微振動對半導體製程與量測設備的影響

振動規範表。

二十一世紀的今天，隨著半導體先進製程的不斷進步，目前已逐步朝10奈米甚至7奈米的製程發展。然而，隨者半導體製程線寬不斷的細微化，所對應的製程設備與量測儀器的技術，自然也成為半導體製程持續進步的重點開發，當製程設備與量測儀器為了細微化的線寬提升技術的同時，設備與量測儀器對於「環境」的要求也越來越高，除了溫度、濕度與環境潔淨度的控制、廠房本身的環境外，以微振動所造成的影響也越來越顯著。

當廠房環境振動的條件無法達到設備本身需求的振動規格(Specification)時，將會造成製程設備的良率降低，也會造成量測儀器無法放大更高的倍率以檢測愈來愈細微的線寬，從而影響到整個高階製程的發展，因此安裝精密的隔振動設備，亦即主動式、被動式的隔振動系統，已經被認為是一種可以直接影響晶圓生產良率的事實。

何謂微振動？微振動的定義泛指頻率在2~100 Hz，振幅在50 μm/s以下之振動量。無論是廠區內部樓板的強度、設備本身的運轉、或廠房其他設備的影響、廠房內的噪音等，都會成為振動的來源(Source)。而廠區外的影響則包括外部交通工具、附近廠房的施工、地震等，也都是微振動的來源。

容易受到微振動影響的設備大致上有原子力顯微鏡(AFM)、掃瞄式顯微鏡(STM)、近場掃描光學顯微鏡(NSOM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、磁力顯微術、集中離子束(FIB)、傳送電子顯微鏡(TEM)，以及其他利用打印、電子束等設備。現今所有的高精密製程或量測設備為了因應環境的影響，針對「振動」、「磁場」與「噪音」，「設備供應商」均需要求環境規範(Specification)，而針對不同設備的需求，提出一個比較廣泛的振動等級圖表(VC Specification)。

先進製程不斷的發展與提升，是現在世界各大半導體廠的首要目標，製程能夠得以持續的進步，除了大量研發人員的投入，相對應製程設備與量測儀器的投資與技術提升是進步很大之關鍵，而這些高精密的儀器則更需要有良好的環境才可以發揮其最大的效能。精密製程設備與量測儀器之振動因素已成為高科技產業導入先進製程之主要問題之一，因此各大半導體廠在規劃新廠時，振動的影響也勢必成為各大半導體廠所必須面對重大的課題之一。