Chamber component chamber에 인가 되는 forward power 관련 문의
2023.07.08 03:24
안녕하세요, 플라즈마 설비를 담당하는 엔지니어입니다.
입사한지 오래되지않아 플라즈마 관련 공부에 정말 많은 도움이 되었습니다 감사합니다.
제 질문은 실제 챔버에 인가 되는 W값이 궁금한 것인데요, 다음과 같은 현상을 보던 중 생긴 의문입니다.
MATCHER에 대해 공부를 끝 마친 뒤, 실제 PECVD CHAMBER에 인가되는 POWER의 파형이 궁금하여 확인 해봤는데,
특정 상수값에서(ex: 1000W) 아주 미세하게 진동하는 Trend 였습니다.
이를 받아 들이기 힘든 이유는
1. 제가 기대했던 파형과 달랐습니다. 매칭을 끝 마쳤으므로 V와 I는 위상이 MATCHING 되어, 이 둘의 곱인 파형을 기대 했습니다.
matcher를 거친 Voltage signal은 sin wave 일 것이고, Current Signal 역시 마찬가지이니까요. 이 둘의 곱인 Power 역시 Wave 일텐데 그러지 않았습니다.
2. 만일 제가 모르는 DC POWER가 있다 할지라도, DC+AC SIGNAL을 인가 하는 것 이므로, 전기장의 방향은 항상 일정핱것이고 플라즈마가 유지되지 않을테니까요
3. RF 설비에서 플라즈마를 생성할 때, HF power의 Watt 값을 set 할 수 있는 것으로 알고 있는데, 이 값 역시 상수로 알고 있습니다.
이는 진폭을 의미하는 것 일까요?
AC POWER SUPPLY에 대한 이해가 부족한 것 같은데... 측정한 값 역시 이해하는데 어려움이 있어 질문 드립니다, 귀한 시간 내주셔서 진심으로 감사드립니다.
좋은 질문입니다. 아마도 주변에 자료가 많이 있어서, 스스로 답을 구할 수 있을 것 같습니다.
먼저, 전자기학 관련 자료에서 송전선로 (transmission line) 모델에 대해서 공부해 보시기를 추천드립니다. RF 전원과 Load 까지 전력을 최적의 조건으로 전달하는 방법을 소개하고 있습니다. 따라서 우리 전원-매처-안테나 (또는 전극)- 플라즈마 로의 전력 전달을 이해하는데 필요한 지식을 얻을 수 있을 것 입니다. 내용을 보면 전파, 반사파의 표현을 이해할 수 있습니다.
여기서 RF 전력 = 전압 x 전류 x cos(두 값의 위상차)로 구성되어 있습니다. DC 전력은 위상차가 없으니 두 값을 곱한 값이 됩니다. 여기서 전류와 전압의 관계는 load 저항에 따르며 RF 전력이 load에 전달되는 경우에서는 전압과 전류의 위상이 변하게 됩니다. 따라서 RF 전력의 특성을 측정하였다면 전류와 전압이 가지는 위상차를 잘 측정해야, RF 전력이 전달되는 특성을 관찰할 수가 있습니다.
또한 DC, AC, RF, Microwave 등을 어떤 기준으로 구분하는가도 공부해 보세요. 모두 공정장비에서 사용하는 전원의 특성입니다.
도움이 되었기를 바랍니다.