實驗設備

3.2.1 清洗工具 TEL PR-300Z

本次主要實驗化學品使用 PR 300Z〔29〕作為清洗工具，此工具 主要是業界用於蝕刻後的光阻及聚合物去除清洗，由圖 3.1 的 A 部分可 以看到晶圓會藉由晶圓載入區送入晶圓，然後由傳送系統將晶圓傳送入 清洗腔體，圖 B 部分為清洗腔放大圖，清洗腔運轉方式在晶圓傳送進去 後會開始旋轉然後注入化學品，此腔體會根據程式設定時間、轉速來運 轉，當化學品運轉時間完畢會將槍體內化學品洩出再注入異丙醇清洗，

當清洗時間結束一樣洩出再注入去離子水清洗然後洩出再通入異丙醇 蒸氣以及氮氣乾燥晶圓及腔體。

晶圓載入 晶圓清洗腔

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晶圓清洗腔

傳送系統

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圖 3.1 金屬連線清洗工具 TEL PR-300Z 反應室透視圖。

3.2.2 單晶圓清洗工具 SEZ SP4300

在其他實驗化學品使用了 SEZ SP4300 作為清洗工具，此工具一樣 是業界用於清洗蝕刻後晶圓聚合物的工具之一，其原理主要如圖 3.2 所 示，首先晶圓放置於晶圓傳送區如圖 A 再來機械手臂如圖 B 左邊會將 晶圓傳送至化學清洗區如圖 B 右邊，然後晶圓將在清洗腔內往下移動至 化學品噴出層如圖 C 所示，此時會根據程式設計的轉速及時間進行清 洗，清洗完畢後清洗腔會將晶圓升至去離子水清洗以及氮氣乾燥層進行 晶圓清洗及乾燥，結束後機械手臂會再將晶圓傳送回原傳送區的位置再 將一片欲進行清洗的晶圓傳送進清洗腔中，以此反覆動作將傳送區內的 晶圓單一片的傳送進清洗腔清洗然後再傳送會原位置。

而清洗腔主要是利用噴嘴將化學品噴灑於晶圓表面，而晶圓在升 降載具上會利用旋轉將化學品旋開至清洗腔化學品回收層。

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圖 3.2 SEZ Single Process 4300。

3.2.3 橫切面量測工具 SEM : Hitachi 5000

掃描電子顯微鏡（scanning electron microscope），簡稱掃描電鏡

（SEM）。是一種利用電子束掃描樣品表面從而獲得樣品信息的電子顯 微鏡。它能產生樣品表面的高解析度圖像，且圖像呈三維，掃描電子顯 微鏡能被用來鑒定樣品的表面結構。掃描電子顯微鏡由三大部分組成：

真空系統，電子束系統以及成像系統。真空系統：主要包括真空泵和真 空柱兩部分。真空柱是一個密封的柱形容器。成象系統和電子束系統均 內置在真空柱中。真空柱底端即為右圖所示的密封室，用於放置樣品。

之所以要用真空，主要基於以下兩點原因：一、電子束系統中的燈絲在 普通大氣中會迅速氧化而失效，所以除了在使用 SEM 時需要用真空以 外，平時還需要以純氮氣或惰性氣體充滿整個真空柱。二、為了增大電 子的平均自由程，從而使得用於成象的電子更多。電子束系統：由電子 槍和電磁透鏡兩部分組成，主要用於產生一束能量分布極窄的、電子能 量確定的電子束用以掃描成象。成像系統：電子經過一系列電磁透鏡成

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束後，打到樣品上與樣品相互作用，會產生次級電子、背散無線電子、

歐革電子以及 X 射線等一系列信號。所以需要不同的探測器譬如次級 電子探測器、X 射線能譜分析儀等來區分這些信號以獲得所需要的信 息。雖然 X 射線信號不能用於成象，但習慣上，仍然將 X 射線分析系 統劃分到成象系統中〔31，43-45〕。

3.2.4 電性量測工具 Agilent 4073 &Cascade’s S300

Agilent 4073 和 Cascade’s S300 是此實驗驗證電性結果的儀器，其 主要用於 I-V 量測係利用元件在不同條件下對節點施加電位所得的電流 -電壓關係曲線，用來評估元件的電性是否在我們所要求的規範內，而 所需評估的電性包括崩潰電壓、臨限電壓和導通電阻值等等〔32-40〕。

其電性量測方法：一、絕對接觸電阻 KRc (Pair matching)：測試方法是 以單一元件晶格的通入電流量測其電流及電阻值與另一組單一元件晶 格結果做比對。二、接觸電阻 Rc (Long-distance Matching)：測試方式是 以整片晶圓取兩個或更多相距一百微米的區域通入電流量測其產生的 電流及電阻值的平均值。