Abstract
離子能量分析儀（Gridded Energy Analyzer - GEA）為量測電漿中 離子能量分佈最簡單也最被廣泛應用的量測儀器。本研究之研究重點為離 子研製能量分析儀之研製，並用以量測電感式電漿源之離子能量分佈。在 研製的過程中，瞭解離子能量分析儀的結構參數(如：金屬網之穿透率、 各電極間之距離、二次電子排斥層之加入)，對量測解析度之影響，而進 一步發展出一套較精確、解析度較佳之離子能量分析儀。在研究中發現， 縮短各電極間之距離，使其小於碰撞之自由路徑，並使用高密度且穿透率 高之金屬網及二次電子排斥層的加入，皆可使離子能量分析儀之解析度提 高。用離子能量分析儀量測在不同DC偏壓下，離子能量分佈之變化，發現 經由DC偏壓之調變，可達成離子能量之控制。此外，對於不同氣壓及輸入 功率下，離子能量分佈之變化量測結果中，發現隨氣壓及輸入功率之改變 ，會影響離子能量之分佈. 為瞭解電漿內離子能量分佈之均勻性，在本研 究中又研製另一套晶圓式離子能量分析儀(Wafer Type GEA)。藉由在一類 似300 mm晶圓之圓盤上，放置8個離子能量分析儀，可在同一時間內量測8 個不同位置上之離子能量分佈。由於在實際半導體製程中，晶圓本身並無 法加入偏壓，而需靠晶圓下方之RF電極產生偏壓，故在晶圓式離子能量分 析儀量測中，另一研究重點為使用RF偏壓，取代先前之DC偏壓。此外，亦 利用晶圓式離子能量分析儀，量測離子能量分佈隨氣壓及輸入功率之變化 。