Abstract
We developed the model equations to investigate the particle movement and growth theoretically in a-Si plasma CVD reactor, where those particles act as the source of contamination. We included the effects of fluid convection, particle diffusion and external forces (ion drag force, electrostatic force and gravitational force) onto the particles to analyze the movements of particles in plasma reactor. Taking into account the particle charge distribution, the particle growth by coagulation between the charged particles was investigated. Most of those particles are located in the region near the sheath boundaries by the balance between the ion drag and electrostatic forces. The particle concentrations in the sheath region and in the bulk plasma region are almost zero. The sizes of the predator particles increase with time by the coagulation with protoparticles and, as a result, the surface area and the average charge of predator particles also increase with time.
반도체 제조공정 중 플라즈마 반응기 내에서 입자오염을 유발하는 입자들의 거동과 성장을 모델식을 사용하여 이론적으로 고찰하였다. 플라즈마 반응기 내에서 입자 거동에 영향을 미치는 힘들로 유체 대류, 입자 확산 및 외부힘 (ion drag force, electrostatic force, 중력) 등을 고려하였다. 플라즈마 벌크 영역에서 전하를 가진 입자들간의 충돌에 의한 입자 성장을 고려하기 위해 모델식에 입자 전하 분포를 고려하였다. 대부분의 입자들은 ion drag force와 electrostatic force가 균형을 이루고 있는 두 sheath 경계 영역에 존재하였으며 두 sheath 영역과 벌크 플라즈마에서의 입자 농도는 0에 접근하였다. 시간이 지남에 따라 입자 충돌로 인한 입자들의 크기는 증가하였으며 입자가 성장함에 따라 입자 표면적의 증가와 더불어 입자가 가지는 평균 전하량도 증가하였다.
