台灣高科技產業蓬勃發展，儼然成為我國經濟發展與競爭力提昇之重 要產業，國內高科技廠商為維持本身競爭優勢，莫不投入大量的資金與一 流的人材，從事技術創新與提高生產規模，其中半導體產業更是台灣高科 技產業中產值最高、提供最多就業人口之重要產業。但目前面臨政府開放 半導體產業赴大陸投資建廠，將面臨大陸半導體產業的競爭以及國內半導 體人才外移至大陸的情況，而對台灣半導體產業產生相當大的影響。台灣 半導體產業在大陸的強大威脅下，如何繼續保有自身的競爭優勢，研究創 新的技術與改善半導體產品的良率想必是一個重大的課題。
半導體產業技術指標在於製程線寬大小，使用越小的製程線寬，代表 在一片晶圓上能生產更多電晶體，除了能有效降低單位成本外，也可使半 導體產品體積縮小。在半導體製程線寬愈來愈小的需求下，對於線寬規格 的要求也更加嚴苛，半導體製程中最小線寬一般稱之為臨界尺寸(Critical
Dimension, CD)，通常作為製程技術之衡量指標，當 CD 越做越小，可容許 的變異也越小。在半導體製程中，由黃光微影製程定義圖形，再經由蝕刻 製程將圖形轉移至基材上。對於 CD 監控，通常是在黃光微影以及蝕刻製程 中，以掃瞄式電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope, SEM)量測 CD 值。
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2005 2006 2007 2008 2009 2010
年份
CD(nm)
圖 1-1 DRAM 最小線寬發展趨
一般 CD 量測分為顯影後臨界尺寸檢查(After Development Inspection Critical Dimension, ADI CD)與蝕刻後臨界尺寸檢查(After Etch Inspection Critical Dimension, AEI CD)。
ADI CD 為黃光微影製程後之檢查，主要特色有二：
1.1 研究動機與目的
半導體產業量產上，不同公司依其產品特性，採用的 CD 量測方法也不 盡相同，但在成本與產能考量下，都遵循抽樣原則，以抽檢方式量測 CD 值。當製程技術越先進，CD 抽樣量測之代表性越顯重要。當抽樣結果與全 體趨勢不一時，若再以目前半導體廠常用之先進製程控制系統(Advanced Process Control, APC)回饋，將使產品真實之製程能力指數偏低，在未量測 到的位置上，甚至可能有 CD 值超過規格情況，因而影響產品良率。故如何 抽樣量測 CD 以有效顯示出全體真實的 CD 值，將是微影製程中極重要的課 題。
本研究主旨為建立最佳 CD 量測方法之評量模式，針對不同 CD 量測 方法做一客觀且數量化評估，依不同 CD 量測需求，評定符合需求之最佳
CD 量測方法。本研究設計之評量模式是以實驗方式實際進行最佳 CD 量測 方法之評量，由實驗列舉之 CD 量測方法中，評估CD 超出規格的偵測能 力及抽檢位置與全體的 CD 趨勢一致性並考量對 SEM 產能的影響，選擇出 最佳CD量測方法，再驗證所選擇的CD 量測方法確實為實驗列舉的量測 方法中最佳之選擇，以確立本研究所建立之評量模式的正確性。
1.2 論文架構
本論文架構共分成五章：
第一章、 緒論：包含研究動機、研究目的、論文架構及問題概述。
第二章、文獻回顧：包含半導體製程介紹、黃光微影製程原理介紹、臨界