在半導體製程中，晶圓保護膜的主要功能是防止晶圓受到 物理損傷 與 化學污染， 當保護膜本身受到殘膠 或 微粒污染時，可能會間接影響晶圓的良率。因此了解晶圓保護膜可能的 殘膠與微粒汙染原因 並提前做預防，有助於減少保護膜汙染的可能。
殘膠 & 微粒汙染的可能原因
晶圓保護膜的殘膠現象與微粒汙染 可能源自多個方面，包括但不限於： 製造環境中的微粒、黏著劑導致殘膠的現象 與 離型膜表面粗糙度低 導致粒子轉移脫落，以下將探討這三個可能的汙染原因：
1、製造環境中的微粒汙染： 當考量晶圓保護膜的汙染時，製造環境中的微粒污染是不可忽視的一個重要
因素。這些微粒可能來源於空氣中的塵埃、設備的磨損、甚至是人員的衣物上， 然而微粒可能在晶圓保護膜取下離型膜過程中，附著於晶圓保護膜 黏膠表面， 導致最終產品良率降低。
為有效控制這些污染，無塵室(也可稱為潔淨室) 在半導體製造中的角色變得至關 重要。無塵室是一種高度控制的環境，其設計目的是最大限度地減少空氣中的微 粒、控制溫度和濕度等環境參數。無塵室通常根據潔淨度等級進行分類， 以 ISO 14644-1 為國際標準，潔淨室最高等級為 Class 1 (潔淨室 10) ， 其要求是 每1立方公尺空間中只能含有10個直徑為 0.1um 的微粒。 而半導體製程使用的無塵室等級範圍從潔淨室 100 到 潔淨室 10000， 不同製程會根據需求選擇相應等級的無塵室，以確保生產環境的精密和可靠。 (International Organization for Standardization 2015)
無塵室對於微粒控制極其嚴格，人員進入無塵室時，必須穿著無塵衣 防止人員 身上的微粒造成汙染。然而無塵室的重要性不僅在於控制微粒，還在於提供穩定 的環境，減少溫度和濕度對製造過程的干擾，可以確保晶圓表面在生產過程中保 持高度潔淨，從而降低污染的風險。
2、黏著劑 黏著強度帶來的影響：
黏著劑一般為 液體狀態，因其流動性而增加與基材接觸的面積，再藉由 固化 與 基材表面凹凸不平處相互扣鎖 進而提升黏著力。在撕除晶圓保護膜的過程中， 若黏著劑 黏著力過強 ，可能造成固化後的黏著劑去除更加困難，導致部分黏著 劑無法從晶圓表面移除，造成殘膠的可能性 進而影響產品的最終性能。
然而 黏著力不足 則無法有效貼合薄膜與晶圓 ，在研磨晶圓背面的步驟中， 研磨粉塵可能進入半導體晶片表面與黏合劑層之間，導致半導體晶片可能破裂或
半導體晶片表面可能被污染。 (Takanobu Koshimizu , Makoto Kataoka , Masafumi Miyakawa , Hideki Fukumoto , Yoshihisa Saimoto , 2005)
選擇合適的黏著劑極為重要，黏著劑的固化方式大致分為 熱固化 與 UV固化 ， 必須依照 機台設備 與 材質特性 選擇固化方式，比如光學薄膜遇熱會白化， 就不適合使用熱固化。此外選擇黏著劑時 也需考慮薄膜基材的種類， 比如使用在PET上的黏著劑配方，如果使用在PVC上 因兩者的表面粗糙度不同， 可能導致PET黏著劑 黏著力下降。
3、離型膜表面粗糙度低 (平整性低) 導致粒子轉移脫落
當離型膜的基材表面粗糙度較低，表示其平整性不足，這會使得離型劑較難緊 密貼合於基材表面。在離型過程中，因貼合不良 離型劑中的粒子可能會脫落並 轉移到晶圓上，進而導致晶圓表面受到汙染。 故應選擇平整性高的薄膜，有 助於與離型劑有效貼合 以減少粒子轉移的風險，進而提升晶片生產良率。
高平整 與 高透光 在半導體製程中的關鍵作用
薄膜的平整性對於晶片生產的良率至關重要，但在半導體製程中的光學應用，
只有高平整性是不夠的 還必須具備高透光度；
例如 在光刻製程 (註1)中，光罩 (註2)所使用的保護膜，就要同時具備高透光 與 高平整 , 目的在於提升光刻製程的精度 與 避免光罩受到微粒汙染或殘膠問題。
在曝光階段，光罩必須將光精確地透射至晶圓上，而任何光的衰減都可能導致 圖案失真 , 高透光 可以最大限度地減少光的衰減，利於圖案的轉印。
高平整性 則有助於增強保護膜黏著劑的附著強度，使其緊密貼合光罩進進而避
免光罩受到微粒污染。同時在取下保護膜時，平整性良好的保護膜也能有效降低
殘膠的產生，進一步保護光罩的完整性。
註1：光刻製程 是一種半導體製程中的光學應用，將透過刻好的電路圖案轉 印到晶圓上的過程。在這個過程中，光刻技術使用光的曝光來精準地將圖案刻畫
在晶圓的表面，藉此形成半導體器件中的電路，如圖(1) 所示。
註2：光罩 在光刻製程中扮演了至關重要的角色。光罩是一個帶有特定圖案的透
明板，通常由石英玻璃製成，其上覆有保護膜。光罩的圖案相當於半導體電路
的藍圖，通過光罩上的圖案，光可以被選擇性地透過或阻擋，以將該圖案精確地
投影在晶圓上的光刻膠層，從而在晶圓表面上形成相應的電路結構，如圖(2)所示。
一般的光學薄膜在透光度與平整性之間呈現反比關係，因為高透光度代表薄膜表面越光滑，進而降低薄膜的加工性，可能導致晶片生產良率的下降。總結來說半導體製程中的光學應用對薄膜的要求不僅限於高平整性，需同時具備高光學物性。只有同時具備這兩項特性，才能確保光刻製程的精度、有效避免光罩受到污染或殘膠問題，進而提高整體製程的效率。
敝司的 COSMOSHINE BiO™ 同時具備高平整性 與 高光學物性
一般的PET薄膜 透光度 與 平整性 成反比，因為 高透光度 代表薄膜表面越光滑，
越不好加工，但敝司的 COSMOSHINE BIO™ 同時擁有高透光 & 高平整性 優勢，這意味能更有效運 用在光罩保護膜 或 晶圓保護膜上，有助於提升晶片生產的良率。
除了同時擁有 高透光 & 高平整性 的優勢外，更具備另一項優勢，對於重視碳足跡的企業而言，COSMOSHINE BiO™ 是一個絕佳的選擇，因為薄膜本身使用25%以上生物質來源的樹脂製成，可減少高於10%碳排放，有助於碳足跡減少。
COSMOSHINE BiO™ 物性表
項目 | COSMOSHINE BiO™ (50μm) | Virgin-Petrol PET (50μm) | 測定方法 |
Total Luminous Transmittance | 90% | 88% | JIS K-7361 |
Haze | 0.8% | 2.3% | JIS K-7136 |
BioMass base ratio | 25~30% |
COSMOSHINE BiO™ 無疑為追求 高性能 與 ESG材料的企業提供一個理想選擇。如需進一步了解我們的光學解決方案和生物質PET， 歡迎隨時聯繫 C&T
References:
1、許家維 Chia-Wei Hsu，唐麗英 Dr. Lee-Ing Tong，國立陽明交通大學 管理學院工業工程與管理學程，2005-02，https://ir.lib.nycu.edu.tw/handle/11536/62491
2、Takanobu Koshimizu , Makoto Kataoka , Masafumi Miyakawa , Hideki Fukumoto , Yoshihisa Saimoto , Method of protecting semiconductor wafer and adhesive film for protection of semiconductor wafer , 2005 , https://patents.google.com/patent/US7501312B2/en
3、黃崇傑，工研院工業材料研究所，塑膠基板沉積ITO薄膜技術，2010-05-05，
5、郭雅欣，微影製程再進化！複雜電路的祕密，2020-12-07 https://scitechvista.nat.gov.tw/Article/C000003/detail?ID=ba7d1350-814b-409a-8fde-3e1b20d9cd6d
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