질문 ::

저는 반도체 제조 관련 업종에 종사하며, 플라즈마 Etch, CVD 등의 장비 분석을 맡고 있습니다. 대학에서 물리학을 전공하였으나, 그다지 관심이 없던 플라즈마 분야를 본의 아니게 맡게 되어 골머리를 앓고는 하다가, 이곳에서 많은 도움을 받았습니다. 이런 귀한 사이트를 운영하시는 김곤호 교수님께 우선 감사와 존경을 표하고 싶습니다. 더불어 질문을 하나 드리려고 합니다.

CCP 에서 전극 (electrode) 의 재질이 무조건 금속일 것으로 생각해왔는데요, 인터넷 검색이나 문헌 등을 보면, 그렇지 않다는 얘기가 나옵니다. RF discharge 의 경우, 전극이 반드시 금속일 필요는 없으며 dielectric material 일 수도 있다고 합니다 (Si, quartz, ceramic 등). 물론, 기본적으로 금속 재질 plate 를 이러한 유전 물질로 coating 했을 것으로 짐작이 되는데요, 그렇다면,

CCP 전극이 순수 metal 일 경우와 유전 물질일 경우의 차이점 (RF power 전달 효율, sheath 의 상태, electrode 의 damage) 을 알고 싶습니다.

답변 ::

CCP 전극의 재질은 도체나 부도체를 써도 플라즈마를 발생하는데는
문제가 없습니다. 특히 여기서 전력이 인가되는 power electrode 쪽의
재질이 문제가 될턴데, 이곳에서의 쉬스 전위는 self bias 효과에 의해서만들어진 전극표면의 전위에 대해서 형성되고 이 크기로 이온이 삽입됩니다. Self bias는 float 된 표면에서 발생함으로 전극의 표면이 도체건,
부도체건 큰 문제가 없을 것 입니다. 따라서 먼저 self bias를 이해하시면 좋을 것 같으며 (이미 설명하였습니다.) 이때  쉬스 전위 에너지를 갖는 이온이
전극과 충돌하여 전극 표면으로 부터 이차전자가 방출되는데 이들
이차전자들은 플라즈마 발생에 매우 큰 영향을 주게 됩니다. 따라서
이차전자 방출계수가 큰 전극 물질이 플라즈마 발생 측면에서는 유리합니다.
따라서 실제 많은 반응기에서는 반응기내부의 청정문제등을 고려하여
전극에 세라믹등을 씌워서 사용하고 있습니다.