今天我們接續上篇，往光罩與投影鏡組裡面走一層。如果說上篇在問「為什麼 EUV 只能靠反射鏡」，那麼下篇要處理的是另一個核心問題：在 Zeiss 的能力邊界下，EUV 光學還能被推到多遠，高到 High-NA 甚至 Hyper-NA 的那一端。
4. EUV 光罩：從一片版，變成整個光學系統的延伸
在 DUV 時代，光罩比較像是「高精度印刷版」，主角是圖形本身。到了 EUV，光罩先變成一面鏡子，再在上面刻圖形。底下是一片 Mo 與 Si 疊出來的多層膜，上面再疊吸收層與保護層，當 13.5 奈米光以約6度斜角打上去時，反射回來的已經不是單純的幾何影像，而是一個被相位與振幅共同調整過的波前。
這代表一件很關鍵的事情。EUV 光罩不只是「承載版圖」的被動元件，而是與投影鏡頭一起決定成像品質的主動光學零件。任何圖形高度、側壁斜率、多層膜厚度的微小差異，都會在波前上留下痕跡，最後變成晶圓上的 CD 偏移與線邊粗糙。4.1｜多層膜加吸收層：一個三維結構的干涉體
從下往上看，一片 EUV 光罩大致包括低熱膨脹玻璃、多層 Mo/Si 結構、緩衝層、吸收層與保護層。
多層膜決定主反射帶與相位響應，吸收層決定哪裡是圖形邊界，緩衝與保護層則在壓應力、抗氧化與清潔耐受之間拉鋸。任何一層稍微偏離設計值，反射波前就會產生細微扭曲。由於入射角是6度，吸收層並不是被正面照射，而是被光線「擦身而過」。這讓吸收層的高度、側壁斜率變成三維光學問題的一部分，不再只是蝕刻製程的工藝細節。
4.2｜六度入射帶來的三維效應：陰影、偏移與方向依賴
在理想化的二維模型裡，線條只要畫對位置就會被等比例縮小。
實際上，EUV 光罩因為斜入射，會產生兩種典型的三維效應。第一是 shadowing，光在通過高吸收牆邊緣時會被遮蔽，讓與入射平面垂直的線條發生額外縮窄或偏移。第二是 telecentricity 誤差，等效上就是光線不再以完全垂直方式打在晶圓上，不同方向的圖形會出現不同 CD 偏差。
所以你會看到設計與製程端開始做幾件事。圖形會在光罩上刻意「歪一點」，藉由 OPC 與三維模擬去對沖這些偏移。吸收層側壁斜率會被調成特定角度，盡量在不同方向之間取一個 CD 偏差最小的折衷。整體來說，EUV 光罩從平面設計圖，變成需要三維場模擬的光學零件。
4.3｜Zeiss 的光罩檢測與修補：把缺陷當成光學問題來解
當光罩內部變成多層三維干涉體，缺陷就不再只是「表面哪裡缺一角」，而是「在 EUV 波長與斜角照明下會怎麼影響成像」。
這就是為什麼 Zeiss 會用 AIMS 這類 actinic 系統，在接近實際曝光條件下檢查 EUV 光罩，直接觀察波前與影像的變化，而不是只看電子顯微鏡的照片。
當發現缺陷時，下一步是修補。Zeiss 的 MeRiT 系列工具透過聚焦電子束誘導沉積或去除材料，能在極小範圍內加減吸收層或清除異物。最新的 MeRiT LE 則針對 EUV 光罩做優化，讓修補尺寸更小、邊緣位置更準，配合軟體自動化流程，逐步把修補也變成一種可複製的精密工藝。
從 blank 品質、缺陷顯影、actinic 驗證，到電子束精修與再量測，Zeiss 在 EUV 光罩這一段幾乎做成一條垂直的光學生態。ASML 負責曝光機台，Zeiss 則掌握讓機台「看到乾淨光罩」的全套工具。
4.4｜成本與限制：一片光罩變成一台小機器
EUV 光罩的成本已經高到可以用「資本設備」來形容。多層膜鍍製需要專用腔體與長時間製程，blank 本身就不便宜，再加上多輪電子束寫入、檢測、修補與重新驗證，任何一次版圖改動都會帶來數百萬級的額外投資。
這種成本結構逼出幾個結果。設計公司會盡量減少光罩版本數，導入更重的數位微調與運算光刻。晶圓廠會用更嚴格的 mask shop 流程管理，盡量把缺陷消滅在出貨前。整個產業也被迫接受一個現實。EUV 時代的「設計錯誤」不再是可以輕易用新光罩補救的小事，而會直接反映成數千萬甚至更多的時間與資本成本。
5. 六片投影鏡：決定 EUV 能走到哪一個節點
從光罩出來的波前會通過一組由六片鏡面構成的投影光學。在 0.33 NA 的 EUV 系統裡，這組鏡頭需要在有限路徑長度中完成縮小成像、像差補償與場均勻控制，同時每片鏡子的反射率約只有七成，光能隨著鏡面數量呈指數下降。這也是為什麼鏡面數不能無限制增加，必須在六片左右找到物理與工程之間的平衡。
你可以把這組六片鏡想成一個被壓縮到極致的自由度空間。每片鏡子的曲率、相對位置與面形誤差都被拿來當作控制變數，用來壓制像差、維持場曲與保留足夠的通光量。任何一片做不到設計值，整組鏡頭的性能邊界就會跟著往內縮。
5.1｜為什麼是六片：自由度與反射損失的交換
理論上，多加幾片鏡子可以換來更多像差補償自由度。實務上，每多一片鏡子就多一次三成左右的光能損失，也多一個需要熱管理與形狀控制的高敏感元件。當多層膜反射率被物理極限卡在七成上下時，六片左右的配置成為一個折衷點，既保留足夠設計空間，又讓晶圓端光量還在可量產的區間。
更麻煩的是，鏡面之間的像差補償不是線性相加，而是隨角度與場位置互相耦合。Zeiss 在這裡用上完整的波前控制模型，從設計階段就把每片鏡面當成可調參數，搭配製造時的離子束修整與出廠前的系統級調教，才有辦法在實機上逼近理論值。
5.2｜鏡面公差與熱補償：原子級誤差放大成線寬偏移
在 EUV 投影鏡裡，鏡面面形誤差要被壓在數十皮米等級。這種誤差在幾十公分口徑的鏡片上幾乎接近材料晶格的變動尺度，但被縮小到晶圓上時，仍然會以亞奈米級線寬變化的形式出現。更不用說長時間曝光帶來的熱負載，會讓鏡片在幾百度溫度上下來回震盪，如果冷卻設計不均勻，就會產生緩慢但可測的形狀漂移。
Zeiss 的做法是把熱與光學一起建模。背面冷卻通道的幾何、材料熱膨脹係數、多層膜內應力分佈，都被納入設計迭代。機台運轉時，ASML 的控制系統會持續監控波前，透過主動對準與場內補償來拉回部分誤差，但真正的底線仍然取決於 Zeiss 能把被動鏡片做到多準、多穩。
6. Zeiss 與 ASML 的共生關係：誰畫邊界，誰填滿邊界
從技術分工來看，ASML 負責整機架構、動態控制、客戶整合與量產平台，Zeiss 則負責把「在這個體積與鏡面數量內達到某種波前品質」這件事做成實物。鏡面曲率、多層膜設計與波前校正常常需要來回幾輪。Zeiss 告訴 ASML 光學可以做到哪裡，ASML 再評估在該條件下，如何安排機台架構、疊對策略與掃描模式。兩邊在設計階段就像一個閉迴路，彼此的限制會逐漸收斂成一套可量產的光學平台。
從商業模式來看，兩家公司早在 DUV 時代就建立 joint development 模式，EUV 更是彼此綁在一起投資。Zeiss 需要 ASML 的量產平台攤提光學研發，ASML 則需要 Zeiss 的獨家鏡頭來維持技術領先。結果就是現在這個狀態。在可預見的未來，幾乎沒有第二家企業有足夠動機與資本去重新築一條 EUV 光學供應鏈。
6.1｜為什麼沒有第二家 EUV 光學供應商？
理論上，任何擁有超精密拋光、多層膜鍍製與波前量測能力的公司，都有機會嘗試做 EUV 光學。
實際上，真正的門檻不只在工藝，而是在整個系統的閉迴路。你需要數十年累積的材料資料庫，知道不同鍍膜配方在十年壽命下會怎麼老化。你需要高度客製的量測設備，能在真空中量波前與反射率。你還需要一個願意一起承擔失敗成本的整機夥伴，讓這些鏡片有地方試、有地方量產。
這是一種典型的互鎖關係。晚進者即使有單點技術，也很難在短時間跨過系統門檻。對 Zeiss 與 ASML 而言，這種互鎖反而形成一種「共用護城河」，讓 EUV 光學成為全球最難複製的供應鏈之一。
7 High-NA 的光學未來：當 NA 從 0.33 推到 0.55
High-NA EUV 把數值孔徑從 0.33 拉到 0.55，看似只是一個數字改動，實際上是整套光學從頭翻修。
更大的 NA 代表更大的收光角度，解析度可以進一步提升到單次曝光8奈米級半節距，足以支撐未來數個世代的邏輯與記憶體節點。ASML 的 EXE 平台在投影鏡與照明系統上全面換新，Zeiss 則為此打造重量高達數噸的 High-NA 投影光學，讓整機在解析度與產能之間取得新的平衡。
最近，高-NA EUV 已經在 SK hynix 率先完成業界第一台商用安裝，預計用於未來 DRAM 結構的原型開發，其八奈米級解析度讓單次曝光即可完成過去需要多重圖形分割的線寬。
7.1｜角度變大，光罩三維效應被放大
NA 提升的代價，是光線入射角範圍變得更大，光罩的三維效應進一步加劇。在 High-NA 系統裡，為了控制像差與場曲，ASML 採用非等比的單向縮放，也就是所謂的 anamorphic 光學設計，讓光罩在一個方向上的縮小倍率多一點，在另一個方向上少一點，藉此在有限鏡面數量下讓解析度與視場同時存在。這也讓光罩尺寸與版圖規則全面改寫，設計與製程都需要重新學習一套新語法。
同時，角度分佈變寬意味著多層膜的角度敏感性會更嚴重。反射帶寬原本就只在百分之幾的範圍內，入射角再一拉開，場內不同位置的反射率與相位差異只會更難控制。這一段幾乎完全落在 Zeiss 的鍍膜與面形工藝上。
7.2｜鏡片更極端，成本更高，客戶選擇更分化
High-NA 投影光學的鏡片曲率更極端、鏡面口徑更大，加上更複雜的照明系統與舞台設計，整機價格已經突破三億八千萬美元，遠高於現有低 NA EUV。
這種成本結構帶來兩種截然不同的策略。
一種是 Intel 與 SK hynix 的路線，提早引進 High-NA，用更高解析度換取未來數代節點的圖形彈性，願意用更高 wafer cost 去換設計自由度與長期密度優勢。另一種是 TSMC 的路線，持續把現有 0.33 NA EUV 推到極限，透過多重曝光、背面供電與標準單元創新，把 A14 等節點做在不需要 High-NA 的光學平台上。
對 Zeiss 來說，這代表 High-NA 光學的產能與節奏會更像「客製化重裝備」，而不是當年 NXE 世代那種快速鋪開的量產平台。
7.3｜Hyper-NA 與之後：當 NA 邁向 0.75 甚至更高
在研究單位與供應鏈的 road-map 裡，Hyper-NA 已經被提到桌面上。Imec 與 ASML 都在討論 NA 介於 0.75 到 0.85 的 Hyper-NA EUV，模擬顯示對關鍵金屬層可以帶來超過八成到一倍以上的對比度提升與線寬控制優勢，足以把節距壓到二十奈米以下。
但代價也以倍數成長。入射角更極端，光罩三維效應幾乎變成完全不同的物理問題，多層膜必須在更寬角度下維持高反射率，鏡片尺寸與面形控制也面臨新的極限。這些挑戰讓 Hyper-NA 在短期內更像是一個「技術試驗場」，尚未成為確定的量產世代。
8. EUV 的極限與 Zeiss 下一步的角色
從收集器到照明系統，從光罩多層膜到六片投影鏡，再到 High-NA 與 Hyper-NA 的未來，每一個節點的前進都不只是單一材料或單一公式的突破，而是 Zeiss 與 ASML 在光學、熱、材料與控制之間一次又一次重新談判邊界。
物理上的極限並沒有消失。多層膜反射率仍被七成左右卡住，鏡面粗糙度仍然難以下探到零點幾皮米，光罩三維效應在更高 NA 下只會變得更難對付。另一方面，新的選項也在默默成形，從更短波長的軟 X 光 Beyond EUV，到把電子束與光學混用的各種混合方案，研究界已經開始為「EUV 之後」做探路。
在這條路上，Zeiss 的角色可能會更像「邊界工程師」。當產業在問下一代要不要上 High-NA、要不要賭 Hyper-NA、要不要改用全新的 resist 或波長時，真正能回頭告訴大家「在這組鏡片與多層膜之下，我們還能推到哪裡」的，依然是那個負責把每一片鏡面磨到幾十皮米誤差的團隊。ASML 可以定義平台，晶圓廠可以定義節點名稱，但決定這條光學路能走多遠的，仍然是 Zeiss 的那面鏡子。
