系統識別號 | U0002-2307202011181200 |
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DOI | 10.6846/TKU.2020.00679 |
論文名稱(中文) | 半導體黃光製程覆蓋誤差改善 |
論文名稱(英文) | Overlay Error Improve of Semiconductor Photolithography Process |
第三語言論文名稱 | |
校院名稱 | 淡江大學 |
系所名稱(中文) | 電機工程學系碩士在職專班 |
系所名稱(英文) | Department of Electrical and Computer Engineering |
外國學位學校名稱 | |
外國學位學院名稱 | |
外國學位研究所名稱 | |
學年度 | 108 |
學期 | 2 |
出版年 | 109 |
研究生(中文) | 陳智信 |
研究生(英文) | Jhih-Sin Chen |
學號 | 707440045 |
學位類別 | 碩士 |
語言別 | 繁體中文 |
第二語言別 | |
口試日期 | 2020-07-08 |
論文頁數 | 40頁 |
口試委員 |
指導教授
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劉寅春
委員 - 邱謙松 委員 - 劉智誠 |
關鍵字(中) |
半導體黃光 覆蓋誤差 曝光對準 |
關鍵字(英) |
Photo Overlay Alignment |
第三語言關鍵字 | |
學科別分類 | |
中文摘要 |
在現代科技不斷的進步下,半導體產業出現電晶體小型化的趨勢,半導體製造的工藝節點也在不斷的進步縮小,往更小的關鍵尺寸(Critical Dimension)發展,縮小電晶體工藝節點,使集成度(集成電路里的電晶體)提升,集成度提升有許多好處,一是可以增加晶片的功能,二是根據摩爾定律,集成度提升的直接結果是成本的下降,還有一個好處是電晶體縮小可以降低單個電晶體的功耗,因為縮小的規則要求,同時會降低整體晶片的供電電壓,進而降低功耗。 然而工藝技術的提升,雖然有許多的好處,但也伴隨著製程能力的難易度提高,而其中黃光製程又扮演著極重要的角色,因為半導體需通過黃光在晶圓上多層曝光做出來,所以黃光工藝決定了半導體線路的線寬。 本文針對半導體製程中黃光微影製程進行實驗設計,藉由評估最佳的曝光對準光源,降低覆蓋誤差,提高製程的穩定性及品質。 |
英文摘要 |
With the continuous advancement of modern science and technology, the semiconductor industry has a trend of miniaturization of transistors. The process flow chart of semiconductor manufacturing has been continuously improved and reduced to a smaller Critical Dimension size. The transistor process matrix has been reduced to integrate The improvement to the degree of integration (transistors in integrated circuits) has many advantages. First, it can increase the function of the chip. Second, according to Moore's Law, the direct result of the increase in integration is the cost reduction. Another advantage is the transistor. Shrinking can reduce the volume of micron-level crystals, because the requirements of the shrinking rule will reduce the power supply voltage of the overall chip and the fiber length will be reduced. However, although the improvement to process technology has many benefits, it is also accompanied by the increase in difficulty of the process capability. Among them, the photo process plays an extremely important role, because the semiconductor needs to be made by multilayer exposure to the wafer on the wafer. Therefore, the photo process determines the line width of the semiconductor circuit. In this paper, the experimental design of the photolithography process of the semiconductor process is carried out to reduce the overlay error by evaluation of the best alignment source and improve the stability and quality of the process . |
第三語言摘要 | |
論文目次 |
目錄 致謝 Ⅰ 中文摘要 Ⅱ Abstract Ⅲ 目錄 IV 圖目錄 VII 表目錄 IX 第一章 緒論 1 1.1 前言 1 1.2 研究動機及目的 1 1.2.1 關鍵尺寸(Critical Dimension) 2 1.2.2覆蓋誤差(Overlay) 3 1.3 論文架構 4 第二章 半導體黃光微影製程原理 6 2.1半導體介紹 6 2.2半導體產業鏈 7 2.3黃光微影製程介紹 10 2.3.1黃光微影製程原理 10 2.3.2黃光微影製程流程 11 第三章 黃光製程曝光對準系統(Alignment System)介紹 26 3.1晶圓對準流程介紹 26 3.1.1 晶圓預對準(Wafer pre-alignment) 27 3.1.2 晶圓載具對準(Wafer stage alignment) 27 3.1.3晶圓粗對準 (Coarse wafer alignment) 27 3.1.4 晶圓細對準(Fine wafer alignment) 27 3.1.5 光罩載具對準(Reticle stage alignment) 27 3.1.6 光罩對準(Reticle alignment) 28 3.2 微影對準Mark介紹 29 3.2.1 Search Mark 29 3.2.2 Global Alignment Mark 30 3.3 對準光源介紹 31 第四章 實驗方法及設備 33 4.1 實驗設計 34 4.1.1實驗設計一 34 4.1.2實驗設計二 35 4.2 實驗流程圖 36 第五章 實驗結果 37 5.1實驗一結果 37 5.2實驗二結果 38 第六章 結論 39 6.1 結論 39 6.2 未來展望 39 參考文獻 40 圖目錄 圖 1.1 Overlay示意圖 3 圖 2.1 積體電路生產流程 7 圖 2.2 半導體產業鏈 8 圖 2.3黃光製程成像示意圖 11 圖 2.4 黃光微影製程流程 12 圖 2.5 HDMS塗佈示意圖 13 圖 2.6 光阻旋轉塗佈機 14 圖 2.7 光阻旋轉塗佈示意圖 15 圖 2.8 烘烤系統 16 圖 2.9 曝光機曝光示意圖 17 圖 2.10 PEB有無的駐波效應比較 19 圖 2.11 顯影流程示意圖 20 圖 2.12 ADI檢查外觀缺陷圖 22 圖 2.13 Overlay量測mark 23 圖 2.14 CD-SEM線寬 23 圖 3.1 Life of a Wafer 26 圖 3.2光罩對準mark 28 圖 3.3光罩及晶圓載具對準示意圖 28 圖 3.4 Search Mark 29 圖 3.5 Primary Mark 30 圖 3.6 Scribelane Primary Mark 30 圖 3.7 eXtended Pattern Area Mark 31 圖 4.1實驗流程圖 36 表目錄 表 2.1曝光光源分類 18 表 3.1 曝光機曝光光源及對準光源對照表 32 表 4.1覆蓋誤差參數表 34 表 4.2實驗一組別 35 表 4.3實驗一結果 37 表 4.4實驗二結果 38 |
參考文獻 |
[1]高川原, ”半導體微影製程疊對控制之研究,”碩士論文,中華大學, Aug.2012. [2]龍文安(2014)。半導體奈米技術(3版)。台灣:五南圖書出版 [3]蕭宏(2014)。半導體製程技術導論(3版)。台灣:全華圖書出版 [4]吳國裕, ”半導體微影覆蓋誤差的控制策略,”碩士論文,國立交通大學,Aug.2007. [5]菊地正典(2008) 。圖解半導體製造裝置。台灣:世茂出版 [6] Z. C. Lin and W. J. Wu, “Multiple linear regression analysis of the overlay accuracy model,” IEEE Trans. Semicond. Manuf., vol. 12, no.2, pp. 229–237, May (1999). [7] I. Fink, N. Sullivan, and J. S. Lekas, “Overlay sample plan optimization for the detection of higher order contributions to misalignment,” Proc.SPIE: Integr. Circuit Metrol. Inspection Process Control VIII, vol. 2196,pp. 389–399, May (1994) [8] Dongsub Choi, Chulseung Lee, Changjin Bang, Daehee Cho, Myunggoon Gil, Pavel Izikson, Seugnhoon Yoon,Dohwa Lee ( KLA-Tencor, Korea. Hynix ) "Optimization of High Order Control including overlay, alignment and sampling" , Proc. SPIE 6922, 69220P (2008) [9]詹孟勳, ”微影製程覆蓋誤差控制, ”碩士論文,國立交通大學,Dec.2011. |
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