[식각 공정] Plasma, Plasma Sheath

Plasma

플라즈마란 고체, 액체, 기체에 이은 제4의 물질 상태를 말한다. 강력한 전기장 혹은 열원으로 가열되어 기체상태를 뛰어넘어 전자, 중성입자, 이온 등 입자들로 나누어진 상태를 의미한다.

 

플라즈마 상태는 전하 분리도가 상당히 높으면서도 전체적으로 음과 양의 전하수가 같아서 중성을 띠게 된다. 전자가 열을 받아 원자에게서 자유로워지면 끝이기 때문에 당연히 어떤 원소든 플라즈마화 될 수 있다. 플라즈마는 높은 전기 전도도를 가지며, 전기장에 대한 매우 큰 반응성을 갖는다.

플라즈마

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Plasma sheath

Plasma Sheath란 플라즈마 bulk와 챔버 벽면, 전극 사이에 어둡게 보이는 영역을 의미한다.

 

무게가 가볍고 이동속도가 빠른 전자가 이온 보다 먼저 벽면(or 전극)에 도달하게 되면 전자는 벽면(or 전극)에 흡수되어 빠져나가거나 뒤따라 오는 양이온과 결합해 중화된다. 이로인해 벽면과 플라즈마 bulk 사이에 전자의 수는 적어지고 양이온과 중성자의 수가 상대적으로 많아지게 된다.

 

어둡게 관찰되는 이유는 Excitation과 Relaxation 반응이 거의 없어 빛을 방출하는 반응이 매우 적어 발생한다. 전자오 ㅏ이온의 충돌이 Glow discharge 영역에 비해서는 거의 일어나지 않는 수준이다.

Plasma sheath