• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.248-248
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• 1999

현재 반도체 공정에서 사용하는 건식식각 공정은 고밀도 프라즈마를 사용한 플라즈마 장비를 사용하는 경향이 증대되고 있으며 이와 같은 고밀도 플라즈마 장비의 사용은 반도체 소자의 최소 선폭(CD)이 deep sub-micron으로 감소하고 반면 실리콘 웨이퍼의 크기는 8인치 직경이상으로 증가하여 가고 있어서 그 필요성이 더욱 더 증가되고 있다. 특히 TFT-LCD를 비롯한 PDP, 그리고 FED 등과 같은 여러 가지 형태의 평판 디스플레이의 제조공정에 있어서도 실리콘 기판에 비하여 대면적의 기판을 이용하고 또한 사각형 형태의 시편공정이 요구되므로 평판 디스플레이에서도 고밀도의 균일한 플라즈마 유지가 중요하다. 따라서, 본 실험에서는 여러 가지 형태의 영구자석 및 전자석의 세기 및 배열이 유도결합형 플라즈마에 미치는 효과(plasma&etch uniformity, etch rate, etc.)를 살펴보기 위해서, 유도결합형 플라즈마 chamber(210mm$\times$210mm) 내부에 magnetic cusping을 위한 영구자석용 하우스를 제작하여 표면에서 3000Gauss의 자장세기를 갖는 소형영구자석을 부착하였으며,외벽에는 chamber와 같이 사각형태로 40회 감겨진 50cm$\times$50cm 의 크기로 chamber 상하에 1개씩 Helmholtz 코일 형태로 설치하였다. 식각가스로는 Cl2, HBr, 그리고 BCl3 gas를 이용하여 axial magnet과 multidipole magnet 유무에 따른 반응성 gas의 polysilicon 식각특성을 살펴보았으며, 또한 electrostatic probe(ESP, Hiden Analytic미)를 이용하여 이들 반응성 gas에 대한 magnetically enhanced inductively coupled plasma의 특성분석을 수행하였따. Cl2, HBr, BCl3의 반응성 식각가스 조합을 이용하여 polysilicon의 식각속도 및 식각선택도를 관찰한 결과, 어떠한 자장도 가하지 않은 경우에 비해 gas의 분해율이 가장 높은 영구자석과 전자석의 조합에서 가장 높은 식각도가 관찰되었다. 특히 pure Cl2 플라즈마의 경우, Axial 방향의 전자석만을 가한 경우 식각속도에 있어서는 큰 증가를 보였으나, 식각균일도(식각균일도:8.8%)는 다소 감소하였으며, Axial 방향의 전자석과 영구자석을 조합한 경우 가장 높은 식각속도를 얻었으며, 식각균일도는 Axial 방향의 전자석만을 사용하였을 경우와 비교하여 향상되었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2015년도 추계학술대회 논문집
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• pp.308-309
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• 2015

선형 이온빔 적용 플라즈마 표면처리 기술 및 코팅 공정을 통해서 고경도 투명 박막 형성 연구를 수행하였다. 플라즈마 전처리를 통해서 박막과 기판 사이의 밀착력을 향상시키고, advanced linear PECVD와 advaced plasma source를 적용하여 SiOxNy계의 박막을 형성하였다. 그 결과 투과도 92 % 이상, 표면 경도 6.3~6.9 GPa 이상의 고경도 투명 박막을 개발하였다. 본 연구 공정을 바탕으로 고경도의 투명 보호 필름 및 투명 디스플레이에 응용이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.303.2-303.2
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• 2016

현재 플라즈마를 이용한 기술은 반도체, 태양광 발전, 디스플레이 등 산업의 전반적인 분야에서 특히 반도체 공정을 이용한 산업에서는 핵심적인 기술이다. 반도체 공정 중에서 박막 증착과 식각 분야에서 플라즈마를 사용한 기술은 매우 높은 가치를 지니고 있다. 중요한 플라즈마 연구로는 이론적 접근을 통한 플라즈마 소스 개발과, 기 개발된 플라즈마 소스를 적용하여 반도체 공정에 적용함으로써 최적의 조건을 찾아내며, 그에 대한 메커니즘을 연구하는 분야로 크게 분리할 수 있다. 따라서 이러한 플라즈마 기술이 발달함에 따라 nano-scale의 연구 또한 상당히 중요한 부분으로 자리 잡고 있다. 본 실험에서는 RF magnetron sputter를 사용하고 질소 유량을 0.5 sccm으로 고정하여 AlN 박막을 증착하였다. 이후 상압 플라즈마를 이용하여 식각을 진행하였다. AlN 박막 전체 표면에 대하여 3초 및 6초간 식각을 진행하였다. 이후 Nano-Indenter를 사용하여 $100{\sim}7000{\mu}N$까지 힘을 증가시키며 측정하였다. 3초간 식각을 진행한 시료의 경우 압입 깊이 대비 Hardness 그래프에서 약 40 ~ 100 nm 까지 약 2.5 GPa 정도의 차이가 발생하였고 6초간 식각을 진행한 시료의 경우 압입 깊이 대비 Hardness의 그래프에서 약 40 ~ 130 nm 까지 약 1 GPa 정도의 차이가 발생함을 확인하였다. 이후 WET-SPM 장비를 사용하여 AFM 모드를 이용하여 박막 표면이 거칠기를 확인하였다. 플라즈마 식각공정을 거치지 않은 시료의 경우 박막의 거칠기는 7.77 nm로 측정되었고 3초간 플라즈마 식각공정을 거친 시료의 경우 6.53 nm, 6초간 플라즈마 식각공정을 거친 시료의 경우 8.45 nm로 나타남을 확인할 수 있었다. 이와 같은 결과들로부터 플라즈마 식각공정은 박막의 표면에도 영향을 미치지만 박막 내부 일정 부분까지 영향을 받는 것을 확인하였다.

• 한국반도체및디스플레이장비학회:학술대회논문집
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• 한국반도체및디스플레이장비학회 2005년도 춘계 학술대회
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• pp.188-191
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• 2005

본 논문에서는 RF 플라즈마 발생 장치인 RF-Match의 기구적 최적 설계를 제안하였다. RF-Match의 정합소자 구동 기어단의 효율 개선을 위해 베벨기어를 웜기어로 대체 설계하여 백래쉬를 제거하였으며, 정합소자의 고전력 인가로 인한 아크 발생 문제의 해결을 위해 접지를 개선하여 RF-Match의 기구적 성능을 향상 시켰다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.95-95
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• 2016

반도체 및 디스플레이 공정용 플라즈마 장치에서 플라즈마 변수를 측정하기 위한 방법들이 많이 개발되어 왔다. 전자 밀도와 온도는 정전 탐침이나 컷오프 프로브 등을 사용하여 활성종이나 중성종에 비해 상대적으로 쉽게 측정할 수 있고, 활성종과 중성종은 LIF (Laser Induced Fluorescence) 방법, OES (Optical Emission Spectrometry) 방법, 그리고 QMS (Quadrupole Mass Spectrometry) 방법 등을 이용하여 측정할 수 있으나 절대적인 크기를 측정할 수 있는 경우는 제한적인 것으로 알려져 있다. 이러한 문제를 극복하기 위해 측정한 전자 밀도와 전자 온도를 기반으로 하여 고려되는 종들의 밀도를 계산할 수 있는 프로그램도 제작된 바 있다. 개발된 프로그램의 입력 값으로 사용되는 플라즈마 화학반응 데이터베이스는 계산 결과의 정확성과 밀접한 관계가 있으며, 이런 이유로 신뢰성 높은 데이터베이스를 확보하기 위한 연구도 진행되었다. 개발된 프로그램을 이용하여 계산한 플라즈마 변수의 장비 변수에 대한 의존성이 진단 데이터와도 잘 부합하는 것으로 확인되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.251-251
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• 2015

현재 주로 쓰이는 표면 텍스쳐링 공정은 주로 진공에서 진행하기 때문에 높은 비용과 및 생산성의 한계, 비교적 낮은 효율 등의 단점을 가지고 있다. 그러므로 비용을 줄이고 생산성을 높이기 위해 기존의 공정 방법과 달리 진공을 사용하지 않는 대기압 플라즈마를 연구하고 대기압 플라즈마의 특성을 분석하였다. 위 연구를 통해 대기압 플라즈마를 반도체, 디스플레이, 태양전지에 쓰이는 공정에 적용시킨다면 새로운 공정 방향을 제시 할 수 있으며 사회 및 산업분야에 긍정적 영향을 미칠 것으로 예상한다. 본 연구에서는 대기압 플라즈마 특성을 OES(Optical Emission Spectroscopy)를 이용하여 광학적으로 분석하였다. RF전극과 웨이퍼 사이 간격, 가스 종류, 가스 유량, 스테이지의 움직이는 속도, RF 인가전압에 따라 어느 플라즈마의 광학적 특성이 나오는지 알아보았다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.562-562
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• 2013

산소 플라즈마는 음이온을 발생시키는 음전성 플라즈마로서 감광제 세정이나 금속, 폴리실리콘 등의 식각을 위해 할로겐 가스와 혼합하여 반도체나 디스플레이 공정에 광범위하게 사용되고 있다. 산소 플라즈마는 아르곤 플라즈마와 그 특성이 상이하고, 다량의 음이온이 국부적으로 만들어지므로 음이온의 공간분포 진단이 중요하다. 본 연구에서는 평판형 부유형 탐침에 고조화파 분석법을 적용하여 양이온의 밀도를 구하고, 직류 차단 커패시터를 제거하여 접지전위에서 전자 전류 측정을 통하여 위치에 따른 전자의 상대적인 공간 분포를 얻었다. 이러한 방법으로 측정된 양이온과 전자의 공간 분포로부터 음이온의 공간 분포를 구할 수 있었다. 가스 압력, 산소 첨가량, 인가 전력 등 여러 조건에서 측정된 음이온의 분포는 이론적인 경향성과 유사함을 확인할 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.137-137
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• 2010

현재 반도체의 공정 중 80% 이상이 플라즈마를 사용하는 공정이며 태양전지나 디스플레이의 공정에서 플라즈마를 이용하는 공정이 점차 증가하고 있다. 따라서 공정의 재현성과 안정성의 향상에 대한 요구도 증가하고 있다. 이러한 요구들을 달성하기 위하여 공정에 직접 이용되고 있는 플라즈마의 특성을 파악하는 것은 필수적인 요소이다. 본 연구에서는 전기장 시물레이션을 사용하여 플라즈마 밀도(Plasma density)를 계산하였다. 그리고 실제 반도체 식각 공정에 사용되고 있는 플라즈마 밀도를 량뮤어 프로브로 측정하여 시물레이션 값과 비교하여 최적의 공정조건을 찾아보았다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.222.1-222.1
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• 2014

Flexible device 및 OLED 디스플레이 제조를 위한 산화물 반도체 보호막 증착 및 encapsulation 공정을 위해 균일한 대면적 플라즈마를 만들기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. 초고주파 플라즈마는 고밀도, 고효율의 플라즈마를 저진공에서 쉽게 생성시킬 수 있고 다양한 전력결합방법을 통해 대면적 확장성이 우수한 장점이 있다. 본 연구에서는 TEM 웨이브가이드로 파워가 전달되는 선형 초고주파 플라즈마 소스에 대한 2차원축대칭 유체 시뮬레이션을 수행하였다. Ar 가스 압력과 초고주파 입력전력이 증가함에 따라 전자밀도가 증가하였고 도파관 방향으로 플라즈마의 길이가 증가함이 관측되었다. Quartz Tube 표면 가까이에서 전자밀도가 가장 높게 나타났다. 전자의 에너지 손실 채널중 가장 많은 부분을 차지하는 것은 여기종 생성에 따른 에너지 손실이었으며 탄성 충돌에 의한 에너지 손실이 두 번째로 큰 부분을 차지하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.516-517
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• 2010

최근에 들어 반도체 및 디스플레이 분야를 포함하여 태양전지와 같은 신재생 에너지 분야에서 고품질, 고기능성 박막이 많이 사용되고 있으며, 이에 따라 플라즈마 제어기술 및 코팅 공정기술 개발에 대한 요구가 증가하고 있다. 산업기술이 고도화됨에 따라 다양한 계열의 박막이 필요하게 되었고 고밀도의 플라즈마를 공급하고 안정된 공정을 진행하기 위해 순시적인 플라즈마 제어가 가능한 임펄스 전원장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 기존의 임펄스 전원장치에서는 플라즈마 발생에 필요한 고전압 발생만 관점을 두고 있으나 플라즈마의 발생뿐이 아니라 증착율이 높은 상태로 유지되어야 실제 공정의 효율이 증가한다. 본 연구에서는 증착 효율을 극대화하기 위하여 별도의 저압회로를 부가한 복합형 임펄스 전원장치를 제안한다.