晶圓表面粒子檢查機

這台設備是用雷射散射的方式量晶圓表面粒子的，可依產線需求配置 8 吋或 12 吋機型。光源是固態雷射，線型掃描，最小可以測到 0.3μm（PSL 等效粒徑）的粒子。12 吋全面掃描在 60 秒內跑完，掃完兩分鐘內自動產生完整的粒子分布報告，含 3D 立體分布圖與 CSV 原始資料。設備符合 SEMI M52 規範，並可提供與 KLA Surfscan SP 系列的量測相關性分析報告。

為什麼要量表面粒子

晶圓表面的粒子不是灰塵那種等級的東西。0.3μm 這個尺度，落在線寬上就足以造成短路或斷路，落在鍍膜前就會變成後續每一層都跟著複製的缺陷。而且粒子不會自己消失，它會一路跟著晶圓往下游走。

更麻煩的是粒子的來源很雜。可能是製程機台內部的顆粒剝落、真空管路的污染、搬運過程的摩擦，也可能是潔淨室的環境或人員作業。單看一片晶圓的粒子數，看不出是哪一種；但如果有連續的量測紀錄跟分布位置，來源通常就能收斂到一兩個嫌疑點。

所以粒子檢查的價值不只是「這片有沒有超標」，而是把粒子數變成一個可以持續追蹤的製程指標。趨勢一動，就知道哪一站出了問題。

雷射散射是怎麼量粒子的

設備並不是「看到」粒子。雷射打在晶圓表面上，平整的地方光會規則反射走，有粒子的地方光會往各個方向散射，感測器收的就是這些散射光。散射光的強度跟粒子大小有關，系統再依照強度分布（Log Scale）換算出等效的粒徑。

換算的基準是 PSL 球體（Polystyrene Latex，聚苯乙烯乳膠球）。所以規格上寫的 0.3μm，精確講是「散射強度相當於一顆 0.3μm PSL 標準球」的粒子，不是實際量到的幾何尺寸。這是半導體業界通用的表示法，KLA 那些設備也是同一套邏輯。

知道這件事的實務意義是：同樣一顆粒子，材質不同、形狀不同，散射出來的強度就不同，換算出的等效粒徑也會不同。所以量測條件（校正片、機台狀態、晶圓的表面狀態）必須固定下來，數據才有比較的價值。

設備功能說明

晶圓尺寸依產線需求配置

可對應 200mm（8 吋）與 300mm（12 吋）標準晶圓，尺寸需要在規劃階段就確定。

載台、掃描行程與 FOUP 傳送介面都是依晶圓尺寸設計的，不是換治具就能切換。若是產線同時有兩種尺寸，詢價時說明各自的比重與產能需求，我們會依實際狀況建議配置方式。

0.3μm 與掃描時間

最小可解析粒徑 0.3μm（PSL 等效），12 吋全面掃描的量測時間 ≦ 60 秒，這個數字不含 FOUP 的傳送時間。

除了全面掃描（Full Wafer Scan），也可以只掃指定區域（ROI Scan）。實務上追製程異常的時候，全掃先找出熱區，之後的追蹤就掃那一塊區域，時間可以省下不少。

可用標準 PSL 校正片校正

可以接受外部的標準 PSL 校正片（0.3μm / 0.5μm / 1.0μm），校正完輸出通用校正係數。

這代表校正的基準不在我們手上，而是在業界通用的標準品上。品保稽核或客戶要求提供校正紀錄的時候，這一點比廠商自己說「我們有校正」有用得多。

與 KLA Surfscan SP 系列的相關性分析

我們可以提供這台設備與 KLA Surfscan SP 系列量測數據的相關性分析報告。

實務上這對兩種情境很有幫助。一是產線上已經有 KLA 機台，但排隊排不上、又不想為了例行監控再買一台的時候；二是要跟客戶或供應商溝通粒子數據，對方用的是 KLA 基準的時候。有一份相關性報告，數據就有共同語言，不用每次都重新解釋。

粒子分布報告與 3D 視覺化

掃描完成後兩分鐘內自動產生完整的缺陷分布報告。除了平面的分布圖，也支援 X/Y/Z 軸的 3D 立體分布顯示，原始資料可以輸出 CSV。

分布形態本身就是線索。集中在邊緣，通常跟邊緣製程或搬運的夾持有關；呈同心圓或放射狀，多半跟旋轉類製程（旋塗、清洗、CMP）有關；隨機散布則要往環境微粒或人員作業去查。有 CSV 原始資料，還可以自己拉去做長期趨勢分析。

計數上限與統計誤差

最大可偵測粒子數超過 3,000 顆／片，統計計數誤差小於 ±5%。

3,000 顆這個上限值得留意。一般良好的製程根本到不了這個數，但機台 PM 之後、製程異常、或是驗證新設備的時候，粒子數暴增是很常見的。若是機台的計數上限太低，最需要數據的那一刻反而爆表了。

符合 SEMI M52

符合 SEMI M52 晶圓表面粒子量測規範。這是廠務端與供應商評鑑會查的項目，也是跨廠交換數據時的共同基礎。

SECS/GEM 接 MES

支援 SECS/GEM 通訊協定（SEMI E30 / E37），可與 MES 整合。量測資料即時回饋、機台狀態可被 MES 監控，這在半導體廠是進線的基本條件。資料另可輸出 CSV 與 PDF 報告。

權限分級與遠端監控

操作介面提供中文與英文 GUI，並支援權限分級管理。廠務、品管、操作員可以有不同的權限範圍，參數不會被誤改。

另外支援遠端監控，機台狀態與量測結果不需要走到機台前才看得到。多站點或多班別的產線，這一項會省下不少來回。

什麼情況下會用到

製程站點的例行潔淨度監控

在關鍵製程站點放監控片（monitor wafer），固定頻率掃描，把粒子數當成製程指標追蹤。

這是粒子機最主要的用途。單次的數字意義有限，趨勢才是重點。管制線一破就告警，可以在良率真的掉下來之前先發現。

機台 PM 後的復機驗證

製程機台做完保養，內部難免會有殘留顆粒。復機前跑幾片監控片掃過，確認粒子數回到管制範圍再放產品進去。

這一關若是省掉，第一批產品就變成試驗品。而 PM 後的粒子數常常是平時的好幾十倍，這也是為什麼計數上限要夠高。

來料與出貨的粒子規格確認

晶圓廠出貨、封測廠進料，雙方對粒子數通常都有規格。進出料各量一次並留下紀錄，萬一後續有爭議，有客觀資料可以對。

若是對方用的是 KLA 基準，相關性分析報告在這裡就派得上用場。

污染源追查

粒子數突然上升，需要找出是哪一站。做法是在各站點前後分別放監控片，比對粒子數的增量，就能定位到區間。再看分布形態，通常能進一步縮小到具體的機構或動作。

ROI 掃描在這個階段特別有用，鎖定熱區重複掃，比每次都全掃快很多。

新製程或新機台導入的驗證

導入新的製程配方或新機台時，需要建立粒子的基線數據。用同一台設備、同一組校正條件持續量測，才有辦法判斷後續的變化是製程造成的，還是量測本身的漂移。

評估要準備什麼

設備評估的完整流程，我們在 AOI 機台評估入門 這篇文章裡有說明，這裡講針對粒子量測的部分。

晶圓尺寸與上下料方式。8 吋還是 12 吋、要不要接 FOUP，這兩項先確定，因為會決定整台機器的機構配置。

樣品。建議提供實際生產的晶圓，涵蓋不同的表面狀態（拋光、鍍膜、粗糙面），以及粒子數高低不同的片子。若手邊有標準 PSL 校正片，一併提供會更好，可以直接驗證換算的一致性。

現有的量測基準。若貴司現在是用其他機台（例如 KLA Surfscan）在量，請提供同一批晶圓的既有數據。我們會用同樣的片子跑一次，做出相關性分析，這比任何規格比較都直接。

規格需求。需要知道要管制的最小粒徑、可接受的量測產能、以及是否需要接 MES。若要接，請提供 SECS/GEM 的介接規格。

評估完會出一份報告，附上實際量到的粒子數、分布圖與判讀結果。

產品規格

實際配置會依晶圓尺寸、表面狀態與產能需求調整，詳細規格請洽詢。

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常見問題

跟晶圓表面瑕疵檢查機差在哪裡？

這台粒子檢查機用的是線型雷射散射，強項是快速掃過整片晶圓，找出粒子的位置與數量，適合做製程潔淨度的例行監控。它告訴你的是「有幾顆、在哪裡、多大」。

晶圓表面瑕疵檢查機 用的是光學顯微成像，除了粒子之外，刮傷、裂紋、凹坑、線路缺角這類需要看形狀才能判斷的缺陷也抓得到，而且每個缺陷都有影像可以看。它告訴你的是「這個缺陷長什麼樣、屬於哪一類」。

不少客戶是兩台都有：粒子機做例行監控與趨勢追蹤，瑕疵機做複檢與失效分析。粒子機先找出可疑的片子與位置，再拿去瑕疵機看清楚。

0.3μm 是實際的粒子尺寸嗎？

不是，是 PSL 等效粒徑。意思是「散射強度相當於一顆 0.3μm PSL 標準球」的粒子，不是幾何量測出來的實際尺寸。

這是雷射散射式粒子量測的通用表示法，業界的機台都是這樣定義的。同一顆粒子若是材質或形狀不同，散射強度會不同，換算出的等效粒徑也會不同，所以量測條件必須固定，數據才有比較意義。

數據可以跟 KLA 對得起來嗎？

數值不會完全一致，兩台的光學架構與校正基準不同，這一點不用期待。

我們能做的是提供相關性分析報告，建立兩者之間的對應關係，讓貴司知道這台量到的數字換算到 KLA 的基準大概落在哪裡。評估階段建議直接用貴司的晶圓，兩台各量一次做比對，這比看規格表準確得多。

6 吋晶圓可以量嗎？

標準機型是針對 200mm（8 吋）與 300mm（12 吋）設計的。若貴司有 6 吋或其他尺寸的需求，請在詢價時提出，我們會依實際狀況評估可行性後回覆。

粗糙面的晶圓也能量嗎？

可以。拋光面、鍍膜面與粗糙面都在支援範圍內。

不過表面粗糙度會影響背景散射，粗糙面的訊噪比本來就比拋光面差，實際能穩定分辨的最小粒徑可能不如規格上限。建議評估時提供實際的粗糙面樣品，測過再確認。

交期跟保固怎麼算？

交期依配置與當時排程而定，請洽業務窗口。保固條件可參考保固維修頁面，詢價時也會一併說明。

晟格是代理商還是自己做設備？

晟格成立於 1999 年，設備由我們自行設計、製造、整合，軟體演算法也是自己開發的。後續要調功能、改參數或維修，都是原廠直接處理，不需要透過第三方轉一手。