음향방출을 이용한 AFM 나노 절삭가공 공정 및 취성재료 Si(100)의 기계적 특성 연구

Abstract

본 연구는 AFM을 이용하여 고비용의 장치산업으로 여겨지는 반도체, MEMS 등의 가공기술에서, 저비용으로 다품종 소량생산을 효과적으로 만족시킬 수 있는 top-down 방식의 nano-lithography fabrication 기술을 개발하는데 궁극적인 목적을 두고 있다. 취성재료 Si(100)의 AFM scratching 실험을 수행하고, ploughing/cutting 가공 모드 및 취성 영역의 임계 깊이 특성을 분석, 평가하였다. 또한 센서 민감도가 우수하고 실시간 공정 모니터링이 가능한 음향 방출(acoustic emission) 센서를 적용하였다. AE센서로 가공상태를 모니터링하여 스크레치 process와 개개의 신호파형, 가공 결과 등의 상관관계 확인을 통하여 취성 파손으로의 전환에 대한 판정 기준을 제시하였고, 모니터링 및 가공 모드 판정 시스템 구축의 기초자료를 제시하였다.; The main focus of this paper is the development of system, which can be used for flexible nano/micro device manufacturing. Nano-lithography machining characteristics of silicon have been investigated during nano scratch. Mechanisms of material removal on the micro-scale are studied as well. Acoustic emission(AE) was applied for process monitoring of nano scratch and detecting the mode conversion of ploughing/cutting and the brittle regime.