• 한국입자에어로졸학회지
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• 제5권3호
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• pp.123-131
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• 2009

This paper presents simulation results of particle transport in low-pressure, low-temperature plasma environment. The size dependent transport of particles in the plasma is investigated with a two-dimensional simulation tool developed in-house for plasma chamber analysis and design. The plasma model consists of the first two and three moments of the Boltzmann equation for ion and electron fluids respectively, coupled to Poisson's equation for the self-consistent electric field. The particle transport model takes into account all important factors, such as gravitational, electrostatic, ion drag, neutral drag and Brownian forces, affecting the motion of particles in the plasma environment. The particle transport model coupled with both neutral fluid and plasma models is simulated through a Lagrangian approach tracking the individual trajectory of each particle by taking a force balance on the particle. The size dependant trap locations of particles ranging from a few nm to a few ${\mu}m$ are identified in both electropositive and electronegative plasmas. The simulation results show that particles are trapped at locations where the forces acting on them balance. While fine particles tend to be trapped in the bulk, large particles accumulate near bottom sheath boundaries and around material interfaces, such as wafer and electrode edges where a sudden change in electric field occurs. Overall, small particles form a "dome" shape around the center of the plasma reactor and are also trapped in a "ring" near the radial sheath boundaries, while larger particles accumulate only in the "ring". These simulation results are qualitatively in good agreement with experimental observation.

• 한국진공학회지
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• 제9권4호
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• pp.428-435
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• 2000

정전 탐침을 이용하여 유도 결합형 반응기에서 발생하는 산소 플라즈마의 음이온 발생 특성을 관찰하였다. 입력전력과 운전압력 조건에 따른 산소 플라즈마에서 electronegative 음이온 플라즈마의 입력전력과 운전압력에 따른 정전 탐침에 흐르는 포화 양 전류 대 포화 음 전류(전자 전류와 음 이온 전류의 합)의 전류 비율과 플라즈마 부유 전위와 플라즈마 전위 차의 변화로부터 음이온 발생 특성관찰을 하였다. 전류비의 증가와 전위차 값의 감소는 입력전력이 증가함에 따라 약 30∼60 mTorr 운전압력 영역에서 나타났으며 이 조건에서 음이온의 발생량이 증가함을 의미하고, 플라즈마내의 이온들은 음이온과 재결합에 의한 손실이 증가하여 플라즈마 밀도가 감소함을 알 수 있었다.

• 공업화학
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• 제22권6호
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• pp.711-717
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• 2011

전자충격반응을 고려한 three moment 플라즈마 모델과 전기적 중성성분의 반응을 고려한 유체 유동 모델을 결합하여 용량결합형 산소플라즈마에 대한 2차원적 전산모사 연구를 수행하였다. 전자의 에너지에 의하여 좌우되는 전자충격반응에 대한 반응속도는 전자와 $O_2$ 및 O 사이의 전자충돌단면적으로부터 계산되었다. 플라즈마 모델과 유체 유동 모델을 결합하고 상세한 반응메커니즘을 포함시킴으로써 전하를 띠는 전자와 이온($O_2{^+}$, $O^+$, $O_2{^-}$, and $O^-$) 그리고 기저상태의 산소($O_2$ and O)뿐만 아니라 $O_2(a^1{\Delta}_g)$, $O_2(b^1{{\Sigma}_g}^+)$, $O(^1D)$, $O(^1S)$ 등과 같이 산소플라즈마 특성에 중요한 역할을 하는 준안정상태 성분들의 시공간적 분포를 예측할 수 있었다. 또한 산소플라즈마의 전산모사로부터 sheath 경계에 이중층이 존재함을 확인할 수 있었다.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제20권4호
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• pp.72-77
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• 2021

The radial distribution of etch rate was analyzed using the ion energy flux model in VHF-CCP. In order to exclude the effects of polymer passivation and F radical depletion on the etching. The experiment was performed in Ar/SF6 plasma with an SF6 molar ratio of 80% of operating pressure 10 and 20 mTorr. The radial distribution of Ar/SF6 plasma was diagnosed with RF compensated Langmuir Probe(cLP) and Retarding Field Energy Analyzer(RFEA). The radial distribution of ion energy flux was calculated with Bohm current times the sheath voltage which is determined by the potential difference between the plasma space potential (measured by cLP) and the surface floating potential (by RFEA). To analyze the etch rate uniformity, Si coupon samples were etched under the same condition. The ion energy flux and the etch rate show a close correlation of more than 0.94 of R² value. It means that the etch rate distribution is explained by the ion energy flux.