創新平台／雙模態原子層鍍膜 半導體製程突破

台灣的半導體產業一直以來都被譽為護國神山，保持著全球領先地位。但是，隨著全球供應鏈的不穩定以及全球化浪潮興起，半導體產業必須持續創新以維持競爭優勢。工研院最新研發的「高效雙模態原子層鍍膜系統」為半導體製程帶來了劃時代的突破。

這套系統不僅支援奈米薄膜技術，更藉由特殊設計的腔體，整合多項鍍膜製程，顯著提升半導體製造的良率和生產效率。該技術更獲得了2023 年全球百大科技研發獎的肯定。

工研院機械與機電系統研究所副組長王慶鈞指出，半導體鍍膜製程在晶圓製造中是一門極為精密的技藝，就像藝術家在畫布上塗抹色彩般，而在頭髮萬分之一的晶片上要鍍上薄膜，就連晶片上多道凹槽也要均勻覆蓋，這更是一門高超技巧。

尤其鍍膜技術的品質直接關係到晶片的性能和成本，當半導體元件尺寸進入原子級水準，傳統鍍膜技術開始面臨挑戰。

為了解決這些問題，工研院的團隊成功研發了全球首創「高效雙模態原子層鍍膜系統（Hybrid Atomic Layer Deposition；Hy-ALD）」，以多合一（All-in-one）的腔體設計，整合了半導體前段鍍膜製程的多個步驟，打破了傳統需要多種設備製程的限制，滿足高深寬比、多成分均勻和精確覆蓋等先進製程需求，從而提升鍍膜品質和生產效率，並滿足下一代電晶體和記憶體的速度、低耗電需求。

這套系統真正的革命性創新，在於其模擬分析解決方案，這使鍍膜設備不再只是一個「黑盒子」，只能進行試錯，而變成了一個能夠看得見、能預測，並實現「可視化薄膜製程優化系統」的設備。

這一模擬技術基於理論和真實數據，建立了「智慧多重物理耦合模擬與預測品質系統」App，使工程師能夠在不同參數組合下預測薄膜品質，大大節省調整和試錯的時間。

王慶鈞回憶研發過程，進一步強調，傳統鍍膜技術在處理複雜結構時常面臨各種困難。然而，工研院的系統具有更精確的預測鍍膜效果的能力，有效減少實驗調整和試錯所帶來的成本和時間浪費。

這項模擬技術不僅使製程更加精確，還有助於節能減碳。由於它將多道製程合併成一個設備，減少機台數量和廠房占用面積，並減少用電量。這使工研院的系統成為半導體大廠實現節能減碳目標的新選擇，符合2050年淨零排放目標。

「高效雙模態原子層鍍膜系統」已經技轉給廠商旭宇騰精密科技，未來預期將被引入國內外多家半導體元件終端製造商、設備商和系統整合商。由於採用App介面，廠商無須大幅改動或更換設備，降低導入的門檻。對於設備廠商來說，如果未來添加參數模擬的App功能，也能提高國產半導體鍍膜設備的競爭力。

此外，這一技術的高階覆蓋特性還適用於光電、生醫晶片感測器、5G無線通訊等新興產業，具有廣泛的應用前景。

台灣半導體產業在全球競爭中持續創新，工研院的「高效雙模態原子層鍍膜系統」為台灣半導體業注入新的活力，提高了製程的品質和效率，並為台灣在全球半導體市場中保持競爭力貢獻力量。