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作者:利定東、胡智愷、林義鈞、邱顯智、楊宇華、簡紹安、陳自榮、王慶鈞MOCVD之加熱盤模組技術

MOCVD腔體內加熱器為一關鍵零組件，本文以熱模擬方式針對此一零組件做改變內部電阻管形狀排列及盤面材料進行最佳化設計，並以未來能應用於加熱大尺寸八吋Si基底為標的。由模擬分析，當由內到外前兩圈加熱管間距為18 mm，中間兩圈加熱管間距為17 mm，最後兩圈加熱管間距分別為18 mm與14 mm得到最佳圖形。驗證電熱管的分佈情況影響加熱器的均溫性甚劇，由中心到外緣隨著距離增加溫度降低，藉由管路間隙分佈可改善外圈溫度分佈。經由間距改變後，再進行材料分析模擬，當加熱盤材質為SiC時有最佳的均溫效果，可得盤面各處溫度差±5度，達到藍光製程所需溫度（1000~1200度）。

作者:胡智愷、林義鈞、利定東、黃智勇、林龔樑、陳建志、王慶鈞MOCVD加熱模組技術

加熱器為MOCVD設備中的關鍵零組件，本研究以大尺寸（十吋）加熱載盤為研究對象，為了使加熱載盤表面溫度分佈均勻，特以數值分析模擬之方式最佳化設計加熱器內部電熱管圖形陣列。本文首先將專利及自行設計的電熱管圖形以接觸式的型態進行熱模擬分析，接著依照模擬結果優化改良其電熱管形狀，而後將優化的電熱管再分別進行接觸式和熱輻射式之熱分析，並進行此二型式的比較，實驗中會探討加熱後載盤溫度分佈及升溫時間狀況，最後本文研究結果顯示MOCVD熱輻射式加熱器將比接觸式加熱器要優良許多。

作者:胡智愷、林義鈞、利定東、董福慶、陳建志、吳佩珊、王慶鈞IR加熱模組之模擬分析與設計

本文研究使用Design on Simulation (DOS)的概念，此方法可運用在眾多半導體設備的設計研發上，其中加熱器是半導體設備中的關鍵零組件，一個良好的加熱器設計，它需具備升降溫度速率快、加熱後盤面溫差小等特點。且加熱器在製程中扮演提供穩定熱源的重要角色。半導體加熱器依加熱溫度分大致可為低溫、中溫以及高溫三種加熱種類，本文研究的即是高溫IR加熱器，IR加熱器發熱體本身與待加熱載台呈現非接觸的型式。在本文中，發熱體種類為電熱管，其內部加熱管圖形陣列方式和載盤本身材料，將直接影響加熱後載盤表面的溫度分佈，文末，找出最佳化自行設計電熱管圖形，其碳化矽為最好的載盤材料。

作者:林義鈞、胡智愷、利定東MOCVD高溫加熱系統模擬技術

加熱器為MOCVD設備中的關鍵零組件，本案以Veeco D-180內部加熱系統作為研究目標，為了使加熱後載台表面溫度分佈均勻，總共進行三項數值分析，分別是二區段加熱片陣列形狀分析、載台材料分析、間距分析（加熱片與載台之間距離）。藉由以上分析，加熱器優化參數條件有：（1） D-180加熱片、（2）載台材質選用碳化矽、（3）間距為4 mm。最後，從加熱器模擬分析結果可得到，載台表面溫度不均勻度為0.66 %，成功模擬設計出MOCVD 高溫加熱系統。

作者:林義鈞、黃智勇、陳冠州、王慶鈞磊晶製程參數優化系統技術

工研院研發的磊晶製程參數優化系統（epitaxy optimum coupling system, EOCS）是屬原創性極高之製造數位化技術，不同於傳統人為操作參數的決策。本系統是將製程參數實驗資料及模擬分析之優化結果導入巨量資料庫，可以快速（2小時）找出最佳化的參數，比以往需1週調控的時間大幅縮減，相較其他的競爭者，使用磊晶製程參數優化系統預期可增加產能，而且能獲得準確度92%以上的鍍膜速率與均勻性預測。且具有新產品快速彈性研發優勢，主要是可縮短了產品上市時間（time to market），並減少研發成本，更有利於開發下世代大尺寸GaN/Si光電和深紫外光LED新元件，同時可望填補全球LED前段磊晶設備產業關鍵模組的供應鏈缺口。

作者:賴識翔、林龔樑、林義鈞、董福慶先進OLED薄膜封裝技術

OLED照明元件為一平面式面光源，並具有低耗電性及可撓性，且可隨設計需求而調整的演色性與色溫等特性，預估2020年全球可達30億美元之產值。可撓性OLED元件最關鍵的製程技術在於具低水氣穿透率（WVTR）之封裝奈米薄膜製程，工研院機械所提出創新概念之原子層沉積技術製作高阻水氣的奈米級封裝薄膜，其製程溫度小於100℃，薄膜厚度亦小於100 nm，水氣穿透率為1.37×10-6 g/day/m2，並已成功應用於OLED元件上。

作者:黃智勇、林義鈞、田春林、洪銘聰蒸鍍原子層薄膜技術

本研究探討蒸鍍原子層薄膜技術，在蒸鍍場中模擬分析氟化鎂（MgF2）薄膜膜厚分佈及鍍率狀況，接著以不同的製程參數製作非晶氧化銦鎵鋅（IGZO）及氟化鎂薄膜，沉積薄膜厚度介於1~55 nm之間，研究薄膜在光學與機械性質之間的關係，並進行各項特性實際的量測分析，以探討原子層鍍膜的功能特性，包括殘留應力、電性、粗糙度、折射率及薄膜熱退火等。當單層光學薄膜要求小於10 nm時需達成100%的表面覆蓋率，以避免缺陷影響到光學性質。

作者:賴識翔、林義鈞高阻水氣薄膜封裝技術於OLED照明之應用

預估撓性OLED市場規模到2020年可達176億美元，針對可撓性有機發光二極體（organic light-emitting diode,OLED）元件最關鍵之技術在於低水氣穿透率（water vapor transmission rate, WVTR）的封裝奈米薄膜製程上。工研院機械所提出創新的薄膜封裝製程設備概念，以原子層沉積技術製作高阻水氣之奈米級薄膜，其製程溫度小於100C，且薄膜厚度小於100 nm，其水氣穿透率小於5×10-6 g/day/m2，並已成功應用於OLED元件上。

作者:林士欽、林義鈞、賴識翔、梁沐旺、王慶鈞、唐謙仁、田春林複合薄膜製程及多層膜感測特性分析技術

精密系統所需之機、電、光及聲等元件規格日趨嚴格，高品質複合薄膜扮演的角色也日益重要，如使用單一的薄膜材料，無法鍍製出符合規格特性的光學濾光片，或無法使用傳統高低折射率材料之堆疊方式設計出符合規格的薄膜濾光鏡功能，因此新材料開發及可精確調控薄膜折射率的製程已是目前多層薄膜研究之重要方向。本文探討複合薄膜製程中之高品質薄膜特性問題，輔以濺鍍薄膜的技術及特性量測實驗，尋找出最佳的製程參數，使單層高、低折射率薄膜為設計基礎之多層膜光學效能提升、殘留應力有效降低，進而探討多層膜疊加後的光學效能、表面與應力行為，期使對薄膜製程及應用具有實際的功效助益。另鍍膜模擬分析方面，主要採用波茲曼方程式，用以陳述分子傳輸現象。

作者:林義鈞、黃智勇、陳冠州、李昌駿、劉彥禹、張哲培濺鍍設備之薄膜應力模擬分析技術

隨著半導體先進製程的開發，硬質光罩的好壞也是非常重要，由於氮化鈦具備高密度、低應力且硬度高的特性，目前半導體大廠都選用氮化鈦當作硬質光罩的材料，所以氮化鈦在半導體製程上的需求大幅增加；其中，濺鍍機台是主要用來製作氮化鈦薄膜。然而，氮化鈦鍍製受到腔體內製程溫度、壓力、流量等參數的影響，導致硬質光罩薄膜中會有殘留應力，易在蝕刻製程後變形，造成線路彎曲或圖案坍塌，因此殘留應力和翹曲量是值得深入探討。本文提出了一種製程導向模擬方法，用以估算最終的薄膜應力和翹曲量，透過模擬分析結果和實驗數據的殘留應力進行比較，模擬誤差率僅為2.75 %，之後利用薄膜應力數值，即可分析產生翹曲量。

作者:林義鈞、黃智勇、林士欽、陳冠州、李昌駿、劉彥禹超晶格多層薄膜應力模擬分析技術

高電子遷移率電晶體因為其具有電流穩定性以及承受高崩潰電壓的能力，在高頻、高功率的應用上有極大的潛力，但結構缺陷及磊晶薄膜應力太大，容易造成特性劣化。本文是以超晶格多層薄膜堆疊調控之技術手段，達成降低頂層氮化鎵薄膜應力之功效，以解決磊晶結構缺陷及元件特性劣化之問題。在超晶格多層薄膜應力模擬分析實驗架構分成三部份，第一部份比較不同製程溫度，第二部份比較不同超晶格結構層數，第三部份比較不同超晶格結構厚度，從以上模擬分析結果得到，隨著超晶格結構層數增加，頂層氮化鎵薄膜應力會有下降的趨勢。

作者:王亘黼、林義鈞電漿製程之源頭減碳與模擬分析技術應用

隨著全球氣候變遷議題益受關注，各國陸續提出淨零碳排政策，並透過碳稅、碳足跡揭露等方
式加速產業邁向低碳製造。電子產業廣泛應用之電漿製程，包含表面清潔、蝕刻皆普遍使用四氟化碳（Tetrafluoromethane, CF4）作為氣體源，然而其具備高全球暖化潛勢（Global Warming Potential, GWP）特性，成為相關產業溫室氣體排放的來源之一。相較於製程尾氣處理設備所採取之汙染物淨化處理防制模式，若能從製程源頭導入低暖化潛勢替代氣體，並透過模擬分析技術與製程參數優化以保持原有製程效能，便具備產業減碳效益。本文以電漿清潔製程為探討，選定低暖化潛勢之替代氣體後，先建立電漿製程腔體三維幾何模型，以工研院機械所建立之氣流場模擬技術分析CF4 和低GWP 值替代氣體於腔體內部之流場分布與基板區域氣流均勻度，確認替代氣體和CF4 氣流場分布相近，再透過電漿設備進行製程實驗參數優化，驗證替代氣體實際應用可行性，經計算該製程碳排當量降低21.8%，顯示源頭減碳策略具有實質效益，可做為未來源頭減碳技術之參考依據。

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