만일 같은 전력 조건에 bias와 가스도 같은 경우 CCP가 ICP 보다 아크 발생 빈도수가 높다면, CCP 전극이 플라즈마와 접하고 있기 때문일 것으로 예상합니다. 하지만 ICP 보다 CCP가 높은 전력으로 운전되기 때문인 이유가 더 클 수도 있지 않을까도 의심해 봅니다. Power 인가 구조와 크기 때문이 아닐까요? 

부연 설명을 드리면, CCP 는 구조적으로 전극 charging이 유발되는 구조를 가집니다. 비접촉식 소스, 즉 ICP 경우 antenna 전류의 유도 기전력에 의해서 플라즈마를 만들어서, 플라즈마와 안테나는 유전체로 격리된 구조를 가집니다. 반면 CCP의 경우는 전극 상에서 형성되는 전기장에 의해서 생성된 플라즈마 전하들이 마주하는 전극에 쌓이는 특징을 가집니다. 이들 하전 전하들은 어떻게 중화되거나 대두분은 천천히 누설 전류 형태로 흘러 나가게 될 것입니다. 즉, 전극상에 하전된 전하들이 오래 존재하게 되고, 이들은 모양 및 하전 대상 재료의 변형 위치에 모이며 따라서 큰 전기장을 형성하는 원인을 제공할 수 있습니다. 이 부분에서 국부적으로 전기장이 커지고, 국부적으로 breakdown 전기장이 만들어지면 방전개시가 되어 큰 전류가 흐르게 될 수 있습니다. 이를 아크 방전이라 할 수 있고, 방전이 되면서 국부적으로 충전되어 있던 전하가 소모된다면 방전은 오래 유지 되지는 않을 수 있으나, 국부적으로 열전자 방출등이 결합되면서 국부에 방전 spot이 형성되게 됩니다. 이 부분은 기하학적으로 전하가 모이고 전기장이 강해지는 첨두로서, 후발 아크 발생위치가 되어, 한번 아크가 일어난 자리에서 계속 아크가 발생하는 원인이 되곤 할 것 입니다. 따라서 CCP 구조 상에서 아크 빈도수가 분명히 높을 것 같습니다.

다만, ICP 구조의 소스에서도 wafer bias는 CCP 형식을 따릅니다. wafer chuck 상에서의 아크의 생성 원리를 별반 다를 것이 없겠지요. 또한 CCP 구조에서는 최근 chuck 쪽에 VHF 등의 main power 와 LF를 동시에 인가해서 운전됩니다. 이 경우는 bias 만으로 만들어지는 하전 외에도 VHF에 의한 전기장 교란과 하전/충전이 증가함으로 Chuck 에서의 아크의 빈도수는 훨씬 증가할 것입니다. 아마도 장비사에서는 운전 모드에 맞추어 전극 구조를 설계하실 것으로 예상합니다. 분명 또한 하전은 방전 가스에도 영향을 받게 됨으로 (표면의 하전량은 표면 물질의 유전상수에 비례하므로) 공정에 대비해서 아크 대응책을 세워 최적화가 된 장비를 제공하실 것으로 기대합니다. 장비사에서는 해당 자료를 갖고 계실 것으로 기대합니다. 

부연 설명을 드리면, CCP 는 구조적으로 전극 charging이 유발되는 구조를 가집니다. 비접촉식 소스, 즉 ICP 경우 antenna 전류의 유도 기전력에 의해서 플라즈마를 만들어서, 플라즈마와 안테나는 유전체로 격리된 구조를 가집니다. 반면 CCP의 경우는 전극 상에서 형성되는 전기장에 의해서 생성된 플라즈마 전하들이 마주하는 전극에 쌓이는 특징을 가집니다. 이들 하전 전하들은 어떻게 중화되거나 대두분은 천천히 누설 전류 형태로 흘러 나가게 될 것입니다. 즉, 전극상에 하전된 전하들이 오래 존재하게 되고, 이들은 모양 및 하전 대상 재료의 변형 위치에 모이며 따라서 큰 전기장을 형성하는 원인을 제공할 수 있습니다. 이 부분에서 국부적으로 전기장이 커지고, 국부적으로 breakdown 전기장이 만들어지면 방전개시가 되어 큰 전류가 흐르게 될 수 있습니다. 이를 아크 방전이라 할 수 있고, 방전이 되면서 국부적으로 충전되어 있던 전하가 소모된다면 방전은 오래 유지 되지는 않을 수 있으나, 국부적으로 열전자 방출등이 결합되면서 국부에 방전 spot이 형성되게 됩니다. 이 부분은 기하학적으로 전하가 모이고 전기장이 강해지는 첨두로서, 후발 아크 발생위치가 되어, 한번 아크가 일어난 자리에서 계속 아크가 발생하는 원인이 되곤 할 것 입니다. 따라서 CCP 구조 상에서 아크 빈도수가 분명히 높을 것 같습니다.

다만, ICP 구조의 소스에서도 wafer bias는 CCP 형식을 따릅니다. wafer chuck 상에서의 아크의 생성 원리를 별반 다를 것이 없겠지요. 또한 CCP 구조에서는 최근 chuck 쪽에 VHF 등의 main power 와 LF를 동시에 인가해서 운전됩니다. 이 경우는 bias 만으로 만들어지는 하전 외에도 VHF에 의한 전기장 교란과 하전/충전이 증가함으로 Chuck 에서의 아크의 빈도수는 훨씬 증가할 것입니다. 아마도 장비사에서는 운전 모드에 맞추어 전극 구조를 설계하실 것으로 예상합니다. 분명 또한 하전은 방전 가스에도 영향을 받게 됨으로 (표면의 하전량은 표면 물질의 유전상수에 비례하므로) 공정에 대비해서 아크 대응책을 세워 최적화가 된 장비를 제공하실 것으로 기대합니다. 자료를 가지고 계실 겁니다. 

아래 설명에서 말씀드린 바와 같이 플라즈마 분위기에서 아크는 대면체에 첨두가

형성되어 있고, 그곳에 플라즈마 전자 축적이 일어나면서 국부적 으로 전기장이

형성되었다는 의미가 됩니다. CCP bias 는 전하 축적을 강화시키므로 대면재의 표면 형상 및

구조에 따른 국부 전기장 형성이 심화될 수 있을 것입니다.

표면 전하를 줄이거나 (세정도 좋은 방법이 됩니다만 세정시 식각 가스와 이온 에너지를 높이면

오히려 표면에 스크래치를 만들어서 표면이 거칠어져 미세 아크 소스가 될 수도 있겠고)

말씀과 같이 반복적으로 일정 부분에서 발생한다면 구조적 개선 (첨두 끝 처리 및 재료 등)을

통해 제어하시거나, 하전 전하의 방전시간을 추가하는 방법등이 있을 수 있을 것 같습니다.

특히 아크 발생 재료의 온도가 높으면 플라즈마 아크가 잘 생길 수 있기도 합니다. (이차전자 방출이 수월해 짐)

학교에서는 실무적인 현상에 대해서는 경험이 적어 답변을 드리기기 힘들군요. 이해해 주시기 바랍니다.