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Infineon

仪科中心携手天虹科技 打造12寸丛集式ALD设备

  • 林佩莹台北

国研院仪科中心与天虹科技举办「12寸丛集式原子层沉积先进设备发表会」,国研院吴光钟院长(图中)到场见证台湾自制高阶半导体设备里程碑,(左起)国研院仪科中心柯志忠组长、高健薰副主任、陈峰志副主任、杨燿州主任、(右起)天虹科技黄见骆总经理、易锦良执行长、罗伟瑞副总经理、林俊成执行长。

台湾的半导体产业在国际上具有重要地位,同时也是政府六大核心战略产业发展重点之一。国家实验研究院台湾仪器科技研究中心(国研院仪科中心)与台湾半导体设备供应商天虹科技股份有限公司合作,挑战半导体关键制程设备掌握于国外设备商的硬仗,以「原子层沉积技术」(Atomic Layer Deposition;ALD)为关键技术,打造「12寸丛集式ALD设备」,突破高阶半导体设备自制瓶颈,摆脱制程技术受国外设备商箝制困境,成功取得国际大厂多台设备的正式订单,已于9月8日举办「12寸丛集式原子层沉积先进设备发表会」。

因应电子产品微缩化需求,半导体朝向纳米超薄膜制程发展,而ALD具有极佳的薄膜沉积均匀性与厚度控制,已成为半导体产业一项主流技术。台湾学研单位及半导体厂商具有薄膜制程及其所需之前驱物新颖材料开发能量,却缺乏验证用的12寸晶圆设备平台,导致台湾自行开发的前驱物无法投入半导体厂在线验证;ALD技术亦碍于台湾并无相关自动化设备商配合,无法集成前驱物材料与零组件供应商而取得自有关键技术。

国研院仪科中心自2004年起深耕发展ALD技术,因应不同制程需求开发各式ALD设备与制程验证技术,累积完整机台建置经验;2015年更与台积电及产学界共同推动成立「原子层沉积联合实验室」,提供半导体制造业ALD制程设备测试与开发验证的服务平台,是台湾唯一具备客制化ALD设备及制程能力之研究单位。此外,仪科中心亦发挥带领ALD先进研究之群聚效应,至2020年已客制开发20多台各式ALD设备,其应用领域涵盖太阳能光电、半导体、触媒和光学薄膜等领域。

天虹科技自2002年成立以来,长年专精于与半导体厂商直接合作开发关键半导体零组件,并可客制化地针对进口设备进行改装及性能提升,是台湾本土自制率达70% 以上的半导体溅镀设备供应商。

国研院仪科中心与天虹科技于2018年起合作,集成双方技术共同开发市场行情新台币亿元的12寸量产型丛集式ALD设备,并于2019年完成设备开发及12寸氧化铝薄膜制程验证,10纳米厚度的氧化铝薄膜均匀性(uniformity)大于99%。相较于目前市面上量产型ALD设备,本机台拥有降低前驱物消耗量设计与相对高产出速度,并可依客户端制程与产能需求加挂反应室,具备高度可扩充性;而氧化铝薄膜制程也率先应用于Mini-LED及Micro-LED上作为钝化保护层。天虹科技执行长林俊成博士并于发表会上分享,本机台所发展的制程,改善了LED发光效率与使用寿命,效果显著并获得验证。

双方合作开发的首台设备建置于国研院仪科中心的ALD联合实验室,双方并共同进行前驱物测试,借以开发半导体关键制程技术,进而摆脱国外设备绑定前驱物验证限制。目前天虹科技出厂的12寸丛集式ALD设备已取得LED大厂订单及认证,并与台湾半导体龙头厂商及材料商共同开发先进的制程,如前段High-K MIM的高介电系数绝缘层、微机电等高阶应用,以期增加台湾半导体厂商的国际竞争力。

「12寸丛集式原子层沉积先进设备发表会」同日举办「原子层蚀刻/原子层沉积技术交流研讨会」,除了对外展示国研院仪科中心在原子层蚀刻/原子层沉积技术的发展及服务说明,并邀请交通大学简昭欣教授分享使用仪科中心所开发ALD系统进行前驱物制程的相关研究成果。