벤지이미다졸 기반 단일 첨가제에서의 코발트 전해 도금을 통한 서브마이크론 트렌치의 초등각 전착

학위논문 (박사) -- 서울대학교 대학원 : 공과대학 화학생물공학부, 2021. 2. 김재정.Cobalt is one of the most promising materials to replace copper interconnect. In this study, submicron trenches were successfully filled without defect using benzene ring and imidazole based single additives as a suppressor and their filling mechanisms were investigated. Cobalt electrodeposition involves hydrogen evolution reaction (HER), and the proton supply in feature filling varies depending on the location because of the topographical characteristics, thereby resulting in electrode surface changes like pH and hydrogen adsorption. Based on this phenomenon, void-free trench filling was achieved using benzimidazole (BZI) as an additive, which has different suppression effects depending on pH. Linear sweep voltammetry experiments confirmed the modification in suppression behavior of the additive according to pH. Chronoamperometric transients were performed at a fixed BZI concentration to confirm the potential region, wherein actual cobalt deposition was suppressed. Chronoamperometric analysis with various rotation rates was also conducted to demonstrate the effect of proton concentration near the electrode on the suppression effect of BZI. Finally, a void-free filling working mechanism in a low aspect ratio trench using BZI was proposed. This study proposes, a single additive, whose suppression behavior changes according to the change in pH of the electrode surface, by considering the pH of the cobalt deposition solution and pKa value of the additive. Furthermore, it was demonstrated that void-free filling can be made even in a trench with a low aspect ratio by calculating the proton centration distribution change during the filling process. We also investigated the superconformal cobalt filling of submicron trenches by electrodeposition in the presence of 2-mercaptobenzimidazole (MBI), which suppresses both cobalt deposition and the HER. The mechanism through which this single additive enables superconformal cobalt filling is investigated. The formation and breakdown of the suppression layer are characterized by linear sweep voltammetry and chronoamperometry. The convection-driven local concentration of MBI exerts different suppressing effects on cobalt reduction and the HER, leading to a change in the deposition rate and the current efficiency of cobalt. These phenomena induce a deposition rate differential between the top and bottom of the submicron trench, enabling bottom-up cobalt filling with a V-shape profile. In this study, we introduced new additives for cobalt feature filling, which were previously introduced only a few, and explained each filling mechanism from the HER related perspective.코발트는 구리 회로를 대체 할 가장 유망한 재료 중 하나이다. 본 연구에서는 벤젠 고리와 이미다졸 기반의 단일 첨가제를 억제제로 사용하여 서브마이크론 트렌치를 결함 없이 성공적으로 채웠고 그 충진 메커니즘을 연구하였다. 코발트 전착은 수소 발생 반응(HER)을 포함하며, 패턴 채움에서 지형적 특성으로 인해 수소 이온 공급이 위치에 따라 달라져 pH 및 수소 흡착과 같은 전극 표면 변화를 초래한다. 이 현상을 바탕으로 pH에 따라 억제 효과가 다른 벤지이미다졸(BZI)을 첨가제로 사용하여 결함 없는 트렌치 충진을 달성하였다. 먼저 선형주사전위법 실험을 통해 pH에 따른 첨가제의 억제 거동 변화를 확인하였다. 다음으로 실제 코발트 도금이 억제되는 전위 영역을 확인하기 위해 고정된 BZI 농도에서 시간대전류법을 수행하였다. BZI의 억제 효과에 대한 전극 근처의 수소 이온 농도의 효과를 입증하기 위해 다양한 회전 속도를 사용한 시간대전류 분석도 수행되었다. 마지막으로 BZI를 사용하는 낮은 종횡비 트렌치에서의 결점 없는 충진 작업 메커니즘이 제안되었다. 본 연구에서는 코발트 도금 용액의 pH와 첨가제의 pKa 값을 고려하여 전극 표면의 pH 변화에 따라 억제 거동이 변화하는 단일 첨가제를 제안하였다. 또한, 충진 공정 중 트렌치 내부에서의 수소 이온 분포 변화를 계산하여 종횡비가 낮은 트렌치에서도 결함이 없는 충진이 가능함을 입증하였다. 우리는 또한 코발트 도금과 HER를 모두 억제하는 2-머캅토벤지이미다졸 (MBI)을 추가하였을 때 서브마이크론 트렌치의 초등각 코발트 충진을 연구하였다. 이 단일 첨가제가 초등각 코발트 충진을 가능하게 하는 메커니즘을 조사하였다. 억제 층의 형성과 파괴는 선형주사전위법과 시간대전류법을 통해 파악하였다. 대류에 의한 MBI의 국소 농도 차이는 코발트 환원 및 HER에 대해 다른 억제 효과를 발휘하여 코발트의 도금 속도와 전류 효율을 변화시켰다. 이러한 현상은 서브마이크론 트렌치의 상단과 하단 사이에 증착 속도 차이를 유발하여 V 자형 프로파일로 상향식 코발트 충진을 가능하게 하였다. 본 연구에서 우리는 이전에 몇 가지밖에 소개되지 않은 코발트 패턴 충진을 위한 새로운 첨가제를 도입하고 HER 관련 관점에서 각 충진 메커니즘을 설명하였다.Abstract..................................................................................................................... i List of Tables............................................................................................................... Vi List of Figures............................................................................................................. Vii Chapter I. Introduction............................................................................................... 1 1.1. Issues in interconnects and alternatives........................................................ 1 1.2. Co electrodeposition and feature filling....................................................... 7 1.3. Additives for the Co feature filling and the mechanism................................ 12 1.4. Purpose of this study................................................................................... 15 Chapter 2. Experimental............................................................................................ 17 2.1. Basic condition: electrolyte, additives, and electrode system........................ 17 2.2. Electrochemical analysis and electrodeposition............................................ 20 Chapter III. Results and Discussion............................................................................ 23 3.1. Submicron trench filling using benzimidazole............................................. 23 3.1.1. Filling results of benzimidazole............................................................... 26 3.1.2. Electrochemical behavior of benzimidazole........................................... 28 3.1.3. Filling mechanism of benzimidazole........................................................ 37 3.2. Submicron trench filling using 2-mercaptobenzimidazole........................... 45 3.2.1. Optimization of Co trench filling conditions.......................................... 47 3.2.2. Effect of convection intensity on suppression strength............................ 55 3.2.3. Filling mechanism of 2-mercaptobenzimidazole.................................... 62 Chapter IV. Conclusion............................................................................................ 67 References............................................................................................................... 71 국문 초록.................................................................................................................. 80Docto

Accreditation criteria and strategies for environmentally-friendly hospitals

보건행정학과/박사본 연구는 친환경 병원의 도입과 확산에 필요한 병원의 친환경 건축 인증기준(안)을 제시하고 병원의 실천전략 및 지원 정책을 개발하는데 목적이 있다. 연구방법으로는 국내․외 문헌고찰과 사례조사 방법을 사용하였다. 문헌고찰은 관련 서적, 국내ㆍ외 학회지, 국제기구 및 비영리기구, 정부 부처, 연구소, 해외 인증기관 등의 자료를 이용하였다. 친환경 병원건축 사례조사는 3개 종합병원을 선정하여 수행하였고, 친환경 병원경영 사례조사는 7개의 병원을 선정하여 수행하였다. 문헌고찰과 10개 사례병원 조사를 통해 친환경 건축 인증기준(안)과 병원의 실천전략 및 지원정책을 제시하면 다음과 같다. 미국, 영국, 호주 3개국의 친환경 병원건축 인증기준들은 환경영향평가, 의료장비의 냉각수 절감, 에너지 사용절감, 각 자원사용의 계량과 검증, 대중교통 이용유도, 실내공기관리, 자연과의 연결성, 친환경 가구/자재 사용, 커미셔닝, 부지 내 폐기물 관리, 디자인 혁신성 등의 평가항목들이 일반 건축물의 인증기준과 구별되는 평가항목으로 파악되었다. 우리나라에서는 환경영향평가(건강영향평가 포함)의 확대, 폐의약품 회수처리사업 참여, 의료폐기물의 적정처리, 다중이용시설 등의 실내공기질 관리, 자연 접근성, 원내 유해물질 관리, 자원 재활용 및 폐기물 관리 등이 중요한 평가항목이다. 우리나라 친환경 병원 건축 사례를 LEED-HC를 적용하여 조사한 결과, 에너지 효율, 옥상녹화, 커미셔닝과 같은 항목 등에서 높은 인식수준을 보였으나, 대중교통 장려나 배기가스 배출에 대한 인식 및 직원의 업무환경에 대한 친환경성은 부족한 것으로 나타났다. 국내에서 친환경 병원을 장려하기 위해서는 각종 세금 감면, 에너지 단가 조정, 용적률 완화, 친환경 병원 인증 제공 및 홍보 등이 필요한 것으로 조사되었다. 친환경 건축인증제도에 대한 문헌고찰과 친환경 병원 사례조사를 중심으로 한 친환경 병원(建物) 인증기준(안)은 11개 분야 70개 평가항목으로 제시할 수 있다. 평가분야는 우리나라 친환경 건축물 인증제도의 평가항목을 기본 틀로 하여 토지이용, 교통, 에너지, 재료/자원, 수자원, 환경오염방지, 유지‧관리, 생태환경, 리모델링, 기타로 구성된다. 친환경 병원 경영이란 의료‧연구‧교육 등 병원 고유의 목적을 달성하는데 사용되는 환경 위해물질들을 최소화하고, 자원을 효율적으로 사용함으로서 병원 관리의 효율성을 높임은 물론 환자, 직원, 지역사회의 건강을 추구하는 총체적인 활동으로 친환경 전략의 수립, 조직체계 마련, 교육과 동기부여, 친환경적 조달과 환경회계 등 경영 전반의 총체적 활동과 친환경 경영 시스템이 요구된다. 국내 병원들의 친환경 병원경영 사례조사 결과, 구체적이고 명확한 친환경 비전과 전략 수립, TF팀의 활발한 활동, 각종 캠페인/대회 개최, 에너지 절약활동 강화, 데이터 측정과 축적, 고객 만족 향상, 친환경 직원교육, 수자원 절약과 태양광 발전설비 확대, 자연채광 확대, 자연환경 접근성 확대 노력 등이 주요 친환경 활동으로 조사되었다. 국내 병원들이 도입할 수 있는 실천전략은 시설측면에서 ①녹지비율 확대, ②빗물 저수조 설치, ③자연과의 연결성 확보, ④수자원 및 에너지 절약 제품사용, ⑤신재생에너지 도입, ⑥분리수거 시설확대, ⑦건축 중/입주 전/입주 후 실내 환경 관리계획 등이 있다. 경영측면의 실천전략으로는 ①홍보, ②목표설정, ③사업추진조직 구성, ④자료확보 및 공유, ⑤친환경 교육, ⑥친환경 제품 구매, ⑦친환경 마케팅, ⑧지역사회화의 유대강화, ⑨친환경 급식, ⑩폐기물 관리, ⑪친환경 교통수단, ⑫에너지 절약, ⑬관계기관과의 협력강화, ⑭환경회계 도입, ⑮친환경 보고서 발간 등이 있다.정부는 친환경 병원을 장려하기 위해 ①녹색구매 및 친환경 식자재 정보시스템 구축, ②자발적 폐의약품 회수처리 유도방안 마련, ③실내공기질 관리기준 강화, ④병원 녹색경영 평가기준 조기개발, ⑤에너지 진단 지원, ⑥신재생에너지 설치 지원 및 ESCO 사업지원, ⑦친환경 병원 건축물 인증기준 개발, ⑧자가멸균시설 설치 금지조항 개정, ⑨병원 환경감사 수행 및 환경보고체계 마련, ⑩의료기관 인증제도 내 친환경 조사기준 도입, ⑪부처, 학제 간, 산학 공동연구 지원확대 등을 추진해야 한다. 협회는 ①회원병원의 의견수렴, ②의료계 녹색성장 정책수립에 참여확대, ③친환경 조직과 관계유지, ④친환경 교육 추진, ⑤친환경 병원 정보수집 및 사례조사, ⑥친환경 관련 학회와 연구교류 지원 등의 지원정책을 추진하여야 한다.ope

Accreditation criteria and strategies for environmentally-friendly hospitals

보건행정학과/박사본 연구는 친환경 병원의 도입과 확산에 필요한 병원의 친환경 건축 인증기준(안)을 제시하고 병원의 실천전략 및 지원 정책을 개발하는데 목적이 있다. 연구방법으로는 국내․외 문헌고찰과 사례조사 방법을 사용하였다. 문헌고찰은 관련 서적, 국내ㆍ외 학회지, 국제기구 및 비영리기구, 정부 부처, 연구소, 해외 인증기관 등의 자료를 이용하였다. 친환경 병원건축 사례조사는 3개 종합병원을 선정하여 수행하였고, 친환경 병원경영 사례조사는 7개의 병원을 선정하여 수행하였다. 문헌고찰과 10개 사례병원 조사를 통해 친환경 건축 인증기준(안)과 병원의 실천전략 및 지원정책을 제시하면 다음과 같다. 미국, 영국, 호주 3개국의 친환경 병원건축 인증기준들은 환경영향평가, 의료장비의 냉각수 절감, 에너지 사용절감, 각 자원사용의 계량과 검증, 대중교통 이용유도, 실내공기관리, 자연과의 연결성, 친환경 가구/자재 사용, 커미셔닝, 부지 내 폐기물 관리, 디자인 혁신성 등의 평가항목들이 일반 건축물의 인증기준과 구별되는 평가항목으로 파악되었다. 우리나라에서는 환경영향평가(건강영향평가 포함)의 확대, 폐의약품 회수처리사업 참여, 의료폐기물의 적정처리, 다중이용시설 등의 실내공기질 관리, 자연 접근성, 원내 유해물질 관리, 자원 재활용 및 폐기물 관리 등이 중요한 평가항목이다. 우리나라 친환경 병원 건축 사례를 LEED-HC를 적용하여 조사한 결과, 에너지 효율, 옥상녹화, 커미셔닝과 같은 항목 등에서 높은 인식수준을 보였으나, 대중교통 장려나 배기가스 배출에 대한 인식 및 직원의 업무환경에 대한 친환경성은 부족한 것으로 나타났다. 국내에서 친환경 병원을 장려하기 위해서는 각종 세금 감면, 에너지 단가 조정, 용적률 완화, 친환경 병원 인증 제공 및 홍보 등이 필요한 것으로 조사되었다. 친환경 건축인증제도에 대한 문헌고찰과 친환경 병원 사례조사를 중심으로 한 친환경 병원(建物) 인증기준(안)은 11개 분야 70개 평가항목으로 제시할 수 있다. 평가분야는 우리나라 친환경 건축물 인증제도의 평가항목을 기본 틀로 하여 토지이용, 교통, 에너지, 재료/자원, 수자원, 환경오염방지, 유지‧관리, 생태환경, 리모델링, 기타로 구성된다. 친환경 병원 경영이란 의료‧연구‧교육 등 병원 고유의 목적을 달성하는데 사용되는 환경 위해물질들을 최소화하고, 자원을 효율적으로 사용함으로서 병원 관리의 효율성을 높임은 물론 환자, 직원, 지역사회의 건강을 추구하는 총체적인 활동으로 친환경 전략의 수립, 조직체계 마련, 교육과 동기부여, 친환경적 조달과 환경회계 등 경영 전반의 총체적 활동과 친환경 경영 시스템이 요구된다. 국내 병원들의 친환경 병원경영 사례조사 결과, 구체적이고 명확한 친환경 비전과 전략 수립, TF팀의 활발한 활동, 각종 캠페인/대회 개최, 에너지 절약활동 강화, 데이터 측정과 축적, 고객 만족 향상, 친환경 직원교육, 수자원 절약과 태양광 발전설비 확대, 자연채광 확대, 자연환경 접근성 확대 노력 등이 주요 친환경 활동으로 조사되었다. 국내 병원들이 도입할 수 있는 실천전략은 시설측면에서 ①녹지비율 확대, ②빗물 저수조 설치, ③자연과의 연결성 확보, ④수자원 및 에너지 절약 제품사용, ⑤신재생에너지 도입, ⑥분리수거 시설확대, ⑦건축 중/입주 전/입주 후 실내 환경 관리계획 등이 있다. 경영측면의 실천전략으로는 ①홍보, ②목표설정, ③사업추진조직 구성, ④자료확보 및 공유, ⑤친환경 교육, ⑥친환경 제품 구매, ⑦친환경 마케팅, ⑧지역사회화의 유대강화, ⑨친환경 급식, ⑩폐기물 관리, ⑪친환경 교통수단, ⑫에너지 절약, ⑬관계기관과의 협력강화, ⑭환경회계 도입, ⑮친환경 보고서 발간 등이 있다.정부는 친환경 병원을 장려하기 위해 ①녹색구매 및 친환경 식자재 정보시스템 구축, ②자발적 폐의약품 회수처리 유도방안 마련, ③실내공기질 관리기준 강화, ④병원 녹색경영 평가기준 조기개발, ⑤에너지 진단 지원, ⑥신재생에너지 설치 지원 및 ESCO 사업지원, ⑦친환경 병원 건축물 인증기준 개발, ⑧자가멸균시설 설치 금지조항 개정, ⑨병원 환경감사 수행 및 환경보고체계 마련, ⑩의료기관 인증제도 내 친환경 조사기준 도입, ⑪부처, 학제 간, 산학 공동연구 지원확대 등을 추진해야 한다. 협회는 ①회원병원의 의견수렴, ②의료계 녹색성장 정책수립에 참여확대, ③친환경 조직과 관계유지, ④친환경 교육 추진, ⑤친환경 병원 정보수집 및 사례조사, ⑥친환경 관련 학회와 연구교류 지원 등의 지원정책을 추진하여야 한다.ope

폴리에틸렌글라이콜-라이신-폴리카프로락톤 블록공중합체 기반의 pH 민감성 마이셀 시스템

학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 재료공학부, 2012. 8. 안철희.항암제를 효과적으로 전달하기 위한 약물 전달체를 만들기 위해 마이셀 구조를 형성할 수 있는 폴리에틸렌글라이콜-라이신-폴리카프로락톤 블록공중합체를 합성한 후 크로스링커를 도입하여 마이셀의 생체내 안정성 및 약물 방출 효과를 높이를 연구를 수행하였다. 핵자기 공명 스캐너와 젤 투과 크로마토그래피 분석을 통해 블록공중합체가 성공적으로 합성된 것을 확인하였다. 사이즈 60 나노미터의 마이셀을 만든 후 크로스링커인 테레프탈알데하이드를 넣어 주어 마이셀을 형성하는 양쪽 친매성 고분자의 인터페이스 부분에 산에 약한 벤조익 이민 본드를 형성하였다. 크로스링킹 된 마이셀의 분해 속도는 pH에 의존적이었고 생리학적 환경의 pH에서보다 약산성의 환경에서 훨씬 빠르게 분해되었다. 독소루비신은 크로스링킹 된 마이셀에 성공적으로 탑재되었고 pH에 따라 약물이 방출되는 속도를 조절할 수 있었다. 이처럼 안정성이 증대된 마이셀은 물에 잘 녹지 않는 항암제를 탑재하여 오랜 시간 동안 몸 안을 순환하며 향상된 항암치료 효과를 기대할 수 있다.Methoxy poly(ethylene glycol) amine with a molecular weight of 5K and ε-caprolactone with a molecular weight of 3K were conjugated to five lysine residues with a molecular weight and Mw/Mn of 9.6K and 1.04. The shift of peak molecular weight and narrow molecular weight distribution in GPC trace without any noticeable shoulder as well as 1H NMR analysis confirmed the successful synthesis of the copolymer. Polymeric micelles, size around 60 nm, were formed by dialysis and crosslinked micelles were prepared by adding crosslinker, terephthalaldehyde, to generate weak acid labile benzoic-imine bond in the interface of the micelle-forming amphiphilic copolymer. The critical micelle concentration of non-crosslinked micelle and crosslinked micelle was determined to be 4.26 x 10-2 mg/mL and 7.01 x 10-3 mg/mL, respectively. The hydrolysis rate of the crosslinked micelles is highly pH-dependent and much more rapid at mild acid than physiological conditions. Doxorubicin was successfully loaded into the crosslinked micelles and a controlled pH-dependent release behavior was observed. The enhanced micelle stability opens a way for preparing long circulating delivery systems encapsulating poorly water soluble drugs.1. Introduction 2. Experiments 2.1.Materials 2.2.Instruments 2.3. Synthesis of amino acid N-carboxy anhydride(NCA) 2.4. Ring-opening polymerization and activation of ε-caprolactone 2.5. Synthesis of mPEG-Lys-PCL 2.6. Preparation of micelle and cross linking 2.7. Determination of the Critical Micelle Concentration (CMC) 2.8. Stability of micelles in the presence of SDS at different pH values 2.9. Drug loading and release test 3. Results and Discussion 3.1. Synthesis and characterization of block copolymer 3.2. Micelle preparation and crosslinking 3.3. Critical Micelle Concentrations (CMC)s before and after crosslinking 3.4. Stability study of the micelles 3.5. Drug loading and in vitro release 4. Conclusions 5. ReferencesMaste