压力调节装置以及具备其的基板处理装置的制作方法

1.本发明涉及压力调节装置，更具体地涉及用于控制腔室内压力的压力调节装置以及具备其的基板处理装置。


背景技术：

2.半导体(或者显示器)制造工艺作为用于在基板(例如：晶圆)上制造半导体元件的工艺，例如包括曝光、蒸镀、蚀刻、离子注入、清洗等。在此，半导体制造工艺可以包括使用高压气体对基板执行处理的工艺。
3.另一方面，在使用高压气体的工艺的情况下，为了更迅速的工艺处理，需要用于迅速地向腔室内部供应气体且若完成工艺则排出腔室内气体的系统。另外，还需要用于在腔室内部形成并保持按照每个工艺适合水平的气压的控制方法。
4.进而，可能产生在向腔室供应气体或从腔室排出气体的过程中腔室和管道发生冲击而寿命下降的问题。因此，还需要用于最小化在向腔室供应气体或从腔室排出气体的过程中施加到腔室和管道的冲击的方法。


技术实现要素：

5.因此，本发明的实施例提供用于迅速地向腔室供应气体并从腔室排出气体的压力调节装置以及具备其的基板处理装置。
6.另外，本发明的实施例提供用于在腔室内部形成并保持适合水平的气压的压力调节装置以及具备其的基板处理装置。
7.另外，本发明的实施例提供能够最小化在供应以及排出气体时施加到腔室和管道的冲击的压力调节装置以及具备其的基板处理装置。
8.本发明的解决课题不限于以上提及的，本领域技术人员可以从下面的记载明确地理解未提及的其它解决课题。
9.根据本发明的实施例的压力调节装置用于控制半导体制造设备的腔室内压力，所述压力调节装置包括：保管罐，保管要向所述腔室提供的气体；第一供应管线，从外部管线向所述保管罐供应所述气体；第二供应管线，从所述保管罐向所述腔室供应所述气体；排出管线，用于从所述腔室向排出口排出所述气体；以及控制部，对设置于所述第一供应管线、第二供应管线以及所述排出管线的阀进行控制。所述排出管线包括：第一开闭阀和第二开闭阀，彼此并联连接于所述腔室的排出端；以及第三开闭阀，与所述腔室的排出端连接。当从所述腔室排出气体时，所述控制部控制成开启所述第一开闭阀以及所述第二开闭阀，若开启所述第一开闭阀以及所述第二开闭阀后经过预定时间则开启所述第三开闭阀。
10.根据本发明的实施例，可以是，所述第一供应管线包括：第一流入口，供所述气体流入；第二流入口，以与所述第一流入口不同的管线形成而供所述气体流入；以及升压器，将通过所述第一流入口以及所述第二流入口流入的所述气体增加到预定压力以上并排出。
11.根据本发明的实施例，可以是，所述升压器在第一时间段期间使用通过所述第一
流入口流入的所述气体的压力将通过所述第二流入口流入的所述气体以高压输出，并在第二时间段期间使用通过所述第二流入口流入的所述气体的压力将通过所述第二流入口流入的所述气体以高压输出。
12.根据本发明的实施例，可以是，所述保管罐设定成以比所述腔室的内部压力高的压力保管所述气体。
13.根据本发明的实施例，可以是，所述第二供应管线包括根据所述腔室的内部压力而调节开闭量的第一流量调节阀。
14.根据本发明的实施例，可以是，所述排出管线在所述腔室的排出端和所述第一开闭阀之间还包括根据所述内部压力而调节开闭量的第二流量调节阀。
15.根据本发明的实施例，可以是，所述排出管线还包括：第一压力传感器，测定所述腔室的内部压力；以及第二压力传感器，测定所述腔室的内部压力并为了控制所述第一流量调节阀以及所述第二流量调节阀而向所述控制部提供所述腔室的内部压力。
16.根据本发明的另一实施例的压力调节装置用于控制半导体制造设备的腔室内压力，所述压力调节装置包括：供应管线，从外部管线向所述腔室供应气体；排出管线，用于从所述腔室向排出口排出所述气体；以及控制部，对设置于所述供应管线以及所述排出管线的阀进行控制。所述排出管线包括：第一开闭阀和第二开闭阀，彼此并联连接于所述腔室的排出端；以及第三开闭阀，与所述腔室的排出端连接。当从所述腔室排出气体时，所述控制部控制成开启所述第一开闭阀以及所述第二开闭阀，若开启所述第一开闭阀以及所述第二开闭阀后经过预定时间则开启所述第三开闭阀。
17.根据本发明的实施例的基板处理装置包括：腔室，提供使用高压气体对基板执行处理的空间；保管罐，保管要向所述腔室提供的气体；第一供应管线，从外部管线向所述保管罐供应所述气体；第二供应管线，从所述保管罐向所述腔室供应所述气体；排出管线，用于从所述腔室向排出口排出所述气体；以及控制部，对设置于所述第一供应管线、第二供应管线以及所述排出管线的阀进行控制。所述排出管线包括：第一开闭阀和第二开闭阀，彼此并联连接于所述腔室的排出端；以及第三开闭阀，与所述腔室的排出端连接。所述控制部控制成若完成所述腔室中的工艺则开启所述第一开闭阀以及所述第二开闭阀，若开启所述第一开闭阀以及所述第二开闭阀后经过预定时间则开启所述第三开闭阀。
18.根据本发明的实施例，构成朝向腔室的供应管线以及排出管线，能够迅速地向腔室供应气体并从腔室排出气体。
19.另外，根据本发明的实施例，通过压力传感器调节阀的开闭量，从而能够在腔室内部形成并保持适合水平的气压。
20.另外，根据本发明的实施例，在排出气体时，依次开启阀，从而能够最小化在供应以及排出气体时施加到腔室和管道的冲击。
21.本发明的效果不限于以上提及的，本领域技术人员可以从下面的记载明确地理解未提及的其它效果。
附图说明
22.图1示出基板处理设备的概要结构。
23.图2示出根据本发明的实施例的压力调节装置的结构。
24.图3示出用于在压力调节装置中向腔室供应气体的路径的例子。
25.图4以及图5示出用于在压力调节装置中向腔室供应气体的路径的例子。
26.图6以及图7示出在基板处理设备中处理基板的腔室的截面。
具体实施方式
27.以下，参照附图来详细说明本发明的实施例，以使得本发明所属技术领域中具有通常知识的人能够容易地实施。本发明可以以各种不同方式实现，不限于在此说明的实施例。
28.为了清楚地说明本发明，省略了与说明无关的部分，贯穿说明书整体对相同或类似的构成要件标注相同的附图标记。
29.另外，在多个实施例中，对具有相同结构的构成要件，使用相同的附图标记来仅说明代表性实施例，在其余的其它实施例中仅说明与代表性实施例不同的结构。
30.在说明书整体中，当表述某部分与其它部分“连接(或者结合)”时，其不仅是“直接连接(或者结合)”的情况，还包括将其它部件置于中间“间接连接(或者结合)”的情况。另外，当表述某部分“包括”某构成要件时，只要没有特别相反记载，其意指可以还包括其它构成要件而不是排除其它构成要件。
31.只要没有不同地定义，包括技术或科学术语在内在此使用的所有术语具有与本发明所属技术领域中具有通常知识的人一般所理解的含义相同的含义。在通常使用的词典中定义的术语之类的术语应解释为具有与相关技术文脉上具有的含义一致的含义，只要在本技术中没有明确定义，不会理想性或过度地解释为形式性含义。
32.图1示出基板处理设备的概要结构。根据本发明的实施例的基板处理设备可以是使用高压气体对基板w执行工艺的设备。例如，基板处理设备可以执行将预接合在基板w上的多个芯片使用高温以及高压气体接合到基板w的功能。
33.更具体地，参照图1，焊接设备包括：装载部110，安放用于收纳安放有多个芯片的基板w的容器；基板传送部120，从安放于装载部110中的容器送出基板；基板处理部130，对从基板传送部120提供的基板w进行处理；以及基板检查部140，从基板传送部120接收通过基板处理部130处理的基板w，并对焊接在被处理的基板w上的芯片进行检查。
34.装载部110作为用于向焊接设备投放基板w或送出被处理的基板w的接口，可以指称为装载埠。在装载部110安放收纳有基板w的容器。在装载部110可以提供多个安放容器的埠，埠可以沿着一定方向排列。作为收纳基板w的容器的例子，可以使用foup(front opening unified pod；前开式晶圆传送盒)。
35.基板传送部120作为在焊接设备内传送基板w的装置，可以包括夹持并传送基板w的基板传送机械手124以及提供用于移动基板传送机械手124的路径的移动导件122。移动导件122可以沿着一定方向配置。基板传送机械手124可以配置在移动导件122上，并沿着移动导件122的方向移动。
36.基板处理部130可以对从基板传送部120提供的基板w执行处理。基板处理部130可以沿着水平方向或者垂直方向提供为多个。
37.基板检查部140可以检查芯片是否在基板w上正常焊接于所设定的位置。基板检查部140可以包括用于将基板w上的芯片拍摄并执行检查的视觉单元(相机)。
38.图2示出根据本发明的实施例的压力调节装置的结构。用于对半导体制造设备的腔室1000内压力进行控制的压力调节装置包括：供应管线2000，从外部管线向腔室1000供应气体；排出管线3000，用于从腔室1000向排出口排出气体；以及控制部，对设置于供应管线2000以及所述排出管线的阀进行控制。
39.供应管线2000包括：保管罐2200，保管要向腔室1000提供的气体；第一供应管线2100，从外部管线向保管罐2200供应气体；以及第二供应管线2300，从保管罐2200向腔室1000供应气体。
40.第一供应管线2100包括：第一流入口(入口1)，供气体流入；第二流入口(入口2)，以与第一流入口(入口1)不同的管线形成而供气体流入；升压器2130，将通过第一流入口(入口1)以及第二流入口(入口2)流入的气体增加到预定压力以上并排出。
41.升压器2130可以在第一时间段期间使用通过第一流入口(入口1)流入的气体的压力将通过第二流入口(入口2)流入的气体以高压输出，并在第二时间段期间使用通过第二流入口(入口2)流入的气体的压力将通过第二流入口(入口1)流入的气体以高压输出。即，升压器可以具备2个流入口以及压缩器并构成为重复执行使用从一侧流入的气体而提高相反侧的气体的压力并输出的工作。
42.另一方面，可以是，通过第一流入口(入口1)供应的气体通过以恒定量保持气压的调节器2105以及调节开闭的电磁阀2110流动，用于测定通过第一流入口(入口1)流动的气体的压力的压力传感器2115可以设置于升压器2130的输入端之前。另外，控制通过第二流入口(入口2)供应的气体的流动与否的开闭阀2120以及测定通过第二流入口(入口2)供应的气体的气压的压力传感器2115可以设置于升压器2130的输入端之前。
43.通过升压器2130输出的气体可以经过压力传感器2135、过滤器2145、泄压阀2140以及开闭阀2150供应到保管罐2200。在此，泄压阀2140可以为了相应管道的安全而当压力为标准值以上时向其它处(外部)排出气体。
44.保管罐2200设定成以比腔室1000的内部压力高的压力保管气体。
45.第二供应管线2300包括根据腔室1000的内部压力而调节开闭量的第一流量调节阀2320。另外，在第二供应管线2300可以设置测定从保管罐2200向腔室1000排出的气体的压力的压力传感器2305、若产生标准值以上的压力则将气体向外部排出的泄压阀2306、用于从自保管罐2200向腔室1000排出的气体分离杂质的过滤器2310以及控制是否从保管罐2200向腔室1000排出气体的开闭阀2315。在第一流量调节阀2320和腔室1000之间可以设置若产生标准值以上的压力则将气体向外部排出的泄压阀2321。另一方面，可以设置用于从保管罐2200向外部排出气体的手动开闭阀3040。
46.排出管线3000包括：彼此并联连接于腔室1000的排出端的第一开闭阀3025和第二开闭阀3030；以及与腔室1000的排出端连接的第三开闭阀3035。当从腔室1000排出气体时，控制部控制成开启第一开闭阀3025以及所述第二开闭阀3030，若开启第一开闭阀3025以及第二开闭阀3030后经过预定时间则开启第三开闭阀3035。
47.根据本发明的实施例，当从腔室1000排出气体时，与一下子将全部阀开启的情况相比，通过依次开启阀，能够最小化对腔室1000和管道产生的冲击。
48.排出管线3000可以在腔室1000的排出端和第一开闭阀3025之间还包括根据腔室1000的内部压力而调节开闭量的第二流量调节阀3020。
49.排出管线3000还包括：第一压力传感器3010，测定腔室1000的内部压力；以及第二压力传感器3015，测定腔室1000的内部压力并为了控制第一流量调节阀2320以及第二流量调节阀3020而向控制部提供腔室1000的内部压力。即，第二压力传感器3015可以监测腔室1000内部的压力，若腔室1000的内部压力低于标准压力则增加第一流量调节阀2320的开启量，若腔室1000的内部压力高于标准压力则增加第二流量调节阀3020的开启量。从而，能够将腔室1000内部的压力以希望的水平恒定地管理。
50.另外，在腔室1000的排出端和第一压力传感器3010之间可以设置用于对从腔室1000排出的杂质进行过滤的过滤器3005。
51.另一方面，控制部作为控制压力调节装置的整体工作的控制器，可以由一个或其以上的处理电路构成。
52.图3示出用于在压力调节装置中向腔室供应气体的路径的例子，图4以及图5示出用于在压力调节装置中向腔室供应气体的路径的例子。
53.如图3所示，压力调节装置将气体以比腔室1000高的高压填充于保管罐2200，并检测腔室1000内部的压力来调节气体的流量，从而能够向腔室1000迅速地供应气体的同时将腔室1000内部的压力保持在希望的水平。
54.另外，如图4以及图5所示，压力调节装置当在完成腔室1000内部的工艺之后排出气体时，如图4那样开启第一开闭阀3025以及所述第二开闭阀3030，如图5那样若开启第一开闭阀3025以及第二开闭阀3030后经过预定时间则开启第三开闭阀3035。从而，当从腔室1000排出气体时，与一下子将全部阀开启的情况相比，通过依次开启阀，能够最小化对腔室1000和管道产生的冲击。
55.前面所说明的压力调节装置可以提供为下面要说明的基板处理装置的一部分。根据本发明的实施例的基板处理装置包括：腔室1000，提供使用高压气体对基板执行处理的空间；保管罐2200，保管要向腔室1000提供的气体；第一供应管线2100，从外部管线向保管罐2200供应气体；第二供应管线2300，从保管罐2200向腔室1000供应气体；排出管线3000，用于从腔室1000向排出口排出气体；以及控制部，对设置于第一供应管线2100、第二供应管线2300以及排出管线3000的阀进行控制。
56.排出管线3000包括：彼此并联连接于腔室1000的排出端的第一开闭阀3025和第二开闭阀3030；以及与腔室1000的排出端连接的第三开闭阀3035。控制部控制成若完成腔室1000中的工艺则开启第一开闭阀3025以及第二开闭阀3030，若开启第一开闭阀3025以及第二开闭阀3030后经过预定时间则开启第三开闭阀3035。
57.图6以及图7示出在基板处理设备中处理基板的腔室的截面。作为基板处理设备的例子，可以提供在基板w上将多个芯片使用高温以及高压气体一下子焊接的焊接设备。在前面所说明的腔室1000的内部可以设置如图6以及图7那样的装置。
58.可以在安放有基板w的状态下，结合上容器1302和下容器1306而形成处理空间，向处理空间内供应惰性气体(例：n2气体)，对基板w执行焊接。可以是，当投放基板w时下容器1306位于下端位置，安放完基板w之后，下容器1306通过升降驱动部1333升降。升降驱动部1333可以通过气缸实现，可以提供用于限制升降高度的阻挡器1334。阻挡器1334限制下容器1306能够升降的最大高度，从而能够将下容器1306和夹紧部件1308之间的间隔恒定地保持。
59.在下容器1306升降之后，夹紧部件1308可以通过沿着水平导轨(lm导轨)1336移动的移动体(线性执行器)1335从固定解除位置移动到结合位置。可以通过夹紧部件1308的移动夹紧上容器1302和下容器1306。
60.上板1303和上容器1302可以通过紧固部件(轴肩螺栓)1331结合。另外，在上板1303和上容器1302之间可以提供弹性体(例：弹簧)1332。在轴肩螺栓1331中，可以在上部形成凸缘部1331a，在下部形成紧固部1331c，在凸缘部和紧固部之间形成螺杆部1331b。参照图6，轴肩螺栓1331的凸缘部1331a构成为钩挂于上板1303的上面，轴肩螺栓1331的紧固部1331c紧固于上容器1302的紧固孔。在此，通过轴肩螺栓1331的螺杆部1331b，上容器1302可以设置成从上板1303隔开一定间隔的状态。通过轴肩螺栓1331确定上容器1302的位置，从而能够保持上容器1302和夹紧部件1308之间的间隔。
61.向基板w的处理空间内注入气体而气压增加，同时上容器1302和下容器1306被内部的压力推压。在此，结合在上容器1302和上板1303之间的弹性体1332的弹性力对被内部压力向上方推压的上容器1302向下方加压，从而能够防止上容器1302被急剧向上方推压。即，若所述处理空间内压力增加，则紧固部件1331与上容器1302一起升降，弹性体1332对上容器1302施加弹性力而能够提供衰减力。
62.当随着为了处理基板w而增加内部压力，内部压力超过弹性体1332的衰减力时，上容器1302被向上方推压而能够接触于夹紧部件1308。
63.另外，结合于下容器1306的升降驱动部1333对被内部压力向下方推压的下容器1306向上方加压，从而能够防止下容器1306被急剧向下方推压。当随着为了处理基板w而增加内部压力，内部压力超过升降驱动部1333的衰减力时，下容器1306被向上方推压而能够接触于夹紧部件1308。
64.另一方面，用于防止气体由于内部的压力向上容器1302和下容器1306之间流出的密封部件1337可以结合于上容器1302和下容器1306的边缘部。密封部件1337可以由具有高耐热性的特氟隆(teflon)(ptfe)材料构成。密封部件1337可以实现为与上端和下端相比中央部分向外部凸出的形态。通过密封部件1337的阻力，能够防止气体向外部流出。
65.作为处理空间内为了处理基板w而加压时各力的相关关系，可以构成为具有以基于气体的内部压力-基于升降驱动部1333的下衰减力-基于弹性体1332的上衰减力-密封部件1337的阻力的顺序大的力。另外，当处理基板w后减压时，基于升降驱动部1333的下衰减力和基于弹性体1332的上衰减力大于密封部件1337的阻力，因此能够保持上容器1302和夹紧部件1308之间的间隔、下容器1306和夹紧部件1308之间的间隔。
66.另一方面，如图6那样形成于下容器而向处理空间内部注入或排出惰性气体的气压调节部1309可以形成于下容器1306的内部。例如，气压调节部1309可以包括用于向处理空间内部注入惰性气体的注入导管和用于从处理空间排出惰性气体的排出导管。另外，在气压调节部1309的上方，作为用于向侧面引导气流的气流引导部，可以提供板。气流引导部可以防止气体直接碰撞于基板w而基板w发生损坏。另外，温度调节部1304可以插入于上容器1302而使处理空间内的温度上升或下降。
67.图7示出根据本发明的实施例的用于焊接多个芯片的装置中形成高压环境的情况的例子。如上所述，当随着为了处理基板w而注入气体且处理空间的内部压力增加，内部压力超过弹性体1332的衰减力时，上容器1302被向上方推压而能够接触于夹紧部件1308。另
外，当随着内部压力增加而内部压力超过升降驱动部1333的衰减力时，下容器1306被向下方推压而能够接触于夹紧部件1308。
68.本实施例以及本说明书中所附的附图只不过明确表示包括在本发明中的技术构思的一部分，显而易见由本领域技术人员能够在包括在本发明的说明书以及附图中的技术构思的范围内容易导出的变形例和具体实施例均包括在本发明的权利范围中。
69.因此，本发明的构思不应局限于所说明的实施例，不仅是所附的权利要求书，与其权利要求书等同或等价变形的所有构思属于本发明构思的范畴。