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강자성 코어로 증진되는 유도결합 플라즈마 소스

전문가 제언: ○ 현재 플라즈마 장치가 많이 쓰이는 분야는 디스플레이와 태양전지의 건식식각과 증착공정이다. 디스플레이와 태양전지의 크기가 커지고 고밀도화 하면서 대규모 공정을 뒷받침할 플라즈마 생성기술이 시급한 상황이다. 반도체 분야에서도 지난 2008년에 삼성과 인텔 등 세계적 반도체업체들이 2012년까지 웨이퍼를 300mm에서 450mm로 증가시키기로 합의한 바 있다.

○ 이 같은 대규모 응용에 적용되는 플라즈마에서는 밀도의 공간분포 균일성이 특히 중요하다. 대용량 플라즈마 생성을 위한 많은 아이디어 중강자성 코어에 의하여 증진되는 ICP 소스로 큰 부피의 플라즈마를 발생시키는 기술이 주목을 받고 있다. 이 경우 다수의 rf 안테나를 분산 배치함으로서 플라즈마 밀도 분포의 균일성을 달성한다.

○ 현재 국내에서 플라즈마의 산업적 활용을 위한 다양한 기초 및 응용연구를 수행하는 대표적인 기관은 서울대학교 원자핵공학과의 플라즈마 응용연구소로서 김곤호 교수가 주축이 되고 있다. 특히 파워 공급안테나(전극)에 발생하는 정제파문제와 관련된 기초연구가 활발하다.

○ KAIST 저온플라즈마 연구실과 성균관대 물리학과를 비롯한 많은 대학과 연구소에서도 ICP 관련 연구결과가 보고되고 있다. 우리나라의 세계적 수준의 IT산업에 맞춰 산업에서의 플라즈마 이용도 활발하다. 예컨대 삼성전자의 식각공정팀은 자체능력과 함께 다양한 산학협력관계를 유지하고 있다. 이와는 다른 측면에서 한국표준과학연구원은 ICP를 이용한 초정밀 질량분석 기술을 개발하고 있다.

○ 차세대 공정장비에서 요구되는 대표적인 기능은 다중주파수 조합과 위상제어 기능이다. 이에 의하여 플라즈마 밀도와 이온에너지를 독립적으로 제어하여 공정의 효율을 크게 증진시킬 수 있다. ICP기술 자체는 거의 완성되어 있지만 강자성 코어를 병용하는 기술은 앞으로 얼마든지 다양한 형태로 진화할 수 있다. 이미 상당한 수준에 있는 국내 연구자원과 정부지원을 결집하는 새로운 전략이 필요한 시점이다.

저자: Valery Godyak
자료유형: 학술정보