miniplasma -station miniplasma -cube For the Pioneer

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1 miniplasma -station miniplasma -cube For the Pioneer
Plasma surface treatment & modification system miniplasma -station miniplasma -cube

2 miniplasma-station For the pioneer The most advanced
Plasma surface treatment & modification system The most advanced Plasma surface treatment and modification system 최근 Plasma는 반도체, 디스플레이, 나노, 환경, 신소재 등의 다양한 분야에 적용되고 앞으로도 그 범위는 무한히 확대 적용될 전망이다. 이러한 새로운 분야를 개척하기 위해서는 서로 다른 특성을 지니는 다양한 종류의 plasma source가 요구된다. miniplasma series는 연구개발 전용 plasma system으로써 선구적인 연구를 하는 연구자들이 다양한 plasma 환경을 빠르고 쉽게 구현하여 연구 효율을 극대화시킬 수 있을 것으로 기대된다. 특히 다년간의 양산장비 관련 기술을 바탕으로 하여 개발되어 장비의 안정성과 편의성, 안전성 등에서 차별화된 가치를 제공한다. For the pioneer

3 Plasma surface engineering 분야의 Pioneer를 위한 다양한 plasma 환경 제공
miniplasma -station Plasma surface treatment & modification system Plasma surface engineering 분야의 Pioneer를 위한 다양한 plasma 환경 제공 High density plasma source (ICP) 장착 가능한 chamber interface (option) Convertible electrode - 하나의 장비로 RIE type 과 PE type plasma를 동시에 구현! Remote plasma 기능 - remote plasma 와 Direct plasma의 손쉬운 전환! Plasmart 사의 다양한 계측장비를 용이하게 설치 운영할 수 있는 호환성 Pulse operation pulse operation에 의한 다양한 신공정 개발 가능 For the pioneer

4 PE type과 RIE type을 쉽고 빠르게 전환 가능
miniplasma -station Plasma surface treatment & modification system Plasma sources PE type과 RIE type을 쉽고 빠르게 전환 가능 Convertible electrode - 하나의 장비로 RIE type 과 PE type plasma를 동시에 구현! Electrode 가 상하부에 설치되어 있고 RF feed를 쉽게 상하 전극에 교체 장착할 수 있어 PE type과 RIE type의 plasma를 하나의 장비로 구현할 수 있음 convertible RIE type PE type Plasma density, electron temperature Ion assist effect application RIE type ~ 1010/cm3, 1~ 2 eV Large Reactive Ion Etching (anisotropic etching) 높은 에너지를 가진 이온들이 시료 표면에 입사하므로 이온의 포격 효과가 요구되는 공정에 유리한 구조 (대표적 예, RIE) PE type Small PE CVD, Plasma etching (isotropic etching) 시료에 입사하는 이온의 에너지가 높지 않으며 이온의 포격 효과가 적게 요구되는 공정에 적합한 구조 (대표적 예, PECVD) [mini-plasma의 plasma source (convertible CCP를 기본형으로 탑재)]

5 Remote plasma 와 direct plasma 를 하나의 장비에서
Grid 탈부착이 용이한 miniplasma 전용 grid를 통하여 remote plasma와 direct plasma를 쉽고 빠르게 전환할 수 있다. Low damage process와 같이 radical이 주로 사용되는 공정에서는 remote plasma 를 사용하고 ion 과 radical을 동시에 사용하는 공정에서는 direct plasma 를 사용함으로써 장비의 응용성을 극대화 시켰음 Grid Direct plasma Remote plasma Reaction species application Direct plasma Ion, radical Reactive Ion Etching, etc 시료가 놓인 공간에 plasma 를 발생시킨 형태로써 Plasma 내에 존재하는 이온, 전자, 활성종(radical) 들이 표면에 입사되어 표면 반응에 기여하게 됨 Remote plasma Radical only Low damage surface treatment, ashing 플라즈마가 발생하는 영역과 시료의 공정이 수행되는 영역을 구분해 놓은 형태로써 Plasma 내에 존재하는 이온, 전자, 활성종(radical) 들 중 활성종 만이 표면에 입사되어 표면 반응에 기여하게 됨, 시료의 표면이 이온에 의한 열 손상, 또는 전하들에 의한 전하 손상이 우려되는 경우 주로 사용함 [Remote plasma 와 direct plasma의 비교]

6 ICP module 적용 가능 [DoSATM antenna including] (optional)
High density plasma source (ICP) 장착 가능 (optional) 기본형인 CCP type의 plasma source 이외에도 Plasmart 사의 plasma source 기술에 의해 구현된 고밀도 플라즈마 발생장치인 ICP source (DoSA antenna) 장착이 가능하여 연구 개발의 범위를 극대화 시켰음 Plasma density, electron temperature Ion assist effect application CCP ~ 1010/cm3, 1~ 2 eV Large RIE, PECVD, Plasma etching ICP ~ 1011/cm3, 3~5 eV Small HDP CVD, etching ashing [DoSATM ICP source] [DoSATM ICP의 pressure에 따른 Plasma uniformity 특성] 뛰어난 plasma uniformity와 넓은 process window는 DoSATM ICP의 특징으로 국내외에 약 30여건의 특허가 출원되었으며 현재 다양한 양산 공정에 사용되고 있는 가장 진보된 ICP source 임

7 Pulse operation Flexible accessories [Pulse operation diagram]
Plasma source에 인가되는 RF power를 pulse 로 인가할 경우 continuous plasma와 다른 특성을 지닌 plasma 가 형성된다. 이러한 pulse operation 기능은 새로운 공정을 개발할 수 있도록 장비의 능력을 한층 강화시켰다. Flexible accessories Pulse Plasma의 경우 pulse on time 때의 plasma 특성과 pulse off일 떄의 plasma 특성에 많은 차이가 있다. 예를 들어 pulse off일 경우는 전자온도와 전자 밀도가 낮아져 gas 의 해리 특성과 이온화 특성에 차이가 있다. 낮은 전자온도는 식각시 선택비를 높이는 기능을 하며 plasma on/off의 duty ratio를 조절함으로써 다양한 pulse plasma를 형성할 수 있다. [Pulse operation diagram] [ICP source를 Pulse operation할 경우 plasma의 특성, miniplasma-station ICP, SLP2000로 측정] Application process PEALD (plasma enhanced Atomic Layer Deposition) Selective etching Nano particle generation [size controllable]

8 다양한 plasma measurement system의 적용
Measurement systems 다양한 plasma measurement system의 적용 Model name 구분 Measurement parameters 비고 SLP2000 Single Langmuir probe Ion density, electron temperature, EEDF, plasma potential, uniformity 전문가용 측정장치로써 Plasma physics를 연구하는데 최적화되었음 DLP2000 Double Langmuir Probe Ion density, electron temperature, uniformity Plasma process, equipment 개발에 적합, 쉽고 안정적 특성 [KT mark] NIEA Non-invasive ion energy analyzer Ion energy distribution 비침투식으로 plasma process 감시 가능 [System IC 2010] [Z]PS VI-monitor plasma impedance, efficiency Plasma 발생 효율, plasma의 전기적 특성을 측정 Plasma-COP Cutoff-probe Electron density, Electron temperature Deposition process, Atmospheric plasma [world first technology]

9 재현성 및 안정성 (reliability)
실험의 재현성 확보를 위해 보강된 hardware / software Smart RF matching system - advanced linearized algorithm에 기반한 micro-stepping motor control - 우수한 matching performance 자동 압력 제어시스템 - 다중 PID 제어를 통한 고성능 자동 압력 제어 - 손쉬운 공정조건 유지, 재현 (CDG) capacitance diaphragm gauge 적용 - 공정 개스, 증착 등에 영향을 받지 않음 - no-filament Auto-dry N2 vent system - 시료 수납 시 쳄버 환경 유지 - one-touch vent operation Wall condition 유지를 위한 liner (option) - (공정에 큰 영향을 미치는) wall condition을 liner 교체하여 유지 - 쳄버 클리닝 주기를 연장 Chamber cleaning recipe 제공 - 손쉬운 chamber, pumping system 클리닝 Plasma monitoring system 장착 - plasma 계측장치 장착가능 - 실시간 박막측정장치 등의 설치가 용이한 포트구성 - Ion energy analyzer 장착 가능

10 안전성 및 편의성 안전하고 효율적인 실험 환경 제공 자동 시스템 채택 - Touch screen 장착으로 손쉬운 조작성
- 모든 기능 one-touch operation - 개스유량, 압력조절, RF 파워조절 등의 자동제어 Smart software - 직관적인 GUI - 한 화면에 모든 기능의 작동상태와 조작이 가능 Interlock 기능 강화 조작의 오류로 인한 사고를 방지하는 safety interlock algorithm 탑재 전원, 공압, 냉각수, purge gas 등의 상태를 체크하는 감지센서 - emergency alarm 기능 - 작동상태를 명시하는 operation lamp bypass, purge line이 구성되어있는 안전한 개스 공급 시스템 - Toxic (corrosive, explosive) gas 사용시 채택 - line내의 잔류 gas를 제거하기 위한 안전 시스템 안전성 및 편의성 쉬운 유지보수와 신속하고 정확한 A/S Status 지시기능 탑재 - warning, error 등의 상태를 명시하는 fault detection 시스템 - fault시 구체사항의 상태를 손쉽게 확인 자가 유지보수가 용이한 module 구성 - 손쉬운 자가진단, 관리 One stop A/S 접수 system 운영 - 즉각적인 A/S 대응 시스템 A/S tracer 운영 - internet을 통한 A/S 상황 확인 system

11 miniplasma -cube specification For the pioneer
Plasma surface treatment & modification system specification General Dimension (mm) 510 (w) × 340 (d) × 440 (h) Weight 40 kg Color Ivory Electric power 2-phase, 208 VAC (±10 %), 10 A, 50/60 Hz Plasma source Capacitively coupled plasma Plasma density: 109 /cm3 (Ar, 500 mTorr) Electron temperature: 1 – 3 eV RF generator 13.56 MHz, 300 W Forced-air cooling Matching network Plasma Source Chamber Cylinder type, Φ 105 mm AL6061, anodized Manual specimen loading/unloading Centered gas feeding with shower head Substrate Φ 75 mm, Height adjustable by 40mm Forced-air cooling RF bias optional Heater optional Chamber Vacuum System Pressure control Process gauge: CDG; 1 Torr (full range) Pumping gauge: ATM sensor Automatic throttle valve Vacuum valve Electric angle valve(NW25) Automatic venting line Vacuum line SUS hard tube SUS flexible bellows For the pioneer