台灣半導體廠高速攝影應用:晶圓廠製程分析、良率提升與設備驗證

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台灣半導體產業是全球核心,從 TSMC、聯電、日月光到各 IDM 廠,製程缺陷分析與設備驗證每年耗費大量資源。高速攝影機提供微秒至毫秒級的製程可視化,協助工程師發現傳統感測器無法捕捉的瞬間異常,是良率工程(Yield Engineering)的重要工具之一。

一、半導體製程高速攝影應用場景

打線接合(Wire Bonding)

第一焊球形成、金線弧形路徑、劈刀撞擊力道、尾絲切斷,需 fps,觀察不良品形成機制

覆晶封裝(Flip Chip)

錫球(Solder Bump)回流過程,底部填充(Underfill)流動前沿,空洞(Void)形成機制, fps

切割(Dicing)

刀輪切割晶圓時的碎裂(Chipping)起始、冷卻水噴流與晶片交互作用, fps

雷射製程

雷射切割、雷射鑽孔(Laser Drilling)、雷射重熔,觀察熔池、噴濺、熱影響區,fps(降解析度模式)

電漿蝕刻腔體

透過石英窗觀察電漿分佈均勻性、arcing(電弧)事件,協助調整製程參數, fps

CoWoS / HBM 先進封裝

TSV 對準、micro-bump 接合、熱壓縮接合(TCB)過程,需無塵室部署方案, fps

二、無塵室部署注意事項

晶圓廠無塵室等級通常為 ISO 4–6 (Class 10–1,000),高速攝影機進入無塵室需:

  • 清潔度確認:相機表面擦拭,避免粒子污染;建議使用 IPA 擦拭,外殼無孔縫設計
  • 材質確認:確認相機材質無 PFAS / PFOS(部分晶圓廠要求)
  • EMI 影響評估:確認相機不發射干擾製程設備的 RF 訊號
  • NDA 簽署:東茂科技技術人員進廠前簽署嚴格 NDA,保護客戶製程機密
  • 靜電防護(ESD):進廠人員佩戴靜電手環,使用 ESD 防護包裝運送相機

東茂科技具備半導體廠進廠經驗,熟悉台積電、聯電、日月光等廠商的現場作業規範,可提供完整的入廠前準備文件。

三、雷射製程高速攝影

雷射製程(雷射切割、鑽孔、退火)的分析需要配合雷射同步:

  • 觸發方式:從雷射控制器引出同步訊號(Q-switch 或電源觸發)
  • 快門速度:雷射單脈衝 ns 量級,但熔池過程在 μs–ms 量級,相機曝光 1–10 μs
  • 照明:雷射熔池本身發光極強,通常不需額外照明,但需 ND 濾鏡
  • 波長過濾:使用截止濾鏡阻擋雷射波長(如 CO₂ 10.6 μm、Nd:YAG 1,064 nm),防止 CMOS 損傷

四、半導體設備廠商應用

除晶圓廠本身,設備廠商(TEL、AMAT、Lam、ASM 台灣分公司)在 R&D 階段大量使用高速攝影進行製程開發:

  • CVD/ALD 反應腔體:觀察前驅氣體流場均勻性(Shadowgraph 或 BOS)
  • CMP 研磨墊:拋光液(Slurry)流動分佈,研磨墊與晶圓接觸動態
  • 電鍍(ECP):電鍍液流場與氣泡形成,影響銅填充均勻性

五、推薦機型

DITECT HAS 系列

日本製造,無塵室友善材質,低 EMI 發射,適合精密半導體製程觀察

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AOS PROMON

高感光度,遠端操作支援,適合雷射製程高溫環境,機身緊湊可安裝於設備機台旁

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半導體製程高速攝影方案諮詢

東茂科技具備無塵室進廠經驗,提供 NDA 保護與完整入廠文件,協助分析 Wire Bonding、Dicing、雷射製程異常

想了解更多規格或應用諮詢?歡迎聯絡東茂儀器科技,工程師將提供專業報價與技術支援。

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HSC 東茂科技

作者:陳聖鑫 Alex Chen

東茂儀器科技有限公司|業務窗口

10 年高速攝影機產業經驗,代理 AOS Technologies(瑞士)、SinceVision SSZN(中國)、DITECT(日本)、Mega Speed(加拿大)四大品牌,服務台灣半導體、汽車測試、學術研究客戶。

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