선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 본 논문에서는 유체 시뮬레이션을 이용하여 Ar/CH4 유도결합플라즈마 장치에 대한 기본적인 특성 분석을 실시하였다. 상용 유한 요소 시뮬레이션 패키지를 이용하여 2차원 축대칭 구조의 시뮬레이션을 진행하였으며, 압력과 가스 조성비 및 인가 파워를 주요 변수로 하였다.
제안 방법
- 가스의 조성비를 각각 95%와 5%의 조건으로 유도결합 플라즈마를 발생시켜 계산한 모습이다. 15mTorr의 압력 조건에서 계산을 실시하였으며 플라즈마 인가 파워를 200W, 300W, 350W, 400W로 증가시키며 공간 분포 상의 CH3, CH2, CH 라디칼의 밀도 변화를 관찰하였다. 시뮬레이션 결과 15mTorr의 동일 압력 조건에서 챔버 중앙 부분의 전자 밀도가 증가하는 것을 확인하였다.
- Ar 가스와 CH4 가스의 조성비를 각각 95 %와 5%로 인가한 조건에서 압력 5mTorr, 10mTorr, 15mTorr과 인가 파워 200W, 300W, 400W, 500W 에 따라 플라즈마 변수인 플라즈마 전위, 전자 온도, 전자 밀도를 계산하였다. 플라즈마 전위와 전자밀도는 챔버 중앙 플라즈마 윈도우와 chuck의 중앙을 기준으로 계산하였으며 전자 온도는 코일 영역인 플라즈마 안테나 아래쪽의 부분에서 각각 측정하였다.
- 본 시뮬레이션의 주입 가스 부분은 실제 실험 조건과 동일하도록 Standard flow rate (SCCM) 형식의 mass flow type 조건을 이용하여 계산하였으며 실제와 동일하도록 100 sccm의 유량을 챔버 내로 주입 하는 조건을 사용하였다. 가스 배출구의 조건은 챔버 내의 압력을 일정하게 조절할 수 있도록 압력조건을 사용하여 설정하였으며 실제 실험에 사용된 플라즈마 발생 장치의 실험 조건과 동일하게 계산을 실시하였다. 또한 플라즈마 발생 장치의 외부 벽면은 실제와 동일하게 경계조건을 그라운드 영역으로 처리하였으며 RF 파워를 인가하는 3 turn 안테나는 아래 표와 같이 매질을 구리로 설정하였으며 전기전도도 6 X 107[S/m], 비유전율 1, 비 투자율 1 로 조건을 설정하였다.
- 2, 비 투자율을 1로 하였다. 그 외의 안테나 외부 영역은 전기 전도도 0, 비유전율 1, 비 투자율 1 로 조건을 두고 시뮬레이션 계산을 진행하였다.
- 유체 시뮬레이션을 통하여 인가압력과 RF 인가 파워에 따라 플라즈마 전위, 전자 온도, 전자 밀도를 측정하였으며 다양한 공정 조건과 화학 반응 활성도에 따라 플라즈마 공정의 효율이 달라짐을 확인하였다. 또한 DLC 공정과 같은 증착 공정에서 중요한 변수인 CH3, CH2, CH 라디칼의 공간 분포상의 밀도 변화를 확인하였다.
- 챔버의 중앙 하단에는 높이 105[mm]의 chuck이 위치하도록 하였으며, 챔버 윗면에 위치한 윈도우 바로하단에 가스 주입구가 위치하도록 하였다. 또한 챔버 바닥면을 가스 배출구로 설정 하였다. 위와 같이 본 유도결합 플라즈마 장치의 모식도는 실제 증착용 챔버를 모사하도록 하였으며 유사한 형태로 설계하여 시뮬레이션을 실시하였다.
- 가스 배출구의 조건은 챔버 내의 압력을 일정하게 조절할 수 있도록 압력조건을 사용하여 설정하였으며 실제 실험에 사용된 플라즈마 발생 장치의 실험 조건과 동일하게 계산을 실시하였다. 또한 플라즈마 발생 장치의 외부 벽면은 실제와 동일하게 경계조건을 그라운드 영역으로 처리하였으며 RF 파워를 인가하는 3 turn 안테나는 아래 표와 같이 매질을 구리로 설정하였으며 전기전도도 6 X 107[S/m], 비유전율 1, 비 투자율 1 로 조건을 설정하였다. 안테나 아래쪽에 위치한 dielectric windows는 매질을 알루미나로 설정하였으며 실제 알루미나 물성과 같이 전기전도도 0, 비유전율 4.
- (a)는 가스 주입구에서 가스 배출구까지의 유속의 크기 분포를 나타내고 있으며 (b)는 점성 계수, 그리고 (c)는 동 점성 계수를 나타내고 있다. 본 계산은 inertial term을 최소화하여 계산하였으며 stokes flow 형태로 풀이하였다. 이 결과 input gas를 주입하는 gas inlet 부분과 진공 펌프를 통해 가스가 빠져나가는 가스 배출구 부분의 유속이 빠르게 계산되었다.
- 안테나에 흐르는 전류는 #로 표현되며, 이때 맥스웰 방정식 상의 변위 전류 성분은 무시하도록 한다. 본 시뮬레이션에서 플라즈마 전도도는 텐서 항으로 표현 하도록하였으며 외부 자기장에 관한 부분은 무시 하도록 하였다. 플라즈마상의 충돌 항인 전자-중성입자 충돌 주파수는 BOLSIG+ 프로그램을 이용하여 계산하였으며 입자의 충돌 단면적을 이용하여 계산하도록 하였다.
- 본 시뮬레이션의 주입 가스 부분은 실제 실험 조건과 동일하도록 Standard flow rate (SCCM) 형식의 mass flow type 조건을 이용하여 계산하였으며 실제와 동일하도록 100 sccm의 유량을 챔버 내로 주입 하는 조건을 사용하였다. 가스 배출구의 조건은 챔버 내의 압력을 일정하게 조절할 수 있도록 압력조건을 사용하여 설정하였으며 실제 실험에 사용된 플라즈마 발생 장치의 실험 조건과 동일하게 계산을 실시하였다.
- 본 연구에서는 Ar/CH4 유도결합 플라즈마의 유체 시뮬레이션을 통하여 DLC와 같은 증착 공정에 영향을 미치는 플라즈마 변수를 계산하고 그 결과 분석을 실시하였다. 플라즈마 공정 변수인 인가 압력과 인가 파워에 따른 공간 분포상의 CH3, CH2, CH 라디칼 밀도 변화를 알아보았다.
- 유도결합플라즈마 장치에 대한 기본적인 특성 분석을 실시하였다. 상용 유한 요소 시뮬레이션 패키지를 이용하여 2차원 축대칭 구조의 시뮬레이션을 진행하였으며, 압력과 가스 조성비 및 인가 파워를 주요 변수로 하였다. 입력 변수에 따라 전자 밀도, 전자 온도 등의 변화를 살펴보았으며, 플라즈마 발생 조건에 따른 생성 라디칼 분포의 변화에 대하여 알아보았다.
- 시뮬레이션 상에서 전자의 이동도를 계산하기 위해서는 Bolsig +를 프로그램을 사용하여 압력 및 Ar/CH4 조성비 및 공정 조건에 따라 충돌 주파수를 계산하여 플라즈마 유체 시뮬레이션상의 전자 평균 에너지에 대한 함수로 계산하였으며, 아래와 표 2와 같은 Ar/CH4 화학 반응식을 사용하여 플라즈마 시뮬레이션을 시행하였다.[4~10]
- 유도결합 플라즈마 발생 장치의 시뮬레이션에 사용된 플라즈마 발생 장치의 개략도이다. 시뮬레이션 속도 개선 및 계산의 편의를 위하여 2차원 축대칭 형태로 모식도를 제작하였다. 플라즈마 발생 장치의 반경은 120[mm], 높이는 235[mm]로 설계 되었으며, 두께 13[mm]의 RF 윈도우가 안테나 바로 아래에 위치하도록 하였다.
- 플라즈마 시뮬레이션 계산을 실시하였다. 아르곤가스와 메탄 가스의 조성비와 인가 압력, 인가 파워를 주요변수로 하여 비교 실험을 실시하였다. 그림 3은 본 시뮬레이션을 통하여 풀이한 플라즈마 변수 (a) 플라즈마 전위 (b) 전자 온도 (c) 전자 밀도이다.
- 또한 플라즈마 발생 장치의 외부 벽면은 실제와 동일하게 경계조건을 그라운드 영역으로 처리하였으며 RF 파워를 인가하는 3 turn 안테나는 아래 표와 같이 매질을 구리로 설정하였으며 전기전도도 6 X 107[S/m], 비유전율 1, 비 투자율 1 로 조건을 설정하였다. 안테나 아래쪽에 위치한 dielectric windows는 매질을 알루미나로 설정하였으며 실제 알루미나 물성과 같이 전기전도도 0, 비유전율 4.2, 비 투자율을 1로 하였다. 그 외의 안테나 외부 영역은 전기 전도도 0, 비유전율 1, 비 투자율 1 로 조건을 두고 시뮬레이션 계산을 진행하였다.
- 또한 챔버 바닥면을 가스 배출구로 설정 하였다. 위와 같이 본 유도결합 플라즈마 장치의 모식도는 실제 증착용 챔버를 모사하도록 하였으며 유사한 형태로 설계하여 시뮬레이션을 실시하였다.
- 위의 그림과 같은 navier-stokes equation을 바탕으로 속도 분포와 압력 값을 계산한 후 이를 플라즈마 모델에 적용하여 유도결합 Ar/CH4 플라즈마 시뮬레이션 계산을 실시하였다. 아르곤가스와 메탄 가스의 조성비와 인가 압력, 인가 파워를 주요변수로 하여 비교 실험을 실시하였다.
- 이 유도된 전기장에 의하여 전자가 가속되고 가속이 된 전자가 중성 기체 분자들과 충돌함으로서 플라즈마 발생시키는 것을 기본 원리로 하고 있다. 이러한 원리를 기본으로 하여 플라즈마 유체 시뮬레이션을 진행하였다. 안테나에 흐르는 전류로 인하여 유도되는 전계를 맥스웰 방정식과 푸아송 방정식으로 계산하였으며, 플라즈마 내의 입자 변화를 계산하기 위하여 연속 방정식 및 에너지 보존 방정식을 사용하였다.
- 가스 주입부의 빠른 유속으로 인한 충돌시간 감소로 인하여 공간 분포상 가스 주입부의 라디칼 생성량이 가장 적게 분포함을 보였다. 이를 바탕으로 Ar가스와 CH4 가스의 조성비를 95% : 5%로 설정하여 시뮬레이션을 실시하였다. 유체 시뮬레이션을 통하여 인가압력과 RF 인가 파워에 따라 플라즈마 전위, 전자 온도, 전자 밀도를 측정하였으며 다양한 공정 조건과 화학 반응 활성도에 따라 플라즈마 공정의 효율이 달라짐을 확인하였다.
- 이는 플라즈마 공정 조건에 따라 화학 반응의 활성화 비율이 다르며 공간 분포에 따라 생성되는 라디칼의 밀도와 에너지 분포 함수가 변하기 때문에 발생한다. 이에 따라 아래의 그림과 같이 공정 조건에 따른 공간 분포 상 radical 분포를 조사하였으며 동일한 압력 조건 하에서 인가 파워를 변수로 하였다. 인가파워를 200W, 300W, 400W, 500W 로 변화 시켜가며 공간 분포상의 CH3, CH2, CH 라디칼의 분포를 관찰하였다.
- 전자의 확산 계수는 식 (6)과 같이 Einstein relation equation을 이용하여 계산을 진행하였다. 이온의 이동도는 표 3에 나타난 바와 같이 입력하였으며, 아래와 같이 760[Torr] 압력을 기준으로 나타난 이온의 이동도를 이동도는 압력에 반비례한다는 원리에 따라 공정 압력 맞추어 적합하게 계산하여 시뮬레이션을 수행하였다.
- 이에 따라 아래의 그림과 같이 공정 조건에 따른 공간 분포 상 radical 분포를 조사하였으며 동일한 압력 조건 하에서 인가 파워를 변수로 하였다. 인가파워를 200W, 300W, 400W, 500W 로 변화 시켜가며 공간 분포상의 CH3, CH2, CH 라디칼의 분포를 관찰하였다.
- 상용 유한 요소 시뮬레이션 패키지를 이용하여 2차원 축대칭 구조의 시뮬레이션을 진행하였으며, 압력과 가스 조성비 및 인가 파워를 주요 변수로 하였다. 입력 변수에 따라 전자 밀도, 전자 온도 등의 변화를 살펴보았으며, 플라즈마 발생 조건에 따른 생성 라디칼 분포의 변화에 대하여 알아보았다.[3]
- 유도결합 플라즈마의 유체 시뮬레이션을 통하여 DLC와 같은 증착 공정에 영향을 미치는 플라즈마 변수를 계산하고 그 결과 분석을 실시하였다. 플라즈마 공정 변수인 인가 압력과 인가 파워에 따른 공간 분포상의 CH3, CH2, CH 라디칼 밀도 변화를 알아보았다. 플라즈마 유체 시뮬레이션을 이용하여 실제 공정 조건과 동일하게 하기 위하여 예순 여섯 종류의 화학 반응식을 이용하여 계산을 실시하였다.
- 하전 입자의 선속은 drift-diffusion 근사식으로 정의 될 수 있으며 식 (4), (5)와 같이 나타 내었다. 플라즈마 내의 전자 운동을 계산할 때에는 이동도 및 확산계수를 텐서항의 형태로 계산 하도록 하였으며 외부 자장은 무시한 채로 계산을 실시하였다.
- 플라즈마 공정 변수인 인가 압력과 인가 파워에 따른 공간 분포상의 CH3, CH2, CH 라디칼 밀도 변화를 알아보았다. 플라즈마 유체 시뮬레이션을 이용하여 실제 공정 조건과 동일하게 하기 위하여 예순 여섯 종류의 화학 반응식을 이용하여 계산을 실시하였다.
- 가스의 조성비를 각각 95 %와 5%로 인가한 조건에서 압력 5mTorr, 10mTorr, 15mTorr과 인가 파워 200W, 300W, 400W, 500W 에 따라 플라즈마 변수인 플라즈마 전위, 전자 온도, 전자 밀도를 계산하였다. 플라즈마 전위와 전자밀도는 챔버 중앙 플라즈마 윈도우와 chuck의 중앙을 기준으로 계산하였으며 전자 온도는 코일 영역인 플라즈마 안테나 아래쪽의 부분에서 각각 측정하였다. 측정 결과 인가 파워와 압력 조건에 따라 각각의 플라즈마 변수 값이 선형 적으로 비례하는 결과를 보이지 않았다.
대상 데이터
- 플라즈마 발생 장치의 반경은 120[mm], 높이는 235[mm]로 설계 되었으며, 두께 13[mm]의 RF 윈도우가 안테나 바로 아래에 위치하도록 하였다. 3-turn의 나선형 형태의 안테나가 플라즈마 발생에 사용되었으며 안테나의 반경은 80[mm]로 제작되었다. 챔버의 중앙 하단에는 높이 105[mm]의 chuck이 위치하도록 하였으며, 챔버 윗면에 위치한 윈도우 바로하단에 가스 주입구가 위치하도록 하였다.
데이터처리
- 시뮬레이션에 사용된 Lennard jones 상수 값은 표 4를 이용 하여 계산하였다. 식 (12)는 플라즈마 영역의 전위를 계산하기 위해서 사용된 Poisson equation 이다.
- 본 시뮬레이션에서 플라즈마 전도도는 텐서 항으로 표현 하도록하였으며 외부 자기장에 관한 부분은 무시 하도록 하였다. 플라즈마상의 충돌 항인 전자-중성입자 충돌 주파수는 BOLSIG+ 프로그램을 이용하여 계산하였으며 입자의 충돌 단면적을 이용하여 계산하도록 하였다.[11]
이론/모형
- 또한 navier-stokes equation을 적용하여 유체 방정식을 정밀 하게 풀이하였다. 유체 방정식의 계산 결과 가스 주입구 부분과 가스 배출구 부분에서 유속이 빠르게 나타남을 확인하였으며 챔버 중앙부에서 동점성계수가 높게 계산됨을 확인하였다.
- 안테나에 흐르는 전류로 인하여 유도되는 전계를 맥스웰 방정식과 푸아송 방정식으로 계산하였으며, 플라즈마 내의 입자 변화를 계산하기 위하여 연속 방정식 및 에너지 보존 방정식을 사용하였다. 또한 챔버 내의 유입 가스 및 플라즈마의 유동을 보다 정밀하게 계산하기 위하여 Navier-stokes equation을 적용하여 계산을 실시하였다.
- 이러한 원리를 기본으로 하여 플라즈마 유체 시뮬레이션을 진행하였다. 안테나에 흐르는 전류로 인하여 유도되는 전계를 맥스웰 방정식과 푸아송 방정식으로 계산하였으며, 플라즈마 내의 입자 변화를 계산하기 위하여 연속 방정식 및 에너지 보존 방정식을 사용하였다. 또한 챔버 내의 유입 가스 및 플라즈마의 유동을 보다 정밀하게 계산하기 위하여 Navier-stokes equation을 적용하여 계산을 실시하였다.
- 전자의 확산 계수는 식 (6)과 같이 Einstein relation equation을 이용하여 계산을 진행하였다. 이온의 이동도는 표 3에 나타난 바와 같이 입력하였으며, 아래와 같이 760[Torr] 압력을 기준으로 나타난 이온의 이동도를 이동도는 압력에 반비례한다는 원리에 따라 공정 압력 맞추어 적합하게 계산하여 시뮬레이션을 수행하였다.
- 중성 입자들의 연속 방정식은 식 (7)과 같이 구할 수 있으며 중성 입자 확산계수는 Lennard Jones approximation을 사용하여 계산 하도록 하였다.[12]
성능/효과
- 유체 방정식의 계산 결과 가스 주입구 부분과 가스 배출구 부분에서 유속이 빠르게 나타남을 확인하였으며 챔버 중앙부에서 동점성계수가 높게 계산됨을 확인하였다. 가스 주입부의 빠른 유속으로 인한 충돌시간 감소로 인하여 공간 분포상 가스 주입부의 라디칼 생성량이 가장 적게 분포함을 보였다. 이를 바탕으로 Ar가스와 CH4 가스의 조성비를 95% : 5%로 설정하여 시뮬레이션을 실시하였다.
- 반대로 CH 라디칼의 밀도는 동일한 원리로 인하여 인가 파워가 증가할수록 chuck 부근에서 밀도가 증가 하는 것을 확인할 수 있었다. 결과적으로 다양한 탄소 공정에 주로 사용되는 유도 결합 플라즈마 발생 장치에 대한 유체 시뮬레이션을 실시하였으며 계산을 통하여 증착 공정 시 인가 압력, 인가 파워 등의 공정 조건에 따라 플라즈마 챔버 내의 라디칼의 밀도 분포가 달라짐을 확인하였다. 또한 이러한 라디칼의 밀도 분포 변화가 증착 공정에 중요한 변수가 됨을 확인하였다.
- 이때 박막을 형성하는 기판 근처의 라디칼 종류와 이온에너지에 따라 박막 증착의 속도와 표면의 접착 계수 및 막질의 quality 부분이 결정 나게 된다. 따라서 플라즈마 증착용 챔버 상의 라디칼 분포를 아는 것이 매우 중요하며, 위의 유도결합 플라즈마 유체 시뮬레이션을 통하여 인가 파워와 압력에 따른 진공 챔버 내의 공간 분포상의 라디칼 분포를 계산할 수 있음을 확인하였다.
- 결과적으로 다양한 탄소 공정에 주로 사용되는 유도 결합 플라즈마 발생 장치에 대한 유체 시뮬레이션을 실시하였으며 계산을 통하여 증착 공정 시 인가 압력, 인가 파워 등의 공정 조건에 따라 플라즈마 챔버 내의 라디칼의 밀도 분포가 달라짐을 확인하였다. 또한 이러한 라디칼의 밀도 분포 변화가 증착 공정에 중요한 변수가 됨을 확인하였다.
- 라디칼 또한 인가 파워에 따라 공간 분포의 특성이 달라지는 것을 확인하였다. 반대로 CH 라디칼의 밀도는 동일한 원리로 인하여 인가 파워가 증가할수록 chuck 부근에서 밀도가 증가 하는 것을 확인할 수 있었다. 결과적으로 다양한 탄소 공정에 주로 사용되는 유도 결합 플라즈마 발생 장치에 대한 유체 시뮬레이션을 실시하였으며 계산을 통하여 증착 공정 시 인가 압력, 인가 파워 등의 공정 조건에 따라 플라즈마 챔버 내의 라디칼의 밀도 분포가 달라짐을 확인하였다.
- 또한 이와 동일한 원리로 CH2 라디칼 분포가 그림 5와 같이 RF 인가 파워가 증가할수록 chuck에서 멀어진 부분으로 밀도가 증가하게 된다. 반편 해리율의 증가로 인하여 CH 라디칼의 밀도 분포는 그림 6과 같이 인가 파워가 증가할수록 밀도가 증가하게 되며 chuck 근처에서 다수의 라디칼이 분포하는 결과를 가져옴을 확인할 수 있었다.
- 15mTorr의 압력 조건에서 계산을 실시하였으며 플라즈마 인가 파워를 200W, 300W, 350W, 400W로 증가시키며 공간 분포 상의 CH3, CH2, CH 라디칼의 밀도 변화를 관찰하였다. 시뮬레이션 결과 15mTorr의 동일 압력 조건에서 챔버 중앙 부분의 전자 밀도가 증가하는 것을 확인하였다. 이에 따라 그림 4와 같이 인가 파워가 증가할수록 충돌이 증가하게 되고 따라서 CH3 라디칼의 해리 율이 높아지게 된다.
- 시뮬레이션 결과 15mTorr의 동일한 압력 조건에서 인가 파워를 증가 시켰을 때 전자 밀도가 높은 챔버의 중앙부에서 높은 해리 과정으로 인하여 CH3의 밀도가 감소하는 것을 확인하였으며, CH2 라디칼 또한 인가 파워에 따라 공간 분포의 특성이 달라지는 것을 확인하였다. 반대로 CH 라디칼의 밀도는 동일한 원리로 인하여 인가 파워가 증가할수록 chuck 부근에서 밀도가 증가 하는 것을 확인할 수 있었다.
- 또한 navier-stokes equation을 적용하여 유체 방정식을 정밀 하게 풀이하였다. 유체 방정식의 계산 결과 가스 주입구 부분과 가스 배출구 부분에서 유속이 빠르게 나타남을 확인하였으며 챔버 중앙부에서 동점성계수가 높게 계산됨을 확인하였다. 가스 주입부의 빠른 유속으로 인한 충돌시간 감소로 인하여 공간 분포상 가스 주입부의 라디칼 생성량이 가장 적게 분포함을 보였다.
- 이를 바탕으로 Ar가스와 CH4 가스의 조성비를 95% : 5%로 설정하여 시뮬레이션을 실시하였다. 유체 시뮬레이션을 통하여 인가압력과 RF 인가 파워에 따라 플라즈마 전위, 전자 온도, 전자 밀도를 측정하였으며 다양한 공정 조건과 화학 반응 활성도에 따라 플라즈마 공정의 효율이 달라짐을 확인하였다. 또한 DLC 공정과 같은 증착 공정에서 중요한 변수인 CH3, CH2, CH 라디칼의 공간 분포상의 밀도 변화를 확인하였다.
- 본 계산은 inertial term을 최소화하여 계산하였으며 stokes flow 형태로 풀이하였다. 이 결과 input gas를 주입하는 gas inlet 부분과 진공 펌프를 통해 가스가 빠져나가는 가스 배출구 부분의 유속이 빠르게 계산되었다. 이에 비하여 유체의 점성 계수는 플라즈마 발생 부의 중앙부인 플라즈마 window와 chuck의 중앙부에서 높은 점성 계수를 가짐을 보였다.
- 이에 따라 그림 4와 같이 인가 파워가 증가할수록 충돌이 증가하게 되고 따라서 CH3 라디칼의 해리 율이 높아지게 된다. 이러한 원리로 인하여 인가 파워가 증가할수록 챔버 중앙에 분포하는 CH3 라디칼의 수가 줄어들게 되는 현상이 발생함을 확인할 수 있었다. 또한 이와 동일한 원리로 CH2 라디칼 분포가 그림 5와 같이 RF 인가 파워가 증가할수록 chuck에서 멀어진 부분으로 밀도가 증가하게 된다.
- 이 결과 input gas를 주입하는 gas inlet 부분과 진공 펌프를 통해 가스가 빠져나가는 가스 배출구 부분의 유속이 빠르게 계산되었다. 이에 비하여 유체의 점성 계수는 플라즈마 발생 부의 중앙부인 플라즈마 window와 chuck의 중앙부에서 높은 점성 계수를 가짐을 보였다. 점성계수를 밀도로 나눈 값인 동점 성 계수는 점성 계수 분포와 반대로 가스 배출구에서 높은 값을 가지는 결과를 보였다.
- 그림 3은 본 시뮬레이션을 통하여 풀이한 플라즈마 변수 (a) 플라즈마 전위 (b) 전자 온도 (c) 전자 밀도이다. 전자 온도는 3-turn 안테나 바로 하단의 표피 깊이 영역에서 가장 높은 온도를 가지며 챔버 내 발산으로 인하여 플라즈마 전위와 전자 밀도는 플라즈마 발생 부의 중앙인 chuck과 플라즈마 윈도우 중앙에서 가장 높은 값을 가짐을 보였다.
- 이에 비하여 유체의 점성 계수는 플라즈마 발생 부의 중앙부인 플라즈마 window와 chuck의 중앙부에서 높은 점성 계수를 가짐을 보였다. 점성계수를 밀도로 나눈 값인 동점 성 계수는 점성 계수 분포와 반대로 가스 배출구에서 높은 값을 가지는 결과를 보였다.
- 플라즈마 전위와 전자밀도는 챔버 중앙 플라즈마 윈도우와 chuck의 중앙을 기준으로 계산하였으며 전자 온도는 코일 영역인 플라즈마 안테나 아래쪽의 부분에서 각각 측정하였다. 측정 결과 인가 파워와 압력 조건에 따라 각각의 플라즈마 변수 값이 선형 적으로 비례하는 결과를 보이지 않았다. 이는 플라즈마 공정 조건에 따라 화학 반응의 활성화 비율이 다르며 공간 분포에 따라 생성되는 라디칼의 밀도와 에너지 분포 함수가 변하기 때문에 발생한다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.