2D-ICP(inductively coupled plasma)에서 정전 탐침 삽입 시의 플라즈마 수치 계산
Numerical modeling of perturbation effects of electrostatic probe into 2D ICP(inductively coupled plasma)
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초록
정전 탐침을 이용한 플라즈마 진단이 실제의 플라즈마 반응기의 특성을 어떻게 교란시키는지 수치 모델을 통하여 살펴보았다. 직경 6 mm의 세라믹 관에 삽입된 0.2 mm의 금속 팁 형태의 정전 탐침을 13 MHz, Ar 10 mTorr로 구동되는 실린더형 유도 결합 플라즈마 장치의 정중앙에 삽입하고 사인파를 인가하였을 때 기판에서의 거리에 따른 플라즈마 교란 효과를 전자 온도, 밀도, 전위의 분포로 비교한 결과 기판에 24.5 mm까지 근접했을 때까지는 교란 효과 없이 탐침의 특성 측정이 가능하지만 10 mm까지 근접하면 전위의 분포에 교란이 발생하여 더 이상 정확한 단일 탐침 특성을 측정하기 어려울 것으로 계산되었다
Abstract
Numerical modeling is used to investigate the perturbation of a single Langmuir probe(0.2 mm diameter shielded with 6 mm insulator) inserted along the center axis of a cylindrical inductively coupled plasma chamber filled with Ar at 10 mTorr and driven by 13 MHz. The probe was driven by a sine wave. When the probe tip is close to a substrate by 24.5 mm, the probe characteristics was unperturbed. At 10 mm above the substrate, the time averaged electric potential distribution around the tip was severly distorted making a normal probe analysis impossible.
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