ICP F/S (Faraday Shield)

2004.06.19 16:17

관리자 조회 수:20602 추천:378



저는 반도체 CVD 공정에서 근무하고 있읍니다.
평소 이곳의 글을 애독하는 사람중 한명 입니다..

제가 이 글을 띄우는 것은 다름이 아니라,
ICP 에서 궁금한 점이 있어 이 글을 띄웁니다..

첫번째, Faraday Shield 구조및 종류가 궁금하구요..
두번째, E-mode에서  H-mode로의 변환時 이온 밀도가 급격히
          변한다고 하는데, 그 이유가 궁금합니다..
세번째, 이온화율을 높이는 방안중 분모항인 중성개스 밀도와
          분자인 이온밀도중 어떤항목이 고밀도를 만들기 위해
          선행되어야 하는지,,그리고 그 이유가 무엇인지 알고 싶습니다.

PLASMA 박사님들의 고견 부탁 드립니다.

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ICP 플라즈마 발생 현상에 대해서는 기존 설명을 참고하시기 바랍니다.

Faraday Shield 의 목적은 대부분의 ICP 플라즈마 반응기의 구조를 볼 때 안테나와 플라즈마 공간은
유전체로 격리되어 있습니다. 만일 플라즈마 전위가 ocsillation을 크게 한다거나 안테나의 전위가 크게 변한다면
self bias 효과에 의해서 플라즈마와 접하고 있는 유전체 표면의 전위가 낮아지게 되고 플라즈마 내의 이온에 의한
유전체의 sputtering 혹은 etching 효과가 커지게 됩니다. (이는 ICP 플라즈마의 E mode 운전과 관계가 되기도
합니다.) 따라서 유전체의 수명과 관계가 됨으로 이 영향을 줄이고자 안테나로 부터 반응기로 인가되는
전기장의 크기를 줄이려는 시도를 하게 됩니다. 이 결과는 아울러 E mode에 의한 플라즈마 발생을 억제하기도
하며 self bias의 크기를 줄이게 될 것 입니다. 이때 사용하는 방법은 가능한 도체로 안테나와 유전체 사이를
차폐하는 것입니다. 즉, capacitor 양극 사이에 유전체를 삽입하는데 그 대신 도체 구리 판을 끼워 넣게 되면
양극에 형성되는 전기장의 세기는 매우 낮아질 것 입니다. 같은 원리를 이용하게 됩니다. 하지만 완전히 안테나를
덮게 되면 안테나에서 형성되는 전자기파를 막게되어 ICP 플라즈마를 형성하기 위한 반응기 내의 유도 전기장의
형성이 불가능하게 되어 플라즈마 발생 (H mode) 조차도 이뤄질 수 없게 됨으로 F/S가 덮은 면적은 중요합니다.
한가지 첨부하면 이때 shield로 사용되는 도체는 안테나의 전류 방향과 수직이 되어야 유효하며 이 도체는 ground
되어야 합니다.

마지막 질문은 우리가 이온화율은 다음과 같이 정의합니다.
이온화율=이온밀도/(중성개스 밀도+이온밀도) 여기서 이온 밀도는 플라즈마 밀도 혹은 전자 밀도를 의미합니다.
따라서 이 값은 정의를 위한 값이지 운전 조건이 아닙니다. 고밀도 플라즈마가 형성되었다 함은 이온화율이 높아졌음을
의미합니다. 아울러 ICP 플라즈마가 어떻게 CCP 나 DC glow discharge에 비하여 고밀도 플라즈마를 형성하게 되는
가는 ICP 플라즈마의 생성원리를 참고하기 바랍니다.
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