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研究生: 蕭凱木
Kai-Mu Shiao
論文名稱: 多變數回授控制電漿半導體蝕刻製程
Multivariable feedback control of plasma semiconductor processing
指導教授: 林強
Chaung Lin
柳克強
Keh-Chyang 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: 2004
畢業學年度: 92
語文別: 中文
論文頁數: 45
中文關鍵詞: 多變數回授控制電漿半導體蝕刻製程蝕刻製程
外文關鍵詞: Multivariable, feedback control, plasma semiconductor processin
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  • 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,又以正離子通量與射頻偏壓為影響蝕刻率的關鍵參數,如可控制此關鍵參數,即可有效穩定蝕刻率。在本研究中,利用連接在靜電式晶圓座上之射頻阻抗計所量測的離子電流與射頻偏壓,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。致動器的部份為兩部13.56 MHz的射頻功率產生器,一部為電漿功率,可調整離子電流值,另一部為射頻偏壓功率,可調整射頻偏壓值。
    實驗結果顯示閉迴路控制可有效地補償不穩定的腔體狀態,與消除改變壓力狀態(10→12mTorr)等微擾對蝕刻率所造成的影響。此外,使用二因子設計法取得離子電流與射頻偏壓對蝕刻率的改變值,並使用設計法的結果,設定電漿參數以取得設定的蝕刻率。


    目錄 頁次 摘要 ………………………………………………………………… i 致謝 ………………………………………………………………… ii 目錄 ………………………………………………………………… iii 圖目錄 ……………………………………………………………… v 表目錄 …………………………………………………………… xii 第一章 簡介 ………………………………………………………… 1 第二章 文獻回顧 …………………………………………………… 3 第三章 基本原理 …………………………………………………… 9 3.1 氯氣電漿蝕刻特性與機制 ………………………………… 9 3.1.1 電漿蝕刻機制 ……………………………………… 9 3.1.2 氯氣電漿與多晶矽蝕刻反應機制 ………………… 11 3.2 離子能量 …………………………………………………… 12 3.3 離子電流 …………………………………………………… 13 第四章 實驗設備與量測控制系統 ……………………………… 17 4.1 電感耦合式電漿源蝕刻系統 ……………………………… 17 4.2 射頻阻抗計 ………………………………………………… 20 4.3 離子電流、射頻偏壓控制器設計 ………………………… 23 第五章 實驗結果與討論 …………………………………………… 26 5.1 實驗規劃 …………………………………………………… 26 5.2 完整熱機 ……………………………………………………27 5.3 未完整熱機 ………………………………………………… 30 5.4 二因子設計 ………………………………………………… 32 5.5 微擾實驗 …………………………………………………… 35 5.6 蝕刻率設定值實驗 ………………………………………… 40第六章 結論 ………………………………………………………… 43 參考文獻 …………………………………………………………… 45

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