隨著人工智慧（AI）晶片和高效能運算（HPC）需求的爆發，半導體產業正加速邁向異質整合與先進封裝的時代。傳統上，微影技術多聚焦於前端晶圓製造，然而，後段封裝所需的微影製程能力，已成為下一代系統單晶片（SoC）設計的關鍵瓶頸。為了解決晶片尺寸不斷擴大及晶圓翹曲（warpage）帶來的製程難題，全球微影設備領頭羊艾司摩爾（ASML）近日宣布推出新型微影機台 XT:260，大幅擴大了曝光場（Exposure Field）的範圍，顯著提升先進封裝製程的效率與良率。
ASML表示，現代晶片設計越來越依賴垂直與水平的「堆疊方式」來實現更強大的功能與更高的頻寬。這類堆疊通常包含多種異質元件，例如在處理器單元中，最新的 GPU（例如B200）或 CPU。這些元件可以進行混合搭配（mix and match）。而在記憶體領域，DRAM被垂直堆疊後形成所謂的HPM（High-Performance Memory），這是高頻寬記憶體（HBM）的簡化說法。
最後在光電整合的共封裝光學（CPO）上，雖然尚未量產，但ASML認為這是未來幾年內將發生的重要技術轉折點。在這些複雜的結構中，中介層（interposer）扮演了關鍵的橋接作用。尤其是中介層上佈有電路，因此必須進行曝光製程才能將電路圖案打出來。
ASML指出，根據台積電（TSMC）的技術藍圖（Radow Map），業界普遍使用「光罩尺寸（reticle size）」來衡量中介層的大小。一個reticle size可以被視為一個單位的面積。目前業界的組裝尺寸大約在3.x片到5.x片光罩大小的水準。然而，技術發展目標預計將做到大約八片光罩大小。對此，ASML強調，隨著尺寸的增加，傳統微影機台面臨兩大核心挑戰。
首先是曝光場限制，由於傳統微影機台的單次曝光場範圍有限，若要處理多達八倍光罩大小的大型中介層，必須分區多次進行曝光。這會大幅降低製造效率。第二個挑戰就是晶圓翹曲（Warpage），因為在先進封裝的世界裡，有一條與微觀世界相反的規律，那就是「尺寸越大，製程難度越高。」當許多不同晶片被放置在一起時，由於不同材料的熱膨脹係數不一致，晶圓在受熱後會發生彎曲，即產生翹曲。微影設備必須具備處理這種彎曲晶圓的能力。
為應對上述挑戰，ASML於2025年推出了XT:260新機台。這台新設備的核心突破在於顯著擴大了曝光場的大小，從而使曝光效率獲得大幅提升。根據ASML展示的數據顯示，XT:260機台的D.P.（產出率）表現相較於競爭對手的設備呈現出大幅度的提升。此外，XT:260特別具備處理翹曲晶圓的能力。這項技術突破使得機台能夠適應因異質整合導致的晶圓彎曲問題。
ASML表示，這項成果是公司的一個「非常重要的里程碑」，因為它代表ASML在過去較少被提及的後段封裝領域投入了大量的時間進行研發。另外，XT:260的應用層面極廣，不只包含中介層（interposer），還包括3DIC（三維積體電路），台積電稱之為SoIC（System-on-Integrated-Chips）的相關技術。還有光電整合的CPO部分的應用案例。這些方向與ASML所提及的「全方位微影（holisticography）」的概念相同，暗示未來的微影技術將是一個系統性的整合解決方案。
(首圖來源：ASML提供)
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