Wafer Traceability 是什麼？
Wafer Traceability（晶圓可追溯性）是指半導體 fab（wafer fabrication facility）內每片晶圓從投料到出廠全程可追蹤的能力。每片晶圓身上有獨一無二的 wafer ID、透過 wafer ID reader 讀取確認身分、將每道製程的資料（tool ID、timestamp、參數等）記錄到 MES（Manufacturing Execution System）系統。
核心價值：確保製程紀錄完整、避免混料錯誤、加速良率問題追溯定位。
資料來源：Cognex 官方 wafer traceability 應用頁（Cognex：半導體製造的晶圓追溯應用）+ SEMI M1 矽晶圓標準。
為什麼半導體需要 Wafer Traceability？
半導體晶圓從入 fab 到 dice、經過 數百道製程（例如 300+ 道，依產品而異）（光罩、蝕刻、CMP、薄膜沉積、離子植入、Metal deposition 等）。晶圓價值可因製程與產品而有很大差異，數千至上萬美元僅作價值較高產品的情境參考、走錯 tool 或製程順序可能造成報廢與良率追溯困難，損失仍依實際製程及可否重工而定。
Wafer Traceability 提供 3 大關鍵價值：
- 身分不可混淆：每片晶圓 SEMI T7 DataMatrix + SEMI OCR 字元、fab tool 讀取確認後才做下一道製程
- 製程可追溯：每道製程記錄該 wafer ID + timestamp + tool ID、良率下降時快速定位問題製程
- tool 利用率提升：自動化讀取 > 人工核對、tool idle time 降低、產能提升
Wafer ID 標識方式
半導體業標準 wafer ID 標識方式：
| 標識方式 | 位置 | 技術 | SEMI 標準 |
|---|---|---|---|
| SEMI T7 DataMatrix | 晶圓背面 | 雷射蝕刻、8×32 dot 陣列、Reed-Solomon 錯誤更正 | SEMI T7-0302 |
| SEMI OCR 字元 | 晶圓正面 flat / notch 附近 | 雷射蝕刻 SEMI 半導體字型 | SEMI M12/M13/M1.15（T1-95 為 BC412 條碼） |
實務上兩者常同時使用做 fallback：主 SEMI T7 DataMatrix、退 SEMI OCR。提升整體讀取穩定性。
Front-end vs Back-end 追溯
| 階段 | 應用 | 追溯基於 | 讀取／品質驗證設備 |
|---|---|---|---|
| Front-end（前段） | wafer fabrication（光罩 / 蝕刻 / CMP / 薄膜沉積等 數百道製程（例如 300+ 道，依產品而異）） | wafer ID (SEMI T7 + SEMI OCR) | Cognex IS1741 |
| Back-end（後段） | packaging / testing / dice / wire bonding | IC 載板 DataMatrix / carrier ring OCR | Cognex DataMan 475V（品質驗證） + IS1741（OCR 讀取） |
Cognex 讀取方案
Cognex 在半導體 wafer traceability 領域提供完整方案：
- Cognex In-Sight 1741：可用於 wafer ID 讀取、SEMI T7 + SEMI OCR 雙備援
- Cognex In-Sight 1742：IR 880nm 專用、超薄氧化物 / 氮化物 / 聚醯亞胺塗層晶圓
- Cognex DataMan 475V：Back-end IC 載板 DataMatrix ISO 15415 驗證
- 12 光源模式：明視場 + 暗視場、應對 CMP 磨損、藍寶石基板、超薄塗層
- 6 種通訊協定原廠支援：TEL / Accretech / EG / LKx5 + In-Sight native
SEMI E90 Substrate Tracking 標準
SEMI E90（Specification for Substrate Tracking）是 SEMI 制定的 Fab 內基板（substrate）追溯資料模型標準，定義 wafer / reticle / carrier 在 fab 中被 tracked 時、tool 之間應交換哪些資訊、以怎樣的資料結構呈現〔SOURCE · SEMI International Standards Directory · E90 Standard for Substrate Tracking〕。
E90 通常與其他 SEMI 通訊標準一起實作、才能組成完整的 fab traceability 資料流：
| SEMI 標準 | 在 traceability 中的角色 |
|---|---|
| SEMI E90 | Substrate tracking 資料模型（wafer / reticle 追溯的資料結構定義） |
| SEMI E30 GEM | Generic Equipment Model — tool ↔ MES/host 通訊語意標準 |
| SEMI E37 HSMS | High-Speed Message Services — GEM 的傳輸層（TCP/IP based） |
| SEMI E87 | Carrier Management — FOUP / carrier 生命週期管理 |
| SEMI E40 | Process Job — 製程 job 定義（哪片 wafer 走哪道製程） |
追溯紀錄常需要關聯 substrate ID（wafer ID）、timestamp、tool ID及carrier ID；實際欄位與資料庫主鍵由系統設計決定。SEMI E90 定義設備端基板資訊管理的概念、行為及訊息／服務，不是規定所有 MES 都以這四個欄位作主鍵。讀碼器先把結果交給設備控制端，再按廠端介面串接資料。
來源：SEMI International Standards Directory（store-us.semi.org）· SEMI E90 完整規範需向 SEMI 購買、實作細節請洽 fab MES 供應商或 VSK 工程師討論整合方式。
MES 系統整合
Wafer Traceability 需要跟 MES（Manufacturing Execution System）系統整合：
- wafer ID + timestamp + tool ID + 製程參數 傳到 MES 紀錄
- Cognex In-Sight 1741 可經 Ethernet TCP/IP 或指定協定輸出 wafer ID；由設備控制端或上位系統建立資料對應，再串接 MES。
- 半導體 tool 端（TEL / Accretech / EG）發送觸發訊號、讀取結果傳回 tool + MES
- MES 系統紀錄每片晶圓全程軌跡、supporting 良率追溯 / 稽核 / 客戶要求
Wafer Traceability 常見問題 Q&A
Q1：Wafer Traceability 是什麼？
Wafer Traceability（晶圓可追溯性）是半導體 fab 每片晶圓從投料到出廠全程可追蹤的能力、基於每片晶圓上獨一無二的 wafer ID（SEMI T7 DataMatrix + SEMI OCR 字元）在 數百道製程（例如 300+ 道，依產品而異）中自動追蹤、確保製程紀錄、避免混料、加速良率追溯。
Q2：為什麼半導體需要 Wafer Traceability？
晶圓價值可因製程與產品而有很大差異，數千至上萬美元僅作價值較高產品的情境參考、在 fab 內經過 數百道製程（例如 300+ 道，依產品而異）。若走錯 tool 或製程順序，可能造成報廢與追溯困難；結果仍依實際製程及可否重工而定。Wafer Traceability 提供身分不可混淆、製程可追溯、tool 利用率提升 3 大關鍵價值。詳見 為什麼需要。
Q3：Wafer ID 標識方式有哪些？
半導體業標準：(1) SEMI T7 DataMatrix 條碼（晶圓背面雷射蝕刻、8×32 dot、Reed-Solomon 錯誤更正）；(2) SEMI OCR 字元（晶圓正面 flat/notch 附近雷射蝕刻、SEMI 半導體字型）。實務上兩者常同時使用做 fallback。詳見 標識方式表。
Q4：Front-end vs Back-end wafer traceability 有什麼不同？
Front-end（前段）：晶圓在 fab 內製程階段、包含光罩 / 蝕刻 / CMP 等、追溯基於晶圓 ID。Back-end（後段）：晶圓切成 die、進入 packaging / testing 階段、追溯基於 IC 載板 / carrier ring 等新標識。詳見 Front-end vs Back-end 對照。
Q5：Cognex 如何協助 Wafer Traceability？
Cognex In-Sight 1740 系列（IS1740 / IS1741 / IS1742）可作為 wafer ID 讀取設備、支援 SEMI T7 DataMatrix + SEMI OCR 雙備援讀取、12 光源模式應對 CMP 磨損等挑戰、原廠支援 TEL / Accretech / EG / LKx5 半導體 tool 通訊協定、提供 wafer ID 讀取，並與設備端／MES 共同建立追溯流程。
Q6：Wafer Traceability 需要跟 MES 系統整合嗎？
完整製程追溯需把 wafer ID 與時間、設備及製程資料關聯到 MES。IS1741 的 Ethernet TCP/IP 是讀取結果輸出介面；仍須由設備控制端或上位系統配置資料格式、timestamp 及 MES 對接。詳見 Wafer Sorter Cognex 整合技術指南。
Q7：VSK 可以協助 Wafer Traceability 導入嗎？
VSK 是 Cognex Partner System Integrator (PSI) 認證代理、提供 Cognex In-Sight 1740 系列（IS1741 主力、IS1742 IR 光專用）完整選型 + 整合服務。可與 VSK 工程師討論具體 fab 環境、wafer marking 條件、MES 整合需求。聯絡 VSK 工程師 →
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SEMI T7-0302 標準完整定義
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Kawasaki / Brooks / RECIF tool 整合 + 通訊協定
需要 Wafer Traceability 解決方案？
VSK 是 Cognex 官方 PSI 認證代理，提供 In-Sight 1741 的選型、讀碼設定、影像辨識與視覺端資料輸出建議。