• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.215.1-215.1
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• 2016

플라즈마는 반도체, 디스플레이, 태양전지 등 다양한 산업 분야에 이용된다. 플라즈마 공정 시 수율 향상을 위해 플라즈마를 진단하는 기술이 필요한데, 대표적으로 전자온도가 있다. 반도체 공정의 낮은 압력과 높은 밀도의 플라즈마에서 전자온도는 1~10 eV 정도인데, 0.5 eV정도의 아주 적은 차이로도 공정 결과에 큰 영향을 미친다. 플라즈마의 전자온도를 측정하는 방법은 전기적 탐침 방법인 랑뮤어 탐침(Langmuir Probe)과 와이즈 프로브(Wise Probe)를 이용한 방법, 그리고 광학적 방법인 방출분광법(OES : Optical Emission Spectroscopy)이 있다. 전기적 탐침 방법은 직접 플라즈마 내부에 탐침을 넣기 때문에 불활성 기체를 사용한 공정에서는 잘 작동하지만 건식식각이나 증착에 사용할 경우 탐침의 오염으로 인한 오동작, 공정 시 생성된 샘플에 영향을 줄 수 있다는 단점이 있다. 반면에 방출분광법은 광학적 진단으로, 플라즈마를 사용하는 공정 진행 중에 외부에 광학계를 설치하여 플라즈마에서 발생하는 빛을 광학적으로 분석하기 때문에 공정에 영향을 미치지 않고, 공정 장비에 적용이 쉬운 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 RF Power를 인가한 유도결합플라즈마(ICP : Inductively Coupled Plasma) 공정에서 아르곤 가스와 산소 혼합가스 분압과 인가전압을 변화시켜 플라즈마 방출광 세기 변화에 따른 전자온도를 측정하였다. 전자온도 측정에는 전기적 방법인 랑뮤어 탐침, 와이즈 프로브를 이용한 방법과 광학적 방법인 방출분광법을 사용하여 측정하였으며 이를 비교 분석하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.273-273
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• 2012

컷오프 진단법은 두 개의 탐침 형태로 제작된 마이크로 웨이브 진단법으로, 간단한 수식을 통해 전자밀도, 전자온도 등을 측정할 수 있다. 컷오프 탐침은 방사 안테나, 측정 안테나와 네트워크 분석기로 구성되어 있다. 네트워크 분석기는 두 안테나 사이의 플라즈마 투과 스펙트럼을 만드는데 쓰이며, 스펙트럼 분석을 통해 플라즈마 변수들을 측정할 수 있다. 이 진단법은 장치나 분석방법이 매우 간단한 장점을 지니며, 약 1 mW 정도의 적은 파워를 사용하여 플라즈마 상태를 거의 변화시키지 않는 측정이 가능하다. 또한 CF4와 같은 공정 가스를 이용한 플라즈마에서도 사용이 가능하다. 그러나 컷오프 진단법을 사용한 측정은 다른 종류의 진단법과 마찬가지로, 약 1초 정도의 긴 시간을 필요로 하는 단점이 있어, 펄스 플라즈마나 토카막과 같이 빠르게 변하는 플라즈마를 측정하기에는 무리가 있다. 최근에 개발된 푸리에 컷오프 탐침(Fourier Cutoff Probe, FCP)는 기존의 컷오프 탐침의 느린 시간분해능을 개선하기 위해 개발되었다. [1] 펄스 형태의 단일신호를 플라즈마를 투과하기 전후로 비교하면 투과 스펙트럼 및 플라즈마 변수들을 얻을 수 있으며, 기존 연구에서 구한 시간 분해능은 약 15 나노초였다. 이 값은 펄스 발생장치의 스펙에 따라 변하게 된다. 펄스폭이 짧을수록 시간분해능이 좋아지지만, 무한정 좋아질 수는 없다. 이 논문에서는 FCP 측정의 시간 분해능을 이론적으로 구하고, 시간 분해능의 이론적 한계를 구했다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.32 no.10
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• pp.800-809
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• 2008

Scanning Thermal Microscope (SThM) is the tool that can map out temperature or the thermal property distribution with the highest spatial resolution. Since the local temperature or the thermal property of samples is measured from the extremely small heat transferred through the nanoscale tip-sample contact, improving the sensitivity of SThM probe has always been the key issue. In this study, we develop a new design and fabrication process of SThM probe to improve the sensitivity. The fabrication process is optimized so that cantilevers and tips are made of thermally grown silicon dioxide, which has the lowest thermal conductivity among the materials used in MEMS. The new design allows much higher tip so that heat transfer through the air gap between the sample-probe is reduced further. The position of a reflector is located as far away as possible to minimize the thermal perturbation due to the laser. These full $SiO_2$ SThM probes have much higher sensitivity than that of previous ones.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2004.05a
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• pp.128-128
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• 2004

나노 스케일의 구조물 제작에 있어서 기존의 리소그래피 공정들이 가지는 한계점을 극복하기 위해서 다양한 방식의 새로운 공정들이 개발되고 있다. 특히, 기계-화학적 가공공정을 이용한 미세탐침 기반의 나노리소그래피 기술(Mechano-Chemical Scaning Probe based Lithography; MC-SPL)은 기존의 포토리소그래피 공정의 단점을 극복하고, 보다 경제적이며 패턴 디자인 변경이 유연한 미세 패턴 제작 기술임이 확인되었다.(중략)

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2004.07c
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• pp.1967-1968
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• 2004

최근 F. F. Chen 에 의하면 [F.F. Chen and D. Arnush, Phys. Plasmas, 8, 5051(2001)], 원통형 량뮤어 탐침의 경우 플라즈마 전위와 부유 전위의 차(${\triangle}V_{pf}$) 가 상수가 아니며 플라즈마 밀도에 따라 달라지고 밀도가 아주 높은 경우 즉 쉬스가 탐침의 반경보다 아주 얇은 경우에는 ${\triangle}V_{pf}$ 는 평면 탐침과 같이 상수가 된다는 것을 이론적으로 보였다. 이에 본 연구에서는 아르곤 유도 결합 플라즈마에서 원통형 량뮤어 탐침을 사용하여 F. F. Chen의 이론적인 결과를 실험으로 검증하였으며 F.F. Chen 의 이론적인 결과와 잘 일치하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2004.07c
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• pp.1634-1636
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• 2004

반도체 웨이퍼의 면저항을 정밀 측정하는 대표적인 두가지 방법인 4탐침(four point probe)방법과 van der Pauw방법으로 반도체 웨이퍼의 면저항을 비교평가 하였다. 4탐침방법에 의한 측정 시스템을 사용하여 웨이퍼의 전체 면에 대하여 면저항을 측정하고, 같은 웨이퍼의 가장자리 네 지점에 탐침 전극을 구성한 후 van der Pauw 방법으로 면저항을 측정한 결과 4탐침 방법에 의한 측정결과를 기준으로 1 %이하의 일치도를 나타냈다.

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2002.07a
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• pp.130-131
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• 2002

근접장광학현미경(Near-field Scanning Optical Microscope： NSOM)은 회절한계의 분해능으로 표면미소구조의 광학적 특성을 분석할 수 있기 때문에 여러 가지 용도로 응용되고 있다 그러나 NSOM 광 탐침의 경우, 탐침 끝 100nm크기의 구멍으로 출력되는 광 투과율(Throughput)은 거의 10＾-5이하의 Throughput을 나타내기 때문에 NSOM의 응용 범위 확대의 제약조건이 된다. 특히 고밀도 즉 , 나노 크기 정도의 광 정보를 저장할 수 있는 한 방법으로 대두되는 광 탐침을 이용한 근접장 기록의 경우 광투과율 증대는 필수적으로 해결되어야할 부분이다. (중략)

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2003.07a
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• pp.267-269
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• 2003

반도체 웨이퍼 및 각종 박막의 면/비저항(sheet/resistivity resistance)의 측정에 비교적 간단히 측정할 수 있고 측정정확도가 높은 4탐침(four-point probe)방법이 널리 사용되고 있다 또한 4탐침 측정방법은 높은 분해능의 contour map작성과 ion implantation의 doping accuracy 및 doping uniformity의 측정에도 사용된다. 최근 재료의 소형, 박막화 경향으로 볼 때 정확한 비저항 측정의 필요성이 요구되고 있으며 이에 따라 4탐침 측정기술인 single 및 dual configuration method로 실리콘 웨이퍼에 대한 비저항의 측정 정확도를 고찰한 결과 dual configuration 측정방법이 single configuration측정 방법에 비하여 정밀 정확도가 더 좋은 것으로 고찰되었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.143-143
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• 2012

일반적인 라만 분광 시스템은 회절 한계로 인해 공간 분해능이 떨어지며, 시료의 양이 적을 경우에 굉장히 미약하게 발생하는 라만 신호의 검출 감도가 떨어지는 단점이 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 개선하기 위하여 tip-enhanced Raman spectroscopy (TERS)를 구축하였다. 구축한 TERS 시스템은 뾰족한 금속 탐침을 시료 위에 근접시켜 금속 탐침 내에 존재하는 전자와 여기 광 간의 플라즈몬 공명 현상에 의한 광 안테나 효과를 유도하여 라만 분광 시스템의 공간 분해능을 수십 나노미터 정도로 향상시켰으며, 기존의 라만 분광 시스템에서는 검출되지 않는 미약한 라만 신호를 검출할 수 있었다. 구축한 TERS 시스템을 이용하여 탄소나노튜브를 비롯한 다양한 반도체 시료의 라만 스펙트럼 및 라만이미지를 측정하였고, 금속 탐침이 시료위에 근접되지 않은 경우의 측정 결과와 라만 신호의 세기 및 라만 이미지의 공간 분해능을 비교하여 제안하는 TERS 시스템의 효용성을 검증하였다.

• 전기의세계
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• v.42 no.9
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• pp.6-11
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• 1993

미소탐침을 STM과 같이 PZT등의 압전액튜에이터로 대상물을 2차원 또는 2.5차원 주사해서 그 정전량을 화상화하는 주사형 정전용량 현미경(SCaM)의 개발에 대해서 기술했다. 광학현미경과 레이저현미경은 빛을 이용하기 때문에 파장의 제약을 받아 그 분해능의 한계는 0.3[.nu.m]정도이다. 이것에 대해 SCaM은 광학방식가 같은 분해능의 원리적 한계가 없고, 또한 광학상과는 다른 유전율상의 특성화상이 얻어진다. 이와같은 특징에 의해, 최종적으로 0.01[.mu.m]레벨의 분해능을 얻을 수 있는 실용레벨의 현미경을 시험제작함을 목적으로 하고 있다. 본 연구에서는 탐침과 시료표면간의 거리를 진동에 의해 미소로 변화시켰을 때의 정전용량의 변화를 포착하는 미분용량법을 이용했으며, 탐침높이 및 주사시에 있어서의 검출기 출력의 재현성, 즉 신호 검출방식으로서의 S/N이 양호한 동기검파를 이용했을 대해서 실험적 검토를 하였다. 이와같은 검파방식에 의해 잡음, 히스테리시스 등의 영향에 대해 개선이 되고, 분해능도 향상되었다. 더욱이 2.5차원 탐침 주사방식 미분용량형 정전용량 현미경에 의해 칼날 부분 선단부의 확대화상이 명료하게 얻어졌다. 그러나 실용적으로는 아직 불충분하다.