• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.98-100
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• 2004

In this study, PST thin films were etched with inductively coupled $Cl_2/(Cl_2+Ar)$ plasmas. The etch characteristics of PST thin films as a function of $Cl_2/(Cl_2+Ar)$ gasmixtures were analyzed by using quadrupole mass spectrometer (QMS). Systematic studies were carried out as a function of the etching parameters, including the RF power and the working pressure. The maximum PST film etch rate is 56.2 nm/min, because a small addition of $Cl_2$ to the $Cl_2$/Ar mixture increased the chemical effect. It was proposed that sputter etching is the dominant etching mechanism while the contribution of chemical reaction is relatively low due to low volatility of etching products.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2004년도 추계학술대회 논문집 Vol.17
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• pp.187-190
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• 2004

In this study, PST thin films were etched with inductively coupled $Cl_2/(Cl_2+Ar)$ plasmas. The etch characteristics of PST thin films as a function of $Cl_2/(Cl_2+Ar)$ gasmixtures were analyzed by using quadrupole mass spectrometer (QMS). Systematic studies were carried out as a function of the etching parameters, including the RF power and the working pressure. The maximum PST film etch rate is 56.2 nm/min, because a small addition of $Cl_2$ to the $Cl_2/Ar$ mixture increased the chemical effect. It was proposed that sputter etching is the dominant etching mechanism while the contribution of chemical reaction is relatively low due to low volatility of etching products.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2004년도 하계학술대회 논문집 Vol.5 No.2
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• pp.834-837
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• 2004

BST thin films were etched with inductively coupled $CF_4(C1_2+Ar)$ Plasmas. The maximum etch rate of the BST thin films was 53.6 nm/min for a 10 % $CF_4$ to the $Cl_2/Ar$ gas mixture at RF power of 700 W, DC bias of -150 V, and chamber pressure of 2 Pa. Small addition of $CF_4$ to the $Cl_2/Ar$ mixture increased chemical effect. Consequently, the increased chemical effect caused the increase in the etch rate of the BST thin films. To clarify the etching mechanism, the surface reaction of the BST thin films was investigated by X-ray photoelectron spectroscopy.

• 한국재료학회지
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• 제3권4호
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• pp.327-335
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• 1993

Helmholz구성을 가진 두개의 전자석에 의해 작동되는 RF cylindrical magnetron을 사용하여 이의 플리즈마 성질을 가한 자장의 함수로 조사하고, 또한 $CHF_3$와 $CF_4/H_2$를 3mTorr의 낮은 압력하에서 사용하여 실리콘의 반응성 이온 건식식각 특성을 조사하였다. 또한 여러 자장의 크기 및 개스 분위기하에서 식각한 실리콘으로 제조한 Schottky다이오드의 전류-전압 특성으로 식각으로 인한 실리콘의 손상정도를 측정하였다. Cylindrical magnetron에 가한 자장을 증가시킴에 따라 플라즈마내이온밀도 및 분해될 개스밀도(radical density)가 직선적으로 증가하였으며 시편이 위치한 전극에 유도되는 직류 자기 바이아스 전압(dc self-bais voltage)은, 반면, 지수적인 감소를 하였다. 100Gauss부근의 자장을 가한 경우에 최대의 식각속도를 갖고 이때의 실리콘의 식각속도가 자장을 가하지 않은 경우에 비해서 5배정도로 증가하였으며, 전지적인 특성 역시 습식방법을 사용하여 식각한 실리콘에 가까운 정도의 이온 손상이 없느 식각상태를 얻을 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.200-200
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• 2013

기존 메모리 반도체에 비교해 빠른 재생속도와 높은 집적도, 비휘발성 등의 특성을 가지는 MRAM (Magnetic Random Access Memory)은 DRAM, flash memory 등을 대체할 수 있는 차세대 기억 소자로서 CoFeB/MgO/CoFeB로 구성된 한 개의 MTJ (Magnetic Tunnel Junction)를 단위 메모리로 사용한다. 이 MTJ 물질들은 고밀도 플라즈마를 이용한 건식 식각공정시 Cl2, BCl3 등과 같은 chlorine 을 포함한 가스를 이용하여 왔으나 식각 후 sidewall에서 발생하는 부식과 식각 선택비 확보의 어려움 등으로 마스크 물질에 제약을 받고 소자 특성이 감소하게 되는 등의 문제가 있다. 따라서 이러한 식각 문제점을 해결하기 위한 대안으로 noncorrosive 가스인 CO/NH3, CH3OH, CH4 등을 이용한 MTJ 식각 연구가 진행되어 오고 있으며 이중 CO/NH3 혼합가스는 부식성이 없고 hard mask와의 높은 선택비를 가지는 기체로 CO gas에 NH3 gas를 첨가하게 되면 etch rate이 증가하는 특성을 보인다. 또한 rf pulse-biased power를 이용하여 이온의 입사를 시간에 따라 제어함으로써 pulse off time 때 etch gas와 MTJ 물질간의 chemical reaction을 향상시킬 수 있다. 따라서 본 연구에서는 CO/NH3 혼합가스를 이용하여 다양한 rf pulse-biased power 조건에서 MTJ 물질인 CoFeB, MgO와 hard mask 물질인 W을 식각 한 뒤 식각특성을 분석하였으며 MTJ surface의 chemical binding state, surface roughness 측정을 진행하였다. 식각 샘플의 측정은 Alpha step profiler, XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy), AFM (Atomic Force Microscopy)를 통해 진행되었다. Time-averaged pulse bias에서는 duty ratio가 감소할수록 etch rate의 큰 감소 없이 CoFeB/W, MgO/W 물질의 etch selectivity가 향상됨을 확인할 수 있었으며 pulse off time 구간에서의 chemical reaction 향상으로 인해 식각부산물의 재증착이 감소하고 CoFeB의 surface roughness가 감소하는 것을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.65-65
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• 1999

Dry etching technique provides more easy controllability on the etch profile such as anisotropic etching than wet etching process and the results of lots of researches on the characterization of various plasmas or ion beams for semiconductor etching have been reported. Chlorine-based plasmas or chlorine ion beam have been often used to etch several semiconductor materials, in particular Si-based materials. We have studied the effect of He flow rate on the Si and SiO2 dry etching using chlorine-based plasma. Experiments were performed using reactive ion etching system. RF power was 300W. Cl2 gas flow rate was fixed at 58.6 sccm, and the He flow rate was varied from 0 to 120 sccm. Fig. 1 presents the etch depth of si layer versus the etching time at various He flow rate. In case of low He flow rate, the etch rate was measured to be negligible for both Si and SiO2. As the He flow increases over 30% of the total inlet gas flow, the plasma state becomes stable and the etch rate starts to increase. In high Ge flow rate (over 60%), the relation between the etch depth and the time was observed to be nearly linear. Fig. 2 presents the variation of the etch rate depending on the He flow rate. The etch rate increases linearly with He flow rate. The results of this preliminary study show that Cl2/He mixture plasma is good candidate for the controllable si dry etching.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1999년도 추계학술대회 논문집 학회본부 C
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• pp.863-866
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• 1999

(Ba,Sr)$TiO_3$ thin films have attracted groat interest as new dielectric materials of capacitors for ultra-large-scale integrated dynamic random access memories (ULSI-DRAMs) such as 1 Gbit or 4 Gbit. In this study, inductively coupled $BCl_3/Cl_2$/Ar plasmas was used to etch (Ba,Sr)$TiO_3$ thin films. RF power/dc bias voltage = 600 W/-250 V and chamber pressure was 10 mTorr. The $Cl_2/(Cl_2+Ar)$ was fixed at 0.2, the (Ba,Sr)$TiO_3$ thin films were etched adding $BCl_3$. The highest (Ba,Sr)$TiO_3$ etch rate is 480$\AA/min$ at 10 % $BCl_3$ adding to $Cl_2$/Ar. The characteristics of the plasmas were estimated using optical emission spectroscopy (OES). The change of Cl, B radical density measured by OES as a function of $BCl_3$ percentage in $Cl_2$/Ar. The highest Cl radical density was shown at the addition of 10% $BCl_3$ to $Cl_2$/Ar. To study on the surface reaction of (Ba,Sr)$TiO_3$ thin films was investigated by XPS analysis. Ion enhancement etching is necessary to break Ba-O bond and to remove $BaCl_2$. There is a little chemical reaction between Sr and Cl, but Sr is removed by physical sputtering. There is a chemical reaction between Ti and Cl, and Tic14 is removed with ease. The cross-sectional of (Ba,Sr)$TiO_3$ thin film was investigated by scanning electron microscopy (SEM), the etch slope is about $65\;{\sim}\;70$.

• 한국진공학회지
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• 제17권1호
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• pp.16-22
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• 2008

[ $O_2/SF_6$ ], $O_2/N_2$ 그리고 $O_2/CH_4$의 혼합 가스를 이용하여 폴리카보네이트의 플라즈마 식각을 연구하였다. 플라즈마 식각 장비는 축전 결합형 플라즈마 시스템을 사용하였다. 폴리카보네이트 식각은 감광제 도포 후에 UV 조사의 포토리소그래피 방법으로 마스크를 제작하여 실험하였다. 본 식각 실험에서는 $O_2$와 다른 기체와의 혼합비와 RIE 척 파워 증가에 따른 폴리카보네이트의 식각 특성 연구를 중심으로 하였다. 특히 건식 식각 시에 사용한 공정 압력은 100 mTorr로 유지하였으며 공정 압력은 기계적 펌프만을 사용하여 유지하였다. 식각 실험 후에 표면 단차 측정기, 원자력간 현미경 그리고 전자 현미경 등을 이용하여 식각한 샘플을 분석 하였다. 실험 결과에 의하면 폴리카보네이트 식각에서 $O_2/SF_6$의 혼합 가스를 사용하면 순수한 $O_2$나 $SF_6$를 사용한 것보다 각각 약 140 % 와 280 % 정도의 높은 식각 속도를 얻을 수 있었다. 즉, 100 W RIE 척 파워와 100 mTorr 공정 압력을 유지하면서 20 sccm $O_2$의 플라즈마 식각에서는 약 $0.4{\mu}m$/min, 20 sccm의 $SF_6$를 사용하였을 때에는 약 $0.2{\mu}$/min의 식각 속도를 얻었다. 그러나 60 %의 $O_2$와 40 %의 $SF_6$로 혼합된 플라즈마 분위기에서는 20 sccm의 순수한 $O_2$에 비해 상대적으로 낮은 -DC 바이어스가 인가되었음에도 식각 속도가 약 $0.56{\mu}m$/min으로 증가하였다. 그러나 $SF_6$ 양의 추가적인 증가는 폴리카보네이트의 식각 속도를 감소시켰다. $O_2/N_2$와 $O_2/CH_4$의 플라즈마 식각에서는 $N_2$와 $CH_4$의 양이 각각 증가함에 따라 식각 속도가 감소하였다. 즉, $O_2$에 $N_2$와 $CH_4$의 혼합은 폴리카보네이트의 식각 속도를 저하시켰다. 식각된 폴리카보네이트의 표면 거칠기 절대값은 식각 전에 비해 $2{\sim}3$ 배정도 증가하였지만 전자현미경으로 표면을 관찰 하였을 때에는 식각 실험 후의 폴리카보네이트의 표면이 깨끗한 것을 확인할 수 있었다. RIE 척 파워의 증가는 -DC 바이어스와 폴리카보네이트의 식각 속도를 거의 선형적으로 증가시켰으며 이 때 폴리카보네이트의 감광제에 대한 식각 선택비는 약 1:1 정도였다. 본 연구의 의미는 기계적 펌핑 시스템만을 사용한 간단한 플라즈마 식각 시스템으로도 $O_2/SF_6$의 혼합 가스를 사용하면 폴리카보네이트의 미세 구조를 만드는데 사용이 가능하며 $O_2/N_2$와 $O_2/CH_4$의 결과에 비해 상대적으로 우수한 식각 조건을 얻을 수 있었다는 것이다. 이 결과는 다른 폴리머 소재 미세 가공에도 응용이 가능하여 앞으로 많이 사용될 수 있을 것으로 예상한다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제9권2호
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• pp.27-31
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• 2002

본 연구에서는 ICP 식각장비에서 700 W의 RF전력과 -200 vo1t의 dc 바이어스 전압 및 15 mTorr의 반응로 압력에서 $Ar/CF_2$ 혼합가스에 $C1_2$가스를 첨가하면서 $CeO_2$ 박막을 식각하였다 최대식각 속도는 10%의 $C1_2$ 가스를 첨가하였을 시에 250 $\AA$/min이었고, 이 조건에서 SBT에 대한 식각 선택비는 0.4이었다. XPS를 이용하여 식각된 $CeO_2$ 박막의 표면반응을 검토하였다. Ce 피크는 대부분 $CeO_2$또는 $Ce_2O_3$형태로 Ce-O 결합상태임을 관찰할 수 있었다. 대부분의 Cl 피크는 CeClx 또는 $Ce_x/O_yCl_z$ 형태로 Ce 원자와 결합하고 있었다

• 조명전기설비학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.52-59
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• 2004

미립자 플라즈마란 입경이 수[$\mu\textrm{m}$]이하의 거의 일정한 크기를 가진 미립자가 다수로 생성 및 유지되면서, 정 또는 부외 전하를 가지고 기체 플라즈마 중에 부유하는 상태를 말한다. 플라즈마 프로세스에서는 이러한 미립자가 집적회로에 중착되어 막의 열화, 회로 배선의 불량 및 단선 등의 약영향을 끼치는 것으로 인식되고 있으며, 이러한 부분에 대한 억제나 제어에 관한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 유체 모델을 이용한 시뮬레이션으로부터 방전 챔버내의 Ar 플라즈마의 현상을 이해하고, Ar 플리즈마 중에 미립자를 투입하여 그 움직임을 분석하여, 플라즈마 중의 미립자 운동의 핵석 결과로서는, 하부 전극 면위에 비교적 규칙성을 갖는 미립자가 배열하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 약 전리 플라즈마에서는 전지의 이동로가 크기 때문에 미립자의 대전량은 평균 전자 에너지에 크게 의존하는 것을 알 수 있었다.