• 제목/요약/키워드: 유도결합 플라즈마

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$C_2F_6$ 유도 결합 플라즈마를 이용한 질산화막 식각공정에 관한 연구 (A study on etching of SiON films using $C_2F_6$ inductively coupled plasma)

  • 이덕우;김병환;이병택
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2004년도 추계학술대회 논문집 Vol.17
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    • pp.155-158
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    • 2004
  • 질산화 (SiON) 막은 메모리와 광통신 소자 제조를 위해 활발한 응용이 기대되는 중요한 재료이다. SiON막 증착특성에 관해서는 많은 연구보고가 있었으나, 식각특성에 대해서는 그 발표가 매우 미미하다. 이에 본 연구에서는 PECVD를 이용하여 증착한 SION 박막을 Ni 마스크를 이용하여 식각하였다. 공정변수에는 소스 전력, 바이어스 전력, 압력, 그리고 $C_2F_6$ 유량 등이며, 각 변수의 실험범위는 400-1000 W, 30-90 W, 6-12 mTorr, 그리고 30-80 sccm이다. 식각률은 소스전력의 증가에 따라 233 에서 444 nm/min으로 거의 선형적으로 증가하였다. 비슷한 경향성이 바이어스 전력의 증가에 따라 관찰되었다. 이는 식각률이 플라즈마 밀도와 이온충돌 에너지에 강하게 영향을 받고 있음을 의미한다. 6-10 mTorr의 압력범위와 30-50 sccm의 $C_2F_6$ 유량범위 내에서의 식각률의 변화는 매우 미미하였다. 그러나 고압 (12 mTorr)과 고 유량 (60 sccm)에서 식각률은 크게 상승하거나 감소하였다. 전체 실험범위에서 관측된 식각률의 범위는 233-444 nm/min이었다.

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유도결합 플라즈마를 이용한 $Na_{0.5}K_{0.5}NbO_2$ 박막의 식각 특성 (Etching properties of $Na_{0.5}K_{0.5}NbO_2$ thin film using inductively coupled plasma)

  • 김관하;김경태;김종규;우종창;김창일
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
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    • pp.116-116
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    • 2007
  • 21 세기에 접어들면서 인터넷을 통한 정보 통신의 발달과 개인 휴대용 이동 통신기기의 활발한 보급에 따라 휴대형 전자기기들의 소형화와 고성능화로 나아가고 있다. 이러한 전자기기에 사용될 IC의 내장 메모리 또한 집적화 및 고속화, 저 전력화가 이루어져야 한다. 이러한 전자기기들에 필수적인 압전 세라믹스 부품 중 압전 부저 및 기타 음향 부품등을 각종 전자기기와 무선 전화기에 채택함으로써 압전 부품에 대한 수요와 생산이 계속 증가할 것으로 전망된다. 이처럼 압전 세라믹스를 이용한 그 응용 범위는 대단히 방대하며, 현재 모든 압전 부품들은 PZT 계열 재료로 만들어지고 있고, 차후 모두 비납계열 재료로 대체될 것이 확실시된다. Pb의 환경오염은 이미 오래전부터 큰 문제점으로 인식되고 있었으며 그 일례로 미국의 캘리포니아 주에서는 1986년부터 약 800종의 유해물질, 그 중에서도 Pb 사용을 300ppm 이하로 규제하는 Proposition 65를 제정하여 실행하고 있다. 그리고 2003년 2월에 EU (European Union) 에서 발표한 전자산업에 관한 규제 사항중 하나인 위험물질 사용에 관한 지칭 (Restriction of Hazardous Substance, RoHS) 에 의하면, 2006 년 7월부터 전기 전자 제품에 있어서 위험 물질인 Pb을 포함한 중금속 물질(카드늄, 수은, 6가 크롬, 브롬계 난연재)의 사용을 금지한다고 발표하였다. 비록 전자세라믹 부품에 함유된 Pb는 예외 사항으로 두었지만 대체 가능한 물질이 개발되면 전자세라믹 부품에서도 Pb의 사용을 금지한다고 규정하였다. 더욱이 일본은 2005 년부터 Pb 사용을 금지시켰다. 이와 같이 Pb가 환경에 미치는 영향 때문에 비납계 강유전 물질 및 압전 세라믹스 재료에 대한 연구가 전 세계적으로 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 비납계 강유전체의 patterning을 위해서, NKN 박막을 고밀도 플라즈마원인 ICP를 이용하여 식각 mechanism을 연구하고, 식각변수에 따른 식각 공정을 최적화에 대하여 연구하였다. 가스 혼합비에 따라 식각 할때 700 W의 RF 전력과 - 150 V의 직류 바이어스 전압을 인가하였고, 공정 압력은 2 Pa, 기판 온도는 $23^{\circ}C$로 고정하였다. 식각 속도는 Tencor사의 Alpha-step 500을 이용하여 측정되었으며 식각 시 NKN 박막 표면과 라디칼과의 화학적인 반응을 분석하고 식각 메커니즘을 규명하기 위하여 XPS(x-ray photoelectron spectroscopy)를 사용하였다.

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광대역 고온용 SAW filter 소자용 $La_3Ga_5SiO_{14}$ 단결정의 고밀도 플라즈마 식각 (High density plasma etching of single crystalline $La_3Ga_5SiO_{14}$ for wide band high temperature SAW filter devices)

  • 조현
    • 한국결정성장학회지
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    • 제15권6호
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    • pp.234-238
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    • 2005
  • [ $Cl_2/Ar$ ] 유도결합 플라즈마(ICP)내의 플라즈마 조성, 이온 flux 및 이온 에너지가 $La_3Ga_5SiO_{14}$ 단결정 wafer의 식각속도, 표면 양상 및 화학량론적 조성에 미치는 영향을 조사하였다. 비교적 높은 ICP source power$({\sim}1000W)$ 또는 높은 $Cl_2$ gas 유량 비율 조건으로부터 최고 약 $1600{\AA}/min$의 실용적이고 조절이 용이한 식각속도를 확보하였다. 식각된 $La_3Ga_5SiO_{14}$ 표면은 식각 이전과 비슷하거나 더 낮은 표면 조도 특성을 나타내었으며 식각 공정 전, 후 표면의 화학량론적 조성에 있어서의 변화는 없는 것으로 조사되었다.

유도결합 플라즈마 시스템의 수치 모델링에서 가스 분배 특성 해석 (Characterization of Gas Distribution Effect in Inductively Coupled Plasma System)

  • 주정훈
    • 한국표면공학회지
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    • 제46권3호
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    • pp.133-138
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    • 2013
  • We have developed a 2D axi-symmetric numerical model for an inductively coupled plasma system in order to analyze gas mixing effect through a narrow gap shower head. For frictional flow, holes of 0.5 mm diameter and 2 mm length are approximately modeled in 2D. Gas velocity distribution 10 mm below the shower head showed 2 times difference between the center and the edge at 10 mTorr. At 10 mm above the wafer, it was increased to 6 times difference due to the pumping duct effect. The model with a 5 mm height buffer region of a shower head showed reasonable behavior of Ar discharge. The density of Ar metastable showed additional peak inside the buffer region around the edge holes.

유도결합 플라즈마를 이용한 집속이온빔용 고휘도 이온원의 개발 및 특성연구 (Development and characteristic study of high brightness ion source using inductively coupled plasma for focused ion beam)

  • Kim, Yoon-Jae;Park, Dong-Hee;Hwang, Yong-Seok
    • 한국공작기계학회:학술대회논문집
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    • 한국공작기계학회 2004년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.494-499
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    • 2004
  • A ion source using inductively coupled plasma has been tested in order to test its feasibility as a high brightness ion source for focused ion beam. When operating the ion source with filter magentas in front of plasma electrode for a negative ion source, lower remittances are expected. Extracted beam remittances are measured with an Allison-type scanning device for various plasma parameters and extraction conditions. The normalized omittance has been measured to be around 0.2$\pi$mmmrad with beam currents of up to 0.55 ㎃. In particular, noting that multicusp magnets have a role in decreasing the remittance as well as increasing plasma discharge efficiency, transverse magnetic field has been confirmed to be a useful tool fur decreasing remittance via electron energy control.

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페라이트를 이용한 솔레노이트 코일의 임피던스 특성 (Impedance Properties for Solenoid Coil with a Cylindrical Ferrite Core)

  • 김광수;이영환;최용성;박대희
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2003년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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    • pp.60-64
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    • 2003
  • 유도결합형 플라즈마를 이용하는 무전극 형광램프는 소프트 페라이트를 이용하여 방전을 유도하며, 페라이트의 주파수나 온도 특성이 안정하면, 공심 솔레노이드코일을 사용하였을 때보다 램프전력이 더 효율적이 된다. 페라이트의 형상과 코일의 권선수는 코일의 임피던스, 인덕턴스, Q-factor에 직접적으로 영향을 주며, 감은 위치에 변화에 의해서도 그 값들이 변할 수 있다. 따라서, 본 논문에서는 전구형 무전극 형광램프의 방전에 중요한 역할을 하는 안테나에 대한 실험 결과로서 Mn-Zn 페라이트를 이용한 솔레노이드 코일에 주파수와 코일의 권선수를 변화시켜 코일의 전기적 특성을 조사하였다. 임피던스 특성은 주파수가 증가함에 따라 증가하였으며, 코일의 권선수가 14회일 때, 기존 램프의 안테나와 비슷한 $324[\Omega]$을 나타내었으나, Q-factor는 코일의 권선수가 증가할 수 록 감소하였으며, 기존 램프의 안테나와 많은 차이를 보였다.

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평면형 유도결합 플라즈마 장치에서의 RF 전력 전달 특성 계산 (Characteristics calculation on radio frequency power transfer in a planar inductively coupled plasma source)

  • 이정순;정태훈
    • 한국진공학회지
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    • 제8권3B호
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    • pp.368-375
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    • 1999
  • The Maxwell equation and the transformer equivalent-circuit model are applied to a radio frequency planar inductively coupled plasma. The spatial distribution of the vector potential, the magnetic field, and the electric field are obtained analytically. As a result, the plasma current, the mutual inductance between the coil and the plasma, and the self inductance of plasma are found to increase with increasing skin depth. The spatial distribution of absorbed power has maximum where the antenna coil exists, and has a similar profile to that of the induced electric field. The power transfer efficiency is found to increase with increasing gas pressure before a saturation around p+ 20mTorr, while it shows an increase with the plasma density before a slight decrease around a density of $5\times10^{11}/\textrm{cm}^3$.

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Hbr/O2 유도결합 플라즈마를 이용한 폴리실리콘 건식식각 (Dry Etching of Polysilicon in Hbr/O2 Inductively Coupled Plasmas)

  • 범성진;송오성;이혜영;김종준
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제17권1호
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    • pp.1-6
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    • 2004
  • Dry etch characteristics of polysilicon with HBr/O$_2$ inductively coupled plasma (ICP) have been investigated. We determined etch late, uniformity, etch profiles, and selectivity with analyzing the cross-sectional scanning electron microscopy images obtained from top, center, bottom, right, and left positions. The etch rate of polysilicon was about 2500 $\AA$/min, which meets with the mass production for devices. The wafer level etch uniformity was within $\pm$5 %. Etch profile showed 90$^{\circ}$ slopes without notches. The selectivity over photoresist was between 2:1∼4.5:1, depending on $O_2$ flow rate. The HBr-ICP etching showed higher PR selectivity, and sharper profile than the conventional Cl$_2$-RIE.

평판형 유도결합 플라즈마원의 등가회로 모델 정립 (Establishment of Equivalent Circuit Model about Planar-type Inductively Coupled Plasma Sources)

  • 이종규;권득철;유동훈;윤남식
    • 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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    • 제54권5호
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    • pp.218-223
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    • 2005
  • Impedance matching characteristics of planar type inductively coupled plasma sources are investigated utilizing the previously reported two-dimensional theory[1] of the anomalous skin effect. Two types of matching networks are considered, and the values of the circuit elements are expressed as functions of various reactor parameter. Also, two cases of perfect and imperfect matching conditions are considered and the functional dependence of the values of matching capacitance and reflection coefficient on the various reactor parameters are investigated using the present circuit model.

$O_2/CF_4$ 유도결합 플라즈마를 이용한 Polyimide 박막의 식각 특성 (Etching Characteristics of Polyimide Film as Interlayer Dielectric Using Inductively Coupled ($O_2/CF_4$)Plasma)

  • 강필승;김창일
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2001년도 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.1509-1511
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    • 2001
  • In this study, etching characteristics of polyimide(Pl) film with $O_2/CF_4$ gas mixing ratio was studied using inductively coupled plasma (ICP). The etch rate and selectivity were evaluated to chamber pressure and gas mixing ratio. High etch rate (over 8000$\AA$/min) and vertical profile were acquired in $CF_4$/($CF_4+O_2$) of 0.2. The selectivities of polyimide to PR and polyimide to $SiO_2$ were 1.15, 5.85, respectively. The profiles of polyimide film etched in $CF_4/O_2$ were measured by a scanning electron microscope (SEM) with using an aluminum hard mask pattern. The chemical states on the polyimide film surface were measured by x-ray photoelectron spectroscopy (XPS).

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