半導體的量測技術與設備是驅動半導體開發出新薄膜製程、新材料與新結構發展的關鍵。
緣此，《科儀新知》242 期推出「半導體製程檢測設備與 in-situ 技術」專題，邀請國研院國家儀器科技研究中心 (國儀中心) 真空技術與應用群-柯志忠技術總監擔任客座主編規劃專題，介紹透過各式不同波長光源進行半導體領域相關的分析技術。光，是人類觀察及研究大自然最重要的工具。如有更新或更強的光源，更是可以開拓出嶄新的科學研究領域與促進大發現。國家同步輻射研究中心 (國輻中心) 同時擁有兩座頂尖的同步加速器光源設施－台灣光源 (TaiwanLight Source, TLS) 與台灣光子源 (Taiwan Photon Source, TPS)，是國家推動基礎科學研究的重要設施，以尖端的加速器光源分析技術，協助各界在材料、物理、化學、生醫等領域進行前瞻科學探索。本期「人物專訪」特別邀請國輻中心－徐嘉鴻主任，以其自身研究、管理經驗，與讀者分享同步光源在前瞻學術研究上的應用、台灣首座 X 光光束線建造過程以及未來國輻中心的營運規劃。

本期首先收錄之文章為國立臺灣大學機械工程學系－陳亮嘉特聘教授團隊分享其「針對次微米級高深寬比微結構關鍵尺寸量測之創新式深紫外光波長掃描式散射術與系統」研究成果，提出結合 DUV 光譜式反射術與波長掃描瞳面影像散射術的混合量測系統以解決高深寬比結構帶來的挑戰。同步光源在半導體上的應用大致可分成三項技術領域，包含能譜分析、繞射與散射以及影像技術。國輻中心分別由鄭澄懋組長團隊介紹「X 光光電子能譜技術之半導體電子結構分析及應用」及林智敏助理研究員等人說明「X 光散射技術之半導體檢測應用」。簡介 X 光能譜技術協助產學界評估新穎半導體材料電子結構與應用潛力，而 X 光散射成像技術可以幫助解析細微結構，為潛在半導體材料關鍵尺寸之非破壞性檢測方法。

本次更邀請世界知名之流量控制器製造商 HORIBA Taiwan / 台灣堀場股份有限公司－志水徹資深工程師撰文分享「電漿和非電漿製程中 in-situ 製程監控技術」及介紹「線上即時監控前驅物與雜質的 NDIR 氣體監測儀」，兩篇文章講述目前半導體業界如何利用光譜技術進行半導體製程即時反應監測與控制。國儀中心亦針對半導體臨場檢測技術，提出新興研究成果，包括：陳建維副研究員等人「原子級半導體製程整合 in-situ 檢測設備技術」為國內首建「極淺層成分分析與製程模組整合技術」，可在製程結束後於真空環境下將樣品傳遞至 XPS 分析腔體，可避免外界水氧氣等汙染樣品表面組成，並兼具角解析功能；林志豪副研究員「3D 光場成像技術於工業製程臨場檢測應用」一文，說明國儀中心所研發之技術可檢測傳統 PCB 與晶圓凸塊的立體結構，亦可修改現有設計製作原始平面解析度 2 um，原始深度解析度 5 um 的光場成像系統，預期可以用於檢測下世代的半導體封裝微凸塊結構，提供快速的產線全檢服務。

國儀中心所研發的 in-situ AR XPS 系統，於國內首建「極淺層成分分析與製程模組整合技術」，在製程結束後於真空環境下即可將樣品傳遞至 X 射線光電子能譜 (X-ray photoelectron spectrometer, XPS) 分析模組，藉此避免外界水氧氣等汙染樣品表面組成，並兼具角解析 (angleresolved, AR) 功能。此系統具備其他光源 ( 如單光儀) 或縱深分析模組擴充性，僅需安裝於上蓋預留銜接口即可。

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