KR102552467B1 - Apparatus for treating surface of die and system for bonding die with the apparatus - Google Patents

Apparatus for treating surface of die and system for bonding die with the apparatus Download PDF

Info

Publication number
KR102552467B1
KR102552467B1 KR1020200133181A KR20200133181A KR102552467B1 KR 102552467 B1 KR102552467 B1 KR 102552467B1 KR 1020200133181 A KR1020200133181 A KR 1020200133181A KR 20200133181 A KR20200133181 A KR 20200133181A KR 102552467 B1 KR102552467 B1 KR 102552467B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
die
plasma
generating unit
plasma region
region
Prior art date
Application number
KR1020200133181A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20220049730A (en
Inventor
김민영
이항림
박지훈
Original Assignee
세메스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 세메스 주식회사 filed Critical 세메스 주식회사
Priority to KR1020200133181A priority Critical patent/KR102552467B1/en
Publication of KR20220049730A publication Critical patent/KR20220049730A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102552467B1 publication Critical patent/KR102552467B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67121—Apparatus for making assemblies not otherwise provided for, e.g. package constructions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67144—Apparatus for mounting on conductive members, e.g. leadframes or conductors on insulating substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67703—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations between different workstations
    • H01L21/67706—Mechanical details, e.g. roller, belt
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma

Abstract

듀얼 존에서 다이에 대한 환원 처리 및 활성화 처리를 순차적으로 수행하는 다이 표면 처리 장치 및 이를 구비하는 다이 본딩 시스템을 제공한다. 상기 다이 표면 처리 장치는, 다이를 지지하는 스테이지; 다이의 이동 경로 상에 설치되며, 제1 플라즈마 영역에서 다이의 표면을 환원 처리하는 제1 플라즈마 생성부; 및 다이의 이동 경로 상에 설치되며, 제2 플라즈마 영역에서 다이의 표면을 친수화 처리하는 제2 플라즈마 생성부를 포함한다.A die surface treatment device for sequentially performing reduction treatment and activation treatment on a die in a dual zone and a die bonding system having the same are provided. The die surface treatment apparatus includes a stage supporting a die; a first plasma generator installed on a moving path of the die and reducing the surface of the die in a first plasma region; and a second plasma generator installed on the moving path of the die and hydrophilizing the surface of the die in the second plasma region.

Description

다이 표면 처리 장치 및 이를 구비하는 다이 본딩 시스템 {Apparatus for treating surface of die and system for bonding die with the apparatus}Apparatus for treating surface of die and system for bonding die with the apparatus}

본 발명은 다이(Die)의 표면을 처리하는 장치 및 이를 구비하는 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 다이 본딩(Die Bonding)을 위해 다이의 표면을 처리하는 장치 및 이를 구비하는 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a device for treating the surface of a die and a system having the same. More specifically, it relates to a device for treating a surface of a die for die bonding and a system having the same.

반도체 소자를 제조하는 공정은 반도체 제조 설비 내에서 연속적으로 수행될 수 있으며, 전공정 및 후공정으로 나눌 수 있다. 반도체 제조 설비는 반도체 소자를 제조하기 위해 일반적으로 팹(FAB)으로 정의되는 공간에 설치될 수 있다.A process of manufacturing a semiconductor device may be continuously performed in a semiconductor manufacturing facility, and may be divided into a pre-process and a post-process. Semiconductor manufacturing facilities may be installed in a space generally defined as a fab to manufacture semiconductor devices.

전공정은 웨이퍼(Wafer) 상에 회로 패턴을 형성하여 칩(Chip)을 완성하는 공정을 말한다. 전공정은 웨이퍼 상에 박막을 형성하는 증착 공정(Deposition Process), 포토 마스크(Photo Mask)를 이용하여 박막 상에 포토 레지스트(Photo Resist)를 전사하는 노광 공정(Photo-Lithography Process), 웨이퍼 상에 원하는 회로 패턴을 형성하기 위해 화학 물질이나 반응성 가스를 이용하여 필요 없는 부분을 선택적으로 제거하는 식각 공정(Etching Process), 식각 후에 남아있는 포토 레지스트를 제거하는 에싱 공정(Ashing Process), 회로 패턴과 연결되는 부분에 이온을 주입하여 전자 소자의 특성을 가지도록 하는 이온 주입 공정(Ion Implantation Process), 웨이퍼 상에서 오염원을 제거하는 세정 공정(Cleaning Process) 등을 포함할 수 있다.The pre-process refers to a process of completing a chip by forming a circuit pattern on a wafer. The entire process includes a deposition process to form a thin film on the wafer, a photo-lithography process to transfer photoresist onto the thin film using a photo mask, and a photo-lithography process to transfer the desired layer onto the wafer. An etching process that selectively removes unnecessary parts using chemicals or reactive gases to form a circuit pattern, an ashing process that removes photoresist remaining after etching, and an ashing process that is connected to the circuit pattern. It may include an ion implantation process in which ions are implanted into a part to have characteristics of an electronic device, a cleaning process in which contaminants are removed from a wafer, and the like.

후공정은 전공정을 통해 완성된 제품의 성능을 평가하는 공정을 말한다. 후공정은 웨이퍼 상의 각각의 칩에 대해 동작 여부를 검사하여 양품과 불량을 선별하는 웨이퍼 검사 공정, 다이싱(Dicing), 다이 본딩(Die Bonding), 와이어 본딩(Wire Bonding), 몰딩(Molding), 마킹(Marking) 등을 통해 각각의 칩을 절단 및 분리하여 제품의 형상을 갖추도록 하는 패키지 공정(Package Process), 전기적 특성 검사, 번인(Burn-In) 검사 등을 통해 제품의 특성과 신뢰성을 최종적으로 검사하는 최종 검사 공정 등을 포함할 수 있다.The post-process refers to the process of evaluating the performance of the finished product through the previous process. The post-process includes a wafer inspection process to sort out good and bad products by inspecting whether each chip on the wafer is operating, dicing, die bonding, wire bonding, molding, The characteristics and reliability of the product are finalized through the package process, which cuts and separates each chip through marking to conform to the shape of the product, electrical property inspection, and burn-in inspection. It may include a final inspection process that is inspected with

한국공개특허 제10-2015-0065518호 (공개일: 2015.06.15.)Korean Patent Publication No. 10-2015-0065518 (published date: 2015.06.15.)

종래에는 다이렉트 본딩(Direct Bonding)의 경우, 표면 활성화를 위해 진공 플라즈마가 많이 적용되고 있다. 그러나, 이 경우 공정별 소요 시간(Tack Time)이 증가할 수 있으며, 진공 챔버 및 펌프 등이 필요하여 높은 공정 비용 및 공간이 요구될 수 있다.Conventionally, in the case of direct bonding, vacuum plasma is widely applied for surface activation. However, in this case, the tack time for each process may increase, and high process cost and space may be required due to the need for a vacuum chamber and a pump.

또한, 진공 플라즈마에서 표면 활성화에 사용되는 O2 가스로 인해 다이(Die) 표면으로 노출된 메탈층이 산화될 수 있다.In addition, the metal layer exposed to the surface of the die may be oxidized due to the O2 gas used for surface activation in the vacuum plasma.

본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 듀얼 존(Dual Zone)에서 다이에 대한 환원 처리 및 활성화 처리를 순차적으로 수행하는 다이 표면 처리 장치 및 이를 구비하는 다이 본딩 시스템을 제공하는 것이다.An object to be solved by the present invention is to provide a die surface treatment apparatus for sequentially performing reduction treatment and activation treatment on a die in a dual zone and a die bonding system having the same.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The tasks of the present invention are not limited to the tasks mentioned above, and other tasks not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다이 표면 처리 장치의 일 면(aspect)은, 다이를 지지하는 스테이지; 상기 다이의 이동 경로 상에 설치되며, 제1 플라즈마 영역에서 상기 다이의 표면을 환원 처리하는 제1 플라즈마 생성부; 및 상기 다이의 이동 경로 상에 설치되며, 제2 플라즈마 영역에서 상기 다이의 표면을 친수화 처리하는 제2 플라즈마 생성부를 포함한다.One aspect of the die surface treatment apparatus of the present invention for achieving the above object is a stage for supporting a die; a first plasma generating unit installed on the moving path of the die and reducing the surface of the die in a first plasma region; and a second plasma generator installed on the moving path of the die and hydrophilizing the surface of the die in a second plasma region.

상기 제1 플라즈마 생성부는 제1 공정 가스를 이용하여 상기 다이의 표면을 환원 처리하며, 상기 제1 공정 가스는 불활성 가스 및 환원성 가스를 포함할 수 있다.The first plasma generating unit reduces the surface of the die using a first process gas, and the first process gas may include an inert gas and a reducing gas.

상기 제1 공정 가스는 상기 불활성 가스를 상기 환원성 가스보다 더 많이 포함할 수 있다.The first process gas may include more of the inert gas than the reducing gas.

상기 환원성 가스는 H2 및 NH3 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The reducing gas may include at least one of H2 and NH3.

상기 제2 플라즈마 생성부는 제2 공정 가스를 이용하여 상기 다이의 표면을 친수화 처리하며, 상기 제2 공정 가스는 불활성 가스를 포함할 수 있다.The second plasma generator hydrophilizes the surface of the die using a second process gas, and the second process gas may include an inert gas.

상기 스테이지는 적어도 일 방향으로 회전하며, 상기 다이는 상기 스테이지의 회전에 따라 상기 제1 플라즈마 영역 및 상기 제2 플라즈마 영역을 순차적으로 통과할 수 있다.The stage rotates in at least one direction, and the die may sequentially pass through the first plasma region and the second plasma region according to the rotation of the stage.

상기 다이는 적어도 일 방향으로 상기 스테이지 상에서 회전하며, 상기 다이는 상기 스테이지 상에서의 회전에 따라 상기 제1 플라즈마 영역 및 상기 제2 플라즈마 영역을 순차적으로 통과할 수 있다.The die rotates on the stage in at least one direction, and the die may sequentially pass through the first plasma region and the second plasma region according to the rotation on the stage.

상기 다이는 상기 제1 플라즈마 영역을 먼저 통과하고, 상기 제2 플라즈마 영역을 나중 통과할 수 있다.The die may first pass through the first plasma region and pass through the second plasma region last.

상기 제1 플라즈마 영역 및 상기 제2 플라즈마 영역은 하나의 공유 영역 상에 형성되며, 배리어에 의해 영역 구분될 수 있다.The first plasma region and the second plasma region are formed on one shared region and may be divided into regions by a barrier.

상기 배리어는 금속 및 세라믹 중 적어도 하나의 성분을 소재로 하여 제조될 수 있다.The barrier may be made of at least one of metal and ceramic.

상기 제1 플라즈마 생성부 및 상기 제2 플라즈마 생성부는 일체형 전극을 이용하여 상기 제1 플라즈마 영역 및 상기 제2 플라즈마 영역에 서로 다른 종류의 플라즈마를 동시에 발생시킬 수 있다.The first plasma generator and the second plasma generator may simultaneously generate different types of plasma in the first plasma region and the second plasma region by using an integrated electrode.

상기 제1 플라즈마 생성부는, 상기 제1 플라즈마 영역의 상부에 배치되는 제1 몸체; 상기 제1 플라즈마 영역의 하부에 배치되는 제2 몸체; 상기 제1 몸체의 내부에 형성된 제1 이송 통로를 이용하여 상기 제1 플라즈마 영역으로 제1 공정 가스를 공급하는 제1 가스 공급 모듈; 및 상기 제1 몸체의 내부에 설치되며, 전원이 인가되면 상기 제1 공정 가스를 여기시키는 제1 전극을 포함할 수 있다.The first plasma generator may include a first body disposed above the first plasma region; a second body disposed under the first plasma region; a first gas supply module supplying a first process gas to the first plasma region using a first transfer passage formed inside the first body; and a first electrode installed inside the first body and exciting the first process gas when power is applied.

상기 제2 플라즈마 생성부는, 상기 제2 플라즈마 영역의 상부에 배치되는 제3 몸체; 상기 제2 플라즈마 영역의 하부에 배치되는 제4 몸체; 상기 제3 몸체의 내부에 형성된 제2 이송 통로를 이용하여 상기 제2 플라즈마 영역으로 제2 공정 가스를 공급하는 제2 가스 공급 모듈; 및 상기 제3 몸체의 내부에 설치되며, 전원이 인가되면 상기 제2 공정 가스를 여기시키는 제2 전극을 포함할 수 있다.The second plasma generator may include a third body disposed above the second plasma region; a fourth body disposed below the second plasma region; a second gas supply module supplying a second process gas to the second plasma region using a second transfer passage formed inside the third body; and a second electrode installed inside the third body and exciting the second process gas when power is applied.

상기 제1 플라즈마 생성부 및 상기 제2 플라즈마 생성부는 상기 스테이지 상에서 폭 방향으로 인접하여 설치되거나, 길이 방향으로 이격되어 설치될 수 있다.The first plasma generating unit and the second plasma generating unit may be installed adjacent to each other in a width direction or spaced apart from each other in a length direction on the stage.

상기 제1 플라즈마 생성부 및 상기 제2 플라즈마 생성부는 상기 다이의 표면을 반복적으로 처리하되, 상기 다이의 표면을 교대로 처리할 수 있다.The first plasma generator and the second plasma generator may repeatedly process the surface of the die and alternately process the surface of the die.

상기 다이는, 기판층; 상기 기판층 상에 형성되는 금속층; 상기 금속층과 상기 기판층의 동일면 상에 형성되는 절연층; 상기 기판층을 관통하여 형성되며, 금속으로 충전되는 비아; 및 상기 기판층의 내부에서 상기 기판층과 상기 비아 사이에 형성되는 장벽층을 포함할 수 있다.The die may include a substrate layer; a metal layer formed on the substrate layer; an insulating layer formed on the same surface of the metal layer and the substrate layer; vias formed penetrating the substrate layer and filled with metal; and a barrier layer formed inside the substrate layer between the substrate layer and the via.

상기 제1 플라즈마 생성부 및 상기 제2 플라즈마 생성부는 대기압 플라즈마를 이용하여 상기 다이의 표면을 처리할 수 있다.The first plasma generating unit and the second plasma generating unit may treat the surface of the die using atmospheric plasma.

상기 다이 표면 처리 장치는 다이렉트 본딩 공정에 적용될 수 있다.The die surface treatment device may be applied to a direct bonding process.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다이 표면 처리 장치의 다른 면은, 다이를 지지하며, 적어도 일 방향으로 회전하는 스테이지; 상기 다이의 이동 경로 상에 설치되며, 제1 플라즈마 영역에서 상기 다이의 표면을 환원 처리하는 제1 플라즈마 생성부; 및 상기 다이의 이동 경로 상에 설치되며, 제2 플라즈마 영역에서 상기 다이의 표면을 친수화 처리하는 제2 플라즈마 생성부를 포함하며, 상기 제1 플라즈마 생성부 및 상기 제2 플라즈마 생성부는 상기 스테이지 상에서 폭 방향으로 인접하여 설치되고, 상기 다이는 상기 스테이지의 회전에 따라 상기 제1 플라즈마 영역 및 상기 제2 플라즈마 영역에서 교대로 표면 처리된다.Another aspect of the die surface treatment apparatus of the present invention for achieving the above object is a stage that supports a die and rotates in at least one direction; a first plasma generating unit installed on the moving path of the die and reducing the surface of the die in a first plasma region; and a second plasma generating unit installed on a moving path of the die and hydrophilizing a surface of the die in a second plasma region, wherein the first plasma generating unit and the second plasma generating unit have a width on the stage. are installed adjacent to each other in a direction, and the die is surface-treated alternately in the first plasma region and the second plasma region according to rotation of the stage.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다이 본딩 시스템의 일 면은, 다이의 표면을 환원 처리 및 친수화 처리하는 다이 표면 처리 장치; 상기 다이가 접합될 기판 상의 영역에 액막을 형성하는 웨팅 장치; 상기 다이의 접합면을 상기 기판 상의 액막에 접촉시켜 상기 다이를 상기 기판 상에 가접합시키는 본딩 헤드; 및 상기 다이의 본접합 전에 상기 기판을 열처리하는 열처리 챔버를 포함하며, 상기 다이 표면 처리 장치는, 다이를 지지하는 스테이지; 상기 다이의 이동 경로 상에 설치되며, 제1 플라즈마 영역에서 상기 다이의 표면을 환원 처리하는 제1 플라즈마 생성부; 및 상기 다이의 이동 경로 상에 설치되며, 제2 플라즈마 영역에서 상기 다이의 표면을 친수화 처리하는 제2 플라즈마 생성부를 포함한다.One aspect of the die bonding system of the present invention for achieving the above object is a die surface treatment device for reducing and hydrophilizing the surface of the die; a wetting device that forms a liquid film on a region on the substrate to which the dies are to be bonded; a bonding head for temporarily bonding the die to the substrate by contacting a bonding surface of the die to the liquid film on the substrate; and a heat treatment chamber for heat-treating the substrate before bonding of the die, wherein the die surface treatment apparatus includes: a stage supporting the die; a first plasma generating unit installed on the moving path of the die and reducing the surface of the die in a first plasma region; and a second plasma generator installed on the moving path of the die and hydrophilizing the surface of the die in a second plasma region.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 표면 처리 장치의 구조를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 표면 처리 장치에 의해 표면 처리되는 다이의 구조를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다이 표면 처리 장치의 구조를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 표면 처리 장치를 구성하는 제1 플라즈마 생성부의 구조를 개략적으로 도시한 측단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 표면 처리 장치를 구성하는 제1 플라즈마 생성부 및 제2 플라즈마 생성부의 제1 실시 형태를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 표면 처리 장치를 구성하는 제1 플라즈마 생성부 및 제2 플라즈마 생성부의 제2 실시 형태를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다이 표면 처리 장치의 구조를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 표면 처리 장치를 구성하는 제1 플라즈마 생성부 및 제2 플라즈마 생성부의 제3 실시 형태를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 표면 처리 장치를 구성하는 제1 플라즈마 생성부 및 제2 플라즈마 생성부의 제4 실시 형태를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 표면 처리 장치를 구성하는 제1 플라즈마 생성부 및 제2 플라즈마 생성부의 제5 실시 형태를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 표면 처리 장치를 포함하는 다이 본딩 시스템의 내부 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 표면 처리 장치를 포함하는 다이 본딩 시스템의 다이 본딩 방법을 순차적으로 도시한 흐름도이다.1 is a plan view schematically showing the structure of a die surface treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a side view schematically illustrating the structure of a die surface treated by a die surface treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a plan view schematically showing the structure of a die surface treatment apparatus according to another embodiment of the present invention.
4 is a side cross-sectional view schematically illustrating the structure of a first plasma generator constituting a die surface treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a first embodiment of a first plasma generating unit and a second plasma generating unit constituting a die surface treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating a second embodiment of a first plasma generating unit and a second plasma generating unit constituting a die surface treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
7 is a plan view schematically showing the structure of a die surface treatment apparatus according to another embodiment of the present invention.
8 is a diagram illustrating a third embodiment of a first plasma generating unit and a second plasma generating unit constituting a die surface treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram illustrating a fourth embodiment of a first plasma generating unit and a second plasma generating unit constituting a die surface treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
10 is a diagram showing a first plasma generating unit and a second plasma generating unit constituting a die surface treatment apparatus according to an embodiment of the present invention according to a fifth embodiment.
11 is a diagram schematically showing the internal configuration of a die bonding system including a die surface treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
12 is a flowchart sequentially illustrating a die bonding method of a die bonding system including a die surface treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them, will become clear with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various different forms, only the present embodiments make the disclosure of the present invention complete, and the common knowledge in the art to which the present invention belongs It is provided to fully inform the holder of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numbers designate like elements throughout the specification.

소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.When an element or layer is referred to as being "on" or "on" another element or layer, it is not only directly on the other element or layer, but also when another layer or other element is intervening therebetween. all inclusive On the other hand, when an element is referred to as “directly on” or “directly on”, it indicates that another element or layer is not intervened.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.The spatially relative terms "below", "beneath", "lower", "above", "upper", etc. It can be used to easily describe the correlation between elements or components and other elements or components. Spatially relative terms should be understood as encompassing different orientations of elements in use or operation in addition to the orientations shown in the figures. For example, when flipping elements shown in the figures, elements described as “below” or “beneath” other elements may be placed “above” the other elements. Thus, the exemplary term “below” may include directions of both below and above. Elements may also be oriented in other orientations, and thus spatially relative terms may be interpreted according to orientation.

비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.Although first, second, etc. are used to describe various elements, components and/or sections, it is needless to say that these elements, components and/or sections are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one element, component or section from another element, component or section. Accordingly, it goes without saying that the first element, first element, or first section referred to below may also be a second element, second element, or second section within the spirit of the present invention.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.Terminology used herein is for describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In this specification, singular forms also include plural forms unless specifically stated otherwise in a phrase. As used herein, "comprises" and/or "comprising" means that a stated component, step, operation, and/or element is present in the presence of one or more other components, steps, operations, and/or elements. or do not rule out additions.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in this specification may be used in a meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in commonly used dictionaries are not interpreted ideally or excessively unless explicitly specifically defined.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description with reference to the accompanying drawings, the same or corresponding components regardless of reference numerals are given the same reference numerals, Description is omitted.

본 발명은 다이렉트 본딩(Direct Bonding)을 위해 다이(Die)의 표면을 처리하는 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 다이 표면 처리 장치는 듀얼 존(Dual Zone)에서 다이에 대한 환원 처리 및 활성화 처리를 순차적으로 수행하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an apparatus for treating the surface of a die for direct bonding. The die surface treatment apparatus according to the present invention is characterized by sequentially performing a reduction treatment and an activation treatment on a die in a dual zone.

이하에서는 도면 등을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings and the like.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 표면 처리 장치의 구조를 개략적으로 도시한 평면도이다.1 is a plan view schematically showing the structure of a die surface treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1에 따르면, 다이 표면 처리 장치(100)는 다이(110), 스테이지(Stage; 120), 제1 플라즈마 생성부(130) 및 제2 플라즈마 생성부(140)를 포함하여 구성될 수 있다.According to FIG. 1 , a die surface treatment apparatus 100 may include a die 110, a stage 120, a first plasma generator 130, and a second plasma generator 140.

다이(110)는 다이 본딩(Die Bonding)에 적용되는 것이다. 이러한 다이(110)는 다이렉트 본딩 공정, 예를 들어 다이렉트 하이브리드 본딩 공정(Direct Hybrid Bonding Process)을 통해 처리될 수 있다.The die 110 is applied to die bonding. This die 110 may be processed through a direct bonding process, for example, a direct hybrid bonding process.

다이(110)는 다이렉트 본딩 공정을 통해 처리되기 전에 표면 처리될 수 있다. 본 실시예에서 다이 표면 처리 장치(100)는 다이(110)를 표면 처리하는 것이며, 예를 들어 플라즈마를 활용하여 다이(110)를 표면 처리할 수 있다.The die 110 may be surface treated before being processed through a direct bonding process. In this embodiment, the die surface treatment apparatus 100 is to treat the surface of the die 110, and for example, the die 110 may be surface treated using plasma.

다이(110)는 다이렉트 하이브리드 접합용 시료로 구현되는 경우, 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같은 구조를 가질 수 있다.When the die 110 is implemented as a sample for direct hybrid bonding, it may have a structure as shown in FIG. 2 , for example.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 표면 처리 장치에 의해 표면 처리되는 다이의 구조를 개략적으로 도시한 측면도이다. 이하 설명은 도 2를 참조한다.2 is a side view schematically illustrating the structure of a die surface treated by a die surface treatment apparatus according to an embodiment of the present invention. The following description refers to FIG. 2 .

다이(110)는 기판층(Substrate Layer; 210), 금속층(Metal Layer; 220) 및 절연층(Dielectric Layer; 230)을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 기판층(210)은 실리콘(Si) 물질을 주요 성분으로 하여 제조될 수 있으나, 본 실시예에서 기판층(210)의 제조가 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The die 110 may include a substrate layer 210 , a metal layer 220 , and a dielectric layer 230 . Here, the substrate layer 210 may be manufactured using a silicon (Si) material as a main component, but in this embodiment, the manufacturing of the substrate layer 210 is not necessarily limited thereto.

금속층(220) 및 절연층(230)은 기판층(210) 상에 형성되는 것이다. 이때, 금속층(220)은 기판층(210)의 일면 상에 형성될 수 있으며, 절연층(230)은 기판층(210)의 양면 상에 형성될 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 금속층(220)은 절연층(230)과 마찬가지로 기판층(210)의 양면 상에 형성되는 것도 가능하다.The metal layer 220 and the insulating layer 230 are formed on the substrate layer 210 . In this case, the metal layer 220 may be formed on one side of the substrate layer 210 , and the insulating layer 230 may be formed on both sides of the substrate layer 210 . However, the present embodiment is not limited thereto. The metal layer 220 may also be formed on both sides of the substrate layer 210 like the insulating layer 230 .

금속층(220)은 기판층(210)의 일면 상에 형성되는 경우, 일부 영역에 한정하여 형성될 수 있다. 이 경우, 나머지 영역에는 절연층(230)이 형성될 수 있다. 금속층(220)은 예를 들어, 재배선층(RDL; Re-Distribution Layer)일 수 있다.When the metal layer 220 is formed on one surface of the substrate layer 210, it may be limited to a partial area. In this case, the insulating layer 230 may be formed in the remaining area. The metal layer 220 may be, for example, a redistribution layer (RDL).

다이(110)는 회로 형성을 위해 기판층(210)을 관통하여 형성되는 비아(Via; 240)를 포함할 수 있다. 이러한 비아(240)는 다이(110) 내에 복수 개 구비될 수 있다.The die 110 may include a via 240 formed through the substrate layer 210 to form a circuit. A plurality of vias 240 may be provided in the die 110 .

비아(240)는 금속을 소재로 하여 충전될 수 있다. 비아(240)는 예를 들어, 구리(Cu)를 소재로 하여 충전될 수 있다.The via 240 may be filled with metal as a material. The via 240 may be filled with, for example, copper (Cu).

한편, 다이(110)는 비아(240)에 충전된 금속이 기판층(210) 내에 침투하는 것을 방지하기 위해, 기판층(210)과 비아(240) 사이에 장벽층(Barrier Layer; 250)을 포함할 수 있다.Meanwhile, in the die 110, a barrier layer 250 is provided between the substrate layer 210 and the via 240 to prevent metal filled in the via 240 from penetrating into the substrate layer 210. can include

다이(110)는 마이크로 범프 본딩(Micro Bump Bonding)을 이용하여 복수 개의 칩(Chip)을 적층하여 제조될 수 있다. 이 경우, 복수 개의 다이(110a, 110b, …, 110n)은 TSV(Through Sillicon Via) 다이들(Dies)일 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 다이(110)는 와이어 본딩(Wire Bonding)을 이용하여 복수 개의 칩을 적층하여 제조되는 것도 가능하다.The die 110 may be manufactured by stacking a plurality of chips using micro bump bonding. In this case, the plurality of dies 110a, 110b, ..., 110n may be through silicon via (TSV) dies. However, the present embodiment is not limited thereto. The die 110 may also be manufactured by stacking a plurality of chips using wire bonding.

다시 도 1을 참조하여 설명한다.It will be described with reference to FIG. 1 again.

스테이지(120)는 상부에 안착되는 다이(110)를 지지하는 것이다. 이러한 스테이지(120)는 복수 개의 다이(110a, 110b, …, 110n)를 지지할 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 스테이지(120)는 단수 개의 다이(110)를 지지하는 것도 가능하다.The stage 120 supports the die 110 seated thereon. This stage 120 may support a plurality of dies 110a, 110b, ..., 110n. However, the present embodiment is not limited thereto. The stage 120 is also capable of supporting a single number of dies 110 .

스테이지(120)는 회전 가능하게 구성될 수 있다. 이때, 스테이지(120)는 시계 방향으로 회전 가능하게 구성될 수 있으며, 반시계 방향으로 회전 가능하게 구성되는 것도 가능하다. 스테이지(120)가 이와 같이 회전 스테이지(Rotation Stage)로 구성되면, 복수 개의 다이(110a, 110b, …, 110n)는 스테이지(120) 상에서 제1 플라즈마 생성부(130) 및 제2 플라즈마 생성부(140)를 순차적으로 통과할 수 있다. 이 경우, 복수 개의 다이(110a, 110b, …, 110n)는 스테이지(120) 상에 고정되도록 설치될 수 있다.The stage 120 may be configured to be rotatable. At this time, the stage 120 may be configured to be rotatable in a clockwise direction, and it is also possible to be configured to be rotatable in a counterclockwise direction. When the stage 120 is configured as a rotation stage in this way, the plurality of dies 110a, 110b, ..., 110n are formed on the stage 120 by the first plasma generating unit 130 and the second plasma generating unit ( 140) can be sequentially passed. In this case, the plurality of dies 110a, 110b, ..., 110n may be fixedly installed on the stage 120 .

한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 스테이지(120)는 고정되고, 복수 개의 다이(110a, 110b, …, 110n)가 스테이지(120) 상에서 회전 가능하게 설치되는 것도 가능하다. 이 경우 역시, 복수 개의 다이(110a, 110b, …, 110n)가 스테이지(120) 상에서 제1 플라즈마 생성부(130) 및 제2 플라즈마 생성부(140)를 순차적으로 통과할 수 있다. 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다이 표면 처리 장치의 구조를 개략적으로 도시한 평면도이다.Meanwhile, as shown in FIG. 3 , the stage 120 may be fixed, and a plurality of dies 110a, 110b, ..., 110n may be rotatably installed on the stage 120 . In this case as well, the plurality of dies 110a, 110b, ..., 110n may sequentially pass through the first plasma generator 130 and the second plasma generator 140 on the stage 120 . 3 is a plan view schematically showing the structure of a die surface treatment apparatus according to another embodiment of the present invention.

한편, 복수 개의 다이(110a, 110b, …, 110n)는 시계 방향 및 반시계 방향 중 어느 하나의 방향으로 회전 가능하게 스테이지(120) 상에 설치될 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 복수 개의 다이(110a, 110b, …, 110n)는 양 방향(즉, 시계 방향 및 반시계 방향 모두)으로 회전 가능하게 스테이지(120) 상에 설치되는 것도 가능하다.Meanwhile, the plurality of dies 110a, 110b, ..., 110n may be installed on the stage 120 to be rotatable in one of clockwise and counterclockwise directions. However, the present embodiment is not limited thereto. It is also possible that the plurality of dies 110a, 110b, ..., 110n are rotatably mounted on the stage 120 in both directions (ie, both clockwise and counterclockwise).

다시 도 1을 참조하여 설명한다.It will be described with reference to FIG. 1 again.

스테이지(120)는 측 방향(제1 방향(10))으로의 단면 형상이 원 형상을 가지도록 구성될 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 스테이지(120)는 제1 방향(10)으로의 단면 형상이 타원 형상이나 다각형 형상을 가지도록 구성되는 것도 가능하다. 스테이지(120)는 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이 제1 방향(10)으로의 단면 형상이 사각형 형상을 가지도록 구성될 수 있다.The stage 120 may be configured to have a circular cross-section in a lateral direction (first direction 10 ). However, the present embodiment is not limited thereto. The stage 120 may also be configured such that the cross-sectional shape in the first direction 10 has an elliptical shape or a polygonal shape. For example, as shown in FIG. 3 , the stage 120 may be configured to have a rectangular cross-sectional shape in the first direction 10 .

도 1에서는 스테이지(120)가 원 형상을 가지도록 구성되는 경우, 회전 가능하게 구성되는 것으로 도시하였다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 스테이지(120)는 원 형상을 가지도록 구성되는 경우, 도 3에 도시된 바와 같이 고정되도록 설치되는 것도 가능하다. 스테이지(120)가 원 형상 외 다른 형상을 가지도록 구성되는 경우 역시 마찬가지이다.In FIG. 1 , when the stage 120 is configured to have a circular shape, it is illustrated as being rotatably configured. However, the present embodiment is not limited thereto. When the stage 120 is configured to have a circular shape, it is also possible to be installed so as to be fixed as shown in FIG. 3 . The same applies when the stage 120 is configured to have a shape other than a circular shape.

제1 플라즈마 생성부(130)는 다이(110)의 이동 경로 상에 설치되는 것이다. 이러한 제1 플라즈마 생성부(130)는 대기압 플라즈마(AP Plasma)를 이용하여 다이(110)의 접합면을 표면 처리할 수 있다. 제1 플라즈마 생성부(130)는 대기압 플라즈마 전극으로 구현될 수 있다.The first plasma generator 130 is installed on the moving path of the die 110 . The first plasma generating unit 130 may perform surface treatment on the bonding surface of the die 110 using atmospheric pressure plasma (AP Plasma). The first plasma generator 130 may be implemented as an atmospheric pressure plasma electrode.

제1 플라즈마 생성부(130)는 대기압 플라즈마를 이용하여 다이(110)의 표면을 환원 처리할 수 있다. 제1 플라즈마 생성부(130)는 이를 위해 도 4에 도시된 바와 같이 제1 몸체(310), 제2 몸체(320), 제1 가스 공급 모듈(330), 제1 전원 인가 모듈(340) 및 제1 전극(350)을 포함하여 구성될 수 있다.The first plasma generator 130 may reduce the surface of the die 110 using atmospheric pressure plasma. For this purpose, the first plasma generator 130 includes a first body 310, a second body 320, a first gas supply module 330, a first power application module 340, and It may be configured to include the first electrode 350 .

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 표면 처리 장치를 구성하는 제1 플라즈마 생성부의 구조를 개략적으로 도시한 측단면도이다. 이하 설명은 도 4를 참조한다.4 is a side cross-sectional view schematically illustrating the structure of a first plasma generator constituting a die surface treatment apparatus according to an embodiment of the present invention. The following description refers to FIG. 4 .

제1 몸체(310) 및 제2 몸체(320)는 플라즈마가 생성되는 제1 플라즈마 영역(360)을 사이에 두고 각각 상부와 하부에 배치될 수 있다. 플라즈마 생성을 위해, 제1 몸체(310)는 그 내부에 제1 전극(350)을 구비할 수 있으며, 제2 몸체(320)는 GND될 수 있다. 제1 몸체(310) 및 제2 몸체(320)는 절연체로 형성될 수 있다.The first body 310 and the second body 320 may be disposed at upper and lower portions, respectively, with the first plasma region 360 where plasma is generated therebetween. For plasma generation, the first body 310 may have a first electrode 350 therein, and the second body 320 may be GND. The first body 310 and the second body 320 may be formed of an insulator.

제1 가스 공급 모듈(330)은 제1 플라즈마 영역(360)으로 제1 공정 가스(380)를 공급하는 것이다. 상기에서, 제1 플라즈마 영역(360)은 환원용 플라즈마 발생 구간을 의미한다.The first gas supply module 330 supplies the first process gas 380 to the first plasma region 360 . In the above, the first plasma region 360 means a plasma generating section for reduction.

앞서 설명한 바와 같이, 제1 플라즈마 생성부(130)는 다이(110)의 표면을 환원 처리할 수 있다. 제1 가스 공급 모듈(330)은 이를 위해 불활성 가스와 환원성 가스를 혼합하여 제1 공정 가스(380)로 공급할 수 있다.As described above, the first plasma generator 130 may reduce the surface of the die 110 . The first gas supply module 330 may supply a mixture of an inert gas and a reducing gas as the first process gas 380 for this purpose.

제1 공정 가스(380)는 상기에서 설명한 바와 같이 불활성 가스와 환원성 가스가 혼합된 것이다. 여기서, Ar 등이 불활성 가스로 이용될 수 있으며, H2, NH3 등이 환원성 가스로 이용될 수 있다.As described above, the first process gas 380 is a mixture of an inert gas and a reducing gas. Here, Ar or the like may be used as an inert gas, and H2 or NH3 may be used as a reducing gas.

제1 공정 가스(380)는 불활성 가스가 환원성 가스보다 더 높은 비율로 혼합된 것일 수 있다. 예를 들어, 환원성 가스는 제1 공정 가스(380)에서 0.3% 이하의 비율로 분포할 수 있다.The first process gas 380 may be a mixture of an inert gas at a higher ratio than a reducing gas. For example, the reducing gas may be distributed in a ratio of 0.3% or less in the first process gas 380 .

한편, 제1 공정 가스(380)는 제1 몸체(310) 내에 형성된 제1 이송 통로(370)를 통해 제1 플라즈마 영역(360)으로 이동될 수 있다.Meanwhile, the first process gas 380 may be moved to the first plasma region 360 through the first transfer passage 370 formed in the first body 310 .

제1 전원 인가 모듈(340)은 제1 전극(350)에 RF 전원을 인가하는 것이다. 이러한 제1 전원 인가 모듈(340)은 제1 이송 통로(370)를 통해 제1 플라즈마 영역(360)으로 제1 공정 가스(380)가 공급될 때 제1 전극(350)에 RF 전원을 인가할 수 있다.The first power application module 340 applies RF power to the first electrode 350 . The first power application module 340 applies RF power to the first electrode 350 when the first process gas 380 is supplied to the first plasma region 360 through the first transfer passage 370. can

제1 전극(350)은 제1 전원 인가 모듈(340)에 의해 인가된 RF 전원을 기초로 제1 플라즈마 영역(360)으로 이동하는 제1 공정 가스(380)를 여기시키는 것이다. 제1 공정 가스(380)는 제1 전극(350)에 의해 여기되어 제1 플라즈마 영역(360)에서 다이(110)의 표면을 플라즈마 처리할 수 있다.The first electrode 350 excites the first process gas 380 moving to the first plasma region 360 based on the RF power applied by the first power application module 340 . The first process gas 380 may be excited by the first electrode 350 to perform plasma treatment on the surface of the die 110 in the first plasma region 360 .

다시 도 1을 참조하여 설명한다.It will be described with reference to FIG. 1 again.

제2 플라즈마 생성부(140)는 제1 플라즈마 생성부(130)와 마찬가지로 다이(110)의 이동 경로 상에 설치되는 것이다. 이러한 제2 플라즈마 생성부(140)도 대기압 플라즈마를 이용하여 다이(110)의 접합면을 표면 처리할 수 있다. 제2 플라즈마 생성부(140)도 제1 플라즈마 생성부(130)와 마찬가지로 대기압 플라즈마 전극으로 구현될 수 있다.The second plasma generator 140 is installed on the moving path of the die 110 like the first plasma generator 130 . The second plasma generating unit 140 may also surface treat the bonding surface of the die 110 using atmospheric plasma. Like the first plasma generator 130, the second plasma generator 140 may also be implemented as an atmospheric pressure plasma electrode.

제1 플라즈마 생성부(130) 및 제2 플라즈마 생성부(140)는 도 5에 도시된 바와 같이 일체화되어 하나의 모듈로 구현될 수 있다.As shown in FIG. 5 , the first plasma generating unit 130 and the second plasma generating unit 140 may be integrated and implemented as a single module.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 표면 처리 장치를 구성하는 제1 플라즈마 생성부 및 제2 플라즈마 생성부의 제1 실시 형태를 도시한 도면이다. 이하 설명은 도 5를 참조한다.5 is a diagram illustrating a first embodiment of a first plasma generating unit and a second plasma generating unit constituting a die surface treatment apparatus according to an embodiment of the present invention. The following description refers to FIG. 5 .

제1 플라즈마 생성부(130) 및 제2 플라즈마 생성부(140)는 하나의 모듈 내에 형성된 영역(410)을 공유할 수 있다. 이때, 배리어(Barrier; 420)가 이 공유 영역(410) 내에 설치되어, 공유 영역(410)을 제1 플라즈마 영역(360)와 제2 플라즈마 영역(560)으로 구분되게 할 수 있다. 상기에서, 제1 플라즈마 영역(360)은 환원용 플라즈마 발생 구간을 의미하고, 제2 플라즈마 영역(560)은 친수용 플라즈마 발생 구간을 의미한다.The first plasma generator 130 and the second plasma generator 140 may share a region 410 formed in one module. At this time, a barrier 420 may be installed in the sharing area 410 to divide the sharing area 410 into a first plasma area 360 and a second plasma area 560 . In the above, the first plasma region 360 means a plasma generating section for reduction, and the second plasma region 560 means a hydrophilic plasma generating section.

배리어(420)는 공유 영역(410)을 듀얼 존(Dual Zone)(360, 560)으로 구분되게 하는 것이다. 배리어(420)는 메탈(Metal)이나 세라믹(Ceramic)을 소재로 하여 제조될 수 있다.The barrier 420 divides the shared area 410 into dual zones 360 and 560 . The barrier 420 may be made of metal or ceramic.

한편, 제1 플라즈마 생성부(130) 및 제2 플라즈마 생성부(140)는 도 6에 도시된 바와 같이 분리되어 별도의 모듈로 구현되는 것도 가능하다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 표면 처리 장치를 구성하는 제1 플라즈마 생성부 및 제2 플라즈마 생성부의 제2 실시 형태를 도시한 도면이다.Meanwhile, the first plasma generating unit 130 and the second plasma generating unit 140 may be separated as shown in FIG. 6 and implemented as separate modules. FIG. 6 is a diagram illustrating a second embodiment of a first plasma generating unit and a second plasma generating unit constituting a die surface treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.

제1 플라즈마 생성부(130) 및 제2 플라즈마 생성부(140)는 도 5에 도시된 바와 같이 일체화되어 하나의 모듈로 구현되는 경우, 스테이지(120) 상에서 폭 방향(제1 방향(10))으로 인접하여 설치될 수 있다. 제1 플라즈마 생성부(130) 및 제2 플라즈마 생성부(140)는 예를 들어, 도 1 및 도 3에 도시된 구조로 스테이지(120) 상에 설치될 수 있다.When the first plasma generating unit 130 and the second plasma generating unit 140 are integrated as shown in FIG. 5 and implemented as a single module, the stage 120 in the width direction (first direction 10) can be installed adjacent to The first plasma generator 130 and the second plasma generator 140 may be installed on the stage 120 in a structure shown in FIGS. 1 and 3 , for example.

그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 플라즈마 생성부(130) 및 제2 플라즈마 생성부(140)는 도 6에 도시된 바와 같이 분리되어 별도의 모듈로 구현되는 경우, 스테이지(120) 상에서 길이 방향(제2 방향(20))으로 이격되어 설치될 수 있다. 제1 플라즈마 생성부(130) 및 제2 플라즈마 생성부(140)는 예를 들어, 도 7에 도시된 구조로 스테이지(120) 상에 설치될 수 있다. 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다이 표면 처리 장치의 구조를 개략적으로 도시한 평면도이다.However, the present embodiment is not limited thereto. When the first plasma generating unit 130 and the second plasma generating unit 140 are separated as shown in FIG. 6 and implemented as separate modules, the stage 120 has a longitudinal direction (second direction 20). can be installed apart from each other. The first plasma generator 130 and the second plasma generator 140 may be installed on the stage 120 in a structure shown in FIG. 7 . 7 is a plan view schematically showing the structure of a die surface treatment apparatus according to another embodiment of the present invention.

다시 도 1을 참조하여 설명한다.It will be described with reference to FIG. 1 again.

제2 플라즈마 생성부(140)는 대기압 플라즈마를 이용하여 다이(110)의 표면을 활성화 처리(또는 친수화 처리)할 수 있다. 제2 플라즈마 생성부(140)는 이를 위해 도 4에 도시된 제1 플라즈마 생성부(130)와 동일한 구조로 설치될 수 있다.The second plasma generator 140 may activate (or hydrophilize) the surface of the die 110 using atmospheric plasma. The second plasma generator 140 may have the same structure as the first plasma generator 130 shown in FIG. 4 for this purpose.

이하에서는 제2 플라즈마 생성부(140)를 구성하는 각각의 구성요소에 대해 설명할 것이며, 전체적인 구조는 도 4를 참조하면 된다.Hereinafter, each component constituting the second plasma generating unit 140 will be described, and the overall structure may be referred to FIG. 4 .

제2 플라즈마 생성부(140)는 제3 몸체(510), 제4 몸체(520), 제2 가스 공급 모듈, 제2 전원 인가 모듈 및 제2 전극을 포함하여 구성될 수 있다. 제3 몸체(510), 제4 몸체(520) 및 제2 플라즈마 영역(560)은 도 5 및 도 6에 도시된 바를 참조할 수 있다.The second plasma generator 140 may include a third body 510, a fourth body 520, a second gas supply module, a second power supply module, and a second electrode. Referring to FIGS. 5 and 6 , the third body 510 , the fourth body 520 , and the second plasma region 560 may be referred to.

제3 몸체(510) 및 제4 몸체(520)는 각각 제1 몸체(310) 및 제2 몸체(320)에 대응할 수 있다. 즉, 제3 몸체는 제1 몸체(310)와 동일한 구조로 형성될 수 있으며, 제4 몸체는 제2 몸체(320)와 동일한 구조로 형성될 수 있다.The third body 510 and the fourth body 520 may correspond to the first body 310 and the second body 320, respectively. That is, the third body may have the same structure as the first body 310 and the fourth body may have the same structure as the second body 320 .

제2 가스 공급 모듈은 제2 플라즈마 영역(560)으로 제2 공정 가스를 공급하는 것이다. 이러한 제2 가스 공급 모듈은 제1 가스 공급 모듈(330)과 동일한 구조로 형성될 수 있다.The second gas supply module supplies a second process gas to the second plasma region 560 . The second gas supply module may have the same structure as the first gas supply module 330 .

제2 플라즈마 생성부(140)는 앞서 설명한 바와 같이, 다이(110)의 표면을 활성화 처리(또는 친수화 처리)할 수 있다. 제2 가스 공급 모듈은 이를 위해 불활성 가스를 제2 공정 가스로 공급할 수 있다. 제2 가스 공급 모듈은 예를 들어, Ar 등을 제2 공정 가스로 공급할 수 있다.As described above, the second plasma generator 140 may activate (or hydrophilize) the surface of the die 110 . The second gas supply module may supply an inert gas as the second process gas for this purpose. The second gas supply module may supply, for example, Ar or the like as the second process gas.

한편, 제2 공정 가스는 제3 몸체(510) 내에 형성된 제2 이송 통로를 통해 제2 플라즈마 영역(560)으로 이동될 수 있다. 제2 이송 통로는 제1 이송 통로(370)와 동일한 구조로 형성될 수 있다.Meanwhile, the second process gas may be moved to the second plasma region 560 through the second transfer passage formed in the third body 510 . The second transfer passage may have the same structure as the first transfer passage 370 .

제2 전원 인가 모듈은 제2 전극에 RF 전원을 인가하는 것이다. 제2 전원 인가 모듈 및 제2 전극은 제1 전원 인가 모듈(340) 및 제1 전극(350)과 동일한 구조로 형성될 수 있다.The second power application module applies RF power to the second electrode. The second power application module and the second electrode may have the same structure as the first power application module 340 and the first electrode 350 .

제2 전극은 제2 전원 인가 모듈에 의해 인가된 RF 전원을 기초로 제2 플라즈마 영역(560)으로 이동하는 제2 공정 가스를 여기시키는 것이다. 제2 공정 가스는 제2 전극에 의해 여기되어 제2 플라즈마 영역(560)에서 다이(110)의 표면을 플라즈마 처리할 수 있다.The second electrode excites the second process gas moving into the second plasma region 560 based on the RF power applied by the second power application module. The second process gas may be excited by the second electrode to plasma treat the surface of the die 110 in the second plasma region 560 .

제1 플라즈마 생성부(130) 및 제2 플라즈마 생성부(140)는 도 8에 도시된 바와 같이 각각의 전원 인가 모듈(340, 540) 및 전극(350, 550)을 이용하여 공정 가스(380, 580)를 여기시킬 수 있다. 구체적으로, 제1 플라즈마 생성부(130)는 제1 전원 인가 모듈(340) 및 제1 전극(350)을 이용하여 제1 플라즈마 영역(360)으로 이동된 제1 공정 가스(380)를 여기시킬 수 있으며, 제2 플라즈마 생성부(140)는 제2 전원 인가 모듈(540) 및 제2 전극(550)을 이용하여 제2 플라즈마 영역(560)으로 이동된 제2 공정 가스(580)를 여기시킬 수 있다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 표면 처리 장치를 구성하는 제1 플라즈마 생성부 및 제2 플라즈마 생성부의 제3 실시 형태를 도시한 도면이다.As shown in FIG. 8 , the first plasma generator 130 and the second plasma generator 140 use the respective power supply modules 340 and 540 and the electrodes 350 and 550 to process gas 380, 580) can be excited. Specifically, the first plasma generator 130 excites the first process gas 380 moved to the first plasma region 360 using the first power supply module 340 and the first electrode 350. The second plasma generator 140 may excite the second process gas 580 moved to the second plasma region 560 using the second power supply module 540 and the second electrode 550. can 8 is a diagram illustrating a third embodiment of a first plasma generating unit and a second plasma generating unit constituting a die surface treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.

제1 플라즈마 생성부(130) 및 제2 플라즈마 생성부(140)가 도 8에 도시된 바와 같이 각각의 전원 인가 모듈(340, 540) 및 전극(350, 550)을 이용하는 경우, 서로 다른 전압 조건에서 공정 가스(380, 580)를 여기시킬 수 있다.When the first plasma generator 130 and the second plasma generator 140 use the respective power application modules 340 and 540 and the electrodes 350 and 550 as shown in FIG. 8, different voltage conditions The process gases 380 and 580 may be excited at .

그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 플라즈마 생성부(130) 및 제2 플라즈마 생성부(140)는 도 9에 도시된 바와 같이 단일 개의 전원 인가 모듈(340)을 이용하여 각각의 전극(350, 550)에 전원을 인가하여 공정 가스(380, 580)를 여기시키는 것도 가능하다. 이 경우, 제1 플라즈마 생성부(130) 및 제2 플라즈마 생성부(140)는 동일한 전압 조건에서 공정 가스(380, 580)를 여기시킬 수 있다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 표면 처리 장치를 구성하는 제1 플라즈마 생성부 및 제2 플라즈마 생성부의 제4 실시 형태를 도시한 도면이다.However, the present embodiment is not limited thereto. As shown in FIG. 9 , the first plasma generator 130 and the second plasma generator 140 apply power to the respective electrodes 350 and 550 using a single power supply module 340 to process the process. It is also possible to excite the gases 380 and 580. In this case, the first plasma generator 130 and the second plasma generator 140 may excite the process gases 380 and 580 under the same voltage condition. FIG. 9 is a diagram illustrating a fourth embodiment of a first plasma generating unit and a second plasma generating unit constituting a die surface treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.

한편, 제1 플라즈마 생성부(130) 및 제2 플라즈마 생성부(140)에 구성되는 전극은 도 10에 도시된 바와 같이 단일 몸체로 형성될 수도 있다. 전극이 이와 같이 단일 몸체(350)로 형성되면, 일단에서는 환원성 가스를 주입하고, 타단에서는 활성화용 가스를 주입하여, 두 종류의 AP 플라즈마가 동시에 형성되도록 할 수 있다. 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 표면 처리 장치를 구성하는 제1 플라즈마 생성부 및 제2 플라즈마 생성부의 제5 실시 형태를 도시한 도면이다.Meanwhile, the electrodes of the first plasma generating unit 130 and the second plasma generating unit 140 may be formed as a single body as shown in FIG. 10 . When the electrode is formed as a single body 350 as described above, a reducing gas is injected at one end and an activation gas is injected at the other end, so that two types of AP plasma can be simultaneously formed. 10 is a diagram showing a first plasma generating unit and a second plasma generating unit constituting a die surface treatment apparatus according to an embodiment of the present invention according to a fifth embodiment.

이상 도 1, 및 도 4 내지 도 10을 참조하여 제1 플라즈마 생성부(130) 및 제2 플라즈마 생성부(140)에 대하여 설명하였다. 제1 플라즈마 생성부(130) 및 제2 플라즈마 생성부(140)는 공정 가스를 플라즈마 상태로 여기시켜 다이(110)의 접합면을 표면 처리할 수 있다.The first plasma generator 130 and the second plasma generator 140 have been described above with reference to FIGS. 1 and 4 to 10 . The first plasma generating unit 130 and the second plasma generating unit 140 may perform a surface treatment on the bonding surface of the die 110 by exciting a process gas into a plasma state.

제1 플라즈마 생성부(130)는 다이(110)의 표면을 환원 처리하는 것이고, 제2 플라즈마 생성부(140)는 다이(110)의 표면을 활성화 처리(또는 친수화 처리)하는 것이므로, 본 실시예에서는 제1 플라즈마 생성부(130)가 먼저 다이(110)의 표면을 환원 처리하고, 이어서 제2 플라즈마 생성부(140)가 다이(110)의 표면을 활성화 처리(또는 친수화 처리)할 수 있다.Since the first plasma generator 130 reduces the surface of the die 110 and the second plasma generator 140 activates (or hydrophilizes) the surface of the die 110, this embodiment In an example, the first plasma generator 130 first reduces the surface of the die 110, and then the second plasma generator 140 activates (or hydrophilizes) the surface of the die 110. there is.

제2 플라즈마 생성부(140)가 먼저 다이(110)의 표면을 활성화 처리(또는 친수화 처리)할 경우, 다이(110)의 표면에 노출된 금속층(220)이 산화될 수 있다. 따라서 본 실시예에서는 이러한 문제가 발생하는 것을 방지하기 위해 먼저 다이(110)의 표면을 환원 처리하고, 이어서 다이(110)의 표면을 활성화 처리(또는 친수화 처리)할 수 있다.When the second plasma generator 140 first activates (or hydrophilizes) the surface of the die 110 , the metal layer 220 exposed on the surface of the die 110 may be oxidized. Accordingly, in the present embodiment, in order to prevent such a problem from occurring, the surface of the die 110 may first be reduced, and then the surface of the die 110 may be activated (or hydrophilized).

다이(110)는 제1 플라즈마 생성부(130) 및 제2 플라즈마 생성부(140)에 의해 각각 1회 표면 처리될 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 다이(110)는 제1 플라즈마 생성부(130) 및 제2 플라즈마 생성부(140)에 의해 각각 복수 회 표면 처리되는 것도 가능하다.The surface of the die 110 may be treated once each by the first plasma generator 130 and the second plasma generator 140 . However, the present embodiment is not limited thereto. The die 110 may also be surface-treated a plurality of times by the first plasma generating unit 130 and the second plasma generating unit 140 respectively.

다이(110)는 제1 플라즈마 생성부(130) 및 제2 플라즈마 생성부(140)에 의해 동일 횟수 표면 처리될 수 있다. 예를 들어, 다이(110)는 제1 플라즈마 생성부(130)에 의해 2회 표면 처리되고, 제2 플라즈마 생성부(140)에 의해서도 2회 표면 처리될 수 있다.The die 110 may be surface treated the same number of times by the first plasma generator 130 and the second plasma generator 140 . For example, the die 110 may be surface treated twice by the first plasma generator 130 and surface treated twice by the second plasma generator 140 .

그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 다이(110)는 제1 플라즈마 생성부(130) 및 제2 플라즈마 생성부(140)에 의해 서로 다른 횟수 표면 처리되는 것도 가능하다. 예를 들어, 다이(110)는 제1 플라즈마 생성부(130)에 의해 3회 표면 처리되고, 제2 플라즈마 생성부(140)에 의해 4회 표면 처리될 수 있다.However, the present embodiment is not limited thereto. The die 110 may also be subjected to different number of surface treatments by the first plasma generator 130 and the second plasma generator 140 . For example, the die 110 may be surface-treated three times by the first plasma generator 130 and surface-treated four times by the second plasma generator 140 .

이상 도 1 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 다양한 실시 형태에 따른 다이 표면 처리 장치(100)에 대하여 설명하였다. 다이 표면 처리 장치(100)는 듀얼 존(Dual Zone) 대기압(AP) 플라즈마 전극을 이용하여 다이(110)의 표면을 처리하는 것이다. 상기에서, 대기압 플라즈마 전극은 다이렉트 하이브리드(Direct Hybrid) 접합 공정 내 시료 표면의 환원 및 친수화(활성화)에 대해 동시 처리 가능한 것을 특징으로 한다.The die surface treatment apparatus 100 according to various embodiments of the present disclosure has been described above with reference to FIGS. 1 to 10 . The die surface treatment apparatus 100 treats the surface of the die 110 using a dual zone atmospheric pressure (AP) plasma electrode. In the above, the atmospheric pressure plasma electrode is characterized in that it can simultaneously treat reduction and hydrophilization (activation) of the sample surface in a direct hybrid bonding process.

본 실시예에서, 다이 표면 처리 장치(100)는 듀얼 존 구성을 통해 환원 처리용 플라즈마와 친수화(활성화) 처리용 플라즈마가 동시에 토출되는 AP 플라즈마 전극을 포함할 수 있다. 다이 표면 처리 장치(100)는 듀얼 존 AP 플라즈마 전극의 활용을 통해 단일 전극 내에서 시료 표면의 환원 및 활성화(친수화) 공정을 순차적으로 진행할 수 있으며, 이를 통해 다이렉트 하이브리드 본딩용 기판 내 메탈 표면에 대한 환원 처리 및 유전체 표면에 대한 활성화(친수화) 처리를 순차적으로 진행할 수 있다. 또한, 다이 표면 처리 장치(100)는 회전 스테이지(Rotation Stage)를 활용하여 시료의 환원 및 활성화를 순차적 및 반복적으로 처리하는 것도 가능하다. 또한, 다이 표면 처리 장치(100)는 진공 플라즈마에 비해 상대적으로 적은 비용으로 AP 플라즈마 공정을 수행할 수 있으며, 모듈 구성을 위한 레이아웃(Layout)도 최소화하는 것이 가능하다.In this embodiment, the die surface treatment apparatus 100 may include an AP plasma electrode through which plasma for reduction treatment and plasma for hydrophilization (activation) treatment are simultaneously discharged through a dual zone configuration. The die surface treatment apparatus 100 can sequentially perform reduction and activation (hydrophilization) processes of the sample surface within a single electrode by utilizing a dual-zone AP plasma electrode, and through this, the metal surface in the substrate for direct hybrid bonding A reduction treatment and an activation (hydrophilization) treatment for the dielectric surface may be sequentially performed. In addition, the die surface treatment apparatus 100 may sequentially and repeatedly process reduction and activation of a sample by utilizing a rotation stage. In addition, the die surface treatment apparatus 100 can perform the AP plasma process at a relatively low cost compared to vacuum plasma, and it is possible to minimize the layout for module configuration.

다음으로, 다이 본딩 시스템(600)의 다이 본딩 방법에 대하여 설명한다.Next, the die bonding method of the die bonding system 600 will be described.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 표면 처리 장치를 포함하는 다이 본딩 시스템의 내부 구성을 개략적으로 도시한 도면이며, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 표면 처리 장치를 포함하는 다이 본딩 시스템의 다이 본딩 방법을 순차적으로 도시한 흐름도이다. 이하 설명은 도 11및 도 12를 참조한다.11 is a diagram schematically showing the internal configuration of a die bonding system including a die surface treatment apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a diagram including a die surface treatment apparatus according to an embodiment of the present invention. It is a flowchart sequentially showing the die bonding method of the die bonding system. The following description refers to FIGS. 11 and 12 .

먼저, 다이 표면 처리 장치(100)의 제1 플라즈마 생성부(130)가 다이(110)의 표면을 환원 처리한다(S710). 다이 표면 처리 장치(100)는 불활성 가스와 환원성 가스가 혼합된 제1 공정 가스(380)를 이용하여 다이(110)의 표면을 환원 처리할 수 있으며(예를 들어, Ar/H2 AP Plasma Treatment), 이때 다이(110)의 표면에 형성된 금속층(220)(즉, Metal 표면)이 환원 처리될 수 있다.First, the first plasma generator 130 of the die surface treatment apparatus 100 reduces the surface of the die 110 (S710). The die surface treatment apparatus 100 may reduce the surface of the die 110 using the first process gas 380 in which an inert gas and a reducing gas are mixed (eg, Ar/H2 AP Plasma Treatment) , At this time, the metal layer 220 (ie, the metal surface) formed on the surface of the die 110 may be reduced.

이후, 다이 표면 처리 장치(100)의 제2 플라즈마 생성부(140)가 다이(110)의 표면을 활성화 처리(또는 친수화 처리)한다(S720). 다이 표면 처리 장치(100)는 불활성 가스로 구성된 제2 공정 가스(580)를 이용하여 다이(110)의 표면을 활성화 처리(또는 친수화 처리)할 수 있으며(예를 들어, Ar AP Plasma Treatment), 이때 다이(110)의 표면에 형성된 절연층(230)(즉, Dielectric 표면)이 활성화 처리(또는 친수화 처리)될 수 있다.Thereafter, the second plasma generating unit 140 of the die surface treatment apparatus 100 activates (or hydrophilizes) the surface of the die 110 (S720). The die surface treatment apparatus 100 may activate (or hydrophilize) the surface of the die 110 using the second process gas 580 composed of an inert gas (eg, Ar AP Plasma Treatment) , At this time, the insulating layer 230 (ie, the dielectric surface) formed on the surface of the die 110 may be activated (or hydrophilized).

이후, 다이 본딩 시스템(600)의 웨팅 장치(610)는 다이(110)가 접합될 기판 상의 접합 영역에 액체를 공급하여 액막을 형성한다(DIW Rinse/Spin Dry)(S730). 이때, 웨팅 장치(610)가 액막 형성을 위해 기판 상의 접합 영역에 공급되는 액체는 예를 들어, 순수(DIW; De-Ionized Water)일 수 있다.Thereafter, the wetting device 610 of the die bonding system 600 supplies liquid to the bonding area on the substrate to which the die 110 is to be bonded to form a liquid film (DIW Rinse/Spin Dry) (S730). At this time, the liquid supplied by the wetting device 610 to the bonding area on the substrate to form the liquid film may be, for example, de-ionized water (DIW).

이후, 다이 본딩 시스템(600)의 본딩 헤드(620)는 다이(110)의 접합면을 기판 상의 액막에 접촉시킨다. 이때, 다이(110)를 가압하거나 승온하지 않더라도, 다이(110)의 친수화된 접합면과 액막 간의 접합력에 의해 다이(110)가 기판 상에 가접합(Direct Pre-Bonding)될 수 있다(S740).Then, the bonding head 620 of the die bonding system 600 contacts the bonding surface of the die 110 to the liquid film on the substrate. At this time, even if the die 110 is not pressed or heated, the die 110 may be pre-bonded on the substrate by the bonding force between the hydrophilized bonding surface of the die 110 and the liquid film (S740 ).

이후, 기판 상에 복수 개의 다이(110)가 가접합되면, 복수 개의 다이(110)가 가접합된 기판을 열처리 챔버(630)로 이송하여 상기 기판을 열처리(Annealing)하고, 기판 단위로 복수 개의 다이(110)를 동시에 본접합(Post Bonding)시킨다(S750).Thereafter, when the plurality of dies 110 are temporarily bonded on the substrate, the substrate to which the plurality of dies 110 are temporarily bonded is transferred to the heat treatment chamber 630, the substrate is annealed, and a plurality of The dies 110 are simultaneously bonded (Post Bonding) (S750).

이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the above and accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains can implement the present invention in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. You will understand that there is Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative in all respects and not limiting.

100: 다이 표면 처리 장치 110, 110a, 110b, ..., 110n: 다이
120: 스테이지 130: 제1 플라즈마 생성부
140: 제2 플라즈마 생성부 210: 기판층
220: 금속층 230: 절연층
240: 비아 250: 장벽층
310: 제1 몸체 320: 제2 몸체
330: 제1 가스 공급 모듈 340: 제1 전원 인가 모듈
350: 제1 전극 360: 제1 플라즈마 영역
370: 제1 이송 통로 380: 제1 공정 가스
410: 공유 영역 420: 배리어
510: 제3 몸체 520: 제4 몸체
540: 제2 전원 인가 모듈 550: 제2 전극
560: 제2 플라즈마 영역 580: 제2 플라즈마 영역
600: 다이 본딩 시스템 610: 웨팅 장치
620: 본딩 헤드 630: 열처리 챔버100: die surface treatment device 110, 110a, 110b, ..., 110n: die
120: stage 130: first plasma generating unit
140: second plasma generating unit 210: substrate layer
220: metal layer 230: insulating layer
240 via 250 barrier layer
310: first body 320: second body
330: first gas supply module 340: first power application module
350: first electrode 360: first plasma region
370: first transfer passage 380: first process gas
410: shared area 420: barrier
510: third body 520: fourth body
540: second power application module 550: second electrode
560: second plasma region 580: second plasma region
600: die bonding system 610: wetting device
620: bonding head 630: heat treatment chamber

Claims (20)

다이를 지지하는 스테이지;
상기 다이의 이동 경로 상에 설치되며, 제1 플라즈마 영역에서 상기 다이의 표면을 환원 처리하는 제1 플라즈마 생성부; 및
상기 다이의 이동 경로 상에 설치되며, 제2 플라즈마 영역에서 상기 다이의 표면을 친수화 처리하는 제2 플라즈마 생성부를 포함하며,
상기 제1 플라즈마 생성부는 제1 공정 가스를 이용하여 상기 다이의 표면을 환원 처리하며,
상기 제1 공정 가스는 불활성 가스 및 환원성 가스를 포함하는 다이 표면 처리 장치.a stage supporting the die;
a first plasma generating unit installed on the moving path of the die and reducing the surface of the die in a first plasma region; and
A second plasma generator installed on the moving path of the die and hydrophilizing the surface of the die in a second plasma region;
The first plasma generating unit reduces the surface of the die using a first process gas,
The first process gas includes an inert gas and a reducing gas. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 제1 공정 가스는 상기 불활성 가스를 상기 환원성 가스보다 더 많이 포함하는 다이 표면 처리 장치.According to claim 1,
The die surface treatment apparatus of claim 1 , wherein the first process gas contains more of the inert gas than the reducing gas. 제 1 항에 있어서,
상기 환원성 가스는 H2 및 NH3 중 적어도 하나를 포함하는 다이 표면 처리 장치.According to claim 1,
The reducing gas includes at least one of H2 and NH3. 제 1 항에 있어서,
상기 제2 플라즈마 생성부는 제2 공정 가스를 이용하여 상기 다이의 표면을 친수화 처리하며,
상기 제2 공정 가스는 불활성 가스를 포함하는 다이 표면 처리 장치.According to claim 1,
The second plasma generating unit hydrophilizes the surface of the die using a second process gas;
The second process gas includes an inert gas. 제 1 항에 있어서,
상기 스테이지는 적어도 일 방향으로 회전하며,
상기 다이는 상기 스테이지의 회전에 따라 상기 제1 플라즈마 영역 및 상기 제2 플라즈마 영역을 순차적으로 통과하는 다이 표면 처리 장치.According to claim 1,
The stage rotates in at least one direction,
The die surface treatment apparatus of claim 1 , wherein the die sequentially passes through the first plasma region and the second plasma region according to rotation of the stage. 제 1 항에 있어서,
상기 다이는 적어도 일 방향으로 상기 스테이지 상에서 회전하며,
상기 다이는 상기 스테이지 상에서의 회전에 따라 상기 제1 플라즈마 영역 및 상기 제2 플라즈마 영역을 순차적으로 통과하는 다이 표면 처리 장치.According to claim 1,
the die rotates on the stage in at least one direction;
The die surface treatment apparatus of claim 1 , wherein the die sequentially passes through the first plasma region and the second plasma region according to rotation on the stage. 제 1 항에 있어서,
상기 다이는 상기 제1 플라즈마 영역을 먼저 통과하고, 상기 제2 플라즈마 영역을 나중 통과하는 다이 표면 처리 장치.According to claim 1,
wherein the die first passes through the first plasma region and passes through the second plasma region last. 다이를 지지하는 스테이지;
상기 다이의 이동 경로 상에 설치되며, 제1 플라즈마 영역에서 상기 다이의 표면을 환원 처리하는 제1 플라즈마 생성부; 및
상기 다이의 이동 경로 상에 설치되며, 제2 플라즈마 영역에서 상기 다이의 표면을 친수화 처리하는 제2 플라즈마 생성부를 포함하며,
상기 제1 플라즈마 영역 및 상기 제2 플라즈마 영역은 하나의 공유 영역 상에 형성되며,
배리어에 의해 영역 구분되는 다이 표면 처리 장치.a stage supporting the die;
a first plasma generating unit installed on the moving path of the die and reducing the surface of the die in a first plasma region; and
A second plasma generator installed on the moving path of the die and hydrophilizing the surface of the die in a second plasma region;
The first plasma region and the second plasma region are formed on one common region,
A die surface treatment device that is zoned by a barrier. 제 9 항에 있어서,
상기 배리어는 금속 및 세라믹 중 적어도 하나의 성분을 소재로 하여 제조되는 다이 표면 처리 장치.According to claim 9,
The die surface treatment apparatus wherein the barrier is made of at least one of metal and ceramic. 다이를 지지하는 스테이지;
상기 다이의 이동 경로 상에 설치되며, 제1 플라즈마 영역에서 상기 다이의 표면을 환원 처리하는 제1 플라즈마 생성부; 및
상기 다이의 이동 경로 상에 설치되며, 제2 플라즈마 영역에서 상기 다이의 표면을 친수화 처리하는 제2 플라즈마 생성부를 포함하며,
상기 제1 플라즈마 생성부 및 상기 제2 플라즈마 생성부는 일체형 전극을 이용하여 상기 제1 플라즈마 영역 및 상기 제2 플라즈마 영역에 서로 다른 종류의 플라즈마를 동시에 발생시키는 다이 표면 처리 장치.a stage supporting the die;
a first plasma generating unit installed on the moving path of the die and reducing the surface of the die in a first plasma region; and
A second plasma generator installed on the moving path of the die and hydrophilizing the surface of the die in a second plasma region;
The first plasma generating unit and the second plasma generating unit simultaneously generate different types of plasma in the first plasma region and the second plasma region using an integrated electrode. 제 1 항에 있어서,
상기 제1 플라즈마 생성부는,
상기 제1 플라즈마 영역의 상부에 배치되는 제1 몸체;
상기 제1 플라즈마 영역의 하부에 배치되는 제2 몸체;
상기 제1 몸체의 내부에 형성된 제1 이송 통로를 이용하여 상기 제1 플라즈마 영역으로 제1 공정 가스를 공급하는 제1 가스 공급 모듈; 및
상기 제1 몸체의 내부에 설치되며, 전원이 인가되면 상기 제1 공정 가스를 여기시키는 제1 전극을 포함하는 다이 표면 처리 장치.According to claim 1,
The first plasma generating unit,
a first body disposed above the first plasma region;
a second body disposed below the first plasma region;
a first gas supply module supplying a first process gas to the first plasma region using a first transfer passage formed inside the first body; and
A die surface treatment apparatus including a first electrode installed inside the first body and exciting the first process gas when power is applied. 제 1 항에 있어서,
상기 제2 플라즈마 생성부는,
상기 제2 플라즈마 영역의 상부에 배치되는 제3 몸체;
상기 제2 플라즈마 영역의 하부에 배치되는 제4 몸체;
상기 제3 몸체의 내부에 형성된 제2 이송 통로를 이용하여 상기 제2 플라즈마 영역으로 제2 공정 가스를 공급하는 제2 가스 공급 모듈; 및
상기 제3 몸체의 내부에 설치되며, 전원이 인가되면 상기 제2 공정 가스를 여기시키는 제2 전극을 포함하는 다이 표면 처리 장치.According to claim 1,
The second plasma generating unit,
a third body disposed above the second plasma region;
a fourth body disposed below the second plasma region;
a second gas supply module supplying a second process gas to the second plasma region using a second transfer passage formed inside the third body; and
A die surface treatment apparatus including a second electrode installed inside the third body and exciting the second process gas when power is applied. 제 1 항에 있어서,
상기 제1 플라즈마 생성부 및 상기 제2 플라즈마 생성부는 상기 스테이지 상에서 폭 방향으로 인접하여 설치되거나, 길이 방향으로 이격되어 설치되는 다이 표면 처리 장치.According to claim 1,
The first plasma generating unit and the second plasma generating unit are installed adjacent to each other in a width direction or spaced apart from each other in a longitudinal direction on the stage. 제 1 항에 있어서,
상기 제1 플라즈마 생성부 및 상기 제2 플라즈마 생성부는 상기 다이의 표면을 반복적으로 처리하되, 상기 다이의 표면을 교대로 처리하는 다이 표면 처리 장치.According to claim 1,
The first plasma generating unit and the second plasma generating unit repeatedly process the surface of the die and alternately treat the surface of the die. 제 1 항에 있어서,
상기 다이는,
기판층;
상기 기판층 상에 형성되는 금속층;
상기 금속층과 상기 기판층의 동일면 상에 형성되는 절연층;
상기 기판층을 관통하여 형성되며, 금속으로 충전되는 비아; 및
상기 기판층의 내부에서 상기 기판층과 상기 비아 사이에 형성되는 장벽층을 포함하는 다이 표면 처리 장치.According to claim 1,
The die,
substrate layer;
a metal layer formed on the substrate layer;
an insulating layer formed on the same surface of the metal layer and the substrate layer;
vias formed penetrating the substrate layer and filled with metal; and
A die surface treatment apparatus comprising a barrier layer formed inside the substrate layer between the substrate layer and the via. 다이를 지지하는 스테이지;
상기 다이의 이동 경로 상에 설치되며, 제1 플라즈마 영역에서 상기 다이의 표면을 환원 처리하는 제1 플라즈마 생성부; 및
상기 다이의 이동 경로 상에 설치되며, 제2 플라즈마 영역에서 상기 다이의 표면을 친수화 처리하는 제2 플라즈마 생성부를 포함하며,
상기 제1 플라즈마 생성부 및 상기 제2 플라즈마 생성부는 대기압 플라즈마를 이용하여 상기 다이의 표면을 처리하는 다이 표면 처리 장치.a stage supporting the die;
a first plasma generating unit installed on the moving path of the die and reducing the surface of the die in a first plasma region; and
A second plasma generator installed on the moving path of the die and hydrophilizing the surface of the die in a second plasma region;
The first plasma generating unit and the second plasma generating unit treat a surface of the die using atmospheric pressure plasma. 제 1 항에 있어서,
상기 다이 표면 처리 장치는 다이렉트 본딩 공정에 적용되는 다이 표면 처리 장치.According to claim 1,
The die surface treatment device is applied to a direct bonding process. 다이를 지지하며, 적어도 일 방향으로 회전하는 스테이지;
상기 다이의 이동 경로 상에 설치되며, 제1 플라즈마 영역에서 상기 다이의 표면을 환원 처리하는 제1 플라즈마 생성부; 및
상기 다이의 이동 경로 상에 설치되며, 제2 플라즈마 영역에서 상기 다이의 표면을 친수화 처리하는 제2 플라즈마 생성부를 포함하며,
상기 제1 플라즈마 생성부 및 상기 제2 플라즈마 생성부는 상기 스테이지 상에서 폭 방향으로 인접하여 설치되고,
상기 다이는 상기 스테이지의 회전에 따라 상기 제1 플라즈마 영역 및 상기 제2 플라즈마 영역에서 교대로 표면 처리되고,
상기 제1 플라즈마 생성부는 제1 공정 가스를 이용하여 상기 다이의 표면을 환원 처리하며,
상기 제1 공정 가스는 불활성 가스 및 환원성 가스를 포함하는 다이 표면 처리 장치.a stage supporting a die and rotating in at least one direction;
a first plasma generating unit installed on the moving path of the die and reducing the surface of the die in a first plasma region; and
A second plasma generator installed on the moving path of the die and hydrophilizing the surface of the die in a second plasma region;
The first plasma generating unit and the second plasma generating unit are installed adjacent to each other in a width direction on the stage,
The die is surface-treated alternately in the first plasma region and the second plasma region according to the rotation of the stage,
The first plasma generating unit reduces the surface of the die using a first process gas,
The first process gas includes an inert gas and a reducing gas. 다이의 표면을 환원 처리 및 친수화 처리하는 다이 표면 처리 장치;
상기 다이가 접합될 기판 상의 영역에 액막을 형성하는 웨팅 장치;
상기 다이의 접합면을 상기 기판 상의 액막에 접촉시켜 상기 다이를 상기 기판 상에 가접합시키는 본딩 헤드; 및
상기 다이의 본접합 전에 상기 기판을 열처리하는 열처리 챔버를 포함하며,
상기 다이 표면 처리 장치는,
다이를 지지하는 스테이지;
상기 다이의 이동 경로 상에 설치되며, 제1 플라즈마 영역에서 상기 다이의 표면을 환원 처리하는 제1 플라즈마 생성부; 및
상기 다이의 이동 경로 상에 설치되며, 제2 플라즈마 영역에서 상기 다이의 표면을 친수화 처리하는 제2 플라즈마 생성부를 포함하고,
상기 제1 플라즈마 생성부는 제1 공정 가스를 이용하여 상기 다이의 표면을 환원 처리하며,
상기 제1 공정 가스는 불활성 가스 및 환원성 가스를 포함하는 다이 본딩 시스템.a die surface treatment device for reducing and hydrophilizing the surface of the die;
a wetting device that forms a liquid film on a region on the substrate to which the dies are to be bonded;
a bonding head for temporarily bonding the die to the substrate by contacting a bonding surface of the die to the liquid film on the substrate; and
A heat treatment chamber for heat-treating the substrate before bonding of the dies;
The die surface treatment device,
a stage supporting the die;
a first plasma generating unit installed on the moving path of the die and reducing the surface of the die in a first plasma region; and
A second plasma generator installed on the moving path of the die and hydrophilizing the surface of the die in a second plasma region;
The first plasma generating unit reduces the surface of the die using a first process gas,
The die bonding system of claim 1 , wherein the first process gas includes an inert gas and a reducing gas.
KR1020200133181A 2020-10-15 2020-10-15 Apparatus for treating surface of die and system for bonding die with the apparatus KR102552467B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200133181A KR102552467B1 (en) 2020-10-15 2020-10-15 Apparatus for treating surface of die and system for bonding die with the apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200133181A KR102552467B1 (en) 2020-10-15 2020-10-15 Apparatus for treating surface of die and system for bonding die with the apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220049730A KR20220049730A (en) 2022-04-22
KR102552467B1 true KR102552467B1 (en) 2023-07-05

Family

ID=81452595

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200133181A KR102552467B1 (en) 2020-10-15 2020-10-15 Apparatus for treating surface of die and system for bonding die with the apparatus

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102552467B1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070059127A1 (en) 2005-08-26 2007-03-15 Guo George X Vacuum processing and transfer system
JP2016117092A (en) * 2014-12-22 2016-06-30 ボンドテック株式会社 Bonding method, bonding device, and structure containing article to be bonded

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3215643B2 (en) * 1997-01-31 2001-10-09 ワイエイシイ株式会社 Plasma processing equipment
KR20040066301A (en) * 2003-01-17 2004-07-27 삼성전자주식회사 Semiconductor chip package manufacturing apparatus having air plasma cleaner
KR100821781B1 (en) * 2005-08-05 2008-04-11 어드밴스드 마이크로 패브리케이션 이큅먼트 인코퍼레이티드 아시아 Plasma processing apparatus
KR20150065518A (en) 2013-12-05 2015-06-15 주식회사 페코텍 Semiconductor die bonding device
KR102225956B1 (en) * 2018-10-19 2021-03-12 세메스 주식회사 Apparatus and method for bonding die and substrate

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070059127A1 (en) 2005-08-26 2007-03-15 Guo George X Vacuum processing and transfer system
JP2016117092A (en) * 2014-12-22 2016-06-30 ボンドテック株式会社 Bonding method, bonding device, and structure containing article to be bonded

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220049730A (en) 2022-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20230097121A (en) Direct bonding method and structure
US8568535B2 (en) Systems and methods for exposing semiconductor workpieces to vapors for through-hole cleaning and/or other processes
CN109216207B (en) Package and method of forming the same
CN110391142B (en) Method of forming semiconductor device
US20190131255A1 (en) Seal ring for bonded dies
US10510604B2 (en) Semiconductor device and method
US20070099397A1 (en) Microfeature dies with porous regions, and associated methods and systems
KR102436170B1 (en) Wafer bonding method
CN113437059B (en) Semiconductor wafer and method for manufacturing the same
US9924596B2 (en) Structural body and method for manufacturing same
JP2014053510A (en) End face processing method and end face processing device
US6518664B2 (en) Semiconductor integrated circuit device and manufacturing method of that
US7271086B2 (en) Microfeature workpieces and methods of forming a redistribution layer on microfeature workpieces
JP2002016096A (en) Semiconductor device and its manufacturing method
KR102552467B1 (en) Apparatus for treating surface of die and system for bonding die with the apparatus
US20230343740A1 (en) Die surface treatment apparatus and die bonding system including the same
CN116978766A (en) Die surface treatment device and die bonding system having the same
US20220367407A1 (en) Wafer Bonding Method
TWI821950B (en) Apparatus for treating surface of die and system for bonding die with the apparatus
US20040241961A1 (en) Method for processing soi substrate
US20060134812A1 (en) Inspection methods for a semiconductor device
CN114628240A (en) Chip wafer stacking method
JP2002246339A (en) Manufacturing method of semiconductor device
US20230298917A1 (en) Inspection apparatus, manufacturing method of integrated circuit, and inspection method
WO2024054803A1 (en) Bonded structure and method of forming same

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant