TW418461B

TW418461B - Plasma etching device

Info

Publication number: TW418461B
Application number: TW087103160A
Authority: TW
Inventors: Tadahiro Ohmi; Masaki Hirayama; Haruyuki Takano; Yusuke Hirayama
Original assignee: Tokyo Electron Ltd; Tadahiro Ohmi
Priority date: 1997-03-07
Filing date: 1998-03-04
Publication date: 2001-01-11
Also published as: EP0969123A4; KR20000076054A; JP3956239B2; KR100499763B1; EP0969123A1; US6585851B1; WO1998039500A1

Description

Α7 Β7 經濟部中央標隼局貝工消費合作社印1 五'、發明説明（本發明係有關於電漿蝕刻裝置。詳而言之，有關於可自由控制對於基體表面之產生電漿的密度或/且對於基體表面的自我偏壓（self-bias)電位的電聚钱刻裝置。近年來，隨著DRAM及MPU等之晶片尺寸的大型化’用作其基體的矽基板亦有大口徑化的傾向。氧化膜及複晶矽的蝕刻係於半導體生產上為最重要的製程之一 ’而以前使用之通常之平行平板的RIE裝置係不能適應於對於1·0 y m以下之微細圖型的加工所要求的電漿性能（例如，5〇mTorr以下的處理壓力，1 mA/cm2以上的離子電流密度（1 X 101GcnT3以上的電子密度））。為了解決此問題，開發出導入磁場者，而載設此電漿源之裝置的一例（曰本特開平6-37〇45號公報’第24圖、第25圖）係揭露利用偶極環磁鐵（以下稱DRM)磁控管（magnetron)電漿蝕刻裝置。然而，利用上述DRM的磁控管電漿蝕刻裝置雖然可產生低壓.高密度電漿，但是，難以控制於基體上所產生之電漿的高精度。亦即，難以藉由導入水平磁場於基體上，而謀求對於基體之電漿密度的均一化及自我偏壓電壓的均一化。目前，為了解決此等問題，已有日本特開昭62-21062號公報揭露具有梯度的磁場者以及日本特開昭61-2〇8223號報揭露使導入至處理声間中的磁場旋轉。但是，曰本特開昭62_21062號公報的解決方法係於改變處理壓力等的場合’造成磁場梯度的最適合值會改變的問題。另一方面，日本特開昭61_2〇8223號報的解決 4 紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4C格----- !J —I— H 11 J- ("'先鬩讀背面之注意事項再填寫本頁)

，1T 經消部中央標準局貝工消費合作社印货 418461 A7 ______B7 五、發明説明（2) 方法係對於處在製程中的基體，在外觀上可謀求電漿密度的均一 ’可是必須要有使磁場轉動的機構，而造成難以小型化的問題。本發明之目的係提供電漿蝕刻裝置，其藉由謀求對於基體表面之產生電漿之密度的均一化或/且自我偏壓電位的均一化’而不依據壓力，亦不轉動磁場的施加裝置’進而可對於基體均一且無（因電位偏移所產生）充電損傷（charge-up dam拉ge)的姓刻。發明的揭露本發明的第一電漿蝕刻裝置，具備有平行平板型的二電極I和電極II以及連接於該電極丨或/且電極π之高頻電力的施加裝置；且於上述電極Ζ之與上述電極π相對的面上載設使用電漿來施行蝕刻處理的基體；又設置具有相對於上述基體之施行電漿蝕刻的面水平且一方向的磁場施加裝置；其特徵在於：對於上述基體，於由上述磁場施加裝置所產生之電子流之流動的至少上游側設有輔助電極；該輔助電極包括配置於與上述電極Π相對側的局部電極以及設於與該局部電極之上述電極丨作電性耦合之部分的調整阻抗的裝置。本發明的第二電漿蝕刻裝置，具備有平行平板型的二電極I和電極II以及連接於該電極【或/且電極u之高頻電力的施加裝置；且於上述電極〖之與上述電極11相 5 <紙張尺度適用十國國家標準（CNS ) Α4况格（21〇χ297公釐） ---------f------ΐτ------^ . - - 1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經漪部中决標準局貝工消费合作社印裂 ί 418461 Α7 __________ Β7 五、發明説明（3 ) 對的面上載設使用電漿來施行蝕刻處理的基體；又設置具有相對於上述基體之施行電漿蝕刻的面水平且一方向的磁場施加裝置；其特徵在於：上述電極II包括電性接地的中心部以及連接於與連接至上述電極I之高頻電源獨立而可控製之高頻電源的外周部。本發明的第三電漿蝕刻裝置，具備有平行平板型的二電極I和電極II以及連接於該電極I或/且電極π之高頻電力的施加裝置；且於上述電極I之與上述電極丨丨相對的面上載設使用電漿來施行蝕刻處理的基體；又設置具有相對於上述基體之施行電漿蝕刻的面水平且一方向的磁場施加裝置；其特徵在於：對於上述基體，於由上述磁場施加裝置所產生之電子流之流動的至少上游側設有輔助電極；該輔助電極包括配置於與上述電極Π相對侧的局部電極以及設於與該局部電極之上述電極J作電性耦合之部分的調整阻抗的裝置；上述電極II包括電性接地的中心部以及連接於與連接至上述電極I之高頻電源獨立而可控岸之高頻電源的外周部。本發明的第四電漿蝕刻裝置，具備有平行平板型的二電極I和電極II以及連接於該電極且電極π之高 6 本紙張尺度適财賴家㈣（CNS) &驗nx 297^fy--- I I I—. I 訂 . ^線 _ i (#先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4184611 A7 B7 五、發明説明（4) (_讀先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 頻電力的施加裝置；且於上述電極ί之與上述電極丨丨相對的面上載設使用電漿來施行蝕刻處理的基體；又設置具有相對於上述基體之施行電漿轴刻的面水平且—方向的磁場施加裝置；其特徵在於：於上述基體的周邊部設有環狀的輔助電極；該輔助電極包括配置於與上述電極π相對側的局部電極以及设於與該局部電極之上述電極I作電性輕合之部分的調整阻抗的裝置；且上述環狀體的阻抗係相當於上述磁場施加裝置所產生之電子流之流動之上游側的部分係較其他部分低。本發明的第五電漿蝕刻裝置，具備有平行平板型的二電極I和電極II以及連接於該電極{或/且電極π之高頻電力的施加裝置；且於上述電極〗之與上述電極„相對的面上載設使用電漿來施行蝕刻處理的基體；又設置具有相對於上述基體之施行電漿蝕刻的面水平且一方向的磁場施加裝置：其特徵在於：經潢部中央標隼局貝工消費合作社印聚上述電極II包括電性接地的中心部以及連接於與連接至上述電極I之高頻電源獨立而可控製之高頻電源的外周部；且上述環狀體的阻抗係相當於上述磁場施加裝置所產生之電子流之流動之上游側的部分係較其他部分低。圖式簡單說明 7 本紙張尺度適用中國國家榡隼（CNS ) Ad規格（21〇>< 297公釐） 1 4184 6 1 A7 ________B7 五、發明説明（5 ) 第1圖係顯示依據本發明之具備有輔助電極之電漿触刻裝置之一例的概略圖。第2圖係於第1圖中由電極π觀察之電極J的上視圖。第3圖係顯示於第2圖之電極I上具備有輔助電極之狀態的上視圖。第4圖係於第1圖中由電極I觀察之電極η的上視圖。第5圖係顯示於第1圖之磁場施加裝置的上視圖。第6圖係顯示電極I、輔助電極及基體之位置關係的概略剖面圖。第7圖係依據本發明之電子流的概略圖，其顯示僅於構成電極II之外側的電極施加高頻的場合。第8圖係依據習知之電子流的概略圖，其顯示於構成電極II之内側的電極及外側的電極施加高頻的場合。第9圖係顯示於第4圖中將構成電極II之外側的電極設於電極I附近之場合的概略剖面圖。第10圖係顯示於僅Ε極侧之局部電極（l〇3e)陰極化之場合所觀側到之電漿密度的曲線圖。第11圖係顯示於僅W極侧之局部電極（l〇3w)陰極化之場合所觀側到之電漿密度的曲線圖。、第12圖係顯示於僅N極側之局部電極（103η)陰極化之場合所觀側到之電漿密度的曲線圖。第13圖係顯示於僅S極側之局部電極（103s)陰極化 8 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4現格（2丨0X 297公釐） 418461 A7 B7 經滴部中央標隼局貝工消費合作杜印裝五、發明説明（6 ) 之場合所觀側到之電漿密度的曲線圖。第14圖係顯示彙集歸納於第10〜13圖之各條件之自我偏壓電位的曲線圖。第15圖係顯示彙集歸納於第10〜13圖所示之電毁密度之結果的曲線圖。第16圖係顯示於使用各種容量的電容器來當作調整 E極側之阻抗的裝置之場合所觀側到之自我偏壓電位的曲線圖。第17圖係顯示於使用各種容量的電容器來當作調整 E極側之阻抗的裝置之場合所觀側到之電漿密度的曲線圖。第18圖係顯不於施加尚頻於電極II之全面（1〇6及 107)之場合所觀側到之Vdc之結果的曲線圖。第19圖係顯示於僅施加高頻於電極II之中心部分 (106) 之場合所觀側到之Vdc之結果的曲線圖》第20圖係顯示於僅施加高頻於電極II之E極側之外周電極（107e)之場合所觀侧到之Vdc之結果的曲線圖。第21圖係顯示於施加高頻於電極II之全部外周電極 (107) 之場合所觀側到之Vdc之結果的曲線圖。第22圖係顯示於施加高頻於電極II之W極侧之外周電極（107w)之場合所觀侧到之Vdc之_果的曲線圖。第23圖係顯示於施加高頻於電極II之E極側之外周電極（107e)之場合所觀侧到之Vdc之結果的曲線圖。第24圖係顯示利用偶極環磁鐵（DRM)磁控管 9 本纸張尺度適用中國國家標準< CNS ) Λ4规格（210Χ 297公釐） -諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

*1T 線 4184 6 1 μ Β7 經满部中央標準局員工消費合作社印策五、發明説明（7) (magnetron)電衆姓刻裝置。第25圖係顯示於第24圖的裝置中藉由偶極環磁鐵 (DRM)所形成之磁場分布的概略圖。第26圖係顯示第1圖所示之輔助電極ι〇2之各種構造的概略剖面圖。第27圖係顯示構成第1圖所示之輔助電極1〇2之局部電極103與基體108之相對位置之由電極π觀察之電極I及輔助電極的概略上視圖。第28圖係顯示設於由磁場施加裝置所產生之電子流之流動之至少上游側之構成輔助電極的局部電極自基體的全體位置觀察具有具有遮蓋該電子流之流動之上游側之大小的場合之說明局部電極與塵基體之配置的概略上視圖。第29圖係顯示局部電極1 〇3與基體1 〇8之相對之四種配置的概略上視圖。第3 0圖係由電極II側觀察之電極I的概略上視圊，其為說明探針配置的圖。第3 1圖係顯示依據實施例四之電漿密度：κ之測定結果的曲線圖》第32圖係顯示依據實施例五之無局部電極之平行平板型電漿蝕刻裝置的概略剖面圖。 V 第33圖係顯示依據實施例五之電極π(1〇5)與電極 1(101)之相對之六種配置的概略上視圖。第34圖係由電極II側觀察之電極I的概略上視圖， 10 本紙張尺i適用中國國家標準（CNS ) Α4ϋ格（210X 297公嫠) (諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) • I. ^,4 訂線經滴部中央標隼局員工消費合作社印製 418461 A7 ______ B7 五、發明説明（8) 其為說明探針配置的圖。第3 5圖係顯示依據實施例五之自我偏壓電位：之測定結果的曲線圖。第36圖係由電極I側觀察之電極π的概略上視圖，其為說明構成電極II之外周部107之各種構造的圖。 (符號說明） 100〜反應室：101〜電極I ; 101a〜载設電極I之基體的部分（承載部）；> 102〜輔助電極；i〇2s〜S極側的局部電極；102e〜設於電流之流動之至少上游側的局部電極； 103〜局部電極；104〜調整阻抗的裝置；1〇6〜構成電極η 的中心部（内側的電極）：107〜構成電極Π的外周部（外周電極）；107’ 、”〜構件；108〜基體：1〇9〜磁場施加裝置；110〜高頻電源；111〜輔助電極接合用螺絲孔； 112〜輔助電極接合用螺絲；〗13〜探針；Η4蓮蓮頭； 116〜由與局部電極及電極I不同之介電常數之材料所形成的單層膜或積層膜；117a〜設於局部電極1〇3之内部的空洞；117b〜設於局部電極103與電極11〇1之界面附近的空洞；118〜由設於局部電極103與電極π 〇 1之間之絕緣性材料所形成的薄膜；119〜由設於局部電極1〇3與電極1101之間的電容器；509〜DRM(偶極環磁鐵515〜磁場；2401〜真空容器；2402〜第一電極24〇3〜晶圓； 2404〜氣體導入口； 2405〜高頻電源；2406〜排出口； 2407〜第二電極；2411〜絕緣物；2412〜閘閥；2413〜偶極環：2414~匹配（matching)電路；24 16〜保護環； 11 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4说格（210X297公釐} (1請先閲讀背面之注意事項再硝寫本頁〕

11T 線經嫡部中戎標準局員工消費合作社印繁 4184-61 a 7 _ B7 五、發明説明（9) 2417〜冷卻管；2423〜輔助磁鐵；2450〜石英窗；2451〜光檢測器；2452〜監視裝置；2532〜晶圓中央；2533〜晶圓周邊。用以實施本發明的最佳實施例第1圖係顯示依據本發明之具有輔助電極之電漿蝕刻裝置之一例的概略剖面圖。於第1圖中’ 100係反應室；101係電極；101&係載設電極I之基體的部分（承載部）；102係輔助電極； 103係局部電極；104係調整耦合阻抗的裝置；ι〇5係電極II ; 106係電性接地的中心部；1〇7連接於未圖示之高頻電源的外周部；1〇8係基板；109係磁場施加裝置；110係高頻電源；112係輔助電極耦合用螺絲；U4 係由内藏於電極Π的蓮蓬頭所構成之導入處理氣體的機構。第2圖係於第1圖中由電極η觀察之電極I的上視圖。第3圖係顯示於第2圖之電極I之外周附近上具備有輔助電極之狀態的上視圖。第4圖係於第1圖中由電極π 觀察之電極II的上視圖。第5圖係顯示於第i圖之磁場施加裝置的上視圖。依據本發明的輔助電極102係附設於電漿蝕刻裝置，而其具備有如第1圖之平行平板型_二電極1101及電極II105 ’且於上述電極1101之與上述電極in〇5相對之面上載設有使用電漿而被施行蝕刻等處理的基體 108，同時對於上述基體1〇8施行電漿蝕刻的面設具等方 12 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS } Λ4規格（2】Οχ 297公着）「請先閱讀背面之注^一^項再填寫本頁) 訂 A7 4184 61 ______B7 五、發明説明（10) — 向的磁場施加裝置109。第5圖係由電極II側觀察的基體及當作磁場施加裝置109之功能的DRM(偶極環磁鐵）5〇9的上視圖。在第1 圖的電漿姑刻裝置中，磁場施加裝置109係使用DRM(偶極環磁鐵）509，其當作對於如第5圖之上述基體1〇8之被施行電漿蚀刻之面具有水平且一方向性之磁場515的施加裝置。如第2圖及第3囷所述，第1圖所述的輔助電極丨〇2 係設置於基體之藉由上述磁場施加裝置所產生之電子流之流動的至少上游侧。該輔助電極1〇2係包括配設於與電極II105相對側的局部電極1 〇3以及調整設置於與該局部電極之上述電極I電性耦合之部分之阻抗的裝置1〇4。其中，第2圖及第3圖係顯示以重叠於局部電極之下的方式將調整阻抗的裝置（未圖示）設置於局部電極1〇3 與電極1101之間的一例。第27圖係顯示構成第1圖所示之輔助電極i 〇2之局部電極103與基體1〇8之相對關係之由電極π側觀察的概略上視圖。雖然在第27圖中係調整阻抗的裝置（未圖示) 以重疊於局部電極103之下的方式設置於局部電極1〇3 與電極1101之間的一例，但是如第26圖所示其設置方式亦可以是其他形態。以下，使用第27圖來詳細說明依據本發明之局部電極103與基體1〇8之相對的位置關係。第27圖（a)係顯示構成輔助電極的局部電極為僅由 _ 13 本紙張又度適用Τΐιϋ (CNS}八4麟（210^97公楚 —~~~.— - (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 丁 ,-5° 經濟部中央標準局貝工消费合作社印聚 t 4184 6 1 at B7 五、發明説明（u) 設置於藉由上述磁場施加裝置所產生之電子流之流動之至少上游側（E極側）的導電性材料所構成的第二局部電極103a的場合。第27圖（b)係顯示構成輔助電極的局部電極為由設置於藉由上述磁場施加裝置所產生之電子流之流動之至少上游側（E極側）的導電性材料所構成的第二局部電極 10 3 b以及由設置於該上游側以外之絕緣性材料所構成的第三局部電極l〇3c之組合而成的場合。第27圖（c)係顯示構成輔助電極的局部電極為由在藉由上述磁場施加裝置所產生之電子流之流動之至少上游侧寬度寬且在該上游側以外寬度窄的導電性材料所構成的第四局部電極103d以及由上述基體觀察而設置於該第四局部電極之寬度窄的絕緣性材料所構成的第五局部電極103e之組合而成的場合β 經滴部中央標準局負工消費合作社印掣 r 請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 第27圖（d)係顯示環狀體的輔助電極設置於上述基體的周邊部’而該輔助電極包括配置於與上述電極11相對侧的局部電極以及調整設置於該局部電極之與上述電極I電性耦合之部分之阻抗的裝置，且環狀體的阻抗係相當於由上述磁場施加裝置所產生之電子流之流動之上游側的部分（局部電極103f的部分）較其他部分低的場合。又如第28圖（a)〜(d)所示，構成上述、輔助電極的局部電極係由上述基體之全體的位置觀之，最好具有遮蓋該電子流之流動之上游側（第28圖的E極侧）的大小》第28 圖（a)係局部電極大約包圍基體半周的場合；第28圖（b) 14 本紙張尺度適用中國國家標辛（CNS ) A4規格（2丨0x 297公笔） 41846 1 A7 ---- B7 五、發明説明（12) 係由電子流的上游侧觀察而局部電極以約與基體的寬度相同來包圍基體的場合；第28圖⑷係局部電極包圍基體超過半周的場合；第28圖⑷係局部電極包圍基體全周的場合。藉由設置如此大小的局部電極，而使流過基體全面的電子流朝向同一方向而可成為平行的流動，故使對於基體之電漿的密度的面分布成為均一，而對於基體可均一的蝕刻製程。第1圖的反應室⑽係當作真空容器的功用。雖然反應室100的壁面材料係使用鋁合金等，但是考慮到於氧化膜等的㈣時由反應室等所放出的水分成為提高光阻之蝕刻率的要因，因而最好使用氮化處理後的材料 (Α1Ν等）。此乃不僅於反應室壁面，電極及其他反應室内材料等亦必須在材料上儘可能地不放出水分等。導電性材料則有玻璃性碳（glassyearb〇n)及Sic等，而絕緣性者則有A1N及SiN等。材料的選定係考慮熱傳導率及在表面的電場強度比等而決定之。經漭部中史標準扃貝工消費合作社印聚 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 自高頻電源110供給電漿產生用電力至電極11〇1。電極1101係於中心具有保持基板（例如矽晶圓）108的承載部101a ’且使承載部的直徑成為晶圓的尺寸。又於電極1101的外側部分，與基體108間隔開的位置載設有輔助電極102。輔助電極1〇2係包括相對於上述基體1〇8 而設置於由上述磁場施加裝置1〇9所產生之電子流之流動的至少上游側的局部電極1〇3以及調整設置於與上述局部電極103之電極ιι〇1耦合之部分之阻抗的裝 15 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) Α4規格（2^〇χ297公楚) 4184 6 1 A7 —_____ B7 五、發明説明（13) 置 104。以下，詳細說明構成依據本發明之蝕刻裝置的各構件。 (1)輔助電極102 依據本發明的輔助電極102，對於與電極iioi的耦合阻抗大小、輔助電極103的大小、設置輔助電極1〇3 的位置以及相對於輔助電極1〇3之基體1〇8的高度差是非常重要。以下，就這些點來說明習知技術與本發明的不同處。 (1-1)與電極ποι之耦合阻抗的大小於習知的蝕刻裝置中，亦有於相當於本發明之電極 1101之電極的外周部，亦即設有本發明之輔助電極1〇2 的位置設有與電極11〇1不同個體的環狀體及電極的場合。但是，與於習知嵌刻裳置之電極1101不同個體而形成的電極係僅存在有下列的方法：*全部由導體材料構成，且具有與相當於本發明之電極1101之電極作電性導通，並使陰極面積增大’而保持電漿的均一性或者来全部由不通過高頻的材料（例如石英等）所構成，且使載設基體的承載部周圍絕緣，而並提高對承载部之導入電力的有有效功率。另一方面，依據本發明的辅助電極<102係包括由與電極1101同樣的導電性材料所構成的局部電極I03g 調整設置於對於與局部電極1031電極1101電性輕合之部分之阻抗的裝置104，且藉由改變對於局部電極⑼ _ 16 &張尺度適用中國國家標準（210X297公着一)___________ I n / ,, --- I — 訂 —If— 線 ('請先聞讀背面之注意事項再填艿本頁) 經滴部中*#準局負工消費合作社印裝 f 4184 6 i 五、發明説明（14) 之電極蘭的輕合阻&，而可限制對局部電極⑻之表面(亦即辅助電極102曝露於電聚的面)之高頻的通過，此乃不同於習知者。例如，如第％圖⑷所示，本發明的輔助電極H)2係由局部電極1〇3及調整阻抗的裝置刚所構成’而裝置104係由設置於局部電極1〇3與電極工⑻之間的當作電容器的薄膜118及電容器119所構成，以調整阻抗。由導電性材料所構成的局部電極1Q3最好為未表面處理的AI、Si、SiC、Cu或不錄鋼（以下稱為sus)以及對於此等的表面施行耐敍銘（alumite)處理、純化處理或

MgO塗層等〇又由絕緣性材料所構成的局部電極1 可為例如SiO或鐵弗龍等。調整阻抗的裝置104係可如第26圖所示者。第20 圖係顯示第1圖所示之輔助電極1〇2之各種構造的概略刻面圖。第26圖（a)係顯示局部電極1〇3具有與電極no〗接觸之狭小之面積的區域’而此區域成為調整阻抗的裝置〗〇4 的場合。在第26圖中，藉由調整該區域的面積，而可得到既定的耦合阻抗。第26圖（f)係顯示局部電極103具有與電極Ι1〇ι接觸之凹凸形狀的區域，而此區域成為調整产抗的裝置丨〇4 的場合。第26圖（g)係顯示電極1101具有與局部電極103 接觸之凹凸形狀的區域，而此區域成為調整阻抗的裝置 104的場合。第26圖（h)係顯示局部電極103於兩個面具 17 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格{ 2Ϊ0Χ297公釐）經滴部中央標準局員工消费合作社印製 418461 A7 _____ -----__B7 五、發明説明（15 ) 〜·-- ^與電極1101接觸之凹凸形狀的區域，而此區域成為調 Μ凡的裝置104的場合。帛26圖⑴係顯示配設於載設有電極1之基體的部分（承栽部⑽a，俾使顏⑽突出局部電極103之方向的場合。在第％圖⑴〜⑻中藉由調整設有該凹凸及該凹凸之形狀的面積’而可得既定的耦合阻抗。特別是在第26圖中，可兼具有相朝向局部電極103之載设有電極j之基體之部分（承載部）ι〇ι&的側面不易電漿触刻的特徵。第26圖（b)係顯示於局部電極1〇3與電極11〇1之間具有由與該局部電極及該電極t不同之介電常數之材料所構成的單層膜或積層膜116，而此膜116成為調整阻抗的裝置104的場合。在第26圖⑻中，藉由調整該單層膜的介電常數及膜厚或者構成積層膜之各膜額介電常數、膜厚或積層順序冑’而可得到既定的耗合阻抗。第26圖（c)係顯示於局部電極1 〇3的内部設有空洞 117a ’且此空洞117a成為調整阻抗的裝置1〇4的場合。第26圖（d)係顯示於局部電極1〇3與電極π〇1的界面附近言X有空洞117b，且此空洞117b成為調整阻抗的裝置 104的％合。在第26圖（c)〜(d)中，藉由調整該空洞ι17 的大小，而可得到既定的耦合阻抗。又該空洞117的内部最好為真空 '惰性氣體或與上述局部寧極1〇3及上述電極I不同之介電常數的材料，而可達到將局部電極1〇3 與電極1101之間的阻抗調整成既定的值的功能。第26圖（e)係顯示於局部電極1〇3與電極[ιοί之間設 18 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁}

*1T -線經潢部中央掠隼局員工消费合作社印乘 41846 1 A7 ---一 B7 五、發明説明（16 ) " 置當作電容器的薄膜118及電容器119，且此薄膜118 及電容器119成為調整阻抗的裝置1〇4的場合。在第圖（e)中，藉由調整電容器119的電容，而茴得到既定的耦合阻抗。又在第26圖（e)中，亦可用絕緣材料（鐵弗龍、 Si〇2等）來構成輔助電極1〇2，並插入由電容器所形成的耦合端子（未圖示）’當作另一例。藉由使用調整耦合阻抗的裝置104，而可於電極11〇1與輔助電極1〇2之間設置既定的電容。又依據此手法，而可適當地變更此耦合阻抗。構成上述局部電極1 〇3的材料最好使用例如Ai、 Cu、Si、SiC、玻璃性碳（giasSycarb〇n)。 (1-2)局部電極i〇3的大小局部電極103的寬度（於局部電極1〇3與調整阻抗的裝置104具有相同之寬度的場合，指輔助電極1〇2的寬度）係對於在習知的裝置中為了達到此功能而必需要大約30〜40mm，而在本發明的裝置中，可小至約2〇mm。因此’本發明係可將局部電極1〇3的直徑縮小至約 40mm 〇在第1圖中，雖然由晶圓所構成的基體1〇8的尺寸成為200mm ’但是依據本發明之局部電極的必要尺寸即使基體108的尺寸成為300mm，若處理鋒件不變，則亦不變大。因此，可使反應室内徑變成如此小，而即使將來進入至基體的大口徑化，亦可使反應室的尺寸不過度變大。第23圖係顯示局部電極i 〇3的寬度與電漿密度之 19 本紙張尺度適财國國家料（CNS ) Λ織^ ( 2ΐ〇Χ297公瘦）

----------^------訂--------^ 1 -(請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁J A7 經消部中央標隼局員工消費合作杜印笨五、發明説明（17) 基體面内分布的關係。由第23圖可知，在例如sOTon· 的壓力下，若局部電極103的寬度為20mm，則可使在E 極側之電漿密度的下降變小。 0-3)設置局部電極103的位置在第1圖的電漿蝕刻裝置中，使用如第5圖所示之可施加對於上述基體108之被施行電漿蝕刻的面水平且具有一方向性之磁場515的DRM(偶極環磁鐵）’以當作磁場施加裝置109。如此的DRM係由於電子卷繞於磁力線之同時在基本上的電聚護套（sheath)中運動，故可產生高密度電漿。於此場合，由於在第5圖的E極側成為電子流的上游’故由下上以下所示的理由可知，在E極侧存在輔助電極102的重要。首先’注目者為電子的運動方法。電子卷繞於磁力線之同時作螺旋運動（擺線運動），而此時之電子的旋轉半徑為：拉瑪半徑（Larmor)(mm) : r - 33.T产其中’ Vdc為自我偏壓，β為磁通密度。由此式可知，於Vdc=200V，磁通密度200(3的場合，R約為2mm。因此’只要電子不散亂’而在陰極的附近空間作轉旋動，進而收縮於離子護套中。若電子由離子護出，則電場（自我偏壓）變無，而擺線運動變成不成立之故。第6圖係示電極ι101、辅助電極ι〇2及基體1〇8之位置關係之概略的剖面圖。第6圖的輔助電極1〇2係顯不局部電極103與調整阻抗的裝置ι〇4具有相同之寬度 20 八請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 峡本紙張尺度14财關料 A184 6 \ A7 B7 五、發明説明（ 18 經％-部中央標準局員工消资合作社印家的場合。此圖未顯示的部分基本上以第1圖所示者為準。由第6圖可知，為了實現使如上述之電子的運動穩定，而於成為電子流之上游的E極側設置與電極I之間具有適當之耦合阻抗的輔助電極l〇2e是相當重要的。藉由輔助電極102e的設置，而即使於輔助電極1 〇2e側之基體 108的外周頜域亦有可能平順之電子的運動（亦即，沿著第6圖之點線及箭頭所示的方向前進的運動其結果，可使於輔助電極102e側之基體1〇8之外周區域的蝕刻速度與基體中央部相同。此時，亦可使用可變電容器等來作阻抗的微調。於第3圖中’將辅助電極1〇2分割成四分者係為了下述的實驗，故亦可成一體。在使用習知DRM的蝕刻裝置中，為了謀求對於基體之蝕刻速度的均一化，而有使所施加的磁場旋轉的場合。但是可在不旋轉磁場之狀態下處理基體之同時藉由將輔助電極102配設於電子流的上游，而可更提高投入電力效率’進而可提高產生之電漿的密度。第3圖係顯示由電極II側觀察之輔助電極1〇2之配置的上視圖。外部磁場之E極側以外的局部電極係由於基體上之電漿密度的分布與局部電極的有無沒有關係，故可於使高頻通過E極側而其他部分成為完全絕緣的狀態β因此，於不轉動磁鐵而處理基體時，可使用局部電極僅Ε極側為獨立形狀者。又當然局部電極1〇3並不限於此實施例者。簡而言之’最重要為可修正在電子流之上游側之密度降 21 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > Α4規格（2丨(^所公着> 諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} *νβ Γ

L 經濟部中央標羋局員工消費合作社印掣 418461 a7 __—__B7 五、發明説明（19) 低的形狀。再者，依據本發明之具有電漿之均一化，而首次可施行不轉動磁場的基體處理。因此，由於本發明的輔助電極102具有上述構造’ 故不會降低產生的電漿密度，而可得到可謀求電漿密度之均一化的電漿蝕刻裝置。 ^~1).構成-曝露於電聚之輔助電極102之局部電極的表面與基體108的表面的高唐罢以下，考察局部電極103之表面的高度與基體jog 之表面的尚度之差的場合。於局部電極1〇3的表面較基體的表面咼的場合（第6圖（a))，只要不超過離子護套的寬度，局部電極之表面所產生之電子的運動到達基體的表面，而反之，於局部電極1〇3的表面較基體的面低的場合（第6圖（b))，僅低約〇,5mm，則電子的運動在局部電極與基體的境界被遮斷。亦即，電子的運動在承載部端面重新開始，而使設置局部電極的意義就消失。此乃電子撞及承載部，而造成運動暫時停止。因此’曝露於電漿之上述局部電極的表面最好設成與上述基體表面同高，或者較該基體的表面高離子護套以内（若干高（0.1〜lmm)。特別是以後者的條件所設定的局部電極即使被濺鍍，亦不會較基體低，故具有可長時間維持此性能的優點。又局部電極與載設電極I之基體的部分（承載部）l〇la 的間隔最好較電性短路的距離長，且較該局部電極所產生之電子的運動不能到達該基體的距離短，藉以可使該 22 本紙張尺度14财SHI：料77"cNs ) ( 2】Gx29?公餐） '~ - 請先閱讀背面之注意事項再填{?5本頁) ,ιτ 埃1· 41846 1 A7 —一'—------- B7 五、發明説明（2〇) — 局部電極所產生的電子由局部電極平順地流至基體。在本發明中’雖然依據上述輔助電極102的效果係舉出在均一水平磁場中之基體上之電漿密度的均一化，但疋基體附近的電漿即使是均一，若施加於基體上的自我偏壓電壓亦會產生不均一的實驗結果。此乃可認為藉由DRM之水平磁場而使電子由E極側朝w極側移動的象現所造成的問題，而如下述，此問題可藉由在使電極 II的中心部1〇6成為接地電位的狀態下施加高頻於電極 Π的外周部107來解決。 (2)電極 II105 第4圖係於第1圖中由電極j側觀察之電極π的上視面，依據本發明的電極11105係由被電性接地的令心部 106及連接於未圖示之高頻電源的外周部丨〇7所構成，且配设於相對於電極Π01的位置。依據本發明之電極Η的特徵係將習知一體形狀所構成的電極分割成同心圓狀，而對於外周的電極可投入與施加於電極】之高頻電力獨立的高頻電力。經满部中决標準局員工消费合作社印黎 X請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 特別於使用分割成同心圓狀之電極j的場合，最好藉由將構成電極II的中心部與外周部的間隔較電性短路的距離長，而可產生•保持穩定的電漿。又上述電極I與上述電極II之外周部的間隔，或上述局部電極及上述電極I與電極π的間隔係最好設為以最大值來分割在該電極I與該電極II所夾之空間内所發生之局部之電漿密度之最小值的比率成為〇丨以上的距 23 ^紙張尺度適用中國围家榡準（CNS ) Α4说格（2】0Χ 297公ί ~ ---- 經滴部中央標準局員工消費合作社印繁 Λ1846 1 A7 ~~~ ---____________ 五、發明説明（^ ~~~—- 離，而可得到穩定的電漿。再者，最好將載設於電極I上之基體的外周端自構成上述電極II之外周部的外周端配設於内周端的範圍内，而可確保對於基體之自我偏壓電位的高均一性。於第4圖及第7圖（&)中，構成電極ιη〇5的外周部 1〇7被分割成四分係為了下述的實驗，故亦可成為一體。亦即，如第36圖（a)所示，構成電極ΙΠ05的外周部1〇7 亦可為環狀體，且該環狀體的阻抗係以相當於藉由磁場施加裝置所產生之電子流之流動之上游側（E極側）的部分107b較其他部分1〇7c低之方式設置不同阻抗的區域。如上述，依據本發明的輔助電極1〇2(亦即局部電極 103)係對於謀求在均一水平磁場中之基體上之電漿密度的均一化相當有效，但是具有即使基體附近的電漿為均一而施加於基體上之自我偏壓電壓為不均—的問題。然而’依據本發明的電極ΙΙ105係使第4圖所示之内側的電極106接地電位，並施加高頻於外側的電極1〇7，且所施加的高頻較電極丨高的頻率，藉此可解決基體附近的電漿密度為均一而施加於基體上的自我偏壓電位（vdc) 不均一的問題。以下，說明為何不施加高頻於内側钓電極1〇6及外侧的電極1 〇7兩者，而僅施加於外侧的電極1 ^第7 圖及第8圖係以個別的加方式所產生電漿時之電子之流動的概略圖。第7圖係顯示高頻僅施加於外侧之電極107 24 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4现格（210X297公釐） ----------农------II------^ 1 ' - , . 二請先閱讀背而之注意事項再填寫本頁〕經浠部中央椋準局負工消费合作祍印繁 4184 61 A7 '~~ -〜 ___B7 五、發明説明（22 ) _ — 本發月的場合，而第8圓係顯示高頻施加於内側之電極106及外側之電極1〇7兩者之習知的場合。第8圖的習知方式係電子流的方向於電極II105全體引起與電極1101反方向的運動。但是第7圖的本發明方式（僅外周部分施加高頻）係可認為在電極π的外周部分而引起與電極1101相反的流動，而若到達ε側端則電子順著電極I側的流動，再移動至w側。如此，於電極II表面之電子的流動與於電才盈工表面之電子的流動成為-個封閉的系統是相當重要，且為本案的特微之一。藉由使用第7圖的本發明方式，並使用12〇Gaussi 大體均一水平磁場，而令本發明較習知技術之通常為 20〜3〇V之範圍之自我偏壓電位Vdc的偏移（max_min)小至數V位準。藉此，完全消除於蝕刻時成為問題之晶圓的充電損傷（charge-up damage)。本發明的意義所在乃習知技術以於磁場具有梯度所解除者，而本發明以均一的水平磁場來解決。總之，在習知的裝置中，梯度磁場之梯度狀況的決定係對於一製程來計算最適合的磁場分布’以施行磁場的構成°由於此乃藉由製程條件（壓力、原料氣體種類、 RF電力等）而改變最適當的值，故造成成本增加非常多而缺乏實用性的缺點。然而’依據本發明的電漿蝕刻裝置，以水平的均一磁場可構成上述之不影響製程條件而穩定的蝕刻製程。其中’内側之電極106的直徑及外側之電極1〇7的 25 本紙張尺度適用中國國家標準{ CNS ) Λ4規格（2]ΟΧ29"7公釐） _(讀先閱讀背面之泣意事項再填寫本頁 ί- 4184 6 1五、發明説明（ A7 B7 23 外仕係於處理之基體尺寸為20Gmm時分別成為160mm 及260mm，而當然内側之電極1〇6之直徑等的尺寸可稍微變更亦不會影響本發明的故果。又在本發明中，投入至電極11〇1的高頻為 13’56MHz ’投入至電極π之外周部的高頻為 1〇〇ΜΗΖ ’而若投入至電極Η之外周部107的高頻為較電極1101尚的頻率，則任何的頻率亦可。再者，在本發明中，由於以相對於電極I的頻率（主要使用13.56或27· 12MHz，當然不限於此兩種）高的頻率來設定施加於電極Π之外周部1〇7的高頻電力，故可得到對於電極I的電力以比較低電力的效果。亦即，於施加 13·56ΜΗζ，400W於電極I時，對於產生Vde修正效果之電極II之外周部1〇7之1〇〇MHz的施加電力係產生 75〜l〇〇W的結果。此電力雖然依據電漿的條件而稍微有變動’但是可說對於電極Η之外周部1〇7的施加必要電力成為電極I電力的約0.25倍。 (jl處理氣體之導入的播椹經漓部中央梯準局貝工消費合作社印製 -(讀先閱讀背面之注意事項再填寫本瓦) 對於反應室100中導入處理氣體的機構係使用第4 圖所示的蓮蓬頭414。蓮蓬頭414係複數個配設於電極 Π105之電性接地之中心部106之處理氣體的導入管，以對於載設於電極I上的基體108面内均一、之方式自電漿襞置100的外部喷射處理氣體，藉此可保持在基體附近之氣體流和反應生成物與原料氣體的比均一，此蓮蓬頭係於氧化膜的蝕刻中具有重要的作用者。 26 本紙張尺度適用中國國家榡準（<：1^)八4規格（210/297公釐） ^18461 Α7 〜---—_ . Β7五、發明説明（）經潢部中失梯準爲負工消费合作社印裝处复於自-兩個電之方式（二頻激 I方式）的對策在二頻激發方式中，電極！與電極π的間隔是相當重要。在本發明中，將此間隔設定成10，mm，而在此條件下’對於本發明之電極Π(電極„的外周部）之電力施加的效果顯著地顯現出來。然而，著眼於將來3〇〇眶以上的基體大口徑化時，吾人認為隨著處理氣體的大流量化，而氣體的高速排氣成為不可或缺，進而必需使電極間隔成為30mm以上。此時，如第9圖之方式變更於第4 囷之内側的電極106及外側之電極1〇7的構造，而設置構件107 、107 ，俾成為僅使外側的電極】07靠近電極1101的構造，藉此可滿足所要求之氣體的排氣速度之同時’施行電衆修正。藉由上述具有兩個電極1及π的電漿蝕刻裝置使用均一水平磁場且不轉動磁場，而可產生施行基體處理之位準之均一的電漿，進可使裝置全體小型化、低本化及實用化。又輔助電極的小型化亦對於裝置小型有同樣的效果》實施例以下’參照圖式來說明依據本發明之輔助電極及電漿蝕刻裝置，而此等實施例並非用以限芦本發明。 (實施例一）在本實施例中，使用具備有第1圖所示之輔助電極之平行平板型的電漿蝕刻裝置，並改變輔助電極的設置 27 本紙張尺度ίί用巾SU家梢準（CNS ) Α4規格（2{(}><297公廣 -(諳先閱讀背面之注意事項再填寫本S ) i .-4.

、1T ' 始 .--II _I-n I —> _ · 經满部中央標準局貝工消費合作社印裝 4184 61 A7 —~~-------B7 五、發明説明（25 ) — -- 方法，而調查於施加高頻電力⑴56[mHz]於電極工時所產生之電漿密度的分布。輔助電極102係使用以藉由磁場施加裝置1〇9所產生之四極(亦即’ N極、S極、E極、W極)的方向為中心而分割成四分者。且單獨將一方向的輔助電極（例如 i〇2e)陰極化（亦即，使電極n〇1短路的狀態），而其他三方向的輔助電極（例如102w、1〇2n、1〇28成為浮動 (Hoatmg)狀態，藉此來檢討本發明之辅助電極的效果。輔助電極102係包括由導電性之材質（A1)所構成的局部電極103及調整阻抗的裝置1〇4。調整阻抗的裝置係於使局部電極103與電極n〇i短路的場合使用銅間隔物，而於使局部電極1〇3與電極11〇1絕緣的場合使用鐵弗龍間隔物。局部電極1〇3係藉由此等間隔物而用螺絲112來與電極iioi接合。反應室100的内部係成為可減壓的構造，而以未圖示的满輪分子泵來減壓至到達真空度1〇-5Pa位準。產生電漿的原料氣體係由設於電極Η之中心部的蓮蓬頭而被導入至二電極間。本發明係使用氬氣為原料氣體，而調查離子電流密度：ji〇n[mA/cm2]及自我偏壓電位： Vdc[volt]。由於離子電流密度可認為電漿密度，故以後記作電漿密度。氣體壓力係以氣體的流量調整在 10〜2〇〇mTorr的範圍。電極II105係成為如第4圖所示的構造。亦即，相對於習知的裝置以一片板來構成者，而此例的裝置係分離 28 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4現格（210Χ297公釐） {請先閱讀背面之注項再4寫本頁) -11 4184 6 1 4184 6 1 經滴部中央標準局員工消費合作社印裝 A7 〜__ ~——- B7_ 五、發明説明（％ ) ---- 成中心部的電極106與外周四處的電極1〇7。由於此例係以評估辅助電極為目的，故與習知裝置同樣地將電極 π全部接地。如第3圖所示，用以觀測電漿的探針113埋入由導電性之材質（sus)所構成的電極nol，並於200mm p的電極（相當於8inch φ之基體的直徑）面内設置17點。以測定此被埋入之各探針113之在電漿中的浮動電位而得到Vdc，且自較所得到之vdc充份偏壓成負時所得到的電流值而得到電漿密度：ji〇I1。

第10〜13圖係調查電漿密度：Jion[mA/cm2]的結果。第10圖係顯示僅E極側之局部電極（1〇3e)被陰極化的％合，第11圖係顯示僅W極侧之局部電極（i〇3w)被陰極化的場合，第12圖係顯示僅n極側之局部電極（1 〇3n) 被陰極化的場合；第13圖係顯示僅S極側之局部電極 (103s)被陰極化的場合。其中，局部電極的陰極化係指使既定之極側的局部電極成為較其他極側的局部電極低之阻抗的狀態。於第10〜13圖中，橫軸為離開基體之中心的距離’而縱軸為電漿密度（Jion)D 又表一係顯示於第10~13圖中所用之各記號的意義。 29 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4说格（210X297公釐） ------,玎------^ 1 *(請先閲讀背面之注意事項再填寫本S ) 4 184 e 1 A7 B7五、發明説明（27) 經潢部中央標準局員消费合作社印突表一圖號陰極化的局部電極記號陰極化的有無電漿密度的測定方向第10圖僅E極側 ▲記號僅E極側陰極化 N極側一 S極側 (302e) △記號僅E極側陰極化 E極側一W極側 •記號局部電極全部非陰極化 N極側一 S極側〇記號局部電極全部非陰極化 E極側一 W極側第11圖僅W極側 ▲記號僅W極側陰極化 N極側一 S極侧 (302w) △記號僅W極側陰極化 E極側一 W極側 •記號局部電極全部非陰極化 N極側一 S極側〇記號局部電極全部非陰極化 E極側一 W極側第12圖僅N極側 ▲記號僅N極側陰極化 N極側一 S極側 (302η) △記號僅N極側陰極化 E極側一 W極側 •記號局部電極全部非陰極化 N極側一 S極侧〇記號局部電極全部非陰極化 E極側一 W極側第13圖僅S極侧 ▲記號僅S極侧陰極化 N極侧一 S極側 (302s) △記號僅S極側陰極化 E極側一 W極側 •記號局部電極全部非陰極化 N極側一 S極側〇記號局部電極全部非陰極化 E極側一 W極側由此四曲線圖可知，僅於使e極側短路時（第1 ο圖），可修正於習知e極側電漿密度下降的狀態。第14圖係調查於晶圓之自我偏壓電位：Vdc[volt] 30 本紙張尺度過用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公釐） _ 1__I— I _____ > I___I _ !| 丁 _ _____-__复 I - . . - *(請先閱讀背面之注意事項再填艿本頁〕經濟部中央標準局員工消費合作社印衮 «184 e li A7 ---~~~----------B7 _五、發明説明（）〜-^28 } 的結果。又第15圓係顯示將第10〜13圓所示之電襞密度· Jl〇n[mA/cm2]之結果予以彙集歸納的曲線圖。由第14圖可知，於使全部之局部電極短路的場合（相當於習知裝置的條件），Vde變小，而使蝕刻率變低。另方面，由第14圖及第15圖所示可知，於僅使£極侧陰極化的場合，可得到某程度大的Vdc，同時亦可得到能修正在習知E極側下降之電漿密度的效果。亦即，吾人可知，對於基體，而於由磁場施加裝置所產生之電子流之流動的至少上游側設置有局部電極及調整阻抗的裝置’藉以達到上述效果。 (實施例二）此例係使用各容量的電容器來當作調整E極側之阻抗的裝置104e，而其調查電漿密度·· Ji〇n[mA/cm2]及自我偏壓電位：Vdc[volt]係與實施例一不同。比較電容器的容量為1、7、11、21[pF]的場合與短路的場合。此時，使其他三個調整阻抗的裝置（1〇4w、1〇411、 1 〇4s)成為電性上的浮動狀態。其他點則與實施例一相同β第丨6圖係調查於晶圓之自我偏壓電位：Vdc[volt]的結果；第π圖係調查電漿密度：Jion[mA/cm2]的結果。由此二曲線圖可知，藉由使E極側、的耦合阻抗成為最適當值（21[pF])，而可得到較短路的場合高的vdc，同時可修正在習知E極側下降的電漿密度。 (實施例三） 31 ·(請先閱請背面之注意事項再填寫本頁) • I - I ........mi _

-丁 "S 11^1 In 本紙張尺度適用中國國家標卑{ CNS ) Λ4規格（2丨ΟΧ297公楚）經满部中央標準局員工消费合作社印裝 4184" ^ A7 --___ B7 五、發明説明（29) ' 此例係調查於改變在電極π施加高頻電力 (l〇〇[MHz])之部分時所觀侧的Vdc。其他則與實施例一之第10圖的條件（僅E極侧陰極化）相同。第18圖顯示施加於電極π之全面（106及1〇7)之場合的結果；第19圖係顯示僅施加於電極η之中心部分（1 〇6) 之％合的結果’第2 0圖係顯示僅施加於e極側之外周電極（107e)之場合的.結果；第21圖係顯示施加於全部之外周電極（107)之場合的結果。於各圖面之右上部所示之電極II的概略圖中’黑的部分表示區施加高頻的電極。在第18圖及第19圖中，不依據施加電力的值，而使Vdc的偏差變大’進而不能見到施加高頻電力的效果。在第20圖中’與第18圖及第19圖相較，具有Vdc之偏差變小的傾向。於第20圖的場合可知，與第18〜2〇圖相較’可顯著地減低Vdc的偏差。亦即，吾人可知藉由施加高頻的電力於全部的外周電極（1〇7) ’而可抑制Vdc的偏差。又由第21圖可知’於未施加高頻於電極η之場合 (第21圖’ 〇W)的Vdc具有20V以上的偏差，而對於基體的端面有充電損傷（charge-up damage)之虞；反之，於施加高頻於電極II之全部外周電極的場合（第21 圖’ 75W) ’可將Vdc的偏差抑制於約3 V，而可顯著地減低充電損傷。第22圖係顯示僅施加於w極側之外周電極（1 〇7w) 32 本紙張尺度適用中國囷家樣準（CNS ) A4規格（2丨0x297公釐） ----------&------'玎------岣、— .{請先閱讀背而之注意事項再填寫本頁j 經潢部中央標準扃員工消贽合作社印^ 4ΐ84βΐ A7 --- Β7 五、發明説明（3〇) -— 之場合的結果。此結果由與第2〇圖所示之僅施加於£極側之外周電極（l〇7e)的場合相同位準而可認為，為了抑制 Vdc的偏差，必須施加於全部的外周電極〇〇7)。在此例中，雖然將13.56[MHz]及100[MHz]的高頻電力分別施加於電極I及電極„的外周部’但是由於電極π 具有產生電漿之調整的功用（當作於晶圓之自我偏壓電位Vdc之調整裝置的功用），故使用較施加於電極j之高頻的頻率（Π)高的頻率來當作施加於電極π之高頻的頻率（f2) 〇其結果，以小的投入電力，而可得到Vdc的修正效果。於使f2成為較Π高之頻率的場合，由於施加於電極II的Vdc變小’故亦具有電極π難以被賤鍍的效果。又於同頻率（f2=fl)的場合，由於電極I與電極π干涉，故電漿成為不穩定，而不適合。但是藉由使〇與乜的相位錯開等的辦法’而即使於f2=fi的場合，亦可使電聚穩定。 (實施例四）此例係改變於第1圖中設於由磁場施加裝置產生之電子流之流動之至少上游側之構成輔助電極〇〇2)之導電性材料所形成之局部電極（103)的形狀與圓盤狀之基體 (108)的相對配置，而調查載設於電極1(101)之基體上之電漿密度：Ji的分布，進而檢討其均一<性。此時，局部電極（103)的形狀係相對於該基體而成為圓弧狀。其中，將構成輔助電極（102)之局部電極（103)之該基體（108)侧之兩端部的直線距離定義為L，而該基體（108)的直徑定 33 ^紙張尺度適用中if國家標準（CNS ) Λ4規格（2丨〇Χ297ϋ — ~ 參 -(請先閲讀背面之注意事項再填荇本頁) •1Τ A7 ^-_ 67____ 五、發明説明（31) 義為D。但是，此例係使用直徑D為200mm的晶圓當作基體上述局部電極（103)與基體（108)之相對配置的變更係藉由變更局部電極之對於基體之圓弧狀的長度L，而檢驗以下之四種配置（第29圖（a)〜(d))。配置4·1 :局部電極之對於基體之圓弧狀的長度l 較基體之直徑D短的場合（第29圖（a))。配置4-2 :局部電極之對於基體之圓弧狀的長度l 大體等於基體之直徑D的場合（第29圖 ⑻）。配置4·3 :局部電極之對於基體之圓弧狀的長度l 較基體之直徑D長的場合（第29圖（c)) β 配置4-4:與習知的裝置同樣地未設置輔助電極的場合（第29圖（d)) » 經滴部中央標隼局員工消費合作社印聚 ·(請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 如第30圖（由電極π側觀察之電極I的概略上視圖）所示，於上述Ji的測定係使用設置於載設有電極I之奉體之部分（承載部：l〇la)的探針（圖中〇記號的位置）。亦即，探針係自磁場施加裝置109所產生之電子流之流動的至少上游側（E極側）至下游側（W極側）以2〇mm間隔且成直線狀地設置三排。三排的間隔為6〇mm，中排的測定線配置成通過基體的中心 '配置之探針的數目係中排為9個，而下排…極側）及下排（s極側）分別為5個。此時，局部電極（103)與載設電極I之基體的部分的間隔係較電性短路的距離長，且必需較該局部電 34 本紙俵H適用標举{ CNS )六4冗格（2丨0X297公楚) --—— -- 經承|部中央標隼局貝工消费合作社印聚 4l^4et Λ7 ' -—~~~ ---- B7 五、發明説明（32 — --- 極所產生之電子之運動不到達該基體距離短’而在此例為 1 mm 〇又電極1(101)與上述電# II(105)的間隔係最好於該電極I與該電極π所夾之空間所發生之局部之電聚密度的最小值除以最大值的比率成為01以上的距離，而㈣為30mm。藉此，於極端不會產生電漿密度低的空間。其他處係與實施例—之第1〇圖的條件（僅E極側陰極化）相同第31圖（a)〜(d)係顯示上述四種配置之電漿密度：η 之測定結果的曲線圖。第31圖（3)〜(句係顯示配置 4的結果。在第31圖中，橫轴軸為配置探針的位置，而縱軸為自我偏壓電位：Vdc。又曲線圖所示的三個記號係△記號表示上排之測定線的結果，□記號表示中排之測定線的結果，▽記號表示下排之測定線的結果。由第3 1圖（a)〜(d)可知下列各點：與配置4-4(未設局部電極的場合（第29圖（d乃相較，至少於上游侧設置局部電極（103)的配置肛丨〜‘；^(第29圖 (a)〜(c))係可於中排的測定線謀求電漿密度的均一化。但疋’於使局部電極之對於基體之圓娘狀的長度L較基體的直徑D短的配置4-1(第29圖（a))的場合，於☆記號的位置確認電漿密度的降低^ ^ 於局部電極之對於基體之圓弧狀的長度L大於或等於基體的直徑D的配置4-2或4-3(第29圖（b)、（c))，由於即使在上下排的測定線亦使電漿密度成為均一，故吾 35 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210X297公麓） I— n 1- n n n I- ! ¢11 —1 - ! _ 1 丁 I^ i ί ϋ ------亡 ί .V411Λ_ . 、 - -(請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經漪部中次標隼局員工消費合作社印聚 f 418461 A7 ,______——B7 五、發明説明（33 ) 一一· 人可知對於基體全面可形成均一且穩定的電漿。 (實施例五）此例係使用第32圖所示之無辅助電極的平行平板型電漿㈣裝置來取代第i圖的裝置，且改變分離成中心部（106)及外周部（107之電極11(1〇5)及電極1(1〇1)的相對配置，而調查載設於電極1(1〇”之基體上之自我偏壓電位 Vdc的分布，進而檢討其均_性。在第32圖中’ 係反應室，101係電極〖；1〇la係載設電極丨之基體的口P刀（承載部），105係電極II ; 1 〇6係中心電極；1 〇7係外周電極：108係基體；109係磁場施加裝置；11〇係施加高頻於電極I的電源；Π5係施加高頻於構成電極Π 的外周電極。其中’如第36圖（a)所示’構成電極II 1〇5的外周部 107係使用由同一阻抗所形成的一體物1〇7a來當作構成電極II的外周電極。此時，於電極1(1〇1)及電極11(107)分別施加 13.56MHz及100MHz的高頻，且電極II的中心電極（1〇6) 係調查成為接地電位時所產生之電漿之基體上之Vdc的分布β 上述電極11(105)與電極1(101)之相對位置的變更係藉由變更中心電極（106)的直徑及外周^電極（107)的寬度’而檢驗以下之六種配置（第33圖（a)〜(f))。配置5-1 :電極1(101)的外周端位於構成電極11(105)之外周電極(107)之中間附近的場合(第33圖(a))。 ___ 36 本紙張尺—度適用中國國1^Τ^Τα4跡（210XW7公i ) ~~~'~~ . - ，(請先閲讀背面之注^K項再填寫本頁) -Φ 岐！經漭部中央標嗥局員工消费合作社印家 ^ 184 Θ1 at ____Β7 五、發明説明（34) 配置5-2 :電極1(1 〇1)的外周端位於構成電極π(ι〇5) 之外周電極（107)之内周端附近的場合（第 33 圖（b))。配置5-3 ··電極1(1〇1)的外周端位於構成電極π(105) 之外周電極（107)之外周端附近的場合（第 33圖⑷）。配置5-4:電極1(1〇1)的外周端位於較構成電極ι(105) 之中心電極（106)之外周端内側的場合（第 33圖⑷）。配置5-5 :電極1(101)的外周端位於構成電極ii(i〇5) 之外周電極（107)之外周端外侧的場合（第 33圖⑷）。配置5-6 :與習知裝置同樣地僅由中心電極（1〇6)來構成電極11(105)，且電極1(101)的外周端位於構成電極11(105)之中心電極（106) 之外周端附近的場合（第33圖 ⑴）。如第34圖（由電極Π侧觀察之電極I的概略上視圖）所示’於上述Ji的測定係使用設置於載設有電極I之基體之部分（承載部：l〇la)的探針（圖中〇記號的位置亦即’探針係自磁場施加裝置109所產生、之電子流之流動的至少上游側（E極側）至下游側（W極側）以20mm間隔且成直線狀地設置九個。此時，構成電極11(105)之中心電極（106)與外周電極 37 ---------Ψ-------、*τ------岣-1 -(請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙张尺度適用中國國家標準（CNS } Α4说格（210 X 297公釐〉經",部ΐ-决標率局負工消费合作社印^ ^18461 A7 -~~ _____B7 五、發明説明（35) (107)㈣隔係必需較較電性短路的距離長，而在此例為 1 mm ° 又電極1(101)與上述電極U之外周部（1〇7)的間隔係最好於該電極I與該電極π所夾之空間所發生之局部之電漿密度的最小值除以最大值的比率成為〇】以上的距離，而此例為30mm。藉此，於極端不會產生電漿密度低的空間。第35圖係顯示上述六個配置之自我偏壓電位：vdc 之測定結果的曲線圖在第35圖中，△記號表示配置 5-1 ; 記號表示配置5_2 ;〇記號表示配置5_3 ; ▽記號表示配置5_4 ; ◊記號表示配置5-5 ;#記號表示配置 5-6。由第35圖可知以下各點：配置5-6(未設外周電極而僅由中心電極構成電極η 的場合：·記號）的Vdc分布（最大值與最小值的間隔）係約為20volt，而藉由成為設有施加高頻之外周電極的配置5-1〜5-5’而可謀求自e極侧至w極側Vdc的均一化，而此Vdc的分布約在i〇v〇it以内。吾人可知’將電極1(101)的外周端設置於構成電極 11(105)之外周電極（1〇7)之寬度範圍内的配置5 — ^-3係可抑制自E極側朝W極侧之Vdc的偏舞於5volt以内。其結果’可顯著地減低對於基體的充電損傷。又此例係顯示將使電極II的中心電極（106)成為接地電位的場合’但是使電極II的中心電極（106)成為浮動的 38 本紙張尺度適用中國固家標準（C’NS ) A4規格（210X297公釐）乂請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

，1T 成！ * I— m II» A7 418461 ----87 __ 五、發明説明（36) — 場合亦可得到與此例相同的結果。因此，亦可使電極η 的中心電極（106)成為接地電位或浮動狀態。又如第36囷 (a)所示，於此例中，構成電極π 105之外周部1 〇7使用由同一阻抗的一體物107a來當作構成電極π之外周電極，但是如第36圖（b)所示，構成電極Π105之外周部1〇7環狀體，且即使該環狀體的阻抗係以相當於磁場施加裝置所產生之電子流之流動之上游側（E極側）的部分107b較其他部分107c低之方式來設置不同的阻抗區域，亦可得到與上述第35圖大體相同的結果。產業上的可利用性如上述的說明依據本發明’可得到能謀求對於基體表面之產生電漿之密度之均一化的輔助電極。且本發明藉由將輔助電極設於載設基體之電極I的外周，而可構成對於基體全面可均一的蝕刻或濺鍍的電漿蝕刻裝置。又藉由高頻電力僅施加於位於與電極I相對之位置之電極II的外周部，而可提供能謀求對於基體之自我偏壓電位之均一化的電漿蝕刻裝置。 ----------.衣------1T------^ 1 -I*' 二請先閱讀背面之注意事項再填窍本頁) 經潢部中央標準局舅工消費合作社印聚 39 本紙張尺度適用中國國家2mx297公着）

Claims

經濟部中央標準局員工消費合作社印«. 六、申請專利範圍 1.一種電漿蝕刻裝置，具備有平行平板型的二電極】和電極II以及連接於該電極Τ或/且電極π之高頻電力的施加裝置；且於上述電極Ϊ之與上述電極π相對的面上載没使用電漿來施行姓刻處理的基體；又設置具有相對於上述基體之施行電漿蝕刻的面水平且一方向的磁場施加裝置；其特徵在於：對於上述基體，於由上述磁場施加裝置所產生之電子流之流動的至少上游側設有輔助電極；該輔助電極包括配置於與上述電極u相對側的局部電極以及設於與該局部電極之上述電極〗作電性耗合之部分的調整阻抗的裝置。 2·—種電漿姓刻裝置’具備有平行平板型的二電極I 和電極II以及連接於該電極I或/且電極π之高頻電力的施加裝置；且於上述電極I之與上述電極π相對的面上載設使用電衆來施行姓刻處理的基體；又設置具有相對於上述基體之施行電漿触刻的面水平且一方向的磁場施加裝置；其特徵在於：上述電極II包括電性接地的中心部以及連接於與連接至上述電極I之高頻電源獨立而可控製之高頻電源的外周部。 3·—種電漿链刻裝置’具備有平行平板型的二電極I 和電極II以及連接於該電極I或/且電極π之高頻電力的 40 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -I I 1--n I I . 装 ~~ I ! I--訂 * (請先閱讀背面之注項再填寫本頁) 6 4 8 4- I 4 ABCD 經濟部中夬標率局員工消費合作社印裝申請專利範圍施加裝置；且於上述電極ϊ之與上述電極π相對的面上載設使用電漿來施行蝕刻處理的基體；又設置具有相對於上述基體之施行電漿钱刻的面水平且一方向的磁場施加裝置；其特徵在於：對於上述基體，於由上述磁場施加裝置所產生之電子流之流動的至少上游側設有輔助電極；該輔助電極包括配置於與上述電極π相對側的局部電極以及設於與該局部電極之上述電極丨作電性耦合之部分的調整阻抗的裝置；上述電極II包括電性接地的中心部以及連接於與連接至上述電極I之向頻電源獨立而可控製之高頻電源的外周部。 4‘如申請專利範圍第i、2或3項所述的電漿蝕刻裝置，其中上述磁場施加裝置為偶極環磁鐵（DRM)。 5-如申請專利範圍第1或3項所述的電漿蝕刻裝置’其中構成上述輔助電極的局部電極為由僅設於上述磁場施加裝置所產生之電流之流動之上游側之導電性材料所形成的第一局部電極。 6.如申請專利範圍第1或3項所述的電漿蝕刻裝置’其中構成上述辅助電極的局部電極為由設置於藉由上述磁場施加裝置所產生之電子流之流動之至少上游侧的導電性材料所構成的第二局部電極以及由設置於該上游侧以外之絕緣性材料所構成的第三局部電極之組合而成。 41 本紙張尺度適用中國國家樣準（CNS)八規^ ( 21〇χ297公着） {請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 4184 e 1 A8 B8 C8 _______ D8 六、申請專利範園 7. 如申請專利範圍第丨或3項所述的電漿蝕刻裝置，其中構成上述輔助電極的局部電極為由在藉由上述磁場施加裝置所產生之電子流之流動之至少上游側寬度寬且在該上游側以外寬度窄的導電性材料所構成的第四局部電極以及由上述基體觀察而設置於該第四局部電極之寬度窄的絕緣性材料所構成的第五局部電極之組合而成。 8. 如申請專利範圍第1或3項所述的電漿蝕刻裝置，其中藉由上述磁場施加裝置所產生之電子流之流動之至少上游侧之構成上述輔助電極的局部電極係由上述基體之全的位置觀察，具有遮蓋該電子流之流動之上游側（第28圖的E極側）的大小。 9. 如申請專利範圍第1或3項所述的電漿蝕刻裝置，其中上述調整耦合阻抗的裝置為設於上述局部電極之與上述電極I作電性麵合之部分的凹凸形狀。 10. 如申請專利範圍第丨或3項所述的電漿蝕刻裝置，其中上述調整麵合阻抗的裝置為設於上述電極I之與上述局部電極作電性耦合之部分的凹凸形狀。 11. 如申請專利範圍第1或3項所述的電漿蝕刻裝置’其中上述調整耦合阻抗的裝置為由設於上述局部電極與上述電極I之間之與該局部電極與該電同介電常數之材料所構成的單層膜或積層膜。 12_如申請專利範圍第1或3項所述的電漿蝕刻裝置’其中上述調整搞合阻抗的裝置為設於上述局部電極 42 本紙張尺度適用中國围家標準（CNS丨A4規格（210X297公羞） I - 1111 I - - J—] i^i - I 1 In ' JI. ! I i- •(請先閱讀背面之注項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印聚 4

六經濟部中央標率局員工消費合作社印製申請專利範圍之内部的空洞。 13, 如申請專利範圍第1或3項所述的電漿蝕刻裝置’其中上述調整耦合阻抗的裝置為由設於上述局部電極與上述電極I之界面附近的空洞。 14. 如申請專利範圍第12項所述的電漿蝕刻裝置其中上述空洞為真空、惰性氣體或與該局部電極與該電極I 不同介電常數的材料。 15. 如申請專利範圍第13項所述的電漿蝕刻裝置，其中上述空洞為真空、惰性氣體或與該局部電極與該電極1不同介電常數的材料。 16, 如申請專利範圍第1或3項所述的電漿蝕刻裝置’其中上述調整耦合阻抗的裝置為設於上述局部電極與上述電極Ϊ之間的電容器。 17·如申請專利範圍第1或3項所述的電漿蝕刻裝置’其中構成上述局部電極的材料為Al、Cu、Si、SiC 或玻璃性碳* 18. 如申請專利範圍第ϊ或3項所述的電漿蝕刻裝置，其中曝露於電漿之上述局部電極的表面係與上述基體的表面同高’或者較該基體的表面高離子護套以内。 19. 如申請專利範圍第ϊ或3項所述的電襞蝕刻裝置’其中上述局部電極與載設上述電極I之基體的部分的間隔係較電性短路的距離長，且較該局部電極所產生之電子的運動不能到達該基體的距離短。 20. 如申請專利範圍第ϊ項所述的電漿蝕刻裝置，其 43 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4·( 2敝297公董） It n^i —^ϋ ilki _ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4184 A8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍一'_ ' 中載X於上述電極I上之基體的外周端與上述電極Η的外周端相等，或配設於内側。 21，如申請專利範圍第2或3項所述的電漿蝕刻裝置，其中上述電極1與上述電極Η之外周部的間隔為該電極I與該電極11之各表面所產生之電子的移動相互影響的距離。 22_如申請專利範圍第2或3項所述的電漿蝕刻裝置，其中構成上述電極II之中心部與外周部的間隔為較電性短路的距離長。 23.如申請專利範圍第2或3項所述的電漿蝕刻裝置，其中載設於電極】上之基體的外周端係自構成上述電極II之外周部的外周端配設於内周端的範圍内。 24*如申請專利範圍第1、2或3項所述的電漿蝕刻裝·置，其中導入處理氣體至上述電極丨與上述電極Η所夾之空間内的機構為配設於與該電極η電性接地之區域的複數導入管所構成。 25. 如申請專利範圍第2或3項所述的電漿蝕刻裝置’其中分別施加高頻於上述電極I及上述電極π而電漿触刻載設於該電極Ϊ之基體的場合，施加於該電極I之尚頻的頻率Π與施加於該電極〗〗之高頻的頻率f2的關係為 fl S f2。 26. —種電漿蝕刻裝置’具備有平行平板型的二電極I 和電極II以及連接於該電極I或/且電極π之高頻電力的施加裝置；且於上述電極I之與上述電極Η相對的面上 44 本纸張尺度3用中國國家標準（CNS)八4胁"UIOXW公董) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝、tT 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 6 4 8 ABCD 經濟部中央樣準局員工消費合作杜印裝穴、申請專利範圍載設使用電漿來施行钱刻處理的基體；又設置具有相對於上述基體之施行電漿蝕刻的面水平且一方向的磁場施加裝置；其特徵在於：於上述基體的周邊部設有環狀的辅助電極；該輔助電極包括配置於與上述電極π相對側的局部電極以及设於與該局部電極之上述電極I作電性叙a之部分的調整阻抗的裝置；且上述環狀體的阻抗係相當於上述磁場施加裝置所產生之電子流之流動之上游側的部分係較其他部分低。 27·—種電漿蝕刻裝置’具備有平行平板型的二電極工和電極II以及連接於該電極I或/且電極π之高頻電力的施加裝置；且於上述電極〗之與上述電極u相對的面上載S又使用電漿來施行触刻處理的基體；又設置具有相對於上述基體之施行電漿蝕刻的面水平且一方向的磁場施加裝置；其特徵在於：上述電極II包括電性接地的中心部以及連接於與連接至上述電極I之高頻電源獨立而可控製之高頻電源的外周部；且上述環狀體的阻抗係相當於上述磁場施加裝置所產生之電子流之流動之上游侧的部分係較其他部分低。 45 本紙張从適财( CNS ) A视# ( nlnll^!ll!n .^—n nnn T U3 ·- {諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)