• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.15 no.6
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• pp.234-238
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• 2005

Effects of plasma composition, ion flux and ion energy on the etch rate, surface morphology and near surface stoichiometry of a single crystalline $La_3Ga_5SiO_{14}$ wafer have been examined in $Cl_2/Ar$ inductively coupled plasma (ICP) discharges. Maximum etch rate ${\sim}1600{\AA}/min$ was achieved either at relatively high source power $({\sim}1000W)$ or high $Cl_2$ content conditions in $Cl_2/Ar$ discharges. The etched surfaces showed similar or better RMS roughness values than those of the unetched control sample and the near surface stoichiometry was found not to be affected by ICP etching.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2010.06a
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• pp.340-340
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• 2010

본 연구에서는 유도결합형 플라즈마(ICP)를 이용하여, HBr/Ar 가스의 조성비 변화에 따른 Pb(Zr,Ti)$O_3$ 박막에 대한 식각특성을 연구 하였다. PZT박막의 식각속도와 Oxide($SiO_2$), Photo resister(PR)에 대한 식각선택비를 추출하였으며, 식각 메카니즘을 규명하기 위하여 optical emission spectroscopy(OES)와 double Langmuir prove(DLP) 이용하여 라디칼 특성변화와 이온 전류밀도(Ion current density)를 측정하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.50 no.2
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• pp.211-216
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• 2012

Wet chemical etching of stainless steel foil by aqueous ferric chloride solution was investigated in this study. Effects of various process parameters (e.g. etchant agitation rate, etchant temperature, $Fe^{3+}$ ion concentration, free HCl concentration, specific gravity, etc.) on the etch rate was first studied, and it was found that the etch rate of AK (aluminum-killed) steel, chromium metal and stainless steel (STS430J1L alloy) follows the pseudo-first order reaction equation. When the fatigue ratio of etchant was kept under 16%, sludge was not formed in the solution, and the etched surface showed smooth roughness. The etch rate decreases as Baume of etchant increases, but the effect of free HCl concentration on the etch rate turned out to be minimal. Experimental data were compared with the calculated results from modeled equation, showing very good agreement.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.12 no.1
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• pp.55-63
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• 2003

A 150 kV gas cluster ion accelerator was constructed and the cluster sizes of $CO_2$ and $N_2O$ gases were measured using time-of-flight mast spectrometry. Through isolated cluster ion impact on a HOPG, hillock with 1 nm height and a few tenth m in diameter were found to be formed by an atomic force microscope. When monomer ion beams were irradiated on the hillocks existed on a ITO surface, they became sharper and the surface became rougher. But they changed into round-shaped ones by cluster ion irradiation and the surface became smooth after the irradiation of $5\times10^{-14}\textrm{cm}^2$ at 25 kV. As the cluster ion dose was varied, the change of surface morphology and roughness of Si was examined. At the lower dose, the density of hillocks and surface roughness were increased, called surface embossment process. And then after the critical dose at which the area of the formed hillocks equals to the unirradiated area, the sputtering from the hillocks was predominantly evolved, and dislocated atoms were diffused and filled among the valleys, called surface sputtering and smoothing process. At the higher ion dose, the surface consisting of loosely bounded atoms was effectively sputtered into the depth and etching phenomenon was happened, called surface etching process.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.97-97
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• 2010

많은 플라즈마 공정 중에 건식 식각은 복잡하고 표면반응이 잘 알려지지 않은 등의 이유로 가장 어려운 분야 중의 하나이다. 이러한 이유로 식각 장치 디자인뿐만 아니라 플라즈마를 이용한 건식 식각의 공정 조건은 수많은 시행착오를 통해 시도되어 왔다. 이런 문제들을 극복하기 위해 많은 연구자들에 의해서 다양한 방법과 tool을 이용해 모델링이 시도되고 있다. 본 연구에서는 $CF_4$ 가스를 이용한 유도결합 플라즈마에 의해 Si와 $SiO_2$를 식각하는 것을 상용 프로그램인 전산모사 유체역학 시뮬레이터인 CFD-ACE+를 이용하여 모델링했다. 150 mm 직경의 웨이퍼에 대한 모델은 식각 속도 실험결과와 비교 하였다. Ar의 경우 20 mTorr에서 13.56 MHz, 500 W인가 시 2.0 eV의 전자온도와 $7.3{\times}10^{11}\;cm^{-3}$의 전자밀도가 계산결과와 상당히 일치하게 측정되었고, $CF_4$를 이용한 $SiO_2$ 식각에서도 식각 속도가 평균 190 nm/min로 일치했고 식각 균일도는 3% 였다. 450 mm 웨이퍼 공정용 장치의 모델 계산 결과에서는 안테나와 기판의 거리, 챔버의 단면적, 기판 지지대와 배기구와의 높이 등 기하학적인 구조와 각 안테나 턴의 위치 및 전류비가 플라즈마 균일도에 많은 영향을 주었으며, 안쪽부터 4 turn이 있는 경우 2번째, 4번째 turn에만 1:4의 전류비를 인가했을 때, 수십%의 전자밀도의 불균일도를 4.7%까지 낮출 수 있었다. 또한, Si 식각에서는 식각 속도의 분포가 F radical의 분포와 같은 경향을 보임을 확인했고, $SiO_2$ 식각에서는 전자 밀도의 분포와 일치함을 확인함으로써 균일한 식각을 위해서 두 물질의 식각 공정에서는 다른 접근의 시도가 필요함을 확인했다. 플라즈마의 준중성 조건을 이용해서 Poisson 방정식을 풀지 않고 sheath를 해석적 모델로 처리하는 방법과, Poisson 식으로 정전기장을 푸는 방법을 통해서 입사 이온의 에너지 분포를 비교하였다. 에너지 범위는 80~120 eV로 같지만, 실험에서는 IED가 낮은 에너지 쪽이 더 높게 측정됐고, 계산 결과에서는 높은 에너지 쪽이 높았다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.17 no.3
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• pp.327-330
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• 2006

We investigated the usefulness of $NbO_{x}$ nanopillars as an etching mask of dry etching for the formation of Si nanodot arrays. The $NbO_{x}$ nanopillar arrays were prepared by the anodic aluminum oxidation process of Al and Nb thin films. The etch rate and etch profile of $NbO_{x}$ nanopillar arrays were examined by varying the experimental conditions such as the concentration of etch gas, coil rf power, and dc bias voltage in the reactive ion etch system using the inductively coupled plasma. As the concentration of $Cl_{2}$ gas increased, the etch rate of $NbO_{x}$nanopillars decreased. With increasing coil rf power and dc bias voltage, the etch rates were found to increase. The etch characteristics and etch mechanism of $NbO_{x}$ nanopillars were investigated by varying the etch time under the selected etch conditions.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2002.05a
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• pp.27-27
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• 2002

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1993.02a
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• pp.36-37
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• 1993

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1992.07a
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• pp.39-40
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• 1992

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.177.1-177.1
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• 2015

플라즈마 건식 식각공정은 반도체 공정에 있어 증착 및 세정 공정과 함께 중요한 공정중 하나이다. 기존 연구에서는 높은 식각 속도, 종횡비, 대면적에 대한 균일도 증가를 위하여 플라즈마 이온 밀도의 증가와 전자 온도를 감소시키기 위한 노력을 하고 있으며 플라즈마 식각분석 연구에서는 분광학 분석 기법을 활용하여 플라즈마에 의하여 활성화된 식각 가스와 박막 표면의 반응 메커니즘 연구가 진행 중에 있다. 그러나 지금까지의 플라즈마 식각연구에서는 플라즈마 식각 공정에서 발생되는 박막의 damage에 대한 연구는 전무하다. 본 연구에서는 플라즈마 식각과정에서 발생되는 박막 표면의 damage 연구를 위하여 Nano-indenter에 의한 분석 기법을 제시하였다. Nano-indentation 기법은 박막 표면을 indenter tip으로 직접 인가하여 박막 표면의 기계적 특성을 분석하고 이를 통하여 플라즈마에 의한 박막 표면의 물성 변화를 정량적으로 측정한다. 실험에서 플라즈마 소스는 Adaptively Coupled Plasma (ACP)를 사용하였고 식각 가스로는 HBr 가스를 주로 사용하였으며, 플라즈마 소스 파워는 1000 W로 고정 하였다. 연구 결과에 의하면 식각공정 챔버 내 압력이 5, 10, 15 및 20 mTorr로 증가함에 따라 TEOS SiO2 박막의 강도가 7.76, 8.55, 8.88 및 6.29 GPa로 변화되는 것을 측정하였고 bias power에 따라서도 다르게 측정됨을 확인하였다. 이 결과를 통하여 Nano-indentation 분석 기법을 활용하여 TEOS SiO2 박막의 식각공정의 변화에 따른 강도변화를 측정함으로써 플라즈마에 의한 박막 표면의 damage를 정량적으로 측정 가능함을 확인하였다.