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반도체 및 디스플레이 공정용 산화이트륨 연구 동향 원문보기

E<SUP>2</SUP>M : Electrical & Electronic materials = 전기 전자와 첨단 소재, v.33 no.3, 2020년, pp.31 - 41  

이연숙 (한국산업기술시험원)

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문제 정의

  • 또한 국내 반도체 부품/장비 관련 수요업체에서는 내플라즈마 특성 향상을 통해 생산 수율을 높이기 위해 고순도 산화이트륨을 요구하고 있어 관련 산업에서의 경쟁력 제고를 위해서는 고순도 산화이트륨 소재의 개발 및 국산화가 반드시 필요하다. 따라서 본 기고문에서는 산화이트륨의 상용화를 위한 기술 소개와 표준화된 분체 특성 평가기술을 소개하였다. 최근 전자세라믹스 제조용 세라믹 원료의 특징은 미세한 분말, 제어된 입자의 형상, 고순도화를 들 수 있다.
  • 본고에서는 산화이트륨의 특성 및 상용화 기술, 산화이트륨 상용화(국산화)를 위한 표준화된 분체 특성평가를 소개한다. 또한 반도체/디스를레이 장비용 부품에 적용하는 방법으로 산화이트륨 코팅기술에 대해 서술하고자 한다.
  • 따라서 표준화된 시험방법을 활용하여 산화이트륨 분말에 대한 정밀·정확 한 특성평가가 이루어져야 하며, 산화이트륨의 국산화를 위해서는 국내 업계 스스로 산화 이트륨 분체특성 관련 호환성 있는 데이터 축 적이 필요하다. 본 장에서는 반도체/디스플레이 부품에 사용되는 고순도(99.99% 이상) 산화 이트륨 분말에 대한 분체특성평가 방법에 대해 서술하였다 (그림 3).
  • 본고에서는 산화이트륨의 특성 및 상용화 기술, 산화이트륨 상용화(국산화)를 위한 표준화된 분체 특성평가를 소개한다. 또한 반도체/디스를레이 장비용 부품에 적용하는 방법으로 산화이트륨 코팅기술에 대해 서술하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
반도체/디스플레이 장비에 사용되는 부품들의 내플라즈마성이 우수해야하는 이유는? 반도체/디스플레이 산업에서 경쟁력 제고를 위해 선폭의 미세화, 고집적화 등을 지속적으로 진행하고 있으며, 이를 구현하기 위해 박막 증착 기술(CVD 등), 식각(에칭)기술 등 제조공정장비의 기술 향상과 함께 공정장비에 사용되는 소재의 뒷받침이 반드시 필요하다. 반도체/디스플레이 장비에 사용되는 부품들은 다양한 플라즈마를 활용하기 때문에 이들 장비에 사용되는 부품들은 내플라즈마성이 우수한 재료들을 사용해야 한다. 내플라즈마성이 우수한 재료로 현재 반도체/디스플레이 공정장비용 산화알루미늄(Al2O3), 산화이트륨(Y2O3), 산불화이트륨(YOF) 순으로 소재가 발전하고 있으나, 현재는 고순도 산화이트륨이 가장 많이 사용되고 있다 [1-3].
산화이트륨은 어떠한 분야에서 사용되고 있는가? 특히 산화이트륨은 2,325℃ 온도까지 단사정 구조로서 상전이가 없기 때문에 1,800℃ 이상의 고온까지 매우 우수한 화학적 안정성과 내열성을 가지고 있는 대표적인 세라믹 소재로 알려져 있다 [4-8]. 산화이트륨은 이러한 특성으로 고온용 내식성 기판 재료, 용융금속의 네트 캐스팅을 위한 노즐재 료, 반응성이 매우 높은 금속의 용융을 위한 용기재료 등 다양한 분야에 널리 사용되어 왔다.
AlN에 산화이트륨을 첨가할 시 얻을 수 있는 이점은? 현재 산화이트륨은 AlN, SiC 등의 액상소결 조제, ZrO2 안정화 물질 및 내플라즈마성이 요구되는 반도체/디스플레이 장비 등에 주로 사용되고 있다. 액상소결제조로 많이 사용되는 산화이트륨은 Al2O3와 AlN에 첨가 시 yttrium aluminates 액상을 형성하여 소결온도를 낮추고 고밀도의 소결체를 얻게 한다. 특히 AlN에 첨가시 제 2상의 생성으로 AlN 내의 산소 원자가 제거되기 때문에 열전도도를 향상시키는 것으로 보고되고 있다 [9,10].
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참고문헌 (30)

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