• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 춘계학술발표대회
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• pp.39.1-39.1
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• 2009

본 실험은 연성과 광 투명도가 뛰어난 아크릴 (PMMA) 과 폴리카보네이트 (Polycabonate) 기판의 축전 결합형 플라즈마 (CCP) 건식 식각 연구에 관한 것이다. 특히 식각 반응기 내부의 압력 변화에 따른 두 기판의 건식 식각 특성 분석에 초점을 맞추었다. 실험에 사용된 기판은 두께 1mm의 아크릴 (PMMA) 과 폴리카보네이트 (Polycabonate)를 $1.5\times1.5\;cm^2$로 절단하여 Photo-lithography 공정을 통하여 감광제 (Photo-resist)로 패턴하였다. 식각 반응기 내부에 패턴 된 아크릴(PMMA) 과 폴리카보네이트 (Polycabonate)를 넣은 후 반응기 내부 진공 상태로 만들었다. 그 후 5 sccm $O_2$ 가스를 유량조절기 (Mass flow controller)를 통하여 식각 반응기 내부로 유입하여 실험을 하였다. 이때 식각 공정 변수는 식각 반응기 내부 압력과 샘플 척 파워이다. 특성평가 항목은 식각 후 기판 (Substrate)의 식각율 (Etch rate), 식각 선택비 (Selectivity) 그리고 기판 표면 거칠기 (RMS roughness)이다. 실험 결과는 표면 단차 분석기(Surface profiler)를 이용하여 기판 (Substrate)의 표면을 분석 하였다. 또한 OES (Optical Emission Spectroscopy) 를 이용하여 식각 중 내부 플라즈마의 상태를 분석하였다. 본 실험 결과에 따르면 5 sccm $O_2$ 가스와 100 W 척 파워를 고정한 후 반응기 내부의 압력을 25 mTorr에서 180 mTorr까지 변화시켜 실험한 결과 40 mTorr의 반응기 내부 압력에서 실험 자료 중 가장 높은 식각율로 아크릴 (PMMA)은 $0.46\;{\mu}m/min$, 폴리카보네이트 (Polycabonate)는 $0.28\;{\mu}m/min$의 결과를 얻었다. 또한 이 자료를 바탕으로 5 sccm $O_2$ 가스와 반응기 내부 압력을 40 mTorr로 고정시키고 RIE 척 파워를 25 W에서 150 W로 증가시켰을 때 아크릴 (PMMA)의 식각율은 $0.15\;{\mu}m/min$에서 $0.72\;{\mu}m/min$까지 증가하였고, 폴리카보네이트 (Polycabonate) 의 식각율은 $0.1\;{\mu}m/min$에서 $0.36\;{\mu}m/min$까지 증가하였다.

• 한국재료학회지
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• 제11권6호
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• pp.441-447
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• 2001

PACVD 방법으로 다이캐스팅용 금형에 적용할 수 있는 TiN 코팅막을 형성시키는 연구를 하였다. 직류 펄스전원을 사용하여 지름이 4 mm인 작은 동공내부에 최고 20 mm 깊이까지 균일한 TiN 코팅층을 형성할 수 있었다. 코팅공정시 발광분광분석기를 사용해 Ti와 $N_{2}$ 및 $Ar^{+}$의 분광선을 측정함으로써 TiN 코팅막의 형성기구에 대하여 고찰하였다. 듀티비율이 50% 이상인 경우는 Ti, $N_{2}^{+}$ 및 $Ar^{+ }$ 의 분광선이 나타났으나, 듀터비율이 28.6%이하인 경우 분광선이 전혀 나타나지 않았으며 TiN 코팅층의 형성도 불안정하였다. 펄스전원으로 Bipolar로 사용한 경우 Unipolar를 사용한 경우보다 지름이 4 mm인 구멍에서 2배 깊게 코팅되었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.72-74
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• 2004

In this study, we used a inductively coupled plasma (ICP) source for etching $Al_2O_3$ thin films because of its high plasma density, low process pressure and easy control bias power. $Al_2O_3$ thin films were etched using $Cl_2/BCl_3$, $N_2/Cl_2/BCl_3$, and Ar/$Cl_2/BCl_3$ plasma. The experiments were carried out measuring the etch rates and the selectivities of $Al_2O_3$ to $SiO_2$ as a function of gas mixing ratio, rf power, and chamber pressure. When $Cl_2$ 50% was added to $Cl_2/BCl_3$ plasma, the etch rate of the $Al_2O_3$ films was 118 nm/min. We also investigated the effect of gas addition. In case of $N_2$ addition, the etch rate of the $Al_2O_3$ films decreased while $N_2$ was added into $Cl_2/BCl_3$ plasma. However, the etch rate increased slightly as Ar added into $Cl_2/BCl_3$ plasma, and then further increase of Ar decreased the etch rate. The maximum etch rate was 130 nm/min at Ar 20% in $Cl_2/BCl_3$ plasma, and the highest etch selectivity was 0.81 in $N_2$ 20% in $Cl_2/BCl_3$ plasma. And, we obtained the results that the etch rate increases as rf power increases and chamber pressure decreases. The characteristics of the plasmas were estimated using optical emission spectroscopy (OES).

• 한국표면공학회지
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• 제34권1호
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• pp.10-16
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• 2001

Recently plasma etching research has been focused on the metal surfaces in the nuclear industry. In this study, surface etching reaction of metallic Co and Mo, principal contaminants in the spent nuclear components, in CF$_4$/O$_2$, gas plasma has been experimentally investigated to look into the applicability and the effectiveness of the technique for the surface decontamination. Experimental variables are $CF_4$/$O_2$ ratio and substrate temperature between 29$0^{\circ}C$ and 38$0^{\circ}C$. Experimental results Show that the optimum gas composition is 80%CF$_4$-20%$O_2$ and the metallic Co and Mo are etched out well enough in the temperatures range. Cobalt starts to be etched above $350^{\circ}C$ and the etching rate increases with increasing substrate temperature. Maximum rate achieved at 38$0^{\circ}C$ under 220 W r.f. plasma power is 0.06 $\mu\textrm{m}$/min. On the other hand, the metallic Mo is etched easily even at low temperature and the reaction rate drastically increases as the substrate temperature goes up. Highest rate obtained under the same conditions is $1.9\mu\textrm{m}$/min. OES (Optical Emission Spectroscopy) analysis reveals that the intensities of F atom and CO molecule reach maximum at the optimum gas composition, which demonstrates that the principal reaction mechanism is fluorination and/or carbonyl reaction. It is confirmed, therefore, that dry processing technique using reactive plasma is quite feasible and applicable for the decontamination of surface-contaminated parts or equipments.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.82.2-82.2
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• 2013

반도체 및 디스플레이 소자를 생산 하기 위하여 다양하고 많은 공정 기술이 사용 되며 그 중에서 플라즈마를 이용하는 제조공정이 차지 하는 부분은 상당한 부분을 차지 하고 있습니다. 전체 반도체 공정 중 48%가 진공공정이며, 진공공정 중 68% 이상이 플라즈마를 이용하고 있으며, 식각과 증착 장비 뿐만 아니라 세정과 이온증착 에 이르기 까지 다양하며 앞으로도 더욱 범위가 늘어 날 것으로 보입니다. 이러한 플라즈마를 이용한 제조 공정들은 제품의 생산성을 향상 하기 위하여 오염제어 기술을 비롯한 공정관리기술 그리고 고기능 센서기술을 이용한 공정 모니터링 및 제어 기술에 이르기 까지 다양한 기술들을 필요로 합니다. 플라즈마를 이용한 제조 장비는 RF파워모듈, 진공제어모듈, 공정가스제어모듈, 웨이퍼 및 글래스의 반송장치, 그리고 온도제어 모듈과 같이 다양한 장치의 집합체라 할 수 있습니다. 플라즈마의 생성과 이를 제어 하기 위한 기술은 제조장비의 국산화를 위한 부단한 노력의 결실로 많은 부분 기술이 축적되어 왔고 성과를 거두고 있습니다. 그러나 고기능 모니터링 센서 기술 개발은 그 동안 활발 하게 이루어져 오고 있지 않았으며 대부분 외산 기술에 의존해 왔습니다. 세계 반도체 시장은 현재 300 mm 웨이퍼 가공에서, 추후 450 mm 시장으로 패러다임이 변화될 예정이며, 미세화 공정이 더욱 진행 됨에 따라 반도체 제조사들의 관심사가 "성능 중심의 반도체 제조기술"로부터 "오류 최소를 통한 생산성 향상"에 더욱 주목 하고 있습니다. 공정미세화 및 웨이퍼 대구경화로 인해 실시간 복합 센서를 이용한 데이터 처리 알고리즘 및 자동화 소프트웨어의 기능이 탑재된 장비를 요구하고 있습니다. 주식회사 레인보우 코퍼레이션은 플라즈마 Chemistry상태를 정성 분석 가능한 OES (Optical Emission Spectroscopy)를 이용한 EPD System을 상용화 하여 고객사에 공급 중이며, 플라즈마의 광 신호를 실시간으로 고속 계측함과 동시에 최적화된 알고리즘을 이용하여 플라즈마의 이상 상태를 감지하며 이를 통하여 제조 공정 및 장비의 개선을 가능하게 하여 고객 제품의 생산성을 향상 하도록 하는 기술을 개발 하고 있습니다. 본 심포지엄에서는 주식회사 레인보우 코퍼레이션이 개발 중인 "실시간 고속 플라즈마 광 모니터링 기술" 의 개념을 소개하고, 제품의 응용 범위와 응용 방법에 대하여 설명을 하고자 합니다.

• Macromolecular Research
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• 제16권3호
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• pp.204-211
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• 2008

A platinum-catalyzed polyelectrolyte porous membrane was prepared by solid-state compression of electrospun polystyrene (PS) fibers and in-situ metallization of counter-balanced ionic metal sources on the polymer surface. Using this ion-exchange metal-polymer composite system, fiber entangled pores were formed in the interstitial space of the fibers, which were surrounded by sulfonic acid sites ($SO_3^-$) to give a cation-selective polyelectrolyte porous bed with an ion exchange capacity ($I_{EC}$) of 3.0 meq/g and an ionic conductivity of 0.09 S/cm. The Pt loading was estimated to be 16.32 wt% from the $SO_3^-$ ions on the surface of the sulfonated PS fibers, which interact with the cationic platinum complex, $Pt(NH_3)_4^{2+}$, at a ratio of 3:1 based on steric hindrance and the arrangement of interacting ions. This is in good agreement with the Pt loading of 15.82 wt% measured by inductively coupled plasma-optical emission spectroscopy (ICP-OES). The Pt-loaded sulfonated PS media showed an ionic conductivity of 0.32 S/cm. The in-situ metallized platinum provided a nano-sized and strongly-bound catalyst in robust porous media, which highlights its potential use in various electrochemical and catalytic systems.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제59권2호
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• pp.174-179
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• 2021

Recently, hybrid coal research is underway to upgrade low-grade coal. The hybrid coal is made by mixing low-grade coal with bioliquids such as molasses, sugar cane, and lignin. In the case of lignin used here, a large amount of lignin is included in the wastewater of the papermaking process, and thus, research on hybrid coal production using the same is attracting attention. However, since a large amount of metal ions are contained in the lignin wastewater from the papermaking process, substances that corrode the generator are generated during combustion, and the amount of fly ash is increased. To solve this problem, it is essential to remove metal ions in the lignin wastewater. In this study, metal ions were removed by ion exchange with a alumina hollow fiber membrane coated with K-Phillipsite (K-PHI) zeolite. The alumina hollow fiber membrane used as the support was prepared by the nonsolvent induced phase separation (NIPS) method, and K-PHI seeds were prepared by hydrothermal synthesis. The prepared K-PHI seed was seeded on the surface of the support and coated by secondary growth hydrothermal synthesis. The characteristic of prepared coating membrane was analyzed by Scanning Electron Microscope (SEM), X-Ray Diffraction (XRD), Energy Dispersive Spectroscopy (EDX), and the concentration of metal ions before and after ion exchange was measured by Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometer (ICP-OES). The extraction amount of K+ is 86 mg/kg, and the extraction amount of Na+ is 54.9 mg/kg. Therefore, K-PHI zeolite membrane has the potential to remove potassium and sodium ions from the solution and can be used in acidic lignin wastewater.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 1999년도 추계학술발표회 초록집
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• pp.59-59
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• 1999

In this study, planer inductively coupled $Cl_2$ based plasmas were used to etch InGaN and the effects of plasma conditions on the InGaN etch properties have been characterized using quadrupole mass spectrometry(QMS) and optical emission spectroscopy(OES). As process conditions used to study the effects of plasma characteristics on the InGaN etch properties, $Cl_2$ was used as the main etch gas and $CHF_3,{\;}CH_4$, and Ar were used as additive gases. Operational pressure was varied from SmTorr to 3OmTorr, inductive power and bias voltage were varied from 400W to 800W and -50V to -250V, respectively while the substrate temperature was fixed at 50 centigrade. For the $Cl_2$ plasmas, selective etching of GaN to InGaN was obtained regardless of plasma conditions. The small addition of $CHF_3$ or Ar to $Cl_2$ and the decrease of pressure generally increased InGaN etch rates. The selective etching of InGaN to GaN could be obtained by the reduction of pressure to l5mTorr in $CI_2/IO%CHF_3{\;}or{\;}CI_2/IO%Ar$ plasma. The enhancement of InGaN etch rates was related to the ion bombardment for $CI_2/Ar$ plasmas and the formation of $CH_x$ radicals for $CI_2/CHF_3(CH_4)$ plasmas.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.105-105
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• 2009

$ZrO_2$ is one of the most attractive high dielectric constant (high-k) materials. As integrated circuit device dimensions continue to be scaled down, high-k materials have been studied more to resolve the problems for replacing the EY31conventional $SiO_2$. $ZrO_2$ has many favorable properties as a high dielectric constant (k= 20~25), wide band gap (5~7 eV) as well as a close thermal expansion coefficient with Si that results in good thermal stability of the $ZrO_2/Si$ structure. In order to get fine-line patterns, plasma etching has been studied more in the fabrication of ultra large-scale integrated circuits. The relation between the etch characteristics of high-k dielectric materials and plasma properties is required to be studied more to match standard processing procedure with low damaged removal process. Due to the easy control of ion energy and flux, low ownership and simple structure of the inductively coupled plasma (ICP), we chose it for high-density plasma in our study. And the $BCl_3$ included in the gas due to the effective extraction of oxygen in the form of $BCl_xO_y$ compound In this study, the surface kinetic properties of $ZrO_2$ thin film was investigated in function of Ch addition to $BCl_3/Ar$ gas mixture ratio, RF power and DC-bias power based on substrate temperature. The figure 1 showed the etch rate of $ZrO_2$ thin film as function of gas mixing ratio of $Cl_2/BCl_3/Ar$ dependent on temperature. The chemical state of film was investigated using x-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The characteristics of the plasma were estimated using optical emission spectroscopy (OES). Auger electron spectroscopy (AES) was used for elemental analysis of etched surface.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제38권9호
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• pp.611-615
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• 2001

Y₂O₃ 박막은 MFISFET형 FRAM의 절연층으로써 응용이 기대되고 있다. 본 논문에서는 ICP에서 Cl₂/Ar 플라즈마를 이용하여 Y₂O₃ 박막을 식각하였다. Y₂O₃박막의 식각율과 YMnO₃ 에 대한 Y₂O₃ 박막의 선택비를 Cl₂/(Cl₂＋Ar) 가스혼합비에 따라 조사하였다. Cl₂/(Cl₂＋Ar) 가스 혼합비가 0.2일 때 Y₂O₃ 박막의 식각 속도는 302Å/min 으로 최대였으며, 그때 YMnO₃ 에 대한 Y₂O₃ 박막의 선택비는 2.4 이었다. Cl₂가스의 첨가량에 따라 Y₂O₃박막의 식각 속도에 어떠한 영향이 있는지 조사하기 위해 OES를 이용하였고, 식각 후 표면 반응을 알아보기 위하여 XPS 분석을 수행하였다. XPS 분석 결과 Y과 Cl과의 화학 반응이 있음을 확인하였고 그러한 분석결과는 SIMS 분석으로 확인되었다.