• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.460-460
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• 2012

반도체 Device가 Shrink 함에 따라 Pattern Size가 작아지게 되고, 이로 인해 Photo Resist 물질 자체만으로는 원하는 Patterning 물질들을 Plasma Etching 하기가 어려워지고 있다. 이로 인해 Photoresist를 대체할 Hard Mask 개념이 도입되었으며, 이 Hardmask Layer 중 Amorphous Carbon Layer 가 가장 널리 사용되고 지고 있다. 이 Amorphous Carbon 계열의 Hardmask를 Etching 하기 위해서 기본적으로 O2 Plasma가 사용되는데, 이 O2 Plasma 내의 Oxygen Species들이 가지는 등 방성 Diffusion 특성으로 인해, 원하고자 하는 미세 Pattern의 Vertical Profile을 얻는데 많은 어려움이 있어왔다. 이를 Control 하기 인해 O2 Plasma Parameter들의 변화 및 Source/Bias Power 등의 변수가 연구되어 왔으며, 이와 다른 접근으로, N2 및 CO, CO2, SO2 등의 여러 Additive Gas 들의 첨가를 통해 미세 Pattern의 Profile을 개선하고, Plasma Etching 특성을 개선하는 연구가 같이 진행되어져 왔다. 본 논문에서 VLSI Device의 Masking Layer로 사용되는, Carbon 계 유기 층의 Plasma 식각 특성에 대한 연구를 진행하였다. Plasma Etchant로 사용되는 O2 Plasma에 새로운 첨가제 가스인 카르보닐 황화물 (COS) Gas를 추가하였을 시 나타나는 Plasma 내의 변화를 Plasma Parameter 및 IR 및 XPS, OES 분석을 통하여 규명하고, 이로 인한 Etch Rate 및 Plasma Potential에 대해 비교 분석하였다. COS Gas를 정량적으로 추가할 시, Plasma의 변화 및 이로 인해 얻어지는 Pattern에서의 Etchant Species들의 변화를 통해 Profile의 변화를 Mechanism 적으로 규명할 수 있었으며, 이로 인해 기존의 O2 Plasma를 통해 얻어진 Vertical Profile 대비, COS Additive Gas를 추가하였을 경우, Pattern Profile 변화가 개선됨을 최종적으로 확인 할 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제14권10호
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• pp.785-791
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• 2001

High dielectric (Ba, Sr) TiO$_3$ thin films were etched in an inductively coupled plasma (ICP) as a function of Cl$_2$/Ar mixing ration. Under Cl$_2$(20)/Ar(80), the maximum etch rate of the BST films was 400 $\AA$/mim and selectivities of BST to Pt and PR were obtained 0.4 and 0.2, respectively. Etching products were redeposited on the surface of BST and resulted in varying the nature of crystallinity. Therefore, we investigated the etched surface of BST by x-ray photoelectron spectroscopy (XPS) atomic force microscopy (AFM) and x-ray diffraction (XRD). From the result of XPS analysis, we found that residues of Ba-Cl and Ti-Cl bonds remained on the surface of the etched BST for high boiling point. The morphology of the etched surfact was analyzed by AFM. A smoothsurface(roughness ~2.8nm) ws observed under Cl$_2$(20)/Ar(80), rf power of 600 W, dc bias voltage of -250 V and pressure of 10 mTorr. This changed the nature of the crystallinity of BST. From the result of XRD analysis, the crystallinities of the etched BST film under Ar only and Cl$_2$(20)/Ar(80) were maintained as similar to as-deposited BST. However, intensity of BST(100) orientation under Cl$_2$ only plasma was abruptly decreased. This indicated that CI compounds were redeposited on the etched BST surface and resulted in changed of the crystallinity of BST during the etch process.

• 한국진공학회지
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• 제7권4호
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• pp.390-396
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• 1998

헬리콘(Helicon) 플라즈마로부터 중성입자 흐름을 생성하여 높은 에너지의 이온에 의한 기판의 물리적, 전기적 손상을 방지할 수 있는 실리콘 식각공정이 연구되었다. 기판의 하부에 영구자석을 설치하여 cusp모양의 자계를 형성하므로써 이온 및 전자를 기판으로부 터 제거되도록 하였고 이러한 방법으로 완전히 제거되지 않는 이온의 제거를 위해서 기판 하부에 양의 전압을 가하여 자계나 전계에 영향을 받지 않는 중성입자 흐름을 얻을 수 있도 록 하였다. 발생시킨 자계 및 전계의 의해 기판 상부에서의 전자밀도는 자계나 전계가 가해 지지 않은 경우에 비해 약1/1,000정도로 낮아졌으며, 이온밀도 또한 약1/10정도로 감소하였 다. 이러한 공정을 통해 얻어진 실리콘의 식각속도는 $Cl_2$와 10%의 SF6를 혼합하여 사용할 때 $8.5{\times}10^{-4}$Torr의 압력에서 약100$\AA$/min이하로 매우 낮았으며 실리콘의 식각이 비등방성 을 가지며 진행될 수 있음이 보여졌다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제43권1호
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• pp.76-79
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• 2005

Magnetic random access memory(MRAM) 소자재료로 사용되고 있는 NiFe, NiFeCo, Ta 등의 박막을 $Cl_2/Ar$ 유도 결합 플라즈마를 이용하여 식각하였다. NiFe와 NiFeCo의 식각 속도는 특정 ICP 공급 전력에서 최대값을 나타냈지만, Ta의 식각 속도는 ICP 공급 전력이 증가함에 따라 증가하였다. RF 하부전극 전력이 증가하면서 자성박막의 식각 속도는 증가하였지만, 공정압력과 $Cl_2$의 농도가 증가함에 따라 점진적으로 감소하였다. 식각 후에 염소에 의한 표면 부식을 방지하기 위해 이온수로 5분간 세척하였다. 식각 프로파일은 $Cl_2$ 농도가 50%일 경우에 식각 단면에 식각 잔유물들이 존재하지 않는 부드러운 단면을 얻을 수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1998년도 추계학술대회 논문집 학회본부 C
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• pp.798-800
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• 1998

(Ba,Sr)$TiO_3$ thin films were etched with $Cl_2$/Ar gas mixing ratio in an inductively coupled plasma (ICP) by varying the etching parameter such as f power, do bias voltage, and chamber pressure. The etch rate was $560{\AA}/min$ under Cl_2/(Cl_2+Ar)$ gas mixing ratio of 0.2, rf power of 600 W, do bias voltage of 250 V, and chamber pressure of 5 mTorr, At this time, the selectivity of BST to Pt, $SiO_2$ was respectively 0.52, 0.43. The surface reaction of the etched (Ba,Sr)$TiO_3$ thin films was investigated with X-ray photoelectron spectroscopy (XPS).

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2005년도 ICCAS
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• pp.519-524
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• 2005

A numerical process to simulate SiO2 dry etching with inductively coupled C2F6 plasmas has been constructed using a commercial CFD code as a first step to design a run-to-run control system. The simulator was tuned to reasonably predict the reactive ion etching behavior and used to investigate the effects of plasma operating variables on the etch rate and uniformity. The relationship between the operating variables and the etching characteristics was mathematically modeled through linear regression for future run-to-run control system design.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1993년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집 학회본부
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• pp.261-263
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• 1993

The effects of the magnetic field and gas pressure on the etching characteristics were investigated in the axial magnetic field enhanced RIE system. This system has many advantages compared with the conventional RIE system ; the capability of operating at low pressure, low self-bias voltage, high electron density and high etch rate in the low pressure, but also has disadvantages such as the nonconformity of plasma density which intensifies as the magnitude of magnetic field increases. To overcome this problem we made some grooved anode and tried to find the optimal pressure and B-field strength.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2001년도 하계종합학술대회 논문집(2)
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• pp.37-40
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• 2001

The semiconductor's design rule becomes more stringent, hence the silicon-dioxide etching technique is important issue. In this work we compared the etching characteristics of different three types of Plasma source, Normal ICP, magnetized ICP and E-IC $P^{TM}$. The E-IC $P^{TM}$ source shows higher etch rate at lower pressure and this is advantageous for the fine pattern process. The etching characteristics were varied with external magnetic field frequency at I-lCP and this is examined with Nanospe $c^{TM}$ and SEM. We designed Langmuir probe system for time resolved diagnosis. ion density of E-ICP is varying periodically with the applied external magnetic field frequencyquency

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.57-57
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• 2009

In this work, we carried out the variation of surface characteristics of organic polymer films by O2 plasma. The plasma diagnostics were performed by DLP(Double Langmuir Probe) and OES(Optical Emission Spectroscopy) measurements. Moreover, variation of surface characteristics were measured by AFM(Atomic Force Microscope), XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy), and contact angle goniometer. It was found that the etch rate of organic films was controlled by O radicals flux and dc bias voltage. And O radical density and dc bias voltage increased with increasing bias power. So, it was changed surface energy as a function of surface roughness and O/C ratio in organic films.

• 한국표면공학회지
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• 제37권4호
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• pp.220-225
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• 2004

A new ion beam extraction system is designed using a simple ion mass filter and a micro mass balance and a QMS based detecting system. A quadrupole Mass Filter is used for selective ion beam formation from inductively coupled high density plasma sources with appropriate electrostatic lens and final analyzing QMS. Also a quartz crystal microbalance is set between a QMF and a QMS to measure the etching and polymerization rate of the mass selected ion beam. An inductively coupled plasma was used as a ion/radical source which had an electron temperature of 4-8 eV and electron density of $4${\times}$10^{11}$＃/㎤. A computer interfaced system through 12bit AD-DA board can control the pass ion mass of the qmf by setting RF/DC voltage ratio applied to the quadrupoles so that time modulation of pass ion's mass is possible. So the direct measurements of ion - surface chemistry can be possible in a resolution of $1\AA$/sec based on the qcm's sensitivity. A full set of driving software and hardware setting is successfully carried out to get fundamental plasma information of the ICP source and analysed $Ar^{+}$ beam was detected at the $2^{nd}$ QMS.