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張宗裕副處長

電子束作業處

張宗裕副處長
台灣積體電路製造股份有限公司電子束作業處

創新菁英－一般個人組

一路披荊斬棘張宗裕永不放棄的光罩創新之道

台積公司電子束作業處副處長張宗裕，20多年來戮力於先進光罩的研發，他所研發的技術，擁有改變半導體製程的力量，成為台積邁向下一代製程的關鍵，這亮眼成績的背後，是他對萬物的好奇心與永不放棄的堅持心態。

光罩工業產值雖只佔整個半導體產業產值的1%，但卻是晶圓技術開發之始，在製作半導體元件的製程中，必須先將積體電路設計的數位資訊藉由光罩製程製作出光罩，再透過光罩微影成像與蝕刻技術，形成半導體所需的圖形，也因此提升光罩技術是晶圓技術進步與量產不可或缺的推手。台積電子束作業處副處長張宗裕累積了光罩領域多年經驗，他不僅將多重電子束光罩曝光機研發成功及導入量產，並結合低感度光阻的開發與應用，將光罩技術往前推展，除了為台積的先進製程開發奠立基石，也為光罩工業界帶來創新及提升產業整體價值與應用，如奈米壓印微影等，開創嶄新的研發與運用局面。

紮實基礎成就創新力量

張宗裕從小就是大家眼中會念書的小孩，尤其對於數學更是拿手。談到數學，張宗裕特別提到他的啟蒙老師朱舜英，「朱老師發現我的數學成績還有進步空間，於是「盯緊」我，特別幫我上課，在那段時間數學科目也奠定了穩固的根基。」之後求學過程一路順遂，他依據志願選填了機械系，機械原理複雜程度不下於數學，張宗裕秉持過去學習數學的態度和方法，專心把原理念好，後來數學和機械這兩門專業，成為他之後工作的重要基礎。

1994 年張宗裕從成大機械工程所畢業，服役完畢後隨即進入巨擘科技公司，擔任副工程師負責鍍膜製程與研發工作。1999 年在朋友的引薦下來到台積電子束作業處就職，擔任光罩曝光機製程與設備工程師，一路在電子束作業處及研發組織歷練，現在則是電子束作業處主管，負責台積十八廠5 奈米光罩量產及3 奈米光罩試量產。

極紫外光微影技術帶路創新光罩技術

張宗裕深耕光罩領域，除了經歷了光罩工程部，2007 年起亦轉任光罩技術開發轉移部，負責先進光罩技術轉移、試量產及光罩品質提升，2011 年起升任為奈米光罩技術二部部門經理，至2016 年中成功地技術轉移45、40、28、20、16、10、7 奈米等技術節點。近幾年來，先進光罩製程技術快速精進，光罩圖形變得更複雜、細小，製程良率的維持難度快速提高，要解決此問題，業界認為低感度光阻和降低電子束大小是兩大可行之道，不過這也有難度，「若以單一電子束光罩曝光，曝光時間會變得很長，且會有強烈的庫倫效應產生，圖形位置精準性也會大幅受到影響。」

面對未來極紫外光微影技術的需求，光罩的曝光問題必須即刻解決，因此張宗裕在2010 年投入多重電子束光罩曝光機的研發，克服當時單一電子束曝光機的缺點，讓機台在運用低感度光阻時不會拉長曝光時間，光罩上關鍵尺寸與圖形位置精準性也可獲得提升。

不過要將全世界第一台多重電子束光罩曝光機導入量產的難度極高，因為當時多重電子束技術仍在萌芽階段，張宗裕回憶，「那時我們找到的共同開發商艾美思電子束公司，是一間位於維也納剛起步的年輕公司，並沒有真正量產的實力與經驗。」因此台積團隊和艾美思從理論驗證開始，接著找到日本電子公司JEOL 合作曝光平台及相關硬體的製造與整合，艾美思負責電子束平台及相關軟體的開發，台積團隊負責控制多重電子束的核心元件的輔助開發、製造、測試、晶圓切割與電路板製造，2014 年他們將實驗機引入台積進行功能開發與測試，期間屢屢遇到硬體與軟體等問題，秉持著毅力找出解方，最終達成曝光速度達三倍之快、且圖形曝光位置精準性改善幅度達兩倍的成果。2017 年，此多重電子束光罩曝光機成功地導入至台積的7 奈米與5 奈米節點量產，更成為往下3 奈米與2 奈米節點的生產與研發主力。

2017 年將多重電子束光罩曝光機成功地導入產線後，此機台結合低感度光阻的架構，已成為極紫外光光罩製造與研發不可或缺的武器，這也是台積晶圓技術領先同業的一大助力。這項創新成果有效提升了臺灣半導體產業的技術能量與價值，從而提升國家競爭力，張宗裕進一步指出，極紫外光微影是最新且最先進的晶片製造方法，可以提供晶片更好的效能，目前全球六大IC 晶圓廠都積極布局極紫外光微影製程，台積執半導體產業牛耳，對極紫外光製程研發更是不遺餘力，2010 年投入多重電子束光罩曝光機的開發，就是台積超前部署的策略之一。

強化競爭優勢堅持才能走到底

從1999 年至今，張宗裕在台積從事光罩研發工作已經超過20 年，他一路突破困境，將多重電子束光罩曝光機導入量產，並符合極紫外光微影技術需求，讓台積領先市場，這項技術對競爭對手形成極高的進入門檻，目前仍無第二家多重電子束光罩曝光機設備商導入量產，「這也讓台積擁有難以匹敵的成本競爭優勢。」

延續研發技術與動能，張宗裕正進行下一世代的多重電子束光罩曝光機的研發，「這將使得機台的曝光速度更快、更小、更精準，也為公司帶來更大的競爭優勢。」對於研發，他總是充滿熱情，這股熱情來自對身邊萬物的好奇心與對工作的堅持心態，他也鼓勵年輕人，不管身在任何崗位，都要對工作和生活充滿熱情，因為唯有熱情才會讓你充滿好奇，而有了好奇心之後，就必須堅持下去，正如他這一路走來克服的重重難關，「放棄是最容易的，想盡辦法堅持到底的人，才能看見甜美的成果。」

得獎感言－台灣積體電路製造股份有限公司電子束作業處張宗裕副處長

「研發創新是孤獨與漫長之路，最困難的是堅持，感謝有志同道合的夥伴們一同打拼。」

很榮幸能得到這個獎項。首先感謝政府鼓勵企業創新研發，除了要謝謝評審團隊的肯定，更要感謝一路支持我的長官、同事以及在背後陪伴我的家人們。台積一直很重視研發與創新，每年都投入相當高的研發經費，讓我們有豐富的資源不斷創新。能在台積電這個優質環境中，與一群熱忱傑出且志同道合的夥伴們，共同完成多重電子束光罩曝光機的研發並導入量產先進製程光罩，是一件很高興快樂的事。光罩技術研發很辛苦，但看到晶圓技術因而推進，人們生活因此變得更好，就覺得很有成就感。「Stay hungry, stay foolish.」繼續在研發創新之路前進。謝謝大家對我們的鼓勵!