臺灣博碩士論文加值系統

在電子束微影技術中，以施加電壓為20 keV而言，電子的物質波波長約10-11 m。遠比現行光學微影中的193 nm或157 nm的準分子雷射波長還小，因此具有非常好的解析能力，一般而言，其解析度可達到數奈米左右(若不考慮電子曝光深度)。因此，電子束微影技術被廣泛的應用在包括光罩製作、電子束晶圓直寫技術、奈米結構與奈米元件的製作等。
本論文為與製程相關之實驗，我們試圖製造圓柱直徑小於150 nm、高度達2 mm以上、晶格常數為300 nm的「高深寬比二維矽圓柱陣列結構」。基於電子束微影相較於光學微影具有高解析度的優點，我們希望利用電子束微影搭配相關的反應性離子蝕刻製程技術，以期能在矽基板上製作出符合預定尺寸的矽圓柱陣列結構。
欲達成此一目標，必須先成本s作出蝕刻遮罩，再找出合適的蝕刻參數。因此我們同時嘗試正、負光阻兩種不同的製程方式，希望至少從中擇一做出結構無缺陷且足以抵擋蝕刻的遮罩。另一方面，反應性離子蝕刻的進行會由於蝕刻參數的不同，而得到不同的結構形狀和蝕刻深度。在實驗中，我們試著改變各種RIE參數，包括蝕刻時間、射頻必v、氣體壓力和氣體比例，分別將蝕刻結果用掃描式電子顯微鏡拍攝下來，以比較出各參數對蝕刻結果的影響，進而藉由調控各項參數以得到蝕刻結果的最佳化參數。

In electron beam lithography, the matter wave length of electron, which be added 20 keV voltage, is pproximately 10-11m. The wave length is smaller than 193 nm or 157 nm that the Optical lithography excimer laser wave length has. In general, the electron beam lithography has the very good ability of high resolution, and the resolution can reach several nm degree(ignoring exposure depth).The electron beam lithography can be used in photo masks fabrication, direct e-bean writing, and nanometer structures fabrication.
In our article, we try to fabricate high aspect ratio 2-D cylinder array structure. The desire of diameter is smaller than 150 nm, height is higher than 2 mm, and the lattice const is 300 nm. We want to use e-bean lithography and reactive ion etching (RIE) to fabricate the desired size.
We must make up the etching mask, then try the RIE parameter. We try the positive and negative photo resist at the same time in order to choosing the best method.
The changes of RIE parameters will make the change in the etching structures and height. We try to change the etching time, power, pressure and ratio of the gas, and compare the RIE result. In this way, we want to get the best RIE parameters for helping us to fabricate the desired structures.

中文摘要..................................................I
英文摘要.................................................II
目錄....................................................III
第一章 序論
1.1 深次微米製程的歷史進展..........................1
1.2 深次微米圓柱陣列的應用及相關製程................2
1.3 研究動機及目的..................................6
第二章 電子束微影
2.1 現今主流微影技術簡介............................8
2.2 掃描式電子顯微鏡................................9
第三章 實驗過程及方法
3.1 電子束曝光前的製備工作..........................14
3.2 使用負光阻作深次微米圓柱陣列的製程..............17
3.3 使用正光阻作深次微米圓柱陣列的製程..............22
第四章 圖形轉移
4.1 蝕刻簡介........................................27
4.2 反應性離子蝕刻術................................29
第五章 實驗結果與討論
5.1 使用正、負光阻製程的結果與優劣比較..............33
5.2 蝕刻時間的控制..................................36
5.3 不同射頻必v對蝕刻結果的影響....................37
5.4 蝕刻過程在不同氣體壓力下的比較..................37
5.5 SF6與CHF3在不同氣體比例下的蝕刻結果............38
5.6 最佳化參數的結果................................38
第六章 結論與製程的新發展
6.1 結論.............................................47
6.2 製程的新發展.....................................50
參考文獻.................................................52

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