台灣半導體CoWoS製程的發展又有了新突破，日前，築富科技公開發表台灣第一台由國人自行研發的非破壞性X射線檢測設備，可以在不破壞晶圓的情況下，以更高精度、高效率且低成本的方式，進行2.5D和3D晶片中玻璃中介層或矽中介層的品質檢測，協助半導體業者提升效率和品質。
十年磨一劍，築富科技
這不僅是半導體業者的福音，更是台灣半導體技術發展史上的重要里程碑，過往，非破壞性X射線檢測技術都是掌握在國外大廠手中，築富科技則是台灣第一家成功研發相關技術的設備業者，「這是經過十年努力所得來的成就，」築富科技總裁游丞德感性的說。
對許多人來說，十年磨一劍，不過是寫作時用來增添文章深度的詞語，但對築富科技的研發團隊而言，卻是最真實的心情寫照。
築富科技母集團約在2000年投入發展X-Ray在電子製造領域的應用，2012年擴大研發方向，由X-Ray 2D造影走向3D造影，並逐步聚焦在半導體檢測應用，更成立築富科技全力投入研發，在逐一克服機構設計、重新開發CT演算法及驗證其穩定性、可靠性與正確性等諸多挑戰後，成功推出可用來檢測2.5D與3D IC中介層的非破壞性X射線檢測設備。
「雖然，現有CoWoS製程已經廣泛使用傳統X射線檢測技術，檢查晶片和封裝結構的完整性，但在實務上的確存在著局限性和缺點，需要進一步的改進和創新，」游丞德指出築富科技當初聚焦半導體檢測應用的原因。
傳統X射線破壞式檢測的2大問題
CoWoS製程可說是未來相當熱門的領域，主要原因在於，隨著AI人工智慧運用的興起，加上現今各項科技應用都追求速度，需要使用的運算資源越來越大，促使CoWoS製程跟著水漲船高，因其可將各種異質晶片堆疊起來，再封裝於基板上，最終形成 2.5D與 3D 的型態，不只能滿足終端應用對效能的需求，更可以降低晶片的空間、功耗和成本。
「以CoWoS製程做出來的2.5D與3D IC就像101大樓，每一層樓就是一顆顆晶片，而中介層則是樓梯，負責串起每一層晶片，使其可以相互溝通。」築富科技技術長陳泰賓形容，為確保2.5D與3D IC的穩定運作，中介層扮演相當重要的角色。
目前2.5D與3D IC的中介層分成矽與玻璃兩種形式，無論哪一種形式，傳統的X射線檢測方式都存在著檢測時間長、破壞式檢測易增加成本兩大問題，而築富科技非破壞性X射線檢測設備恰好能克服這兩大問題。
築富科技研發全新AI演算法，突破傳統檢測方式瓶頸
首先，先就檢測時間來看，為了避免機台震動影響成像品質，傳統CT取像只能採用步進取像的方式慢慢拍攝，而築富科技不只調整機構設計，更利用AI演算法去處理震動對成像的影響，因而可以連續取像，大幅縮減檢測時間。
「以360張照片為例，傳統CT取像至少要花40分鐘，築富科技設備的取像時間只要36秒。」游丞德比喻，這就好像步兵射箭與騎兵射箭的差別，一個是每走一步就射一隻箭，一個是騎馬奔馳並射箭，孰快孰慢可想而知。
其次，傳統CT演算法因為有高寬深比的限制，比較適合應用於檢測柱型產品，像晶圓這種屬於薄型、板型的產品，通常要切下其中一角進行旋轉，才能符合高寬深比的要求，這也造成材料和時間的浪費。而築富科技重新開發AI演算法，克服高寬深比的限制，在不破壞晶圓的情況下就能重建影像，節省因樣品破壞而產生的額外成本。
技術長陳泰賓強調，築富科技的AI演算法可以針對2.5D填銅做造影、3D重建切面做造影，甚至還能用AI做特徵識別，主動識別出常見缺陷，如：填銅有漏洞或不均勻、載板上有沒有裂縫及裂縫的紋理和位置，做為後續優化製程的參考。
過往，製程工程師只能用雷射光或電進行量測，找出晶圓失效的位置，卻無法分析原因，而築富科技X線非破壞式檢測機台，就好像一位虛擬的資深工程師，運用AI之眼來幫助製程工程師找出造成失效的原因，如：壓力不高導致填銅填得不好、溫度太高使其溶掉裂掉，進而可以快速修正製程並提高良率。
以策略合作方式，加速打開半導體市場大門
目前，築富科技在中壢總公司及工研院光復二館皆設有非破壞性X射線檢測設備，可以為業界提供服務，未來，除了直接服務終端使用者外，也將積極與乾製程設備、玻璃器材、溼製程設備、雷射加工等業者進行策略合作，透過事先的設備整合創造彼此雙贏的局面。
「對設備業者而言，與築富科技合作，可以創造產品的附加價值與差異化競爭優勢，對築富科技而言，則是可以借助設備業者的力量加速打開市場，」總裁游丞德期許，透過雙方的合作不只達到魚幫水水幫魚的成效，更希望藉此協助台灣半導體產業提昇品質與效率，在全球各國掀起晶片自製潮的現今，持續站穩市場寶座。
