• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.393-393
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• 2012

Optically active nanostructures such as subwavelength moth-eye antireflective structures or surface enhanced Raman spectroscopy (SERS) active structures have been demonstrated to provide the effective suppression of unwanted reflections as in subwavelength structure (SWS) or effective enhancement of selective signals as in SERS. While various nanopatterning techniques such as photolithography, electron-beam lithography, wafer level nanoimprinting lithography, and interference lithography can be employed to fabricate these nanostructures, roll-to-roll (R2R) nanoimprinting is gaining interests due to its low cost, continuous, and scalable process. R2R nanoimprinting requires a master to produce a stamp that can be wrapped around a quartz roller for repeated nanoimprinting process. Among many possibilities, two different types of mask can be employed to fabricate optically active nanostructures. One is self-assembled Au nanoparticles on Si substrate by depositing Au film with sputtering followed by annealing process. The other is monolayer silica particles dissolved in ethanol spread on the wafer by spin-coating method. The process is optimized by considering the density of Au and silica nano particles, depth and shape of the patterns. The depth of the pattern can be controlled with dry etch process using reactive ion etching (RIE) with the mixture of SF6 and CHF3. The resultant nanostructures are characterized for their reflectance using UV-Vis-NIR spectrophotometer (Agilent technology, Cary 5000) and for surface morphology using scanning electron microscope (SEM, JEOL JSM-7100F). Once optimized, these optically active nanostructures can be used to replicate with roll-to-roll process or soft lithography for various applications including displays, solar cells, and biosensors.

• 한국결정성장학회지
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• 제21권6호
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• pp.230-234
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• 2011

$CF_4$ Ar 및 $SF_6$/Ar 유도결합 플라즈마을 이용하여 ZnO 박막의 고이온밀도 플라즈마 식각을 수행하였다. $10CF_4$/5Ar, $10SF_6$/5Ar 유도결합 플라즈마에서 최고 ~1950 ${\AA}$/min과 ~1400 ${\AA}$/min의 식각 속도를 확보하였다. 대부분의 조건 하에서 식각된 ZnO 표면은 식각 전보다 더 낮은 표면조도 값들을 나타내었다. $10CF_4$/5Ar 유도결합 플라즈마에서 Ni mask는 ZnO에 대해 최고 11의 높은 식각 선택도를 나타낸 반면에 Al은 이보다 낮은 1.6~4.7 범위의 식각선택도를 나타내었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.307-307
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• 2013

초고집적 회로에 적용되는 반도체 소자의critical dimension (CD)이 수 nano 사이즈로 줄어들고 있기 때문에, 다양한 물질의 식각을 할 때, 건식식각의 중요성이 더 강조되고 있다. 특히 $SiO_2$와 같은 유전체 물질을 식각할 때, plasma process induced damages (P2IDs)가 관찰되어 왔고, 이러한 P2IDs를 줄이기 위해, pulsed-time modulation plasma가 광범위하게 연구되어 왔다. Pulsed plasma는 정기적으로 radio frequency (RF) power on과 off를 반복하여 rf power가 off된 동안, 평균전자 온도를 낮춤으로써, 웨이퍼로 입사되는 전하 축적을 효과적으로 줄일 수 있다. 또한 fluorocarbon plasmas를 사용하여 $SiO_2$를 식각하기 위해 Dual-Frequency Capacitive coupled plasma (DF-CCP)도 널리 연구되어 왔는데, 이것은 기존의 방법과는 다르게 plasma 밀도와 ion bombardment energy를 독립적으로 조절 가능하다는 장점이 있어서 미세 패턴을 식각할 때 효과적이다. 본 연구에서는 Source power에는 60 MHz pulsed radio frequency (RF)를, bias power에는 2 MHz continuous wave (CW) rf power가 사용된 system에서 Ar/$C_4$ F8/$O_2$ 가스 조합으로, amorphous carbon layer (ACL)가 hard mask로 사용된 $SiO_2$를 식각했다. 그리고 source pulse의 duty ratio와 pulse frequency의 효과에 따른 $SiO_2$의 식각특성을 연구하였다. 그 결과, duty ratio의 감소에 따라 $SiO_2$, ACL의 etch rate이 감소했지만, $SiO_2$/ACL의 etch selectivity는 증가하였다. 반면에 pulse frequency의 변화에 따른 두 물질의 etch selectivity는 크게 변화가 없었다. 그 이유는 pulse 조건인 duty ratio의 감소가 전자 온도 및 전자 에너지를 낮춰 $C_2F8$가스의 분해를 감소시켰으며, 이로 인해 식각된 $SiO_2$의 surface와 sidewall에 fluorocarbon polymer의 형성이 증가하였기 때문이다. 또한 duty ratio의 감소에 따라 etch selectivity뿐만 아니라 etch profile까지 향상되는 것을 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권8호
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• pp.759-763
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• 2015

레이저 가공 공정은 마스크 없이 전극을 가공할 수 있다는 장점 때문에 우수한 공정들 중의 하나로 제안되고 있다. 본 논문에서는, 서로 다른 열적 물성을 가지는 금속들에 레이저 가공을 수행하였다. 이 금속들은 서로 다른 표면형상, 열영향부, 그리고 재융착층을 나타내었고 이는 열전도도, 끓는점, 그리고 열확산계수에 의존하였다. 또한 재융착층을 제거하기 위하여 초음파 원용 레이저 가공을 적용, 높은 열확산계수를 가지는 재료에서 그 초음파 가진에 의한 표면 품질의 향상을 발견하였다.

• 공업화학
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• 제22권2호
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• pp.230-234
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• 2011

반도체산업은 고집적화된 회로를 요구하면서 미세 패턴을 형성하기 위해 계속해서 발전해가고 있다. 이에 반도체 산업에서 미세 패턴을 형성하기 위하여 하드마스크를 도입하여 사용되고 있다. 일반적으로 하드마스크는 화학증기증착법(CVD) 공정을 이용하여 다층구조로 제작된다. 이에 본 연구에서는 스핀공정이 가능하고 단층의 하드마스크용 조성물을 제조하기 위하여 유-무기 하이브리드 중합체를 이용하여 그 특성에 대하여 연구하였다. Silanol로 처리된 siloxane 화합물과 acetonide 그룹을 가지는 propionic acid를 에스터화 반응을 통하여 얻은 유-무기 하이브리드 중합체에 가교제 및 첨가제들의 첨가로 광학적, 열적, 그리고 표면 특성이 조절된 하드마스크 막을 제조하였다. 또한 하드마스크 막과 감광층의 식각비를 비교하여 유-무기 소재의 하이브리드 중합체에 대해 미세패턴을 형성시킬 수 있는 하드마스크 막으로써의 유용성을 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.241-241
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• 2008

Macrofore formation in silicon and other semiconductors using electrochemical etching processes has been, in the last years, a subject of great attention of both theory and practice. Its first reason of concern is new areas of macropore silicone applications arising from microelectromechanical systems processing (MEMS), membrane techniques, solar cells, sensors, photonic crystals, and new technologies like a silicon-on-nothing (SON) technology. Its formation mechanism with a rich variety of controllable microstructures and their many potential applications have been studied extensively recently. Porous silicon is formed by anodic etching of crystalline silicon in hydrofluoric acid. During the etching process holes are required to enable the dissolution of the silicon anode. For p-type silicon, holes are the majority charge carriers, therefore porous silicon can be formed under the action of a positive bias on the silicon anode. For n-type silicon, holes to dissolve silicon is supplied by illuminating n-type silicon with above-band-gap light which allows sufficient generation of holes. To make a desired three-dimensional nano- or micro-structures, pre-structuring the masked surface in KOH solution to form a periodic array of etch pits before electrochemical etching. Due to enhanced electric field, the holes are efficiently collected at the pore tips for etching. The depletion of holes in the space charge region prevents silicon dissolution at the sidewalls, enabling anisotropic etching for the trenches. This is correct theoretical explanation for n-type Si etching. However, there are a few experimental repors in p-type silicon, while a number of theoretical models have been worked out to explain experimental dependence observed. To perform ordered macrofore formaion for p-type silicon, various kinds of mask patterns to make initial KOH etch pits were used. In order to understand the roles played by the kinds of etching solution in the formation of pillar arrays, we have undertaken a systematic study of the solvent effects in mixtures of HF, N-dimethylformamide (DMF), iso-propanol, and mixtures of HF with water on the macrofore structure formation on monocrystalline p-type silicon with a resistivity varying between 10 ~ 0.01 $\Omega$ cm. The etching solution including the iso-propanol produced a best three dimensional pillar structures. The experimental results are discussed on the base of Lehmann's comprehensive model based on SCR width.