特開 2022-23784 材料処理装置及びその操作方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022023784

(43)【公開日】2022-02-08

(54)【発明の名称】材料処理装置及びその操作方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/02 20060101AFI20220201BHJP

   B01J 3/00 20060101ALI20220201BHJP

   H01L 21/52 20060101ALI20220201BHJP

【ＦＩ】

H01L21/02 D

B01J3/00 M

H01L21/52 F

【審査請求】有

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021083822

(22)【出願日】2021-05-18

(31)【優先権主張番号】63/056,725

(32)【優先日】2020-07-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】109130119

(32)【優先日】2020-09-03

(33)【優先権主張国・地域又は機関】TW

(71)【出願人】

【識別番号】521213819

【氏名又は名称】劉 劭▲祺▼

(74)【代理人】

【識別番号】110000729

【氏名又は名称】特許業務法人 ユニアス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】劉 劭▲祺▼

【テーマコード（参考）】

5F047

【Ｆターム（参考）】

5F047FA51

5F047FA61

5F047FA81

5F047FA82

(57)【要約】      （修正有）

【課題】電子製品の信頼性と歩留まりを向上することのできる、材料処理装置及びその操作方法を提供する。
【解決手段】材料処理装置１００は、内部空間Ｓを有する処理チャンバ１１０と、外部圧力源１２０と、真空発生器１３０と、温度調節器１４０と、コントローラ１５０とを含む。外部圧力源は、前記内部空間の正圧動作のため前記処理チャンバと接続される。真空発生器は、前記内部空間の負圧動作のため前記処理チャンバと接続される。温度調節器は、内部空間内の温度を調節するため処理チャンバ内に配置される。コントローラは、処理チャンバ内の圧力を常圧から第１の所定圧へ上げるため外部圧力源を制御するよう構成され、圧力が第１の所定圧へ上昇した後、処理チャンバ内の圧力を常圧よりも低い第２の所定圧へ下げるため真空発生器を制御する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

材料処理装置であって、
内部空間を有する、処理チャンバと、
前記内部空間の正圧動作のため前記処理チャンバと接続された、外部圧力源と、
前記内部空間の負圧動作のため前記処理チャンバと接続された、真空発生器と、
前記処理チャンバ内に配置されて、前記内部空間の温度を調節するよう構成された、温度調節器と、
前記処理チャンバ内の圧力を常圧から第１の所定圧へ上げるため前記外部圧力源を制御するよう構成され、前記処理チャンバ内の前記圧力が前記第１の所定圧へ上昇した後、前記処理チャンバ内の前記圧力を、前記常圧よりも低い第２の所定圧へ下げるため前記真空発生器を制御するよう構成された、コントローラと
を含む、
材料処理装置。

【請求項2】

前記処理チャンバの外側に配置されて、前記処理チャンバへ連接された、少なくとも１つのモータを更に含む、
請求項１に記載の材料処理装置。

【請求項3】

前記少なくとも１つのモータが大気環境に位置する、
請求項２に記載の材料処理装置。

【請求項4】

前記少なくとも１つのモータが複数のモータであり、前記複数のモータのうちの１つが前記処理チャンバ内へ部分的に延伸した、
請求項２に記載の材料処理装置。

【請求項5】

前記処理チャンバ内に配置されて、前記温度調節器と前記複数のモータのうちの１つとを接続する、ターボファンを更に含む、
請求項４に記載の材料処理装置。

【請求項6】

前記少なくとも１つのモータが単一のモータであり、前記単一のモータが前記処理チャンバから距離を有する、
請求項２に記載の材料処理装置。

【請求項7】

前記処理チャンバと前記真空発生器との間に配置され、前記処理チャンバから排出されたガスを冷却するよう構成された、冷却器を更に含む、
請求項１に記載の材料処理装置。

【請求項8】

電子製品が冷却される前に、前記コントローラが前記処理チャンバ内の前記圧力を前記第２の所定圧へ下げるよう構成された、
請求項１に記載の材料処理装置。

【請求項9】

電子製品が冷却された後に、前記コントローラが前記処理チャンバ内の前記圧力を前記第２の所定圧へ下げるよう構成された、
請求項１に記載の材料処理装置。

【請求項10】

材料処理装置の操作方法であって、
請求項１～９のいずれか１項に記載の材料処理装置を提供することと、
電子製品を前記処理チャンバ内へ配置することと、
前記処理チャンバ内の前記圧力を前記常圧から前記第１の所定圧へ上げるため前記コントローラを操作することと、
前記処理チャンバ内の前記圧力が前記第１の所定圧へ上昇した後、前記処理チャンバ内の前記圧力を前記第２の所定圧へ下げるため前記コントローラを操作することと
を含む、
材料処理装置の操作方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は処理装置及び操作方法に関するものであり、特に材料処理装置及びその操作方法に関する。

【背景技術】

【0002】

一般的に、電子製品の製造の間、通常、処理すべき材料に多数の気泡が生成し、これら気泡は電子製品の信頼性と歩留まりを低下させる。従来、気泡を取り除くために、負圧動作（真空引き）が度々用いられる。しかし、上記方法は材料の温度均一性を低下させ、測定温度と実際の材料の全体的な温度との間の誤差を引き起こしやすい。結果として、関連パラメータ間の正確な切り替えが実行できず、制御が不正確となる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

本発明は、電子製品の信頼性と歩留まりを向上することのできる、材料処理装置及びその操作方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本発明の材料処理装置は、処理チャンバと、外部圧力源と、真空発生器と、温度調節器と、コントローラとを含む。処理チャンバは内部空間を有する。外部圧力源は、内部空間の正圧動作のため処理チャンバと接続される。真空発生器は、内部空間の負圧動作のため処理チャンバと接続される。温度調節器は、処理チャンバ内に配置され、内部空間内の温度を調節するよう構成される。コントローラは、処理チャンバ内の圧力を常圧から第１の所定圧へと上げるため外部圧力源を制御するよう構成され、処理チャンバ内の圧力が第１の所定圧へ上昇した後、処理チャンバ内の圧力を常圧よりも低い第２の所定圧へと下げるため真空発生器を制御するよう構成される。

【0005】

本発明の１つの実施形態において、材料処理装置は、処理チャンバの外側に配置されて処理チャンバへ連接された、少なくとも１つのモータを更に含む。

【0006】

本発明の１つの実施形態において、少なくとも１つのモータは大気環境に位置する。

【0007】

本発明の１つの実施形態において、少なくとも１つのモータは複数のモータであり、モータのうちの１つは処理チャンバ内へ部分的に延伸している。

【0008】

本発明の１つの実施形態において、材料処理装置は、処理チャンバ内に配置されて、温度調節器と、モータのうちの１つとを接続する、ターボファンを更に含む。

【0009】

本発明の１つの実施形態において、少なくとも１つのモータは単一のモータであり、単一のモータは処理チャンバから距離を有する。

【0010】

本発明の１つの実施形態において、材料処理装置は、処理チャンバと真空発生器との間に配置され、処理チャンバから排出されたガスを冷却するよう構成された、冷却器を更に含む。

【0011】

本発明の１つの実施形態において、コントローラは、電子製品が冷却される前に、処理チャンバ内の圧力を第２の所定圧へ下げるよう制御するよう構成される。

【0012】

本発明の１つの実施形態において、コントローラは、電子製品が冷却された後に、処理チャンバ内の圧力を第２の所定圧へ下げるよう制御するよう構成される。

【0013】

本発明の材料処理装置の操作方法は以下を含んでよい。上述した材料処理装置を提供する。電子製品を処理チャンバ内に配置する。処理チャンバ内の圧力を常圧から第１の所定圧へ上げるため、コントローラを操作する。処理チャンバ内の圧力が第１の所定圧へ上昇した後、圧力を第２の所定圧へ下げるため、コントローラを操作する。

【発明の効果】

【0014】

上記に基づき、コントローラが処理チャンバ内の圧力を常圧から第１の所定圧へ上げるよう外部圧力源を制御することにより、電子製品の処理工程における材料全体から比較的均一な温度が得られ（材料の中心の温度が材料の辺縁の温度に近い）、このため測定温度と実際の材料の全体的な温度との間の誤差が低減される。更に、本発明の材料処理装置は関連パラメータ間の正確な切り替えが可能であり、制御の不正確さが低減され、電子製品の信頼性と歩留まりが向上する。加えて、外部圧力源が処理チャンバ内の圧力を第１の所定圧へ上げるためコントローラにより制御された後、コントローラが処理チャンバ内の圧力を第２の所定圧（少なくとも常圧未満）へ下げるため真空発生器を制御することにより、材料から気泡が効果的に取り除かれ、これにより電子製品の信頼性と歩留まりが更に向上する。

【0015】

上述をより理解し易くするよう、以下に図面を伴い実施形態を詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１は、本発明の１つの実施形態による材料処理装置のブロック図である。

【図2】図２は、本発明のもう１つの実施形態による材料処理装置のブロック図である。

【図3】図３は、本発明の１つの実施形態による材料処理装置の操作方法のフロー図である。

【図4A】図４Ａは、本発明のいくつかの実施形態による、温度と圧力と時間との間の関係のグラフである。

【図4B】図４Ｂは、本発明のいくつかの実施形態による、温度と圧力と時間との間の関係のグラフである。

【図4C】図４Ｃは、本発明のいくつかの実施形態による、温度と圧力と時間との間の関係のグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0017】

図１は、本発明の１つの実施形態による材料処理装置のブロック図である。ここでの材料処理装置は、例えば、フロントエンド（ＦＥＯＬ）、バックエンド（ＢＥＯＬ）、及びボールレベルでのシステムインパッケージ（ＳｉＰ）及びチップレベルでのチップオンウェハの材料処理といった、電子製品の製造のための関連処理に用いられる。電子製品は、自動車用電子製品又はセンシング電子製品を含むが、これに限定されない。以下の説明は電子製品の処理工程であると見なされてよい。

【0018】

図１を参照し、材料処理装置１００は、処理チャンバ１１０と、外部圧力源１２０と、真空発生器１３０と、温度調節器１４０と、コントローラ１５０とを含む。具体的には、処理チャンバ１１０は内部空間Ｓを有する。外部圧力源１２０は、内部空間Ｓの正圧動作のため処理チャンバ１１０と接続される。ここで、正圧動作は、内部空間Ｓ内の圧力が常圧よりも大きくなるよう、外部圧力源１２０により処理チャンバ１１０の内部空間Ｓへ高圧ガスを提供することであってよい。ただし、本発明はこれに限定されず、外部圧力源１２０は他の適切な方法で内部空間Ｓの正圧動作を実行してよい。いくつかの実施形態において、正圧動作は、内部空間Ｓの圧力を１気圧から１００気圧までの範囲内にしてよい。ただし、本発明はこれに限定されない。本発明で言及される常圧は１気圧（ａｔｍ）であることに注意されたい。

【0019】

真空発生器１３０は、内部空間Ｓの負圧動作のため処理チャンバ１１０と接続される。ここで、負圧動作は、内部空間Ｓの圧力が常圧以下へと下がるよう、真空ポンプにより処理チャンバ１１０の内部空間Ｓを真空引きすることであってよい。ただし、本発明はこれに限定されず、真空発生器１３０は他の適切な方法で内部空間Ｓの圧力に負圧動作を実行してよい。

【0020】

温度調節器１４０は、内部空間Ｓの温度を調節するため処理チャンバ１１０内に配置される。本実施形態において、温度調節器１４０は、例えば、温度調節のため対流方式で熱風循環を実行し、内部空間Ｓ内のガス温度を均一にする。ただし、本発明はこれに限定されず、温度調節器１４０は他の適切な方法で温度調節を実行してよい。

【0021】

コントローラ１５０は、外部圧力源１２０と真空発生器１３０とを制御するよう少なくとも構成される。具体的には、コントローラ１５０は、処理チャンバ１１０内の圧力を常圧から第１の所定圧へ上げるため外部圧力源１２０を制御するよう構成されてよく、処理チャンバ１１０内の圧力が第１の所定圧へ上昇した後、処理チャンバ１１０内の圧力を常圧よりも低い第２の所定圧へ下げるため真空発生器１３０を制御するよう構成されてよい。

【0022】

処理チャンバ１１０を加圧することにより、処理チャンバ１１０内の熱分子の密度が増加され、熱分子が電子製品の処理工程における材料を均一に加熱する。このため、コントローラ１５０が処理チャンバ１１０内の圧力を常圧から第１の所定圧へ増加させるよう外部圧力源１２０を制御することにより、電子製品の処理工程における材料全体で比較的均一な温度が得られ（材料の中心の温度が材料の辺縁の温度に近い）、このため測定温度と実際の材料の全体的な温度との間の誤差が低減される。更に、本実施形態の材料処理装置１００は、関連パラメータの正確な切り替えが可能であり、制御の不正確さが低減され、電子製品の信頼性と歩留まりが向上する。

【0023】

加えて、処理チャンバ１１０内の圧力を第１の所定圧へ上げるためコントローラ１５０により外部圧力源１２０を制御した後、コントローラ１５０が処理チャンバ１１０内の圧力が第２の所定圧（少なくとも常圧よりも低い）へ下げるため真空発生器１３０を制御することにより、材料から気泡を効果的に取り除くことができ、これにより電子製品の信頼性と歩留まりが更に向上する。

【0024】

コントローラ１５０は、例えば、中央処理装置（ＣＰＵ）、または他のプログラム可能な汎用又は特定用途向けマイクロプロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、プログラマブルコントローラ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、又は他の類似の処理装置、又は上記の組み合わせであってよく、内蔵メモリを含むか、外部メモリに接続されてよい。

【0025】

処理チャンバ１１０内の圧力が常圧から第１の所定圧へ上げられるときと、圧力が第２の所定圧（少なくとも常圧よりも低い）へ下げられるときの時点は、実際の設計要件により調整されてよいことに注意されたい。例えば、処理チャンバ１１０内の圧力は、処理チャンバ１１０内の圧力が処理において初めて調節されるとき、常圧から第１の所定圧へ上げられてよい。例えば、処理チャンバ１１０内の圧力は、処理チャンバ１１０内の圧力が処理においてｎ回目に調節されるとき、第２の所定圧（少なくとも常圧よりも低い）へ下げられてよく、ｎ＞１であってｎは整数である。

【0026】

いくつかの実施形態において、例えば、処理チャンバ１１０内の圧力は、処理チャンバ１１０内の圧力が処理において初めて調節されるとき、常圧から第１の所定圧へ上げられてよい。例えば、処理チャンバ１１０内の圧力は、処理チャンバ１１０内の圧力が処理において２回目に調節されるとき、第２の所定圧（少なくとも常圧よりも低い）へ下げられてよい。即ち、圧力は、常圧から第１の所定圧へ上昇した後、引き続き第２の所定圧（少なくとも常圧よりも低い）へ下げられてよい。

【0027】

いくつかの実施形態において、処理チャンバ１１０内の圧力は、処理チャンバ１１０内の圧力が処理において初めて調節されるとき、常圧から第１の所定圧へ上げられてよい。例えば、処理チャンバ１１０内の圧力は、処理チャンバ１１０内の圧力が処理において３回目以降に調節されるとき、第２の所定圧（少なくとも常圧よりも低い）へ下げられてよい。即ち、圧力は、常圧から第１の所定圧へ上昇した後、間接的に第２の所定圧（少なくとも常圧よりも低い）へ下げられてよい。

【0028】

いくつかの実施形態において、処理チャンバ１１０内の圧力は、例えば、直線的に、第１の所定圧へ上げられてよい。ただし、本発明はこれに限定されない。他の実施形態において、処理チャンバ１１０内の圧力は、例えば、多段階にて、第１の所定圧へ上げられてよい。同様に、処理チャンバ１１０内の圧力は、直線的又は多段階にて第２の所定圧へ下げられてよい。

【0029】

具体的には、本発明における、真空（Ｖ）、圧力（Ｐ）、温度（Ｐ）そして時間（ｔ）は、材料の特性により調節されてよい。本発明は、コントローラ１５０が、処理チャンバ１１０内の圧力を常圧から第１の所定圧へ上げるため外部圧力源１２０を制御するよう構成され、処理チャンバ１１０内の圧力が第１の所定圧へ上昇した後、処理チャンバ１１０内の圧力を常圧よりも低い第２の所定圧へ下げるため真空発生器１３０を制御するよう構成されることのできる全ての改変をカバーする。

【0030】

本実施形態において、材料処理装置１００は、少なくとも１つのモータを任意に含んでよい。モータ１６０は、処理チャンバ１１０の外側に配置されて、処理チャンバ１１０と連接されてよい。換言すれば、モータ１６０は内部空間Ｓ内には配置されない。このため、内部空間Ｓ内に配置されて内部空間Ｓと同一の圧力を有するモータと比較し、本実施形態のモータ１６０は内部空間Ｓ内の圧力変化による損傷が防止され、耐用年数が長くなる。いくつかの実施形態において、モータ１６０は、回転シャフト、パイプ、又は他の適切な接続部品により処理チャンバ１１０と連接されてよい。ただし、本発明はこれに限定されない。

【0031】

いくつかの実施形態において、モータ１６０は大気環境に位置してよい。即ち、モータ１６０が筐体により覆われなくてよく、空気に直接露出されてよい。ただし、本発明はこれに限定されない。他の実施形態において、モータ１６０は、外力による衝撃や損傷を防ぐため、筐体により覆われてよい。

【0032】

本実施形態において、材料処理装置１００は、ターボファン１７０を任意に含んでよく、少なくとも１つのモータ１６０は複数のモータ１６０であってよい。具体的には、モータ１６０のうちの１つが処理チャンバ１１０内に部分的に延伸しており、ターボファン１７０が処理チャンバ１１０内に配置され、温度調節器１４０と、モータ１６０のうちの１つとを接続してよい。

【0033】

図１に示されるように、モータ１６０は、モータ１６０１とモータ１６０２とを含んでよく、モータ１６０１は処理チャンバ１１０内に部分的に延伸してよい。加えて、ターボファン１７０が処理チャンバ１１０内に配置されてよく、温度調節器１４０とモータ１６０１とを接続してよい。換言すれば、ターボファン１７０は、温度調節器１４０とモータ１６０１との間に挟まれてよい。モータ１６０２は、処理チャンバ１１０内のガス濃度を調節するため処理チャンバ１１０へ連接されてよい。例えば、処理チャンバ１１０内のガス濃度が高いとき、コントローラ１５０は処理チャンバ１１０からガスを排出するためモータ１６０２を制御してよい。ただし、本発明はこれに限定されない。

【0034】

いくつかの実施形態において、モータ１６０１は駆動モータであってよく、このため内部空間Ｓ内の均一なガス濃度を達成するためターボファン１７０を回転するよう駆動してよい。ただし、本発明はこれに限定されない。

【0035】

本実施形態において、材料処理装置１００は、冷却器１８０を任意に含んでよい。冷却器１８０は、処理チャンバ１１０と真空発生器１３０との間に配置されてよく、処理チャンバ１１０から排出されたガスの冷却するよう構成されてよい。加えて、冷却器１８０は、処理チャンバの外側に配置されて、内部空間Ｓと接続してよい。このため、冷却器１８０により冷却されたガスは、循環のため処理チャンバへ回流してよい。いくつかの実施形態において、冷却器１８０はプレート熱交換器であってよい。ただし、本発明はこれに限定されず、冷却器１８０は任意の適切な冷却装置であってよい。

【0036】

本実施形態において、材料処理装置１００は、ガス含有量センサ１９０を任意に含んでよい。ガス含有量センサ１９０は、処理チャンバ１１０の外側に配置されてよく、内部空間Ｓと連通してよい。具体的には、ガス含有量センサ１９０は、内部空間Ｓ内の特定のガスの含有量を感知してよい。ガス含有量センサ１９０は、流体の含有量を感知する前に、特定の流体を感知に適する状態に調節する、調節ユニット（図示せず）を含んでよい。調節ユニットは、例えば、適切な流速を有する流体を感知のため通過させるよう構成されたバルブ部材であってよい。或いは、調節ユニットは、例えば、流体を感知に適した温度に調節するため温度を上昇又は下降させるよう構成された温度調節ユニットであってよい。

【0037】

いくつかの実施形態において、ガス含有量センサ１９０は、例えば、酸素含有量分析器であってよい。ガス含有量センサ１９０の種類と構成部品、並びにガス含有量センサ１９０により感知されるガスの種類は、上記に限定されない。

【0038】

外部圧力源１２０と真空発生器１３０を制御することに加え、コントローラ１５０は、正確で迅速なパラメータ切り替え機構を達成するため、温度調節器１４０、モータ１６０、ターボファン１７０、冷却器１８０、ガス含有量センサ１９０といった部材を制御するよう選択的に構成されてもよいことに注意されたい。ただし、本発明はこれに限定されない。

【0039】

上記実施形態の符号と一部内容は、同一又は類似の符号が同一又は類似の部材を示し、同一の技術的内容の繰り返しとなる説明が省略されている以下の実施形態に適用されることに注意されたい。省略された説明を理解するため、前の実施形態の説明を参照することができ、以下の実施形態には繰り返しとなる説明は含まない。

【0040】

図２は、本発明のもう１つの実施形態による材料処理装置のブロック図である。図２を参照し、本実施形態の材料処理装置１００ａは、少なくとも１つのモータ１６０が単一のモータ１６０であり、モータ１６０が処理チャンバ１１０から距離を有する点において、図１の材料処理装置１００とは異なる。具体的には、本実施形態において、材料処理装置１００ａは、ターボファン１７０と、ターボファン１７０を駆動するモータ１６０１を排除している。加えて、モータ１６０２が冷却器１８０と接続され、これによりモータ１６０２は処理チャンバ１１０内のガスを調節し、循環のため冷却器１８０からの冷却されたガスを処理チャンバ１１０へ回流させるよう直接構成されてよい。

【0041】

本実施形態の材料処理装置１００ａを配置することにより、使用されるモータの数を削減でき、このため材料処理装置１００ａの製造コストを効果的に削減できる。ただし、本発明において、モータの数と位置は限定されず、実際の設計要件により調整されてよい。

【0042】

本発明の１つの実施形態による材料処理装置の操作方法を、以下に図を参照し説明する。図３は、本発明の１つの実施形態による材料処理装置の操作方法のフロー図である。

【0043】

図３を参照し、材料処理装置１００又は材料処理装置１００ａといった材料処理装置を提供するステップＳ１００を実行する。電子製品を処理チャンバ１１０内へ配置するステップＳ２００を実行する。処理チャンバ１１０内の圧力を常圧から第１の所定圧へ上げるようコントローラ１５０を操作するステップＳ３００を実行する。処理チャンバ１１０内の圧力が第１の所定圧へ上昇した後、圧力を第２の所定圧へ下げるためコントローラ１５０を操作するステップＳ４００を実行する。

【0044】

本実施形態において、コントローラ１５０が処理チャンバ１１０内の圧力を常圧から第１の所定圧へ上げるため外部圧力源を制御することにより、電子製品の処理工程において材料全体において比較的均一な温度が得られ（材料の中心の温度が材料の辺縁の温度に近い）、測定温度と実際の材料の全体的な温度との間の誤差が低減される。更に、本発明の材料処理装置１００又は材料処理装置１００ａは、関連パラメータを正確に切り替えることができ、制御の不正確さが低減され、電子製品の信頼性と歩留まりが向上する。加えて、処理チャンバ１１０内の圧力が第１の所定圧へ上昇した後、コントローラ１５０が処理チャンバ１１０内の圧力を第２の所定圧（少なくとも常圧よりも低い）へ下げるよう真空発生器を制御することにより、材料から気泡を効果的に取り除くことができ、これにより電子製品の信頼性と歩留まりが更に向上する。

【0045】

本発明のいくつかの実施形態の操作曲線を、以下に図を参照し説明する。図４Ａ～図４Ｃは、本発明のいくつかの実施形態による、温度と圧力と時間との関係のグラフである。

【0046】

図４Ａを参照し、図４Ａの操作曲線は、電子製品製造のためのアンダーフィル工程の材料処理を表す。材料は、例えば、キャピラリーアンダーフィル（ＣＵＦ）であり、アンダーフィル工程は、例えば、電子部品と基板との間に接着材料を充填する工程である。いくつかの実施形態において、キャピラリーアンダーフィルは、例えば、ポリマー材料、樹脂又は二酸化ケイ素添加剤である。ただし、本発明はこれに限定されない。

【0047】

図４Ｂを参照し、図４Ｂの操作曲線は、電子製品製造のための、被覆、印刷、及びポッティング工程の材料処理を表す。材料は、上述した工程に適用されるものとして当業者に既知のものであってよく、その説明はここでは省略する。

【0048】

具体的には、図４Ａ～図４Ｂに示されるように、上記工程の材料の特性に基づき、コントローラ１５０は、電子製品が冷却される前に、処理チャンバ１１０内の圧力を第２の所定圧へ下げるよう制御するよう構成されてよい。即ち、処理チャンバ１１０内の圧力が第１の所定圧へ上昇した後、コントローラ１５０は、内部空間Ｓ内の温度が維持される又は継続して上昇するよう、内部空間Ｓ内の温度を調節するため温度調節器１４０を制御してよく、内部空間Ｓ内の圧力が第１の所定圧から第２の所定圧（少なくとも常圧よりも低い）へ下がるよう、内部空間Ｓの負圧動作を実行するため真空発生器１３０を制御してよい。

【0049】

図４Ｃを参照し、図４Ｃの操作曲線は、電子製品（センサ）製造のための工程の材料処理を表す。材料は、例えば、シリカゲルである。具体的には、図４Ｃに示されるように、本工程の材料特性に基づき、コントローラ１５０は、電子製品が冷却された後、処理チャンバ１１０内の圧力を第２の所定圧へ下げるよう制御するよう構成されてよい。即ち、処理チャンバ１１０内の圧力が第１の所定圧へ上昇した後、内部空間Ｓ内の温度は冷却が行われるまでに特定の温度まで継続して上昇し得る。また、圧力は常圧より下がることなく交互に上昇及び下降し得る。電子製品が冷却された後、内部空間Ｓ内の圧力は第１の所定圧から第２の所定圧（少なくとも常圧よりも低い）へ下げられる。

【0050】

電子製品の処理工程における材料が比較的高い粘度を有する上述した接着材料であるとき、気泡と材料との間の拘束力が増加する。このため、本発明の材料処理装置が応用される。コントローラが処理チャンバ内の圧力を第１の所定圧へ上げるため外部圧力源を制御することにより、加熱中に材料の軟化点に達したとき、電子製品の処理工程における材料の流動性を向上でき、気泡に対する材料の拘束力を低減できる。処理チャンバ内の圧力が第１の所定圧へ上昇した後、コントローラが処理チャンバ内の圧力を第２の所定圧（少なくとも常圧よりも低い）へ下げるよう真空発生器を制御することにより、材料から気泡を効果的に取り除くことができ、これにより電子製品の信頼性と歩留まりが更に向上する。

【0051】

加えて、図４Ａ～図４Ｃの実施形態において、初期冷却の間、圧力は固定値に維持されてよい（減圧は行われない）。このため、初期冷却の間、熱反応による反りの発生が効果的に防止され、気泡の回復が効果的に防止され、これにより電子製品の信頼性と歩留まりを更に確実にすることができる。

【0052】

図４Ａ～図４Ｃに標記された第１の所定圧と第２の所定圧は、電子製品の処理工程における材料の材料特性に対応する温度と圧力と時間とに関係する曲線を概略的に示すのみであることに注意されたい。温度、圧力、及び時間の値は、実際の設計要件により調節されてよい。このため、図４Ａ～図４Ｃは各ノードでの温度、圧力、時間の値を明示的に示していない。加えて、第１の所定圧は圧力曲線における最初の最高点の位置であると定義されてよく、第２の所定圧は圧力曲線の圧力が初めて常圧を下回ったときの最初の最低点の位置として定義されてよい。

【0053】

温度と圧力との関係は、図４Ａ～図４Ｃの曲線により示されるものに限定されない（例えば、電子製品を加熱すると同時に処理チャンバ１１０内の圧力を常圧から第１の所定圧へ上げる）。即ち、温度調節と加圧の時点は、実際の設計要件により決定されてよい。本発明は、コントローラ１５０が処理チャンバ１１０内の圧力を常圧から第１の所定圧へ上げるよう操作されることができ、処理チャンバ１１０内の圧力が第１の所定圧へ上昇した後、コントローラ１５０が処理チャンバ内の圧力を第２の所定圧へ下げるよう操作されることができる全ての改変をカバーする。例えば、温度は、処理チャンバ１１０内の圧力が上げられる前に特定の温度へ上げられてよい、又は、処理チャンバ１１０内の圧力は、処理チャンバ内の温度が上げられる前に特定の圧力へ上げられてよい。

【0054】

まとめると、コントローラが処理チャンバ内の圧力を常圧から第１の所定圧へ上げるよう外部圧力源を制御することにより、電子製品の処理工程における材料全体から比較的均一な温度が得られ（材料の中心の温度が材料の辺縁の温度に近い）、このため測定温度と実際の材料の全体的な温度との間の誤差が低減される。更に、本発明の材料処理装置は、関連パラメータ間の正確な切り替えが可能であり、制御の不正確さが低減され、電子製品の信頼性と歩留まりが向上する。電子製品の処理工程における材料が比較的粘度の高い接着材料である場合、コントローラが処理チャンバ内の圧力を第１の所定圧へ上げるため外部圧力源を制御することにより、加熱中に材料の軟化点に達したとき、接着材料の流動性を向上できる。処理チャンバ内の圧力が第１の所定圧へ上昇した後、コントローラが処理チャンバ内の圧力を第２の所定圧（少なくとも常圧よりも低い）へ下げるよう真空発生器を制御することにより、材料から気泡を効果的に取り除くことができ、これにより電子製品の信頼性と歩留まりが更に向上する。

【0055】

本発明をその実施形態を参照し説明したが、本発明の精神から逸脱することなく改変及び変形を行うことができることは当業者にとって明らかであろう。従って、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲により定義される。

【産業上の利用可能性】

【0056】

本発明による材料処理装置及びその操作方法は、電子製品の製造に応用できる。

【符号の説明】

【0057】

１００、１００ａ：材料処理装置
１１０：処理チャンバ
１２０：外部圧力源
１３０：真空発生器
１４０：温度調節器
１５０：コントローラ
１６０、１６０１、１６０２：モータ
１７０：ターボファン
１８０：冷却器
１９０：ガス含有量センサ
Ｓ：内部空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】