• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2008년도 제35회 하계학술대회 초록집
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• pp.336-336
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• 2008

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2006년도 추계학술대회 논문집 Vol.19
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• pp.328-329
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• 2006

반도체 소자의 소형화, 고질적화는 junction 깊이 감소와 도핑농도의 증가를 요구한다. 현재 상용화되는 도핑법은 이온빔 주입(Ion Beam Ion Implantation, IBII)인데, 이 방법은 낮은 가속에너지를 가하는 경우 이온빔의 정류가 금속이 감소해 주입 속도가 낮아져 대랑 생산이 어렵고 장비가 고가라는 단점이 있다. 하지만 플라즈마를 이용한 이온주입법 (Plasma Source Ion Implantation, PSII)은 공정 속도가 빠르고 제조비용이 매우 저렴해 새로운 이온주입법으로 주목받고 있다. PSII법에서 플라즈마 특성은 그 결과에 큰 영향을 미치므로 플라즈마 특성의 적절한 제어가 필수적으로 요구된다. 본 연구에서는 공정압력과 RF power를 변화시키며 플라즈마 밀도 측정했다. 그 결과 공정압력이 증가함에 따라서 플라즈마 밀도는 감소되었고 RF power 증가함에 따라서 플라즈마 밀도는 증가되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.267-267
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• 2012

최근 국내 반도체 장비 업체들에 의해서 차세대 반도체용 450 mm 웨이퍼 공정용 장비 개발이 진행 중에 있다. 반도체 산업은 계속해서 반도체 칩의 크기를 작게 하고, 웨이퍼 크기를 늘리면서 웨이퍼 당 칩수를 증가시켜 생산성을 향상해오고 있다. 현재 300 mm 웨이퍼에서 450 mm 웨이퍼를 도입하게 되면, 생산성 뿐만 아니라 30%의 비용절감과 50%의 cycle-time 단축이 기대되고 있다. 장비에 대한 이해와 공정에 대한 해석 능력을 위해 비용과 시간이 많이 들기 때문에 최근 컴퓨터를 활용한 수치 모델링이 진행되고 있다. 또한, 수치 모델링은 실험 결과와의 비교가 필수적이다. 본 연구에서는 450 mm 웨이퍼 공정용 장비의 전자밀도를 cut off probe를 통해 100 mTorr에 서 Ar 플라즈마를 파워에 따라 측정했다. 13.56 MHz 200 W, 500 W, 1,000 W로 입력 파워가 증가하면서 웨이퍼 중심에서 $6.0{\times}10^9#/cm^3$, $1.35{\times}10^{10}#/cm^3$, $2.4{\times}10^{10}#/cm^3$로 증가했다. 450 mm 웨이퍼 영역에서 전자 밀도의 불균일도는 각각 10.31%, 3.24%, 4.81% 였다. 또한, 이 450 mm 웨이퍼용 CCP 장비를 축대칭 2차원으로 형상화하고, 전극에 13.56 MHz를 직렬로 연결된 blocking capacitor ($1{\times}10^{-6}$ F/$m^2$)를 통해 인가할 수 있도록 상용 유체 모델 소프트웨어(CFD-ACE+, EXI corp)를 이용하여 계산하였다. 주요 전자-중성 충돌 반응으로 momentum transfer, ionization, excitation, two-step ionization을 고려했고, $Ar^+$와 $Ar^*$의 표면 재결합 반응은 sticking coefficient를 1로 가정했다. CFD-ACE+의 CCP 모델을 통해 Poisson 방정식을 풀어서 sheath와 wave effect를 고려하였다. Stochastic heating을 고려하지 않았을 때, 플라즈마 흡수 파워가 80 W, 160 W, 240 W에서 실험 투입 전력 200 W, 500 W, 1,000 W일 때와 유사한 반경 방향의 플라즈마 밀도 분포를 보였다. 200 W, 500 W, 1,000 W일 때의 전자밀도 분포는 수치 모델링과 전 범위에서 각각 10%, 3%, 2%의 오차를 보였다. 450 mm의 전극에 13.56 MHz의 전력을 인가할 때, 파워가 증가할수록 전자밀도의 최대값의 위치가 웨이퍼 edge에서 중심으로 이동하고 있음을 실험과 모델링을 통해 확인할 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.131.2-131.2
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• 2015

마이크로웨이브를 이용한 플라즈마는 효율적인 전자가열이 가능하며, 낮은 이온에너지를 가지는 고밀도 플라즈마를 생성시킬 수 있다는 장점이 있다. 최근 산화물 반도체 및 대화면 디스플레이 장치내 소자의 보호막 증착용으로 저온 PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 공정 및 장치의 필요성에 따라 마이크로웨이브를 이용한 PECVD 장치가 주목 받고 있다. 본 연구에서는 실리콘 나이트라이드 공정 장치 개발을 위한 2차원 시뮬레이션 모델을 완성하였다. Global modeling을 이용하여 확보한 Chemical reaction data에 대한 검증을 하였다. Maxwell's equation, continuity equation, electromagnetic wave equation 등을 이용하여 Microwave의 파워 및 압력에 따른 전자 밀도, 전자 온도등의 플라즈마 변수의 변화를 관찰하였다. 또한 Navier Stokes equation을 추가하여 챔버 내의 Gas flow의 흐름을 고려한 시뮬레이션을 진행하여 분석하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.142.1-142.1
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• 2015

웨이퍼 표면에서 부유 전위 분포를 측정하기 위해서 웨이퍼형 탐침 배열을 제작하고 측정회로를 만들었다. 아르곤 플라즈마의 경우 낮은 압력에서 부유 전위의 분포는 중심에서 최대값을 갖는 포물선 형태로 나타났다. 하지만 음이온 가스의 압력이 증가함에 따라 부유 전위의 분포가 현저하게 변화했다. 가스 압력이 높아짐에 따라 비국부적이었던 플라즈마의 방전 특성이 국부적으로 변화했기 때문이다. 이외에도 음이온도 부유 전위의 분포를 변화시킬 수 있음을 확인하였다. 이 연구는 반도체 제조 공정에서 웨이퍼 표면에서 전하 축적에 의한 손상을 이해하는데 도움이 될 것으로 기대된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.33-33
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• 2010

플라즈마를 이용한 건식식각공정은 현 반도체, 디스플레이, 태양광 산업에 널리 적용되는 공정으로며 일부공정은 플라즈마 없이는 식각공정이 불가능할 정도로 매우 중요한 공정이다. 건식식각공정은 크게 플라즈마의 이온에 의한 물리적인 프로세스와 라디칼에 의한 화학적인 프로세스로 나눌 수 있으며, 최근 들어, 화학적인 식각프로세스가 매우 중요함이 알려지게 되었다. 본 발표에서는 화학적 식각프로세스에서 가장 중요한 역할을 하는 플라즈마 라디칼을 챔버가 공정에 제한받지 않고 널리 쓰일 수 있는 데이터 베이스로 생산하는 아이디어 전략을 소개하는 시간을 통해 건식식각물성데이터 센터의 소개와 참조표준 데이터베이스의 중요성을 알리고자 한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 심포지엄 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.139-140
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• 2007

본 연구에서는 반도체 플라즈마 장비 감시를 위한 CUSUM 제어 차트 설계기법에 관해 연구하였다. CUSUM 제어 차트에 관여하는 설계변수의 다양한 조합에 대하여 플라즈마 장비의 감시 성능을 평가하였다. 평가를 위해 RF 정합망 감시시스템을 이용하여 플라즈마 임피이던스 정합에 관여하는 정합변수에 대한 실시간 데이터를 수집하였으며, 여기에는 임피이던스와 상위치에 대한 전기적 정보, 그리고 반사전력에 대한 정보가 포함된다. 평가결과, 설계변수의 조합에 대하여 감시 성능이 크게 달랐지만, 각 센서 정보의 감시 성능을 증진시키는 설계변수의 조합이 있었음을 확인하였으며, 이는 각 종 다양한 센서정보 별 CUSUM 제어 차트의 설계가 필요함을 의미한다. 연구에서는 Raw 데이터 대비 성능 분석을 위해 CUSUM 제어 차트의 설계 변수를 변수인 d와 $\Theta$값의 변화를 주어 다수의 (0, $\Theta$)의 조합에 따른 감시 성능을 평가하였으며, 평가에 이용된 데이터는 소스전력이 750 W, 압력이 15 mTorr, $O_2$ 유량이 50 sccm일 때 수집 하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.169-170
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• 2007

본 연구에서 반도체 플라즈마 장비 감시를 위한 CUSUM 제어 차트 설계기법에 관해 연구하였다. CUSUM 제어차트에 관여하는 설계변수의 다양한 조합에 대하여 플라즈마 장비의 감시 성능을 평가하였다. 평가를 위해 RF 정합망 감시시스템을 이용하여 플라즈마 임피이던스 정합에 관여하는 정합변수에 대한 실시간 데이터를 수집하였으며, 여기에는 임피이던스와 상위치에 대한 전기적 정보, 그리고 반사전력에 대한 정보가 포함된다. CUSUM 설계변수에 따른 감시와 진단성능을 평가하였으며, 최적화된 설계변수의 결정으로 감시와 진단성능을 증진시킬 수 있었다. 한편, 고정설계변수에 비해 가변 설계변수가 감시성능을 증진하느데 더 효과적임을 알 수 있었다. 평가에 이용된 데이터는 소스전력이 500 W, 압력이 15 mTorr, $O_2$ 유량이 75 socm일 때 수집하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.140-141
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• 2007

반도체 소자의 공정에 있어서 device scaling으로 인한 고유전 게이트 산화막 (high-k dielectics thin film)의 공정 개발 확보 방안이 필요하다. 본 논문에서는 유도결합 플라즈마를 이용하여 고유전율 박막을 식각하였다. CF4, SF6 등의 가스에서 금속-F, 금속-S 결합의 낮은 휘발성으로 인하여 시료 표면에 잔류하여 낮은 식각률을 보이며 측벽 잔류물을 형성하였으며, HBr, Cl 기반 플라즈마에서 금속-Br, 금속-Cl 결합은 시료 표면으로부터 탈착이 용이하여 효과적인 식각이 이루어짐을 확인할 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.460-461
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• 2007

본 연구에서는 반도체 플라즈마 장비 감시를 위한 CUSUM 제어 차트 설계기법에 관해 연구하였다. CUSUM 제어차트에 관여하는 설계변수의 다양한 조합에 대하여 플라즈마 장비의 감시 성능을 평가하였다. 평가를 위해 RF 정합망 감시시스템을 이용하여 플라즈마 임피던스 정합에 관여하는 정합변수에 대한 실시간 데이터를 수집하였으며, 여기에는 임피던스와 상위치에 대한 전기적 정보, 그리고 반사전력에 대한 정보가 포함된다. 평가결과, 설계변수의 조합에 대하여 감시 성능이 크게 달랐지만, 각 센서 정보의 감시 성능을 증진시키는 설계변수의 조합이 있었음을 확인하였으며, 이는 각 종 다양한 센서정보별 CUSUM 제어 차트의 설계가 필요함을 의미한다. 연구에서는 Raw 데이터 대비 성능 분석을 위해 CUSUM 제어 차트의 설계변수를 변수인 d와 ${\Theta}$값의 변화를 주어 다수의 (d, ${\Theta}$)의 조합에 따른 감시 성능을 평가하였으며, 평가에 이용된 데이터는 소스전력이 750 W, 압력이 15 mTorr, Ar 유량이 50 seem일 때 수집하였다.