Abstract
반도체 공정에서 기존보다 큰 30cm 웨이퍼훌 이용하기 위해서 기존의 ECR, Helicon, ICP, 등 공정용 고 밀도 플라즈마 원들의 대면적화에 대한 연구가 세계적으로 진행되고 있다 현 상황에서는 평판형 안테 나룰 이용한 TCP가 대면적용 폴라즈마 원의 가장 유력한 후보로 여겨지고 있다 TCP롤 대면적화 하는 데 있어서 중요한 문제점으로는 대면적에서의 큰 안테나 인되턴스로 인한 임피던스 정합과 대면적에서 의 유전울질의 기계적 강도이다. 앓은 유전물질올 사용힐 수 있도록 대면적 TCP 플라즈마 원올 실계 저l작하였고 이차원 가열이론올 이용한 TCPRP code 률 이용하여 안테나의 반경옳 결정하였디 안테나의 인덕턴스 값올 줄이기 위해서는 주m수는 13.56MHz 보다 낮은 4-5MHz 부근에서 작동하는 RF 파워룰 선택하였다 이 파워 서플라이는 보통 사용되는 50n 흩력 입묘$\mid$던스훌 갖는 형태가 Of니라 LC 공진현상 올 이용하여 부하에 파워률 전달하는 형태이다 .. TCP 장치에 사용할 수 있도록 파워 서플라이 흩력 단에 안테나와 직혈로 가변 콘덴서를 달아서 임11I던스 정합올 힐 수 있게 하였다 안테나에 직훌로 달Of줌으 로써 안테니의 인덕턴스훌 훌여주는 효과훌 얻올 수 있다 안테나에 흐르는 전류룰 측정하기 위해서 사 각형 루프로 전류 픽업 코일을 만들었고 진공상태에서 RF 파워률 인가하고 안테나의 전류와 전압을 측정하여 픽업 코일걸과훌 조정하였다. 발생기체로는 헬륨올 사용하였고 1-100mTorr 의 압력범위에서 실험을 하였다 플라즈마롤 빌샘시키고 파워를 증가 시킴에 따라 E-H mode transition 현상이 관찰되었고 그 때의 임계 전류 값을 측정하였다. 압력이 낮올수록 모드 변화가 일어나는 전류의 값이 작았다 임계 전류는 압력에 대해서 선형적인 특성을 보였다 이는 압력이 낮을수록 유도걸힘이 더 잘 된다는 것을 의미한다 1 1 mTorr에서는 H-mode에서 안테나의 전류가 파워훌 증가시킴에 따라 계속 증가하였으니, 압력이 올라 갈수록 조금씩 증가하는 정도가 줄어들고. 100mTorr에서는 포화된 값을 나타냈다 H-mode로 넘어간 후 에는 파워가 증가황에 따라 안테나의 임피던스 값이 모든 압력영역에서 줄어드는 경황을 보였고, 이는 플라즈마의 인덕턴스에 의해서 안테나의 인덕턴스 기 감소되기 때문이다, 파워가 증가할수록 안테U오} 플라즈마 루프사이의 상호걸합이 증가하는 걸로 해석힐 수 있다 안테나의 인되턴스 변화보다는 저항.성 분의 변화가 컸다 하지만 전체 임피던스로 볼 때 저항성분이 상대적으로 작기 때문에 인덕턴스의 감소 가 더 큰 영향을 미치는 걸로 볼 수 있다. 하지만 플라즈마로의 파워 전달에는 저항성분만이 영향올 미 치므로 저항성분의 큰 변화는 파워가 많이 전달될올 의미한다 피워전달 효율을 계산해 본 결과 수 r mTorr 부근이 80-90% 정도의 높은 효율올 보였고 5mTorr 일 때가 가장 좋았다.