那天 CD 報告出來，PM 臉都綠了
記得有一次，晶圓廠大夜班，我正準備去跟設備交接，突然產線的警報聲響起來，紅燈閃個不停。一看機台螢幕，哇靠！前一個批次的 Litho CD 報告出來，好幾個點都直接噴出 specification！PM 接到電話臉都綠了，因為這批貨是某個大客戶的急單，本來明天早上就要出貨。當下整個團隊都繃緊神經，大家都知道，微影這關沒顧好，後面幾道製程就是白搭，整批晶圓幾百萬可能直接報廢。這時候，你就會知道什麼是「關鍵品質指標」了。
問題出在哪？尺寸不對，就是不對！
說穿了，微影製程的關鍵品質指標，其實就是確保你刻出來的圖形「跟你設計的一模一樣」。聽起來很簡單對不對？但實際上，要維持奈米等級的精準度，可是超乎想像的困難。
主要有兩個大魔王：
- CD (Critical Dimension) 控制： 這就是你刻出來的線寬、孔徑大小。你想想，如果設計圖上寫 50 奈米，你刻出來卻是 55 奈米，那電晶體就短路了，根本沒辦法正常運作。
- Overlay (疊對) 準確度： 晶片製程不是一次刻完的，要一層一層疊上去。想像一下蓋樂高，如果每一層都對不準，最後蓋出來的房子就歪七扭八。微影製程也是一樣，要確保這一層的圖形，跟上一層的圖形完美對齊。
所以重點就是：CD 要準，Overlay 也要準。這兩項只要出問題，你後面再怎麼努力補救都沒用，就跟燒壞的電池，你再怎麼充電它也沒電一樣。
實際上怎麼做？看數字就知道了！
我們工程師平常在盯的，就是這些數字。
- CD 監控： 我們會定時抽樣量測晶圓上的 CD 值。假設你的 spec 是 50 ± 5 奈米，結果你量到一批的平均是 53 奈米，標準差是 1 奈米。這時候，我們會算一個叫 Cpk 的指標。如果 Cpk 只有 1.08，那就代表你的製程能力其實不太好，很容易就會有產品超出規格。我們希望 Cpk 至少要 1.33 以上，越高越好。
- Overlay 量測： 這個就更直接了，我們會在晶圓上設計特殊的「疊對標記」，然後用機台去量測上下層的對齊偏差。假設你的規格是偏差不能超過 10 奈米，結果你量到某個點偏差了 12 奈米，那這個點就直接 NG 了。我們會看平均偏差 (Mean) 和標準差 (Sigma)，當然也是越小越好。
所以重點是：這些數字每天、每班、每個機台都要監控，只要趨勢不對，就要馬上介入調整。
最常見的坑：調整參數，結果越調越糟
我還記得剛進公司的時候，有一次 CD 值開始有點飄，學長叫我去調整一下曝光能量。我自作聰明，想說一次調多一點，看會不會效果更好。結果呢？CD 值雖然回來了，但 Overlay 卻開始亂跳，因為能量調太多，導致光阻側壁形狀改變，影響了疊對。那次被學長電爆，說我「顧此失彼」。
坦白講，很多時候參數調整都是牽一髮動全身。你以為解決了一個問題，結果可能製造了另一個更大的問題。所以，每一次的參數變動，都要有數據支持，而且要小步快跑，不要一次到位。
今天能做的一件事
回去看看你手邊的品質報告，CD 和 Overlay 的 Cpk 值都達標了嗎？