Ion/Electron Temperature RF Power에 따라 전자온도가 증가하는 경우에 대하여 궁금합니다. [Power와 Gas ionization]
2011.10.18 16:01
안녕하세요?
장비업체에서 근무하고 있는 엔지니어 입니다.
예전 책에서 공부한 바에 따르면 압력이나 챔버가 일정한 상태에서는
RF Power가 증가하면 전자의 에너지는 증가할 수 있지만 이 에너지는 이온화 과정에서 잃어버리기 때문에
밀도는 증가하는 것이고 Te는 일정하다고 알고있었는데,
실제 플라즈마 진단 테스트를 해보니까
RF Power가 증가함에 따라 플라즈마 밀도와 전자온도 다 증가하는 결과를 얻었습니다.
소스 타입은 ICP이고 수소 플라즈마 입니다.
이 경우, 전자온도가 매우 높아서 이온화를 하고도 에너지가 남을 만큼 큰 에너지를 얻었기 때문인가요?
어떤 메커니즘으로 이런 현상이 일어나는지 궁금합니다.
답변 주시면 감사하겠습니다.
- 어렵네요. 하지만 전력이 들어갔으니 전자가 에너지를 받아 갔음은 분명하니, 그것이 효율적으로 이온화 반응을 하였다면 온도 증가분이 밀도 증가로 나타나겠는 이해는 큰 무리는 없겠습니다. 하지만 이온화가 그렇게 효율적이지 못하다면 온도가 오르면서 밀도가 커지는 현상이 병존할 수도 있겠지요. 그렇다면 같은 장치에서도 어떤 경우에는 전자의 현상이 일어나고 후자의 경우도 일어나는가? 가만히 보시면 수소가 그 원인이 아닐까요? 아마도 아르곤 방전과는 다른 방전 조건의 특징을 보셨을 것입니다. 즉, 쉽게 이온화가 되지 않고, 전자의 온도도 훨씬 높게 측정되고 있을 것입니다. 따라서 아르곤 방전을 하는 경우에 낮은 전력에서 운전을 하시면 유사한 현상을 목격하실 수도 있겠습니다. 반대로 수소의 경우 훨씬 큰 전력을 인가하면 예상했던 현상으로 진전하는 것을 보실 수도 있겠습니다. 참고가 되었기를 바랍니다.