• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.17 no.6
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• pp.708-714
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• 2016

In today's semiconductor industry, manufacturing technology is being developed for the purpose of processing large amounts of data and improving the speed of data processing. The packaging process in semiconductor manufacturing is utilized for the purpose of protecting the chips from the external environment and supplying electric power between the terminals. Nowadays, the WLP (Wafer-Level Packaging) process is mainly used in semiconductor manufacturing because of its high productivity. All of the silicon dies on the wafer are subjected to a high pressure and temperature during the molding process, so that die shift and warpage inevitably occur. This phenomenon deteriorates the positioning accuracy in the subsequent re-distribution layer (RDL) process. In this study, in order to minimize the die shift, a vision inspection system is developed to collect the die shift measurement data.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.569-569
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• 2013

대부분의 태양전지 공정은 퍼니스와 레이저 도핑 공정이 중요한 공정 중 하나다. 퍼니스 도핑공정의 경우 저농도 도핑영역에 선택적으로 고농도 도핑영역을 형성하기가 일반적으로 어렵다. 레이저를 사용한 선택적 도핑의 경우 고가의 레이저 장비가 요구되어지며, 레이저 도핑 후 고온의 에너지로 인한 웨이퍼의 구조적 손상 문제를 야기한다. 본 연구는 저가이면서 새로운 구조의 대기압 플라즈마 제트를 개발하였고, 이를 통한 선택적 도핑에 관한 연구를 하였다. 대기압 플라즈마 제트는 Ar 가스를 주입하여 저주파(1~100 kHz) 전원을 인가하여 플라즈마를 발생시키는 구조로 제작하였다. 웨이퍼는 P-type shallow 도핑 된(120 Ohm/square) PSG (Phosphorus Silicate Glass)가 제거되지 않은 웨이퍼를 사용하였다. 대기압 플라즈마 도핑 공정 처리시간은 15 s, 30 s, 플라즈마 발생 전류는 40 mA, 70 mA로 처리하였다. 웨이퍼의 도핑프로파일은 SIMS (Secondary Ion Mass Spectroscopy)측정을 하여 분석을 진행하였으며, 도핑 후 도핑프로파일을 통하여 면저항등 전기적 특성을 파악하였다. 도펀트인 PSG (Phosphorus Silicate Glass)에 대기압 플라즈마 제트로 도핑공정을 처리한 결과 전류가 상승함에 따라, 도핑 처리시간이 길어짐에 따라서 도핑깊이가 깊어지고, 면저항이 낮아짐을 확인하였다. 대기압 플라즈마 도핑 후 웨이퍼의 구조적 손상파악을 위한 SEM (Secondary Emission Microscopy) 측정결과 도핑 전과 후 웨이퍼의 표면구조는 차이가 없음을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 1993.04b
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• pp.192-197
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• 1993

반도체 기억소자의 급격한 발전추세에 대응하기 위해서는 노광(exposure) 장비의 증첩정밀도 (overlay accuracy)가 같이 개선되어야 한다. 본 연구에서는 64M ERAM 제조를 목적으로개발된 스텝 퍼(stepper) 시스템의 성능평가 항목 중에서 증첩정밀도에대한 측정방법 및 현재까지의 연구결과를 기술하였다. 제작된 웨이퍼 정렬계는 off-axis 및 TTL 광학계와 이들 정렬신호에 따라 움직이는 웨이 퍼 구동계로 구성되어 있다. off-axis 광학계는 화상처리와 회절의 두 가지 방식이 가능하도록 설계 제작되었으며, TTL 광학계는 dual beam interferometric method를 이용하였다. 본 실험의 결과는 웨이퍼 정렬계의 특성을 평가한 것으로서, 현재까지 off-axis 정렬 방법만으로 얻은 증첩정밀도는 0.26-0.29$\mu$m (m+3 $\sigma$ )이다. 따라서 여기에 이미 제작되어 있는 TLL 정렬광학계를 추가로 사용하면 0.1 $\mu$m 이하의 정밀도에 이를 것으로 예측된다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 1995.11a
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• pp.32-33
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• 1995

고집적 회로 제작에 사용되는 P-형 실리콘 웨이퍼 내부에 존재하는 금속불순물을 소수캐리어의 여기변화 등을 이용하는 정성적인 SPV 측정과 정량적인 DLTS 측정을 통해서 비교, 분석하였다. 반도체공정상 중요한 오염원이며, 분석이 쉬운 Fe을 주 오염원으로 하여 분석한 결과 SPV와 DLTS에 의한 Fe는 상호연관관계가 성립하며, p-형 실리콘 웨이퍼내의 Fe, FeB 거동을 20$0^{\circ}C$ quenching으로 관찰할 수 있었으며, 각각의 에너지준위는 0.45 및 0.11eV 임을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.183-183
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• 2010

최근 고밀도 플라즈마(High Density Plasma, HDP)를 이용하여 STI (shallow trench Isolation) 공정에 사용하기 위한 높은 종횡비를 가지는 갭을 공극 없이 절연물질로 채우는 HDP CVD 법이 개발되어 사용되고 있으며, HDP 공정에서는 그 증착 과정 중에 스퍼터링(Sputtering)에 의한 식각이 동시에 발생하기 때문에 높은 종횡비를 가지는 갭을 공극 없이 채우는 것이 가능하게 되었다. 이러한 특성을 이용하여 HDP CVD 공정은 주로 STI 와 알루미늄 배선간의 갭을 실리콘 산화막 ($SiO_2$)의 절연막으로 채우는 데 주로 사용되고 있다. 이 논문에서는 새로 개발된 HDP CVD 법을 적용하여 300 mm Si 웨이퍼에 $SiO_2$ 절연막을 증착하여 웨이퍼의 중심과 가장자리의 deposition uniformity를 nano-indenter system을 이용하여 연구하였으며, 그 결과 300 mm 웨이퍼에서 균일한 탄성계수 값이 측정되었다. 또한 HDP CVD로 제작된 SiO2 박막의 탄성계수 값이 99 - 107 GPa로 측정되어 기존 PECVD-$SiO_2$ 박막보다 약 10 - 20% 향상된 것을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Society Of Semiconductor Equipment Technology
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• 2004.05a
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• pp.112-117
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• 2004

본 연구에서는 쏠더를 이용한 새로운 웨이퍼 레벨 실장 기술을 제안하였고 순수 주석도금이 쏠더로서 이용되었다. 제안된 실장 기술의 가장 큰 차별성은 레고 조립처럼 어셈블리 한 후에 쏠더 리프로우를 통해 측면 접합한다는 것이다. 이런 측면 접합 기술은 기본적으로 표면 상태에 매우 둔감하다는 장점과 비아를 통한 전기적 연결 시 끝 단의 노칭(notching)에 의한 전기적 연결 끊김 문제를 해결할 수 있다. 접합강도는 전단 응력을 측정하여 평가하였고, 실장의 기밀성(Hermeticity)는 가압 헬륨 측정법을 통해서 평가되었다. 실험결과로부터 본 실장 기술은 고 수율 웨이퍼 레벨 실장 기술의 대안이며 실행 가능함을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.371-371
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• 2013

사파이어 단결정 웨이퍼는 제조과정에서 결정 성장 조건 및 기계적 연마에 의하여 내부적인 결함이 발생할 수 있다. 사파이어 단결정은 일반적으로 LED용 기판 재료로 사용되며, 내부결함이 발생 시 기판 위의 GaN 등 layer의 결함도 함께 증가하므로 기판의 결함을 줄이는 과정이 중요한 이슈이다. 이 과정에 X-선 토포그래피는 단결정의 내부 결함을 모니터링 하는데 있어서 매우 유용한 방법이다. 이에 본 연구에서는 사파이어 단결정 웨이퍼에 내재하는 결함 형태를 X-선 Lang 토포그래피 방법(X-ray Lang Topography)으로 이미징하여 관찰, 분석하였다. Lang 토포그래피 방법은 X-선 투과법으로 넓은 부분을 우수한 강도와 분해능으로 내부 결함을 관찰할 수 있는 장점을 지니고 있다. X-선 source는 Mo $k{\alpha}$ 1을 사용하였으며, 시료는 c-plane 사파이어 웨이퍼를 사용하였다. 사파이어 웨이퍼의 (110), (102) 회절면의 X-선 토포그래피 이미지를 통해 전위 결함의 유형에 따른 이미지 패턴의 형성 메커니즘에 대해 연구하였고, 측정 회절면과 두께, 표면 데미지에 따른 전위 결함 이미지의 변화를 확인하였다. X-선 토포그래피 이미지를 통해 단결정 c-plane 사파이어 웨이퍼의 전위 결함의 형성 메카니즘 연구와 유형별 이미지와 회절면, 두께, 표면 데미지에 따른 이미지 변화 등을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.290-290
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• 2011

유도결합플라즈마 장비의 공정에서 안테나의 역할은 매우 중요하다. 유도결합플라즈마의 식각 공정에서도 충분한 식각과 균등한 식각 결과를 얻기 위해 안테나의 역할은 중요한 요인 중 하나이다. 안테나와 공정 웨이퍼간의 거리에 따라 발생하는 플라즈마 밀도나 전자 온도 등이 변화하고 그에 따른 식각정도나 균등성도 달라진다. 본 연구에서는 플라즈마 특성 변화를 관찰하기 위해 기존 유도결합플라즈마 식각 장비의 안테나와 웨이퍼간 거리와 내부 안테나를 웨이퍼와 가깝게 하였을 때의 플라즈마 밀도, 안테나의 전류와 식각률 등을 측정하였다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2001.05a
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• pp.155-161
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• 2001

반도체 소자의 기판 재료로 사용되고 있는 실리콘 웨이퍼는 그 정밀도가 매우 중요하다. 본 연구에서는 균일한 Dopant 농도 분포를 얻을 수 있는 중성자 변환 Doping을 이용하여 실리콘에 인(P)을 Doping하는 연구를 수행하였다. 중성자 변환 Doping, 즉 NTD(Neutron Transmutation Doping)란 원자번호 30인 실리론 동위원소에 중성자가 조사되면 원자번호 31인 실리콘으로 변환되고, 2.6시간의 반감기를 갖고 decay 되면서 인(P)으로 변하게 되어 실리콘 웨이퍼에 n-type 전도를 갖게 하는 것을 말한다. 본 연구에서는 하나로 원자로를 이용하여 고저항(1000-2000Ω㎝) FZ 실리콘 웨이퍼에 중성자 조사하여 저항의 변화를 관찰하였고, 중성자 조사시 발생하는 점결함을 분석하여 점결함이 저항 변화에 미치는 영향을 알아보았다. 중성자 조사 전 이론적 계산에 의해 16.8Ω㎝와 4.76Ω㎝의 저항을 얻을 수 있을 것으로 예상되었고, 중성자 조사 후 SRP로 측정한 결과 실리콘 웨이퍼가 3Ω㎝과 2.5Ω㎝의 저항을 가지고 있을 확인할 수 있었으며, FT-IR 분석결과 점결함의 변화 양상을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.291-291
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• 2011

플라즈마에 노출된 재료 표면의 온도 증가는 다음과 같은 요인에 의해서 결정된다. 이온의 충돌에 의한 역학적 에너지, 이온의 중성화, 라디칼의 안정화에 의한 에너지 방출(잠열, latent heat), 플라즈마에서 방출된 빛의 흡수. 이중 식각을 위한 기판 바이어스에 의해서 주로 결정되는 이온 충돌 에너지와 잠열의 방출이 300 mm wafer용 유도 결합 플라즈마 식각 장치에서 소스 전력과 바이어스 전력에 따라서 어떻게 변화하는지 전산 유체 역학 모사 프로그램인 CFD-ACE를 이용하여 상용 식각 장비인 AMAT사의 DPS II를 대상으로 온도 분포의 변화를 계산하였다. 실험 결과와 비교를 위하여 다섯 곳에(상, 하, 좌, 우, 중심) 열전대를 부착한 온도 측정 웨이퍼를 기판의 위치에 설치하고 여러 가지 실험 조건에 대해서 온도의 변화를 측정하였다. Ar 10 mTorr에서 2열 병렬 안테나의 전력을 300 W에서 시간에 따른 온도의 변화를 측정하였다. 이때 wafer의 평균 온도는 $28.9^{\circ}C$에서 $150^{\circ}C$까지 12분 내에 상승하였으며 최고 온도에 도달한 다음에는 거의 일정하게 유지 되었다. Si의 식각에서 온도의 영향을 가장 크게 받는 반응은 F 라디칼에 의한 Si의 직접 식각이며 Arrhenius 식의 형태로 표현하면 0.116*exp (-1250/T)의 형태로 된다. 문헌에 보고된 계수를 이용해서 $29^{\circ}C$의 식각 속도와 플라즈마에 의한 가열 최고 온도인 $150^{\circ}C$ 때의 값을 비교해보면 3.3배의 차이가 난다. 따라서 4%내의 식각 균일도를 목표로 하는 폴리 실리콘 게이트 식각 장비의 설계에서는 플라즈마에 의한 가열 불균일을 상쇄 할 수 있는 히터와 냉각 구조의 최적 설계가 필요하다.