• 한국진공학회지
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• 제18권6호
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• pp.426-434
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• 2009

평판형 유도결합 플라즈마 장치의 $SiH_4/H_2$ 방전에 대한 공간 평균 전산모사가 이루어졌다. $SiH_4/H_2$ 플라즈마 방전에서 발생되는 전자, 양이온, 음이온, 중성종, 그리고 라디칼들에 대한 공간 평균된 유체 방정식을 기반으로 하고 있으며, 비정상 표피효과(Anomalous skin effect)를 고려한 비충돌 전자가열 모델을 적용하여 흡수되는 파워량을 결정하였다. $SiH_4$와 $H_2$의 가스 주입비율, 파워, 그리고 압력을 변화시키며 각각에 대한 하전입자, 중성종 및 라디칼들의 밀도 변화와 전자온도 의존성을 조사하였다.

• 한국진공학회지
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• 제17권5호
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• pp.426-434
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• 2008

고밀도 유도결합 플라즈마 장치의 $SiH_4/O_2/Ar$방전에 대한 공간 평균 시뮬레이터를 제작하였다. 제작된 시뮬레이터는 $SiH_4/O_2/Ar$ 플라즈마 방전에서 발생되는 전자, 양이온, 음이온, 중성종, 그리고 활성종들에 대해 공간 평균한 유체 방정식을 기반으로 하고 있으며, 전자가열 모델은 anomalous skin effect를 고려한 파워 흡수 모델을 적용하여 전자가 흡수하는 고주파 파워량을 결정하였다. 완성된 시뮬레이터에서 RF-파워와 압력 변화에 대한 하전입자, 중성종, 활성종들의 밀도 변화 및 전자 온도 의존성을 계산하였다.

• 한국진공학회지
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• 제17권5호
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• pp.419-425
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• 2008

10 mTorr의 이하의 저압조건에서는 비 충돌에 의한 anomalous skin effect 과정이 반드시 고려되어 한다는 것이 선행 연구 결과를 통해 학술적으로 입증된 바 있다. 그러나 단면적이 0인 필라멘트 타입의 전류 모델을 적용했기 때문에 안테나 중심에서 전기장이 무한대가 되는 비 물리적인 현상이 발생하게 되는 문제가 있다. 따라서 본 연구에서는 단면이 유한한 표면 전류 모델을 적용하여 안테나 영역에서의 전기장을 계산하였으며, 필라멘트 타입의 전류 모델을 적용했을 때와 여러 조건에서 비교하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2005년도 하계학술대회 논문집 Vol.6
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• pp.550-551
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• 2005

고밀도 유도결합 플라즈마 장치의 $O_2$ 방전에 대한 공간 평균 시뮬레이터를 제작하였다. 제작된 시뮬레이터는 $O_2$ 플라즈마 방전에서 발생되는 전자, 양이온, 음이온 및 중성종, 활성종들에 대해 공간 평균된 유체 방정식을 기반으로 하고 있으며, 고밀도 유도결합 플라즈마 장치에서 전자가열 모델은 anomalous skin effect 를 고려한 파워 흡수 모델을 적용하여 전자가 흡수하는 고주파 파워량을 결정하였다. 완성된 시뮬레이터에서 RF- 파워, gas-inlet, pumping-speed등의 조정 변수를 비롯한 여러 가지 장치 변수들의 변화에 대한 하전입자, 중성종, 활성종들의 밀도 변화 및 전자 온도 의존성을 계산하였다.

• 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.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.65-66
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• 2013

최근 개발된 수치해석 알고리즘 및 RF sheath 모델을 적용하여 반도체 식각 공정용 공간 평균 시뮬레이터를 개발하였다. 개발된 시뮬레이터는 전자가열 모듈, 수송 모듈, 그리고 RF sheath 모듈로 구성된다. 유도결합 플라즈마원에 대한 전자가열모듈은 비충돌 과정인 anomalous skin effect가 포함된 Yoon의 모델을 적용하였고, 축전결합 플라즈마원에 대해서는 RF sheath 모델을 수치적으로 풀어 흡수된 파워를 결정하고 수송 모듈과 일관성을 잃지 않게 결합되었다. RF sheath 모듈에서는 Dai의 collisonless sheath 모듈을 적용하였고 RF 펄싱이 적용될 수 있도록 확장하였다. 특히, 식각 공정에 사용되는 fluorocarbon 플라즈마에 대한 데이터베이스를 개발하였고, 또한 진단 데이터와의 비교를 통해 데이터베이스를 최적화하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.177-177
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• 2012

진공을 기초로 한 다양한 반도체 식각 공정에서 RF bias가 결합된 유도 결합 플라즈마 소스는 널리 사용되고 있다. 하지만, 대부분의 연구는 RF bias에 의한 자기 바이어스 효과에만 한정되어 있으며, 공정 결과와 소자 품질에 결정적인 역할을 하는 플라즈마 변수들(전자 온도, 플라즈마 밀도)과 RF bias의 상관관계에 대한 연구는 거의 없는 실정이다. 본 연구에서는 RF bias가 플라즈마 변수에 미치는 영향과 비충돌 전자 가열 메커니즘의 실험적 증거에 관한 연구를 진행하였다. 플라즈마 밀도는 RF bias에 의하여 감소 또는 증가하였으며, 이러한 결과는 Fluid global model에 의한 계산과 잘 일치하는 결과를 보였다. 전자 온도는 RF bias에 의하여 증가하였으며, 적은 RF bias 전력에서는 플라즈마 전위에 갇혀있는 낮은 에너지 그룹의 전자들의 가열이 주가 되었으나, 큰 RF bias 전력에서는 높은 에너지 그룹의 전자들의 가열이 주가 됨을 관찰하였다. 이는 높은 에너지 그룹의 전자 가열 메커니즘이 anomalous skin effect에서 collisionless sheath heating으로 전이되는 것을 나타내며, bounce resonance heating이 RF bias의 전자가열에 중요한 역할을 함을 보여주는 실험적 근거이다. 플라즈마 밀도의 공간 분포는 RF bias의 인가에 의하여 더욱 균일함을 보였으며, 이는 (electro-static and electro-magnetic) edge effect에 의한 영향으로 해석될 수 있다. 이러한 RF bias와 플라즈마 변수들의 상관관계 및 전자 가열 메커니즘에 대한 연구는 방전 특성의 물리적 이해뿐만 아니라, 반도체 식각 공정에서 소자 품질 및 공정 개선을 위한 최적의 방전 조건 도출과 외부 변수 제어에 큰 도움을 주리라 예상된다.