현재 많은 연구가 이루어지고 있는 분야 중 하나는 보다 쉽고, 간단한 방법으로 나노구조물(Nano-Structure)을 개발하는 것이다. 이미 많은 종류의 기술개발 연구가 진행되었고 또 많은 종류의 기술이 새롭게 개발되고 있다. FIB-CVD의 가공 기술은 나노 분해능의 3차원 가공 및 마스크 등 수정 작업에 이용될 수 있으며, 현재 그 응용 분야가 확대되고 있어 이에 관한 국내 기술 확보가 필요하다. 현재 선진 FIB 장비 기술 진보가 급속해 지고 있으나, 국내의 관련 연구가 매우 미흡한 실정이다. 특히 향후 3차원 ...
현재 많은 연구가 이루어지고 있는 분야 중 하나는 보다 쉽고, 간단한 방법으로 나노구조물(Nano-Structure)을 개발하는 것이다. 이미 많은 종류의 기술개발 연구가 진행되었고 또 많은 종류의 기술이 새롭게 개발되고 있다. FIB-CVD의 가공 기술은 나노 분해능의 3차원 가공 및 마스크 등 수정 작업에 이용될 수 있으며, 현재 그 응용 분야가 확대되고 있어 이에 관한 국내 기술 확보가 필요하다. 현재 선진 FIB 장비 기술 진보가 급속해 지고 있으나, 국내의 관련 연구가 매우 미흡한 실정이다. 특히 향후 3차원 금형 가공, 나노 패턴 마스크 가공 및 수정 공정 등에 이용하기 위한 FIB-CVD 공정기술이 시급한 실정이다. 따라서 FIB-CVD 공정상의 주요 파라미터들의 실험적인 가공 특성 분석기술 습득 및 체계적인 기술 확보가 요구되며, 또한 FIB-CVD 공정은 가공 수율(증착량) 향상 및 예측에 관한 연구가 핵심이다. 이에 관한 이론적 연구 및 실험적 검증 방법이 필요하다. 지금까지 FIB-CVD는 TEM 시편제작, 반도체 불량부분 수정, 박막층 미세입자 분석 등의 단순 공정으로 활용되지만 향후 FIB의 다양한 활용분야연구와 함께 이온빔의 시뮬레이션 모델링, 메커니즘 연구, 가공특성분석에 따른 구조물 제작에 관한 연구가 수행될 경우 2D.3D 구조물의 MEMS device fabrication, modification, Scanning probe microscope tips, Micro-medical device structuring, Arbitrary shapes등의 제작을 가능하게 하며, 최근 논문에서 몇몇의 구조물이 발표되었다. 본 연구에서는 FIB-CVD 가공기술을 반도체 및 디스플레이 분야에 적용하기 위한 2D.3D 패턴 가공 특성 분석 및 메커니즘 규명 연구를 수행하였으로 특성분석 방법으로는 Ion Beam Current density와 면적에 따른 특성분석과 다구찌 기법을 이용한 Tilt angle, Dwell Time, Overlap에 대한 파라미터간의 특성분석을 수행한 결과 최대가공 수율(증착량) 전류조건은 8pA, 최대형상정밀도 전류조건은 8pA, 최대가공 분해능전류조건은 48pA 임을 알 수 있었으며, 다구찌 기법을 이용한 최대 CVD수율에 가장 큰 영향인자 분석결과 Dwell Time임을 알 수 있었다. 또한 최대 CVD수율의 조건은 Tilt angle은 45 degree, dwell time은 0.375usec, overlap은 10% 임을 알 수 있다. 증착관련 메커니즘규명 연구결과는 Diffusion에 의한 증착보다 Self-bias potential energy에 의한 증착메커니즘의 영향성이 큰 것으로 규명되었다. 따라서 FIB-CVD 수율을 향상시키기 위한 실험 방법으로 시편 역방향에 전류를 걸어주는 방법과 전위차에 의한 에너지를 작게 하기위한 노즐간격을 조절방법이 있다. 향후 FIB공정은 초정밀/미세가공을 위한 Sputtering, CVD공정의 동시가공으로 정밀도를 요구하는 2D.3D 마이크로 나노구조물 가공 연구를 수행되어야함
현재 많은 연구가 이루어지고 있는 분야 중 하나는 보다 쉽고, 간단한 방법으로 나노구조물(Nano-Structure)을 개발하는 것이다. 이미 많은 종류의 기술개발 연구가 진행되었고 또 많은 종류의 기술이 새롭게 개발되고 있다. FIB-CVD의 가공 기술은 나노 분해능의 3차원 가공 및 마스크 등 수정 작업에 이용될 수 있으며, 현재 그 응용 분야가 확대되고 있어 이에 관한 국내 기술 확보가 필요하다. 현재 선진 FIB 장비 기술 진보가 급속해 지고 있으나, 국내의 관련 연구가 매우 미흡한 실정이다. 특히 향후 3차원 금형 가공, 나노 패턴 마스크 가공 및 수정 공정 등에 이용하기 위한 FIB-CVD 공정기술이 시급한 실정이다. 따라서 FIB-CVD 공정상의 주요 파라미터들의 실험적인 가공 특성 분석기술 습득 및 체계적인 기술 확보가 요구되며, 또한 FIB-CVD 공정은 가공 수율(증착량) 향상 및 예측에 관한 연구가 핵심이다. 이에 관한 이론적 연구 및 실험적 검증 방법이 필요하다. 지금까지 FIB-CVD는 TEM 시편제작, 반도체 불량부분 수정, 박막층 미세입자 분석 등의 단순 공정으로 활용되지만 향후 FIB의 다양한 활용분야연구와 함께 이온빔의 시뮬레이션 모델링, 메커니즘 연구, 가공특성분석에 따른 구조물 제작에 관한 연구가 수행될 경우 2D.3D 구조물의 MEMS device fabrication, modification, Scanning probe microscope tips, Micro-medical device structuring, Arbitrary shapes등의 제작을 가능하게 하며, 최근 논문에서 몇몇의 구조물이 발표되었다. 본 연구에서는 FIB-CVD 가공기술을 반도체 및 디스플레이 분야에 적용하기 위한 2D.3D 패턴 가공 특성 분석 및 메커니즘 규명 연구를 수행하였으로 특성분석 방법으로는 Ion Beam Current density와 면적에 따른 특성분석과 다구찌 기법을 이용한 Tilt angle, Dwell Time, Overlap에 대한 파라미터간의 특성분석을 수행한 결과 최대가공 수율(증착량) 전류조건은 8pA, 최대형상정밀도 전류조건은 8pA, 최대가공 분해능전류조건은 48pA 임을 알 수 있었으며, 다구찌 기법을 이용한 최대 CVD수율에 가장 큰 영향인자 분석결과 Dwell Time임을 알 수 있었다. 또한 최대 CVD수율의 조건은 Tilt angle은 45 degree, dwell time은 0.375usec, overlap은 10% 임을 알 수 있다. 증착관련 메커니즘규명 연구결과는 Diffusion에 의한 증착보다 Self-bias potential energy에 의한 증착메커니즘의 영향성이 큰 것으로 규명되었다. 따라서 FIB-CVD 수율을 향상시키기 위한 실험 방법으로 시편 역방향에 전류를 걸어주는 방법과 전위차에 의한 에너지를 작게 하기위한 노즐간격을 조절방법이 있다. 향후 FIB공정은 초정밀/미세가공을 위한 Sputtering, CVD공정의 동시가공으로 정밀도를 요구하는 2D.3D 마이크로 나노구조물 가공 연구를 수행되어야함
One of the most popular areas relating to nano technology is to develop nano manufacturing equipment and its process optimization in more easier and simpler way to apply the major industries. A lot of studies have already been conducted and numerous new technologies are being developed dramatically....
One of the most popular areas relating to nano technology is to develop nano manufacturing equipment and its process optimization in more easier and simpler way to apply the major industries. A lot of studies have already been conducted and numerous new technologies are being developed dramatically. The processing technology of FIB-CVD can be utilized in three-dimensional processing with nano resolution and correction of mask. Now that its application has been expanded to many areas. So its technology needs to be secured in our country for technology competitiveness. Although advanced FIB equipment technology is rapidly making a progress, there are only few studies related to the technology in the country. Now, FIB-CVD is being used as a simple process such as TEM specimen manufacturing, repairs of a defective part of a semiconductor, failure analysis of minute particles of a thin film. However, studies on simulation modeling of ion beam interaction, FIB-CVD process mechanism, the analysis of deposition characteristics and a variety of studies on applications are not enough to produce 2D/3D fabrication of nano and micro structure parts such as scanning probe microscope tips, micro-medical device etc. Now these special applications by FIB-CVD were addressed in recent theses.[34, 37, 41] In this study, I performed a study to analyze the process characteristic of 2D/3D pattern and identify the mechanism in an attempt to apply FIB-DVD processing technology to a semiconductor and display field. The characteristic analyses was conducted on the experimental conditions such as ion beam current density, scanning area etc. And also it was carried out that characteristics of the deposition relating to parameters on tilt angle, dwell time, overlap using Taguchi method. As a result, the study showed that the ion beam current for the maximum deposition yield(deposition amount) was 8pA and high resolution patterning by FIB-CVD was possible using the condition of 48pA. Additionally, the study on the influential factor on the maximum CVD yield through the Taguchi method demonstrated that dwell time was most influential. Moreover, it can be concluded that the maximum CVD yield condition is 45 degree of Tilt angle, 0.375usec of dwell time and 10% of overlap. The deposition mechanisms are divided by chemical vapour deposition and physical vapour deposition. We tried to verify the mechanism, which most important mechanism is for deposition yield. physical vapour deposition, that is using physically self-bais potential energy difference, has greater effect than the chemical vapour deposition by the difference of local concentration of radical. It is essential to optimize FIB-CVD process for nano three-dimensional mold manufacturing, nano-patterned mask processing and correction process for mass production and customization in the near future. Also, theoretical studies, concerning this technology, need to be held.
One of the most popular areas relating to nano technology is to develop nano manufacturing equipment and its process optimization in more easier and simpler way to apply the major industries. A lot of studies have already been conducted and numerous new technologies are being developed dramatically. The processing technology of FIB-CVD can be utilized in three-dimensional processing with nano resolution and correction of mask. Now that its application has been expanded to many areas. So its technology needs to be secured in our country for technology competitiveness. Although advanced FIB equipment technology is rapidly making a progress, there are only few studies related to the technology in the country. Now, FIB-CVD is being used as a simple process such as TEM specimen manufacturing, repairs of a defective part of a semiconductor, failure analysis of minute particles of a thin film. However, studies on simulation modeling of ion beam interaction, FIB-CVD process mechanism, the analysis of deposition characteristics and a variety of studies on applications are not enough to produce 2D/3D fabrication of nano and micro structure parts such as scanning probe microscope tips, micro-medical device etc. Now these special applications by FIB-CVD were addressed in recent theses.[34, 37, 41] In this study, I performed a study to analyze the process characteristic of 2D/3D pattern and identify the mechanism in an attempt to apply FIB-DVD processing technology to a semiconductor and display field. The characteristic analyses was conducted on the experimental conditions such as ion beam current density, scanning area etc. And also it was carried out that characteristics of the deposition relating to parameters on tilt angle, dwell time, overlap using Taguchi method. As a result, the study showed that the ion beam current for the maximum deposition yield(deposition amount) was 8pA and high resolution patterning by FIB-CVD was possible using the condition of 48pA. Additionally, the study on the influential factor on the maximum CVD yield through the Taguchi method demonstrated that dwell time was most influential. Moreover, it can be concluded that the maximum CVD yield condition is 45 degree of Tilt angle, 0.375usec of dwell time and 10% of overlap. The deposition mechanisms are divided by chemical vapour deposition and physical vapour deposition. We tried to verify the mechanism, which most important mechanism is for deposition yield. physical vapour deposition, that is using physically self-bais potential energy difference, has greater effect than the chemical vapour deposition by the difference of local concentration of radical. It is essential to optimize FIB-CVD process for nano three-dimensional mold manufacturing, nano-patterned mask processing and correction process for mass production and customization in the near future. Also, theoretical studies, concerning this technology, need to be held.
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