中山大携英牛津仪器 共推新量测模式 高效验证降风险
- 李浚诚／台北
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半导体制程愈往2纳米、1.8纳米推进，芯片愈做愈小，材料与界面结构却愈来愈复杂。对工程师而言，真正困难的不只是「看得够不够细」，而是当晶圆或材料出现异常时，能不能在不破坏样品的情况下，快速找到问题，并把分析结果及早回馈到制程开发。
传统材料分析往往需经过切割、研磨与抛光等多道前处理，不仅耗时，也可能改变原始样品状态。更重要的是，一项新量测技术即使在研究室中表现出色，若没有经过实际试片验证、分析流程建立及设备端持续调校，也不代表能直接进入晶圆厂或先进封装产线。如何让新量测技术跨过「实验室到产线」这段距离，正是中山大学此次台英合作的核心。
透过英国在台办事处支持的「台英创新产业研究人员移地研究计划（UK-TW Innovative Industries Programme；I2P）」，中山大学携手英国牛津仪器（Oxford Instruments）展开合作。中山大学提供半导体试片、研究能力与验证场域，Oxford Instruments则导入材料分析与量测技术，让新方法先在学研环境中完成测试、分析流程建立与最佳化，再逐步衔接半导体制造与先进封装的实际需求。
Oxford Instruments源自英国牛津，由牛津大学学者创立，是牛津大学科研成果商业化的重要代表之一。公司长期深耕材料分析、显微成像与半导体相关量测技术，在台湾亦已有长期布局与产业应用经验。此次合作因此不只是单纯导入设备，而是希望结合其材料分析技术与中山大学的试片制作、研究及验证能力，缩短先进量测技术从研究成果走向产业应用的时间。
进产线前先过验证关 中山打造量测测试场
中山大学半导体学院与工学院共同建置「联合实验室」，除投入先进量测研究与人才培育，更能作为新技术进入产业前的重要验证场域。实验室可自行制作金属氧化物界面、矽穿孔及混合键结封装等具量测挑战性的试片，让研究团队能在接近实际制程需求的条件下进行测试，并逐步建立标准化分析流程。
中山大学助理教授李伯轩指出，Oxford Instruments的背向电子与X光侦测器（Backscattered Electron & X-ray；BEX）可搭配扫描式电子显微镜（SEM），快速取得材料结构与元素分布信息；再结合高分辨率Extreme侦测器，可进一步提升微小结构、界面区域与复杂材料的识别能力。
对工程师而言，这些量测能力的价值不只是影像「看得更清楚」，而是有机会减少繁复样品前处理，更早发现材料或界面异常。当问题能在研发或试产阶段及早被识别，就能缩短故障分析、制程验证与参数调整时间，也有助降低反覆测试带来的研发成本。
从学界到设备端 台英建立量测技术共创模式
此次合作真正特别之处，在于量测技术并非由学校完成研究后才交给产业，而是在验证过程中，就让学界与设备端持续交换结果。中山大学利用具挑战性的试片建立分析方法与标准作业流程（SOP），再将量测与验证成果回馈Oxford Instruments，协助设备与分析流程持续优化；完成学研端验证后，再逐步朝半导体制造与先进封装等实际应用需求推进。
这样的合作模式，等于在新技术真正进入晶圆厂前，多建立一道验证与最佳化环节。新技术可先在学校测试是否可行，再由设备端根据实际结果持续调整，降低直接进入产线后反覆试错的风险。
Oxford Instruments成像与分析事业部总裁Christian Lang指出，透过与中山大学合作并运用I2P计划资源，可进一步展示材料分析方案如何协助半导体制造商提早识别可靠性风险、加速故障分析，并支持更稳健的先进封装技术发展。
I2P串起产学研 让研究成果不只停在实验室
对先进技术而言，从研究成果走到实际产业应用，往往需要的不只是单一企业或学校的能力，而是一条能让研究、设备与产业需求持续往返验证的合作链。
I2P在此次合作中扮演的角色，正是透过台英双边研究与人员交流，把中山大学的研究与验证能力、Oxford Instruments的设备与材料分析技术，以及后续半导体产业需求串在同一个合作架构中。换言之，I2P的价值不只在于促成台英双方认识，而是让「学界提出方法、设备商优化工具、产业验证应用」不再各自分开进行，而能在技术开发早期就彼此交换结果。
对中山大学而言，联合实验室因此不只是校内研究平台，更可成为新量测技术进入产线前的重要验证节点；对Oxford Instruments而言，也能透过实际试片与研究结果持续优化量测方法与设备应用。
随着先进制程与先进封装持续提高量测速度、解析能力与样品完整性的要求，量测也正从制程后端的检测工具，逐步成为加快技术开发与量产导入的重要环节。未来双方也期待持续深化合作，让更多新量测技术从校园完成验证，再走进真正的半导体产线。
