
UNISERS Lab Suite 晶圓級化學品顆粒量測系統
把化學品旋塗到監控晶圓上,真空鍍膜讓每顆奈米顆粒長出光學天線,再以光學掃描讀出數量、大小與化學指紋。可測 10 nm SiO₂ 顆粒,與晶圓廠 SPx 機台晶圓圖關聯性 70–90%,可取代以 Litho Track、濕製程機台與 SP7 建置的離線晶圓測試實驗室:1 人操作、佔地不到 8 m²、每次樣品 100–500 mL。
- 可取代 SP7 離線晶圓測試:不必再建 Litho Track+濕製程機台+SP7 實驗室
- 可測 10 nm SiO₂ 顆粒(SP7 19 nm 模式約 23 nm)
- 與晶圓廠 SPx 機台晶圓圖關聯性 70–90%,晶圓廠認得這份數據
- SERS 拉曼光譜直接讀出顆粒成分,追到污染來源
- 先進製程晶圓廠與一線化學品廠已導入(A16/N2)
- 現階段主推中國大陸市場,浚淵直接對接送樣與導入評估
取代 SP7 離線檢測一瓶樣品,看見 10 nm 顆粒
把化學品滴上晶圓、鍍一層膜,奈米顆粒就自己亮起來。不必建整套晶圓測試實驗室,也能拿到與晶圓廠 SP 系列檢測機台對得上的顆粒數據,還能看出顆粒是什麼成分、從哪裡來。
- 先進製程晶圓廠已導入
- 一線化學品廠已導入(A16/N2)
- 與 SPx 關聯性 70–90%
SP7 的離線檢測,Lab Suite 取代的是哪一段?
SP7 在晶圓廠做兩種工作:產線上的線上監控,以及實驗室裡的化學品晶圓測試。Lab Suite 接手的是後者。
為了驗證化學品潔淨度而建的「離線晶圓測試實驗室」:塗佈顯影機(Litho Track)+濕製程機台+SP7 晶圓顆粒檢測機,把化學品塗到監控晶圓上,再用 SP7 數顆粒。
- 化學品廠出貨前的晶圓級顆粒驗證
- 晶圓廠化學品進料檢驗(IQC)與供應商變更評估
- 新配方、新供應商導入時的批次比對
- 濾心、管閥件與包材的潔淨度驗證
產線上對產品晶圓做的線上(in-line)全片缺陷監控,仍是 SP7 這類線上機台的工作。量產晶圓廠的線上複檢需求,UNISERS 另有 Explorer 系統。
只有三步:滴、鍍、照
10 nm 的顆粒比光的波長小幾十倍,一般光學方法看不到。Lab Suite 的做法是讓每一顆顆粒自己發亮。
01滴把雜質集中到晶圓上化學品一滴一滴旋塗到監控晶圓上,液體甩乾、顆粒留在表面。滴幾滴、轉多快都能設定,結果可以重複、可以比較。
02鍍幫每顆顆粒裝上天線真空鍍上一層奈米金屬膜,每顆顆粒上都會長出一支「光學天線」。不挑晶圓表面材料,裸矽、氮化矽都適用。
03照顆粒亮起來,數量和成分一次讀出光一照,天線把訊號放大,原本一片黑的晶圓上,顆粒變成清楚的亮點。SEPS 量出數量與大小,SERS 拉曼光譜讀出化學指紋。
鍍膜前:一片黑,什麼都看不到鍍膜後:顆粒逐顆亮起看得比 SP7 更小
同樣量 SiO₂ 標準顆粒:Lab Suite 在 8 nm 模式測得到 10 nm;SP7 常用的 13 nm 與 19 nm 模式,對應的 SiO₂ 顆粒約 15 nm 與 23 nm。
SP7 的模式以 LSE 標示,也就是「散射強度相同的 PSL 標準粒子直徑」;依 SEMI M53,LSE 不代表顆粒的真實尺寸。SiO₂ 的折射率比 PSL 低、散射訊號較弱,所以同一模式下實際測得到的 SiO₂ 顆粒會比標示值大。對照數值依 UNISERS 以 SiO₂ 標準顆粒所做的比對。
同樣是晶圓級數據,投入差很多
傳統做法要把晶圓廠的三種機台搬進實驗室;Lab Suite 一套三件式設備就做完。
| 項目 | 傳統離線晶圓實驗室 | UNISERS Lab Suite |
|---|---|---|
| 設備組成 | Litho Track+濕製程機台+SP7 | 旋塗+鍍膜+掃描三件式 |
| SiO₂ 粒徑靈敏度 | 約 15 nm(13 nm 模式)/23 nm(19 nm 模式) | 10 nm(8 nm 模式) |
| 顆粒成分 | 只有數量、大小與位置;成分要另送 SEM/EDX 複檢 | 同一片晶圓直接做 SERS 化學指紋 |
| 與晶圓廠數據的對應 | 本身就是晶圓廠機台 | 與 SPx 關聯性 70–90% |
| 設備投資 | $$$$$ | $ |
| 操作人力 | 5 人以上 | 1 人 |
| 空間 | 60 m²+化學品倉庫 | < 8 m² |
| 每次樣品量 | 40–100 L | 100–500 mL,沿用既有瓶裝取樣流程 |
| 可測化學品 | IPA、TMAH、H₂O₂、H₂SO₄ 等大宗化學品 | 大宗化學品,再加配方液、研磨液、CMP 後清洗液 |
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傳統實驗室欄位依 UNISERS 技術簡報整理,設備投資為相對量級。
不只量得到,還分得出好壞批次
加多少顆粒就測出多少,濃度低到 ppq 也看得到;放到真實批次上,異常批次一個不漏。
先進製程晶圓廠與一線化學品廠已經在用
2 奈米級的先進製程,化學品潔淨度已經用這套方法把關。
UNISERS 於 2019 年由瑞士蘇黎世聯邦理工學院(ETH Zurich)分拆成立,獲 Intel Capital 與 Merck 旗下 M Ventures 投資,擁有 6 個專利家族。台灣示範實驗室設於工研院量測技術發展中心,可帶樣品實機測試。
現階段主推中國大陸市場
大陸濕電子化學品正在往先進產線推進,晶圓級的顆粒數據是認證時繞不過去的一關。Lab Suite 讓這份數據在自己廠內就拿得到。
哪些單位用得上這台設備
系統規格
- 量測方式
- 晶圓級量測:順序旋塗(SSC)→ 真空鍍膜訊號增強 → 光學掃描
- 分析模式
- SEPS 表面增強粒徑量測;SERS 表面增強拉曼光譜
- 粒徑偵測
- 10 nm SiO₂(8 nm 模式);15 nm SiO₂ 已完成線性驗證
- 濃度偵測極限
- IPA 約 50 ppq;96% H₂SO₄ 約 30 ppt(15 nm SiO₂)
- 成分辨識(SERS)
- 單顆顆粒 50 nm 以上
- 與 SPx 機台關聯性
- 70–90%(裸矽、SiN 晶圓)
- 每次樣品量
- 100–500 mL,相容既有瓶裝取樣流程
- 適用化學品
- IPA、TMAH、H₂O₂、H₂SO₄ 等大宗化學品;配方液;研磨液;CMP 後清洗液
- 晶圓尺寸
- 100 mm、300 mm(實際案例使用)
- 系統組成
- SSC 順序旋塗機、PVD 鍍膜機、光學掃描機
- 佔地/人力
- < 8 m²/1 人
- 升級路徑
- 可升級為全自動 Inspector(預計 2027 年出貨)
- 原廠
- UNISERS AG(瑞士蘇黎世)
數值依 UNISERS 技術資料與實測案例整理,實際表現依化學品種類與量測條件而定。產品圖為依原廠設備繪製的示意圖,外觀以原廠實機為準。
