基板加压模块及方法及包含其的基板处理设备及方法与流程

本发明涉及一种对基板加压而管理基板的翘曲的设备及方法。

背景技术：

增加半导体元件的集成度(integrity)，并细化半导体元件的图案。为了集成精细图案(finepattern)，半导体元件包括多层(multi-layered)精细图案，并包括用于连接层之间的精细图案的触点(contact)。

该半导体集成电路一般为非常小且薄的硅片，但由各种电子零件构成，一个半导体芯片问世之前经过包括成像工序、蚀刻工序、沉积工序等各种制造工序。

因此，为了制造半导体元件，在晶片(wafer)等半导体基板上沉积各种物质，因相互不同的热膨胀率，而发生半导体基板的翘曲(warpage)现象。由此，在执行烘烤工序等热处理工序时，在翘曲上未形成均匀热传输，因此，存在于翘曲上的碰撞(bump)而导致按翘曲的区域而未很好地融化或过度融化而形成不合格现象。

技术实现要素：

本发明提供一种防止及改善基板的翘曲的设备及方法。

并且，本发明提供一种在基板上进行均匀的热传输的设备及方法。

而且，本发明提供将基板的不合格率降到最小的设备及方法。

本发明要解决的技术课题未限制于此，未言及的或其它课题通过下面记载而使本领域技术人员明确理解。

本发明提供一种由上部向基板的一部分区域施加力的基板加压模块。根据一实施例，基板加压模块包括：支撑部件，支撑基板；重量部件，放置在设置于所述支撑部件上的基板的所述一部分区域上，具有超过一定重量的重量；加压单元，由上部向所述重量部件施加力。

所述加压单元包括：突出部，提供至所述重量部件的上部，向下突出，以与所述重量部件相对；驱动部件，将所述突出部或所述支撑部件中至少一个以上下方向移动至分隔位置与加压位置之间，其中，所述分隔位置是指所述突出部及所述重量部件相互沿着上下方向分隔的位置，所述加压位置是指所述突出部的下端及所述重量部件的上面相互接触而通过所述突出部向所述重量部件的上面施加力的位置。

所述突出部被固定，所述驱动部件以按上下方向移动所述支撑部件的方式提供。

所述一部分区域为基板的边缘区域，所述重量部件提供为底面与所述一部分区域相对的环状。

所述基板加压模块还包括：适配器部件，以放置基板的状态由外部提供至所述突出部及所述支撑部件之间，所述适配器部件以将所述重量部件支撑于所述基板上面的方式提供。

所述适配器部件包括：环状的主体，内侧直径大于基板；支撑销，由所述主体向内侧方向突出，沿着所述主体的圆周方向而提供为三个以上的多个，在所述主体的内侧面的下端提供向内侧突出的阶梯，所述重量部件的外侧直径大于所述阶梯的内侧直径，小于所述主体的所述内侧面的直径，在所述支撑销放置基板，所述阶梯以所述重量部件放置在所述基板的上面的方式提供，所述支撑部件具有小于所述主体的内侧直径，且与基板的直径相同或大于基板的直径的直径，在上面形成有向下插入所述支撑销的插入凹槽。

所述突出部为多个相互组合，而沿着所述重量部件的圆周方向而构成环状。

所述突出部提供为弹簧定位销(springplunger)。

在包含与所述重量部件的上面的所述突出部相对的相对区域的区域上形成向内侧凹蚀的调节凹槽，在所述调节凹槽啮合插入有深度调节部件，所述深度调节部件包括：第一调节部件及第二调节部件，能够在所述调节凹槽相互更换，在所述第一调节部件及所述第二调节部件插入所述调节凹槽的状态下，与所述相对区域对应的对应区域的高度各不相同。

所述调节凹槽延伸至所述重量部件的内侧面，所述深度调节部件以所述对应区域的高度低于除了所述对应区域之外的区域的高度的形状提供。

并且，本发明提供处理基板的基板处理设备。根据一实施例，基板处理设备包括：外壳，在内部具有处理基板的处理空间；基板加压模块，在所述外壳内由上部向基板的一部分区域施加力，所述基板加压模块包括：支撑部件，支撑基板；重量部件，放置在设置于所述支撑部件上的基板的所述一部分区域上，并具有超过一定重量的重量；加压单元，由上部对所述重量部件施加力。

所述加压单元包括：突出部，提供至所述重量部件的上部，以与所述重量部件相对的方式向下方突出；驱动部件，将所述突出部或所述支撑部件中至少一个以上下方向移动至分隔位置与加压位置之间，所述分隔位置是指所述突出部及所述重量部件相互沿着上下方向分隔的位置，所述加压位置为所述突出部的下端及所述重量部件的上面相互接触而通过所述突出部对所述重量部件的上面施加力的位置。

所述外壳包括：下部外壳；上部外壳，提供至所述下部外壳的上部，与所述下部外壳组合而形成所述处理空间，所述突出部固定于所述上部外壳，所述驱动部件以上下方向移动所述支撑部件，所述下部外壳以侧壁环绕所述支撑部件的方式提供。

所述下部外壳与所述支撑部件结合，通过所述驱动部件而以上下方向移动，对于所述支撑部件位于所述加压位置的情况，与上部外壳一起密封处理空间。

所述一部分区域为基板的边缘区域，所述重量部件提供为底面与所述一部分区域相对的环状，所述基板加压模块还包括适配器部件，以放置基板的状态由外部提供至所述突出部及所述支撑部件的之间，所述适配器部件包括：环状的主体，内侧直径大于基板；支撑销，由所述主体向内侧方向突出，沿着所述主体的圆周方向而提供为三个以上的多个，在所述主体的内侧面的下端形成有向内侧突出的阶梯，所述重量部件的外侧直径大于所述阶梯的内侧直径，小于所述主体的所述内侧面的直径，以在所述支撑销设置基板的方式提供，所述阶梯以将所述重量部件放置在所述基板的上面的方式提供，所述支撑部件具有小于所述主体的内侧直径，并与基板的直径相同或大于基板的直径的直径，在上面形成有供所述支撑销向下侧方向插入的插入凹槽。

所述主体以与所述上部外壳的侧壁的下端及与所述下部外壳的侧壁的上端相对的方式提供，在所述加压位置上，所述主体的上面与所述上部外壳的所述侧壁的下端接触，底面与所述下部外壳的所述侧壁的上端接触，而密封所述处理空间。

并且，本发明提供一种利用上述基板加压模块而由上部向基板的一部分区域施加力的基板加压方法。根据一实施例，基板加压方法包括如下步骤：提供基板步骤，将基板提供至所述基板加压模块内；提供重量部件步骤，在所述基板上安装所述重量部件；加压步骤；之后，利用所述加压单元而由上部对所述重量部件施加力。

所述加压单元包括：突出部，提供至所述重量部件的上部，以与所述重量部件相对的方式而向下突出，在所述加压步骤中，在所述支撑部件安装所述基板，并在所述基板上安装所述重量部件的状态下，将所述支撑部件上升直至所述重量部件通过所述突出部而由上部施加力的加压位置。

所述一部分区域为基板的边缘区域，所述重量部件提供为底面与所述一部分区域相对的环状，所述基板加压模块还包括：适配器部件，以放置基板及重量部件的方式提供，所述适配器部件包括：环状的主体，内侧直径大于基板；支撑销，由所述主体向内侧方向突出，沿着所述主体的圆周方向提供三个以上的多个，在所述主体的内侧面的下端形成向内侧突出的阶梯，所述重量部件的外侧直径大于所述阶梯的内侧直径，小于所述主体的内侧面的直径，所述支撑部件具有小于所述主体的内侧直径，与基板的直径相同或大于基板的直径的直径，在上面形成向下插入所述支撑销的插入凹槽，在所述提供基板步骤中，所述支撑销上放置有基板的所述适配器部件被提供至所述支撑部件及所述突出部之间。

在所述提供重量部件步骤中，在放置基板的所述适配器部件上安装所述重量部件。

在所述加压步骤中，将所述支撑部件上升至所述加压位置，以贯通所述主体的内部。

并且，本发明提供一种利用所述基板处理设备而处理基板的基板处理方法。根据一实施例，基板处理方法包括如下步骤：基板加压步骤，利用所述基板加压模块而由上部向基板的所述一部分区域施加力；基板处理步骤，执行处理基板的工序，所述基板加压步骤包括如下步骤：提供基板步骤，将基板提供至所述基板加压模块内；提供重量部件步骤，将所述重量部件安装在所述基板上；加压步骤，之后，利用所述加压单元而由上部向所述重量部件施加力，在所述提供基板步骤中，在所述支撑销上放置有基板的所述适配器部件被提供至所述支撑部件及所述突出部的之间，在所述提供重量部件步骤中，在放置基板的适配器部件上安装所述重量部件，在所述加压步骤中，将所述支撑部件及所述下部外壳上升所述加压位置，以贯通所述主体的内部。

所述基板处理步骤在通过所述加压步骤而所述支撑部件位于所述加压位置的状态下执行。

本发明的实施例的设备及方法防止及改善基板的翘曲。

并且，本发明的实施例的设备及方法将热传输均匀地施加至基板上。

而且，本发明的实施例的设备及方法将基板的不合格率降到最小化。

附图说明

图1为显示处于本发明的一实施例的基板处理设备的分隔位置的状态的截面图；

图2为显示位于图1的基板处理设备的加压位置的状态的截面图；

图3为显示图1的支撑部件的立体图；

图4为显示图1的重量部件的立体图；

图5为显示图1的突出部及框架的立体图；

图6为显示图5的突出部的截面图；

图7为显示图1的适配器部件的立体图；

图8为显示本发明的另一实施例的重量部件的立体图；

图9为显示图8的深度调节部件的截面图；

图10为显示另一实施例的深度调节部件的立体图；

图11为显示本发明的一实施例的基板处理方法的顺序图。

附图标记说明

10：基板处理设备20：基板

21：一部分区域100：外壳

110：下部外壳120：上部外壳

200：基板加压模块210：支撑部件

211：插入凹槽220、220a：重量部件

221：销插入凹槽221a：调节凹槽

222a：深度调节部件230：加压单元

231：突出部232：驱动部件

240：适配器部件241：主体

242：支撑销

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施例进行更具体说明。本发明的实施例能够变形为各种形式，本发明的范围并非以下面的实施例进行限定。本实施例以用于向本领域的技术人员更完全说明本发明而提供。因此，在附图中的要素的形状以用于强调更明确的说明而进行了夸张。

本发明的实施例的基板处理设备10为执行处理基板的工序的设备。基板处理设备10为执行对基板的工序的各种种类的设备。例如，基板处理设备10提供作为执行成像工序、蚀刻工序、沉积工序或热处理工序的设备。

在本发明的基板处理设备10中被处理的基板20为半导体晶片(wafer)、掩膜(mask)或液晶显示屏(lcd)板。

图1为显示处于本发明的一实施例的基板处理设备10的分隔位置的状态的截面图。图2为显示处于图1的基板处理设备10的加压位置的状态的截面图。参照图1及图2，基板处理设备10包括：外壳100及基板加压模块200。

外壳100在内部具有处理基板20的处理空间。根据一实施例，外壳100包括：下部外壳110及上部外壳120。

下部外壳110的侧壁以环绕支撑部件210的方式提供。根据一实施例，下部外壳110被提供为与支撑部件210结合而通过驱动部件232与支撑部件210一起上下方向移动。此情况，对于所述支撑部件处于所述加压位置的情况，与上部外壳120一起密封处理空间。此情况，支撑部件210的上面处于比下部外壳110的侧壁的上端高的位置，以使在加压位置上，重量部件220及基板20由适配器部件240向上部分隔，以向突出部231施加力。与此不同，下部外壳110以与支撑部件210独立地以上下方向移动的方式提供。此情况，下部外壳110与支撑部件210独立地上升下降，而开闭处理空间。

上部外壳120提供至下部外壳110的上部。上部外壳120与下部外壳110组合而形成处理空间。

在上部外壳120及下部外壳110的内部在除了之后说明的基板加压模块200之外，根据在基板处理设备10执行的基板处理工序的种类，提供对处理基板时所需的各种结构。例如，对于基板处理设备10提供作为利用等离子体而处理基板20的设备的情况，在上部外壳120提供向处理空间提供气体的结构及将所述气体转换为等离子体的结构，在下部外壳110提供排出处理空间内部的气体及等离子体的结构。

基板加压模块200在外壳100内由上部向基板20的一部分区域21施加力。根据一实施例，基板加压模块200包括：支撑部件210、重量部件220、加压单元230及适配器部件240。所述一部分区域21为预防已经发生翘曲或在基板处理工序中要发生的翘曲的区域。根据一实施例，一部分区域21为基板20的边缘区域。

图3为显示图1的支撑部件210的立体图。参照图1至图3，支撑部件210支撑基板20。根据一实施例，支撑部件210具有比之后要说明的主体241的内侧直径小，且与基板20的直径相同或大于基板20的直径。因此，支撑部件210贯通主体241的内侧孔而以上下方向移动。根据一实施例，在支撑部件210的上面形成有插入凹槽211。插入凹槽211以向下插入之后要说明的支撑销242而提供。因此，防止在支撑部件210上升时，支撑部件210因支撑销242而产生干扰。

图4为显示图1的重量部件220的立体图。参照图1、图2及图4，重量部件220放置于在支撑部件210上放置的基板20的一部分区域21上。根据一实施例，基板20为圆板形状，对于基板20的一部分区域21为基板20的边缘区域的情况，重量部件220被提供为环状，以使底面与一部分区域21相对。

重量部件220具有超过一定重量的重量。所述一定重量根据需要而进行不同地提供。例如，重量部件220根据在执行基板20的状态或工序时预防的基板20的变形程度，对于在加压位置上，需要向放置在支撑部件210的基板20施加更强的力的情况，以更重的方式提供。与此不同，对于在加压位置上，需要向放置在支撑部件210的基板20施加较弱的力的情况，而更轻的方式提供。但，因处理空间的空间性限制及重量部件220本身材质的限制，在增加重量部件220的重量方面存在限制。

重量部件220的底面的面积根据需要而进行不同地提供。例如，重量部件220的底面的面积与在基板20已经发生翘曲或预防要发生翘曲的区域的面积对应而提供。根据一实施例，一般而言，基板20提供为圆板形状，翘曲主要发生在基板20的边缘区域21，由此，对于重量部件220如显示所示，提供为环状的情况，根据预防发生基板20的翘曲或推测发生翘曲的边缘区域21的宽度而改变重量部件220的内侧直径及外侧直径之间的距离。

加压单元230由上部向重量部件220施加力。根据一实施例，加压单元230包括：突出部231及驱动部件232。

图5为显示图1的突出部231及框架233的立体图。参照图1、图2及图5，突出部231提供至重量部件220的上部。突出部231以与重量部件220相对的方式而向下突出。突出部231提供为多个。因此，根据一实施例，对于基板20及重量部件220提供为环状的情况，突出部231相互组合多个，而沿着重量部件220的圆周方向构成环状。此情况，突出部231固定于在上部外壳120内固定的环状的框架233的底面。

图6为显示图5的突出部231的截面图。参照图6，突出部231提供为弹簧定位销(springplunger)。因此，在加压位置上通过弹簧231a的弹性而突出部231的下端对重量部件施加力，并能够像上部移动，由此，防止发生因向重量部件220施加过度的力，而导致重量部件220或基板20等发生破损的情况。弹簧231a根据需求而弹力以相异的方式提供。例如，弹簧231a根据在基板20的状态或执行工序时所预防的基板20的变形程度，对于在加压位置要求对放置在支撑部件210的基板20施加更强的力的情况，以具有更强的弹力的弹簧提供。与此不同，对于在加压位置上，要求对放置在支撑部件210的基板20施加较弱的力的情况，以具有较弱的弹力的弹簧提供。并且，突出部231的数量根据需求而进行不同的提供。对于需增加施加至基板20的力的情况，增加所提供的突出部231的数量。与此不同，对于减少施加至基板20的力的情况，减少所提供的突出部231的数量。

在再次参照图1及图2时，驱动部件232将突出部231或支撑部件210中的至少一个以上下方向移动至分隔位置与加压位置之间。分隔位置是指将突出部231及重量部件220沿着上下方向分隔的位置。加压位置是指突出部231的下端及重量部件220的上面相互接触而通过突出部231向重量部件的上面施加力的位置。在本说明书中，突出部231固定于一定位置，驱动部件232以按上下方向移动支撑部件210的情况为实施例进行了说明。与此不同，驱动部件232能够以移动突出部231，支撑部件210固定于一定位置的方式提供。此情况，未提供后面要说明的基板20及重量部件220提供于支撑部件210及突出部231之间的适配器部件240，且基板20直接提供于支撑部件210的上面，重量部件220直接提供于所述基板20上。与此不同，在放置有基板20及重量部件220的适配器部件240提供至突出部231及支撑部件210之间的状态下，驱动部件232将突出部231及支撑部件210在分隔位置与加压位置之间以上下方向移动。

图7为显示图1的适配器部件240的立体图。参照图1、图2及图7，适配器部件240以放置有基板20的状态而由外部提供至突出部231及支撑部件210之间。基板20以放置于适配器部件240的状态而与适配器部件240一起移动，因运送基板20的运送设备未持握集成基板20，由此，能够防止因持握而对基板20造成的损伤。因此，容易移送基板20。并且，适配器部件240用于将重量部件220支撑在基板20的上面而提供。因此，将重量部件220容易在突出部231及支撑部件210之间而处于基板20上。根据一实施例，适配器部件240包括：主体241及支撑销242。

主体241提供内侧直径大于基板20的环状。在主体241的内侧面的下端提供由向内侧方向突出的阶梯241a。阶梯241a以重量部件220放置于基板20上面的方式提供。根据一实施例，重量部件220的外侧直径大于阶梯241a的内侧直径，小于主体241的内侧面的直径。提供有供支撑重量部件220的阶梯241a，而限制重量部件220下降的高度。因此，能够防止因重量部件220过度下降而导致基板20破损的情况。并且，根据一实施例，通过重量部件220的外侧面及主体241的内侧面形成的孔相互啮合，重量部件220通过主体241的内侧面，引导(guide)处于放置在支撑销242上的基板20上的固定位置。

支撑销242在通过主体241的内侧面形成的孔支撑基板20。根据一实施例，支撑销242由主体241向内侧方向突出。支撑销242沿着主体241的圆周方向而提供为三个以上的多个。

根据一实施例，对于放置有基板20的适配器部件240提供至突出部231及支撑部件210之间的情况，主体241与上部外壳120的侧壁的下端及下部外壳110的侧壁上端相对。因此，在加压位置上，主体241以上面与上部外壳120的侧壁的下端接触，底面与下部外壳110的侧壁的上端接触，而密封处理空间的方式提供。在上部外壳120的侧壁的下端及下部外壳110的侧壁的上端提供有密封部件300。例如，密封部件300提供为分别提供至上部外壳120的侧壁的下端及下部外壳110的侧壁的上端的树脂材质的o型圈(o-ring)。

图8为显示本发明的另一实施例的重量部件220a的立体图。图9为显示图8的深度调节部件222a的截面图。参照图8及图9，与图4的情况不同，在包括与重量部件220a的上面的突出部231相对的相对区域的区域形成有向内侧凹蚀的调节凹槽221a。在调节凹槽221a啮合插入深度调节部件222a。

根据一实施例，所述对应区域的底面以在加压位置上比提供作为突出部231的弹簧定位销最大伸展状态的弹簧定位销的下端高，且比重量部件220a的上面的高度低的方式提供。深度调节部件222a能够相互更换，且在插入至调节凹槽221a的状态下，提供为与相互相对区域对应的对应区域的高度相互不同的多个。例如，深度调节部件222a包括在调节凹槽221a能够相互更换的第一调节部件2221a及第二调节部件2222a。在第一调节部件2221a及第二调节部件2222a插入于调节凹槽221a的状态下，相互不同地提供所述对应区域的高度l1、l2。因此，对于突出部231提供为弹簧定位销的情况，在加压位置上，根据深度调节部件222a的对应区域的高度，活塞的弹簧231a收缩的程度不同，由此，更换具有相互不同的对应区域的高度的深度调节部件222a，调节施加至在加压位置上的基板20的力。根据一实施例，调节凹槽221a以延伸至重量部件220a的内侧面的方式提供。并且，深度调节部件222a提供为所述对应区域的高度比除了所述对应区域之外的区域的高度低的形状。例如，对应区域提供为在深度调节部件222a的上面向下凹蚀的圆形的凹槽。

图10为显示另一实施例的深度调节部件222b的立体图。参照图10，深度调节部件222b与图9的情况不同，包括与突出部231对应的对应区域的一侧的区域提供为比另一侧的区域低的呈阶梯式的形状。与此不同，插入至调节凹槽221a的深度调节部件提供为能够调节对应区域的高度的各种形状。

下面，利用图1的基板处理设备10而说明本发明的实施例的基板处理方法。

图11为显示本发明的一实施例的基板处理方法的顺序图。参照图1、图2及图11，基板处理方法包括：基板加压步骤s10及基板处理步骤s20。

在基板加压步骤s10中，利用基板加压模块200而由上部对基板20的一部分区域21施加力。根据一实施例，基板加压步骤s10包括：提供基板步骤s11、提供重量部件步骤s12及加压步骤s13。

在提供基板步骤s11中，在基板加压模块200内提供基板。根据一实施例，在提供基板步骤s11中，在支撑销242上，放置有基板20的适配器部件240处于支撑部件210及突出部231之间。

在提供重量部件步骤s12中，将重量部件220安装在放置于支撑销242的基板20的上面。根据一实施例，在提供重量部件步骤s12中，在放置有基板20的适配器部件240上安装重量部件220。提供重量部件步骤s12在加压步骤s13之前执行，在提供基板步骤s11之前或之后执行。即，重量部件220在基板处理设备10的外部而安装在放置有基板20的适配器部件240的状态下，与适配器部件240一起而提供至基板处理设备10内，或放置有基板20的适配器部件240引入至基板处理设备10内之后，在执行加压步骤s13之前，安装在所述适配器部件240上。

在加压步骤s13中，利用加压单元230而由重量部件220的上部施加力。根据一实施例，在加压步骤s13中，将支撑部件210及下部外壳110以贯通主体241的内部的方式上升至加压位置而突出部231的下端及重量部件220的上面相互接触，通过突出部231而向重量部件220的上面施加力。根据一实施例，此情况，如上所示，下部外壳110与支撑部件210一起上升，密封处理空间。

在基板处理步骤s20中，执行处理基板20的工序。基板处理步骤s20在通过加压步骤s13而支撑部件210处于加压位置的状态下执行。例如，在基板处理步骤s20中，在支撑部件210处于加压位置的状态下，对基板20执行蚀刻工序、沉积工序或热处理工序等各种种类的工序。

如上所示，本发明的基板加压模块200、基板处理设备10、基板加压方法及基板处理方法在处理基板20期间，以由上部向安装在放置于支撑部件210的基板20上的重量部件220施加力的方式提供，即使未增加重量部件220的重量，将超过重量部件220的重量的力施加至基板20，由此，防止及改善基板的翘曲。因此，防止及改善基板20的翘曲，本发明的实施例的设备及方法能够向基板20上均匀地进行热传输，而将基板20的不合格率最小化。

综上的具体的说明用于例示本发明。并且，上述内容用于显示本发明的优选的实施形式而说明，本发明在各种其它组合、变更及环境中使用。即在本说明书中公开的发明的概念的范围、上述的公开内容与等同的范围及/或本领域的技术或知识的范围内，能够进行变更或修正。上述实施例用于说明实现本发明的技术思想的最优选的状态，能够进行本发明的具体的适用领域及用途中要求的各种变更。因此，综上发明的具体说明作为公开的实施形式而非限制本发明的意图。并且，权利要求范围也应以包含其它实施形式的情况进行解释。