最後更新:2026年10月8日供應鏈・地緣政治EUV 曝光・微影中國大陸:氖气(准分子激光用稀有气体)

氖氣(準分子雷射用稀有氣體)是什麼

Neon Gas

氖氣是空氣中微量含有的稀有氣體,在半導體製造中作為占 ArF、KrF 準分子雷射振盪用混合氣體大部分的緩衝氣體,支撐 DUV 曝光。以鋼鐵廠空氣分離設備的副產物取得,2022 年以前烏克蘭供應約一半的半導體級氖氣,因此俄羅斯入侵導致價格飆漲,供應風險受到關注。

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

氖氣(Ne)是空氣中約含 0.0018% 的稀有氣體,在半導體製造中用作 ArF、KrF 準分子雷射的振盪用氣體。準分子雷射的氣體是含少量氬、氪、氟等、其餘大部分由氖構成的混合氣體,氖扮演穩定放電的緩衝氣體角色。它是讓 DUV 曝光機光源持續運作的耗材,全球高純度氖氣需求有很大部分來自半導體產業。

氖是在將空氣液化以分離氧與氮的空氣分離設備中作為副產物取得。一般做法是在附屬於大量用氧之鋼鐵廠的大型空氣分離設備中回收粗氖,再精製成高純度品。由於前蘇聯時期鋼鐵產業的遺緒,俄羅斯與烏克蘭成為粗氖回收與精製的主要據點,據說 2022 年以前烏克蘭企業供應約一半的半導體級氖氣。

這種供應結構作為風險浮上檯面的,是 2014 年克里米亞危機與 2022 年俄羅斯入侵烏克蘭。2022 年烏克蘭南部的精製企業停止營運,氖氣價格飆漲。半導體廠商以庫存與採購來源多元化維持了眼前的生產,但也顯示集中於特定地區的稀有氣體供應,可能成為整體半導體生產的瓶頸。

作為對策,雷射廠商 Gigaphoton 與 Cymer(艾司摩爾旗下)提供大幅減少氖氣消耗量的氣體控制技術,以及回收、精製使用過的氣體並再利用的回收設備。此外,中國、美國、韓國等也推動提升從空氣分離設備回收氖的能力。另外,EUV 曝光機使用雷射激發電漿光源,因此不需要氖,但 DUV 曝光今後仍將用於許多製程,氖氣的穩定採購依然重要。

氖氣(準分子雷射用稀有氣體)的常見問題

為什麼半導體製造需要氖?
因為 DUV 曝光機光源 ArF、KrF 準分子雷射的振盪用氣體大部分由氖構成。氖作為穩定放電的緩衝氣體,須配合雷射運轉定期更換,因此會持續消耗。
EUV 曝光也使用氖嗎?
EUV 曝光機以 CO₂ 雷射照射錫液滴所產生的電漿為光源,因此不使用氖。不過,即使是使用 EUV 的先進晶片,許多層仍以 DUV 曝光製作,因此半導體產業整體對氖的需求不會消失。

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