• 한국재료학회지
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• 제17권7호
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• pp.347-351
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• 2007

Vertical interconnect technology called 3D stacking has been a major focus of the next generation of IC industries. 3D stacked devices in the vertical dimension give several important advantages over conventional two-dimensional scaling. The most eminent advantage is its performance improvement. Vertical device stacking enhances a performance such as inter-die bandwidth improvements, RC delay mitigation and geometrical routing and placement advantages. At present memory stacking options are of great interest to many industries and research institutes. However, these options are more focused on a form factor reduction rather than the high performance improvements. In order to improve a stacked device performance significantly vertical interconnect technology with wafer level stacking needs to be much more progressed with reduction in inter-wafer pitch and increases in the number of stacked layers. Even though 3D wafer level stacking technology offers many opportunities both in the short term and long term, the full performance benefits of 3D wafer level stacking require technological developments beyond simply the wafer stacking technology itself.

• 한국생산제조학회지
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• 제22권1호
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• pp.168-172
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• 2013

In 3D wafer-stacking technology, one of the major issues is wafer warpage. Especially, The important reason of warpage has been known due to CTE(Coefficient of Thermal Expansion) mismatch between materials. It was too hard to choose how to make the FE model for blanket structured wafer level 3D packaging, because the thickness of each layer in wafer level 3D packaging was too small (micro meter or nano meter scale) comparing with diameter of wafer (6 or 8 inches). In this study, the FE model using the shell element was selected and simulated by the ANSYS WorkBench to investigate effects of the CTE on the warpage. To verify the FE model, it was compared by experimental results.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제19권3호
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• pp.37-41
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• 2012

Cu 본딩을 이용한 웨이퍼 레벨 적층 기술은 고밀도 DRAM 이나 고성능 Logic 소자 적층 또는 이종소자 적층의 핵심 기술로 매우 중요시 되고 있다. Cu 본딩 공정을 최적화하기 위해서는 Cu chemical mechanical polishing(CMP)공정 개발이 필수적이며, 본딩층 평탄화를 위한 중요한 핵심 기술이라 하겠다. 특히 Logic 소자 응용에서는 ultra low-k 유전체와 호환성이 좋은 Ti barrier를 선호하는데, Ti barrier는 전기화학적으로 Cu CMP 슬러리에 영향을 받는 경우가 많다. 본 연구에서는 웨이퍼 레벨 Cu 본딩 기술을 위한 Ti/Cu 배선 구조의 Cu CMP 공정 기술을 연구하였다. 다마싱(damascene) 공정으로 Cu CMP 웨이퍼 시편을 제작하였고, 두 종류의 슬러리를 비교 분석 하였다. Cu 연마율(removal rate)과 슬러리에 대한 $SiO_2$와 Ti barrier의 선택비(selectivity)를 측정하였으며, 라인 폭과 금속 패턴 밀도에 대한 Cu dishing과 oxide erosion을 평가하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제23권3호
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• pp.1-6
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• 2016

IoT 적용을 위해서는 다종 소자를 높은 connectivity 밀도로 집적화시키는 전자패키징 기술이 매우 중요하다. FOWLP 기술은 입출력 밀도가 높고, 소자의 집적화가 우수하고, 디자인 유연성이 우수하여, 최근 개발이 집중되고 있는 기술이다. 웨이퍼나 패널 기반의 FOWLP 기술은 초미세 피치 RDL 공정 기술과 몰딩 기술 개발이 최적화 되어야 할 것이다. 3D stacking 기술 특히 웨이퍼 본딩 후 TSV를 제조하는 방법(via after bonding)은 가격을 낮추면서 connectivity를 높이는데 매우 효과적이라 하겠다. 하지만 저온 웨이퍼 본딩이나 TSV etch stop 공정과 같이 아직 해결해야할 단위 공정들이 있다. Substrate 기술은 두께를 줄이고 가격을 낮추는 공정 개발이 계속 주목되겠지만, 칩과 PCB와의 통합설계(co-design)가 더욱 중요하게 될 것이다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제19권2호
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• pp.29-33
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• 2012

The demand for 3D wafer level integration has been increasing significantly. Although many technical challenges of wafer stacking are still remaining, wafer stacking is a key technology for 3D integration due to a high volume manufacturing, smaller package size, low cost, and no need for known good die. Among several new process techniques Cu-to-Cu wafer bonding is the key process to be optimized for the high density and high performance IC manufacturing. In this study two main challenges for Cu-to-Cu wafer bonding were evaluated: misalignment and bond quality of bonded wafers. It is demonstrated that the misalignment in a bonded wafer was mainly due to a physical movement of spacer removal step and the bond quality was significantly dependent on Cu bump dishing and oxide erosion by Cu CMP.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제20권3호
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• pp.71-74
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• 2013

본 연구에서는 웨이퍼 레벨 적층 과정에서 발생하는 웨이퍼 오정렬(misalignment) 현상과 웨이퍼 휘어짐(warpage)과의 관계에 대해서 조사하였다. $0.5{\mu}m$ 두께의 구리 박막 증착을 통해 최대 $45{\mu}m$의 휨 크기(bow height)를 갖는 웨이퍼를 제작하였으며, 이 휘어진 웨이퍼와 일반 웨이퍼를 본딩하였을 때 $6{\sim}15{\mu}m$ 정도의 정렬 오차가 발생하였다. 이는 약 $5{\mu}m$의 웨이퍼 확장(expansion)과 약 $10{\mu}m$의 미끄러짐(slip)의 복합 거동으로 설명할 수 있으며, 웨이퍼 휘어짐의 경우 확장 오정렬보다 본딩 과정에서의 미끄러짐 오정렬에 주로 기여하는 것으로 보인다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2012년도 추계학술대회 논문집
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• pp.479-480
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• 2012

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제16권12S호
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• pp.1237-1241
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• 2003

In this paper, we report a novel RF-MEMS packaging technology with lightweight, small size, and short electric path length. To achieve this goal, we used the ultra thin silicon substrate as a packaging substrate. The via holes lot vortical feed-through were fabricated on the thin silicon wafer by wet chemical processing. Then, via holes were filled and micro-bumps were fabricated by electroplating. The packaged RF device has a reflection loss under 22 〔㏈〕 and a insertion loss of -0.04∼-0.08 〔㏈〕. These measurements show that we could package the RF device without loss and interference by using the vertical feed-through. Specially, with the ultra thin silicon wafer we can realize of a device package that has low-cost, lightweight and small size. Also, we can extend a 3-D packaging structure by stacking assembled thin packages.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제20권1호
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• pp.7-13
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• 2013

3D 적층 IC 개발을 위한 본딩 기술의 현황에 대해 알아보았다. 실리콘 웨이퍼를 본딩하여 적층한 후 배선 공정을 진행하는 wafer direct bonding 기술보다는 배선 및 금속 범프를 먼저 형성한 후 금속 본딩을 통해 웨이퍼를 적층하는 공정이 주로 연구되고 있다. 일반적인 Cu 열압착 본딩 방식은 높은 온도와 압력을 필요로 하기 때문에 공정온도와 압력을 낮추기 위한 연구가 많이 진행되고 있으며, 그 가운데서 Ar 빔을 조사하여 표면을 활성화 시키는 SAB 방식과 실리콘 산화층과 Cu를 동시에 본딩하는 DBI 방식이 큰 주목을 받고 있다. 국내에서는 Cu 열압착 방식을 이용한 웨이퍼 레벨 적층 기술이 현재 개발 중에 있다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제20권2호
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• pp.47-51
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• 2013

본 연구에서는 웨이퍼 레벨 Cu 본딩을 이용한 3D 적층 IC의 개발을 위해 2단계 기계적 화학적 연마법(CMP)을 제안하고 그 결과를 고찰하였다. 다마신(damascene) 공정을 이용한 $Cu/SiO_2$ 복합 계면에서의 Cu dishing을 최소화하기 위해 Cu CMP 후 $SiO_2$ CMP를 추가로 시행하였으며, 이를 통해 Cu dishing을 $100{\sim}200{\AA}$까지 낮출 수 있었다. Cu 범프의 표면거칠기도 동시에 개선되었음을 AFM 관찰을 통해 확인하였다. 2단 CMP를 적용하여 진행한 웨이퍼 레벨 Cu 본딩에서는 dishing이나 접합 계면이 관찰되지 않아 2단 CMP 공정이 성공적으로 적용되었음을 확인할 수 있었다.