A7 B7 衣發明大體上有關於電漿處理技藝，且更特別地，有關 ' 备裂處理方法及在電漿處理過程中減少基板損壞之裝 置 …… 成電漿處理技藝，其包含電漿蝕刻處理及電漿化學氣相 此積（CVD)處理，係加強性地用在不同半導體装置之製造 工平。進一步：電漿處理也用於製造平面頻示器，例如 ’ ~液晶顯示裝置或一電漿顯示裝置。 圖1顯示一用以蝕刻一絕緣膜之典型傳統電漿蚀刻装置 100之結構。 參考圖1，該電漿蝕刻裝置100係一平行板裝置，包含一 處垤室1〇卜其中，一下電極102及一上電極i〇3係以平行關 <’Γ’安置°孩較低電極1 〇 2作用如一懸掛物且其上支撑一基板 ^ 而丨疋供該上電極1 〇 3致使面對該下電極1 〇 2 〇 邊處理室1 0 1係提供一蝕刻氣體，例如，一八氟四碳、氬 、氧义混合物，且電漿係利用—來自一高頻來源】04之高頻 電力60 MHz經由一阻抗匹配裝置1〇5提供至該上電極1〇3 而於該處理室101中形成α當施行—電漿蝕刻處理一在該基 板w上形成之絕緣膜時，—低頻偏壓2 ΜΗζ進一步經由一 jj且 抗匹配裝置109從一低頻電源108提供至該下電極1〇2 3 田一 X成弘力之低頻係當作該低頻偏壓^使用時，倘若該 處理室1 01内邵壓力係持低的，放電的啓動電壓實質地增加 ，在此電壓上，一放電始於該處理室1〇丨中^如此，沒有發 射電漿發生。 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公爱） ---------訂·--------線 (請先閱讀背面之注意事項異填莴本頁> 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制^ 4 6 661 8 A7 ----- B7 i、發明說明（2 ) 在使用該平行板電漿#刻裝置100來施加一電漿敍刻處 理至在該基板W上形成之絕緣膜之例子中，係已實用於觸 動該鬲頻電源104以發射一電漿於該處理室1 〇 1中，並制動 該低頻電源108在其悛啓動以供應該低頻偏壓至該較低雷 極102。藉此，可避免隨該發射之電漿在該較低電極1〇2中 引起之哭然性阻抗改變的問題及該低頻電源丨〇 8之負載突 然改變引出之相關問題。 其間’本發明之發明者發現’當該傳統平行板電裳蚀刻 π置’如圖1之裝置1〇〇’係用於一基板進一步之處理時， 稱爲次微米或次夸克（quarter)微米裝置之前緣半導轉裝置 ’其在該基板上形成之超精細半導體結構係因該電聚處理 而易被損壞，且該半導體裝置之生產良率係嚴重地惡化。 圖2 A及2 B顯示用於本發明之發明者所導引之上述實驗 中之測試件架構。 參考圖2 A，一對應於圖1基板W之矽晶圓其上攜帶一些測 試元件EL ’每個該測試元件el係架構在一對應至如圖2^所 代表I攻晶圓W之石夕基板4 1上a 參考圖2B’該矽基板41其上搞帶一足義一動作區之場氧 化膜42，如此定義之動作區係覆蓋一具有一典型約5毫微米 厚度之熱氧化膜4 3 =進一步，一複晶矽之電極圖案料係形 成於該熱氧化膜43上。 在該實驗中，該測試元件EL係形成以具有一天線比値爲 260,〇〇〇 ’其係定義爲該電極圖案44區域對該熱氧化膜43區 壤_支_比値，jl當設定該下t極1 〇2 AJt上電極1〇3間之間隔 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） ----------I I I < « I I J ----訂 * — I I I---- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 466618 -------__B7___ 五、發明說明（3 ) 至1 9毫米《 (請先閱讀背面之.注意事項再填寫本頁) 根據該•實驗，發現在該晶園评上該Π之J試元件EL比 A ^ I# _> ：>%且沒熱氧化膜上在這類不良 之測試元件中伖1Τ減。進—步認知到，當圖i之電漿㈣裝 置被用於處理超精細半導體裝置時，這類不良裝置之比例 會增加n 圖3顯…在將圖2 A及2B之基板於圖J之電漿蚀刻裝置中 作-電聚蚀刻處理之例子中所觀察之不良測試元件比例， 其中’圖〗中之命名"Cw”指示一連續波，而該命名·，58Κ"、 _’13 0Κ”及’’260Κ"代表該天線比値。 參I圖3，可見該不良元件比例係隨在該下雷释玉〇2及該 上電極10〇惑間隙距離而變。進一步，該不良 兀件比例係隨在該天線比H變。上要篇濶遑直雜_^1聋 至一jf 篇理中^値，實質不良之發生係無 •来^g*、的。圖3關係也!指示當在該電極1 〇2及i 03問之天線比 値係保持於常數時，玄座増加式冬少比値增加a 發明概述 毯濟部智慧財產局員工消費合作社印製 據此，本發明之一整體目的係提供一新型且有用的電漿 處理方法及裝置’其中，ΐϋ述問題會被減少。 本發明之另一及更多特定目的係提供一能夠極小化在孩 電漿處理時形成之不良裝置比例之電漿處理方法及裝置。 本發明之另一目的係提供一在—電漿處理裝置中所導引 之電漿處理方法，該裝置具有一處理室、一提供於該處埋 室中以支撑其上基板之電極、一提供於該處理室中之電漿 -6 - 本紙張尺度適用中關家標準（C1S:S)A4現格（21D X 297公复—). 4 6 6 6 1 8 A7 B7_ 五、發明說明（4 ) 產生器，該方法包括下列 >.驟： (A) 供應一第一頻率之一第一電力至該電極致使該第一電 力未啓動一在該處理室中之電漿：及 (B) 供應一第二頻率之一第二電力至該電漿產生器致使該 第二電力引起該電漿產生器啓動一在該處理室中之電 漿， 其中，該步驟（A)被導引以使該第一電力係在由該電漿產 生器啓動步驟（B)之電漿前偎應至該電極。 本發明之另一目的係提供一在一電漿處珲裝置中所導引 之電漿處理方法，該裝置具有一處_理室、一提供於該處理 室中以支撑其上基板之雷極、一提1於該處理室中之電漿 產生器，該方法包括下列步驟： (A) 供應一交流電力至該電極使得該毛電力未發射一在 該處理室中之電漿：及 (B) 供應一微波電力至該電漿產生器使得該微波電力引起 該電漿產生器啓動一在該處理室中之電漿， 其中，該步驟（A)被導引以使該交流電力係在由該電漿產 生器啓動步驟（B)之電漿前供應至該電極= 本發明之另一目的係提供一在一電漿處理裝置中所導引 之電漿處理支法，該裝置具有一處理室及一提烘於該處理 室中以支撑其上基板_1電極，該包括下列步驟： (Α)供應一第一頻率之一第一電力至該電極使得該第一電 力(¾發射一在該處理_室中漿；及 (Β)供應一第二頻率之一第二電力至該電漿產生器使得該 -7- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------------*----訂·-------- (請先閔讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 j-46 66 1 8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 B7 五 '發明說明（5 ) 第二電力引起該電漿產生事啓動一每該處理室中之電 漿， 其中，該步騾（A)被導引以第一電力係在由該電極啓 動步騍（B)之電漿前供應革該電極。 本發明之另一目的係提供一電裝處理裝置，包括： 一處’k室： 一提皮中之_第一電極，該第二電極支撑一在 該處理室中之基第一電極； 一提供於該處理室中因i面對該第_一電極之第二電極： 一供應一第一頻率之第一電力至.該第一電極，使該第一 電力未引.起該第一電極發射一在處！X中之電漿之第一 電療/ : 一供應一第二較高頻之第二t力至該第二電極，使該第 二電力引起該第二電極發射一在該處理室中之電漿之第二 導源：及 該第一電極在發射該第二電極之該電漿以對應至供應來 自該第二電源之該第二電:.¾之前，供j該第一電力至該第 一多極。 本發明之另一目的係提供一電漿處理裝置，包括： 一 麥室； 一提__：^於該處室-之電極，該電極支撑於該處理至中其 上一基板： —供應一第一頻率之第一電力至該電極’使該第一電力 未引起該電極發射一 空中之I漿之第一電源； -8- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------------*---<----訂 *-------- (請先閱讀背面之;i意事項再填寫本頁) A7 B7 4 6 66 1 8 五、發明說明（6 ) 一供應一第二較高頻之第二至該電極，使該第二電 力引起該電極發射一在該處理_.室中__.之二tit之第二電源：及 該第一電極在發射該電極電f以對爲至供應來自該第二 電力至該第二電源電極之前 > 供__應讀第一電力至該電極3 根據本發明，當利用一低頻偏壓，典型頻率係2 MHz或 更少，至上述預置電極以發射該電漿，而使電漿發生 時，馬上可利用一離子護套來覆_蓋該基梭攜帶之電極表面 n該U頁偏壓不會引起發射電漿’且因而形成之離子護套 有效地保護該電極及該基板_上支撑之基板免於接觸到電装 。轉杲，沒有該基板 < 不均勻充電所引起之充電電流流過 該1板，而損壞該基板上之成功地減少3只 要該低頻偏壓以一足以在發射電漿時感應詨I土護套之大 電極，可隨意選擇該第二電力之供應時序對比 於該第一電力之供_塵時序11例如，倘若供第二電力不 引起梦封漿直巧該第一電力在讀電極4 _面上到達一足以 感應該所需之·:::手護套，則啓始供應該第二電力至該電漿 產生器之時序會早於或晚於該低頻偏壓供應至該電極的時 序。另外，既然供應該第二電力不引起直到該第 一電力在該面上到達一足以感應該所需之離子護套 ，供應該第二電力會同時啓動供應該第一電力° 本發明之另一目的係提供一在一電装置中所導引 之理方法，該裝置具\盡二^理室、一提該處理 室中以攜、篆及一提供於„寧處埂室中之電漿 產也器，該方ίϋ括下列步驃： -9- 本紙張尺度適用令國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ^---------^---------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 46661 8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 B7 五、發明說明（7 ) (A) 供應一第一頻率之一第一電力至該電極： (B) 供應一第二頻率之一第二電力至該電漿產生器使得該 第二電力引..起J|_：f漿產生器啓動一電漿； (C) 關閉該第二電力至粟產生器之供應•及 (D) 關閉二支九ϋ電極之供應， 其中，該步驟（ςχ係早於該步驟（d)被導引。 根據本發明，也可利用導引關閉該電極係供應足以感應 一離子择套之低頻偏壓狀態之電漿來減少充電電流在關閉 該電漿時流過該基板。利用該電漿消除時維持該#子護套 ，由該減小之電漿引起該基板不均勻充題被有效地減 少 。 當隨同附圖讀取時，本發明之其它目的及進一步特徵將 自下列之詳細説明中變的顯而易見。 圖式之簡單説明 圖1係一顯示一傳統電漿蝕刻裝置架構圖； 圖2 A及2B係顯示一用於調查構成本發明建立之測試基 板架構圖； 圖3係一顯示在調查構成本發明建立中所發現之關係圖： 圖4係一顯示一用於本發明之第一具體實施例之電漿蝕 刻裝置架構圖； 圖5 A及5 B係顯示在調查構成本發明建立中所發現之另 一關係圖； 圖6係一顯示在調查構成本發明建立中所導引之實驗之 流程圖： -10 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項填寫本頁)
AT 4 6 661 8 _B7__ 五、發明說明（8 ) 圖7係一顯示在調查構’成本發明建立中所導引之進一步 實驗之流程圖： 圖8係一顯示在調查構成本發明建立中所導引之再進一 步實驗之流程圖； 圖9係一根據本發明第一具體實施例之電漿蝕刻處理之 流程圖； 圖1 Ο A-丨0C係説明本發明原理之圖形： 圖1 1 A-1 1 C係進一步説明本發明原理之圖形； 圖1 2A-1 2D係顯示高頻電力及低頻電力之時序圖： 圖1 3係一顯示一根據本發明之第二具體實施例之電漿蝕 刻裝置架構圖； 圖14係一顯示一根據本發明之第三具體實施例之電漿蝕 刻裝置架構圖； 圖15係一顯示在圖14之電漿蝕刻裝置中所導引之電漿發 射時序圖： 圖1 6係一顯示在圖14之電漿蝕刻裝置中所導引之終止一 電漿之時序圖； 圖17係一顯示在圖1 4之電漿蝕刻裝置中所導引之另一例 之終止一電漿時序圖：及 圖1 8係一顯示用於不同電漿發射及終止程序中由圖14裝 置所導引之電漿蚀刻處理之產量圖n 較佳具體實施例之詳細說明 [第一具體實施例] 圖4顯示一根據本發明之第一具體實施例之電漿飪刻裝 -11 - 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------------裝·---1----訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4bb〇1 8 五、發明說明（9 置1之架構° 參考圖4 ’該電漿蝕刻裝置〖包含一傳導性材枓如鋁之處 理室2，而該處理室2其中包含—階台4 ,該階台4係藉一可 移動於一垂直方向之上升裝置3來提供於該處理室2中，其 可以是/馬達° 該階台4是由許多鋁元件及其雷同者所形成，逸持住一為 被處理之基板W。該階台4包含一溫度調節器5以控制持任 在該階台4處理用之基板w溫度，其中，該溫度調節器5可 以是一環繞一熱傳導媒介於其間之裝置。 更特別地，一具有由一溫度控制器（未顯示）將一溫度控 制至一預設需求溫度之熱傳導媒介透過一注入槽6被引進 至該溫度調節器5中’其中，因此引進至該溫度調節器5中 之熱傳導媒介控制在該階台4上之基板W之溫度至該需求 基板溫度。在環繞過該溫度調節器5後，該熱傳導媒介從一 喷出槽7噴出。當然’這類溫度調節器5可由一冷卻外套及 一在該階台4所提供之加熱器來取代。 應注意’該階台4係一具有一中夬投射之環形且其上攜帶 一具有一典型用於處理之基板W尺寸之尺寸之靜電塊8。該 靜電塊8可以由一對噴佈陶瓷絕緣器層8a及8b夾一鎢電極 Sc於其間’其中，由一對應至—高直流電壓應用所感應之 靜電吸引在該階台4持住之基板w對該陶瓷絕緣器層ga係 重要的。這類高直流電壓可以由—變壓源丨丨所產生並經由 一上戴濾波器1 0及一鉛線9來供應至該w電極8 c。當然，可 由如一機械夾之其它合適裝置來取代該靜電塊8。 -12- 本紙張尺度適用中國画家標準（CNS)A4規格（210 X 297公g ) -------------裝---------訂---------線 {請先閱讀背面之注意事項茬填寫本頁) 18 Λ7 87 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（1〇 )
在該説明例中，該靜電塊8係有一疫集中式結構1 2連接至 —氣體入口 13，其中’氣體入口丨3 y進一熱傳導氣體，如 氦，至該集中式結構1 2，致使該熱傳導氣體填充該集中式 結構丨2且也在該靜電塊8及該基板之間存在著任何間隙 。藉此，在該階台4及該基板W間之，热傳導效率被顯著地改 進J 圍著該階台4 ’提供一環形聚焦環丨4用以環繞架設在該靜 電塊8上之基板W。該聚焦環14係由一不吸引反應性離子之 絕緣或傳導材料所形成並執行一收集該反應性離子至該基 板W上區域之功能。進一步，提供，具有許多擒板孔之排 氣環15以環繞該階台4，致使該排氣環15接合該聚焦環14 外圍°藉著提供該排氣環1 5，調節該排氣流動且該處理室2 被均勻地排空。 應注意，該階台4係經由一包含一阻斷電容器之阻抗匹配 裝置1 7連接至一低頻電源1 8，其中，該低頻電源18供應一 典型2 MHz低頻偏壓至該階台4。在該阻抗匹配裝置1 7及該 階台4間，提供一電力偵測器1 9，其中，該電力偵測器1 9 偵測供應至該階台4之前述低頻偏壓之電力並產生一指示 該電力偵測結果之輸出信號，其中，該電力偵測器1 9之輸 出信號被供應至一用於該電漿蝕刻裝置丨之回饋控制之控 制器2 0。如此，應注意，該階台4也作用如同其上攜帶該基 板W之平行板電漿蝕刻裝置之下電極。應注意，在此用於 由該低頻電源18所產生之電力之句子"低頻偏壓"代表一 具有一低頻之交流偏壓，致使即使當該低頻偏壓被供應至 -13- 本紙張尺度適用中國_家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 裝---------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項苒填寫本頁) 4 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 1 8 Α7 ----___Β7____ 五、發明說明（11 ) 孩下電極4也沒有發射電漿發生於該處理室2 ^也應注意， 七低頻偏壓之頻率係供意限制於2 Μ Η z 0 在該階台4之上，提供一上電極2 1用以面對具有一間隔 5 -丨50毫米之階台4，其中，在該階台4及該上電極2丨間之間 隅可藉制動可在該垂直方向移動之階台4所支撑之上升裝 置3而隨需求改變。該間隔可隨在該基板w上被處理之薄膜 之天性或组合而隨需求調整=> 對於該上電極2】’一高頻電源2 9係經由一包含一阻斷電 容器之阻抗匹配裝置28作連接，且當該處理裝置！係在操作 中時’ 一典型60 MHz之高頻電力被供應至該上電極、，在該 說明例中，一電力偵測器30被插入於該阻抗匹配裝置28及 該上電極2 1之間，且該電力偵測器30偵測從該高頻電源29 供應至該上電極2 1之電力。該電力偵測器3 0因此產生一指 示該偵測電力之輸出信號並供應相同的電力至該控制器20 以回饋控制該電漿蝕刻裝置1。對應至該電力偵測器19及該 電力偵測器3 0之輸出，該控制器2 0控制在該處理室2中該電 漿之發射及終止》 在該說明例中，架構之低頻電源18之低頻偏壓經由一阻 抗匹配裝置Π及一分流器17A來進一步供應至該上電極2 1 ，其中，一習知分流器可被用作該分流器1 7 A。 如從圖4所了解的，該上電極2 1包含一中空部份且該中空 部份被連接至一處理氣體線路22，其中，一處理氣體如八 氟四碳、氬及氧氣係從一氣體源23經由一群流控制器24來 供應。 -14- 本纸張尺度適用令國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 褒---------訂---------線 (靖先閱讀背面之ίι意事項再填寫本頁) 46 661 8 A7 B7 五、發明說明（12 ) 在面對該下電極4之表面上，該上電極”攜带一具有一些 細孔之擋板25 ’以幫助均勻擴散該處理氣鳢及一見有一些 細孔26之噴嘴板27進一步被置放在該擋 .." 知做I、，以引進琢處 理氣體至該處理室2中 鄭接遠處理室2，提供一利用一開關·； )24接至該處理室2 之負載鎖定室33及一具有一载臂34之 晶圓輸送裝置係提供 於該負載鎖定室33’以載人及卸下—晶圓往料該處理室 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 使用圖4之電漿蝕刻裝置！，本發明之發明者導引 參考圖2 A及2S所說明之測試基板之實驗調查，係關 紫敍刻處理相關損壞之發生。應注意，前迷圖3之關 明者前述實驗調查結果的一部份n 再參考圖3，應注意，該不良測試元件比例隨在該 2 1及該下電極4間增加之間隙距離而減少。如此，本 發明者已得到在該晶圓表面用於不同間隙距離之蚀 佈。 圖5A及5B顯示’用於一在該晶圓上之二氧化5夕膜 一混合八氟四碳、氬及氧氣之蝕刻氣體作蝕刻之例 該晶圓在縱向及在橫向中所觀察之蝕刻率之分佈外 中，圖5A顯示在該上及下電極間之間隙距離被設定 米之例子及圖5 B顯示該間隙距離被設定至2 〇毫米之 參考至圖5 A，可見該蝕刻率在該晶圓中間部份是 在邊緣部份是小的’指示著當在上及下電極間的該 隙距離被設定至24毫朱時，該電漿係主要作用在該 一用於 於該電 係是發 上電極 發明之 刻率分 藉使用 子中， 形，其 至24毫 例子3 大的而 電漿間 晶圓中 ---------^---------線 (請先閲讀背面之注意事填再填寫本頁) -15 本纸張尺度適用尹國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公爱） 4 6 66 1 8 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（η …< π ‘另一万即，在圖5B該間 丨隙距離被減少至20毫米之 例子中，可見一般性均勻蝕 炎m 1烛幻羊係得自於該晶圓中間部份 及μ邊部份，指示著該電焚 圓表面3 。成Λ夕或少均勻地作用在該晶 進—步’在圖5A發現在晶圓上 u -，*. U上的不艮測試元件比例在該 蚀勒干不是均勻之例中僅异50/，_r > 圭, 11中僅疋。/〇’而在圖π提供該均勻蝕刻 牛内子中之不良測試 . 佧上例増加咼達⑽”匕發現結果 和不耆在該電漿處理中各哕 > w 甲^電漿均勻作用在該晶圓表面 1 ，應存在一引起晶圓上之裝置不良之裝置。 如此’本發明之發明者導引一進一步實驗調查以 用圖4之電麵裝置i來決定該不良係引起於該電聚啓動 或發射Μ時或該電漿終止或”消失"時^ 圖6及7顯示流程圖形式之本發明者前述實驗處理過程， 其中’圖6顯示用於決定是否該不良係起於該電装消失時 所設計之實驗，而圖7顯示用^決定是否該不良係引起於該 電漿發射時所設計之實驗β 如參考圖3已經注意到的，確認該不良比例在該上及下電 極被減少時變小。如此，圖6實驗係始於步驟s丨，其中，斗 電極間隙距離被設定至17毫米，且該電漿被啓動而在接二 之步驟S2中開始該蝕刻。 考 在導引該蝕刻處理後，在該上及下電極間之間隙距離枝 設足在步驟S3中係增加至3〇毫米，而维持該間隙距離至Μ 毫米時，該電漿在步驟S4中被消失。 如圖6中所代表’該下電極4及該上電極2 1分別在步驟^ -------------裝---------訂---------線 (請先間讀背面之注意事項<填寫本頁) -16- 木紙張尺度相中θ ®家鮮（CNS)A伐格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ο 6 δ 1 8 Α7 ------------ 五、發明說明（14 ) 中供應該低頻偏壓及該高'頻電力，而供應該低頻電力至該 下電極4及供應該高頻電力至該上電極2 1在步驟S 4中同時 被中斷a在步锻S 2中’該電漿開始先供應該高頻電力至該 上電極2 1 ’在發射該電漿後2秒啓動供應該低頻電力至該下 電極4。如此，在該不良係形成於該電漿消失之例子時，可 期待該不良比例在圖6處理中減‘少，其中，該電漿係在該上 及！'電極間之間隙距離被增加之狀態中消失。 相反於前述之預測，觀察到圖6實驗之不良比例是4 5 %， 係指示著產量未隨圖6實驗之處理而改進。該結果清楚地指 示在該基板W上所觀察到之不良不是在該電漿消失時所引 起的。 接著’本發明之發明者導引圖7之實驗，其中，在步驟S 1 1 中將該上及下電極間之間隙距離設定爲3 0毫米並且在步驟 S 12中利用供應該高頻電力至該上電極12來啓動該電漿3在 此處理期間’用於該下電極4之阻抗匹配裝置1 7是固定的3 接著’在步驟S 1 3中，該電極間隙係從3 0毫米減少至1 7 毫米，並在步驟S 14中開始供應該低頻電力至該下電極4。 進一步，在步驟S 15中，該阻抗匹配裝置1 7被制動用以自動 作阻抗匹配’並在步驟S 16中導引該電漿蝕刻處理。 在圖7之實驗中，觀察到該不量的初始比例4 5 %被減少至 該値36% =此結果建議在該電漿發射時用在步驟s 12之大間 隙距離已引起該產量之改進，且在該基板W之不良主要是 在該電槳發射時所引起的。 就此事實上，如圖6及7之實驗所揭露地，該損壞主要是 -17- 本紙張尺度適用中國國豕標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） - 裝----K----訂--------- (請先閱讀背面之注意事項祠填寫本頁) ^66618 五、發明說明（15 )
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 起的’本發明之發明者已做了進-步調 偏壓之時序效應。…上所施加至該下電極之低頻 瞧-顯示由本發明之發明者所導引之實驗，係有關至 琢下電極4之低頻偏壓時序之前述致應。 參考圖8 ’該實驗係始於步親如，其中，在上及下電極 間之間隙距離被設定爲3 〇蒡夫，0^ • 毛木且碌向頻電力在步騍S22 中被施加至該上電極21。藉此，-電漿係始於該處理室2 任著，在忒步驟S23中，該低頻偏壓在用於該下電極4之 阻抗匹配裝置丨7是固定的狀態下供應至該下電極4。進一步 ，該步驟S24被導引，其中，該電極間隙距離被減少至】7 笔米’且用於該下電極4之阻抗匹配裝置丨7係在用於自動阻 抗匹配之步驟S25中被制動3進_步，在步驟S26中導引一 電漿蝕刻處理。 因爲圖8之實驗’確認不良之初始比例45〇/〇被減少至〇% ’其清楚地指示著在減少用於電漿蝕刻之電極間隙距離前 ，供應該電頻偏壓至該下電極4係爲改進該電漿蝕刻處理產 量之關键性重點。 另一方面，圖8之處理，其在供應該低頻偏壓至該下電極 4時包含減少該電極間隙距離之處理，如傾向於出現一從該 下電極4至該低頻電源18之電力大反射，則在生產半導體装 置或液晶顯示裝I中是不實際的。當這一類反射該電力發 生時，有一實質風險會損壞該低頻電源1 S。 18- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------------裝---------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項，再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印裂 Α7 -----_Β7__________— 五、發明說明（π) 如此’在圖8實驗結果方面，本發明具體實施例提議一在 圖1之電漿處理裝置中發射該電漿前供應該低頻偏壓至該 下電極4中之處理。 圖9根據本具體實施例以流程圖方式顯示該電漿處理方 法。 參考圖9，在步騍S3 1，該處理室2排空至一壓力約20 mT〇rr，且八氟四碳、氬及氧氣被引進至各具有一流速1 2 ScCM ' 300 SCCM及 7 SCCM之處理室 2 中。 接著’在步驟S32中，該電極間隙距離被設定至一需求値 ’如〗7毫米，且用於該下電極4之阻抗匹配裝置17被設定至 對應該上述電極間隙距離爲丨7毫米之狀態，進一步，該低 頻電源〖8.被制動而一低頻電力2 mHz被供應至具有一電力 約1200瓦之下電極4。在此狀態中，在該處理室2中沒有電 裝形成。 接著，在步驟S34中’該高頻電源29被制動且—高頻電力 60 MHz經由具有一電力約丨500瓦之阻抗匹配裝置28從該 巧頻電源29供應至該上電極2 1。對應於供應該高頻電力至 孩電極2 1，一電漿係始於該處理室2中。 接著，在步驟SS5中，用於該下電極4之阻抗匹配裝置” ^制動爲自動阻抗匹配，用以補償因發射該電槳而在該下 兔極4中所引起之阻抗改變。在步驟$35中，以電力丨2帅瓦 =續供應該低頻偏壓至該下電極4。藉此，該基板w之需求 黾4蚀刻在步驟$ 3 ό中持續超過一所需時期。 . 接著，在步騾S37中，該高頻電源29及該低頻電源! -19· 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公釐） .—-裝----I----訂--------- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工湞費合作社印製 4 6 66 1 8 at _ B7 五、發明說明（17 ) 斷而該電漿蝕刻處理被終止。在步驟S 3 7中，最好，先解除 制動該高頻電源29以消除該電漿並接著解除制動該低頻電 源1S »或者’該高頻電源29及該低頻電源1 8同時被解除制 動n 根據圖9之處理’確認該不良元件比例係從該初始値45% 減少至0%。應注意，圖9之處理不再包含改變在該電漿被 形成於該上及下電極間之狀態中之電極間隙距離之步驟。 在本具體實施例中，應進一步注意到，因步驟_ S 3 4中發射之 電漿所引起下電極4突然之阻抗改變問題，及因這類突然之 阻抗改變所引起該低頻電源1 8損壞之相關問題，可利用在 該步驟S3 3處理期間修改該阻抗匹配裝置η之狀態來成功 地避免。 引起圖5Α及5Β或圖6及7之電漿處理中不良之機制且同 時在圖9之電漿處理中消除不良形成之機制在現在並不是 冗全地被了解。然而，一般認爲，其存在一機制或多或少 類似於下述參考圖1〇A_10C及圖丨1A_nc之機制，其中，圖 10Α·1 0C代表引起該不良之機制而圖1 1 A-1 1C代表消除該 不良之機制。在圖l〇A_10C及圖HA-11C中，對應至前述部 份之那些部份係由指定爲相同編號且其説明將被省略3 參考圖10 A顯示在沒有低頻電力被供應至該下電極4時 ’該高頻電力被供應至該上電極2丨之狀態，回應所供應之 高頻電力至該電極2丨並引起該電漿之發射，如此，形成之 電漿區如箭頭在圖10A中所示地向著該下電極4分佈s在圖 1 0A之狀態中，可見該電漿區之中間部份剛剛到達該下電 -20- 本纸張尺度賴中關家標準（CNS)A4規格（21() χ 297公爱） I —^i t « 1 ^^1 - - hr —J I I n ^^1 —a— I {請先閱讀背面之注意事填再填寫本頁〕 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 6 6 6 1 8 A7 P-------B7__ 五、發明說明（18 ) 極4。 圖10B顯示該電襞已於該處理室2中穩定之狀態，其中， 圖10B中可見到琢電漿係形成於該下電極4之實質整體表面 區域上3 進一步，圖丨0C顯示該低頻偏壓被供應至該下電極4之狀 悲當該低頻偏壓具有一足夠之低頻以允許該電漿中之離 子跟著該低頻偏壓之電場’而當該下電極4重複地改變其在 通正電極及該負電極間之極性時，形成—局部性平衡之負 帶電電子及正帶電離子於該下電極4之表面上。因爲這類電 子及離子之局部性平衡，而形成一稱爲離子護套之區域於 这下電極4之表面上，致使在該離子護套中沒有電漿存在。 该離子設套沿著1¾下電極4之表面延伸，且該基板之電漿蚀 刻係導引於圖1 0C之狀態中3 在圖10A-10C之傳統電漿蝕刻處理中，圖1〇B之狀態持續 幾秒以穩定該電漿’其中’應注意，在該電漿區域中存在 著一般性集中密度外形。如此，在圖I 〇 B之狀態中，該基板 之中間部份被曝露至一高密度電漿中，而該基板之邊緣部 份被曝露至一低密度電漿。因爲該電漿密度之差異，如圖 10 B中所示’一在基板之電流依箭頭方向流動，並1認爲就 是此電流引起在該基板上所形成之裝置元件中之不良， 前述之解讀係由圖5 A中所示之實驗結果所支持。當圖 10 A之狀態被視作一固定狀態時，從該前述機制中期待著 在該基板上不良比例就該上及下電極間之大間隙距離而言 係小的。進一步’期待在該基板邊緣邵份之触刻率被減少 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----裝---------訂----------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印*J^ 6 66 1 B A? ----------_B7______ 五、發明說明（19 ) 此預測完全符合圖5 A的結果n 在圖9所示之本具體實施例之電漿蝕刻處理例子中，當該 電漿係始於圖1丨A之步驟中時，已供應該低頻偏壓給該下 電極4。如此’不論何時當該電漿區域到達該下電極4時， 該離子護套即刻形成於該下電極4上α 如此’當孩電漿區域係沿著該下電極4散佈於該下電極4 之表面上形成該離子護套之狀態中時，該離子護套也在該 側面方向與該電漿一起散佈。藉此，該電漿不產生—與該 下電極4之直接接觸，因此，該基板持於該下電極*上，且 因該電漿外形而致之流過該基板之電流問題所引起—在該 基板上該裝置元件之損壞被消除3 如此’本具體實施例有效地減少因該電漿蝕刻處理所形 成在該基板上形成之不良元件至眞的〇%，其係藉在該處理 室2中發射遠電漿前供應—低頻偏壓給該下電極4以回應供 應孩高領電力給該上電極2卜當該電漿之發射如圖1 1 β所示 地發生時，利用一不會引起電漿發射之所選頻率及致使該 離子護套係在該下電極4上環繞該基板形成一設定電力s 只要所需低頻偏壓在該電漿發射前被供應至該下電極4 ’可選擇供應該低頻偏壓之啓動時序及隨意供應該高頻電 力之啓動時序3圖12 A -12 D顯示某些典型的例子；1 參考圓I 2 A ’可見該高頻電力及該低頻偏壓陡升以闶應 打開之高頻電源2 9及低韻電源1 8且該電漿發射眞正同時發 生於打開該高頻電源29時。當該輸出電力如圖丨2A之例子 隨打開之高頻電源29及低頻電源】8陡升時，必須設定打開 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） - J ^----------^---------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 466618 _______B7 五、發明說明（2〇 ) 該低頻電源1 8之時序以使該低頻電力之打開發生於打開該 面頻電源2 9之前。 在圖1 2B及12C之例子中，注意’該低頻電源丨8之低頻偏 壓陡升以回應該低頻電源1 8之打開，而該高頻電源2 9之高 頻輸出電力僅緩和地上升。在此例中，可供應一足以在發 射電漿前形成該下電極4之離子護套之低頻電力，即使當該 低頻電源1 8及該高頻電源29如圖1 2B所示地同時被打開或 在該低頻電源1 8之前打開該高頻電源2 9時亦然： 進一步’圖12D顯示該低頻電源1 8先被制動以供應一低 頻偏壓至具有足以在該電極4上形成該所需之離子護套但 是卻小於該電漿蝕刻處理名單所開出之額定電力p2之一電 力ΪΜ °接著’打開該高頻電源29显供應該高頻電力至該上 電極2 1 π藉此’發射電漿係在該上電極2 1發生。接著，控 制咸低頻電源1 8且該低頻偏壓之電力被設定至前述開出之 電力Ρ2。 也在圖12D之例子中，只要該電力在發射該電漿被施行 時候到達該値Ρ 1則不需突然增加該低頻偏壓之電力。如此 ’可依一破折線如圖12D所示地漸增該低頻偏壓之電力。 進一步’該高頻偏壓之電力也可依一破折線如圖丨2 D所示 地漸漸增加。 在本具體實施例之電漿蝕刻裝置中，可使用一產生一用 於該高頻電源29之高頻輸出電力27 MHz之高頻電源。進一 步，該低頻電源1 8可以是一產生一 800 kHz之低頻偏壓之装 置°進一步’可以使用一用於該高頻電源29之微波電源， -23- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 裝----------訂---------線 {請先閲讀背面之注意事項萍填莴本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7
Λ 6 66 1 B 五、發明說明（21 ) 應'主‘2、，產生一具有一不會引起該電漿發射之頻率之輸 出電力之任何電力源可被用作該低頻電源1 8。如此，倘若 在沒有電漿隨該頻率丨3.56 MHz啓動之狀況下操作該電装 蝕刻裝置卜則可使用一高頻電源以產生一用於該低頻電源 18之輸出電力爲13.56 iMHz。 [第二具體實施例] 圖！ 3顯示一根據本發明之一第二具體實施例之電漿蝕刻 裝置40之架構^ 參考圖丨3，該電漿蝕刻裝置40包含一其中容納一對平行 板電極42A及42B之處理室41，其中，該電極42A支撑一在 該處理室4 1中處理之基板W該對面電極42B係接地。在圖 1 3中，應注意，基於簡化的理由而將排空系統及氣體系統 説明省略。 在操作上，該處理室4 1被#空且一蝕刻氣體被引進至該 反應室4 1中。進一步，利用一偏壓電源43來產生具有一頻 率Rfl爲3 · 2 MHz之一偏壓電力，且因此產生之偏壓電力經 由一阻斷電容器4 1 A供應至該下電極42 A。 接著，一經由該阻斷電容器41A連接至該電極42 A之高頻 電源44被制動且一頻率Rf2爲27或40 MHz之高頻電力被供 應至該電極42A。對應至該供應之高頻電力，在該處理室 4 1中出現電漿啓動而將持住在該電極42 A上之基板W進行 該電漿蝕刻處理 在本具體實施例中，當該電漿蝕刻處理被操作時，沒有 外部磁場被形成於該處理室4 1中，因此，當前述偏壓電力 -24- 本纸張尺度適用中國画家標準（CNS)A4規格（2KM 297公釐） 裝----t----訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項"填寫本頁} 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 466618 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 B7 五、發明說明（22 ) 垔獨供應至該電極40時’沒有發射之電錄發生。只有當該 頻率Rf2之高頻電力被供應時，會在該電極42 a中間部份發 生電漿發射’因此，該形成之電漿沿著該電極42 A表面側 面向其邊緣部份散佈3當該偏壓電力在這類電漿發射發生 時已供應至該電極42A ’ 一類似參考圖1 1：6所說明的這一個 之離子護套係即刻隨該發射之電漿形成於該電極42 A之表 面上’且因此形成之離子護套隨該散佈電漿區側面散佈。 因此，該基板W未曝露於該電毁，而與該不均勾充心贫基 板有關之不良形成問題被有效地避免。 [第三具體實施例] 圖14顯示一根據本發明第三具體實施例之電漿蚀刻裝置 50之架構，其中，對應至前述部份之那些部份係指定爲： 同參考編號且其説明將被名略。 參考圖14,該電漿蝕刻裝置50具有—^ ’ 吨似圖4之電漿蝕刻 裝置1之架構，但除外該高頻電源之·高锔+ 〃 t %力係直接從該阻 抗匹配裝置28供應至該上電極2 1且該似碎士 < '-低頰電源18之偏壓電 力係直接從該阻抗匹配裝置i 7供應至兮v 下表I代表一用於圖14之電漿處理裝 炎置5〇中之典型處理 狀泥，圖15顯示根據本發明之一第三具 、月a只施例之圖14中 該電漿處理裝置50在發射I電漿時所侔 叫夂處理序列。 -25- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公梦 裝----------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項，再填寫本頁) 466618 A7 B7 五、發明說明（23
表I rfj頻射頻 低頻射續 初始射頻電力 50 - 1000 瓦 200 - 1〇〇〇 瓦 最終射頻電力 1000 - 2500 瓦 1000 - 2000 瓦 (八氟四碳、六氟四碳、八氟五破） 氬 氧 . 處理壓力 電極間隙 10-25 seem 100-600 seem 10-25 seem 1.33-5.62 帕（10-40 niTorr) 2U45毫米 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 參考表I，該處理室2之内部壓力被設定至1.33-5.62帕且 在該上電極2 1及該下電極4間之間隙距離被設定至2 1 -45毫 米 供應該處理室2— CxFy氣體，其可以是一八氟四碳、六 氟四碳、或八氟五碳氣體中任—者、一氬氣及一氧氣，分 別具有流速爲 10-25 seem、100-600 seem 及10-25 seem 3 如同將參考圖1 5説明於下者，一氧化膜之電漿蝕刻係藉 改變來自該低頻電源1 8所供應之2 MHz低頻偏壓之電力至 步階方向從一第一値200-1000瓦至一第二値1000-2000瓦 之下電極4，並進一步改變來自該高頻電源29所供應之60 MHz高頻電力至步階方向從一第一値50-1〇〇〇瓦至一第二 値1000-2500瓦之上電極21。 參考圖1 5，該低頻電源1 8係利用一時序A來制動且該2 MHz低頻偏壓被供應至具有一電力爲200- 1000瓦之下電極 4，如550瓦。具有一延遲0. 1-1秒，典型地該時序A具有一 -26- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 裝---------訂---------線 (請先閉讀背面之注意事項wf填寫本頁) 61 8 A7 B7 五、發明說明（24 延遲爲0.5秒，該高頻電#29係利用一時序B來制動且該60 MHz高頻電力被供應至具有一電力爲5〇- 1 000瓦之上電極 21，如200瓦。在該時序B中，應注意，該電槳係始於該處 就該低電極4已被供應具有一眞正電力之該 理室2，其中 言，當啓動該電聚時’該基板W被 離 經濟郭智慧財產局員工消費合作社印製 低頻偏爆之事實而 子護套所覆蓋。 接著，具有一來自該時序B約〇. 1 -丨秒延遲之時序C ’典型 爲0.5秒，至該上電極2 1之電漿電力被增加至1000-2500瓦 ’且該低頻偏壓之電力隨一時序D增加至1000-2000瓦’該 時序D係爲0.1 -1秒遲於該時序C。典型地，該時序D係爲〇 · 5 秒遲於該時序C。具有如此類設定之高頻電力及低頻偏壓’ 該絕緣膜所需之電漿蝕刻被導入該電漿處理裝置50中= ’圖16及1 7顯示跟在圖15之電漿蝕刻處理後之終止該電漿 蝕刻步驟處理， 參考圖1 6及1 7，將會注意到，圖16顯示至該上電極2 1之 高頻電力及至該下電極4之低頻偏壓在終止該電漿蝕刻處 理時係同時關閉之例子°另一方面，圖1 7代表該高頻電力 f返一時序F關閉，及該低頻電力在其後隨—時序g關閉之例 子n 在圖16或I 7之電漿蝕刻處理之終止步戰中，應注意，只 要那趣存在著電漿於該處理室2中’該基板w表面係覆蓋甴 該低頻偏壓電力所引起之離子護套。如此，即使當該電货 進行縮小及消減以回應該高頻電力的關閉時，該基板被保 έ走兄於琢基板之不均勻充電所引起之充電電流而該不良之 ----------------------訂.-------I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -27 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 466618 A7 B7___ 五、發明說明（25 ) 形成係有效地被抑制。 圖1 8總結在圖2 A及2 B之浏試元件E L作一電漿蝕刻處理 而使用包含圖1 5 ·丨7所示的那些不同的處理程序之例子中 所達到之產量。在圖1 8之實驗中’應注意，該熱氧化膜43 係形成具有一 4毫微米之厚度且該天線比値被設定至 1,000,000 〇 參考圖1 8，當至該上電極2 1之高頻電力及至該下電極4 之低頻偏壓在同時終止該電漿處理時被中斷，利用先供應 該低頻偏壓至該下電極4而非先供應該高頻電力至該上電 極2 i，可見到該電漿處理產量係從40%改進至1〇〇%。當該 電漿處理係在中斷供應該低頻電力至該下電極4之前將該 高頻電力之供應中斷之這類方式來終止時，可進一步維持 10 0 %之此產量a 圖1 8的結果進一步指示著當供應該低頻偏壓至該下電極 4係先在終止該電漿處理時被中斷，該產量係從1 〇〇%遞減 至80% 3圖18之此觀察指示著只要該基板表面未覆蓋該離 子護套，當該電漿進行縮小及崩潰時，與該基板之非均勻 充電相關之電流引起該裝置元件E L之短路也在終止該電 读處埋時。因此，最好在中斷供應該低頻偏壓至該下電極4 之前中斷供應該高頻電力至該上電極2 ! 3 進—步，應注意，上述程序控制該電漿處理裝置不是只 限於一電漿蝕刻裝置也是可應用於一電漿CVD裝置= 進—穸’本發明並不限於其上所述之具體實施例，而是 可在不偏離本發明範圍下作不同之變化及修改3 -28- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公釐） 11 i 111---- ---—---1---*·-11· —--II-- "5^ (請先間讀背面之注意事項再填冩本頁)