簡易檢索 / 詳目顯示

研究生: 黃竑旻
論文名稱: 電漿電子密度與射頻峰值電壓回授控制電漿蝕刻製程之研究
指導教授: 林強
C. Lin
柳克強
K. C. Leou
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 原子科學院 - 工程與系統科學系
Department of Engineering and System Science
論文出版年: 2008
畢業學年度: 96
語文別: 中文
論文頁數: 85
中文關鍵詞: 電漿蝕刻回授控制電漿電子密度模糊控制器
外文關鍵詞: plasma etching, feedback control, plasma electron density, fuzzy logic controller
相關次數: 點閱:4下載:0
分享至:
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報
  • 蝕刻過程中電漿參數的變化,對多晶矽在氯氣電漿中蝕刻率穩定性有相當重要的影響。電漿參數中,又以離子通量、電漿電子密度與離子轟擊能量為影響蝕刻率的關鍵電漿參數。為了有效穩定蝕刻率,本研究使用空橋式微帶線微波干涉儀量測電漿電子密度與射頻阻抗計量測射頻峰值電壓作為受控參數,比較開迴路控制與閉迴路控制系統下的蝕刻結果。致動器為兩部13.56 MHz的射頻功率產生器,一部供應電漿功率,可調整電漿電子密度;另一部提供射頻偏壓功率,可調整射頻峰值電壓。
    在控制器設計方面則是採用模糊理論所設計的兩個獨立數位模糊控制器,主要原因是感測器的訊號雜訊較大,用傳統比例-積分控制器會造成致動器動作過於頻繁,故使用模糊控制器,以克服此缺點。本研究探討控制系統於腔壁暫、穩態條件下之性能與抑制外界干擾的能力。最後比較閉迴路控制系統對於穩定蝕刻率的成效。


    第一章 簡介 1 1.1 研究背景 1 1.2 研究目的 2 第二章 文獻回顧 4 2.1 電漿參數漂移 4 2.2 回授控制電漿參數 5 第三章 基本原理 16 3.1 電漿蝕刻機制 16 3.2 氯氣電漿與矽蝕刻反應機制 19 3.3 離子能量 20 3.4 離子電流 22 3.5 模糊控制理論 24 3.6 模糊控制器架構 25 3.6.1 模糊化 25 3.6.2 規則庫 27 3.6.3 推論機構 28 3.6.5 解模糊化 29 第四章 實驗設備與控制系統 31 4.1 電感式耦合電漿源(ICP)蝕刻系統 31 4.2 射頻阻抗計 35 4.3 空橋式微帶線微波干涉儀 37 4.4光學薄膜測厚儀 40 4.5 電漿參數模糊控制器設計 41 4.5.1 低通濾波器設計 41 4.5.2 PI型模糊控制器 42 4.5.3 輸出入變數的訂定 44 4.5.4 歸屬函數與規則庫 44 4.5.5 語言項歸屬函數的定義 46 4.5.5 控制規則庫的建立 49 4.6 動態即時量測與控制平台 52 第五章 實驗結果與討論 57 5.1 實驗規劃與方法 57 5.2 完整熱機 58 5.3 未完整熱機 62 5.4 微擾實驗 72 第六章 結論 83

    [1] M. A. Sobolewski, J. Appl. Phys. 97, 033301 (2005)
    [2] M. A. Sobolewski, J. Vac. Sci. Technol. A, Vol. 24, No. 5, (2006)
    [3] R. Patrick, S. Baldwin, and N. Williams, J. Vac. Sci. Technol. A 18(2), 405 (2000)
    [4] P. I. Klimecky, J. W. Grizzle, and F. L. Terry, Jr., J. Vac. Sci. Technol. A 21(3), 706 (2003)
    [5] C. H. Chang, K. C. Leou, and C. Lin, J. Vac. Sci. Technol. A 19(3), 750 (2001)
    [6] C. H. Chang, K. C. Leou, C. Lin, T. L. Lin, C. W. Tseng, and C. H. Tsai, J. Vac. Sci. Technol. A 21(4), 1183 (2003)
    [7] C. Lin, K. C. Leou, and K. M. Shiao, J. Vac. Sci. Technol. A 23(2), 281 (2005)
    [8] 張貴惠,國立清華大學工程與系統科學研究所碩士論文(2007)
    [9] 張正宏, 國立清華大學工程與系統科學系博士論文 (2003)
    [10] Hong Xiao, 半導體製程技術導論 羅正中、張鼎張 譯, 歐亞,
    (2003)
    [11] 沈尚賢, 國立清華大學工程與系統科學系碩士論文 (2005)
    [12] M. A. Sobolewski, J. K. Olthoff, and Y. Wang, J. Appl. Phys. 85, 3966 (1999)
    [13] M. A. Sobolewski, J. Appl. Phys. 90, 2660 (2001)
    [14] 楊英魁 孫宗瀛 鄭魁香 林建德 蔣旭堂, 模糊控制理論與技術, 金華科技圖書, (1996)
    [15] 李庭杰, 國立清華大學工程與系統科學系碩士論文 (2007)
    [16] 顏才華, 國立清華大學工程與系統科學系資格考書面資料(2008)
    [17] 梁耀文, 國立清華大學工程與系統科學系碩士論文 (2007)
    [18] 鄭景元, 國立清華大學工程與系統科學系碩士論文 (2006)
    [19] 國立成功大學微奈米科技研究中心(NanoSpec)
    [20] M. V. Malyshev and V. M. Donnelly, J. Appl. Phys., 90, 1130
    (2001)
    [21] Sha L., et al., J. Vac. Sci. Technol. B 21(6), 2420 (2003)
    [22] D.R. Stull, et al., JANAF Thermochemical Tables
    (Department of Commerce, Washington, D.C., 1971)
    [23] Michael A. Lieberman, and Allan J. Lichtenberg,
    “ Principles of Plasma Discharges and Materials Processing,”
    John Wiley &sons, Inc.

    無法下載圖示 全文公開日期 本全文未授權公開 (校內網路)
    全文公開日期 本全文未授權公開 (校外網路)

    QR CODE