Plasma Source H-field 측정위치에 따른 H Field MAP 변화 관련
2020.06.09 18:30
안녕하세요 플라즈마 소스개발을 하고 있는 김상규라고 합니다.
전자기장 시뮬레이션을 통해 ICP Source 를 개발 중에 있습니다만 이해가 되지 않는 부분이 있어 질문 드립니다.
조건 : 1000mm X 1000mm chamber , process gap 250mm , icp source , H-field 관측 , Source only (bias x)
현상 : 상부 Antenna 근처에서 측정(antenna로 부터 30mm) Map 이 center high 인데 substrate (substrate 표면으로 부터 5mm) 로 내려오 면 center 가 low 가 됨. (stage 에 절연층을 쌓아도 비슷함)
질문 : side, 4corner 가 low 로 되는 것은 챔버 벽면으로 electron 이 빠져나가면서 그럴수 있다고 생각 됩니다만
왜 Chamber 벽면에서 가장 먼 가장자리(substrate center position) 의 field 가 약해지는 것 인지 궁금합니다.
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ICP H field 측정 관련 Hopwood 1993 (JVST A11, 152)를 참고해 보세요. H field는 1/.r 로 감소하므로 거리가 멀어지면 줄고, 유도기전력
E-theta 크기도 감소하게 됩니다. 대략 skin depth 내에서 에너지 전달하므로 안테나 근방에서 대부분의 플라즈마가 형성되고, 플라즈마는 확산하여 생성부 근방 (안테나 근방)에서는 센터 peak 형태, 아래로 내려오면서 점차 peak는 완만해 질 수 있습니다. 가열 공간에서 확산이 심한 조건이면 하부에서 플라즈마 분포는 중심부가 줄어드는 쌍봉 형태의 모양을 가질 수 있으므로 시뮬레이션은 크게 문제가 될 것 같지 않습니다.
따라서 전기장 분포와 함께 플라즈마 수송 특성을 안테나 면적/전력/운전압력/전극위치등의 장비 윤전 조건과 구조 조건에 대해 추가 해석이 필요해 보입니다. 아울러 ICP 기전과 관련해서 표준과학연구원(KRISS)에 계시는 이효창박사님께 문의드려 보시면 좋은 답변 구하실 수 있겠습니다.