• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2011.05a
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• pp.32.2-32.2
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• 2011

반도체 생산공정에서 CMP (Chemical-mechanical planarization) 공정은 우수한 전기전도성 재료인 Cu의 사용과 다층구조의 소자를 형성하기 위해서 도입되었으며, 최근 소자의 집적도가 증가함에 따라 CMP 공정 비중은 점점 높아지고 있다. Cu CMP 공정에서 연마제인 슬러리는 금속 표면과의 물리적 화학적 반응을 동시에 사용하여 표면을 연마하게 되며, 연마특성을 향상시키기 위해 산화제, 부식방지제, 분산제 및 다양한 계면활성제가 첨가된다. 하지만 슬러리는 Cu 표면을 평탄화하는 동시에 오염입자, 유기오염물, 스크레치, 표면부식 등을 발생시키며 결과적으로 소자의 결함을 야기시킨다. 특히 부식방지제로 사용되는 BTA (Benzotriazole)은 Cu CMP 공정 중 Cu-BTA 형태로 표면에 흡착되어 오염원으로 작용하며 입자오염을 증가시시고 건조공정에서 물반점 등의 표면 결함을 발생시킨다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 Cu 표면에서 식각과 부식반응을 최소화하며, 오염입자 제거 및 유기오염물을 효과적으로 제거하기 위한 Post-CMP 세정 공정과 세정액 개발이 요구된다. 본 연구에서는 오염입자 및 유기물 제거와 동시에 표면 거칠기와 부식현상을 제어할 수 있는 post Cu CMP 세정액을 개발 평가하였다. 오염입자 및 유기오염물을 제거하기 위해서 염기성 용액인 TMAH 사용하였으며, Cu 이온을 용해할 수 있는 Chelating agent와 표면 부식을 억제하는 부식 방지제를 사용하여 세정액을 합성하였다. 접촉각 측정과 FESEM(field Emission Scanning Electron Microscope) 분석을 통하여 CMP 공정에서 발생하는 유기오염물과 오염입자의 흡착과 제거를 확인하였으며 Cu 웨이퍼 세정 전후의 표면 거칠기의 변화와 식각량을 AFM(Atomic Force Microscope)과 4-point probe를 사용하여 각각 평가하였다. 또한 세정액 내에서의 연마입자의 zeta-potential을 측정 및 조절하여 세정력을 향상시켰다. 개발된 세정액과 Cu 표면에서의 화학반응 및 부식방지력은 potentiostat를 이용한 전기화학 분석법을 통해서 chelating agent와 부식방지제의 농도를 최적화 시켰다. 개발된 세정액을 적용함으로써 Cu-BTA 형태의 유기오염물과 오염입자들이 효과적으로 제거됨을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Environmental Sciences Society Conference
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• 2001.11a
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• pp.44-45
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• 2001

VOCs의 일종인 benzene을 흡수하기 위한 최적의 세정액으로 열매체유를 선정하여, 충진탑(Packed Tower), 흡수칼럼에 세정액만 채워 bubble 시킨 기포탑(Aeration Tower)와 충진물과 세정액을 채워 bubble 시킨 Combined Packed & Aeration Tower의 3가지 시스템을 비교한 결과 Combined Packed 쇼 Aeration Tower 시스템에서 benzene 흡수효율이 가장 좋았다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1995.04a
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• pp.190-195
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• 1995

초음파 세정기에 의한 세정 성능의 향상을 위한 연구로서, 세정조 내에서의 초음파 전파 현상을 이론적으로 밝히고, 수치해석에 의해 실제 상황의 음압 분포를 구하였으며, 실험에 의해 세정액 내 음압 분포를 확인하였다. 세정액 내의 음압 분포는 세정기 진동판으로부터의 거리에 따라 반파장 간격으로 극대점 또는 극소점이 반복된다. 이에 근거하여 세정 성능 향상 대책이 제시될 수 있게 되었다.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.30 no.11
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• pp.1095-1101
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• 2008

Nonaqueous phase liquids (NAPL) are the continuous source for soil and groundwater contamination. The first objective of the study was to verify the effect of co-injection of cosolvent and air on NAPL removal from soil-column system. The second objective of the study was to investigate the effect of alcohol-partitioning property on the NAPL removal by the co-injection process of cosolvent and air. Enhanced removal of benzene-NAPL by the co-injection process of ethanol and air was also verified within the soilcolumn system. However, the co-injection process of Tert-butanol (TBA) and air showed no enhancement of benzene-NAPL removal. This study found that the viscous pressure of TBA was so higher than the capillary pressure and TBA easily displaced the benzene-NAPL and air present in soil pores. Air of the coinjection process did not work for NAPL removal but hindered NAPL mobilization. NAPL partitioning property and viscous pressure of cosovlent should be considered for application of the co-injection process of cosolvent and air.

• 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.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.11a
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• pp.132-133
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• 2007

반도체 소자의 제조 공정 기술이 발전하고 초고집적화가 됨에 따라 소자 선폭도 급속하게 감소하였다. 이로 인하여 기존의 식각 공정에서 식각 후 남은 잔여 Photoresist residue는 소자 생산에 큰 영향이 없었으나 현재 이러한 잔여물은 초고집적 소자에 치명적인 문제를 발생시킬 수 있다. 본 실험에서는 세정액 분자에 플라즈마 충격을 가하여 세정액을 활성화함으로써 기존의 세정액과의 세정능력을 비교 분석하였다.

• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.47 no.6
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• pp.608-613
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• 2003

In order to remove particles on surface of post-oxide CMP wafer, new cleaning solution was prepared by mixing with DHF (Diluted HF), nonionic surfactant PAAE (Polyoxyethylene Alkyl Aryl Ether), DMSO (Dimethylsulfoxide) and D.I.W.. Silicone wafers were intentionally contaminated by silica, alumina and PSL (polystylene latex) which had different zeta potentials in cleaning solution. This cleaning solution under megasonic irradiation could remove particles and metals simultaneously at room temperature in contrast to traditional AMP (mixture of $NH_4OH,\;H_2O_2$ and D.I.W) without any side effects such as increasing of microroughness, metal line corrosion and deposition of organic contaminants. This suggests that this cleaning solution would be useful future application with copper CMP in brush cleaning process as well as traditional post CMP cleaning process.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 2004.04a
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• pp.285-288
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• 2004

약 10,000 ing TPH/kg으로 오염시킨 디젤오염토양을 계면활성제로 세정한 결과 단일 계면활성제를 사용한 경우에는 POE12가 63%로 가장 세정효율이 우수하였다 단일 계면활성제를 혼합하여 세정한 결과 POE12와 SDS를 1%로 혼합하였을 때 10%의 세정증가효과가 있었으나, 다른 혼합액에서는 POE12를 단일로 사용한 경우와 유사하거나 오히려 감소하였다. 토양세정과 응집제를 사용하여 디젤오염토양을 정화할 경우 비이온 계면활성제인 POE12와 음이온 계면활성제인 SDS를 혼합하여 세정한 후 고분자 응집제인 A601p를 사용하여 세정액을 응집처리하는 것이 가장 효과적이었다.

• Clean Technology
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• v.10 no.1
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• pp.47-51
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• 2004

현재 반도체 공정에서 사용되는 세정기술은 대부분이 1970년대 개발된 RCA 세정법인 과산화수소를 근간으로 하는 습식 세정으로, 표면의 입자를 제거하기 위한 SC-1 세정액은 강력한 산화제인 과산화수소에 의한 표면과 입자의 산화와 암모니아에 의한 표면의 에칭이 동시에 일어나 입자를 표면으로부터 분리시킨다. 금속 불순물을 제거하기 위한 SC-2 세정액은 염산과 과산화수소 혼합액을 사용하며 금속 불순물을 용해시켜 알칼리나 금속 이온을 형성하거나 용해 가능한 화합물을 형성시켜 제거한다. 또한 황산과 과산화수소를 혼합한 Piranha 세정액은 효과적인 유기물 제거제로서 웨이퍼에 오염된 유기물을 용해 가능한 화합물로 만들거나 과산화수소에 의해 형성되는 산화막내에 오염물을 포함시켜 불산 용액으로 산화막을 제거할 때 함께 제거된다. 최근 금속과 산화막을 동시에 제거하기 위해 희석시킨 불산에 과산화수소를 첨가한 세정공정이 사용되고 있으며 불산에 의해 표면의 산화막이 제거될 때 산화막내에 포함된 금속 불순물을 동시에 제거시킬 수 있다. 그러나 이와 같이 습식세정액 내에 공통적으로 포함되어 있는 과산화수소의 분해는 그만큼 가속화되어 사용되는 화학 약품의 양이 그만큼 증가하게 되고 조작하기 어려운 단점도 있다. 이를 해결하기 위해 환경친화적인 관점으로 화학약품의 사용을 최소화하는 등 RCA세정을 보완하는 연구가 계속 진행되고 있다. 본 연구에서는 RCA세정법을 환경적으로 대체할 수 있는 세정에 사용되는 전리수의 pH변화에 따른 전리수 분석을 하였다. 전리수의 제조를 위하여 전해질로는 NH4CI (HCI:H2O:NH4OH=1:1:1)를 사용하였다. pH 11 이상, ORP -700mV~-850mV인 환원수와 pH 3 이하, ORP 1000mV~1200mV인 산화수를 제조하였으며, 초순수를 첨가하여 pH 7.2와 ORP 351.1mV상태까지 조절하였다. 이렇게 만들어진 산화수와 환원수를 시간 변화와 pH 변화에 따라 Clean Room 안에서 FT-IR과 접촉각 측정기로 실험하였다. FT-IR분석에서 산화수는 pH가 높아질수록, 환원수는 낮아질수록 흡수율이 낮아졌다. 접촉각 실험에서는 산화수의 pH가 높아질수록 환원수의 pH가 낮아질수록 접촉각이 커짐을 확인하였다. 결론적으로 전리수를 이용하여 세정을 하면, 접촉성을 조절할 수 있어 반도체 세정을 가능하게 할 수 있으며, 환경친화적인 결과를 도출할 것으로 전망된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.54 no.4
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• pp.548-554
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• 2016

In this study, semi-aqueous solutions containing carboxylic acids such as oxalic acid (OA), lactic acid (LA) and citric acid (CA) were formulated for the removal of copper etching residues produced at the interconnection process, and their characteristics were analyzed. Carboxylic acids in the solutions were apt to form various copper complexes according to the value of pH. Semi-aqueous solution containing 10 wt% CA showed the lowest etching rate of copper in the range from pH2 to pH7 and the highest selectivity in the range of pH 2 to pH 4. However, the cleaning solution containing 10 wt% LA revealed the superior selectivity at the range from pH 5 to pH 7. Appropriate selection of carboxylic acid should be required to improve the performance of cleaning solution. In the case of CA, the etching selectivity of copper oxide complex to copper was increased with the concentration of CA in the solution, when the solutions contain over 5 wt% CA, the copper interconnection layer has a metallic copper surface more than 88% in the area. The result shows that CA contained semi-aqueous solution has a relatively good cleaning ability.