泛铨积极布局TEM 强化半导体先进制程分析能量
- 郑斐文/台北
随着半导体制程精进,一些原本被视为矽材料物理极限的关卡,不管是几年前的22纳米、或后来的7纳米,都因新材料、新结构的出现而告突破;持续不断的创新研发,不仅支撑半导体暨相关设备产业的发展,亦使材料分析产业雨露均沾,譬如擅长提供穿透式电子显微镜(TEM)、聚焦离子束显微镜(FIB)等材料结构分析服务的泛铨科技(MSS),即受益良多。
泛铨科技执行副总暨技术长陈荣钦认为,展望今明两年,一方面伴随5纳米、3纳米等等先进制程的推展,其间应运而生的新材料或新结构,皆需进行功能性验证,二方面大陆的半导体新厂为数甚多,尽管普遍落在28、16或14等纳米制程,但同样需要借重TEM分析;由此观之,无论新技术或原有需求的扩充,都将驱使TEM材料分析需求攀高。
陈荣钦形容,TEM有点像人的眼睛,但人眼解析极限仅为毫米等级,电子显微镜(以下简称「电镜」)却可达到纳米等级,彼此差距为百万倍;而电镜又可分为TEM透射电镜,及SEM扫描电镜,惟随着16、10、7、5、3等纳米制程一路推进,唯独TEM犹能展现出色的图像分辨率。
所谓TEM,是利用高能电子束穿透超薄样品,撷取直射电子或弹性散射电子成像,抑或作成绕射图案,以解析超薄样品的微结构组织及晶体结构。
要想做好TEM,主要维系在「观察」与「制备」等两大关键,这些固然都需要仰靠设备辅助,但任何材料分析业者只要愿意投资,其实都不难引入先进仪器,你有的,他可能也有,故单凭设备不足以建立绝对的竞争力,必须借重技术人才、展现优异的研发能力,才能让相同设备得以发挥不同效益。
掌握独特诀窍 避免TEM样品受伤害
「泛铨在TEM的布局关键,就是人才培育」陈荣钦说,TEM系以电子束来穿透样品,而样品的厚薄度,将决定TEM影像品质,因此欲展现好的「观察」能力,就必须先练好「制备」基本功。
从制备到观察,泛铨从不轻忽每一环节,也不吝投注资源培养人才,例如对于负责样品前置处理的助理人员,平均给薪达到新台币70万元水准,等于业界具硕士学位的工程师薪酬,有助于确保样品表面清洁、镀保护层等等基础工作,都必定做得扎实到位,由此不难看出泛铨对于样品处理的人力与技能养成,确实十分重视;影响所及,如今泛铨对样品的减薄能力,已纵深到业界平均水准(100nm)的1/10到1/5厚度,足以透析样品当中任何单一结构。
论及泛铨赖以塑造差异化优势之关键,除了人才培育、样品处理能力,尚包括几个面向。首先泛铨一向秉持「中央空厨」做法,不论制备、产出分析报告的地点,都集中在新竹总公司,与同业惯于贴近重要客户、设置分支据点之做法,有莫大差异。
陈荣钦解释,将分析服务能量予以分散部署,好处是增加能见度,让客户容易看到你,但连带徒增管理难度,可能碍于备多力分,使某些据点未必拥有足够的专业人才;泛铨评估,台湾的半导体制造与设计业者,大致座落在新竹、台南与台北等地,纵使客户位于较远的南科,泛铨亦能在3小时内取得样品,而且拜能力与资源全数集中所赐,也更有优势条件,足以妥善回应客户需求,产出好的分析报告。
另不可讳言,TEM藉由高速电压解析影像,难免对样品有所影响,某些材料譬如光阻材料、低介电材料(low-k)等等,都可能产生变形,使客户端制程参数的调整出现误差;有监于此,泛铨组织了专门的研发团队,设法将此影响限缩在可控范围,至今已展现成效,尤其对于抑制光阻的变形,已达到领先业界的水准。
持平而论,客户检视材料分析服务业者的主要症结,不外乎在于品质、交期、价格,谁愈能让三块趋于最佳平衡,就愈有机会赢得客户芳心,其中较不容易凸显差异化优势的环节,莫过于交期;为此泛铨发展特殊的排程方法,可在既定产能下,针对忠诚度较高的客户,给予较好的交期承诺,帮助客户加快Time to Market进程。
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