• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2002년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1760-1762
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• 2002

In this work we develop an equivalent circuit model of TCP(transformer coupled plasma) source and investigate matching characteristic. The developed circuit model includes transmission line, standard-type impedance matching network and displacement current in the plasma source. The impedance of TCP is calculated by previously developed program for various source parameters and dependance of components of matching impedance on the value of source impedance is investigated.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.236-236
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• 2011

본 연구 축전 결합형 고주파 플라즈마(CCP) 식각장비에 펄스 직류(Pulse DC) 전원을 인가하여 오실로스코프(oscilloscope)를 분석하여 전기적 특성을 평가하는 것이다. 펄스 직류전원 플라즈마 시스템에서는 다양한 변수를 이해하여야 한다. 본 실험에서 사용한 공정 변수는 Pulsed DC Voltage 300~500 V, Pulsed DC reverse time $0.5{\sim}2.0{\mu}s$, Pulsed DC Frequency 100~250 kHz 이었다. 실험 결과를 정리하면 1) Pulsed DC Voltage 가 증가할수록 Input voltage의 최대값은 336~520 V, 최소값은 -544~-920 V로 변하여 피크 투 피크 (peak to peak)값은 880~1460 V로 증가였다. Input current 또한 최대값은 1.88~2.88 A, 최소값은 -0.84~-1.28 A로 변하여 피크 투피크 값은 2.88~4.24 A로 증가하였다. 이는 척에 인가되는 전류와 파워의 증가를 의미한다. 2) Pulsed DC reverse time이 증가하면 Input voltage와 Input current값이 증가했다 (Input voltage의 피크 투 피크 값은 1200~1440 V, Input current의 피크 투 피크 값은 3.56~4.56 A). 3) Pulsed DC frequency가 증가하면 주기가 짧아져 Input voltage와 Input current값이 증가 한다 (Input voltage의 피크 투 피크 값은 900~1320 V, Input current의 피크 투 피크 값은 2.36~3.64 A). 결론적으로 펄스 직류 플라즈마의 다양한 전기적 변수들은 반응기 내부에 인가되는 Input voltage와 Input current의 값에 큰 영향을 준다는 것을 알 수 있었다.

• 한국재료학회지
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• 제19권3호
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• pp.132-136
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• 2009

This study investigates GaAs dry etching in capacitively coupled $BCl_3/N_2$ plasma at a low vacuum pressure (>100 mTorr). The applied etch process parameters were a RIE chuck power ranging from $100{\sim}200W$ on the electrodes and a $N_2$ composition ranging from $0{\sim}100%$ in $BCl_3/N_2$ plasma mixtures. After the etch process, the etch rates, RMS roughness and etch selectivity of the GaAs over a photoresist was investigated. Surface profilometry and field emission-scanning electron microscopy were used to analyze the etch characteristics of the GaAs substrate. It was found that the highest etch rate of GaAs was $0.4{\mu}m/min$ at a 20 % $N_2$ composition in $BCl_3/N_2$ (i.e., 16 sccm $BCl_3/4$ sccm $N_2$). It was also noted that the etch rate of GaAs was $0.22{\mu}m/min$ at 20 sccm $BCl_3$ (100 % $BCl_3$). Therefore, there was a clear catalytic effect of $N_2$ during the $BCl_3/N_2$ plasma etching process. The RMS roughness of GaAs after etching was very low (${\sim}3nm$) when the percentage of $N_2$ was 20 %. However, the surface roughness became rougher with higher percentages of $N_2$.

• 한국진공학회지
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• 제17권1호
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• pp.16-22
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• 2008

[ $O_2/SF_6$ ], $O_2/N_2$ 그리고 $O_2/CH_4$의 혼합 가스를 이용하여 폴리카보네이트의 플라즈마 식각을 연구하였다. 플라즈마 식각 장비는 축전 결합형 플라즈마 시스템을 사용하였다. 폴리카보네이트 식각은 감광제 도포 후에 UV 조사의 포토리소그래피 방법으로 마스크를 제작하여 실험하였다. 본 식각 실험에서는 $O_2$와 다른 기체와의 혼합비와 RIE 척 파워 증가에 따른 폴리카보네이트의 식각 특성 연구를 중심으로 하였다. 특히 건식 식각 시에 사용한 공정 압력은 100 mTorr로 유지하였으며 공정 압력은 기계적 펌프만을 사용하여 유지하였다. 식각 실험 후에 표면 단차 측정기, 원자력간 현미경 그리고 전자 현미경 등을 이용하여 식각한 샘플을 분석 하였다. 실험 결과에 의하면 폴리카보네이트 식각에서 $O_2/SF_6$의 혼합 가스를 사용하면 순수한 $O_2$나 $SF_6$를 사용한 것보다 각각 약 140 % 와 280 % 정도의 높은 식각 속도를 얻을 수 있었다. 즉, 100 W RIE 척 파워와 100 mTorr 공정 압력을 유지하면서 20 sccm $O_2$의 플라즈마 식각에서는 약 $0.4{\mu}m$/min, 20 sccm의 $SF_6$를 사용하였을 때에는 약 $0.2{\mu}$/min의 식각 속도를 얻었다. 그러나 60 %의 $O_2$와 40 %의 $SF_6$로 혼합된 플라즈마 분위기에서는 20 sccm의 순수한 $O_2$에 비해 상대적으로 낮은 -DC 바이어스가 인가되었음에도 식각 속도가 약 $0.56{\mu}m$/min으로 증가하였다. 그러나 $SF_6$ 양의 추가적인 증가는 폴리카보네이트의 식각 속도를 감소시켰다. $O_2/N_2$와 $O_2/CH_4$의 플라즈마 식각에서는 $N_2$와 $CH_4$의 양이 각각 증가함에 따라 식각 속도가 감소하였다. 즉, $O_2$에 $N_2$와 $CH_4$의 혼합은 폴리카보네이트의 식각 속도를 저하시켰다. 식각된 폴리카보네이트의 표면 거칠기 절대값은 식각 전에 비해 $2{\sim}3$ 배정도 증가하였지만 전자현미경으로 표면을 관찰 하였을 때에는 식각 실험 후의 폴리카보네이트의 표면이 깨끗한 것을 확인할 수 있었다. RIE 척 파워의 증가는 -DC 바이어스와 폴리카보네이트의 식각 속도를 거의 선형적으로 증가시켰으며 이 때 폴리카보네이트의 감광제에 대한 식각 선택비는 약 1:1 정도였다. 본 연구의 의미는 기계적 펌핑 시스템만을 사용한 간단한 플라즈마 식각 시스템으로도 $O_2/SF_6$의 혼합 가스를 사용하면 폴리카보네이트의 미세 구조를 만드는데 사용이 가능하며 $O_2/N_2$와 $O_2/CH_4$의 결과에 비해 상대적으로 우수한 식각 조건을 얻을 수 있었다는 것이다. 이 결과는 다른 폴리머 소재 미세 가공에도 응용이 가능하여 앞으로 많이 사용될 수 있을 것으로 예상한다.

• 한국재료학회지
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• 제19권2호
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• pp.68-72
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• 2009

This study investigated dry etching of acrylic in capacitively coupled $SF_6$, $SF_6/O_2$ and $SF_6/CH_4$ plasma under a low vacuum pressure. The process pressure was 100 mTorr and the total gas flow rate was fixed at 10 sccm. The process variables were the RIE chuck power and the plasma gas composition. The RIE chuck power varied in the range of $25{\sim}150\;W$. $SF_6/O_2$ plasma produced higher etch rates of acrylic than pure $SF_6$ and $O_2$ at a fixed total flow rate. 5 sccm $SF_6$/5 sccm $O_2$ provided $0.11{\mu}m$/min and $1.16{\mu}m$/min at 25W and 150W RIE of chuck power, respectively. The results were nearly 2.9 times higher compared to those at pure $SF_6$ plasma etching. Additionally, mixed plasma of $SF_6/CH_4$ reduced the etch rate of acrylic. 5 sccm $SF_6$/5 sccm $CH_4$ plasma resulted in $0.02{\mu}m$/min and $0.07{\mu}m$/min at 25W and 150W RIE of chuck power. The etch selectivity of acrylic to photoresist was higher in $SF_6/O_2$ plasma than in pure $SF_6$ or $SF_6/CH_4$ plasma. The maximum RMS roughness (7.6 nm) of an etched acrylic surface was found to be 50% $O_2$ in $SF_6/O_2$ plasma. Besides the process regime, the RMS roughness of acrylic was approximately $3{\sim}4\;nm$ at different percentages of $O_2$ with a chuck power of 100W RIE in $SF_6/O_2$ plasma etching.