闳康全方位检测 助半导体厂推进新产品与新制程

闳康科技总经理谢咏芬。

展望今后数年，环顾全球半导体产业，众所周知有几大亮点，首先是大陆半导体产业的蓬勃兴盛，不论晶圆厂或IC设计公司，新厂兴建的速度相当快；其次是新产品与新制程的大量涌现，产品面部分有车用电子、手机应用及人工智能等火热题材，制程面部分不仅含括从16纳米、10纳米、5纳米到3纳米等快速的进化路径，也带动许多新材料、新结构的应运而生，譬如FinFET和纳米碳管即是典型例子。

毫无疑问，前述无论在产业面、产品面或制程面的发展趋势，皆可望为检测分析技术服务产业，挹注强劲的商机动能。闳康科技总经理谢咏芬表示，以新产品开发为例，从无到有的过程，一定得历经研发、ES(工程样品)、CS(客户样品)、试产及量产等不同阶段，其中ES阶段需验证产品的基本功能，CS阶段更需确认实用性与耐用度，皆须使用RA(可靠度分析)、FA(失效分析)与MA(材料分析)等服务，特别是因应新型材料与结构的转变，更使MA需求呈现大幅攀升之势。

综合各种因素，谢咏芬归纳，未来牵动半导体检测分析产业发展的主轴，将环绕在5个关键题材，包含3D结构(例如FinFET晶体管、CoWoS封装技术)、混成材料的整合应用(例如HKMG、SOI、生物元件等等)、整合性分析技术、全方位的故障分析，及经由车用电子所触发的大量可靠度验证需求。

影响所及，近年来许多检测分析业者纷纷加强材料分析布局，不约而同主攻穿透式电子显微镜(TEM)。然而谢咏芬认为，完整的MA需求，必须同时涵盖影像分辨率和元素侦测极限等两大构面，有的分析项目，高度倚重影像解析、对元素解析要求则低，便适合采用TEM，主要偏向材料尺度的观察。

但其余项目未必如此，需要倚靠二次离子质谱仪(SIMS)、傅立叶红外线光谱分析仪(FTIR)、欧杰电子能谱仪(Auger)、X-射线萤光分析仪(XRF)等其他各式分析技术的支撑；着眼于此，闳康同时针对影像、元素等两大解析轴向进行完整布局，非仅侧重单一技术的发展。

布建完整工具  全面解析电性失效

以前述SIMS而论，专家甚至认为它已超越MA层次，应归类在SA(表面分析)，如果以金字塔结构来定位不同检测技术，SA正是落在最顶端位置，因为它不论在设备投资、人力训练等方面的养成门槛都非常高，人员训练至少历时两年，平均一台检测仪器要价300万欧元，因此亚洲地区鲜少有独立实验室提供SIMS服务，然而半导体业者在开始建置产线时，基于离子布植调机或元件参数调整等需求，皆会对SIMS验证需求若渴；在此情况下，拥有全亚洲罕见SIMS实验室、并从2005年深耕该项服务的闳康，即可巧妙填补这道需求缺口。

凭藉材料分析、表面分析，都未必能满足所有检测需求，因为毕竟它们也仅能解析材料的尺度与浓度，倘若再补上「电性分析」精准点出故障位置，整个拼图就会更加完整。

只不过，具有确认失效位置功效的电性分析工具，种类其实不少，常见的项目有光子显微镜(EMMI)、雷射热阻侦测仪(OBIRCH)，及红外线热传感仪(Themos)，多数检测分析服务业者都以这些工具为主力，顶多再搭配被动式电压影像对比(PVC)、导电原子力显微镜(C-AFM)，但这般电性故障分析结构，其实仍有进步空间。

比方说，假使客户想找出接面的缺陷、或观察p-n接面的轮廓并计算扩散长度，凭藉上述任何一项工作，都难以达成目标，即需借重EBIC(Electron Beam Induced Current)，另可透过EBAC(Electron Beam Absorbed Current)，快速有效找出线路上的开路(Open)或桥接(Short)位置；此外若要在避免破坏样品下量测I-V特性，便需动用非破坏性的纳米探针(Nano-probe)工具，如果要量测电场矢量，就必须倚靠电光探测(Electro-Otic Probing；EOP)工具。

前述举凡EBIC、EBAC、纳米探针及EOP，皆是闳康擅长采用的量测工具，借此定位更多潜在电性故障点，使其FA失效分析的构面更形完整，这些新开发的FA技术都是现在的同业所没有的，也是闳康领先业界的特点之一。

谢咏芬接着说明，检测分析技术能量的建立，应像是医院的思维。每一个求诊的患者，可能都有不同症状，故医院理当设置不同科别、提供不同医疗服务，如此才能全方位照顾到所有病患的需要，所以闳康不仅兼顾RA、FA、MA与SA的全面发展，近年也开始跨足CA(化学分析)，意在满足纳米药物、液态纳米材料开发等生医应用需求，如此才有完整的能力协助客户解决各式各样难题。