• 제목/요약/키워드: $CF_4/O_2$ gas

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가스 센서용 ZnO, SnO2 박막의 이방성 식각을 위한 mask 재료의 식각 선택도 조사 (Etch selectivities of mask materials for anisotropic dry etching of gas sensing ZnO and SnO2 films)

  • 박종천;조현
    • 한국결정성장학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.164-168
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    • 2011
  • 고이온밀도 플라즈마 식각에 의한 고종횡비, 고이방성을 갖는 ZnO, $SnO_2$ 나노 구조 가스 감응층 형성을 위하여 mask 재료들과의 식각 선택도를 조사하였다. $25BCl_3$/10Ar ICP 플라즈마에서는 ZnO와 Ni 간 5.1~6.1 범위의 식각 선택도가 확보된 반면에 Al의 경우 효율적인 식각 선택도를 확보할 수 없었다. $25CF_4$/10Ar ICP 플라즈마에서는 ZnO와 Ni 간에 7~17 범위의 높은 식각 선택도를 얻을 수 있었다. $SnO_2$$SnF_x$ 식각 생성물의 높은 휘발성에 기인하여 Ni에 비해 매우 높은 식각 속도를 나타내었고, 최고치 약 67의 매우 높은 식각 선택도를 확보하였다.

Ar/CF4 유도결합 플라즈마를 이용한 BET 박막의 식각 메카니즘 (Etching Mechanism Of Bi4-xEuxTiO12 (BET) Thin films Using Ar/CF4 Inductively Coupled Plasma)

  • 임규태;김경태;김동표;김창일
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제16권4호
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    • pp.298-303
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    • 2003
  • Bi$_4$-$_{x}$EU$_{x}$Ti$_3$O$_{12}$ (BET) thin films were etched by inductively coupled CF$_4$/Ar plasma. We obtained the maximum etch rate of 78 nm/min at the gas mixing ratio of CF$_4$(10%)/Ar(90%). The variation of volume density for F and Ar atoms are measured by the optical emission spectroscopy. As CF$_4$increased in CF$_4$/Ar plasma, the emission intensities of F increase, but Ar atoms decrease, which confirms our suggestion that emission intensity is proportional to the volume density of atoms. From X-ray photoelectron spectroscopy, the intensities of the Bi-O, the Eu-O and the Ti-O peaks are changed. By pure Ar plasma, intensity peak of the oxygen-metal (O-M : TiO$_2$, Bi$_2$O$_3$, Eu$_2$O$_3$) bond was seemed to disappear while the intensity of pure oxygen peak showed an opposite tendency. After the BET thin films was etched by CF$_4$/Ar plasma, the peak intensity of O-M bond increase slowly, but more quickly than that of peak belonged to pure oxygen atoms due to the decrease of Ar ion bombardment. Scanning electron microscopy was used to investigate etching Profile. The Profile of etched BET thin film was over 85$^{\circ}$./TEX>.

압력순환흡착법과 다공성 매체 연소법을 이용한 전자산업 불화가스 저감 스크러버 개발 (The Development of Scrubber for F-gas Reduction from Electronic Industry Using Pressure Swing Adsorption Method and Porous Media Combustion Method)

  • 정종국;이기용;이상곤;이은미;모선희;이대근;김승곤
    • 청정기술
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    • 제23권2호
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    • pp.181-187
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    • 2017
  • 반도체 및 디스플레이 산업에서 배출되는 과불화합물은 연소, 열, 플라즈마, 촉매 등의 다양한 방법이 적용된 스크러버에 의해 분해 과정을 거친 후 배출되나, 운영 스크러버의 대부분이 과도한 에너지의 사용, 낮은 저감 효율을 보임으로써 이러한 단점의 극복이 요구된다. 압력순환흡착법과 다공성 매체 연소법의 두 가지 기술이 연계된 새로운 형태의 과불화합물 저감 스크러버를 개발하고 특성을 알아보았다. 분해 대상인 $CF_4$의 흡착비와 손실계수는 흡착 컬럼의 입구와 출구에서 농도 측정을 통해 계산하였으며, 연소기의 입구와 출구의 유량과 농도 측정을 통해 처리 효율을 계산하였다. 기존 스크러버와의 에너지 사용량 및 처리효율 비교를 위하여 다양한 유량에 대한 성능 평가가 진행되었다. 1412 ppm, 204 LPM의 $CF_4$가 유입된 흡착 컬럼에서의 흡착비는 1.65였으며, 유입되는 $CF_4$의 손실 계수는 8.2%였다. 이때 연소기로 유입되는 $CF_4$의 유량과 농도는 각각 91 LPM과 2335 ppm이었으며, $CF_4$ 19 LPM, $O_2$ 40 LPM을 사용한 연소 반응시 약 96%의 저감 효율을 나타내었다. 상용 스크러버와의 동일 운전 조건에서의 다공성 매체 연소에서의 $CF_4$ 저감 효율과 전체 에너지 사용 효율 비교시 각각 16%, 41% 이상의 저감 효율 상승과 에너지 절감 효과를 보였다.

MEMS 적용을 위한 Thermal CVD 방법에 의해 증착한 SiC막의 반응성 이온 Etching 특성 평가 (Reactive ion Etching Characterization of SiC Film Deposited by Thermal CVD Method for MEMS Application)

  • 최기용;최덕균;박지연;김태송
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제17권3호
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    • pp.299-304
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    • 2004
  • In recent years, silicon carbide has emerged as an important material for MEMS application. In order to fabricate an SiC film based MEMS structure by using chemical etching method, high operating temperature is required due to high chemical stability Therefore, dry etching using plasma is the best solution. SiC film was deposited by thermal CVD at the temperature of 100$0^{\circ}C$ and pressure of 10 torr. SiC was dry etched with a reactive ion etching (RIE) system, using SF$_{6}$/O$_2$ and CF$_4$/O$_2$ gas mixture. Etch rate has been investigated as a function of oxygen concentration in the gas mixture, rf power, working pressure and gas flow rate. Etch rate was measured by surface profiler and FE-SEM. SF$_{6}$/O$_2$ gas mixture showed higher etch rate than CF$_4$/O$_2$ gas mixture. Maximum etch rate appeared at RF Power of 450W. $O_2$ dilute mixtures resulted in an increasing of etch rate up to 40%, and the superior anisotropic cross section was observe

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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Dielectric Barlier Discharge type 대기압 플라즈마 발생장치를 이용한 $SiO_2$ 식각에 관한 연구 (Plasma etching of $SiO_2$ using dielectric barrier discharge in atmospheric pressure)

  • 오종식;박재범;길엘리;염근영
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.95-95
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    • 2009
  • 대기압 플라즈마 발생장치를 이용한 식각장비 개발은 낮은 공정단가, 저온 공정, 다양한 표면처리 응용 효과와 같은 이점을 가지고 있어 현재, 많은 분야에서 연구되고 있다. 본 연구에서는, dielectric barrier discharge(DBD) 방식을 이용한 대기압 발생장치를 통해 평판형 디스플레이 제작에 응용이 가능한 $SiO_2$ 층의 식각에 대한 연구를 하였다. $N_2/NF_3$ gas 조합에 $CF_4$ 또는 $C_{4}F_{8}$ gas를 부가적으로 첨가하였다. 이때 N2 60 slm / NF3 600 sccm/CF4 7 slm/Ar 200 sccm의 gas composition에서 최대 260 nm/min의 식각 속도를 얻을 수 있었다.

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$Cl_2/CF_4$ 플라즈마 Ar, $O_2$ 첨가에 따른 PZT 막막의 식각 손상 효과 (Reduce of Etching Damage of PZT Thin Films in $Cl_2/CF_4$ Plasma with addition of Ar and $O_2$)

  • 강명구;김경태;김창일
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2001년도 추계학술대회 논문집 Vol.14 No.1
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    • pp.21-25
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    • 2001
  • In this study, recovery of plasma etching· damage in PZT thin film with additive 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 induced plasma. The etch rates of PZT thin films were 1450 $\AA$/min at 30% additive Ar into $(Cl_2(80%)+CF_4 (20%))$ and 1100 $\AA$/min at 10% additive $O_2$ into $C(Cl_2(80%)+CF_4(20%))$. In order to recovery properties of PZT thin films after etching, the etched PZT thin films were re-annealed at various temperatures in at $O_2$ atmosphere. From the hysteresis curves, ferroelectrical properties are improved by $O_2$ re-annealing process. The improvement of ferroelectric behavior at annealed sample is consistent with the increase of the (100) and (200) PZT peaks revealed by x-ray diffraction (XRD). From x-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis, 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.

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$Cl_{2}/CF_{4}$ 플라즈마에 Ar,$O_2$첨가에 따른 PZT 박막의 식각 손상 효과 (Reduce of Etching Damage of PZT Thiin Films in $Cl_{2}/CF_{4}$ Plasma with addition of Ar and $O_2$)

  • 강명구;김경태;김창일
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2001년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.21-25
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    • 2001
  • In this study, recovery of plasma etching damage in PZT thin film with additive 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 induced plasma. The etch rates of PZT thin films were 1450$\AA$/min at 30% additive Ar into (Cl$_2$(80%)+CF$_4$ (20%)) and 1100$\AA$/min at 10% additive $O_2$ into C(Cl$_2$(80%)+CF$_4$ (20%)). In order to recovery properties of PZT thin films after etching, the etched PZT thin films were re-annealed at various temperatures in at $O_2$ atmosphere. From the hysteresis curves, ferroelectrical properties are improved by $O_2$ re-annealing process. The improvement of ferroelectric behavior at annealed sample is consistent with the increase of the (100) and (200) PZT peaks revealed by x-ray diffraction (XRD). From x-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis, 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$_{x}$O$_{y}$ is recovered by $O_2$ recombination during rapid thermal annealing process.s.s.

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Decontamination of Metal Surface by Reactive Cold Plasma

  • YUN Sang-pil;JEON Sang-hwan;KIM Yang-saa
    • 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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    • 한국방사성폐기물학회 2005년도 Proceedings of The 6th korea-china joint workshop on nuclear waste management
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    • pp.300-315
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    • 2005
  • Recently plasma surface-cleaning or surface-etching techniques have been focused in the respect of decontamination of spent or used nuclear parts and equipment. In this study decontamination rate of metallic cobalt surface was experimentally investigated via its surface etching rate with a $CF_4-O_2$ mixed gas plasma and metallic surface wastes of cobalt oxides were simulated and decontaminated with $NF_3$ - Ar mixed gas plasma. Experimental results revealed that a mixed etchant gas with about $80{\%}\;CF_4-20{\%}\;O_2$ gives the highest reaction rate of cobalt disk and the rate reaches with a negative 300 DC bias voltage up to $0.43\;{\mu}m$/min at $380^{\circ}C$ and $20{\%}\;NF_3-80\%$ Ar mixed gas gives $0.2\;{\mu}m$/min of reaction rate of cobalt oxide film.

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MEMS 적용을 위한 thermal CVD 방법에 의해 증착한 SiC막의 etching 특성 평가 (Reactive ion etching characterization of SiC film deposited by thermal CVD method for MEMS application)

  • 최기용;최덕균;박지연;김태송
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2003년도 하계학술대회 논문집 Vol.4 No.2
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    • pp.868-871
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    • 2003
  • In recent years, silicon carbide has emerged as an important material for MEMS application. In order to fabricate an SiC film based MEMS structure by using chemical etching method, high operating temperature is required due to high chemical stability. Therefore, dry etching using plasma is the best solution. SiC film was deposited by thermal CVD at the temperature of $1000^{\circ}C$ and pressure of 10 torr. SiC was dry etched with a reactive ion etching (RIE) system, using $SF_6/O_2$ and $CF_4/O_2$ gas mixture. Etch rate have been investigated as a function of oxygen concentration in the gas mixture, RF power, and working pressure. Etch rate was measured by surface profiler and FE-SEM. $SF_6/O_2$ gas mixture has been shown high etch rate than $CF_4/O_2$ gas mixture. Maximum etch rate appeared at 450W of RF power. $O_2$ dilute mixtures resulted in an increasing of etch rate up to 40%, and the superior anisotropic cross section was observed.

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