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光學與微影
光學與微影

EUV 極紫外光微影:為何只有一家設備商

13.5 奈米波長的工程奇蹟,與它造就的產業壟斷格局。

約 7 分鐘  ·  EUVASML波長反射光學

為什麼需要 EUV

當製程推進到 7 奈米以下,193 nm DUV 即使用上浸潤式與多重曝光,成本與複雜度也急遽攀升。極紫外光(EUV,波長 13.5 nm)把光源波長一口氣縮短超過十倍,能用更少的曝光次數畫出更細的線,是先進製程量產的關鍵。

它有多難

EUV 幾乎挑戰了光學工程的極限:

  • 光源:用高能雷射轟擊高速噴出的錫液滴,使其變成電漿並放出 13.5 nm 的光,每秒數萬次。能量轉換效率極低,是巨大的工程難題。
  • 全反射光學:13.5 nm 的光會被幾乎所有材料吸收,無法用透鏡折射,只能用數十層塗層的多層膜反射鏡反射,且整個光路必須在真空中進行。
  • 光罩:EUV 光罩也是反射式,且必須搭配防止落塵的薄膜(pellicle),製作極為困難。

為何全球只有一家能做

由於上述每一個子系統都是頂尖難題,全球目前僅有荷蘭的 ASML 能量產 EUV 微影機台。一台機器整合了來自德國蔡司(Zeiss)的光學、雷射光源等數千家供應商的零件,售價以新台幣數十億元計,是現代工業最複雜的機器之一。

High-NA EUV:下一步

為了再往更微縮推進,ASML 推出High-NA EUV(數值孔徑由 0.33 提升到 0.55),能畫出更細的線,但機台更大、更貴,並帶來新的設計與光罩挑戰。

EUV 的高門檻,使它成為地緣政治的焦點——能否取得 EUV 機台,直接決定一個國家/企業能否進入最先進製程。延伸閱讀請見〈出口管制與供應鏈重組〉。

參考來源