國立臺灣大學機械系陳亮嘉教授，今日帶領跨域、跨國的研發團隊，在國科會發表其半導體AI光學檢測系統的研發成果。該方案運用深紫外（DUV）寬頻光源作為光學偵測，並結合AI深度學習的技術，最小量測口徑可達 0.3 微米、深寬比可達到15，量測不確定度控制在50奈米以內，超越 SEMI 2025年官方所預測之技術需求規格。

研發團隊合影

陳亮嘉教授在發表會上以「十年磨一劍」，來比喻此次研發成果的重要性。他表示，研發團隊共同研究已超過十年，是一系列長期的研究，特別針對先進封裝，尤其是在半導體走入2奈米世代之後，將會因龐大的生產成本，讓晶片設計轉以3D-IC和先進封裝的設計發展。

他指出，要實現3D 封裝和3D IC，矽穿孔 (through silicon via, TSV)是其中相當關鍵的技術，其在蝕刻階段會在矽基板上形成數量極多、且高深寬比的盲孔，而盲孔的深度、直徑、側壁粗糙度、甚至孔底形貌等，都會直接影響晶片的導電特性和良率。因此就需要在線上進行快速量測。

但這些TSV的直徑經常僅有次微米等級，且深寬比又普遍大於 10 倍，目前的量測技術難以滿足實際的需求，因此需要發展出寬比達 15 倍，甚至更高的線上量測技術，這也是當前國際一流量測正積極發展的領域，也是台灣發展關鍵自主量測技術與設備的重要目標。

而陳亮嘉教授的研究團隊運用人工智慧（AI-powered）的光學量測技術，開發出可深入高深比盲孔的創新光機架構，以物理光學模擬為基礎，及AI深度學習優化等技術，突破習用光學技術受結構深寬比的限制，可高速偵測出高深比盲孔。

陳亮嘉教授特別指出，團隊所研發出的檢測光機頭，已經歷多代的改良與優化，目前單一的造價超過新台幣130萬，是非常先進的檢測設備。

該光機的AI光學量測技術，是以光譜反射法及散射量測法為基礎，並採用深紫外光的波長光譜，其技術優勢在於運用雷射寬頻光源作為光學偵測方式，運用獨特的演算方式進行AI深度學習的反向優化最佳化工程，在最小可量測孔徑與最大可量測深寬比已有技術突破，且具體發展出數套創新性光學關鍵尺寸量測(OCD)系統與技術，目前已可達到世界上領先的微米級矽穿孔關鍵尺寸量測能力。

至於實際結果的驗證上，該系統可即時量測多個關鍵尺寸資訊，深度量測的訊噪比 (SNR) 與使用非同調光源的情況相比，實可提升約28 倍，已達領先世界的技術水準。

而為了滿足實際廠房大量作業的需求，該系統也具備雲端虛擬量測與製程監控的能力，台大工業工程研究所藍俊宏副教授表示，為了滿足半導體廠的高產量需求，此AI檢測系統能夠串接產線上的製程感測器資訊，以演算法分析的方式，在雲端就產生出虛擬的輛測成果。

目前研究團隊整合台大、陽明交大、台科大以及北科大、國研院台灣儀器科技研究中心、國際一線半導體製造廠商，以及致茂電子、均豪精密、揚明光學等廠商。目前陸續獲國內一線的半導體業者的實例驗證測試，在設備合作開發方面已獲數家設備商多年期產學合作以及先期技術轉移，所開發深紫外量測模組將與超精密晶圓量測平台進行整合，以進場域測試。預計在今年之後就有望進入晶圓廠內實際運作。