일반기술

기계적 가공과 화학적 에칭가공을 조합한 실리콘 웨이퍼의 패턴가공

초정밀 미세 가공기술의 하나로서 기존의 여러 가공기술과는 달리 마스킹을 하지 않고 단결정 실리콘 웨이퍼 표면에 폭과 깊이 각각 수 ㎛의 치수를 갖는 3차원적 입체 패턴을 가공할 수 있는 기술에 대한 것이다. 마스킹을 사용하지 않음으로써 초기 투자비용이 적게 소요되며 다품종 소량생산에 유리하다는 등의 장점을 가지고 있다.이는 단결정 재질의 전위이론 (dislocation theory) 에 대한 연구결과를 기반으로 한 것이다 즉, 단결정 재질에 존재하는 격자결함을 찾아 내기 위한 방법으로서 에칭을 행할 경우, 결함이 있는 위치에 힐록 (hillock)이나 피팅 (pitting)이 생기는 것을 알 수 있는데, 이러한 격자결함을 원하는 위치에 인위적으로 유발시킴으로써 원하는 패턴을 가공한다. 1차적으로 미세한 날끝반경을 지니는 기계적 공구 (다이아몬드와 같이 단결정 실리콘 보다 경도가 더 큰 재질) 로써 원하는 형상의 패턴을 단결정 재료에 가공하고 이때 패턴을 따라 발생되는 전위결함을 이용하여 재료를 선택적으로 에칭하여 3차원적 입체 구조를 가공하는 것이다.-단결정 실리콘 웨이퍼를 재료로하여 3차원적 입체형상을 지니는 미세팬턴을 가공하는 것으로서 이는 단결정 재질의 전위이론 (dislocation theory) 에 대한 연구결과를 기반으로 한 것이다-전위가 발생한 부분의 표면은 다른 부분보다 더 높은 표면에너지를 지니게 되며 단결정 재질에 존재하는 격자결함을 찾아 내기 위한 방법으로서 에칭을 행할 경우, 결함이 있는 위치에 힐록 (hillock, 에칭의 진행과 더불어 표면에 나타나는 돌출부) 이나 피팅 (pitting, 에칭의 진행과 더불어 표면에 나타나는 함몰부) 이 생기는 것을 알 수 있는데, 이러한 격자결함을 원하는 위치에 인위적으로 유발시킴으로써 원하는 패턴을 가공3차원적 입체 패턴이 1차적인 기계가공에 의해서 나타나는 것이 아니라 2차적인 에칭가공에 의한 것이라는 점이며 실제로 기계가공만 한 상태에서는 실리콘 웨이퍼 표면에 현저한 가공흔적을 찾을 수 없다