• Tribology and Lubricants
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• v.28 no.6
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• pp.272-277
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• 2012

Finite element analysis was carried out using wafer-scale and particle-scale models to understand the mechanism of the fast removal rate(edge effect) at wafer edges in the chemical-mechanical polishing process. This is the first to report that a particle-scale model can explain the edge effect well in terms of stress distribution and magnitude. The results also revealed that the mechanism could not be fully understood by using the wafer-scale model, which has been used in many previous studies. The wafer-scale model neither gives the stress magnitude that is sufficient to remove material nor indicates the coincidence between the stress distribution and the removal rate along a wafer surface.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2010.05b
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• pp.981-984
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• 2010

생산성 증가 및 비용 절감을 위해 반도체 공정 기술을 단순화 시키는 것이 필요하다. WBL(Wafer Backside Lamination) 기술을 이용해 필름(film) 형태로 얇은 다이접착제를 웨이퍼(wafer)에 접착하여 반도체 칩과 PCB를 붙이는 방법과 직접 PCB에 다이접착제를 붙이는 방법을 사용하면 획기적으로 공정을 단순화 시킬 수 있다. 하지만 Lamination 기법은 고온을 이용하여 모듈화된 PCB에 접착하므로 전도와 복사에 의해 주변 접착제 필름이 녹아 버리는 문제점이 발생한다. 본 연구에서는 고온으로 인한 필름 융해 현상을 방지하기 위하여 배크라이트를 설치하였으며 CFD 해석을 통해 PCB와 반도체 칩을 접착시킬 때 열이 PCB에 미치는 영향을 살펴보았다.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2013.10a
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• pp.383-385
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• 2013

반도체소자의 고속실현을 위해서 알루미늄배선에서 40% 가량 성능을 높이는 반면 제조비용은 30%까지 낮출 수 있는 구리를 선호하고 있으나, 식각이 잘 되지 않아 원하는 패턴으로 만들어 내기가 곤란한 공정기술의 어려움과 구리물질이 지닌 유독성문제를 가지고 있다. 기존의 식각기술로는 구리패턴을 얻을 수 없는 기술적 한계 때문에 화학.기계적 연마(CMP)를 이용한 평탄화와 연마를 통해서 구리배선을 얻는 다마스커스(Damascene)기술이 개발됐고 이를 이용한 구리배선기술이 현실적으로 가능하게 됐다. CMP를 이용한 평탄화 및 연마 공정에서 Wafer에 도포된 구리의 두께를 실시간으로 측정하여 정밀하게 제어할필요가 있는데, 본 논문에서는 와전류를 이용하여 옹고스트롬 단위의 두께를 실시간으로 측정하여 제어 하는 시스템구현에 대해 기술한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2000.07c
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• pp.1760-1762
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• 2000

본 논문은 기존의 $Si_{3}N_4$, SiN 물질 대신 Pt를 사용해 HF 용액속에서 다공질 실리콘과 전극을 동시에 형성하는 기술을 개발하였다. Pt를 실리콘 웨이퍼 위에 직접 증착한 후 습식 에칭과 Lift-off 공정을 사용하여 Pt를 패터닝하였다. 습식 에칭은 에칭용액의 온도를 일정하게 유지하는 것이 중요하며, 증착한 Pt 박막이 BOE 에칭에 견디고, Lift-off 공정이 가능하기 위해서는 기판온도를 l100$^{\circ}C$ 이하로 해야한다. Pt를 사용하면 기존의 mask에서 발생하는 가장자리 부분에서의 전류 집중이 방지되기 때문에 다공질 실리콘이 일정한 깊이로 형성되고, Al대신 오믹 전극으로 사용할 수 있다. 현재 Pt를 mask와 전극으로 이용한 P-I-N UV detector, 광 바이오센서, 습도센서 제작등에 응용 연구가 진행되고 있다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2008.11a
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• pp.43-44
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• 2008

실리콘 웨이퍼 위에 마이크로웨이브 플라즈마 화학증착법으로 나노결정질 다이아몬드 박막을 형성하고 그 위에 RF 마그네트론 스퍼터로 ZnO 박막을 적층한 후 SAW(Surface Acoustic Wave) 필터를 제작하여 평가하였다. 기판온도, 작업압력, Ar/$CH_4$ 비율을 변화시켜 최적공정 조건에서 30nm 수준의 결정립을 갖는 $4{\mu}m$ 두께의 다이아몬드 박막을 얻었고, RF 인가전력, 기판온도, Ar/$O_2$ 비율을 조정하여 결정성이 우수하고, 표면 거칠기가 좋으며, 높은 비저항을 갖는 $2.2{\mu}m$ 두께의 ZnO 박막을 얻었다. 박막의 특성은 FESEM과 XRD로 평가하였다. Lift-off 식각공정을 이용하여 일정한 선폭과 간격(Line/Space : 1.5/$1.5{\mu}m$)을 갖는 구리 전극 패턴을 형성하였다. Network Analyzer를 이용하여 측정한 SAW 필터의 중심주파수는 1.67GHz이었다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2007.11a
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• pp.156-157
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• 2007

나노임프린팅 기술을 이용하여 원기둥형 나노 패턴을 갖는 도광판을 제작하였다. 나노 임프린트 공정을 이용하기 위해서는 니켈 스탬퍼가 필요하기 때문에 이를 제작하기 위하여 실리콘 웨이퍼 상에 건식식각을 이용하여 실리콘 몰드를 제작하였다. 제작된 실리콘 몰드를 전주도금을 이용하여 니켈 스탬퍼를 제작하였다. 제작된 니켈 스탬퍼를 사용한 나노임프린트 공정을 통해 원기둥 나노패턴을 갖는 도광판을 제작하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2004.07b
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• pp.806-808
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• 2004

본 연구에서는 MEMS 공정에 의해 제작된 실리콘 멤브레인 위에 스크린 프린팅법을 이용하여 압전 후막을 제작, 그 특성을 관찰하였다. 실리콘 웨이퍼의 후면을 각각 다른 4가지의 크기로 식각하여 멤브레인을 제작하였다. 제작된 멤브레인 위에 하부전극 Ag-Pd를 스크린 프린팅법으로 형성하고, 그 위에 압전 후막을 스크린 프린팅하여 열처리 하였다. 제작된 압전 후막위에 MFM(Metal-Ferroelectric-Metal)구조의 액츄에이터를 제작하기위해 상부전극으로 Pt를 스퍼터링으로 증착하였다. 제작된 마이크로 액츄에이터는 SEM(Scanning Electron Microscope)으로 구조분석하고, RT66A와 MTI2000으로 동작특성을 해석 하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2014.05a
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• pp.759-762
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• 2014

반도체소자의 제조 공정 기술 중 구리패턴을 얻기 위해서 사용하는 화학.기계적 연마(CMP)를 이용한 평탄화와 연마 공정에서 Wafer에 도포된 구리의 두께를 실시간으로 측정하여 정밀하게 제어할 필요가 있는데, 이때 획득되는 센서값을 실제 두께 값으로 환산하는 계산과정에서 오차가 발생할 수 있다. 실제 측정 값에 근사한 값을 얻도록 단순평균을 이용한 방법, 이동 평균, 필터 들을 사용하여 결과를 비교하여 옹고스트롬 단위의 두께를 실시간으로 측정하는 제어 시스템의 편차를 줄이도록 하는 방법의 구현에 대해 기술한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.213-213
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• 2016

현재 반도체 산업에서는 디바이스의 고 집적화, 고 수율을 목적으로 패턴의 미세화 및 웨이퍼의 대면적화와 같은 이슈가 크게 부각되고 있다. 다중 패터닝(multiple patterning) 기술을 통하여 고 집적 패턴을 구현이 가능해졌으며, 이와 같은 상황에서 각 패턴의 임계치수(critical dimension) 변화는 패턴의 위치 및 품질에 큰 영향을 끼치기 때문에 포토마스크의 임계치수 균일도(critical dimension uniformity, CDU)가 제작 공정에서 주요 파라미터로 인식되고 있다. 반도체 광 리소그래피 공정에서 크롬(Cr) 박막은 사용되는 포토 마스크의 재료로 널리 사용되고 있으며, 이러한 포토마스크는 fused silica, chrome, PR의 박막 층으로 이루어져 있다. 포토마스크의 패턴은 플라즈마 식각 장비를 이용하여 형성하게 되므로, 식각 공정의 플라즈마 균일도를 계측하고 관리 하는 것은 공정 결과물 관리에 필수적이며 전체 반도체 공정 수율에도 큰 영향을 미친다. 흔히, 포토마스크 임계치수는 플라즈마 공정에서의 라디칼 농도 및 식각 선택비에 의해 크게 영향을 받는 것으로 알려져 왔다. 본 연구에서는 Cr 포토마스크 에칭 공정에서의 Cl2/O2 공정 플라즈마에 대해 O2 가스 주입량에 따른 식각 선택비(etch selectivity) 변화를 계측하여 선택비 제어를 통한 Cr 포토마스크 임계치수 균일도 향상을 실험적으로 입증하였다. 연구에서 사용한 플라즈마 계측 방법인 발광분광법(OES)과 optical actinometry의 적합성을 확인하기 위해서 Cl2 가스 주입량에 따른 actinometer 기체(Ar)에 대한 atomic Cl 농도비를 계측하였고, actinometry 이론에 근거하여 linear regression error 1.9%을 보였다. 다음으로, O2 가스 주입비에 따른 Cr 및 PR의 식각률(etch rate)을 계측함으로써 식각 선택비(etch selectivity)의 변화율이 적은 O2 가스 농도 범위(8-14%)를 확인하였고, 이 구간에서 임계치수 균일도가 가장 좋을 것으로 예상할 수 있었다. (그림 1) 또한, spatially resolvable optical emission spectrometer(SROES)를 사용하여 플라즈마 챔버 내부의 O atom 및 Cl radical의 공간 농도 분포를 확인하였다. 포토마스크의 임계치수 균일도(CDU)는 챔버 내부의 식각 선택비의 변화율에 강하게 영향을 받을 것으로 예상하였고, 이를 입증하기 위해 각각 다른 O2 농도 환경에서 포토마스크 임계치수 값을 확인하였다. (표1) O2 11%에서 측정된 임계치수 균일도는 1.3nm, 그 외의 O2 가스 주입량에 대해서는 임계치수 균일도 ~1.7nm의 범위를 보이며, 이는 25% 임계치수 균일도 향상을 의미함을 보인다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.679-679
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• 2013

태양전지는 계속되는 유가상승과 무소음 무공해의 녹색에너지원이라는 점에서 각광받고 있다. 더욱이 발전단가가 높기 때문에 특히 저가의 다결정 실리콘 태양전지의 연구가 활발히 진행되고 있다. 태양전지의 texturing 공정은 광 포획 효과를 극대화 시킨다. 이에 따라 웨이퍼 표면에 텍스쳐를 형성하여, 광학적 손실을 줄이는데, 일반적으로 alkaline etching (WET) 공정과 reactive ion etching (RIE) 공정이 사용된다. 본 연구에서는 RIE, WET 공정을 사용하여 만든 texturing 구조의 태양전지를 모듈 공정 진행 전 특성평가를 한 후 다시 모듈 공정 후 특성평가를 진행하였다. 특성평가는 태양전지의 전류-전압 곡선을 통해 개방전압, 단락전류, 곡선인자 을 측정하고, 파장에 따른 양자효율 및 반사율을 측정하였다. 또한 태양전지의 전기에너지를 가하여 생성되는 전계발광 현상과 NIR camera를 이용하여 Grain의 Dark Area 및 Micro crack을 검출하였다. 이와 같은 모듈 공정 전/후 특성을 측정하고, 이를 비교 분석하여 BIPV 적용 시 태양전지의 동작특성을 확인하였다.