A Study on the Magnetic Fields Measurement of Radio-Frequency Induction Coupled Plasma

고주파 유도 결합 플라즈마의 자기장 계측에 관한 연구

고주파 유도결합 플라즈마(RFICP)에서 루우프법에 의해 자기장특성을 계측하였다. 자기장 계측은 플라즈마의 거시적 변화를 시간적으로 접근하며, 반도체 프로세스의 관건인 균일하고, 고집적인 분포를 얼마나 교란, 응집하는가를 검증하고, 밀도와의 관계를 비교, 분석하여 방적의 최적화를 규명할 수 있을 것이다. 작은 루우프 안테나($\Phi$:외경 7.5mm)는 RF 자기장의 크기와 방향을 결정하기 위해 방전속에 삽입된다. 자기장의 세기는 전형적으로 입력파워 50 - 500 [W]에 대해 0.1에서 2.5 G 사이로 변화하였다. 사용가스는 아르곤가스(99.9% 고순도)를 사용하였으며, 동작압력은 20 [mTorr] 에서 15 [sccm]까지하였다. 반경방향의 공간분포에서는 아스펙트비(aspect ratio : R/L)를 2로 하여 자기장 분포를 계측하였다. 자기장은 입력파워의존성에 대해서 200 [W]까지 상승하고, 300[W]에서 안정성을 지속한다. 압력에 대한 의존성은 300[W]에서 60 [mTorr]이상 일 때는 플라즈마의 균질한 압력상태를 벗어남을 보인다. 아르곤 가스유량에 대해서는 무거운 중성기체입자가 자기장의 영향을 거의 받지 않기 때문에 일정한 경향이 나타났다. 반경방향의 공간분포 측정에서는 자기장은 RFICP의 대구경 특성에 맞게 전체적으로 일정한 분포를 이루고 있음을 확인하였다. 이러한 결과로부터 고주파유도결합 플라즈마에서의 동작생성, 유지기구등의 파악에 도움이 될 것이다.