Plasma in general standing wave effect, skin effect 원리 [Maxwell 방정식 이해]
2023.10.31 20:53
안녕하세요, 현재 Plasma에 대해 공부하고 있는 학생입니다.
PECVD를 사용하여 SiO2를 증착한 경험이 있는데, 해당 공정에서 Side부분이 상대적으로 두껍게 증착이 되는 현상을 관찰한 경험이 있습니다.
자료를 찾아보니 Standing wave effect, skin effect로 인한 이슈이며, 해당 내용은 실제 산업에서도 공정 이슈로 작용한다고 알고 있습니다.
하지만, 정확한 Standing wave effect 가 무엇인지, 어떠한 이유에 의해 균일한 증착이 이루어지지 않는지 궁금합니다.
또한, 해당 문제를 해결하기 위한 방법엔 어떠한 것이 있나요??
개인적인 제 생각으로는 비활성기체를 챔버내에 혼합하여 증착되는 precursor를 분산시켜 균일한 증착을 유도하거나, 그냥 증착한뒤 Over etch를 진행하는 것이 좋을 것 같다고 생각합니다.
제 생각이 맞는지 궁금하고, 어떠한 방법들이 있는지도 궁금합니다!
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다음 사항을 고려해 보시기 바랍니다.
Standing wave 는 wave가 서 고정된 것과 같은 파동 특성을 보이고 있다는 것입니다. 여기서 고려하는 웨이브는 전기장이라 생각하면 좋습니다. 즉 RF 전기장의 파장 내에서 진동을 하는데, 그 파장의 크기가 타킷 또는 안테나 또는 전극의 크기 보다 작은 영역에서
흔들림을 가지고 있다는 의미입니다.
SW와 공정을 관련지으는 이유는 뭘까요? 플라즈마 가열과 연결해야 설명이 될 겁니다. 공부해 보세요.
즉 SW는 플라즈마 생성과 관련됩니다. 하면 SW과 공정과 관계는 무엇일까요? 생성된 플라즈마 내에서 공정 입자들이 만들어 지고,
표면에서 반응하게 됩니다. 따라서 플라즈마 생성 분포가 공정 분포와 관계가 되겠습니다. 하지만 정확하게 일치하지는 않지요. 대부분의 박막에서 사용되는 입자들은 중성입자들이기 떄문입니다. 즉 전기장 분포와 플라즈마 분포가 관계가 되겠지만, 박막 분포에는 또 다른 관계가 있을 것 같습니다. 공부해 보세요.
따라서, 전기장 세기 분포, 플라즈마 분포, 공정 분포 간의 관계를 따지는 것이 공정 균일도 문제를 보는 시각이 됩니다.
관련 사항들 게시판에서 찾아 볼 수 있을 것 같습니다. 구글링해도 많이 찾을 수 있습니다. 먼저 Maxwell 방정식을 공부하셔야 합니다.