| 초록 |
반도체 및 디스플레이공정 분야의 플라즈마 공정에서, Langmuir 탐침과 같은 침습식 플라즈마 모니터링 방법은 공정 중 플라즈마를 왜곡시켜 공정에 문제를 일으킬 수 있다. 이러한 문제로 비침습식 방식인 광학 발광 분석기 신호를 통한 모니터링 방식이 실제 공정에서 사용되고 있다. 그러나 현재는 이러한 신호로부터 직접적인 플라즈마 정보를 얻지 못하고 신호의 정량화도 할 수 없는 상황이다. 이번 연구에서, 광학 발광분석기 신호로부터 핵심적인 플라즈마 특성인 전자온도 및 전자밀도를 결정하는 실용적인 방법을 제시했다. 아르곤 플라즈마 신호 비(Line-ratio)는 Collisional-radiative model에 근거하여 전자온도 전자밀도의 함수이다. 아르곤의 유도 결합 플라즈마(ICP)에서의 전자온도, 전자밀도, 광학 신호결과로부터 아르곤 신호 비 763.5nm/738.4nm와 419.8nm/750.4nm에 대한 선 신호 비 등고선(line-ratio contour map)을 그렸다. 두 등고선비 그래프의 기울기 차이로부터 각 신호 비의 전자온도 혹은 전자밀도 의존성을 확인했고, 선형회귀 방식으로 그려진 두 신호비에 대한 선 신호 비 등고선으로부터 전자온도 및 전자온도를 예측했다. 소스파워 40W~140W, 압력은 100mTorr인 조건에서 Floating probe의 데이터와 비교했을 때 전자온도는 13.3%이내, 전자밀도는 21.7%이내의 오차율로 예측 가능했다. |
