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[국내논문] 열증착법에 의한 구리박막의 실시간 응력 거동연구
In-situ Stress behavior of Cu thin films during thermal evaporation 원문보기

한국표면공학회 2007년도 춘계학술발표회 초록집, 2007 Apr. 05, 2007년, pp.107 - 108  

류상 (전남대학교 신소재공학부 재료강도 실험실) ,  이경천 (전남대학교 신소재공학부 재료강도 실험실) ,  오승근 (전남대학교 신소재공학부 재료강도 실험실) ,  김영만 (전남대학교 신소재공학부 재료강도 실험실)

초록
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박막형태의 소재는 일반적으로 광 전자 및 소재가 공 관련 산업에서 특수한 기능이 요구되는 부품 제조에 광범위하게 응용되고 있다. 이러한 박막 소재는 물성 면에서 벌크물질일 때의 물성과 매우 다를 수 있는 것으로알려져 있다. 박막에 스트레인이 존재하면 전자의 이동도나 밴드갭 에너지를 변화시켜 줄 수 있으며, 계면의 전위는 소자를 열화 시키는 역할을 하기도 한다. 이러한 이유로 박막 성장 시 실시간으로 스트레인을 관찰하고 이 결과를 실제 제조공정에 피드백 하여, 소자의 신뢰성을 확보하는 노력이 행해지고 있다. 구리박막의 실시간 응력거동은 F.Spaepen에 의해 보고된 초기 압축응력, 인장응력, 2차적으로 나타나는 점진성의 압축응력의 독특한 3단계 응력거동으로 나타나는 것으로 알려져 있으며, 본 실험에서는 박막증착도중 단시간 증착을 중단한 이후 재 증착을 하여 응력거동을 관찰함으로써 독특한 3단계 응력거동의 메커니즘을 알고자 하였다.

AI 본문요약
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제안 방법

  • 관찰하였다. 또한 AFM으로 증착을 연속으로 한 시편과 증착 중 일정시간 중단하였다가 재 증착한 시편의 미세구조의 차이를 조사하였다.
  • 일정한 flux를 가지는 구리 박막에 대하여 방해 없이 연속으로 증착시켰을 때의 응력거동의 변화와, 순간 응력이 압죽응력에서 인장응력으로 변하는 점과 인장응력에서 압축응력으로 변화하는 지점에서 박막 증착을 5분간 멈추었다가 재 증착하였을 때의 응력거동의 변화를 관찰하였다. 또한 AFM으로 증착을 연속으로 한 시편과 증착 중 일정시간 중단하였다가 재 증착한 시편의 미세구조의 차이를 조사하였다.

대상 데이터

  • 즉시 그래프로 변환하여 나타난다. 기판은 4인치 Si(100)웨이퍼를 사용하였고, 증착 중에 곡률 반경을 더욱민감하게 측정하기 위하여 웨이퍼 두께를 100㎛가 되도록양면 연마하였다. 열증착기 챔버 내부의 압력은 2x 10-5 torr이하로 유지 시켰으며, 이어지는 모든 실험은 이와 동일한 압력에서 진행되었다.
  • 본 실험의 장치는 진공 열증착법(thermal evaporation) 과 X, Y로 정렬되는 레이저 반사장치로 구성되어 있으며, 반사되는 레이저 포인트들의 변화는 증착되는 동안 응력의 변화를 즉시 그래프로 변환하여 나타난다. 기판은 4인치 Si(100)웨이퍼를 사용하였고, 증착 중에 곡률 반경을 더욱민감하게 측정하기 위하여 웨이퍼 두께를 100㎛가 되도록양면 연마하였다.
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