高考申論題
114年
[電子工程] 半導體工程
第 五 題
五、隨著技術節點持續微縮，曝光技術亦不斷演進。請說明自曝光波長 λ = 248 nm KrF 以降，至鰭式場效電晶體（FinFET）時代，如何運用各種不同的曝光技術與圖案化方法來實現更微小的電路圖案。（20 分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
看到微影技術演進題，必須立刻聯想微影解析度的核心物理公式「瑞利準則（Rayleigh Criterion）：CD = k1*(λ/NA)」。解題思路應沿著公式的三個變數展開：縮短波長λ（KrF→ArF→EUV）、提升數值孔徑NA（浸潤式微影）、以及降低製程變異係數k1（多重圖案化技術），依時間軸推進至FinFET時代。
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【破題】 微影技術的極限解析度由瑞利準則（Rayleigh Criterion）定義：$R = k_1 \frac{\lambda}{NA}$（$R$ 為解析度或關鍵尺寸 CD，$\lambda$ 為曝光波長，$NA$ 為數值孔徑，$k_1$ 為製程相關係數）。自 KrF 以降，半導體業界為實現節點微縮，均圍繞於「縮短 $\lambda$」、「提高 $NA$」與「降低有效 $k_1$」三大物理途徑進行技術演進。 【論述】
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曝光技術與圖案化演進
💡 依瑞利準則透過縮短波長、提升NA與降低k1係數實現電路微縮。
🔗 半導體曝光技術微縮演進鏈
- 1 縮短波長 λ — KrF (248nm) 演進至 ArF (193nm)
- 2 提升數值孔徑 NA — 浸潤式技術，利用超純水提升折射率突破 NA 1.0
- 3 降低有效 k1 — FinFET 時代採用 LELE 或 SADP 多重圖案化
- 4 波長革命性縮小 — 導入 13.5nm EUV，實現單次曝光先進節點
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🔄 延伸學習：延伸學習：高數值孔徑 EUV (High-NA EUV) 與 GAA 結構之微縮需求。
