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    • 1、光學(xué)檢測(cè)從后道走向前道,難點(diǎn)在哪
    • 2、量測(cè)和缺陷檢測(cè)的不同分工
    • 3、如何打造晶圓檢測(cè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力
    • 4、一個(gè)設(shè)備公司為何需要大量算法方面的人才
    • 5、國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體檢測(cè)行業(yè)的自身定位
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半導(dǎo)體制程不斷微縮挑戰(zhàn)下,本土光學(xué)檢測(cè)設(shè)備如何從后道封裝走進(jìn)前道FAB?

2020/09/10
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隨著半導(dǎo)體制程不斷向下微縮,內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度也在不斷提高,檢測(cè)測(cè)試行業(yè)面臨越來(lái)越多的挑戰(zhàn)。

半導(dǎo)體檢測(cè)貫穿整個(gè)半導(dǎo)體制造流程,缺陷檢測(cè)工藝及測(cè)試方法又復(fù)雜多樣,其中光學(xué)檢測(cè)是必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)。

本期我們邀請(qǐng)到了中科飛測(cè)的首席技術(shù)執(zhí)行官?gòu)堘越淌诮o大家介紹一下光學(xué)檢測(cè)技術(shù)在晶圓制造中的應(yīng)用和發(fā)展?fàn)顩r。

本期話題

1. 光學(xué)檢測(cè)從后道走向前道,難點(diǎn)在哪

2. 量測(cè)和缺陷檢測(cè)的不同分工

3. 如何打造晶圓檢測(cè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力

4. 一個(gè)設(shè)備公司為何需要大量算法方面的人才

5. 國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體檢測(cè)行業(yè)的自身定位

1、光學(xué)檢測(cè)從后道走向前道,難點(diǎn)在哪

幻實(shí)(主播)

中科飛測(cè)這幾年在外界的報(bào)道中經(jīng)常出現(xiàn),先請(qǐng)張教授給我們講一講你們具體是做什么產(chǎn)品的?負(fù)責(zé)解決什么問(wèn)題?

張嵩(嘉賓)

我們目前的業(yè)務(wù)重心是在晶圓級(jí)的光學(xué)檢測(cè)上面。

整個(gè)芯片產(chǎn)業(yè)鏈很長(zhǎng),晶圓經(jīng)過(guò)光刻刻蝕等所有工藝,完成前道中道后道的制程,不論是在哪道工序上都要經(jīng)過(guò)光學(xué)上的檢測(cè),也就是尋找每一道制程中有沒(méi)有缺陷,有沒(méi)有出現(xiàn)顆粒污染,我們的工作就是負(fù)責(zé)做缺陷檢測(cè)。

幻實(shí)(主播)

您公司檢測(cè)的布局主要是在封裝之前還是封裝之后呢?

張嵩(嘉賓)

都有。我們公司成立之初主打的產(chǎn)品著重在封測(cè)廠,包括長(zhǎng)電華天這樣的廠。近兩年我們研發(fā)的重心偏移到了前道的 Fab 廠商,拓展到前道的晶圓檢測(cè)。

幻實(shí)(主播)

從后道往前道挺進(jìn),挑戰(zhàn)是不是越來(lái)越大?

張嵩(嘉賓)

對(duì),我們之所以敢于在技術(shù)上進(jìn)行挑戰(zhàn),向前道邁進(jìn),這和我們公司的成熟度有很大關(guān)系。我們從封測(cè)做起,隨著技術(shù)的不斷積累,包括資金、人員不斷的齊全,現(xiàn)在有能力為前道提供各種光學(xué)檢測(cè)的設(shè)備和服務(wù)。

幻實(shí)(主播)

前道和后道的產(chǎn)業(yè)鏈很長(zhǎng),請(qǐng)張教授給我們拆解一下,在各個(gè)環(huán)節(jié)你們會(huì)遇到怎樣的挑戰(zhàn)?

張嵩(嘉賓)

一般 Fab 做前道,封測(cè)廠做后道。其實(shí)在 Fab 廠里面,它自己也分前道、中道和后道,像 28 納米的晶圓,它需要經(jīng)過(guò)上千道的工藝,是非常漫長(zhǎng)的一個(gè)過(guò)程,光刻、刻蝕、研磨,每種工藝都可能會(huì)形成缺陷。

除了工藝之外,廠里的顆粒污染也會(huì)造成缺陷。上千道工藝?yán)锩嫒绻覀儾荒芗皶r(shí)發(fā)現(xiàn)哪一道形成了缺陷,流到下一道就會(huì)造成人工材料非常大的浪費(fèi),良率也不能得到提高。

光學(xué)缺陷檢測(cè)就是在生產(chǎn)過(guò)程中,找出每一道工序可能產(chǎn)生的缺陷,將結(jié)果反饋到相應(yīng)生產(chǎn)制程和生產(chǎn)設(shè)備,最終幫助提高生產(chǎn)工藝、提高良率的一個(gè)過(guò)程,所以光學(xué)檢測(cè)在晶圓生產(chǎn)的前道這么多的工序里面,在每一道關(guān)鍵工序里面都會(huì)有應(yīng)用。

2、量測(cè)和缺陷檢測(cè)的不同分工

張嵩(嘉賓)

光學(xué)檢測(cè)的種類(lèi)可以分為很多種,大的種類(lèi)可以分為量測(cè)和缺陷檢測(cè)。量測(cè)是使用光學(xué)的方式看它的表面形貌,包括晶圓表面的形貌,孔深,薄膜厚度等,準(zhǔn)確地說(shuō)是通過(guò)光學(xué)的方式來(lái)測(cè)量各種關(guān)鍵的尺寸。

除了傳統(tǒng)的成像,我們還會(huì)運(yùn)用干涉、衍射這些光學(xué)的原理來(lái)做檢測(cè),所以光學(xué)檢測(cè)的方式是非常多的。

(圖源:中科飛測(cè)官網(wǎng))

除了量測(cè),還有一個(gè)是缺陷檢測(cè)。缺陷檢測(cè)就是去發(fā)現(xiàn)晶圓表面上出現(xiàn)的一些污染,包括廠里的一些灰塵和顆粒,也包括晶圓表面上的一些劃痕,這些都可能造成工藝制程中斷路、短路、錫球不全等缺陷。

所以量測(cè)和缺陷檢測(cè)都必不可少,這兩大部分各自又涉及到了好幾種設(shè)備,我們公司開(kāi)發(fā)了大概七八種量測(cè)和檢測(cè)的設(shè)備,就是為了滿足產(chǎn)線上絕大多數(shù)晶圓的專(zhuān)業(yè)檢測(cè)和量測(cè)需求。

3、如何打造晶圓檢測(cè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力

幻實(shí)(主播)

中科飛測(cè)成長(zhǎng)到現(xiàn)在這個(gè)規(guī)?;硕嗑脮r(shí)間?

張嵩(嘉賓)

我們公司是在 2014 年底 2015 年初成立的,公司的創(chuàng)始人陳魯博士從中科院出來(lái)成立了這家公司。我在布朗大學(xué)留學(xué)的時(shí)候,和陳魯博士是同學(xué),他學(xué)光學(xué),我學(xué)算法,所以在公司成立之初,我作為聯(lián)合創(chuàng)始人,在算法方面給予公司技術(shù)上很多的支持,包括尋找人才,制定一些基礎(chǔ)方案。后來(lái)我全職回到國(guó)內(nèi),幫助公司更迅速的成長(zhǎng)。

幻實(shí)(主播)

回到國(guó)內(nèi)加入一家初創(chuàng)的公司,有沒(méi)有什么不適應(yīng)?

張嵩(嘉賓)

沒(méi)有什么不適應(yīng)的,主要是看跟什么樣的人在一起。我們公司里面年輕人很多,博士碩士比例很高,也包括不少海外歸來(lái)的博士,這個(gè)環(huán)境非常適合在科研方面想要潛心創(chuàng)業(yè)的人。

幻實(shí)(主播)

一路走來(lái),您覺(jué)得有沒(méi)有特別辛苦或者讓您特別難忘的經(jīng)歷?

張嵩(嘉賓)

辛苦肯定有,因?yàn)槲覀円芸蛻?hù),跟友商合作,打通上下游關(guān)系,非常忙。公司發(fā)展非常迅速,這兩年?duì)I收都是翻一倍甚至翻幾倍的增長(zhǎng),我們新的設(shè)備也在不斷推出,不斷的滿足我們國(guó)內(nèi)的半導(dǎo)體廠商日益增長(zhǎng)的檢測(cè)需求。看到這樣的發(fā)展勢(shì)頭,大家也會(huì)很有成就感。

CYPRESS-900 三維封裝量測(cè)系統(tǒng)
(圖源:中科飛測(cè)官網(wǎng))

幻實(shí)(主播)

在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中,中科飛測(cè)和從事這個(gè)行業(yè)的一些國(guó)外老牌機(jī)構(gòu)相比,你們作為行業(yè)內(nèi)的后進(jìn)入者,怎么去看待這種差距?怎么去爭(zhēng)取一些發(fā)展空間?

張嵩(嘉賓)

晶圓缺陷檢測(cè)和量測(cè)行業(yè)的領(lǐng)頭者在美國(guó),包括美國(guó)的 KLA 公司,也包括最近由 Rudolph 和 Nanometrics 合并成立的 Onto 公司。這些公司都是在晶圓檢測(cè)行業(yè)里面占比很大的公司,KLA 甚至占比 50%以上。我們一直把他們作為學(xué)習(xí)的榜樣,在研制設(shè)備的時(shí)候,會(huì)借鑒他們?cè)O(shè)備的種類(lèi)和發(fā)展的歷程。我們公司同樣聚集了一批科研人員,就是為了要打造出自己的核心技術(shù),通過(guò)研發(fā)的技術(shù)方案形成自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)和設(shè)備。

幻實(shí)(主播)

自主創(chuàng)新的過(guò)程還是很有挑戰(zhàn)性的,最大的成功秘訣是什么?

張嵩(嘉賓)

挑戰(zhàn)是有的,最大的決定因素也還是人。我們聚集了國(guó)內(nèi)外的一些人才,像光學(xué)方面、算法方面,以及機(jī)械、電器方面,各種各樣的人才聚集在一起共同努力朝同一個(gè)目標(biāo)前進(jìn)。

只有人融合在一起,事情才能做成。從現(xiàn)在的結(jié)果來(lái)看,我們還是比較成功的。

4、一個(gè)設(shè)備公司為何需要大量算法方面的人才

幻實(shí)(主播)

您在國(guó)外是做算法的,好像這是很多計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生會(huì)從事的方向,在做設(shè)備的時(shí)候,是不是對(duì)算法方面的人才也有很大的需求?

張嵩(嘉賓)

需求非常大,如果從我們公司研發(fā)人員的構(gòu)成來(lái)看,會(huì)發(fā)現(xiàn)我們軟件和算法的研發(fā)人員占總研發(fā)人員的 60%以上,只看人員名單的話,你可能會(huì)認(rèn)為我們是一家軟件公司。

我們是做自動(dòng)化的設(shè)備,這個(gè)設(shè)備里面的難點(diǎn),一是光學(xué),基本上是用光學(xué)的原理,成像或者干涉、衍射,用這種原理提取出晶圓表面和內(nèi)部的一些信息,達(dá)到量測(cè)檢測(cè)的效果。我們用的光學(xué)原理非常精也非常多,光學(xué)是我們的核心部分。算法是另外一個(gè)核心,光學(xué)是把非常大量的信號(hào)提取出來(lái),有的時(shí)候是非常難讀的信號(hào),必須通過(guò)算法把它分離出來(lái),把數(shù)據(jù)重構(gòu)出來(lái),形成我們可以讀取的一些信息,包括對(duì)光學(xué)數(shù)據(jù)的解讀,也包括對(duì)我們檢測(cè)到的缺陷的一種分類(lèi)和知識(shí)上的提取,所以在算法上的工作同樣很多,也非常重要。

(圖源:中科飛測(cè)官網(wǎng))

幻實(shí)(主播)

我們有很多學(xué)生聽(tīng)友,他們可能會(huì)覺(jué)得學(xué)計(jì)算機(jī)的只能去互聯(lián)網(wǎng)型的公司,或者是一些偏軟件類(lèi)的公司,但今天您就是一個(gè)特別好的案例,告訴大家,設(shè)備型的公司一樣也很需要他們。

張嵩(嘉賓)

我很高興能在“芯片揭秘“這個(gè)平臺(tái)來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。在做設(shè)備的時(shí)候,里面的算法其實(shí)是跟物理光學(xué)這些東西緊密結(jié)合在一起的,這樣的算法,我個(gè)人認(rèn)為是更有意思的一種算法,它把物理的東西轉(zhuǎn)變成信息,而不只是我們說(shuō)的”datamining”,從這個(gè)“0”和“1”又去到另外一個(gè)“0”和“1”。

在設(shè)備上開(kāi)發(fā),從光學(xué)信號(hào)提取,最終得到大家可以解讀可以認(rèn)知的一些缺陷和信息,我覺(jué)得這是一個(gè)非常有趣的過(guò)程。

包括物理的模擬、光學(xué)的模擬、光學(xué)的計(jì)算、機(jī)器學(xué)習(xí)深度學(xué)習(xí),我們都有涉及,是一個(gè)非常廣泛而且非常有意思的算法開(kāi)發(fā)的過(guò)程。

比如光波的干涉信號(hào),光波如何疊加形成波峰?波底?怎么通過(guò)這些波形的信息得到透明薄膜的厚度,并且達(dá)到原子級(jí)的精密度,這其中的過(guò)程跟應(yīng)用數(shù)學(xué)聯(lián)系很緊密,跟計(jì)算機(jī)里面的機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)聯(lián)系也很緊密,它的實(shí)現(xiàn)和優(yōu)化過(guò)程又跟數(shù)值計(jì)算聯(lián)系非常緊密,包括的范圍非常廣。對(duì)我們學(xué)業(yè)有成的,計(jì)算機(jī)算法方面的碩士博士是一個(gè)非常有用武之地的領(lǐng)域。

幻實(shí)(主播)

充滿了交叉學(xué)科的意味,我今天也學(xué)到了很多。如果對(duì)這方面感興趣的學(xué)生,可以多參考一下我們張教授的建議。

張嵩(嘉賓)

我們公司現(xiàn)也在不斷的招人,算法方面是一個(gè)重點(diǎn)要招的對(duì)象,聽(tīng)這個(gè)節(jié)目的學(xué)生可能對(duì)半導(dǎo)體行業(yè)有興趣。我想告訴大家,光學(xué)檢測(cè)是在半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)里對(duì)算法要求比較高的一個(gè)領(lǐng)域,也歡迎大家多了解我們公司的情況,如果有求職的需要可以跟我們聯(lián)系。

5、國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體檢測(cè)行業(yè)的自身定位

幻實(shí)(主播)

如果對(duì)中科飛測(cè)的未來(lái)做一個(gè)展望,您會(huì)如何看待自己公司在這個(gè)行業(yè)的定位?

張嵩(嘉賓)

首先會(huì)服務(wù)國(guó)內(nèi)市場(chǎng),中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)這幾年發(fā)展非常迅速,市場(chǎng)越來(lái)越大。在半導(dǎo)體檢測(cè)行業(yè),國(guó)內(nèi)每年有超過(guò) 100 億人民幣的市場(chǎng)規(guī)模,我們第一要?jiǎng)?wù)是要把公司的技術(shù)和設(shè)備做得足夠好,能夠跟國(guó)外的設(shè)備相媲美,服務(wù)我們中國(guó)的 IT 制造行業(yè)和芯片制造行業(yè)的需求。

幻實(shí)(主播)

作為行業(yè)內(nèi)有點(diǎn)類(lèi)似于攪局者的身份,您對(duì)中國(guó)半導(dǎo)體檢測(cè)行業(yè)未來(lái) 3~5 年的發(fā)展趨勢(shì)有什么看法?

張嵩(嘉賓)

其實(shí)我們不認(rèn)為自己是攪局者,這個(gè)行業(yè)的壟斷性非常強(qiáng),第一大公司占了 50%以上的份額,但是這個(gè)行業(yè)的市場(chǎng)空間依然很大,需求很多,地域性的需求也很多,所以在中國(guó)成立這樣一家公司也是非常合理的。

我們相信自己能夠符合中國(guó)企業(yè)的需求,為國(guó)內(nèi)企業(yè)提供一些特色的服務(wù),包括技術(shù)支持和技術(shù)創(chuàng)新。對(duì)國(guó)內(nèi)的芯片封測(cè)和前道企業(yè)的一些特殊需求我們已經(jīng)做出了一些技術(shù)創(chuàng)新。這個(gè)市場(chǎng)空間足夠大,我們跟世界上一些大的檢測(cè)量測(cè)公司是一種互補(bǔ)的關(guān)系,而并不是一個(gè)攪局或者惡性競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)系,包括歐洲和以色列也有不少這樣檢測(cè)量測(cè)的公司,大家有各自的經(jīng)營(yíng)范圍和特色,一起成長(zhǎng),互相促進(jìn),這也是一個(gè)比較健康的環(huán)境。

幻實(shí)(主播)

我們也非常期待中科飛測(cè)在半導(dǎo)體國(guó)產(chǎn)化以及自主創(chuàng)新的道路上越走越好,實(shí)現(xiàn)核心技術(shù)新的突破,更好地滿足國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體企業(yè)的需求。

一個(gè)光學(xué)檢測(cè)設(shè)備商能從后道封裝踏進(jìn)前道 Fab,具有的挑戰(zhàn)性和難度毋庸置疑,也是對(duì)自身實(shí)力的充分體現(xiàn)。

像中科飛測(cè)這種以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向,打造晶圓檢測(cè)設(shè)備為載體,以人才引進(jìn)和技術(shù)創(chuàng)新服務(wù)為驅(qū)動(dòng)力,通過(guò)不斷技術(shù)積累打造出“從易到難”,從“后道走向前道”的發(fā)展模式無(wú)疑是值得借鑒和學(xué)習(xí)的。

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《芯片揭秘》是由艾新教育&茄子燴精心策劃的一檔科技新媒體欄目。欄目由茄子燴CEO曹幻實(shí)女士擔(dān)任主持人,謝志峰博士擔(dān)任主講人,特邀半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)內(nèi)從業(yè)者、參與者、見(jiàn)證者,通過(guò)對(duì)話展示嘉賓觀點(diǎn)、解讀行業(yè)發(fā)展趨勢(shì),呈現(xiàn)產(chǎn)業(yè)人最真實(shí)的心聲,打造獨(dú)一無(wú)二的產(chǎn)業(yè)人自己的發(fā)聲平臺(tái)。