• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2005.06a
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• pp.1083-1086
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• 2005

Light scattering measurement system that can evaluate light scattering characteristic from defects on silicon wafer surface has been developed. The system uses $Ar^+$ laser as an illumination source, and a highly sensitive photomultiplier tube (PMT) for detecting scattered light from defects. Unlike with conventional measurement system, our system has ability to measure scattered light pattern from wide range of scattering angles with changeable incidence condition. It is shown that our developed system is effective to discriminate the types and sizes of defects from basic experimental results using a microscatch and a PSL sphere.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.29 no.4 s.235
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• pp.632-638
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• 2005

The surface lapping process on sapphire wafer was carried out for the epitaxial process of thin film growth of GaN semiconducting material. The planarization of the wafers was investigated by the introduction of the dummy wafers. The diamond lapping process causes the surface deformation of dislocation and micro-cracks. The material deformation due to the mechanical stress was analyzed by the X-ray diffraction and the Vickers indentation. The fracture toughness was increased with the increased annealing temperature indicating the recrystallization at the surface of the sapphire wafer The sudden increase at the temperature of $1200^{\circ}C$ was correlated with the surface phase transition of sapphire from a $-A1_{2}O_{3}\;to\;{\beta}-A1_{2}O_{3}$.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.488-488
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• 2012

상압에서 12인치 실리콘 웨이퍼 표면처리가 가능한 장치를 개발하였다. 배치타입 공정으로 플라즈마 발생 전극은 직경 340 mm의 대면적 원형 형태을 가지고 있다. 시스템은 탈부착이 가능한 플라즈마 모듈부와 공정챔버로 나누어지며 균일도를 높이기 위해 웨이퍼스테이지는 가열, 회전 및 축간 조절이 가능하게 설계하였다. 플라즈마발생은 DBD 전극방식을 채용하고 있으며 공정가스흐름 및 전극배열 등을 연구하였다. 또한, 기판 온도, 가스 조합 등의 공정파리미터를 변화시켜가며 높은 애슁 속도 및 균일도를 얻기 위한 실험이 진행되었다. 주파수 15 kHz, 인가 파워 7 kW, 시편 가열 온도 95도, 60 rpm, 80 spm에서 분당 200 nm의 PR제거율을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.192-192
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• 2000

플라즈마 내부에서 성장하는 티끌입자는 미세회로의 제조 시 수율저하와 제품의 신뢰도를 떨어뜨리는 원인이 된다. 이 티끌입자는 일반적으로 0.1$mu extrm{m}$ 정도의 크기를 가지고 있으며 공정 중 웨이퍼 모서리주변에 머무르다가 떨어져 웨이퍼를 오염시킨다. 본 연구에서는 아세톤을 사용하여 플라즈마를 발생시키고, 티끌입자의 씨앗으로 알루미나 분말을 개스에 실어 플라즈마 내로 주입하여 입자의 성장을 관찰하였다. 플라즈마의 아래쪽에 유리기판을 두고 일정시간 동안의 반응이후 기판표면을 조사한 결과 약 1$\mu\textrm{m}$정도까지 성장한 티끌입자를 관찰할 수 있었으며, 특히 Sheath 포텐셜이 큰 유리기판의 모서리 부분이 심하게 오염된 것을 볼 수 있었다. 티끌입자는 일반적으로 음으로 대전되어 있으므로, 이 티끌입자에 의한 유리기판의 오염을 제어하기 위한 아이디어로 기판 위 5cm되는 위치에 그리드를 설치한 다음 음전압을 인가하였다. 바이어스 전압이 -200V의 경우, 인가한 음전압은 오염을 촉진시켰으나 -100V를 인가한 경우에는 오염이 감소하는 것을 관찰하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.584-584
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• 2012

결정형 실리콘 태양전지 공정 중 표면 texturing 공정은 표면에 요철을 형성시켜 반사되는 빛 손실을 줄여서, 증가된 빛 흡수 양에 의해 단락전류(Isc)를 증가시키는데 그 목적이 있다. 표면 texturing 공정은 습식 식각과 건식 식각에 의한 방법으로 나눌 수 있다. 습식 식각은 KOH, TMAH, HNA 등의 실리콘 식각 용액을 사용하여 공정상의 위험도가 크고, 사용 후 용액의 폐기물에 의한 환경오염 문제가 있다. 건식 식각은 습식 식각과 달리 폐기물의 처리가 없고 미량의 가스를 이용한다. 그리고 다결정 실리콘 웨이퍼처럼 불규칙적인 결정방향에도 영향을 받지 않는 장점을 가지고 있어서 건식 식각을 이용한 표면 texturing 공정에 관한 많은 연구가 진행되고 있으며, 특히 RIE(reactive ion etching)를 이용한 태양전지 texturing 공정이 가장 주목을 받고 있다. 하지만 기존의 RIE를 이용하여 표면 texturing 공정을 하게 되면 500 nm 이하의 needle-like 구조의 표면이 만들어진다. Needle-like 구조의 표면은 전극을 형성할 때에 접촉 면적이 좁기 때문에 adhesion이 좋지 않은 것과 단파장 대역에서 광 손실이 많다는 단점이 있다. 본 논문에서는 기존의 RIE texturing의 단점을 보완하기 위해 챔버 내부에 metal-mesh를 장착한 후 RIE를 이용하여 $1{\mu}m$의 피라미드 구조를 형성하였고, RIE 공정 시 ion bombardment에 의한 표면 손상을 제거(RIE damage remove etching)하기 위하여 10초간 TMAH(Tetramethyl -ammonium hydroxide, 25 %) 식각 공정을 하였다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2011.10a
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• pp.24.1-24.1
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• 2011

CMP (Chemical Mechanical Planarization)는 고직접도의 다층구조의 소자를 형성하기 위한 표면연마 공정으로 사용되며, pattern 크기의 감소에 따른 공정 중요도는 증가하고 있다. 반도체 소자 제조 공정에서는 낮은 비용으로 초기재료를 만들 수 있고 우수한 성능의 전기 절연성질을 가지는 산화막을 만들 수 있는 단결정 실리콘 웨이퍼가 주 재료로 사용되고 있으며, 반도체 공정에서 실리콘 웨이퍼 표면의 거칠기는 후속공정에 매우 큰 영향을 미치므로 CMP 공정을 이용한 평탄화 공정이 필수적이다. 다결정 실리콘 박막은 현재 IC, RCAT (Recess Channel Array Transistor), 3차원 FinFET 제조 공정에서 사용되며 CMP공정을 이용한 표면 거칠기의 최소화에 대한 연구의 필요성이 요구되고 있다. 본 연구에서는 알칼리성 슬러리를 이용한 단결정 및 다결정 실리콘의 식각 및 연마거동에 대한 특성평가를 실시하였다. 화학적 기계적 연마공정에서 슬러리의 pH는 슬러리의 분산성, removal rate 등 결과에 큰 영향을 미치고 연마대상에 따라 pH의 최적조건이 달라지게 된다. 따라서 단결정 및 다결정 실리콘 연마공정의 최적 조건을 확립하기 위해 static etch rate, dynamic etch rate을 측정하였으며 연마공정상의 friction force 및 pad의 온도변화를 관찰한 후 removal rate을 계산하였다. 실험 결과, 단결정 실리콘은 다결정 실리콘보다 static/dynamic etch rate과 removal rate이 높은 것으로 나타났으며 슬러리의 pH에 따른 removal rate의 증가율은 다결정 실리콘이 더 높은 것으로 관찰되었다. 또한 다결정 실리콘 연마공정에서는 friction force 및 pad의 온도가 단결정 실리콘 연마공정에 비해 상대적으로 더 높은 것으로 나타났다. 결과적으로 단결정 실리콘의 연마 공정에서는 화학적 기계적인 거동이 복합적으로 작용하지만 다결정 실리콘의 경우 슬러리를 통한 화학적인 영향보다는 공정변수에 따른 기계적인 영향이 재료 연마율에 큰 영향을 미치는 것으로 확인되었으며, 이를 통한 최적화된 공정개발이 가능할 것으로 예상된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.45 no.5
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• pp.479-486
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• 2007

Four point bending is used to study the dependences of bond strength of benzocyclobutene(BCB) bonded wafers and BCB thickness, the use of an adhesion promoter, and the materials being bonded. The bond strength depends linearly on BCB thickness, due to the thickness-dependent contribution of the plastic dissipation energy of the BCB and thickness independence of BCB yield strength. The bond strength increases by about a factor of two with an adhesion promoter for both $2.6{\mu}m$ and $0.4{\mu}m$ thick BCB, because of the formation of covalent bonds between adhesion promoter and the surface of the bonded materials. The bond strength at the interface between a silicon wafer with deposited oxide and BCB is about a factor of three higher than that at the interface between a glass wafer and BCB. This difference in bond strength is attributed to the difference in Si-O bond density at the interfaces. At the interfaces between plasma enhanced chemical vapor deposited (PECVD) oxide coated silicon wafers and BCB, and between thermally grown oxide on silicon wafers and BCB, 12~13 and $15{\sim}16bonds/nm^2$ need to be broken. This corresponds to the observed bond energies, $G_0s$, of 18 and $22J/m^2$, respectively. Maximum 7~8 Si-O $bonds/nm^2$ are needed to explain the $5J/m^2$ at the interfaces between glass wafers and BCB.

• 전자공학회논문지 IE
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• v.47 no.2
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• pp.8-12
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• 2010

TEM is a powerful tool for semiconductor material analyses in structure or biological sample in micro structure. TEM observation need to make to coincide specimens for special purpose. in this paper, we have experimented for minimum surface damage on bulk wafer and patterned specimen by various conditions such as accelerating energy, depth of ion beam, ion milling types, and etc. in various specimen preparation methods by FIB (Focus Ion Beam). The optimal qualified specimens are contain low mounts of surface damage(about 5 nm) on patterned specimen.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2006.11a
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• pp.123-124
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• 2006

본 연구에서는 KOH 용액을 사용한 Si 습식 이방성 식각실험 진행 후, 나타나는 표면의 거친 현상을 완화하는 데에 중점을 두고 연구를 진행하였다. 이를 위해 $SiO_2$ 웨이퍼 위에 Photo-lithography 공정으로 형성시킨 PMER 패턴을 Mask로 사용하여 HF 용액으로 $SiO_2$를 식각시켰으며, 형성된 $SiO_2$를 Mask로 사용하여 KOH 용액으로 Si을 식각시켰다. 이 때, KOH와 혼합하는 용액으로 IPA와 Ethan이을 각각 사용하여 실험을 진행하였으며, ESEM을 이용하여 표면을 비교하였다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.4 no.4
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• pp.361-365
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• 2003

A unipolar-type E-chuck was fabricated for the application of holding silicon wafers in the oxide etcher. For the fabrication of the unipolar ESC, core technologies such as coating of polyimide films and anodizing treatment of aluminum surface were developed. The polyimide films were prepared on thin coated copper substrates to minimize the plasma damage during the etch processing. Thin film heater technology was also developed for new type of E-chuck.