• Proceedings of the Korean Society Of Semiconductor Equipment Technology
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• 2006.05a
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• pp.177-181
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• 2006

반도체를 만드는데 있어서 여러가지 박막을 형성하는 공정이 있다. 이때 가장 많이 쓰이는 방법이 CVD(Chemical Vapor Deposition)방법이나 PVD(Physical Vapor Deposition)방법이다. 이들 방법으로 막을 형성하게 되면, 웨이퍼 이면에도 막이 형성되게 된다. 웨이퍼 후면에 증착된 막은 공정 특성상 두께분포가 균일하지 못하고 다음 공정 중에 웨이퍼 전면을 오염시킬 수 있다. 후면의 박막이 있는 상태로 웨이퍼가 batch 방식의 습식공정이 진행되면, 후면의 박막이 떨어져 나와서 웨이퍼 전면을 오염시키게 된다. 또한 공정에 따라서 기판전면은 식각 시키지 않고 후면만 식각 시키는 경우가 발생하는데, 이때 웨이퍼 아래에 설치된 노즐을 사용하여 웨이퍼 후면의 박막을 식각할 수 있다. 본 연구는 노즐에서 약액이 분사되는 방향과 위치를 조절하여 매엽식 장비에서 웨이퍼 후면의 막을 균일하게 식각 시킬 수 있는 노즐을 제작하고 웨이퍼 후면의 $Si_{3}N_{4}$막을 분당 $1000{\AA}$이상 식각 하였으며 균일도를 5% 이하로 하였다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.22 no.1
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• pp.321-326
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• 2021

This paper presents a technique to minimize damaged wafers during loading. A thin wafer used in solar cells and semiconductors can be damaged easily. This makes it difficult to separate the wafer due to surface tension between the loaded wafers. A technique for minimizing damaged wafers is to supply compressed air to the wafer and simultaneously apply a small horizontal movement mechanism. The main experimental factors used in this study were the supply speed of wafers, the nozzle pressure of the compressed air, and the suction time of a vacuum head. A higher supply speed of the wafer under the same nozzle pressure and lower nozzle pressure under the same supply speed resulted in a higher failure rate. Furthermore, the damage rate, according to the wafer supply speed, was unaffected by the suction time to grip a wafer. The optimal experiment conditions within the experimental range of this study are the wafer supply speed of 600 ea/hr, nozzle air pressure of 0.55 MPa, and suction time of 0.9 sec at the vacuum head. In addition, the technology improved by the repeatability performance tests can minimize the damaged wafer rate.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.423.1-423.1
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• 2014

본 발표에서는 실리콘 이종접합 태양전지에서 중요한 실리콘 웨이퍼 표면/계면 제어에 대하여 발표한다. 다시 말하여, 실리콘 웨이퍼 기판 세정공정 변화에 따른 실리콘 웨이퍼 표면의 소수전하수명(minority carrier lifetime, MCLT) 및 태양전지 소자특성 변화에 대하여 연구하였다. 구체적으로, 실리콘 웨이퍼 클리닝 최초단계로써 KOH damage etching 공정을 도입할 때, 이후 클리닝 공정을 통일하여 적용한 웨이퍼 표면의 MCLT 및 상기 웨이퍼를 이용하여 플라즈마 화학기상증착법(PECVD)을 통하여 제작한 태양전지 소자 효율은 KOH etching 시간이 10분일 때 최대치에 도달한 후 감소하였다. 또한, RCA1, RCA2, Piranha로 이루어진 웨이퍼 클리닝 단계의 사이에, 또는 맨 마지막에 묽힌 불산용액(DHF, 5 %) 처리를 하여 표면 산화막 제거 및 수소종단처리를 하여 기판의 passivation 특성을 향상시키고자 할 때, 불산용액 처리 순서에 따른 웨이퍼 표면의 MCLT 및 태양전지 소자 효율을 비교하였다. 그 결과, 묽은불산용액을 클리닝 단계 사이에 적용하였을 때의 MCLT 및 태양전지 소자의 특성이 더 우수하였다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2000.10a
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• pp.140-144
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• 2000

실리콘 웨이퍼 생산의 여러 단계의 공정 중 평탄도를 측정하고 제어하는 polishing 공정은 평탄한 정도에 의하여 제품의 합격 여부가 결정되는 측면에서 매우 중요한 과정이다. 이 연구에서는 polishing 공정의 자동화를 모색해 보기 위해 웨이퍼의 형상을 추정한 데이타를 이용하여 그 형상을 분류하는 알고리즘을 개발하였다 추정된 웨이퍼의 모양에 따라 9개의 카테고리로 분류하고, 각 카테고리를 세 종류의 통계값을 이용하여 세부 분류한다. 개발한 알고리즘을 구현하여 웨이퍼의 형상을 분류하는 모듈을 개발하였다. 개발한 알고리즘을 검증하기 위해 여러 웨이퍼를 대상으로 실험을 수행하였다. 대부분의 웨이퍼를 정확하게 잘 분류하고 있으나 인부의 미세한 변화를 감지하지 못함으로 인하여 정확하게 분류하기가 어려운 경우를 관찰할 수 있었다. 웨이퍼의 형상을 다양하게 분류함으로써 polishing 공정의 자동화를 좀 더 구체적이고 효율적으로 접근할 수 있는 계기가 됨 깃으로 기대한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.293-293
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• 2010

최근 태양전지 연구에서 저가격화를 실현하는 방법 중 하나로 폐 실리콘 웨이퍼를 재생하는 방법에 관하여 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나 기존 웨이퍼 재생공정은 높은 재처리 비용과 복잡한 공정등의 많은 단점을 가지고 있다. 챔버 내에 압축된 공기나 가스에 의해 가속된 미세 파우더들이 재료와 충돌하면서 식각하는 기계적 건식 식각 공정 기술이라고 할 수 있는 micro blaster 공정을 이용하면 기존 재생공정보다 낮은 재처리 비용과 간단한 공정으로 재생웨이퍼를 제작할 수 있다. 하지만 이러한 micro blaster 공정은 식각 후 표면에 많은 particle과 crack을 형성시켜 태양전지용으로 사용하기에 단점을 가진다. 본 연구에서는 이러한 micro blaster를 이용한 태양전지용 재생 웨이퍼를 제작하기 위해 폐 실리콘 웨이퍼의 표면 물질을 식각하고, 식각 후 충돌에 의해 발생된 표면의 particle과 crack을 DRE(Damage Remove Etching)공정으로 제거하는 연구를 진행 하였다. 먼저 폐 실리콘 웨이퍼와 같은 표면을 형성하기 위하여 시편 표면에 각각 Al($2000{\AA}$), $Si_3N_4(3000{\AA})$, $SiO_2(1{\mu}m)$, AZ1512($1{\mu}m$)을 형성하고 micro blaster의 파우더 크기, 압력, 스캔 속도 등의 공정 조건에 따라 폐 실리콘 웨이퍼 표면 물질을 식각하였다. 식각 후 폐 실리콘 웨이퍼의 식각된 깊이와 표면 물질 잔량을 측정하고, 폐 실리콘 웨이퍼의 표면에 particle과 crack, 요철이 형성되어 있는지를 확인하였다. 그 결과 폐 실리콘 웨이퍼에 형성된 물질의 두께 이상으로 식각되었으며, 표면 물질의 잔량이 남아 있지 않았고, 표면에 많은 particle과 crack, 요철이 형성되었다. 표면에 형성된 요철은 유지하면서 많은 particle과 crack을 제거하기 위하여 micro blaster공정 후 DRE 공정으로 표면 개선이 필요하였다. 이때 남겨진 요철은 입사광량을 증가시키고, 표면 반사율을 감소시켜 태양전지내의 흡수하는 빛의 양을 증가시키는 태양전지 texturing 공정 효과로 작용하게 된다. 표면에 남은 particle과 crack을 완전히 제거하면서 요철은 유지할 수 있게 HNA 용액의 농도와 시간에 따른 식각 정도를 측정하였다. DRE 공정 후 표면 particle과 crack이 완전히 제거되어 표면이 개선됨을 확인하였다. Micro blaster를 이용하여 폐 실리콘 웨이퍼의 표면을 식각하고, DRE공정으로 표면을 개선함으로써 태양전지용 기판으로의 재생 가능성을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.06a
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• pp.450-450
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• 2009

최근 전세계적으로 태양전지의 대량보급에 따라 실리콘 원료의 공급에 차질이 생겨 원자재 값이 상승하는 추세에 있다. 결정질 실리콘 태양전지의 제조비용중 실리콘 재료 및 웨이퍼가 차지하는 비율은 약 50~60%정도로 높기 때문에 실리콘 웨이퍼의 두께를 감소시키는 것이 비용절감을 위한 효과적인 방법으로 기대되고 있다. 그러나 실리콘 웨이퍼의 두께가 앓아질수록 제조공정중 균열이나 파손이 발생할 가능성이 높아지기 때문에 이에 따른 실리콘 웨이퍼의 기계적 물성에 대한 연구가 필수적이라 할 수 있다. 본 연구에서는 현재 상용으로 사용되고 있는 크기가 5 인치인 $200{\mu}m$ 두께의 실리콘웨이퍼 (As-saw)를 약 80여개의 시편으로 절단한 후 각각의 파단강도를 부위별로 측정하였다. 또한 표면절단결함을 제거하는 saw damage etching(SDE) 시간을 제어하여 두께가 $150{\mu}m$, $130{\mu}m$인 웨이퍼를 준비하였다. 이들 시험편에 대해서도 부위별 파단강도를 측정하여 as-saw상태의 시험편과 비교하였다. 파단강도 측정은 4 접 굽힘시험을 통하여 측정하였으며 파단면은 주사전자현미경을 통하여 관찰하였다. 또한 실리콘 웨이퍼의 미세균열을 비파괴적으로 검출하기 위하여 100MHz 고주파수를 이용하는 초음파현미경(SAM, scanning acoustic microscope)을 이용하여 균열의 분포를 영상화하였다.

• Clean Technology
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• v.18 no.1
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• pp.43-50
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• 2012

Cleaning procedure of solar silicon wafer, following ingot sawing process in solar cell production is studied. Types of solar silicon wafer can be divided into monocrystalline or multicrystalline, and slurry sawn wafer or diamond sawn wafer according to the ingot growing methods and the sawing methods, respectively. Wafer surface and contaminants can vary with these methods. The characterisitics of contaminants and wafer surface are investigated for each cleaning substrate, and appropriate cleaning agents are developed. Physical properties and cleaning ability of the cleaning agents are evaluated in order to verify the application in the industry. The wafers cleaned with the cleaning agents do not show any residual contaminants when analyzed by XPS and regular patterns are formed after texturization. Furthermore, the cleaning agents are applied in the production industry, which shows superior cleaning results compared to the existing cleaning agents.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2001.04a
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• pp.345-348
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• 2001

반도체에 이용되는 실리콘웨이퍼 생산에 있어 평탄도는 가장 중요한 요소 중 하나이다. 실리콘웨이퍼의 평탄도는 POLISHING이라는 공정과정을 통하여 측정하고 제어하고 있는데 현재 측정장비에서 보여주는 웨이퍼의 모양을 사람에 의해 제어하고 있어 경험이 필요하고 일일이 사람이 체크해야하는 번거로움이 있다. 따라서 평탄도가 시스템에 의해 자동적으로 측정되고 제어할 필요가 있다. 본 연구는 웨이퍼의 3차원 형상을 측정하여 보여주는 장비에서 이미지와 함께 나타나는 몇 개의 정량적인 항목을 이용하여 웨이퍼의 단면도를 추정하는 알고리즘을 제안함으로 평탄도가 자동으로 측정될 수 있도록 하였다. 이 알고리즘은 Spline보간법을 이용하였고 웨이퍼의 특정단면 뿐만 아니라 임의의 단면도도 추정할 수 있으며 수치실험을 통해 Lagrange보간법과 비교하여 그 효율성을 입증하였다.

• Journal of Welding and Joining
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• v.26 no.1
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• pp.12-16
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• 2008

본 보고에서는 3D 패키징에서 중요한 공정의 하나인 초박막 Si 웨이퍼 Thinning 공정에 대해 간략히 소개하였고, 표면처리에 대해 살펴보았다. 기계적, 특히 전기적 Damage를 줄이기 위한 최적화된 Thinning 공정과 신뢰성 분석 및 평가, 그리고 초박막 웨이퍼 핸들링 방법 등이 시스템적으로 개발되는 것이 중요하다. 칩 소형화 추세와 더불어 3D 패키징 기술이 중요시되는 산업 요구에 맞추어 향후 웨이퍼 Thinning 기술을 포함한 3D 기술의 핵심 공정기술들은 그 중요성이 증대할 것이고, 이에 대한 활발한 연구가 진행되리라 기대한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1993.02a
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• pp.38-40
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• 1993

급속 열처리 시스템내에서의 비정상상태 온도분포, 가스유동형태, 웨이퍼내 열응력등을 여러 가지 작동조건하에서 2차원 유한 차분법으로 계산하였다. 계산결과는 실험에서 얻은 에피성장률 데이터와 비교 검증하였다. RTpp내 가스 유동이나 온도분포는 압력 및 주위 구성요소에 크게 의존하는 반면, 웨이퍼의 온도분포는 wafer edge loss가 큰 고온에서 온도 불균일도가 가장 크다. 저온에서는 대류에 의한 열 손실이 웨이퍼내의 온도 불균일도에 큰 영향을 미치고 있다. 웨이퍼상의 열응력을 가장 크게 받는 시점은 transient condition에서 나타났다.