Abstract
摘 要 脈衝調變式(pulse-time-modulated)電漿源改變了高密度電漿的部份特性，在製程的應用上能增進蝕刻時的選擇性並減少電漿充電傷害的程度。本論文之研究目的，在於研製一套可自由調整功率調變週期與工作比例的脈衝調變式電感式電漿源，並且針對此一系統進行各項電漿特性參數的量測，由電漿特性隨時間變化的暫態中增進對TM模式操作之特性與相關物理機制的了解。 研究中建立以示波器為基礎的量測方法與流程，並利用程式設計來輔助自動化量測與分析的進行，以靜電探針、微波干涉儀與光電倍增管在不同氬氣電漿源操作情形下進行量測，改變的變因包括調變脈衝頻率與工作比例、操作氣壓、尖峰功率、電漿腔徑深比等，得到許多新的有關於電漿特性變化的資訊；由實驗的結果驗證了脈衝調變式電漿源在相同的平均功率下，確實能得到較高的平均電漿密度與較低的平均電子溫度，特別是在脈衝調變週期和電漿密度在功率關後隨時間的衰減時間常數相當(約100μs附近)，以及較低的工作比例時，會有最佳的效果，這是由於電子溫度在後輝光時區衰減的速度大於電漿密度衰減的速度所致；另外，工作氣壓與電漿腔徑深比都會影響到後輝光時區內電漿密度衰減的速率，在較低的操作氣壓或是體積較小的電漿腔系統中，電漿密度下降得較快。 實驗中並移動探針在電漿腔裡不同空間位置進行量測，以得到電漿密度與探針電流的動態分佈，結果發現在功率開時，中心區電漿密度會上升較大，邊緣區則上升較少，因此電漿密度分佈的均勻度在功率開時段內較差，關時段內較佳。