• 제목/요약/키워드: $CF_4$ Plasma

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$Ar/Cl_{2}/CF_{4}$ 고밀도 플라즈마를 이용한 강유전체 $YMnO_3$의 건식식각 특성연구 (Dry Etch Characteristic of Ferroelectric $YMnO_3$ Thin Films Using High Density $Ar/Cl_{2}CF_{4}\;PAr/Cl_{2}/CF_{4}$ 고밀도lasma)

  • 박재화;김창일;장의구;이철인;이병기
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2001년도 추계학술대회 논문집 Vol.14 No.1
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    • pp.213-216
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    • 2001
  • Etching behaviors of ferroelectric $YMnO_3$ thin films were studied by an inductively coupled plasma (ICP). Etch characteristic on ferroelectric $YMnO_3$ thin film have been investigated in terms of etch rate, selectivity and etch profile. The maximum etch rate of $YMnO_3$ thin film is $300{\AA}/min$ at $Ar/Cl_2$ of 2/8, RF power of 800W, dc bias voltage of 200V, chamber pressure of 15mTorr and substrate temperature of $30^{\circ}C$. Addition of $CF_4$ gas decrease the etch rate of $YMnO_3$ thin film. From the results of XPS analysis, YFx compounds were found on the surface of $YMnO_3$ thin film which is etched in $Ar/Cl/CF_{4}$ plasma. The etch profile of $YMnO_3$ film is improved by addition of $CF_4$ gas into the $Ar/Cl_2$ plasma. These results suggest that fluoride yttrium acts as a sidewall passivants which reduce the sticking coefficient of chlorine on $YMnO_3$.

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Cl2/CF4 플라즈마에 Ar, O2 첨가에 따른 PZT 박막의 식각 손상 개선 효과 (Reduce of Etching Damage of PZT Thin Firms with Addition of Ar and O2 in Cl2/CF4 Plasma)

  • 강명구;김경태;김창일
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제15권4호
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    • pp.319-324
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    • 2002
  • In this study, the reduce of plasma etching damage in PZT thin film with addictive gas and re-annealing after etching have been investigated. The PZT thin films were etched as a function of $Cl_2/CF_4$ with addition of Ar and $O_2$ with inductively coupled plasma. The etch rates of PZT thin films were 1450 ${\AA}/min$ at 30% additive Ar and 1100 ${\AA}/min$ at 10% auditive $O_2$ into $Cl_2/CF_4$ gas mixing ratio of 8/2. In order to reduce plasma damage of PZT thin films after etching, the etched PZT thin films were re-annealed at various temperatures at $O_2$ atmosphere. From the hysteresis curries, the ferroelectric properties are improved by $O_2$ re-annealing process. The improvement of ferroelectric behavior at annealed PZT films is consistent wish the increase of the (100) and (200) PZT peaks revealed by x-ray diffraction (XRD). From x ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis, the intensity of Pb-O, Zr-O and Ti-O peak are increased and the chemical residue peak is reduced by $O_2$ re-annealing. The ferroelectric behavior consistent with the dielectric nature of $Ti_xO_y$ is recovered by $O_2$ recombination during rapid thermal annealing process.

Al2O3 Free 다성분계 유리의 CF4/O2/Ar 내플라즈마 특성 (CF4/O2/Ar Plasma Resistance of Al2O3 Free Multi-components Glasses)

  • 민경원;최재호;정윤성;임원빈;김형준
    • 반도체디스플레이기술학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.57-62
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    • 2022
  • The plasma resistance of multi-component glasses containing La, Gd, Ti, Zn, Y, Zr, Nb, and Ta was analyzed in this study. The plasma etching was performed via inductively coupled plasma-reactive ion etching (ICP-RIE) using CF4/O2/Ar mixed gas. After the reaction, the glass with a low fluoride sublimation temperature and high content of P, Si, and Ti elements showed a high etching rate. On the other hand, the glass containing a high fluoride sublimation temperature component such as Ca, La, Gd, Y, and Zr exhibited high plasma resistance because the etch rate was lower than that of sapphire. Glass with low plasma resistance increased surface roughness after etching or nanoholes were formed on the surface, but glass with high plasma resistance showed little change in surface microstructure. Thus, the results of this study demonstrate the potential for the development of plasma-resistant glasses (PRGs) with other compositions besides alumino-silicate glasses, which are conventionally referred to as plasma-resistant glasses.

유체시뮬레이션을 통한 Ar/CF4 자화유도결합 플라즈마의 특성 연구 (A study on Ar/CF4 Magnetized Inductively Coupled Plasma Using Fluid Simulation)

  • 김윤기;손의정;위성석;김동현;이호준
    • 전기학회논문지
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    • 제64권4호
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    • pp.560-566
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    • 2015
  • The self-consistent simulation based on the drift-diffusion approximation with anisotropic transport coefficients was performed. The RHCP-wave propagation was observed in MICP and this wave was refracted toward the high-density region. The calculated impedance seen from the antenna terminal shows that resistance component of MICP is a higher than that of ordinary ICP. Because of a higher resistance, the power transfer efficiency was improved to 95%. This property is practically important for large-size, low-pressure plasma sources because high resistance corresponds to high power-transfer efficiency and stable impedance matching characteristics.

실리콘 트렌치 식각 특성에 미치는 $He-O_2,\; SiF_4$첨가 가스의 영향 (Characteristics of silicon etching related to $He-O_2,\; SiF_4$for trench formation)

  • 김상기;이주욱;김종대;구진근;남기수
    • 한국진공학회지
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    • 제6권4호
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    • pp.364-371
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    • 1997
  • MERIE 플라즈마 장비를 사용하여 실리콘의 트렌치 식각을 HBr, He-$O_2,SiF_4,CF_4$ 등의 가스를 주입하여 수행하였으며 식각 속도, 식각 프로파일 변화, 잔류물 생성 및 표면 상태 등을 관찰하였다. HBr만을 이용한 플라즈마 식각시에는 트렌치 하부 영역에 상당한 횡방향 식각이 일어나 항아리 모양의 식각 프로파일이 관찰되었으며, HBr에 He-$O_2$가스와 $SiF_4$$CF_4$등의 주입량을 변화시켜 벽면 기울기와 횡방향 식각의 정도를 제어할 수 있었다. 표면 잔류물 특성 및 표면 거칠기(roughness)등은 HBr/He-$O_2$/$SiF_4$가스를 동시에 주입하여 식각하였을 때 가장 양호한 식각 특성을 나타내었으며, 첨가 가스로 $SiF_4$를 이용함으로써 기존의 C-F계 플라즈마를 이용한 트렌치 식각 특성들보다 우수한 공정 결과를 얻었다. 또 한 $SiF_4$를 이용함으로써 $CF_4$ 첨가시보다 C의 잔류물을 크게 줄이고 표면 손상을 개선할 수 잇음을 X-선 광전자 분석과 주사전자현미경(scanning electron microscopy) 및 AFM(atomic force microscopy)의 결과로써 확인하였다.

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삼상 교류 플라즈마 토치를 이용한 $CF_4$분해기술 ($CF_4$ abatement technique with 3 phase AC plasma torch)

  • 이경호;김광수;이홍식;임근희
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2002년도 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.1820-1822
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    • 2002
  • 본 논문에서는 반도체 제조공정에서 발생하는 $CF_4$의 분해와 제거를 위하여 3상 교류 플라즈마 토치를 제작하고, 플라즈마를 발생시켜 $CF_4$제거 가능성과 이에 따른 문제점에 대해 알아보았다. 매우 강하고 안정한 C-F 결합을 깨고 $CF_4$가스를 분해하기 위해서는 1100[$^{\circ}C$]정도의 고온이 필요한데, 본 실험의 플라즈마 플레임의 경우 $CF_4$가스를 열분해 광분해 시키기에는 충분한 온도와 에너지를 가지고 있다고 사료된다. 하지만 고온의 플라즈마와 토치 내부의 복잡한 유동과 고온의 플라즈마에 의한 전극의 융삭문제는 플라즈마를 연속적으로 발생시켜 $CF_4$가스의 제거효율을 높이기 위해서는 필히 개선해야 할 문제점인 것으로 사료된다.

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$Ar/CF_{4}/Cl_{2}$ 플라즈마에 의한 $CeO_2$ 박막의 식각 특성 연구 (A study on etch Characteristics of $CeO_2$ thin Film in an $Ar/CF_{4}/Cl_{2}$ Plasma)

  • 장윤성;장의구;김창일;이철인;김태형;엄준철
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2001년도 추계학술대회 논문집 Vol.14 No.1
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    • pp.217-220
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    • 2001
  • The possibility of cerium dioxide $(CeO_2)$ thin films as insulators of metal erroelectric insulator semiconductor (MFIS) structures have been studied. The etching $CeO_2$ thin films have been perfonned in an inductively coupled $Cl_{2}/CF_{4}/Ar$ plasma. The high etch rate of the $CeO_2$ thin film was $250\AA /m$ at a 10 % addition of $Cl_2$ into the $Ar(80)/CF_{4}(20)$. The surface reaction of the etched $CeO_2$ thin films was investigated using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis. There are Ce-Cl and Ce-F bonding by chemical reaction between Cl, F and Ce. These products can be removed by the physical bombardment of incident Ar ions.

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상압플라즈마 공정을 이용한 Ti 증착 연구 (Ti Deposition using Atmospheric Pressure Plasma Technology)

  • 김경보
    • 융합정보논문지
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    • 제12권2호
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    • pp.149-156
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    • 2022
  • 본 논문에서는 광센서의 주요 구성요소인 도체를 상압플라즈마 공정 기술을 이용하여 티타늄(Ti: Titanium) 박막을 형성하고자 하였다. 이를 위해 기존의 상압플라즈마 장비를 개조하였으며, CF4 가스를 이용하여 sputter용 4인치 크기의 Ti 타겟을 식각하여 그 부산물이 글라스 소재의 샘플에 코팅되는 방법을 이용하였다. 이러한 부산물이 약 2cm까지 형성되었으며, 색깔에 따라 총 15영역으로 구분할 수 있었다. SEM(Scanning Electron Microscopy) 및 EDS(Energy Dispersive Spectrometer), 4-point probe 장비를 이용하여 표면 형상 및 구성 원소를 분석하였으며, 또한, 전기적인 특성을 측정하였다. 증착률 및 Ti 비율을 고려한다면, 타겟에서 약 4.5mm에서 5mm 정도에 샘플을 위치시켜 코팅하면 전체적으로 균일한 박막이 형성되지만, 이 박막에 상당량의 플루오린이 함유되어 있어 박막의 전기적인 특성에 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었다. 따라서 플루오린을 제거하거나 증착시 최소화하는 방안에 대해 추가 실험 및 연구를 진행해야 할 것이다.

Superhydrophobic nano-hair mimicking for water strider leg using CF4 plasma treatment on the 2-D and 3-D PTFE patterned surfaces

  • Shin, Bong-Su;Moon, Myoung-Woon;Kim, Ho-Young;Lee, Kwang-Ryeol
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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    • pp.365-365
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    • 2010
  • Similar to the superhydrophobic surfaces of lotus leaf, water strider leg is attributed to hierarchical structure of micro pillar and nano-hair coated with low surface energy materials, by which water strider can run and even jump on the water surface. In order to mimick its leg, many effort, especially, on the fabrication of nanohairs has been made using several methods such as a capillarity-driven molding and lithography using poly(urethane acrylate)(PUA). However most of those effort was not so effective to create the similar structure due to its difficulty in the fabrication of nanoscale hairy structures with hydrophobic surface. In this study, we have selected a low surface energy polymeric material of polytetrafluoroethylene (PTFE, or Teflon) assisted with surface modification of CF4 plasma treatment followed by hydrophobic surface coating with pre-cursor of hexamethyldisiloxane (HMDSO) using a plasma enhanced chemical vapor deposition (PE-CVD). It was found that the plasma energy and duration of CF4 treatment on PTFE polymer could control the aspect ratio of nano-hairy structure, which varying with high aspect ratio of more than 20 to 1, or height of over 1000nm but width of 50nm in average. The water contact angle on pristine PTFE surface was measured as approximately $115^{\circ}$. With nanostructures by CF4 plasma treatment and hydrophobic coating of HMDSO film, we made a superhydrophobic nano-hair structure with the wetting angle of over $160^{\circ}C$. This novel fabrication method of nanohairy structures has been applied not only on 2-D flat substrate but also on 3-D substrates like wire and cylinder, which is similarly mimicked the water strider's leg.

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대기압 비평형 플라스마의 발생 및 규소(Si)식각에의 응용 (Generation of Low Temperature Plasma at Atmospheric Pressure and its Application to Si Etching in Open Air)

  • 이봉주
    • 한국세라믹학회지
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    • 제39권4호
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    • pp.409-412
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    • 2002
  • 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.