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Coater 机台与环境微振动的影响？

监诊实绩｜Coater 机台与环境微振动的影响？

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#半导体领域

#PHM

环境微振动的影响并非立刻显现，因此不容易察觉。但又深切影响每一次设备、製程与产品品质间的关係，该如何避免「人为振动干扰」或「环境影响」影响产品品质？

半导体场域的 Coater 机台

在半导体厂域，光阻涂佈区一直是产线良率的关键环节。这里的每一滴光阻液、每一次旋转加速，都必须稳定精准，才能形成厚度均匀、表面平整的薄膜。晶圆透过真空吸附在旋转盘上，若地板或平台在此时发生微振动，也可能导致吸附位置偏移，造成旋转中心轻微偏心。在高精密製程中，环境微振动将可能足以造成后段曝光与显影的不稳定。

不容忽略的环境微振动
焦点转向一个不易察觉的因素——环境微振动。

所谓「环境微振动」，係指振幅极小（通常在奈米至微米等级）、频率范围约介于 0.1 Hz 至 100 Hz 的低频振动现象。此范围涵盖了人员活动、机械设备作动及建筑结构共振等主要干扰源，为影响精密製程稳定度的关键频带。其来源多样，包括：
• 外部干扰：如地面车辆行驶、电梯启动、空调系统震动；
• 内部干扰：如邻近机台作动（pump、robot arm）、风管气流波动；
• 人为活动：如人员行走、推车通过、地板轻微变形。

环境微振动的影响并非立刻显现，而是以「统计偏差」的形式长期存在，主要包括以下几点：

影响面向	表现现象	后续结果
膜厚不均	旋转盘受振动影响，光阻分佈不对称	曝光能量分佈偏移，造成线宽误差
边缘波纹	液体表面受周期性扰动产生波纹	形成 photoresist edge beading 或流痕
微气泡与颗粒聚集	微振动导致光阻流动不稳	增加 defect density
重複性下降	机台每批涂佈结果差异增大	製程 Cpk 降低
显影后缺陷	曝光与显影阶段受厚度差影响	产生 pattern distortion 或 peeling

虽然这些振动的加速度往往仅有 0.001–0.05 g，但在 nanometer 等级的薄膜製程中，这样的微动足以破坏涂佈稳定性。

人员走动与地板微振动的叠加效应
在实际厂房中，即使是无尘室操作人员的走动，也会引发低频微振动（2–5 Hz）。这种振动虽然能量较小，但若地板刚性不足或平台设计共振频率过低，振动会沿着钢架传递至机台底座。

研究实测发现，当人员走动经过 Coater 区时，旋转盘上加速度值可由 0.01 g 瞬间上升至 0.02 g，导致光阻薄膜边缘出现轻微厚度起伏。这种「人为振动干扰」在高产能连续製程中特别明显，且容易被误判为设备精度问题。

监测说明

VMS-EM 环境微振动分析仪

利用 VMS-EM 环境微振动分析仪进行量测，在 Coater 平台下方以及地板上佈置了三个三轴加速度感测器，并设定多种情境下进行连续记录，并于 A B 区域进行比较分析。