閎康全方位檢測 助半導體廠推進新產品與新製程

閎康科技總經理謝詠芬。

展望今後數年，環顧全球半導體產業，眾所周知有幾大亮點，首先是大陸半導體產業的蓬勃興盛，不論晶圓廠或IC設計公司，新廠興建的速度相當快；其次是新產品與新製程的大量湧現，產品面部分有車用電子、手機應用及人工智慧等火熱題材，製程面部分不僅含括從16奈米、10奈米、5奈米到3奈米等快速的進化路徑，也帶動許多新材料、新結構的應運而生，譬如FinFET和奈米碳管即是典型例子。

毫無疑問，前述無論在產業面、產品面或製程面的發展趨勢，皆可望為檢測分析技術服務產業，挹注強勁的商機動能。閎康科技總經理謝詠芬表示，以新產品開發為例，從無到有的過程，一定得歷經研發、ES(工程樣品)、CS(客戶樣品)、試產及量產等不同階段，其中ES階段需驗證產品的基本功能，CS階段更需確認實用性與耐用度，皆須使用RA(可靠度分析)、FA(失效分析)與MA(材料分析)等服務，特別是因應新型材料與結構的轉變，更使MA需求呈現大幅攀升之勢。

綜合各種因素，謝詠芬歸納，未來牽動半導體檢測分析產業發展的主軸，將環繞在5個關鍵題材，包含3D結構(例如FinFET電晶體、CoWoS封裝技術)、混成材料的整合應用(例如HKMG、SOI、生物元件等等)、整合性分析技術、全方位的故障分析，及經由車用電子所觸發的大量可靠度驗証需求。

影響所及，近年來許多檢測分析業者紛紛加強材料分析布局，不約而同主攻穿透式電子顯微鏡(TEM)。然而謝詠芬認為，完整的MA需求，必須同時涵蓋影像解析度和元素偵測極限等兩大構面，有的分析項目，高度倚重影像解析、對元素解析要求則低，便適合採用TEM，主要偏向材料尺度的觀察。

但其餘項目未必如此，需要倚靠二次離子質譜儀(SIMS)、傅立葉紅外線光譜分析儀(FTIR)、歐傑電子能譜儀(Auger)、X-射線螢光分析儀(XRF)等其他各式分析技術的支撐；著眼於此，閎康同時針對影像、元素等兩大解析軸向進行完整布局，非僅側重單一技術的發展。

佈建完整工具  全面解析電性失效

以前述SIMS而論，專家甚至認為它已超越MA層次，應歸類在SA(表面分析)，如果以金字塔結構來定位不同檢測技術，SA正是落在最頂端位置，因為它不論在設備投資、人力訓練等方面的養成門檻都非常高，人員訓練至少歷時兩年，平均一台檢測儀器要價300萬歐元，因此亞洲地區鮮少有獨立實驗室提供SIMS服務，然而半導體業者在開始建置產線時，基於離子佈植調機或元件參數調整等需求，皆會對SIMS驗證需求若渴；在此情況下，擁有全亞洲罕見SIMS實驗室、並從2005年深耕該項服務的閎康，即可巧妙填補這道需求缺口。

憑藉材料分析、表面分析，都未必能滿足所有檢測需求，因為畢竟它們也僅能解析材料的尺度與濃度，倘若再補上「電性分析」精準點出故障位置，整個拼圖就會更加完整。

只不過，具有確認失效位置功效的電性分析工具，種類其實不少，常見的項目有光子顯微鏡(EMMI)、雷射熱阻偵測儀(OBIRCH)，及紅外線熱感測儀(Themos)，多數檢測分析服務業者都以這些工具為主力，頂多再搭配被動式電壓影像對比(PVC)、導電原子力顯微鏡(C-AFM)，但這般電性故障分析結構，其實仍有進步空間。

比方說，假使客戶想找出接面的缺陷、或觀察p-n接面的輪廓並計算擴散長度，憑藉上述任何一項工作，都難以達成目標，即需借重EBIC(Electron Beam Induced Current)，另可透過EBAC(Electron Beam Absorbed Current)，快速有效找出線路上的開路(Open)或橋接(Short)位置；此外若要在避免破壞樣品下量測I-V特性，便需動用非破壞性的奈米探針(Nano-probe)工具，如果要量測電場向量，就必須倚靠電光探測(Electro-Otic Probing；EOP)工具。

前述舉凡EBIC、EBAC、奈米探針及EOP，皆是閎康擅長採用的量測工具，藉此定位更多潛在電性故障點，使其FA失效分析的構面更形完整，這些新開發的FA技術都是現在的同業所沒有的，也是閎康領先業界的特點之一。

謝詠芬接著說明，檢測分析技術能量的建立，應像是醫院的思維。每一個求診的患者，可能都有不同症狀，故醫院理當設置不同科別、提供不同醫療服務，如此才能全方位照顧到所有病患的需要，所以閎康不僅兼顧RA、FA、MA與SA的全面發展，近年也開始跨足CA(化學分析)，意在滿足奈米藥物、液態奈米材料開發等生醫應用需求，如此才有完整的能力協助客戶解決各式各樣難題。