초임계 이산화탄소와 HF 수용액을 이용한 고종횡비의 MEMS 구조물 건식 에칭기술 및 효율적인 건조법 :

김용훈

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자료유형: 학위논문

저자정보: 김용훈 (부경대학교, 부경대학교 대학원)

지도교수: 임권택

발행연도: 2014

저작권: 부경대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

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2014

초임계 이산화탄소와 HF 수용액을 이용한 고종횡비의 MEMS 구조물 건식 에칭기술 및 효율적인 건조법

김용훈 이미지시스템공 2014.01 학위논문

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In this study, an effective dry etching method with high ratio micro electro mechanical systems (MEMS) structure using supercritical carbon dioxide was shown. The temperature, pressure, etching time, and hydrofluoric acid (HF) concentration of dry etching processing were investigated to sacrificial oxide in MEMS structure. The results indicated that cantilever beam was successfully etched to pattern wafer of 1:150 ratio without stiction.
Drying processing optimum conditions were also investigated by changing temperature, pressure, drying time, CO2 flow rate and pulse. The concentration of isopropyl alcohol(IPA) at different temperature and pressure in drying process was obtained by volatile organic compounds (VOCs) analysis. The experiment data demonstrated the stiction phenomenon could be detected by using a high aspect ratio MEMS cantilever beam, and the aspect ratio increased to flow time. Additionally, the cantilever beam of the supercritical drying has 4 times longer than one of general wet-drying method. Furthermore, by adding the repetitive pulse in drying systems, a very well ratio (1:75) of MEMS structure could be obtained without stiction.

목 차
ⅰ
List of Figures
ⅱ
List of Scheme
ⅳ
Abstract
ⅴ
제 1 장 초임계 이산화탄소
1. 초임계 이산화탄소의 특성
1
2. 이론적 배경
3
3. 연구 목표
6
제 2 장 HF 수용액을 이용한 고 종횡비 MEMS 구조물 건식 에칭
1. 서 론
7
2. 실 험
10
2.1. 실험 및 시약
10
2.2. 폴리실리콘 캔틸레버 빔 제작
11
2.3. 실험 방법
13
2.3.1. 습식 에칭
13
2.3.2. 초임계 건식 에칭-one chamber system
13
2.3.3. 초임계 건식 에칭-two chamber system
15
2.4. 분석 장치 및 방법
16
3. 결과 및 토론
17
3.1. 초임계 이산화탄소에 대한 HF/H2O의 용해도
17
3.2. Blanket wafer 에칭
18
3.3. MEMS 구조 습식 에칭
22
3.4. MEMS 구조 건식 에칭
25
4. 결 론
27
제 3 장 초임계 이산화탄소를 이용한 고 종횡비 패턴웨이퍼의 효율적인 건조
1. 서 론
28
2. 실 험
30
2.1. 재료 및 시약
30
2.2. 실험 방법
31
2.2.1. scCO2 solubility test
31
2.2.2. 초임계 이산화탄소 drying system
32
2.2.3. 분석 장치 및 방법
34
3. 결과 및 토론
35
3.1. 초임계 이산화탄소에 대한 IPA의 용해도
35
3.2. IPA 제거율 분석
38
3.2.1. 시간에 따른 IPA 내부 잔량 분석
38
3.2.2. 온도 및 압력에 따른 IPA 제거
39
3.3. MEMS 구조물을 이용한 초임계 이산화탄소 건조 효과
41
3.4. 공정변화(Pulse)에 따른 건조 효과
45
4. 결 론
47
Reference
49

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