• Proceedings of the KIEE Conference
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• 1995.11a
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• pp.323-325
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• 1995

An Inductively Coupled Plasma(ICP) was employed to prepare the Diamond-Like Carbon film with $CH_4$ gas. We observed the changes of mechanical, optical properties and internal stress of the films according to the variation of discharge power and negative-self bias. When weak magnetic field is applied, the properties of film are observed to change drastically. In magnetized case, the micro-hardness and the internal stress increase up to critical point and droped down in marked contrast to unmagnetized case. It suggests that large amount of ion flux exists due to high dissociation rate of the reactive radicals in plasma with magnetic field as reported elsewhere. As a result of FT-IR absorption measurement it could be confirmed that the $CH_x$ bonding and the micro-hardness and the internal stress decreased with the increase of negative-self bias.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1997.02a
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• pp.191-191
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• 1997

• The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
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• v.64 no.4
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• pp.560-566
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• 2015

The self-consistent simulation based on the drift-diffusion approximation with anisotropic transport coefficients was performed. The RHCP-wave propagation was observed in MICP and this wave was refracted toward the high-density region. The calculated impedance seen from the antenna terminal shows that resistance component of MICP is a higher than that of ordinary ICP. Because of a higher resistance, the power transfer efficiency was improved to 95%. This property is practically important for large-size, low-pressure plasma sources because high resistance corresponds to high power-transfer efficiency and stable impedance matching characteristics.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 1999.10a
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• pp.56-56
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• 1999

For advanced TFT-LCD manufacturing processes, dry etching of thin-film layers(a-Si, $SiN_x$, SID & gate electrodes, ITO etc.) is increasingly preferred instead of conventional wet etching processes. To dry etch Al gate electrode which is advantageous for reducing propagation delay time of scan signals, high etch rate, slope angle control, and etch uniformity are required. For the Al gate electrode, some metals such as Ti and Nd are added in Al to prevent hillocks during post-annealing processes in addition to gaining low-resistivity($<10u{\Omega}{\cdot}cm$), high performance to heat tolerance and corrosion tolerance of Al thin films. In the case of AI-Nd alloy films, however, low etch rate and poor selectivity over photoresist are remained as a problem. In this study, to enhance the etch rates together with etch uniformity of AI-Nd alloys, magnetized inductively coupled plasma(MICP) have been used instead of conventional ICP and the effects of various magnets and processes conditions have been studied. MICP was consisted of fourteen pairs of permanent magnets arranged along the inside of chamber wall and also a Helmholtz type axial electromagnets was located outside the chamber. Gas combinations of $Cl_2,{\;}BCl_3$, and HBr were used with pressures between 5mTorr and 30mTorr, rf-bias voltages from -50Vto -200V, and inductive powers from 400W to 800W. In the case of $Cl_2/BCl_3$ plasma chemistry, the etch rate of AI-Nd films and etch selectivity over photoresist increased with $BCl_3$ rich etch chemistries for both with and without the magnets. The highest etch rate of $1,000{\AA}/min$, however, could be obtained with the magnets(both the multi-dipole magnets and the electromagnets). Under an optimized electromagnetic strength, etch uniformity of less than 5% also could be obtained under the above conditions.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 1999.10a
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• pp.49-49
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• 1999

In this study, $Cl_2/BCI_3$ magnetized inductively coupled plasmas (MICP) were used to etch GaN and the effects of magnetic confinements of inductively coupled plasmas on the GaN etch characteristics were investigated as a function of $Cl_2/BCI_3$. Also, the effects of Kr addition to the magnetized $Cl_2/BCI_3$ plasmas on the GaN etch rates were investigated. The characteristics of the plasmas were estimated using a Langmuir probe and quadrupole ma~s spectrometry (QMS). Etched GaN profiles were observed using scanning electron microscopy (SEM). The small addition of $Cl_2/BCI_3$ (10-20%) in $Cl_2$ increased GaN etch rates for both with and without the magnetic confinements. The application of magnetic confinements to the $Cl_2/BCI_3$ inductively coupled plasmas (ICP) increased GaN etch rates and changed the $Cl_2/BCI_3$ gas composition of the peak GaN etch rate from 10% $BCI_3$ to 20% $BCI_3$. It also increased the etch selectivity over photoresist, while slightly reducing the selectivity over $Si0_2$. The application of the magnetic field significantly increased positive $BCI_2{\;}^+$ measured by QMS and total ion saturation current measured by the Langmuir probe. Other species such as CI, BCI, and CI+ were increased while species such as $BCl_2$ and $BCI_3$ were decreased with the application of the magnetic field. Therefore, it appears that the increase of GaN etch rate in our experiment is related to the increased dissociative ionization of $BCI_3$ by the application of the magnetic field. The addition of 10% Kr in an optimized $Cl_2/BCI_3$ condition (80% $Cl_2/$ 20% $BCI_3$) with the magnets increased the GaN etch rate about 60%. More anisotropic GaN etch profile was obtained with the application of the magnetic field and a vertical GaN etch profile could be obtained with the addition of 10% Kr in an optimized $Cl_2/BCI_3$ condition with the magnets.

• Proceedings of the IEEK Conference
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• 2001.06b
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• pp.37-40
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• 2001

The semiconductor's design rule becomes more stringent, hence the silicon-dioxide etching technique is important issue. In this work we compared the etching characteristics of different three types of Plasma source, Normal ICP, magnetized ICP and E-IC $P^{TM}$. The E-IC $P^{TM}$ source shows higher etch rate at lower pressure and this is advantageous for the fine pattern process. The etching characteristics were varied with external magnetic field frequency at I-lCP and this is examined with Nanospe $c^{TM}$ and SEM. We designed Langmuir probe system for time resolved diagnosis. ion density of E-ICP is varying periodically with the applied external magnetic field frequencyquency

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 1997.11a
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• pp.279-281
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• 1997

The properties of Platinum dry etching were investigated in MICP(Magnetized Inductively Coupled Plasma). The problem with Platinum etching is the redeposition of sputtered Platinum on the sidewall. Because of the redeposits on the sidewall, the etching of patterned Platinum structure produce feature sizes that exceed the original dimension of the PR size and the etch profile has needle-like shape.[1] Generally, $Cl_2$ plasma is used for the fence-free etching.[1][2][3] The main object of this study was to investigate a new process technology for the fence-free Pt etching. Platinum was etched with Ar plasma at the cryogenic temperature and with Ar/$SF_6$ plasma at room temperature. In cryogenic etching, the height of fence was reduced to 20% at $-190^{\circ}C$ compared with that of room temp., but the etch profile was not fence-free. In Ar/$SF_6$ Plasma, chemical reaction took part in etching process. The trend of properties of Ar/$SF_6$ Plasma etching is similar to that of $Cl_2$ Plasma etching. Fence-free etching was possible, but PR selectivity was very low. A new gas chemistry for fence-free Platinum etching was proposed in this study.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.474-474
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• 2010

현재 반도체시장의 확장으로 인해서 기존의 300mm 웨이퍼에서 450mm의 웨이퍼를 사용하는 공정으로 변화하는 추세이다. 450mm 웨이퍼로 대면적 화되면서 기존 300mm 공정 때보다 훨씬 효율적인 플라즈마 소스 즉, 고밀도이고, 고균등화(high uniformity) 플라즈마 소스를 필요로 한다. 본 논문에서는 고밀도 플라즈마 소스인 유도 결합형 플라즈마(Inductively Coupled Plasma ; ICP)에 축 방향의 약한 자기장을 인가시킨 자화된 유도결합형 플라즈마(Magnetized Inductively Coupled Plasma : MICP)[1]를 제안하여 기존 ICP와의 차이점을 살펴보았다. 실험 방법으로 레이저 유기 형광법(Laser Induced Fluorescence : LIF)[2]을 이용하여 플라즈마 쉬스(Sheath) 내의 전기장을 외부 자기장의 변화에 따라 높이별로 측정하고 그 결과로부터 쉬스의 전기적 특성을 살펴보았다. 플라즈마의 특성상 탐침이나 전극에 전압을 인가하면 그 주위로 디바이 차폐(Debye Shielding)현상이 일어나서 플라즈마 왜곡이 일어난다. 그렇기에 플라즈마, 특히 플라즈마 쉬스의 특성을 파악하기 위해서 레이저라는 기술을 사용하였다. 레이저는 고가의 장비이고 그 사용에 많은 경험지식(know-how)를 필요로 하지만 플라즈마를 왜곡시키지 않고, 플라즈마의 밀도, 온도, 전기장 등 많은 상수(parameter)들을 얻어 낼 수 있다. 또한 3차원적으로 높은 분해능을 가지고 있는 장점이 있다. 강한 전기장이 있는 곳에서 입자들의 고에너지 준위가 전기장의 세기에 비례하여 분리되는 Stark effect[3] 이론을 이용하여 플라즈마 쉬스내의 전기장을 측정하였다. 실험은 헬륨가스 700mTorr 압력에서 이루어졌다. 기판의 파워를 50W에서 300W까지 변화시키면서 기판에 생기는 쉬스의 전기장의 변화를 살펴보았고, 자기장을 인가한 후 동일한 실험을 하여 자기장의 유무에 따른 플라즈마 쉬스의 전기장 변화를 살펴보았다. 실험결과 플라즈마 쉬스의 전기장의 변화는 기판의 파워와 플라즈마 밀도에 크게 의존함을 알았다. 기판의 파워가 커질수록 쉬스의 전기장은 커지고, 기판에 생기는 Self Bias Voltage역시 음의 방향으로 커짐을 확인 하였다. 또한 자기장을 걸어주었을 경우 쉬스의 두께가 얇아짐으로써 플라즈마의 밀도가 증가했음을 확인 할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.131.1-131.1
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• 2015

플라즈마 진단법으로서 컷오프 탐침과 랑뮤어 탐침은 다양한 분야에서 많은 연구가 진행되었다. 하지만 고밀도 및 균일성 관점에서 많은 이점을 가지고 있는 자화유도결합플라즈마에서 컷오프 탐침의 적용 가능성에 대한 연구는 많이 부족하다. 본 연구에서는 두 가지 탐침법을 이용하여 전자밀도를 비교하고 각각의 특성을 분석하였다. 먼저 랑뮤어 탐침법을 이용하여 RF파워, 압력, 외부자기장에 따른 플라즈마 변수(전자밀도, 전자온도, 플라즈마 전위)를 측정하였다. 외부자기장을 인가하였을 때 전자구속으로 인하여 전 영역의 전자밀도는 증가하였지만 R방향의 전자밀도 분포는 균일하지 않았다. 반면 전자온도는 외부자기장을 인가하였을 때 챔버 중심에서 감소하였으며, 챔버 끝에서 전자온도는 증가하였다. 즉, R방향의 전자온도 분포는 U형태가 나타났다. 또한 컷오프 탐침으로 전자밀도를 측정한 결과 비교적 낮은 $10^{11}/cm^3$ 이하에서 정확한 컷오프 주파수를 확인하여 전자밀도를 구할 수 있었으며, 그 이상의 전자밀도를 갖는 경우 동축케이블의 손상 문제로 인하여 신뢰성 있는 결과를 얻기는 힘들다. 현재 이 문제를 해결하기 위한 연구가 지속적으로 진행 중이다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.411-411
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• 2010

Cavity mode Whistler wave를 사용하는 자화유도결합플라즈마 (Magnetized Inductively Coupled Plasma, MICP)의 제반 특성을 비등방성 수송계수를 가지는 Drift-Diffusion 근사, 에너지 보존 방정식 및 유도전자계를 self-consistent 하게 고려하여 계산하였다. 이러한 접근법은 비충돌성 전자가열현상을 고려하지 못하는 단점에도 불구하고, 반도체 장비설계에 필수적인 전자온도, 밀도, 플라즈마 전위, 시스템의 임피던스 특성에 대한 경향성 파악에 매우 유용하다. 뿐만 아니라 전자밀도분포가 공간내에 형성되는 R-wave mode에 미치는 영향을 분석할 수 있다. 직경 320 mm를 가지는 작은 반응기에서 시뮬레이션과 실험결과를 비교하여 본 모델링 방법의 타당성을 검증한 후, 450 mm wafer가공에 적합한 대면적 플라즈마 반응기에서 플라즈마 특성을 연구하였다. 수 mTorr의 공정압력에서 약 10 Gauss전후의 약한 자장이 인가됨으로서 반경방향의 전자밀도 균일성이 대폭 향상되었다. 플라즈마 및 안테나의 대면적화에 수반되는 높은 Q값이 자장의 인가로 큰 폭으로 감소함으로서 임피던스메칭의 안정성이 비약적으로 개선되었고 전력전달 효율 또한 크게 증가함을 알 수 있었다. 본 연구 결과는 차세대 450 mm 반도체 공정장비의 개발에 있어 자화유도결합플라즈마가 매우 유용하게 사용될 수 있음을 보여준다.