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研究生： 黃勝煌
Sheng-huang, Huang
論文名稱： 以分子動力學模擬奈米蝕刻之研究
Investigation of Nanoscale Etching Process Using Molecular Dynamics Simulation
指導教授： 黃吉川
Hwang, Chi-Chuang
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 工學院 - 工程科學系
Department of Engineering Science
論文出版年： 2003
畢業學年度： 91
語文別： 中文
論文頁數： 123
中文關鍵詞： 半導體製程 、奈米蝕刻 、分子動力學
外文關鍵詞： molecular dynamics simulation, semiconductor, nanoscale etching
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    • 積體電路的出現改善以往體積龐大的電器設備，在半導體技術的蓬勃發展之際，也為人類帶來了相當大的便利，而半導體元件越做越微小絕對是目前不可否認的趨勢，而就目前的半導體技術而言，蝕刻製程絕對是一個缺少不了的課題，對於製程精度具有極大的影響力，尤其面對下一世代的奈米製程，精度對於製程來說尤為重要，本文以分子動力學研究奈米級蝕刻製程的過程，由模擬中找出最佳的蝕刻製程參數，以作為日後研究奈米級蝕刻的重要參考。
    本文以分子動力學的方法，觀察蝕刻原子暫態行為，所探討的參數為蝕刻分子的入射動能，以蝕刻出來的形貌結構及蝕刻速率來判別蝕刻品質的良窳。入射的氟烷分子動能較小時，使得入射的氟烷分子只與矽基板表面產生化學反應而下一個入射的氟烷分子，由於撞擊的能量太小，並沒有足夠的動能將先前以反應的分子撞擊掉；入射動能較大時，使得入射的氟烷分子由於撞擊的能量太大，而使得氟烷分子直接深入矽基板內部，而不是由基板表面慢慢的往下蝕刻，造成蝕刻區之外的部分受到破壞。因此過度的提高入射動能，並不一定能夠使蝕刻的品質更好，本文中將找出一個較佳的蝕刻動能。

    The integrated circuit improve the huge electric equipment. The development of IC bring us the convenience life. Undoubtedly more and more tiny semiconductor device is the current trend. The etching process play an important role in semiconductor technology and the etching precision also influences in the next generation of nano-technolgy.
    This study focuses on molecular dynamics simulation about etching process. We observe the steady state of atom behavior and investigate the influence of etching molecular incident energy. We discuss quality profile after etching process. The molecule of flourcarbon which has smaller incident energy has not enough energy to dash against from silicon surface. The molecule of flourcarbon has larger incident energy to damage in the other region where we want not to etching. On our result of this study, there is no good quality in etching process which has smaller and larger incident energy both. We will find out the optimum incident energy in this study about etching process.

    第零章論文架構… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ..… 1 第一章緒論… … … … .… … … … … … … … … … … … … … … … … … .… 3 1-0 第一章架構… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … .3 1-1 半導體製程介紹… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … .4 1-1-1 薄膜沉積… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … .5 1-1-2 微影… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … .7 1-1-3 蝕刻… … … … … … … … … … … … … … .… … … … … … … … … 9 1-1-4 滲雜… … … … … … … … … … … … … … ...… … … … … … … … 13 1-2 半導體製程未來發展趨勢… … … … … … … … … … … … ..… … … .14 1-2-1 光蝕刻技術介紹… … … … … … … … … … … … .… … … … ..17 1-2-2 奈米壓印微影技術介紹… … … … … … … … … … … … … ...21 1-3 研究動機與目的… … … … … … … ...… … … … … … … ...… … … … .23 1-4 蝕刻製程與模擬文獻回顧… … … … ...… … … … … … … … … ...… .25 第二章分子動力學基礎理論… … ....… … … … … … … … … … … … ....26 2-0 第二章架構… … ...................… … … … … … … … … .… … .… … … ..26 2-1 分子動力學基本理論… … ...… … … … … … … … … .… … .… … … ..27 2-2 勢能函數選取… … … … ...… … … … … … … … … … … … … … … … 29 2-2-1 二體勢能… .… ...… … … … … … … … … … ...… … … … .… … ...32 2-2-2 三體勢能… … … … … … … … … … … … ...… … … … … .… … ...34 2-2-2 多體勢能… … … … … … … … … … … … ...… … … … … .… … ...43 2-3 邊界條件設定… … … … … … ...… … … … … … … … … … … … … … 44 2-3-1 幾何邊界… … … … … … … … … … … … … … … … .… … … … … 44 2-3-2 熱邊界… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … .45 2-4 物理參數與無因次化… … … … … … … … … … … … … … … … … … 50 2-5 原子位置速度的預測...… … … … … … … … … … … … … … … … … 52 2-5-1 Gear 五階預測修正法… … … … … … … … … … … … … … ...… .52 2-5-2 Leap-Frog 法… … … … … … … … … … … … … … … … … … … ...55 2-6 資料結構處理… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 56 2-6-1 截斷半徑法… … … … … … … … … … … … … … … … … … ...… 50 2-6-2 Verlet表列法… … … … .… ..… … … … … … … … … … … … … … 59 2-6-3 Cell link 表列法… … … … … … … … … … … … … … … ..… … … 61 2-6-4 Verlet 表列結合Cell link 表列法… … … … … … … … … … … … 63 第三章以分子動力學模擬奈米蝕刻之研究… … … … … … … … … … 64 3-0 第三章架構...… … … … … … … .… … … … … … … … … … … … … ...64 3-1 奈米蝕刻物理模型之建立...… … … … … … … .… … … … … … … ...65 3-2 奈米蝕刻模擬流程圖… … … … … … … … … ...… … … … … … … … 76 3-3 單顆氟烷分子蝕刻性能研究… … … … … … … … … … … ...… … … 78 3-4 蝕刻形貌與… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ...… 85 3-5 多種蝕刻樣本形貌分析… … … … … … … … … … … … ...… … … … 94 3-5-1 線形式蝕刻樣本分析… … … … … … … … … … … … … ...… … 94 3-5-2 圓柱形式蝕刻樣本分析… … … … … … … … … … … … … … .107 3-5-3 四方洞形式蝕刻樣本分析… … … … … … … .… … … … … … 114 第四章結論與建議… … … … … … … … … … … … … … … ..… … … … 117 4-1 結論… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ..… … … 117 4-2 建議與未來展望… … … … … … … … … … … … … … … … … … ......118 參考文獻… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ....… 119

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    下載圖示 校內：2006-08-06公開
    校外：2008-08-06公開
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