最後更新:2026年10月8日曝光・微影EUV 曝光・微影中國大陸:DUV(深紫外)

DUV(深紫外光)是什麼

DUV (Deep Ultraviolet)

DUV(深紫外光)是指波長約100~300nm 的紫外光區域,是半導體微影最廣泛使用的光源。代表為 KrF 準分子雷射(248nm)與 ArF 準分子雷射(193nm),為了與13.5nm 的 EUV 區別而稱為 DUV。即使在 EUV 普及後,仍是全球晶圓廠中運轉數量最多的曝光技術。

目錄4 項
  1. 定義與原理
  2. 常見問題
  3. 相關用語
  4. 比較文章

定義與原理

DUV(Deep Ultraviolet:深紫外光)是指波長約100~300nm 的紫外光區域,被廣泛用作半導體微影(光微影)的光源。代表性光源為 KrF(氟化氪)準分子雷射(248nm)與 ArF(氟化氬)準分子雷射(193nm),為了與 EUV(Extreme Ultraviolet,13.5nm)區別而稱為「DUV」。至今仍是全球半導體晶圓廠中運轉最廣泛的曝光技術。

DUV 微影的歷史始於1990年代導入 KrF(248nm),2000年代 ArF(193nm)成為主力。2007年前後 ArFi(ArF 浸潤式曝光)實用化,在鏡頭與晶圓之間填滿純水(n=1.44)以實現 NA>1,達到比乾式 ArF 高40%以上的解析度。再搭配 SADP、SAQP 等多重圖案化技術,ArFi 可對應到10nm 世代,目前仍持續用於7nm~3nm 的非關鍵層(閘極與接觸窗以外的多數層)。

即使 EUV 已普及,DUV 仍不可或缺的原因有4點:①成本:ArFi 曝光機(約50~100億日圓)的成本遠低於 EUV(約170~200億日圓);②產出量:ArFi 機台(305 WPH)的處理能力高於 EUV 機台(220 WPH);③台數:全球晶圓廠已大量導入 ArFi 與 KrF 設備,可活用既有資產;④用途分工:完成1片晶圓所需的100道以上曝光步驟中,使用 EUV 的只有數層,其餘都由 DUV 負責。

DUV 目前的主要用途有:①先進邏輯(3nm、5nm 等)的非關鍵層(場氧化層、金屬導線下層、接觸窗等);②成熟節點(28nm、40nm、65nm 等)全層的量產;③DRAM 與 NAND 的多數層(EUV 只用於部分關鍵層);④類比與功率半導體(100nm~數 μm:以 KrF 為主力)的製造。ArFi 所用多重圖案化(SADP/SAQP/LELELE)的設計與製程技術訣竅,是 DUV 設備的重要附加價值。

DUV 曝光機市場的主要廠商為艾司摩爾(ASML,NXT 系列掃描式曝光機:市占率75%以上)、尼康(Nikon,NSR-S 系列)與佳能(Canon,FPA 系列)。EUV 由 ASML 獨占,但在 DUV 領域,尼康與佳能也擁有一定的市占率。ASML 以 ArFi 最新機種(NXT:2100i:最高305 WPH、NA=1.35)持續供應先進晶圓廠。

DUV(深紫外光)的常見問題

DUV 與 EUV 有何不同?
波長根本不同。DUV 為 KrF 的248nm 或 ArF 的193nm,可在大氣中或以浸潤方式使用穿透式鏡頭光學系統。EUV 為13.5nm,會被所有物質吸收,因此必須使用真空環境與反射式反射鏡光學系統。
EUV 已實用化,為什麼仍使用 DUV?
因為即使是先進晶片,也不是所有層都需要最先進的解析度,非關鍵層使用 DUV 就已足夠。此外,成熟節點(車用、功率、類比、微控制器)的量產至今仍由 DUV 負責,在成本與產出量方面較有利。
DUV 曝光機的主要廠商有哪些?
艾司摩爾(ASML,荷蘭)是最大廠,尼康與佳能也有供應。EUV 由 ASML 獨占,但在 DUV 領域,日本廠商仍維持一定的市占率。

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