半導體製程裝置零件壽命即時監測系統問世

韓國標準科學研究院（KRISS）成功研發出一套即時診斷半導體電漿製程零件壽命的系統。這項新技術有望提前預防零件腐蝕產生的汙染物微粒，從而提升半導體良率，並提高製程的穩定性和成本效益。相關研究成果已發表於《歐洲陶瓷學會期刊》。

電漿製程是利用氣體電離成電漿狀態，精確蝕刻半導體基板表面或沉積特定材料的關鍵技術。由於半導體裝置上的電路圖案必須在電漿製程中精確且均勻地實現，以達到設計階段的效能目標，因此電漿製程被視為直接影響半導體良率的關鍵製程。

在電漿製程中產生的細微汙染物微粒對製程品質有著致命影響。大多數汙染物微粒是在製程裝置（腔室）的內部塗層零件暴露於電漿環境並腐蝕時產生的。這些微粒會落在正在加工的晶圓上，導致產品缺陷，並沉積在裝置腔室內部，降低製程效能。

因此，診斷微粒的大小和數量並預測電漿製程中使用的零件壽命至關重要。然而，過去並無即時測量技術。大多數情況下，零件的剩餘壽命是透過分析製程後完全製造的晶圓表面間接估算的，這導致了良率下降和成本損失。

KRISS的新興材料計量學組開發了一套可附著於電漿製程裝置上的測量系統，能夠即時監控腔室內部零件的狀態。該系統由測試樣品支架、捕獲裝置和分析感測器組成。在裝置內部附著測試樣品後，感測器會捕獲並分析因電漿暴露而剝落的零件薄膜。該系統能夠分析製程中產生的數千個幾微米（μm）或更小的細微粒子，從而實現零件狀態和剩餘壽命的即時診斷。

當這套新系統應用於製造現場時，可以在汙染物微粒產生之前及時更換零件。預計這將提高製程穩定性和生產力，並減少因不必要的零件更換而產生的成本。特別是，過去需要數天時間停止製程、拆卸裝置並分析零件以檢查其壽命，而新系統讓管理者能夠隨時基於客觀資料立即檢查，這也減少了因製程中斷導致的銷售損失。

此外，這套新系統還可作為韓國半導體裝置和零件製造商的測試平臺，用於測試原型效能並獲得官方測試結果。KRISS新興材料計量學組首席研究員尹周英表示：「透過示範測試平臺的運作，我們將提高韓國製造的裝置和零件的可靠性和競爭力，並為高度依賴進口裝置的半導體生產製程的本土化做出貢獻。」

這項技術已準備好立即商業化，並已轉移給一家半導體裝置公司，正在實際的半導體生產現場使用。