TWI244672B - Plasma chamber - Google Patents

Description

1244672 玖、發明說明： I：發明戶斤屬之技術領域3 本申請案係請求2003年6月12日於韓國智慧財產局所 提申之韓國專利申請案第2003-38023號之權益，其之内容 5 係併於此以供參考。 發明領域 本發明係有關一種電漿室，且更有關一種用於乾钱刻 之電容性偶合電漿（CCP)室。 L· ]1 10 發明背景 在生產液晶顯示器（LCD)的製程中，電容性偶合電漿 (CCP)方法、感應偶合電漿（ICP)等方法係已被使用於形成 電漿。ICP方法（藉由使用感應電磁場以產生電漿）係特別被 廣泛使用，因為此方法能形成高密度的電漿，而且容易藉 15 使用偏壓能量，而控制離子能量。另一方面，與ICP方法比 較時，CCP方法係形成低密度電漿，但因為其具有使用簡 單設備等之優點，故亦被廣泛地用於蝕刻。 第1圖係概要顯示出一種使用電容偶合電漿之傳統乾 蝕刻設備。 20 如第1圖所示，一乾蝕刻設備100係包含一CCP電漿室 110和一主要電力供應器120。 該CCP電漿室110係包含一接收器111、一下電極112和 一上電極113。 該接收器111係被安置在CCP電漿室110内部之下部位 1244672 中，並支撐一面板，一用於蝕刻之光敏性材料係被施用於 該面板。下電極112係接觸該接收器111的底部並供應電力 至接收器111。上電極113係被安置於CCP電漿室110之内部 的上部位中，且被接地，以做為下電極112之參考電極。 5 該主要電力供應器120包含一主要電源121和一阻抗匹 配電路122。 主要電源121係供應具有預定頻率與預定振幅之交流 (AC)電流，且其係連接至下電極112。阻抗匹配電路122係 電氣連接於下電極112與主要電源121之間，並避免由主要 10 電源121所供應之AC電流於下電極112處逆回。 由於此結構，傳統的乾蝕刻設備100係以下列方式操 作。 首先，一反應面板係置放於接收器111上。而後，藉一 真空泵（未顯示），將幾乎所有的氣體經一排氣孔（未顯示）排 15 出CCP電漿室110，藉此真空化CCP電漿室110。而後，一反 應氣體係經一引導孔（未顯示）而饋進CCP電漿室110中。 於完成蝕刻製程的準備後，供應AC電源並開始蝕刻製 程。 當自主要電源121供應AC電源至下電極112時，會在下 20 電極112與上電極113間產生一隨時間變化的電場。此隨時 間變化的電場係將反應氣體分解成離子，負電荷與自由 基。於此，離子係藉電力而與反應面板之一薄膜物理碰撞 並產生物理反應，而自由基係藉擴散作用而與反應面板之 薄膜物理碰撞並產生化學反應，藉此蝕刻反應面板。特別 1244672 是在反應⑽子_(IRE)t，因_ 與薄膜碰撞，故非等向性_係依電場來進;=而加速且 然而，於傳統的乾钱刻設備 場係隨主要電源121之振幅及頻率而於飾刻的偏壓電 條件(諸如，側速率、_細 目此’對於姓刻 所限制。 4^)料確控制有 【發明内容】 發明概要 10 15 因此，本發明之-目的係在提供—種電 刻條件（諸如，#刻速率、餘刻查 至，、中餘 控。 亦選擇率等）係被準確調 本發明之其他目的及/或優點 、、 說明，且其部分將可由說明内容日B於下述之描述中部分 發明而得知。 、月…、貝了解，或可藉實施本 本發明之前述目的及/或其 室而達成，該電漿室包含-下+目的係藉提供—種電漿 乾蝕刻一 LCD，該電漿室包含·、 甩極，且適用於 有-主要電源(以產生-具有預6主要電力供應器，其含 一第-阻抗匹配電路（以阻抗_匹&主要頻率的主要電壓）及 供應器，其含有一偏壓電源（以產要电壓）’ 一偏壓電力 偏壓)及—第二阻抗匹配電路⑷纟—具有預定偏壓頻率的 混頻器，其係連接至該第且抗'匹配該偏壓）；以及一 電路，且接收並混合主要電壓=配電路與第二阻抗匹配 至下電極及上電極之一。/、壓，並將混合電壓輸出 20 1244672 依據本發明之一目的，電漿室更包含至少一輔助電力 供應器，該輔助電力供應器包括一輔助電源（以產生具有預 定頻率之輔助電壓）及一輔助阻抗匹配電路（以產生阻抗-匹 配輔助電壓），其中該混頻器係連接至輔助電力供應器之輔 5 助阻抗匹配電路，且接收並混合主要電壓、偏壓與輔助電 壓，並將混合電壓輸出至下電極與上電極之一。 依據本發明之一目的，混頻器係藉將所接收之電壓相 加而輸出該混合電壓。 依據本發明之一目的，偏壓頻率係低於主要頻率。 10 圖式簡單說明 本發明之其他目的及優點係將藉下列具體實施例之敘 述及所附隨之圖式而更清楚並更易於了解： 第1圖係為使用電容性偶合電漿之傳統乾蝕刻設備的 概要圖；以及 15 第2圖係為使用本發明一具體實施例之電容性偶合電 漿之乾蝕刻設備的概要圖。 I：實施方式】 較佳實施例之詳細說明 本發明之具體實施例將被清楚描述，其之例子係說明 20 於圖式中，其中，全文中相似的參考數字係指相似的元件。 具體實施例將描述於下，以參考圖式而解釋本發明。 第2圖係概要顯示一使用本發明一具體實施例之電容 性偶合電漿的乾蝕刻設備。 如第2圖所示，一乾姓刻設備1係包含一 CCP電榮室10 1244672 與一電源供應器20。 CCP電漿室1〇包含一接收器11，_下電極12與一上電 極13。接收器11係置放於CCP電襞室1 〇之内部下部位中， 並支樓一反應面板’遠反應面板係施加有一用於姓刻之光 敏性材料。下電極12係接觸接收器1丨的一底部。上電極^ 係置於CCP電漿室10之内部上部位中，並接地以作為下電 極12之參考電極。 電源供應器20包含一主要電力供應器3〇，一偏壓電力 供應器40與一混頻器5〇。 10 15 主要電力供應器30包含一主要電源31與一第一阻抗匹 _ :路32 .玄主要電源31係供應具有一預定角頻率(①ο與— 、振巾田(E】）之父流(AC)電力，且其係連接至混頻器％。第 抗叹配電路32係連接於混頻器5〇與主要電源31之間， 由主要电源31所供應之Ac電力於混頻器5〇處逆回。 偏C兒力供應器4〇係包含一偏壓電源4ι以及一第二阻 與— 路42。偏壓電源41係供應具有一預定角頻率(ω2) 刈於定振幅(Ε2)之交流(AC)電力，且其係連接至混鮮 :成於此’頻率愈低’-反應頻率之粒子愈重。因此，該 板碰撞之偏議41的難㈣較 '要电源3〗的角頻率（ωι)。 之間^"匹配$路4 2係連接於混頻器5 0與偏Μ電源41 逆回。W由偏屋電源41所供應之AC電源於混頻器50被 〉昆頻器5〇係分別接收源自主要電力供應器30之主要電 20 1244672 源31的AC電力與源自偏壓電力供應器40之偏壓電源41的 AC電力，並將一混合之預定AC電力輸出至下電極12。混頻 器50係被提供以防止主要電源31與偏壓電源41直接連接至 下電極12，而彼此供應AC電力至二電源。於此，混頻器50 5 係藉一操作方式（諸如，相加）而混合分別源自主要電源31 與偏壓電源41之AC電力。於此具體實施例中，相加係使用 於混合AC電力，但必須了解的是，亦可適用其他操作方式。 由混頻器50輸出至下電極12的電壓（Vo)係如下。 <方程式1> 10 Vo = EiCOsCcOit) + E2COS(C〇2t) 於主要電源31之角頻率（ω!)遠大於偏壓電源41之角頻 率（ω2)的例子中，〈方程式1>係接近下列〈方程式2>。 〈方程式2> 15 Vo = EiCOsCcOit) + E〗+ (ErEDcosCo^t)，其中 ω] >> ω2。 • 該供應至下電極12的電壓（Vo)係包括用於產生電漿之 “EiCosCcM)”與用於調整蝕刻條件之“E]+ (ErEDcosCcM)”。 該用於調整蝕刻條件之電壓可藉供應至少一具有預定 20 頻率與預定振幅之輔助電力而達成，藉此以更精確控制蝕 刻。 舉例言之，主要電力供應器30係供應具有13.56 MHz 頻率之主要電力，且偏壓電力供應器40係供應具有數MHz 至數百kHz頻率之偏壓電力。於此，混頻器50係用於防止一 10 1244672 逆：二，在具有不同頻率之電力彼此偶合時產生)，且 用於在相同時間下供應主要電力與偏壓電力。 r ==结構’本發明—具體實施例之乾_設備1 係以下列方式操作。 ψ /㈣有—光敏性材料之反應Φ板置於接收 :J 而後，真空化⑽電漿室10,並將一反應 10 漿室1G中。而後，藉電源供應器加之主要 迅源Z錢電源41，將反應氣體轉變成電漿。而後，離 子係错電場而加速，並與反應面板之—薄膜碰撞，里中， 未施有光敏性材料之薄膜的—部份係藉離子而姓刻。 忙據本《月之目的，偏㈣力之頻率與振幅可改 變’以調控侧條件(諸如’ _速率、_軌跡、選擇率 等），以維持電漿密度。 如則述，本發明係提供_種電漿室，其中㈣條件(諸 15如’姓刻速率、兹刻執跡、選擇率等）係被準確調控。 雖然僅顯示與說明本發明之少許具體實施例，但孰於 此技者必須了解的是，其可在不偏離本發明之原理與精神 下，進行此等具體實施例的變化，其之範圍係界定於後附 之申请專利範圍及其等之等效範圍中。 20 【圖式簡單說明】 第1圖係為使用電容性偶合電漿之傳統乾姓刻設備的 概要圖；以及 "第2圖係為使用本發明—具體實施例之電容性偶合電 漿之乾餘刻設備的概要圖。 1244672 【圖式之主要元件代表符號表】 卜100 乾姓刻設備 10、110 CCP電漿室 11 > 111 接收器 12 、 112 下電極 13 、 113 上電極 20 電源供應器 30、120 主要電力供應器 31 > 121 主要電源 32、122 第一阻抗匹配電路 40 偏壓電力供應為 41 偏壓電源 42 第二阻抗匹配電路 50 混頻器 12

Claims (1)

1244672 拾、申請專利範圍： 1. 一種電漿室，包含一下電極與一上電極，且係使用於乾 蝕刻一LCD，該電漿室包含： 一主要電力供應器，其包括一產生具有一預定主要 5 頻率之主要電壓的主要電源，以及一阻抗-匹配該主要 電壓之第一阻抗匹配電路； 一偏壓電力供應器，其包括一產生具有一預定偏壓 頻率之偏壓的偏壓電源，以及一阻抗-匹配該偏壓之第 二阻抗匹配電路；以及 10 一混頻器，其係連接至該第一阻抗匹配電路與該第 二阻抗匹配電路、接收並混合該主要電壓與該偏壓，且 將該混合電壓輸出至該下電極與該上電極之一。 2. 如申請專利範圍第1項之電漿室，更包含至少一輔助電 力供應器，該輔助電力供應器包括一產生具有一預定頻 15 率之輔助電壓的輔助電源，以及一阻抗-匹配該輔助電 壓之輔助阻抗匹配電路，其中， 該混頻器係連接至該輔助電力供應器之輔助阻抗 匹配電路，接收並混合該主要電壓、該偏壓與該輔助電 壓，且將該混合電壓輸出至該下電極與該上電極之一。 20 3.如申請專利範圍第1項之電漿室，其中該混頻器係藉將 該所接收之電壓相加而輸出該混合電壓。 4. 如申請專利範圍第2項之電漿室，其中該混頻器係藉將 該所接收之電壓相加而輸出該混合電壓。 5. 如申請專利範圍第1項之電漿室，其中該偏壓頻率係低 1244672 於該主要頻率。 6.如申請專利範圍第2項之電漿室，其中該偏壓頻率係低 於該主要頻率。 34