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Coater 機台與環境微振動的影響？

監診實績｜Coater 機台與環境微振動的影響？

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#半導體領域

#PHM

環境微振動的影響並非立刻顯現，因此不容易察覺。但又深切影響每一次設備、製程與產品品質間的關係，該如何避免「人為振動干擾」或「環境影響」影響產品品質？

半導體場域的 Coater 機台

在半導體廠域，光阻塗佈區一直是產線良率的關鍵環節。這裡的每一滴光阻液、每一次旋轉加速，都必須穩定精準，才能形成厚度均勻、表面平整的薄膜。晶圓透過真空吸附在旋轉盤上，若地板或平台在此時發生微振動，也可能導致吸附位置偏移，造成旋轉中心輕微偏心。在高精密製程中，環境微振動將可能足以造成後段曝光與顯影的不穩定。

不容忽略的環境微振動
焦點轉向一個不易察覺的因素——環境微振動。

所謂「環境微振動」，係指振幅極小（通常在奈米至微米等級）、頻率範圍約介於 0.1 Hz 至 100 Hz 的低頻振動現象。此範圍涵蓋了人員活動、機械設備作動及建築結構共振等主要干擾源，為影響精密製程穩定度的關鍵頻帶。其來源多樣，包括：
• 外部干擾：如地面車輛行駛、電梯啟動、空調系統震動；
• 內部干擾：如鄰近機台作動（pump、robot arm）、風管氣流波動；
• 人為活動：如人員行走、推車通過、地板輕微變形。

環境微振動的影響並非立刻顯現，而是以「統計偏差」的形式長期存在，主要包括以下幾點：

影響面向	表現現象	後續結果
膜厚不均	旋轉盤受振動影響，光阻分佈不對稱	曝光能量分佈偏移，造成線寬誤差
邊緣波紋	液體表面受周期性擾動產生波紋	形成 photoresist edge beading 或流痕
微氣泡與顆粒聚集	微振動導致光阻流動不穩	增加 defect density
重複性下降	機台每批塗佈結果差異增大	製程 Cpk 降低
顯影後缺陷	曝光與顯影階段受厚度差影響	產生 pattern distortion 或 peeling

雖然這些振動的加速度往往僅有 0.001–0.05 g，但在 nanometer 等級的薄膜製程中，這樣的微動足以破壞塗佈穩定性。

人員走動與地板微振動的疊加效應
在實際廠房中，即使是無塵室操作人員的走動，也會引發低頻微振動（2–5 Hz）。這種振動雖然能量較小，但若地板剛性不足或平台設計共振頻率過低，振動會沿著鋼架傳遞至機台底座。

研究實測發現，當人員走動經過 Coater 區時，旋轉盤上加速度值可由 0.01 g 瞬間上升至 0.02 g，導致光阻薄膜邊緣出現輕微厚度起伏。這種「人為振動干擾」在高產能連續製程中特別明顯，且容易被誤判為設備精度問題。

監測說明

VMS-EM 環境微振動分析儀

利用 VMS-EM 環境微振動分析儀進行量測，在 Coater 平台下方以及地板上佈置了三個三軸加速度感測器，並設定多種情境下進行連續記錄，並於 A B 區域進行比較分析。