台積電晶圓良率提升的秘密武器──奈米微粒監控系統

在半導體濕式製程中，晶圓表面的清洗、蝕刻與研磨皆需仰賴特定化學溶液進行，而溶液中奈米粒子的尺寸與分布會影響晶圓電路圖案（pattern）的製程結果，必須持續監控溶液中粒子的大小及數量，只要發現溶液粒子不符規格，就必須馬上暫停及更換，才能維持產品良率。

過去監測溶液中粒子的技術是雷射光學設備，但是雷射光學設備有侷限，「看不到化學溶液中 40 奈米以下的微粒」，當半導體製程日趨微縮，甚至進入 10 奈米製程時候，半導體業者必須尋找能看到更小微粒的監控技術。

這個技術瓶頸，就連晶圓代工龍頭台積電都必須對外求援，最後找到了同在新竹的工研院，以「新世代溶液中奈米微粒監控系統」技術，讓這製程瓶頸有突破的可能。

傳統的溶液監測方式不但監測不到化學溶液中 40 奈米以下的微粒，還會發生將氣泡誤判為微粒，影響混合信號的問題，但工研院的「新世代溶液中奈米微粒監控系統」技術採用「氣膠粒子量測技術」，將化學溶液氣霧化後進行氣體粒子的量測，除了能量測小到 3 奈米的微粒外，也沒有誤判氣泡的問題。

「新世代溶液中奈米微粒監控系統」，將化學溶液氣霧化後，搭配微分電移動度儀和凝結粒子技術器，來量測化學溶液中的粒子粒徑及分布，此種創新量測手法突破現行設備僅能偵測 40 奈米以上粒子的極限，一舉將可量測粒子尺寸範圍拉大為 3～1,000 奈米，可望解決半導體製程持續微縮所面臨的難題之一。

除了運用於半導體製程外，此技術也能用於其他光電製造或生物製藥等產業。

（Source：YouTube）