플라즈마 공정 모니터링 응용을 위한 전자 여기온도의 렌즈 광학 진단 및 토모그래피 진단 연구

Abstract

대면적화 또는 초고주파화 되어가는 플라즈마 소스는 플라즈마 물리 분야뿐만 아니라 반도체 및 디스플레이 산업과 같은 공정 플라즈마에서도 큰 관심을 받고 있다. 특히 2 m 이상의 초대면적 LCD 패널 제작 및 태양전지 제조와 같은 분야에서는 대면적 플라즈마 소스가 더욱 요구되고 있다. 이렇게 플라즈마 면적의 대형화 및 높은 구동 주파수가 인가되는 환경에서는 플라즈마 내에 생성되는 전기장이 전극의 위치에 따라 균일하지 않게 되며, 또한 전기장의 시간적 변화에 의해 유도되는 자기장의 효과도 무시할 수 없게 된다. 이러한 플라즈마에서는 종래의 고주파(13.56 MHz)가 인가된 플라즈마에서 나타나지 않았던 정상파 효과(standing wave effect) 및 초고주파 표피 효과(skin depth effect)와 같은 전자기적 효과가 발생되고, 이러한 전자기적 효과는 플라즈마 공간균일도를 저하시킨다. 이와 같이 대면적화 또는 초고주파화 되어가는 플라즈마 소스에서 박막 증착 및 에칭과 같은 공정 플라즈마에서의 정확한 진단이 이루어지기 위해서는 플라즈마에 주는 섭동을 최소화하는 실시간 진단이 필수적이다. 따라서 본 학위논문에서는 대면적화 또는 초고주파화 되어 가는 공정 플라즈마에서 공정 모니터링에 활용될 수 있는 광 진단법을 개발하는 것에 초점을 두었다.