Matcher ICP 플라즈마 매칭 문의
2011.10.05 09:57
안녕하세요. 졸업을 압두고 있는 석사과정의 대학원생입니다.
다름이 아니라 졸업논문을 위해 실험하던중 icp플라즈마 매칭 관련 문의를 드릴것이 있어서 이렇게 글을 남깁니다.
진공 챔버 전단에 내경 100mm 길이 600mm의 석영관의 반응기가 설치 되어 있고(진공분위기를 위해 0.1Torr~ 0.4Torr)
ICP형상의 전극구조가 반응기 위에 코일 형식의 1/4inch 크기의 동파이로 감겨 있습니다.
전원공급기로는 RF전원으로 구동주파수 13.56MHz 출력임피던스 50 전력범위 1.6kw의 사양을 갖고 있습니다.
RF매칭 박스를 통해 나오는 전원케이블과 그라운드케이블을
전극 끝단에 물려있는 상태입니다.
바탕가스는 Ar 이 약 200sccm이 흐르고 있습니다.
이 시스템 상황에서 플라즈마가 발생이 안되고 있습니다.
전원공급기의 디스플레이에서
forward power와 reflected power 가 거의 같습니다.
전원공급기 업체 기술자 분이 오셔서 매칭 박스 안의 작은 소자 같은걸 교환해보거나
load indicate , tune indicate 를 조작하고
아무튼 해결을 못하고 있습니다.
저도 이쪽으로는 지식이 없어 어려움을 겪고 있습니다.
매칭 문제에 대해서 기술자분에게 조언을 해줄수 있는 부분이나
다른 도움이 될 수 있는 정보좀 부탁드리겠습니다.
감사합니다.
댓글 2
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아래 241번 글과 같은 내용으로 문의를 주신 것 같네요
두 가지 측면에서 확인이 필요할 것으로 보입니다.
첫번째는 매칭범위 입니다.
안테나의 인덕턴스나 매칭 회로 구조 및 사용된 축전기의 정전용량을 확인하시고
보통 가장 많이 사용하는 standard type 혹은 alternate type matching network를 구성했을 때 리액턴스를 0으로 만들 수 있는 상황인지 확인해 보시면 좋을 것 같네요
두번째는 안테나에 인가되는 전압의 크기입니다.
Paschen curve라는 것이 있습니다.
이는 각각의 운전 압력 및 전압이 인가되는 간격에 따른 방전 개시 전압을 나타내는 것입니다.
물론 RF에서는 DC에 비해서 방전 전압이 다소 낮아지기고 조금더 복잡한 거동을 보이기는 하지만 전반적으로는 비슷한 경향을 보입니다.
지금 운전하시는 압력 범위가 수백 mTorr 정도인데 압력을 바꾸었을 때 (예를 들어 수십 mTorr 정도로 낮추었을 때)는 방전이 된다면 이는 방전 개시 조건을 만족하지 못했기 때문일 수 있습니다. 대부분 더 높은 인가 전압이 필요한 것이죠
혹은 기준점이 될 수 있는 챔버 내의 가장 가까이 있는 접지면으로부터 안테나의 전원 입력단 사이 거리가 너무 멀어서 전압은 높지만 실제 전기장 크기는 작을 수도 있습니다. 이런 이유로 방전이 되지 않을 수 있겠지요.
현실적으로 같은 인가 전력 크기에서 인가 전압을 높이기 위해서는 안테나의 인덕턴스를 높여야하지만 이는 매칭 조건을 만족하기 어려울 뿐더러 고전압에 의한 문제가 발생할 확률이 높습니다.
이런 경우는 따로 초기 방전을 시킬 수 있는 장치 (예를 들어 챔버 내에 순간적으로 spark를 발생시켜 seed electron을 공급한다던가)를 설치하면 해결할 수도 있습니다.
일반적으로 플라즈마가 발생하면 안테나의 임피던스가 플라즈마 임피던스의 영향을 받게 되면서 안테나 인덕턴스 값이 줄어들기 때문에 한번 방전이 시작되면 보통은 매칭도 쉽게 잡히고 방전이 유지되는 경우가 많습니다.
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