• The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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• v.17 no.6
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• pp.1175-1180
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• 2022

STI has been studied a lot as a process technology for wide area planarization according to miniaturization and high integration of semiconductor devices. In this study, as methods for improving the STI profile, wet etching of pad oxide using hydrofluorine solution and dry etching of O₂+CF₄ after STI dry etching were proposed. This process technology showed improvement in profile imbalance and leakage current between patterns according to device density compared to the conventional method. In addition, as a result of measuring the HLD thickness after CMP for a device having the same STI depth and HLD deposition, the measured value was different depending on the device density. It was confirmed that this was due to the difference in the thickness of the nitride film according to the device density after CMP and the selectivity of the slurry.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.20 no.3
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• pp.213-217
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• 2007

Copper has been used as an interconnect material in the fabrication of semiconductor devices, because of its higher electrical conductivity and superior electro-migration resistance. Chemical mechanical polishing(CMP) technique is required to planarize the overburden Cu film in an interconnect process. Various problems such as dishing, erosion, and delamination are caused by the high pressure and chemical effects in the Cu CMP process. But these problems have to be solved for the fabrication of the next generation semiconductor devices. Therefore, new process which is electro-chemical mechanical polishing(ECMP) or electro-chemical mechanical planarization was introduced to solve the technical difficulties and problems in CMP process. In the ECMP process, Cu ions are dissolved electrochemically by the applying an anodic potential energy on the Cu surface in an electrolyte. And then, Cu complex layer are mechanically removed by the mechanical effects between pad and abrasive. This paper focuses on the manufacturing of ECMP system and its process. ECMP equipment which has better performance and stability was manufactured for the planarization process.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.69.1-69.1
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• 2018

산업 현장에서 자주 사용되는 알루미늄 합금은 순도가 높은 알루미늄에 비해 경제성, 기계적 성질이 우수한 장점이 있다. 하지만 이런 합금들은 물리적, 화학적 성질이 순수 알루미늄과 달라 양극산화와 같은 표면처리가 쉽지 않다. 양극산화는 표면처리 기술의 대표적인 방법 중 하나로 인위적으로 산화피막을 형성하는 기술이다. 순도가 높은 알루미늄은 산성 전해질에서의 양극산화를 통해 다공성 산화피막을 형성할 수 있으며 그 구조로 인해 내식성, 내마모성 등 기계적, 화학적인 다양한 장점이 있다. 하지만, Mg, Si, Cr과 같은 성분이 함유된 알루미늄의 경우 산성 전해질에서 산화물을 형성되지 않는다. 본 연구에서 기존의 산성 전해질에서의 양극산화 방법이 아닌$K_2HPO_4$를 함유하는 고온의 글리세롤 전해질을 사용하여 양극산화를 진행하였다. 사용한 알루미늄은 산업용으로 자주 사용되는 3000계열의 알루미늄을 사용하였으며 균일한 양극산화를 위해 샌드페이퍼를 통한 연마과정을 통해 표면을 평탄화 하였다. 이후 전기화학적 에칭 과정을 거쳐 표면에 있는 자연산화막을 제거하여 표면 분석을 용이하게 하였다. 양극산화는 10wt%의 $K_2HPO_4$/글리세롤 전해질에서 전해질의 온도와 인가 전압을 달리 하여 진행하였다. 결과 $150^{\circ}C$ 이상의 온도에서 알루미늄 합금의 양극산화를 확인할 수 있었고 $170^{\circ}C$의 온도에서 인가 전압을 20V로 하였을 때 가장 정렬된 다공성 구조를 얻을 수 있었다. 본 연구 결과를 통해 산업용 알루미늄 합금의 양극산화를 통해 다공성 나노구조 산화물을 형성 시킬 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.11a
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• pp.111-111
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• 2008

태양전지는 태양에너지를 직접 전기에너지로 변환시켜주는 광전 소자로서 구조적으로 단순하고 제조 공정도 비교적 간단하지만, 실용화를 위해서는 비용적인 측면이 많은 걸림돌이 되고 있다. 기존의 실리콘 태양전지는 낮은 광흡수율, 고비용임에도 불구하고 가장 많이 활용되고 있는 태양전지 기술이다. 그러나 태양전지의 경제성 향상과 실용화를 위해서는 기존의 실리콘 태양전지 보다 고효율 및 고신뢰도의 박막형 태양전지의 개발이 필요하다. 박막헝 태양전지의 재료로는 비정질 실리콘, 다결정 실리콘. CIGS, CdTe 등이 있다. 그 중에서도 박막형 태양전지에 광흡수층 물질로는 밴드갭 에너지 (l.4eV 부근), 변환 효율, 경제성 등을 고려했을 때 II-VI족 화합물인 CdTe가 가장 적합한 것으로 각광받고 있다. 하지만 아직까지 실리콘 태양전지에 비해 효율이 많이 떨어지는 단점을 가지고 있기 때문에 효율을 더 끌어올리기 위한 연구가 활발히 진행되고 있는 실정이다. 또한 CMP(chemical mechanical polishing) 공정은 반도체 박막 분야뿐만 아니라 물리, 화학 반응의 기초 연구에도 널리 응용이 되는 기술로써, 시료와 연마 패드 사이의 회전마찰에 의한 기계적 연마와 연마제 (abrasive) 에 의한 화학적 에칭으로 박막 표면을 평탄화하는 기술이다. 본 연구에서는 sputtering 법에 의해 증착된 CdTe 박막에 CMP 공정을 적용하여 표면 특성을 개선한 뒤 태양전지 변환 효율과 직접적인 연관성을 가지고 있는 표면 및 광특성의 변화를 CMP 공정 전과 후로 비교하였다. 표면의 변화를 관찰하기 위해서 AFM(atomic forced microscope) 과 SEM(scanning electron microscopy) 을 이용하였으며, 광특성의 비교를 위해서 흡수율과 PL특성을 측정하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.06a
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• pp.79-80
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• 2007

Copper has been used as an interconnect material in the fabrication of semiconductor devices, because of its higher electrical conductivity and superior electro-migration resistance. Chemical mechanical polishing (CMP) technique is required to planarize the overburden Cu film in an interconnect process. Various problems such as dishing, erosion, and delamination are caused by the high pressure and chemical effects in the Cu CMP process. But these problems have to be solved for the fabrication of the next generation semiconductor devices. Therefore, new process which is electro-chemical mechanical planarization/polishing (ECMP) or electro-chemical mechanical planarization was introduced to solve the. technical difficulties and problems in CMP process. In the ECMP process, Cu ions are dissolved electrochemically by the applying an anodic potential energy on the Cu surface in an electrolyte. And then, Cu complex layer are mechanically removed by the mechanical effects between pad and abrasive. This paper focuses on the manufacturing of ECMP system and its process. ECMP equipment which has better performance and stability was manufactured for the planarization process.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.06a
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• pp.543-543
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• 2008

반도체 집적회로의 제조 공정 중 CMP 공정이 필수 핵심기술이 되었다. 이처럼 CMP 공정 기술이 다층 배선 구조의 광역 평탄화를 위해서는 매우 효과적이지만 기계적인 연마패드와 화학적인 식각 작용을 하는 슬러리를 이용하여 연마가 진행되므로 공정 결함이 문제시되어 왔다. 그 중에서도, 소모자재의 비용이 CMP 공정비용의 70% 이상을 차지하는 제조단가가 높다는 단점이 있다. 특히 고가의 슬러리가 차지하는 비중이 40% 이상을 넘고 있어, 슬러리 원액의 소모량을 줄이기 위한 연구들이 현재 활발히 연구 중에 있다. 본 논문에서는 새로운 혼합 연마제 슬러리에 대한 CMP 특성을 통해 기존에 상용화된 슬러리의 CMP 특성과 비교 고찰하여 MAS의 우수성을 입증하고, 최적화된 공정기술 연구의 기반으로 활용하고자 실리카 슬러리에 $MnO_2$ 연마제를 혼합하여 연마특성을 비교분석하였고, AFM, EDX, XRD, TEM분석을 통해 그 가능성을 알아보았다.