素有工研院奧斯卡獎美稱的工研菁英獎,在今(29)日公佈四項獲得金牌創新技術,其中全球最佳高深寬比達「高深寬比玻璃基板電鍍填孔及檢測技術」,與提供半導體材料低溫均勻退火的「相控陣列變頻微波技術」皆獲頒最高榮譽金牌獎。
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相控陣列變頻微波技術開發 |
這次獲頒四項金牌創新技術的分別是,解決類固醇副作用、從植物新藥開發可長期使用的乾癬用藥「非類固醇乾癬治療植物新藥PTB323X」;解決先進封裝堆疊整合問題,擁有全球最佳高深寬比達15的「高深寬比玻璃基板電鍍填孔及檢測技術」;解決晶片生成缺陷問題,提供半導體材料低溫均勻退火的「相控陣列變頻微波技術」;以及全球首創三合一,整合資通訊標準、肇因分析、AI人工智慧影像重繪三項技術,解決缺經驗、提升人員工作效率等問題的「電路板產業智慧製造服務應用平台」。
工研院院長劉文雄表示,2021新型冠狀變種病毒,來得又急又快,全國面臨到三級警戒,這幾個月來,從中感受到疫情對經濟發展與日常生活的嚴重挑戰,深刻體會到免疫力與韌性的重要。
他指出,從科技的角度來說,科技也需要提升免疫力與韌性,今年的菁英記者會,特別聚焦在「增進民生福祉」、「護國群山的最佳後盾」兩大主軸與應用,以前瞻科技強化產業因應劇變的免疫力,以韌性科技提前布局下世代的產業發展,運用技術真正解決產業的問題。
特別是半導體、電路板與生技醫藥都是我國經濟發展重點產業,在國際供應鏈扮演關鍵角色,也是經濟部科技專案的投入重點,為了支援產業面對未來全球市場快速變化的挑戰,科技專案仍將持續支持相關創新技術開發,創造優異成果,提升產業競爭力。
工研院研發的「高深寬比玻璃基板電鍍填孔及檢測技術」,具有二高一低特色,分別是:高深寬比-深寬比達15全球最佳,以最佳晶片電鍍填孔技術,解決先進封裝堆疊整合問題;高品質-玻璃基板電鍍填孔品質佳,確保產品無瑕疵;低成本-全濕式製程提升7成階梯覆蓋率、成本降低5成。
從製程來說,玻璃中介層(Glass Interposer)先進封裝技術一直是全球大廠所關注的平台技術,它可透過3D堆疊技術整合晶片與印刷電路板取代現有的IC載板。隨著半導體先進製程不斷的演進,導致鑲嵌在中介層中立體導線的深寬比不斷增加,因此高深寬比電鍍填孔技術顯得關鍵。
工研院以全濕式製程,開發出全球首創高深寬比玻璃基板電鍍填孔技術,深寬比愈高也代表製程愈難,深寬比大於15領先產學界的4~10,並有效降低電鍍製程缺陷達到無缺陷填孔的目標,可望降低製程成本高達5成。
最終搭配超高解析3D X光檢測技術,精準確保產品良率與品質。這就像是蓋大樓,玻璃基板就如樓地板,必須將樓板鑽孔打通,串接上下層管線,大樓才能順暢運作。
「相控陣列變頻微波技術開發」技術,具備二高一全特色,包括:高彈性-波相位調控佳,確保受熱面面俱到;高均勻性-微波電場均勻度達>99%,低溫消除晶片缺陷問題;全方面受熱-選擇性微波頻率輸出,解決傳統微波頻率固定之問題。
隨著半導體製程的演進,元件線寬及膜厚均達10奈米左右之尺吋,元件易因傳統高溫退火帶來的副作用,導致元件失效。微波退火可直接加熱半導體薄膜材料,達到低溫退火目的,改善高溫退火的缺點。相控陣列變頻微波技術是微波退火環節中的技術創新,相較於傳統作法,可針對奈米薄膜提供最佳加熱均勻性達99%以上。
傳統退火作法需加熱高溫至攝氏900度以上,其容易造成元件的元素擴散或晶體缺陷產生,但此項新技術能在攝氏500度以下,透過微波相位與變頻整合控制,達到半導體材料低溫均勻加熱的目的,更能達成退火之預期功效。
與此項技術製程相較之類似微波退火做法,成本節省約一半的費用,更具市場競爭力,目前已與國際半導體廠合作,達到設備國產化。此技術也技轉給傳統產業業者、回收廠商及學術單位等合作促成產業化。