配套素材
本筆記與 Canva 心智圖《晶圓代工製程設備》一同 ingest，心智圖補上各檢測量測設備的國際廠商對應（KLA / Applied Materials / Hitachi / Onto / Bruker / Nova / Thermo Fisher / Agilent / Rigaku / Semilab 等）。
留存圖：
原始內容
晶圓代工 - 設備介紹
- 各製程簡介 晶圓代公在製程上可以細分為前(中)後段，也就是FEOL、(MEOL)、BEOL，根據製程不同可能不會有MEOL(通常是較舊的製程)。但不管怎麼樣，這些製程都脫離不了以下幾個動作 (除了最後一步CP TEST) • 薄膜製程：薄膜製程作為導電層與絕緣保護層的作用，分為CVD、PVD、ALD。PVD的階梯覆蓋率最差，容易產生空洞，再來是CVD 最後ALD最均勻ALD目前製程難度高，設備成本也比PVD CVD高 • CMP：通常薄膜後的表面會凹凸不平，許多製程薄膜結束後會送到CMP將表面處理光滑。使用Slurry軟化材料並提供化學反應與機械研磨，研磨頭負責吸住晶圓，並控制wafer與研磨墊接觸 • 黃光微影：黃光微影的作用是將光罩上的電路圖案轉移到晶圓表面的光阻上，流程大致為光阻塗佈、烘烤、曝光、顯影。Track 負責光阻塗佈、烘乾與顯影，曝光機則透過光源與透鏡將光罩圖案縮小後成像在 wafer 上，後續蝕刻或離子佈植就會依照光阻圖案進行 • 蝕刻：蝕刻是將黃光定義好的圖案真正轉移到薄膜或矽晶圓上，分為乾蝕刻與濕蝕刻。乾蝕刻利用電漿轟擊晶圓表面，方向性較好、精度較高，適合較細的結構；濕蝕刻則是使用化學溶液溶解材料，設備成本較低、UPH 較高，但因液體沒有方向性，容易同時往垂直與橫向蝕刻 • 擴散 (爐管 / 離子佈植)：矽本身導電能力不高，因此需要摻入特定雜質形成 P 型或 N 型半導體。爐管擴散是利用高溫與濃度差讓雜質滲入晶圓，可批次處理但精度較差；離子佈植則是用電場加速離子打入晶圓中，精度較高但會破壞晶格，因此後續通常需要退火修復晶格並活化摻雜 • 清洗：清洗製程主要是去除光阻、蝕刻殘留物、CMP slurry、金屬污染、有機污染與微粒等汙染物。清洗方式包含溶液浸泡、單晶圓旋轉噴淋、機械刷洗、二流體清洗、兆聲波清洗、Plasma 清洗、UV 臭氧清洗等，因為晶圓製程是不斷重複堆疊，所以每次清洗都會影響後續薄膜、黃光與良率 • CP TEST：CP TEST 是 wafer 進入切割與封裝前的電性測試，用來篩選出良品與不良品。測試時 wafer 會放在 Wafer Prober 上，Probe Card 的探針接觸晶圓上的 Pad，Test Head 將測試訊號送到 wafer 並把結果回傳給 ATE 設備，最後依照測試結果決定哪些 die 可以進入後段封裝處理
- 各製程檢測量測簡介 (篇幅受限 先抓幾個重要的講) • 膜厚機：量測晶圓表面薄膜的厚度，例如氧化層、氮化層、光阻、金屬膜等。薄膜太厚或太薄都會影響後續微影、蝕刻與元件電性 • 表面缺陷檢測：用來檢查晶圓表面是否有 particle、刮傷、破洞、污染物或圖案異常。機台通常會用光照射晶圓表面，觀察反射光或散射光的變化，來判斷哪裡可能有缺陷 • 翹曲檢測：用來量測晶圓是否因製程產生彎曲或變形。晶圓經過薄膜沉積、高溫退火、離子佈植或 CMP 後，可能因為應力、熱膨脹不均或材料差異，導致晶圓不再平整 • 缺陷複檢：接在表面缺陷檢測之後的設備。前面的表面檢測機通常只能先找出哪裡有異常，但不一定能判斷缺陷的種類，缺陷複檢機會接收缺陷座標，移動到該位置後用更高倍率觀察。用電子束掃描缺陷區域，取得高解析影像，幫助工程師分類缺陷來源 • CD-SEM：在黃光微影或蝕刻後，晶圓上的圖案不一定會完全符合設計值，因此需要用 CD-SEM 檢查實際尺寸是否正確。用來量測線寬、孔徑、間距、溝槽寬度等關鍵尺寸
- 非主要製程設備介紹 (含AMHS) • Sorter：這中間根據製程不同的需求，需要將晶圓從A FOUP傳送至B FOUP，並且要在高潔淨度的環境傳送。比如需要將一大批拆分成不同小批、載具之間的轉換、將良品與不良品區分開、notch對位(sorter內建aligner)等等..各種分批、合批、wafer 排序這類的需求 • EFEM：透過OHT將FOUP放至LOADPORT上，ROBOT手臂將wafer傳送至目標位置，比如量測機的量測平台等..可以理解為OHT與目標機台的對接窗口的概念 • Stoker：Wafer / FOUP Stocker 是晶圓廠內的自動化暫存倉儲設備，用來暫放 FOUP、FOSB、wafer carrier 或 reticle pod。它的功能不是做製程，而是讓晶圓在不同製程機台之間可以被有秩序地存放、排程、等待與轉送，用來吸收前一站製程完成與下一站開始之間的時間落差 • Foup Checker：FOUP Checker 是用來檢查 FOUP 本體是否有異常，避免變成污染源或造成晶圓破片，因Foup在傳送過程中可能摩擦、碰撞造成的外觀瑕疵、缺件與變形。FOUP Check 會檢查外觀刮傷、缺件、變形、門蓋密合、wafer slot 間距、FOUP 尺寸偏差、Infopad等問題。 • Foup Cleaner：FOUP Cleaner 是用來清洗 FOUP、FOSB、Cassette 等晶圓載具，移除 particle、金屬離子、有機污染物、殘留水氣與 VOC。因為 FOUP 是晶圓在廠內移動時的微環境，如果 FOUP 內部有污染，晶圓即使製程本身沒問題，也可能在搬運或暫存時被污染 • OHT：OHT會將放在LOADPORT上的FOUP夾走，由廠內MES與EAP/TAP系統管控帳料並決定FOUP的下一個製程站點是哪裡，再由OHT抵達指定地點，放至LOADPORT。LOADPORT與OHT使用E84交握