dispersion characteristics and RE power absorption for a mangetized plasma

자화 플라즈마의 분산특성과 유효광학계수 변화

It has been well known that weak axial magnetic field on the process plasma enhances plasma density. As the magnetic field helps a specific polarized EM wave mode to penetrate into the plasma, the energy transfer to the plasma enhances and the ion density increases. We have analyzed systematic change of the dispersion relation caused by the cyclotron resonance condition. This resonance occurs at near 5 gauss to provide minimum penetration depth, as known before. RF penetration depth increases abruptly beyond the magnetic field of 5 gauss, and this phenomena lessen as the collision frequency increases.

축방향의 약한 자기장(약 1∼20 gauss)으로 자화된 inductively coupled plasm의 투과깊이와 전파 상수의 특성변화를 계산하였다. 자화 플라즈마에 있어서 전자밀도의 증가로 인한 플라즈마의 투과깊이 감소와, 그와 상반되는 충돌주파수 증가로 인한 투과깊이 증가를 고려하여, 보다 균일한 플라즈마 공정을 위한 기초 자료로서 중성 입자와 전자간의 충돌주파수, 전자밀도 및 자기장의 크기와 플라즈마 투과깊이 간의 상관관계를 확인하였다. 통상적인 저압 공정 플라즈마 조건하에서, 약 4.8 gauss의 자기장이 축방향으로 인가되는 경우 cyclotron 공명에 의해 투과깊이가 최소값을 가지는 것을 재확인하였으며, 그 이상의 자기장에서는 원형 편광파의 침투깊이를 비롯한 제반 특성의 급격한 변화를 볼 수 있었다.