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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:金勇先
研究生(外文):Yong-Xian Jin
論文名稱:半導體製程用之蝕刻腔體設計
論文名稱(外文):The Design of a Etching Chamber for Semiconductor Process
指導教授:趙平宜趙平宜引用關係
指導教授(外文):Ping-Yi Chao
學位類別:碩士
校院名稱:國立中山大學
系所名稱:機械與機電工程學系研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:87
中文關鍵詞:蝕刻腔體蝕刻機工程設計
外文關鍵詞:engineering designEtching ChamberEtcher
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本文所研究之蝕刻腔體是蝕刻機內最重要的構件,負責晶圓蝕刻製程的工作。本研究之主要目的在於解決目前原蝕刻腔體因內外壓力差而導致抽真空出口處變形量過大的問題,並提出一套蝕刻腔體之系統化設計程序。藉由工程設計方法先釐清設計目標、繪製功能構造圖、設定需求將所有的問題分解成次要的問題;之後經由決定特性、構想產生的步驟把相對應的次要解法找出;最後再經由構想評估與細部改善將所有的解法組合起來,經過適當的程序找出較佳系統解,並改善缺點與解決所有的問題。接著,以I-DEAS這套參數式電腦輔助繪圖軟體進行繪圖與有限元素分析的工作,作為驗證的工具;最後再把分析後的驗證結果與數據作討論,以佐證改良設計後的蝕刻腔體,其性能優於原蝕刻腔體。


The Etching Chamber is the most important component of Etcher. It provides an environment to etch wafer and transfer wafer to another chamber by robotic arm. The purpose of this research is to solve some problem such as the huge deformation around the edge of a hole which connected with a vacuum pump. And make use of the Engineering Design Method to redesign the original Etching Chamber. In the first place, the objectives of Etching Chamber are clarified, then establish function analysis figure and set requirement to separate all problem into all sub-problem . Second, by means of determining characteristics as well as generating alternatives, we can find all sub-solutions. Finally, we combine all solutions together by evaluating alternatives and improving details. Then we can find better solutions through appropriate process as well as solve all problem. Later, we use the computer aid design tool
I-DEAS to draw and analyse Etching Chamber. In the end, we display the results and discuss after analysing chamber. What is more, we prove the performance and manufacturing cost of redesign Etching Chamber is better than original Etching Chamber.


第一章 緒論...........................................1
1.1 前言...............................................1
1.2 研究目的..........................................2
1.3 研究方法..........................................3
1.4 本文架構..........................................4
第二章 文獻回顧.......................................5
2.1 蝕刻原理..........................................5
2.2 蝕刻機............................................7
2.3 系統化設計程序....................................9
2.4 使用電腦輔助分析軟體..............................10
第三章 蝕刻腔體之設計方法.............................12
3.1 釐清設計目標......................................12
3.2 建立功能構造......................................14
3.3 設定需求..........................................16
3.4 決定特性..........................................19
3.5 構想產生..........................................23
3.6 構想評估..........................................28
3.7 四個構想之蝕刻腔體尺寸規格與3D工程圖..............34
第四章 驗證的方法與分析...............................39
4.1 I-DEAS內建有限元素模組計算公式....................39
4.2 有限元素模型建立與分析過程........................40
4.3 邊界與初始條件....................................41
4.4 元素型式說明......................................41
4.5 材料性質..........................................42
4.6 工時計算..........................................43
第五章 驗證的結果與討論...............................46
5.1 原蝕刻腔體的分析..................................46
5.2 蝕刻腔體改良設計後的分析..........................48
5.2.1 腔體底部加厚的結果..............................49
5.2.2 改變腔體內圓直徑的結果..........................58
5.2.3 增加支承座數目的結果............................66
5.2.4 增加支承座長度的結果............................72
5.3 四個構想之蝕刻腔體驗證結果........................80
第六章 結論...........................................85
參考文獻..............................................86


1. 魏依玲,「我國半導體設備產業發展環境與競爭力」,機械產業速報,第82期,第2-5頁,(2000)。2. 邱顯光、洪啟超、林鴻志,「半導體電漿蝕刻設備介紹」,電子月刊,第99-106頁,(1998年九月號)。3. 許覺良,「半導體前段製程設備發展技術之探討」,金屬工業,第40-46頁,(1997年11月號)。4. Terry L. Perkinson , Peter K. McLarty , Ronald S. Gyursilk , Member , “ Single-Wafer Cluster To ol Performance:An Analysis of Throughput ”, IEEE TRANSACTIONS ON SEMICONDUCTOR MANUFACTURING VOL. 7 , NO. 3 , AUGUST 19945. 莊達人,「VLSI 製造技術」,四版,高立圖書有限公司,中華民國89年6月20日。6. 王喬,多腔室製程設備之建模及自動化排程,國立交通大學機械工程研究所碩士論文,中華民國89年6月。7. 陳建州,非等向性蝕刻製程於矽基板之應用:翻鑄模仁與矽基版V型凹槽,國立中山大學機械工程研究所碩士論文,中華民國90年7月。8. 曾中慶,高爾夫球桿頭打擊面之結構設計,國立中山大學機械工程研究所碩士論文,中華民國87年6月。9. Cross, N., “Engineering Design Methods:Strategies for Product Design,” Second Edition, Chichester, New York, John Wiley & Sons, 1994.10. 許正和,「工程設計之系統化程序」,機械工業雜誌,第151期,第128-134頁,(1995)。11. 廖倉祥,「I-DEAS實作秘笈」,初版,全華科技圖書股份有限公司,中華民國88年6月。12. 朱元南,「I-DEAS實體模型設計基本操作與技巧」,初版,全華科技圖書股份有限公司,中華民國88年8月。13. Mark H. Lawry, “I-DEAS Master Series:Student Guide,” Structural Dynamics Research Corporation,2000.14. Ullman, D.G., “The Mechanical Design Process,” Megraw-Hill, Inc., New York, 1992.15. Singiresu S. Rao, “The Finite Element Method In Engineering,” Third Editiond,1998.16. 高道鋼,「銑床加工技術」,初版,全華科技圖書股份有限公司,民國88年3月。

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