플라즈마란 제4의 물질 상태로서 전자와 이온 그리고 중성 가스로 구성되며, 우주의 99.9 % 이상이 플라즈마로 이루어져 있다. 우리 은하계에서 대표적인 플라즈마는 태양이며, 지구상에서 흔히 볼 수 있는 플라즈마는 번개, 오로라 등이 있다. 플라즈마는 핵융합기술, 나노기술(NT), 우주항공기술(ST), 생명공학기술(BT), 환경공학기술(ET) 등 다양한 분야에 응용되고 있다. 특히, 저온 플라즈마는 소자 제조 공정에 있어 상당히 큰 비중을 차지하고 있는데, 반도체 공정의 경우 30 % 이상, LCD 공정의 경우 50 % 이상 플라즈마가 활용되고 있으며, 특히 주요공정이 모두 플라즈마 공정이기에 플라즈마 없이 반도체등의 공정은 이루어질 수 없는 상황에 있다.
본 연구실에서는 고전역학/전자기학/통계역학 등 물리학의 기초 학문들과 전기/전자/전파/바이오 등 공학 학문들을 융합하여 플라즈마 내 물리 현상을 이해하고 분석하는 기초 연구와 플라즈마 발생 장치 및 진단 장비를 개발하는 응용 연구를 진행중에 있다. 또한, 국내 우수한 공동 연구 그룹과 플라즈마 장비/공정 해석 시뮬레이터를 개발하는 연구를 수행중에 있으며, 그 중 시뮬레이터 개발에 필요한 플라즈마 공정 데이터베이스 개발 연구를 담당하고 있다. 본 연구실에서 수행중인 연구 과제를 나열하자면 다음과 같다.
· PFC 가스 대체용 Fluorocarbon 계열 precursor를 이용한 식각 공정 개발
· 다공정 고신뢰성 chemistry 관련 DB 개발
· 플라즈마 아킹 발생 메커니즘 연구를 통한 아킹 예보 시스템 개발
· 게이트 스페이서 및 다중 패터닝 기술을 위한 SiN/SiO2 플라즈마 원자층 증착 공정 및 대체기술 개발
· 10 nm 반도체 공정 한계를 위한 전산모사 연구
· 중성빔 주입용 고효율 플라즈마 중성화 기술 연구
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그림1 . 응용플라즈마 물리 실험실에 구비중인 다양한 플라즈마 발생 장치에 대한 사진
그림2. 축전결합형 플라즈마의 발생 모습
그림3. 유도결합형 플라즈마의 발생 모습