펄스형 방전플라즈마 발생장치인 플라스마 포커스장치에서 발생하는 가시광선영역의 빛을 시간적분 분석법으로 분광 분석하였다. 플라스마 포커스장치는 펄스방전에 의해 전기에너지를 빛에너지로 발생시킬 수 있는 장치이다. 분광분석기는 초점거리가 0.5 m인 모노크로메터를 사용하였다. 시간적분 분석법은 분광된 일정한 범위의 가시광선영역의 파장대를 필름에 현상하여 densitometer로 분석하는 방법이다. 가시광선 발생은 방전전압과 기체압력의 최적조건에서 발생되었는데 방전전압은 13kV이고 아르곤과 헬륨기체가 가시광선영역의 빛을 발생시키는데 사용되었다.
본 2부의 연구에서는 스파크 플라스마 소결의 온도분포, 상대밀도, 입자성장을 해석 하기 위하여 1부 연구의 시뮬레이션 이론을 바탕으로 스파크 플라스마 소결공정을 유한요소법(FEM)과 몬테카를로법(MCM)으로 전산모사하고 실험치와 비교한다. 전산모사를 통하여 소결체의 소결온도가 높을수록 입자성장이 커지고 밀도가 높아져 기계적 성질이 향상되고, 고상 소결에서 몬테카르로 단계가 증가할 수록 기공의 감소와 입자크기의 증대함을 보여 준다.
본 논문에서는 급변하는 특징을 갖는 부하를 제어하기 위한 병렬부하 공진컨버터의 공진 네트워크를 설계한다. RPG(Remote Plasma Generator)는 플라스마를 생성하기 위한 장치로써 플라스마 발생 전, 후의 부하 조건이 급격하게 달라지는 특징을 갖는다. 이때 플라스마를 발생시키기 위해서는 고전압이 필요하며, 플라스마를 유지하기 위해서는 높은 스위칭 주파수와 일정 크기의 정현파 전류가 필요하다. 이러한 특성을 고려하여 공진 네트워크를 설계하고, 시뮬레이션을 통해 과정의 타당성을 입증한다.
본 논문에서는 플라스마 부하의 특성을 고려하여 LCCL 공진 네트워크가 적용된 RPG (remote plasma generator)용 공진형 인버터를 설계 하고 제어한다. 공진네트워크 설계와 인버터 제어 시, 플라스마 부하가 가지는 특징인 Drop-out 현상을 방지하면서 정격범위 내에서 출력 전류를 얻을 수 있도록 하기 위해 위상천이 기법을 적용할 수 있도록 설계하고 시뮬레이션을 통해 설계된 공진네트워크의 타당성을 검증한다.
chemical mechanical Polishing (CMP)공정 중 제거된 막과 연마재의 지꺼기를 제거하기 위하여 일반적으로 사용하는 scrubbing과 같은 기계적인 세정법으로는 기가급 소자 제조시에 요구되는 $10^{10}/\textrm{cm}^2$ 이하의 오염도에 도달하기 어렵다. 따라서 이러한 기계적인 세정법에 이어 충분히 제거되지 못한 금속오염물을 제거하기 위한 2차 세정이 요구된다. 본 논문에서는 리모트 플라스마 세정법과 UV/$O_3$ 세정법을 사용하여 oxide CMP 후에 웨이퍼 표면에 많이 존재하는 K, Fe, Cu등의 금속오염물을 제거하는데 대한 연구결과를 보고하고자 한다. 리모트 수소 플라스마 세정결과에 의하면, 세정시간이 짧을 수록, rf-power가 증가할수록 세정 효과가 우수한 것으로 나타났으며, CMP 공정 후 웨이퍼 표면에 특히 많이 존재하는 금속 불순물인 K, Fe, Cu 등의 오염 제거를 위한 최적 공정 조건은 세정시간이 1분, rf-power가 100 W인 것으로 나타났다. AFM 분석 결과에 의하면 rf-power의 증가에 따라 표면 거칠기가 미소하게 증가하는데 , 이것은 플라스마에 의한 손상 때문인 것으로 보이나 그 정도는 무시할만하다. 한편, UV/$O_3$ 세정의 경우에는 세정공정시간이 30 sec일때 가장 우수한 세정효과가 얻어졌다. 리모트 수소 플라스마 및 UV/$O_3$ 세정방법에 의한 Si 웨이퍼 표면의 금속 불순물 제거기구는 Si표면 금속오염의 하단층에 생성된 $SiO_2H^+$/ 및 $e^-$와 반응하여 $SiO^*$상태로 휘발될 때 금속불순물이 $SiO^*$에 묻어서 함께 제거되는 것으로 사료된다.
본 연구에서는 아민화 polyolefin-g-GMA 복합음이온 교환섬유를 이용하여 플라스마 산화된 NO의 흡착특성을 고찰하였다. 플라스마 산화에 의한 $NO_2$ 전환율은 NO 200 ppm, 산소 10%, 유속 30 L/min 일 때 최대 49% 이었다. 또한 복합음이온 교환섬유의 $NO_2$ 흡착량은 함수율이 높을수록 증가하였고 함수율이 최대 1.5 g $H_2O/g$ IEF 이었으며, 복합음이온 교환섬유의 $NO_2$ 흡착은 10 분까지 빠르게 진행되었고 120 분에서 최대 80% 흡착되었다. 이온교환 용량은 함수율이 증가함에 따라 증가하였으며, 흡착컬럼 충전 비가 L/D=5에서 0.6 mmol/g IEF로 가장 높았다. 또한 이온교환 섬유의 흡착은 Langmuir 등온흡착 모델보다 Freundlich 등온흡착 모델에 가까웠으며, 다분자층에서의 흡착이 우세하게 발생한 것을 확인할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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