高壓汞燈的譜線中，波長436奈米的 g-line 成為半導體微影的第一道門檻。這條特定波長的紫外光不只是實驗室裡的研究光源，更標記了從手工印刷到精密光學轉換的歷史時刻。進入1960年代，半導體產業仍在探索階段，積體電路的結構相對簡單，但所需的5微米解析度已超出當時直接加工的能力。早期的曝光流程多沿用印刷電路板的工法，依賴 Rubylith 膠片與人工切割完成圖案，再透過一連串的縮小攝影製作出等比例的玻璃光罩，進入曝光製程。這類影子印刷雖直觀，卻在效率與精度上難以支撐持續的微縮需求。
步進曝光機：重構解析度與量產穩定性的關鍵設備
步進曝光機透過縮小投影與逐步曝光，提升解析度並降低光罩製作難度，成為g-line時代的核心設備。
當一比一投影與接觸式印刷逐漸逼近極限，產線開始尋求兼顧解析度與良率的新解法。g-line 的應用與縮小投影技術的結合，構築出步進曝光這一全新架構。這類設備使用高品質透鏡將光罩圖案縮小後投影到晶圓的局部區域，再透過平台的精準移動，依序完成整片晶圓的曝光。光罩面積變小降低了成本，局部視場控制了像差，非接觸式操作也讓良率明顯提升。這樣的架構讓 g-line 不僅是光源的選擇，更成為整個微影流程革新的催化劑。
供應鏈協作：從光源到鏡頭的垂直整合
步進微影的成功並非單一技術突破，而是整個產業鏈協同進化的成果。美國 GCA 推出第一台商用縮小步進曝光機，象徵產線世代的更替；日本 Canon 與 Nikon 則迅速跟進，在全球市場建立起技術與市占優勢；而美國 Perkin-Elmer 的 Micralign 系列則穩固服務北美本土晶圓廠。鏡頭供應方面，德國 Zeiss 與美國 Tropel 提供高解析縮小透鏡，成為系統解析度的上限。光源供應則由 Ushio 與 Heraeus 主導，他們致力於提升高壓汞燈的穩定性與壽命。需求端的推動則來自 Intel、Motorola、德州儀器與 IBM 等龍頭晶圓廠，以及東芝、日電與日立等日系大廠。整個生態系統環環相扣，圍繞著產能擴張與良率提升的核心目標前進。技術瓶頸與新一代微影波長的萌芽
g-line 成功地讓微影技術進入1微米世代，但436奈米波長的物理極限逐漸顯現。隨著晶圓尺寸從2吋擴張到6吋，系統在對位精度、成像穩定度與光罩缺陷放大上的挑戰愈發明顯。步進曝光雖能分區曝光，但光罩仍需多次轉印，其間的缺陷與誤差累積也成為瓶頸。於是，業界開始尋求更短波長的替代方案，例如365奈米的 i-line、248奈米的 KrF，以及後來主導數十年發展的 ArF 光源。g-line 雖逐漸退場，卻奠定了微影工業化與系統協作的基本範式，讓微影從工藝走向工程，從工程進入產業。
g-line 不只是光源選擇，更是一場技術路線的集體轉向。它讓微影從接觸式印刷進入縮小投影，從實驗室工藝跨入工業量產。這篇文章為後續探討 i-line、KrF、ArF 等更先進光源技術提供了背景脈絡，也讓我們理解微影設備為何日漸走向高度整合。下一篇將聚焦 i-line 產業鏈的崛起與挑戰，延續微縮競賽的歷史節奏。
