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研究生:賴明志
研究生(外文):Ming-chih Lai
論文名稱:直流磁控濺鍍機之效能分析與改善
論文名稱(外文):Performance Analysis and Improvement of a DC Magnetron Sputtering System
指導教授:劉承宗劉承宗引用關係
指導教授(外文):Cheng-Tsung Liu
學位類別:碩士
校院名稱:國立中山大學
系所名稱:電機工程學系研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:87
中文關鍵詞:靶材薄膜沉積磁控濺鍍系統電磁場
外文關鍵詞:targetelectromagnetic fieldmagnetron sputtering systemthin film depositions
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在微電子工業的相關應用中,直流磁控濺鍍系統是有關於薄膜沉積製程中的關鍵性設備。而影響濺鍍機系統操作性能方面諸如操作時間以及靶材使用率等的主要因素,乃是由於其內部電子與電磁場之間的交互作用。因此本研究希望針對目前已廣為使用的濺鍍機架構,透過有限元素分析軟體計算出電磁場分佈,並結合三維運動方程式來估測出電子移動的軌跡與範圍,進而針對影響電子位置與速度的操控方面,提出控制靶材上方的磁場來做有效的改善方式。藉由本研究所歸納整理出的改善方式,並配合觀察電子在濺鍍機內受到磁場影響所產生的移動軌跡,在初步地探討後即可獲得超過30%的濺鍍效率提升。另一方面透過外加磁場與主磁場方向的異同,即可延展靶材蝕刻的範圍,降低靶材的消耗量進而達到效能改善的目標。
The DC magnetron sputtering system (MSS) is used in microelectronic industries, and is a key device in the thin film depositions manufacturing process. The major influence factors of the DC magnetron sputtering system operational performance such as operational time and target utilization, which are due to unsatisfactory interactions between electrons and electromagnetic field inside the sputter. This study hopes to improve an established DC MSS, by employing commercial finite element analysis software that will be calculated the flux density, and using three-dimensional equation of motion to estimate the behavior of electrons inside the sputter; furthermore, in the light of the influence electrons position and speed, proposed refinements that the magnetic field above the target is controlled to make the performance improvement. Results from a study showed that the operational trajectory of the electrons at different magnetic flux density levels on top of the target after an operational period, the proposed refinements can increase the sputtering efficiency by as much as 30%. Other than that, through the similarities and dissimilarities between the additional magnetic fields and the main magnetic flux direction, the target erosion profiles with the refinements are more evenly spread out; reduction in the target material consumptions can also be expected.
目錄

頁次
中文摘要 I
英文摘要 II
目錄 III
圖目錄 V
表目錄 VII

第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究背景與動機 3
1.3 研究重點 6

第二章 直流磁控濺鍍機 11
2.1 濺鍍原理簡介 11
2.2 離子能量來源之探討 12
2.3 濺鍍時所產生的電漿環境 15
2.4 直流磁控濺鍍法 18

第三章 直流磁控濺鍍機系統模型之介紹與推導 21
3.1 直流磁控濺鍍機種類 21
3.2 磁控濺鍍相關技術簡述 24
3.3 有限元素分析法簡介 28
3.4 磁控濺鍍機系統架構與電磁場分析 33
3.5 系統作用力模型建構 39
第四章 濺鍍效率之分析與改善 42
4.1 磁控濺鍍機之效率分析 42
4.2 磁控濺鍍機之性能改善 47
4.3 不同系統架構之可適用性探討 50

第五章 磁控濺鍍機性能提升之改善分析 53
5.1 田口法簡介 55
5.2 實驗步驟設計 57
5.3 實驗結果與分析 61
5.3.1 最佳架構之選取 61
5.3.2 最佳架構下之性能分析 65
5.3.3 線圈對最佳架構之影響 68

第五章 討論與結論 70

參考文獻 72

作者自述 75
參考文獻
[1]科技產業資訊室/2008年平面顯示產業發展回顧,http://cdnet.stpi.org.tw/techroom/policy/2009/policy_09_035.htm,2009/02/25。
[2]李正中,薄膜光學與鍍膜技術,藝軒圖書出版社,台北,台灣,2006。
[3]教育部高工進修網站/機械製造科/精密製造學/第八章薄膜沉積, http://elearning.stut.edu.tw/m_facture/ch8.htm,2009/06/15。
[4]X. B. Zhang, J. Q. Xiao, Z. L. Pei, J. Gong, and C. Sun, “Influence of the external solenoid coil arrangement and excitation mode on plasma characteristics and target utilization in a dc-planar magnetron sputtering System,” Journal of Vacuum Science and Technology, vol. 25, pp. 209-214, Mar. 2007.
[5]D.Y. Wang and K.W. Weng, “Deposition of CrN coatings by current-modulating cathodic arc evaporation,” Surface and Coatings Technology, vol. 137, pp. 31-37, Mar. 2001.
[6]莊達人,VLSI 製造技術,高立圖書有限公司,台北,台灣,2001。
[7]有機半導體的發展與應用/半導體簡介/IC製程技術,http://web.cc.ncu. edu.tw/~u1304044/new_page_13.htm,2009/05/25。
[8]Tectra/ Products/ Sputter-Coater, http://www.tectra.de/spuco.htm,2009/ 05/25.
[9]國立台北科技大學奈米光電磁材料技術研發中心/網站導覽/中心簡介/儀器設備/射頻磁濺鍍機使用及管理辦法,http://www.ntut.edu.tw/ ~wwwemo/instrument_manual/sputter.htm,2009/05/25。
[10]T. E. Sheridan, M. J. Goeckner, and J. Goree, “Model of energetic electron transport in magnetron discharges,” Journal of Vacuum Science and Technology, vol. 8, pp. 30-37, Jan. 1989.
[11]C. M. Perlow and J. R. Brauer, “Computer-aided design of a magnetron sputtering cathode,” IEEE Transactions on Magnetics, vol. 22, no. 5, pp. 831-833, Sept. 1986.
[12D. S. Richerby and A. Matthews, Advanced Surface Coatings: A Handbook of Surface Engineering, Chapman and Hall, New York, U.S.A., 1991.
[13]J. L. Vossen and W. Kern, Thin Film Processes II, Academic Press, Inc., Boston, U.S.A., 1991.
[14]B. Chapman, Glow Discharge Process, John Wiely and Sons, New York, U.S.A., 1982.
[15]W. B. Robert, M. H. Peter, and T. H. Murrary, Thin Film Technology, Van Nostrand Reinhold, New York, U.S.A., 1980.
[16]R. F. Bunshah, Deposition Technologies for Film and Coating, Noyes Publications, Arizona, U.S.A., 1982.
[17]晨怡熱管/資料積累/輔助知識/真空鍍膜技術及設備兩百年發展歷史http://china-heatpipe.net/heatpipe04/05/2007-6-26/76267450656.htm,2007/ 06/26。
[18]張繼成、吳衛東、許華與唐曉紅,“磁控濺射技術新發展及應用”,材料導報,第18卷,第4期,pp. 56-59,2004。
[19]陳俊豪譯,有限元素法導論,科技圖書股份有限公司,台北,台灣,1997。
[20]王至勤譯,有限元素法,曉園出版社,台北,台灣,1985。
[21]The Magsoft Corporation, Flux3D User’s Guide, version 9.3, Ballston Spa, New York, U.S.A., 2007.
[22]D. E. Goldberg, Genetic Algorithms in Search, Optimization, and Machine Learning, Addison-Wesley Professional, Boston, U.S.A., 1989.
[23]D. H. Stamatis, TQM Engineering Handbook, CRC Press, New York, U.S.A., 1997.
[24]P. J. Ross, Taguchi Techniques for Quality Engineering: Loss Function, Orthogonal Experiments, Parameter and Tolerance Design, McGraw-Hill, New York, U.S.A., 1996.
[25]鄭博文、葉育典與許家豐,“應用田口實驗設計法於基因演算法參數設定-以流程式排程為例”,科技與管理學術研討會論文集,pp.603-610,台北,11月,2004。
[26]M. S. Phadke, Quality Engineering Using Robust Design, Prentice-Hall, New York, U.S.A., 1989.
[27]蘇朝墩,品質工程,中華民國品質學會,台北,台灣,2002。
[28]J. G. Stephen, The Mismeasure of Man, W.W. Norton and Company, London, Britain, 1981.
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