TW312815B - - Google Patents

Description

經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 __B7___ 五、發明説明（l ) 發明背景 本發明係關於半導體裝置之製造裝置，特別是關於將 氣相中之原料氣體電漿化，藉由活性化之後的粒子的物理 或是化學反應而於半導體材料表面進行乾蝕工程的電漿表 面處理裝置。 於先行技術中，p去的半導體裝置也在製造工程中利 用到電漿的裝置，例如，關於利用來蝕刻的有記載於【曰 立評論，Vol. 76，No. 7，（ 1 994 ) , 55-58頁】之具有磁 場之微波電漿蝕刻裝置，具有磁場之微波電漿蝕刻裝置係 利用空心線圈所產生的磁場藉由立體電路而將微波領域的 電磁波導入真空容器內將氣體電漿化。於此類裝置因爲可 以在低氣壓下得到高電漿密度，因此可以高精密度且高速 進行試片的加工。進而，例如【Appl.' Phys. Lett.,

Vol. 62，No. 13, ( 1993) ,1469-1471 頁】所記載的，爲一 種利用永久磁鐵製造局部磁場的具有磁場之微波電漿蝕刻 裝置。由於此裝置利用永久磁鐵來產生磁場，因此裝置費 用以及消耗電量都較同等級裝置低出甚多。此外，於曰本 專利特開平3 _ 1 2 2 2 9 4號公報開示之裝置則爲利用 1 0 ΟΜΗ z至1 GH z的高周波來產生電漿，而利用鏡 像磁場而以高效率進行蝕刻。進而於特開平 6-2 24 1 5 5號公報的記載，則是將1 00到5 0 0 ΜΗ z的高周波加到梳狀天線上而產生電漿，根據記載其 特色爲可在大口徑之真空室內產生均一之電漿。 此.外，專門用於加工矽之氧化膜之狹長電極平行平板 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) Γ'*衣· 訂 -4 - 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 ^12815 at B7 五、發明説明（2 ) 型（以下簡稱狹長電極型）之裝置業已實用化。狹長電極 型裝置係於間隔1至2公分之平行平板之間施加十幾到幾 十ΜΗ z的高周波，而產生電漿。狹長電極型裝置所使用 的原料氣體之壓力係於數十mTo r r的範圍。此狹長電 極型裝置的特徵在於可以長期間保持比較安定的氧化膜蝕 刻特性。 此外於特開平7_3 0 7 2 0 0號公報，記載著施加 3 0 ΟΜΗ z領域的高周波到長度爲導入波長1/4的放 射狀天線上。 但是，於前述藉由永久磁鐵造成局部磁場的具有磁場 之微波蝕刻裝置，由於使用複數個小型的永久磁鐵，受到 磁場領域的影響其產生的電漿的均一性很差，使用時必須 將被加工試片放置於離電漿生成區域較遠的地方，利用擴 散使電漿均一化後再加以利用。因此，於被加工物的位置 無法得到充足的電漿密度，留有無法得到足夠的加工速度 的問題。 另外，關於特開平3 - 1 2 2 2 9 4號公報或是特開 平6 — 2 24 1 5 5號公報所記載之E CR型裝置，因爲 具有磁場之微波電漿源是由試片的前方位置導入電磁波， 因此於試片的前方位置只能設置絕緣體。亦即，對被加工 試片施加高周波偏壓的場合，必須的接地電極不能設置於 被加工試片前方的理想位置，而產生偏壓施加不均的問題 〇 進.而，於狹長電極型裝置因爲使用較髙的氣體壓力， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） IIII：---Γ1τΐ— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 5 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（3 ) 特別是在0 · 2微米以下的加工精度，對被加工試片射入 的離子的方向性變得不均一，微細加工性變差，此外還因 電漿密度低而有蝕刻速度太低的問題。於另一方面， E C R型或是誘導結合型的裝置，亦即利用高密度電漿源 的裝置，因爲原料氣體過於解離，而難以控制氣相中或是 晶圓表面所發生的化學反應，而具有難以得到安定的蝕刻 特性的問題。特別是於矽的氧化膜的蝕刻，因爲是讓蝕刻 與沈稹競相進行而獲得對蝕刻的選擇比的過程，因此反應 的控制性變差的話，對於選擇比或是深孔的加工（高孔徑 深度比之加工）的性能有重大影響* 此外，如特開平6 — 2 2 4 1 5 5號公報所記載之梳 狀天線或是特開平7 — 3 0 7 2 0 0號公報所記載的放射 狀天線，與不使用天線的場合相比較，雖可提高電漿的均 —性，但還是不能得到充足的均一性。 本發明之概要說明 因此，本發明的目的在於提供低耗電量，且於加工大 面積之被加工試片時亦可產生高均一性的具有磁場之微波 電漿，且具有優異之微細加工性，可以進行高選擇比、高 孔徑深度比之加工，且可以進行高速加工處理之電漿處理 裝置》 本發明其他的目的還有提供使E C R型裝置’可以在 被加工試片的前方位置設置接地電極，而藉此容易達成高 周波偏.壓的均一化的電漿處理裝置。 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) —*木- -訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明（4 ) 上述的第1目的，係爲了生成電漿’藉由將電磁波由 電源向平面狀的導體板供給，而由導體板放射電磁波來達 成。藉由平面導電板來供給電磁波而使得於晶圓表面供應 平行方向且均一的電磁波成爲可能，因此可以得到高均一 性的電漿》 進而，供給300MHz至1GHz的UHF波帶的 電磁波時，因爲3 Ο ΟΜΗ z至1 GH z的電磁波波常在 3 0公分到8 0公分之間，與8吋至1 6吋程度的大口徑 電漿處理裝置的真空容器直徑相當，因此適於處理大直徑 的晶圓。此外，於調整蝕刻氣體的氣壓於0 · 1 1到 3 P a的範圍內時，在對蝕刻具有影響的離子指向性漸趨 —致的同時，蝕刻速度也逐漸變大，對於微細加工性特別 具有優異效果。於此壓力範圍之外，氣壓過小時，電漿密 度變小因而無法得到所需的蝕刻速度，而使用較此範圍爲 大的原料氣壓則又使得離子的指向性變亂。 而且，藉由選擇適當的導體板與蝕刻氣體，使得導體 板與蝕刻氣體反應而產生蝕刻所需的活性種，則可高效率 地得到蝕刻所需的活性種，而使反應的控制更加容易。特 別是對於此導電板重叠供應U H F帶的周波數的電壓以及 與該U H F帶的周波數不同的周波數的髙周波電壓，則施 加於導電板的偏壓便大使得導電板與反應氣體的反應性提 高，可以產生更多蝕刻反應所需的活性種。 此外，上述的第2目的是藉由於反應容器內的試片的 前方位置設置放射電磁波的天線及誘電體及接地電位導體 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 1_. II^ : I-^ I- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明（5 ) 所構成的電極來達成。如此這般，因爲可以在試片的前方 位置設置接地電位，而使得晶圓得以受到均一的偏壓，其 結果可以讓晶圓的中央部與周邊部的蝕刻速度均一化。另 外，如採上述般的構造，則天線形狀不必規定爲平面狀， 採用過去的放射狀或是梳狀天線亦可。 本發明較佳之實施形態 以下參照圖式資料，詳細說明本發明之實施例。 <第1實施例> 於本實施例中，裝置之構造爲：UHF波帶電磁波係 藉由與磁場的相乘作用將氣相中所導入的原料氣體電漿化 ，進而於被加工試片的前方位置設置導體板，藉由此導體 板表面與電漿的反應，而能夠控制作用於被加工試片表面 之活性粒子的狀態。於此導體板亦可附加施加高周波電壓 而使前述的反應順利進行的機能。此導體板同時具有發射 U H F波帶電磁波的機能以及對被加工試片施加高周波電 壓的對向電極的機能。 第1圖顯示本實施例之裝置構成。於第1圖中，真空 容器101的內部空間係藉由未於圖式中標示出的真空排 氣手段而排氣至低壓力，而後藉由原料氣體導入手段 1 2 0來將原料氣體導入至指定的氣壓。另於真空容器 1 0 1的周圍配置空心線圈1 0 2。於真空容器1 0 1中 ，係藉.由UHF波帶電源1 0 4而透過同軸電路1 0 3而 本紙浪尺度適用中國國家標车（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 1._. |丨---^ I-^4 —— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線' 8 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（6 ) 對內供應5 Ο ΟΜΗ z的電磁波。 第2圖顯示UHF波帶電磁波供給部之詳細構成。導 入至真空容器內的電磁波供給至設置於接地電位的導體板 1 0 5上，介由石英所製的誘電體1 0 6而設置於附近的 石墨製圓形導體板10 7。圓形導體板1 〇 7的直徑被設 定爲可以於圓形導體板上得到電磁波共振模式的直徑。於 本實施例中，使用可以於TM1 1模式共振的直徑約1 5 公分的圓形導體板107。另外，所謂TM1 1模式，係 一種電磁波的傳搬形態，於本實施例中爲圓形導體板 1 0 7與接地電位導體板1 0 5之間所形成的電磁波的最 低次駐波分布，爲基本模式。對於圓形導體板1 0 7的 UHF波帶電磁波供給如第2圖所示，係避開圓形導體板 1 0 7的中心部來進行的。於圓形導體板1 0 7的中心位 置進行U H F波帶電磁波的供給因爲圓形導體板上的電磁 波電壓的駐波節點相當於其位置，因此不能有效率地向空 間發射電磁波。因此，於本實施例中，如第2圖所示，由 偏離圓形導體板10 7的中心位置的位置（供電點） 1 1 9供應UHF波帶電磁波，而可以得到高電磁波發射 效率。如第1圖所示般的，UHF波帶電源104的輸 出側接續著可以通過1 0 ΟΜΗ ζ以上之頻率的高通濾波 器1 0 8以及可以通過2 ΟΜΗ ζ以下的周波數波帶的低 通濾波器1 0 9。低通濾波器1 〇 9的另一端接續著接地 電位或是300kHz的高周波電源1 1 6。此外，於保 持被加工試片110的試片台111介由電容118及低 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公瘦） -----I I I I 士衣| I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 9 312815 A7 B7 五、發明説明（7 ) 通濾波器1 1 9接續著800kHz的高周波電源1 1 2 〇 經濟部中央標準局貞工消費合作社印製 (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) 於試片台1 1 1附設有控溫手段1 1 3，使被加工試 片1 1 0保持於固定溫度。於本實施例，被加工試片的溫 度設定於6 0°C。發射電磁波的圓形導體板1 0 7的溫度 是由接地電位導體板1 0 5所附設的控溫手段1 1 4來控 制。圓形導體板1 0 7的外周覆蓋著由氧化鋁所構成的環 1 1 5。圓形導體板1 0 7的外周部是UHF波帶電磁波 電場分布最強的位置，因此藉由此環1 1 5而防止於圓形 導體板1 0 7的外周部產生局部的電漿，而得以產生均一 的電漿。於本實施例，環1 1 5的材質係採用氧化鋁，但 只要環1 1 5係採用可以通過電磁波的材質，且於半導體 元件加工時很少發生不純物的話都好，其他如石英，氮化 矽，氮化硼，氧化鉻等材質亦可得到相同的效果。此外環 1 1 5的外圍設有接地板1 1 7 »於真空容器中藉由原料 氣體導入手段1 2 0導入原料氣體。於本實施例，原料氣 體採用C.4F 8與氬氣的混合氣體，於真空容器中導入5 到1 5mTo r r的壓力。本實施例係利用以上所述的裝 置構成而對於被加工試片110的表面形成的矽之氧化膜 進行蝕刻。 其次，說明第1圖的裝置的動作。爲產生電漿而將電 磁波由UHF帶電源1 〇 4而通過同軸電路1 0 3而供給 到石墨製的圓形導體板10 7。圓形導體板1 0 7介由誘 電體1.0 6而設置於接地電位的導體板1 0 5上，而構成 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ~ ' A7 ____B7__ 五、發明説明（8 ) microstrip電路共振器。圓形導體板1 〇 7因此共振器構 造而可於圓形導體板面髙效率的通過高周波電流，而朝向 電漿側的空間發射電磁波。如此般，由圓形導體板1 〇 7 所發射的電磁波與空心線圈1 〇 2所產生的磁場起相互作 用而將原料氣體電漿化。此時，真空容器1 〇 1內的磁場 對於5 0 ΟΜΗ z的供給電磁波而言，設定爲滿足電子 cyclotron共振（E C R )的條件的大小（1 〇 〇至 250高斯），而能高效率產生電漿。如第3圖（a)與 (b )所示，藉由UHF帶電源的電磁波而利用E CR產 生電漿的話，與先行技術使用2·45GHz的微波產生 的電漿相比較，可以提高電子密度而且可以實現較低的電 子溫度。亦即，因爲電漿中之原料氣體的解離度依存於電 子溫度，與從前使用微波的 ECR型裝置相同，可於較 低的氣壓產生 <密度的電漿》因此，過去高密度電漿源所 具有的因高解離度而導致蝕刻反應的控制性劣化的問題得 到解決。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 其次，記述電磁波周波數與E C R電漿產生效率之間 的關係。電漿的產生效率，是由荷電粒子（電子及離子） 的產生速度與損失速度的平衡而決定。首先，討論荷電粒 子的生成速度，氣體壓力爲1至數十mT 〇 r r時， E C R電漿的電漿加熱機構是以E C R現象所造成的加熱 現象以及電子衝突加熱現象所造成的加熱現象爲主體。藉 由E C R所造成的加熱效率是由E C R領域的大小來決定 ，此領域越大加熱效率越高。E C R領域的大小幾乎是以 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -11 - 經濟部中央標準局員工消费合作社印裝 S128U λ7 Β7 五、發明説明（9 ) 磁場梯度的大小以及電磁波的周波數成反比。因此， E C R現象的加熱效率因電磁波的周波數越低而有越高的 傾向。此外，由電子的衝突加熱現象所造成的加熱效率依 存於電磁波的震動電場對電子的追隨性。於從前E C R所 使用的微波領域（例如2· 45GHz)，因電子的慣性 而電子無法追隨電磁波電場的震動，因此加熱效率很低。 因此，由衝突加熱現象所造成的加熱效率也會因爲使用較 低頻的電磁波而有較高的加熱效果。但是，電磁波周波數 如果過低，氣相內的粒子或是與真空容器壁等的電子衝突 所造成的能量損失也會變大，而降低加熱效率。因此，衝 突加熱現象所對電漿的加熱在本發明的U H F頻帶是最有 效率的。其次，關於荷電粒子的損失速度。於電磁波周波 數低的場合，E C R電漿的產生只需要較小的必要磁場就 夠了。但是，磁場具有將電漿封入空間而減少損失的功能 ，因此於較低的磁場，損失速度也較快，而成爲電漿的產 生效率降低的重要原因。因此，首先，在電磁波周波數低 的場合生成速度較快，雖對電漿的生成速率有效（但是對 於衝突加熱機構，如果周波數太低則有反效果），但同時 荷電粒子的損失速度也會提高，總和結果電漿的產生效率 反而下降。此現象若是以E C R電漿產生效率與電磁波周 波數之間的關係來表示的話，將如第1 6圖。電磁波周波 數低的場合，衝突加熱機構裡的電子能量損失的增大以及 因磁場強度小而減少電漿的封入效果使得電漿產生效率降 低，而.於電磁波周波數高的場合，E C R領域的減少與電 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )八4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -12 - A7 __B7_ _ 五、發明説明（10 ) 子的電磁波電場震動的追從性變差而使得電漿產生效率降 低。因此，以在低氣壓亦能產生良好電漿的E C R方式， 如第1 6圖所示，在300到1000MHz的UHF頻 帶可得最高的電漿產生效率。如此，於UHF頻帶，不僅 可以得到高電漿產生效率，與從前的微波頻帶相比，只需 較小的磁場強度即可，因此可以省去需要大量電力的產生 磁場而可以大幅省電。另外，所謂高電漿產生效率是可以 在低電子溫度下維持高電漿密度，因此可以抑制原料氣體 的解離而形成電漿。 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本黃) 其次，說明產生電漿的表面處理反應的控制法。如前 所述，本發明是以UHF頻帶的電磁波來產生E CR電漿 而實現低解離電漿。但是僅具低解離性還是不能理想的控 制矽氧化膜的蝕刻的反應種。例如利用含氟系的氣體（於 本實施例爲C 4 F 8 )來產生電漿的場合，對矽之氧化膜 之蝕刻，有用的反應種爲CF，CF2。即使是因爲低解 離而使此類反應種大量產生，但是氟原子也跟著大量產生 。這裡的氟原子在蝕刻矽的氧化膜時會成爲對矽、抗蝕劑 以及氮化膜的選擇比降低的主要原因，並不是好的蝕刻環 境。而本發明利用石墨來製造發射電磁波的圓形導體板 1 0 7，使該石墨表面與前述之氟原子反應而構成。如此 ，因爲讓石墨與氟原子發生反應而減少有害氟原子的分量 ，可以產生更多有效的CF，CF 2而對被加工試片的高 選擇比蝕刻有所助益。特別是於被加工試片110表面的 前方的圓形導體板以石墨爲材質，可以最有效果的在石墨 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) Μ規格（210X297公釐） -13 - Α7 Β7 31^815 五、發明説明（11 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 表面讓石墨與氟原子發生前述反應而反映於被加工試片 1 1 0表面的蝕刻反應。藉由空心線圈1 0 2而調整磁場 強度而使得被加工試片1 1 0與圓形導體板1 0 7之間生 成E C R用的磁場，而在被加工試片1 1 〇與圓形導體板 1 0 7非常接近的狀態（於圓形導體板1 0 7的表面所能 反映出最能以高效率在被加工試片表面以上述反應的效果 進行蝕刻反應的狀態）也可以產生均一的電漿。於本實施 例，被加工試片1 1 0與圓形導體板1 0 7之間的距離爲 可變，其範圍爲2公分至3 0公分，可以視電漿的均一性 與圓形導體板1 0 7表面的反應對被加工試片表面的反應 的影響就其對立的關係而調整其間隔。發射電磁波的圓形 導體板1 0 7的溫度是遊街地電位的導體板1 0 5所附設 的溫度控制手段1 1 4所控制，而保持於一定的溫度，藉 此以維持圔形導體板1 0 7表面所發生的反應的安定化。 於本實施例中，圓形導體板1 0 7介由低通濾波器1 0 9 而接地。藉此，對試片台111所施加的800kHz的 高周波而言，圓形導體板1 0 7可以當作接地電極，而使 對被加工試片1 1 0所施加的偏壓得以均一化。本實施例 的圓形導體板1 0 7雖是以石墨爲材質，但若使用矽’亦 有消耗氟原子的效果，而同樣可以得到控制反應的效果。 於本實施例，爲了蝕刻矽之氧化膜而以C 4 F 8爲主氣體 而再添加氧氣作爲原料氣體，此外，主氣體亦可使用 CF4，C2F6，CHF3，CH2F2，CH3F 等 氣體&不待言。此外添加氣體除前述氧氣外’還可以使用 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -14 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 __B7_ 五、發明説明（12 ) 氫氣，C 0，稀有氣體等亦可得到同樣的效果。 本實施例中，UHF波帶電磁波雖使用周波數爲 500MHz的電磁波，但使用300MHz到1GHz 的任意周波數的電磁波，亦可得到如第3圖（a )和（b )相同的效果。此外，300MHz到1GHz 的電磁 波波長約爲3 0公分到8 0公分，與'直徑8吋以上特別是 12吋以上的晶圓用大口徑電漿處理裝置的真空容器徑大 小程度相同，適宜作爲大尺寸晶圓的表面處理。此外，本 實施例的裝置構成，在真空容器內不容易發生伴隨著電漿 的不安定性和不均一性的高次駐波，而且產生電漿所需要 的磁場也比從前使用微波的場合還小。如此，以UHF頻 帶的電磁波作爲周波數範圍而產生電漿的話，可以低成本 實現適合加工大尺寸晶圓的電漿處理裝置。亦即，於本發 明，產生電漿所用的UHF頻帶的電磁波其周波數範圍爲 300MHz 到 1GHz。 此外，於本實施例，對被加工試片1 1 0所施加的高 周波電壓的周波數爲800kHz ，但使用從100 kH z到2 0 ΜΗ z的範圍內的任意周波數亦可得到同 樣的效果。 此外，於本實施例，介於圓形導體板1 0 7和接地電 位導體板1 0 5之間的誘電體1 0 6爲石英製，但使用其 他如氧化鋁，氮化矽，氮化硼，碳化矽，氧化鉻，pyeex 玻璃，鐵氟龍等材質亦可得到相同的效果。 此外，於本實施例中雖只述及蝕刻矽之氧化膜的場合 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .装· 訂 -15 - A7 B7 五、發明説明（13 ) ’但圓形導體板1 〇 7使用矽、石墨、鋁、或是不鏽鋼之 任一種類材料，進而使用氯氣系的氣體作爲原料氣體的話 ，亦可用於蝕刻鋁、矽以及鎢等材料。 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 而且，於本實施例中，係利用配置於試片1 1 0表面 的前方位置的圓形導體板1 0 7表面的反應而控制活性粒 子種’但由接觸電漿的真空容器器壁面部份有5 0%以上 以相同材質所構成的話，也可以如前述般控制活性粒子種 。此時，容器壁上設置高周波電壓施加手段以及溫度控制 手段’可以高精度控制活性粒子種。於此場合.，施加於容 器壁的高周波電壓與施加於被加工試片的高周波電壓相同 ，在100kHz到20MHz的周波數範圍可以適當加 速離子促進反應。但是施加於被加工試片1 1 0上的高周 波電壓的周波數若是未達2倍以上，濾波器的設計困難， 而且會影響到雙方的電源。也就是說，例如施加於被加工 試片110的第1高周波電壓的周波數爲800kHz的 話，施加於容器壁的第2高周波電壓的周波數最好設在前 述第1高周波電壓的周波數的1/2以下例如3 0 0 k Η z。此種周波數選定的考量，在對前述圓形導體板 1 0 7施加U H F頻帶電磁波的同時施加高周波電壓的場 合也相同，高周波電源1 1 6的周波數範圍在1 0 〇 kH ζ到2 ΟΜΗ ζ的範圍內，且對被加工試片所施加的 高周波電壓的周波數亦必須離開2倍以上。 於本實施例，於圓形導體板1 0 7上形成如圖4 ( a )、（.b)所示般形成長縫121、122’利用由這些 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -16 - A7 B7 五、發明説明（Ϊ4 ) 長縫所發射的電磁波來產生電漿之構成也具有同樣的效果 ’而且，透過對這些長縫的大小或是數目的最適化，可以 得到更均一的電漿。 <第2實施例> 於第5圖顯示第2實施例之構成•於本實施例，對於 先前之第1實施例之中作爲發射電磁波之天線用的圓形導 體板的電磁波供給方法加以改良，而具有使由圓形導體板 所發射的電磁波爲能夠有效產生電槳的圓偏波的特徵。因 爲本實施例之裝置之構成與前述第1實施例之裝置構成大 致相同，因而在此僅就電磁波供給部加以說明。 於真空容器2 0 1中，由UHF頻帶電源2 0 5介由 同軸電路2 0 2而供給5 Ο ΟΜΗζ之電磁波。被導入真 空容器內之電磁波介由位於接地電位的導體板2 0 6之上 之誘電體207、207’ 、207’ ’以及接績於溫度 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 控制部的接地電位的導體板206’而供給至石墨製圓形 導體板2 0 8上。對於圓形導體板2 0 8之電磁波供給如 第6圖所示，係將由同軸電路2 0 2來的電磁波分割爲 203、203’兩個系統的通路，而且一方的通路 2 0 3僅較他方之通路2 0 3’長1/4個波長’而由圓 形導體板208上的2點（供電點）204、204’來 供電。如此，藉助將電磁波通路的長度做成具有1 /4個 波長的差，而可以使供給至圓形導體板2 0 8之電磁波之 位相相差9 0度。相差9 0度位相的電磁波在圓形導體板 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2〖0Χ297公釐） -17 - 經濟部中央標準局貞工消費合作社印製 A7 __B7_ 五、發明説明（15 ) 上合成而形成旋轉電磁場，成爲更能有效率產生電漿的圓 偏波而由圓形導體板2 0 8向容器內空間發射。與第1圖 的實施例相同，圓形導體板2 0 8的直徑，設定爲該圓形 導體板2 0 8上的電磁波的共振模式所得之直徑。本實施 例與第1圖的實施例相同，使用可以產生TM11模式的 共振的直徑約15公分的圓形石墨板。 另外，本實施例裝置其他的動作與詳細構成與第1圖 的實施例相同。 <第3實施例> 於第7圖顯示第3實施例之裝置構成。本實施例中， 與先前2個實施例的不同點主要在於爲產生電漿的電磁波 發射方法。於本實施例中，與第1圖之第1實施例相同， 在真空容器3 0 1的周圔設置空心線圈3 0 2，於真空容 器3 0 1內，由UHF頻帶電源3 0 4介由同軸電路 3 0 3而供給5 Ο ΟΜΗ z的電磁波。被導入真空容器 3 0 1的電磁波，通過設置於接地電位的導體板3 0 5上 介由石英製誘電體板3 0 6、3 0 6’所設置的微線路 3 0 7而供給至成圓周狀配置於其周圍之電磁波發射天線 。此外，於誘電體板306’上，接地電位的石墨製圓形 導體板3 0 9設置於其中央部。第8圖係發射電磁波之天 線3 0之詳細構造。同軸電路3 0 3的外導體接續於接地 電位的導體板3 0 5，內導體（蕊線）則接續於供電點 3 1 1·之4條微線路307。此4條微線路307分別接 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -装· 訂 -18 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（16 ) 續於成圓周狀配置於其周圍被分割爲4部份之電磁波發射 天線之各部份。電磁波發射天線3 0 8之各部分的長度被 設定爲供給電磁波之1/2波長（誘電體板3 0 6內之波 長）的整數倍。於本實施例中各天線部份的長度被設定爲 相當於1/2波長的1 5公分。同軸電路3 0 3與各天線 部份之間所接續的4條微線路的長度分別相差1/4波長 。藉此，對各天線部份分別供給相位差爲9 0度之電磁波 ，由各天線部份所反射回來的電磁波在供電點311相互 抵消。此外，由各天線部份所發射之電磁波所合成之電場 爲旋轉電場，該電場與空心線圈3 0 2所給之磁場起相互 作用而提高電漿之產生效率。 本實施例中，石墨製之圓形導體板3 0 9具有與第1 圖之實施例的反應控制機能以及施加於被加工試片3 1 0 之高周波電壓之接地電極相同的功能。關於這些反應控制 機能以及作爲接地電極之功能，與第1圖所作之說明相同 。但是，因爲本實施例中石墨製之圓形導體板3 0 9並無 需要由其自身發射電磁波，且溫度控制機構與氣體供應機 構很容易直接於其上製作，具有可以提高於該圓形導體板 表面上所發生之反應之安定性。此外，與第1圖相同，此 圓形導體板3 0 9不用石墨而以矽代之，亦可同樣控制反 應。而且與第1圖的實施例相同，於圓形導體板上施加 1 0 0 kH z到2 ΟΜΗ z的高周波電壓作爲偏壓電壓， 由於其偏壓效果可以控制圓形導體板表面上的反應量以及 反應機構。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -装. 訂 A7 B7 312815 五、發明説明（17 ) 於本實施例，由於試片3 1 0的表面的前方所配置的 圓形導體板3 0 9的表面上所發生的反應而進行活性粒子 種的控制，接觸電漿的真空容器內壁面若有5 0%以上的 部份以相同材質來製作的話，亦可控制活性粒子種的產生 。此時，上述內壁面的部份藉由附設偏壓施加手段以及溫 度控制手段，可以精密控制活性粒子種。 另外，上述的微線路通常是在接地電位的導體板上介 由薄膜狀的導體線路的形成而輸送高周波電力。於本實施 例，使用微線路供應電磁波至各天線部份。 <第4實施例> 於第9圖顯示第4實施例之裝置構成。本實施例中與 先前第1實施例之不同點在於使用永久磁鐵來產生磁場。 於圓筒狀真空容器4 0 1的軸向上部外側，設置有直徑爲 3 0公分，厚度1 0公分，中心部的表面磁束密度爲 1 0 0 0高斯的永久磁鐵4 0 2。永久磁鐵4 0 2於圓筒 狀真空容器4 0 1的軸方向（上下方向）爲移動可能，而 具有藉由移動該永久磁鐵4 0 2在軸方向上的位置而調整 真空容器4 0 1內的磁場分布的構造。永久磁鐵4 0 2的 中央部設有直徑約4公分的軸方向貫通孔，通過該貫通孔 藉由同軸電路4 0 3而供應5 0 ΟΜΗ z的電磁波進入真 空容器4 0 1內。圓筒狀真空容器4 0 1的外周設有空心 線圈4 0 4，其構造爲藉由空心線圈4 0 4所產生的磁場 來控制永久磁鐵4 0 2所形成之磁場分布。而導入真空容 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS > A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .装. 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -20 - A7 B7 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 五、 發明説明（18 ) 1 器 4 〇 1內的 同 軸 電 線 4 0 3 > 其 外 導 體 接 續 於 平 板 狀 接 1 1 地 電極 4 0 5 而 其 內 導 體 ( 線 ) 接 續 於 平 板 狀 接 地 電 1 1 極 4 〇 5附近 而 平 行 配 置 之 放 射 狀 狹 縫 線 4 0 6 之 中 心 點 N 1 I ( 供電 點）4 1 2 〇 同 軸 電 線 的 另 — 端 由 未 標 於 圖 示 中 之 請 先 閲 電 磁波 發震器 介 由 導 波 管 4 1 4 以 及 同 軸 變 換 器 4 1 3 而 讀 背 1 .1 供 給電 磁波電 力 0 素 .1 1 於 第1 0 圖 > 顯 示 放 射 狀 狹 縫 線 4 0 6 部 份 的 詳 細 構 項 I 造 再 1 1 。於 本實施 例 1 4 條 狹 縫 線 4 0 6 由 中 心 點 ( 供 電 點 ) 填 寫 本 装 4 12 起，以 等 角 度 之 分 配 成 放 射 狀 配 置 0 放 射 狀 狹 縫 線 頁 '--- 1 I 4 0 6 其全體 由 石 英 玻 璃 所 包 覆 〇 ί I 於 第9圖 中 真 空 容 器 4 0 1 內 設 有 試 片 台 4 0 9 > 1 1 I 於 試片 台4 0 9 上 附 設 有 試 片 溫 度 控 制 稷稱 以 及 高 周 波 偏 1 訂 1 壓 施加 手段4 1 1 〇 此 外 於 試 片 台 4 0 9 上 載 置 著 被 加 1 工 試片 (直徑 2 0 公 分 的 晶 圓 ) 4 0 8 〇 由 同 軸 電 線 1 4 0 3 對供電 點 4 1 2 所 供 應 的 電 磁 波 在 放 射 狀 狹 縫 線 1 1 4 0 6 與平板 狀 接 地 電 極 4 0 5 之 間 傳 播 的 同 時 向 被 加 ’線 1 工 試片 4 0 8 的 方 向 發 射 0 藉 此 真 空 容 器 內 可 以 在 寬 廣 1 I 的 範圍 內得到 均 一 的 電 磁 波 放 射 1 因 而 可 以 產 生 高 均 —~ 之 1 | 電 漿。 Ί I 其 次，說 明 第 9 (ΞΙ 圖 的 裝 置 的 動 作 〇 永 久 磁 鐵 4 0 2 與 - 1 空 心線 圈4 0 4 所 產 生 之 真 空 容 器 4 0 1 內 的 被 加 工 試 片 1 1 4 0 8 的上部 附 近 產 生 的 E S R 磁 場 ( 因 爲 所 用 的 電 磁 波 1 1 爲 5 0 0 Μ Η Ζ 所 以 磁 場 約 有 1 7 8 髙 斯 ) 0 此 磁 場 主 要 I 是 由永 久磁鐵 4 0 2 所 產 生 空 心 線 聞 4 0 4 所 產 生 的 磁 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 A7 ___B7_ 五、發明説明（19 ) 場將急速發散的永久磁鐵的磁束聚集而具有輔助的地位。 亦即，空心線圈4 0 4的勵磁電流不必太大。藉由同軸電 線而向供電點4 1 2供給的電磁波，沿著4條放射狀的狹 縫線成放射狀傳播，同時發射到試片4 0 8上方的空間內 。此時放射狀狹縫線4 0 6的各個長度爲使用電磁波的半 波長的整數倍加減百分之二十的範圍內的長度，以實現高 效率電磁波傳搬以及發射。此放射狀狹縫線來的發射電磁 波與前述之磁場相互作用，而使導入真空容器4 0 1內的 原料氣體得以高效率電漿化。如此，因爲真空容器內的電 磁波發射係透過放射狀狹縫線4 0 6來進行，可以因應狹 縫線4 0 6的長度而對大口徑真空容器發射均一的電磁波 ，可以產生大口徑、高均一的電漿。另外，於本實施例， 因爲是由永久磁鐵來產生主磁場，所以在先行技術中因電 磁鐵（空心線圈）所產生的耗電量大的問題大幅降低。此 外，因爲使用大口徑的永久磁鐵，於產生電漿時，在被加 工試片表面附近可以產生E CR現象，而且，可以實現由 電磁波導入位置到E C R位置的限定空間區域內的微波電 力因離子及自由基密度夠高而得以吸收之。另外，高周波 偏壓施加手段4 1 1對被加工試片4 0 8施加高周波偏壓 ，使得電漿中的離子被加速而射入被加工試片4 0 8內。 此處，因爲電漿與試片4 0 8表面的前方位置所設置的平 板狀接地電極4 0 5相接觸的關係’於從前的裝置上常見 的高周波偏壓在試片表面內不均—的問題得以解消。可進 行高均一的電漿表面處理。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） I----—--：--Ύ------1T------線、 { · f (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -22 - A7 ____B7 五、發明説明（20 ) <第5實施例> 於第1 1圖顯示第5實施例之裝置構成。本實施例之 裝置幾乎與第4實施例完全相同。亦即，於第1 1圖，圓 筒狀真空容器5 Ο 1的軸方向上方設有永久磁鐵5 0 2， 此永久磁鐵產生於真空容器內產生電漿所需之主磁場。設 置於圓筒狀真空容器5 Ο 1外周的空心線圈5 0 4是爲了 控制由永久磁鐵5 0 2所產生的磁場分布用的輔助磁場發 生手段。此外，產生電漿用的電磁波是由圖示中未標示的 電磁波發振器透過導波管5 1 4，同軸變換器5 1 3還有 同軸電線5 0 3而供給至放射狀狹縫線5 0 6，由該處向 圓筒狀真空容器5 Ο 1內發射。放射狀狹縫線5 0 6係於 平板狀接地電極5 0 5上介由石英玻璃5 0 7而設置。此 外與先前第4實施例所示相同，對於被加工試片5 0 8的 高周波施加手段以及試片的溫度控制（冷卻）機構附設於 試片台（509)，但於第11圖中予以省略。 經濟部中央揉準局貝工消費合作社印裝 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 於本實施例中，相對於第4實施例，放射狀狹縫線 5 0 6的中央部（供電點）5 1 2的附近的被加工試片 5 0 8側，設置有圓盤狀導體板5 1 5而防止電磁波向容 器內的中央部的集中，而使產生的電漿具有較好的均一性 。一般於真空容器內生成的電漿會與容器壁反應而生消滅 作用，真空容器內部沿半徑方向周邊部密度較低，中央部 的密度較高。因此於本實施例中放射狀的狹縫線5 0 6的 真空容器5 0 1的半徑方向中央部的位置部份具有發射電 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210X297公釐) 一~~ 一 23 - 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 A7 ____B7 五、發明説明（2i) 磁波之圓盤狀導體板5 1 5，藉由其抑制而得以實現產生 電漿的均一化。而且，圓盤狀導體板5 1 5若設爲接地電 位的話，則與先前第1至第4實施例的場合相同，圓盤狀 導體板5 1 5對被加工試片5 0 8施加高周波偏壓的緣故 ’而具有接地電極的功能，進而，與先前實施例所示相同 ，圓盤狀導體板515使用石墨等材料而可以控制反應控 制機能。 <第6實施例> 於第1 2圖顯示第6實施例之裝置構成，本裝置與第 4實施例之裝置幾乎完全相同。亦即於第1 2圖，圓筒狀 真空容器6 0 1的軸方向上方設有永久磁鐵6 0 2，此永 久磁鐵產生用於製造電漿的主磁場。圓筒狀真空容器 6 0 1的外周部設有空心線圈6 0 4，係用來控制永久磁 鐵6 0 2所形成之磁場之磁場分布。此外產生電漿用的電 磁波係由圖中未標示的電磁波發振器透過導波管6 1 4， 同軸變換器6 1 3以及同軸電線6 0 3而供給到放射狀的 細縫線6 0 6，由該處導入真空容器6 0 1的內部空間 6 1 6。放射狀細縫線6 0 6係與平板狀接地電極6 0 5 以微小的間隔而平行設置。與第4實施例相同，被加工試 片6 0 8的高周波偏壓施加手段以及試片溫度控制機構都 附設於試片台6 0 9，第1 2圖因爲簡化而未將之標出。 本實施例與先前實施例不同之處在於放射狀狹縫線 6 0 6.，由接地電極6 0 5所構成的電磁波放射部設置於 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裳· 訂 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 312815 A7 B7 五、發明説明（22 ) 真空外。亦即，本實施例的場合，接地電極6 〇 5等電磁 波發射部份的設置空間（大氣壓下）6 1 5是由具有氣密 性的石英窗分隔爲真空容器6 0 1的內部空間，電磁波供 應部（同軸電線）6 0 3由真空容器外導入真空容器內。 由放射狀狹縫線6 0 6所發射的電磁波，透過石英窗口 6 0 7而導入真空容器6 0 1的內部空間6 1 6。與先前 的實施例相比，特別因爲不需要將無須真空密封手段，因 此真空容器6 0 1的製作與維持變得容易了。 但在另一方面，本實施例在試片6 0 8的表面的前方 位置不能夠設置接地電極》另外，本實施例將電磁波發射 部設於真空室外的方式並不限於第9圖所示的第4實施例 ，對於第1圖的第1實施例，第5圖的第2實施例，以及 第7圖的第3實施例也同樣適用。 <第7實施例> 於第1 3圖顯示第7實施例之裝置構成。本實施例係 改良第6實施例而克服齊不利點而得的。亦即本實施例之 構成與第6實施例幾乎完全相同。亦即於第1 3圖，圓筒 狀真空容器7 0 1的軸方向上方設有永久磁鐵7 0 2 ，此 永久磁鐵產生用於製造電漿的主磁場。圓筒狀真空容器 7 0 1的外周部設有空心線圈7 0 4，係用來控制永久磁 鐵7 0 2所形成之磁場之磁場分布。此外產生電漿用的電 磁波係由圖中未標示的電磁波發振器透過導波管7 1 4， 同軸變換器7 1 3以及同軸電線7 0 3而供給到放射狀的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )八4規格（210X297公釐） ----------装-- . < (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、? 線 經濟部中央標準局負工消费合作社印製 A7 ________B7五、發明説明（23 ) 細縫線7 0 6 ’由放射狀的細縫線7 〇 6 一度發射至大氣 壓空間7 1 5內。放射狀細縫線7 〇 6係與平板狀接地電 極7 0 5以指定的間隔而平行設置。上述發射至大氣壓空 間7 1 5內的電波，通過真空間隔.壁（石英窗）7 〇 7而 導入至真空容器7 0 1的內部空間7 1 6內。此外，與第 4實施例相同’被加工試片7 0 8的高周波偏壓施加手段 以及試片溫度控制機構都附設於試片台7 〇 9 ,第1 2圖 因爲簡化而未將之檩出。 於本實施例，石英窗7 0 7的真空容器內部空間 7 1 6側，沿著放射狀細縫線7 0 6設置有具有放射狀細 縫線7 0 6的寬度的3倍的開口部7 1 8的接地電位導體 7 1 7。亦即由放射狀細縫線7 0 6所發射而透過石英窗 7 0 7的電磁波，通過上述開口部而導入真空容器內部空 間7 1 6內。由此構成，上述接地電位導體7 1 7亦可作 爲設置於被加工試片7 0 8的表面的前方位置的接地電極 (施加於試片7 0 8的高周波電壓的接地電極）的機能。 此外與前述實施例相同，此接地電位導體7 1 7以石墨等 材質構成，可以如前所述具有反應控制機能。於本實施例 ，接地電位導體717的開口部718雖被設定爲放射狀 細縫線706的線幅的300%，但在100%到500 %的範圍內任意的開口幅亦可達到相同的效果。 <第8實施例> 於第1 4圖中顯示第8實施例之裝置構成。本實施例 • I In I—-I I - In (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) :装. 訂 本紙張尺度適用中國國家榇準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央橾準局員工消費合作社印製 312815 A7 B7 五、發明説明（24) ，係第4實施例之改良變形例，裝置之基本構成與第4實 施例幾乎完全相同。圓筒狀真空容器8 0 1的外圍設有空 心線圈8 0 4，藉由該空心線圈8 0 4在真空容器8 0 1 的內空間形成產生電漿用之磁場。產生電漿用之電磁波由 電磁波發生源8 0 0經由同軸電線8 0 3而供給電磁波發 射天線806，而對真空容器801內之空間發射。被加 工試片8 0 8載置於試片台8 0 9上，由高周波偏壓施加 手段8 1 1對其施加高周波偏壓。電漿生成用的原料氣體 係經由氣體導入管向真空容器8 0 1內導入。 於本實施例中，爲提高電磁波發射天線8 0 6之成放 射狀配置之各天線部分的電磁波發射效率，而對天線構造 加以改良》亦即，於本實施例中，接續於供給電磁波用的 同軸電線8 0 3的外導體的接地電位之導電體板8 0 5上 ，設置有3跟直線狀狹縫線狀的天線部分所構成的電磁波 發射天線8 0 6。此外，本發明中之天線數爲3根，實際 運用上5根以上只要是奇數都可以。複數根直線狀天線交 叉設置時，若在各天線部分的中央部以外的地方相交的話 ，天線部分的數目若非奇數無法均等發射電磁波。電磁波 發射天線8 0 6上覆蓋著石英玻璃8 0 7。此處，各天線 部分上的電磁波電流，以電壓分布的節點位置以外的點爲 交點，3根直線狀的天線部分交錯設置，前述交點作爲來 自同軸電線8 0 3的電磁波供電點8 1 2。藉由將供電點 設於此位置，而使得供給電磁波用的同軸電線8 0 3與各 天線部分間的電磁波的傳送效率提高，而可供給高效率之 __ · 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ------：--:I-------ir------^ - ( I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央橾準局貝工消费合作社印製 A7 _______B7__ 五、發明説明（25 ) 電磁波。 <第9實施例> 圖1 5 ( a )與（b )說明本發明藉由電漿處理裝置 而加工積體電路的加工例》圖1 5 ( a )顯示藉由矽之氧 化膜之蝕刻加工而加工自己校正接觸加工之一例，於矽基 板9 0 5上形成多晶矽電極9 0 5以及氮化矽膜9 0 3， 於其上生成氧化矽膜9 0 2以作爲絕緣膜，而於該氧化矽 膜9 0 2上使用防蝕劑罩9 0 1而進行蝕刻之例》此外於 圖15 (b)則爲接觸加工之另一例。於矽基板904上 形成記憶體胞9 0 6，於其上設有氧化矽膜9 0 2作爲絕 緣膜，此氧化矽膜利用防蝕罩9 01而進行蝕刻加工》以 上兩個加工例都需要0·3以下的孔徑，以高孔徑孔 深比來以高加工速度及高加工選擇性來進行接觸孔加工。 另外，這裡的高加工選擇性意爲僅對加工對象的氧化矽膜 進行選擇性的高速加工，其他成分則幾乎完全不被加工， 圖15 (a)的場合氮化矽或是矽不被侵蝕，圖15 (b )的場合爲矽不被侵蝕。從前的電漿處理裝置爲得到較高 的加工速度而提高電漿密度，原料氣體的解離進行太過， 不容易獲得前述之高加工選擇性。關於此點，本發明裝置 在高電漿密度時電子溫度仍低，可以抑制原料氣體的過度 解離，而可得到髙加工選擇性。進而’對真空容器壁’電 磁波發射天線或是被加工試片對面位置所配置的電極施加 髙周波電壓，利用這些髙周波電壓施加部位表面所進行的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .装- 訂 -28 - 經濟部中央標準局負工消費合作社印装 A7 __ B7 五、發明説明（26) 反應可以附加抑制自由基的控制機能，同時可以達到提高 加工速度還有提高加工選擇性的兩個對立的目標。 以上說明了本發明的種種實施例’但本發明並不限定 於前述之實施例。例如實施例中提到的永久磁鐵其中央部 的表面磁束密度爲1 0 〇 〇高斯’但是可以使用從2 0 0 到5 0 0 0高斯範圍內任意的表面磁束密度的永久磁鐵。 此外所用的永久磁鐵的直徑可以自行適當設定以實現自己 所希望的磁場分布。 於前述第4到第8實施例’永久磁鐵都是使用直徑 3 0公分，厚度1 0公分的磁鐵’使用被加工試片直徑相 同大小或是被加工試片直徑的7 0%到1 5 0%的直徑， 厚度上選用被加工試片徑的1 〇%到1 〇 0%的厚度的磁 鐵，可以得到最有效率的磁場分布。特別是永久磁鐵的口 徑較試片爲大，且其厚度越接近前述之口徑越能得到理想 的磁場分布》另外不一定要使用單一個永久磁鐵，亦可使 用數個小型磁鐵密集排列而於上下方向等價磁化的大口徑 永久磁鐵。此一場合個別的小型磁鐵若能作成上下方向可 以移動的構造，則可以調節磁場的面內分布。 此外於第3到第7實施例’放射狀的狹縫線是由4個 元件所構成的，3到2 0個元件數也有同樣的效果。此外 ，同樣的於第8實施例所示的放射狀狹縫線以3個元素來 構成，而只要是3個以上的奇數個元件都能得到相同的機 能。 此.外，於前述之實施例中’磁場的形成是利用空心線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •装. 訂 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -29 - A7 B7 五、發明説明（27 ) 圈或是空心線圈與永久磁鐵的組合來使用。但是在任一實 施例中只用空心線圈或是只用永久磁鐵或是組合使用都可 〇 此外，第5到第8實施例只說明狹縫線成放射狀配置 ，而直線狀的狹縫線成平行複數配置對於各狹縫線供給電 力亦可得到同樣的效果。 如以上詳述之內容，根據本發明可以大幅減少E C R 型電漿發生裝置的電磁鐵耗電量，而且能對試片表面提供 高密度的離子與自由基。此外，可以在被加工試片的前方 設置接地電極，可以達成高周波偏壓的均一化。 而且，藉由UHF頻帶的電磁波的E CR產生電漿不 只可以在低氣體壓力的情況下形成高密度的電漿，而且在 高密度電漿的狀態下實現低解離之氣相狀態，此外，利用 電磁波發射用的平板狀電極表面的反應可以控制入射至被 加工試片的活性粒子種。因此，可以在0 · 2 /zm以下的 超精密加工，對於高生產力、高選擇比、高孔徑孔深比加 工等要求可以同時滿足，而且可以長期間維持安定的蝕刻 特性。 圖式之簡單說明 第1圖，係本發明第1實施例之電漿處理裝置之概略 構成圖。 第2圖，係上述第1實施例之電磁波發射部之構成說 明圖。， (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -30 - A7 B7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 五、發明説明 [28 ) 1 第3 圖 之 ( a ) 與 ( b ) 係 U Η F 波 帶 電 磁 波 與 傳 1 1 統微波之 E C R 電 漿 之 特 性 圖 〇 1 | 第4 圖 之 ( a ) 與 ( b ) 係 第 1 實 施 例 於 圓 形 導 體 1 I 板上產生 狹 縫 的 場 合 的 構 成 圖 〇 請 1 閱 | 第5 圖 » 係 本 發 明 第 2 實 施 例 之 電 槳 處 理 裝 置 之 概 略 讀 背 1 構成圖。 之 注 I 意 I 第6 圖 i 係 上 述 第 2 實 施 例 之 電 磁 波 發 射 部 之 構 成 說 事 項 I 再 I 明圖》 填 寫 本 装 1 第7 圖 係 本 發 明 第 3 實 施 例 之 電 漿 處 理 裝 置 之 概 略 頁 1 1 構成圖。 1 | 第8 rsi 圖 係 上 述 第 3 實 施 例 之 電 磁 波 發 射 部 之 構 成 說 1 I '明圖。 1 訂 I 第9 圖 係 本 發 明 第 4 實 施 例 之 電 漿 處 理 裝 置 之 概 略 ' 1 1 構成圖。 • 1 第1 0 圖 係 上 述 第 4 實 施 例 之 電 磁 波 發 射 部 之 構 成 1 1 說明圖》 一線 1 第1 1 圖 » 係 本 發 明 第 5 實 施 例 之 電 漿 處 理 裝 置 之 概 1 I 略構成圖 〇 1 第1 2 圖 > 係 本 發 明 第 6 實 施 例 之 電 漿 處 理 裝 置 之 概 Ί 1 略構成圖 〇 1 1 1 第1 3 圖 係 本 發 明 第 7 實 施 例 之 電 漿 處 理 裝 置 之 概 1 1 略構成圖 〇 1 1 第1 4 圖 » 係 本 發 明 第 8 實 施 例 之 電 漿 處 理 裝 置 之 概 1 略構成圖 0 1 1 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) A4規格（210X297公釐）01 -31 - A7 B7 五、發明説明（29 ) 第15圖之（a)與（b) ’係第9實施例之加工例 說明圖。 第1 6圖，係電磁波周波數與電漿產生效率之關係之 示意圖。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、-° Γ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) A4规格（210X297公釐）

Claims (1)

1. ^12815 h D8 六、申請專利範圍 1 .—種電漿處理裝置，其特徵爲：該裝置係包含： 真空容器：及 將該真空容器內部空間進行真空.排氣之手段；及 將反應氣體導入前述真空容器內之手段；及 設於前述真空容器內而載置被加工試片用的試片台: 及 設於前述真空容器內於前述真空容器內部空間內產生 電漿的發射電磁波用的平面板。 2 .如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中， 前述的平面板，係設置於可與前述真空容器內部空間內所 產生的電漿接觸的位置。 3.如申請專利範圍第1或2項之電漿處理裝置，其 中，前述的平面板，係設置於載置於前述試片台上的前述 被加工試片的表面的前方β 經濟部中央揉準局貝工消费合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -簦 ’4 .如申請專利範圍第1或2項之電漿處理裝置，其 中，還包含了設置於前述真空容器之外，與由前述平面板 對前述真空容器的內部空間發射的前述電磁波起相乘作用 而產生爲產生前述電漿的磁場的形成手段》 5.如申請專利範圍第1或2項之電漿處理裝置，其 中，於前述的平面板上施加3 Ο ΟΜΗ ζ到1 GH ζ的周 波數範圍內的第1高周波電壓。 6 .如申請專利範圍第5項之電漿處理裝置，其中， 於前述的平面板上施加與前述第1高周波電壓相重叠的第 2髙周·波電壓》 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2丨0Χ297公釐〉 -33 - 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 Α8 Β8 C8 D8 々、申請專利範圍 7 .如申請專利範圍第6項之電漿處理裝置，其中， 第2高周波電壓的周波數係設定爲前述第1高茼波電壓的 周波數的1/2以下。 ’ 8 ·如申請專利範圍第1、2、6或7項之電漿處理 裝置，其中，於前述平面板的前述與電漿相接觸的面的周 邊部設#讓前述電磁波通過的物質· 9 .如申請專利範圍第8項之電漿處理裝置，其中， 前述可讓電磁波通過的物質係由氧化鋁，石英、氮化矽、 氮化硼、或是氧化鉻所構成。 1 0 .如申請專利範圍第1、2、6、7或9項之電 漿處理裝置，其中，含有於前述試片台上載置的前述被加 工試片與前述平面板之間的距離爲可變之手段。 1 1 .如申請專利範圍第1、2、6、7或9項之電 漿處理裝置，其中，由前述平面板對前述真空容器內'部空 間發射的電磁波爲圓偏波。 1 2 . —種電漿處理裝置，其特徵爲：該裝置係包含 :真空容器；及 將該真空容器內部空間進行真空排氣之手段；及 將反應氣體導入前述真空容器內之手段；及 設於前述真空容器內而載置被加工試片用的試片台； 及 前述真空容器內於前述被加工試片表面的前方配置的 接地電位導體板上介由誘電體而設置之發射電波天線；及 設·於前述真空容器外，與由前述電磁波發射天線對前 本紙張尺度逋用中國國家橾準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線ί -34 - 312815 AS B8 C8 D8 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 六、申請專利範 圍 述 真 空容 器 內 所 發 射 之 電 波 起 相 乘 作 用 » 而於 W. 刖 述 真 空 容 器 內 部 空 間 內 產 生 電 漿 的 磁 場 產 生 手 段 0 13 • 如 串 請 專 利 範 圔 第 1 2 項 之 電 漿 處 理 裝 置 > 其 中 9 前述 電 磁 波 發 射 天 線 係 平 面 狀 0 14 • 如 串 請 專 利 範 圍 第 1 2 項 之 電 漿 處 理 裝 置 > 其 中 » 前述 電 磁 波 發 射 天 線 係 平 面 狀 且 於 W. 刖 述 平 面 板 上 形 成 有 狹 長槽 0 15 • 如 串 請 專 利 範 圍 第 1 2 項 之 電 漿 處 理 裝 置 » 其 中 9 前述 電 磁 波 發 射 天 線 係 由 複 數 個 直 線 狀 天 線 所 構 成 〇 16 如 串 請 專 利 範 圍 第 1 5 項 之 電 漿 處 理 裝 置 9 其 中 > 前述 電 磁 波 發 射 天 線 係 由 3 個 以 上 奇 數 個 直 線 狀 天 線 所 構 成， 彼 此 交 叉 配 置 ^ r- 刖 述 天 線 部 份 的 交 叉 點 位 置 離 開 各 天 線部 份 的 中 心 位 置 〇 17 如 串 請 專 利 範 圍 第 1 2 項 之 電 漿 處 理 裝 置 其 中 前述 電 磁 波 發 射 天 線 係 接 續 著 U Η F 頻 帶 之 電 磁 波 供 給 源 9 18 • 如 串 請 專 利 範 圍 第 1 2 項 之 電 漿 處 理 裝 置 其 中 於前 述 電 磁 波 發 射 天 線 重 叠 施 加 3 0 0 Μ Η Ζ 到 1 G Hz 的 周 波 數 範 圍 內 的 第 1 高 周 波 電 壓 以 及 、，- 刖 述 第 1 高 周 波電 壓 的 周 波 數 的 1 / 2 以 下 之 第 2 高 周 波 電 壓 Ο 19 * 如 丰 請 專 利 範 圍 第 1 2 項 之 電 漿 處 理 裝 置 ) 其 中 9 前述 的 誘 電 體 係 由 石 英 η 氧 化 銘 氮 化 矽 、 氮 化 硼 碳 化 砂·、 氧 化 锆 P y r e X 玻 璃 % 鐵 氣 龍 等 材 質 任 意 擇 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4说格（210X297公釐） 訂 -線I -35 - A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 —所構成。 2 0 .如申請專利範圍第1 2項之電漿處理裝置，其 中，前述的電磁波發射天線係由矽、石墨、鋁及不鏽鋼等 材質任意擇一所構成。 2 1 . —種電漿處理裝置，其特徵爲：該裝置係包含 :真空容器；及 將該真空容器內部壓力調整至0 . 1至3 Pa的範圍 內之指定壓力之調整手段；及 設於前述真空容器內而載置被加工試片用的試片台； 及 對該試片台施加第1高周波電壓之手段；及 前述真空容器內，於前述試片台上所載置之前述被加 工試片表面的前方配置的產生電漿用的發射電磁波之平面 板；及 由前述平面板對前述真空容器內所發射之前述產生電 漿用之電磁波起相乘作用，而於前述真空容器內產生電漿 的磁場產生手段。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 2 2 . —種電漿處理裝置，其特徵爲：該裝置係包含 :真空容器；及 將該真空容器內部空間進行真空排氣之手段；及 將反應氣體導入前述真空容器內之手段；及 設於前述真空容器內而載置被加工試片用的試片台： 及 對·該試片台施加髙周波電壓之手段；及 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210X297公釐） -36 - A8 312815 I 六、申請專利範圍 設於前述真空容器內而對於前述試片台上所載置之前 述被加工試片表面的前方配置的產生電漿用的發射電磁波-之平面板；及 對該平面板供應前述生成電漿用之電磁波之供給手段 :及 由前述平面板對前述真空容器內所發射之前述產生電 漿用之電磁波起相乘作用，而於前述真空容器內產生電漿 的磁場產生手段》 2 3 .如申請專利範圍第2 2項之電漿處理裝置，其 中，前述的平面板係圓形的導體板。 2 4 .如申請專利範圍第2 2或2 3項之電漿處理裝 置，其中，前述的平面板係由石墨或矽所製成。 2 5 ·如申請專利範圍第2 2或2 3項之電漿處理裝 置，其中，前述電磁波供給手段對前述平面板供給電磁波 的供給位置係設定於離開前述平面板之中心部。 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 2 6 ·如申請專利範圍第2 2或2 3項之電漿處理裝 置，其中，前述反應氣體係含氟原子化合物所構成之蝕刻 氣體· 2 7 .如申請專利範圍第2 2或2 3項之電漿處理裝 置，其中，前述被加工試片係半導體晶圓。 2 8 _ —種電漿處理裝置，其特徵爲：該裝置係包含 :真空容器；及 將該真空容器內部空間進行真空排氣之手段；及 將.反應氣體導入前述真空容器內之手段；及 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ' ' ~ -37 - 經濟部中央標準局®:工消費合作社印製 Α8 Β8 C8 D8 κ、申請專利祀圍 設於前述真空容器內而載置被加工試片用的試片台； 及 前述真空容器內於前述被加工試片表面的前方配置的 爲產生電漿而發射電磁波用之發射電波天線；及 對該發射電磁波天線供給產生電漿用之電磁波之供給 手段；及 由前述平面板對前述真空容器內所發射之前述產生電 漿用之電磁波起相乘作用，而於前述真空容器內產生電漿 的磁場產生手段。 2 9 .如申請專利範圍第2 8項之電漿處理裝置，其 中，前述電磁波發射天線係於接地電位導體板上介由誘電 體所設之直線狀複數的天線部份所構成，前述各天線部份 的長度設定爲由前述電磁波供給手段所供給的電磁波的波 長的1/4波長的整數倍的長度在加減2 0%以內的長度 〇 3 0 .如申請專利範圍第2 2項之電漿處理裝置，其 中，前述電磁波供給手段係由UHF頻帶之電磁波源而來 的電磁波通過高通濾波器而供給到前述平面板。 3 1 ·如申請專利範圔第2 2項之電漿處理裝置，其 中，前述電磁波供給手段係由U H F頻帶之電磁波源而來 的電磁波通過高通濾波器而供給到前述平面板的同時’除 前述U H F頻帶之電磁波源以外其他的高周波電源而來的 波長爲前述UH F頻帶之電磁波之1 /2以下之周波數之 電磁波·通過低通濾波器而供給到前述平面板。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4洗格（210Χ297公釐} (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 旅 _ 38 _ 經濟部中央標準局負工消費合作社印裝 A8 B8 C8 D8 ^·、申請專利範圍 3 2 ·如申請專利範圍第2 8項之電漿處理裝置，其 中，前述電磁波供給手段係由U H F頻帶之電磁波源而來 的電磁波通過高通濾波器而供給到前述電磁波發射天線。 3 3 .如申請專利範圍第2 8項之電漿處理裝置，其 中，前述電磁波供給手段係由U H F頻帶之電磁波源而來 的電磁波通過高通濾波器而供給到前述電磁波發射天線的 同時，除前述U H F頻帶之電磁波源以外其他的高周波電 源而來的波長爲前述UH F頻帶之電磁波之1 /2以下之 周波數之電磁波通過低通濾波器而供給到前述電磁波發射 天線。 3 4 . —種電漿處理裝置，其特徵爲：該裝置係包含 :具有氣體導入部與排氣部之真空室；及 設於該真空室內而載置被加工試片用的試片台；及 於前述被加工試片的表面的垂直方向形成產生電漿用 的磁場的磁場形成手段：及 於前述被加工試片表面的相反方向所配置的接地電位 平板上介由絕緣體而設置的複數直線所構成之電磁波發射 天線；及 對該電磁波發射天線供給前述電磁波之電磁波供給手 段所構成；而藉由前述電磁波發射天線對前述真空室內發 射之前述電磁波與前述產生電漿用磁場起相乘作用而將導 入前述真空室內之氣體電漿化。 3 5 ·如申請專利範圍第3 4項之電漿處理裝置，其 中，前·述磁場形成手段係由空心線圈而形成前述產生電漿 本紙張尺度逋用中國·國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） " -39 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、?τ- ii— ^12815 含 88 D8 經濟部中央標準局另工消费合作社印製 々、申請專利範圍 用之磁場。 36.如申請專利範圍第34項之電漿處理裝置，其-中，前述磁場形成手段係由永久磁鐵而形成前述產生電漿 用之磁場。 3 7 .如申請專利範圍第3 4項之電漿處理裝置，其 中，前述磁場形成手段係由永久磁鐵以及爲控制該永久磁 鐵所形成之磁場分布所使用之空心線圏而形成前述產生電 漿用之磁場。 3 8 .如申請專利範圍第3 6或3 7項之電漿處理裝 置，其中，前述永久磁鐵係於中央部具有貫穿孔之圓筒狀 永久磁鐵其直徑在前述被加工試片的外徑的7 0 %至 1 5 0%的範圍內，且其厚度在前述永久磁鐵的直徑的 10%到100%的範圍內。 3 9 .如申請專利範圍第3 6或3 7項之電漿處理裝 置，其中，前述永久磁鐵係由複數個小型磁鐵接近配置而 構成。 4 0 .如申請專利範圍第3 6或3 7項之電漿處理裝 置|其中，前述永久磁鐵可以在前述被加工試片的表面的 垂直方向移動。 41 .如申請專利範圍第34、35、36或37項 之電漿處理裝置，其中，前述複數的狹縫線係以放射線狀 配置於前述電磁波供應手段所對前述電磁波發射天線所供 應電磁波之供給位置爲中心向外側成放射狀配置。 4·2 ·如申請專利範圔第34、35、36或37項 (請先閣讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 # 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 經濟部中夬搮準局貝工消費合作社印製 A8 B8 C8 _ D8六‘申請專利範圍 之電漿處理裝置，其中，前述複數的狹縫線係於直線上成 相互平行之配置。 43 .如申請專利範圍第34、35、36或37項 之電漿處理裝置，其中，前述複數的狹縫線係於直線上成 相互平行之配置。 4 4 ·如申請專利範圍第4 3項之電漿處理裝置，其 中，前述複數的狹縫線被供給不同相位之電磁波。 45 .如申請專利範圍第34、35、36或37項 之電槳處理裝置，其中，前述複數的狹縫線係成放射狀交 叉配置於爲供給前述電磁波發射天線的電磁波的前述電磁 波供給位置之交叉點。 46 .如申請專利範圍第34、35、36或37項 之電漿處理裝置，其中，前述複數的狹縫線數目係爲3個 以上之奇數。 47 ·如申請專利範圍第34、35、36 ' 37或 4 4項之電漿處理裝置，其中，前述複數的狹縫線全部被 石英玻璃所包覆》 48 .如申請專利範圍第34、35、36、37或 4 4項之電漿處理裝置，其中，前述複數的狹縫線長度被 設定爲前述電磁波1/4波長的整數倍長而誤差在正負 2 0 %以內。 49 .如申請專利範圍第34、35、36、37或 4 4項之電漿處理裝置，其中，於供給前述電磁波發射天 線用之·前述電磁波供給位置的附近的前述電磁波發射天線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -41 - A8 B8 C8 D8 &、申請專利範圍 與前述試片台之間設置有圓盤狀之導體板。 50 .如申請專利範圍第34、35、36、37或 4 4項之電漿處理裝置，其中，前述電磁波發射天線係配 置於前述真空室之內部空間以及由石英窗所隔開之空間內 〇 5 1 .如申請專利範圍第5 0項之電漿處理裝置，其 中，前述石英窗所隔開之內部空間側設置有由前述電磁波 發射天線所構成的沿著複數狹縫線而設有開口幅度爲狹縫 線幅度1 0 0%至5 0 0%的開口的接地電位導體板。 52 .如申請專利範圍第34、35、36、37或 4 4項之電漿處理裝置，其中，前述試片台上附設有對前 述被加工試片施加高周波電壓之高周波電壓供給手段以及 保持前述被加工試片於一定溫度之溫度控制手段。 53 .如申請專利範圔第34、35、36、37或 4 4項之電漿處理裝置，其中，前述電磁波供給手段供給 至前述電磁波發射天線的電磁波周波數被設定於4 0 0 MHz到2.5GHz的範圍內。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線ί 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS >Λ4規格（210X297公釐〉 -42 -