565
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，檢測測試行業(yè)面臨越來越多的挑戰(zhàn)。
半導(dǎo)體檢測貫穿整個(gè)半導(dǎo)體制造流程，缺陷檢測工藝及測試方法又復(fù)雜多樣，其中光學(xué)檢測是必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)。
本期我們邀請到了中科飛測的首席技術(shù)執(zhí)行官張嵩教授給大家介紹一下光學(xué)檢測技術(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)檢測從后道走向前道，難點(diǎn)在哪
2. 量測和缺陷檢測的不同分工
3. 如何打造晶圓檢測的核心競爭力
4. 一個(gè)設(shè)備公司為何需要大量算法方面的人才
5. 國產(chǎn)半導(dǎo)體檢測行業(yè)的自身定位
1、光學(xué)檢測從后道走向前道，難點(diǎn)在哪
幻實(shí)（主播）
中科飛測這幾年在外界的報(bào)道中經(jīng)常出現(xiàn)，先請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)解決什么問題？
張嵩（嘉賓）
我們目前的業(yè)務(wù)重心是在晶圓級的光學(xué)檢測上面。
整個(gè)芯片產(chǎn)業(yè)鏈很長，晶圓經(jīng)過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)過光學(xué)上的檢測，也就是尋找每一道制程中有沒有缺陷，有沒有出現(xiàn)顆粒污染，我們的工作就是負(fù)責(zé)做缺陷檢測。
幻實(shí)（主播）
您公司檢測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)品著重在封測廠，包括長電華天這樣的廠。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。
幻實(shí)（主播）
從后道往前道挺進(jìn)，挑戰(zhàn)是不是越來越大？
張嵩（嘉賓）
對，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,請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)過上千道的工藝，是非常漫長的一個(gè)過程，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)缺陷檢測就是在生產(chǎn)過程中，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)過程，所以光學(xué)檢測在晶圓生產(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、量測和缺陷檢測的不同分工
張嵩（嘉賓）
光學(xué)檢測的種類可以分為很多種，大的種類可以分為量測和缺陷檢測。量測是使用光學(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)確地說是通過光學(xué)的方式來測量各種關(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)的原理來做檢測，所以光學(xué)檢測的方式是非常多的。
（圖源：中科飛測官網(wǎng)）
除了量測，還有一個(gè)是缺陷檢測。缺陷檢測就是去發(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。
所以量測和缺陷檢測都必不可少，這兩大部分各自又涉及到了好幾種設(shè)備，我們公司開發(fā)了大概七八種量測和檢測的設(shè)備，就是為了滿足產(chǎn)線上絕大多數(shù)晶圓的專業(yè)檢測和量測需求。
3、如何打造晶圓檢測的核心競爭力
幻實(shí)（主播）
中科飛測成長到現(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。后來我全職回到國內(nèi)，幫助公司更迅速的成長。
幻實(shí)（主播）
回到國內(nèi)加入一家初創(chuàng)的公司，有沒有什么不適應(yīng)？
張嵩（嘉賓）
沒有什么不適應(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，您覺得有沒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?，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，我們新的設(shè)備也在不斷推出，不斷的滿足我們國內(nèi)的半導(dǎo)體廠商日益增長的檢測需求。看到這樣的發(fā)展勢頭，大家也會(huì)很有成就感。
CYPRESS-900 三維封裝量測系統(tǒng)
(圖源：中科飛測官網(wǎng))
幻實(shí)（主播）
在國內(nèi)市場中，中科飛測和從事這個(gè)行業(yè)的一些國外老牌機(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？怎么去爭取一些發(fā)展空間？
張嵩（嘉賓）
晶圓缺陷檢測和量測行業(yè)的領(lǐng)頭者在美國，包括美國的 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)借鑒他們設(shè)備的種類和發(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）
您在國外是做算法的，好像這是很多計(jì)算機(jī)專業(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)到量測檢測的效果。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提取出來，有的時(shí)候是非常難讀的信號，必須通過算法把它分離出來，把數(shù)據(jù)重構(gòu)出來，形成我們可以讀取的一些信息，包括對光學(xué)數(shù)據(jù)的解讀，也包括對我們檢測到的缺陷的一種分類和知識(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：中科飛測官網(wǎng)）
幻實(shí)（主播）
我們有很多學(xué)生聽友，他們可能會(huì)覺得學(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)來進(jìn)行說明。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)備上開發(fā)，從光學(xué)信號提取，最終得到大家可以解讀可以認(rèn)知的一些缺陷和信息，我覺得這是一個(gè)非常有趣的過程。
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)和深度學(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發(fā)的過程。
比如光波的干涉信號，光波如何疊加形成波峰？波底？怎么通過這些波形的信息得到透明薄膜的厚度，并且達(dá)到原子級的精密度，這其中的過程跟應(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)要招的對象，聽這個(gè)節(jié)目的學(xué)生可能對半導(dǎo)體行業(yè)有興趣。我想告訴大家，光學(xué)檢測是在半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)里對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、國產(chǎn)半導(dǎo)體檢測行業(yè)的自身定位
幻實(shí)（主播）
如果對中科飛測的未來做一個(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)國內(nèi)市場，中國半導(dǎo)體行業(yè)這幾年發(fā)展非常迅速，市場越來越大。在半導(dǎo)體檢測行業(yè)，國內(nèi)每年有超過 100 億人民幣的市場規(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，能夠跟國外的設(shè)備相媲美，服務(wù)我們中國的 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)類似于攪局者的身份，您對中國半導(dǎo)體檢測行業(yè)未來 3~5 年的發(fā)展趨勢有什么看法？
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)的市場空間依然很大，需求很多，地域性的需求也很多，所以在中國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企業(yè)的需求，為國內(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。對國內(nèi)的芯片封測和前道企業(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)市場空間足夠大，我們跟世界上一些大的檢測量測公司是一種互補(bǔ)的關(guān)系，而并不是一個(gè)攪局或者惡性競爭的關(guān)系，包括歐洲和以色列也有不少這樣檢測量測的公司，大家有各自的經(jīng)營范圍和特色，一起成長，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在半導(dǎo)體國產(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，更好地滿足國內(nèi)半導(dǎo)體企業(yè)的需求。
一個(gè)光學(xué)檢測設(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，也是對自身實(shí)力的充分體現(xiàn)。
像中科飛測這種以市場需求為導(dǎo)向，打造晶圓檢測設(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)展模式無疑是值得借鑒和學(xué)習(xí)的。
