Abstract
摘要 目前業界為了提高蝕刻速率與產值，又加上元件速度的要求，所以廣泛使用高密度電漿源，如ICP與ECR等，雖然高密度電漿源有許多優點，如高電漿密度、高蝕刻率、高的產值且可獨立控制離子能量等等，但高密度電漿源有其缺點，隨著功率的增加和高的深寬比，則有高的離子電流，且平均電子溫度高，如此電漿傷害就無法忽略。所以開發新的製程技術、機台設計與了解電漿中參數變化變的越來越重要所以近年來脈衝電感式電漿源廣泛的被作為研究，而其量測系統也逐漸的被建立成熟，至於電漿參數分析理論模型上，解析電漿密度、電子溫度等參數隨時變化早已在96年Lieberaman由示波器建立之蘭牟爾探針系統量得隨時間變化之電壓電流特性曲線而得時變的電漿參數，慢慢的隨著製程技術的進步，僅從電漿密度與電子溫度去瞭解電漿中狀況進而調製程參數是不足夠，所以研究中建立波形調變脈衝式電感式電漿源，使用蘭牟爾探針與光譜儀量測不同功率調變下之電漿源中電漿參數變化，並利用厚鞘、薄鞘與電子能量分佈函數理論計算電漿參數如電漿密度、電子溫度、電漿電位、浮動電位、電子能量分佈與電子能量機率分佈隨時間變化的情形，且由電子能量機率分佈函數判斷是否電子能量分佈函數符合馬克斯威爾分佈；由實驗結果得到不同功率調變下之電漿源有相似的電漿參數變化，方波調變下，具有較快的參數上升時間，而正弦波與半三角波調變下，參數對時間會緩慢的上升；在相同的平均功率下，脈衝式電漿源與穩態電漿源比較確實有較高的平均電漿密度與較低的平均電子溫度；脈衝式電漿源功率開時，具有較穩態電漿源廣的電子能量分佈與較高的機率處於高能量狀態；功率關時，具有較穩態電漿源低的平均能量，由此可知脈衝式電漿源在功率開時有較高的電漿密度，功率關時有較低的電子溫度；脈衝式電漿源在功率開的後半段與功率關的前半段時，電子能量分佈函數較接近馬克思威爾分佈，而功率開的前半段與功率關的後半段，電子能量分佈函數頃向於非馬克思威爾分佈。 實驗中移動探針在腔體中位置，量測得到電漿密度與電子溫度的動態分佈，結果發現功率開時，腔體中心之密度上升較快，腔壁區域則上升較慢；而溫度分佈方面，功率開時，腔體中心之溫度較高，腔壁區溫度較低；功率關時，腔體中心與腔壁區溫度大致相同，因此電漿密度在功率開關的分佈均勻度，並無明顯的差異，而電子溫度明顯的可看出功率開時段的均勻度較差，關時段內較佳。