Abstract
隨著製程技術的演進，電漿在半導體IC上的應用，趨向以高密度、大面積的電漿源製程設備系統為發展目標。本論文研究即在建立一套300mm的單極靜電式晶圓座，應用在十二吋晶圓的ICP蝕刻機台上，設計實驗量測其相關基本特性，並探討電漿對ESC特性表現的影響。 ICP蝕刻機台實驗系統在電漿源部分，線圈上設計以雙螺旋感應線圈，外接匹配網路至射頻電源供應器上，RF射頻功率則採用13.56MHz。在ESC晶圓蝕刻基座部分，通以13.56MHz的射頻功率及直流電壓至電極上產生自我直流偏壓和吸附力，冷卻系統則以氦氣及純水對晶片進行熱移除的動作。 ESC系統的電極在溝槽紋路上有兩種不同的設計，實驗上的量測包括對晶片的吸附力、釋放時間及冷卻效果的晶片溫度分佈。兩種溝槽紋路設計的電極在對晶片的吸附力作用上和對晶片的冷卻效果表現上，皆能符合製程上的基本需求。在釋放時間的量測上，以電漿源為輔助移除晶片上殘留電荷，也可以達到快速釋放晶片的要求。 另外發現藉由實驗的量測，可觀察到在幾個對所加BIAS射頻功率調變不同參數的實驗中，自我直流偏壓值的大小依著不同條件變化的趨勢走向。進而可藉由此實驗的操作，判斷在某個製程條件下是否產生了自我直流偏壓；而實驗結果也顯示在較高BIAS射頻功率或較低ICP射頻功率下，皆可看得到存在較大的自我直流偏壓。此外當ICP射頻功率值增加至某一大小後，所加BIAS射頻功率將不會產生自我直流偏壓。而若以工作氣體壓力為調變參數時，則可藉由實驗量測看出隨著氣體壓力上升，電漿密度跟隨著下降的現象，且所得的推論趨勢和蘭牟爾探針與光譜儀量得的結果相吻合。