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Λ 6 II 6 01851 五、發明説明（1 ) (請先閲讀背而之注意事#再蜞>) 本發明傜關於利用電漿之處理裝置，例如蘭於，在半 導體構件之製造過程中，進行蝕刻或成膜之處理等之裝置 〇 . 以往在半導餿之製造過程，使用一種在真空處理室内 形成電漿琛境，以電漿處理收容在真空處理室内之被處理 基板之笛漿蝕刻裝置，或電漿CVD裝置等之處理裝置。 這種處理装置偽利用配設在真空處理室内之電漿産生構件 産生之反應性氣體之電漿，對半導體晶片施加蝕刻或成膜 處理。 惟近年來，由於半導體構件之精细化，半導觼晶片之 處理用諠漿也必須進行精細之加工。因此，在進一步提高 真空處理室内之真空度之狀態下，更有效地促進反應性氣 體之電漿化之必要性也在增高。 經濟部屮央標準局貝工消伢合作杜印製 然而，隨著真空度之提高，氣體分子與電子碰撞之機 率會降低。因此，提高真空度後，一般所使用之平面型電 漿裝置或RIE電漿裝置，將很難使反應性氣體有效電漿 化。因而有無法直接使用此等傳統裝置，充分對半導體晶 片進行精細加工之問題。 為了解決此*問題，建議例如使用磁控管電漿機構或 ECR機構之處理裝置。磁控管電漿機構偽配設有可産生 與半導體晶片平行之磁場之磁場産生機構者，可藉此項磁 場及垂直於此磁場之電場，産磁控管放電。ECR機構傜 沿著磁場所形成之發散磁場，發散電漿流者。 惟在前者即磁控管電漿機構，某種程度之真空度下可 本紙張尺度遑用中Β Η家標準(CNS) Ή規格（210X297公*) 81. 2. 20,000 經濟部屮央榲準局β工消费合作社印31 01854 五、發明説明（2 ) 將反應性氣體霄漿化，但在較高之真空度下，卻很難有效 之電漿化。同時，在後者即ECR,裝置會很大，同時設 備會很昂貴。 本發明偽有鑑於上述情事而完成者，其目的在提供， 不必使用大裝置，在高真空度下也可將反應性氣髏有效電 漿化之電漿裝置。 本發明之另一目的在提供，能夠以低電力，例如以實 用化之目標值100W以下形成電漿環境之電漿裝置。 依本發明之第1値觀點，提供一種利用電漿處理基板 之處理裝置，此裝置備有， 可調整成高減壓狀態之處理室， 在上述處理室内支持上述基板之支持構件， 在上述處理室内形成高頻電場之電場形成構件， 將電漿化之處理氣體導入上述處理室内之氣體導入構 件， 介由通路連通於上述處理室之電子供應室， 配設在上述電子供應室内之電子産生構件，以及， 在上述通路内形成誘導磁場之磁場形成構件，上述誘 導磁場用以將電·子從上述電子供應室誘導至上述處理室。 依本發明之第2個觀點提供一種，利用電漿進行半導 體晶片之蝕刻處理之處理裝置，該裝置備有， 可調整成高減壓狀態之處理室， 在上述處理室内支持上述晶片之支持構件， 配設在上述處理室内之平行電極， (請先閲讀背而之注意本.項#堝寫I, .Κ) 裝- 線. 本紙張尺度边用中B Η家楳準（CNS)T4規格（210X2町公龙） 81. 2. 20,000 01854 A 6 η 6 經濟部中央榀準局貝工消t合作社印製 五、發明説明（3 ) 在上述一對平行電極間施加高頻電壓，於上述處理室 内形成垂直於上述晶片之處理面之高頻電場之高頻霣源， 將電漿化之蝕刻氣體導入上述處理室内之氣髏導入構 件， 介由通路連通於上述處理室之電子供應室， 配設在上述電子供應室内之電子産生構件，以及， 在上述通路内形成誘導磁場之磁場形成構件， 上述支持構件形成在上述平行電極之一方電極之相對 向面上，上述誘導磁場將電子從上述電子供應室誘導至上 述處理室。 最好是在上述通路配設，可開閉上述處理室與上述電 電子供應室間之連通狀態之閛閥。誘導磁場形成構件可以 使用，例如線圈磁鐵或永久磁鐵等。要均勻導入電子可配 設多數電子供應室。同時，要均勻導入電子之另一手段， 可在電子導入口配設靜電偏向板，以調整電子之誘導方向 0 同時，上述電子産生構件只要是配設在電子供應室者 便可以，可用任意之型式，例如可以使用，應用燈絲之熱 電子放電構件，·或應用氣體放電構件之輝光放電構件。 依據如上述方式構成之本發明之處理裝置時，由電子 産生構件産生之低能量之電子，將由誘導電場順利引進高 真空度下之處理室内。引進之電子對供給處理室内之反應 性處理氣體因電漿而活性化或分解有貢獻。因此，在高真 空度下也可以有效使處理氣體電漿化，對被處理基板有效 (請先閲讀背而之注意事.項再填寫i>N) 裝- 訂· 線· 本紙》•尺度逍《中《 Η家«準(CHS)甲4規格（210X297公;¢) 81. 2. 20,000 01854 Λ 6 Π 6 經濟部屮央楳準局Κ3：工消费合作杜印製 五、發明説明（4 ) 進行一定之處理。 玆參照附圖詳細説明本發明之實施例如下。 第1圖傜本發明處理裝置第1實施例之電漿蝕刻裝置 之概要截面圖，第2圖係表示第1圖主要部分之放大槪要 圖。 本發明之利用電漿之處理裝置備有，配設有反應氣體 之供氣管1,及連接於未圔示之吸引構件2 a之排氣管2 之框體構成之真空處理室3。在處理室3内以對峙狀態配 設有，保持被處理基板之半導體晶片4之一對磁化器5, 6。磁化器5, 6中之下侧磁化器6接在高頻電源7,上 側之磁化器5則接地。處理室3被接地。而處理室3内之 氣壓設定在例如1 X 1 0—〜1 X 1 0_3T〇 r r。 在如此構成之處理室3,藉高頻電源7,在磁化器5 ,6間産生電漿放電。而將從供應管1供應之反應性氣體 雷漿化，使在處理室3内生成電漿環境。 處理室3之側壁開設有電子引入口 8。電子引入口 8 經由閘閥9連結在電子供應室1〇。 在電子供應室1◦内，以向電子引入口8方向延伸狀 配設有電子産生*構件之燈絲1 1。燈絲1 1由配設在電子 供應室10外部之交流電源12,加上電力（例如10Α ,15〜20V),産生加熱之熱電子。燈絲11也可用 直流電源加熱。 另一方面，在電子供應室10内之電子引入口8附近 ，配設有引導電子用磁場形成構件之線圈磁鐵13及其内 (請先閲讀背而之注意本•項#填寫&>.) 裝- 訂_ 線. 本紙»尺度逍用中β Η家«準(CHS) 規格（210X297公*) 81. 2. 20,000 6 經濟部中央榀準局S:工消费合作杜印製 五、發明説明（5 ) 側之電極1 3a。電極1 3a在其中心有直徑3〜1 0 mm之小孔。直流電源14 (例如20〜30v)之陰極 側接在燈絲1 1 ,陽極側接在電極1 3a。電極1 3a與 直流轚源14之陽極側接地。因此，若在線圈磁鐵13被 激磁之狀態（例如中心磁場為500〜600gauss )下，從交流電源12向燈絲11加上轚力時，便在燈絲 1 1與電極1 3 a之間産生放電，形成低能量之電子〇 ·這 些電子會向電極1 3 a側移動，同時沿著線圈磁鐵1 3所 形成之磁場A,誘導引進處理室3内。 電子供應室10與處理室3之間，及電子供應室10 與燈絲安裝板1 5之間，分別夾裝有絶綠材料1 6。電子 供應室10内設有連接吸引構件17a之排氣口 17,將 電子供應室10内維持成真空狀態（10〜ITorr) 〇 如上述構成之電漿蝕刻裝置之動作如下。如以上所述 ,由燈絲形成之低能量之電子，係沿著線圈磁鐵13形成 之磁場Α引進處理室3内。引進處理室3内之電子則使供 應管1所供應之反應氣體活性化。而藉高頻電源7加在磁 化器5, 6間之*高頻電力，産生電漿放電。而利用所産生 之電漿中之離子、電子及中性之活性種，進行半導體晶片 4之蝕刻處理。 電子可在電漿處理中連缠引進，或者在開始時引進電 子，而在電漿放電後關閉閘閥9,停止供應電子。 上述實施例傺說明以上下對峙狀裝設磁化器5， 6之

(請先閲讀背而之注意事項#堝寫A 裝 線· 本紙張尺度遑用中國國家楳準（CNS) T4規格（210x297公;《:) 81. 2. 20,000 01854 經濟部中央梂準局貝工消#合作杜印製 五、發明説明（6 ) 情形，但不一定採這種架構。例如僅設下側磁化器6,或 者在上下磁化器5, 6之外，另在側部配設磁化器，都可 以。 第2實施例 第3圔表示本發明處理裝置之第2實施例之電漿蝕刻 裝置之概要截面圖。 .第2實施例之電漿蝕刻裝置表示其他之電子産生構件 。亦即，電子産生構件僳由安裝在面向電子供應室1〇内 之電子引入口8之部位之氣體放電構件18所構成。氣體 放電構件18備有Ta製電極18a及LaB6製之燈絲 1 8 b 〇 氣體放電構件18内由未圖示之氣體供給源引入例如 氬（Ar)或気（He)等之惰性氣體。最好使用氬氣。 在氣體放電構件18與電極13a之間，與第1實施例一 樣之方式接有直流電源14 (例如40V)。 再者，在第2實施例，因為其他部分與上述第1實施 例一樣，因此在同一部分標示同一記號，說明從略。 第3實施例 第4圖表示本發明第3實施例之電漿蝕刻裝置之概要 截面圖。 第3實施例之電漿蝕刻裝置之結構，可將電子産生構 件形成之電子，均勻引進處理室内。亦即，在處理室3之 (請先閲請背而之注意事填寫^ 裝- 訂- 線. 本紙張尺度逍用中a B家《毕(CNS)T4規怙（210X297公*) 81. 2. 20,000 201854 經濟部中央楳準局C3：工消许合作社印製 五、發明説明（7 ) 兩側上部開設霣子引入口8, 8,介由此等電子引入口8 ,8,分別連結有電子供應室10。各電子供應室10内 配設有電子産生構件之燈絲1 1。在圔示之實施例，處理 室3内僅配設有下側之磁化器6,但亦可如虛線所示，成 對峙狀在磁化器6之上側配設磁化器5。 再者，在第3實施例之其他部分因與上述第1實施例 及第2實施例一樣，因之，同一部分標示同一記號，說明 從略。 因為構成如上述，由兩個地方將電子引進處理室3内 ，因而可將電子均勻引入處理室3内。因此，可提高霄漿 之形成效率，可更有效進行半導體晶片4之蝕刻處理。 再者，第3實施例係在處理室3之上部兩個地方開設 電子引入口 8, 8，連結上電子供應室10, 10,但不 一定要採這種架構。可在處理室3之任意處所開設電子引 入口 8,連結電子供應室10。或在3處以上之地方連結 電子供應室1 0。同時，第3實施例之電子産生構件使用 燈絲11,但亦可用第2實施例所說明之氣體放電構件 1 8取代之。 第4實施例 第5圔表示本發明處理裝置第4實施例之電漿蝕刻裝 置之概要截面圖。 第4實施例，俗在磁控管電漿蝕刻裝置之處理室3附 加電子供應源。處理室3之上部配設有，可産生平行於半 (請先閲讀背而之注意事項#填寫k 裝· 訂· 線· 本紙Λ尺度遑用中β 家楳毕(CNS) T4規格(210X297公釐） 81. 2. 20,000 Λ (5 li 6 經濟部中央櫺準局A工消#合作社印ai 五、發明説明（8 ) 導體晶片4之磁場之磁場産生構件1 9。在半導體晶片4 表面形成磁場，及垂直於此之電場，藉此産生磁控管放電 。處理室3進一步在其側壁開設有電子引入口8,介由此 電子引入口 8連结電子供應室1 0。電子供應室1 〇内配 設有電子産生構件（燈絲1 1)。磁化器6之上方配設有 連接到大地之外殼電極2 0。 如此利用磁控管放電，可以在較傳統之磁控管蝕刻裝 置為高真空度下産生高密度電漿，可以做更精細之處理。 再者，第4實施例之其他部分與上述第1實施例至第 3實施例相同，因此同一部分標示相同之記號，說明槪略 。同時在第4實施例，也可使用上述第2實施例所示之氣 體放電構件1 8 ,以取代燈絲1 1。同時，第4實施例亦 可如第3實施例所示一樣，配設多數之電子供應室。 其次説明有關利用電漿之本發明處理裝置之真空度與 電漿放電之關傜之實驗。實驗係在第3圖所示第2實施例 之裝置，使用僅有下側磁化器6之處理室3進行。 處理室3内之真空度設定在4mT o r r , lmTorr,及0. 5mTorr。電獎放電有效電力 (W)設定為 0*. 2W, 0. 5W, ◦· 7W, 3. 5W ,8W及10W。閘閥9設定成打開及關閉。再者，反應 性氣體使用氯氣（Cj2)。 表1列示此實驗之結果。 (請先閲讀背而之注意事##堝寫k, 裝- 訂· 線. 本紙»尺度逍用中β國家樣準(CHS)甲4規格(2丨0X297公*) 81. 2. 20,000 10 - -01854 五、發明説明（9 ) 表 1 A 6 B 6 經濟部中央榀準局β工消费合作杜印3i

真空度 mTo r r 閘 關♦閉 電漿放電有效電力 (W ) 0.2 0.5 0.7 3.5 8 10 4 開啓 〇 〇 〇 〇 〇 〇 關閉 X X X 〇 〇 〇 1 開啓 X 〇 〇 〇 〇 〇 關閉 X X X X X X 0.5 開啓 X X 〇 〇 〇 〇 關閉 X X X X X X 〇……能夠電漿放電 X……不能電漿放電 (請先閲讀背而之注意本β再填寫h 本紙張尺度逍用中a H家楳毕（CNS) T4規格（210X297公；4t) SI. 2. 20,000 -11 ,01854 Λ 6 II 6 經濟部中央櫺準局κχ工消费合作社印製 五、發明説明（10) 上述實驗之結果判明，由於在處理室3内導入低能量 之電子，極端提高處理室3内真空度，仍能産生電漿環境 。這表示能夠對半導體晶片4進行更精細之電漿處理。而 所需要之電漿放電有效電力較傳統之裝置低很多。例如在 以往，普通之蝕刻裝置需要1000W以上，磁控管電漿 蝕刻裝置需要50 OW前後之有效電力。另外以燈絲1 1 取代氣體放電構件18,進行同樣之實驗，獲得同樣之結 果。 再者，本發明也可以應用在，上側磁化器5接在高頻 電源7,下側磁化器6接地之處理裝置。同時，本發明也 可應用在上述實施例之電漿蝕刻裝置以外之其他利用電漿 處理之裝置，例如電漿CVD裝置等。 圖式之簡單說明 第1圖係本發明處理裝置之第1實施例之電漿蝕刻裝 置之概要截面圖。 第2圖係第1圖之主要部分之放大概要圖。 第3圖係本發明處理裝置之第2實施例之電漿蝕刻裝 置之概要截面匦。 第4圖像本發明處理裝置之第3實施例之電漿蝕刻裝 置之概要截面圖。 第5圖係本發明處理裝置之第4實施例之電漿蝕刻裝 置之槪要截面圖。 (請先閲讀背而之注意本續#填窍坟 裝· 訂- 線- 本紙5Jt尺度边用中a Η家樣準（CNS) T4規格（210Χ25Π公;《：) 81. 2. 20,000 -12 -

Claims (1)

1. 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 L01854 B7 C7 _____D7_ 六'申請專利苑ffi 1 . 一種利用電漿處理基板之處理裝置，具備有， 可調整為高減壓狀態之處理室， 在上述處理室内支持上述基板之支持構件， 在上述處理室内形成高頻電場之電場形成構件， 將電漿化之處理氣體導入上述處理室内之氣體導入構 件， 介由通路連通於上述處理室之電子供應室 配設在上述電子供應室内之電子産生構件，以及 在上述通路内形成誘導磁場之磁場形成構件， 上述誘導磁場用以將電子從上述電子供應室誘導至上 述處理室。 2. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，上述電子産 生構件備有，燈絲，以及，將電壓加在上述燈絲進行加熱 之電源所構成之熱電子放電構件。 3. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，上述電子産 生構件備有，由氣體放電構件構成之輝光放電構件。 4. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，上述磁場形 成構件備有，配設在上述通路之線圈磁鐵。 5. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，在上述通路 配設有，可開閉上述處理室與上述電子供應室間之連通之 閘閥。 6. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，上述磁場形 成構件之電位設定成較上述電子放電構件之電位為高。 7. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，上述處理室 本紙張尺度逋川十B«家標準(CNS) 规格(210x297公釐） -13 一 (請先閲讀背面之注意事項再瑱寫本頁) ”線· 01854 A B c D 經濟部中夬標準局員工消費合作杜印製 六、申請專利範園 備有導電體框體，上述框髏之電位設定成較上述電子産生 構件之電位為高。 8. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，上述電子供 應室備有多數電子供應室。 9. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，上述電場形 成構件備有，配設在上述處理室内之一對電極，以及，可 在上述一對電極間施加高頻電壓之高頻電源。 1〇.如申請專利範圍第1項所述之裝置，上述支持 構件備有半導體晶片之支持構件。 1 1 . 一種利用電漿進行半導體晶片之蝕刻處理之處 理裝置，備有， 可調整為高減壓狀態之處理室， 在上述處理室内支持上述晶Η之支持構件， 配設在上述處理室内之平行電極， 在上述一對平行電極間施加高頻電壓，於上述處理室 内形成垂直於上述晶Η之處理面之高頻電場之高頻電源， 將電漿化之蝕刻氣體導入上述處理室内之氣體導入構 件， 介由通路連通於上述處理室之電子供應室， 配設在上述電子供應室内之電子産生構件，以及， 在上述通路内形成誘導磁場之磁場形成構件， 上述支持構件形成在上述平行電極之一方電極之相對 向面上，上述誘導磁場將電子從上述電子供應室誘導至上 述處理室。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本百) 本紙張尺度適;Π十《 «家標半（CNS) M7 4規格(210 X 297公釐） -14 - 01854 A7 B7 C7 D7 六、申請專利範圊 12. 如申請專利範圍第11項所述之裝置，包含， 可形成與上述晶片之上述處理面平行之磁場之磁場形成用 構件。 13. 如申請專利範圍第11項所述之裝置，在上述 通路配設可開閉上述處理室與上述電子供應室間之連通之 閘閥。 14. 如申請專利範圍第11項所述之裝置，上述磁 場形成構件之電位設定成較上述電子産生構件為高之電位 0 15. 如申請專利範圍第11項所述之裝置，上述處 理室備有導電體框髏，上述框體之電位設定成較上述電子 産生構件為高之電位。 ....................................气.............¾.............................':訂..........一 ：.:........'綠 0 <* (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中夬標準局員工消費合作杜印製 本紙张尺度適ffl中H5 «家櫺準（CNs)规格(21〇><25)7公釐） 15 -