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研究生： 陳瑞億
Chen, Rui-Yi
論文名稱： 奈米製程S/D缺陷改善之研究
The studies of improving S/D residue
指導教授： 張守進
Chang, Shoou-Jinn
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 電機資訊學院 - 電機工程學系碩士在職專班
Department of Electrical Engineering (on the job class)
論文出版年： 2013
畢業學年度： 101
語文別： 中文
論文頁數： 36
中文關鍵詞： 缺陷
外文關鍵詞： defect
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    • 隨著半導體科技快速發展，半導體元件大小需持續下降，進而使積體電路操作速度與效能持續提升。但是半導體元件持續縮小的同時，蝕刻製程時產生的缺陷問題就會成為影響積體電路操作速度與效能的隱形殺手。
    在S/D製程裡，經過好幾道離子植入之後，光阻變得不容易去除而容易產生缺陷問題發生，雖然可以經過多次的蝕刻來完整去除光阻，但是多次蝕刻會造成時間上成本考量及良率問題，嚴重影響後段製程以及產品的穩定度。
    此篇論文探討有關半導體製程中，在S/D製程光阻去除時缺陷的產生及研究改善缺陷的方法。

    To further improve the chip speed or the performance of the integrated circuit(IC), continuous shrinkage of the IC feature size is inevitable. However, in order to have a great yield on products, the nanometer size defects etched no longer can be ignored.
    In Source/Drain (S/D) process, After several road ion implantation, the resist becomes not easy to remove and easy to produce defect problems occur, although may be subjected several times to complete removal of the Photo-Resist (PR) by etching, but the number of etching will cause cost considerations and the yield on the time, seriously affecting the BEOL and product stability.
    The present thesis investigates how the defects are created and develops a method defect creation in the S/D process PR strip.

    目 錄 中文摘要…………………………………………………………………I 英文摘要………………………………………………………………..II 誌謝………………………………………………………...…………..III 目錄…………………………………………………………………….IV 表目錄…………………………………………………………………..VI 圖目錄………………………………………………………………….VII 第一章 緒論…………………………………………………………….1 第二章 半導體蝕刻製程簡介與應用 ………………………………...5 2-1半導體製程簡介 ……………………………………………...5 2-2蝕刻製程介紹 ……………………...…………………………8 2-3灰化製程的應用 …………………………………………….10 2-4灰化化學反應與結構 ……………………………………….11 第三章Defect產生與分析………………………………………..14 3-1 Defect的產生機制 …………………………………………..14 3-2 Defect的種類 ……………………………………………….15 3-3 S/D製程產生Defect的原因 ……………………………….23 第四章S/D Defect改善方法 ………………………………………..24 4-1 S/D Defect發生機制與影響 ………………………………..24 4-2 S/D Defect改善方法 ………………………………………..25 4-3 ISBP介紹與應用 ……………………………………………27 第五章S/D實驗結果與驗證 ………………………………………..28 5-1 ISBP製程實驗驗證 ………………………………………..28 5-2對ISBP製程實驗增加FG ratio實驗…………………………32 第六章 結論 …………………………………………………………35 參考文獻 ……………………………………………………………..36 表 目 錄 表2-1 濕式蝕刻與乾式蝕刻比較 ……………………………………8 表5-1 STRIP新程式使用參數設定直交表 …………………………30 表5-2 新程式未增加FG ratio步驟 …………………………………32 表5-3新程式增加FG ratio步驟 ……………………………………32 圖 目 錄 圖1-1蝕刻製程常見的Defect …………………………………………..1 圖1-2 Defect在產品電路所造成的短路 ……………………………..2 圖1-3為S/D實驗光阻去除失敗所造成的Defect分佈 ……………..3 圖1-4為S/D實驗光阻完整去除沒有造成Defect ……………………..4 圖2-1為先進製程IC晶圓廠製造流程圖 ……………………………5 圖2-2為基本半導體製程圖流程圖 …………………………………10 圖2-3為光阻是由有機高分子所組成 ………………………………12 圖2-4為光阻去除反應的示意圖 ……………………………………13 圖3.2.1 PR Residue Defect …………………..………………………..15 圖3.2.2 Ball Defect ……………………………………………………16 圖3.2.3 Fall on Particle Defect ………………………………..………..17 圖3.2.4 Peeling Defect ….……………………………………………18 圖3.2.5 Substrate Defect……………………………..…………………19 圖3.2.6 Embedded Defect …………………..………………………….20 圖3.2.7 Bubble Defect…………………….………….……………….21 圖3.2.8 Bridge Defect…………………………………………………22 圖3.3 PR Residue Defect …………………………………………….23 圖4-1 PR去除不完全導致Defect……………………….……………..24 圖4-2經過2次製程時間光阻去除…………………………………….25 圖4-3 常見的PR移除示意圖 …………………….…………………..27 圖4-4 經過ISBP步驟PR移除示意圖 ……………………………….27 圖5-1 S/D實驗原程式與新程式Defect分佈 ………………………28 圖5-2 新程式未增加FG ratio步驟Defect殘留 ……………………33 圖5-3 新程式增加FG ratio步驟使Defect完全消除 ……………….33 圖5-4為沒有使用ISBP步驟和有使用ISBP步驟差異 ……………34 圖5-5為使用ISBP步驟並加入FG步驟，使Defect完全消除 ……..34

    [1] Hong Xiao著,羅正忠、張鼎張譯，”半導體製程技術導論”，歐亞書局，2002。
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