閎康完備方案滿足新一代元件的檢測分析需求
閎康完備方案滿足新一代元件的檢測分析需求
2015/07/28-簡嘉辰 半導體產業持續進展，除了16/14奈米FinFET製程邁入量產，各類新興的3D IC、MEMS、以及材料應用亦不斷推陳出新，已為材料分析帶來了新的需求與機會。
為了協助業者加速前瞻技術的研發，閎康科技已於今年建置多款最先進的檢測設備，可為新一代元件提供完備的分析服務。閎康科技技術長朱志勳博士表示，針對先進製程元件，最重要的是建立局部量測能力，才能有效、且正確地找出問題位置，並儘快解決。
適用於3D IC與MEMS的非破壞性分析
以3D IC為例，他解釋說，「在3D IC複雜封裝模組中，常常會發生需釐清問題是發生在晶粒、還是封裝過程中的情況。有時候封裝模組無法運作，但在去除封裝層次後，電路又恢復正常，這對開發人員帶來不少的困擾。」
對此，閎康科技特別提供了完整的非破壞性測試服務，包括紅外線熱感測儀(Themos)、時序脈衝式電性定位儀(Time Domain Reflectometer；TDR)、以及高解析度的3D X-ray顯微鏡與超音波掃描顯微鏡等，能在封裝元件尚未去除樹脂封裝前，就能先行偵測到異常發生的位置與原因，大幅提高IC製程良率改善時故障分析的成功率。
朱志勳解釋說，Themos主要原理是利用高靈敏度之InSb detector偵測IC在通電狀態下缺陷位置所產生出熱輻射分布，藉以定位出失效所在位置，因此可在IC未開蓋狀態下，先定位出失效點為IC本身或封裝問題。
對於印刷電路板或3D IC芯片外的電路偵錯，閎康科技的技術團隊可利用時序脈衝式電性定位儀(TDR)有效縮小電路故障的範圍，協助3D X-ray顯微鏡準確的找出故障位址的確切失效表徵。朱志勳表示：「TDR已成為複雜IC封裝故障定位不可或缺的工具，接著再利用超音波掃描(SAT)及X-Ray顯微鏡縮小失效區域，以進行細部偵測。」
閎康新近添購的超高解析度(0.7 um) 3D X-Ray顯微鏡設備，可應用於IC封裝、MEMS、3D IC等元件的電路板結構影像拍攝，檢查各種封裝元件的失效檢測，包括焊點中斷、短路、孔洞、裂縫等，對於MEMS、3D IC、電路板的非破壞性失效分析效果顯著。同時，3D X-Ray顯微鏡的3D圖像提供了傳統SEM、FIB縱切之外的一種非破壞新選擇。
而且成分對比清晰可見，可區分出鋁、矽等輕元素，這在傳統的3D X-ray CT是無法做到的。而就元件結構來看，MEMS與3D IC類似，其中包含了MEMS、CMOS晶粒等多層堆疊，因此也常需要採用以上這些非破壞性分析來找出是否有材料接合不佳等問題。
朱志勳強調，「透過一系列完備的非破壞性分析，我們能協助先行找出3D IC和MEMS等元件的失效位置，再進行下一階段的電性分析或問題矯正。憑藉著我們深厚的經驗與技術，可顯著縮短業者找出問題的時間，顯著加速開發時程。」
FinFET製程與前瞻材料應用
另一方面，針對FinFET製程(三維鰭式場效電晶體)，閎康也已建立了精確且快速的自動量測技術。朱志勳表示，以傳統手動方式在TEM影像上量測FinFET，過程中容易造成人為誤判。
為了有效降低人為的錯誤，並節省工時，閎康建立了影像自動圖形辨認技術，對3D元件技術的開發，提供更科學化的數據回饋。單一照片處理工時只要數分鐘即可。
此技術主要分成三個步驟，首先偵測TEM影像中亮度與對比的數值。再以數學微分法定義FinFET各層材料的邊界(profiling)，並將FinFET的邊界轉換成數據。
將FinFET邊界轉換成數據後，便可利用Excel做有意義的作圖，進一步凸顯分析數據的統計的量化指標，可讓研發工作更簡便、有效率。此外，奈米探針量測(Nano Probe)在目前IC製程技術門檻越來越高的世代中，是不可或缺的獨特技術。
以原子力顯微鏡成像，提供輕觸模式，應用在電晶體的電氣特性上，最小可至10奈米，無電子束電荷積聚的影響，可以量出正確的電晶體特性，pico-current可偵測出清晰的影像將IC電路失效位置清楚的表現出來。
朱志勳表示，隨著半導體製程技術的進展，新的材料技術也不斷地引進。例如0.13微米世代的low-k、銅製程、以及28奈米節點的high-k、金屬閘技術等。也因此，材料分析的重要性亦日益提升。對於LED、液晶TFT陣列來說，也是著重於微結構與化學組成的檢測分析。對此，閎康也都建立了完備的分析能力與設備。
完善的檢測設備與優質服務
為貼近服務客戶，從竹北台元科技園區成立的第一個失效分析(FA)實驗室開始，閎康現已擴充到新竹科學園區、展業二路實驗室、力行一路的矽導研發中心內的SoC實驗室、金山實驗室、台北內湖實驗室、台南南科實驗室、以及上海(張江高科技園區)各地，建立了涵蓋材料分析、故障分析與可靠度分析的完整研發平台，此外，亦已在日本大阪成立服務據點。
朱志勳表示，閎康提供分析服務目的是要協助業者加速研發流程，多年來，我們的客戶遍佈世界的領先的研究機構與半導體業者。我們深刻感受到，隨著技術的快速進展，越是願意投入資源於前瞻研發的業者，越是能夠認可我們提供的分析服務價值，並能逐漸拉開與競爭對手間的距離，而不是停留在原地只能做殺價競爭，這樣的例子比比皆是。
檢測分析服務的價值在於提供製程建議以及後續的支援能力，若能有效解決客戶開發初期的問題，讓產品提早上市，獲得的利潤是遠遠優於市場追隨者的。也因此，閎康除了建構最大的材料與失效分析產能外，更重要的是以技術取勝，讓優異的團隊成員來為客戶提供服務，而且台灣的分析技術能力已在國際市場上取得領先的地位。
DIGITIMES中文網 原文網址: 閎康完備方案滿足新一代元件的檢測分析需求 http://www.digitimes.com.tw/tw/dt/n/shwnws.asp?cnlid=13&cat=10&id=0000436524_0SM60N7F1NVH5354FE849#ixzz3h8yvuQ4c
