本文所研究之蝕刻腔體是蝕刻機內最重要的構件，負責晶圓蝕刻製程的工作。本研究之主要目的在於解決目前原蝕刻腔體因內外壓力差而導致抽真空出口處變形量過大的問題，並提出一套蝕刻腔體之系統化設計程序。藉由工程設計方法先釐清設計目標、繪製功能構造圖、設定需求將所有的問題分解成次要的問題；之後經由決定特性、構想產生的步驟把相對應的次要解法找出；最後再經由構想評估與細部改善將所有的解法組合起來，經過適當的程序找出較佳系統解，並改善缺點與解決所有的問題。接著，以I-DEAS這套參數式電腦輔助繪圖軟體進行繪圖與有限元素分析的工作，作為驗證的工具；最後再把分析後的驗證結果與數據作討論，以佐證改良設計後的蝕刻腔體，其性能優於原蝕刻腔體。

The Etching Chamber is the most important component of Etcher. It provides an environment to etch wafer and transfer wafer to another chamber by robotic arm. The purpose of this research is to solve some problem such as the huge deformation around the edge of a hole which connected with a vacuum pump. And make use of the Engineering Design Method to redesign the original Etching Chamber. In the first place, the objectives of Etching Chamber are clarified, then establish function analysis figure and set requirement to separate all problem into all sub-problem . Second, by means of determining characteristics as well as generating alternatives, we can find all sub-solutions. Finally, we combine all solutions together by evaluating alternatives and improving details. Then we can find better solutions through appropriate process as well as solve all problem. Later, we use the computer aid design tool
I-DEAS to draw and analyse Etching Chamber. In the end, we display the results and discuss after analysing chamber. What is more, we prove the performance and manufacturing cost of redesign Etching Chamber is better than original Etching Chamber.

第一章 緒論........................................... 1
1.1 前言...............................................1
1.2 研究目的.......................................... 2
1.3 研究方法.......................................... 3
1.4 本文架構.......................................... 4
第二章 文獻回顧....................................... 5
2.1 蝕刻原理.......................................... 5
2.2 蝕刻機............................................ 7
2.3 系統化設計程序.................................... 9
2.4 使用電腦輔助分析軟體.............................. 10
第三章 蝕刻腔體之設計方法............................. 12
3.1 釐清設計目標...................................... 12
3.2 建立功能構造...................................... 14
3.3 設定需求.......................................... 16
3.4 決定特性.......................................... 19
3.5 構想產生.......................................... 23
3.6 構想評估.......................................... 28
3.7 四個構想之蝕刻腔體尺寸規格與3D工程圖.............. 34
第四章 驗證的方法與分析............................... 39
4.1 I-DEAS內建有限元素模組計算公式.................... 39
4.2 有限元素模型建立與分析過程........................ 40
4.3 邊界與初始條件.................................... 41
4.4 元素型式說明...................................... 41
4.5 材料性質.......................................... 42
4.6 工時計算.......................................... 43
第五章 驗證的結果與討論............................... 46
5.1 原蝕刻腔體的分析.................................. 46
5.2 蝕刻腔體改良設計後的分析.......................... 48
5.2.1 腔體底部加厚的結果.............................. 49
5.2.2 改變腔體內圓直徑的結果.......................... 58
5.2.3 增加支承座數目的結果............................ 66
5.2.4 增加支承座長度的結果............................ 72
5.3 四個構想之蝕刻腔體驗證結果........................ 80
第六章 結論........................................... 85
參考文獻.............................................. 86

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