TW201824428A - 基板的連續處理裝置以及方法 - Google Patents

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柳守烈
崔宇鎮
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Abstract

本發明的目的在於提供一種如下的基板的連續處理裝置以及方法，其利用等離子去除存在於基板的氧化膜，因此無需使用甲酸。為了實現上述目的，本發明的基板的連續處理裝置包括：第一等離子腔室（200），用於利用等離子去除存在於基板的氧化膜；加熱腔室，以預設的溫度對在第一等離子腔室（200）經等離子處理的基板進行加熱；冷卻腔室（600），對從加熱腔室移送的基板進行冷卻，使冷卻的基板被移送到裝載及卸載腔室（100）；移送部，使基板在腔室之間被移送。

Description

基板的連續處理裝置以及方法
本發明有關於一種基板的連續處理裝置以及方法，更為具體地有關於一種不使用甲酸而可以利用等離子去除基板的氧化膜的基板的連續處理裝置以及方法。
通常，在半導體基板形成有焊料突出部以將線、導體等連接。作為這種焊料部（隆起物）的製造過程中的一種的回流焊（reflow）工序是將焊料球、焊膏等熔融並緊貼於基板而使其具有適當的外形（Profile）的工序。
執行回流焊（reflow）的裝置具有多個相隔的腔室，以使每個工序步驟在氛圍與溫度上具有等差，為使能夠在這些腔室之間進行連續工序，配備有移送半導體晶圓的裝置。
尤其是，在美國專利US 6827789號與US 7358175號中公開了將多個腔室配備成圓形，並且為了將裝載的半導體晶圓依次移送至各個腔室而使用經過各腔室的旋轉台，並利用甲酸蒸汽而進行回流焊的裝置以及方法。
在美國專利US 6827789號中構成為，配備有包括裝載腔室與卸載腔室的共6個腔室，並使用旋轉台而將裝載的晶圓依次移動至下一個工序腔室，最終將晶圓移送至卸載腔室，從而通過機械手將完成處理的晶圓卸載。
並且，美國專利US 7358175號記載有經過多個步驟而對晶圓進行加熱處理並回流焊處理的方法。在這種情況下，在加熱晶圓的腔室內部形成甲酸與氮氣氛圍的狀態下進行加熱處理。
甲酸用於去除晶圓中存在的氧化膜，甲酸相當於危險物質，因此需要用來處理它的其他設備。因此，需要一種不使用甲酸而去除氧化膜之後進行回流焊處理的裝置。
本發明為了解決以上所述的問題而提出，其目的在於提供一種利用等離子去除存在於基板的氧化膜，因此無需使用甲酸的基板的連續處理裝置以及方法。
本發明的另一目的在於，提供一種由於無需利用隔板隔離加熱腔室與冷卻腔室因此結構簡單的基板的連續處理裝置。
用於實現上述目的的本發明的基板的連續處理裝置包括：第一等離子腔室200，利用等離子去除存在於基板的氧化膜；加熱腔室，將在第一等離子腔室200經過等離子處理的基板加熱至預設的溫度；冷卻腔室600，對從加熱腔室移送的基板進行冷卻，並將冷卻的基板移送至裝載及卸載腔室100；以及移送部，用於在腔室之間移送基板。
根據本發明的另一實施例的基板的連續處理裝置包括：第一等離子腔室200-1，用於利用等離子去除存在於基板的氧化膜；第二等離子腔室400-1，對在第一等離子腔室200-1經過一次等離子處理的基板進行二次等離子處理，從而去除存在於基板的氧化膜；加熱腔室，將經過一次等離子處理以及二次等離子處理的基板加熱至預設的溫度；冷卻腔室600-1，對從加熱腔室移送的基板進行冷卻；移送部，用於在腔室之間移送基板。
第一等離子腔室200、200-1可以包括： 等離子上部腔室，在內部配備有產生等離子的等離子發生部210；基板移送空間700c，形成於等離子上部腔室的下方，用於在腔室之間移送基板，在進行利用等離子的基板處理的期間，等離子上部腔室的內部空間相對於基板移送空間700c而隔離。
在第一等離子腔室200、200-1配備有放置基板的基座240以及將基座240可上下移動地驅動的基座升降驅動部250，利用等離子的基板處理在如下狀態下進行，在基座240被基座升降驅動部250向上移動而緊貼於成為等離子上部腔室的內部空間與基板移送空間的邊界的板部215的狀態。
還可以包括：基板升降驅動部260，具備上下貫穿基座240的多個升降銷261以及將升降銷261上下移動地驅動的基板升降氣缸262，從而可升降地支撐基板。
將等離子上部腔室的內部空間相對於基板移送空間而隔離，使在加熱腔室與冷卻腔室600、600-1進行工序的內部空間彼此連通。
在第一等離子腔室200、200-1、加熱腔室以及冷卻腔室600、600-1進行工序的內部空間可以彼此連通。
腔室以及它們之間的連通的空間可以是惰性氣體氛圍。
在加熱腔室可以配備有，在基板的上部配備的上部加熱器與在基板的下部配備的下部加熱器。
加熱腔室可以包括：第一加熱腔室400，用於將基板以預設的溫度曲線加熱；第二加熱腔室500，用於將在第一加熱腔室400經過加熱的基板以高於第一加熱腔室400的溫度曲線加熱。
在第一等離子腔室200-1與第二等離子腔室400-1之間可以配備有加熱腔室，在加熱腔室中，以與加熱腔室相同的溫度加熱，或者以高於加熱腔室的溫度曲線進行加熱。
腔室沿著圓周方向以預定的間隔配備，移送部由借助驅動部810旋轉的旋轉台800、800-1構成以在腔室之間移送基板。
旋轉台800、800-1可以包括：多個臂820，以驅動部810的旋轉軸811為中心輻射狀地連接且其數量與腔室相同，在臂820配備有用於支撐基板的兩端的基板支撐部830。
在腔室進行基板的處理的期間，多個臂可以位於腔室之間的區域。
基板支撐部830可以由第一基板支撐托831與第二基板支撐托832構成，第一基板支撐托831與第二基板支撐托832在臂820的兩側部底面形成為彼此相向的折曲的形狀且在其上表面放置有基板而被支撐。
配備有用於冷卻從第一等離子腔室200移送的基板的第一冷卻腔室300，在第一冷卻腔室300冷卻的基板可以被移送至加熱腔室而被加熱。
在第一等離子腔室200-1與第二等離子腔室400-1之間可以配備有用於加熱基板的加熱腔室。
配備有進行基板的裝載以及卸載的裝載及卸載腔室100，裝載於裝載及卸載腔室100的基板被移送至第一等離子腔室200，在冷卻腔室600進行冷卻的基板可以在裝載及卸載腔室100冷卻後被卸載。
配備有進行基板的裝載以及卸載的裝載及卸載腔室100-1，裝載於裝載及卸載腔室100-1的基板被移送至第一等離子腔室200-1，在冷卻腔室600-1進行冷卻的基板可以在裝載及卸載腔室100-1冷卻後被卸載。
根據本發明的另一實施例的基板的連續處理裝置包括：第一等離子腔室100-2，用於利用等離子去除存在於第一基板的氧化膜；第二等離子腔室200-2，用於利用等離子去除存在於第二基板的氧化膜；多個工藝腔室300-2、400-2、500-2、600-2，用於對在第一等離子腔室100-2經過等離子處理的第一基板以及在第二等離子腔室200-2經過等離子處理的第二基板進行加熱以及冷卻；移送部800-2，用於使第一基板與第二基板在第一等離子腔室100-2、第二等離子腔室200-2以及多個工藝腔室300-2、400-2、500-2、600-2之間移送。
多個工藝腔室300-2、400-2、500-2、600-2可以分別對在第一等離子腔室100-2或者第二等離子腔室200-2經過等離子處理的基板進行加熱後進行冷卻。
在各個多個工藝腔室300-2、400-2、500-2、600-2中，在基板的上部可以配備有加熱基板的加熱部，在基板的下部配備有用於冷卻基板的冷卻部。
在第一等離子腔室100-2或者第二等離子腔室200-2經過等離子處理的基板可以被投入到多個工藝腔室300-2、400-2、500-2、600-2中的不在進行基板處理的腔室而進行加熱以及冷卻。
根據本發明的基板的連續處理方法包括：等離子處理步驟，在等離子腔室利用等離子而去除基板的氧化膜；基板加熱步驟，將在等離子腔室經過等離子處理的基板移送至加熱腔室或者工藝腔室300-2、400-2、500-2、600-2而對基板進行加熱。
可以包括如下步驟：板被裝載到裝載及卸載腔室100、100-1的步驟；從裝載及卸載腔室100、100-1向等離子腔室移送基板，在等離子腔室利用等離子而去除基板的氧化膜的等離子處理步驟；將在等離子腔室經過等離子處理的基板移送至加熱腔室而加熱基板的基板加熱步驟；將基板從加熱腔室移送至冷卻腔室600、600-1而進行冷卻的步驟；將基板從冷卻腔室600、600-1移送至裝載及卸載腔室100、100-1之後卸載基板的步驟。
在基板加熱步驟，可以在將加熱腔室形成為不包含甲酸蒸汽的氮氣氛圍的狀態下，對基板進行加熱。
在等離子腔室、加熱腔室以及冷卻腔室600、600-1彼此連通的狀態下，可以進行基板處理。
在等離子處理步驟中，在將等離子腔室的內部空間隔離的狀態下，進行基板的處理，在基板加熱步驟以及冷卻基板的步驟中，可以在加熱腔室以及冷卻腔室600、600-1彼此連通的狀態下，對基板進行處理。
在等離子處理步驟中，可以在將等離子腔室的內部空間形成為真空狀態之後，進行等離子處理。
更包括：將在等離子腔室經過等離子處理的基板移送至冷卻腔室而進行冷卻的步驟；在冷卻腔室冷卻的基板可以被移送至加熱腔室而執行基板加熱步驟。
等離子腔室由第一等離子腔室200-1與第二等離子腔室400-1構成，等離子處理步驟可以構成為，對於一個基板在第一等離子腔室200-1進行一次等離子處理後，在第二等離子腔室400-1進行二次等離子處理。
基板加熱步驟可以由第一基板加熱步驟與第二基板加熱步驟構成，在進行一次等離子處理後進行第一基板加熱步驟，在第一基板加熱步驟之後進行二次等離子處理，在二次等離子處理之後進行第二基板加熱步驟。
在第二基板加熱步驟中的基板的加熱溫度可以高於在第一基板加熱步驟中的基板的加熱溫度。
等離子腔室分別由對彼此不同的基板進行等離子處理的第一等離子腔室100-2與第二等離子腔室200-2構成，在第一等離子腔室100-2與第二等離子腔室200-2中，可以同時對彼此不同的基板進行等離子處理。
在工藝腔室300-2、400-2、500-2、600-2中，可以在一個腔室的內部進行對基板進行加熱之後進行冷卻的處理。
工藝腔室300-2、400-2、500-2、600-2形成多個，在第一等離子腔室100-2或者第二等離子腔室200-2經過等離子處理的基板可以被投入到多個工藝腔室300-2、400-2、500-2、600-2中的不在進行基板的處理的腔室而進行基板處理。
根據本發明，即使不使用甲酸也可以去除存在於基板或者焊料凸塊的氧化膜，因此不需要處理甲酸所需的設備，從而可以減少用於構成裝置的成本。
並且，由於不使用甲酸，無需用隔板隔離多個腔室之間，因此裝置內部的結構簡單。
並且，對一個基板反復執行兩次等離子處理工序，從而可以提高去除氧化膜的效率。
並且，配備兩個等離子腔室，且在多個工藝腔室中的任意一個工藝腔室中對完成等離子處理的基板分別獨立地進行加熱以及冷卻過程，從而可以提高產率。
以下，參照圖式詳細說明本發明的較佳實施例的構成以及作用。
＜第一實施例＞
參照第1圖，根據本發明的較佳的第一實施例的基板的連續處理裝置1包括以中央為基準而佈置成圓形的第一至第六腔室。
在基板的連續處理裝置1中可以進行回流焊工序。在第一腔室（裝載及卸載腔室100）進行基板的裝載以及卸載，並進行經過第二至第六腔室而被加熱處理的基板的冷卻。在第二腔室（第一等離子腔室200）中執行利用等離子去除存在於基板的氧化膜的工序。在第三腔室（第一冷卻腔室300）可以進行對在第二腔室經過等離子處理的基板的冷卻。在第四腔室(第一加熱腔室400)及第五腔室（第二加熱腔室500）執行對去除氧化膜的基板進行加熱而進行回流焊處理的工序。在第六腔室（冷卻腔室600）進行對在第五腔室經過加熱處理的基板進行冷卻的工序。在第六腔室冷卻的基板在第一腔室被卸載。
在本實施例中構成為，配備有第三腔室而在第二腔室進行等離子處理後進行為了防止由SnAg構成的焊料球的碎片飛濺的冷卻工序，但也可以構成為排除第三腔室。
在第一腔室的一側連接設置有包括基板裝載部2a與基板移送部2b的前端模組2（EFEM; Equipment Front End Module）。
前端模組2發揮如下的功能，利用配備於基板移送部2b的移送機械手（未圖示）將裝載（loading）於基板裝載部2a的未處理基板裝載於連續處理裝置1的第一腔室，或者從第一腔室卸載（unloading）在連續處理裝置1中完成處理的基板並裝載於基板裝載部2a。
參照第1圖至第3圖，對於作為在腔室之間移送基板W的移送部的旋轉台800進行說明。
旋轉台800包括：提供旋轉力的驅動部810，以及以驅動部810的旋轉軸811為中心輻射狀地連接且其數量與多個腔室的數量相同的多個臂820，在臂820的底面配備有用於支撐基板的兩端的基板支撐部830。
基板支撐部830可以包括：第一基板支撐托831，用於支撐基板的一側端；第二基板支撐托832，用於支撐基板的另一側端。第一基板支撐托831與第二基板支撐托832形成為如下的結構，在臂820的兩側部底面彼此相向且形成為折曲的“L”字形態，在其折曲的上表面可以放置基板W而支撐。
在多個腔室執行基板處理的期間，多個臂820，如第1圖所示，位於多個腔室之間的區域而等待。此後，如果為了將在各個腔室完成工序的基板移送至下一個腔室而使臂820與基板支撐部830由於驅動部810而旋轉，則如第2圖所示，臂820以及基板支撐部830位於各腔室的內部之後接收基板W。基板W被轉移到基板支撐部830之後，臂820及基板支撐部830由於驅動部810旋轉，而將基板W移送至下一腔室。
參照第3圖，對本發明的連續處理裝置1的構成以及作用進行說明。
第一腔室至第二腔室分別包括上部腔室100a、等離子上部腔室與分別配備於其下方的下部腔室100b、200b。第四腔室至第五腔室也如第12圖所示，分別包括上部腔室與下部腔室。第三腔室與第六腔室也可以包括上部腔室（未圖示）與下部腔室（未圖示）。
在上部腔室100a、200a(等離子上部腔室)與下部腔室100b、200b之間配備有主體700，其由結合於上部腔室100a、200a的下端的上部主體700a與結合於下部腔室100b、200b的上端的下部主體700b構成。
上部主體700a與下部主體700b之間上下隔開而形成基板移送空間700c，基板移送空間700c與第一至第六腔室連通而提供在各個腔室之間移送基板W的通道。
第一至第六腔室的內部空間可以在真空或者大氣壓狀態下進行工序。並且，各個腔室的內部空間以及連通它們之間的空間也可以構成為作為惰性氣體的氮（N2）或者其他種類的氣體（例如，氬、氦等）氛圍，也可以構成為不使用其他氣體。
以下，對第一腔室與第二腔室進行說明，對於共同的構成一起說明。
第一腔室的上部腔室100a在與前端模組2之間作為裝載以及卸載基板的載入鎖部而發揮作用。第一腔室的下部腔室100b發揮如下作用：將裝載的基板從載入鎖部移送至第二腔室的通道作用，將在第六腔室完成處理的基板移送至載入鎖部的通道作用，以及在卸載之前對基板進行冷卻的工藝腔室的作用。
在上部腔室100a的一側面形成有用於裝載及卸載的基板的出入的開口部114，開口部114被門113開關，門113由於門驅動部110而上下移動。因此，門113由於門驅動部110驅動而關閉開口部114，而使載入鎖部的內部處於封閉的狀態，如果門113由於門驅動部110的逆向驅動而向上移動，則開口部114處於開放的狀態。
在載入鎖部連接設置有用於對其內部施加真空的真空吸入部（未圖示）。並且，可以向載入鎖部的內部空間供應作為吹掃氣體（purge gas）的惰性氣體氮。
第二腔室的上部腔室200a起到作為利用等離子去除存在於基板或者焊料（Solder）的表面的氧化膜的工藝腔室的作用。
作為產生等離子的裝置，在上部腔室200a內部配備有等離子發生部210。等離子發生部210可以使用大氣壓等離子或者真空等離子。在使用真空等離子時，可以配備有用於將上部腔室200a的內部空間（S3；第10圖）形成為真空狀態的真空吸入部（未圖示）。在此，所謂真空可以指0.01-300torr的壓力範圍，常壓可以是500-800torr的壓力範圍。
並且，作為用於產生等離子的氣體，可以使用氬（Ar）與氫（H2）的混合氣體。當然，除了以上所述的氫-氬混合氣體之外，也可以使用氮（N2）、氧（O2）、三氟化氮（NF3）、六氟化硫（SF6）等其他氣體。
在第一腔室及第二腔室的內部配備有放置基板的基座140、240以及通過驅動而使基座140、240可上下移動的基座升降驅動部150、250。 在第一腔室的基座140的內部可以配備有用於冷卻基板的冷卻裝置（未圖示）。
在第一腔室及第二腔室的內壁形成有從佈置上部腔室100a、200a的下端部的位置向內側突出的板部115、215，如果基座140、240上升而緊貼於板部115、215，則第一腔室及第二腔室的內部空間以基座140、240為基準，而在其上方與下方形成在空間上彼此隔離的第一空間S1、S3與第二空間S2、S4（參照第10圖）。第一空間S1、S3是上部腔室100a、200a內部的封閉的空間，第二空間S2、S4是與基板移送空間700c連通的空間。
在載入鎖部中，基板的裝載以及卸載在基座140上升移動而緊貼於板部115的狀態，即，第一空間S1與第二空間S2在空間上彼此隔離的狀態下執行。這是為了防止在進行基板的裝載以及卸載的期間，通過開口部114流入第一空間S1的外部空氣逆流至第二空間S2而破壞第二空間S2以及與其連通的基板移送空間600c以及第二至第六腔室內部的真空狀態。
並且，如上所述，基板的裝載以及卸載在第一空間S1與第二空間S2在空間上彼此隔離的狀態下進行，從而可以使外部空氣的流入量最小化，因此可以容易地管理在基板的連續處理裝置1中的工序所需的氧濃度。
在第二腔室中，對基板的等離子處理也可以在基座240上升移動而緊貼於板部215的狀態，即，第一空間S3與第二空間S4在空間上彼此隔離的狀態下執行。
基座升降驅動部150、250可以包括：多個基座支撐部151、251，支撐基座140、240的底面；以及基座升降氣缸152、252，驅動基座支撐部151、251而使其升降。
在基座140、240的下方配備有基板升降驅動部160、260，其用於支撐基板而使基板在基座140、240的上方升降。基板升降驅動部160、260可以包括：多個升降銷161、261，上下貫穿形成於基座140、240的孔141、241；基板升降氣缸162、262，驅動升降銷161、261而使其上下移動。
第一腔室的基板升降驅動部160發揮如下功能：在裝載以及卸載基板時，在移送機械手900與基座140之間交接基板的功能，以及在將基板從第一腔室移送至第二腔室時在基座140與以下說明的旋轉台800之間交接基板的功能。
第二腔室的基板升降驅動部260在將基板從第一腔室移送至第二腔室時、從第二腔室移送至第三腔室時，發揮在基座240與旋轉台800之間交接基板的功能。
在基座140、240的下方可以配備有用於將基板穩定地放置於基座140、240的上表面並支撐的基板固定部（未圖示）。基板固定部也可以構成為，對基板的底面施加真空而吸附基板，也可以構成為機械地固定基板的邊緣位置的夾具結構。
第三腔室起到對在第二腔室通過等離子處理而加熱的基板進行冷卻的冷卻腔室的作用。在第三腔室也配備有放置基板的基座（未圖示），在基板放置於基座的狀態下進行冷卻工序。在第三腔室可以配備有用於冷卻基板的冷卻裝置。
第四腔室（第一加熱腔室400）與第五腔室（第二加熱腔室500）是進行回流焊工序的腔室，回流焊工序通過加熱而將熔接於基板上的焊料凸塊（Solder Bump）形成為球形的焊料球（Solder Ball）。
在本實施例中，構成為在第四腔室進行一次加熱後在第五腔室進行二次加熱的工序，但也可以構成為在一個腔室只進行一次加熱處理。
參照第12圖，在第四及第五腔室可以配備有位於基板W的下方的下部加熱器470、570以及位於基板W的上方的上部加熱器480、580。下部加熱器470、570可以內置於基座440、540的內部。並且，配備有基板升降驅動部460、560，其包括：多個升降銷461、561，為使基板W升降而上下貫穿基座440、540；基板升降氣缸462、562，驅動升降銷461、561而使其上下移動。
在第四腔室與第五腔室，基板W的加熱溫度可以構成為連續上升。並且，可以構成為，與在第四腔室中的加熱溫度相比，在第五腔室達到最高溫度。為體現這種溫度曲線而控制下部加熱器470、570與上部加熱器480、580的溫度。
第六腔室作為在回流焊工序後用於冷卻基板的冷卻腔室而發揮作用。
在以上說明中，構成為，在第二腔室利用等離子進行基板處理的期間，作為等離子上部腔室200a的內部空間的第一空間S3在相對於基板移送空間700c而隔離的狀態下進行等離子工序，但也可以構成為，等離子上部腔室200a的內部空間與基板移送空間700c以及第三至第六腔室的內部空間連通。在如此構成時，無需用於使基座240升降的基座升降驅動部250，因此可以使裝置的結構簡單。
第三腔室至第六腔室也可以構成為，對基板進行加熱或者冷卻的內部空間處於相對於基板移送空間700c而封閉的狀態，但也可以構成為不使用甲酸而彼此連通的結構。因此，無需用於隔離各個腔室的隔板等構成，並且無需使基座升降而進行隔離的基座升降驅動部的構成，因此可以使裝置的結構簡單。
如上所述，作為腔室之間彼此連通的構成的一例，圖示有第12圖。第12圖圖示第四腔室與第五腔室的內部空間沒有封閉而形成為彼此連通的空間的實施例。
第13圖圖示用於隔離第四腔室的一例，這種結構也可以同樣地適用於第三腔室、第五腔室以及第六腔室。
在第四腔室中，在基座440的上方配備有開閉基板移送空間700c與第四腔室的內部空間之間的蓋部420。蓋部420通過蓋部升降驅動部（未圖示）而上下移動。在蓋部420的下方配備有蓋部下部殼體425。
因此，在蓋部420下降的情況下，蓋部420的下端與蓋部下部殼體425的上端接觸，從而隔離基板移送空間700c與第四腔室的內部空間之間，在蓋部420上升的情況下，蓋部420的下端從蓋部下部殼體425的上端隔開而使基板移送空間700c與第四腔室的內部空間之間彼此連通。
參照第4圖至第11圖以及第14圖對如上所述地構成的根據本發明的基板的連續處理裝置的基板處理方法進行說明。在旋轉台800的臂820與基板支撐部830位於腔室內部空間的情況下用實線表示，在位於腔室與腔室之間的空間的情況下用虛線表示。
如第4圖至第6圖所示，步驟S1是基板W1裝載於第一腔室的載入鎖部的步驟。在裝載基板W1之前，基座140被基座升降驅動部150驅動而上升至緊貼於板部115的位置，且第一腔室的第一空間S1與第二空間S2隔離。在這種情況下，旋轉台800的臂820位於多個腔室之間的區域而等待，在第4圖至第6圖中用虛線表示。
在這種狀態下，門113由於門驅動部110而上升且開口部114開放。如果開口部114開放，則如第4圖所示，由於配備於前端模組2的移送機械手900，基板W1通過開口部114而裝載於載入鎖部內部的第一空間S1。
其次，如第5圖所示，由於基板升降驅動部160的驅動，升降銷161上升移動而抬起並支撐基板W1，如果基板W1被轉移到升降銷161，則移送機械手900通過開口部114而復原至載入鎖部的外部，門113由於門驅動部110的驅動下降而關閉開口部114。
然後，如第6圖所示，基板W1由於升降銷161的下降移動而被放置於基座140上。並且，在載入鎖部內部的第一空間S1封閉的狀態下，抽出第一空間S1內的空氣而形成真空狀態，使其達到第二空間S2的真空度。
第7圖至第9圖示出將基板W1從第一腔室移送至第二腔室的步驟。
參照第7圖，基座140與固定於其上表面的基板W1由於基座升降驅動部150的驅動而向第二空間S2下降移動。並且，升降銷161上升移動，從而將基板W1抬升至旋轉台800的臂820與基板支撐部830之間的高度。
然後，旋轉台800如第8圖所示地旋轉，而使基板W1的兩側端位於旋轉台800的臂820、基板支撐部830的第一基板支撐托831以及第二基板支撐托832之間。然後，升降銷161下降移動而將基板W1轉移至旋轉台800的基板支撐部830上。
然後，如第9圖所示，旋轉台800通過連通的基板移送空間700c旋轉，而使基板W1移動至第二腔室的內部。通過配備於第二腔室的基板升降驅動部260的驅動，升降銷261上升移動而接收基板W1，如果基板W1被轉移到升降銷261，則轉移基板W1的旋轉台800的臂820向第二腔室與第三腔室之間區域旋轉後停止。
如第10圖所示，步驟S2是基板W1在第二腔室進行等離子處理工序的步驟。
基板W1固定在基座240上，基座240被基座升降驅動部250驅動而上升至緊貼於板部215的位置，而使第一腔室的第一空間S3與第二空間S4隔離。
第一空間S3可以是大氣壓或者真空狀態，在氮（N2）氛圍下可以進行等離子工序。由等離子發生部210形成等離子，如果基板暴露於該等離子，則形成於基板的焊料凸塊表面的氧化膜被去除。在這種情況下，暴露於等離子的時間可以是30~300秒。
另一方面，在第二腔室進行等離子處理工序的期間，下一個基板W2在第一腔室100內裝載於第一空間S1。
如上所述，如果在第一腔室完成基板W2的裝載，在第二腔室完成等離子處理工序，則以圖示於第7圖至第9圖的方法而驅動基座升降驅動部250與基板升降驅動部260以及旋轉台800，從而如第11圖所示，通過旋轉台800將基板W1與基板W2同時移送至第三腔室與第二腔室。
步驟S3是對移送至第三腔室的基板W1進行冷卻的步驟。如上所述，通過步驟S2與步驟S3去除基板上存在的氧化膜。在本實施例中列舉了在第三腔室進行冷卻過程的情形，但也可以不經過冷卻過程而在等離子處理後直接進行步驟S4的加熱工序。
在這種情況下，第一等離子腔室200可以在與其他腔室連通的狀態下進行等離子工序，也可以在隔離的狀態下進行工序。
步驟S4至S6相當於將基板的焊料凸塊形成為球形狀的焊料球的回流焊工序。
步驟S4是利用加熱器(下部加熱器470及上部加熱器480)對從第三腔室移送至第四腔室的基板W1進行一次加熱處理的第一加熱工序。一次加熱處理例如可以構成為使基板溫度上升至作為第一預設溫度的100至220℃。可以構成為，將基板W1加熱至第一預設溫度之後，維持預設的時間。如上所述，如果完成一次加熱處理，則基板W1被旋轉台800移送至第五腔室。
步驟S5是利用加熱器(下部加熱器570及上部加熱器580對移送至第五腔室的基板W1進行二次加熱處理的第二加熱工序。二次加熱處理例如可以構成為，使基板的溫度上升至作為第二預設溫度的200至300℃。並且，將基板加熱至第二預設溫度之後，可以維持到預設的時間。
在步驟S4與S5中，加熱工序不向第四腔室以及第五腔室內部供應甲酸蒸汽，而在形成為氮氣或者空氣氛圍的狀態下進行加熱工序。並且，加熱工序在未供應甲酸蒸汽的狀態下進行，因此即使不將第四腔室與第五腔室的內部與其他腔室隔離也能夠進行加熱工序。如果在第五腔室完成加熱工序，則基板W1被旋轉台800移送至第六腔室。
步驟S6是對移送至第六腔室的基板W1進行冷卻的步驟。在第六腔室可以配備有冷卻裝置（未圖示）。在完成冷卻工序之後，基板W1被旋轉台800移送至第一腔室。
步驟S7是將移送至第一腔室的基板W1卸載（unloading）至前端模組2的步驟。在第一腔室中，可以構成為在卸載基板W1之前追加進行冷卻步驟之後進行卸載。如果冷卻過程結束，則可以使第一腔室的門113向上移動而使開口部114開放，然後利用移送機械手900而卸載基板W1，從而完成對一個基板的處理。
如上所述，根據本發明，即使不使用甲酸也可以去除存在於基板或者焊料凸塊的氧化膜，因此不需要處理甲酸所需的設備，因此可以減少用於構成裝置的成本。並且，由於不使用甲酸，因此無需用隔板隔離多個腔室，因此裝置內部的結構簡單。
＜第二實施例＞
參照第15圖，根據本發明的第二實施例的基板的連續處理裝置包括第一至第六腔室。
第一腔室是裝載及卸載腔室100-1，第六腔室是冷卻腔室600-1，並且是與第一實施例的第一腔室以及第六腔室分別相同的構成。並且，在各個腔室之間用於移送基板的移送部由旋轉台800-1形成，而與第一實施例相同，因此以下省略詳細說明。
第二實施例為了利用等離子去除基板上存在的氧化膜，而配備有作為第二腔室的第一等離子腔室200-1與作為第四腔室的第二等離子腔室400-1。
一個基板經過第一等離子腔室200-1與第二等離子腔室400-1而經歷兩次等離子處理，因此會提高去除焊料球表面存在的氧化膜的效率。
在第一等離子腔室200-1與第二等離子腔室400-1之間可以配備有作為第三腔室的用於將基板加熱至預設溫度的第一加熱腔室300-1。
在第二等離子腔室400-1經過等離子處理的基板被移送至第五腔室(第二加熱腔室500-1)而按照預設的溫度進行加熱處理。
參照第16圖說明如上所述地構成的根據第二實施例的基板處理方法。
步驟S11是基板被裝載至裝載及卸載腔室100-1的步驟。裝載至裝載及卸載腔室100-1的基板被移送部移送至第一等離子腔室200-1。
步驟S12是在第一等離子腔室200-1對基板進行一次等離子處理而去除存在於焊料表面的氧化膜的步驟。
步驟S13是在第一加熱腔室300-1按照預設溫度對基板進行一次加熱處理的步驟。
步驟S14是在第二等離子腔室400-1對基板進行二次等離子處理而去除殘留於焊料表面的氧化膜的步驟。如果在步驟S13中對基板進行加熱處理，則焊料內部存在的氧氣洩漏到外部，而可能會在焊料表面形成氧化膜。因此，如果在步驟S14中進行二次等離子處理，則甚至可以去除殘存於焊料表面的氧化膜。
步驟S15是在第二加熱腔室500-1按照預設溫度對基板進行二次加熱處理的步驟。在進行二次加熱處理時，按照與一次加熱處理時相同的溫度進行加熱處理，或者可以用高於一次加熱處理時的溫度進行加熱處理。
步驟S16是冷卻基板的步驟，步驟S17是卸載基板的步驟，通過與在第一實施例中說明的內容相同的過程而進行處理。
如上所述，在第二實施例中對基板進行等離子處理兩次，因此可以提高去除殘存於焊料表面的氧化膜的效率。
在第二實施例中對與第一實施例重複的構成以及動作沒有進行詳細說明，但在第二實施例中也可以相同地適用。
＜第三實施例＞
參照第17圖，根據本發明的第三實施例的基板的連續處理裝置包括第一至第六腔室。
第一腔室與第二腔室相當於用於利用等離子而去除基板上存在的氧化膜的第一等離子腔室100-2與第二等離子腔室200-2。
第三至第六腔室係為多個工藝腔室300-2、400-2、500-2、600-2，其是在各個腔室對基板進行加熱以及冷卻的工藝腔室。
即，經過等離子處理的一個基板被投入到第三至第六腔室中任意一個，在配備於該腔室內部的加熱部（未圖示）被加熱處理而進行回流焊工序，在加熱部加熱之後在冷卻部（未圖示）被冷卻處理，從而完成基板處理。
加熱部位於放置基板的基座的上方，冷卻部可以配備於基座內部。
在第一至第六腔室之間的中央部配備有用於在各個腔室之間移送基板的移送部800-2。
參照第18圖說明如上所述地構成的根據第三實施例的基板處理方法。
步驟S21是，第一基板被移送部800-2從緩衝部2c被裝載於第一等離子腔室100-2，第二基板被裝載於第二等離子腔室200-2，並分別進行等離子而處理去除存在於基板表面的氧化膜的步驟。
在第一等離子腔室100-2與第二等離子腔室200-2開始基板處理的時間有可能不同，但是可以同時（重疊性地）進行等離子處理。
步驟S22是選擇對於在第一等離子腔室100-2經過等離子處理的第一基板或者在第二等離子腔室200-2經過等離子處理的第二基板進行作為下一個工序的加熱及冷卻的工藝腔室的步驟。
在經過等離子處理後，在多個工藝腔室300-2、400-2、500-2、600-2中存在完成基板處理的腔室以及還未完成的腔室。
控制部選擇多個工藝腔室300-2、400-2、500-2、600-2中的未完成基板處理的工藝腔室，並將第一基板或者第二基板移送至該選擇的工藝腔室。
步驟S23是在選擇的工藝腔室利用加熱部將基板加熱至預設溫度的步驟。
步驟S24是在步驟S23中對基板進行加熱處理後在該工藝腔室內利用冷卻部對基板進行冷卻的步驟。
步驟S25是移送部800-2將在步驟S24進行冷卻的基板卸載至緩衝部2c的步驟。
如上所述，具備兩個等離子腔室(第一等離子腔室100-2及第二等離子腔室200-2)，並對兩個基板在各個等離子腔室進行等離子處理，並在多個工藝腔室300-2、400-2、500-2、600-2中的任意一個工藝腔室進行加熱及冷卻，因此可以縮短基板處理所需的時間並提高產率。
如上所述，對本發明的較佳實施例進行了詳細說明，但本發明並不限定於實施例，只要不脫離申請專利範圍與發明的詳細說明以及圖式的範圍，可以進行各種變形，並且這些均屬於本發明。
1‧‧‧連續處理裝置
100、100-1‧‧‧裝載及卸載腔室
100-2‧‧‧第一等離子腔室
100a、200a、400a、500a‧‧‧上部腔室
100b、200b‧‧‧下部腔室
110‧‧‧門驅動部
113‧‧‧門
114‧‧‧開口部
115、215‧‧‧板部
140、240、440、540‧‧‧基座
141、241‧‧‧孔
150、250‧‧‧基座升降驅動部
151、251‧‧‧基座支撐部
152、252‧‧‧基座升降氣缸
160、260、460、560‧‧‧基板升降驅動部
161、261、461、561‧‧‧升降銷
162、262、462、562‧‧‧基板升降氣缸
2‧‧‧前端模組
200、200-1‧‧‧第一等離子腔室
200-2、400-1‧‧‧第二等離子腔室
210‧‧‧等離子發生部
2a‧‧‧基板裝載部
2b‧‧‧基板移送部
2c‧‧‧緩衝部
300‧‧‧第一冷卻腔室
300-1、400‧‧‧第一加熱腔室
300-2、400-2、500-2、600-2‧‧‧工藝腔室
420‧‧‧蓋部
425‧‧‧蓋部下部殼體
470、570‧‧‧下部加熱器
480、580‧‧‧上部加熱器
500、500-1‧‧‧第二加熱腔室
600、600-1‧‧‧冷卻腔室
700‧‧‧主體
700a‧‧‧上部主體
700b‧‧‧下部主體
700c‧‧‧基板移送空間
800、800-1‧‧‧旋轉台
800-2‧‧‧移送部
810‧‧‧驅動部
811‧‧‧旋轉軸
820‧‧‧臂
830‧‧‧基板支撐部
831‧‧‧第一基板支撐托
832‧‧‧第二基板支撐托
900‧‧‧移送機械手
S1至S7、S11至S17、S21至S25‧‧‧步驟
第1圖是示意性地示出根據本發明的第一實施例的基板的連續處理裝置的構成的平面圖。 第2圖是示出旋轉台從第1圖的狀態旋轉而位於腔室之間的狀態的平面圖。 第3圖是第1圖的A-A剖面圖。 第4圖是示出基板裝載到裝載及卸載腔室的載入鎖部的步驟的圖。 第5圖是示出基板被轉移到升降銷的步驟的圖。 第6圖是示出基板放置於基座上而對載入鎖部施加真空的步驟的圖。 第7圖是示出基板與基座下降至第一腔室的下方的步驟的圖。 第8圖是示出基板被轉移到旋轉台的步驟的圖。 第9圖是示出旋轉台旋轉而使基板被移送至等離子腔室的步驟的圖。 第10圖是示出等離子腔室的內部空間被隔離，且基板裝載到裝載及卸載腔室的載入鎖部的步驟的圖。 第11圖是示出基板分別從裝載及卸載腔室與等離子腔室內被轉移到旋轉台的步驟的圖。 第12圖是第1圖的B-B剖面圖。 第13圖是示出用於將第四腔室的內部空間隔離的結構的圖。 第14圖是示出根據本發明的第一實施例的基板處理方法的流程圖。 第15圖是示意性地示出根據本發明的第二實施例的基板的連續處理裝置的構成的平面圖。 第16圖是示出根據第15圖所示的基板處理裝置的基板處理方法的流程圖。 第17圖是示意性地示出根據本發明的第三實施例的基板的連續處理裝置的構成的平面圖。 第18圖是示出根據第17圖所示的基板處理裝置的基板處理方法的流程圖。

Claims (36)

  1. 一種基板的連續處理裝置，其包括： 第一等離子腔室（200），用於利用等離子去除存在於基板的氧化膜； 加熱腔室，將在該第一等離子腔室（200）經過等離子處理的基板加熱至預設的溫度； 冷卻腔室（600），對從該加熱腔室移送的基板進行冷卻，並將冷卻的該基板移送至裝載及卸載腔室（100）；以及 移送部，用於在該腔室之間移送該基板。
  2. 一種基板的連續處理裝置，其包括： 第一等離子腔室（200-1），用於利用等離子去除存在於基板的氧化膜； 第二等離子腔室（400-1），用於對在該第一等離子腔室（200-1）經過一次等離子處理的基板進行二次等離子處理，從而去除存在於基板的氧化膜； 加熱腔室，將經過該一次等離子處理以及該二次等離子處理的基板加熱至預設的溫度； 冷卻腔室（600-1），對從該加熱腔室移送的基板進行冷卻； 移送部，用於在該腔室之間移送該基板。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之基板的連續處理裝置，其中 該第一等離子腔室（200、200-1）包括： 等離子上部腔室，在內部配備有產生等離子的等離子發生部（210）； 基板移送空間（700c），形成於該等離子上部腔室的下方，用於在該腔室之間移送該基板， 在進行利用等離子的基板處理的期間，該等離子上部腔室的內部空間相對於該基板移送空間（700c）被隔離。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之基板的連續處理裝置，其中在該第一等離子腔室（200、200-1）配備有放置該基板的基座（240）以及驅動該基座（240）使其能夠上下移動的基座升降驅動部（250），利用等離子的基板處理在如下狀態下進行：在該基座（240）借助該基座升降驅動部（250）向上移動而緊貼於成為該等離子上部腔室的內部空間與該基板移送空間的邊界的板部（215）的狀態。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之基板的連續處理裝置，其中更包括：基板升降驅動部（260），具備上下貫穿該基座（240）的多個升降銷（261）以及將該升降銷（261）上下移動地驅動的基板升降氣缸（262），從而支撐該基板能夠升降。
  6. 如申請專利範圍第3項所述之基板的連續處理裝置，其中將該等離子上部腔室的內部空間相對於該基板移送空間而隔離，使在該加熱腔室與冷卻腔室（600、600-1）執行工序的內部空間彼此連通。
  7. 如申請專利範圍第1或2項所述之基板的連續處理裝置，其中在該第一等離子腔室（200、200-1）、加熱腔室以及冷卻腔室（600、600-1）執行工序的內部空間彼此連通。
  8. 如申請專利範圍第1或2項所述之基板的連續處理裝置，其中該腔室以及它們之間的連通的空間是惰性氣體氛圍。
  9. 如申請專利範圍第1或2項所述之基板的連續處理裝置，其中該加熱腔室中包括：配備於該基板的上部的上部加熱器及配備於該基板的下部的下部加熱器。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之基板的連續處理裝置，其中該加熱腔室包括：第一加熱腔室（400），用於將該基板以預設的溫度曲線加熱；第二加熱腔室（500），用於將在該第一加熱腔室（400）經過加熱的基板以高於該第一加熱腔室（400）的溫度曲線加熱。
  11. 如申請專利範圍第2項所述之基板的連續處理裝置，其中在該第一等離子腔室（200-1）與第二等離子腔室（400-1）之間配備有加熱腔室，在該加熱腔室中，以與該加熱腔室相同的溫度加熱，或者以高於該加熱腔室的溫度曲線進行加熱。
  12. 如申請專利範圍第1或2項所述之基板的連續處理裝置，其中該腔室沿著圓周方向以預定的間隔配備，該移送部由借助驅動部（810）旋轉的旋轉台（800、800-1）構成，以在該腔室之間移送該基板。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之基板的連續處理裝置，其中該旋轉台（800、800-1）包括：多個臂（820），以該驅動部（810）的旋轉軸（811）為中心輻射狀地連接且其數量與該腔室相同，在該臂（820）配備有用於支撐該基板的兩端的基板支撐部（830）。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之基板的連續處理裝置，其中在該腔室進行基板的處理的期間內，該多個臂（820）位於該腔室之間的區域。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之基板的連續處理裝置，其中該基板支撐部（830）由第一基板支撐托（831）與第二基板支撐托（832）構成，該第一基板支撐托（831）與第二基板支撐托（832）在該臂（820）的兩側部底面形成為彼此相向的折曲的形狀且在其上表面放置並支撐該基板。
  16. 如申請專利範圍第1項所述之基板的連續處理裝置，其中配備有用於冷卻從該第一等離子腔室（200）移送的基板的第一冷卻腔室（300），在該第一冷卻腔室（300）冷卻的基板被移送至該加熱腔室而被加熱。
  17. 如申請專利範圍第2項所述之基板的連續處理裝置，其中在該第一等離子腔室（200-1）與第二等離子腔室（400-1）之間配備有用於加熱基板的加熱腔室。
  18. 如申請專利範圍第1項所述之基板的連續處理裝置，其中配備有進行該基板的裝載以及卸載的裝載及卸載腔室（100），裝載於該裝載及卸載腔室（100）的基板被移送至該第一等離子腔室（200），在該冷卻腔室（600）進行冷卻的基板在該裝載及卸載腔室（100）冷卻後被卸載。
  19. 如申請專利範圍第2項所述之基板的連續處理裝置，其中配備有進行該基板的裝載以及卸載的裝載及卸載腔室（100-1），裝載於該裝載及卸載腔室（100-1）的基板被移送至該第一等離子腔室（200-1），在該冷卻腔室（600-1）進行冷卻的基板在該裝載及卸載腔室（100-1）冷卻後被卸載。
  20. 一種基板的連續處理裝置，其包括： 第一等離子腔室（100-2），用於利用等離子去除存在於第一基板的氧化膜； 第二等離子腔室（200-2），用於利用等離子去除存在於第二基板的氧化膜； 多個工藝腔室（300-2、400-2、500-2、600-2），用於對在該第一等離子腔室（100-2）經過等離子處理的第一基板以及在第二等離子腔室（200-2）經過等離子處理的第二基板進行加熱以及冷卻； 移送部（800-2），用於使該第一基板與該第二基板在該第一等離子腔室（100-2）、第二等離子腔室（200-2）以及多個工藝腔室（300-2、400-2、500-2、600-2）之間移送。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之基板的連續處理裝置，其中該多個工藝腔室（300-2、400-2、500-2、600-2）分別對在該第一等離子腔室（100-2）或者第二等離子腔室（200-2）經過等離子處理的基板進行加熱後進行冷卻。
  22. 如申請專利範圍第21項所述之基板的連續處理裝置，其中在各個該多個工藝腔室（300-2、400-2、500-2、600-2）中，在該基板的上部配備有用於加熱基板的加熱部，在該基板的下部配備有用於冷卻該基板的冷卻部。
  23. 如申請專利範圍第20項所述之基板的連續處理裝置，其中在該第一等離子腔室（100-2）或者第二等離子腔室（200-2）經過等離子處理的基板被投入到該多個工藝腔室（300-2、400-2、500-2、600-2）中的當前不進行基板處理的腔室而進行加熱以及冷卻。
  24. 一種基板的連續處理方法，其包括： 等離子處理步驟，在等離子腔室利用等離子而去除基板的氧化膜； 基板加熱步驟，將在該等離子腔室經過等離子處理的基板移送至加熱腔室或者工藝腔室（300-2、400-2、500-2、600-2）而對基板進行加熱。
  25. 如申請專利範圍第24項所述之基板的連續處理方法，其中更包括： 基板被裝載到裝載及卸載腔室（100、100-1）的步驟； 將基板從該加熱腔室移送至冷卻腔室（600、600-1）而冷卻基板的步驟； 將基板從該冷卻腔室（600、600-1）移送至該裝載及卸載腔室（100、100-1）之後卸載基板的步驟， 該等離子處理步驟中，從該裝載及卸載腔室（100、100-1）向該等離子腔室移送基板，在該等離子腔室利用等離子而去除基板的氧化膜的； 該基板加熱步驟中，將在該等離子腔室經過等離子處理的基板移送至加熱腔室而加熱基板。
  26. 如申請專利範圍第25項所述之基板的連續處理方法，其中該基板加熱步驟中，在將該加熱腔室形成為不包含甲酸蒸汽的氮氣氛圍的狀態下，對該基板進行加熱。
  27. 如申請專利範圍第25項所述之基板的連續處理方法，其中在該等離子腔室、加熱腔室以及冷卻腔室（600、600-1）彼此連通的狀態下，進行基板處理。
  28. 如申請專利範圍第25項所述之基板的連續處理方法，其中該等離子處理步驟中，在將該等離子腔室的內部空間隔離的狀態下，進行該基板的處理，該基板加熱步驟以及冷卻基板的步驟中，在加熱腔室以及冷卻腔室（600、600-1）彼此連通的狀態下，對基板進行處理。
  29. 如申請專利範圍第28項所述之基板的連續處理方法，其中該等離子處理步驟中，在將該等離子腔室的內部空間形成為真空狀態之後，進行等離子處理。
  30. 如申請專利範圍第25項所述之基板的連續處理方法，其中更包括： 將在該等離子腔室經過等離子處理的基板移送至冷卻腔室而進行冷卻的步驟； 將在該冷卻腔室冷卻的基板移送至該加熱腔室而執行該基板加熱步驟。
  31. 如申請專利範圍第24項所述之基板的連續處理方法，其中該等離子腔室由第一等離子腔室（200-1）與第二等離子腔室（400-1）構成，該等離子處理步驟構成為，對於一個基板在該第一等離子腔室（200-1）進行一次等離子處理後，在該第二等離子腔室（400-1）進行二次等離子處理。
  32. 如申請專利範圍第31項所述之基板的連續處理方法，其中該基板加熱步驟由第一基板加熱步驟與第二基板加熱步驟構成，在進行該一次等離子處理後進行該第一基板加熱步驟，在該第一基板加熱步驟之後進行該二次等離子處理，在該二次等離子處理之後進行該第二基板加熱步驟。
  33. 如申請專利範圍第32項所述之基板的連續處理方法，其中該第二基板加熱步驟中的基板的加熱溫度高於該第一基板加熱步驟中的基板的加熱溫度。
  34. 如申請專利範圍第24項所述之基板的連續處理方法，其中該等離子腔室分別由對彼此不同的基板進行等離子處理的第一等離子腔室（100-2）與第二等離子腔室（200-2）構成，在該第一等離子腔室（100-2）與第二等離子腔室（200-2）中，同時對彼此不同的基板進行等離子處理。
  35. 如申請專利範圍第34項所述之基板的連續處理方法，其中在該工藝腔室（300-2、400-2、500-2、600-2）中，對該基板進行加熱之後進行冷卻的處理在一個腔室的內部進行。
  36. 如申請專利範圍第34項所述之基板的連續處理方法，其中該工藝腔室（300-2、400-2、500-2、600-2）形成多個，在該第一等離子腔室（100-2）或者第二等離子腔室（200-2）經過等離子處理的基板被投入到該多個工藝腔室（300-2、400-2、500-2、600-2）中的當前不進行基板的處理的腔室而進行基板處理。
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