| 초록 |
본 실험은 투명성 및 가공성이 우수하고 가격이 저렴하여 전자 소재 및 바이오 소자 기판의 소재로 널리 이용될 수 있는 아크릴의 고 선택도 식각 연구에 관한 것이다. 특히 증착공정이 용이한 구리를 마스크(Mask)로 사용하여 아크릴의 높은 선택도(Selectivity)를 얻기 위한 식각 실험에 초점을 맞추었다. 두께 1㎜의 아크릴을 1.5 × 1.5 ㎠로 절단하여 DC Sputter를 이용해 10분간 구리를 증착하였다. 그 후 Photo-lithography공정을 통하여 PR(Photo-resist)을 Patterning한 다음 묽은 황산(물:황산=10:1)으로 Wet etching을 하여 Cu로 아크릴 위에 패턴을 만들었다. 그 후 아크릴을 식각하기 위해 Cu로 패턴 된 샘플을 플라즈마 식각으로 10분간 식각을 하였다. 식각에 사용한 O2/Ar, O2 가스는 MFC(Mass flow controller)로 유량을 조절하여 식각 반응기 내부로 유입하였다. 이때 식각 공정 변수는 공정가스 유량, 공정내부 압력, RIE chuck 파워의 변화이고 특성평가 항목은 식각율(Etch rate), 식각 선택비(Selectivity), 기판 표면 거칠기(RMS roughness)이다. 표면 단차 분석기(Surface profiler)와 전계 방출 주사전자현미경(Field Emission-Scanning Electronic Microscope)를 이용하여 실험 결과를 분석하였다. 본 실험 결과에 따르면 O2/Ar 가스를 주입하여 식각을 할 때 O2 가스와 Ar 가스의 총 유량비에 있어서 O2 가스의 유량비가 100%에서 0%로 변했을 때 식각율은 0.66(μm/min)에서 0.12(μm/min)으로 감소하고 아크릴 기판에 대한 Cu 마스크의 식각 선택비 또한 67:1에서 26:1으로 감소하는 것을 볼 수 있다. 이것으로 O2의 유량이 줄어들수록 O2에 의한 화학적 건식식각의 영향이 줄어들어 식각율과 식각 선택비가 감소하는 것을 알 수 있었다. 순수한 O2가스를 주입하여 식각하는 경우 O2가스의 양이 2.5 sccm에서 14 sccm으로 증가할 때 식각율은 0.35(μm/min)에서 0.62(μm/min)으로 그리고 아크릴 기판에 대한 Cu 마스크의 식각 선택비는 9:1에서 48:1까지 각각 증가하였다. 그러나 O2 가스양을 계속해서 20 sccm으로 증가시켜도 더 이상 선택비의 수치는 커지지 않았다. 이는 일정량의 O2가스만이 식각 반응에 사용되어 지는 것을 의미한다고 할 수 있다. 이번 발표에서는 Cu 마스크와 O2/Ar, O2 가스 플라즈마를 이용한 아크릴 식각과 식각 선택비에 대한 기초 연구를 설명하고자 한다. |
