상압 플라즈마를 이용한 고속 실리콘 웨이퍼 직접접합 공정

차용원; 박상수; 신호준; 김용택; 이정훈; 서일웅; 좌성훈

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자료유형: 학술저널

저자정보: 차용원 박상수 신호준 김용택 이정훈 서일웅 좌성훈

저널정보: 한국마이크로전자및패키징학회 마이크로전자 및 패키징학회지 마이크로전자 및 패키징학회지 제22권 제3호

발행연도: 2015.1

수록면: 31 - 38 (8page)

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본 연구에서는 실리콘 웨이퍼의 고속 직접접합 공정을 위하여 상압 플라즈마와 함께 에어로젤 형태의 초순수 분사를 이용하여 표면처리 활성화 및 결함이 없는 실리콘 직접접합 공정을 개발하였다. 플라즈마 공정의 다양한 인자, 즉 N2 가스의 유량, CDA(clean dry air)의 유량, 플라즈마 헤드와 기판 간의 간격, 플라즈마의 인가전압이 플라즈마 활성화, 즉 친수화 처리에 미치는 영향을 접촉각 측정을 통하여 관찰하였다. 또한 열처리 온도 및 열처리 시간이 접합 강도에미치는 영향을 연구하였으며, 접합 강도의 측정은 crack opening 방법을 이용하였다. 접합 강도가 제일 높은 최적의 열처리 조건은 400oC의 열처리 온도 및 2 시간의 열처리 시간이었다. 플라즈마 스캔 속도 및 스캔 횟수를 실험계획법을 이용하여 최적화한 결과, 스캔 속도는 30 mm/sec, 스캔 횟수는 4 회에서 최적의 접합 강도를 나타내고 있었다. 열처리 조건과플라즈마 활성화 조건을 최적화 한 후 직접접합을 하여 적외선투과현미경 등을 이용하여 관찰한 결과, 접합된 웨이퍼에서 접합 공정으로 인한 공극이나 결함은 관찰되지 않았다. 접합된 웨이퍼의 접합 강도는 평균 2.3 J/m2의 접합 강도를 나타내고 있었다.

#Silicon wafer #direct bonding #atmospheric pressure #plasma #bonding strength

참고문헌 (20)

참고문헌 신청

/ 2003 / JIS Z 3198-7, “Test Methods for Lead-free Solders - Part 7: Shear Test of Soldered Joints of Chip Component” / Translated and Published by Japanese Standards Association

C. S. Tan / 2003 / Low-temperature Thermal Oxide to Plasma-enhanced Chemical Vapor Deposition Oxide Wafer Bonding for Thin-film Transfer Application / Appl. Phys. Lett 82 :

C. T. Ko / 2012 / Low Temperature Bonding Technology for 3D Integration / Microelectronics Reliability 52 : 302 ~

Drago Resnik / 2000 / Study of Low-temperature Direct Bonding of (111) and (100) Silicon Wafers under Various Ambient and Surface Conditions / Sensors and Actuators 80 : 68

G. L. Sun / 1988 / Cool Plasma Activated Surface in Silicon Wafer Direct Bonding Technology / Le Journal de Physique Colloques 49 (C4) : 79 ~

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