KR20030043478A - Wafer bonding machine with plasma treatment and control method thereof - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A wafer bonding machine with plasma treatment and control method thereof are provided to be capable of preventing environmental pollution and improving the characteristic of attachment by attaching between substrates using plasma instead of an adhesive in vacuum state. CONSTITUTION: Vacuum state is conserved in a substrate attaching chamber(1) by using vacuum exhaust pump(15). Hydrogen gas is supplied from a gas cylinder(19) through a gas flow rate controller(18) to the substrate attaching chamber(1). Plasma is generated between an upper substrate(24) and a lower substrate(23) by using RF(Radio Frequency) voltage regulator(21). At this time, the surfaces of the upper and lower substrate(24,23) are activated by the plasma. Then, the attachment between the upper and lower substrate(24,23) is carried out from the center portion to the edge portion by using pressure.

Description

플라즈마 전처리를 구비한 기판접합장치 및 그 제어방법{Wafer bonding machine with plasma treatment and control method thereof}Substrate bonding apparatus with plasma pretreatment and its control method {Wafer bonding machine with plasma treatment and control method

본 발명은 실리콘 기판과 실리콘 기판 또는 실리콘 기판과 유리 기판을 접합할 수 있는 기판접합장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 진공 상태에서 미량의 가스 플라즈마에 의한 접합대상의 표면 활성화를 통해 접합강도를향상시킬 수 있도록 하는 플라즈마 전처리를 구비한 기판접합장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate bonding apparatus capable of bonding a silicon substrate and a silicon substrate or a silicon substrate and a glass substrate, and a method of controlling the same. More specifically, the present invention relates to a substrate bonding apparatus in which a small amount of gas plasma is activated in a vacuum state. A substrate bonding apparatus having a plasma pretreatment for improving bonding strength and a control method thereof.

두 장의 기판을 접합하는 공정 기술은 마이크로 센서 및 액튜에이터를 비롯한 MEMS(Micro-Electro-Mechanical System) 구조물의 제작과 고속·고전압 반도체 소자용 SOI(Silicon-on-Insulator) 기판 제작 등 반도체 소자의 접합과 실장 분야에 해당하는 기술이다. 표면 활성화 처리와 열처리 공정으로 접합을 수행하는 실리콘 직접 접합(Silicon Direct Bonding : SDB)이 기판 접합 공정 분야에서 가장 널리 이용되고 있으며 다음과 같은 특징을 가지고 있다. 첫째, 접합 공정이 고체 상태에서 이루어지기 때문에 오염원의 발생 및 구조의 변형을 방지할 수 있다. 둘째, 진공 분위기에서도 접합이 가능하여 소자의 진공 실장에 이용할 수 있다. 셋째, 두 기판간의 접합은 원자 결합을 통해 이루어지기 때문에 강하고 안정적인 접합이 가능하다. 넷째, 기존 반도체 공정과의 호환성이 있어 반도체 소자 제작에 적용이 용이하다.The process technology for joining two substrates includes the joining of semiconductor devices such as the fabrication of micro-electro-mechanical system (MEMS) structures, including microsensors and actuators, and the fabrication of silicon-on-insulator (SOI) substrates for high-speed and high-voltage semiconductor devices. This is a technology corresponding to the field of implementation. Silicon Direct Bonding (SDB), which performs bonding by surface activation and heat treatment, is most widely used in the substrate bonding process and has the following characteristics. First, since the joining process is performed in the solid state, generation of pollutants and deformation of the structure can be prevented. Secondly, it can be bonded in a vacuum atmosphere and can be used for vacuum mounting of devices. Third, since the bonding between the two substrates is made through atomic bonds, strong and stable bonding is possible. Fourth, since it is compatible with the existing semiconductor process, it is easy to apply to manufacturing semiconductor devices.

일반적으로 실리콘 직접 접합에서 표면 활성화 공정은 화학약품을 이용하기 때문에 표면 활성화 공정 후에 화학약품의 폐기에 따른 환경오염을 유발하게 되며, 표면 활성화 공정을 수행하는 장치와 별도로 기판 접합 공정을 수행하는 장치가 필요하게 되며, 화학약품으로 표면 활성화 처리된 기판을 기판접합장치로 이송하여 설치하는 과정에서 대기의 오염물 또는 먼지 입자에 의해 기판 표면이 오염되어 기판 접합 특성을 저하하는 문제점을 유발하여 왔다. 아울러 두 기판의 접합에 있어 두 기판의 중심에서 접합이 시작되어 외각으로 퍼져 나아가게 되면 접합될 두 기판사이에 존재하던 공기가 외부로 밀려 나아가게 되어 접합 계면의 공기 입자에 의한 비접합 영역의 생성을 방지할 수 있다. 그러나 기존의 기판접합장치는 두 면이 평행한 상태에서 접합이 이루어지게 되어, 접합이 두 기판의 중심부에서 시작하는 것이 아니라 외각에서 시작하여 중심부로 퍼져 나아갈 수 있기 때문에, 이로 인해 두 기판 밖으로 빠져 나아가지 못하고 두 기판사이에 남게된 공기 입자에 의한 비접합 영역이 발생하는 경향이 있다.In general, since the surface activation process uses chemicals in silicon direct bonding, it causes environmental pollution due to the disposal of chemicals after the surface activation process, and the apparatus for performing the substrate bonding process separately from the apparatus for performing the surface activation process In addition, the surface of the substrate is contaminated by air pollutants or dust particles in the process of transferring and installing the substrate activated by chemicals to the substrate bonding apparatus, thereby causing a problem of degrading the substrate bonding characteristics. In addition, in the bonding of two substrates, when the bonding starts at the center of the two substrates and spreads to the outer shell, air existing between the two substrates to be bonded is pushed outward to prevent generation of non-bonded regions by air particles at the bonding interface. can do. However, in the conventional substrate bonding apparatus, the bonding is performed in a state where the two surfaces are parallel, so that the bonding can start from the outer side and spread out to the center instead of starting at the center of the two substrates, thereby falling out of the two substrates. There is a tendency for non-bonded regions to occur due to air particles remaining between the two substrates without going.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 플라즈마 처리기구를 갖는 기판접합장치를 통해 두 기판의 표면 활성화 공정이 미량의 가스에 의해 동시에 이루어지도록 하여 화학약품 사용에 따른 환경오염을 방지할 수 있고, 또한 표면 활성화 공정 후에 두 기판이 대기에 노출됨이 없이 접합이 이루어질 수 있는 접합 기구를 이용해 기판 표면의 오염을 방지하여 접합 특성을 향상할 수 있으며, 두 기판의 접합이 중심부에서 시작하여 외각으로 퍼져 나아갈 수 있도록 하여 두 기판 사이의 공기 입자를 완전히 제거하여 비접합 영역의 발생을 방지할 수 있도록 된 플라즈마 전처리를 구비한 기판접합장치 및 그 제어방법을 제공하고자 함에 발명의 목적이 있다.The present invention has been invented to solve the above problems, the surface activation process of the two substrates through the substrate bonding apparatus having a plasma processing mechanism to be carried out by a small amount of gas at the same time to reduce the environmental pollution caused by the use of chemicals It is possible to improve the bonding characteristics by preventing the contamination of the surface of the substrate by using a bonding mechanism that can be prevented and the bonding can be performed without the two substrates exposed to the atmosphere after the surface activation process. It is an object of the present invention to provide a substrate bonding apparatus having a plasma pretreatment and a method of controlling the same, which are capable of spreading to the outer shell to prevent the generation of non-bonded regions by completely removing air particles between the two substrates. .

도 1은 본 발명에 따른 기판접합장치의 측면도,1 is a side view of a substrate bonding apparatus according to the present invention;

도 2는 두 장의 접합될 기판이 장착된 상태의 기판접합장치 측면도,2 is a side view of a substrate bonding apparatus in which two substrates to be bonded are mounted;

도 3은 플라즈마가 발생하여 접합될 두 장의 기판 표면이 활성화되고 있는 기판접합장치의 측면도,3 is a side view of a substrate bonding apparatus in which plasma is generated and two substrate surfaces to be bonded are activated;

도 4는 접합을 위해 상부기판지지대가 내려와 두 기판이 상부기판고정기구에 의해 일정 간격으로 떨어져 있는 기판접합장치의 측면도,4 is a side view of the substrate bonding apparatus in which the upper substrate support is lowered for bonding and the two substrates are separated by a predetermined interval by the upper substrate fixing mechanism.

도 5는 하부기판 압력인가기구에 의해 하부기판의 중심부에 압력이 가해져 하부기판이 타원형으로 휘면서 상부기판과 중심부에서 접합이 이루어진 상태의 기판접합장치를 나타내는 측면도,5 is a side view showing a substrate bonding apparatus in which a pressure is applied to a central portion of a lower substrate by a lower substrate pressure applying mechanism and the lower substrate is bent in an elliptical shape and is bonded at the upper substrate and the central portion;

도 6은 상부기판 고정기구가 두 기판 밖으로 이탈되면서 두 기판이 중심부에서부터 가장자리로 접합이 이루어진 상태를 나타내는 기판접합장치의 측면도,6 is a side view of the substrate bonding apparatus showing a state in which the two substrates are bonded from the center to the edge while the upper substrate fixing mechanism is separated out of the two substrates.

도 7은 두 기판의 접합이 완료된 후 상부기판 지지대와 하부 압력인가기구가 각각 원래 위치로 이동해 있는 기판접합장치를 나타내는 측면도,7 is a side view showing a substrate bonding apparatus in which the upper substrate support and the lower pressure applying mechanism are moved to their original positions after the bonding of the two substrates is completed;

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

1...기판접합챔버2...상부 수직동작 실린더1.Board bonding chamber 2 ... Upper vertical motion cylinder

3...상부 실린더 압력인가봉4 ...주름관3.Upper cylinder pressure rod 4 ... Corrugated pipe

5...상부기판 지지대6 ...좌우수평동작 실린더5 ... Upper substrate support 6 ... Left and right horizontal motion cylinder

7...좌우동작 실린더 압력인가봉8...상부기판 고정기구7.Right & Left Cylinder Pressure Bar 8 ... Top Board Fixture

9...하부기판 지지대10..하부기판 압력인가기구9 Lower board support 10 Lower board pressure applicator

11..하부 상하 실린터 압력인가봉12..하부 수직동작 실린더11. Lower pressure cylinder with lower cylinder 12. Lower cylinder with vertical motion

13..진공배기관14..진공배기밸브13..Vacuum exhaust pipe 14..Vacuum exhaust valve

15..진공배기펌프16..가스주입관15. Vacuum exhaust pump 16. Gas injection pipe

17..가스주입밸브18..가스유량조절기17.Gas injection valve 18.Gas flow regulator

19..가스통20..고주파전원공급용 전선19. Gas cylinder 20. High frequency power supply wire

21..고주파전원 조절기22..고주파전원 발생 기구21. High frequency power regulator 22. High frequency power generator

23..하부기판24..상부기판23. Lower board 24. Upper board

25..플라즈마25.Plasma

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 두 기판의 접합될 표면이 서로 마주보는 상태에서 설치가 되는 구조로 하는 한편, 두 기판의 표면을 활성화 해주는 플라즈마 발생 기구와, 표면 활성화된 두 기판을 접합할 수 있도록 상부기판을 하부기판으로 이동하여 근접한 거리에 위치해 주는 접합 기구로 구성하고, 하부기판의 중앙에 압력을 인가해 두 기판의 접합이 중심부분에서 시작될 수 있도록 하는 수단으로 이루어져 있다.In order to achieve the above object, the present invention provides a structure in which the surfaces to be bonded to the two substrates are installed to face each other, while the plasma generating mechanism for activating the surfaces of the two substrates and the two surface activated substrates are provided. It consists of a bonding mechanism that moves the upper substrate to the lower substrate so as to be bonded to be located at a close distance, and a means for applying the pressure to the center of the lower substrate so that the joining of the two substrates can be started in the center portion.

본 발명에 따른 플라즈마 전처리를 구비한 기판접합장치의 제어방법은, 좌우 수평동작 실린더를 안쪽 방향으로 당겨 상부기판 고정기구의 스페이서가 상부기판의 안으로 들어오게 되어 상부기판을 지지하도록 함과 아울러 하부기판지지대에 하부기판을 안착시키는 단계, 진공배기펌프를 동작시킨 후 진공배기밸브를 열어 기판접합챔버 내부에 존재하는 공기 입자를 진공배기관을 통해 외부로 배출시켜 기판접합챔버 내부를 진공 분위기 상태로 만들어주는 단계, 기판접합챔버 내부의 진공도가 플라즈마를 발생시킬 수 있는 일정 수준에 도달하면 가스주입밸브가 열려 가스가 채워진 가스통으로부터 가스가 공급되고 가스 유량 조절기에 의해 일정양의 가스가 가스 주입 관을 통해 기판접합챔버에 공급되어 기판접합챔버 내부가 일정 진공도가 유지되며 가스가 채워지는 단계, 하부기판 지지대와 상부기판 지지대 양단에 13.56MHz 주파수의 고주파전원을 인가하여 상부기판과 하부기판 사이에 플라즈마를 발생시키는 단계, 플라즈마 처리 후에 상부기판을 하부기판으로 이동시켜 상부기판 고정기구의 스페이서에 의해 일정한 근접거리에 위치시켜주는 단계, 하부 상하 수직동작 실린더가 동작하여 하부 상하 실린더 압력인가봉을 통해 하부기판 압력인가기구가 위로 움직이게 되어 하부기판의 중심부에 압력을 가하여 하부기판이 휘면서 상부기판과 하부기판의 중심부에서부터 접합이 이루어지도록 하는 단계, 상부기판과 하부기판이 중심부에서 접합된 상태에서 상부기판 고정기구가 두 기판의 바깥 방향으로 빠져나가면서 스페이서의 경사면을 따라 두 기판 사이의 간격이 점차적으로 줄어들면서 접합이 중심에서 외각으로 확대되는 단계, 두 기판간의 접합이 완료된 후에 상부기판 지지대를 위로 이동시켜 접합된 두 기판을 기판접합챔버 외부로 꺼낼 수 있도록 하는 단계, 진공 배기 펌프의 동작을 중단하여 기판접합챔버 내부를 대기압 상태로 만들어주어 접합된 두 기판을 꺼낸 후에 다시 접합될 상부기판과 하부기판을 설치하여 접합 공정을 반복적으로 수행할 수 있도록 하는 단계로 이루어져 있다.In the control method of the substrate bonding apparatus with the plasma pretreatment according to the present invention, the spacer of the upper substrate fixing mechanism is pulled into the upper substrate to support the upper substrate by pulling the left and right horizontal operation cylinders inward. Seating the lower substrate on the support, operating the vacuum exhaust pump and open the vacuum exhaust valve to discharge the air particles present in the substrate bonding chamber to the outside through the vacuum exhaust pipe to make the inside of the substrate bonding chamber into a vacuum atmosphere Step, when the degree of vacuum inside the substrate bonding chamber reaches a predetermined level capable of generating plasma, the gas injection valve is opened to supply gas from the gas filled gas cylinder, and a certain amount of gas is supplied through the gas injection tube by the gas flow regulator. Supplied to the bonding chamber to maintain a constant vacuum inside the substrate bonding chamber Filling the gas, generating a plasma between the upper substrate and the lower substrate by applying a high frequency power source of 13.56 MHz to both the lower substrate support and the upper substrate support, and moving the upper substrate to the lower substrate after the plasma treatment. Positioning at a constant proximity by the spacer of the substrate holding mechanism, the lower vertical vertical cylinder is operated to move the lower substrate pressure applying mechanism upward through the lower upper and lower cylinder pressure applying rod to apply pressure to the center of the lower substrate The substrate is bent so that the bonding is performed from the center of the upper substrate and the lower substrate, and the upper substrate fixing mechanism exits outward from the two substrates while the upper substrate and the lower substrate are bonded at the center, and then along the inclined surface of the spacer. As the gap between the two substrates gradually decreases The sum is expanded from the center to the outer shell; after the bonding between the two substrates is completed, the upper substrate support is moved upward so that the two bonded substrates can be taken out of the substrate bonding chamber; and the operation of the vacuum exhaust pump is stopped. After the interior of the chamber is brought to atmospheric pressure to remove the two bonded substrates, the upper substrate and the lower substrate to be bonded again consists of a step of repeatedly performing the bonding process.

본 발명은, 상기 구성에 의해 두 기판의 표면 활성화 공정이 미량의 가스에 의해 동시에 이루어지도록 하여 화학약품 사용에 따른 환경오염을 방지할 수 있으며, 표면 활성화 공정 후에 두 기판이 대기에 노출됨이 없이 바로 접합이 이루어질 수 있는 접합 기구를 이용해 기판 표면의 오염방지와 공정시간을 단축할 수 있으며, 두 기판의 접합이 중심부에서 시작하여 외각으로 퍼져 나아갈 수 있도록 하여 두 기판 사이의 공기 입자를 완전히 제거하여 비접합 영역의 발생을 방지할 수 있는 것을 특징으로 한다.The present invention, the surface activation process of the two substrates by the above configuration can be performed at the same time by a small amount of gas to prevent environmental pollution due to the use of chemicals, and immediately after the surface activation process without exposing both substrates to the atmosphere Bonding mechanisms can be used to prevent contamination of the substrate surface and to shorten the process time.The bonding of the two substrates starts from the center and spreads outwards to completely remove the air particles between the two substrates. It is characterized by the fact that generation | occurrence | production of a junction area | region can be prevented.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the configuration and operation of the preferred embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 플라즈마 처리 기구와 기판 접합 기구를 갖는 접합 장치의 개요도가 도시된 것으로서, 본 발명에서 접합하는 기판은 유리기판과 유리기판 또는 유리기판과 실리콘기판(이하 기판이라 함)을 접합하기 위한 장치인데, 이러한 기판접합장치는 플라즈마 및 접합 공정이 진공 분위기에서 수행될 수 있도록 하는 기판접합챔버(1)를 구비하고 있고, 또한 상기 기판접합챔버(1)의 상부에 상부기판(24)을 설치하기 위한 기구로서 상부기판(24)을 지지할 수 있는 상부기판 지지대(5), 상부기판 지지대(5)에 상부기판(24)을 고정해 주면서 하부기판(23)과의 접합시 중앙부위부터 접합되도록 가이드역할을 하는 스페이서(8a)가 형성되어 있는 상부기판 고정기구(8), 상부기판 고정기구(8)가 안쪽 방향으로 당겨지는 동작을 통해 상부기판(24)을 고정해주는 좌우수평동작 실린더(6) 및 좌우동작 실린더 압력인가봉(7)과, 플라즈마(25) 처리 후에 상부기판(24)을 하부기판(23)으로 이동시켜 근접한 거리에 위치시켜주는 상부 상하 수직동작 실린더(2)와 상부 상하 실린더 압력인가봉(3)으로 구성된다. 상부기판 고정기구(8)의 기판 고정 부분인 스페이서(8a)는 하측면이 외측에서 중앙방향으로 일정한 상향 경사면을 갖도록 하여 상부기판(24)과 하부기판(23)이 하부기판 압력인가기구(10)에 의해 중심부에서 접합이 일어난 후에 상부기판 고정기구(8)는 기판 고정 부분의 경사면을 따라 두 기판(23,24)의 바깥 방향으로 빠져나가게 되어, 두 기판(23,24) 사이의 간격이 점차적으로 줄어들게 되면서 접합이 중심에서 외각으로 확대되어 나아가게 된다. 하부기판(23)을 설치하기 위한 기구는 하부기판(23)을 지지할 수 있는 하부기판 지지대(9)와, 상부기판(24)과 하부기판(23)이 상부기판 고정기구(8)의 고정 부분에 의해 근접한 거리에 위치해 있을 때 하부기판(23)의 중심부에 압력을 인가해 하부기판(23)이 휘도록 하여 두 기판(23,24)의 중심부에서 접합이 이루어지도록 하는하부기판 압력인가기구(10)와, 하부기판 압력인가기구(10)를 움직이는 하부 수직동작 실린더(12)와 하부 상하 실린더 압력인가봉(11)으로 구성된다.1 is a schematic view of a bonding apparatus having a plasma processing mechanism and a substrate bonding mechanism according to the present invention, wherein the substrate to be bonded includes a glass substrate and a glass substrate or a glass substrate and a silicon substrate (hereinafter referred to as substrate). A device for joining, which has a substrate joining chamber (1) to enable plasma and bonding processes to be performed in a vacuum atmosphere, and also has an upper substrate (24) on top of the substrate joining chamber (1). ) Is a mechanism for installing the upper substrate support (5) capable of supporting the upper substrate 24, the upper substrate 24 is fixed to the upper substrate support (5) while the center of the bonding with the lower substrate (23) The upper substrate fixing mechanism 8 and the upper substrate fixing mechanism 8 having the spacers 8a serving as guides so as to be joined from the portion are fixed inward to fix the upper substrate 24. Horizontally actuated horizontal cylinder 6 and horizontally actuated cylinder 7 and upper and lower vertical cylinders for moving the upper substrate 24 to the lower substrate 23 and placing them at a close distance after the plasma 25 treatment. (2) and the upper and lower cylinder pressure applying rods (3). The spacer 8a, which is a substrate fixing portion of the upper substrate fixing mechanism 8, has a lower upward surface with a constant upward inclined surface from the outer side to the central direction, so that the upper substrate 24 and the lower substrate 23 have a lower substrate pressure applying mechanism 10. After joining takes place at the center by the upper substrate fixing mechanism 8, the upper substrate fixing mechanism 8 exits in the outward direction of the two substrates 23 and 24 along the inclined surface of the substrate fixing portion, so that the gap between the two substrates 23 and 24 Gradually shrinking, the junction extends from the center to the outer shell. The mechanism for installing the lower substrate 23 includes a lower substrate support 9 capable of supporting the lower substrate 23, and an upper substrate 24 and a lower substrate 23 for fixing the upper substrate fixing mechanism 8. The lower substrate pressure applying mechanism that applies pressure to the central portion of the lower substrate 23 when it is located at a close distance by the portion so that the lower substrate 23 is bent so that the bonding is performed at the central portions of the two substrates 23 and 24. And a lower vertical cylinder 12 and a lower upper and lower cylinder pressure applying rod 11 for moving the lower substrate pressure applying mechanism 10.

또한, 기판접합챔버(1) 내부를 진공 분위기 상태로 하기 위한 진공 설비 기구는 진공 배기를 위한 진공배기펌프(15)와 기판접합챔버(1)의 진공도를 원하는 수준으로 유지하기 위한 진공배기밸브(14) 및 상기 진공배기펌프(15)를 상기 기판접합챔버(1)에 연결해 주는 진공배기관(13)으로 구성된다.In addition, the vacuum installation mechanism for bringing the inside of the substrate bonding chamber 1 into a vacuum atmosphere state includes a vacuum exhaust valve 15 for maintaining the degree of vacuum of the vacuum exhaust pump 15 for vacuum evacuation and the substrate bonding chamber 1 at a desired level. 14) and a vacuum exhaust pipe 13 for connecting the vacuum exhaust pump 15 to the substrate joining chamber 1.

아울러, 기판(23,24)의 표면 활성화를 위한 플라즈마 발생 기구는 가스 주입 기구와 고주파전원공급기구로 구성된다. 가스주입기구는 가스공급을 위한 가스통(19)과, 가스의 유량을 조절해 주는 가스유량조절기(18)와, 가스의 주입 및 차단을 위한 가스주입밸브(17)와, 가스를 기판접합챔버(1)에 주입해 주는 가스주입관(16)으로 구성되는 것으로서, 가스주입밸브(17)가 열리게 작동하는 것은 on,off 기능을 하는 밸브를 자동 또는 수동으로 조작할 수 있으며, 가스주입량의 조절이 필요한 경우에는 MFC(Mass Flow Controller)라는 장치를 통해 설정량을 일정하게 주입시킬 수 있다. 고주파전원공급기구는 고주파전원을 공급해주기 위한 고주파전원발생기구(22)와, 고주파 전원이 손실 없이 공급되도록 하는 고주파전원조절기(21)와, 고주파전원을 하부기판 지지대(9)로 공급하여 주는 고주파전원 공급용 전선(20)으로 구성된다.In addition, the plasma generating mechanism for surface activation of the substrates 23 and 24 includes a gas injection mechanism and a high frequency power supply mechanism. The gas injection mechanism includes a gas cylinder 19 for supplying gas, a gas flow controller 18 for adjusting the flow rate of gas, a gas injection valve 17 for injecting and blocking gas, and a substrate bonding chamber ( It is composed of a gas injection pipe 16 to be injected into 1), the operation of the gas injection valve 17 is open can be operated automatically or manually to operate the valve on, off function, the adjustment of the gas injection amount If necessary, a predetermined amount can be injected through a device called a mass flow controller (MFC). The high frequency power supply mechanism includes a high frequency power generating mechanism 22 for supplying high frequency power, a high frequency power regulator 21 for high frequency power supply without loss, and a high frequency power supplying the high frequency power to the lower substrate support 9. It consists of the electric wire 20 for power supply.

도 2는 상기한 기판접합챔버(1)에 접합될 상부기판(24)과 하부기판(23)을 상부기판 지지대(5)와 하부기판 지지대(9)에 각각 설치한 기판접합장치를 나타낸다. 상부기판(24)을 상부기판 지지대(5)에 고정해주기 위해 좌우수평동작 실린더(6)가안쪽 방향으로 당겨지는 동작을 하게 되며, 좌우동작 실린더 압력인가봉(7)을 통해 상부기판 고정기구(8)의 기판 고정부분이 상부기판(24)의 안으로 들어오게 되어 상부기판(24)을 지지하게 된다. 하부기판(23)은 하부기판 지지대(9) 위에 위치하는 동작을 통해 설치가 완료된다.FIG. 2 shows a substrate bonding apparatus in which the upper substrate 24 and the lower substrate 23 to be bonded to the substrate bonding chamber 1 are provided on the upper substrate support 5 and the lower substrate support 9, respectively. In order to fix the upper substrate 24 to the upper substrate support 5, the left and right horizontal operation cylinder 6 is pulled inward, and the upper substrate fixing mechanism 7 The substrate fixing portion of 8) enters the upper substrate 24 to support the upper substrate 24. The lower substrate 23 is completed by the operation located on the lower substrate support (9).

도 3은 플라즈마(25)를 발생하여 상부기판(24)과 하부기판(23) 표면을 활성화 해주는 기판접합장치의 상태를 나타낸다. 플라즈마(25) 발생을 위해 기판접합챔버(1) 내부를 진공 분위기 상태로 만들어준다. 이를 위해 우선 진공 배기 펌프(15)를 동작시킨 후 진공배기밸브(14)를 열어 주어 기판접합챔버(1) 내부에 존재하는 공기 입자를 진공배기관(13)을 통해 기판접합챔버(1) 외부로 뽑아준다. 기판접합챔버(1) 내부의 진공도가 일정 수준에 도달하면, 플라즈마(25)를 발생하기 위해 기판접합챔버(1) 내부로 수소 가스를 주입하여 준다. 여기서 일정 수준이란 가스의 종류, 플라즈마를 통한 표면처리의 정도, 표면처리한 기판의 종류에 따라 사용자가 변화시키는 공정변수로서, 플라즈마 발생시의 진공도를 나타내는 것이며, 일반적으로 수∼수십정도이다.3 shows a state of a substrate bonding apparatus that generates a plasma 25 and activates surfaces of the upper substrate 24 and the lower substrate 23. In order to generate the plasma 25, the inside of the substrate bonding chamber 1 is brought into a vacuum atmosphere. To this end, first, the vacuum exhaust pump 15 is operated, and then the vacuum exhaust valve 14 is opened so that air particles existing in the substrate bonding chamber 1 are transferred to the outside of the substrate bonding chamber 1 through the vacuum exhaust pipe 13. Pull it out. When the degree of vacuum in the substrate bonding chamber 1 reaches a predetermined level, hydrogen gas is injected into the substrate bonding chamber 1 to generate the plasma 25. Here, the predetermined level is a process variable that the user changes depending on the type of gas, the degree of surface treatment through plasma, and the type of substrate treated with the surface, and indicates the degree of vacuum at the time of plasma generation. It is enough.

우선 수소 가스 주입 밸브(17)가 열리면 가스가 채워진 가스통(19)에서 가스가 공급되고, 가스 유량 조절기(18)를 통해 일정양의 가스가 가스주입관(16)을 통해 기판접합챔버(1)에 공급된다. 이에 따라 기판접합챔버(1) 내부에 일정 진공도가 유지되도록 가스가 채워지게 되며, 이때 고주파전원 공급을 하면 상부기판(24)과 하부기판(23) 사이에 플라즈마(25)가 발생하게 된다. 고주파전원은 고주파전원발생기구(22)를 통해 발생되어 공급되며, 고주파전원조절기(21)에 의해 고주파 전원이 손실 없이 고주파전원 공급용 전선(20)을 통해 하부기판 지지대(9)로 공급된다. 13.56MHz 주파수의 고주파전원은 하부기판 지지대(9)와 상부기판 지지대(5) 양단에 인가되어 플라즈마(25)를 발생하게 되며, 플라즈마(25)에 의해 상부기판(24)과 하부기판(23) 표면이 활성화되는데, 여기서 사용되는 고주파전원의 주파수는 다른 대역의 주파수를 사용할 수도 있지만, 통상 세계적으로 반도체장비에서는 다른 곳에 사용하는 주파수와의 혼용을 방지하기 위하여 13.56MHz 로 통일하여 사용되는 주파수이다.First, when the hydrogen gas injection valve 17 is opened, the gas is supplied from the gas cylinder 19 filled with gas, and a predetermined amount of gas is supplied through the gas injection tube 16 through the gas flow regulator 18. Supplied to. Accordingly, the gas is filled in the substrate bonding chamber 1 to maintain a constant vacuum degree. At this time, when the high frequency power is supplied, the plasma 25 is generated between the upper substrate 24 and the lower substrate 23. The high frequency power is generated and supplied through the high frequency power generating mechanism 22 and supplied to the lower substrate support 9 through the high frequency power supply wire 20 without loss of the high frequency power by the high frequency power regulator 21. A high frequency power source of 13.56 MHz is applied to both ends of the lower substrate support 9 and the upper substrate support 5 to generate the plasma 25, and the upper substrate 24 and the lower substrate 23 by the plasma 25. The surface is activated, but the frequency of the high frequency power source used here may be a frequency of a different band, but in the semiconductor equipment worldwide, it is a frequency used uniformly at 13.56 MHz to prevent mixing with the frequency used elsewhere.

도 4는 상기한 플라즈마(25) 처리 후에 상부기판(24)을 하부기판(23)으로 이동시켜 상부기판 고정기구(8)의 스페이서(8a)에 의해 상부기판(24)이 하부기판(23)에 대해 일정한 근접거리에 위치시켜주는 기판접합장치를 보인다. 좀 더 상세히 설명하면, 상부 상하 수직동작 실린더(2)가 상부 상하 실린더 압력인가봉(3)을 통해 상부기판 지지대(5)를 아래로 이동시키게 되며, 상부기판 고정기구(8)의 기판 고정 부분인 스페이서(8a)가 하부기판(23)과 접하는 위치에서 멈추게 된다. 이때, 주름관(4)을 사용하여 주름관(4)의 탄성에 의해 상부기판 지지대(5)가 서서히 아래로 이동하도록 하였으며, 주름관(4)의 상부를 기판접합챔버(1)에 용접하고 하부를 상부기판 지지대(5)에 용접하여 수직 상하 실린더 압력인가봉(3)에 의해 상부기판 지지대(5)가 동작하여도 기판접합챔버(1) 내부의 진공이 유지되도록 한 것이다. 여기서, 주름관(4)은 예컨대 벨로우즈와 같은 것으로, 금속재질로 되어 있는 파이프 모양의 관인데, 이는 일반 파이프와는 달리 그 관의 길이방향에 대해 수직방향으로 주름이 형성되어 그 주름이 펴지고 좁혀지면서 금속의 고유한 탄성으로 인해 주름관이 탄성작용을 할 수 있도록 이루어진 것이다.4 shows that the upper substrate 24 is moved to the lower substrate 23 after the plasma 25 treatment, and the upper substrate 24 is lowered by the spacer 8a of the upper substrate fixing mechanism 8. The substrate bonding device is shown to be positioned at a constant proximity to the. In more detail, the upper vertical vertical cylinder 2 moves the upper substrate support 5 downward through the upper upper and lower cylinder pressure-applying rods 3, and the substrate fixing portion of the upper substrate fixing mechanism 8 The in-spacer 8a stops at the position where it contacts the lower substrate 23. At this time, the upper substrate support 5 was gradually moved downward by the elasticity of the corrugated pipe 4 by using the corrugated pipe 4, and the upper part of the corrugated pipe 4 was welded to the substrate joining chamber 1 and the lower part was upper part. By welding to the substrate support 5, the vacuum in the substrate bonding chamber 1 is maintained even when the upper substrate support 5 is operated by the vertical upper and lower cylinder pressure applying rods 3. Here, the corrugated pipe 4 is, for example, bellows, and is a pipe-shaped pipe made of a metal material, which is different from a general pipe, in which a corrugation is formed in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the tube, thereby expanding and narrowing the corrugated pipe. Due to the inherent elasticity of the metal, the corrugated tube is made to be elastic.

도 5는 하부기판 압력인가기구(10)에 의해 하부기판(23)의 중심부에 압력이 인가되면 하부기판(23)이 휘도록 하여 상부기판(24)과 하부기판(23)의 중심부에서 먼저 접합이 이루어지도록 하는 기판접합장치를 나타내는 것으로서, 하부 수직동작 실린더(12)가 동작하면 하부 상하 실린더 압력인가봉(11)을 통해 하부기판 압력인가기구(10)를 상방향으로 상승시켜 하부기판(23)의 중심부에 압력을 인가하는 상태를 나타내고 있다.5 shows that when pressure is applied to the central portion of the lower substrate 23 by the lower substrate pressure applying mechanism 10, the lower substrate 23 is bent so as to be joined at the center of the upper substrate 24 and the lower substrate 23 first. The substrate joining apparatus is configured such that the lower substrate pressure applying mechanism 10 is lifted upward through the lower upper and lower cylinder pressure applying rods 11 when the lower vertical operation cylinder 12 operates. The pressure is applied to the center of the figure.

도 6은 상부기판(24)과 하부기판(23)이 중심부에서 접합된 상태에서 상부기판 고정기구(8)가 두 기판(23,24)의 바깥 방향으로 빠져나가면 두 기판(23,24) 사이의 간격이 점차적으로 줄어들면서 접합이 중심에서 외각으로 확대되어 나아가는 기판접합장치를 나타낸다. 즉, 상부기판 고정기구(8)는 기판 고정 부분인 스페이서(8a)의 경사면을 따라 두 기판(23,24)의 바깥 방향으로 빠져나가게 되어, 두 기판(23,24) 사이의 간격이 점차적으로 줄어들게 되면서 접합이 중심에서 외각으로 확대되어 나아가게 되며, 상부기판 고정기구(8)가 두 기판(23,24) 밖으로 완전히 빠져나가는 순간 두 기판(23,24)의 접합이 완전히 이루어지게 된다.FIG. 6 shows that between the two substrates 23 and 24 when the upper substrate fixing mechanism 8 exits outward from the two substrates 23 and 24 in a state where the upper substrate 24 and the lower substrate 23 are joined at the center. As the spacing gradually decreases, the bonding apparatus extends from the center to the outer shell. That is, the upper substrate fixing mechanism 8 exits in the outward direction of the two substrates 23 and 24 along the inclined surface of the spacer 8a, which is the substrate fixing portion, so that the gap between the two substrates 23 and 24 gradually increases. As the shrinkage decreases, the bonding extends from the center to the outer shell, and the bonding between the two substrates 23 and 24 is completed at the moment when the upper substrate fixing mechanism 8 completely exits the two substrates 23 and 24.

도 7은 상기한 두 기판(23,24)간의 접합이 완료된 후에 상부기판 지지대(5)가 위로 이동하여 접합된 두 기판(23,24)을 기판접합챔버(1) 외부로 꺼낼 수 있는 상태의 기판접합장치를 보인다. 상부 상하 수직동작 실린더(2)가 상부 상하 실린더 압력인가봉(3)을 통해 상부기판 지지대(5)를 위로 이동시키게 되며, 진공 배기 펌프(15)의 동작을 중단하여 기판접합챔버(1) 내부를 대기압 상태로 만들어주어 접합된 두 기판(23,24)을 꺼낸다.FIG. 7 shows a state where the upper substrate support 5 is moved upward after the bonding between the two substrates 23 and 24 is completed so that the two bonded substrates 23 and 24 can be taken out of the substrate bonding chamber 1. Show the substrate bonding device. The upper and lower vertical operation cylinder 2 moves the upper substrate support 5 upward through the upper upper and lower cylinder pressure applying rods 3, and stops the operation of the vacuum exhaust pump 15, thereby inside the substrate bonding chamber 1. Atmospheric pressure is taken out of the two bonded substrates (23, 24).

이후 다시 접합될 상부기판(24)과 하부기판(23)을 설치하여 상기한 도 2에서 도 6까지의 동작을 반복 수행할 수 있다.Thereafter, the upper substrate 24 and the lower substrate 23 to be bonded again may be installed to repeat the operations of FIGS. 2 to 6.

본 발명은 미량의 가스 플라즈마에 의해 접합될 두 기판의 표면 활성화가 동시에 이루어지도록 하여 화학약품 사용에 따른 환경오염을 방지할 수 있으며, 표면 활성화 공정 후에 두 기판이 대기에 노출됨이 없이 바로 접합이 이루어질 수 있는 접합 기구를 이용해 기판 표면의 오염방지와 공정시간을 단축할 수 있으며, 두 기판의 접합이 중심부에서 시작하여 외각으로 퍼져 나아갈 수 있도록 하여 두 기판 사이의 공기 입자를 완전히 제거하여 비접합 영역의 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, surface activation of two substrates to be bonded by a trace amount of gas plasma can be simultaneously performed to prevent environmental pollution due to the use of chemicals, and the two substrates can be directly bonded without being exposed to the atmosphere after the surface activation process. The bonding mechanism can be used to prevent contamination of the surface of the substrate and to shorten the processing time. The bonding of the two substrates starts from the center and spreads outwards to completely remove the air particles between the two substrates. There is an effect that can prevent the occurrence.

Claims (8)

상부기판과 하부기판을 진공 분위기에서 접합할 수 있는 공간이 형성되어 있는 기판 접합 챔버; 상기 기판 접합 챔버 내에서 상부기판을 고정하는 상부기판고정기구가 좌우동작 실린더 압력인가봉에 의해 좌우 수평동작 실린더에 고정되고 상기 좌우 수평동작 실린더는 상부기판 지지대와 함께 상부 상하실린더 압력인가봉에 의해 상기 기판 접합 챔버 외측의 상부 상하 수직동작 실린더에 고정되는 상부기판 지지수단; 상기 기판 접합 챔버의 내측 하부에 설치되어 하부기판이 안착되는 하부기판지지대; 상기 하부기판 중앙부에 상방향으로 압력을 가하는 압력인가봉과 상기 압력인가봉을 상하 이동시키는 하부 상하 수직동작 실린더로 이루어진 하부기판 지지수단; 상기 기판 접합 챔버를 진공상태 혹은 대기압상태로 유지시켜 줄 수 있도록 진공배기관에 진공배기밸브와 진공배기펌프가 설치되어 이루어진 챔버내부압 조절수단; 접합할 기판들의 표면을 활성화시키기 위해 상기 기판 접합 챔버 내측으로 가스를 공급할 수 있도록 가스주입관에 설치되는 가스주입밸브와 가스유량조절기 및 가스통으로 이루어진 가스공급수단; 그리고, 상기 기판 접합 챔버 내측에서 플라즈마를 발생시키기 위한 전원을 공급하는 고주파전원조절기 및 고주파전원발생기구로 이루어진 고주파전원공급수단을 포함하여 이루어진 플라즈마 전처리를 구비한 기판접합장치.A substrate bonding chamber in which a space for bonding the upper substrate and the lower substrate in a vacuum atmosphere is formed; The upper substrate fixing mechanism for fixing the upper substrate in the substrate bonding chamber is fixed to the left and right horizontal actuating cylinder by the left and right acting cylinder pressure applying rod, and the left and right horizontal actuating cylinder is supported by the upper upper and lower cylinder pressure applying rod together with the upper substrate support. Upper substrate supporting means fixed to upper and lower vertical operation cylinders outside the substrate bonding chamber; A lower substrate support installed at an inner lower portion of the substrate bonding chamber to seat a lower substrate; A lower substrate supporting means comprising a pressure applying rod for applying a pressure upwardly to a central portion of the lower substrate and a lower vertical vertical operation cylinder for vertically moving the pressure applying rod; Chamber internal pressure adjusting means provided with a vacuum exhaust valve and a vacuum exhaust pump in a vacuum exhaust pipe to maintain the substrate bonding chamber in a vacuum state or an atmospheric pressure state; Gas supply means comprising a gas injection valve, a gas flow controller, and a gas cylinder installed in a gas injection pipe to supply gas into the substrate bonding chamber to activate surfaces of the substrates to be bonded; And a high frequency power supply means comprising a high frequency power regulator for supplying power for generating plasma in the substrate bonding chamber and a high frequency power generating mechanism. 제1항에 있어서, 상기 상부기판 지지수단은 상부기판과 하부기판의 접합될표면이 서로 마주보는 상태에서 상부기판을 상부기판 지지대에 고정해주기 위해 좌우 수평동작 실린더가 안쪽 방향으로 당겨지는 동작을 통해 상부기판 고정기구의 기판 고정 부분이 상부기판의 안으로 들어오게 되어 상부기판이 지지되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 플라즈마 전처리를 구비한 기판접합장치.According to claim 1, wherein the upper substrate support means for the upper substrate and the lower substrate to be bonded to each other through the operation in which the left and right horizontal operation cylinder is pulled inwardly in order to secure the upper substrate to the upper substrate support A substrate bonding apparatus having a plasma pretreatment, characterized in that the substrate holding portion of the upper substrate holding mechanism is introduced into the upper substrate so that the upper substrate is supported. 제1항에 있어서, 상기 챔버내부압 조절수단은 플라즈마 발생을 위해 진공배기펌프를 동작시킨 후 진공배기밸브를 열어 주어 기판접합챔버 내부에 존재하는 공기 입자를 진공배기관을 통해 기판접합챔버 외부로 뽑아주어 기판접합챔버 내부를 진공 분위기 상태로 만들어주도록 이루어진 것을 특징으로 하는 플라즈마 전처리를 구비한 기판접합장치.The method of claim 1, wherein the chamber internal pressure adjusting means operates the vacuum exhaust pump to generate plasma, and then opens the vacuum exhaust valve to draw air particles existing inside the substrate bonding chamber to the outside of the substrate bonding chamber through the vacuum exhaust pipe. A substrate bonding apparatus with a plasma pretreatment, wherein the substrate bonding chamber is made to have a vacuum atmosphere inside the substrate bonding chamber. 제1항에 있어서, 상기 가스공급수단은 기판접합챔버 내부의 진공도가 플라즈마를 발생할 수 있는 수준에 도달하면 가스주입밸브가 열려 가스가 채워진 가스통으로부터 가스가 공급되고 가스 유량 조절기에 의해 일정양의 가스가 가스 주입 관을 통해 기판접합챔버에 공급되어 기판접합챔버 내부가 일정 진공도가 유지되며 가스가 채워지도록 이루어진 것을 특징으로 하는 플라즈마 전처리를 구비한 기판접합장치.The gas supply means of claim 1, wherein the gas supply means opens the gas injection valve when the degree of vacuum in the substrate bonding chamber reaches a level capable of generating plasma, and the gas is supplied from the gas filled gas cylinder and a predetermined amount of gas is supplied by the gas flow regulator. The substrate bonding apparatus having a plasma pretreatment, characterized in that the gas is supplied to the substrate bonding chamber through the gas injection tube so that the inside of the substrate bonding chamber maintains a constant vacuum degree and the gas is filled. 제1항에 있어서, 상기 고주파전원공급수단은 하부기판 지지대와 상부기판 지지대 양단에 13.56MHz 주파수의 고주파전원을 인가하여 상부기판과 하부기판 사이에서 플라즈마가 발생하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 플라즈마 전처리를 구비한 기판접합장치.[2] The plasma pretreatment of claim 1, wherein the high frequency power supply means is configured to generate a plasma between the upper substrate and the lower substrate by applying a high frequency power of 13.56 MHz to both the lower substrate support and the upper substrate support. One substrate bonding device. 제1항에 있어서, 상기 상부기판 지지수단의 상부 상하실린더 압력인가봉 외측으로는 상기 압력인가봉을 둘러싸는 탄성 주름관이 설치되고, 상기 탄성 주름관의 양단은 기판접합챔버의 천정과 상부기판지지대에 각각 내부진공상태가 유지될 수 있도록 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 전처리를 구비한 기판접합장치.According to claim 1, wherein an outer side of the upper upper and lower cylinder pressure applying rod of the upper substrate supporting means is provided with an elastic corrugated tube surrounding the pressure applying rod, both ends of the elastic corrugated tube to the ceiling and the upper substrate support of the substrate bonding chamber Substrate bonding apparatus having a plasma pre-treatment, characterized in that each is fixed to maintain the internal vacuum state. 제1항에 있어서, 상부기판 고정기구에는 상부기판 지지대에 상부기판을 고정해 주면서 하부기판과의 접합초기에 상부기판과 하부기판을 근접거리에서 이격시켜 주고 접합과정중 점진적으로 두 기판의 접합이 이루어질 수 있도록 중앙을 향해 상향 경사면이 형성되어 있는 스페이서가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 전처리를 구비한 기판접합장치.The method of claim 1, wherein the upper substrate fixing mechanism is to secure the upper substrate to the upper substrate support while separating the upper substrate and the lower substrate at a close distance at the beginning of the bonding with the lower substrate and gradually bonding the two substrates during the bonding process. Substrate bonding apparatus having a plasma pre-treatment, characterized in that the spacer is provided with an upward inclined surface toward the center to be made. 좌우 수평동작 실린더를 안쪽 방향으로 당겨 상부기판 고정기구의 스페이서가 상부기판의 안으로 들어오게 되어 상부기판을 지지하도록 함과 아울러 하부기판지지대에 하부기판을 안착시키는 단계, 진공배기펌프를 동작시킨 후 진공배기밸브를 열어 기판접합챔버 내부에 존재하는 공기 입자를 진공배기관을 통해 외부로 배출시켜 기판접합챔버 내부를 진공 분위기 상태로 만들어주는 단계, 기판접합챔버내부의 진공도가 일정 수준에 도달하면 가스주입밸브가 열려 가스가 채워진 가스통으로부터 가스가 공급되고 가스 유량 조절기에 의해 일정양의 가스가 가스 주입 관을 통해 기판접합챔버에 공급되어 기판접합챔버 내부가 일정 진공도가 유지되며 가스가 채워지는 단계, 하부기판 지지대와 상부기판 지지대 양단에 13.56MHz 주파수의 고주파전원을 인가하여 상부기판과 하부기판 사이에 플라즈마를 발생시키는 단계, 플라즈마 처리 후에 상부기판을 하부기판으로 이동시켜 상부기판 고정기구의 스페이서에 의해 일정한 근접거리에 위치시켜주는 단계, 하부 상하 수직동작 실린더가 동작하여 하부 상하 실린더 압력인가봉을 통해 하부기판 압력인가기구가 위로 움직이게 되어 하부기판의 중심부에 압력을 가하여 하부기판이 휘면서 상부기판과 하부기판의 중심부에서부터 접합이 이루어지도록 하는 단계, 상부기판과 하부기판이 중심부에서 접합된 상태에서 상부기판 고정기구가 두 기판의 바깥 방향으로 빠져나가면서 스페이서의 경사면을 따라 두 기판 사이의 간격이 점차적으로 줄어들면서 접합이 중심에서 외각으로 확대되는 단계, 두 기판간의 접합이 완료된 후에 상부기판 지지대를 위로 이동시켜 접합된 두 기판을 기판접합챔버 외부로 꺼낼 수 있도록 하는 단계, 진공 배기 펌프의 동작을 중단하여 기판접합챔버 내부를 대기압 상태로 만들어주어 접합된 두 기판을 꺼낸 후에 다시 접합될 상부기판과 하부기판을 설치하여 접합 공정을 반복적으로 수행할 수 있도록 하는 단계로 이루어진 플라즈마 전처리를 구비한 기판접합장치의 제어방법.Pulling the cylinder horizontally inward and downward to allow the spacer of the upper substrate fixing device to enter the upper substrate to support the upper substrate and to seat the lower substrate on the lower substrate support. Opening the exhaust valve and discharging the air particles existing inside the substrate bonding chamber to the outside through the vacuum exhaust pipe to make the inside of the substrate bonding chamber into a vacuum atmosphere, when the vacuum degree inside the substrate bonding chamber reaches a certain level, the gas injection valve The gas is supplied from the gas filled cylinder and the gas flow regulator supplies a certain amount of gas to the substrate bonding chamber through the gas injection tube so that the inside of the substrate bonding chamber maintains a constant vacuum degree and the gas is filled. A high frequency power source with 13.56MHz frequency is supported at both ends of the support and upper substrate support. Generating a plasma between the upper substrate and the lower substrate, moving the upper substrate to the lower substrate after the plasma treatment, and placing the upper substrate at a constant distance by the spacer of the upper substrate fixing mechanism; The lower substrate pressure applying mechanism is moved upward through the lower upper and lower cylinder pressure applying rods to apply pressure to the center of the lower substrate so that the lower substrate bends and joins from the center of the upper substrate and the lower substrate, the upper substrate and the lower substrate. As the upper substrate fixing device is pulled out of the two substrates in the bonded state at the center, the gap between the two substrates gradually decreases along the inclined surface of the spacer, and the bonding is expanded from the center to the outer corner. After this is completed, move the upper substrate support up To take the two bonded substrates out of the substrate bonding chamber, stopping the operation of the vacuum exhaust pump to make the interior of the substrate bonding chamber at atmospheric pressure to remove the two bonded substrates, and then to remove the upper and lower substrates to be bonded again. Method of controlling a substrate bonding apparatus having a plasma pre-treatment comprising the step of allowing to perform the bonding process repeatedly by installing a.
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