• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.158.2-158.2
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• 2013

저온 플라즈마는 물리적인 연구로부터 사용되는 DC glow 방전에서 반도체 공정장비에 이르기까지 많은 분야에 사용되고 있다. 이러한 플라즈마 연구 및 응용은 기본적인 플라즈마 진단에 바탕을 두고 있다. 특히 플라즈마의 전자밀도, 전자온도, 플라즈마 Potential 등은 공정에 중요한 변수이다. 이러한 플라즈마 변수들을 측정하기 위해서 일반적으로 Langmuir probe를 많이 사용하고 있다. 최근에는 Cutoff probe에 대한 연구도 많이 진행되고 있다. 본 연구에서는 두 가지 탐침측정방법을 통해 플라즈마변수를 진단한다. 그리고 각각의 진단방법에 대한 장단점을 실증적으로 비교하고 검증하며, 그 결과에 따라 탐침의 구조를 개선한다. 또한, 전자에너지 분포함수(EEDF)도 S/W, H/W적으로 분석을 하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.242-242
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• 2011

현재 반도체 및 디스플레이 장비들이 공정 매개변수 및 플라즈마 변수를 독립적으로 제어하기 위하여 전원 주파수를 다양하게 사용된다. 플라즈마의 상태나 에너지 전달 효율은 반도체 및 디스플레이 공정에 중요한 요소이다. 따라서 플라즈마 발생장치의 전원 주파수를 바꾸었을 때의 플라즈마 밀도와 에너지 전달 효율에 관하여 연구하였다. 공정용 유도 결합 플라즈마(ICP)를 발생시키기 위하여 신호 발생기에서 전력 증폭기와 임피던스 정합회로(Matcher)를 거쳐 반응 용기에서 플라즈마를 발생시켰다. 6 mTorr의 압력에서 주파수는 13.56 MHz에서부터 80 MHz까지, 15~60 W의 전력을 인가하였다. 플라즈마의 에너지 효율을 측정은 제작한 로고스키코일(Rogowski Coil)을 이용하여 시스템 전반을 등가회로로 계산하였으며, 플라즈마 밀도는 반응용기 중앙에서 부유 탐침법을 적용하여 도출하였다. 같은 전력 조건에서 주파수가 증가함에 따라 플라즈마 밀도가 증가함을 볼 수 있었다. 그러나 플라즈마 에너지 효율은 주파수가 높아짐에 따라 점점 커지다 작아지는 경향을 볼 수 있었다. 에너지 전달 효율의 변화는 정합회로의 표피효과(Skin effect)에 기인하며 플라즈마 밀도의 변화는 이온의 에너지 손실에 기인한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2000년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2744-2746
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• 2000

일반화된 회귀 신경망을 이용하여 반도체 공정 최적화를 위한 플라즈마를 모델링한다. 플라즈마는 Box-W린son 실험계획표에 의해 특성화되었으며, 여기에서 변화시킨 인자로는 소스전력, 압력, 척지지대의 위치, 그리고 염소의 유량이다. 총 24회의 실험이 수행이 되었으며, 플라즈마 변수는 Langmuir Probe를 이용하여 측정하였다. 측정된 주요 플라즈마 변수로는 전자밀도, 전자온도, 그리고 플라즈마 전위이다. 폭변수를 점진적으로 증가시켜 회귀신경망을 최적화하였으며. 최적화된 모델은 통계적인 반응표면모델과 비교하였다. 비교 결과, 회귀신경망은 반응표면모델에 상응하는 예측능력을 보이고 있음을 알 수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 심포지엄 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.139-140
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• 2007

본 연구에서는 반도체 플라즈마 장비 감시를 위한 CUSUM 제어 차트 설계기법에 관해 연구하였다. CUSUM 제어 차트에 관여하는 설계변수의 다양한 조합에 대하여 플라즈마 장비의 감시 성능을 평가하였다. 평가를 위해 RF 정합망 감시시스템을 이용하여 플라즈마 임피이던스 정합에 관여하는 정합변수에 대한 실시간 데이터를 수집하였으며, 여기에는 임피이던스와 상위치에 대한 전기적 정보, 그리고 반사전력에 대한 정보가 포함된다. 평가결과, 설계변수의 조합에 대하여 감시 성능이 크게 달랐지만, 각 센서 정보의 감시 성능을 증진시키는 설계변수의 조합이 있었음을 확인하였으며, 이는 각 종 다양한 센서정보 별 CUSUM 제어 차트의 설계가 필요함을 의미한다. 연구에서는 Raw 데이터 대비 성능 분석을 위해 CUSUM 제어 차트의 설계 변수를 변수인 d와 $\Theta$값의 변화를 주어 다수의 (0, $\Theta$)의 조합에 따른 감시 성능을 평가하였으며, 평가에 이용된 데이터는 소스전력이 750 W, 압력이 15 mTorr, $O_2$ 유량이 50 sccm일 때 수집 하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.169-170
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• 2007

본 연구에서 반도체 플라즈마 장비 감시를 위한 CUSUM 제어 차트 설계기법에 관해 연구하였다. CUSUM 제어차트에 관여하는 설계변수의 다양한 조합에 대하여 플라즈마 장비의 감시 성능을 평가하였다. 평가를 위해 RF 정합망 감시시스템을 이용하여 플라즈마 임피이던스 정합에 관여하는 정합변수에 대한 실시간 데이터를 수집하였으며, 여기에는 임피이던스와 상위치에 대한 전기적 정보, 그리고 반사전력에 대한 정보가 포함된다. CUSUM 설계변수에 따른 감시와 진단성능을 평가하였으며, 최적화된 설계변수의 결정으로 감시와 진단성능을 증진시킬 수 있었다. 한편, 고정설계변수에 비해 가변 설계변수가 감시성능을 증진하느데 더 효과적임을 알 수 있었다. 평가에 이용된 데이터는 소스전력이 500 W, 압력이 15 mTorr, $O_2$ 유량이 75 socm일 때 수집하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.460-461
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• 2007

본 연구에서는 반도체 플라즈마 장비 감시를 위한 CUSUM 제어 차트 설계기법에 관해 연구하였다. CUSUM 제어차트에 관여하는 설계변수의 다양한 조합에 대하여 플라즈마 장비의 감시 성능을 평가하였다. 평가를 위해 RF 정합망 감시시스템을 이용하여 플라즈마 임피던스 정합에 관여하는 정합변수에 대한 실시간 데이터를 수집하였으며, 여기에는 임피던스와 상위치에 대한 전기적 정보, 그리고 반사전력에 대한 정보가 포함된다. 평가결과, 설계변수의 조합에 대하여 감시 성능이 크게 달랐지만, 각 센서 정보의 감시 성능을 증진시키는 설계변수의 조합이 있었음을 확인하였으며, 이는 각 종 다양한 센서정보별 CUSUM 제어 차트의 설계가 필요함을 의미한다. 연구에서는 Raw 데이터 대비 성능 분석을 위해 CUSUM 제어 차트의 설계변수를 변수인 d와 ${\Theta}$값의 변화를 주어 다수의 (d, ${\Theta}$)의 조합에 따른 감시 성능을 평가하였으며, 평가에 이용된 데이터는 소스전력이 750 W, 압력이 15 mTorr, Ar 유량이 50 seem일 때 수집하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.584-584
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• 2013

부유 고조화파 진단법을 이용할 경우에 직렬 커패시터가 달린 프로브에 정현파를 인가하게 되면 자기바이어스가 생긴다. 이런 자기바이어스에 의한 플라즈마 변수 측정에 대한 연구가 진행되어 왔다. 본 연구에서는 아르곤 유도 결합 플라즈마에서 실험을 진행하였으며 서로가 정수 배인 두 개의 주파수를 이용하였다. 이 두 개의 주파수를 평판형 프로브에 인가하여 각각 주파수의 위상 차이에 따라 자기바이어스를 측정하였다. 이 측정값은 이론적으로 구한 위상 차이에 따른 정현파 곡선과 잘 일치하였다. 또한 측정된 자기바이어스를 이용하여 플라즈마 변수를 계산하였으며 이는 랑뮤어 프로브로 측정한 결과와 비슷한 경향성이 나타남을 확인 하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.585-585
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• 2013

유도 결합 플라즈마는 비교적 간단한 방전 구조와 고밀도 플라즈마 생성에 유리하기 때문에 산업 플라즈마 공정 장비로 널리 사용되고 있으며, 안테나에 의한 전력 전달 특성 및 방전 특성이 공정 결과에 큰 영향을 주게 된다. 이러한 유도 결합 플라즈마는 변압기 모델을 통하여 전력 전달 특성을 해석할 수 있으며, 안테나의 감은 수가 증가할수록 플라즈마로의 전력 전달 효율 및 플라즈마 밀도 상승이 기대된다. 반면에, 안테나 양단 또는 챔버 벽면과의 원치 않는 용량성 결합에 의하여, 실제로 안테나 감은 수가 증가함에 따라서 플라즈마로의 전력 전달 효율 및 방전 특성이 향상되지 않을 수도 있다. 본 연구는 이러한 안테나 감은 수 효과에 의한 전력 전달 효율 및 플라즈마 변수 변화에 대한 내용을 다루고 있으며, 플라즈마 변수 진단을 통하여 방전 특성을 연구하였다. 용량성결합을 최소화하기 위하여, 평형 전력 안테나를 사용하여 실험을 진행하였으며, 평형 전력이 인가되지 않은 안테나 구조에서의 안테나 감은 수에 따른 방전 특성과 결과를 비교하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.563-563
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• 2013

신업플라즈마에서는 라디컬 밀도와 플라즈마 변수를 독립적으로 제어하기 위해어 펄스파워 소스를 사용하고 있다. 펄스플라즈마에서는 플라즈마 상태가 매우 빨리 변한다. 따라서 고시간 분해능으로 플라즈마를 진단하는 방법이 필요하다. 고전적인 단일 랑뮤어 탐침법을 이용하여 펄스 플라즈마를 진단할 경우 수시간 정도의 매우 오랜 시간이 걸리지만 본 연구에서 제안한 방법을 이용하면 수 마이크로 초의 고시간 분해능을 가지면서 수 초내로 측정이 가능하다. 기본 원리는 부유고조화파를 이용하며 고시간 분해능으로 얻기 위해서는 측정된 전류를 인가한 주파수의 주기 단위로 분할하고, 마이크로 시간 단위로 분할된 데이터를 각각 Fourier Transform 하여 전자온도와 밀도를 얻는다. 이 방법을 이용하여 구한 플라즈마 변수 값들은 랑뮤어 방법으로 구한 것과 비교하여 잘 일치하는 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.173-173
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• 2013

디스플레이용 ICP 장비에서 Ar 플라즈마를 사용하여 플라즈마 시뮬레이션을 진행하였다. 안테나 코일의 회전수에 따른 플라즈마 변수들을 비교하였다. 1-turn과 4-turn의 플라즈마 밀도, 온도, 전위차의 공간분포들을 비교한 결과 4-turn이 균일도 측면에서 유리함을 확인 할 수 있었다.