본 연구에서는 습식 방법으로 진행 되는 BGA 현상 공정에 있어 기존의 수평 장비를 대체하여 수직 장비를 개발하였다. 지그를 이용하여 기판을 수직 방향으로 고정한 후 습식 공정을 진행함으로써 기존 수평 장비의 단점인 롤러와 기판 표면 회로 패턴의 충돌로 인한 회로 패턴 손상 문제를 원천적으로 제거하고자 하였다. 개발된 수직 장비의 공정 특성을 수평 장비와 비교 평가 하기 위하여 유니포미터 측정, 회로 패턴 손상 평가 및 불량 평가의 실험을 수행하였다. 평가 결과 수직 장비의 유니포미티 특성은 수평 장비와 동일한 수준이며 중력 방향의 액흐름에 대한 공정 특성 영향은 미미한 것으로 확인 되었다. 또한, 수평 장비 대비 $3{\sim}4{\mu}m$ 더 미세한 회로 패턴에 대해여 손상 없이 공정을 진행 할 수 있음을 확인 할 수 있었다.
BGA 제조용 습식 현상 공정에 있어 기존의 수평 장비를 대체하여 수직 장비를 새로이 개발하였다. 수직 장비의 장점은 기판 표면의 소프트한 드라이필름 회로 패턴의 요철과 장비 구동부와의 직접적인 접촉을 배제함으로써 현상 공정 진행 중 회로 패턴의 손상을 최소화할 수 있다는 것이다. 본 연구에서는 개발된 수직 장비의 공정 특성을 최적화하기 위하여 다구찌 실험을 수행하였다. 수직 장비에 병렬로 동시 투입되는 2장의 기판에 대하여 공정 특성을 동일하게 하기 위해 적절한 잡음인자 및 제어가능인자를 선정하여 망소특성치 실험을 수행하였다. 실험 결과 현상 약품액의 온도 및 현상 스프레이에 노출되는 시간이 주요한 제어가능인자인 것으로 평가되었다. 최종적으로 회로 패턴의 손상 없이 현상 공정을 진행할 수 있는 최소 회로 선폭이 선형패턴의 경우 수평 장비 $13.8{\mu}m$ 대비 수직 장비는 $10.4{\mu}m$로, 닷 패턴의 경우 수평 장비 $22.1{\mu}m$ 대비 수직 장비는 $16.3{\mu}m$로 각각 향상된 결과를 얻을 수 있었다.
에어로졸을 분리할 수 있는 장비로는 전기적 이동차 분석기(differential mobility analyzer), 싸이클론(cyclone), 습식 충돌기(impinger), 습식 싸이클론(wet cyclone), 확산 배터리(diffusion battery), 관성 임팩터(inertial impactor), 그리고 가상 임팩터(virtual impactor) 등이 있다. 이중 가상 임팩터는 설계 및 제작이 비교적 간편하고, 입자를 분리 및 농축하는데도 좋은 성능을 나타냄으로 널리 사용되어져 왔다. (중략)
현재 공단지역에서 발생하는 오염물질을 파악하기 위해서는 오염물질이 배출되는 곳에 TMS를 설치하거나 측정하고자 하는 지점에 습식법을 이용하여 오염물질을 측정하는 방법이 사용되고 있다. 하지만 이러한 TMS나 습식법을 이용하여 오염물질을 측정하기 위해서는 고가의 설치비나 인력 장비 문제로 인하여 동시에 여러 지역을 측정하기 어렵다는 단점을 가지고 있으며, 특히 공단 지역과 같은 특수한 지역의 오염물질의 경향을 파악하기 위해서는 더욱 그러하다. (중략)
단결정 실리콘의 이방성 습식식각을 위하여 KOH 용액을 사용하여 식각 특성을 관찰하였다. 식각율은 식각액의 온도와 농도에 따라 변하는 것이 관찰되었으며, 패턴 형성 방향과 식각액의 농도에 따라 식각 형태가 다름도 알 수 있었다. 식각용액의 농도 20wt0% 이고 식각 시의 온도가 $80^{\circ}C$ 이상에서는 알파벳 "U" 자 모양의 형태로 식각이 이루어지고, 그 이하의 온도와 농도에서는 "V" 자 모양의 식각형태가 이루어졌다.; 자 모양의 식각형태가 이루어졌다.
현재 반도체 습식식각 공정에 사용되고 있는 방법은 batch식과 매엽식이 있다. batch식 식각방법은 매엽식보다 throughput이 많은 반면 식각균일도는 떨어진다. 매엽식은 웨이퍼를 회전시키면서 약액을 분사할 때 Boom swing을 하여 균일하게 식각할 수 있다. 본 연구에서는 Boom swing이 없는 구조의 매엽식 장비에서 약액이 상온과 고온일 때 $SiO_2$막을 식각하여 비교하였다. 각각의 조건에서 식각량의 분포와 균일도의 변화에 대해서 알아보았으며, 실험평가시 분사된 약액의 온도분포를 이론적으로 계산하여 실제 실험결과와 비교하여 보았다. 식각균일도는 batch식 보다 매엽식 스핀방식이 균일하였으며, 약액분사 방법은 boom swing을 하는 것이 더 균일하였다.
숏크리트 습식 공법은 모든 재료를 혼합한 후 분사장치에 공급하여 노즐에 압축공기를 추가하고 분사속도를 향상시켜 타설면에 뿜어 붙이는 공법을 말한다. 현장의 습식 공법에서 사용되는 숏크리트량과 현장 상황을 실험실 규모에서 재현하기 위해서는 장비의 토출량 제어가 필수적으로 요구된다. 본 연구에서는 실험실 규모에서 현장 상태의 재현성을 높이기 위해 숏크리트 몰탈 뿜칠 장비의 급결제 유량 제어 시스템을 개발하여 장비에 적용하였다. 개발된 장비의 검증을 위해 물과 몰탈을 이용한 토출량 제어 시험을 수행하였다. 개발된 제어 시스템은 모노 펌프에 대해 사용자 입력값에 따라 토출량 제어가 원활하게 이루어 졌으나 감속기가 부착된 스크류 펌프에 대해서는 입력값에 따라 원활하게 토출량 제어가 이뤄지지 않았다. 감속기가 부착된 경우, 모노 펌프 가동률은 낮추면서 스크류 펌프의 가동률을 높여서 목표로 하는 급결제 유량에 근접하게 조절하는 방안이 필요하다.
FPD(Flat Panel Display) WET(습식) 장비의 히터 사용은 필수로 사용된다. 히터 사용에 따른 단선과 과열로 인한 전기사고가 다발하여 안전적인 전기 계통도 및 인터락이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 FPD WET장비에 들어가는 전기 계통도 및 인터락을 제안하였다. 레벨센서, 과열방지기, SSR heater sink와 같은 하드웨어 인터락을 넣었으며, 전기 계통도로써는 ELB-MC-SSR-EOCR-Heater로 구성되어 있다. 인터락 발생시 마그네틱 컨텍터(MC)가 오프되어 Heater의 전원을 차단하는 방식이다. 전기적 과전류 보호장치인 EOCR 과전류, 부족전류, 단선 체크를 하면서 히터에 이상 있을 시 MC를 차단하는 인터락이 구성되어 있다. 이러한 회로 구성 및 인터락은 WET 장비 뿐만 아니라 히터가 들어가는 어떠한 장비에도 유용할 것으로 보인다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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