Geometry
形状
厚度、TTV(GBIR)、Bow、Warp、GFLR。 上下两只电容式传感器隔着晶圆相对而置，以非接触方式读取。
What we build
一次搬运测九项，就地完成分选
在多台设备之间来回搬运晶圆，既费时间，测量值也更容易漂移。 ZAFS 只取放一次，就取得形状、电学与识别信息， 并按配方设定把每片晶圆送入对应的输出端口。
Electrical
电学特性
电阻率 1 ~ 1,000 Ω·cm，P/N 导电类型判定。 电阻率每片最多可取 3 点，用以观察片内分布。
Identity
识别与分选
正反面 2 台 OCR 读取激光刻码 ID，并与载片盒条码比对。 确认直径后，按等级送入对应输出端口。
Scientific originality
精度来自物理，而不是传感器
用同样的传感器，两台设备给出的数值却不同。 差别在于如何处理晶圆在测量过程中经历的物理现象。 以下是 ZILAB 换了一种方式来建立的四个问题。
-
01
把自重挠曲建模，再分离出去
直径 300 mm、厚 0.8 mm 的硅圆片，仅凭自重就会下垂数微米。 卡盘上的晶圆所呈现的形状，始终是 晶圆自身形状 + 重力引起的弹性挠曲之和。 ZILAB 从硅的弹性常数与支承条件出发，把它作为 薄板弯曲问题求解，用基准晶圆标定系数，再从测量值中扣除。
这与减去一个经验常数不同。既然该项来自物理方程， 当晶圆厚度或支承条件改变时，可以用同一套逻辑重新建立。
-
02
厚度与形状在同一瞬间分离
上下传感器隔着晶圆相对。两者之间的基准间隙固定， 因此用间隙减去上下两个距离之和，即可无需翻面得到厚度； 两个距离之差则给出晶圆中性面的位置，也就是形状。
不必把厚度工序与形状工序分开运行。两者取自同一采样瞬间， 因此时间差带来的误差在原理上并不存在。
-
03
三个方向彼此约束
θ 轴每次将晶圆旋转 120°，以 2 mm 间距扫描三条直径线。 三条线都通过中心，因而互相约束各自的基准面。 借助这一约束，可以从同一组数据同时得到 最小二乘基准面(Best-fit)与三点基准面(3-Point)。
无论贵司规格采用哪一种定义，都不需要重新测量。 扫描线数可在配方中增加。
-
04
缺口不靠顶点，而靠对称性来找
直接寻找缺口顶点，会把传感器噪声原封不动地变成角度误差。 ZILAB 改为取缺口进入传感器视窗与离开视窗两点的中点来推定顶点。 这一方法利用缺口轮廓的对称性，因而对噪声不敏感。
改用该方法后，角度推定的离散度下降了一个数量级以上。 对准稳定，三条线相交的中心也随之稳定。
Verification
与其声称，不如对上
计量设备无法自证其数值。ZILAB 会把同一批晶圆， 与现场已在运行的同级商用设备并排测量， 并与客户已确定数值的基准(Reference)晶圆直接比对。
- 与同级商用设备交叉测量同一批 7 片 MSA 晶圆 —— Warp、Bow、中心厚度趋势一致
- 与客户提供的基准晶圆比对 —— Warp 平均偏差 0.36 µm，Bow 平均偏差 0.20 µm
- 同一点重复测量 10 次 × 5 组 —— 标准差 0.002 ~ 0.003 µm
- 出厂验收 —— 连续 Auto Running 100 片以上，设备原因故障 0 次
| 项目 | 基准值 | ZAFS | 偏差 |
|---|---|---|---|
| Warp (Best-fit) | 11.78 | 11.42 | 0.36 |
| Warp (3-Point) | 12.90 | 13.28 | 0.38 |
| Bow (Best-fit) | −5.16 | −5.35 | 0.20 |
| Bow (3-Point) | −8.47 | −8.58 | 0.12 |
ZAFS series
三款机型，同一测量原理
测量单元相同，不同之处在于晶圆尺寸、端口配置以及是否带分选功能。
8 端口 · 测量 + 分选
ZAFS 4000
对 300 mm、200 mm 晶圆完成全部项目测量并按等级分选。 输入 2 端口，输出 6 端口（良品 Grade 1 ×2、Grade 2 ×2、Reject ×2）。 节拍 55 秒/片。
3 端口 · 仅测量
ZAFS 3000 / 2000
3000 针对 300 mm，2000 针对 200 mm 晶圆。 测量项目与原理与 4000 相同，占地面积更小。
Where we are going
下一步，是用设备自己留下的数据来改进设备
ZAFS 已经为每一片晶圆记录原始扫描波形、对准诊断值与动作履历。 迄今为止，这些记录是出问题之后由工程师去翻看的资料。 今后，它将成为在问题发生之前读出征兆的素材。
Stage 1
提前预告停机
对准失败与搬运停机并非毫无征兆。 失败前数十分钟，先行指标就已开始波动。 学习这些指标，可把非计划停机变成计划停机。
Stage 2
在物理模型之上叠加学习
自重挠曲、平台基准面等物理模型解释之后剩下的残差， 才交给学习模型。这样的结构在数据不足时也不会崩塌。
Stage 3 · 4
参数与开发流程本身
扫描加减速、对准视窗等数十个参数由实测数据自动寻优； 在仿真器上进行自动回归，缩短发布周期。
Patent
专利申请中
ZILAB 已就上述测量原理中的核心部分提出专利申请，目前正在审查中。 具体构成与权利要求范围将在申请公开时于此处公布。
Company
2021 年起步，四年内 8 英寸与 12 英寸设备均已出货
ZILAB 是一家研制半导体计量与检测设备的公司。 机器人、视觉与模式识别专业出身的研究人员， 与 15 ~ 25 年设备开发经验的工程师， 从机构设计到控制软件全部自主完成。
物理能解释的，交给物理；
剩下的，才交给数据。
ZILAB 公司成立
ZAFS 系列启动开发
ZAFS 2000（8 英寸）出货
晶圆再生专业企业ZAFS 3000（12 英寸）出货
韩国大型晶圆制造商ZAFS 4000 首台出货
含分选功能ZAFS 4000 第 2 台出货