台工研院微波退火技术 入围全球百大科技奖

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【大纪元2017年10月07日讯】工研院与相关团队研发“半导体微波退火”技术,所使用微波管频率类似家用微波炉,具快速降温、便宜及达到99.5%晶圆均匀性的优势,除已技转半导体厂,并入围2017全球百大科技奖。

结合工研院、交通大学、国家奈米元件实验室研发的“半导体微波退火”技术,使用的2.45GHz微波管频率与家用微波炉相似,可提升半导体制程良率,这项技术已技转给半导体厂,并向光电业推广,且入围2017全球百大科技奖(R&D 100 Awards),预计明年可见更多应用成果。

工研院机械所先进机械技术组专案经理黄昆平表示,半导体制程退火并非单指降温,而是指一段加热到降温的迅速升降温过程。半导体制程退火的目的在于半导体晶圆中掺入杂质,导致晶圆的材料性质发生剧烈变化,因此需要用退火程序恢复晶圆晶体的结构和消除缺陷。

黄昆平解释,属于前段制程的退火过程,对半导体产品良率影响重大,目前7奈米制程需要将退火过程中的磊晶受热温度控制在摄氏600度以下,未来制程将朝更小尺寸发展,所要求的温度更低,预期磊晶受热温度必须在摄氏450度以下。

黄昆平指出,传统快速热退火可以一次处理多片晶圆,但温度高、作业时间长,过程产生的热扩散效应,使得退火温度无法再下降,不宜用于愈来愈精密细小的元件。但新的“半导体微波退火”却是直接以微波波长加热晶圆的硅晶原子,让原子吸收能量,这个方法可避免热扩散效应,达到低温退火的目标,且快速退火的时间仅为传统退火技术的1/3。

他分析,市面上由美国厂商主导的微波退火技术属高频微波,不但管制出口,取得成本太高,且高频微波管的使用寿命约500小时。工研院和相关团队的“半导体微波退火”采用微波管的频率与一般工业级的微波管相近,平均寿命达3000小时,成本上有绝对优势。

另一项突破则是对多片晶圆的退火腔体的创新设计,提升了微波能量的穿透性,晶圆的均匀性也可从95%提升到99.5%,优于厂商要求的99%;因此可以同时处理多片晶圆,成为未来奈米等级晶圆退火理想的解决方案。(转自中央社)

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