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研究生:黃文忠
研究生(外文):Wen-Chung Huang
論文名稱:半導體化學氣相沉積直立式爐管 氮化矽微粒缺陷之探討
論文名稱(外文):The Study on Silicon Nitride Particles Defects Resulting from Chemical Vapor Deposition Using a Vertical Furnace
指導教授:葉旻彥葉旻彥引用關係
指導教授(外文):Min-Yen Yeh
口試委員:武東星楊奇達雷伯薰葉旻彥
口試委員(外文):Dong-Sing WuuChi-Da YangPo-Hsun LeiMin-Yen Yeh
口試日期:2014-07-17
學位類別:碩士
校院名稱:國立高雄海洋科技大學
系所名稱:微電子工程研究所
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:2014
畢業學年度:102
語文別:中文
論文頁數:84
中文關鍵詞:奈米微粒缺陷六何分析法魚骨圖
外文關鍵詞:NanoscaleParticle DefectsWhy-why analysisFish bone diagram
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隨著半導體(Semiconductor)元件的持續微縮,微粒缺陷 ( Particle ) 扮演著舉足輕重的角色。在維持良好半導體的情況下,持續針對元件進行微縮,並同時提升元件的效能,因此微粒缺陷技術開始引起應用和研究,生產過程中如何降低。本論文即是針對應用減少微粒缺陷技術,其相關特性進行研究、分析及探討。
首先,我們針對 90 奈米製程中造成微粒缺陷型態和特性種類,進行分門別類。分類找尋出生產過程中,會產生微粒缺陷因子,使用六何分析法探討,影響微粒缺陷問題方向定位,再利用魚骨圖,將問題定位區域作為研究方針,把化學氣相沉積直立式爐管氮化矽 (Silicon Nitride) 增加微粒缺 陷路徑相關會因素劃分清楚。然而,產生微粒缺陷必須分別考量,沉積前後所產生的微粒缺陷,這對探討研究有著很重要之依據,避免解決問題方向錯誤。
接著,我們藉由六何分析法去探討和魚骨圖區域劃分,在化學氣相沉積直立式爐管氮化矽生產的製程當中,添增一道應變技術,使得微粒缺陷發生時,可進行分析歸類,這對未來半導體元件的持續微縮技術提昇帶來諸多好處,讓元件在線寬縮小至 20 奈米時,漏電流以及低頻雜訊亦可獲得改善。
最後,我們發現利用微粒缺陷特性,可依微粒缺陷圖形分類,依類別進行解決,方可大大縮短解問題時間。未來,半導體元件持續微縮,相信各種製程微粒缺陷控制會更加嚴苛,唯有不斷探討研究,才可再將技術提升。

As the size of semiconductor devices continue to shrink, particle plays an important role in vital defects. Recently, high-performance and small-size electronic components are highly developed using nano- scale-semiconductor technology. At the nanoscale, particle defects become more challenging in the next generation semiconductor process.
In this work, we had analyzed possible transport paths of particle defects. At first, patterns and characteristics of particle defects were analyzed and classified into different types and categories using why-why issue analysis and fishbone diagram as the research policy to identified the problems. As we compared before and after the deposition, it was found that parts of particle defects was caused by the transport path when a vertical furnace was used for chemical vapor deposition of silicon nitride.
Next, we applied why-why analysis and fish bone diagram to explore key sources of particle defects resulting from the chemical vapor deposition of silicon nitride. We had made an observation of the occurrence of particle defects by giving higher pressure in the vertical furnace to help to analyze and classify problems. The analyzed methodology can save us much time for solving problems. In the future, as the size of semiconductor components continues to shrink particle defects will be a top topic in product yields.

摘要…………………………………………………………………… I
Abstract……………………………………………………………… III
誌謝…………………………………………………………………… IV
目錄…………………………………………………………………… V
表目錄…………………………………………………………… VII
圖目錄…………………………………………………………… VIII
第一章 緒論 ……………………………………………………1
1-1 研究背景與動機……………………………………… 6
1-2 研究目的……………………………………………… 13
1-3 內容摘要……………………………………………… 14
第二章 研究方法………………………………………………15
2-1 魚骨圖 ………………………………………………… 15
2-2 戴明循環手法 PDCA ………………………………… 18
2-3 六何分析法………………………………………………19
第三章 研究分析 ………………………………………………20
3-1 實驗製程機台簡介……………………………………… 20
3-2 保養材料簡介……………………………………… 23
3-3 附屬設備簡介 …………………………………………… 26
3-4 實驗機台程式簡介 ……………………………………… 27
3-5 測量儀器簡介…………………………………………… 38
第四章 實驗系統……………………………………………40
4-1 晶圓表面微粒缺陷影響指標 ………………………… 40
4-2 低壓化學氣相沉積微粒缺陷分析 ……………………41
4-3 晶圓表面微粒缺陷影響指標改善方法 ……………… 45
第五章 實驗結果與討論…………………………………56
5-1 局部圖形微粒缺陷之實驗 ……………………… 56
5-2 無特定狀圖形微粒缺陷之實驗 ………………………66
5-3 實驗分析歸納……………………………………………77
第六章 結論………………………………………………………79
第七章 未來發展………………………………………………81
參考資料 …………………………………………………… 82

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