一种等离子体产生装置。等离子体产生装置包括一等离子体处理腔体、一上电极板、一下电极板及至少两个阻抗调制器。上电极板用以连接一射频电源。此些阻抗调制器两两成对。各个阻抗调制器具有一阻抗调制值曲线。此些阻抗调制器并联于上电极板的对称处。其中，各个阻抗调制值曲线随时间变化，且此些阻抗调制值曲线的一并联等效阻抗值曲线随时间固定。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种等离子体(plasma)产生装置，且特别涉及一种以射频电磁波产 生等离子体的等离子体产生装置。
技术介绍
等离子体产生装置在薄膜太阳能电池、液晶显示器及半导体芯片等产品的制造过 程中可以进行薄膜沈积、蚀刻等制程。因此等离子体产生装置在上述产品中是极为重要的 关键设备。然而，当等离子体产生装置的上电极板的尺寸与射频电磁波的波长接近时，射频 电磁波将会产生驻波现象。驻波现象将会导致等离子体分布极为不均勻，最终造成镀膜不 均勻或蚀刻不均勻等问题。尤其在射频电磁波的频率增加时，驻波效应更是显著。为了避 免驻波现象的发生，企业界便提出以下数篇专利。百瑟系统公司(Unaxis)提出美国第US 7，487，740号专利，此篇专利主要利用修 改上/下电极板的形状的方式(shaped electrode)来消除驻波效应。该设计是利用驻波 产生时，靠近上电极板中央位置的射频电压会较大而往两旁递减的现象，通过理论计算将 上电极板设计成两旁微凹向下的特殊形状，同时在上电极板与等离子体间用一介电窗来区 隔，而下电极板则维持平坦形状，以获得在上电极板与下电极板之间中有均勻的电场分布， 以产生均勻的等离子体。亦或者反过来，修改下电极板具微凹向上的曲率，并再置入一层绝 缘材料以使得整体表面具有良好的平坦性。然而，无论是修改上电极板或下电极板的形状， 这些上电极板或下电极板的形状均必须针对特定射频电磁波的频率所设计，一旦改变射频 电磁波的频率或者在不同制程压力或不同等离子体密度底下便无法适用。另外，日本三菱重工(Mitsubishi Heavy hdustries，MHI)则提出美国第US 7，141，516号专利。此篇专利主要是以栅状上电极(Ladder-Siape)来取代平板状上电极 板。此技术最大特点在于利用相位调制(Phase Modulation)方法将射频功率分别由栅状 上电极的两侧引入，并以两个相变化器将两个输入电源之间的相位差随时间做周期性的变 化(0° 360° )。如此可使得所产生的驻波节点随时间位移。当相位差改变的频率够快 时，对时间平均的电场/等离子体密度即可达到均勻分布的目的。然而，此种作法必须提供 两组电源及两组相变化器，徒增许多设备成本。此外，日本三菱重工更提出美国第US 6，417，079号专利。此篇专利主要是利用在 栅状上电极的另一端加装假负载，以使得射频电磁波传递到假负载时被吸收掉而不会产生 反射波，如此便可避免驻波的产生。然而，假负载将会损耗相当多上电极的功率，造成能源 的浪费。
技术实现思路
本专利技术涉及一种等离子体产生装置，其利用两个以上成对的阻抗调制器来调节等 离子体，使得射频电磁波所产生的驻波节点会随着时间作周期性移动，对时间平均而言，便 能产生均勻的等离子体分布。根据本专利技术的一方面，提出一种等离子体产生装置。等离子体产生装置包括一等 离子体处理腔体、一上电极板、一下电极板以承载基板及至少两个阻抗调制器。上电极板用 以连接一射频电源。此些阻抗调制器两两成对。各个阻抗调制器具有一阻抗调制值曲线。 此些阻抗调制器并联于上电极板的对称处。其中，各个阻抗调制值曲线随时间变化，且此些 阻抗调制值曲线的一并联等效阻抗值曲线随时间固定。为让本专利技术的上述内容能更明显易懂，下文特举诸项实施例，并配合附图，作详细 说明如下附图说明图1绘示本专利技术第一实施例的等离子体产生装置的示意图；图2绘示图1的上电极板及第一 第二阻抗调制器的俯视图；图3A绘示第一实施例的第一 第二阻抗调制值曲线的变化图；图IBB绘示第一实施例的第一 第二阻抗调制器的并联等效阻抗值曲线的变化 图；图4绘示本专利技术第二实施例的一种等离子体产生装置的上电极板及第一 第四 阻抗调制器的俯视图；图5绘示本专利技术第二实施例的另一种等离子体产生装置的上电极板及第一 第 四阻抗调制器的俯视图；图6A绘示第二实施例的第一 第四阻抗调制值曲线的变化图；图6B绘示第二实施例的第一 第四阻抗调制器的并联等效阻抗值曲线的变化 图；图7绘示本专利技术第三实施例的等离子体产生装置的上电极板及第一 第八阻抗 调制器的俯视图；图8A绘示第三实施例的第一 第八阻抗调制值曲线的变化图；以及图8B绘示第三实施例的第一 第八阻抗调制器的并联等效阻抗值曲线的变化 图。主要元件符号说明100、200、300、400 等离子体产生装置110 等离子体处理腔体120 止电极板130:下电极板141 第一阻抗调制器142 第二阻抗调制器143 第三阻抗调制器144:第四阻抗调制器145 第五阻抗调制器146 第六阻抗调制器147:第七阻抗调制器148 第八阻抗调制器150:射频电源900 制程基板Al 上电极板的第一角点A2 上电极板的第二角点A3 上电极板的第三角点A4 上电极板的第四角点C:上电极板的中心Ll 上电极板的第一侧边L10:第一侧边的中点L12 第一阻抗调制器及第二阻抗调制器的连线L2:上电极板的第二侧边L20:第二侧边的中点L3:上电极板的第三侧边L30:第三侧边的中点L34 第三阻抗调制器及第四阻抗调制器的连线L4:上电极板的第四侧边L40:第四侧边的中点V0、V0，、V0”并联等效阻抗值曲线Vl 第一阻抗调制值曲线V2:第一阻抗调制值曲线Zmax 阻抗调制值的最大值Siiin 阻抗调制值的最小值V3:第三阻抗调制值曲线V4:第四阻抗调制值曲线V5:第五阻抗调制值曲线V6 第六阻抗调制值曲线V7 第七阻抗调制值曲线V8:第八阻抗调制值曲线具体实施例方式以下提出实施例进行详细说明，实施例仅用以作为范例说明，并不会限缩本专利技术 欲保护的范围。此外，实施例中的附图省略不必要的元件，以清楚显示本专利技术的技术特点。第一实施例请参照图1，其绘示本专利技术第一实施例的等离子体产生装置100的示意图。等离 子体产生装置100包括一等离子体处理腔体110、一上电极板120、一下电极板130、一第一 阻抗调制器141、一第二阻抗调制器142、一射频电源150、一排气孔及一抽气帮浦(排气孔 及抽气帮浦未绘示)。上电极板120及下电极板130平行设置于等离子体处理腔体110内 的上下两侧。上电极板120连接射频电源150。通常，射频电源150施加于上电极板，而下 电极可直接接地或电性浮接。制程气体由气体注入口(未图示)输入至等离子体处理腔体110中。当射频电源150输出足够射频功率时，将于上电极板120以及下电极板130之间产 生并维持等离子体。制程基板900 (例如是待加工的半导体芯片或待加工成为显示面板、太 阳能电池板的玻璃基板等)放置于下电极130上，以通过等离子体进行各种制程。抽气帮 浦通过排气孔将反应后气体抽出。成对的第一阻抗调制器141及第二阻抗调制器142设置 于上电极板120或下电极板130两侧的对称处(图1所绘示为设放置于上电极板120的实 施例)。第一阻抗调制器141及第二阻抗调制器142皆为可变电容。请参照图2，其绘示图1的上电极板120及第一 第二阻抗调制器141 142的俯 视图。上电极板120为一矩形结构或一圆形结构。在本实施例中，上电极板120为矩形结 构。上电极板120具有一第一侧边Li、一第二侧边L2、一第三侧边L3及一第四侧边L4。第 一阻抗调制器14本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种等离子体产生装置，包括：一等离子体处理腔体；一上电极板，用以连接一射频电源；一下电极板；以及至少两个阻抗调制器，这些阻抗调制器两两成对，各该阻抗调制器具有一阻抗调制值曲线，这些阻抗调制器并联于该上电极板的对称处；其中，各该阻抗调制值曲线随时间变化，且这些阻抗调制值曲线的一并联等效阻抗值曲线随时间固定。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张家豪，张志振，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]
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