• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2012.05a
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• pp.220-220
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• 2012

저밀도 알곤 유도결합플라즈마(Ar-ICP) 를 적용한 그래핀 클리닝 연구를 보고한다. 알곤 축전결합플라즈마(Ar-CCP)는 높은 이온포격에너지 (수백 eV) 로 인하여 그래핀의 C-C $sp_2$ bonding을 쉽게 파괴하고 defect을 형성시킨다. 그러나 저밀도 ($n_i$ < $5{\times}10^8cm^{-3}$) Ar-ICP 에 노출된 그래핀은 낮은 이온포격에너지, 이온밀도로 인하여 defect 이 형성되지 않고 residue 제거가 가능하였다. Graphene 이 집적된 back-gated field effect transistor (G-FET) 가 저밀도 Ar-ICP 에 노출될 경우 resist residue 제거로 인하여 $V_{dirac}$ 이 0 V 방향으로 이동하고 mobility 가 증가하는 것을 확인하였다.

• The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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• v.24 no.3
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• pp.331-336
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• 2013

In this paper, plasma modeling is achieved using fluid dynamics, thereby electron density is derived. The way proposes the key to overcoming the limitations of conventional researches which adopt simplified plasma model. The result is coupled with Maxwell-Boltzmann system in order to calculate scattering waves in various incident angle. The first part is dedicated to perform plasma modeling in dielectric barrier discharge(DBD) structure. Suzen-Huang model is adopted among various models due to the fact that it uses time independent variables to calculated potential and electron distribution in static system. The second part deals with finite difference time domain(FDTD) scheme which computes the scattered waves when the modulated Gaussian pulse is incident. Founded on it, radar cross section(RCS) is observed. Consequently, RCS is decreased by 1~2 dB with DBD plasma. The result is analogous to the RCS measurement in other researches.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.209-209
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• 1999

현재 magnetron sputter는 반도체, LCD 등을 포함하는 microelectronics 산업에서 박막형성을 위한 주요 장비로 널리 쓰이고 있으며, 소자의 고집적화 및 대형화 추세에 따라 그 이용가치는 더욱 증대되고 있다. 본 연구엣는 TFT-LCD용 Color Filter 제조시 ITO박막형성을 위해 사용하는 magnetron sputter 내부의 플라즈마 분포 및 ion kinetic energy에 대한 해석을 실시하였으며, ITO target의 erosion 형상의 원인을 실험결과와 비교하였다. Magnetron sputtering은 target에 가해지는 bias 전압(DC 혹은 RF)에 의해 target과 shield 혹은 target과 substrate 사이에서 생성될 수 잇는 플라즈마를 target 및 부분에 붙어있는 영구자석을 이용하여 target 근처에 집중시키고, target 표면과 플라즈마 사이의 전위차에 의해 가속된 이온들이 target 표면과 충돌하여 이차 전자방출을 일으킴과 동시에 target 표면에서 sputtering을 일으키고, 이들 sputtered 된 중성의 atom 들이 substrate로 날아가 박막을 형성하는 원리로 작동된다. 이때 target에서 방출되는 이차전자들은 영구자석에 의한 자기장 효과에 의해 target 근처에 갇히게 되어 중성 기체분자들과 이온화반응을 통해 플라즈마를 유지하고 그 밀도를 높혀주는 역할을 담당하게 된다. 즉 낮은 압력 및 bias 전압에서도 플라즈마 밀도를 높일수 있고 sputtering 공정이 가능한 장점을 가지고 있다. Magnetron sputtering 현상에 대한 시뮬레이션은 크게 magnetron discharge와 sputtering에 대한 해석 두가지로 나누어 볼 수 있는데, sputtering 현상 자체를 수치묘사할 수 있는 정량적인 모델은 아직까지 명확하게 정립되어 있지 않다. 따라서 본 연구에서는 magnetron plasma 자체에 대한 수치해석에 주안점을 두고 아울러 bulk plasma 영역에서 target으로 입사하는 이온들의 입사에너지 및 입사각도 등을 Monte Carlo 방법으로 추적하여 sputtering 현상을 유추해보았다. Sputtering 현상을 살펴보기 위해 magnetron sputter 내 플라즈마 밀도, 전자온도, 특히 target 및 substrate를 충돌하는 이온의 입사에너지 및 입사각 분포등을 계산하는데 hybrid 방법으로 시뮬레이션을 하였다. 즉 ion과 bulk electron에 대해서는 fluid 방식으로 접근하고, 이차전자 운동과 그로 인한 반응관계 및 target으로 입사하는 이온의 에너지와 입사각 분포는 Monte-Carlo 방법으로 처리하였다. 정지기장해석의 경우 상용 S/W인 Vector Fields를 사용하였다. 이를 통해 sputter 내 플라즈마 특성, target으로 입사하는 이온에너지 및 각 분포, 이들이 target erosion 형상에 미치는 영향을 살펴보았다. 또한 이들 결과로부터 간단한 sputtering 모델을 사용하여 target으로부터 sputter된 입자들이 substrate에 부착되는 현상을 Monte-Carlo 방법으로 추적하여 성막특성도 살펴보았다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.19 no.3
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• pp.190-198
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• 2010

Asymmetric model for plasma uniformity by Ar and $CF_4$ was modeled by the antenna structure, the diameter of chamber, and the distance between source and substrate for the development of plasma equipment for 450 mm wafer. The aspect ratio of chamber was divided by diameter, distance from substrate, and pumping port area. And we found the condition with the optimized plasma uniformity by changing the antenna structure. The drift diffusion and quasi-neutrality for simplification were used, and the ion energy function was activated for the surface recombination and etching reaction. The uniformity of plasma density on substrate surface was improved by being far of the distance between substrate wall and chamber wall, and substrate and plasma source. And when the antenna of only 2 turns was used, the plasma uniformity can improve from 20~30% to 4.7%.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.29-29
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• 2011

플라즈마 진단법은 플라즈마를 분석 및 이해하는데 매우 중요하다. 최근 플라즈마 쉬스의 비선형성을 이용한 고조화파 분석법이 개발되었다. 플라즈마 쉬스에 정현 전압을 인가하면, 쉬스의 비선형성 때문에 고조화 전류들이 발생하게 되는데, 이 고조파 전류들을 분석하면 플라즈마밀도와 전자 온도를 측정할 수 있다. 이 방법은 실시간 또는 고속으로 플라즈마 측정이 가능하고, 부도체 탐침을 사용할 수 있기 때문에, 식각 또는 증착 플라즈마에서는 측정이 가능한 장점이 있다. 본 발표에서는 진단법의 원리와 공정 플라즈마 장비에서 진단 결과들을 소개하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2015.11a
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• pp.178-179
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• 2015

량뮤어 탐침 기반의 부유 고조화 분석법이 최근 개발되어서 증착, 식각 공정에서 플라즈마 변수 진단이 가능하게 되었다. 고조화 분석법은 탐침에 교류의 전압을 인가하고, 탐침 전류를 측정하는 방식이다. 탐침 쉬스의 비선형성으로 인해 전류의 고조화 성분들이 생긴다. 이러한 고조화 전류 성분들은 플라즈마 변수인 밀도와 전자온도의 함수로 주어지고, 고조화 전류 성분들로부터 밀도와 전자온도를 추출할 수 있다. 또한 전류와 전압의 위상차를 측정하여 탐침-플라즈마의 임피던스의 리액턴스 성분으로부터 탐침에 증착되는 막의 두께도 모니터링이 가능하다. 이러한 부유 고조화 분석법을 적용하여 공정 플라즈마 진단 모니터링 결과를 소개한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2015.05a
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• pp.84-84
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• 2015

플라즈마를 이용한 반도체 미세 공정에서 플라즈마 밀도, 균일성 등과 같은 플라즈마 특성을 조절하는 것은 차세대 공정 장비 개발에 있어 매우 중요한 요소이다. 본 연구에서는 이러한 플라즈마 특성을 효율적으로 제어하기 위해 서로 다른 주파수를 사용하는 2개의 안테나에 pulse 신호를 적용하여 각 안테나에 인가되는 펄스 신호에 따른 플라즈마의 특성을 알아보았다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.3 no.4
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• pp.457-465
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• 1994

유도결합 플라즈마의 해석식으로 양극성 확산, 정상상태를 가정한 확산식, 열평형식과 변위전류 를 무시한 맥스웰 식을 사용하였다. 해석기법으로는 유한 차분법과 적분법을 축대칭 2차원(R, Z)모델에 적용하였다. 유도 결합 플라즈마장치의 RF 전력, 압력, 석영창 두께, 차폐부 높이에 따른 전자온도, 전자 밀도, 등가 정항 등가 인덕턴스 효율 결합계수 K, Q-factor의 변화를 구하였다. 특히 등가정항은 진공챔 버, 차폐부 및 코일의 손실저항을 고려하여 구하였다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 1999.05a
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• pp.57-57
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• 1999

핵연료 펠렛제조공정의 단순화를 위하여 분말을 플라즈마로 용융시킨 후 이를 펠렛몰더에 직접 침적시키는 방법으로 핵연료를 제조하고자 하였다. 침적물의 밀도에 미치는 영향을 관찰하기 위하여 쉬스가스 조성, 플라즈마 동력, 챔버내부압력 및 분말 공급량, 입자크기, 분사관 위치, 분사거리 및 쉬스가스조성 등을 변수로 하였다$^{1)}$ . 실험으로 얻어진 결과는 ANOVA(Analysis of Variance)의 통계적 방법으로 각각의 인자가 밀도에 미치는 영향의 크기뿐만 아니라, 두 가지 이상의 인자가 조합되어 나타나는 영향에 대해서도 분석하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2013.05a
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• pp.205-205
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• 2013

플라즈마 밀도, 전자 온도, 쉬스 전압이 플라즈마 디웨팅으로 나노 분말 어레이를 제작할 때에 끼치는 영향을 연구하였다. 플라즈마 변수를 조절하여 기판에 입사하는 이온 충돌 에너지가 높은 조건에서는 디웨팅 시에 홀이 상대적으로 많이 생성이 되어 균일한 구리 나노 분말이 생성되었고, 반대의 경우에는 디웨팅 시 홀이 적게 생성되어 크고 작은 나노분말이 혼재해 있는 불균일한 구리 나노 분말 어레이가 형성되었다. 따라서 이온 충돌 에너지를 조절하면 구리 나노 분말의 균일도를 조절할 수 있다.