
在台積電即將邁入 2 奈米量產的時代,ASML 的 EUV 微影機被視為製程推進的關鍵。但你或許不知道,即便強大如 ASML,也需要一位強大的夥伴,才能將最頂尖的技術化為可能。
這個夥伴,就是德國光學巨頭——蔡司半導體。
ASML 能將極紫外光(EUV)準確地投射到矽晶圓上,全賴蔡司半導體為其打造的、號稱是世界上最精密的鏡片模組。沒有蔡司在極致光學上的突破,ASML 的 EUV 設備,將無法精準地將數十億個電晶體刻畫在晶片上。蔡司半導體,正是這場由 ASML 主導的半導體革命中,那顆不可或缺的「心臟」。
這次,《科技新報》有機會在 SEMICON Taiwan 30 周年這場半導體盛會上,與蔡司半導體的三位靈魂人物面對面:一位是蔡司半導體技術長 Thomas Stammler 博士,另一位是深耕台灣市場的台灣蔡司半導體總經理范雅亮,以及蔡司半導體媒體公關負責人 Jeannine Rapp。他們不僅揭示了蔡司半導體在 EUV 和光罩技術的最新布局,更分享為什麼台灣會是這場全球技術競賽中,關鍵的戰略之地。
AI 浪潮下的幕後推手,早已悄悄布局未來 10 年的微影技術
這場專訪,從蔡司在半導體產業提供的核心技術談起,也就是 EUV 中的微影光學技術。EUV 設備是摩爾定律能持續至今的關鍵,也是推動當前 AI 發展的基石。所有高性能的 AI 晶片,都離不開 EUV 微影技術的加持。
Thomas 將蔡司半導體在 EUV 的開發比喻為一場長達 30 年的 「技術馬拉松」。他表示:「我們早在 30 年前就開始了 EUV 的開發,包含EUV 微影設備採用的微影光學,與我們的策略合作夥伴 ASML 密切合作了 30 多年,並且累積大量的經驗。這樣一個技術,它不是短跑,而是馬拉松。」
那蔡司半導體的優勢究竟是什麼?Thomas 直言,要成為某個領域中的冠軍,必須與世界各地的冠軍合作,而這正是蔡司半導體在做的事。除此之外,還有蔡司對創新的承諾,這也是讓蔡司半導體能夠持續且穩定地為客戶提供領先技術,確保客戶幾十年來都能信賴蔡司半導體解決方案的關鍵。
然而,這場馬拉松還沒有結束。蔡司半導體不僅正在將新一代的高數值孔徑 EUV(High NA EUV)微影產品推向市場,Thomas 分享,蔡司半導體早已開始投入下一個世代的研發,因為 EUV 設備技術的複雜度非常高,一個世代所需的開發時間長達 10 到 15 年,意味著蔡司已經開始為 2030 年、2032 年甚至 2035 年後的半導體技術藍圖做準備。


▲ 蔡司以 30 年的技術馬拉松奠定 EUV 光學優勢,不僅驅動 AI 晶片與摩爾定律延續,更已超前部署 2035 年的半導體未來。(Source:科技新報)
晶片製造的關鍵底片,追求光罩零缺陷
如果說 EUV 微影是驅動 AI 晶片的大型照相機,那麼光罩(Photomask)就扮演著 「關鍵底片」的角色。光罩上任何一個微小的缺陷,都會導致在晶圓上顯影的瑕疵,讓昂貴的晶圓良率下降。試想,隨著2奈米時代的到來,一片晶圓的價格預估是3萬美元(約新台幣90萬元),良率只要降低1個百分點,對晶圓廠來說都會承受相當大的損失。
因此,光罩的「零缺陷」不僅是技術目標,更是客戶的核心需求。
「為了支持製程中高良率,客戶必須有一個非常好,我會說,完美的光罩,包含在結構方面完美、在零缺陷方面完美。」Thomas說道。
蔡司半導體之所以能在光罩檢測與修復領域多年來擁有領導地位,正是源於其在微影技術上的深厚積累。蔡司半導體將過去50年來在光學設計、製造和研發的經驗,完整應用於光罩的各個環節,他們提供一套完整的光罩解決方案,涵蓋從量測、校正、修復到驗證的完整流程。

▲ 蔡司半導體打造「完美光罩」的秘密武器,也就是從量測、校正、修復到驗證的完整光罩解決方案。(Source:蔡司半導體)
這套解決方案中涵蓋了環環相扣的技術服務,包含蔡司半導體的PROVE光罩對位和疊對量測系統,此系統以次奈米等級的重複性和精準度測量圖形定位,確保圖形位置的正確性。
在光罩校正上, ForTune協助晶片製造商達成最嚴苛的規格要求,藉由雷射處理改善光罩臨界尺寸均勻性(CDU)、光罩註記差(mask registration)以及晶圓產品疊對(On-Product Overlay,OPO)。
在光罩修復的部分,蔡司半導體提供MeRiT的優化解決方案,這項解決方案適用於所有類型的光罩修復,可修復最微細的缺陷。同時也有微粒子清除系統(PRT),可清除光罩上的微小外來粒子。
在驗證平台上,AIMS® EUV具有驗證光罩品質的能力,並且確認光罩上是否存在關鍵缺陷。Thomas則在訪談中特別提到蔡司半導體最新一代 AIMS® EUV 3.0,它不僅能將光罩量測速度提升三倍,還具有能與既有Low-NA-EUV共用的優勢。

▲ 瞄準新一代High-NA-EUV,蔡司半導體推出最新AIMS ® EUV 3.0系統,光罩量測速度達3倍之多,並能做到低數值孔徑(Low-NA)EUV與高數值孔徑(High-NA)EUV的切換。(Source:蔡司半導體)
范雅亮進一步說明,AIMS EUV 3.0 能透過軟體設定,在短時間內實現低數值孔徑(Low-NA)EUV與高數值孔徑(High-NA)EUV 的切換,這讓客戶無需重複投資,一台設備就能應對未來的技術演進。至於客戶的反饋?「非常好!」范雅亮笑著回答。而他的答案也確實映照出客戶對於技術效率提升與成本控管的高需求。
正是有這些技術的共同協助,提升了從 DUV 到 EUV 光罩的品質和晶圓廠的生產良率,在在呼應 Thomas 所提出的「完美的光罩」目標。蔡司半導體透過這些緊密協作的工具,不僅成了半導體最先進製程的推手,也為半導體製造商提供兼具生產效率與良率效益的解決方案。

▲ 蔡司半導體以完整的光罩解決方案確保「零缺陷光罩」,不僅提升晶圓良率,也讓客戶以更高效率迎接 2 奈米與 High-NA-EUV 時代。(Source:科技新報)
與台灣攜手,定義半導體未來
這些圍繞著光學基礎的技術與解決方案,無疑是蔡司半導體在半導體產業立足的堅實基礎。但對蔡司半導體而言,這場科技旅程從未僅止於技術本身。
在訪談的尾聲,Thomas 和范雅亮不約而同地強調,蔡司半導體積極參與並且是「矽製造生態系統」 的一部分。他們深知,台灣在全球半導體供應鏈中扮演著舉足輕重的角色,因此,與台灣建立更廣泛、更深層的聯繫,確保蔡司半導體的技術能服務於整個產業生態的動態發展,已成為他們的核心策略。
正如 SEMICON Taiwan 30 周年的精神「世界同行、創新啟航」,這正是蔡司半導體的真實寫照。他們不僅是一家來自德國的公司,更是一家早已將創新植於 DNA 中的全球企業。蔡司半導體以實際行動,在 EUV、光罩和先進封裝等關鍵領域,與台灣的夥伴們攜手合作,共同解決半導體產業的下一個技術挑戰,並一同定義 AI 時代的未來。
(首圖來源:科技新報)