拆解光刻機奧秘｜ YouTube頻道直擊ASML開發基地 詳述技術原理 拆解生產EUV光刻機奧秘
原文刊於信報財經新聞「CEO AI⎹ EJ Tech」
荷蘭艾司摩爾（ASML）獨家製造的極紫外光（EUV）光刻機，單台售價約4億美元（約31.2億港元），能夠製作包含數十億電晶體的晶片，堪稱人類史上最複雜、最昂貴的商業機器。擁有近2000萬訂閱者的YouTube頻道Veritasium，近日直擊艾司摩爾EUV光刻機的開發基地，詳細向觀眾解釋這項技術的構思緣由，以及機器大致的運作原理，影片播放量至今突破1000萬次。
日科學家提出EUV概念曾遭嘲笑
EUV概念最早在八十年代中期提出，由日本科學家木下博雄（Hiroo Kinoshita）在NTT實驗室，投影出首批EUV影像。
木下博雄提出，透過彎曲X光來成像，加上因光線易吸收、需要真空環境與特殊鏡子，技術概念遭業界視為不可能，木下博雄更在演講中被嘲笑，指是一場大騙局。
之後，美國國家實驗室、貝爾實驗室、英特爾一度參與研究，但大多放棄，艾司摩爾則在九十年代接手，經歷30年、數十億美元投資後，相繼克服無數工程難題。
2000年首部EUV工程測試機誕生，每小時只能生產10塊晶圓。主要樽頸在於光路，需要經過8個鏡面，以及一個光罩（Reticle），導致光損耗極大，僅約4%光能到達晶圓。其後，艾司摩爾取得技術突破，成功研發「激光產生等離子體」（LPP）技術，逐步克服光源功率不足、反射鏡污染等挑戰。時至2024年，EUV光源功率提升至500瓦級水平，實現每秒10萬液滴錫珠的處理能力。
技術要求極高 如建人工太陽
時至今日，極紫外光光刻機技術要求極高，必須連續不斷地，以極高精度下操作，例如錫滴只有白血球大小，以時速約250公里射出。激光在一秒內射擊5萬滴錫珠3次，先預脈衝將這些錫珠壓扁成薄餅，再主脈衝將「薄餅」蒸發成22萬開爾文（Kelvin，溫度單位）的電漿（相當於太陽表面溫度40倍以上），從而激發出波長13.5納米的極紫外光。艾司摩爾技術執行副總裁本肖普（Jos Benschop）形容，「基本上，我們必須在地球上建立一個人工太陽。」
光刻機的鏡面表面，必須達原子級光滑平整；若放大至地球大小，最大凸起位置的厚度，也不超過一張啤牌。此外，設備能夠將一層晶片，完美疊加在另一層上，精度誤差亦不超過5個原子（一納米以內）。光束照射反射式光罩（Mask），光罩上圖案反射極紫外光，並形成電路影像；光罩在20G加速度下運作，每小時處理185片晶圓。
最終光刻機在30年後，克服數千個障礙後，實現商業化製造。在影片尾聲，更引用英國劇作家蕭伯納（George Bernard Shaw）名言：「理性的人讓自己適應世界；非理性的人堅持讓世界適應自己。因此，所有進步都依賴非理性的人。」若人人都選擇合理，世界就無今日科技。
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