KR101847371B1 - 불활성 가스 환경을 포함하는 다이 접합 장치 - Google Patents

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시우 윙 라우
킨 익 훙
육 청 아우
윙 치우 라이
맨 레오 리
사이 유엔 고
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에이에스엠 테크놀러지 싱가포르 피티이 엘티디
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Abstract

다이 접합 장치는 제 1 불활성 가스 농도를 갖는 제 1 불활성 가스 컨테이너 및 상기 제 1 불활성 가스 컨테이너 내에 포함된 제 2 불활성 가스 농도를 갖는 제 2 불활성 가스 컨테이너를 포함한다. 상기 제 2 불활성 가스 농도는 상기 제 1 불활성 가스 농도보다 크다. 상기 다이 접합 장치는 접합을 위한 다이를 수용하기 위해 상기 제 2 불활성 가스 컨테이너 내에 위치한 접합 헤드, 및 상기 제 1 및 제 2 불활성 가스 컨테이너들로부터 분리되고 다이 접합을 위해서 기판이 위치할 수 있는 불활성 가스 환경을 갖는 제 3 불활성 가스 컨테이너를 추가로 포함한다. 상기 접합 헤드는 상기 제 3 불활성 가스 컨테이너 내에 위치한 상기 기판 상으로 상기 다이를 접합하기 위하여 상기 제 2 불활성 가스 컨테이너 내의 제 1 위치와 상기 제 3 불활성 가스 컨테이너 내의 제 2 위치 사이에서 상기 다이를 이동시키도록 작동한다.

Description

불활성 가스 환경을 포함하는 다이 접합 장치{DIE BONDING APPARATUS COMPRISING AN INERT GAS ENVIRONMENT}
본 발명은 다이 접합 장치에 관한 것으로서, 특히 다이 접합을 실행하는 불활성 가스 환경을 포함하는 다이 접합 장치에 관한 것이다.
전자 패키지를 제조할 때 집적 회로(IC)의 조립은 다이 또는 칩을 기판에 부착하는 단계를 포함한다. 접합 프로세스의 일 예는 플립-칩 접합을 위해 사용될 수 있는 열 압축 접합(TCB)이다. 열 압축 접합(TCB)은 종래의 오븐 재유동 프로세스와는 다르게, 배치 프로세스(batch process)가 아니다. 열 압축 접합(TCB) 프로세스 중에 플립 칩 다이의 접합은 적당한 시간에 하나의 다이에서 실행된다. 실리콘 웨이퍼로부터의 다이는 플립(flip)되고 다이 상의 범프들을 갖는 접합 아암으로 전달되고 아래로 향한다. 접합 아암에 의해서 지탱된 다이는 그 다음 기판의 접합 위치로 또는 다른 다이 상으로 배치된다. 작은 압축력은 다이 및 기판 사이 또는 각각의 다이 사이의 우수한 접촉을 보장하기 위하여 기판을 향하여 또는 다른 다이를 향하여 가압하도록 다이 상에 인가된다.
접합 재료 상의 불순물들은 상기 불순물들이 접합 재료 및 접합 표면들 사이의 우수한 접촉을 방해하고, 이는 결과적으로 최종 제조물의 성능 열화를 유발하기 때문에 바람직하지 않다. 다이 접합 프로세스에서 불순물들의 많은 잠재 소스들이 있다. 예를 들어, 불순물들은 접합 재료의 표면을 덮는 이물질에서 발생할 수 있고, 열 압축 접합(TCB) 프로세스 중에 고온 하에서 접합 재료의 산화로부터 발생하거나 또는 접합 프로세스 중에 발생된 부산물로부터 발생할 수 있다.
조립된 전자 패키지들의 성능 열화를 회피하기 위하여 접합 프로세스와 간섭될 수 있는 불순물들의 양을 감소시키기는 것이 유익할 수 있다.
본 발명의 목적은 조립된 전자 패키지들의 성능 열화를 회피하기 위하여 불순물들의 양을 감소시킬 수 있는 다이 접합 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른, 다이 접합 장치가 제공되며, 상기 다이 접합 장치는 제 1 불활성 가스 농도(concentration)를 갖는 제 1 불활성 가스 컨테이너; 상기 제 1 불활성 가스 컨테이너 내에 포함된 제 2 불활성 가스 농도를 갖는 제 2 불활성 가스 컨테이너로서, 상기 제 2 불활성 가스 농도는 상기 제 1 불활성 가스 농도보다 큰, 상기 제 2 불활성 가스 컨테이너; 접합을 위한 다이를 수용하기 위해 상기 제 2 불활성 가스 컨테이너 내에 위치한 접합 헤드; 및 상기 제 1 및 제 2 불활성 가스 컨테이너들로부터 분리되고 다이 접합을 위해서 기판이 위치할 수 있는 불활성 가스 환경을 갖는 제 3 불활성 가스 컨테이너를 포함한다. 상기 접합 헤드는 상기 제 2 불활성 가스 컨테이너 내의 제 1 위치와 상기 제 3 불활성 가스 컨테이너 내에 위치한 상기 기판 상으로 상기 다이를 접합하기 위하여 상기 제 3 불활성 가스 컨테이너 내의 제 2 위치 사이에서 상기 다이를 이동시키도록 작동한다.
상기 특징 및 기타 특징, 형태 및 장점들은 설명 단원, 첨부된 청구범위 및 첨부된 도면을 참조할 때 더욱 잘 이해할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 첨부된 도면을 참조하여 단지 예를 통해서 기술될 것이다.
도 1은 본 발명의 양호한 실시예에 따른 다이 접합기의 평면도.
도 2는 다이 접합을 실행하기 위한 불활성 환경 시스템의 측면도.
도 3은 처리될 기판을 수용하기 위해 이동가능한 접합 스테이지를 포함하는 불활성 환경 시스템의 일부의 사시도.
도 4는 불활성 환경 시스템에 포함된 코어 불활성 환경의 사시도.
도 5는 코어 불활성 환경에 포함된 예시적 가스 유동의 단면도.
도 6은 발생된 공기 유동을 도시하는 접합 스테이지의 사시도.
도 7은 불활성 환경 시스템에 포함된 미세 불활성 환경의 측면도.
도 8은 다이 접합기에 통합된 플럭스 배기 시스템을 도시하는 도면.
도면에서, 유사 부분은 유사 도면부호로 지정된다.
도 1은 본 발명의 양호한 실시예에 따른 다이 접합기(10)의 평면도이다. 다이 접합기(10)는 기판 전달 아암(STA;14)이 기판을 픽업하도록 작동하는 위치로 접합 기판 또는 다이 패키지를 운송하도록 구성되는 고속 전달 시스템(12)과 같은 전달 시스템을 포함한다. 기판은 기판 공급부(13)로부터 고속 전달 시스템(12)으로 공급된다. X축으로 이동가능한 기판 전달 아암(STA;14)은 기판을 운송하고 이를 적재 위치에 있는 접합 스테이지(60) 상으로 배치하도록 구성된다. X-Y 축들을 따라 이동가능한 접합 스테이지(60)는 제 1 불활성 가스 컨테이너 또는 대형 불활성 환경(40) 밑에서 이동가능하다. 대형 불활성 환경(40)은 제 2 불활성 가스 농도를 갖는 제 2 불활성 가스 컨테이너 또는 코어 불활성 환경(50)을 가진다. 제 2 불활성 가스 농도는 제 1 불활성 가스 농도보다 높은 불활성 가스의 농도를 가진다. 다시 말해서, 대형 불활성 환경(40) 내에 위치한 코어 불활성 환경(50)은 대형 불활성 환경(40)보다 낮은 산소 농도를 가진다. 접합 스테이지는 대형 불활성 환경(40) 및 코어 불활성 환경(50) 밑에 위치할 수 있다. 접합 스테이지(60)는 기판이 접합 스테이지(60) 상에 적재될 수 있는 적재 위치로부터 다이 접합이 실행되는 코어 불활성 환경(50) 밑에 있는 접합 위치로 기판을 운송하도록 구성된다. 세정 시스템(미도시)은 접합 스테이지(60)가 대형 불활성 환경(40) 밑에서 기판을 이동시키기 전에 기판을 세정하는데 사용될 수 있다.
다이 픽 아암(DPA;20)의 다이 픽 아암(DPA) 헤드(22)는 반도체 다이들 공급부(15)로부터 다이를 픽업하도록 구성된다. 다이 픽 아암(DPA;20)은 대형 불활성 환경(40) 내에 위치한 다이 운송기 또는 다이 전달 아암(DTA;30)으로 다이를 운송하도록 구성된다. 다이 전달 아암(DTA;30)은 접합 헤드(52)에 의해서 픽업될 대형 불활성 환경(40) 내의 픽업 위치로 다이를 운송하도록 구성된다. 기판 및 다이를 접합 위치로 운송하는 것은 동시에 수행될 수 있다.
도 2는 다이 접합을 실행하기 위한 불활성 환경 시스템(90)의 측면도이다. 특히, 불활성 환경 시스템(90)은 특히 예를 들어, 다이(24) 및 기판(26)의 온도가 높을 때, 접합 이전에, 접합 중에 그리고 접합 후에, 다이(24) 및 기판(26)을 불순물 및 산화로부터 보호한다. 불활성 환경 시스템(90)은 대형 불활성 환경(40), 대형 불활성 환경(40) 내의 코어 불활성 환경(50) 및 대형 불활성 환경(40) 밑에 위치한 제 3 불활성 가스 컨테이너 또는 미세 불활성 환경(80)을 포함한다. 미세 불활성 환경(80)은 대형 불활성 환경(40) 및 코어 불활성 환경(50)으로부터 분리된 불활성 가스 환경을 가진다. 미세 불활성 환경(80)은 기판(26)이 다이 접합을 위해 배치될 수 있는 접합 스테이지(60) 상에 설치된다.
대형 불활성 환경(40)은 대형 불활성 챔버(44), 및 대형 불활성 챔버(44)의 하단을 덮는 대형 불활성 챔버 베이스 플레이트(42)를 포함한다. 대형 불활성 챔버(44)는 대형 불활성 챔버(44)의 측벽 상의 DTA 개방부(32)를 추가로 포함한다. DTA 개방부(32)는 다이 픽 아암(DPA;20)이 다이(24)를 다이 전달 아암(DTA;30)으로 전달하도록 구성된다. 대형 불활성 챔버 베이스 플레이트(42)는 일반적으로 대형 불활성 챔버 베이스 플레이트(42)의 중심에 위치한 제 1 컨테이너 개방부 또는 접합 배기 윈도우(BEW) 개방부(70)를 포함한다. 코어 불활성 환경(50)은 접합 배기 윈도우(BEW) 개방부(70) 및 픽업 위치에 정렬된 제 2 컨테이너 개방부(74)를 추가로 포함하여, 접합 헤드(52)는 다이 전달 아암(DTA;30)으로부터 다이(24)를 픽업하기 위해서 대형 불활성 환경(40) 내의 픽업 위치로 이동할 수 있다. 제 2 컨테이너 개방부(74) 및 접합 배기 윈도우(BEW) 개방부(70)는 또한 접합 위치에 정렬되어서, 접합 헤드(52)는 다이(24)를 기판(26)에 접합하는 접합 위치로 이동할 수 있다. 접합 배기 윈도우(BEW) 개방부(70) 및 제 2 컨테이너 개방부(74)는 대형 불활성 환경(40), 코어 불활성 환경(50) 및 미세 불활성 환경(80)와 유체 연결된다. 대형 불활성 환경(40)은 대체로 다이(24)를 픽업 위치로 이동시키는 동안 아직 가열되지 않은 다이(24)를 보호하기 위해 낮은 산소 불활성 환경을 제공한다. 대형 불활성 환경(40)은 직접 불활성 가스 공급부를 갖지 않지만, 일반적으로 코어 불활성 환경(50) 및/또는 미세 불활성 환경(80)으로부터 넘치는 불활성 가스로 수동적으로 충전된다. 대형 불활성 환경(40)은 사전 접합 및/또는 차후 접합 검사를 실행하기 위하여 검사 광학장치를 추가로 포함할 수 있다.
코어 불활성 환경(50)은 하단에 제 2 컨테이너 개방부(74)를 갖는 코어 불활성 챔버(54)를 포함한다. 접합 헤드(52)는 코어 불활성 환경(50) 내에 위치한다. 코어 불활성 환경(50)은 일반적으로 접합 배기 윈도우(BEW) 개방부(70) 위에 위치한다. 접합 헤드(52)는 미세 불활성 환경(80) 내에 위치한 기판(26) 상으로 다이(24)를 접합하기 위하여 코어 불활성 환경(50) 내의 제 1 위치로부터 미세 불활성 환경(80) 내에 위치한 제 2 위치로 다이(24)를 이동시키도록 작동한다. 다이 전달 아암(DTA;30)은 접합 헤드(52)가 다이(24)를 픽업하기 위하여 접합 헤드(52) 밑으로 다이(24)를 운송하도록 구성된다. 접합 헤드는 다이(24)를 접합 온도로 가열하기 위하여 접합 헤드 가열기(미도시)를 포함한다. 고농도의 불활성 가스, 예를 들어, 질소는 접합 헤드(52)에 의해서 가열될 때 다이(24)를 산화로부터 보호하기 위하여 가능한 낮게 산소 농도를 유지하도록 코어 불활성 환경(50) 안으로 연속적으로 공급된다.
접합 스테이지(60)는 접합 스테이지 가열기(46), 접합 스테이지 가열기(46) 상에 위치한 접합 스테이지 받침대(66), 및 접합 스테이지(60)의 주변부를 따른 벽(62)를 포함한다. 접합 스테이지 받침대(66)는 기판(26)을 유지하도록 구성되고, 접합 스테이지 가열기(46)는 접합을 위하여 기판(26)을 가열하도록 구성된다. 미세 불활성 환경(80)은 접합 스테이지(60)가 대형 불활성 환경(40) 밑으로 이동할 때 형성된다. 미세 불활성 환경(80)은 주로 측부들 상의 벽들(62)에 의해서, 하단 상의 접합 스테이지 받침대(66)에 의해서 그리고 상단의 대형 불활성 챔버 베이스 플레이트(42)에 의해서 동봉되는 접합 스테이지(60)의 일부를 포함한다. 상기 벽들(62) 및 상기 대형 불활성 챔버 베이스 플레이트(42) 사이에는 갭이 있고, 상기 갭은 미세 불활성 환경(80)이 대형 불활성 환경(40) 밑의 주위에 자유롭게 이동할 수 있게 한다. 미세 불활성 환경(80)은 기판을 접합 스테이지 가열기(46)에 의해서 가열될 때, 예를 들어 기판(26)을 코어 불활성 환경(50) 밑의 접합 위치로 이동시킬 때, 기판(26)을 보호하기 위하여 낮은 산소 농도의 불활성 환경을 제공한다. 미세 불활성 환경(80)이 코어 불활성 환경(50) 밑에 있을 때, 임의의 불활성 가스는 코어 불활성 환경(50)으로부터 미세 불활성 환경(80)으로 흐르고, 따라서 일정 불활성 가스 공급량을 미세 불활성 환경(80)으로 제공한다.
도 3은 처리될 기판(26)을 수용하기 위해 이동가능한 접합 스테이지(60)를 포함하는 도 2의 불활성 환경 시스템(90)의 일부의 사시도이다. 이동가능한 접합 스테이지(60)는 XY 테이블을 포함한다. 벽들(62)은 매니폴드 구조에서 미세 불활성 환경(80)의 측부들을 동봉하거나 또는 둘러싸는 접합 스테이지 불활성 가스 출구(64)를 포함한다. 다이 픽 아암(DPA) 개방부(32)는 다이 픽 아암(DPA;20)이 다이(24)를 다이 전달 아암(DTA;30)으로 운송할 수 있게 허용하도록 구성된다. 다이 픽 아암(DPA;20)은 다이를 다이 전달 아암(DTA;30)으로 전달하기 위하여 다이 픽 아암(DPA) 개방부(32)를 통해서 연장하도록 작동한다. 다이 픽 아암(DPA;20)에 의해서 다이(24)를 대형 불활성 환경(40) 안으로 전달하는 것은 대체로 가능할 빨리 실행되어서 다이(24)의 산화를 최소화하기 위해서 다이(24)가 주위 공기에 노출되는 시간을 감소시킨다. 대형 불활성 환경(40) 및 주위 공기 사이의 가스 교환을 최소화하기 위하여, 도어(미도시)가 다이 픽 아암(DPA) 개방부(32)에 제공될 수 있다. 도어는 다이 픽 아암(DPA;20)이 다이(24)를 다이 전달 아암(DTA;30)으로 전달할 때에만 개방되고 다른 시간에는 폐쇄 상태로 유지되는 기계식 셔터 도어를 포함한다.
도 4는 불활성 환경 시스템(90)에 포함된 코어 불활성 환경(50)의 사시도이다. 코어 불활성 챔버(54)는 사용자가 코어 불활성 환경(50) 안을 투시할 수 있게 허용하기 위하여 측벽에 있는 투명한 윈도우(58)를 포함할 수 있다. 코어 불활성 환경(50)은 다이(24)가 접합 헤드(52)에 의해서 산화가 더욱 잘 이루어지는 높은 온도로 가열될 때 산화를 방지하기 위하여, 고농도의 불활성 가스 및 저농도의 산소를 포함한다. 불활성 가스는 고농도의 불활성 가스 및 저농도의 산소를 유지하기 위하여 코어 불활성 환경(50)으로 직접 능동적으로 공급된다. 코어 불활성 챔버(54)는 불활성 가스를 코어 불활성 환경(50)으로 공급하기 위한 불활성 가스 입구(34), 불활성 가스 입구(34)에 연결된 복수의 불활성 가스 출구 또는 확산기(36) 및 불활성 가스 입구(34)에서 확산기(36)로 불활성 가스를 전달하기 위한 유동 채널 플레이트(38)를 포함한다. 코어 불활성 챔버(54)의 상단을 덮는 유동 채널 플레이트(38)는 접합 헤드(52)를 위치시키기 위한 접합 헤드 개방부(56)를 형성하는 4개의 주변 측벽들을 포함한다. 가스켓 층(37)은 유동 채널 플레이트(38)의 상단면 상에 배치된다. 확산기(36)는 유동 채널 플레이트(38)의 2개의 반대 주벽 측벽들을 따라 위치한다.
도 5는 코어 불활성 환경(50)에 포함된 예시적 가스 유동의 단면도이다. 불활성 가스 공급부(미도시)는 불활성 가스를 코어 불활성 환경(50)에 공급하기 위하여 불활성 가스 입구(34)를 통해서 코어 불활성 환경(50)에 연결된다. 불활성 가스는 불활성 가스 입구(34)로부터 유동 채널 플레이트(38)로 흐르고 그 다음 확산기(36)로 흐른다. 동일하게 이격된 확산기(36)는 불활성 가스를 코어 불활성 환경(50) 안으로 균일하게 분배한다. 확산기(36)는 층류 하향 불활성 가스 유동을 접합 헤드(52) 및 다이(24) 주위로 그리고 코어 불활성 환경(50)의 하단에 있는 제 2 컨테이너 개방부(74)를 향하여 지향시킨다. 확산기(36)는 코어 불활성 환경(50) 내의 균일한 농도의 불활성 가스 뿐 아니라 층류 하향 유동을 더욱 잘 생성하기 위하여, 불활성 가스의 유동 속도를 느리게 하도록 구성될 수 있다. 이 방식에서, 접합을 위해서 그리고 가열된 다이(24)를 산화로부터 보호하기 위하여 적당한 환경이 생성된다.
코어 불활성 환경(50)은 대형 불활성 챔버 베이스 플레이트(42)의 접합 배기 윈도우(BEW) 개방부(70) 바로 위에 있다. 미세 불활성 환경(80)이 접합 위치에 배치될 때, 미세 불활성 환경(80)은 코어 불활성 환경(50) 및 접합 배기 윈도우(BEW) 개방부(70) 바로 밑에 있다. 확산기(36)로부터의 불활성 가스는 코어 불활성 환경(50)를 채우고, 접합 배기 윈도우(BEW) 개방부(70)를 향하여 하향으로 흐른다.
도 6은 발생된 공기 유동을 도시하는 접합 스테이지(60)의 사시도를 도시한다. 접합 스테이지(60)는 매니폴드 구조에서 미세 불활성 환경(80)을 둘러싸는 접합 스테이지 불활성 가스 출구(64)를 포함하는 벽들(62)을 포함한다. 접합 스테이지 불활성 가스 출구(64)는 불활성 가스를 위로 안내하여, 접합 스테이지 불활성 가스 출구(64) 위에 차폐물 또는 에어 커튼을 형성하는 외부 불활성 가스 출구(69)를 포함한다. 접합 스테이지(60)는 또한 불활성 가스를 미세 불활성 환경(80) 안으로 공급하는 내부 미세 불활성 챔버 출구(68)를 포함한다. 접합 스테이지(60)는 또한 벽들(62) 중 하나와 기판(26)이 접합을 위하여 위치할 수 있는 위치 사이에 추가 저장 공간(65)을 포함한다. 추가 저장 공간(65)은 예를 들어, 다른 다이들을 픽업하기 위한 상이한 노즐들을 저장하는 노즐 뱅크로서 사용될 수 있다. 접합 헤드(52) 및 노즐이 코어 불활성 환경(50) 및 미세 불활성 환경(80)에 의해서 보호되는 동안, 접합 헤드(52)는 접합 프로세스 중에 임의의 시간에 접합 헤드(52) 상에 설치가능한 상이한 노즐로 교체될 수 있다.
도 7은 불활성 환경 시스템(90)에 포함된 미세 불활성 환경(80)의 측면도이다. 이동가능한 미세 불활성 환경(80)은 접합 스테이지(60)가 대형 불활성 환경(40) 밑으로 이동할 때 생성된다. 미세 불활성 환경(80)은 주로 측부들 상의 벽들(62)에 의해서, 하단 상의 접합 스테이지 받침대(66)에 의해서 그리고 상단 위의 대형 불활성 챔버 베이스 플레이트(42)에 의해서 동봉되는 접합 스테이지(60)의 일부를 포함한다. 벽들(62)의 접합 스테이지 불활성 가스 출구(64) 및 대형 불활성 환경(40)의 대형 불활성 챔버 베이스 플레이트(42) 사이에는 갭이 있어서, 미세 불활성 환경(80)은 대형 불활성 환경(40) 밑에서 그리고 대형 불활성 환경(40) 및 코어 불활성 환경(50)에 대해서 자유롭게 이동할 수 있다. 외부 불활성 가스 출구(69)는 주위 공기가 미세 불활성 환경(80) 안으로 진입하는 것을 제한하기 위하여 차폐물 또는 에어 커튼을 형성하도록 불활성 가스를 대형 불활성 환경(40)의 대형 불활성 챔버 베이스 플레이트(42)를 향하여 방출한다. 외부 불활성 가스 출구(69)로부터 흐르는 불활성 가스에 의해서 형성된 에어 커튼은 미세 불활성 환경(80) 및 주위 공기 사이의 가스 교환을 제한하도록 설계된다. 외부 불활성 가스 출구(69)로부터의 불활성 가스는 대형 불활성 챔버 베이스 플레이트(42)로 직접 흐르고 불활성 가스 유동은 분할되어서, 불활성 가스 유동의 제 1 부분은 주위 공기를 향하여 외부로 지향되고 불활성 가스 유동의 제 2 부분은 미세 불활성 환경(80)으로 내향으로 지향된다. 이 방식에서, 에어 커튼은 미세 불활성 환경(80)이 대형 불활성 환경(40) 밑으로 이동할 때에도 주위 공기가 미세 불활성 환경(80)으로 진입하는 것을 제한한다.
미세 불활성 환경(80)은 기판(26)을 산화로부터 보호하도록 작용한다. 기판(26)은 주위 공기 환경에서 접합 스테이지(60) 상에 배치되지만, 접합 스테이지(60)가 대형 불활성 환경(40) 밑으로 이동할 때, 미세 불활성 환경(80)이 생성된다. 미세 불활성 환경(80)이 생성될 때, 기판(26)은 안전하게 가열될 수 있는데, 그 이유는 미세 불활성 환경(80)이 대형 불활성 환경(40) 밑의 운송 중에 그리고 접합 중에 기판(26)을 산화로부터 보호하기 때문이다.
도 8은 다이 접합기에 통합된 플럭스 배기 시스템을 도시한다. 접합 중에, 다이(24)를 유지하는 접합 헤드(52)는 다이(24)를 적당한 온도로 가열하고, 접합 스테이지 가열기(46)에 의해서 접합을 위한 적당한 온도를 가열된 기판(26)을 향하여 아래로 이동한다. 접합 헤드(52)는 다이(24)가 기판(26)과 접촉할 때까지, 접합 배기 윈도우(BEW) 개방부(70) 및 제 2 컨테이너 개방부(74)를 통해서 아래로 이동한다. 다이(24)는 그 다음 높은 온도에서 기판(26)에 접합되고, 증기 플럭스가 접합 중에 발생한다. 플럭스 배기 입구(72), 플럭스 배기 입구(72)에 연결된 증기 응축기(미도시) 및 증기 응축기에 연결된 저장 수집기(미도시)를 포함하는 플럭스 배기 시스템은 증기 플럭스를 제거하도록 구성된다. 대형 불활성 챔버 베이스 플레이트(42)는 제 1 구멍(77)을 포함하는 제 1 플레이트(76) 및 제 1 구멍과 정렬된 제 2 구멍(79)을 포함하는 제 2 플레이트(78)를 포함한다. 제 1 구멍(77) 및 제 2 구멍(79)은 함께 접합 배기 윈도우(BEW) 개방부(70)를 형성한다. 플럭스 배기 입구(72)는 접합 배기 윈도우(BEW) 개방부(70)에 위치하고, 플럭스 배기 입구(72)는 제 1 플레이트(76) 및 제 2 플레이트(78) 사이의 공간을 포함한다. 증기 플럭스는 제 1 플레이트(76) 및 제 2 플레이트(78) 사이에서 접합 배기 윈도우(BEW) 개방부(70)로부터 플럭스 배기 입구(72)로 진입할 수 있다. 플럭스 배기 입구(72)는 예를 들어, 원형을 가져서, 증기 플럭스가 모든 방향들로부터 원형 플럭스 배기 입구(72)로 진입한다. 플럭스 배기 시스템은 접합 중에 플럭스 배기 입구(72) 안으로 발생된 증기 플럭스를 추출하기 위해서 흡인력을 생성하고, 그 후에 플럭스 배기 시스템으로부터 플럭스 배기물을 방출한다.
플럭스 배기 시스템은 또한 미세 불활성 환경(80)이 접합 배기 윈도우(BEW) 개방부(70) 밑에 없을 때 주위 공기를 추출하도록 구성되어서, 미세 불활성 환경(80)이 접합 배기 윈도우(BEW) 개방부(70) 밑에 없을 때 주위 공기가 미세 불활성 환경(80)으로 진입하는 것이 방지된다. 또한, 플럭스 배기 시스템은 미세 불활성 환경(80)이 접합 배기 윈도우(BEW) 개방부(70) 밑으로 이동할 때 미세 불활성 환경(80)에서 주위 공기를 추출하도록 구성된다. 더우기, 플럭스 배기 시스템은 미세 불활성 환경(80)으로의 불활성 가스 공급과 상관되도록 구성되어서, 외부 불활성 가스 출구(69)로부터 흐르는 불활성 가스에 의해서 형성된 에어 커튼 없이도 주위 공기가 미세 불활성 환경(80)으로 진입하는 것이 방지된다.
대형 불활성 환경(40)에서 산소 농도는 광범위하게 변화될 수 있지만, 대체로 50ppm(parts per million)에서 100ppm까지 변화될 수 있다. 코어 불활성 환경(50)에서 산소 농도도 역시 광범위하게 변화될 수 있지만, 대체로 0ppm에서 50ppm까지 변화될 수 있다. 미세 불활성 환경(80)에서 산소 농도는 추가로 광범위하게 변화될 수 있지만, 대체로 0ppm에서 50ppm까지 변화될 수 있다.
비록 본 발명은 임의의 실시예를 참조하여 상세하게 기술되지만, 다른 실시예들도 가능하다.
예를 들어, DTA 개방부(32)에 있는 도어 대신에, 불활성 가스 에어 커튼은 대형 불활성 환경(40) 및 주위 공기 사이의 가스 교환을 최소화하기 위해 제공될 수 있다.
따라서, 첨부된 청구범위의 정신 및 범주는 본원에 포함된 실시예의 설명으로 제한되지 않아야 한다.

Claims (16)

  1. 다이 접합 장치에 있어서,
    제 1 불활성 가스 농도(concentration)를 갖는 제 1 불활성 가스 컨테이너;
    상기 제 1 불활성 가스 컨테이너 내에 포함되고 제 2 불활성 가스 농도를 갖는 제 2 불활성 가스 컨테이너로서, 상기 제 2 불활성 가스 농도는 상기 제 1 불활성 가스 농도보다 큰, 상기 제 2 불활성 가스 컨테이너;
    접합을 위한 다이를 수용하기 위해 상기 제 2 불활성 가스 컨테이너 내에 위치한 접합 헤드; 및
    상기 제 1 불활성 가스 컨테이너 및 상기 제 2 불활성 가스 컨테이너에 대해 이동가능한 제 3 불활성 가스 컨테이너로서, 상기 제 3 불활성 가스 컨테이너는, 상기 제 1 불활성 가스 컨테이너 및 상기 제 2 불활성 가스 컨테이너로부터 분리되고 다이 접합을 위해서 기판이 위치할 수 있는 불활성 가스 환경을 갖는, 상기 제 3 불활성 가스 컨테이너를 포함하고,
    상기 접합 헤드는, 상기 제 2 불활성 가스 컨테이너 내의 제 1 위치와 상기 제 3 불활성 가스 컨테이너 내에 위치한 상기 기판 상으로 상기 다이를 접합하기 위한 상기 제 3 불활성 가스 컨테이너 내의 제 2 위치 사이에서 상기 다이를 이동시키도록 작동하는, 다이 접합 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 불활성 가스 컨테이너는 상기 제 1 불활성 가스 컨테이너 밑에 위치하는, 다이 접합 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 불활성 가스 컨테이너는 접합 스테이지 상에 설치되는, 다이 접합 장치.
  4. 다이 접합 장치에 있어서,
    제 1 불활성 가스 농도(concentration)를 갖는 제 1 불활성 가스 컨테이너;
    상기 제 1 불활성 가스 컨테이너 내에 포함되고 제 2 불활성 가스 농도를 갖는 제 2 불활성 가스 컨테이너로서, 상기 제 2 불활성 가스 농도는 상기 제 1 불활성 가스 농도보다 큰, 상기 제 2 불활성 가스 컨테이너;
    접합을 위한 다이를 수용하기 위해 상기 제 2 불활성 가스 컨테이너 내에 위치한 접합 헤드; 및
    상기 제 1 불활성 가스 컨테이너 및 상기 제 2 불활성 가스 컨테이너로부터 분리되고 다이 접합을 위해서 기판이 위치할 수 있는 불활성 가스 환경을 갖는, 제 3 불활성 가스 컨테이너를 포함하고,
    상기 접합 헤드는, 상기 제 2 불활성 가스 컨테이너 내의 제 1 위치와 상기 제 3 불활성 가스 컨테이너 내에 위치한 상기 기판 상으로 상기 다이를 접합하기 위한 상기 제 3 불활성 가스 컨테이너 내의 제 2 위치 사이에서 상기 다이를 이동시키도록 작동하고,
    상기 제 3 불활성 가스 컨테이너는 접합 스테이지 상에 설치되고,
    상기 접합 스테이지는 상기 접합 스테이지의 주변부에 있는 벽들을 포함하고, 상기 벽들은 상기 제 1 불활성 가스 컨테이너를 향하여 불활성 가스를 방출하기 위한 복수의 불활성 가스 출구들을 포함하여, 주위 공기가 상기 제 3 불활성 가스 컨테이너로 진입하는 것을 제한하기 위하여 에어 커튼(air curtain)을 형성하는, 다이 접합 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 접합 스테이지는 상기 제 1 불활성 가스 컨테이너 및 제 2 불활성 가스 컨테이너 밑에 위치할 수 있고, 상기 접합 스테이지가 상기 제 1 불활성 가스 컨테이너 및 제 2 불활성 가스 컨테이너에 대해서 이동할 수 있게 허용하는 갭이 상기 제 1 불활성 가스 컨테이너 및 상기 접합 스테이지의 벽들 사이에 있는, 다이 접합 장치.
  6. 다이 접합 장치에 있어서,
    제 1 불활성 가스 농도(concentration)를 갖는 제 1 불활성 가스 컨테이너;
    상기 제 1 불활성 가스 컨테이너 내에 포함되고 제 2 불활성 가스 농도를 갖는 제 2 불활성 가스 컨테이너로서, 상기 제 2 불활성 가스 농도는 상기 제 1 불활성 가스 농도보다 큰, 상기 제 2 불활성 가스 컨테이너;
    접합을 위한 다이를 수용하기 위해 상기 제 2 불활성 가스 컨테이너 내에 위치한 접합 헤드; 및
    상기 제 1 불활성 가스 컨테이너 및 상기 제 2 불활성 가스 컨테이너로부터 분리되고 다이 접합을 위해서 기판이 위치할 수 있는 불활성 가스 환경을 갖는, 제 3 불활성 가스 컨테이너를 포함하고,
    상기 접합 헤드는, 상기 제 2 불활성 가스 컨테이너 내의 제 1 위치와 상기 제 3 불활성 가스 컨테이너 내에 위치한 상기 기판 상으로 상기 다이를 접합하기 위한 상기 제 3 불활성 가스 컨테이너 내의 제 2 위치 사이에서 상기 다이를 이동시키도록 작동하고,
    상기 제 3 불활성 가스 컨테이너는 접합 스테이지 상에 설치되고,
    상기 접합 스테이지는 상기 접합 헤드 상으로 설치될 수 있는 하나 이상의 노즐을 저장하기 위한 추가 저장 공간을 포함하고, 상기 추가 저장 공간은 상기 기판이 다이 접합을 위하여 배치될 수 있는 위치에 인접하는, 다이 접합 장치.
  7. 다이 접합 장치에 있어서,
    제 1 불활성 가스 농도(concentration)를 갖는 제 1 불활성 가스 컨테이너;
    상기 제 1 불활성 가스 컨테이너 내에 포함되고 제 2 불활성 가스 농도를 갖는 제 2 불활성 가스 컨테이너로서, 상기 제 2 불활성 가스 농도는 상기 제 1 불활성 가스 농도보다 큰, 상기 제 2 불활성 가스 컨테이너;
    접합을 위한 다이를 수용하기 위해 상기 제 2 불활성 가스 컨테이너 내에 위치한 접합 헤드; 및
    상기 제 1 불활성 가스 컨테이너 및 상기 제 2 불활성 가스 컨테이너로부터 분리되고 다이 접합을 위해서 기판이 위치할 수 있는 불활성 가스 환경을 갖는, 제 3 불활성 가스 컨테이너를 포함하고,
    상기 접합 헤드는, 상기 제 2 불활성 가스 컨테이너 내의 제 1 위치와 상기 제 3 불활성 가스 컨테이너 내에 위치한 상기 기판 상으로 상기 다이를 접합하기 위한 상기 제 3 불활성 가스 컨테이너 내의 제 2 위치 사이에서 상기 다이를 이동시키도록 작동하고,
    상기 제 3 불활성 가스 컨테이너는 접합 스테이지 상에 설치되고,
    상기 접합 스테이지는 상기 기판이 상기 접합 스테이지 상으로 적재되는 적재 위치와, 상기 다이가 상기 기판에 접합되는 접합 위치 사이에서 이동가능한, 다이 접합 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 접합 스테이지가 상기 적재 위치에 있을 때 상기 기판을 운송하고 상기 기판을 상기 접합 스테이지 상으로 배치하도록 작동하는 전달 아암을 추가로 포함하는, 다이 접합 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 불활성 가스 컨테이너는 제 1 컨테이너 개방부를 구비하고;
    상기 제 2 불활성 가스 컨테이너는 제 2 컨테이너 개방부를 구비하며; 및
    상기 제 1 컨테이너 개방부 및 상기 제 2 컨테이너 개방부는 상기 다이를 상기 기판에 접합하기 위하여 상기 접합 헤드가 상기 각각의 개방부들을 통해서 연장될 수 있도록 정렬되는, 다이 접합 장치.
  10. 다이 접합 장치에 있어서,
    제 1 불활성 가스 농도(concentration)를 갖는 제 1 불활성 가스 컨테이너;
    상기 제 1 불활성 가스 컨테이너 내에 포함되고 제 2 불활성 가스 농도를 갖는 제 2 불활성 가스 컨테이너로서, 상기 제 2 불활성 가스 농도는 상기 제 1 불활성 가스 농도보다 큰, 상기 제 2 불활성 가스 컨테이너;
    접합을 위한 다이를 수용하기 위해 상기 제 2 불활성 가스 컨테이너 내에 위치한 접합 헤드; 및
    상기 제 1 불활성 가스 컨테이너 및 상기 제 2 불활성 가스 컨테이너로부터 분리되고 다이 접합을 위해서 기판이 위치할 수 있는 불활성 가스 환경을 갖는, 제 3 불활성 가스 컨테이너를 포함하고,
    상기 접합 헤드는, 상기 제 2 불활성 가스 컨테이너 내의 제 1 위치와 상기 제 3 불활성 가스 컨테이너 내에 위치한 상기 기판 상으로 상기 다이를 접합하기 위한 상기 제 3 불활성 가스 컨테이너 내의 제 2 위치 사이에서 상기 다이를 이동시키도록 작동하고,
    상기 제 1 불활성 가스 컨테이너는 제 1 컨테이너 개방부를 구비하고;
    상기 제 2 불활성 가스 컨테이너는 제 2 컨테이너 개방부를 구비하며; 및
    상기 제 1 컨테이너 개방부 및 상기 제 2 컨테이너 개방부는 상기 다이를 상기 기판에 접합하기 위하여 상기 접합 헤드가 상기 각각의 개방부들을 통해서 연장될 수 있도록 정렬되고,
    상기 제 1 불활성 가스 컨테이너에 위치한 픽업 위치로 상기 다이를 운송하도록 작동되는 다이 운송기를 추가로 포함하고,
    상기 픽업 위치는 상기 다이 운송기로부터 상기 다이를 픽업하기 위해 상기 접합 헤드가 상기 픽업 위치로 이동할 수 있도록 상기 제 1 컨테이너 개방부 및 상기 제 2 컨테이너 개방부에 정렬되는, 다이 접합 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 불활성 가스 컨테이너의 측벽 상의 다이 운송기 개방부를 추가로 포함하고, 다이 전달 아암은 상기 다이를 상기 다이 운송기로 전달하기 위하여 상기 다이 운송기 개방부를 통해서 연장되도록 작동하는, 다이 접합 장치.
  12. 다이 접합 장치에 있어서,
    제 1 불활성 가스 농도(concentration)를 갖는 제 1 불활성 가스 컨테이너;
    상기 제 1 불활성 가스 컨테이너 내에 포함되고 제 2 불활성 가스 농도를 갖는 제 2 불활성 가스 컨테이너로서, 상기 제 2 불활성 가스 농도는 상기 제 1 불활성 가스 농도보다 큰, 상기 제 2 불활성 가스 컨테이너;
    접합을 위한 다이를 수용하기 위해 상기 제 2 불활성 가스 컨테이너 내에 위치한 접합 헤드; 및
    상기 제 1 불활성 가스 컨테이너 및 상기 제 2 불활성 가스 컨테이너로부터 분리되고 다이 접합을 위해서 기판이 위치할 수 있는 불활성 가스 환경을 갖는, 제 3 불활성 가스 컨테이너를 포함하고,
    상기 접합 헤드는, 상기 제 2 불활성 가스 컨테이너 내의 제 1 위치와 상기 제 3 불활성 가스 컨테이너 내에 위치한 상기 기판 상으로 상기 다이를 접합하기 위한 상기 제 3 불활성 가스 컨테이너 내의 제 2 위치 사이에서 상기 다이를 이동시키도록 작동하고,
    상기 제 1 불활성 가스 컨테이너는 제 1 컨테이너 개방부를 구비하고;
    상기 제 2 불활성 가스 컨테이너는 제 2 컨테이너 개방부를 구비하며; 및
    상기 제 1 컨테이너 개방부 및 상기 제 2 컨테이너 개방부는 상기 다이를 상기 기판에 접합하기 위하여 상기 접합 헤드가 상기 각각의 개방부들을 통해서 연장될 수 있도록 정렬되고,
    상기 제 1 컨테이너 개방부는 베이스 플레이트에 포함되고, 상기 베이스 플레이트는:
    제 1 플레이트 구멍을 포함하는 제 1 플레이트; 및
    상기 제 1 플레이트로부터 이격되는 제 2 플레이트로서, 상기 제 2 플레이트는 상기 제 1 플레이트 구멍과 정렬된 제 2 플레이트 구멍을 포함하고, 상기 제 1 플레이트 구멍들 및 제 2 플레이트 구멍들은 함께 상기 제 1 컨테이너 개방부를 형성하는, 상기 제 2 플레이트를 포함하는, 다이 접합 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 플레이트 및 상기 제 2 플레이트 중간의 상기 제 1 컨테이너 개방부로부터 공기를 인출하기 위하여 상기 베이스 플레이트에 연결된 배기부를 추가로 포함하는, 다이 접합 장치.
  14. 다이 접합 장치에 있어서,
    제 1 불활성 가스 농도(concentration)를 갖는 제 1 불활성 가스 컨테이너;
    상기 제 1 불활성 가스 컨테이너 내에 포함되고 제 2 불활성 가스 농도를 갖는 제 2 불활성 가스 컨테이너로서, 상기 제 2 불활성 가스 농도는 상기 제 1 불활성 가스 농도보다 큰, 상기 제 2 불활성 가스 컨테이너;
    접합을 위한 다이를 수용하기 위해 상기 제 2 불활성 가스 컨테이너 내에 위치한 접합 헤드; 및
    상기 제 1 불활성 가스 컨테이너 및 상기 제 2 불활성 가스 컨테이너로부터 분리되고 다이 접합을 위해서 기판이 위치할 수 있는 불활성 가스 환경을 갖는, 제 3 불활성 가스 컨테이너를 포함하고,
    상기 접합 헤드는, 상기 제 2 불활성 가스 컨테이너 내의 제 1 위치와 상기 제 3 불활성 가스 컨테이너 내에 위치한 상기 기판 상으로 상기 다이를 접합하기 위한 상기 제 3 불활성 가스 컨테이너 내의 제 2 위치 사이에서 상기 다이를 이동시키도록 작동하고,
    상기 제 2 불활성 가스 컨테이너에 불활성 가스를 공급하기 위하여 상기 제 2 불활성 가스 컨테이너에 연결된 제 2 컨테이너 불활성 가스 공급부를 추가로 포함하고, 상기 제 1 불활성 가스 컨테이너는 상기 제 2 불활성 가스 컨테이너로부터의 오버플로(overflow)를 통해서 상기 제 2 컨테이너 불활성 가스 공급부로부터 불활성 가스를 수용하고 상기 제 1 불활성 가스 컨테이너에 직접 연결된 불활성 가스 공급부가 없는, 다이 접합 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 2 컨테이너 불활성 가스 공급부는 상기 제 2 불활성 가스 컨테이너 내에 위치한 상기 접합 헤드 주위의 층류 유동을 상기 제 2 불활성 가스 컨테이너의 개방부를 향하여 안내하도록 동일하게 이격된 복수의 불활성 가스 출구들을 포함하는, 다이 접합 장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    사용자가 상기 제 2 불활성 가스 컨테이너 안으로 투시할 수 있게 하기 위해 상기 제 2 불활성 가스 컨테이너의 측벽에 있는 투명 윈도우를 추가로 포함하는, 다이 접합 장치.
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