공화실 박막 결과

소개글

공화실 박막 결과에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 오른쪽과 같은 pattern 모양을 형성하기 위해서 어떠한 공정을 진행해야 하는가를 그림과 이론으로 설명하시오.
2. 실험 가정 및 주의사항

3. 두께 및 식각속도 계산

4. 실험결과

5. 고찰

본문내용

을 한 후 현미경으로 관찰하였다. 식각속도에 영향을 주는 요인은 크게 공정압력, RF파워, 기판온도, 가스 유량, 가스 종류로 볼 수 있는데 2차 실험에서는 식각 단계에서 1차 실험 때보다 전압을 2배로 하고, 다른 조건을 동일 시 한 후 실험을 진행하였다.
표면 코팅 및 식각 장치를 이번 실험을 하면서 처음 다루어 보았다. 한 과정이라도 잘못하면 실험을 망칠 수 있기 때문에, 실수를 할까봐 조심스러웠지만 조원들과 신중을 가해 실험을 잘 할 수 있었다. 식각가스의 단위 sccm의 의미를 몰랐었는데, 찾아보니 sccm 은 Standard Cubic Centimeter per Minute의 약자로, cm^3 / min을 의미했다.
실험을 제대로 수행했음에도 불구하고, 1차 실험에서 150V를 2차 실험에서 300V로 하였기에, 전압이 2배가 되었으므로 이론적으로는 식각 속도가 더 빨라져야하나 오히려 줄어들었다. 전압을 증가시키면 RF Power가 증가하고, 양이온들이 더 큰 에너지를 가지게 되어 플라즈마 밀도가 증가하고, 충돌하는 입자 수가 증가하여 식각속도가 증가한다. 하지만 실험결과는 오히려 2차 실험의 식각 속도가 약 0.03μm/min 빨랐다.
, 이러한 오차의 원인을 생각해보면 첫 째, 1차 실험의 ashing과 ething 과정의 시간을 측정할 때 핸드폰 타이머로 시간을 쟀고, 사람이 쟀기 때문에 5초 정도의 오차가 있을 것이다. 또 1차 ashing과정에서 8분의 시간을 측정할 때 시간을 5~10초 늦게 재어 오차가 발생한 것 같다. 둘 째, 전압을 각각 150V, 300V, 500V로 맞추는 과정에서 빠른 속도로 전압을 증가시키기는 하였으나, 수동으로 하는 작업이었기에 정확하지 않게 된다. 기계로 작동하면 더 정확한 값을 얻을 수 있을 것이다. 셋 째, 박막을 현미경으로 관찰하기 위해 공기 중에 노출시켰고 이 과정에서 박막 위에 먼지나 이물질들이 묻어 식각 과정에 영향을 주었을 수도 있다. 넷 째, 두께 측정기에 박막을 넣을 때 1차와 2차 실험을 한 박막이 섞였을 가능성이 있다. 4개의 박막이 비슷하게 다 생겼고, 바뀌었다면 실험값이 이론에 가깝기 때문이다.
ething과 ashing을 마친 박막을 현미경으로 관찰해보니 색 변화를 관찰 할 수 있었다. 조교님께서 박막이 밝은 색으로 관찰되는 것은 더 얇기 때문이고 그렇다면 더 많이 깎인 것이라고 말씀하셨다. 그래서 SiO₂가 더 밝은 색임을 알 수 있었다.
실험을 마친 후 두께를 재기 위하여 두께 측정기 (Tencor P-1)를 이용하였다. 조원 한명이 직접 다루어 보았는데 보기와는 달리 조작방법이 어렵지는 않았다. 측정기의 화면을 통해 보니, 막의 두께가 눈에 보이지 않는 μm, Å 단위라는 것이 신기했다.
이번 실험을 하기 전까지는 반도체의 제조공정에 대해 잘 알지 못했었는데, 실험을 하면서 매우 많은 것을 알게 되었다. 그리고 우리 생활 속에서 많이 쓰이는 제품들에 들어있는 반도체가 모두 이러한 단계들을 거친다는 것을 알게 되었고, 좀 더 완성도 높고, 성능 좋은 반도체를 만들기 위해서 앞으로도 화학공학 분야에서의 기술 개발이 필요함을 느꼈다.
6. 참고문헌
趙한나, Development of Etching Processing of Ni, NiO and TiO2 thin films, 2008, Pages 26-27
李到, Deposition and Etch characteristicsof IZO thin films, 2009년, Pages 26-27, 41-42
신희성, 플라즈마 식각 공정에서 O2 GAS 를 이용한 건식 세정 및 정전기 제어에 관한 연구, 2011년, Page 40

키워드

박막의 패터닝,   식각,   리소그래피,   반도체,   화학공학실험,   공업화학실험