專利名稱：等離子體濾篩裝置、等離子體濾篩方法及其等離子體設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種等離子體濾篩裝置、等離子體濾篩方法及其等離子體設(shè)備，尤其 涉及一種微觀調(diào)控等離子體中離子(含質(zhì)子)與電子特性的等離子體濾篩裝置、等離子體 濾篩方法及其等離子體設(shè)備。
背景技術(shù)：
等離子體物理、化學(xué)氣相蝕刻或薄膜沉積技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)界已有相當(dāng)?shù)臍v史。等 離子體一詞源于公元1926年Langmuir定義電極放電時部分區(qū)域的現(xiàn)象或狀態(tài)。此后，等 離子體被用來描述部分(或全部)離子化氣體的狀態(tài)，等離子體中包括電子、離子(含質(zhì) 子)、原子、分子及中性自由基等物質(zhì)。等離子體是在一種準(zhǔn)電中性的狀態(tài)，且被稱為是物 質(zhì)的第四狀態(tài)。在半導(dǎo)體、鍍膜或表面改質(zhì)等工藝所采用的等離子體為冷等離子體(Cold Plasma)，也就是說等離子體中的電子、離子(含質(zhì)子)、原子、分子及自由基物質(zhì)的溫度都 不相同。其實冷等離子體的特性中只有準(zhǔn)電中性的性質(zhì)不變，其他的性質(zhì)都可隨等離子體 有關(guān)參數(shù)如氣體溫度、壓力、射頻頻率等等的改變而變化。上述等離子體的特性，可使等離子體具有各種性質(zhì)狀態(tài)，以利工業(yè)界的應(yīng)用。于20 世紀(jì)，等離子體物理、化學(xué)氣相技術(shù)已被廣泛且成功的應(yīng)用于微電子、平板顯影、太陽能電 池(板)及光電感應(yīng)器的制造。例如等離子體物理、化學(xué)氣相蝕刻，即所謂的干蝕刻(Dry Etching)技術(shù)的應(yīng)用與不斷提升，使得集成電路的工藝發(fā)展得持續(xù)地以倍數(shù)的方式成長， 也造就了半導(dǎo)體工業(yè)的快速發(fā)展。又例如等離子體物理、化學(xué)氣相薄膜沉積技術(shù)的應(yīng)用與 不斷提升，使得基板鍍膜的面積尺寸得以一再的放大，同樣造成平板顯影工業(yè)的迅速成長。 而現(xiàn)今，等離子體化學(xué)氣相薄膜沉積技術(shù)正迅速的應(yīng)用于發(fā)展中的薄膜太陽能工業(yè)。然而，等離子體物理、化學(xué)氣相工藝技術(shù)在半導(dǎo)體、平板顯影及薄膜太陽能等工業(yè) 又面臨一些新的挑戰(zhàn)。例如由于低介電膜材料(Low-k Dielectric)均含有孔隙，且其硬 度與強(qiáng)度也遠(yuǎn)低傳統(tǒng)的介電材料。在干式蝕刻(DryEtching)的過程中，如何能不損壞低介 電膜材而蝕刻出所要的電路圖案，即是對等離子體蝕刻技術(shù)的挑戰(zhàn)。又如在平板顯影工業(yè) 方面，如何能降低基板所需的工藝溫度而可以進(jìn)行鍍膜，進(jìn)而放寬基材選擇的條件，也是平 板顯影工業(yè)想要達(dá)成的突破。再者，如何在以塑膠為基材進(jìn)行大平面尺寸的鍍膜，同樣是對 等離子體物理、化學(xué)氣相薄膜沉積技術(shù)的一項挑戰(zhàn)。又如在薄膜太陽能工業(yè)方面，如何提升 太陽能薄膜的轉(zhuǎn)換效率、增加良率以及降低制造成本，也是對等離子體化學(xué)氣相薄膜沉積 技術(shù)的一種挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容
緣是，本發(fā)明人有感上述缺陷的可改善，提出一種設(shè)計合理且有效改善上述缺陷 的本發(fā)明。本發(fā)明的主要目的，在于提供一種等離子體濾篩裝置、等離子體濾篩方法及其等 離子體設(shè)備，該等離子體濾篩裝置可結(jié)合于等離子體設(shè)備中，并于物理、化學(xué)氣相蝕刻或薄
3膜沉積過程中，有效控制與篩選離子(含質(zhì)子)與電子的數(shù)量與能量，而進(jìn)一步掌控反應(yīng)室 中的等離子體特性、等離子體物理、化學(xué)氣相成分，以及蝕刻或薄膜沉積參數(shù)，以達(dá)成工藝 最佳化目的。為了達(dá)成上述的目的，本發(fā)明提供一種等離子體濾篩裝置，其包括一濾篩結(jié)構(gòu) 體，其具有多個孔洞，其中該濾篩結(jié)構(gòu)體包含一導(dǎo)體結(jié)構(gòu)與一絕緣結(jié)構(gòu)；以及一控制電路 系統(tǒng)，其耦接于該導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。該等離子體濾篩裝置更可含有一旁側(cè)磁力模塊。為了達(dá)成上述的目的，本發(fā)明提供一種等離子體濾篩方法，步驟如下提供一等離 子體設(shè)備并裝設(shè)本發(fā)明的等離子體濾篩裝置于該等離子體設(shè)備的等離子體反應(yīng)室中；以及 當(dāng)?shù)入x子體生成于該等離子體反應(yīng)室中的等離子體區(qū)域時，利用該等離子體濾篩裝置所產(chǎn) 生的電場，篩選通過該等離子體濾篩裝置的物質(zhì)。本發(fā)明也提供一種等離子體設(shè)備，其包括一等離子體反應(yīng)室，該等離子體反應(yīng)室 中容置有一基板，該等離子體設(shè)備于該等離子體反應(yīng)室中的等離子體區(qū)域形成等離子體， 該等離子體反應(yīng)室中裝設(shè)有一等離子體濾篩裝置，該等離子體濾篩裝置相對于該基板而位 于該等離子體區(qū)域下方，該等離子體濾篩裝置包括一濾篩結(jié)構(gòu)體以及一耦接于該濾篩結(jié)構(gòu) 體的控制電路系統(tǒng)，該濾篩結(jié)構(gòu)體由一導(dǎo)體結(jié)構(gòu)與一絕緣結(jié)構(gòu)組成，該濾篩結(jié)構(gòu)體具有多 個孔洞。本發(fā)明具有以下有益的效果本發(fā)明提出的等離子體濾篩裝置，其包含多個的孔 洞，以便讓等離子體物質(zhì)可以通過，濾篩結(jié)構(gòu)體的導(dǎo)體結(jié)構(gòu)通電時，將會在其內(nèi)部產(chǎn)生一個 或數(shù)個電場，等離子體物質(zhì)中的電子、質(zhì)子、正離子或負(fù)離子通過此等離子體濾篩裝置時， 將會受到上述內(nèi)部電場或電磁場的強(qiáng)度及極性(Polarity)的影響，而進(jìn)行阻止、篩選上述 離子(含質(zhì)子)與電子，進(jìn)而調(diào)控上述離子(含質(zhì)子)與電子通過此等離子體濾篩裝置的 數(shù)量與能量。為使能更進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征及技術(shù)內(nèi)容，請參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說 明與附圖，然而附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本發(fā)明加以限制。


圖1為本發(fā)明的等離子體濾篩裝置的應(yīng)用示意圖。圖2為本發(fā)明的等離子體濾篩裝置的濾篩結(jié)構(gòu)體的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2A為本發(fā)明的等離子體濾篩裝置的濾篩結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件中導(dǎo)體與絕緣體疊合板 的一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2B為本發(fā)明的等離子體濾篩裝置的濾篩結(jié)構(gòu)體的第一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3A為本發(fā)明的等離子體濾篩裝置的濾篩結(jié)構(gòu)體的第二實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3B為本發(fā)明的等離子體濾篩裝置的濾篩結(jié)構(gòu)體的第三實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3C為本發(fā)明的等離子體濾篩裝置的濾篩結(jié)構(gòu)體的第四實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明的等離子體濾篩裝置應(yīng)用于等離子體蝕刻設(shè)備的示意圖。上述附圖中的附圖標(biāo)記說明如下1等離子體濾篩裝置10濾篩結(jié)構(gòu)體100磁力模塊101 孔洞
102絕緣結(jié)構(gòu)
102a絕緣層體
102b絕緣體
1021絕緣結(jié)構(gòu)孔位
103導(dǎo)體結(jié)構(gòu)
103a導(dǎo)體層體
103b外圍導(dǎo)體
1031導(dǎo)體基板孔位
11控制電路系統(tǒng)
2等離子體反應(yīng)室
20等離子體區(qū)域
21基板
22晶片基座
具體實施例方式請參閱圖1，本發(fā)明提供一種等離子體濾篩裝置1，該等離子體濾篩裝置1主要裝 設(shè)于一等離子體反應(yīng)室2之中(相對于基板21而位于等離子體區(qū)域20下方)，以進(jìn)行通過 該等離子體濾篩裝置1的物質(zhì)(包括帶電粒子、氣相物質(zhì)等等離子體物質(zhì))的篩選作業(yè)，該 等離子體濾篩裝置1包括一濾篩結(jié)構(gòu)體10以及一耦接于該濾篩結(jié)構(gòu)體10的控制電路系統(tǒng) 11，而該等離子體濾篩裝置1主要是利用該控制電路系統(tǒng)11控制該濾篩結(jié)構(gòu)體10產(chǎn)生電 場，進(jìn)以篩選通過該等離子體濾篩裝置1的濾篩結(jié)構(gòu)體10的物質(zhì)。請參考圖2，該濾篩結(jié)構(gòu)體10實質(zhì)上是一具有多個孔洞101的結(jié)構(gòu)體，請配合圖 2A與圖2B，該濾篩結(jié)構(gòu)體10包括一絕緣結(jié)構(gòu)102以及一導(dǎo)體結(jié)構(gòu)103，而該控制電路系統(tǒng) 11耦接于該導(dǎo)體結(jié)構(gòu)103，以產(chǎn)生篩選作用的電場。濾篩結(jié)構(gòu)體10的基本構(gòu)件為導(dǎo)體板、絕緣板、或?qū)w與絕緣體的疊合板。其中導(dǎo) 體與絕緣體的疊合板，請參考圖2A與圖2B。圖2A中該導(dǎo)體結(jié)構(gòu)103包含有一具有多個導(dǎo) 體基板孔位1031的導(dǎo)體層體103a，該絕緣結(jié)構(gòu)102包含有一具有多個絕緣結(jié)構(gòu)孔位1021 的絕緣層體102a，該導(dǎo)體層體103a與該絕緣層體102a為上下疊合(在本實施例中，絕緣 層體102a疊合于導(dǎo)體層體103a上)，且所述導(dǎo)體基板孔位1031與所述絕緣結(jié)構(gòu)孔位1021 形成所述孔洞101。請參考圖2B，其可為本濾篩結(jié)構(gòu)體的基本構(gòu)件外，也為本發(fā)明的等離子體濾篩裝 置1的第一實施例的變化形態(tài)，其中該導(dǎo)體結(jié)構(gòu)103包含有兩個具有多個導(dǎo)體基板孔位 1031的導(dǎo)體層體103a，該絕緣結(jié)構(gòu)102包含有一具有多個絕緣結(jié)構(gòu)孔位1021的絕緣層體 102a，該絕緣層體102a夾持于該兩導(dǎo)體層體103a之間，且所述導(dǎo)體基板孔位1031與所述 絕緣結(jié)構(gòu)孔位1021則對應(yīng)排列以形成所述孔洞101。因此，由第一實施例，等離子體濾篩裝置1的導(dǎo)體結(jié)構(gòu)103可包含有一個或多個 (如二至六片不等)具有多個導(dǎo)體基板孔位1031的導(dǎo)體層體103a，該絕緣結(jié)構(gòu)102則同樣 包含有一個或多個具有多個絕緣結(jié)構(gòu)孔位1021的絕緣層體102a，換言之，本發(fā)明并不限定 上述導(dǎo)體層體103a與絕緣層體102a的數(shù)量及組合方式。當(dāng)導(dǎo)體層體103a與絕緣層體102a的數(shù)量都為多數(shù)個時，所述絕緣層體102a與所述導(dǎo)體層體103a交錯地上下疊合，通過絕緣 層體102a隔絕相鄰的導(dǎo)體層體103a，且所述導(dǎo)體基板孔位1031與所述絕緣結(jié)構(gòu)孔位1021 則對應(yīng)排列以形成所述孔洞101，而上述對應(yīng)方式可為錯位形式或是正對位方式排列。請參考圖3A，其為本發(fā)明的等離子體濾篩裝置1的第二實施例，其與第一實施例 不同之處在于該絕緣結(jié)構(gòu)102由絕緣體102b所組成，而該絕緣體102b并不具有上述實施 例的絕緣結(jié)構(gòu)孔位1021，換言之，在本實施例中，該導(dǎo)體結(jié)構(gòu)103包含有兩個具有多個導(dǎo)體 基板孔位1031的導(dǎo)體層體103a，該絕緣結(jié)構(gòu)102則包含有一個絕緣體102b，該絕緣體102b 夾合于該兩導(dǎo)體層體103a之間，且該絕緣體102b設(shè)置于該兩導(dǎo)體層體103a的旁側(cè)，以避 免遮擋所述導(dǎo)體基板孔位1031，而所述兩導(dǎo)體層體上103a的所述導(dǎo)體基板孔位1031相互 對應(yīng)以形成所述孔洞101。另一方面，在本實施例中，該兩導(dǎo)體層體103a上的所述導(dǎo)體基板 孔位1031部分地相互對應(yīng)以形成所述孔洞101，也即所述導(dǎo)體基板孔位1031為錯位形式的 對應(yīng)排列，以產(chǎn)生不同的濾篩效果。請參考圖3B，其為本發(fā)明的等離子體濾篩裝置1的第三實施例，該導(dǎo)體結(jié)構(gòu)103包 含有三個具有多個導(dǎo)體基板孔位1031的導(dǎo)體層體103a，該絕緣結(jié)構(gòu)102則包含有兩個絕緣 體102b，每一該絕緣體102b夾合于兩相鄰的導(dǎo)體層體103a之間，且該絕緣體102b設(shè)置于 該導(dǎo)體層體103a的旁側(cè)，以避免遮擋所述導(dǎo)體基板孔位1031，而該兩導(dǎo)體層體103a上的 所述導(dǎo)體基板孔位1031相互對應(yīng)以形成所述孔洞101 ；在本實施例中，所述導(dǎo)體基板孔位 1031完全地相互對應(yīng)以形成所述孔洞101，換言之，所述導(dǎo)體基板孔位1031以正對位的方 式排列，以形成所述孔洞101。請參考圖3C，其為本發(fā)明的等離子體濾篩裝置1的第四實施例，其與前述實施例 不同之處在于，該等離子體濾篩裝置1還包括有一設(shè)置于該濾篩結(jié)構(gòu)體10旁側(cè)的磁力模塊 100，而該磁力模塊100可為磁環(huán)或電磁鐵，使該濾篩結(jié)構(gòu)體10所產(chǎn)生的內(nèi)部電場會伴隨有 電磁效應(yīng)。因此，綜合第一至第四實施例，該等離子體濾篩裝置1的導(dǎo)體結(jié)構(gòu)103包含有一個 或多個(含二至六片導(dǎo)體不等)具有多個導(dǎo)體基板孔位1031的導(dǎo)體層體103a ；而該絕緣 結(jié)構(gòu)102則包含有一個或多個具有多個絕緣結(jié)構(gòu)孔位1021的絕緣層體102a，和/或包含有 一個或多個絕緣體102b，所述導(dǎo)體層體103a與所述絕緣體102a交錯地上下疊合，而每一該 絕緣體102b設(shè)置于兩相鄰的該導(dǎo)體層體103a的旁側(cè)。換言之，本發(fā)明并不限定上述導(dǎo)體 層體103a與絕緣層體102a、102b的數(shù)量及組合方式。且所述導(dǎo)體基板孔1031位與所述絕 緣結(jié)構(gòu)孔位1021則對應(yīng)排列以形成所述孔洞101，所述導(dǎo)體層體103a上的所述導(dǎo)體基板孔 位1031相互對應(yīng)以形成所述孔洞101 ；另外，上述對應(yīng)方式可為錯位或正對位的方式排列。另一方面，每一導(dǎo)體層體103a的電壓、電流量、頻率都可獨立控制，而其電流也可 能是脈沖式(Pulse)或連續(xù)式。而該濾篩結(jié)構(gòu)體10與控制電路系統(tǒng)11組裝后，可與現(xiàn)有 的等離子體設(shè)備結(jié)合，且該等離子體濾篩裝置1的控制電路系統(tǒng)11也將依等離子體設(shè)備與 工藝的需求而進(jìn)行設(shè)定。請再參考圖1，并配合圖2至圖3C的具體實施例，本發(fā)明更提出一種具有等離子 體濾篩裝置1的等離子體設(shè)備，該等離子體濾篩裝置1可應(yīng)用于物理、化學(xué)氣相的工藝中， 且可輕易的組裝于目前業(yè)界所使用的等離子體設(shè)備中。如圖1所示，該等離子體濾篩裝置 1裝設(shè)于等離子體反應(yīng)室2中，等離子體反應(yīng)室2的等離子體區(qū)域20形成于該等離子體濾
6篩裝置1的上方，而基板21則在該等離子體濾篩裝置1的濾篩結(jié)構(gòu)體10的下方，因此，等 離子體產(chǎn)生的物質(zhì)將會通過濾篩結(jié)構(gòu)體10才可到達(dá)基板21。而將依據(jù)等離子體設(shè)備與工 藝的需求，注入等離子體反應(yīng)室2的所有氣體可能全部注入等離子體反應(yīng)室2的等離子體 區(qū)域20 ；或者是僅有一部分的氣體注入等離子體反應(yīng)室2的等離子體區(qū)域20，而其余的氣 體則注入于濾篩結(jié)構(gòu)體10與基板21之間的區(qū)域。當(dāng)?shù)入x子體物質(zhì)通過該等離子體濾篩裝置1的濾篩結(jié)構(gòu)體10時，濾篩結(jié)構(gòu)體10 的導(dǎo)體結(jié)構(gòu)103會由該控制電路系統(tǒng)11的驅(qū)動而產(chǎn)生內(nèi)部的電場或電磁場，以針對等離子 體中帶電的物質(zhì)做篩選與調(diào)控。例如在半導(dǎo)體干式蝕刻的工藝中，中性活化的自由基物質(zhì) (含原子與分子)將通過濾篩結(jié)構(gòu)體10的孔洞101，而不受該濾篩結(jié)構(gòu)體10的內(nèi)部電場或 電磁場的任何影響；反之，帶電物質(zhì)通過濾篩結(jié)構(gòu)體10時，其數(shù)量、能量或數(shù)量與能量將受 該濾篩結(jié)構(gòu)體10的內(nèi)部電場或電磁場的影響，而達(dá)到其篩選與調(diào)控的作用與目的。因此本 發(fā)明能產(chǎn)生最佳化的中性活化自由基物質(zhì)、離子(含質(zhì)子)與電子的氣相組合。再者，該濾 篩結(jié)構(gòu)體10所產(chǎn)生的外部電場幾乎是零，故此裝置能與目前業(yè)界使用的等離子體反應(yīng)室 設(shè)備互相組裝結(jié)合，而不會造成其他工藝上的影響。換言之，本發(fā)明更提出一種利用等離子體濾篩裝置1的等離子體濾篩方法，其將 等離子體濾篩裝置1裝設(shè)于一等離子體設(shè)備的等離子體反應(yīng)室2中，當(dāng)?shù)入x子體生成于該 等離子體反應(yīng)室2中的等離子體區(qū)域20時，利用該等離子體濾篩裝置1所產(chǎn)生的電場或電 磁場，篩選通過該等離子體濾篩裝置1的物質(zhì)，例如當(dāng)?shù)入x子體物質(zhì)通過濾篩結(jié)構(gòu)體10時， 原子、分子及中性自由基物質(zhì)將不受內(nèi)部電場或電磁場的影響，而無任何攔阻通過。但等離 子體物質(zhì)中的電子、質(zhì)子、正離子或負(fù)離子通過濾篩結(jié)構(gòu)體10時，將會受到濾篩結(jié)構(gòu)體10 的內(nèi)部電場或電磁場的強(qiáng)度及極性(Polarity)的影響，而可以被阻止、篩選，或是調(diào)控其 可通過濾篩結(jié)構(gòu)體10的數(shù)量與能量。如此，通過濾篩結(jié)構(gòu)體10對等離子體帶電物質(zhì)的直 接調(diào)控，而不須改變反應(yīng)的壓力、氣體溫度、射頻頻率、氣體成分等等的工藝參數(shù)，進(jìn)而達(dá)成 提升與增加等離子體(或氣相)工藝的能力與自由度；且被電場或電磁場阻攔下的帶電物 質(zhì)，將可回流入等離子體區(qū)域20，而可提升等離子體裂解注入等離子體區(qū)域20的氣體反應(yīng) 效率，且可以在較低的真空(較高的壓力)中產(chǎn)生高密度等離子體，也即在近于常壓的壓力 環(huán)境中產(chǎn)生(冷)等離子體。又或者，將電子能量調(diào)控于30到90電子伏特之間，此能量的 電子撞擊將可對基材、薄膜在蝕刻后或成長后的應(yīng)力消除或損害修復(fù)，以進(jìn)行非加熱式的 退火(anneal)工藝。另一方面，本發(fā)明的等離子體濾篩裝置1對帶電等離子體物質(zhì)的直接調(diào)控，將可 為半導(dǎo)體低介電膜材蝕刻、平板顯影低溫基材鍍膜以及薄膜太陽能的轉(zhuǎn)換效率、良率與制 造成本等挑戰(zhàn)，提出了解決方法。舉例來說，在氣相蝕刻的工藝中，活性化學(xué)物質(zhì)對基板的 反應(yīng)屬同向性(Isotropic)蝕刻。而異向性(Anisotropic)蝕刻則必須經(jīng)由活性化學(xué)物質(zhì) 與離子撞擊共同作用于蝕刻基板而達(dá)成，且異向性蝕刻為干式蝕刻制作電路圖案的必備方 法。然而過量或過度的離子撞擊也會造成蝕刻電路、基板或沉積薄膜的損害。又如，當(dāng)離子 的平均能量相對于每一沉積原子為不大于10電子伏特(eV)以上時，沉積膜的性質(zhì)、品質(zhì)及 生長速率將可改善，且同時不會因離子的過度、過量撞擊基材(含沉積物質(zhì))而造成沉積膜 的損害。因此，通過調(diào)控后離子適度撞擊基材(即沉積物質(zhì))，將撞擊動能的轉(zhuǎn)換增加沉積 物質(zhì)在基材上的移動機(jī)動力，而達(dá)成以較低基材溫度生長沉積膜的功效，使該沉積薄膜的
7工藝可應(yīng)用于低溫基材，如塑膠的鍍膜。本發(fā)明可應(yīng)用于各種的等離子體氣相工藝，例如，在氣相薄膜沉積的工藝中， 利用氬氣(Argon)、氫氣(H2)及硅甲烷(SiH4)進(jìn)行化學(xué)氣相沉積生長非晶性氫化硅膜 (Hydrogenated Amorphous Silicon Film ；a-Si:H)為例，將氬氣及氫氣注入等離子體反應(yīng) 室2的等離子體區(qū)域20，而將硅甲烷注入沉積區(qū)域的工藝做說明。中性活化的原子(含氬 氣及氫氣)可通過濾篩結(jié)構(gòu)體10，而不受其內(nèi)部電場或電磁場的影響。而質(zhì)子、氬離子及電 子通過濾篩結(jié)構(gòu)體10時，其通過的數(shù)量、能量或數(shù)量與能量將受到該濾篩結(jié)構(gòu)體10的內(nèi)部 電場或電磁場的影響，以達(dá)到篩選與調(diào)控的作用與目的。而篩選與調(diào)控后的等離子體物質(zhì)， 將與硅甲烷進(jìn)行增生反應(yīng)，反應(yīng)混合后的氣體將與基板21發(fā)生作用，以生長非晶性氫化硅 膜。通過本發(fā)明的等離子體濾篩裝置1對氫自由基、氬活化基、質(zhì)子、氬離子及電子的篩選 與調(diào)控，進(jìn)而獲致與硅甲烷反應(yīng)產(chǎn)生最佳化沉積的混合氣體，以提升沉積薄膜的生長速度、 良率以及降低制造成本；且可進(jìn)一步降低工藝所需的基板溫度。舉例來說，該等離子體濾 篩裝置1能調(diào)控電子的能量在8至13電子伏特之間，此能量的電子及氫原子與硅甲烷的反 應(yīng)，將可產(chǎn)生以(SiH3 ；Silyl)為主的硅沉積物質(zhì)，進(jìn)而改善非晶性氫化硅膜的成長速度、品 質(zhì)、良率及制造成本，且有助于薄膜太陽能或平板顯影的工藝。再者，以等離子體蝕刻工藝說明本發(fā)明的特征。請參考圖4，其為本發(fā)明的等離子 體濾篩裝置1應(yīng)用于等離子體蝕刻工藝設(shè)備的示意圖(圖中并未示出控制電路系統(tǒng)11)。 該等離子體反應(yīng)室2的等離子體區(qū)域20在濾篩結(jié)構(gòu)體10之上，而晶片(即基板21)則承 載于一晶片基座22上而位于該濾篩結(jié)構(gòu)體10的下方，同時蝕刻的氣體則全部注入等離子 體反應(yīng)室2的等離子體區(qū)域20。蝕刻氣體將被電解而形成部分或全部離子化氣體的狀態(tài)， 因此等離子體中包括有電子、離子、原子、分子及中性自由基等物質(zhì)，上述等離子體中的物 質(zhì)將通過濾篩結(jié)構(gòu)體10才可到達(dá)晶片進(jìn)行反應(yīng)。另外，如圖4所示，該濾篩結(jié)構(gòu)體10的導(dǎo) 體結(jié)構(gòu)103包含有外圍導(dǎo)體103b及導(dǎo)體層體103a，該導(dǎo)體層體103a的外緣為外圍導(dǎo)體103b所圍繞，此外圍導(dǎo) 體103b將屏蔽等離子體反應(yīng)室2中(如等離子體區(qū)域20)的電磁波對濾篩結(jié)構(gòu)體10的內(nèi) 部電場的影響。在一般的情況下，外圍導(dǎo)體103b為接地。而濾篩結(jié)構(gòu)體10的內(nèi)部設(shè)有二片 導(dǎo)體層體103a，其與外圍導(dǎo)體103b之間以絕緣層體102a加以區(qū)隔。該二片導(dǎo)體層體103a 之間的間距為0. 5至2. 0公分。該濾篩結(jié)構(gòu)體10的平面形狀實質(zhì)上同于晶片，且該濾篩結(jié) 構(gòu)體10的尺寸將略大于晶片尺寸。例如，應(yīng)用于200mm的工藝設(shè)備時，本發(fā)明的該濾篩結(jié) 構(gòu)體10的平面尺寸將略大于200mm。另外，該濾篩結(jié)構(gòu)體10的平面上平均分布許多孔洞 101，每一孔洞101的直徑為0. 005至0. 02公分，孔洞101的中心間距為0. 01至0. 06公分。 當(dāng)?shù)入x子體物質(zhì)流經(jīng)孔洞101以穿過濾篩結(jié)構(gòu)體10時，其內(nèi)部的兩片導(dǎo)體層體103a所產(chǎn) 生的電場，將影響帶電物質(zhì)的通過，以調(diào)控到達(dá)晶片的離子數(shù)量和/或能量。因此能產(chǎn)生最 佳化的中性活化自由基物質(zhì)、離子與電子的氣相組合，而在不損害晶片(如低介電膜材)的 情況下，達(dá)成蝕刻出所要的電路圖案的效果。本發(fā)明提出一種等離子體濾篩裝置1，其以內(nèi)部的電場對通過該裝置的等離子體 物質(zhì)，進(jìn)行等離子體物質(zhì)的篩選與調(diào)控，而該等離子體濾篩裝置1的濾篩結(jié)構(gòu)體10上具有 多個孔洞101，所述孔洞101的大小、形狀、數(shù)量、分布與密度，將依應(yīng)用該等離子體濾篩裝 置1的設(shè)備與工藝需求而定。另外，上述的絕緣結(jié)構(gòu)102與導(dǎo)體結(jié)構(gòu)103的組裝結(jié)構(gòu)也可
8依照實際應(yīng)用上的需求進(jìn)行調(diào)整，并不以上述實施例為限。綜上所述，本發(fā)明具有下列諸項優(yōu)點1、本發(fā)明的等離子體濾篩裝置可以組裝于不同尺寸、特性的等離子體設(shè)備與各種 物理、化學(xué)氣相工藝，以提升與增進(jìn)設(shè)備、工藝的能力。2、本發(fā)明的等離子體濾篩裝置，能對質(zhì)子、電子、離子(如氬氣離子)的數(shù)量與能 量做直接有效的調(diào)控。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，非意欲局限本發(fā)明的專利保護(hù)范圍，故舉凡 運用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所為的等效變化，均同理都包含于本發(fā)明的權(quán)利要求內(nèi)。
權(quán)利要求
一種等離子體濾篩裝置，其特征在于，包括一濾篩結(jié)構(gòu)體，其具有多個孔洞，其中該濾篩結(jié)構(gòu)體包含一導(dǎo)體結(jié)構(gòu)與一絕緣結(jié)構(gòu)；以及一控制電路系統(tǒng)，其耦接于該導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的等離子體濾篩裝置，其特征在于該導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包含有至少一具 有多個導(dǎo)體基板孔位的導(dǎo)體層體，該絕緣結(jié)構(gòu)包含有至少一具有多個絕緣結(jié)構(gòu)孔位的絕緣 層體，且所述多個導(dǎo)體基板孔位與所述多個絕緣結(jié)構(gòu)孔位形成所述多個孔洞。
3.如權(quán)利要求2所述的等離子體濾篩裝置，其特征在于該控制電路系統(tǒng)耦接于所述 至少一導(dǎo)體層體，且該控制電路系統(tǒng)獨立控制每一個所述導(dǎo)體層體的電壓、電流或頻率。
4.如權(quán)利要求1所述的等離子體濾篩裝置，其特征在于該導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包含有多個具有 多個導(dǎo)體基板孔位的導(dǎo)體層體，該絕緣結(jié)構(gòu)包含有多個絕緣體，所述導(dǎo)體層體與所述多個 絕緣體交錯地上下疊合，且每一絕緣體設(shè)置于兩相鄰的該導(dǎo)體層體之間，每一絕緣體位于 該導(dǎo)體層體的旁側(cè)，而所述導(dǎo)體層體上的所述多個導(dǎo)體基板孔位相互對應(yīng)以形成所述多個 孔洞。
5.如權(quán)利要求1所述的等離子體濾篩裝置，其特征在于該導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包含有至少一個 外圍導(dǎo)體及至少一個導(dǎo)體層體，該外圍導(dǎo)體圍繞于該導(dǎo)體層體的外圍。
6.如權(quán)利要求1所述的等離子體濾篩裝置，其特征在于還包括一設(shè)置于該濾篩結(jié)構(gòu) 體旁側(cè)的磁力模塊。
7.一種等離子體設(shè)備，其特征在于，包括一等離子體反應(yīng)室，該等離子體反應(yīng)室中容 置有一基板，該等離子體設(shè)備于該等離子體反應(yīng)室中的等離子體區(qū)域形成等離子體，其特 征在于，該等離子體反應(yīng)室中裝設(shè)有一等離子體濾篩裝置，該等離子體濾篩裝置相對于該 基板而位于該等離子體區(qū)域下方，該等離子體濾篩裝置包括一濾篩結(jié)構(gòu)體以及一耦接于該 濾篩結(jié)構(gòu)體的控制電路系統(tǒng)，該濾篩結(jié)構(gòu)體由一導(dǎo)體結(jié)構(gòu)與一絕緣結(jié)構(gòu)所上下疊合成型， 該濾篩結(jié)構(gòu)體具有多個孔洞。
8.一種等離子體濾篩方法，其特征在于，包括以下步驟提供一等離子體設(shè)備與一裝設(shè)于該等離子體設(shè)備的等離子體反應(yīng)室中的一等離子體 濾篩裝置；以及當(dāng)?shù)入x子體生成于該等離子體反應(yīng)室中的等離子體區(qū)域時，利用該等離子體濾篩裝置 所產(chǎn)生的電場，篩選通過該等離子體濾篩裝置的物質(zhì)。
9.如權(quán)利要求8所述的等離子體濾篩方法，其特征在于在篩選通過該等離子體濾篩 裝置的物質(zhì)的步驟中，被該等離子體濾篩裝置所產(chǎn)生的電場所阻攔的帶電物質(zhì)回流至該等 離子體區(qū)域。
10.如權(quán)利要求8所述的等離子體濾篩方法，其特征在于在篩選通過該等離子體濾篩 裝置的物質(zhì)的步驟中，通過該等離子體濾篩裝置所產(chǎn)生的電場，可控制通過該等離子體濾 篩裝置的離子、質(zhì)子或電子的數(shù)量與能量。
全文摘要
一種等離子體濾篩裝置、等離子體濾篩方法及其等離子體設(shè)備，該等離子體濾篩裝置包括一濾篩結(jié)構(gòu)體，其具有多個孔洞，其中該濾篩結(jié)構(gòu)體包含導(dǎo)體結(jié)構(gòu)與絕緣結(jié)構(gòu)，以及一控制電路系統(tǒng)，其耦接于該導(dǎo)體結(jié)構(gòu)；更含有旁側(cè)磁力模塊。通過應(yīng)用上述等離子體濾篩裝置于等離子體反應(yīng)室(PlasmaChamber)設(shè)備中，等離子體濾篩裝置可對離子(含質(zhì)子)與電子的數(shù)量與能量的控制與篩選，以達(dá)到工藝的最佳化。
文檔編號H01L21/00GK101964301SQ20091016047
公開日2011年2月2日 申請日期2009年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月23日
發(fā)明者陳慶昌 申請人:陳慶昌