Abstract
本論文研究之目的在發展具有高穩定度、低雜訊之毫米波干涉儀 系統，並結合電腦使之具有線上即時監控功能，以應用於半導體製程 中電漿源密度之量測與監控。毫米波干涉儀量測電漿密度的原理是利 用電磁波進入電漿後，會因電漿介質而使其相位發生改變之特性作為 探測電漿之工具。本系統因具有不干擾電漿源系統，不會污染電漿腔 與穩定度高等優點，又因為其量測電漿密度之原理不會因為用以產生 電漿之氣體不同而改變，因此可以適用於各種不同氣體之電漿源，所 以除了可以在電漿機台研發階段提供準確穩定之電漿特性量測外，並 可以進一步成為一極佳之線上即時監控系統以滿足在半導體廠產能與 時效的要求，在最短時間內且不干擾系統的運作情況下，得知電漿密 度與其變化的情形。 在穩定度與低雜訊部份，由於干涉儀是利用電漿造成電磁波相位 改變 的原理量測電漿密度，因此相位穩定度就成為干涉儀量測穩定度 與精 確度之指標。在本論文的研究中曾嘗試各種增進相位穩定度的方 法， 目前以成功地將相位穩定度控制於 ±0.1°，相當於造成電漿密 度 ±0.2×109cm-3之量測誤差。在較低之電漿密度時（<1×1010cm-3），量 測誤差約為 ± 2%，降低為實驗室原有干涉儀系統之1/10。在線 上即 時監控部份，利用 LabVIEW 程式與 DAQ 介面卡，初步地完成自 動量 測系統，並利用實驗室現有之 ICP 電漿源，完成測試與分析工 作。 此自動量測系統可以提供電漿研究人員另一個簡易而快速量測電 漿密 度的方法，為一個很好之電漿密度即時監控系統。