終點偵測是什麼？蝕刻和 CMP 怎麼知道什麼時候該停

終點偵測（endpoint detection，常縮寫成 EPD）就是機台一邊蝕刻或研磨、一邊盯著一個訊號：正在做的這一層一做完、露出下面那一層，訊號就出現轉折，機台看到轉折就停下來。蝕刻機多半看電漿發的光，CMP 常看馬達的電流和晶圓反射回來的光。中國大陸多寫成「終點檢測」。

為什麼一定要知道什麼時候停？

蝕刻是把一層材料刻掉，CMP 是把一層材料磨掉，兩件事都要停在剛剛好的地方。怎麼刻、怎麼磨，見「蝕刻是什麼？」和「CMP 是什麼？」；這篇只講「停」。

• 不夠：該斷開的沒斷開。例如兩條金屬線之間還留著一層薄薄的金屬，就連在一起了；該刻穿的洞沒穿，上下兩層接不起來。
• 過頭：下面那一層也被吃掉。線變薄、電阻變高，或傷到底下早就做好的東西。

照時間算，為什麼不夠準？

最簡單的辦法是算時間：要拿掉多厚，除以每分鐘拿掉多少。問題是這兩個數字都會變：

• 每一片的膜不一樣厚：上一站長的膜，這一片厚一點、那一片薄一點，同一片的中間和邊緣也不一樣。
• 每一台、每一天的速度不一樣：蝕刻機的腔壁會慢慢積東西，研磨墊會越用越滑，速度一直在飄。

蝕刻機怎麼知道刻到了？

看電漿的光

電漿會發光，顏色跟裡面有什麼有關（見「電漿是什麼？」）。正在刻的材料被打下來、變成氣體混進電漿，某幾種顏色的光就變亮。這一層刻完、露出下面的材料，那幾種光就變暗；原本忙著刻它的氣體用不完了，它的光反而變亮。機台從腔體側面的小窗接一台光譜儀（把光照顏色分開、量每一種有多亮的儀器），一直盯著這幾種顏色。

這個方法怕面積小：要刻的地方只佔晶圓的一小部分（例如一個個很小的洞），光的變化也小，不容易看出來。

看反射的光

另一種是照一束光到晶圓上，看反射回來的光。光碰到一層透明的膜，上表面和下表面各反射一次，兩道光疊在一起，有時加強、有時抵消，就像肥皂泡上的彩色。膜越刻越薄，反射光就一亮一暗地起伏；數它起伏了幾次，就知道刻掉了多少。膜刻完了，起伏就停了。

抓到終點，為什麼還要多刻一段？

轉折出現的那一刻，常常只有一部分的地方先刻穿了：膜不是處處一樣厚，刻的速度也不是處處一樣快。所以還要多刻一段，確保每一個洞都到底，這叫過蝕刻。

CMP 怎麼知道磨到了？

CMP 磨的時候，晶圓正面朝下壓在研磨墊上，機台看不到。常見的訊號，例如這兩種：

• 馬達的電流：馬達轉得越吃力，電流越大。金屬磨完、露出底下的絕緣層，摩擦變了，電流就跟著出現一個轉折。像拿抹布擦桌子，擦到玻璃墊上和擦到木頭上，手上的感覺不一樣。
• 反射的光：研磨盤上開一扇小窗，光從底下照到晶圓上。金屬和絕緣層反射回來的光不一樣，表面換了材料，反射光就變。

有的機台還有別的感測器，幾種一起看。看到轉折之後，常再照設定多磨一小段，把零星的殘留清乾淨。

為什麼有時候抓不到轉折？

機台判斷「轉折」，常是看訊號有沒有跨過一條事先設好的線，叫門檻。門檻太高，小小的轉折看不到；太低，一點雜訊就讓它提早停。轉折變小或變得不清楚，常見的原因有：

• 上下兩層材料磨起來差不多，摩擦本來就變得不多。
• 要拿掉的面積很小，訊號跟著小。
• 研磨墊的狀態變了：墊子用舊、表面變滑，訊號可能變得不穩。

還有一種是根本沒有轉折：從上到下都是同一種材料，例如只是把一層氧化層磨平、磨薄。訊號一路平平的，只能照量好的磨除率算時間來磨，所以磨除率要每天用監控片盯（見「控片、擋片、監控片是什麼？」）。

終點偵測沒響，會怎樣？一步一步看

機台不會因為沒看到轉折就一直做下去。Recipe（機台照著跑的設定）裡除了終點，還會設一個時間上限，像一張安全網。

第 1 步：跑到時間上限，機台停下來、叫人

• 做什麼：時間到了，機台停下來、跳 alarm，叫顧機台的人來。
• 為什麼：沒看到終點，機台不知道這一片做得夠不夠。
• 不這樣會怎樣：一直做下去，下面那一層就被吃光。

第 2 步：先擋住這一批，下一批先別進去

• 做什麼：把這一批 Hold 住；同一台後面排著的貨，先改走別台或等一下。
• 為什麼：還不知道是訊號的問題，還是機台的問題。
• 不這樣會怎樣：下一批進去，可能一樣抓不到終點。Hold 之後怎麼判，見「Hold 是什麼？」。

第 3 步：量這一批

• 做什麼：量剩下的膜多厚、表面有沒有殘留（見「晶圓廠怎麼知道做對了沒？」）。
• 為什麼：跑到上限，可能過頭（速度正常，只是訊號沒抓到），也可能不夠（速度變慢，時間到了還沒做完）。
• 不這樣會怎樣：只能用猜的判。

第 4 步：一片一片判

• 做什麼：在規格裡的放行；不夠的，有時可以再磨、再刻（重工）；過頭的拿不回來，不能用就報廢。這叫判片。
• 為什麼：同一批裡，每一片的情況可能不一樣。
• 不這樣會怎樣：判得太鬆，壞的往下走；太嚴，好的也丟掉。哪些站能重來，見「重工是什麼？」。

第 5 步：查出終點為什麼沒響

• 做什麼：叫出那一段的訊號曲線，一樣一樣查：訊號是不是變小了；感測器、小窗、線路有沒有壞；研磨墊、上一站的膜厚、門檻有沒有變。
• 為什麼：原因沒找到，下一批也一樣。
• 不這樣會怎樣：改成只看時間硬撐，速度正在變，時間也抓不準。改停止的條件等於改 Recipe，要照規定讓負責的人同意（見「晶圓廠的變更管理是什麼？」）；修好之後也要先測機，過了才放貨。

在 fab24hr 裡

按「進廠」、選「打工人的一天」，在「今天你是」卡片上點「量產廠」，左右滑到設備工程師，名字下面點「CMP」，就是 CMP 設備工程師（標著 Beta），四個班照你打開網站的時間排。深夜班「沒壞的感測器」：凌晨兩點半過後，你在家 on-call，夜班的阿德打來：CMP-02 的終點偵測一直沒響，每一片都跑到時間上限才停，C-4102 的 25 片還泡在機台裡。接著看紀錄：馬達電流和反射光同時沒有轉折，感測器的自我檢查卻通過了，研磨墊磨過的片數也比訂的多了不少。下一批 C-4103 要不要改成只看時間，由 CMP 製程的品妤決定，你跟她說機台撐不撐得住。

也可以直接打開化學機械研磨，研磨盤上那扇小窗就是看反射光的。

遊戲裡的公司、人物、機台編號、批號和數字都是虛構的；終點偵測是什麼、怎麼看、沒響時怎麼處理，照公開的一般資料寫，實際的做法每家工廠不一樣。其他行話可以到「半導體晶圓廠的行話，白話解釋」查。