随着5G、AI人工智能、元宇宙快速崛起，发展低功耗、小尺寸、异质整合及超高指令周期的芯片架构技术，已成为全球半导体制造业者最重要的决胜关键。

现今主流使用的鳍式场效晶体管(Fin Field-Effect Transistor；FinFET)是以类似鱼鳍的叉状3D设计，避开当初因工艺缩小至20奈米以下，闸极长度变短衍伸出的漏电等问题。而针对「闸极长度(Gate length)」，或称「工艺线宽」，也就是晶体管中的源极(Source)到汲极(Drain)距离的精准掌握，以及对于鳍式硅晶形状的控制度，都是影响晶体管效能的最重要因素之一。

以往传统手动的方式，在TEM影像上测量闸极长度时，过程中容易因人为误判，导致数据失真。为了有效降低人为计算所造成的错误，宜特材料分析实验室以TEM搭配最新研发出的影像自动测量软件，其步骤如图一。处理一张照片只需数分钟，即可将分析样品的测量宽度转换成数据图，如图二所示。这类分析的结果，不仅可呈现各层的单一数值，更能以统计学的方法，针对多根FinFET的鳍型线宽加以比较分析。

不过，当工艺继续向下微缩至3奈米，甚至推进至2奈米节点时，FinFET也开始面临到漏电等物理极限。因此，全新架构的「环绕式闸极场效晶体管(Gate-All-Around FET; 简称GAAFET)」应运而生。GAAFET结构分为第一代奈米线型(Nanowire；简称NW)和第二代奈米片型(Nanosheet；简称NS)两种形态。而GAAFET的芯片架构和FinFET不同之处，包括一开始需要以磊晶(Epitaxy；简称Epi)的方式，将硅层(Si)与硅锗层(SiGe)堆栈成奈米片磊晶(Nanosheet stack epitaxy)，SiGe做为「牺牲层」(Sacrificial SiGe)在后续的「通道释放」(channel release)时，利用蚀刻把SiGe吃光来获得一层一层的奈米线或奈米片，然后再以闸极金属(High-k)来包覆奈米片(线)，如图三(a)所示。因此，若能精准测量GAA中SiGe和Si的膜厚，以及对于SiGe形状的控制，就可加速GAA的工艺改良。

宜特材料分析实验室最新引进的影像自动软件有三大功能：

1. 可一次同时针对多个层次进行测量，并可设置达上百条测量线段。
2. 测量线段间距可配合客户需求进行调整，如图三(b)所示，针对SiGe/Si各层测量可设置不同间距。
3. 可立即性提供客户测量数据，以往若是手动的方式测量，可能需花费长达一小时，透过软件协助，可缩短至数分钟内。

如图三(b)所示，此影像自动软件，因为可精准抓取到SiGe/Si各层的边界，让客户可知SiGe层蚀刻后各点剩余的厚度，并可调整其不同厚度的蚀刻参数。因此能精准掌握蚀刻后的闸极金属形状，进而得到匀度 (Uniformity)、稳定性均佳的环绕式闸极结构，这亦是影响晶体管效能的最重要因素之一。

100 nm以下的奈米颗粒，主要应用在催化剂、传感器、电极、甚至在油漆涂料中。宜特材料分析实验室藉由TEM搭配最新影像自动测量软件，透过软件协助可精确快速的测量出奈米颗粒的大小与形状，再以图像处理之后的统计数据分析图，分析奈米颗粒大小及分布，并可同时得到多种在研发材料上所需的数值，如奈米面积、半径、颗粒平均值、周长等等，如图四(d)，作为奈米材料研发的参考，缩短研发时间。

单位面积中晶粒的数量与晶粒的尺寸有关，晶粒的大小对材料的硬度、拉伸强度、韧性、塑性等机械性质都有决定性的影响。因此，若能精准的测量材料晶粒的尺寸大小，即可预先评估其材料性能。以UBM (Under bump metallization；球下金属层)的铜/钛(Cu/ Ti)层次为例，宜特材料分析实验室以TEM搭配影像自动测量软件，可以清楚的从Cu晶界对比中分辨出晶粒的形状与大小，如下图五所示。

并且，可针对大量的晶粒做出精准的统计结果，同时得到多种在研发材料上所需的数值，如晶粒的面积、半径、颗粒平均值、周长等等，如下图五(b)所示。其相关数值影响UBM的电性、硬度、扩散、热迁移等因素，协助客户在世代推新的情况下，更加快速开发产品。