아르곤(알곤/Ar) 플라즈마에 대해서 공부를 해 보시는 것이 좋겠습니다. 플라즈마의 발생은 전자에 에너지를 주는 방법과 만들려는 플라즈마 이온의 종류, 즉 가스 선택이 핵심입니다. 가스 중에서 불활성 가스들은 매우 전자궤도가 차 있어 전자 충돌로 에너지를 받아도 여기되어 있는 경우가 많이 있고, 이 상태를 준안정상태 (meta stable) 상태의 입자들이 플라즈마 내에 많이 존재하게 됩니다. 이들 metastable 입자들은 작은 에너지를 받아도 이온화가 쉽게되는 특징이 있어 플라즈마 생성에 도움, 즉 적은 에너지로, 혹은 같은 인가 전력에 높은 플라즈마 밀도를 만들 수 있습니다. 특히 산업적으로 많이 쓰이는 Ar 도 같은 성질을 갖습니다.

플라즈마 내의 입자들이 처리 시료의 표면에서 반응에 입자가 가진 화학적 성질, 입자의 가속 에너지 (쉬스 에너지)와 입자가 가진 열에너지(이온 및 전자 온도)가 있으며, 또한 이들 meta sable이 가진 에너지도 표면에서 방출하게 됩니다. 대부분의 에너지들의 역할은 표면 반응을 활성화 시키는데 활용이 됩니다. 다만, 대부분의 쉬스 에너지는 크기가 크고 무거운 이온 입자 (플라즈마 내에서 가장 무거운 입자 중 하나)의 운동량을 시료 표면의 입자에 전달해서 스퍼터링 등을 일으키게 합니다. 따라서 Ar을 sputter 가스로 자주 쓰는 이유이기도 합니다.

이를 종합해 보면 depo rate의 변화는 적절한 표면 radical 형성을 위한 plasma density 측면에서 Ar은 기여하고 있으며, 반면 sheath 에너지가 커지는 조건이 되는 경우, Ar에 의한 sputtering으로 depo rate를 감쇄하는 역할을 하게 됩니다. 따라서 depo 에서 Ar의 역할은 depo radical 형성의 목적을 위주가 되도록 운전 조건을 찾거나, 공정 리시피를 정하는 노력을 하게 됩니다.