엑시머 레이저 조사에 의한 실리카 글라스의 구조적, 광학적 특성 및 결함 형성의 영향

Abstract

Silica glass는 전자재료에 필수적인 재료이다. 이 재료들을 생산한 후, cutting 하거나, lithography를 하기 위해서는 레이저를 이용한다. 하지만 장시간 laser에 노출이 되나, 제조 시에 어느 정도의 결함은 반드시 발생하게 된다. 미세한 결함은 제품에 영향을 미치지 않을 수도 있지만, 결함이 일정한 양 이상 존재하게 되면, 그로 인해 불량 제품이 생산될 수 있다. 그리하여, 물질의 전자구조 결함과 재료 내부에 있는 결함을 분석하였다. 재료의 미시적 거동에 의한 결함 분석을 하기 위하여 Flame hydrolysis deposition법과 Vapor-phase Axial Deposition법에 의해 제조된 Silica glass에 내구성에 영향을 미치는 OH 함유량을 정량적으로 분석을 한 후, KrF Excimer laser(248nm)를 조사하였다. 재료의 일부분에 focusing을 하여 laser를 조사한 후, OH기의 함유량에 따른 광학적, 구조적 분석 평가를 실시하는 연구를 하였다. 또한 laser 조사 전과 후의 결과를 비교 및 평가를 진행하였다. 조사 전에는 내부 결함이 미세하게 또는 거의 없이 존재하는 것을 확인할 수 있었지만 조사 후에는 내부에 결함이 발생 되거나, 증가하고 있다는 것을 여러 가지 분석을 통해서 확인할 수 있었다. 유리의 구조 분석을 위하여 FT-IR spectra를, 결함의 생성 여부를 확인해 보기 위하여 UV visible spectroscopy와 ESR(Electron Spin Resornance) 등의 실험장비를 통해 분석하였다. 이러한 연구를 통하여, 현재 silica glass 생산이 수입에 의해서만 의존되고 있는 상황에서 국내에서의 개발이 실시된다면 경제적 측면과 국내 과학기술 발전에 크게 기여 할 수 있을 것이라 기대된다.