Chamber component RF matcher와 particle 관계
2022.02.01 18:52
안녕하세요. 대학교 졸업을 앞둔 학부생입니다.
이해가 잘 되지 않는 부분이 있어 여쭙습니다.
RFG를 통해, RF 주파수를 공급하여, plasma를 형성하는 것으로 알고 있습니다.
이 때, 공급되는 RF 주파수를 최대한으로 공급하기 위하여, matcher를 이용하여, 조절한다 배웠습니다.
여기서 이해가 잘 안가는 부분이, 고주파의 진행파와 반사파의 비를 조절하여 임피던스 매칭을 시키는 것인가요?
무엇을 이용하여, 어떤 파라미터를 조절하여 최대 전력을 조달하는지 이해가 잘 가지 않습니다..
matching이 깨지게 되면,왜 arcing이 발생하고 왜 chamber 내에 particle이 발생하여 wafer scrap이 발생하는지도 잘 모르겠습니다..
다소 기초적인 지식이지만, 제가 가지고 있는 반도체 책, 학부 수업에서는 이 정도까지의 정보가 없어 이렇게 여쭙게 되었습니다.
댓글 2
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김곤호
2022.02.04 12:41
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서태현
2022.02.08 10:33
RF를 이해하기 위해서는 Z= R + jX의 개념을 알아야 합니다.
그래야 RF Match의 parameter의 명칭을 보시더라도 이해가 될 것 같습니다.
일반적으로 phase와 magnitude의 parameter를 사용하는데 smith chart를 공부하셔야 이해가 편할 것 같습니다.
Radio frequency에 대한 기본 개념으로는 rfdh.com 에 설명되어 있으니 공부해보시는 것이 나을 것 같습니다.
Match가 miss matching 된다고 Match가 문제가 있다고 단정하기 어려우며, chamber에 arc가 발현되었을 때는 Match의 오동작 보단 chamber의 환경에 의해 arc가 발생하는 경우가 많습니다.(음극과 절연체의 절연파괴에 의해, 샤워헤드 불량 등등)
Match와 particle과는 직접적인 관계가 많지 않습니다. 다만 chamber 내부의 particle이 쌓이면 전극의 impedance가 변화하여 matching position이 변경될 수도 있습니다.
Particle은 chamber 내부에서 만들어 지는 것이며, RFG와 Match는 전력을 효율적으로 전극에 전달해주는 역활 밖에 하지 않습니다.
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아마도 전기공학 관점에서 플라즈마를 공부하고 게시는 것 같습니다. 조금은 플라즈마 물성에 대한 이해가 첨부되면 좋을 것 같습니다.
플라즈마 공부의 시작은 DC glow 방전의 이해입니다. 이 질문과 다음 질문에 답을 드리기에 앞서 본 계시판 및 플라즈마 관련 서적에서 DC glow 방전 부분을 공부해 보시기를 추천합니다.
일단 플라즈마의 정의는 3가지로 교과서에서 이야기 하고 있고, 이 이해는 플라즈마의 표현을 사용함에 있어 사고의 기저를 제공합니다.
1. quasi-neutral 하다. 2. Debye length 가 chamber 크기보다 매우 작다, 3. plasma frequency가 collision 보다 크다.
밀도의 개념, 온도의 개념 (열평형), 플라즈마 이온과 전자 주파수 개념을 파악하시면,
다음에는 Plasma dielectric constant를 구해 보세요. dielectric constant 의 구성 성분과 성질이 RF matching의 대상, 즉 plasma impedance의 속성입니다. 이는 반응기 내의 플라즈마를 전기 회로 모델화 시킬 수가 있어, impedance matching 을 논의할 준비가 됩니다. 전기회로 모델을 잘 만들고 matcher 의 전기신호를 해석하면 반응기와 플라즈마 impedance를 구분할 수 있고, 거시적 플라즈마 특성을 이해할 수 있겠습니다.
그 다음에 반도체 제조에 적용해 보면 좋을 것 같습니다.
각 주제어에 대해서는 게시판의 내용 및 교과서, 고전 노문들을 추천합니다.