• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.482-482
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• 2013

반도체 소자의 미세화와 더불어 세정공정의 중요성이 차지하는 비중이 점점 커지고, 이에 따라 세정 기술 개발에 대한 요구가 증대되고 있다. 기존 세정 기술은 화학약품 위주의 습식 세정 방식으로 표면 손상, 화학 반응, 부산물, 세정 효율 등 여러 가지 어려움이 있다. 따라서 건식세정 방식이 활발하게 도입되고 있으며 대표적인 것이 에어로졸 세정이다. 에어로졸 세정은 기체상의 작동기체를 이용하여 에어로졸을 형성하고 표면 오염물질과 직접 물리적 충돌을 함으로써 세정한다. 하지만 이 또한 생성되는 에어로졸 내 발생 입자로 인해 패턴 손상이 발생하며 이러한 문제점을 극복하기 위하여 본 연구에서는 가스클러스터 장치를 이용한 세정 특성 평가에 관한 연구를 수행하였다. 가스 클러스터란 작동기체의 분자가 수십에서 수백 개 뭉쳐 있는 형태를 뜻하며 이렇게 형성된 클러스터는 수 nm 크기를 형성하게 된다. 그리고 짧은 시간의 응축에 의해 수십 nm 크기까지 성장하게 된다. 에어로졸 세정과 다르게 클러스터가 성장할 환경과 시간을 형성하지 않음으로써 작은 클러스터를 형성하게 되며 이로 인해 패턴 손상을 최소화 하고 상대적으로 높은 효율로 오염입자를 제거하게 된다. 클러스터 세정 장비를 이용한 표면 처리는 충돌에 의한 제거에 기반한다. 따라서 생성 및 가속되는 클러스터로부터 대상으로 전달되는 운동량의 정도가 세정 특성에 영향을 미치며 이는 생성되는 클러스터의 크기에 종속적이다. 생성 클러스터의 크기 분포는 분사 거리, 유량, 분사 각도, 노즐 냉각 온도 등의 변수에 관한 함수이다. 따라서 본 연구에서는 $CO_2$ 클러스터를 이용한 세정 특성을 평가하기 위하여 이러한 변수에 따라서 오염 입자의 종류, 크기에 따른 PRE (particle removal efficiency)를 평가하고 다양한 선폭의 패턴을 이용하여 손상 실험을 수행하였다. 제거 효율에 사용된 입자는 $CeO_2$와 $SiO_2$이며, 각각 30, 50, 100, 300 nm 크기를 정량적으로 오염시킨 쿠폰 웨이퍼를 제조하여 세정 효율을 평가하였다. 정량적 오염에는 SMPS (scanning mobility particle sizer)를 이용한 크기 분류와 정전기적 입자 부착 시스템이 사용되었다. 또한 패턴 붕괴 평가에는 35~180 nm 선폭을 가지는 Poly-Si 패턴을 이용하였다. 실험 결과 클러스터 형성 조건에 따라 상대적으로 낮은 패턴 붕괴에서 95% 이상의 높은 오염입자 제거효율을 전반적으로 보이는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 이론적 계산에 기반하여 세정에 요구되는 클러스터 크기를 가정하고, 이를 통하여 세정에 적용할 경우 높은 기존 세정 방법의 단점을 보완하면서 높은 세정 효율을 가지는 대체 세정 방안으로 이용할 수 있음을 확인하였다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2009.05a
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• pp.26.1-26.1
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• 2009

최근 반도체 세정에 있어서 지난 40년 동안 지속적으로 사용되고 있는 알칼라인 기반의 RCA 세정법은 많은 초순수 및 화학액 소모량과 세정시 불필요한 박막의 손실, 환경적인 문제로 인하여 이를 대체하고자 하는 새로운 새정액 및 세정 방법에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 특히 초순수에 가스를 혼합하여 메가소닉을 이용한 기능수 세정은 기존 RCA 세정액의 문제점들을 해결하기 위한 세정액으로 최근 반도체 제조 공정 뿐만 아니라 Photo mask, FPD 세정 공정에서 널리 이용되고 있다. 하지만 기능수에 대한 기초적인 특성 연구와 메가소닉에 의한 세정력 변화에 대한 연구는 부족한 상태이다. 본 연구에서는 고순도의 수소가스(99.999%)를 가스 접촉기, pHasorII (Entigris, USA) 와 순환 속도의 조절이 가능한 펌프, BPS-3 (Levitronix, USA) 를 이용하여 지속적으로 초순수와 수소가스를 혼합하는 방법으로 수소수를 제조하였으며, 용존 수소 농도계, DHDI-1 (TOA-DKK, Japan)으로 수소수의 농도를 확인하였다. 0.1 MPa 압력과, 3 LPM의 수소가스 유출속도에서 최대 2.0 ppm의 수소수를 얻을 수 있었으며, 수소수의 기초 특성을 평가하기 위하여 수소 농도 변화에 따른 pH, 표면 에너지를 측정하였다. 또한 압력 변화에 따른 반감기를 측정하여 bath형태의 세정기에서 적용 가능성을 평가하였다. 수소수의 세정력은 $Si_3N_4$ 입자가 임의로 오염된 실리콘 웨이퍼를 이용하여 bath 및 매엽식 세정기에서 수소수 농도와 메가소닉 형태 및 첨가제 변화에 따른 세정효율을 기존의 SC-1 세정액과 각각 비교 평가하였다. 기능수 발생장치에서 압력이 제거된 상태에서는 평균 20분의 반감기를 갖는 것이 관찰되었고, 압력이 유지된 상태에서는 수소수의 농도가 유지되는 것을 확인하였으며, pH의 경우 수소수의 농도가 점차 증가함에 따라 감소하여 2.0 ppm의 농도에서 pH 5.3정도의 값을 나타내었다. 표면 장력은 초순수와 비교했을 때 큰 변화가 없음을 확인할 수 있었다. Bath 형태의 세정기에서 메가소닉을 인가하여 수소수의 세정효율을 측정한 결과, 같은 조건에서 실험한 초순수와는 비슷하며, SC-1보다는 낮은 세정효율이 측정되었다. 반면 매엽식 세정기에서 동등한 조건의 실험을 실시한 결과, 수소수 세정에서 첨가제에 의한 영향으로 SC-1을 대체할 수 있는 높은 입자 제거효율을 가짐을 확인할 수 있었다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.17 no.2
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• pp.113-116
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• 2008

As the integration in semiconductor display develops, semiconductor process becomes multilayer. In order to form several layer patterns, etching process which uses photoresistor (PR) must be performed in multilayer process. Repeated etching processes which take long time and PR residue cause mortal problems in semiconductor. To overcome such problems, we studied about the solution which eliminates PR effectively by using normal dry and wet etching method using plasma activated PR strip solvent in liquid condition. At first, we simulate the device which activates the plasma and make sure whether gas flow in device is uniform or not. Under activated plasma, etching effect is elevated. This improvement reduces etching time as well as display production time of semiconductor process. Generally, increasing etching process increases environmental hazards. Reducing etching process can save the etchant and protect environment as well.

• Clean Technology
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• v.15 no.2
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• pp.81-90
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• 2009

In this study various cleaning evaluation methods were tested and comparatively evaluated to help cleaning industry. In order to select alternative cleaning agents objectively and systematically, various cleaning evaluation methods such as gravimetric, optically simulated electron emission (OSEE), contact angle, and analytical instrument methods were employed for cleaning contaminants such as flux, solder and grease. The analytical instruments used in this work were Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), ultraviolet visible spectroscopy (UV-VIS) and high performance liquid chromatography (HPLC). The gravimetric method was able to measure cleaning efficiencies easily and simply, but it was not easy to analyze them precisely because of its limitation in the gravimetric measurement. However, the OSEE technique was able to measure quickly and precisely the clean ability of cleaning agents in comparison with the gravimetric method. The contact angle method was found to be necessary for taking special precaution in its application to the cleaning evaluation due to possible formation of tiny organic film on the substrate surface which might be generated from contaminants and cleaning agents. In case of precision analysis that cannot be done by gravimetric method, fine analytical instruments such as UV-VIS, FTIR and HPLC could be used in analyzing trace amount of flux, solder and grease quantitatively, which were extracted from the surface by special solvents.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2001.11a
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• pp.41-41
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• 2001

포항가속기의 초고진공 세정기술은 초고진공 영역에서의 기체방출을 최소화하기 위한 것으로 발생한 오염원을 추적하여 큰 오염원 부터 시작하여 단계적으로 진행해 미세한 오염원 을 제거해 나가는 방법을 적용하고 있다. 이러한 극청정한 진공표면을 얻기 위해서는 표면과 오염물질 사이의 결합에너지를 극복해야 한다. 오염물 제거 방법으로는 물리.전기.화학적인 방법을 모두 적용하며 그리스 및 절삭유를 비롯해 흡착된 탄화수소와 불순물 성분 또는 산소나 황과 같은 반응성 원소와의 화합물 등을 효과적으로 제거한다. 또한, 세정 과정 에서 생성될 수 있는 수소, 불규칙한 산화물, 질화물, 염화물, 그리고 탄수화물을 최소화하여 초고진공 영역에 도달할 수 있는 방법을 제공한다. 본 논문에서는 포항가속기 연구소의 초고진공 환경을 확보하기 위한 화학세정 설비 및 응용기술, 주요 진공 구성재료의 표면 분석 결과를 소개하고자 한다.

• Clean Technology
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• v.5 no.2
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• pp.1-12
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• 1999

Cleaning Processes are widely employed in the manufacturing processes of many industries and various environmental contaminants are generated during their operation. Thus, as the environmental and safety regulations are getting severer at home and abroad, it is indispensable that the existing cleaning agents which are causing environmental and safety problems should be replaced by the more environmentally-friendly alternative ones. In order to select alternative cleaning agents, it is necessary that their cleaning power is equivalent to or better than that of existing cleaning agents. However, the evaluation methods of cleaning power of industrial cleaning agents have not been established for comparison of cleanliness. In this study, various kinds of evaluation methods of cleanliness which can be utilized in the laboratory or in the industrial field are examined and their field application cases are reviewed and analyzed.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.11 no.3
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• pp.795-801
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• 2010

As the fabrication technology of LCDs (Liquid Crystal Displays) advances, the size of mother glass substrates is getting larger, and the fabrication process is becoming finer. Accordingly, the importance of cleaning processes grows in the fabrication process of LCDs. In this study, we have compared and evaluated the particle removal efficiency for three different methods of physical cleaning, which are brush, bubble jet, and aqua/air cleaning. Using the seventh generation glass substrate, the particle removal efficiency has been investigated by changing operation conditions such as a flow rate of deionized water, pressure, contact depth between a brush bristle and a glass substrate, and so forth. In the case of brush cleaning, the cleaning efficiency barely changes after a critical point when the contact depth is varied. While the cleaning efficiency of bubble jet cleaning is almost independent of pressure, that of aqua/air cleaning is affected by pressure up to a critical point, but is not changed after it. We note the brush cleaning is the most effective among the three cleaning methods under our experimental conditions.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.45 no.2
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• pp.203-207
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• 2007

In this paper efficient method for particle removal from silicon wafers by usage of HF and ozone was studied. It was found that at least 0.3 vol% concentration of HF was required for particle removal and removal efficiency increased with the application of megasonic in ozonated water. Additional cleaning with minute amount of ammonia (0.01 vol%) after HF/Ozone step showed over 99% in removal efficiency. It is proposed that the superior cleaning efficiency of HF-Ozone-ammonia is due to micro-etching of silicon surface and impediment of particle re-adsorption in alkali environment. Compared to SC-1 cleaning method micro roughness has also been slightly improved. Therefore it is expected that HF-ozone-ammonia cleaning method is a viable alternative to the conventional wet cleaning methods.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.16 no.5
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• pp.383-387
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• 2007

In this paper the design of the discharge cleaning system for KSTAR vacuum vessel is described. We first discuss about the parameters which are related the efficiency of discharge cleaning. The RG(RF-assisted Glow) discharge which has the ignition and sustain pressure lower than those in the case of DC discharge, thus has the higher efficiency of discharge cleaning. So we adopt the RG discharge, in practical design, for KSTAR discharge cleaning system. For uniformity of the cleaning effect, we plan to install two discharge cleaning systems in A- and I-port of the KSTAR vacuum vessel. The designed system will be adapted for the study of the fuel recycling and of the boronization as well as the discharge cleaning of the KSTAR vacuum vessel.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2003.11a
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• pp.163-163
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• 2003

TiN barrier막 위에 metal organic chemical deposition(MOCVD)법으로 RuO$_2$ 를 증착시 TiN막 표면을 세정처리하지 않을 경우 RuO$_2$의 핵생성이 어렵고, 그로 인해 RuO$_2$ 연속막이 형성되기 힘들다. 그러므로 RuO$_2$의 핵생성을 향상시키기 위해 TiN막에 대한 전처리 세정이 필수적이다. TiN막의 전처리 세정방법으로 ECR plasma 세정법을 사용하였으며, $O_2$ plasma와 H$_2$ plasma 그리고 Ai plasma를 이용해 각각의 exposure time을 변화시키며 전처리 세정을 실시하였다. H$_2$ plasma와Ar plasma의 exposure time이 증가됨에 따라 RuO$_2$의 핵생성이 향상되었다. 본 연구에서는 scanning electron microscopy(SEM), Auger electron emission spectrometry(AES), Atomic Force Microscope(AFM), X-ray diffraction (XRD) 등의 분석을 통해 TiN막 표면에 대한 ECR plasma 전처리 세정 이 RuO$_2$의 핵생성과 연속막 성장에 미치는 효과에 대해 조사하였다.