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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 정진욱
- 발행연도
- 2016
- 저작권
- 한양대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수1
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플라즈마를 이용한 반도체 제조에서 반도체 수율향상에 대한 연구는 지속적으로 진행 되어왔다. 반도체 수율 향상을 위해, 집적도 향상 등의 연구가 진행되고 있지만, 웨이퍼 면적 증가에 따른 수율 향상에 대한 연구도 강조되고 있다. 또한, 웨이퍼 막질과 화학적으로 반응하는 라디칼은 높은 유량과 압력에서 많이 생성되지만, 높은 압력의 공정가스에서 대면적 플라즈마 생성장치의 방전 특성에 대한 연구는 전무하다. 따라서, 본 논문에서는 반도체 수율 향상을 목적으로 대면적 플라즈마 공정에 적용하기 위한 플라즈마 발생장치 및 높은 압력에서의 플라즈마 물성에 대한 연구를 진행 하였다.
대면적에서 라디칼 생성에 용이한 이중구조의 플라즈마 생성장치를 새로 구성하였고, 방전 효율 향상을 위해 유도결합 플라즈마 생성장치에 강자성체를 적용하였다. 먼저, 높은 압력에서 아르곤 기체방전을 통해 플라즈마 밀도 및 공간균일도 등의 기본 방전 특성 연구를 진행하였고, 강자성체 유도결합 플라즈마에서 산소 기체 방전을 통해 산소 플라즈마의 고압 방전 특성 연구를 진행하였다. 여기서, 권선 수를 변경하며, 생성장치의 방전 효율과 산소 플라즈마의 공간분포의 상관관계를 분석하였고, 동일구조에서 아르곤 기체방전을 통하여, 음이온이 방전효율 및 플라즈마의 공간분포에 미치는 영향성을 확인하였다. 높은 압력의 산소 플라즈마 방전에서 강자성체 유도결합 플라즈마의 방전 효율 향상을 위해 자성체의 재질과 권선 수를 변경하며, 비교실험을 진행하였다. 동일한 크기와 구조로 제작 된 각 자성체 재질은 고유의 투자율을 가지며, 이 투자율의 변화와 권선 수에 따른 전기적 특성 및 플라즈마 공간분포 비교를 통하여, 최적의 방전조건을 도출하였다. 이러한 연구 결과를 바탕으로, 대면적 화학적 식각 공정에 적용 가능한 고효율 플라즈마 생성장치를 구성하는 방법을 제시하였다.
대면적에서 라디칼 생성에 용이한 이중구조의 플라즈마 생성장치를 새로 구성하였고, 방전 효율 향상을 위해 유도결합 플라즈마 생성장치에 강자성체를 적용하였다. 먼저, 높은 압력에서 아르곤 기체방전을 통해 플라즈마 밀도 및 공간균일도 등의 기본 방전 특성 연구를 진행하였고, 강자성체 유도결합 플라즈마에서 산소 기체 방전을 통해 산소 플라즈마의 고압 방전 특성 연구를 진행하였다. 여기서, 권선 수를 변경하며, 생성장치의 방전 효율과 산소 플라즈마의 공간분포의 상관관계를 분석하였고, 동일구조에서 아르곤 기체방전을 통하여, 음이온이 방전효율 및 플라즈마의 공간분포에 미치는 영향성을 확인하였다. 높은 압력의 산소 플라즈마 방전에서 강자성체 유도결합 플라즈마의 방전 효율 향상을 위해 자성체의 재질과 권선 수를 변경하며, 비교실험을 진행하였다. 동일한 크기와 구조로 제작 된 각 자성체 재질은 고유의 투자율을 가지며, 이 투자율의 변화와 권선 수에 따른 전기적 특성 및 플라즈마 공간분포 비교를 통하여, 최적의 방전조건을 도출하였다. 이러한 연구 결과를 바탕으로, 대면적 화학적 식각 공정에 적용 가능한 고효율 플라즈마 생성장치를 구성하는 방법을 제시하였다.
목차
1. 차 례차 례 Ⅰ국 문 요 지 VII제1장 서 론 1제1절 연구배경 1제2절 연구범위 및 논문의 구성 12제2장 배경이론 14제1절 플라즈마 기본 물성(Plasma Basic Properties) 14제2절 유도결합 플라즈마(Inductively Coupled Plasma) 24제3절 평형 전력 공급을 통한 플라즈마 방전 효율 개선 (Discharge Improvement by Balanced Power Feeding) 35제4절 화학적 반응과 표면 식각 공정 (Chemical Kinetics and Surface Processes) 44제3장 대면적 이중구조 유도결합 플라즈마 생성장치의 구성 53제1절 대면적 이중구조 유도결합 플라즈마 생성장치의 구성 54제2절 대면적 이중구조 유도결합 플라즈마를 포함하는 전체 진공설비의 구성 57제4장 대면적 이중구조 유도결합 플라즈마에서 아르곤 기체 방전 특성 연구 59제1절 실험의 구성 59제2절 축전 삽입에 의한 Ferrite ICPs의 방전 특성 변화 62제3절 아르곤 플라즈마 공간 균일도 변화 68제5장 대면적에서 산소 플라즈마 분포와 방전효율의 관계에 대한 연구 73제1절 실험의 구성 73제2절 Ferrite ICPs의 전기적 방전 특성 분석 76제3절 ferrite ICPs에서 산소 플라즈마의 공간분포 (Radial Oxygen Plasma Profiles in Ferrite ICPs) 85제4절 음극성 입자들의 영향(Effect of the negative species) 88제6장 강자성체 재질에 따른 Ferrite ICPs의 플라즈마 방전 효율 연구 93제1절 실험의 구성 94제2절 자성체 재질 및 권선 수에 따른 전기적 특성 분석 96제3절 자성체 재질 및 권선 수에 따른 산소 플라즈마 공간분포 106제4절 전력 소비 모델을 통한 방전효율의 수학적 분석 110제7장 결론 115참고문헌 118ABSTRACT 125감사의 글 128
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