台灣是半導體大國，但我們生產、檢測、封裝半導體產品的設備，卻大多來自國外，不但價格昂貴，且設備維護及更新皆受制於人，影響半導體產業技術自主性。國家實驗研究院儀器科技研究中心（簡稱儀科中心）攜手台灣LED磊晶龍頭晶元光電股份有限公司，以及先進半導體封裝設備商均華精密工業股份有限公司，共同開發「晶片瑕疵檢測設備」，今（9/22）日舉辦成果發表會，為台灣半導體設備在地化展開新的一頁！

(上圖) 由國研院儀科中心開發的「LED晶片瑕疵檢測設備」，在國研院羅清華院長(中)見證下，由儀科中心葉哲良主任(左)交機給晶元光電許嘉良協理(右)。

近年來智慧型行動與穿戴式裝置逐漸普及且技術趨向成熟，對於IC檢測精密度與效能的要求不斷提高，自動化光學檢測設備的市場規模持續成長，預估在智能化影像檢測分析方面的產值，將於2020年攀升至390億美元。

整合先進光機技術 進行全自動化晶背瑕疵檢測

生產線上的半導體晶片在完成繁複的積體電路製程後，需進行「電性檢測」與「晶片切割」的步驟，接著以「揀晶機」挑揀出通過電性檢測的晶片，再進行封裝製程。現階段封裝業常見的揀晶機，雖可將未通過電性測試的晶片挑揀出，卻無即時檢查晶片背面瑕疵的功能。若晶片背面有瑕疵，或在切割過程中造成晶片邊緣崩缺，就可能損傷晶片功能，封裝後將成為不良品，使產品的品質與可靠度下降，並造成封裝資源與成本的浪費。

市面上已有一些晶片瑕疵檢測系統，但受限於光學取像的方式與解析度，只能採取分段的停頓式取像，其取像與檢測的效能均不高，也間接影響檢測正確率。因此，生產線現況仍多依靠人工以顯微鏡來檢測晶片的背面與邊緣崩缺之瑕疵。

(上圖) 儀科中心與均華精密公司合作研發之「高性能線陣列晶片瑕疵檢測系統」(取像光機模組)。

因應全球半導體產業於IC檢測的需求趨勢，儀科中心與均華精密公司合作研發「高性能線陣列晶片瑕疵取像檢測模組」，具備先進的線掃描光機取像及影像辨識技術，可以大幅提高取像與檢測之效能及正確率，提升晶片的品質控管；且此檢測設備可與均華精密公司自行開發之揀晶機整合，在晶片挑揀的過程中進行全自動化的晶背瑕疵檢測，可大幅降低人力、設備與時間成本。目前此一結合揀晶機與晶片瑕疵檢測模組的機台已通過測試，且銷售至台、韓半導體製造大廠，顯示其已具備國際競爭力；未來希望進一步拓展國際市場，將台灣在地化生產的半導體封裝設備行銷全世界！

(上圖) 國研院儀科中心開發的「LED晶片瑕疵檢測設備」定位圖示。

檢測結果反饋製程 提高製程良率與品管效能

至於LED大廠晶元光電，LED晶片係其核心產品之一，然而目前台灣LED晶片自動檢測儀器多自國外進口，價格昂貴且設備維護更新不易。儀科中心為晶元光電客製開發「LED晶片瑕疵檢測設備」，以高解析光機裝置快速取得晶片影像，進行晶片影像萃取與瑕疵檢測，完成全晶圓影像地圖（wafer map），可進行LED晶片邊緣崩缺及電極斷線等精密檢測，為我國LED產業自製國產檢測機台開創新頁。更可貴的是，此一自製檢測機台可將檢測結果反饋回生產製程，據以提供製程中造成晶片瑕疵的可能原因，以改進生產製程而提高產品良率與品管效能。

(上圖) 國研院儀科中心和均華精密、晶元光電合作開發「晶片瑕疵檢測設備」，左起儀科中心陳銘福副研究員、均華精密石敦智協理、儀科中心葉哲良主任、均華精密許鴻銘總經理、國研院羅清華院長、晶元光電許嘉良協理、儀科中心黃吉宏組長。

過去兩年來，儀科中心分別與兩大廠商合作研發之晶片瑕疵檢測模組及設備已通過實測並導入產業，落實半導體檢測設備國產化的目標，並協助業者提升台灣半導體產業的競爭力。均華精密公司許鴻銘總經理與石敦智協理，以及晶元光電公司劉埃森經理與許嘉良協理均出席今日之成果發表會，肯定儀科中心於協助國內廠商自主開發儀器設備所做的努力，並期許儀科中心能繼續朝此方向前進，共同提升我國產業全球競爭力。