JP-2026514954-A - 改良されたホールドダウンデバイスを備えた装置

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Abstract

処理チャンバ（４００）内で基板（３００）を処理するための装置（１００、１０１、１０２）であって、装置（１００、１０１、１０２）は、使用時に、基板（３００）の少なくとも一部にホールドダウン力をかけるように構成されたホールドダウンデバイス（５００、５０１、５０２）を備える。処理チャンバは、ホールドダウンデバイスのアクチュエータ部材（５２０）を受け入れるためのホールドダウン開口（２７０）を備え、これにより、使用時に、処理チャンバ（４００）の外側からホールドダウン力が直接かけられる。【選択図】図２Ａ

Inventors

クローネルト，ルネ

Assignees

ベシスウィツァランドエージー

Dates

Publication Date: 20260513
Application Date: 20240424
Priority Date: 20230424

Claims (20)

基板（３００）を処理するための装置（１００）であって、前記装置（１００、１０１、１０２）は処理チャンバ（４００）を備え、前記処理チャンバ（４００）は、第１の軸（９１０）に沿って延びると共に、前記第１の軸（９１０）に対して垂直である第２の軸（９２０）に沿って延びるチャンバ上壁（４１０）を備え、前記基板（３００）は、使用時に、第１の処理位置（８００）において処理されるように構成され、前記装置（１００、１０１、１０２）は、使用時に、前記第１の処理位置（８００）においてサポート（３２０）に対して第３の軸（９３０）に沿って前記基板（３００）の少なくとも一部にホールドダウン力をかけるように構成されたホールドダウンデバイス（５００、５０１、５０２）を更に備え、前記チャンバ上壁（４１０）は、前記ホールドダウンデバイス（５００、５０１、５０２）の少なくともアクチュエータ部材（５２０）を受け入れるためのホールドダウン開口（２７０）を備え、前記アクチュエータ部材（５２０）は、使用時に、前記処理チャンバ（４００）の外側から直接受けたホールドダウン力が前記基板（３００）の少なくとも一部にかかるように構成される、装置。
前記チャンバ上壁（４１０）の一部は、前記処理チャンバ（４００）の内部の少なくとも一部にアクセスできるように開閉可能に構成される、請求項１に記載の装置。
はんだ処理のために基板（３００）上にはんだを塗布するための処理ヘッド（１５０）を更に備える、請求項１又は２に記載の装置。
はんだ処理のために基板（３００）上にはんだを成形するための処理ヘッド（１５０）を更に備える、請求項１又は２に記載の装置。
コンポーネント（６００）に着脱可能に取り付けられ、前記コンポーネント（６００）と共に前記第１の処理位置（８００）に配置されるように構成された処理ヘッド（１５０）を更に備える、請求項１又は２に記載の装置。
前記基板（３００）の検査、コンポーネント（６００）の検査、前記サポート（３２０）の検査、以前の処理工程後の検査、及び／又は、後続する処理工程前の検査のための処理ヘッド（１５０）を更に備える、請求項１又は２に記載の装置。
前記チャンバ上壁（４１０）は、前記処理ヘッド（１５０）を受け入れるための処理開口（２５０）を備え、前記処理開口（２５０）は、前記処理ヘッド（１５０）が前記第１の処理位置（８００）に向かう及び／又は前記第１の処理位置（８００）から離れるように第３の軸（９３０）に沿って移動することを可能にするように構成されており、前記第３の軸（９３０）は、前記第１の軸（９１０）に対して垂直であり、且つ前記第２の軸（９２０）に対して垂直である、請求項１から６のいずれかに記載の装置。
前記処理開口（２５０）及び前記ホールドダウン開口（２７０）は、前記チャンバ上壁（４１０）における別々の開口である、請求項７に記載の装置。
前記ホールドダウンデバイス（５００）は、前記アクチュエータ部材（５２０）に取り付けられた１つ以上のホールドダウン突起（５４１、５４２、１５４１、１５４２）を備え、前記１つ以上のホールドダウン突起（５４１、５４２、１５４１、１５４２）は、使用時に、前記アクチュエータ部材（５２０）から受けたホールドダウン力を前記基板（３００）の少なくとも一部に直接かけるように構成される、請求項１から８のいずれかに記載の装置。
前記ホールドダウンデバイス（５００、５０１、５０２）は、前記アクチュエータ部材（５２０）にホールドダウン力をかけるように前記処理チャンバ（４００）の外側に構成されたホールドダウン駆動装置（５６０）を備える、請求項１から９のいずれかに記載の装置。
前記ホールドダウンデバイス（５００、５０１、５０２）は、前記第２の軸（９２０）に沿って前記処理チャンバ（４００）の外側に延び、前記アクチュエータ部材（５２０）にホールドダウン力をかけるように構成された第１のホールドダウン部材（５１０）を備える、請求項１から１０のいずれかに記載の装置。
前記第１のホールドダウン部材（５１０）の第１の端部は、前記処理チャンバ（４００）の外側に配置されるホールドダウン駆動装置（５６０）への取り付けのための駆動アタッチメント（５５０）を備え、前記第１のホールドダウン部材（５１０）の第２の端部は、使用時に、前記ホールドダウン駆動装置（５６０）の動作による前記第１のホールドダウン部材（５１０）の移動の少なくとも一部を前記第１の軸（９１０）周りの回転量に変換するように構成されたピボットポイント（５７０）を備え、前記第１のホールドダウン部材（５１０）の前記アクチュエータ部材（５２０）への前記取り付けは、使用時に、前記第１の軸（９１０）周りの前記回転量の少なくとも一部を前記第１の処理位置（８００）における前記基板（３００）に向かう前記第３の軸（９３０）に沿った前記アクチュエータ部材（５２０）の移動量に変換し、これにより前記アクチュエータ部材（５２０）にホールドダウン力をかけるように構成される、請求項１１に記載の装置。
前記処理チャンバ（４００）は、使用時に、１つ以上の処理環境（７００、１７００）を提供するように構成される、請求項１から１２のいずれかに記載の装置。
前記処理開口（２５０、１２５０）は、使用時に、前記１つ以上の処理環境（７００、１７００）の内外への前記ガスの流入及び／又は流出について、予め定められた及び／又は制御された流れを可能にする１つ以上のガスカーテンを提供するように構成される、請求項１３に記載の装置。
前記ホールドダウン開口（２７０）は、使用時に、前記１つ以上の処理環境（７００、１７００）の内外への前記ガスの流入及び／又は流出について、予め定められた及び／又は制御された流れを可能にする１つ以上のガスカーテンを提供するように構成される、請求項１３又は１４に記載の装置。
前記処理チャンバ（４００）は、前記第１の軸（９１０）に沿って延び、且つ前記第２の軸（９２０）に沿って延びるチャンバ下壁（４２０）を備える、請求項１から１５のいずれかに記載の装置。
前記チャンバ下壁（４２０）と前記サポート（３２０）とは、一体的に又は確実に形成され互いに力嵌合される、請求項１６に記載の装置。
前記装置（１００、１０１、１０２）は、前記基板（３００）の１つ以上の処理面の少なくとも一部の温度を上昇させるように構成された１つ以上のヒータ及び／又は１つ以上の加熱素子を備る、請求項１から１７のいずれかに記載の装置。
前記１つ以上のヒータ及び／又は１つ以上の加熱素子は、前記処理ヘッド（１５０）に取り付けられる、請求項１８に記載の装置。
前記１つ以上のヒータ及び／又は１つ以上の加熱素子は、前記処理チャンバ（４００）に収容されるか又は前記処理チャンバ（４００）に取り付けられる、請求項１８又は１９に記載の装置。

Description

本発明は、リードフレームなどの基板を処理するための装置に関する。本発明は更に、基板上にはんだを塗布するための装置に関する。更に、本発明は、基板上にはんだを分配するための装置に関する。本発明は、コンポーネントを基板に接合するための装置にも関する。背景技術から、基板を処理するための様々な装置が知られている。ＤＥ１０２０１４１１６９３９Ａ１には、少なくとも１つの基板の位置を接合ダイにアクセス可能な中央凹部を備え、中央凹部の両側に隣接して配置された更なる凹部を備えたプレートと、凹部を備えたホールドダウンプレートと、ホールドダウンウェブと、第１及び第２の空気圧駆動装置と、空気圧駆動装置の圧力チャンバへの圧縮ガスの供給のための圧力ラインとを備えたホールドダウンデバイスが開示されている。各空気圧駆動装置はシリンダ及び駆動要素を備え、これらの間に圧力チャンバが形成されている。第１の空気圧駆動装置のシリンダは更に１つの凹部上に固定され、第２の空気圧駆動装置のシリンダは更にもう１つの凹部上に固定される。ＵＳ５８７８９３９Ａには、ガイドチューブの長手方向の孔を通して案内されるワイヤ又はロッドの形態の固体はんだを、測定された液状はんだの部分と区別して製造することが記載されている。チューブの端部を含む領域は、はんだを溶かすために、はんだの融点以上に加熱される。これに対して、ガイドチューブの隣接する領域が冷却されることにより、チューブ内の位置的に安定した温度変化が維持される。これにより、狭まった出口上方に存在する溶融はんだの量を制御する。駆動機構は、固体はんだがピストンのように作用して出口から液状はんだの一部を吐出するように、はんだを段階的に進行させる。基板にはんだを塗布するための好適な装置は昇降させることができる。装置の基部は、基板上に載置可能な、出口に接続された成形金型を有し、その下側に成形キャビティが開いている。これにより、基板上の液状はんだが湿潤する面積を規定して制限する。主な用途は、軟質はんだ付けによる半導体チップ（コンポーネント）の接合である。ＣＨ７０４９９１Ａ１には、リードフレームなどの基板の表面に少なくとも１つのはんだ部分を塗布し、ピンが基板表面に接触するまでピンをはんだ部分に下げ、ピンが基板に押し付けられるようピンに所定の力をかける方法が記載されている。超音波はピンに印加され、基板表面に対して垂直又は角度をなす方向に向けて、ピン内に超音波を発生させる。ピンは、基板表面と平行に延びる所定の経路に沿って移動する。ピンは、はんだ部分からピンが切断されるまで上昇する。基板上に半導体チップ（コンポーネント）を実装する方法についても説明する。一般に、基板の信頼性、反復性、及び再現性のある処理のために、１つ以上の動作を制御された処理環境下で行うことが好ましい。従来の装置は、処理中に処理位置を封止することによりこれを提供することができる。ホールドダウンデバイス（又はダウンホルダ）は、処理工程の少なくとも一部の間、基板をサポートに対して保持するために用いることもできる。しかしながら、ホールドダウンデバイスの様々な部品が不均一に加熱され、特に装置の周囲温度よりもはるかに高い温度で処理されると、不正確さや損傷が生じる。したがってホールドダウンデバイスの一部は、通常、プロセス環境用のチャンバの上壁に一体化されている。この上壁が、例えば１つ以上の蓋又はハッチを備えることにより、オフラインアクセス用に開くことができるように設計されている場合、使用時にかかるホールドダウン力は、１つ以上の蓋を閉じるために要する力によって実質的に決定又は影響を受ける及び／又は、１つ以上の蓋の閉じる力がホールドダウン力よりも大きくなる。本発明の目的は、動作中にホールドダウン力を規制できる改良されたホールドダウンデバイスを有する基板の処理に適した装置を提供することである。この問題を解決するために、独立請求項に係る技術的装置が提供される。技術的に有利な実施形態は、従属請求項、本明細書、及び図面の主題である。一態様によれば、この問題は基板を処理するための装置を提供することにより解決される。このような装置は、例えば、チップ処理装置又は半導体ダイを処理するための装置である。一般に、このような装置は、基板を処理するのに適した処理環境を処理チャンバ内に提供し、基板は、処理環境内で処理されるように構成される。本開示の範囲において、「処理」とは、基板上又は基板を用いて行うことができるあらゆるアクションを指す。本発明の文脈において、「処理」とは、個々の処理工程、処理全体、又は、測定もしくは検査、はんだ塗布、はんだ供給、はんだ形成、はんだ予備加圧、コンポーネントの接合、コンポーネントの検査、基板の検査、接合済み半導体ウェーハの検査、ホルダの検査、前処理工程の検査、又は、後処理工程の検査などのシーケンスも含む。本発明によれば、連続する個々の処理工程、処理、又はシーケンスは、同一の処理位置、同一の装置内の異なる処理位置、異なる装置内の処理位置、又はこれらの任意の組み合わせにおいて行われる。装置の処理チャンバは、第１の軸に沿って延び、且つ第１の軸に対して垂直である第２の軸に沿って延びるチャンバ上壁を備える。基板は、使用中に第１の処理位置において処理できるように構成される。処理するための好適な基板は、一般には、少なくとも１つの処理表面を有する全ての物体である。処理するための好適な基板としては、例えばリードフレームとも呼ばれる金属基板が挙げられ、コンポーネントは、互いに前後して好ましくは隣接して構成されたチップアイランド上にはんだ付けされる。しかしながら本発明は、リードフレームに限定されず、１つ以上の基板は、好ましくは少なくとも１つの接合可能な表面を有する任意の物体である。１つ以上の基板は、１つ以上の媒体として示すこともできる。コンポーネントは、半導体ウェーハ、チップ、集積回路、又は基板など少なくとも１つの接合可能な表面を有する任意の物体である。コンポーネントは、矩形、正方形、円形など任意の形状にすることができる。装置は、使用時に、第１の処理位置において基板が保持されるマウントに対して、又は、第１の処理位置において基板が載置されるサポートに対して、第１の軸及び第２の軸に垂直な第３の軸に沿って基板の少なくとも一部にホールドダウン力をかけるホールドダウンデバイスを備える。これには、処理中に基板が好適なマウント、好ましくは処理前に基板を受けるために、処理中に基板を保持又は提供するように構成された好適なサポートに対して、強固に押し付けられるという利点がある。装置の実施形態において、マウント又はサポートは、実質的には、固定マウント又は固定サポート、あるいは、可動マウント又は可動サポートのいずれかであり、いずれの場合も、好ましくは着脱可能又は交換可能なマウント又はサポートとして設計される。好ましくは、これらのマウント又はサポートは真空に曝すことができ、好ましくはサポートはいわゆる基板チャックとして形成される。これにより、基板は滑りに対して安全になるという利点がある。デバイスの実施形態は、マウントとの接触時に基板を強固に保持する。好ましくは、処理するための装置は、基板を処理位置に搬送するように構成された、好ましくはフォーク状の媒体キャリア付きのキャリアアームの形態のマウントを備える。基板を処理するための装置の実施形態は、好ましくはコンポーネントを基板に接合することに適する。処理チャンバのチャンバ上壁は、ホールドダウンデバイスの少なくとも１つのアクチュエータ要素を受け入れるためのホールドダウン開口を備える。アクチュエータ部材は、使用時に、処理チャンバの外側から直接受けたホールドダウン力が基板（３００）の少なくとも一部にかかるように構成されており、これにより、追加的に基板は滑りに対する安全が保たれる。好ましくは、チャンバ上壁の一部は、処理チャンバの内部の少なくとも一部にアクセスできるように開くことができるように構成される。基板を処理するための装置の処理チャンバの壁にホールドダウン開口を設け、処理チャンバの外側からホールドダウンデバイスまで延びるアクチュエータ部材を設けることにより、例えば、装置内でかけられるホールドダウン力を装置内の他の機械的な力と比較して、独立して予め定めること及び／又は精密に規制することなどの技術的利点が得られる。好ましくは、これにより、アクチュエータ駆動装置などの温度に敏感な部品に対して高度な熱的分離を提供することもできる。好ましくは、チャンバ上壁の一部は、処理チャンバの内部の少なくとも一部にアクセスできるように開くことができるように構成される。チャンバ壁の少なくとも一部が、例えば、処理環境へ物理的にアクセスできるように開くことができる蓋又はハッチとして構成される場合、ホールドダウン力は、この蓋を閉じるために必要な力とは大いに独立した状態となる。チャンバ壁の開くことができる部分は、好ましくは、人間の介入なしに及び／又は自動的に開くことができるように構成される。基板により大きな力をかけることができる可能性は、高性能用途及び電動化用途に使用されるような、より大型で重い基板を所定の位置に保持することに有利である。このような大型で重い基板は、より大きな力をかけると、その結果生じる力が蓋に対して閉じる方向とは逆の方向に向かうことになるため、従来のホールドダウンデバイスでは実用的ではない。追加的に、チャンバ壁の少なくとも一部が蓋として構成されている場合、蓋は、ホールドダウンデバイスの一部を外すことなく開かれる。装置の実施形態は、グリッパと同様に機能的に構成された１つ以上の処理ヘッドを備え、１つ以上の処理ヘッドは第３の軸に沿って正方向及び負方向に移動するように構成され、処理開口は１つ以上の処理ヘッドを収容するように構成される。装置の実施形態は、はんだ処理のために基板上にはんだを塗布するための処理ヘッドを備える。これは、処理ヘッドが、はんだ処理のためにコンポーネントにはんだを塗布するためのはんだディスペンサと機能的に類似していることが利点である。装置の実施形態は、はんだ処理のために基板上にはんだを形成するための処理ヘッドを備える。装置の実施形態は、コンポーネントに着脱可能に取り付けられ、コンポーネントと共に第１の処理位置に配置されるように構成された処理ヘッドを更に備える。装置の実施形態は、基板の検査、コンポーネントの検査、マウント又はサポートの検査、以前に完了した処理工程後の検査、及び／又は、後続する処理工程前の検査を行うための処理ヘッドを更に備える。装置の実施形態において、チャンバ上壁は、処理ヘッドの１つ、いくつかの処理ヘッド、又は全ての処理ヘッドを捕捉するための処理開口を備え、処理開口は、少なくとも１つの処理ヘッドに適するように構成され、処理開口は、少なくとも１つの処理ヘッドが第１の軸に向かう及び／又は第１の処理位置から離れるように第３の軸に沿って移動することを可能にするように構成され、第３の軸は、第１の軸に対して垂直であり、且つ第２の軸に対して垂直である。装置の実施形態において、処理開口及びホールドダウン開口は、チャンバ上壁における別々の開口である。装置の実施形態の場合、ホールドダウンデバイスは、アクチュエータ要素に取り付けられた１つ以上のホールドダウン突起を備え、１つ以上のホールドダウン突起は、使用時に、アクチュエータ要素から受けるホールドダウン力を基板の少なくとも一部に直接かけるように構成される。装置の実施形態において、ホールドダウンデバイスは、アクチュエータ要素にホールドダウン力をかけるように処理チャンバの外側に構成されたホールドダウン駆動装置を備える。ホールドダウン駆動装置を処理チャンバの外側に設けることにより、ホールド