TW494710B - Plasma processing apparatus - Google Patents
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Description
494710 案號 89127719 年 月 修正 五、發明說明（1) 發明背景 發明範疇 曰a 本發明係關於一種在電漿處理期間減少對基質（例如 片）損害之方法及系統，更詳言之，係關於一種利用高壓 處理方式來減少損害之方法與系統。 背景說明 習知之電漿處理系統係用來除去保護層，蝕刻，沉積， 及其他之整理步驟等。對於這樣的應用，處理系統包含一 ”電漿"其為一種電學上類似中性離子化之氣體其典型上包 含一有效密度之中性原子，正離子，負離子，及自由電 子，及在某些情況下亦包含中性分子及暫穩原子，分子， 及離子。因為帶電之粒子連續地在大部份之電漿體（等離 子體）内以及在封閉室之壁内側重新地結合，能量必需持 續地供應到電漿上以保持電離之能級。所需電力之共源極 為一具有13· 56 MHZ(兆赫）之高射頻（RF)發電機，但也可 使用其他之頻率。兩個重新結合之相對有效值係部份與壓 力有關連。 電漿處理對很多應用是有吸引力的，因為其係具有方向 性（亦即，各向異性的），因而適合於普通使用在現在的半 導體積體電路上之堆積密度，次微米級別之構造。處理各 向異性之能力可使積體電路之生產具有精密地限定在側壁 位置之特點其在本質上是垂直於一掩罩在下面之表面。在 各向異性之電漿處理中，在處理室之壓力必需要低到足以 確保離子間碰撞之平均自由路徑遠大於電槳鞘之尺寸，典 型上，各向異性之電漿處理位在自<1 mTorr(即托，mm
O:\68\68426.ptc 第5頁 494710 _案號89127719_年月曰 修正_ 五、發明說明（2)
Hg)至50 mTorr之範圍，氬離子（常常使用）之相對應之平 均自由路徑之範圍自約> 8 0 m m至約1 . 6 m m。 在一實際的圍繞物如一處理室中，電漿包括兩個相異之 區域。電漿之内部，即所稱之電漿體，為一種類似中性之 電導區而且基本上是一種等電位區，亦即，一無場區。靠 近室壁處RF功率提供反應器室耦合之能量給電漿中之自由 電子，其條件是它們中的許多電子當電子在氣體中與原子 或分子衝撞時具有足夠之能力去產生離子。（由於悉知之 集膚效應，R F場只有在接近工作室壁之區域才會顯示出 來。）除了這種游離化以外，原子之激發及分子之激發與 解離亦會發生在電漿體中。例如，在激發的時候，一個氧 分子可保持成一個分子，但吸收足夠之能量就會變成一個 受激的分子狀態（意即，其不再是一個基礎的分子狀態）。 在解離過程中，一個氧分子，02，會分解或兩個中性之氧 原子。發生那些過程之相對速率主要是與工作室壓力，氣 體組成，供應RF能量之電力與頻率有關。 在電漿體與鄰近之材料表面間，有一邊界層，稱之為π 電漿鞘”。電漿鞘是一缺乏電子，導電子不良之區域其中 電場強度一般是大於電聚勒的。在電聚梢中之電場基本上 是垂直於任何之物料目標。其例子包括工作室壁，電極， 及如果是浸潰在電漿中在工作室中正進行處理之晶片。 由於電漿體與鄰近之晶片間之電漿鞘中電場，倘若壓力 低到衝撞之離子在通過電漿鞘時未遭受到碰撞，則自電漿 體進入電漿鞘之離子會受到加速並且以一種大致垂直於晶 片表面之速度衝撞在晶片上。這種垂直之大量碰撞就可，能
O:\68\68426.ptc 第6頁 494710 _ 案號89127719_年 月 曰 修正_ 五、發明說明（3) 變成類似蝕刻之效用。 然而，在具有充份之高壓下，一個離子就有可能與其他 之離子或中子在碰撞同時又通過電漿鞘。其結果是當其碰 撞晶片表面時，其速度通常就不會垂直晶片之表面而不會 發生類似之過程。 許多積體電路（I C )之構造，特別是那些具有小型特徵 的，如被具有充足之高能量（大於一數十個之電子伏特eV) 之電子大量衝撞時就可能會受到損害。氧化柵極之絕緣物 就特別容易受到由靜電場所引起之損壞因其具有高能量之 電子。此外，電漿會放射紫外線，其廣為人知的亦會損壞 該氧化柵極之絕緣物。因而，使用電漿處理來製造這樣之 電路實際上是僅在電漿製程設備之設計能針對這些損壞之 機構處理，而且允許可接受之處理過程產生可接受處理過 程之生產能力方屬可行。 閘氧化層之損壞可藉減少鞘電壓以減少電子之撞繫能量 來減少其損壞。一較低之鞘電壓亦可減少離子之撞繫損 壞。利用一個電容耦合之電漿反應器，如果減少供應電漿 室之射頻功率則可減少鞘電壓。可惜的是，這樣的減少會 減少在電漿體中反應組成物之產生率。蝕刻率是由離子流 密度與在晶片表面之鞘電壓兩者來一起決定。當鞘電壓減 少時（以減少損害），則必需增加離子流之密度以保持基本 的固定蝕刻率（生產量）。然而，離子流密度只有在輸出到 處理室之射頻功率增加時才會增加。這樣就必然地會造成 鞘電壓之增加。因此，在實際處理之需求與電容藕合之反 應器間有一基本上的不相容性。
O:\68\68426.ptc 第7頁 494710 _案號 89127Ή9_年月日__ 五、發明說明（4) 在另一方面，電感藕合之靜電屏蔽射頻（ESRF)之電漿 (反應）堆基本上允許鞘電壓之各別控制，其進而能各別地 控制電子能以及在電漿體中反應組成物之產生率。在一典 型之ESRF電漿源中，利用感應線圈作用到電漿之RF功率可 決定電漿體中反應組成物之產生率。作用在上面安置晶片 之驅動電極之R F電壓決定在晶片上之鞘電壓，且與輸送到 電漿之能量無關。 對於電容藕合及電感藕合兩者之電漿堆，晶片直接浸沒 在電漿中會造成來自電漿體之高粒子流密度之帶電粒子通 過電漿鞘，然後到晶片表面。除了來自離子衝撞之濺射損 害之外，晶片亦會遭受來自暴露在紫外線輻射及靜電充電 之損害。曝露之栅氧化層具特別容易受傷之部份，如果電 子具有足夠之能量將自己埋在栅氧化層中而變成一維護之 電荷則柵氧化層會受到直接之衝繫而損壞。此外，由於天 線效應之結果，在閘中之二氧化層其利用金屬製之内部連 續而連接到其他之線路元件，可能因互相連接之元件之電 荷收集而造成損害。在一電漿體源中之一無效之靜電屏蔽 也是造成栅極損害之一個原因。 在一典型之ESRF電漿反應堆中，電漿是產生在一個區域 中，其邊界系由及應堆室之壁所決定且稍少於（1 )激勵感 應線圈之長度，其典型上為一螺旋形之線圈且繞著一具溝 槽，呈圓柱形之導電屏蔽其圍繞著反應堆室，及（2)在屏 蔽中之軸向溝槽之長度。在ESRF電漿反應堆中，只有鄰近 屏蔽中溝槽之線圈部份能有效地藕合電漿。實際上，感應 器之長度可少於或大於在RF屏蔽中之溝槽長度。在這種情
O:\68\68426.ptc 第8頁 494710 _案號 89127Ή9_年月日_f^L·__ 五、發明說明（5) 況下，在電漿體中之反應組成物之濃度通常大大地依靠沿 著構造之軸之位置，或是如線圈長度小於溝槽長度，則在 線圈尾端之後方，或是如溝槽長度小於線圈長度則在溝槽 尾端後方。因而，在電漿中反應組成物所產生之軸梯度會 產生一種擴散之粒子流密度其以軸向地直接自感應線圈之 端面或由溝槽尾端所界定之端面離開。 技術上現已發展到允許電漿處理技術使用於極為敏感之 電子能之處理步驟上。這些技術中之其中一種是電漿之遙 控處理，在這一種處理技術中被處理之晶片之位置與電漿 體及電漿鞘之位置不是在同一區域中，因此，不是直接地 接觸電漿。在遙控之電漿處理中，使用這種前段所說明之 粒子擴散流之目的在於要達到所需之處理步驟。 在悉知之遙控電漿處理器中，電漿體源具有一小之直 徑而來自電漿之反應組成物則實際上可能地遠自體源部份 輸送到晶片處。自電漿到晶片之路徑包括有急轉彎以增加 離子與反應堆牆之衝撞及它們之中和或自流中移動，而且 避免電漿源與晶片間之一種直線之視線路徑。典型上電漿 是用塗上特殊塗料之軟管來連接的，例如用鐵氟龍或鋁製 之軟管。 因此，此目的在於消除晶片暴露在紫外線之輻射及受到 高能電子及離子之衝撞。通常，電漿源與基質間之距離可 以很大，意即，十倍之電漿體源之直徑。雖然如此，這種 方法有其缺點。第一，其需要一複雜之圍籬。第二，活性 組分之濃度；例如，反應性之原子其通常為一部份之類似 根本的氧原子，及介穩原子及分子，這些組份在到達晶片
O:\68\68426.ptc 第9頁 494710 __案號89127719__年.月 日 丫务正_ 五、發明說明（6) . 之前會因重新組合及鬆弛而減少使濃度也隨之減少。 悉知之有關本發明之參考專利資料包括：美國專利第 4, 9 18, 031號頒給Fla mm及其他人士，標題為”使用一螺旋 共振器產生電漿所決定之方法（processes Depending On
Plasma Generation Using A Helical Resonator)丨丨；美 國專利第5, 811，0 2 2號頒給Savas及其他人士，標題n感應 電漿反應堆"（Inductive Plasma React〇r)·，（本中請案之 圖1 - 3即取自該案）；及美國專利第5，2 3 4，5 2 9號頒給詹 遜，標題π應用，電容屏蔽之電漿產生裝置及使用這種裝置 之方法π 。 關於本發明之非專利文獻包括：c〇 lone丨丨，j. I .及其他 人士之在一高密度、電感藕合金屬蝕刻中電漿損害之評估 與減少，在1 9 9 7年舉辦之第二屆國際學術研討會有關電漿 處理所引起之損害之會議錄（1 9 9 7年5月13/14日在加拿大 蒙特利）美國真空學會第229-32頁所刊戴；Haldeman及其 他人士刊載於美國空軍實驗室技術研究報告，9 - 0 1 4 8，總 編號，TL501 ，M41 ，A25 No.156 ;MacAlpine ，W.W·及其 他人士在無線電工程學會會刊第47冊，2099-2105 (1959) 所刊載之”具螺旋形之内部導體諧振器"；Tatsumi ，及其 他人士在Japanese J· Appld. Physics, Vol. 33，
Pt· 1. No· 4B，2 1 7 5 - 2 1 7 8 ( 1 9 44 )所刊載之"由高密度電漿 之真空紫外光子所引起之Si 02表面之輻射傷害” ；Turban, Guy, tude d e la temp rature e t de la d e n s i t lectroniques d’une d charge H.F. dans
O:\68\68426.ptc 第 10 頁 494710 __案號89127Ή9_年月曰 修正___ 五、發明說明（7) l’hydrog ne, par la m thode de la sonde double sym trique, C.R. Acad. Sc. Paris, t. 273, S rie B 533-6 (September 27, 1 9 7 1 ); and Turban, Guy, M sure d e la fonction d e distribution e n nergie des eletrons d，une d charge H. F. dans l’hydrog ne， par la m thode de la sonde triple asym trique, C.R.Acad. Sc· Paris, t. (October, 4 19 7 1) 〇 最普通地用來釋玫供電能 發生在表面之化學反應是極 能或複合能’故很少會引起 能量是依種類而有區別而且 有足夠之能量來造成損害。 是有其需要。 例如’從產生在電激中之 〇2+及各種不同的負的與氧有 易地剝離它們之電子而且不 離子依種類而能大部份在少 正及負兩者之分子離子在與 壁之材料可以選擇到不同^ 恰當的是正和負之分子量離 量因而防止基質變成帶有電 另一方面，一基質表面之非 份是由電漿中和流速中之電 273, S rie B, 584-7 之介穩分子及分子離子對引起 為重要的而且由於它們之低儲 損害問題。介穩原子及分子之 只有那些稀有氣體之介穩原子 因此，低能量之介穩物質真的 臭氧（〇3)，它有可能產生0+， 關連之離子。負離子可以很容 易造成可觀察之損害原因。正 量電子伏特能量即可再結合。 壁衝撞後都很容易中和。而， 種類具有不同之再組合率。最 子在基質表面需要有相等之數 荷，同時能活化表面化學。在 中性流可被其動能限制，其部 荷交換過程來決定。
494710 案號 89127719 Λ_η 修正 五、發明說明（8) 本發明之一目的係為減少基質（例如：晶片或LCDs)在進 行電漿處理期間所發生之損害程度。 本發明之這些及其他之目的是經由使用一具有一界限分 明之再結合區之高壓電漿源來達成，利用使電漿之原子離 子與電子在到達基質前完成再結合，及在電漿進行離子反 應區與再結合之域之間具有一空間則會使可能會另外損害 基質之紫外線放射實際上在與基質互相作用之前就被吸 收。此外，藉使用一大的電漿源在一小的晶片上方，亦可 減少邊緣效應。 根據本發明之ESRF電漿體處理器之設計，其設計動機之 信念在於大部份，如果不是全部，之晶片及裸閘氧化層之 損害是歸因於不正確之紫外線放射。已知的是，紫外線放 射會在Si-Si 02之介面，如果光能量在Si 02之帶隙超過8. 8 e V (電子伏特），其相當於一約1 4 0毫微米之波長，則會造 成晶片之損害。此外，具有更低能量之UV光子能夠產生自 由之電子其會變成氧化層中之俘獲電子而造成討厭之閘電 容器之電容對電壓（CV)特性之轉移。 具有波長少於或等於2 0 0 nm (毫微米）之輻射線有可能實 際上完全地被一種稱為諧振吸收之處理過程在2托（mm Hg) 之壓力下以1 c m之次序橫向地吸收在一橫行之路徑長度 中。以下游處理設備之經驗，使用一具有一 1 0 c m直徑之 一感應藕合之高密度電漿體源證實即使晶片放置在距電漿 1 c m遠之距離仍然會發生一些之損害。因此，有可能損害 一般是由於紫外線之放射，實際上，是由於能量離子或介 穩離子之衝撞所造成，而所有相關之真空U V分別地以5到2
O:\68\68426.ptc 第12頁 494710 _案號89127719_年月日_ί±±_ 五、發明說明（9) c m次序之距離在0 . 5托到1 . 5托範圍下可做有效之吸收。 圖式簡單說明 參考下列之下細說明，特別是連同所附之圖面一併參考 時，則對本發明之更完整之瞭解及其中附帶之益處，就變 為更容易明白了。 圖1係一習知之E S R F源之示意圖； 圖2係一習知之圓筒形ESRF源之示意圖； 圖3係一習知之溝槽型式使用於一靜電屏蔽之一 E S R F源 之示意圖； 圖4係一用於本發明之一電漿堆容器之示意圖； 圖5係一用於本發明之一圓筒形ESRF源之立體剖面圖； 圖6係一根據本發明之ESRF源之使用一靜電屏蔽之一溝 槽型式之側視圖；及 圖7係一在圖6中所示之根據本發明之使用在一ESRF源之 靜電屏蔽之頂部視圖。 元件參考符號說明 100 氣 體 歧 管 靜 電 屏 蔽 射 頻 (ESRF)源 10 1 電 漿 反 應 容 器 102 電 漿 反 應 容 器 105 處 理 氣 體 110 靜 電 屏 蔽 115 溝 槽 120 溝 槽 尾 端 j 溝 槽 之 底 部 122 電 漿 之 延 伸 ; 較 下 方 邊 界 層
O:\68\68426.ptc 第13頁 494710 _案號89127719_年月日 ί±^_ 五、發明說明（10) 124 射頻（RF) 接地 1 2 4 A、1 2 4 Β 接地觸點 130 射頻（R F )線圈 131 分接頭 14 0 晶片，晶片失 141 晶片 160 自動匹配網路 170 射頻（RF)源 較佳實施例之詳細說明 原子之離子與電子在一旦缺乏活性電漿大約有微秒（即 百萬分之一秒）之情況下會中和在餘輝中。然而，在本發 明之壓力下較不可能在缺乏自由電子時正和負之分子離子 會很快地中和在氣態中，此乃因為能量及動量不能夠兩者 都保存在一電子及一更笨重之正離子間之兩體結合之碰撞 中。一第三種類之介穩的為原子及分子之大小及正或負電 荷之離子。這個種類係特定其在沒有三體碰撞時不能減少 其電子態。一第三體（例如，一表面或一第二原子或分子） 在一介穩狀態之中和中貯存釋出之能源。因此，在本發明 之壓力下，這些介穩之組成典型上發生在藉由電漿餘輝中 之碰撞在從活性電漿之正下游中，一項很重要要去認識的 是，活性電漿與基質間之距離越大，則在基質能夠產生之 化學活性則越少。大部份之介隱能提供有效之非損害能量 在化學加工上，但稀有氣體之介穩則會有足夠之能量去損 害基質。 在此下游之處理系統中之流動方式被認為在本質上是層
O:\68\68426.ptc 第14頁 494710 _案號89127719_年月曰 修正___ 五、發明說明（11) 狀的，其可沿著流線分割流量。這種流量分割之特色為正 及負分子離子以相等之數量自再結合區排放。這樣就可利 用微分子之分子離子流來消除任何基質表面之負荷。 在本發明之一實施例中，一 1 2英吋之室系用來處理一 8 英吋直徑之晶片。在流經一表面之分子離子中有些會撞繫 該表面而且是由於不同種類之電荷中和率中之一種淨差使 一靜電荷出現在接近表面之流中。我們相信任何產生在或 靠近大直徑源之壁之靜電荷離子流是經由晶片邊緣與電漿 源之内部介質壁間之環狀區掃涼過晶片，因而不會撞到晶 片。靠近位在距一 1 2英吋直徑電漿源之一 4英吋直徑晶片 之電子及離子濃度之郎格谬爾探針測試（L a n g m u i r p r 〇 b e m e a s u r e m e n t)顯示未探測出帶電之物質。此種技術能深測 出帶電物質之淨電荷濃度低到109/cm3。 在本發明之系統中，要處理之晶片放置在大約位於由離 開一個自電漿吸收紫外線所需距離之軸下方溝槽尾端所決 定之平面之下方。在邊界層與晶片間之區域中之真空紫外 線放射之吸收大到足以減少裸栅氧化層之輻射傷害到可接 受之水準。如果輻射傷害用任何敏感之步驟來觀察，適度 的增加活性電聚與基質間之距離可以減少輻射傷害到可接 受之水準。 現翻開圖面，其中同樣的參考數字在許多之圖式中係代 表相同或相對應之零件。圖4中說明一電漿反應容器1 0 1圍 繞著處理室，使處理室中能產生真空。一真空泵（未表示 出來）提空所需之處理用真空。要注意，本發明使用之壓 力範圍約自0. 5到1. 5托（Torr)。一氣體歧管100允許引入
O:\68\68426.ptc 第15頁 494710 _案號89127719 车月日 修正__ 五、發明說明（12) 適量之處理氣體1 〇 5。觀念上，處理氣體要選擇到能確保 其簡單之氣體化學。附加之氣體，特別是稀有氣體，要避 開因為其能增加由電漿所產生之紫外線輻射量。 本系統包括一靜電屏蔽1 1 0。接地觸點1 2 4 A及1 2 4 B用以 確使保護靜電屏蔽適當接地。一接地良好之屏蔽可大量減 少對電漿之電容藕合至小於25 mi 1 1 i vol ts RMS。在靜電 屏蔽中具備有很多之溝槽115。溝槽115之數量範圍可自5 到4 8以上，在本系統中較佳為3 6。溝槽1 1 5為均一之寬 度，具有可能之寬度範圍自0 · 0 1 5英吋至〇 · 5 〇英吋，較佳 為0 · 0 6 3英吋。電磁屏蔽1 1 〇系用0 · 0 1 5英吋至〇 . 2英吋間之 I呂板製成，較佳之厚度為〇 · 〇 6 3英对。經過輥壓及接縫 後，其高4英吋及7英吋之間，較佳是具大約5. 5英吋之高 度，且其直徑是在8英吋及2 0英吋間，較佳約為1 3 . 1 5英 吋。由靜電屏蔽1 1 0所決定之室之直徑則大為大於晶片1 4 1 之直徑。例如，一具有一直徑1 2英吋直徑之室適於處理一 具8英忖直徑之曰曰片1 4 1。在一圖解說明之實施例中，屏蔽 1 1 0塗有銀之塗層以增加其導電度。屏蔽可塗上其他之塗 層，及另一種方式疋不塗上塗層。此外，屏蔽可用其他替 換之金屬製成。 溝槽115終止在距離電磁屏蔽110各尾邊之〇. 125及0.5英 吋間之距離，較佳則約為〇 · 2 5英吋。溝槽1 1 5之長度在2 · 5 及7 · 5英忖之間，較佳約為5英忖。也可使用替換之實施例 其中之任何上述之標準都可變更包括這些溝槽較高於源頭 是在直徑中之長度° 射頻（R F )線圈1 3 〇係圍繞在靜電屏蔽1 1 〇之四週但只與屏
O:\68\68426.ptc 第16頁 494710 _案號89127719_年月曰 修正_ 五、發明說明（13) 蔽1 1 0之其中具有R F接地1 2 4端之端部接觸。射頻線圈1 3 0 延伸在溝槽115之尾端120之上方及下方。在一 ESRF電漿 (反應）堆中，線圈1 3 0只有在屏蔽1 1 0中鄰近溝槽1 1 5部份 之線圈1 3 0部份能有致地耦合電漿。實際上，電感線圈1 3 0 之長度可以小於或大於靜電屏蔽110中之溝槽115之長度。 在這種情況下，在電漿體中之反應組成物通常大大地依靠 沿著結構軸線之位置，或是如果線圈1 3 0之長度小於溝槽 1 1 5之長度時則在線圈1 3 0尾端之後方，或者是如果溝槽 1 1 5之長度小於線圈1 3 0之長度時則在溝槽尾端1 2 0之後 方。在較佳之實施例中，線圈1 3 0較溝槽1 1 5長，如此使活 性電漿之延伸1 2 2係由溝槽尾端1 2 0來決定。 感應線圈1 3 0及靜電屏蔽1 1 5兩者都被圍繞在共軸之導電 之圍欄1 0 1中。此三個元件1 0 1、1 1 5及1 3 0產生一低損耗之 電氣螺旋形諧振器其在1 3 . 5 6 Μ Η Z之操作頻率時會產生共 振。這種配置可使共振電流在電漿點火之前在1 0 0 0之順序 上具有一品質因數（Q )。對一已知之可用功率，一高品質 因數之效果可增有效的電場密度以Q之平方根之順序來點 燃電漿。R F源1 7 0經由一自動匹配網路1 6 0連接到感應線圈 1 3 0上之一定好位置之分接頭1 3 1上。被電漿吸收之R F能量 會使Q減少，而接近溝槽之電場會變小到足以阻止具有超 過約10 eV能量之帶粒子之產生。在電漿與實際上無槳區 間之已界定之較下方邊界層122在大約1 Torr壓力下具有1 mm之厚度。 本發明使用一般之規定即重組合距離（亦即，自由電子 與離子消失之距離）相較於到晶片之距離必需是短的。然
O:\68\68426.ptc 第17頁 494710 案號 89127719 年 月 修正 五、發明說明（14) 而，在電磁屏蔽1 1 0之溝槽1 1 5之底部與晶片1 4 0間之絕對 距離為在ESRF源100中之壓力之一種函數。本發明之高壓 界限只受到系統激發一ESRF源1 00中之電漿之能力及其激 發均一性限制。本發明之低壓界限係受到電漿粒子之平均 自由路徑必需在溝槽1 1 5之底部1 2 0與在晶片夾1 4 0上之基 質141間之0. 5%及2%間之事實（其可隨意地包括一溫度控制 裝置例如一加熱器）之限制。在一較佳之實施例中，電漿 粒子之平均自由路徑為溝槽1 1 5之底部1 2 0與基質間距離之 1 °/〇。如熟習該項技術之一般人士所可瞭解者，其他之分開 距離亦有可能使用。晶片夾與真空系統之設計係要使被氣 流帶動且通過在晶片邊部與室壁之間之環形區之高能離子 不會衝撞到晶片。 屏蔽之厚度是由兩個考慮因素來決定：（1)如果屏蔽太厚 時，則電路中之一要件之共振電路之Q，會因而降級。（2 ) 如果屏蔽太薄時，其構造就會變得很脆弱。溝槽之寬度也 是由兩個考慮因素來決定：（1 )如果溝槽太狹窄，則要點燃 電漿實際上是很難達成。（2 )如果溝槽大寬時，則帶電之 粒子，電子與離子兩者，則經由耦接至接近溝槽之電場之 電容加速而獲得太多之能量。因而，基質之電子衝撞變成 大到足以造成晶片之損壞，特別是對蝕刻過程中之裸栅氧 化層。電漿之方位均勻性隨著溝槽之數量而增加，但電容 之屏蔽則隨著溝槽寬度之增加而減少。這些考慮因素建立 一實際的溝槽數量之較下方界限與一溝槽寬度之較上方界 限。 當必須特別要注意要防止對晶片或對晶片上電路結構之
O:\68\68426.ptc 第18頁 494710 案號 89127719 Λ_η a 玉、發明說明（15) μ个 霉聚 多务 造成損害時（例如，在接近材料切除或钱刻y ”·壞電壓相 時），電漿鞘之電壓對晶片圓周之任何部份之破，.基片座一 較時必需不可變得太大。因而，在這種情況I ’ ^器中之 般是無偏壓的。同時也知道的是在^ESRF電衆一即 鞘電壓是決定於電子能量分佈之高能Ϊ知〜电 而電子能 所稱之”電子能尾部（Electron energy 物，rf功 尾部則決定於，在其他方面有關之在電漿之組# ,丨、而瓦在 率電平，及壓力。壓力增加會使鞘電壓顯著地；’匕廢〕β 壓力大於約0 · 5托時會變得更小（例如，一伙符&偏壓銷 因此，如果壓力大於約0.5托時，由於離子經由炸 之加速，晶片或電路之損害可實際上消除 $ g己網 在本發明之一實施例中，ESRF源1 00藕合，自動黎情況 路1 6 0。自動匹配網路1 6 0係用來在電漿穩定後及水^被 變更時，保将RF源1 7 0與電漿之間之最理想藕合° R犯、 電漿吸收後會使Q減少，靠近溝槽1 1 5之電場變小到足& 擋具有超過約10 電子伏特之能量之帶電粒子之產生°® 此，電磁屏蔽1 1 0是一電路之組件其設計在RF源1 70之RF驅 動頻率（例如：1 3· 56 ΜΗΖ)時產生共振。 因此，本發明是對現有設計上例如上文所述之美國專利 第5,811,022 ， 5, 234, 529 ，及4, 918, 031 號等之一種改 良。很明顯地，由上文之教示來看對本發明可做很多之修 改與變更。因此可瞭解在附加之申請專利範圍之領域内， 可用文中所說明之其他方法來實行本發明。
494710 _案號89127719_年月曰_修正 圖式簡單說明 O:\68\68426.ptc 第20頁
Claims (1)
- 494710 _案號89127719_f/年彡月ί >曰 修正^_ 六、申請專利範圍 1 · 一種電漿處理裝置，包括： 一南壓氣體喷射系統； 一感應線圈，用以施加R F功率到電漿處理裝置； 一靜電屏蔽，用以阻斷感應線圈之作用來閉鎖一部份 由感應線圈所施加之RF功率，其中該靜電屏蔽包括許多之 溝槽，各溝槽具有一底部；及 一基片座，放置在靜電屏蔽下方，其中該基片座之頂 部係分離間隔於該溝槽之底部，以使電漿粒子之平均自由 通路是在溝槽1 15之底部120與基片座間之距離之0. 5%及2% 間。 2.根據申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中溝槽 之數量是在24及48之間。 3 .根據申請專利範圍第2項之電漿處理裝置，其中溝槽 之數量是36。 4.根據申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中溝槽 之寬度是在0 . 0 1 5英吋及0 . 5 0英吋之間。 5 .根據申請專利範圍第4項之電毁處理裝置，其中溝槽 之寬度為0.063英吋。 6. 根據申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中靜電 屏蔽之厚度是在0. 01英吋及0, 08英吋之間。 7. 根據申請專利範圍第6項之電漿處理裝置，其中靜電 屏蔽之厚度為0.06英吋。 8. 根據申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中Q值是 在5 0 0與2 0 0 0之間。O:\68\68426.ptc 第21頁 494710 案號 89127719 曰 修正 六、申請專利範圍 9 .根據申請專利範圍第8項之電漿處理裝置， 為 1 0 0 0。 1 0 .根據申請專利範圍第1項之電漿處理裝置 漿處理系統中之壓力是在0 . 2 5托與4. 0托之間、 1 1 .根據申請專利範圍第1項之電漿處理裝置 漿處理系統中之壓力是在0 . 5托與2. 0托之間。 1 2 .根據申請專利範圍第1項之電衆處理裝置 漿處理系統中之壓力約為1 . 0托。 其中Q值約 ，其中在電 ，其中在電 ，其中在電O:\68\68426.ptc 第22頁
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