Coherent 的尖端雷射、材料等產(chan) 品旨在支援先進處理器的製造。

全球半導體(ti) 產(chan) 業(ye) 正呈現爆炸式成長，預計到2023年將達到驚人的1兆美元市場（2023年該市場規模將超過5000億(yi) 美元）。這種擴展主要是由微處理器的不斷微型化和不斷提升的功能所推動的。每一代更小、更強大的芯片都能實現全新的技術，同時也降低現有應用的成本。這形成了一個(ge) “良性循環“，芯片技術的改進帶來新產(chan) 品和服務，進而推動對更先進半導體(ti) 的進一步需求。

目前，有幾個(ge) 關(guan) 鍵產(chan) 業(ye) 推動著大部份此類需求，而汽車產(chan) 業(ye) 是該產(chan) 品的一大應用領域，汽車正在演變如同加裝著車輪的智慧手機，並整合了大量的演算能力，高性能演算也是推動增長的因素之一。此舉(ju) 旨在滿足日益增長的人工智能（AI）和雲(yun) 端計算的需求。隨著5G網絡的普及，無線網絡基礎設施也隨之而來。

最後，微處理器在工廠自動化和物流等工業(ye) 市場中發揮著巨大的影響，盡管與(yu) 消費相關(guan) 市場相比，這是一個(ge) 相對低成長的市場，但對於(yu) 半導體(ti) 來說，這是一個(ge) 非常穩定和可持續的市場。

幾十年來，Coherent一直提供對半導體(ti) 製程與(yu) 元件封裝至關(guan) 重要的雷射、光學元件、和材料。在某些情況下，我們(men) 的技術一直是微電子製造的關(guan) 鍵推動因素。

我們(men) 應該會(hui) 繼續加強在這一市場的參與(yu) 度。因為(wei) 隨著電路尺寸的縮小以支援剛才提到的趨勢，其製造、組裝和檢查流程中使用的必要係統必須更加精確和複雜。這為(wei) Coherent提供了更多的機會(hui) ，因為(wei) 我們(men) 的技術通常支援提高製造精度和提升產(chan) 能。

在這篇文章中，我們(men) 將專(zhuan) 門研究Coherent產(chan) 品如何支援半導體(ti) 製造最基礎步驟---曝光技術的進步。

極紫外（EUV）曝光

曝光是半導體(ti) 製造的核心技術，涉及將光罩上的電路圖案投射在矽晶圓上的感光層，以生成實際的元件（例如晶體(ti) 管）結構。傳(chuan) 統的半導體(ti) 曝光技術利用波長為(wei) 248nm或193nm的準分子雷射來實現這一點。這些雷射已將產(chan) 業(ye) 帶到了“10nm節點“（節點是與(yu) 芯片世代相關(guan) 的術語，通常包括更小的尺寸特性）。但為(wei) 了轉換到更小的節點（可能包含更小的特性），基本物理原理顯示需要更短波長的光。

極紫外曝光（EUV）代表了該領域的關(guan) 鍵進步。EUV曝光使用波長約為(wei) 13.5um的光源，這使芯片製造商能夠達到7nm, 5nm, 3nm和2nm的節點。

為(wei) 了產(chan) 生這種EUV光，高功率紅外二氧化碳雷射照射在一股微小、且熔融的錫滴上。雷射使錫蒸發並形成電漿（電子從(cong) 原子中解離出來的氣體(ti) ），而EUV光源即由此電漿激發產(chan) 生。

產(chan) 生和傳(chuan) 輸這種波長光線的過程非常複雜且具有挑戰性，需要極高的精度以及在極端條件下可靠的操作。後者是關(guan) 鍵，因為(wei) 半導體(ti) 製造廠的停機時間每小時可能造成數十萬(wan) 、甚至數百萬(wan) 美元的損失。

Coherent 為(wei) EUV 曝光係統提供多種光學元件，包括鑽石保護鏡片、雷射調變器和ZnSe雷射光學元件。

用於(yu) EUV 曝光的光學元件

EUV 曝光係統中的二氧化碳雷射和光束傳(chuan) 輸係統包含許多光學元件，例如透鏡和鏡片。當然，Coherent（原II-VI公司）自20世紀70年代以來一直是紅外光學市場的領導者，這是公司創立的技術根基，沒人有比我們(men) 更了解它。也就是我們(men) 成為(wei) EUV二氧化碳雷射係統最大的雷射光學元件供應商的原因。

EUV係統的另一個(ge) 重要光學元件是鑽石保護鏡，這是為(wei) 了對雷射係統內(nei) 的各種模塊形成密閉環境，同時允許高功率的二氧化碳雷射不受衰減地通過。

雖然ZnSe通常用於(yu) 此波長的鏡片和EUV係統，但由於(yu) 多種原因，在一些要求極度嚴(yan) 格的應用中鑽石最愛到青睞，在超高功率作業(ye) 下，熱透鏡效應較低是其主要原因之一。熱透鏡會(hui) 導致光束、像差和焦點位置的變化，所有這種都會(hui) 影響係統性能。

此外，鑽石是所有已知材料中熱導率最高的，同時具有低熱膨脹係數（CTE）和極高的硬度。這表示鑽石可以承受高功率的激光束、且變形或劣化程度最小；並且，它可以承受並有效消散因吸收雷射而產(chan) 生的任何熱能。

Coherent是這些大範圍多晶鑽石鏡片的領先供應商，因為(wei) 我們(men) 是一家垂直整合的製造商。我們(men) 在反應爐中使用化學氣相沈積（CVD）技術來生長鑽石，該技術基於(yu) 我們(men) 自已的專(zhuan) 有設計和製程技術，這使我們(men) 能夠以精確產(chan) 生EUV曝光係統光學鏡片所需特性的方式控製晶體(ti) 生長。

用於(yu) EUV曝光的結構零組件

我們(men) 的專(zhuan) 業(ye) 知識還包括製造由特殊陶瓷材料製成的EUV曝光係統零組件，例如：燒結碳化矽 (RB-SiC)。

RB-SiC具有出色的機械和熱穩定性，使其成為(wei) 包括檢查、測量和曝光在內(nei) 的廣泛半導體(ti) 資產(chan) 設備應用的理想選擇。支撐EUV光學係統的結構穩定性至關(guan) 重要，而且隻有使用這種RB-SiC陶瓷才有可能達成，可預計RB-SiC在結構零組件方麵具有很大的潛力。

Coherent使用傳(chuan) 統陶瓷生產(chan) 製程和新開發的添加材料技術來生產(chan) RB-SiC。透過這些方法，可以將大型複雜形狀生產(chan) 成近乎幾何形狀，而幾乎不需要精密加工。

Coherent：您的創新和成功合作夥(huo) 伴

我們(men) 剛剛深入了解了Coherent如何將必要的創新技術與(yu) 高性能組合產(chan) 品，依照需求提供幫助給半導體(ti) 設備商。但其它公司也生產(chan) 高性能的產(chan) 品，所以，我們(men) 的客戶選擇Coherent的原因通常不僅(jin) 僅(jin) 是如此。

其中一個(ge) 因素是取得成本，在半導體(ti) 產(chan) 業(ye) 中，與(yu) 產(chan) 品相關(guan) 的營運成本對使用者來說，往往比其當初購買(mai) 價(jia) 格更為(wei) 重要，而造成這種情況的原因有以下幾點。

第一個(ge) 是停機時間。如前麵所提，即使是半導體(ti) 生產(chan) 線中出現短暫異常停機，也可能造成較大成本損失。因此，可靠性和正常運作至關(guan) 重要，除了可為(wei) 用戶節省資金外，並有助於(yu) 確保他們(men) 能夠滿足既定的生產(chan) 計劃。

第二個(ge) 原因是操作的一致性和穩定性。半導體(ti) 製造有許多步驟，在這些步驟中，設備操作的任何變化都可能以不易立即察覺的方式改變正在生產(chan) 的電路特性。其影響的是，當產(chan) 線在發現問題之前，可能已生產(chan) 了一段時間的不合格零件，需要報廢或重工，這兩(liang) 種情況都是昂貴且耗時的。

因此，設備商優(you) 先考慮那些在自身技術方麵擁有深厚專(zhuan) 業(ye) 知識，以及長期成功經驗的供應商。他們(men) 希望與(yu) 那些產(chan) 品符合規格、能按時交貨，並在嚴(yan) 格的半導體(ti) 製造環境中日複一日、始終如一地提供性穩定質量的公司合作。Coherent在這些方麵表現突出，數十年來一直擁有超出預期的良好紀錄。

由於(yu) 技術變革步伐的加快，另一個(ge) 因素也隨之出現。半導體(ti) 設備製造商尋求擁有大量內(nei) 部資源和公司規模，並能承諾在技術上進行大量投資的供應商，而這些都是為(wei) 了跟上製造用於(yu) 生產(chan) 越來越微小電路的設備，所需的持續創新周期。

Coherent客戶可以放心，我們(men) 將長期致力於(yu) 提供迅速回應的服務。客戶還想知道供應商是否能夠繼續經營幾十年，並能提供服務和維持備品供應；說到服務，無論何時何地需要，他們(men) 都希望能夠立即獲得服務。Coherent的規模和穩定性，加上廣泛的全球服務組織結構，使我們(men) 的客戶有信心，無論是現在還是將來，我們(men) 都能實現所有的承諾。（作者：Coherent 供稿：台灣鐳射科技應用協會(hui) ）