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마이크로플라스마의 기초와 재료 디바이스 프로세스로의 응용

전문가 제언: ○ 현재까지 알려진 플라스마는 그 크기가 공간적으로 수 ㎜에서 수 m인 마크로(macro) 공간 플라스마이거나 자연계 플라스마나 우주 플라스마와 같이 그 크기가 수 ㎞에서 몇 광년에 이르는 소위 슈퍼마크로 공간 플라스마이다. 그러나 최근 활발히 연구되고 일부는 실용화되고 있는 마이크로플라스마는 그 크기 수 ㎜ 이하의 미세공간(메조/마이크로 공간), 특히 수 ㎛ 이하의 초미세공간(나노공간)에서의 플라스마로서 아직도 많은 연구가 남아있다.

○ 이러한 마이크로플라스마는 높은 에너지를 아주 작은 공간에 주입하여 플라스마 공간에서 고활성종(高活性種)을 효율 높게 만들어 직접 드라이 프로세스나 화학합성에 이용할 수 있음으로 종래 화학합성 프로세스에 큰 변혁을 제공하는 것으로써 주목을 모으고 있다.

○ 최근 전자정보기기 및 분석 시스템 등 소형화가 진행되고 있고, 그 제조 프로세스에서는 마이크로 사이즈의 기능소자를 원하는 위치에 배치하는 기술의 수요가 늘어나고 있다. 마이크로플라스마는 대기압 하, 낮은 투입 전력, 적은 기체 소비량으로 고활성 고반응성의 안정한 발생이 가능하게 됨으로써 콤팩트 할 뿐 아니라 조작성도 매우 양호하여 미세영역 안에서의 프로세싱(CVD 등)을 단시간에 실행하는 일이 가능하게 되었다.

○ 레이저 생성 마이크로플라스마를 활용한 차세대 반도체 리소그라피(lithography) 노출광원용 극단자외광(Extreme Ultraviolet Light; EUL광) 광원이 개발되고 있다. 또한 최근에는 마이크로플라스마를 이용하여 실리콘 나노 입자를 합성하는 데도 성공하였다.

○ 반도체 디바이스(device)나 DNA 바이오디바이스 제작, 나노재료 합성 등의 “재료디바이스 프로세스 응용”, 우주로켓 플라스마엔진 등의 “우주공학 응용”, 폐기물 유해물질 처리, 공기정화장치 등의 “환경공학 응용”, 더 나아가 플라스마 수술메스, 플라스마 치료기구 등의 “의료 응용” 등 실로 광범위한 분야에서 기반기술로서 그 중요성이 점점 커지고 있다.

저자: Kazuo Terashima
자료유형: 학술정보