KR20220049730A - 다이 표면 처리 장치 및 이를 구비하는 다이 본딩 시스템 - Google Patents
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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.
Description
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.
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.
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.
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.
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.
또한, 진공 플라즈마에서 표면 활성화에 사용되는 O2 가스로 인해 다이(Die) 표면으로 노출된 메탈층이 산화될 수 있다.
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.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
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.
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.
상기 제1 공정 가스는 상기 불활성 가스를 상기 환원성 가스보다 더 많이 포함할 수 있다.
상기 환원성 가스는 H2 및 NH3 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제2 플라즈마 생성부는 제2 공정 가스를 이용하여 상기 다이의 표면을 친수화 처리하며, 상기 제2 공정 가스는 불활성 가스를 포함할 수 있다.
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.
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.
상기 다이는 상기 제1 플라즈마 영역을 먼저 통과하고, 상기 제2 플라즈마 영역을 나중 통과할 수 있다.
상기 제1 플라즈마 영역 및 상기 제2 플라즈마 영역은 하나의 공유 영역 상에 형성되며, 배리어에 의해 영역 구분될 수 있다.
상기 배리어는 금속 및 세라믹 중 적어도 하나의 성분을 소재로 하여 제조될 수 있다.
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.
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.
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.
상기 제1 플라즈마 생성부 및 상기 제2 플라즈마 생성부는 상기 스테이지 상에서 폭 방향으로 인접하여 설치되거나, 길이 방향으로 이격되어 설치될 수 있다.
상기 제1 플라즈마 생성부 및 상기 제2 플라즈마 생성부는 상기 다이의 표면을 반복적으로 처리하되, 상기 다이의 표면을 교대로 처리할 수 있다.
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.
상기 제1 플라즈마 생성부 및 상기 제2 플라즈마 생성부는 대기압 플라즈마를 이용하여 상기 다이의 표면을 처리할 수 있다.
상기 다이 표면 처리 장치는 다이렉트 본딩 공정에 적용될 수 있다.
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.
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.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
이하에서는 도면 등을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 표면 처리 장치의 구조를 개략적으로 도시한 평면도이다.
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.
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.
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.
다이(110)는 다이렉트 하이브리드 접합용 시료로 구현되는 경우, 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같은 구조를 가질 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 표면 처리 장치에 의해 표면 처리되는 다이의 구조를 개략적으로 도시한 측면도이다. 이하 설명은 도 2를 참조한다.
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.
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.
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.
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.
비아(240)는 금속을 소재로 하여 충전될 수 있다. 비아(240)는 예를 들어, 구리(Cu)를 소재로 하여 충전될 수 있다.
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.
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.
다시 도 1을 참조하여 설명한다.
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.
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.
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.
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.
다시 도 1을 참조하여 설명한다.
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.
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.
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.
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.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 표면 처리 장치를 구성하는 제1 플라즈마 생성부의 구조를 개략적으로 도시한 측단면도이다. 이하 설명은 도 4를 참조한다.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
다시 도 1을 참조하여 설명한다.
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.
제1 플라즈마 생성부(130) 및 제2 플라즈마 생성부(140)는 도 5에 도시된 바와 같이 일체화되어 하나의 모듈로 구현될 수 있다.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
다시 도 1을 참조하여 설명한다.
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.
이하에서는 제2 플라즈마 생성부(140)를 구성하는 각각의 구성요소에 대해 설명할 것이며, 전체적인 구조는 도 4를 참조하면 된다.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
다음으로, 다이 본딩 시스템(600)의 다이 본딩 방법에 대하여 설명한다.
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.
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.
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.
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.
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).
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).
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.
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 챔버
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 챔버
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 포함하는 다이 표면 처리 장치. - 제 1 항에 있어서,
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. - 제 2 항에 있어서,
상기 제1 공정 가스는 상기 불활성 가스를 상기 환원성 가스보다 더 많이 포함하는 다이 표면 처리 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 환원성 가스는 H2 및 NH3 중 적어도 하나를 포함하는 다이 표면 처리 장치. - 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. - 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. - 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. - 제 1 항에 있어서,
상기 다이는 상기 제1 플라즈마 영역을 먼저 통과하고, 상기 제2 플라즈마 영역을 나중 통과하는 다이 표면 처리 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제1 플라즈마 영역 및 상기 제2 플라즈마 영역은 하나의 공유 영역 상에 형성되며,
배리어에 의해 영역 구분되는 다이 표면 처리 장치. - 제 9 항에 있어서,
상기 배리어는 금속 및 세라믹 중 적어도 하나의 성분을 소재로 하여 제조되는 다이 표면 처리 장치. - 제 1 항에 있어서,
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. - 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. - 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. - 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. - 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. - 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. - 제 1 항에 있어서,
상기 제1 플라즈마 생성부 및 상기 제2 플라즈마 생성부는 대기압 플라즈마를 이용하여 상기 다이의 표면을 처리하는 다이 표면 처리 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 다이 표면 처리 장치는 다이렉트 본딩 공정에 적용되는 다이 표면 처리 장치. - 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 처리되는 다이 표면 처리 장치. - 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 포함하는 다이 본딩 시스템.
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| KR1020200133181A KR102552467B1 (ko) | 2020-10-15 | 2020-10-15 | 다이 표면 처리 장치 및 이를 구비하는 다이 본딩 시스템 |
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| KR1020200133181A KR102552467B1 (ko) | 2020-10-15 | 2020-10-15 | 다이 표면 처리 장치 및 이를 구비하는 다이 본딩 시스템 |
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-
2020
- 2020-10-15 KR KR1020200133181A patent/KR102552467B1/ko active IP Right Grant
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