• 분석과학
• /
• 제19권5호
• /
• pp.394-399
• /
• 2006

본 연구에서는 반도체 웨이퍼 연마 공정에 사용한 산화제와 첨가제의 연마 속도에 미치는 영향과 전기 화학적 특성에 대해 조사하였다. 산화제로는 과산화수소, 질산화 철과 요오드산 칼륨을 사용하였으며, 이들은 연마액의 pH와 종류에 따라 텅스텐 막질에서 상이한 산화반응을 나타내었다. 이러한 차이점은 연마성능에 영향을 끼치며, 과산화수소는 식각반응이 질산화 철과 요오드산 칼륨에서는 부동태 반응이 우세하였다. 그리고 염기성 화합물인 TMAH와 KOH를 연마액에 첨가하였을 때 텅스텐에 대한 전위 에너지 변화 증가 및 연마 제거속도 증가를 확인할 수 있었으며, 제타 전위 값의 절대 값 증가를 통해 분산성 향상에도 도움이 되는 것을 알 수 있었다. 마지막으로 음이온 계면 활성제중 평균 분자량이 25만인 폴리아크릴산을 100 ppm 첨가시 연마 입자의 뭉침 현상이 줄어들면서 분산성 향상에 효과적인 것을 알 수 있었다.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제31권5호
• /
• pp.485-490
• /
• 1994

The reactive ion etching characteristics of aluminum oxide films, prepared by PECVD, were investigated in the CCl4 plasma. The atomic chlorine concentration and the DC self bias were determined at various etching conditions, and their effects on the etch rate of aluminum oxide film were studied. The bombarding energy of incident particles was found to play the more important role in determining the etch rate of aluminum oxide rather than the atomic chlorine concentration. It is considered to be because the bombardment of ions or neutral atoms breaks the strong Al-O bonds of aluminum oxide to help activate the formation reaction of AlCl3 which is the volatile etch product.

• 공업화학
• /
• 제8권3호
• /
• pp.395-402
• /
• 1997

ECR 산소 플라즈마를 사용한 건식산화법에 의해 두 가지 실리콘 배향에 대하여 실리콘 산화막을 제조한 후 Deal-Grove(D-G)모델과 Wolters-Zegers-van Duynhoven (W-Z)모델에 적용하여 시간에 따르는 막 두께의 변화를 살펴보았으며 산화속도와 산화막의 표면 morphology의 상관관계를 조사하였다. 실리콘 산화막의 두께는 Si(100)과 Si(111) 모두 반응 시간이 짧은 영역에서 선형적으로 증가하였으나 반응시간이 경과함에 따라 화학반응 속도 보다 산화막을 통과하는 반응성 라디칼들의 확산이 율속단계로 작용하여 산화속도의 증가폭이 다소 둔화되었다. D-G모델과 W-Z모델에서 확산 및 반응속도는 Si(100)보다 Si(111)이 더 큰 값을 갖기 때문에 반응속도는 1.13배 더 크게 나타났으며 이들 모델은 실험 값과 잘 일치하였다. 표면 morphology는 산화 속도가 증가해도 식각현상이 일어나지 않는 실험 조건에서 산화막의 표면 조도가 일정하였으며, 기판의 위치가 하단 전자석에 근접하고 마이크로파 출력이 증가하여 식각현상이 일어나는 실험 조건에서 표면 조도는 산화속도와 관계없이 크게 나타났다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
• /
• pp.127-127
• /
• 2000

다이아몬드상 카본(Diamond-like Carbon, DLC) 필름은 비정질 재료로서 다이아몬드와 유사한 높은 경도, 내마모성, 화학적 안정성, 그리고 광학적 특성을 가지고 있으며, 낮은 마찰계수와 높은 탄성률 등으로 인해 많은 분야에서 응용이 연구되고 있는 재료이다. 그러나 DLC 필름이 이러한 우수한 특성이 가지고 있음에도 불구하고 수 GPa에 이르는 높은 압축 잔류 응력으로 인해 응용에 제약을 받고 있다. 이러한 압축 잔류 응력이 상당한 값에 이르게 되면 기판의 구속에서 벗어나게 되어, 기판으로부터 떨어지게 되고 굽힘을 받게 되는 delamination buckling 현상이 일어나기도 한다. 본 연구에서는 높은 잔류 응력으로 인해 자연적으로 발생하는 buckling 현상과 식각 과정을 통해 인위적으로 기판의 제한으로부터 필름을 완화시키는 freehang 방법을 이용하여 필름이 기판에 접착되는데 필요한 에너지를 평가하려고 한다. 본 실험에서는 rf-PACVD 장비를 이용하여 필름을 증착하였다. 이때 전극과 플라즈마 사이의 바이어스 음전압은 -100~700 Vb로 변화를 주었으며, 합성압력은 9mTorr로 고정하였다. 사용한 반응 가스는 메탄(CH4)이고, 아르곤(Ar)을 이용하여 모든 실험에서 동일하게 기판을 전처리 하였다. buckling 현상을 관찰하기 위해 사용된 기판은 slide glass이고, freehang을 제작하기 위해 사용된 기판은 (100) p-type Si wafer 이다. freehang 제작시 사용한 식각 용액은 KOH(5.6mol)이며 외부 요인을 제거하기 위해 7$0^{\circ}C$ 항온조를 사용하였다. Buckling 된 필름과 freehang은 광학 현미경과 전자 주사 현미경에 의해 관찰되었으며, 사인 함수 형태의 곡면을 가지고 있었다. 또한 freehang 제작시 각각의 주기와 진폭을 통해, 필름과 기판사이의 계면에너지와 buckling 되면서 새로 생성된 두 표면에너지 차이를 구할 수 있게 되고, 이를 통해 접착에너지를 평가할 수 있었다.

• 한국재료학회지
• /
• 제1권4호
• /
• pp.214-220
• /
• 1991

실리콘 산화막을 $CHF_{3/}C_2F_6$ 혼합가스를 사용하여 반응성이온 건식식각을 행할 때 실리콘 표면에 형성되는 잔류막과 손상층을 X-선 광전자 분광기(XPS)와 이차이온 질량 분석기(SIMS)를 사용, 연구하였다. 실리콘, 탄소, 산소 및 불소의 angle-resolved XPS분석기술을 이용한 비파괴적 화학결합상태의 깊이분포 분석을 통하여 잔류막의 표면부에 O-F 결합이 존재하며 잔류막은 주로 탄소와 불소의 결합체인 C-F 플리머로 구성되어져 있고 Si-O, Si-C 및 Si-F 결합 등이 존재함을 알았다. 손상층은 실리콘 표면에서 약 60nm 깊이까지 탄소와 불소의 침투에 의해 형성되어져 있음을 알았다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.646-646
• /
• 2013

그래핀은 이차원의 탄소 원자들이 벌집구조를 이루는 탄소 원자 한 층의 물질이다. 우수한 기계적, 전기적, 광학적 특성으로 인해 투명전극, 가스 센서, 트랜지스터 등과 같이 다양한 응용이 가능하고 연구가 행해지고 있다. 최근 몇 년 동안, 그래핀의 우수한 특성을 이용해서 마이크로센서나 신축성 있는 전자소자를 위한 전도막과 같은 응용이 시도되고 있다. 본 연구에서는 화학기상증착법 (CVD)으로 합성한 그래핀을 이용해서 암모니아 가스 센서 소자를 제작, 센서 특성을 관찰하였다. 구리 기판을 이용하여 화학기상증착법으로 그래핀을 합성하였으며 진공로에서 수소(H2)와 메탄(CH4) 가스를 사용하였다. 그래핀 합성 온도, 가스 유량 등을 변화시키며 그래핀을 합성하고, 합성된 그래핀을 구리기판을 식각용액을 이용해 제거하는 방법으로 그래핀을 전사시키는 공정거쳐 Au/Ni 전극패턴 위에 전사시킴으로 가스 센서 소자를 제작하였다. 제작된 센서 소자를 이용해 상온에서 암모니아(NH3) 가스의 유량을 변화시키며 실험하였다. 암모니아 가스가 흐를 때 그래핀에 암모니아 분자가 흡착되어 그래핀의 전기저항을 증가시켜 이를 이용해서 암모니아 가스를 감지할 수 있었다. 본 연구에서 제작한 소자는 상온에서 암모니아 가스에 민감하게 반응했으며 이는 기존의 금속산화물을 이용한 암모니아 센서는 대부분 고온에서 작동하는 점과 비교 하였을 때 가스 센서 소자로써 큰 장점이라고 할 수 있다.

• 센서학회지
• /
• 제4권4호
• /
• pp.70-74
• /
• 1995

다공질 실리콘을 형성하는데 있어서 이방성 양극 반응 과정을 관찰하였다. 실험재료는 n형 기판 위에 $n^{+}$가 확산되고 그 위에 n에 피층이 있는 $n/n^{+}/n$ 구조의 (100) 실리콘 웨이퍼였다. 상충부 n실리콘 에피층을 식각하여 다공질 실리콘 층의 양극 반응 창을 내고 양극반응이 $n^{+}$매몰층까지만 일어나게 한다. 다공질 실리콘 층의 형성과정은 이방성이었다. 반응창의 형태들이 서로 다를 지라도 반응된 다공질 실리콘 영역의 모양은 모두 사각형 형태의 것이었다. 이 실험 결과는 다공질 실리콘 양극반응은 화학반응에 달려 있는 것이 아니고 전기전도 성질 즉 결정방향에 따른 정공의 서로 다른 전도도에 있다는 것을 보여 준다.

• 한국진공학회지
• /
• 제7권3호
• /
• pp.169-175
• /
• 1998

HBr/$Cl_2/He-O_2$ 반응 기체를 이용한 반응성 이온 식각후, 폴리실리콘 표면에 형성된 잔류막을 x-선 광전자 분광법(x-ray photoelectron spectroscopy, XPS)과 전자 현미경 (scanning electron mocroscopy, SEM)을 이용하여 관찰하였다. 그 결과 잔류물은 패턴된 폴 리실리콘의 맨 윗부분에 자존하고 있었으며, 화학 결합 상태는 실리콘 산화물임이 밝혀졌다. 잔류물인 실리콘 산화물의 형성 메카니즘을 규명하기 위하여 원래의 혼합 기체 성분중 한가 지씩의 반응 기체를 제외시켜 가면서 실험하였다. 비록 플라즈마 성질이 다를지라도, 잔류물 은 산소의 존재하에서 잘 형성됨을 알 수 있었는데, 이는 휘발성이 낮은 실리콘-할로겐 화 합물이 산소에 의해 산화됨으로써 형성되는 것으로 이해하게 되었다. 또한 반응성 이온 식 각후 형성된 잔류층은 소자의 전기적 특성과 후처리 공정에 영향을 미치는 것으로 알려져 있어서, 이를 제거하기 위해 습식과 건식 후처리 공정을 도입하여 비교하였다. 그 결과 건식 공정의 경우 기체에 의해 새로운 잔류물이 형성됨을 XPS를 통하여 관찰하였다. 따라서 잔 류물을 제거하고 깨끗한 표면을 얻기 위해서는 습식 공정이 더 적합함을 알았다.

• 공업화학
• /
• 제8권2호
• /
• pp.161-171
• /
• 1997

인쇄회로기판의 식각폐수를 전기화학적 방법을 이용하여 양극에서 이를 재생하고, 음극에서 구리를 석출하기 위한 실험을 행하였다. 양극에서의 Cu(I)의 산화에 따른 Cu(I)/Cu(II) 변화는 Pt와 Ag/AgCl/4M KCl 전극사이의 전위차를 이용하여 측정하였으며, 반응의 진행에 따른 양극에서의 염소기체 발생은 용액내에 Cu(I)의 농도를 일정치 이상으로 유지시키고, 비다공성 흑연전극을 이용하여 억제할 수 있었다. 그리고, 음극에서의 구리석출은 전류밀도 $360mA/cm^2$, 구리이온농도 12g/l 일때 가장 효율적이며 석출된 구리는 dendrite구조임을 알 수 있었다. 또한 석출효율과 회수방법을 고려할 때 음극으로서 Ti전극을 사용할 경우 가장 우수한 효율을 얻을 수 있었다. 전해온도가 증가함에 따라서 전류효율은 낮아졌으며, 전력효율은 $50^{\circ}C$에서 최대값을 나타내었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
• /
• pp.101-101
• /
• 2011

최근 반도체 및 디스플레이 사업의 급속한 발전으로 인해 반도체 공정은 초미세선폭화, 대면적화 되면서 오염입자를 제어하는 것이 이슈가 되고 있다. 반도체 및 디스플레이의 제조공정 중 챔버 내 진공부품은 진공상태에서 플라즈마에 의해 물리적인 데미지와 화학적으로 매우 활성이 높은 라디칼(Radical)반응에 의한 부식이 진행된다. 이러한 공정영향에 의해 챔버 내 부품들은 부식이 되고 공정 중에 오염입자가 발생하게 되어 반도체 및 디스플레이의 수율저하에 큰 영향을 미치고 부품교체 비용 또한 많이 들고 있다. 본 연구에서는 진공부품의 내전압측정방법을 이용하여 진공부품의 피막특성을 평가하는 연구방법으로서 내전압 지그(Zig)를 표준화하여 제작하였고, 재현성있는 데이터로 피막특성을 정량적으로 측정하는 방법을 연구 하였다. 식각공정 중에 발생하는 부식특성에 관해서는 화학부식와 플라즈마부식 열충격 등 각각 독립적으로 부식환경에 노출시켰으며, 진공부품의 손상 전 후의 내전압 특성변화를 이용하였다. 또한, CCP (Capacitativly Coupled Plasma)형의 RF magnetic sputter을 설계 제작하였고 진공부품에 고밀도 플라즈마를 발생시켜 플라즈마데미지에 의해 발생한 오염입자를 실시간으로 monitoring하여, 정량적으로 측정된 내전압특성결과를 비교 검증하였다.