금속표면 제염을 위한 코발트의 플라즈마 식각반응연구

Abstract

이 연구에서는 플라즈마 제염 기술의 실용화를 위해 CF₄/O₂, SF6/O₂, NF₃ 등의 반응성 플라즈마 기체를 이용하여 원자력 시설의 주요 오염원인 코발트 핵종에 대한 표면 제염 모의실험을 수행하였다. 디스크 형태의 금속코발트에 대하여 시편 표면 온도를 변수로 플라즈마 식각 실험을 수행한 결과 반응율은 420℃에서 NF₃ 기체의 경우 17.2 ㎛/min. 그리고 SF6와 CF₄/O₂ 기체의 경우 각각 2.56 ㎛/min.과 1.14 ㎛/min.이었으며, 이들 반응의 활성화에너지는 각각 39.4 kJ/mol, 42.1 kJ/mol, 116.0 kJ/mol이었다. 이와 함께 AES (Auger Electron Spectroscopy)를 이용하여 반응 생성물 성분 분석 결과 이들 반응의 주요 반응 기구는 코발트의 불화 반응임이 밝혀졌다. 이 연구를 통해 확보된 17 ㎛/min.의 금속 표면 식각율은 주요 반도체 공정의 식각율을 뛰어넘는 높은 식각율로 플라즈마 제염 기술의 실용화를 앞당길 수 있는 고무적인 결과라 할 수 있을 것이다.