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工業技術研究院

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工業技術與資訊月刊

315期2018年01月號

出版日期:2018/01/15

正方形 Icon 產業焦點Focus

SuperSizer捍衛台灣半導體良率優勢

撰文╱李幸宜 圖片提供╱工研院

半導體製程持續精進,工研院「新世代溶液奈米粒子監測系統(SuperSizer)」可量測粒子最小達五奈米,技術獨步全球。現已技轉致茂電子子公司兆晟奈米科技,期以鷹眼級的微縮製程檢測服務,協助提升台灣半導體產業的國際競爭力。

工研院研發的「新世代溶液奈米粒子監測系統SuperSizer」,量測極限可小至五奈米。
工研院研發的「新世代溶液奈米粒子監測系統SuperSizer」,量測極限可小至五奈米。

半導體製程需使用各種溶劑,溶液內的懸浮微粒大小與分佈會影響製程的品質和良率。隨著先進製程跨入七奈米以下,而現有技術無法監控溶液中20奈米以下的顆粒,形成監控時的空窗。

工研院的SuperSizer首創以氣膠粒徑量測技術應用於溶液中微奈米粒子的線上監測,搭配氣霧化溶液的方式,解決溶液中微小氣泡混淆線上監測結果的問題,可以24小時自動監測CMP研磨液、化學溶液及超純水等液體,量測更可小至五奈米,量測精度領先全球;更重要的是,採用SuperSizer無需改變原有製程,即可進行監控。

工研院量測技術發展中心主任林增耀表示,半導體檢測儀器是台灣翻轉的機會,也是少數有本土主場優勢的產品,因為台灣就占了全球三分之一的市場。SuperSizer提供準確且可視化的數據,這種有價值、有可靠性及可追溯性的檢測數據正是落實「工業4.0」的要件。

「SuperSizer」技轉兆晟奈米科技,為半導體先進製程「開眼」。圖左至右為工研院量測中心主任林增耀、工研院院長劉仲明與致茂電子暨兆晟奈米科技董事長黃欽明。
「SuperSizer」技轉兆晟奈米科技,為半導體先進製程「開眼」。圖左至右為工研院量測中心主任林增耀、工研院院長劉仲明與致茂電子暨兆晟奈米科技董事長黃欽明。

SuperSizer為先進製程「開眼」

現行檢測儀器以美、日品牌居多,將光打進溶液裡直接進行測量,容易面臨氣泡問題,且只能監控20奈米以上的微粒。雖然製程是台灣半導體產業的一大優勢,但隨著製程愈來愈精密,漏網的微細粒子造成的影響就愈來愈大。

20奈米以下的製程無法監控,就好比閉著眼睛做晶片,偏偏前瞻製程採取許多大家還不熟知的新材料,由此衍生的大量超細微粒,無法被現行技術檢測及掌控。該技術研發人之一,同時也是兆晟奈米科技技術長何信佳表示,「半導體的主戰場就是良率,但要改進良率,就要有很好的精細儀器,這正是SuperSizer的重要價值。」

SuperSizer突破量測尺寸限制,讓20奈米以下溶液粒子無所遁形,全自動化的檢測儀器搭配報表,協助半導體業者快速掌握材料狀況,提升良率,引導產業穩健邁向新製程。

SuperSizer技轉兆晟奈米科技

獲工研院技術移轉的兆晟奈米科技,是致茂電子於去年8月轉投資設立的新創公司,現已獲准進駐新竹科學園區,並計畫增資至兩億元。致茂電子暨兆晟奈米科技董事長黃欽明指出,製程良率每提升1%,獲利就可提升8%,隨著半導體先進製程往七奈米,甚至是五奈米、三奈米推進,能夠精準監控及檢測雜散粒子的技術,為提升半導體良率帶來很大的貢獻。

工研院不僅是催生SuperSizer的源頭,也是兆晟重要的研發夥伴。SuperSizer技術在工研院研發階段時,就有許多來自美國、德國、日本等國際級顧問共同協助檢視這項技術,客觀評價其優異的量測能力。

由於半導體製程非常複雜,有了SuperSizer技術就等於是多了一雙眼睛協助廠商控制良率,從機台尺寸到檢測靈敏度,都是工研院和兆晟持續精進的方向。而目前移轉的技術主要做溶液粒子尺寸的量測,接下來工研院還要與兆晟合作,發展分析化學溶液成分組成的技術。

入圍百大科技研發獎 吸引國際大廠探詢

SuperSizer是協助台灣半導體產業邁向前瞻製程的利器,該系統於2015年入圍全球百大科技研發獎(R&D 100 Awards)、2016年獲得工研院傑出研究金牌,備受業界矚目。工研院院長劉仲明表示,SuperSizer吸引許多國外半導體大廠前來探詢,期待這項研發成果技轉之後能經由兆晟發揚光大。

兆晟現正與多家台灣產業夥伴合作驗證這項創新應用,預計第二階段將往美國市場發展。此外,兆晟未來除了提供半導體產業之化學原料供應商的檢測服務外,也會加速研發氣膠粒子監測,從半導體跨界奈米製藥需求、空氣品質和環境品質監測,為民眾健康把關,開創更多元的附加價值。

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