TW564574B - Method and apparatus for producing uniform process rates - Google Patents

Description

564574 五、發明說明（1) 發明背景： 本發明係有關於處理基材（substrate )之裝置與方 法二該基材係諸如用於I C製造之半導體基材或使用於平面 顯不器之坡ί离基板。本發明更特別有關於改良之電漿處理 系統’該系統能夠於基材表面達到高度之處理均勻度。 電聚處理系統已經存在一段時間。數年前，感應耦合 式電漿(inductively coupled plasma source )、電子 回旋加速器共振（electron cyclotron resonance ; ECR )、電容式，以及其他類似之電漿處理系統已經被引進且 使用於製造半導體基材與玻璃基板上。 |丨 處理過程中，典型上係採用多層沉積與/或蝕刻步 驟。沉積過程中，材料係沉積於基材表面上（諸如玻璃基 板或晶圓之表面）。例如，可以形成各種石夕材、二氧化 石夕、氮化石夕、金屬或其他類似材料之沉積層於該基材之表 面。反之’飯刻可用於自該基材表面之擇定區域選擇性地 去除材料。例如，可以形成介層孔（v i a )、接觸窗 (contact )、或槽孔（trench )之類的蝕刻特徵於該基 材之諸層上。 一種特殊的電漿處理方法係使用感應式源 (induct ive source )以產生該電漿。第1圖係表示一先_ 前技術’用於電漿處理之感應式電漿處理反應器1 〇 Q。典 型之感應式電漿處理反應器包括一處理室，其具有天 線或感應線圈（i n d u c t i v e c 〇 i 1 ) 1 0 4，其中該天線或感 應線圈104係置於介電窗（dielectric window) l〇6上。 -

1102-5045-PF(N);ahddub.ptd 第6頁 ^>64574 五、發明說明（2) 通常，天持 108相1¾人 4係與第一射頻電力源（RF power source) 氣體材料\再者，處理室1 0 2内具有一氣體阜1 1 0以釋放 11 2間之射’，諸如：蝕刻劑，進入介於該介電窗1 06與基材 )。導弓丨、頻感應電漿區（RF-induced plasma region

+ &基材U2進入處理室102且設置於夾盤114上，其 T琢爽盤1 1 4 — A 合。 ~般係作為電極並與第二射頻電力源1 1 6相耦 内。‘ i s電ί，反應氣體藉由氣體阜110輸人處理室ι〇2 該供:之射用ί 一射頻電力源ι〇8供給感應線圈1〇4能量。 室102°内引發頻能量係通過介電窗106進行搞合並且於處理 理室1 0 2内4 ~大型電場。更明確說來，由於該電場於處 該電場會加速一循裱電流（circulating current )。 反應氣^之氣Iΐ於該處理室内之部分電子而促使其與該 之，承受強大也t子相碰撞。如同熟習該項技藝者所知 而留下帶正電ί場之反應氣體之中性氣體分子會失去電子 荷離子、_之離子。因此，該電漿118中包含有正電 旦自由電子的ζΤ電子與中性氣體分子（與/或原子）。一 發。 生速率大於其消失速率於是電漿便此激 當電漿 表面移動。例Ζ形j ’該電漿内之中性氣體分子會朝基材 其中一個機制:、’造成基材上該中性氣體分子此種現象的 :子之隨機運:為擴：效應（也就是1兒，該處理室内氣體 發現一中性极子i \因此，—般可於沿著基材112之表面 層（例如，中性氣體分子）。相同的，當 °〇4574 五、發明說明（3) 底部電極1 1 4诵雷Hi .. 子造成姓刻反應。、子朝該基材加速並伴隨著中性粒 述之感應電漿系統所遭遇之一個問題传為1基 材之蝕刻變異，亦g卩^ A丞 基材之某區域所m 4均句之姓刻速^也就是說’該 于彳餘刻與其他區域是不同的。因此，欲 ^丨.貝肢電路之相關參數是十分困難的，例如，臨界尺寸 Uical dimension)、縱橫尺寸比（aSpect; ratio) 與^他類似參數。此外，非均勻蝕刻會導致半導體電路中 之裝置故障’通常會造成製造成本提高。再者，諸如整體 名虫刻速率（0Verall etch rate) 、I虫刻輪靡（etch Profile)、微型負載（micr〇—i〇ading)、選擇性 C select i vi ty )與其他類似參數亦有各有其考量點。 近年來發現非均勻蝕刻速率係由於分布於基材表面之 電紫密度變異所引起，亦即，電漿内具有反應粒子（例 如’正性電荷離子）較多或較少之區域。儘管不願被理論 戶斤束、缚’但相信電漿密度之變異係由電力耦合（power coup 1 ing )之功率傳輸性之非對稱性所引起，例如，天 線、介電窗以及/或電漿。若該電力耦合係非對稱，則該 感應電場之循環電流亦有理由為非對稱，因此該電漿之離 子化與激發亦為非對稱。故而，會遭遇到電漿密度之變 · 異。例如’某些天線配置所引發之電流於線圈中心較強而 於線圈外圍較弱。相同的，電漿傾向朝該處理室中心聚集 (如第1圖所示，電漿1 1 8 )。 克服非對稱電力耦合之標準技術係為補償或平衡該非

564574 五、發明說明（4) 對稱性。例如 密度、於螺旋 於不同半徑處 流密度。然而 合。亦即，這 異，此將不易 此外，今 漿間形成電容 係利用天線與 或接近該輛合 (sheath vol 底部電極（通 區，且因此加 子會轟擊該耦 大體上這 基材上之作用 搞合窗表面。 例如，沉積之 質的來源，特 去除材料亦具 成製程變異（ 合之功率傳輸 所述，製程變 裝置故障。 ，使用一對平面天線以增加弱電流區之電流 天線上加入輻射向元件以形成更多圓形迴圈 、改變該介電窗之厚度以降低強電流區之電 ，這些技術傾向不提供方位角對稱電力耦 些技術仍具有方位角變異而導致電漿上之變 得到I虫刻均勻性。 曰大多數使用之天線配置係於該天線與該電 搞合(capacitive coupling ) ° 電容搞合 電漿間之電壓降所形成。一般該電壓降係於 窗（coupling window)上形成一護皮電壓 tage )。一般來說，該護皮電壓係類似為該 電）。亦即，電漿中之離子會速穿過該鞘 速朝向該負電荷耦合窗。因此，該加速之離 合窗表面。 些轟擊離子於耦合窗上之作用係如同其於該 ，亦即，該轟擊離子既蝕刻亦沉積材料於該 這將會造成不期望與/或無法預測之結果。 材料會堆積在耦合窗上且成為有害微粒狀物 別是當材料自基材表面剝落時。自該耦合窗 有相似之影響。最後，增加或降低厚度會造 process variation )，例如，於該電力耦ι 性質（例如，天線、介電窗、電漿）。如上 異會造成非均勻製程而導致半導體電路中之

1102-5045-PF(N);ahddub.ptd 第9頁 564574 五、發明說明（5) 如上所回顧，的確有對於在基材表面產生均勻處理率 之改良方法和改良裝置之需求。此外亦有對於降低天線與 電漿間電容耦合之改良方法和改良裝置之需求。 發明概述： 本發明之一實施例係有關於一種天線配置，用以產生 電場於處理室内。通常，該天線配置包含一第一迴圈，設 置於天線軸上。該第一迴圈包含一具有第一圈間隙之第一 圈，其中該第一圈之第一端係位於該第一圈間隙之第一 側，以及該第一圈之第二端係位於該第一圈間隙之第二 側；具有第二圈間隙之第二圈，其中該第二圈之第一端係 位於該第二圈間隙之第一側，以及該第二圈之第二端係位 於該第二圈間隙之第二側，其中該第二圈係與該第一圈同 心且共面，並與該第一圈相分離，且該天線轴係通過該第 一與第二圈之中心；以及一第一二圈間連接器，與該一與 該第二圈電氣相連，其中包含一跨接部（spanning sect ion )，介於該第一與該第二圈間，其中該跨接部係 與該第一與該第二圈共面且跨接該第一與第二圈間隙。 本發明之另一實施例係有關於一種電漿處理裝置，用 以處理基材。通常包含有，一處理室，其中於該處理過程 中電漿係於該處理室内激發與維持。一多層天線 (multi-layered antenna )，其中該天、線係於該處理室 内藉由射頻能量產生一電場，該天線具有第一與第二迴 圈，且該二迴圈係大體上相似，以及該二迴圈係相對於天

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1102-5045-PF(N);ahddub.ptd 第10頁 564574 五、發明說明（6) 線軸對稱。該 其中該 及該第 第二圈 二圈間 圈間隙 面，並 第二圈 連於該 接器包 該第二 跨接該 第一圈 一圈之 第一迴圈包含··具有第一圈間隙之第一圈 之第一端係位於該第一圈間隙之第 第二端係位於該第一圈間隙之 第二圈，其中該 間隙之 隙之第一側 之第二側，其中該第 與該第 以及該第 圈相分離，以 之中心 第 圈間 側，以 ;具有 於該第 該第二 第二側 端係位 係位於 圈同心 通過該 接器係 間，其 介於該 第二圈 第二圈 二圈之 圈係與 及該天 連接器 二圈之 s ec t i 與該第 多層窗 之第一 第二端 該第一 線軸係 ，該連 第一端 on )， 一與該 且共 第一與 電氣相 中該連 第一與 圈之第二端與該第 跨接部(spanning ，其中該跨接部係 第一與第二圈間隙。一 中該多層窗係容 該多層窗具有第 發生於該電漿與 第一 含一 圈間 window )，其 處理室通過， 用以抑制可能 (capacitive 本發明之 生電場於處理 間隙之第一圈 隙之第一側， (mult 許該射頻能量 一層與第二層 該天線間之電 共面且 i- 1 aye red 線朝該 二層係 自該天 ，該第 容耦合 coupling ) ° 另一實施例係有 室内。通常，該 ，其中該第一圈 以及該第一圈之 及該第一圈間隙 之第二側，以 具有第二圈間隙之第二圈，其 該第二圈間隙之第一側，以及 第二圈間隙之第二側，其中該 關於一種天線配置，用以產 天線配置包含：具有第一圈 之第一端係位於該第一圈間 第二端係位於該第一圈間隙 形成一小於5 °之徑向角； 中該第二圈之第一端係位於 該第二圈之第二端係位於該 第二圈係與該第一圈共軸且

1102-5045-PF(N);ahddub.ptd 第11頁 564574 五、發明說明（7) 與第一圈相分離’以及該天線軸係通過該第一與第二圈之 中=，其中該第二圈間隙形成一小於5。之徑向角，以及 違第一圈間隙係具有一長度與該第二圈間隙重疊達該第一 圈間，長度之5 0〜〜5 〇 % ，以及與該一與該第二圈電氣相 連之第電"丨匕路徑連接器（current path connector)， 其中包含：介該第一與該第二圈間隙間之跨接部 (s p a η n i n g s e c t i ο η )。 較佳實施例的詳細說明： 本發明將參照數個其較佳實施例與圖式進行說明。於 下列況明中’將有數個特定詳述以提供對於本發明之通盤

了解:然而，對於熟習該項技藝者，顯然即使缺少少數或 全部該特定詳述本發明亦是可實施的。於其他範例中，已 熟知之處理步驟將不進行詳述以避免不必要之誤解。

^ 於基材之製程中，製程工程師須努力改良之一個重要 >數係為處理之均勻度。如本處所採用之名稱，蝕刻均勻 度係^整個基材表面蝕刻處理之均勻度，其包括：蝕刻速 率、微型加載（micr〇l〇ading )、光罩選擇性（mask selectivity )、底層選擇性（underlayer selecUvity )、臨界尺寸控制、與諸如側壁角之輪廓特性以及粗造 度。舉例來說，若蝕刻係為高度均勻，則於基材上之相異 …、占處边姓刻速率應大體上相同。於此種情形下，較不可能 發生基材表面某處過度蝕刻而他處蝕刻不足的情況。 本發明係提出一種電漿處理系統，可以產生均勻蝕刻

1102-5045-PF(N)；ahddub.ptd 第12頁 564574 五、發明說明（8) 以處理基材。該電漿處理系統係包括一射頻電力源與一處 理室。該電漿處理系統更包括一大體上為圓形之天線，該 天線係有效耦合至該射頻電力源，且當該基材置於處理室 内進行處理時，該天線係置於由該基材所定義之平面上。 該大體上為圓形之天線利用該射頻電力源所產生之射頻能 量以誘發一電場於該處理室内。該大體上為圓形之天線至 少具有第一組同心迴圈於第一平面上與第二組同心迴圈於 第二平面上。該第一組同心迴圈與該第二組同心迴圈係大 體上相同且對稱排列於同一軸上。 該電漿處理系統更包括一介於該天線與該處理室間之$ 耦合窗。該耦合窗可以使射頻能量自該天線朝該處理室内 通行。再者，該搞合窗具有第一層與第二層。該第二層至 少吸收部分通過該耦合窗之電壓以降低該介層窗與該電漿 間之壓降。該大體上為圓形之天線與該耦合窗共同形成一 方位角對稱電漿（azimuthally symmetric plasma)於該 處理室内，其中該電漿於該基材表面形成一大體上均勻之 處理率。 根據本發明其中一個形態，使用一改良型天線配置以 產生一均勻電聚而於該基材表面達成製程之均勻性。如上I 所述，係提供一電力予該天線以誘發一電場，且因此產生胃 一循環電流(circulating electric current )於處理室 内。故而，該電場於該處理室内加速該諸電子而使其與該 反應氣體之該氣體分子相撞擊而產生離子化且電漿因此激 發。

1102-5045-PF(N);ahddub.ptd 第 13 頁 564574 五、發明說明（9) 隨著電漿的產生，提供能量予下電極，且該諸離子朝 該基材加速。該加速離子以及該基材表面之中性反應物與 沉積於該基材表面之材料相作用。通常，該電漿密度於該 基材表面之某處相較為大時，將會造成非均勻之處理率。 因此，提出一種改良型天線配置，係藉由誘發一方位角對 稱電場而降低該電漿變異，於是產生一較為均勻之處理 率。 於一實施例中，配置該改良型天線以產生方位角對稱 之循環電流。儘管不願被理論所束縛，但相信為回應該誘 發電場，該電力柄合（P 〇 w e r c 〇 u p 1 i n g )之傳輸線 (transmission line)特性將產生一方位角變異於該循 環電流中。該傳輸線特性傾向沿著該天線長之方向產生一 具有高低震盪區之駐波（standing wave)，因此於該誘 發電場中產生具高低電流密度之震盈區，亦即當該電壓為 高時，該電流係為低，而當該電壓為低時，該電流係為 高。如同熟習該項技藝者所知之，輸入該電漿之功率係取 決於該電流密度。例如，當該電流密度為高時則該電漿密 度亦傾向為高，而當該電流密度為低時則該電漿密度亦傾 向為低。因此，當該電流密度具有高低電流震盪區時通常 會產生一方位角對稱電漿。 更精確說來，當該射頻能量之波長小於該天線長度 時，於該駐波圖形上將出現多個節點。通常，駐波之統馭 方程式係為：天線長=1 / 2 (波長）* η，其中η二節點數。大 多數天線配置係介於I1 /2〜21 /2波長間，因此產生3〜5個節

1102-5045-PF(N);ahddub.ptd 第 14 頁 564574 五、發明說明（ίο) 點。該諸節點係對應於上述之諸低電壓。 該改良型天線能克服該缺點係由於，該改良型天線於 該功率輸出系統中係作為集總電路元件（1 u m p e d c i r c u i t e 1 e m e n t )而非傳輸線之故。亦即，該改良型天線具有一 外觀長度，該長度係小於在工作頻率中之該射頻能量之該 波長。因此，可以降低節點數，且該誘發電流之該方位角 變異亦大體上消除，以及亦不再具有傳輸線之特性。 ❹ 於一實施例中，該改良型天線配置係作用如單圈天線 之多圈天線。該多圈天線係為一大體上具有複數個迴圈之 單一傳導元件，其中該複數個迴圈係緊密纏繞且堆疊在一 起。藉由緊密纏繞與堆疊，該天線之整體尺寸（例如，外 徑）將可以小型化而不至於影響該誘發循環電流之強度。 再者，藉由降低該天線之尺寸，該天線之總長亦會減短， 因此降低該天線傳輸線之特性。再者，因為該諸迴圈之配 置係彼此相似，因此一般於諸迴圈中產生之放射變異 (r a d i a 1 v a r i a t i ο η )亦可以降低。所以，該改良型天線 配置較佳地可以誘發一方位角對稱之循環電流。故而，該 方位角對稱之循環電流將形成一方位角對稱之電漿，也因 此將於該基材表面形成均勻之電漿製程。 該多圈堆疊之天線配置之另一形態係為自我屏蔽 (s e 1 f - s h i e 1 d i n g )之性質，亦即，該電漿係藉由鄰近該 窗之該諸迴圈屏蔽該天線之端電壓（terminal voltage )。此將大幅降低電容搞合與伴隨而來之窗腐钱（w i n d〇w erosion )，此二者將於下進行更詳細之說明。

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1102-5045-PF(N);ahddub.ptd 第15頁 564574 五、發明說明（11) 根據本發明之另一形態，配置一改良型耦合窗以降低 發生於該天線與該電漿間之該電容耦合（capac i t i ve coupling )。大多數之電力搞合配置（例如，天線、耦合 窗、與電漿）將於天線與電漿間產生一些電容耦合。電容 耦合係產生於天線與電漿間之電壓降。該電壓降通常於鄰 近該耦合窗處產生一護皮電壓。如同熟習該項技藝者所知 之，該護皮電壓會於該電漿中導致額外之變異，例如，該 護皮電壓會將該電漿推離該耦合窗而降低感應耦合係數 (inductive coupling coefficient ) 〇 it匕夕卜，由於對於 該耦合窗之離子轟擊該護皮電壓會產生嚴重之微粒污染。 再者，通常用於離子轟擊之能量是無法用於電漿產生，因 此將造成於一定功率下較低之電漿密度。 為了降低該天線與該電漿間之電容耦合，該改良型之 耦合窗係包括設置一起之介電層與屏蔽層。該屏蔽層係設 置於該處理室内，較佳地，該屏蔽層係作為導引該電壓遠 離該耦合窗表面之靜電屏蔽。該屏蔽層本質上係用於抑制 電容耦合至該電漿。再者，該屏蔽層係用於消除該電容 (靜電、電位勢梯度）電場，而留下大體上未改變之該感 應（c u r 1 B = 0，g r a d F = 0 )電場。亦即，該耗合窗係用以 阻擋經由該耦合窗之直接電容耦合，而允許該天線誘發形 成該電漿（無朝向該屏蔽層之大量散失）。 尤其，該屏蔽層係電氣絕緣且由導體或半導體材料所 形成。因此，通常存在該天線與該電漿間之電壓降現在則 存在於該天線與該屏蔽層間。故而，鄰近該耦合窗表面之

1102-5045-PF(N);ahddub.ptd 第16頁 564574 五、發明說明（12) 該護皮電壓會大幅降低，且將提高該感應耦合係數以及降 低該耦合窗無效離子轟擊之功率損耗。 此外，一未接地之靜電屏蔽將產生一均勻靜電場，且 僅於該屏蔽區域外屏蔽該靜電場之變異。該最後之特性可 用於電漿之擊發。此外，由於屏蔽層係置於該處理室之内 部，較佳地，該屏蔽層係以能夠抵抗電漿處理之熱、化學 與物理效應之材料所製成。 本發明之特性與優點將配合圖式說明如下。 根據本發明之一實施例，第2圖係表示一電漿處理系 統2 0 0，其包括一處理室2 0 2，其中電漿係於該處理室内激 發與維持以進行基材2 0 6之處理。基材2 0 6係為一代處理之 工作件，例如，一待蝕刻、沉積或進行其他製程之半導體 基材或一待製成平面顯示器之玻璃基板。此外，較佳地， 處理室202係大體上為一圓柱形，且具有大體上垂直之處 理室牆2 0 8。然而，本發明並不侷限於此，他種配置型式 之處理室亦可使用。 電漿處理系統2 0 0更包括與電漿2 0 4相耦合之一天線配 置2 1 0與一耦合窗配置2 1 2。天線配置2 1 0係與第一射頻電 力源2 1 4相耦合，其中該第一射頻電力源2 1 4係提供頻率0 . 4〜50MHz之射頻能量予天線配置210。耦合窗212係允許自 天線配置2 1 0至該處理室内傳輸該第一射頻能量。較佳 地，耦合窗2 1 2係置於基材2 0 6與天線配置2 1 0間。 再者，天線配置2 1 0應與該耦合窗充分接近以利電漿 2 0 4之形成。亦即，該天線配置越接近該耦合窗，處理室

1102-5045-PF(N);ahddub.ptd 第17頁 564574 五、發明說明（13) 内產生之電流強度越大。較佳地，天線配置2 1 0係與處理 室2 0 2與基材2 0 6共軸。天線配置之對稱排列可以加強該基 材表面之該電漿均勻度，然而，並非所有製程皆需要如此 配置。天線配置2 1 0與耦合窗2 1 2將詳述如下。 處理室2 0 2内通常具有一氣體注射器2 1 5。較佳地，氣 體注射器2 1 5係置於處理室2 0 2内部之周圍且用以排放氣體 材料，諸如：蝕刻劑，進入介於該耦合窗2 1 2與基材2 0 6間 之該射頻感應電漿區（RF-induced plasma region)。或 者，該氣體材料亦可自設置於該處理室牆内之阜或經由安 置於該介電窗内之喷氣頭（showerhead)排出。氣體之對 稱分佈可以加強該基材表面之該電漿均勻度，然而，並非 所有製程皆需要如此配置。可用以說明電漿處理系統之氣 體分佈糸統之範例已詳述於同申請中（c 〇 - p e n d i n g )專利 申請案，’，PLASMA PROCESSING SYSTEM WITH DYNAMIC GAS DISTRIBUTION CONTROL";美國專利申請號09/470236，申 請日1 1月1 5日，1 9 9 9年。 一般而言，將基材206導引入處理室202内且置於夾盤 2 1 6上，其中該夾盤2 1 6係用以於製程中固定該基材。例 如’夾盤216係為一靜電（ESC ; electrostatic)夾盤， 其係利用靜電力將基材2 0 6吸附於該夾盤表面。通常，央 盤2 1 6係作為底部電極’且較佳地，利用第二射頻電力源 2 1 8進行偏壓。此外，較佳地，夾盤2丨6大體上係為圓柱形 且與處理室2 0 2同軸排列以使得該處理室與該夾盤圓柱對 稱。夾盤216亦可以於用以載卸基材2〇6之第一位置（未顯

ll()2-5045-PF(N);ahddub.ptd 第18頁 564574 五、發明說明（14) 不）與用以處理基材之第二位置（未顯示）間移動。 仍參照第2圖，排氣阜2 20係置於處理室牆2 〇2與夾盤 2 1 6間。然而’該排氣阜之實際配置會依各個電漿處理系 統之獨特設計而有所不同。但是，當高均勻度十分關鍵 時’則圓柱對稱形排氣阜將十分有利。較佳地，排氣阜 2 2 0係用於排放製程中形成之氣體副產品。再者，氣體阜 2 2 0係與一通常置於處理室2 〇 2外之渦輪式分子泵 (turbomoiecul ar pump )相耦合（未顯示）。如同熟習 該項技蟄者所知之’該渦輪式分子泵係於處理室2 〇 2内以 維持一適當壓力。 此外’於半導體製程中，諸如姓刻處理，該處理室内 之一些參數需要嚴格控制以維持高度公差。該處理室内之 溫度即為此一參數。由於钱刻公差（與產出之半導體裝置 性能）對於系統中元件之溫度波動極為敏感，因此需要精 準的控制。可用以說明達成溫度控制之電漿處理系統之溫 度管理系統之範例已詳述於同申請中專利申請案， "TEMPERATURE CONTROL SYSTEM FOR PLASMA PROCESSING APPARATUS1’ ，美國專利號6 3 0 2 9 6 6，公告日10月16日， 2 0 0 1 年。

此外，為達到對於電漿製程之嚴格控制，用於電漿處 理室内之材料亦為一重要考量，例如，處理室牆等之内部 表面。而基材製程中使用之氣體化學性質亦為一重要考 量。例如’可用以說明電漿處理系統之材料與氣體化學性 質之範例已詳述於同申請中專利申請案，” MATERIALS AND

1102-5045-PF(N);ahddub.ptd 第19頁 564574 五、發明說明（15) GAS CHEMISTRIES FOR PLASMA PROCESSING SYSTEMS·1，美 國專利號09/ 44 0 79 4，申請日1 1月15日，1 999年。 為產生電漿，一處理氣體，藉由氣體注射器215輸入 處理室20 2内。然後使用第一射頻電力源214供給電力予天 線配置210，以及經由耦合窗212於處理室20 2内誘發一大 型電場。該電場加速存在於該處理室内之部分電子使其與 該處理氣體之氣體分子相碰撞。該碰撞將造成離子化與放 電現象或電漿204之激發。如同熟習該項技藝者所知之， 承受強大電場之反應氣體中之中性氣體分子會失去電子而 留下帶正電荷之離子。因此，電漿2 〇4内存在有帶正電荷 之離子、帶負電荷之離子與中性氣體分子。 如 時 程 如 室 一旦電漿形成，電漿内之中性氣體分子會朝向該基材 表面移動。例如，造成基材表面中性氣體分子之其中一個 機制係為擴散現象（亦即，該處理室内分子之隨機運動 )。因此，通常於基材2 〇 6表面存在有一中性粒子（例 中性氣體分子）層。相同的，當底部電極2 1 6通電 離子會朝该基材加速並伴隨著中性粒子激發基材之萝 亦即，餘刻、沉積與/或其他類似反應。 衣 一般而吕，電漿2 0 4主要存在於該處理室之上部（例 反應區），然而，部分該電漿則會充塞於整個處理 該電聚通常會朝其可以維持處移動，亦即幾乎整個 理室。例如，該電聚會充塞該基材下之區域，諸如該抽氣 配置之下部（例如，非反應區）。若該電裝抵達該區域， 則該區域之蝕刻、沉積與/或腐蝕便接踵而$，而此將會

1102-5045-PF(N);ahddub.ptd 第20頁 564574 五、發明說明（16) 導致該處理室内之微粒污染，亦即，由於蝕刻該區域或沉 積材料之剝落。

此外，自由電漿將會形成一非均勻電漿，此將會導致 該處理室效能之變異，亦即，蝕刻均勻度、整體蝕刻速 率、蝕刻輪廓、微型負載、選擇性與其他類似性質。為削 減上述效應，一電漿控制配置可用於控制該電漿。例如， 可用以說明電漿處理系統内控制電漿之電漿控制配置之範 例已詳述於同申請中專利申請案，"Μ Ε Τ Η 0 D A N D APPARATUS FOR CONTROLLING 美國專利申請號0 9 /4397 59，申請日11月15日，1 9 9 9年。 根據本發明之第一形態，該電漿處理裝置係具有一多 圈天線配置以使得該電漿處理裝置之該處理室内誘發形成 一方位角對稱電場。根據本發明之一實施例，第3與4圖係 表不一多圈天線配置40 0。該多圈天線配置4〇〇包括：一有 效耦合至射頻電力％ 4 n 4 > & _ 上原、4ϋ4之夕圈天線40 2，例如，分別表示 ° 不之泫天線2 1 〇與該射頻電力源2 1 4 〇 如上所述’若該天線長度 之傳輸線描述即不…且；長，貝“亥電力輕合 ί 天線40 2應具有小於該傳輸能量、、皮手之長 在於該天線方位= = ”節點亦將減少，且存 土地，々夕 電壓區亦將大幅減少。 車乂仏地，该多圈天線具有緊 此形成之電磁場係如一單圈mi之複數個迴圈，因 設置更緊密，則該天呔之雷、&二:更明確說來，該諸迴圈 天線之電流所生成之電容將更為增加。

564574 五、發明說明（17) 例如，若天線係由四圈彼此相連之迴圈所構成，則通過該 電漿之電流亦將四倍於該天線之電流。相同的，濃縮電漿 乘載之濃縮電流亦較為均勻。因此，相較於該處理室之直 徑，若該天線之直徑較小，則該天線之長度亦較小。該天 線之實際長度將詳述如下。 多圈天線4 0 2大體上係為圓形且至少包括一第一組同 心迴圈406於第一平面以及一第二組同心迴圈410於第二平 面。較佳地，該第一組同心迴圈4 0 6與該第二組同心迴圈 4 1 0大體上係相同且彼此沿天線軸4 1 4對稱排列。其中大體 上圓形之天線會形成大體上圓形之電場，因此將會形成一 ψ 大體上圓形之電漿。因此，由於該處理室與該基材為圓 形，所以該大體上為圓形之電漿將會於該基材表面造成較 均勻之製程。 雖然本發明所示與所述之基材大體上係為圓形，然諸 如顯示器或用以補償處理室内非對稱性之不同形狀之基材 亦可以使用。例如，循圓形或具有圓角之方形亦適用上述 之原則。 此外，較佳地，該第一組同心迴圈4 0 6係堆疊於該第 二組同心迴圈4 1 0上。由於該端電壓與所有電壓節點係直 接鄰近該窗，因此，通常單平面（single-plane)天線產 生一量增之電容耦合。然而，由於堆疊天線以及介於該第 一與該第二組同心迴圈間之對稱排列，較佳地，該高端電 壓將為該第二組同心迴圈所屏蔽。更明確說來，由於該第 二組同心迴圈為該電壓降提供一傳導路徑，因此該電壓降

1102-5045-PF(N);ahddub.ptcl 第 22 頁 564574 五、發明說明（18) 不會與電漿發生交互作用，故而通常存在於該第一組同心 迴圈與該電漿間之電壓降（例如，電容耦合）將大體上降 低。 此外，較佳地，第一組同心迴圈4 0 6包括第一圈4 1 6與 第四圈4 1 8，而較佳地，第二組同心迴圈4 1 0包括第二圈 420與電三圈422。此外，第一圈416大體上與第二圈420相 同且置於其上，以及第四圈418大體上與第三圈422相同且 置於其上。 第一圈416係有效耦合至第二圈42 0，第二圈42 0係有 效耦合至第三圈422，第三圈422係有效耦合至第四圈 4 1 8，其中各圈係排列使得電流於天線軸4 1 4上之流向一 致。於一實施例中，該多圈天線係由單一傳導元件所構 成。然而，此並非一限制，而且該多圈天線可以由結構與 電氣相耦合之獨立元件所構成。此外，多圈天線4 0 2包括 一輸入引線4 2 4與輸出引線4 2 6。該輸入引線4 2 4係有效搞 合至第一圈4 1 6，以及該輸出引線4 2 6係有效耦合至第四圈 418。因此，藉由該輸入引線4 24與輸出引線42 6間之射頻 電壓，射頻電流將流經多圈天線4 0 2。 仍參照第3與第4圖，第四圈4 1 8之直徑係大於第一圈 4 1 6，以及第三圈4 2 2之直徑係大於第二圈4 2 0。雖然該諸 外圈（例如，第三與第四圈）具有較大之直徑，較佳地， 該諸外圈係與該諸内圈（例如，第一與第二圈）相鄰而 置。亦即，較佳地，該第四圈4 1 8係與該第一圈4 1 6相鄰而 置，以及該第三圈4 2 2係與該第二圈4 2 0相鄰而置。由於彼

1102-5045-PF(N);ahddub.ptd 第 23 頁 564574 五、發明說明（19) 此近接，因此該多圈天線視如亦作動如單圈天線（例如， 諸圈間大體上無間隙）。因此，放射方向之高低電流區可 大體上減少。 如同熟習該項技藝者所知之，通常存在於二導體間之 小間隙將於該二導體間產生電弧放電（a r c i n g )。因此， 藉由存在於内外圈之間隙以消除電弧放電。然而，本發明 之一實施例中，該間隙内係填充一介電材料以使得該内外 圈可以盡可能接近並且大體上消除該内外圈間之電弧放 電。例如，可使用〇 . 2〜1 cm間隙之鐵氟隆（t e f 1 on )或陶 瓷材料。 此外，通常該多圈天線係由銅所製成。於一實施例 中，該多圈天線係由鍍銀之銅所製成。然而，此並非侷限 該多圈天線係由銅或鍍銀銅所製成，任何適當之導電材料 皆可使用。於一實施例中，該天線迴圈之剖面係為方形， 此將有利於利用各迴圈相對於該窗與各個迴圈之重複位 置。然而，此並非侷限該剖面形狀，任何剖面形狀與尺寸 皆可使用。此外，該天線迴圈亦可以中空導體製成以利溫 度控制（亦即，使流體流經其中）。 相較於該多圈天線之整體尺寸，亦即，該外徑，為使 該電漿聚集於該基材上方之區域以避免朝向該處理室牆之 不當電漿擴散，較佳地（然非絕對必須），該天線尺寸通 常小於該處理室之剖面尺寸，其中該不當電漿擴散將導致 需要更多電力來作動該電漿處理系統且將增加處理室牆之 腐蝕。此外，產生之電漿尺寸係相對應於該使用之天線尺

1102-5045-PF(N);ahclclub.ptd 第24頁 564574 五、發明說明（20) 寸，因此，該多圈天線之外徑係應小於該基材之直徑以產 生一均勻蝕刻速率。例如，該基材尺寸係通常約介於6〜1 2 英吋，因此，於一實施例中，該多圈天線之外徑係約介於 6〜1 2英吋。 更進一步詳述，由於電流量之增加，亦即，多圈天線 作用如單圈天線，該多圈天線可小於該基材。亦即，電流 密度越高，產生之電漿將越足以處理該基材。然而，並非 對於所有製成皆需使用較小之天線，亦即，天線可大於基 材。然而，若高均勻度係十分關鍵，則使用較小之天線將 十分有利。例如，為處理1 2英吋之基材，該天線直徑可以φ 約為6〜1 5英忖，較佳地，係約為7〜1 1英忖。然而，此非侷 限該天線尺寸，該天線之實際尺寸可因特定之基材尺寸 (亦即，該天線尺寸可因使用不同大小之基材而調整）與 各電漿處理器之特定設計而有所不同。 關於使用射頻頻率，一般之使用規範係使用較低之射 頻頻率（例如，低於13MHz )，藉由降低駐波效應，較低 之射頻頻率將減少該電力耦合之傳輸線特性之影響。亦 即，較低之射頻頻率將會使得任何天線固有之方位角非對 稱耦合特性較不明顯。再者，較低之射頻頻率亦將使該天 線與該電漿間之該電容耦合較不明顯，因此，該耦合窗之 之離子轟擊亦將降低。因此，該射頻電力源之頻率係通常 約小於或等於13MHz，較佳地，係約為0. 4〜13MHz，更佳 地，係約為4MHz。需注意並非所有製程皆需使用較低之射 頻頻率。然而，若高均勻度係十分關鍵，則使用較低之射

1102-5045-PF(N);ahddub.ptcl 第25頁 564574 五、發明說明（21) 頻頻率將十分有利。 如上所述，本發明之第一形態具有多項優點。不同之 實施例會具有下列一項或多項優點。本發明之一項優點係 為產生方位角對稱之之電漿於該處理室内。因此，可以增 加製程均勻度，其中可以增加基材產出、降低裝置故障、 與增加處理後基材之整體生產率。本發明之另一優點係 為，該所發明之天線配置係為自我屏蔽（s e 1 f -s h i e 1 d i n g )，因此，可以降低該天線與該電漿間之該電 容耦合。相同地，亦可以降低該耦合窗之離子轟擊，因此 增加該耦合窗之壽命，以及離子轟擊之微粒污染亦可降 低。 根據本發明之第二形態，一具有多層耦合窗配置之電 漿處理裝置可以大體上降低該天線與該電漿間之電容耦 合。為有助於討論本發明之本形態，根據本發明之一實施 例，第5圖係表示一多層耦合窗配置5 0 0。該多層耦合窗配 置5 0 0可分別相對應於如第2圖所示之該耦合窗2 1 2。多層 耦I合窗配置500至少包括一第一層504與一第二層506。較 佳地，該第一層5 0 4係與該第二層5 0 6相結合。於一實施例 中，該二層係以熱力結合。然而，此並非侷限他種結合製 程之使用。此外，該二層間亦可設置一間隙，亦即，一真 空間隙或允許氣體於其間流動之間隙，然而卻具有上述之 優點。此外，較佳地，第二層5 0 6係形成部分該處理室之 内部周圍表面。 首先討論第二層，該第二層係作為一靜電屏蔽以降低

1102-5045-PF(N);ahddub.ptd 第26頁 564574 五、發明說明（22) 其表面之電位差。此外，該第二層係電氣絕緣，且較佳 地，係以有助於感應之射頻能量由該天線至該電漿移動之 導體或半導體材料所製成。再者，由於該第二層係暴露在 該處理室内之電漿下，較佳地，該第二層係以能夠大體上 抵抗電漿之材質所形成。於較佳之實施例中，該第二層係 由碳化矽（S i C )所形成。一般來說，碳化矽可以抵抗電 漿處理之熱、化學與物理效應。此外，碳化矽通常歸類為 電介質（d i e 1 e c t r i c )，會對電流產生些微阻抗。該阻抗 特性係產生屏蔽效應，而介電性質則允許感應搞合。 該第二層之電阻係數（r e s i s t i v i t y )係為一重要參 f 數，可以確保該層作為一靜電屏蔽且不會影響該感應電 場。一般來說，使用於本發明之特定電阻係數範圍係取決 於該耦合窗使用之實際天線尺寸、該電力耦合之操作頻率 以及該第二層之厚度。例如，可以使用約介於1 0 0〜1 0 k ohm-cm之電阻係數。然而，若有需要，可使用大於 1 06ohm-cm之電阻係數以使該第二層（例如，碳化矽）更 像一介電層。 即使不願被理論所侷限，但相信該第二層之電阻抗係 代表形成該電漿之該處理氣體之一等電位表面。例如，當U 該電漿激發後，由於該電漿與該第二層之近接，該第二層 之電位將大體上降低。此外，通常將形成一電容分壓器 (capacitive voltage divider ) ， Ϊ列士口 ， 一上告F f亥上 部係藉由具有固定電容之該介電第一層所形成，以及一下 部，該下部於電漿激發前係由該導電第二層與該處理室牆

1102-5()45-PF(N);ahddub.ptd 第27頁 564574 五、發明說明（23) 所形成，於電漿激發後係由該導電第二層與該電漿所形 成。於電漿激發前，該下部具有較小之電容，因此將有一 較大之電壓以輔助激發（例如，為造成放電，通常需要一 電容電場）。電漿激發後，該下部具有較大之電容以致於 該電壓大體上降低，因此將不會產生明顯之電容電力耦 合。 現在討論該第一層，較佳地，該第一層係以有助於感 應之射頻能量由該天線至該電漿移動之介電材料所製成。 此外，該第一層之結構需夠堅固以維持真空且能夠輕易承 受處理室週期性之清潔工作。此外，該第一層通常係由一 f 介電材料所形成，其中該介電材料係具有優良之熱力性質 以達成該窗之溫度控制。例如，可使用氮化矽（S i N )或 氮化鋁（A 1 N )作為介電材料。然而，此並不限制其他材 料的使用。例如，亦可以使用銘或石英。 該多層耦合窗5 0 0之整體厚度需夠薄以有效傳輸該天 線之射頻能量至該電漿，且必須能夠承受製程中所產生之 壓力與熱。較佳地，該多層耦合窗之厚度係約介於0. 5〜1 英吋。更佳地，該多層耦合窗之厚度係約為〇. 8英吋。此 外，該第一層5 0 4之厚度應大於該第二層5 0 6之厚度。較佳0 地，該第一層之厚度係約介於0. 5〜1英对。更佳地，該第 一層之厚度係約為0. 6英叶。此外，較佳地，該第二層之 厚度係約介於0 . 1〜0 . 5英吋。更佳地，該第二層之厚度係 約為0. 2英吋。應注意各層之實際厚度會因各層所使用之 材料而不同。

1102-5045-PF(N);ahddub.ptd 第28頁 564574 五、發明說明（24) 於一實施例中，該第二層係完全覆蓋該第一層以使其 免於暴露於電漿之下，並確保純淨之材料（例如，S i C ) 面對與該基材相接之該電漿區。然而，此並非限制其他配 置的使用。例如，該第二層可僅僅覆蓋該第一層與天線接 近且面對該電漿之部分。 此外，該耦合窗之尺寸並不需要與該電漿處理室之尺 寸相同。然而，通常較小之耦合窗可以降低成本，特別當 使用諸如S i C之類的昂貴材料。於一實施例中’該搞合窗 之外形係與該天線配置之外形相同，因此，該耦合窗大體 上係為圓形。於另一實施例中，為了減少任何與環繞該天Φ 線之導電元件之電氣耦合，該耦合窗之外尺寸係些微突出 於該天線之外尺寸一段距離。例如，該耦合窗之外尺寸係 較該天線之外尺寸突出約1英吋。於另一實施例中，該耦 合窗之外形係大體上與該天線相同，亦即，環形。 關於該介電性質（例如，介電常數）之使用，如一般 之使用規範，藉由降低駐波效應，較低之介電常數，例 如，約小於1 0，將減少該電力耦合之傳輸線特性之影響。 甚者，較低之介電常數會使傳輸能量之波長變長，此將會 使該天線看起來較短且因此於駐波上形成較少之節點。同U 樣地，較低之介電常數會使任何天線固有之方位角非對稱 耦合特性較不明顯。 於一實施例中，較佳地，該耦合窗之整體介電常數係 約小於或等於1 0。然而，並非所有製程皆需使用較小之介 電常數。事實上，通常需要在高度方位角對稱與簡化結構

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五、發明說明（25) 與熱傳上之設計間進行折衷。然而’若南均勻度係十八 鍵，則使用較低之介電常數將十分有利。 77 如上所述，本發明之第二形態具有多項優點。兀门 个Η之 實施例會具有下列一項或多項優點。例如，本發明具有 耦合窗，該耦合窗大體上降低該天線與該電漿間之該電^ 耦合。因此，電漿中之變異可大體上降低。例如，通常^ 以維持該感應耦合係數、通常可以降低該耦窗之離子義 擊、以及有更多的電力可用於產生電漿，亦即，於—^ “ 力下可產生更高之電漿密度。此外，由於降低離子森^電 由於離子轟擊產生之微粒污染通常亦可降低，因此， 由於 不同厚度之窗（亦即’沉積或除去材料）產生之製程變異 亦將降低。同時，本發明使用純淨之材料，亦即，S丨c， 亦可降低製程變異。 再者’亦可以考慮使用其他額外元件，與前述之多圈 天線與多層搞合窗共同使用以更加提高於電漿處理系統中 基材之均勻處理。例如，於接近該耦合窗與該多圈天線 處，一磁力配置可以與該多圈天線共同控制該處理室内該 靜磁場放射向之變異。此磁力配置之範例可見於同申請中

專利巾請案，IMPROVED PLASMA PROCESSING SYSTEMS AND METHODS THEREFOR"。美國直刹由二主 ^ 六回寻利甲凊唬09/439661 ，申 請日11月15日，1999年。 當關鍵尺寸持續減少’則非方位角對稱之電漿之公差 亦將減少。該天線之諸迴圈係不完整’該諸天線迴圈之諸 端部具有一間隙以避免短路。該間隙係為避免該電漿成為

564574 五、發明說明（26) 方位角對稱。第6圖係表示具有間隙6 0 8之部分天線迴圈 604之示意圖。由第一角616所定義之第一方位角扇形區 6 1 2包含該間隙6 0 8。由第二角6 2 4所定義之第二方位角扇 形區6 2 0不包含該間隙6 0 8。該間隙6 0 8使得於該第一方位 角扇形區6 1 2内之該射頻功率小於該第二方位角扇形區6 2 0 内之該射頻功率。不同電流之乘載元件用於橋接該間隙。 該橋接元件之非對稱性該元件無法提供希望之均勻度。 藉由本發明之一實施例，第7圖係表示一多圈天線7 0 0 之立體圖。該多圈天線700包括一第一圈704、一第二圈 7 0 8、一第三圈7 1 2與一第四圈7 1 6。. 一輸入匯流排7 2 0係連辛 接至該第一圈7 0 4。一輸出匯流排7 2 4係連接至該第四圈 7 1 6。第8圖係表示第7圖之截斷部7 2 8之放大示意上視剖面 圖，其中顯示該第三圈7 1 2、該第四圈7 1 6與該輸出匯流排 7 2 4之剖面。為清晰故，該第一圈、該第二圈與該輸入匯 流排7 2 0並不顯示於第8圖上。第9圖係表示單獨該第三圈 712之上視圖。如第8與9圖所示，該第三圈712具有一第一 端804與一第二端808，其中該第三圈712之該第一端804與 該第二端8 0 8係以一第三圈間隙8 1 2分隔。該第三圈7 1 2係 置於該天線軸9 0 4之中心。該第三圈7 1 2之半徑9 0 6自該天 〇 線軸9 0 4延伸至位於該第三圈7 1 2上之一點。該第三圈7 1 2 之周長9 0 8係沿著該第三圈方向，自該第一端8 0 4至該第二 端8 0 8，越過該間隙8 1 2，回到該第一端8 0 4。較佳地，該 間隙8 1 2僅為該第三圈7 1 2之小部份。於該視圖之部份中， 諸如間隙8 1 2之元件並非依比例繪製以使特定元件能更佳

1102-504S-PF(N);ahddub.ptd 第 31 頁 564574 五、發明說明（27) 清楚的呈現。如圖所示，該間隙8 1 2於該天線軸上形成一 角度912。較佳地，由間隙8 12所形成之該角度9 12係小於7 ° 。更佳地，由該間隙所形成之該角度係小於3 ° 。該第 三圈間隙8 1 2之長度大體上係平行於該第三圈7 1 2之該周 長。介於至少該第三圈之該第一端8 0 4之部分與該天線軸 9 0 4間之距離係等於介於至少該第三圈之該第二端8 0 8之部 分與該天線軸9 0 4間之距離。此表示至一點之半徑，其中 該點係介於該第三圈之該第一端之内部與該第一端之外部 間，係等於至另一點之半徑，其中該點係介於該第三圈之 該第二端之内部與該第三圈之該第二端8 0 8之外部間。形 成螺旋部分之迴圈並不符合此定義，因為螺旋外之該諸第 一端與該諸第二端必須有不同之半徑使其端部不至於相 觸。更佳地，如第9圖所示，該第一端8 0 4之半徑係等於該 第二端之半徑。較佳地，該第三圈大體上係為圓形。更佳 地，如圖所示，該第三圈7 1 2係為圓形。 第1 0圖係表示單獨該第四圈7 1 6之上視圖。如第8與1 0 圖所示，該第四圈716具有一第一端816與一第二端820， 其中該第一端8 1 6與該第二端8 2 0係由一第四圈間隙8 2 4所 分隔。該第三圈7 1 2係藉由第三四圈間間隙8 2 8與該第四圈 7 1 6相分隔。該第三四圈間間隙8 2 8之長度係為該第三圈 7 1 2與該第四圈7 1 6間之徑向線，該長度大體上係垂直於該 第三圈7 1 2與該第四圈7 1 6。該第四圈7 1 6係位於該天線軸 9 0 4之中心。該第三圈7 1，2與該第四圈7 1 6係為同心且共 面，所以他們之中心係位於該天線軸9 0 4上之相同點上。

1102-5045-PF(N);ahddub.ptd 第32頁 564574 五、發明說明（28) 該第四圈7 1 6之半徑1 0 0 6係由該天線軸9 0 4延伸至該第四圈 7 1 6上一點，因此該第四圈7 1 6之半徑係約較該第三圈7 1 2 之半徑大了該第三四圈間間隙8 2 8之尺寸。該第四圈7 1 6之 周長1 0 0 8係沿著該第四圈方向，自該第一端8 1 6至該第四 圈之該第二端8 2 0，越過該間隙8 2 4，回到該第四圈7 1 6之 該第一端8 1 6。較佳地，該間隙8 2 4僅為該第四圈7 1 6之小 部份。如圖所示，該間隙8 2 4於該天線軸上形成一角度 1 0 1 2。較佳地，由間隙8 2 4所形成之該角度1 0 1 2係小於7 ° 。更佳地，由該間隙所形成之該角度1 0 1 2係小於5 ° 。 更佳地，由該間隙所形成之該角度係小於3 ° 。該第四圈 ψ 間隙8 2 4之長度大體上係平行於該第四圈7 1 6之該周長。於 本例中，該第一端8 1 6與該第二端8 2 0具有一裁斷角1 0 1 6。 介於至少該第四圈之該第一端8 1 6之部分與該天線軸9 0 4間 之距離係等於介於至少該第四圈之該第二端8 2 0之部分與 該天線軸9 0 4間之距離。此表示至一點之半徑，其中該點 係介於該第四圈之該第一端之内部與該第一端之外部間， 係等於至另一點之半徑，其中該點係介於該第四圈之該第 二端之内部與該第四圈之該第二端8 2 0之外部間，其中該 第一端之内部包括該第一端之該裁斷部1 0 1 6而使該第一端|| 如同未被裁斷，且該第二端之外部包括該第二端之該裁斷 部而使該第二端如同未被裁斷，因為該截斷部分僅用於與 連接器相連接，所以於使用時該截斷部分實際上是填滿 的。形成螺旋部分之迴圈並不符合此定義，因為該諸第一 端與該諸第二端必須有不同之半徑使其端部不至於相觸。

1102-5045-PF(N);ahddub.ptd 第33頁 564574 五、發明說明（29) 更佳地，％第1{)圖所示，該第—端816之半徑係等於 一端82 0之半徑。較佳地，該第四圈大體上係為圓形。 佳地，如圖所示，該第四圈71 6係為圓形。 尺 第三四圈間連接器8 32具有一介於該 :端與該第四圈816之該第一端間之電氣連接。於一之二弟 貫施例中，該第三四圈間連接哭8 3 2 # ; 父土 笛-園、•社抑 〇 j逆接叩包括一跨接部836、一 弟二圈連接态之腳84 0、以及一第四圈遠 π 佳地’該跨接部m大體上係平行於該:腳844。較 鄰近該跨接部83 6之該第四圈716之圓周。，亥圈71 二2 2 :與 之腳84 0大體上係為至該第三圈712之放射線。；連 接器之腳840大體上係為至哕 ^ μ Γ弟一圈連 亍於鄰近該第三圈連 徑。该弟四圈連接器之腳8 圈之+ 放射線。b圖所示，該妗技立脰上係為至§亥弟⑸圈71 6之 該第四圈71 6之中胃占。令/第_七83 6係近似於該第三圈7 1 2與 第三圈間㈣2之端部。；i圈連接器之腳840係鄰近於該 該第四圈間隙824之端部：二四=接器之腳844係鄰近於 間隙812與該第四圈間隙82 、車乂仏貫施例中，該第三圈 隙812之端部係與該第四圈2 ^ 三圈間隙812之端部係位：=4广起點相同’其中該第 4同痛-^ M辦裂線8 5 0標示之放射岭卜 如圖所不，該相鄰之間隙將不合 耵、.泉上。 812與8 24可以重疊該間隙 (1.5875〜-1.5875mm)，复士名 該間隙重疊，m沿著該第：、旦二”有重疊，但若 —圈置測終止該第三圈間隙之半

564574 五、發明說明（30) 徑與起始該第四圈之半徑間之間隙，該間隙將小於〇 · 〇 6 2 5 英吋。更佳地’該第三圈間隙與該第四圈間隙係重疊 0·0#05〜-0.005英吋（0·127〜—〇.l27mm)。以百分比而言， 該第二與第四圈間隙之重疊係該第三圈間隙長度之5〇〜—5〇 % ，其中負號係表不沒有重疊，但若該間隙重疊，則沿著 該第三圈量測終止該第三圈間隙之半徑與起始該第四圈之 半徑間之間隙，該間隙將小於該第三圈間隙長度之5〇 % 。 更佳地，该第二與第四圈間隙之重疊係該第三圈間隙長度 ^25 — 2,5% 。最佳地，該第三與第四圈間隙之重疊係該第

二圈間隙長度之5〜~ 5 % 。該連接器8 3 2係與該第三圈71 2以 及該第四圈716共面。

第11圖係表示第7圖之裁斷部7 2 8之放大示意上視圖， 其中顯示該第一圈7 〇 4、該第二圈7 0 8、與該輸入匯流排 720之剖面’其中為清晰故，該第三圈、該第四圈與該輸 出匯流排並不顯示於第丨丨圖上。第1 2圖係表示單獨該第一 圈704之上視圖。如第丨丨與η圖所示，該第一圈704具有一 第一端1104與一第二端11〇8 ，其中該第一圈7〇4之該第一 端1 1 0 4與該第二端1 1 0 8係以一第一圈間隙111 2分隔。該第 一圈7 0 4係置於該天線軸9 0 4之中心。該第一圈7 0 4之半徑 1 2 0 6自該天線軸9 〇 4延伸至位於該第一圈7 〇 4上之一點。該 第一圈7 0 4之周長1 2 0 8係沿著該第一圈方向，自該第一端 1 1 0 4至該第二端1 1 0 8，越過該間隙1 1 1 2，回到該第一端 1 1 0 4 °較佳地，該間隙111 2僅為該第一圈7 0 4之小部份。 如圖所示’該間隙1 1 1 2於該天線軸上形成一角度1 2 1 2。較

1102-5045-PF(N);ahddub.ptd 第35頁 564574 五、發明說明（31) 佳地，由間隙1 1 1 2所形成之該角度1 2 1 2係小於7 ° 。更佳 地，由該間隙所形成之該角度1 2 1 2係小於5 ° 。更佳地， 由該間隙所形成之該角度係小於3 ° 。該第一圈間隙11 1 2 之長度大體上係平行於該第一圈704之該周長。介於至少 該第一圈之該第一端1 1 0 4之部分與該天線軸9 0 4間之距離 係等於介於至少該第一圈之該第二端1 1 0 8之部分與該天線 軸9 0 4間之距離。更佳地，如第1 2圖所示，該第一端1 1 0 4 之半徑係等於該第二端1 1 0 8之半徑。較佳地，該第一圈大 體上係為圓形。更佳地，如圖所示，該第一圈7 0 4係為圓 形。 第1 3圖係表示單獨該第二圈7 0 8之上視圖。如第1 1與 12圖所示，該第二圈708具有一第一端1116與一第二端 1 1 2 0，其中該第一端1 1 1 6與該第二端1 1 2 0係由一第二圈間 隙1 1 2 4所分隔。該第一圈7 0 4係藉由第一二圈間間隙1 1 2 8 與該第二圈7 0 8相分隔。該第一二圈間間隙1 1 2 8之長度係 為該第一圈7 0 4與該第二圈7 0 8間之徑向線。該第二圈7 0 8 係位於該天線軸9 0 4之中心。該第一圈7 0 4與該第二圈7 0 8 係為同心，所以他們之中心係位於該天線軸9 0 4上之相同 點上。該第二圈7 0 8之半徑1 3 0 6係由該天線軸9 0 4延伸至該 第二圈7 0 8上一點，因此該第一圈7 0 4之半徑係約較該第二 圈7 0 8之半徑大了該第一二圈間間隙8 2 8之尺寸。該第二圈 7 0 8之周長1 3 0 8係沿著該第二圈方向，自該第一端1 1 1 6至 該第二圈之該第二端1 1 2 0，越過該間隙1 1 2 4，回到該第二 圈7 0 8之該第一端1 1 1 6。較佳地，該間隙1 1 2 4僅為該第二

1102-5045-PF(N);ahddub.ptd 第36頁 564574 五、發明說明（32) 圈7 〇 8之小部份。如 成一角度i 3 i 2。較Λ所示，該間隙11 2 4於該天線軸上形 伤/丨仏7。 $ 1土地，由間隙1124所形成之該角度131 2 Ί尔M、於/ 。更佳油 於5。。更佳地 ^該間隙所形成之該角度m2係小 第二圈間隙！ 124之具心間隙所形成之該角度係小於3 ° °該 周長。於本例中，^ f大體上係平行於該第二圈708之該 斷角1016。介於至^弟—鈿1116與該第二端1120具有一截 天線軸904間之距離佐^第一圈之该第一端111 6之部分與該 1 1 20之部分盥哼天等於介於至少該第二圈之該第二端 所示，該第^1U6 〇4間之距離。更佳地，如第13圖 較佳地，該第二圈大等於該第二端1120之半徑。 該第二圈70 8係為圓形月'，糸為圓形。更佳地，士口圖所示， 第一二圈間連接器1 1 3 2具有一介於哕筮^ ^ 端11 〇8與該第二圈之$ ^ :有”於°亥弟一圈之該第二 佳實施例中J玄弟一端間1116之電氣連接。於-較 1136、一弟一圈連接器之腳114〇、以-圈 7:44。較佳*，該跨接部1136大體上係平V於Λ器： 7^04之圓周與鄰近該跨接部丨136之該第二圈7〇8之。圓弟一圈 第一圈連接器之腳114〇大體上係為至該第— σ 。5亥 線。該第二圈連接器之腳1144大體上係L =之放射 之放射線/士口圖所示，該跨接部1136係近似於該第圈〇8 704與該第二圈7〇8之中點。該第―圈連接g之:—圈 近於該第-圈間隙1112之端部。該第二圈；Pl“〇係鄰 係鄰近於該第二圈間隙1124之端部。於—二腳1144 干乂 Ί 土貝施例中，

1102-5045-PF(N);ahddub.ptd 第37頁 564574 五、發明說明（33) 該第一圈間隙11 1 2與該第二圈間隙丨丨24係彼此相鄰，因此 該第一圈間隙11 1 2之端部係與該第二圈間隙1丨2 4之起點相 同，其中該第一圈間隙1 11 2之端部係位於以斷裂線丨丨5 〇標 示之放射線上。如圖所示，該相鄰之間隙將不會重疊。較 佳地，該間隙111 2與1 1 2 4可以重疊〇 · 〇 6 2 5〜-〇 · 〇 6 2 5英吋 (1.58 7 5〜-1.5 8 7 5隨），其中負號係表示沒有重疊，但若 該間隙重疊，則沿著該第一圈量測終止該第一圈間隙之半 徑與起始該第二圈之半徑間之間隙，該間隙將小於〇 . 〇 6 2 5 英吋。更佳地，該第一圈間隙與該第二圈間隙係重疊 0.005〜-0.0 0 5英对（0.12U.l27mm)。以百分比而言， 該第一與第二圈間隙之重疊係該第一圈間隙長度之5〇〜-5〇 〇/〇 ，其中負號係表示沒有重疊，但若該間隙重疊，則沿著 該第一圈置測終止该第一圈間隙之半徑與起始該第二圈之 半徑間之間隙，該間隙將小於該第一圈間隙長度之5 〇 % 。 之2 5〜-2 5 % 。最佳地， 一圈間隙長度之5〜-5 % 以及該第二圈708共面 第二圈7 0 8高度相同。 更佳地，該第一與第二圈間隙之重疊係該第一圈間隙長度 該第—與第二圈間隙之重疊係該第 。該連接器1 132係與該第一圈704 ，且較佳地，與該第一圈7〇4以及該 第14圖係表示裁斷部72 8之示意立體圖，表示該第一 圈704、該第二圈708、該第三圈712、該第四圈716、該輪 入匯流排7 2 0、該輸出匯流棑7 2 4、該第一二圈間連接器 1 1 3 2、該第二四圈間連接器8 3 2以及第二三圈間連接器 1404

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1i〇2-5〇45-PF(N);ahddub.ptd 第38頁 564574 五、發明說明（34) 於電漿處理室200運作φ邡佶田# 自該第-射頻電力源214 = ΐ線7°0。電流”1” 圈之該第一端1104。；；:;=;流調流向該第- 1104流向該第一圈704之;1二!/nt —圈704之該第一端 1112係為避免該第一圈之。108。該第-圈間隙 後該電流之流動係起自；第“圈第二端間短路。然 圈連接器之腳1140，其；；第圈；：弟二端，經由該第-俜A至哕第从連接器之腳1140大體上 放射線，然後沿著該跨接部1136， 鄰、斤：部1136大體上係平行於該第-圈704之圓周* =第：圈連接器之腳1144，其中該第二圈連接器Vv 44，脰上係為至该第二圈708之該第一端1116之放射 線。該電流自該第二圈7 〇 8之該第一端丨丨丨6流向該第二 708之該第二端1 120，然後經由該第二三圈間連接器η 流向该第二圈7 1 2之該第—端8 〇 4。該電流自該第三圈 之泫第一端8 0 4流向該第三圈7丨2之該第二端8 〇 8。兮二 圈間隙812係為避免該第三圈之該第一端8〇4與該第1#二 808間短路。然後該電流之流動係起自該第三圈之該第^ 端8 0 8，經由該第三圈連接器之腳84〇，其中該第三一 器之腳84 0大體上係為至該第三圈之放射線，然後著該接 跨接部8 3 6，其中該跨接部8 3 6大體上係平行於該第三圈χ 7 1 2之圓周與鄰近該跨接部8 3 6之該第四圈7丨6之圓周◦然 後該電流流經該第四圈連接器之腳8 44，其中該第四 : 接器之腳844大體上係為至該第四圈71 6之該第—端81^

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第39頁 564574 五、發明說明（35) --- 放射，一 1電流自該第四圈之該第一端8 1 6流向該第四圈 之#第一立而8 2 〇 ’然後經由該輸出匯流排7 2 4。該射頻產生 器導致，，流”丨”交流地改變方向。 ^ ^ 一圈間連接器11 3 2之該跨接部11 3 6係為一電 路^ Γ路^大也上係平行於鄰近該第一圈間隙1 11 2之該第 一圈 斤’，、中該第一圈間隙係與該第一圈70 4共面。此 夕卜，該第一二園pq、土 ，上 路，該電路大體曰器113+2之該ί接部1136係為一電 二圈708，其中于於鄰近該弟二圈間隙1124之該第 使該第一圈間圈間隙係與該第：圈708共面。藉由 疊，該第-圈70 4與该弟一圈間隙1124彼此相鄰卻不重 個電路，該電路传真該第二圈708以及跨接部1136係形成二 完整迴路。於使用^不具間隙或會產生三個電路之重叠之 隙或重疊後會產生-均勻方位角射頻： 與該第二圈7〇8門漿。該跨接部1136係介於該第一圈 該第一圈704盘3策所以該跨接部1136形成之電路係接近 上係位於該第、17(^圈7〇V較佳地’該跨接部1136大體 均勻之方位& 4圈704舁该弟二圈7〇 8之中點以形成一較為 第二圈708間角之。發’然而卻能保持該第―圈川與該 該電：：：T圈間連接器83 2之該跨接部8 3 6係為-電路， ;;2，二係平行於鄰近該第三圈間隙812之該第三圈 二四圈門遠技弟二圈間隙係與該第三圈共面。此外，該第 -四圈間連接ϋ 83 2之該跨接部8 36係m，該電路大

1564574 五、發明說明（37) 部836，以及該第四圈連接器之腳844大體上係徑向至該第 四圈716 ’且大體上垂直於該跨接部836。 各迴圈之間隙使得單一迴路具有分隔該迴路之端部。 此種設計不同與使用螺旋之天線，其中各迴路不具有間 以及各個迴路之端部具有不同之半徑。 於一較佳實施例中，有一絕緣器以避免電弧放電 (arcing )。第15圖係表示該第三圈712、該第四圈ns盥 該第三四圈間連接器832之上視圖，其中該第三四圈間連、 接器83 2係置於本發明之較佳實施例中所使用之中心絕緣 器1 504上：該中心絕緣器1 5 04包括一基環1 5 08與一上脊""環 1 5 1 2。二第三圈間隙絕緣器1 5 1 6與一第四圈間隙絕緣器衣 1 52 0亦形成上脊部，該上脊部係與該上脊環1512相連&。 該基，1 5 08上之間隙1 52 4係為第二三圈間連接器之通道。 第16圖係表示該第一圈7〇4、該第二圈7〇8與該第一二 圈間連接器1132之下視圖，其中該第一二圈間連接器113一2 係置1该中心絕緣器1 5 〇 4上。該中心絕緣器1 5 0 4更包括一 1==04。一第一圈間隙絕緣器1 6 0 8與-第二圈間隙絕 ^為1612亦形成下脊部，該下脊部係與該下脊環16〇4相連 妾、外椒1 6 1 6係置於該第一圈7 〇 4外。該基環1 5 〇 8上之 間隙1 5 2 4係為第二三圈間連接器之通道。 第17圖係表示下絕緣器17〇4之上視圖。該不絕緣器 係為，形，具有一中心溝槽17〇8、一第一圈溝槽 、—第二圈溝槽1716、一内脊部1 720以及一外脊部 丄 ί 2 4 〇

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564574 五 發明說明（39) c表示該輸入阜72。與該輪出阜72 圖於本貫施例中，該輸入阜72 0包括一於入、查&。裂立體 19〇4，其中該連接器係與一錐形輸入= / 該輸出阜m包括—輸出連接器1912，=棒=相連接。 :錐形輸入傳導棒191“目連接。如圖所示广連接广、係與 棒升輸入傳導棒1916係對齊且;:近：ΐ,: 形輸1 /導二丨丨24係、置於該錐形輸人傳導棒19 08與該錐 步於入ϋ11"16間以避免該錐形輸入傳導棒1 9 0 8與該錐 /丄！： 16間之電弧放電。將該錐形輸入傳導棒 ==輸入傳導棒1916對齊並相近而置係有助於降 起之入傳導棒1 9 0 8與該錐形輸入傳導棒1916所引 起之射頻非對稱性。 圈門月之—實施例中’該第三圈間隙812與該第四 β1Γ 約為〇.125英对（3.175賴），電壓係約為 者該絕緣器1 50 4，介於該第三圈712之該第一端 /、°二弟—端8 08間之路徑長係約為0. 25英吋（6. 35mm 該諸圈示’沿著該絕緣器15°4，該路徑長係超過 線配實施例之示意圖’其中一天 糸連接至一射頻電力源2 0 0 4。於本實施例中， “天線配置包括—第—迴圈2006與-第二迴圈2G1G。該第 二1圈20 06包括—第一圈2〇16與_第二圈2〇18。該第二迴 9 η 9 β r〇包括一第三圈2 〇 2 〇與一第四圈2 0 2 2。一輸入饋入點 糸自°亥射頻電力源2 0 0 4連接至該第一圈2 0 1 6之第一

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五、發明說明（40) 端。一輪出饋入點20 28係自該第四圈2〇22連接至該身 力源2 0 0 4 〇 —第一於掖立後、击μ >於 Λ射頻電 弟 ^接部20 32係連接該第三圈2 020蛊4 四圈2022並金'^、5亥第 弟一圈2016與该弟二圈2〇18丘平 ^ ϊΪ :第一圈2〇公之該間隙與該第二圈2018:該間隙以Ϊ $ :三腳之連接器20 34係連接該第—跨接部20 3 2之第— ί; =2Γ广第四圈腳之連接器聰係連接^ %接邛2 0 32之弟二端至該第四圈2〇 一:弟一 係連接該第一圈20 16盥該第-弟一％接部2 044 发弟一圈2018並盘抹笨二園^ 該第四圈2022共平面，以为佟拉分# 一，、μ弟一圈。〜0與 及互5接§亥弟三圈2 0 ? Π i-Λ- pq 該第四圈20 2 2之該間隙。一第園哪一，0之°亥間隙契 兮笙-休拉加η 弟一圈腳之連接器2 046係連接 口哀弟一跨接部2 〇 4 4之第一踹5兮结 门 ^ ^ 9 Π , 〇 ^ . 而至该弟一圈2 0 1 6。一第二圈腳 之連接态2 0 4 8係連接該第-汰& Α。 图〇ni s 十 弟—〜接部2 044之第二端至該第二 _Ζϋ18。一第二三圈間遠垃。 篦- m 9 η 9 n l 、， 遷接為2 0 5 〇連接該第二圈2 0 1 8至該 弟二圈2020。如前述之諸每a, 如前所、十、&灶α々 貝施例所論，將諸間隙縮小。亦 ΠΡ1 η 間隙係小於7 。更佳地，各 圈之間隙係小於5。。最佳诎 々门 ^ 1地’各圈之間隙係小於3 ° 。此 外，泫苐一圈上之間隙與兮 固l…Ρ — 、口亥弟二圈上之間隙約重疊該第一 圈上間隙長度之5 〇〜-5 〇 % ， — 以及该第三圈上之間隙盥該第 四圈上之間隙約重疊該第：園μ ρ二園上之關…、'弟 社从斗a ^ —圈上間隙長度之5 0〜-5 0 % 。更 仏地，该第一圈上之間隙I μ HI μ M ra Ε θ 〇, "垓弟二圈上之間隙約重疊該第 一圈上間隙長度之2 5〜-2 5 % 楚 m J /° ’以及該第三圈上之間隙與該 弟四圈上之間隙約重疊該第- ^ . iL 弟二圈上間隙長度之2 5〜-25 % 。 更佺地，該第一圈上之間陴5 μ 览 蹈L日日，e ώ 隙與邊弟二圈上之間隙約重疊該 弟一圈上間隙長度之5〜-5 % ，，、，a — 0 以及泫第三圈上之間隙與該

第45頁 )564574 五、發明說明（41) 第四圈上之間隙約重疊該第三圈上間隙長度之5〜% 。此 外，該第一跨接部係跨接該第一圈上之間隙與該第二圈上 之間隙。該第二跨接部係跨接該第三圈上之間隙與該第四 圈上之間隙。該第一與第二跨接部具有一電路以填補該諸 間隙。該諸跨接部係共面且接近該諸間隙。 _

於運作中，該電路係起自該射頻電力源2〇〇4，經由該 輸入饋入點2 0 2 6，至該第一圈2〇 16之第一端。該電流於該 第一圈2 0 1 6内流動至該第一圈之第二端，其中該第二端係 連接至該第一圈腳之連接器2 〇 4 6。該電流通過該第一圈腳 之連接器204 6，經由該第二跨接部2 044，流至第二圈腳之 連接器2048。該電流通過該第二圈腳之連接器2〇48，經由 該第二圈2 0 1 8之第一端，流向該第二圈2 〇 1 8之第二端，然 後再流向該第二三圈間連接器2 0 50。自該第二三圈間連接 器2 0 5 0，該電流流過該第三圈20 2 0之第一端，再流向該第 三圈2 0 2 0之第二端。自該第三圈2 0 2 0之第二端起，該電流 ，過一第三圈腳之連接器2 〇 3 4，流至該第一跨接部2 〇 3 2之 第一端，然後再流至一第四圈腳之連接器2 〇 3 6。自該第四 圈腳之連接器2 0 3 6起，該電流流過該第四圈2 〇 2 2之第一 端，流至該第四圈2 0 2 2之第二端。自該第四圈2〇22之第二 =起，該電流流經一輸出饋入點2 0 2 8，然後流至該射頻電 力源2 0 0 4。該射頻電力源2〇〇4導致該電流"丨"交流地改變 方向。

:、發明說明（42) ---- ^，路係與該第一圈2 0 1 6上 丨J、共面且密接。此外，該第 糸平行於該第一圈2 0 1 6與 、，邊第二跨接部2044具有 ，間隙與該第四圈2 0 2 2上之 。亥電路係與該第三圈2 0 2 0上 隙共面且密接。此外，該第 上係平行於該第三圈2 0 2 0與 接器之腳2 0 2 6、2 0 28、2 04 6 载會弓丨起方位角非對稱性之 接器之腳儘可能密接並具有 座。依循此觀念，該第三圈 腳之連接器2 0 4 6相鄰而置， 之電流方向係恆與該第一圈 相反。相同的，該第二圈腳 連接器2 0 3 6將部分抵銷。該 點2 0 2 6以及該弟二二圈間連 本實施例係偏好將諸連 之電流以使其彼此間至少部 性雙極（magnetic dip〇ie、 之對稱性。 之間隙與該第二圈2 0 1 8上之間 =跨接部2 0 3 2上之該電路大體 5亥第二圈2018之圓周。相同 ~電路以填補該第三圈2 〇 2 0上 間隙。該第二跨接部2 0 4 4上之 之間隙與該第四圈2 0 2 2上之間 =跨接部2 044上之該電路大體 该第四圈2022之圓周。該諸連 Λ 2048 、 2050 、 2034 與2036 負 非方位角電流。可以使該諸連 相反之電流來降低該非對稱 腳之連接器2 0 3 4係與該第一圈 且該第三圈腳之連接器2 〇 3 4上 腳之連接器2 046上之電流方向 之連接器2 0 4 8與該第四圈腳之 輸出饋入點2028與該輸入饋入 接器2 0 5 0將部分抵銷。 接為之腳密接並使其具有相反 刀抵銷’如此將可以減少由磁 )所包圍之區域以改善方位角

雖然本實施例已為圖示，較佳地，各圈係應如先前之 實施例所示為-環形。言亥諸環可為圓形或方％，但是，如 先前之實施例所論，鄰近該諸間隙之該諸環之端部應具有

1102-5()45-PF(N);ahcldub.ptd 第47頁 1564574 五、發明說明（43) 相同之半徑。 諸圈與諸迴圈 第2 1圖係 線配置21 00係 該天線配置包 一迴圈2 1 0 6包 三圈2 1 1 8係位 第二圈2 1 2 0與 第二圈2 1 2 0外 連接至該第一 第四圈2 1 2 2連 係連接該第一 自上部之外圈 接該第三圈2 1 部之内圈延伸 一第二三 。如前 較佳地 間隙係小於5 0 圈上之 度之50 圈 21 18 所述， 該第 間隙長 上之間隙約重 地，該第一圈 圈上間隙長度 如先前之實施例所論’一介 間之間隙以減小間隙之尺寸。置於该 表示本發明另—實施例之示意圖 射頰電力源21〇4。於本實施例；天 弟迴圈21〇6與一第二迴圈211〇。节第 括-第-圈2116與一第三圈2118，其中 於'亥第一圈2116Θ。該第二迴圈2110包括一 一第四圈2122 ，其中該第四圈2122係值於該 。一輸入饋入點21 26係自該射頻電力源21〇4 圈21 16之第一端。一輸出饋入點2128係自該 接至該射頻電力源2104。一第一跨接部2132 圈2 1 1 6與δ亥第一圈2 1 2 〇，所以該跨接部2 1 3 2 延伸至下部之内圈。一第二跨接部2 1 44係連 ^與該第四圈2122，所以該跨接部2144自上 至下部之外圈。 圈間連接器21 50連接該第二圈212〇至該第三 述之诸實施例所論，將諸間隙縮小。亦如前 各_圈之間隙係小於7。。更佳地，各圈之 。，最佳地，各圈之間隙係小於3。。此外， 間隙與該第二圈上之間隙係重疊該第一圈上 田5 〇 /g ’以及該第三圈上之間隙與該第四圈 疊該第三圈上間隙長度之50〜—5〇 % 。更佳 上之間隙與該第二圈上之間隙約重疊該第一 之2 5〜〜2 5 % ，以及該第三圈上之間隙與該第

564574

1564574 五、發明說明（45) 2 1 0 4。該射頻 向。 該第一跨 之間隙與該第 該電路並不與 一跨接部2 1 3 2 一圈2 1 1 6與該 零件。相同的 三圈21 18上之 部2 144上之該 共面。該第二 平行於該第三 直與徑向之零 係彼此密接且 點2 1 2 8間，因 饋入點2 1 2 8之 2 1 44之垂直零 之徑向零件， 本實施例亦偏 流以使其彼此 極（magnetic 稱性。 雖然本實 實施例所示為 電力源21 0 4導致該電流”丨,，交流地改變方 接部2 132具有一電路以填補該第一圈2116上 二圈2118上之間隙。該第一跨接部2132上之 該第一圈2 1 1 6或該第二圈2丨2 〇相共面。該第 上之该電路具有一零件大體上係平行於該第 第二圈2120之圓周，但亦具有垂直與徑向之 ，該第二跨接部2 1 44具有一電路以填補該第 間隙與該第四圈21 22上之間隙。該第二跨接 電路並不與該第三圈2118或該第四圈2122相 跨接部2 1 4 4上之該電路具有一零件大體上係 圈21 18與該第四圈2122之圓周，但亦具有垂 件。該，一跨接部21 32與該第二跨接部2144 置於，第二三圈間連接器21 50與該輸出饋入 此:藉由該第二三圈間連接器2丨5 〇與該輸出 電流，該第一跨接部2丨32與該第二跨接= 件可部分抵銷，以及藉由該第二跨接部44 該第一跨接部2 1 32之徑向零件可部分杈 好將諸連接器之腳密接並使其具有相反之電 間至少部分抵銷，如此將可以減少由磁性雙 'Ρ 〇 1 e )所包圍之區域以改善方位角之對 & =已為圖示，較佳地，各圈係應如先前之 J衣形。該諸環可為圓形或方形，但是，如

第50頁

564574 五、發明說明（46) 先前之實施 相同之半徑 諸圈與諸迴 雖然於 第二迴圈所 之幾何形狀 是仍可以使 例所論，鄰 。如先前之 圈間之間隙 上述之實施 構成，其中 且共軸，以 用其他型式 用單一迴圈或與該第 圈數量可多 小，故而該 迴圈之諸端 諸間隙係重疊5〜-5 % 。 隙。較佳地，使用雙極 入與輸出饋入點可使其 於二。較佳 諸間隙之角 部之半徑係 之另一方式 雖然本 限定本發明 飾，皆不脫 發明已以具 ，任何熟悉 如附申請專 近該諸間隙之該諸環之端部應具有 實施例所論，一介電材料可置於該 以減小間隙之尺寸。 例中，該天線係由一第一迴圈與一 該第一迴圈與該第二迴圈係有相同 及一迴圈係置於另一迴圈之上，但 之天線配置。諸如此類之配置可使 迴圈形狀不同之該第二迴圈。該迴 地，該諸迴圈上之該諸間隙係為最 度係小於3 °以及鄰近間隙之該諸 相同。此外，較佳地，相鄰諸圈之 此外，具有一電路以跨接該諸間 零件以使其彼此抵銷。此外，該輸 部分長度共軸以為消除該雙極效應 體實施例說明如上，然其並非用以 此技藝之人士任施匠思而為諸般修 利範圍所欲保護者。

1102-5045-PF(N);ahddub.ptd 第51頁 564574 圖式簡單說明 第1圖係表示用於電漿處理之一先前技術之感應式電 漿處理反應器。 第2圖係表示一電漿處理系統，根據本發明之一實施 例，該系統包括一天線配置與一耦合窗配置。 第3圖係表示，根據本發明之一實施例之該多圈天線 配置。 第4圖係表示，根據本發明之一實施例之該多圈天線 配置之剖面視圖。 第5圖係表示，根據本發明之一實施例之多層耦合窗 之剖面視圖。 第6圖係表示具有間隙之部分天線迴圈之示意圖。 第7圖係表示，根據本發明之一實施例之多圈天線之 立體圖。 ， 第8圖係表示第三圈、第四圈與輸出阜之放大示意上 視剖面圖。 第9圖係表示該第三圈之上視圖。 第1 0圖係表示該第四圈之上視圖。 第11圖係表示第一圈、第二圈與輸入阜之放大示意上 視剖面圖。 第1 2圖係表示該第一圈之上視圖。 第1 3圖係表示該第二圈之上視圖。 第1 4圖係表示該第一圈、該第二圈、該第三圈與該第 四圈之不意立體圖。 第1 5圖係表示該第三圈、該第四圈與置於中心絕緣器

1102-5045-PF(N);ahddub.ptd 第52頁 564574 圖式簡單說明 上之第三-第四圈連接器之上視圖。 第1 6圖係表示該第一圈、該第二圈與置於該中心絕緣 器上之第一-第二圈連接器之下視圖。 第1 7圖係表示下絕緣器之上視圖。 第1 8圖係表示該下絕緣器、該第一圈、該第二圈、該 第三圈、該.第四圈與該中心絕緣器之剖面圖。 第19圖係表示該輸入阜與該輸出阜之斷裂立體圖。 第2 0圖係表示本發明另一實施例之示意圖。 第2 1圖係表示本發明另一實施例之示意圖。 第2 2圖係表示法拉第屏蔽之上視圖。 符號說明： 1 0 0〜電漿製程反應器 1 0 4〜感應線圈； 1 0 8〜第一射頻電力源 1 1 2〜基材； 1 1 6〜第二射頻電力源 2 0 0〜電漿製程系統； 2 0 4〜電漿； 2 0 8〜處理室牆； 2 1 2〜耦合窗配置； 2 1 5〜氣體注射器； 2 1 8〜第二射頻電力源 4 0 0〜多圈天線配置； 1 0 2〜處理室； 1 06〜介電窗； 1 10〜氣體阜； 1 1 4〜夾盤； 1 1 8〜電漿； 2 0 2〜處理室； 2 0 6〜基材； 2 1 0〜天線配置； 2 1 4〜第一射頻電力源； 2 1 6〜爽盤； 2 2 0〜排氣阜； 4 0 2〜多圈天線；

1102-5045-PF(N);ahddub.ptcl 第53頁 i564574

I 圖式簡單說明 4 0 4〜射頻電力源； 4 1 0〜第二組同心迴圈 41 6〜第一圈； 42 0〜第二圈； 4 2 4〜輸入弓丨線； 500〜多層耦合窗配置 5 0 6〜第二層； β Π R〜闓阽 ： 61 6〜第一角； 62 4〜第二角； 70 4〜第一圈； 71 2〜第三圈； 7 2 0〜輸入匯流排； 7 2 8〜裁斷部； 8 0 8〜第二端； 8 1 6〜第一端； 82 4〜第四圈間隙； 8 3 2〜第三四圈間連接 8 3 6〜跨接部； 84 4〜第四圈連接器之 8 5 0〜斷裂線； 9 0 6〜半徑； 9 1 2〜角度； 1 0 0 8〜周長； 4 0 6〜第一組同心迴圈； ;4 1 4〜天線軸； 418〜第四圈； 422〜第三圈； 4 2 6〜輸出引線； ;5 0 4〜第一層； 6 0 4〜部分天線迴圈； 6 1 2〜第一方位角扇形區 6 2 0〜第二方位角扇形區 7 0 0〜多圈天線； 708〜第二圈； 71 6〜第四圈； 7 2 4〜輸出匯流排； 8〇4〜第一端； 81 2〜第三圈間隙； 8 2 0〜第二端； 8 28〜第三四圈間間隙； 器； 8 4 0〜第三圈連接器之腳 腳； 9 0 4〜天線轴； 9 0 8〜周長； 1 0 0 6〜半徑； 1 0 1 2〜角度；

I

1102-5045-PF(N);ahddub.ptd 第54頁 564574 圖式簡單說明 1016 〜 截 斷 角 j 1 104〜 11 Οδ- 第 二 端 9 1 1 12〜 ll 16- 第 一 端 9 1 120〜 1 124- 第 二 圈 間 隙 ， 1 128〜 1 132- 第 一 -— 圈 間 連 接 器 1 136- 跨 接 部 ， 1 140〜 1 144- 第 二 圈 連 接 器 之 腳 j 1150- 斷 裂 線 1 2 0 6〜 1 2 0 8 〜 周 長 1 212〜 1 3 0 6 〜 半 徑 1 3 0 8〜 1312 〜 ，角 度 1 404 〜 1 5 0 4 〜 ，中 心 絕 緣 器 1 5 0 8〜 1512- '上 脊 環 1 516〜 1 5 2 0 - '第 四 圈 間 隙 絕 緣 器 1 第一端； 第一圈間隙； 第二端； 第一二圈間間隙； 第一圈連接器之腳； 半徑； 角度； 周長， 第二三圈間連接器； 基環； 第三圈間隙絕緣器； 1 5 2 4〜間隙； 1 6 0 4〜下脊環； 1 6 0 8〜第一圈間隙絕緣器； 1 6 1 2〜第二圈間隙絕緣器； 下絕緣器； 第一圈溝槽； 内脊部； 法拉第屏蔽； 錐形輸入傳導棒； 錐形輸出傳導棒； 天線配置； 1 6 1 6〜外環； 1 7 0 4〜 1 7 0 8〜中心溝槽； 1 7 1 2〜 1 7 1 6〜第二圈溝槽； 1 7 2 0〜 1724〜外脊部； 1804〜 1 9 0 4〜輸入連接器； 1 9 0 8〜 1 9 1 2〜輸出連接器； 1 9 1 6〜 1924〜介電塊； 2000〜

1102-5045-PF(N);ahddub.ptd 第55頁 564574 圖式簡單說明 20 0 4 2010 2018 2 0 2 2 2 0 2 8 2 0 3 4 2 0 3 6 9Π AA U V-/ 丄 丄 2 0 48 2 0 5 0 2100 2106 2116 2120 2126 2132 2150 22 0 4 射頻電力源； 2 0 0 6 第二迴圈； 2016 第二圈； 2 0 2 0 第四圈； 2 0 2 6 輸出饋入點； 2 0 32 第三圈腳之連接器； 弟四圈腳之連接為， 第二跨接部； 2 0 46 第二圈腳之連接器； 第二三圈間連接器； 第一迴圈； 第一圈； 第三圈； 輸入饋入點 第一跨接部 第一圈腳之連接器 〇 天線配置 2 1 0 4〜射頻電力源 第一迴圈； 第一圈； 第二圈； 輸入饋入點； 第一跨接部； 第二三圈間連接器 放射向孔槽。 21 1 0〜第二迴圈； 21 18〜第三圈； 2 122〜第四圈； 2128〜輸出饋入點 21 44〜第二跨接部

1102-5()45-PF(N);ahddub.ptd 第56頁

Claims (1)

1564574 ： 、 -六、申請專利範圍 1. 一種天線配置，用以於一處理室内產生一電場，其 中該天線配置包含： 一第一迴圈，設置於天線軸上，其包含： 一第一圈，具有第一圈間隙，其中該第一圈之第一端 係位於該第一圈間隙之第一側，以及該第一圈之第二端係 位於該第一圈間隙之第二側； 一第二圈，具有第二圈間隙，其中該第二圈之第一端 係位於該第二圈間隙之第一側，以及該第二圈之第二端係 位於該第二圈間隙之第二側，其中該第二圈係與該第一圈 同心且共面，並與該第一圈相分離，以及該天線軸係通過f 該第一與第二圈之中心；以及 一第一電流路徑連接器（current path connector )，與該一與該第二圈電氣相連，且包含一跨接部 (spanning section)，介於該第一與該第二圈間，其中 該跨接部係與該第一與該第二圈共面且跨接該第一與第二 圈間隙。 2 ·如申請專利範圍第1項所述之天線配置，其中該第 一圈之第一端距天線轴之距離係與該第一圈之第二端與天 線軸之距離相同，且其中該第二圈之第一端距天線轴之距 離係與該第二圈之第二端與天線軸之距離相同。 3.如申請專利範圍第1項所述之天線配置，其中該第 一圈間隙係於該第一圈上產生一小於1 0 °之徑向角 (rad i a 1 angle)，且該第二圈間隙係於該第二圈上產生 一小於1 0 ◦之徑向角。

1102-5045-PF(N);ahddub.ptd 第57頁 564574 六、申請專利範圍 4 ·如申請專利範圍第3項所述之天線配置，其中該第 一圈間隙係具有一長度與該第二圈間隙重疊達該第一圈間 隙長度之50〜- 50% 。 5 ·如申請專利範圍第4項所述之天線配置，其中該第 一電流路徑連接器係與該第一與該第二圈相連接，且包 含·· 一跨接部，具有第一與第二端，其中該跨接部係大體 上與該第一圈之周長相平行； 一第一圈連接器之腳，連接該跨接部之第一端與該第 一圈之第二端，其中該第一圈連接器之腳係大體上朝該第 一圈放射；以及 一第二圈連接器之腳，連接該跨接部之第二端與該第 二圈之第一端，其中該第二圈連接器之腳係大體上朝該第 二圈放射。 6. 如申請專利範圍第5項所述之天線配置，其中該第 一與第二圈大體上係為圓形。 7. 如申請專利範圍第6項所述之天線配置，其中更設 置一介電介質（dielectric medium)，介於該第一與該 第二圈間以消除其間之電弧放電（a r c i ng )。 8 .如申請專利範圍第1項所述之天線配置，其中更包 含： 一第二迴圈，耦合至該第一迴圈，其中該第二迴圈係 具有與該第一迴圈大體上相似之幾何形狀，該第二迴圈係 相對於該第一迴圈垂直設置，且係設置於該天線軸上以使

1102-5045-PF(N);ahddub.ptd 第58頁 564574 六、申請專利範圍 得該第一與該第二迴圈相對於該天線軸為對稱，並調整該 第一與該第二迴圈以負載相同之天線軸向電流，其中該第 二迴圈包含： 一第三圈，具有第三圈間隙；以及 一第四圈，具有第四圈間隙。 9.如申請專利範圍第8項所述之天線配置，其中更包 含一射頻電力源（RF power source)，耦合至該第一與 該第二迴圈。 1 0 .如申請專利範圍第9項所述之天線配置，其中該第 一與該第二迴圈係具有一結合長度，該結合長度係小於該 天線配置中傳輸能量之波長。 1 1 .如申請專利範圍第1 0項所述之天線配置，其中該 第二迴圈係有效地屏蔽該第一迴圈之端電壓（term ina 1 voltage ) 〇 1 2 .如申請專利範圍第9項所述之天線配置，其中該第 一與該第二迴圈共同形成一方位角對稱電場 (azimuthally symmetric electric field )於處理室 内，該處理室内具有第一射頻電力源所產生之射頻能量， 其中該方位角對稱電場形成一大體上方位角對稱之電漿， 該電漿形成一大體上均勻之處理率於該處理室内之基材表 面。 1 3 .如申請專利範圍第9項所述之天線配置，其中更設 置一介電介質，介於該第一圈、該第二圈、該第三圈以及 該第四圈間以消除其間之電弧放電。

1102-5045-PF(N);ahddub.ptd 第59頁 1564574 六、申請專利範圍 1 4.如申請專利範圍第1項所述之天線配置，其中該第 一圈之第一端距天線軸之距離係與該第一圈之第二端與天 線軸之距離相同，以及其中該第二圈之第一端距天線軸之 距離係與該第二圈之第二端與天線軸之距離相同。 1 5. —種電漿處理裝置，用以處理基材，其中包含： 一處理室，其中於該處理過程中電漿係於該處理室内 激發與維持； 一多層天線（niiilti-layered antenna)，其中該天 線係於該處理室内藉由射頻能量產生一電場，該天線具有 第一與第二迴圈，且該二迴圈係大體上相似，以及該二迴 圈係相對於天線軸對稱，其中該第一迴圈包含： 一第一圈，具有第一圈間隙，其中該第一圈之第一端 係位於該第一圈間隙之第一側，以及該第一圈之第二端係 位於該第一圈間隙之第二側； 一第二圈，具有第二圈間隙，其中該第二圈之第一端 係位於該第二圈間隙之第一側，以及該第二圈之第二端係 位於該第二圈間隙之第二側，其中該第二圈係與該第一圈 同心且共面，並與該第一圈相分離，且該天線軸係通過該 第一與第二圈之中心；以及 一第一二圈間連接器，該連接器係電氣相連於該第一 圈之第二端與該第二圈之第一端間，其中該連接器包含一 跨接部（spanning section)，介於該第一與該第二圈 間，其中該跨接部係與該第一與該第二圈共面且跨接該第 一與第二圈間隙，以及

1102-5045-PF(N);ahddub.pld 第60頁 564574 六、申請專利範圍. 一多層窗（multi-layered window)，其中該多層窗 係容許該射頻能量自該天線朝該處理室通過，該多層窗具 有第一層與第二層，該第二層係用以抑制可能發生於該電 漿與該天線間之電容搞合（capacitive coupling)。 1 6 . —種天線配置，用以產生電場於處理室内，該天 線配置包含： 一第一圈，具有第一圈間隙，其中該第一圈之第一端 係位於該第一圈間隙之第一側，以及該第一圈之第二端係 位於該第一圈間隙之第二側，且該第一圈間隙形成一小於 5 °之徑向角； 一第二圈，具有第二圈間隙，其中該第二圈之第一端 係位於該第二圈間隙之第一侧，以及該第二圈之第二端係 位於該第二圈間隙之第二側，其中該第二圈係與該第一圈 共軸且與第一圈相分離，以及該天線軸係通過該第一與第 二圈之中心，其中該第二圈間隙形成一小於5。之徑向 角，且該第一圈間隙係具有一長度與該第二圈間隙重疊達 該第一圈間隙長度之5 0〜-5 0 % ;以及 一第一電流路徑連接器（current path connector )，與該一與該第二圈電氣相連，其包含一跨接部 (s p a η n i n g s e c t i ο η )，介該第一與該第二圈間隙間。

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