ICP ICP에서의 Self bias 효과
2024.03.28 01:49
안녕하세요, 전자공학과 3학년 학부생입니다.
최근 DC&RF glow discharge, Sheath, self bias 등에 대해 공부했는데, 대부분의 예시가 두개의 평행한 전극을 가진 CCP type으로 국한되어 있어, ICP 에 적용하여 생각하는 데 조금 헷갈리는 부분이 있어 질문 드립니다.
1. 찾아본 논문에 따르면 RF bias power를 인가할 수 있는 ICP-RIE system에서도 self bias 효과가 나타나는데, 접지로 연결된 반응기 자체가 또 다른 전극의 역할을 수행하는 것인가요?
2. 또한 CCP에서는 Self bias로 인해 극대화된 Sheath와, Sheath의 oscillation으로 인해 전자가 가속되고 플라즈마가 형성 및 유지되는 메커니즘으로 알고있는데, ICP-RIE의 Self bias 효과는 단지 이온 에너지 조절 측면에서 의미를 가지는 것이 맞을까요?
3. ICP에서 반응기가 접지로 연결된 경우, 전위가 0으로 고정되어 챔버 벽면의 Sheath에서는 oscillation이 발생하지 않는 것이 맞는지도 궁금합니다.
감사합니다.
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분명 교과서에 있는 문제로 보입니다. 교과서에서 self bias 또는 본 게시판에서 self bias, DC offset voltage, floating potential의 주제어를 찾아 공부해 보세요. ICP/CCP의 문제가 아니라 타켓 표면 전위와 플라즈마 전위의 차가 oscillation 할 때 발생하는 현상으로 이해할 수 있다면 아마도, 큰 공부가 될 것입니다.
일단 cap으로 blocking 된 도체 타켓 표면에 '인가된 전위'의 요동에 따라 표면에서 하전되는 전하량이 만드는 전압을 생각해 보세요. 플라즈마에서는 부유전위라 합니다. DC 에서 부유전위를 먼저 공부하시고, RF (저주파, 고주파)에서의 표면 하전량의 변화를 생각해 보세요. 이는 RF 문제가 아니라 플라즈마가 가진 열운동 속성으로 결정되는 값 입니다. 따라서 전기적 값에 대한 해석이 되면 이어서 플라즈마 속성이 미치는 공부까지 신경을 쓸 수 있어야 공정 필요한 장비 및 운전 범위를 선택할 수 있는 능력을 키울 수 있게 됩니다. (참고로 ICP와 CCP는 전자 가열 전기장의 차이와 이 때 발생하는 전기장이 self bias 형성에 미치는 영향이 매우 다릅니다.)