• 제목/요약/키워드: 유도결합 플라즈마

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광방사 세기비를 이용한 공정 플라즈마의 변수 진단

  • 이영광;오세진;이재원;황혜주;이희진;김유신;정진욱
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.149-149
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    • 2011
  • 아르곤 기체의 방사세기 또는 그 세기 비는 플라즈마 공정 진단에서 일반적으로 사용된다. 본 실험에서는 100 mTorr 압력 조건하의 유도결합 플라즈마(13.56 MHz)에서 E-H 모드 전이 영역, rf 바이어스(12.5 MHz) 전력 인가 및 N2 혼합 시 단순화한 충돌-방사 모델에 기초한 광방사 세기비 방법을 적용하여 플라즈마 변수를 진단하였다. 개발 프로그램 기반의 분광기를 사용하여 아르곤 기체의 특정 파장(750.4, 751.5 그리고 811.5 nm)들을 관측하였고, 동일한 조건하에서 정전 탐침법으을 이용하여 전자 에너지 분포함수의 변화도 측정 하였다. 맥스웰 전자 에너지 분포를 가정하는 일반적인 경우와 비교하여 볼 때 실제적인 전자 에너지 분포함수의 측정은 전자의 가열 메커니즘에 대한 상세한 정보를 제공함과 동시에 플라즈마 재흡수에 대한 보정을 가능하게 해준다. 광방사 세기비법에 의해 측정된 결과에 의하면, 750.4 nm/751.5 nm는 높은 에너지(>13.08 eV)의 전자들의 유효 전자온도에 대한 정보를 나타내는 반면 811.5 nm/750.4 nm는 아르곤 준안정 준위 밀도(1s5)에 대한 정보를 제공하게 된다. 수행된 실험 조건하에서, 측정된 준안정 준위 밀도는 E-H 모드 전이 영역에서 최대값을 나타내었고 바이어스 전압 및 N2 기체 혼합 비율이 증가함에 따라 감소하는 결과를 얻었다. 유효 전자온도의 경우 광방사 세기비법과 정전 탐침법 모두 같은 결과를 보여 주었는데, E-H 모드 전이 영역에서는 전자온도는 거의 일정하였고 바이어스 전압 및 N2 기체 혼합 비율이 증가함에 따라 전자온도는 증가하였다. 이러한 실험 결과는 방전 모드 전이, 바이어스 인가 그리고 혼합 기체 사용하는 공정 플라즈마를 이해하는데 있어 이들 변수의 진단이 중요한 요소임을 보여준다.

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ICP 식각 장치에서 GDP 구조 및 유량비율에 의한 플라즈마 균일도 최적화에 대한 수치해석

  • 양원균;전경희;주정훈;남창길
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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    • pp.280-280
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    • 2011
  • 유도결합 플라즈마를 이용한 식각 장치에서 플라즈마 균일도 향상에 대한 수많은 연구가 이뤄지고 있다. 안테나의 디자인, 인가 전력과 주파수, 안테나와 기판간의 거리, 기판과 챔버 외벽간의 거리 등 다양한 변수들이 변화되어 왔다. 또한, 최근에는 식각 균일도뿐만 아니라 식각 속도 향상에도 많은 관심이 모아지면서 유동에 영향을 주는 GDP 구조가 다시 중요해지고 있다. 본 연구에서는 300 mm 식각장치를 형상화하고, GDP의 구조와 유량비에 따라 플라즈마의 균일도에 어떻게 영향을 끼지는지 사용 유체역학 전산모사 프로그램인 CFD-ACE+를 이용하여 예측해 보았다. 안테나는 2중 직렬방식으로 안쪽과 바깥쪽의 안테나에 각기 다른 전력을 인가 할 수 있는 구조를 사용했으며, 압력은 10에서 60 mTorr까지 변화시켰다. GDP의 구조는 안쪽 입구와 바깥쪽 입구가 있으며 역시 따로 유량을 조절할 수 있도록 설계하였다. 안쪽 입구는 수직방향을 향하고 있으며, 바깥쪽 입구는 90도 이내의 각을 갖도록 꺾여 있는 것과 수평방향으로 주입할 수 있는 구조, 두 가지를 사용하였다. 유량 비율은 안쪽 입구와 바깥쪽 입구를 2:8, 5:5, 8:2로 고정하였다. 우선 GDP의 구조가 90이내의 각을 갖도록 주입되는 구조에서는 어떤 유량비율에서도 약간의 vortex가 발생했다. 수직방향의 유량이 감소될수록 기판에서 멀리서 발생했으며 강도 또한 감소했다. 기판 표면에서의 압력분포 균일도도 8:2에서 2.8%, 2:8에서 0.6%로 향상되었다. 2:8의 유량 비율에서 압력을 10에서 60 mTorr까지 향상시키면 vortex 효과는 감소되나 기판에서의 압력 균일도가 0.8%까지 약간 나빠졌다. 여기서 발생되는 vortex는 GDP 구조를 수평방향으로 주입되기 함으로서 해결할 수 있었으며, 압력 균일도도 0.2%까지 향상시킬 수 있었다. 또한, 강한 수직방향의 유량은 중심에 발생하는 플라즈마의 중앙을 밀어내는 효과를 확인했으며, 실험적 증명이 추후 연구단계로 진행될 예정이다. 식각 균일도나 식각 속도를 예측하려면 CF계열의 복잡한 가스를 사용해야하기 때문에 유량이 플라즈마에 미치는 영향을 보기 위해서 본 연구에서는 단일종인 Ar 가스만을 사용하였다. 첫 단계로 이와 같이 최적화시킨 유동조건에서 복잡한 식각가스를 이용한 플라즈마 계산은 다음 단계로 준비 중에 있다.

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수소화물 생성-유도 결합 플라즈마 분광법에 의한 머리카락 중 비소의 분석 (Determination of Arsenic in Human Scalp Hair by Hydride Generation-Inductively Coupled Plasma Spectrometry)

  • 박형신;김선태;진현철;류시생;최범석
    • 분석과학
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    • 제5권1호
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    • pp.51-56
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    • 1992
  • 수소화물 생성-유도결합플라즈마 분광법으로 머리카락 중 비소를 정량하는 방법에 대해 연구하였다. Arsine의 생성시 최적 조건과 머리카락에 공존하는 원소에 의한 방해영향을 조사하였다. Ni(II)이 arsine의 생성에 큰 방해영향을 주므로 비소를 $La(OH)_3$에 의한 공침법으로 분리하였다. 본 방법에 의한 비소의 검출한계는 0.3ppb이며 머리카락 중 비소의 함량은 약 10~20ppb였다.

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Ar 가스압력과 RF 전력변화 (13.56MHz)에 따른 유도결합형 플라즈마 E-H 모드 변환의 광학적 특성 (Optical Properties of Inductively Coupled Plasma with Ar Gas Pressure and RF Power (13.56MHz))

  • 허인성;조주웅;이영환;김광수;최용성;박대희
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2003년도 하계학술대회 논문집 Vol.4 No.2
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    • pp.1123-1126
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    • 2003
  • In this paper, the emission properties of electrodeless fluorescent lamp were discussed using the inductively coupled plasma. To transmit the electromagnetic energy into the chamber, a RF power of 13.56MHz was applied to the antenna and considering the Ar gas pressure and the RF electric power change, the emission spectrum, Ar- I line, luminance were investigated. At this time the input parameter for ICP RF plama, Ar gas pressure and RF power were applied in the range of $10{\sim}60m$ Torr, $10{\sim}300W$ respectively.

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유도결합형 플라즈마에서 압력에 따른 Ar Gas의 전기적 특성분석 (Analysis of Electrical Properties of Ar Gas According to Input Pressure for Inductively Coupled Plasma)

  • 조주웅;이영환;허인성;김광수;최용성;박대희
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2003년도 하계학술대회 논문집 Vol.4 No.2
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    • pp.1176-1179
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    • 2003
  • Low-Pressure inductively coupled RF discharge sources have important industrial applications mainly because they can provide a high-density electrodeless plasma source with low ion energy and low power loss. In an inductive discharge, the RF power is coupled to the plasma by an electromagnetic interaction with the current flowing in a coil. In this paper, the experiments have been focussed on the electric characteristic and carried out using a single Langmuir probe. The internal electric characteristics of inductively coupled Ar RF discharge at 13.56 [MHz] have been measured over a wide range of power at gas pressure ranging from $1{\sim}70$ [mTorr].

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