光罩工程師在做什麼？

晶圓廠裡的光罩工程師，顧的是廠裡的每一片光罩：從做光罩的工廠收進來、檢查、存放、保護，用一段時間就拿下來再檢查，髒了、壞了就安排清洗或修補。光罩是曝光用的「底片」，它怎麼把圖案印到晶圓上，「微影（黃光）是什麼？」講過，這裡不重講。

「光罩工程師」也可能指專門做光罩的工廠裡的工作；這篇講的是另一邊：光罩送進晶圓廠之後，把它顧好的人。

為什麼光罩要有人專門顧？

因為光罩是一個「印章」。曝光機拿同一片光罩，在晶圓上一格一格蓋滿。光罩上只要多一個點，每一格的同一個位置都會多一個點。

而且它不只蓋一片晶圓。同一片光罩，今天印這一批，明天印下一批。一個點沒被發現，就會一批接一批印下去，很多顆晶片一起壞，良率跟著掉。

光罩也很貴。晶片的每一層圖案各用一片光罩，一整套常有幾十片。壞了一片，那一層就做不了，除非有備用的。所以光罩出一點錯，代價常常比一片晶圓出錯大得多。

光罩進廠時要檢查什麼？

光罩從光罩廠裝在專用的盒子寄來。收貨時，光罩工程師先確認三件事：

• 是不是這一片：光罩上的編號要對。
• 乾不乾淨：用光罩檢查機把整片掃過一次。它會把微粒、圖案上不該有的東西，標成一個一個亮點。
• 跟出貨報告對不對得上：光罩廠出貨前查過，可是運送途中也可能出事。

有的廠還會先曝一片測試片，量線寬、看缺陷，確定沒問題才讓整批貨上去，這叫試曝。

保護膜是做什麼的？

光罩上面蓋著一層透明的薄膜，叫保護膜（pellicle）。一圈框架把它撐起來，浮在圖案上方幾毫米。

這幾毫米很重要。曝光機的焦點對在圖案上。灰塵落在膜上，離焦點太遠，印出來是糊的，多半看不到；灰塵直接落在圖案上，就會清清楚楚印出來。保護膜就是讓灰塵掉在「對不到焦的地方」。無塵室再乾淨，空氣裡也還有一點點微粒（見「無塵室有多乾淨？」），所以才要這一層。

保護膜本身也要顧：

• 它非常薄，不能直接碰。
• 它被曝光的光照久了，也會慢慢老化，所以有用量的上限。
• 膜刮傷、破了，灰塵就可能進到圖案上，多半要拆掉換一片新的。

極紫外光用的光罩是反射光的另一種，保護膜更難做：要讓一種很容易被吸收的光穿過，又會被照得發熱。見「極紫外光（EUV）是什麼？」。

光罩為什麼會「霧化」？

霧化（haze）是光罩用了一段時間之後，表面慢慢長出很細的結晶，看起來像玻璃起霧。

它不是灰塵掉上去，是「長」出來的。常見的說法是：光罩表面殘留了一點點化學物質，例如清洗時留下的離子，碰上曝光的光和空氣裡的水氣，慢慢反應成結晶。研究找到的主要成分是硫酸銨。曝得越多，長得越快；曝光用的光波長越短，這個問題越明顯。

一開始，結晶只是讓穿過去的光暗一點，線寬可能偏一點點。等它長大，就會直接印到晶圓上。所以光罩平常放在專用的盒子和櫃子裡，盡量保持乾淨、乾燥，讓它長得慢一點。

用了一段時間，為什麼還要再檢查？

因為進廠時乾淨，不代表一直乾淨。霧化會慢慢長；每次搬動、上機、下機，都可能沾到微粒；連靜電和電場，都可能傷到光罩上很細的線。

所以光罩用了一段時間，就要拿下來再掃一次。查太勤，光罩不能用的時間變多；查太少，問題可能長大了才發現。研究也在算，多久查一次最划算。

晶圓那一邊也在幫忙看。顯影後的檢查如果發現，每一格同一個位置都有同一個點，叫重複缺陷，幾乎就是光罩的事；只在一格出現的，比較可能是晶圓上的微粒。

每一片光罩也有履歷：哪天進廠、膜貼多久、曝了多少、每次檢查看到什麼。

光罩髒了或壞了，怎麼辦？

先停用、換備用的，再查。光罩先下機，有備用的就換上去，再把它放到檢查機上放大看。接著回頭找：這個點從哪一批開始有的？那幾批先 Hold 住，交給負責那批貨的人判斷；還沒進蝕刻的，可以重工。

怎麼處理，要看找到的是什麼：

看到什麼	常見的處理
小灰塵在保護膜上	多半印不出來：記下位置，之後繼續追
微粒在膜底下、落在圖案上	拆膜、清洗、貼新膜，再檢查
霧化	拆膜、洗掉結晶、換新膜，常送回光罩廠做
保護膜刮傷或破了	換一片新膜
圖案本身多一塊或少一塊	洗不掉：送光罩廠用很細的離子束等方法修補，修不好就重做一片

有兩件事不能省。第一，洗過、修過、換過膜的光罩，一定要再掃一次，有時還要試曝，才放回去。第二，光罩不能無限次洗：每洗一次，光罩上的膜也可能被吃掉一點點，透光的程度跟著變。

送走的那幾天，那一層只能靠備用的光罩。沒有備用，那一層的貨就要等。

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」，左右滑到光罩工程師（標著 Beta），就是這個位子。你大部分時間在黃光區和自己的座位之間跑；那一區為什麼是黃的，見「黃光區為什麼是黃色的？」。四個班照你打開的時間：

• 深夜班「起霧」：這週的光罩 on-call 是你。03:10，光罩檢查機對一片光罩報了霧化，下一批貨在曝光機前面等它。你在家看紀錄和影像，決定讓它繼續鎖著、改用備用的，還是先放它上機；天亮再寫送洗單。
• 早班「洗過回來」：兩天前送洗的光罩寄回來了，出貨報告說乾淨。你自己收貨檢查，一行一行對，發現保護膜底下多了一顆很小的粒子。要不要照實告訴光罩廠？10:30 的急件要用它，要不要先試曝一片？
• 午班「膜上一道線」：一片光罩的保護膜上有一道刮痕，這一層沒有備用。你在斜光燈下分出刮痕在膜上還是圖案上，再決定繼續用，還是送去換膜、讓這一層停兩天。
• 晚班「同一個位置」：黃光製程工程師打來：每一個曝光區，同一個位置都有同一個點。要不要請黃光先換備用的光罩？拿下來一看，是外來的粒子：送回光罩廠，還是在廠裡洗、洗完自己驗？最後還要找出它從哪一批開始。

遊戲裡的公司、光罩廠、人物、光罩編號、批號和數字都是虛構的；光罩工程師顧什麼、霧化和保護膜是怎麼回事，照公開的一般資料寫，實際的分工每家公司不一樣。其他行話可以到「半導體晶圓廠的行話，白話解釋」查。