，在第四腔室400完成加熱處理的基板被移送到第六腔室600。在第五腔室500和第六腔室600中，進行溫度條件和加熱時間等製程條件都相同的熱處理製程。為了進行這種熱處理製程而能夠使基板的底面被放置，可以配備有如第2圖所示的基座（未示出）和加熱部（未示出）。

第三腔室至第六腔室300、400、500、600的加熱部可以配備於基座的內部，也可以分別配備於各個腔室300、400、500、600的上側。並且，為了將製程氣體噴射到基板而進行處理，在各個腔室300、400、500、600的上側可以配備有均灑頭（未示出）。

第一腔室至第六腔室100、200、300、400、500、600中可以在真空狀態下進行製程。為了執行如上所述的製程，在各個腔室連接有用於使各個腔室的內部成為真空狀態的真空泵等真空形成單元。

在第一腔室至第六腔室100、200、300、400、500、600的內部可以供應用於清洗（吹掃）的氮氣，在第三腔室至第六腔室300、400、500、600的內部可以供應作為製程氣體的甲酸。

在第一腔室至第六腔室100、200、300、400、500、600之間配備有用於移送基板的轉檯（未示出）。轉檯將裝載到第一腔室100的基板依次移送至第三腔室300、第五腔室500、第一腔室100。並且，轉檯將裝載到第二腔室200的基板依次移送到第四腔室400、第六腔室600、第二腔室200。為此，控制部藉由控制而使轉檯每次旋轉120度以在各個腔室100、200、300、400、500、600中完成製程後進行下一製程。轉檯的形狀和操作在習知技術中有記載，可以對其適當地變形而在本發明中實施，因此省略詳細的說明。

參照第3圖而對根據本發明的基板處理方法進行說明。

在S10步驟中，借助於前端模組2的移送機器人而即將處理的第一基板裝載到第一腔室100，並將第二基板裝載到第二腔室200。然後，將第一基板和第二基板安置於轉檯的上表面。

在S20步驟中，使轉檯旋轉120度而將第一基板從第一腔室100移送至第三腔室300，並將第二基板從第二腔室200移送至第四腔室400。

在S30步驟中，在將第一基板和第二基板移送到第三腔室300和第四腔室400後，分別隔離第三腔室300和第四腔室400而防止其內部與其他腔室連通。其後，將製程氣體供應到腔室的內部，並借助於基座上配備的加熱部而對基板進行第一加熱處理。在此情況下，可以構成為，第一次加熱處理例如將基板的溫度提升至作為第一設定溫度的150℃和170℃。並且，可以構成為，在將基板加熱到第一設定溫度後，使狀態維持預定時間。

在S40步驟中，在完成第一次加熱處理後，轉檯旋轉120度而將第一基板移送到第五腔室500，並將第二基板移送至第六腔室600。

在S50步驟中，在第一基板和第二基板被移送至第五腔室500和第六腔室600後，分別隔離第五腔室500和第六腔室600而防止其內部與其他腔室連通。其後，將製程氣體供應到腔室的內部，並借助於基座上配備的加熱部而對基板進行第二次加熱處理。在此情況下，可以構成為，第二次加熱處理例如將基板的溫度提升至作為第二設定溫度的250℃。並且，可以構成為，在將基板加熱到第二設定溫度後，使狀態維持預定時間。

在S60步驟中，在完成第二次加熱處理後，轉檯旋轉120度而將第一基板移送至第一腔室100，並將第二基板移送至第二腔室200。

在S70步驟中，在第一基板和第二基板被移送至第一腔室100和第二腔室200後，分別隔離第一腔室100和第二腔室200而防止其內部與其他腔室連通，並借助於冷卻部120而冷卻基板。

在此情況下，基板的冷卻可以構成為依次進行第一冷卻過程和第二次冷卻過程。第一冷卻過程在基板的底面從基座向上側隔離的狀態下進行冷卻；第二次冷卻過程為，在第一冷卻過程後，在接觸到基座的上表面的狀態下進行冷卻。

如第2圖所示，第一冷卻過程可以構成為，在基板從基座110的上表面向上隔離的狀態下進行冷卻，並且在基板的溫度降低至預定程度的狀態下，使基板接觸到基座110的上表面，從而冷卻基板。如果基板的溫度急劇下降，則會影響焊球的品質，因此可以在第一冷卻過程中藉由使基板在從基座110上浮的狀態下進行冷卻，從而可以防止基板的急冷。

在S80步驟中，在完成基板的冷卻過程後，可以藉由開放第一腔室100和第二腔室200的門而將移送機器人處理完的基板卸載到前端模組2，從而完成對一個基板的處理。

如上所述，可以藉由在相同製程中同時處理2張基板而縮短基板處理時間。

即，在習知技術中，為了使基板的溫度階段性地上升至150℃、170℃、250℃，需要使基板的溫度上升至各個設定溫度，然後移送至下一腔室，因此在移送過程中產生基板的溫度下降。為了補償這種基板的溫度下降而在下一腔室中使基板上升至設定溫度，但是這需要更長的時間。

與此相反，對於本發明而言，可以在沒有基板的移送步驟的情況下使溫度連續上升至150℃和170℃，因此相比針對一個基板的一個溫度上升步驟，可以縮短製程時間。在第一次加熱處理時，根據習知技術，上升至150℃的步驟需要60秒，上升至170℃需要55秒，因此進行一次製程所需的時間為較長製程時間，即60秒。與此相反，本發明中，可以進行連續加熱，因此在上升到150℃後上升至170℃所需時間為90秒左右，因此以除了移送時間之外的一個製程步驟為基準，需要45秒，因此相比習知技術的60秒，可以縮短製程時間。

並且，在將基板從一個腔室移送至下一腔室的情況下，如果具有如習知技術的較多移送步驟，則基板的溫度分佈變成階段式。這種階段式溫度分佈會成為穩定地形成焊球形狀時的障礙因素。

如本發明，如果減少基板加熱處理步驟，則可以使基板的溫度分佈成為斜線（slope）形狀，因此可以穩定地形成焊球的形狀。

如上所述，以較佳實施例為例對本發明進行了詳細的說明，但是本發明不限於上述實施例，可以在權利要求範圍、具體說明以及圖式的範圍內變形成多種形態而實施，這些均屬於本發明。

1‧‧‧基板處理裝置
100‧‧‧第一腔室
110‧‧‧基座
120‧‧‧冷卻部
130‧‧‧銷
200‧‧‧第二腔室
2‧‧‧前端模組
2a‧‧‧基板堆載部
2b‧‧‧基板移送部
300‧‧‧第三腔室
400‧‧‧第四腔室
500‧‧‧第五腔室
600‧‧‧第六腔室
S10‧‧‧將基板裝載到第一/第二腔室
S20‧‧‧將基板移送到第三/第四腔室
S30‧‧‧對基板進行第一次加熱處理
S40‧‧‧將基板移送到第五/第六腔室
S50‧‧‧對基板進行第二次加熱處理
S60‧‧‧將基板移送到第一/第二腔室
S70‧‧‧對基板進行冷卻處理
S80‧‧‧卸載基板
W‧‧‧基板

第1圖是示出根據本發明的基板處理裝置的構成的概略圖。

第2圖是示出在根據本發明的基板處理裝置的基座上部置有基板的狀態的圖。

第3圖是示出根據本發明的基板處理方法的流程圖。

1‧‧‧基板處理裝置

2‧‧‧前端模組

2a‧‧‧基板堆載部

2b‧‧‧基板移送部

100‧‧‧第一腔室

200‧‧‧第二腔室

300‧‧‧第三腔室

400‧‧‧第四腔室

500‧‧‧第五腔室

600‧‧‧第六腔室

Claims

一種基板處理裝置，包括：複數個腔室（100、200、300、400、500、600），在內部分別隔離一基板而進行製程處理；一控制部，以如下方式執行控制：使該複數個腔室（100、200、300、400、500、600）中的二個腔室（100、200；300、400；500、600）分別配對而進行相同的製程處理。
如申請專利範圍第1項所述之基板處理裝置，其中該複數個腔室（100、200、300、400、500、600）由依次配置成圓形的一第一腔室（100）、一第二腔室（200）、一第三腔室（300）、一第四腔室（400）、一第五腔室（500）和一第六腔室（600）構成，該控制部以如下方式執行控制：使進行相同的製程處理的該二個腔室中的彼此不同的該基板被分別處理後，分別被移送到相鄰的二個腔室，然後進行下一製程處理。
如申請專利範圍第2項所述之基板處理裝置，其中在該第一腔室（100）和該第二腔室（200）分別配備有一冷卻部，該冷卻部使即將被處理的一對基板被分別裝載，並對在該第五腔室（500）和該第六腔室（600）中進行基板的加熱處理後被分別移送過來的基板進行冷卻，然後進行卸載。
如申請專利範圍第2項所述之基板處理裝置，其中在該第三腔室（300）和該第四腔室（400）分別配備有一加熱部，以對從該第一腔室（100）和該第二腔室（200）分別移送過來的一對基板進行第一次加熱處理；在該第五腔室（500）和該第六腔室（600）分別配備有加熱部，以對從該第三腔室（300）和該第四腔室（400）分別移送過來的一對基板進行第二次加熱處理。
如申請專利範圍第2項所述之基板處理裝置，更具有：一轉檯，進行旋轉以在該第一腔室至該第六腔室（100、200、300、400、500、600）之間移送該基板；該轉檯進行旋轉以實現如下目的：使在各個腔室的內部得到製程處理的該基板跨過與之相鄰的該腔室，然後被移送至下一該腔室。
如申請專利範圍第5項所述之基板處理裝置，其中該控制部以如下方式控制該轉檯：使該轉檯每次旋轉120度，以將位於該第一腔室至該第六腔室（100、200、300、400、500、600）內部的該基板移送至用於進行下一製程的該腔室。
一種基板處理方法，在複數個腔室（100、200、300、400、500、600）中分別隔離該基板的狀態下進行製程處理，該方法包括以下步驟： a）使該複數個腔室（100、200、300、400、500、600）以該二個腔室配對的方式進行針對該基板的相同的製程處理； b）在該a）步驟中完成製程處理的該對基板被分別移送到相鄰的其他該二個腔室，然後進行另外的製程處理。
如申請專利範圍第7項所述之基板處理方法，其中該複數個腔室（100、200、300、400、500、600）由依次配置成圓形的一第一腔室（100）、一第二腔室（200）、一第三腔室（300）、一第四腔室（400）、一第五腔室（500）和一第六腔室（600）構成，被裝載到該第一腔室（100）和該第二腔室（200）的該對基板分別被移送到該第三腔室（300）和該第四腔室（400），然後進行第一次加熱處理，在該第三腔室（300）和該第四腔室（400）中完成第一次加熱處理的該對基板分別被移送到該第五腔室（500）和該第六腔室（600），然後進行第二次加熱處理，在該第五腔室（500）和該第六腔室（600）中完成第二次加熱處理的該對基板分別被移送到該第一腔室（100）和該第二腔室（200）而得到冷卻，然後被卸載。
如申請專利範圍第8項所述之基板處理方法，其中在該第一腔室（100）和該第二腔室（200）配備有一基座，該基座用於安置該基板，並具有用於冷卻該基板的一冷卻部，冷卻該基板的冷卻過程由第一冷卻過程和一第二冷卻過程構成，該第一冷卻過程在該基板的底面從該基座向上側隔離的狀態下執行冷卻，該第二次冷卻過程則在該第一冷卻過程過後在接觸到該基座的上表面的狀態下執行冷卻。
如申請專利範圍第7項所述之基板處理方法，其更進一步包括以下步驟：在一第三腔室（300）和一第四腔室（400）中，在將該基板加熱至第一設定溫度之後，維持設定時間，在一第五腔室（500）和一第六腔室（600）中，在將該基板加熱至高於第一設定溫度的第二設定溫度之後，維持設定時間。