• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.210.2-210.2
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• 2016

An inductively coupled plasma source was prepared for the deposition of a-C:H thin film. Properties of the inductively coupled plasma source are investigated by fluid simulation including Navier-Stokes equations and home-made tuned single Langmuir probe. Signal attenuation ratios of the Langmuir probe harmonic frequency were 13.56Mhz and 27.12Mhz. Dependencies of plasma parameters on process parameters were accord with simulation results. Ar/CH4 plasma simulation results shown that hydrocarbon radical densities have their lowest value at the vicinity of gas feeding line due to high flow velocity. For input power density of 0.07W/cm3, CH radical density qualitatively follows electron density distribution. On the other hand, central region of the chamber become deficient in CH3 radical due to high dissociation rate accompanied with high electron density. The result suggest that optimization of discharge power is important for controlling deposition film quality in high density plasma sources.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.23 no.12
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• pp.915-918
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• 2010

In this work, the etching characteristics of ZnO thin films were investigated using an inductively coupled plasma(ICP) of HBr/Ar/$CHF_3$ gas mixtures. The plasma characteristics were analyzed by a quadrupole mass spectrometer (QMS) and double langmuir probe (DLP). The surface reaction of the ZnO thin films was investigated using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The etch rate of ZnO was measured as a function of the $CHF_3$ mixing ratio in the range of 0-15% in an HBr:Ar=5:2 plasma at a fixed gas pressure (6mTorr), input power (700 W), bias power (200 W) and total gas flow rate(50sccm). The etch rate of the ZnO films decreased with increasing $CHF_3$ fraction due to the etch-blocking polymer layer formation.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2004.07b
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• pp.734-737
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• 2004

The metal-ferroelectric-semiconductor (MFS) structure is widely studied for nondestructive readout (NDRO) memory devices, but conventional MFS structure has a critical problem. It is difficult to obtain ferroelectric films like PZT on Si substrate without interdiffusion of impurities such as Pb, Ti and other elements. In order to solve these problems, the metal-ferroelectric-insulator-semiconductor (MFIS) structure has been proposed with a buffer layer of high dielectric constant such as MgO, $Y_2O_3$, and $CeO_2$. In this study, the etching characteristics (etch rate, selectivity) of MgO thin films were etched using $Cl_2/Ar$ plasma. The maximum etch rate of 85 nm/min for MgO thin films was obtained at $Cl_2$(30%)/Ar(70%) gas mixing ratio. Also, the etch rate was measured by varying the etching parameters such as ICP rf power, dc-bias voltage, and chamber pressure. Plasma diagnostics was performed by Langmuir probe (LP) and optical emission spectroscopy (OES).

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.04b
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• pp.65-65
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• 2009

본 연구에서는 ICP 식각장치 및 $Cl_2$/Ar 플라즈마에 의한 $Ba_2Ti_9O_{20}$(BTO) 박막의 식각 특성을 고찰하였다. XPS 분석 장치를 이용하여 식각 표면 반응을 조사하였으며, 공정 변수 ($Cl_2$/Ar 가스 혼합비, 소스파워, 챔버 압력, 바이어스 파워)에 따라 플라즈마 특성 변화를 Langmuir probe measuring system을 이용하여 추출하였다. $Cl_2$/Ar 가스에서 Ar 가스의 혼합비가 증가함에 따라 BTO 박막의 식각 속도는 감소하였으며, $Cl_2$ 가스만을 사용하는 경우, 31.7 nm/min 으로 가장 높은 식각 속도를 보였다. Ar 가스의 혼합비에 따른 BTO박막의 식각속도 변화는 Langmuir probe 특성과 XPS 분석결과로부터 플라즈마 내에 형성되는 Cl radical density와 밀접한 관련이 있는 것으로 판단할 수 있다.

• Aerospace Engineering and Technology
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• v.1 no.2
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• pp.83-90
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• 2002

This paper describes the development of scientific payload system onboard the KSR-III. The ozone detector(UVR), Langmuir electron probe(LEP), airglow photometer(AGP), and magnetometer(MAG) constitute this system. The purpose of the ozone detector is to measure the ozone density profile and the LEP measures the electron density and temperature in the ionosphere over the Korean Peninsula. The AGP detects airglow in the mesosphere over the Korean Peninsular. The MAG provides rocket attitude and the magnetic fluctuation information during the flight. With the developed payloads, the ground calibration tests and the environmental tests have been performed.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• v.6 no.2
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• pp.46-50
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• 2005

BST thin films were etched with inductively coupled CF$_{4}$/(Cl$_{2}$+Ar) plasmas. The etch characteristics of BST thin films as a function of CF$_{4}$/(Cl$_{2}$+Ar) gas mixtures were analyzed using optical emission spectroscopy (OES) and Langmuir probe. The BST films in CF$_{4}$/Cl$_{2}$/Ar plasma is mainly etched by the formation of metal chlorides which depends on the emission intensity of the atomic Cl and the bombarding ion energy. The maximum etch rate of the BST thin films was 53.6 nm/min because small addition of CF$_{4}$ to the Cl$_{2}$/Ar mixture increased chemical and physical effect. A more fast etch rate of BST films can be obtained by increasing the DC bias and the RF power, and lowering the working pressure.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.150-150
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• 2011

Electron-neutral collision frequency is one of the important parameters in the plasma physics. Recently, It is employed to monitor the plasma processing in industrial plasma engineering [1]. Using the wave-cutoff probe with network analyzer, the plasma impedance was measured in inductively coupled argon plasma and analyzed to determine the resonance frequency. The electron-neutral collision frequency is directly calculated from the resonance frequency. The calculated electron-neutral collision frequency is good agree with reference which is calculated by measured EEDF using single langmuir probe (SLP).

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.437-437
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• 2010

DC Hollow cathode 방전은 약 100여 년 전, Paschen에 의해 실험된 이후로 광원, 스퍼터링 공정, 이온빔 소스 등 다양한 분야에 이용되어 왔다. 최근 태양전지용 마이크로 결정질 실리콘 증착 시, RF CCP의 전극에 복수의 홀 혹은 트렌치 구조를 두어 Hollow cathode 방전 효과를 이용하여 향상된 공정 속도로 공정을 진행한다. 그러나 RF-MHCD (Multi hole cathode discharge) 공정을 위한 최적 규격의 홀 기에 관한 연구는 그 중요성과 응용성에도 불구하고 깊게 이루어지지 못한 바 있다. 그러므로 저자는 Capacitively Coupled Plasma (전극 간격 : 4cm, 전극 직경 : 14cm) 장비에서 평면 전극과 10mm 깊이와 각각 3.5mm, 5mm, 7mm, 10mm 직경의 홀이 있는 4개의 전극을 이용하여 Argon RF-MHCD 방전을 관찰하여 조건 별 최적의 홀 전극 디자인을 도출하였다. 실험 조건은 64.5mTorr ~ 645mTorr압력 범위/ 1A~9A이며, 플라즈마는 전극 사이 중앙에 설치한 RF-compensated Langmuir Probe와, 전극과 전기적으로 접촉하는 1000:1 Probe 와 Voltage-Current Probe를 이용하여 측정되었다. 실험 결과 압력 조건 별로, 최적의 전자 밀도를 유도하는 전극 상 홀의 직경이 달라짐을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.91.2-91.2
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• 2016

반도체 및 디스플레이 등과 같은 전자산업분야에 플라즈마를 이용한 생산공정이 폭넓게 활용됨에 따라서 공정 결과를 예측하고 조절할 수 있는 플라즈마 변수 측정 및 진단기술의 중요성은 더욱 증가되고 있다. 플라즈마 진단을 위해 가장 많이 사용되고 있는 량뮤어 탐침(Langmuir Probe)은 수십 볼트(V)의 전압을 탐침에 인가하여 들어오는 전류(I)를 측정한 I-V curve의 해석을 바탕으로 플라즈마 변수들(전자밀도, 전자온도, 플라즈마 전위, ${\cdots}$)을 측정하는 방법으로 탐침에 인가한 전압으로 인하여 플라즈마가 영향을 받고 이로인하여 공정 결과에 변화를 줄 수 있다. 또한, 증착공정과 같이 공정과정 중에 탐침의 증착으로 인해 탐침으로 들어와야하는 전자 및 이온의 양이 감소하여 측정에 오차가 발생할 수 있어 공정 플라즈마 진단에 적합하지 않다. 따라서 공정 플라즈마의 정확한 측정을 위해서는 플라즈마에 대한 영향을 최소화하고 증착으로 인하여 탐침이 오염 되는 환경에서도 플라즈마 변수를 정확히 측정할 수 있는 진단 장치가 요구된다. 마이크로웨이브를 이용한 진단장치들은 1 mW 이하의 매우 작은 파워를 사용하기 때문에 플라즈마에 영향을 최소화하여 보다 정확한 플라즈마 진단이 가능하다. 또, 유전체 투과특성이 있는 마이크로웨이브를 이용하기 때문에 탐침이 유전체로 증착되었다 하더라도 측정에는 문제가 없어 공정 플라즈마 진단에 용이하다. 이런 장점들로 인하여 헤어핀 탐침(Hairpin probe), 컷오프 탐침(cutoff probe), 임피던스 탐침(Impedance probe) 등과 같이 마이크로웨이브를 이용하여 다양한 형태의 진단 장치들이 개발되었다. 본 발표에서는 마이크로웨이브를 이용한 다양한 형태의 진단 장치들을 소개하고 각각이 가지는 장단점을 정리하여 각 진단장치들이 측정이 적합한 영역을 소개할 예정이다.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.16 no.1
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• pp.11-18
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• 2003

In this study we attempted to diagnose the states and properties of plasma generated while depositing SiON thin films using PECVD (Plasma enhanced chemical vapor deposition). The temperature and density of electron gases formed in a PECVD chamber were measured by Langmuir probe method. Their values were also estimated under some assumptions we made in this work. Comparison between experimental and theoretical values of the temperature and density of electron gases was made. The experimental and estimated results revealed that, as RF Power gets higher, the electron density linearly increases, but that the electron temperature does not vary.