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반도체 및 평판 디스플레이 산업에서의 진공 챔버 건식 세정을 위한 원격 플라즈마 생성 장치 원문보기

전력전자학회 2017년도 전력전자학술대회, 2017 July 04, 2017년, pp.501 - 505  

이한용 ((주)뉴파워프라즈마) ,  손정훈 ((주)뉴파워프라즈마) ,  장보은 ((주)뉴파워프라즈마) ,  임은석 ((주)뉴파워프라즈마) ,  신영식 ((주)뉴파워프라즈마) ,  문홍권 ((주)뉴파워프라즈마)

초록
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반도체에 대한 수요가 늘어남에 따라 반도체 칩 생산을 위한 웨이퍼 공정 및 평판 디스플레이 제조 공정에서 수백~수십 나노 단위 크기의 트랜지스터, 커패시터 등의 회로소자 제조를 요구하고 있다. 이에 따라 반도체 공정의 미세화가 10nm 이하까지 다다랐고 이로 인해 수율과 신뢰성 측면에서 파티클, 금속입자, 잔류이온 등 진공챔버 내부의 오염원 제거 중요성이 점점 증가하고 있다. 이러한 오염원 제거를 위해서 과거에는 진공 챔버를 개방하여 액상물질로 주기적인 세정을 하였으나 2000년대 초반부터 생산성 향상을 위해 진공 상태에서 건식 세정하는 원격 플라즈마 발생장치(Remote Plasma Generator, RPG)를 개발하여 공정에 적용 해 왔다. 건식 세정을 위해서 화학적 반응성이 높은 고밀도의 라디칼이 필요하고 이를 위해 플라즈마를 이용하여 라디칼을 생성한다. RPG는 안테나 형태의 기존 유도 결합 플라즈마 (Inductively Coupled Plasma, ICP) 방식에 자성코어(Ferrite Core)를 추가함으로써 고밀도 플라즈마 생성이 가능하다. 본 세션에서는 이러한 건식세정과 관련된 플라즈마 기술 소개, 플라즈마 발생장치의 종류 및 효과적인 건식 세정을 위한 원격 플라즈마 발생장치를 소개하고자 한다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 특히, 진공상태에서 장비의 가동중지 시간을 최소화하기 위해서는 플라즈마를 이용한 원격 세정장치의 사용이 필수적이다. 본 지에서는 이러한 관점에서 세정 공정의 화학반응, 활성종 생성을 위한 플라즈마의 기본 이론과 회로적 관점에서의 해석, 그리고 기존 유도 결합 플라즈마를 발전시킨 강자성 강화 유도 결합을 활용한 원격 플라즈마 발생장치에 대해 소개하였다.
  • 디스플레이용 세정기의 경우 총 100kg이 넘으며 생산현장에서의 제품 설치, 취급이 어려워 경량화의 목소리가 컸다. 이에 당 사에서는 전력 공급부와 플라즈마 발생 부를 분리하여 개발을 진행하였다. 분리형 제품은 전력전달 전송라인이 길어 임피던스 매칭이 상대적으로 어려운 단점을 극복하고 시장에서 호평을 받으며 현재까지 디스플레이분야에서 글로벌 시장 점유율 1위를 차지하고 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
플라즈마는 물질의 제 4의 상태라고 최초로 명명한 사람은 누구인가? ‘플라즈마는 물질의 제 4의 상태’라고 최초로 명명한 사람은 영국의 물리학자인 Crookes이다. 일반적으로 물질은 고체, 액체, 기체의 3가지 상태로 존재하고 있다.
일반적으로 물질은 어떤 상태로 존재하고 있는가? ‘플라즈마는 물질의 제 4의 상태’라고 최초로 명명한 사람은 영국의 물리학자인 Crookes이다. 일반적으로 물질은 고체, 액체, 기체의 3가지 상태로 존재하고 있다. 고체가 에너지를 받으면 액체가 되고, 액체가 에너지를 받으면 기체 상태로 변하게 된다.
플라즈마를 만드는 방법 중 전자를 충돌시켜 분리하는 방법이 가장 많이 사용되는 이유는 무엇인가? 플라즈마를 만드는 방법은 대략 3가지 정도가 있는데, 열을 가하는 방법, 전기장을 가하는 방법, 전자를 충돌시켜 분리하는 방법 등이 있다. 이 중 3번째인 전자를 충돌시켜 원자핵과 전자를 분리시키는 방법이 적은 에너지로 플라즈마를 발생시킬 수 있어 많이 사용하고 있다.
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