• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2004년도 하계학술대회 논문집 Vol.5 No.2
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• pp.734-737
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• 2004

The metal-ferroelectric-semiconductor (MFS) structure is widely studied for nondestructive readout (NDRO) memory devices, but conventional MFS structure has a critical problem. It is difficult to obtain ferroelectric films like PZT on Si substrate without interdiffusion of impurities such as Pb, Ti and other elements. In order to solve these problems, the metal-ferroelectric-insulator-semiconductor (MFIS) structure has been proposed with a buffer layer of high dielectric constant such as MgO, $Y_2O_3$, and $CeO_2$. In this study, the etching characteristics (etch rate, selectivity) of MgO thin films were etched using $Cl_2/Ar$ plasma. The maximum etch rate of 85 nm/min for MgO thin films was obtained at $Cl_2$(30%)/Ar(70%) gas mixing ratio. Also, the etch rate was measured by varying the etching parameters such as ICP rf power, dc-bias voltage, and chamber pressure. Plasma diagnostics was performed by Langmuir probe (LP) and optical emission spectroscopy (OES).

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.182-182
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• 2012

Plasma etching is used in various semiconductor processing steps. In plasma etcher, optical- emission spectroscopy (OES) is widely used for in-situ endpoint detection. However, the sensitivity of OES is decreased if polymer is deposited on viewport or the proportion of exposed area on the wafer is too small. Because of these problems, the object is to investigate the suitability of using plasma impedance monitoring (PIM) and self plasma optical emission spectrocopy (SPOES) with statistical approach for in-situ endpoint detection. The endpoint was determined by impedance signal variation from I-V monitor (VI probe) and optical emission signal from SPOES. However, the signal variation at the endpoint is too weak to determine endpoint when $SiO_2$ and SiNx layers are etched by fluorocarbon on inductive coupled plasma (ICP) etcher, if the proportion of $SiO_2$ and SiNx area on Si wafer are small. Therefore, modified principal component analysis (mPCA) is applied to them for increasing sensitivity. For verifying this method, detected endpoint from impedance monitoring is compared with optical emission spectroscopy.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.31-31
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• 2011

식각, 증착 등의 플라즈마 활용 공정에서 공정 결과들이 예상치 못한 편차를 보이거나 시간에 따른 공정 결과의 드리프트가 발생하는 등의 문제는 공정 수율 향상 뿐 아니라 공정 결과 생산하게 되는 제품의 성능을 결정짓는다는 점에서 중요하다. 그 결과 공정의 이상이 발생 되는 것을 감지하기 위한 다양한 장치 및 알고리즘들이 등장하고 있으나, 현재 공정 상태 변화를 진단하는 것은 공정 장치에서 발생된 신호 변동을 통계적으로 처리하는 수준에 머무르거나 플라즈마 인자들의 값 자체를 진단하는 정도에 그치고 있다. 본 연구에서는, 향후 물리적 해석을 기반으로 한 공정 진단을 위한 알고리즘을 세우는 것을 목표로 하여 공정 결과에 민감하게 영향을 주는 플라즈마 내부 전자의 열평형 상태의 미세한 변동을 감지하고 이를 통하여 공정 결과에 영향을 주게 되는 장치 내 물리적, 화학적 반응들의 변동 메커니즘을 이해하고자 하였다. 외부에서 감지하기 힘들기 때문에 장치 상태에 변동이 없는 것으로 보이지만 실제로는 변동하고 있는 플라즈마의 미세한 상태 변화를 보여줄 수 있는 물리 인자로는 잦은 충돌로 인하여 빠르게 변동에 대응할 수 있는 전자들의 열평형 특성을 살펴보는 것이 적합하다고 판단하여 광신호를 통해 전자 에너지 분포함수를 진단할 수 있는 모델을 수립하였다. 이 모델의 적용 결과를 활용하면 전자들의 열평형이 주변 가스 종의 반응율 변동에 주게 되는 영향을 해석할 수 있다. 실제로 ICP-Oxide Etcher 장치에서 장치 내벽 오염물질 유입 및 공정 부산물의 장치 내 잔여로 인하여 식각율로 표현되는 공정 결과에 최대 6%의 편차가 발생하게 되는 메커니즘을 해석할 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.32-32
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• 2011

Plasma etching is used in microelectronic processing for patterning of micro- and nano-scale devices. Commonly, optical emission spectroscopy (OES) is widely used for real-time endpoint detection for plasma etching. However, if the viewport for optical-emission monitoring becomes blurred by polymer film due to prolonged use of the etching system, optical-emission monitoring becomes impossible. In addition, when the exposed area ratio on the wafer is small, changes in the optical emission are so slight that it is almost impossible to detect the endpoint of etching. For this reason, as a simple method of detecting variations in plasma without contamination of the reaction chamber at low cost, a method of measuring plasma impedance is being examined. The object in this research is to investigate the suitability of using plasma impedance monitoring (PIM) with statistical approach for real-time endpoint detection of $SiO_2$ etching. The endpoint was determined by impedance signal variation from I-V monitor (VI probe). However, the signal variation at the endpoint is too weak to determine endpoint when $SiO_2$ film on Si wafer is etched by fluorocarbon plasma on inductive coupled plasma (ICP) etcher. Therefore, modified principal component analysis (mPCA) is applied to them for increasing sensitivity. For verifying this method, detected endpoint from impedance analysis is compared with optical emission spectroscopy (OES). From impedance data, we tried to analyze physical properties of plasma, and real-time endpoint detection can be achieved.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제6권2호
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• pp.46-50
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• 2005

BST thin films were etched with inductively coupled CF$_{4}$/(Cl$_{2}$+Ar) plasmas. The etch characteristics of BST thin films as a function of CF$_{4}$/(Cl$_{2}$+Ar) gas mixtures were analyzed using optical emission spectroscopy (OES) and Langmuir probe. The BST films in CF$_{4}$/Cl$_{2}$/Ar plasma is mainly etched by the formation of metal chlorides which depends on the emission intensity of the atomic Cl and the bombarding ion energy. The maximum etch rate of the BST thin films was 53.6 nm/min because small addition of CF$_{4}$ to the Cl$_{2}$/Ar mixture increased chemical and physical effect. A more fast etch rate of BST films can be obtained by increasing the DC bias and the RF power, and lowering the working pressure.

• 한국축산식품학회지
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• 제23권4호
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• pp.356-360
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• 2003

우유의 셀렌 함량을 측정하기 위하여 ICP-OES를 이용한 분석법을 확립하였다. 시료전처리는 우유의 수분을 제거한 후 질산과 과산화수소를 이용하여 유기성분을 제거하였고, 최종적으로 다시 과산화수소로 미량의 유기성분을 산화시켰다. 셀렌은 휘발성 무기성분이므로 전처리된 용액에 NaBH$_4$와 HCl을 이용하여 셀렌의 수소화(hydride)반응으로 끓는점을 높이고 분석감도를 향상시켰다. 수소화 반응 중 HCl 농도의 최적조건은 2 mol/L에서 최대 cps(counter per sec)로 나타났고, NaBH$_4$와 시료 유속의 최적조건은 각각 1.5%와 1.2mL/min인 것으로 나타났다. 따라서 위의 HG 조건이 시료 메트릭스에 따른 간섭효과를 제거하였으며, 최적의 정량조건임을 알 수 있었다. 이 조건으로 표준물질을 이용한 셀렌의 직선성 상관계수(R)는 0.98로서 우유에 함유된 셀렌 분석에 적용할 수 있었다. Standard addition method를 이용한 회수율은 10 ppb에서 88.0% 이었고, 첨가된 농도가 증가할수록 회수율 및 RSD는 정확성 및 정밀성을 확보할 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.459-459
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• 2007

VHF ICP (Very High Frequency Inductively Coupled Plasma) 반응기에서 반응기 압력, 수증기 유량, 플라즈마 출력, 반응기온도 등의 공정변수에 따른 수증기 분해특성과 수소생성거동을 실험하였다. 플라즈마 분해 특성은 OES(Optical Emission Spectroscopy)를 사용하여 분석하였으며, QMS(Quadrapole Mass Spectroscopy)를 이용하여 배기가스 성분을 분석하여, 수증기 분해거동 및 수소생성 효율을 조사하였다. 본 연구실에서 설계한 초고주파 유도결합 플라즈마는 고밀도 플라즈마 생성과 낮은 압력에서도 안정된 플라즈마 발생 특징을 나타내었다. 플라즈마 출력의 증가에 따른 수증기의 분해와 수소생성 거동은 개시영역, 선형증가영역, 포화영역의 세 영역으로 구분되는 특징을 나타내었다. 유량 및 압력의 증가에 따라 포화에 필요한 플라즈마의 출력이 증가되는 경향을 나타내었다. 본 실험의 온도범위에서는 온도 증가에 따른 수증기 분해 및 수소생성 증가효과는 플라즈마 출력의 영향에 비하여 매우 미미한 정도로 플라즈마의 높은 에너지 전달효과를 확인할 수 있었다. 따라서, 낮은 반응기 온도에서도, 유량 및 압력에 따른 포화 플라즈마조건을 설정할 경우, 높은 에너지 효율의 수소 제조가 가능함을 알 수 있었으며, 물분해 플라즈마를 이용한 저온 산화물 박막증착에의 적용도 기대된다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제24권12호
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• pp.935-938
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• 2011

The etching characteristics of ZnO and etch selectivities of ZnO to $SiO_2$ in $SF_6$/Ar plasma were investigated using Inductively-coupled-plasma (ICP). The maximum etch rates of ZnO were 6.5 nm/min at $SF_6$(50%)/Ar(50%), Source power (700 W), Bias power (250 W), Working pressure(8 mTorr). The etch rate of ZnO showed a non-monotonic behavior with increasing from 0% to 50% Ar fraction in $SF_6$/ Ar plasma. The plasma diagnostic were characterized using Optical Emission Spectroscopy (OES) analysis measurements.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2001년도 춘계학술대회 논문집 반도체재료
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• pp.12-16
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• 2001

We investigated the etching characteristics of $YMnO_3$ thin films in high-density plasma etching system. In this study. $YMnO_3$ thin films were etched with $CF_{4}/Ar$ gas chemistries in inductively coupled plasma (ICP). Etch rates of $YMnO_3$ were measured according to gas mixing ratios. The maximum etch rate of $YMnO_3$ is 18 nm/min at $CF_{4}/(CF_{4}+Ar)$ of 20%. In optical emission spectroscopy (OES) analysis, F radical and Ar* ions in plasma at various gas chemistries decreased with increasing $CF_4$ content. Chemical states of $YMnO_3$ films exposed in plasma were investigated with x-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and secondary ion mass spectrometry (SIMS). There is a chemical reaction between metal (Y, Mn) and F and metal-fluorides were removed effectively by Ar ion sputtering. $YF_x$, $MnF_x$ such as YF, $YF_2$, $YF_3$ and $MnF_3$ Were detected using SIMS analysis. The etch slope is about $65^{\circ}C$ and free of residues.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제21권8호
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• pp.727-732
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• 2008

In this work, the etch characteristics of $VO_2$ thin films were investigated using inductively coupled plasma (ICP) of $Cl_2/Ar$ gas mixtures. To analyze the plasma characteristics, a quadrupole mass spectrometer (QMS), an optical emission spectroscopy (OES), and a Langmuir probe measuring system were used. The surface reaction of the $VO_2$ thin films was investigated using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). It was found that an increase in Ar fraction in the $Cl_2/Ar$ plasma at fixed gas pressure, input power, and bias power resulted in increasing $VO_2$ etch rate which reached a maximum value of 87.6 nm/min at 70-75 % Ar. It was confirmed that the etch rate of the $VO_2$ films was mainly controlled by the ion flux. On the basis of measuring results, we will discuss possible etching mechanism of $VO_2$ film in the $Cl_2/Ar$ plasma.