半導體測試解決方案供應商蔚華科技與旗下數位光學品牌南方科技，近日共同推出JadeSiC-NK非破壞性缺陷檢測系統。該檢測系統是專為碳化矽晶圓的缺陷檢測而設計，可協助碳化矽晶圓供應商跟使用碳化矽材料製造元件的業者實現100%檢測，不僅能節省碳化矽晶圓的成本，還可協助基板跟元件製造商實現更全面的製程分析與控制，進而提高產品良率。
KOH蝕刻檢測造成嚴重浪費
南方科技總經理王嘉業表示，目前業界要對碳化矽晶圓進行缺陷檢測，都是使用破壞性的氫氧化鉀(KOH)蝕刻檢測法。由於在檢測前需要經過KOH蝕刻，因此在對晶圓進行檢測的同時，晶圓將隨之報廢，無法再利用。對晶圓供應商而言，這是非常嚴重的浪費，因為一枚長好的晶碇通常只能切割成20片晶圓，如果用KOH蝕刻檢測來進行品管，依照取樣方法不同，至少會有5%或10%的損失。再加上碳化矽材料成長速度非常慢，一周只能長2公分左右，所以，為了檢測而破壞碳化矽晶圓所造成的浪費問題，變得更加嚴重。
如果晶圓供應商是採取對晶碇切出的第一片跟最後一片晶圓進行破壞性檢測，假設該晶圓供應商有100座長晶爐，每個月每座長晶爐可長出四枚晶碇，則該晶圓供應商因檢測所產生的碳化矽晶圓損耗，就會高達800片。一年下來，該晶圓廠將損失高達9600片晶圓，依目前的市場行情計算，損失金額將高達700萬美元。
而且，只對頭尾進行檢測是不科學的，因為碳化矽晶碇在成長過程中產生的瑕疵，不會均勻地分布在晶碇內部。也就是說，即便犧牲頭尾兩片晶圓，得到品質無虞的測試結論，也不保證其他18片晶圓不存在缺陷；反之，頭尾兩片晶圓有缺陷，也不表示其他晶圓都會有缺陷。碳化矽元件製造商所面臨的困境也是一樣的。如果要對晶圓進行進貨檢測，就必須要破壞晶圓；但若是在有缺陷的晶圓上製造元件，最後得到的也只會是失效元件。
非破壞性檢測解決產業痛點
因此，碳化矽晶圓跟碳化矽元件供應商都在尋找非破壞性的檢測技術，而南方科技的JadeSiC-NK就是這個問題的解答。JadeSiC-NK可對全片基板表面到特定深度進行掃描，反應晶體結構資訊，提供晶體缺陷密度及其分布狀況，讓客戶有效掌握基板品質，未來生產出的元件品質與效能也能更加穩定。由於是以光作為感測手段，因此，只要是能透光的材料，就能在不破壞待測物的前提下，藉由對待測物反射回來的光訊號進行分析，探知其內部狀態。而碳化矽就是一種透明的材料，因此非常適合用來這種技術來進行感測。不過，也因為JadeSiC-NK能看到特定深度的內部結構，因此其掃描時間比業界已相當熟悉的AOI要緩慢許多，每片碳化矽晶圓的掃描時間，是以小時計算。
王嘉業認為，雖然掃描速度較慢，但因為可以實現100%檢測，因此在協助晶圓供應商改善製程、提高良率以及減少成本浪費方面，可以發揮無可取代的功效。這也是南方科技選擇以碳化矽缺陷檢測作為研發題目的原因。
蔚華科技董事長秦家騏則透露，在蔚華向業界潛在客戶透露這項技術後，很快就引起了注意。除了兩岸的碳化矽晶圓供應商已經開始評估採用JadeSiC-NK，歐陸的幾家碳化矽元件製造商也已經與蔚華接觸，甚至有某家大廠還將碳化矽晶圓用Hand-Carry的方式送來台灣進行盲測，以深入評估JadeSiC-NK的可靠性。將來蔚華會協助南方科技進行全球產品行銷跟提供設備售後服務，南方科技則繼續專注在產品跟技術研發。
