김태곤 연구실
스마트융합공학부
김태곤
김태곤 연구실은 한양대학교 ERICA캠퍼스 스마트융합공학부에 소속되어 있으며, 반도체 공정의 핵심인 세정, 연마, 계측 및 검사 기술을 중점적으로 연구하고 있습니다. 본 연구실은 반도체 소자의 미세화와 고집적화에 따라 요구되는 초정밀 표면 처리 기술 개발에 앞장서고 있습니다. 특히, 화학적 및 기계적 평탄화(CMP) 공정, 포스트-CMP 세정, 펠리클 및 EUV 마스크 세정 등 반도체 제조 전반에 걸친 다양한 표면 처리 및 오염 제어 기술을 심도 있게 다루고 있습니다.
연구실에서는 PVA 브러시를 활용한 세정 공정에서의 오염 및 교차 오염 메커니즘, 슬러리 내 입자 특성 및 첨가제가 표면 오염과 결함에 미치는 영향, 그리고 세정액의 화학적 조성에 따른 세정 효율 최적화 등 실질적인 공정 문제 해결에 집중하고 있습니다. 또한, 고전력 반도체용 SiC 기판 세정, 10nm급 CMP 공정용 하이브리드 컨디셔너 개발, 3D 패키징 구조의 대면적 광학 검사 장비 개발 등 다양한 국가 연구과제를 수행하며, 산업계와의 협력도 활발히 이루어지고 있습니다.
극자외선 리소그래피(EUVL) 분야에서는 펠리클 박막의 오염 제어 및 손상 없는 세정 기술 개발에 주력하고 있습니다. 프로브 기반 건식 세정, 핀포인트 입자 제거, 레이저 충격파를 이용한 비파괴 세정 등 혁신적인 방법론을 통해, EUV 마스크와 펠리클의 신뢰성 향상과 공정 수율 극대화를 목표로 하고 있습니다. 이러한 연구는 차세대 반도체 제조 공정의 경쟁력 확보에 필수적인 요소입니다.
연구실은 다양한 국제 학술지 논문 발표, 특허 출원 및 등록, 국내외 학회 발표 등을 통해 연구 성과를 널리 알리고 있습니다. 또한, imec 등 세계적인 연구기관과의 협력 경험을 바탕으로, 글로벌 반도체 산업의 트렌드와 기술 발전을 선도하고 있습니다.
김태곤 연구실은 앞으로도 반도체 공정의 세정, 연마, 계측 및 검사 분야에서 혁신적인 연구를 지속하며, 산업 현장의 실질적인 문제 해결과 미래 반도체 기술 발전에 기여할 것입니다.
반도체 공정용 세정 및 연마 기술
본 연구실은 반도체 제조 공정에서 필수적인 세정 및 연마(CMP, Chemical Mechanical Planarization) 기술을 심도 있게 연구하고 있습니다. 반도체 소자의 집적도가 높아지고 미세화가 진행됨에 따라, 표면의 오염물 및 입자 제거, 표면 평탄화의 중요성이 더욱 커지고 있습니다. 이에 따라 본 연구실은 다양한 세정액 조성, 연마 슬러리 개발, 그리고 세정 및 연마 공정의 최적화에 집중하고 있습니다.
특히, PVA 브러시를 이용한 포스트-CMP 세정 공정에서 발생하는 브러시 오염 및 교차 오염 문제, 슬러리 내 입자 특성에 따른 표면 오염 메커니즘, 그리고 세정액의 pH, 첨가제, 용존 가스 등이 세정 효율과 표면 결함에 미치는 영향을 체계적으로 분석합니다. 이를 위해 다양한 표면 분석 장비와 실험적 방법론을 활용하여, 세정 및 연마 공정의 신뢰성과 효율성을 극대화하는 연구를 수행하고 있습니다.
이러한 연구는 차세대 반도체 소자(10nm 이하, 3D 패키징 등) 제조에서 요구되는 초정밀 표면 처리 기술의 개발로 이어지며, 산업 현장에서의 수율 향상과 불량률 감소에 크게 기여할 수 있습니다. 또한, 세정 및 연마 공정의 자동화, 친환경화, 비용 절감 등 실질적인 공정 혁신을 목표로 하고 있습니다.
극자외선 리소그래피(EUVL) 및 펠리클 세정 기술
극자외선 리소그래피(EUVL)는 차세대 반도체 미세 패턴 구현을 위한 핵심 기술로, EUV 마스크와 이를 보호하는 펠리클의 오염 제어가 매우 중요합니다. 본 연구실은 EUVL 공정에서 발생하는 펠리클 박막 표면의 오염물 제거를 위한 건식 및 습식 세정 기술, 그리고 손상 없는 입자 제거 기술을 개발하고 있습니다. 특히, 펠리클은 고진공 환경과 높은 투과율이 요구되는 박막이기 때문에, 기존의 습식 세정 방식이 적용되기 어렵고, 미세한 오염물도 공정 수율에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.
이에 따라 본 연구실은 프로브 기반의 건식 세정 장치, 핀포인트 입자 제거 기술, 레이저 충격파를 이용한 비파괴 세정 등 다양한 혁신적 방법론을 연구하고 있습니다. 이러한 기술들은 펠리클 표면의 손상을 최소화하면서도, EUV 마스크의 오염을 효과적으로 제거하여 패턴 결함을 방지하고, 공정 수율을 극대화하는 데 기여합니다.
또한, 펠리클 세정 공정의 자동화 및 실시간 계측 기술 개발, 오염물의 종류와 특성에 따른 맞춤형 세정 프로세스 설계 등도 병행하여 연구하고 있습니다. 이러한 연구는 EUVL 기반 반도체 제조의 신뢰성 확보와 차세대 반도체 산업 경쟁력 강화에 중요한 역할을 하고 있습니다.
1
Pinpoint Particle Removal for EUV Pellicle Productivity Enhancement
김태곤
Solid State Phenomena, 2023
2
Investigation of Selective Wet Etching of SiGe Substrates for High-Performance Device Manufacturing
김태곤
Solid State Phenomena, 2023
3
Effect of slurry particles on PVA brush contamination during post-CMP cleaning
김태곤
MATERIALS SCIENCE IN SEMICONDUCTOR PROCESSING, 2022
1
고전력 반도체 용 SiC 기판 세정을 위한 고청정 세정액 개발 및 이를 이용한 세정 기술 개발
2
10nm급 CMP 공정용 세라믹 기반 하이브리드 컨디셔너 개발
3
반도체 3D 패키징 입체구조의 대면적 검사를 위한 홀로그래피 기반 자동 광학 검사 장비 개발
