Generation of Low Temperature Plasma at Atmospheric Pressure and its Application to Si Etching in Open Air

Under atmospheric pressure, apparently homogeneous and stable plasma can be generated from insulator barrier rf plasma generators each of which has an rf powered cathode and a grounded anode covered with a dielectric insulating material. In order to characterize the generating plasma under atmospheric pressure, some basic characteristic have been evaluated by the Langmuire probe method as well as by optical emission spectroscopy. From the result of plasma characteristics, the generated plasma was verified to be nonequilibrium; T(electron)>T(excitation)>T(gas). High rate Si(100) etching (($1.5{\mu}m$/min) were achieved by using He plasma containing a small amount of $CF_4$.

대기압 비평형 플라스마의 발생 및 규소(Si)식각에의 응용

대기압 하에서 정상적으로 저온 플라스마가 발생 가능한 장치를 개발했다. 개발한 장치는 접지전극을 유전체로 피복한 용량결합형 전극구조로 되어 있다. rf(13.56 M Hz)을 여기 원으로서 사용한 아르곤(Ar) 또는 헬륨(He)은 플라스마 가스로서 사용했다. 발생한 플라스마는 발광분광법, 플로브 진단법에 의해 특성을 검토했다. 그 결과 전자온도>여기온도>가스온도 관계에 있는 비평형 상태의 플라스마였다. 본 장치를 사용하여 발생한 플라스마에 반응가스(CF4)을 첨가해서 대기 개방 계에서 Si(100)식각($1.5{\mu}m$/min)에 적용하여 높은 처리속도를 실현했다.