VHF RF System을 이용한 증착 기술에 관한 연구

• 영문명: A Study on Deposition Technology Utilizing Very High-Frequency (VHF) RF Systems
• 발행기관: 한국산업기술융합학회(구. 산업기술교육훈련학회)
• 저자명: 왕현철(Hyun-Chul Wang)
• 간행물 정보: 『산업기술연구논문지』제30권 2호, 137~144쪽, 전체 8쪽
• 주제분류: 공학 > 산업공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2025.06.30

국문 초록

본 연구는 VHF(Very High Frequency) 플라즈마를 기반으로 한 PE-CVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 시스템의 구조 및 공정 최적화 기술을 개발하고, 이를 통해 박막 증착 공정의 증착 속도, 균일성, 응력 제어 성능을 향상시키는 데 목적을 두고 있다. 기존 RF(Radio Frequency, 13.56 ㎒) 기반 시스템과 비교하여 VHF(27.12 ㎒) 시스템의 성능을 평가하기 위해 실리콘나이트라이드(Si 3 N 4 ) 단일막을 대상으로 공정 실험을 수행하 였다. 실험 결과, VHF 시스템은 RF 대비 약 2.1배 향상된 증착 속도(1555 Å/min)를 기록하였으며, 막 두께 균일도는 0.9%로 약 39% 개선되었다. 또한 인장 응력 제어와 굴절률 안정성 면에서도 우수한 결과를 보였다. 이러한 결과는 VHF RF 시스템이 플라즈마 밀도 및 반응성 제어 측면에서 높은 효율을 가지며, 고속·고정밀 박막 증착 공정에 적합한 기술적 대안임을 입증한다. 본 논문에서는 이러한 시스템의 하드웨어 구성, 임피던스 정합 기술, 하부 전극 제어 기술 등을 체계적으로 분석하고, 향후 고성능 반도체 공정 적용 가능성을 제시한다.

영문 초록

This study focuses on the development and optimization of a plasma-enhanced chemical vapor deposition system utilizing very high-frequency (VHF) plasma to enhance the deposition rate, film uniformity, and stress control in thin-film processes. A comparative analysis was conducted between conventional radio frequency (RF)-based (13.56 ㎒) and VHF-based (27.12 ㎒) systems using trisilicon tetranitride (Si₃N₄) single-layer deposition as the test case. The experimental results demonstrated that the VHF system achieved a deposition rate of 1,555 Å/min, which was approximately 2.1 times higher than that of the RF system. Furthermore, the film uniformity significantly improved from 1.48% to 0.90%, and the system exhibited stable tensile stress and refractive-index performance. These findings indicate that the VHF RF system offers superior plasma density and reactive gas dissociation efficiency, making it a promising solution for high-speed and high-precision thin-film deposition. This study systematically analyzed the VHF hardware architecture, impedance matching techniques, and bottom electrode control methods, thereby providing technical insights for future applications in advanced semiconductor manufacturing.

목차

Ⅰ. 서 론

Ⅱ. 본 론

Ⅲ. 결 론

References

키워드

플라즈마 기상증착 초고주파 임피던스 매칭 플라즈마 밀도 증착율 주파수 PE-CVD VHF Impedance Matching Plasma Density Deposition Rate Frequency