• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2012.08a
• /
• pp.134-134
• /
• 2012

최근 반도체 및 디스플레이 산업에서 진공, 특히 플라즈마 공정은 중요한 기술로 알려져 있다. 반도체 제조공정은 플라즈마를 이용하여 증착(deposition)공정 및 패터닝을 위한 식각(Dry Etch)공정으로 크게 나뉘고, 디스플레이 공정에서는 Glass위에 형성된 금속오염입자 및 polymer와 같은 불순물을 제거하는 공정으로 식각(Dry Etch)공정을 주로 사용하고 있다. 진공공정장비인 CVD, Etcher는 플라즈마와 활성기체, 고온의 공정온도에 노출 되면서 진공공정장비 부품에 부식이 진행되기 때문에 내플라즈마성이 강한 재료를 코팅하여 사용하고 있다. 하지만 장시간 부식환경에 노출이 되면, 코팅부품에서도 부식이 진행되면서 다량의 오염입자가 발생하여 생산수율 저하에 원인이 되기도 하고, 부품 교체비용이 많이 들기 때문에 산업체에서 많은 어려움을 겪고 있다. 본 연구에서는 산업체에서 코팅부품으로 많이 사용되고 있는 다양한(Al2O3, Y2O3 등) 산화막 및 세라믹코팅 부품의 내플라즈마 특성을 비교 연구하였다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
• /
• v.17 no.3
• /
• pp.175-182
• /
• 2008

This study is concerned with the evaluation of the corrosion resistance of coated semiconductor equipment parts with various processes. To select the appropriate basis for evaluation, replacement parts were observed during the semiconductor manufacturing process. This study also ran a dry corrosion test using $Al_2O_3$, which is mostly used as a coating material. This test quantitatively measured the efficiency of coated parts. Surface morphology, leakage current and breakdown voltage were also evaluated. This study showed that a dry corrosion process led to the drop of electrical properties, for example, the leakage current increase and the dielectric strength decrease. The surface morphology test displayed that surface damage is largely dependent on the exposure time to corrosive environments. By using the values that changed during the corrosion process, it may be possible to contrive a method to evaluate the efficiency of coated parts with various processes.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2015.08a
• /
• pp.125.1-125.1
• /
• 2015

산업 자동화기술이 발달함에 따라 다양한 용도의 부품개발과 산업 장비들의 부품에 대한 수요가 날로 증가하게 되어 산업이 발달하게 된 반면, 장비의 성능을 저하시키는 마모에 대한 문제점이 제기되고 있다. 이에 대한 해결책으로 내열성 및 내마모성을 가지는 박막코팅기술이 요구되고 있다. 특히, Alumina (Al2O3)와 Zirconia (ZrO2)는 내식성과 내열성, 내마모성의 우수한 특성을 지닌 재료이며, 이들을 기어, 베어링, 실린더 등 각종 기계의 부품에 코팅하여 내마모성을 가지게 한다. 본 실험에서는 Al2O3 : ZrO2 = 50 : 50 wt% 의 비율로 혼합한 target이 사용되었다. 그리고 Al2O3-ZrO2 target을 사용하여 RF-magnetron sputtering 방법으로 박막을 제작 하였다. sputter시에 power를 20 W에서 80 W까지 변화를 주었다. AFM, SEM, XRD를 통하여 알루미늄 기판위에 증착된 Al2O3-ZrO2 박막의 구조적 특성을 알아보았으며, 내마모성 테스트 장비를 통하여 박막의 마찰마모 특성에 대하여 조사하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2010.02a
• /
• pp.329-329
• /
• 2010

반도체 및 디스플레이의 진공부품은 알루미늄 모제에 전해연마법(electrolytic polishing), 양극산화피막법(Anodizing), 플라즈마 용사법(Plasma spray) 등을 사용하여 $Al_2O_3$ 피막을 성장시켜 사용되고 있다. 반도체 제조공정 중 30~40% 이상의 비중을 차지하는 식각(etching) 및 증착(deposition) 공정은 대부분 플라즈마를 사용하고 있다. 플라즈마에 의해 화학적, 물리적 침식이 발생하여 코팅막에 손상을 일으켜 코팅막이 깨지거나 박리되면서 다량의 Particle을 생성함으로써 생산수율에도 문제를 야기 시킨다고 알려져 있다. 하지만 이들 코팅막을 평가하는 방법은 거의 전무하여 산업계에서 많은 애로를 겪고 있다. 이러한 코팅부품의 내플라즈마 성능평가 방법과 기준이 없어 적절한 교체시기를 파악하기 위한 코팅부품의 손상정도를 정량화 및 평가 방법의 표준화를 구축하는 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 이러한 소재의 특성평가를 위해 공정에서 사용 중 손상되어 교체된 샘플의 모폴로지 관찰하고 내전압 측정으로 전기적 특성을 분석하여 손상 전, 후의 변화를 관찰하였다. 또한 플라즈마의 영향에 따른 코팅 막 형태 변화 및 전기적 특성의 변화를 알아보기 위하여 양극산화피막법(Anodizing)으로 $Al_2O_3$를 성장시킨 평가용 샘플을 제작한 후, Plasma chamber 장비를 이용하여 플라즈마 처리에 따른 코팅막의 내전압, 식각율, 표면 미세구조의 변화를 측정하였고 이를 종합적으로 고려하여 진공 장비용 코팅부품의 공정영향에 의한 내플라즈마 특성평가방법 개발에 관하여 연구하였다. 이러한 실험을 통해 플라즈마 처리 후 코팅 막에 크랙이 발생되는 것을 확인할 수 있었고 코팅 막의 손상으로 전기적 특성이 감소를 것을 확인할 수 있었다. 또한 ISPM 장비를 이용하여 진공 장비용 코팅부품이 플라즈마 공정에서 발생하는 오염 입자를 측정할 수 있는 방법을 연구하였다. 이러한 결과를 이용하여 진공공정에서 사용되는 코팅부품이 플라즈마에 의한 손상정도를 정량화 하고 평가방법을 개발하여 부품 양산업체의 진공장비용 코팅부품 개발 신뢰성 향상이 가능할 것으로 본다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2016.02a
• /
• pp.166.2-166.2
• /
• 2016

최근 생산 장비의 발달로 인해 절삭공구, 전기전자 부품, 항공 및 자동차 부품 생산에 필요한 생산 장비의 수명연장, 고속 절단 및 고성능화가 중요시 되면서 우수한 내구성, 내마모성 및 고온 안정성을 갖는 기계부품 및 공구를 요구하게 되었다. 내마모성을 가지는 표면을 얻기 위해서는 TiN, TiC, AlN, Al2O3, CrN, ZrO2와 같은 경도 높은 물질을 증착하여 특성을 개선시키는 방법이 있다. 특히 AlN은 비교적 우수한 경도와 고온 안정성을 가지고 있어, 생산 장비의 고속 절단 및 반복되는 정밀 작업으로 인한 열충격과 마모를 완화시키는 역할을 하는 코팅재로 사용하기 적합하다. 본 실험에서는 RF-magnetron sputtering 방법을 이용하여 AlN 박막을 파워 150W, 질소가스 분압비에 따라 25%, 50%, 75%, 100%의 조건으로 금속기판 위에 증착하였다. 금속 기판 위에 제작된 AlN막은 XRD (X-ray Diffraction)을 사용하여 배향성을 확인하였고, HM-220 (Micro-vickers hardness tester)을 사용하여 AlN박막의 경도를 측정하였으며, SEM (Scanning Electron Microscope), AFM (Atomic Force Microscope)을 이용하여 표면의 구조와 거칠기를 측정하였다. 이 실험을 통하여 우수한 물성과, 치밀한 조직의 AlN박막이 고속 절삭 공구, 유공압 실린더, 베어링과 같은 금속부품의 코팅소재로 적용가능 할 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2010.08a
• /
• pp.43-43
• /
• 2010

반도체 및 디스플레이의 진공부품은 알루미늄 모제에 전해연마법(electrolytic polishing), 양극산화피막법(anodizing), 플라즈마 용사법(plasma spray) 등을 사용하여 $Al_2O_3$ 피막을 성장시켜 사용되고 있다. 반도체 제조공정 중 30~40% 이상의 비중을 차지하는 식각(etching) 및 증착(deposition) 공정의 대부분 은 플라즈마에 의해 화학적, 물리적 침식이 발생하여 피막에 손상을 일으켜 피막이 깨지거나 박리되면서 다량의 particle을 생성함으로써 생산수율에도 문제를 야기 시킨다. 본 연구에서는 이러한 진공부품의 하나인 etcher용 상부전극을 양극산화피막법(Anodizing)으로 $Al_2O_3$ 피막을 성장시킨 샘플을 제작하여 플라즈마 처리에 따른 내전압, 식각율, 표면 미세구조의 변화를 관찰하였고 이를 종합적으로 고려하여 etcher용 상부전극의 Life Time 평가 방법을 연구하였다. 이러한 실험을 통해 플라즈마 처리 후 피막에 크랙이 발생되는 것을 확인할 수 있었고 피막의 손상으로 전기적 특성이 감소되는 것을 확인할 수 있었다. 또한 플라즈마 처리 중 ISPM 장비를 이용하여 플라즈마 공정에서 발생하는 오염입자를 실시간으로 측정할 수 있는 방법을 연구하였다. 이러한 결과를 이용하여 진공공정에서 사용되는 코팅부품이 플라즈마에 의한 손상정도를 정량화 하고 etcher용 상부전극의 Life Time 평가 방법을 개발하여 부품 양산업체의 진공장비용 코팅부품의 개발 신뢰성 향상이 가능할 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
• /
• 2014.11a
• /
• pp.296-297
• /
• 2014

고체윤활제는 고온부품의 응용에 매우 적합한 소재이다. 세라믹스를 기반으로 하는 고온저마찰소재는 우주항공, 발전시설 등과 같은 다양한 분야에서 매우 중요하다. 본 연구는 고온저마찰 소재를 가지는 자기윤활 $Al_2O_3-ZrO_2$ 세라믹 복합 코팅층의 마찰마모거동에 초점을 맞추고 있다. 이 자기윤활 $Al_2O_3-ZrO_2$ 세라믹 복합 코팅층은 대기플라즈마 용사법으로 제작하였으며, 비윤활상태에서 마찰마모거동을 조사하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
• /
• 2009.11a
• /
• pp.174-174
• /
• 2009

현재 전자부품용으로 사용되는 유리프리트의 경우 PbO계를 주로 사용하고 있다. 최근 환경규제에 따른 PbO 사용이 제한됨에 따라 이를 대체할 Pb-free 유리 조성에 대한 연구가 활발히 진행 중이다. Pb-free계로서는 $Bi_2O_3$계, $B_2O_3$계가 주로 연구되고 있으나 소성 온도가 $500^{\circ}C$이상으로 높고 또한 $Bi_2O_3$ 계는 중금속이기 때문에 문제가 있다. 본 연구에서는 $400^{\circ}C$ 미만 소성이 가능한 SnO-$P_2O_5$계를 기본 조성계로 선택하고 열적, 전기적, 화학적 특성을 개선하기 위해 $R_2O_3$(R=Al, B), RO(R=Mg, Zn, Ca, Ba) 를 첨가하였다. 개선된 조성으로 샘플을 만들고 이를 대상으로 실제 전자부품 생산 공정에 적용 실험을 진행 하였다. 실험에 사용된 전자 부품은 소형 칩 베리스터로 생산 공정에서 코팅용 유리프리트와 파우더를 절연체로서 전면에 코팅하게 된다. 유리프리트를 코팅함으로서 누설 전류를 차단하고 생산 공정시 베리스터 내부를 보호하게 된다. 실험에 사용된 샘플의 열적 특성은 TMA로, 전기적 절연 특성은 고 절연저항 측정기로 측정하였고 내 산성과 내 알칼리성도 측정하였다. 샘플을 이용하여 완성된 칩 베리스터의 성능은 고온, 내습 신뢰성 TEST(고온:$150^{\circ}C$ 12HR, 내습:$85^{\circ}C$-85%12HR)로 실험하여 합부판정 (Leakage current <10uA)을 내려 완성품과 불량품을 가려내었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2012.02a
• /
• pp.115-115
• /
• 2012

반도체/디스플레이 산업분야의 발전으로 진공 공정 기술력 또한 증진되고 있다. 반도체소자의 초미세화, 진공부품의 대면적화가 진행 되면서 진공 공정 중에 발생하는 오염입자를 제어하는 것이 이슈가 되고 있다. 오염입자는 플라즈마의 물리적인 부식과 활성이 높은 화학반응에 의해 진공부품에서 부식이 진행되어 발생하며, 이는 반도체 및 디스플레이 부품의 신뢰성측면과 수율저하 등 life time의 근본적인 문제점으로 대두되고 있다. 본 연구에서는 반도체/디스플레이 장비용 코팅부품으로 많이 사용되고 있는 Al2O3 코팅막을 이용하였으며, sealing time에 따른 Anodic Aluminum Oxide (AAO) electrode의 물성특성평가 및 진공평가기술을 이용하여 life time을 예측하는 연구를 수행하였다.

• Proceedings of the Korea Institute of Fire Science and Engineering Conference
• /
• 2013.11a
• /
• pp.137-138
• /
• 2013

나노입자에 의한 세라믹 코팅은 제품의 방청, 내식, 내마모성을 향상시킬 뿐만 아니라 내열성을 향상시키는 데에도 효과적인 성능을 보이고 있다. 특히 지르코니아(YSZ), 산화알루미늄($Al_2O_3$), 이산화 타이타늄($TiO_2$) 등과 같이 차열 성능이 우수한 세라믹 계열을 이용한 TBC(Thermal Barrier Coating)은 이미 항공기 엔진부품이나 고성능 베어링과 같이 고온에서도 우수한 성능을 유지해야 하는 기계부품에 보편적으로 사용되어 오고 있는 방법이다. 본 연구에서는 이와 같은 차열서능이 우수한 세라믹 소재를 이용해 건축물에 많이 사용되고 있는 목재에 난연성능의 향상을 목적으로 세라믹 나노코팅을 하였을 때 목재의 연소특성이 어떻게 변화하는가를 관찰 및 분석하였다.