最後更新:2026年10月8日晶圓廠・廠務設施晶圓傳送・工廠自動化中國大陸:颗粒污染

微粒汙染(發塵管理)是什麼

Particle Contamination

微粒汙染是指微粒附著在晶圓表面而造成缺陷的現象,以及其管理領域。在線寬只有數nm 的現在,約為圖形尺寸一半的 1 顆微粒就會造成短路或斷路。相較於無塵室環境,來自設備與製程的微粒更具支配性,定期監控各設備的附著數(PWP)並用於判斷是否進行 PM,是標準的運作方式。

目錄5 項
  1. 定義與原理
  2. 常見問題
  3. 相關企業
  4. 相關用語
  5. 比較文章

定義與原理

微粒汙染是指微粒附著在晶圓表面而造成元件缺陷的現象,以及其管理領域。在電路線寬微縮到數nm 的現在,即使是約為圖形尺寸一半的 1 顆微粒,也會造成導線短路或斷路,因此微粒管理是決定良率最重要的管理項目。

發生源大致分為 3 類:①環境來源(無塵室空氣、作業人員、物料),②設備來源(可動部件磨耗、腔壁沉積物剝落、耗材磨削、閥門與幫浦發塵),③製程來源(氣相反應生成粉體、藥液中的凝聚粒子、CMP 研磨液的磨粒殘留)。在無塵室潔淨度已提升的現代,設備來源與製程來源比環境來源更具支配性。

對策的基本是「不產生、不帶入、不附著」的 3 道防線。在設備內,以微環境(EFEM)與 FOUP 的密閉搬運阻斷外部帶入;在腔體內,以抗電漿塗層與低發塵設計的零組件抑制產生。附著在晶圓表面的微粒以清洗製程(單片清洗、刷洗、二流體清洗)去除,但越微縮,附著力相對越強,要在不破壞圖形的情況下去除也越困難。

檢測與管理使用微粒檢測設備(晶圓表面檢測設備)。以雷射散射方式掃描整片晶圓,取得微粒的個數、尺寸分布與面內分布圖。定期監控每台設備的「設備造成的附著數(PWP:Particles per Wafer Pass)」,超出規格的設備即安排 PM(預防保養),是標準的運作方式。也會從分布圖的型態(同心圓狀、扇形等)推估成為發生源的部位。

從經濟面來看,1 顆微粒造成的缺陷會導致 1 顆晶片不良,累積起來會使良率變動數%。耗材的材質選擇、更換週期、零組件清洗與再生的品質等看似不起眼的領域,之所以直接關係到晶圓廠的獲利,原因就在這裡。

微粒汙染(發塵管理)的常見問題

微粒是從哪裡產生的?
分為 3 類:①環境來源(空氣、作業人員、物料),②設備來源(可動部件磨耗、腔壁沉積物剝落、耗材磨削、閥門與幫浦發塵),③製程來源(氣相反應產生的粉體、藥液中的凝聚粒子、研磨液殘留)。現代以設備來源與製程來源為主。
什麼是 PWP(Particles per Wafer Pass)?
是 1 片晶圓通過該設備時增加的微粒個數,代表設備造成的微粒產生量指標。定期投入監控晶圓進行量測,超出規格的設備即安排 PM(預防保養),已成為標準的運作方式。
微粒對策的基本思維是什麼?
是「不產生、不帶入、不附著」的 3 道防線。以低發塵設計的零組件與抗電漿塗層抑制產生,以 FOUP 與 EFEM 的密閉搬運阻斷帶入,已附著的微粒則在清洗製程中去除。越微縮越難去除,因此優先在上游抑制。

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