Enhance Inductively coupled plasma의 자화 주파수 의존 특성

초록

수mTorr의 낮은 압력에서 고밀도 플라즈마를 얻을수 있는 유도결합형 플라즈마는(Inductively Coupled Plasma)는 장치의 구조가 간단하며 대면적화가 용이한 장점을 가지고 있다. 그러나 플라즈마의 표피효과로 인하여 인가되는 RF-전력이 매우 짧은 영역으로 전달되며, 전자온도 및 이온 밀도의 능동적인 조절이 불가능하다. 이러한 제반의 문제를 해결하기 위하여 RF 안테나의의 변형, 축방향 자기장의 인가등을 통하여 보다 우수한 성능의 플라즈마 소스 개발을 위한 연구가 이루어지고 있으며, 특히 플라즈마의 자화 특성에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구진에서 개발한 E-ICP(Enhanced Inductively Coupled Plasma) 의 경우, 향상된 식각 특성을 확인 할 수 있었으나 이에 대한 물리적 이해가 부족한 상태이다. 본 연구에서는 E-ICP의 물리적 특성을 이해하기 위하여 Langmuir Probe와 OES(Optical Emission Spectroscope)를 이용한 진단실험을 수행하였다. 자화 주기와 비자화 주기간에 이온 밀도와 전자 밀도의 특성 변화를 분석하였으며, 플라즈마의 자화주파수 의존 특성을 분석하였다. 자화 주파수 변화에 따른 이온 및 라디칼의 밀도 조절이 가능함을 알 수 있었으며, 전자 온도, 이온 밀도 등 플라즈마 변수의 능동적 조절이 가능함을 확인하였다.