Transcript MINIPLASMA-station(plasma system)

For the Pioneer
Plasma surface treatment & modification system
miniplasma -station
miniplasma -cube
miniplasma-station
Plasma surface treatment & modification system
The most advanced
Plasma surface treatment and modification system
최근 Plasma는 반도체, 디스플
레이, 나노, 환경, 신소재 등의
다양한 분야에 적용되고 앞으
로도 그 범위는 무한히 확대 적
용될 전망이다.
이러한 새로운 분야를 개척하
기 위해서는 서로 다른 특성을
지니는 다양한 종류의 plasma
source가 요구된다.
miniplasma series는 연구개발
전용 plasma system으로써 선
구적인 연구를 하는 연구자들
이 다양한 plasma 환경을 빠르
고 쉽게 구현하여 연구 효율을
극대화시킬 수 있을 것으로 기
대된다.
특히 다년간의 양산장비 관련
기술을 바탕으로 하여 개발되
어 장비의 안정성과 편의성, 안
전성 등에서 차별화된 가치를
제공한다.
For the pioneer
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
Remote plasma 기능
- remote plasma 와
PE type plasma를 동시에 구
현!
Direct plasma의 손쉬
운 전환!
Plasmart 사의 다양
한 계측장비를 용이
하게 설치 운영할 수
있는 호환성
Pulse operation
pulse operation에 의
한 다양한 신공정 개
발 가능
For the pioneer
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
PE type
RIE type
Plasma density,
electron temperature
Ion assist effect
application
~ 1010/cm3, 1~ 2 eV
Large
Reactive Ion Etching (anisotropic
etching)
RIE type
높은 에너지를 가진 이온들이 시료 표면에 입사하므로 이온의 포격 효과가 요구되는 공정에
유리한 구조 (대표적 예, RIE)
~ 1010/cm3, 1~ 2 eV
Small
PE CVD, Plasma etching (isotropic
etching)
PE type
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)]
Remote plasma 와 direct plasma 를 하나의 장비에서
Grid
탈부착이 용이한 miniplasma 전용 grid를 통하여 remote plasma와 direct plasma를 쉽
고 빠르게 전환할 수 있다. Low damage process와 같이 radical이 주로 사용되는 공정에
서는 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
Ion, radical
Reactive Ion Etching, etc
Direct plasma
시료가 놓인 공간에 plasma 를 발생시킨 형태로써 Plasma 내에 존재하는 이온, 전자, 활성
종(radical) 들이 표면에 입사되어 표면 반응에 기여하게 됨
Radical only
Remote
plasma
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 표
면 반응에 기여하게 됨, 시료의 표면이 이온에 의한 열 손상, 또는 전하들에 의한 전하 손상
이 우려되는 경우 주로 사용함
[Remote plasma 와 direct plasma의 비교]
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
10.0
Uniformity for 200mm (%)
Uniformity vs Pressure
7.5
DoSA - P200
O2, 13.56 MHz
Power : 500W
Distance : 70 mm
5.0
2.5
0.0
5
10
15
20
25
30
Pressure (mTorr)
[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 있
는 가장 진보된 ICP source 임
Flexible
accessories
Pulse operation
Plasma source에 인가되는 RF power를 pulse 로 인가할 경우
continuous plasma와 다른 특성을 지닌 plasma 가 형성된다. 이
러한 pulse operation 기능은 새로운 공정을 개발할 수 있도록 장
비의 능력을 한층 강화시켰다.
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 낮아
져 gas 의 해리 특성과 이온화 특성에 차이
가 있다. 낮은 전자온도는 식각시 선택비를
높이는 기능을 하며 plasma on/off의 duty
ratio를 조절함으로써 다양한 pulse plasma
를 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]
Measurement systems
다양한 plasma measurement system의 적용
Model name
SLP2000
구분
Measurement
parameters
비고
Single Langmuir probe
Ion density, electron
temperature, EEDF,
plasma potential,
uniformity
전문가용 측정장치로써
Plasma physics를 연구하는
데 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, plasma
의 전기적 특성을 측정
Cutoff-probe
Electron density,
Electron temperature
Deposition process,
Atmospheric plasma
[world first technology]
Plasma-COP
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
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
탑재
- 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
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
안전성 및 편의성
miniplasma -cube
Plasma surface treatment & modification system
specification
General
Plasma Source
Chamber
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
13.56 MHz, 300 W
Forced-air cooling
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
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
Vacuum System
For the pioneer