張家歐臺灣大學：應用力學研究所許朝雄shiu, chau-shiungchau-shiungshiu2007-11-292018-06-292007-11-292018-06-292006http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/62456自前人研究蝕刻速率的文獻中發現利用外凸或是內凹角隅的底切行為來量測蝕刻速率並沒有正確求出底切面的米勒指標且缺乏嚴謹的理論基礎來計算蝕刻速率，因此單晶矽非等向性蝕刻之矽(110)晶格面蝕刻機制之研究上，到目前仍未有令人滿意的答案。 本文主要是以外凸角隅可量測出蝕刻速率較快的晶格面為主，文中討論濕式蝕刻速率理論，以二維蝕刻理論為中心，利用幾何方法來探討基本的蝕刻長度變化率與蝕刻速率的關係，並且提出一完整步驟來量測蝕刻速率之方法，只需量測實驗的幾何夾角與交線的角隅蝕刻距離，再加上簡單的向量運算並以立體投影圖和沃夫圖的輔助，即可標定出正確角隅底切面的米勒指標，甚至還可以計算出前人研究的文獻中無法判定之高米勒指標。 在量測蝕刻速率的實驗上，本文以(110)矽晶圓在相同的蝕刻時間下使用數種蝕刻溫度（70℃、80℃）以及KOH濃度（30%、40%）和有無摻入修飾劑（IPA）之下進行了一系列的實驗，並詳細的紀錄其中的蝕刻交線距離、角度，和實驗後量測計算得到的角隅底切面之米勒指標和蝕刻速率，以作為KOH蝕刻製程的資料庫。目錄 第一章 導論…………………………………………………………1 1-1文獻回顧…………………………………………………………1 1-2研究動機…………………………………………………………5 1-3論文方向…………………………………………………………6 1-4 論文架構 ………………………………………………………7 第二章 蝕刻速率理論 ……………………………………………13 2-1 基本概念 ………………………………………………………13 2-2 蝕刻長度變化率與蝕刻速率的關係 …………………………14 2-2-1 內凹角隅的長度變化率與蝕刻速率的關係 ………………15 2-2-2 外凸角隅的長度變化率 ……………………………………17 2-3研究方法 ………………………………………………………19 2-3-1 應用外凸角隅量測交線移動速率 ………………………19 2-3-2 使用立體投影圖與沃夫座標圖來決定側牆的米勒指標 …20 2-3-3 決定量測蝕刻速率之晶格面的米勒指標 ………………21 2-3-4 決定晶格面的蝕刻速率 ………………………………23 第三章 實驗… ……………………………………………………35 3-1 蝕刻製程規劃 …………………………………………………35 3-2 蝕刻製程流程與步驟 …………………………………………37 3-2-1 實驗流程 ……………………………………………………37 3-2-2 實驗步驟 ……………………………………………………38 第四章 實驗觀測與結果分析……………………………………41 4-1 KOH為蝕刻溶液蝕刻一小時之結果與分析……………………42 4-2 KOH+IPA為蝕刻溶液蝕刻一小時之結果與分析………………49 第五章 結論 ……………………………………………………111 參考文獻 ……………………………………………………………112 附錄 …………………………………………………………………115 附錄A 米勒指標與表示方法 ………………………………………115 附錄B Measurement tools…………………………………………117en-US(110)單晶矽外凸角隅蝕刻速率etch rateSi(110)undercut convex cornerthesis