칩 제조의 필수 요소 - 플라즈마

플라즈마는 1879년 William Crookes에 의해 처음 발견되었으며 1929년 Irving Langmuir에 의해 "플라즈마"로 명명되었습니다. 칩 제조에 플라즈마를 적용하는 것은 매우 일반적이고 중요하며, 플라즈마 없이는 칩 생산이 불가능하다고 말할 수 있습니다. 플라즈마는 거의 항상 건식 에칭, PVD, CVD, 웨이퍼 표면 수정 및 리소그래피에 관여합니다.

플라즈마란 무엇입니까?

플라즈마는 물질의 네 번째 상태입니다. 대부분의 사람들은 물질이 세 가지 상태(고체, 액체, 기체)로만 존재한다고 생각하지만, 우주에서 관찰할 수 있는 물질의 99% 이상이 별, 성운, 성간매질과 같은 네 번째 상태에 있습니다. , 그리고 플라즈마는 지구 위의 전리층과 자기권과 같이 지구에도 존재합니다. 플라즈마는 대략 동일한 양의 전자와 이온을 포함하는 이온화된 가스로 구성되며, 가스를 고온으로 가열하거나 전기 방전을 가하거나 이온화 방사선에 노출시켜 생성됩니다. 플라즈마는 외부 전자기장이나 플라즈마 내부의 전류와 전하에 의해 생성된 장의 힘을 받기 때문에 그 역학은 일반 가스의 역학과 상당히 다릅니다.

이온화란 무엇입니까?

가스 이온화는 가스의 원자나 분자에서 전자를 제거하는 과정입니다. 가스 이온화에서 외부 에너지(예: 전기장, 빛 복사 또는 고온)는 가스 분자나 원자의 전자가 원자 또는 분자 궤도에서 이탈하여 하전된 이온과 자유 전자를 형성하도록 하는 데 충분한 에너지를 제공합니다. 가스 이온화는 플라즈마 형성의 기초입니다. 가스의 이온화가 발생하면 원자나 분자가 이온화되어 수많은 자유 전자와 이온이 생성되고, 가스의 전기적 특성에 큰 영향을 미칠 만큼 충분한 원자가 이온화되면 플라즈마가 됩니다. 플라즈마는 반응하여 전자기력을 생성합니다.

플라즈마의 구성

플라즈마는 이온, 전자, 자유 라디칼, 중성 원자 및 분자의 기체 혼합물입니다. 플라즈마의 이온은 양전하 또는 음전하를 띤 원자 또는 분자입니다. 원자나 분자에서 하나 이상의 전자가 손실되거나 획득되어 형성됩니다. 이온의 유형과 수는 플라즈마의 구성과 생성 방법에 따라 달라집니다. 자유 전자는 원자나 분자에서 떨어져 나와 음전하를 띤 입자가 됩니다. 자유전자는 높은 에너지를 가지며 전기장에 반응하여 움직이고 전기를 전도할 수 있습니다. 자유 전자와 이온 외에도 플라즈마에는 일부 중성 입자, 즉 이온화되지 않은 원자나 분자도 있습니다. 이러한 중성 입자는 플라즈마 내 이온과 전자의 균형을 유지하여 플라즈마의 전반적인 전기적 중성을 유지하는 역할을 합니다. 자유 라디칼은 화학 반응과 살아있는 유기체에서 중요한 역할을 하는 짝을 이루지 않은 전자를 가진 화학 물질의 한 종류입니다. 자유 라디칼은 전자를 가두거나 멀리 내줌으로써 전자를 짝짓는 경향이 있기 때문에 일반적으로 반응성이 매우 높습니다.

플라즈마의 특성

플라즈마의 특성은 가스, 고체 또는 액체와 같은 다른 물질 상태와 다르며 높은 전도성, 독특한 광학 특성 및 플라즈마 진동을 갖습니다. 우선, 전기 전도체이며 전류를 전도할 수 있습니다. 이는 플라즈마에 전기장의 작용에 따라 이동하여 전류를 형성할 수 있는 많은 수의 자유 전자가 있기 때문입니다. 둘째, 플라즈마는 전자기 방사선과 강한 상호 작용을 하며 빛을 방출, 흡수 및 산란할 수 있습니다. 또한 플라즈마는 고온, 저압, 높은 에너지 밀도와 같은 독특한 열역학적 특성도 가지고 있습니다.

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