2024 -10
显微感测镜头 开创奈米新视野
人手一支智慧型手机的时代,配备愈多颗相机镜头,往往代表更出色的成像效果,但在奈米级半导体制程裡,要用多颗光学镜头的检测模组,快速精准找到奈米级的瑕疵,不只是一道数学加法,而是产业界长期以来无法突破的模组整合挑战,直到工研院发表了全球首创多镜头、高精度、高整合的半导体检测模组“微型阵列奈米级显微感测技术”,为半导体先进制程检测带来全新视野。
半导体制造过程有上百道程序,任何缺陷都可能导致良率不佳,检测的重要性愈来愈高,经济部产业技术司透过科技专案补助工研院开发“微型阵列奈米级显微感测技术”,跳脱传统以单镜头为主的检测模组设计,达成2x2多镜头自动化奈米级显微校准,扩四倍以上检测视野,维持奈米级高精度,检测效率提升四至十倍。
工研院智慧感测与系统科技中心副理甘凯翔指出,目前国内半导体制程所使用的单镜头检测模组,皆为国外开发技术,精度虽可达奈米级,但视野受侷限,瑕疵检测的速度跟不上产能需求。
甘凯翔与跨单位同仁组成15人研发团队,耗时三年完成先期开发,再与国内设备商及系统整合商合作开发雏型设备,完成相关验证。
甘凯翔坦言,这是一项“越级打怪”的艰难挑战,因为国内从未曾自主开发单镜头奈米级半导体检测设备,而国际间的多镜头模组,也还未有过奈米级的检测水准。
甘凯翔表示,开发初期,团队直觉想法是把四颗镜头整合在一起,却发现成像上会遇到非常多问题。
第一个遇到的课题就是轻量化。四颗镜头放在一起重量超过五公斤,不利奈米级检测应用,团队透过半导体制程技术来做元件微缩化,重新设计光路,将重量一口气降到2.5公斤。
第二个挑战则是稳定成像,须将四颗奈米级镜头的高低调整到能同时成像的距离。
团队设计了半自动化调校共面度的专利机台,并透过专利技术量测共面度误差,并以专利的特殊镀膜技术,解决光路互相干扰、镜头产生“鬼影”成像的问题。
甘凯翔表示,从单眼到複眼、微米到奈米,工研院希望持续将微型阵列奈米级显微感测技术导入国内半导体大厂应用,未来随著AI算力的提升,可以客制化更多颗阵列式镜头,进一步带动国产半导体检测模组设备供应链,强化国际竞争力。
2024-07-26
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