초록 ▼

□ 연구개요
• 전자기기의 고성능화 및 소형화를 위해 반도체 소자의 크기가 작아지고 집적화됨에 따라 공정 수율과 연결되는 공정 중 웨이퍼 표면에 발생하는 미세입자를 제거하는 세정기술의 중요성이 증대
• 웨이퍼 표면에 발생하는 미세입자를 제거하는 대표적인 세정기술은 화학 용액을 이용한 화학적 세정 기술과 브러쉬를 이용한 물리적 세정 기술이 존재
• 이러한 세정 기술들은 강한 산성액을 사용하여 환경오염을 유발하며 웨이퍼 표면과 직접적인 물리적 접촉으로 인해 웨이퍼 표면에 식각되어 있는 마이크로/나노 구조물과 패턴을 손상

□ 연구개요
• 전자기기의 고성능화 및 소형화를 위해 반도체 소자의 크기가 작아지고 집적화됨에 따라 공정 수율과 연결되는 공정 중 웨이퍼 표면에 발생하는 미세입자를 제거하는 세정기술의 중요성이 증대
• 웨이퍼 표면에 발생하는 미세입자를 제거하는 대표적인 세정기술은 화학 용액을 이용한 화학적 세정 기술과 브러쉬를 이용한 물리적 세정 기술이 존재
• 이러한 세정 기술들은 강한 산성액을 사용하여 환경오염을 유발하며 웨이퍼 표면과 직접적인 물리적 접촉으로 인해 웨이퍼 표면에 식각되어 있는 마이크로/나노 구조물과 패턴을 손상시키는 문제가 존재
• 본 연구는 이러한 문제를 해결하기 위해 음파 자극으로 진동하는 배열된 다중 기포를 이용하여 반도체 웨이퍼 표면에 존재하는 미세입자를 세정 할 수 있는 기술을 개발

□ 연구 목표대비 연구결과
[1차년도] 음파 자극에 의한 관 내부 기포의 진동과 진동으로 발생하는 유동장의 특성 규명
- 음파의 크기, 주파수, 위상 그리고 실린더와 실린더 내부에 위치한 미소 기포의 크기, 위치에 따른 기포의 형상 변화를 고속 현미경(High speed microscopy)을 이용하여 관측
- 음파에 의해 여기된 미소 기포의 다양한 진동 모드에서 발생하는 미세 유동장을 PIV(Particle image velocimetry) 기법을 이용하여 유동을 가시화하고 유속을 측정, 전산유체역학(CFD)을 이용하여 정량적 결과 도출

[2차년도] 배열된 다중 기포로 구성된 세정 장치 설계 및 제작
- 1차년도 연구 결과를 기반으로 미세입자 제거에 영향을 미치는 주요한 파라미터를 고려하여 수중에서 미소 기포가 내부에 위치할 수 있는 미세 실린더로 이루어진 장치를 설계
- 레이저 공정(Laser fabrication), 소프트 리소그래피(Soft lithography)와 같은 다양한 공정을 이용하여 콤브(Comb)형태의 미소 기포 어레이 구조물 제작

[3차년도] 반도체 웨이퍼 표면 미세입자 세정 공정 적용
- 제작된 장치를 이용하여 실제 실리콘 웨이퍼 표면의 미세입자 세정 실험 수행
- 금속현미경과 이미지 분석기의 입자 개수 측정 기능을 이용하여 실험 전/후의 실리콘 웨이퍼 표면 이미지를 분석함으로써 개발한 기술의 세정 효율을 평가

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
• 한국에서 반도체 소자는 단일 품목으로 수출을 가장 많이 하는 종목이지만 반도체산업에서의 장비 국산화율은 매출액 기준으로 20% 내외의 저조한 비중을 차지
• 본 연구 개발 성과를 통해 음파와 기포를 이용한 반도체 웨이퍼 세정 기술은 현제조 공정들의 문제점을 해결하고 개선할 수 있을 뿐만 아니라 차세대 반도체 제조 공정 개발 시 핵심 요소 기술로 적용할 수 있을 것으로 예상
• 이는 국내 반도체 장비의 국산화율 향상과 원천기술 확보에 긍정적인 영향을 미칠 뿐만 아니라 반도체 분야 외에도 반도체를 활용한 다양한 산업 분야(모바일 폰 분야, 자동차 분야 등)의 발전에 기여할 수 있을 것으로 판단

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• ○ 연구개발 ... 4
• ○ 연구범위 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• 가. (1차년도) ... 6
• 나. (2차년도) ... 8
• 다. (3차년도) ... 9
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 12
• ○ 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 12
• ○ 목표 달성 수준 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• ○ 추가연구의 필요성 ... 13
• ○ 타 연구에 응용 ... 13
• 6. 자체점검표 ... 14
• 7. 참고문헌 ... 14
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• 붙임2 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 18
• 끝페이지 ... 33