手機、電腦、汽車和遊戲機裡都有晶片，但晶片上的電路小到肉眼完全看不見。晶片工廠究竟如何把數十億個電晶體和密密麻麻的線路，放進一塊比指甲還小的晶片裡？其中一項重要技術，就是被稱為「DUV」的深紫外光微影。
DUV的英文全名是「Deep Ultraviolet Lithography」，中文通常翻譯為「深紫外光微影」。它的工作很像一部超級精密的投影機，負責把設計好的晶片電路圖案縮小，再投影到圓形的矽晶圓上。
如果把晶片想成一座迷你城市，電晶體就像城市裡的房屋，金屬線路則像道路和橋梁。DUV微影機的工作，就是先在土地上畫出施工線，告訴後面的機器哪些地方要挖掉、哪些地方要留下，以及哪些地方要加入新的材料。
製造晶片時，工程師會先在晶圓表面塗上一層對光線敏感的特殊材料，稱為「光阻劑」。接著，深紫外光會穿過帶有電路圖案的光罩，再經過一套非常精密的鏡頭，把圖案縮小並照到晶圓上。
光阻劑受到光照之後，性質會發生變化。經過顯影處理，某些部分會被洗掉，剩下的部分就形成電路圖案。工廠再按照這些圖案進行蝕刻、加入材料或製作金屬線路。這個過程需要重複許多次，一層一層堆疊，最後才會形成完整晶片。
目前高階DUV微影常使用波長193奈米的深紫外光。一般來說，光的波長愈短，就愈有機會畫出細小的圖案。不過，晶片上的部分線路比193奈米還小，工程師因此發明了許多方法，繼續提升DUV的能力。
其中一種方法稱為「浸潤式微影」。微影機會在鏡頭和晶圓之間放入一層極乾淨的純水。光線經過水時會產生折射，工程師利用這個現象，讓光線聚焦得更精確，進一步印出更細小的圖案。
另一種方法叫做「多重圖案化」。如果一次曝光無法畫出所有密集線路，工程師就把同一個圖案拆成兩次、三次或更多次完成。例如第一次先畫單數位置的線，第二次再補上雙數位置的線，最後合在一起，就能形成更密集的電路。
然而，多重圖案化也會增加許多工作。每多做一次圖案，可能就要增加曝光、蝕刻、清洗和檢查等步驟。不同次製作的圖案如果沒有準確對齊，也可能造成晶片故障。
為了製造更先進的晶片，半導體產業後來發展出EUV，也就是「極紫外光微影」。EUV的英文全名是「Extreme Ultraviolet Lithography」，使用波長只有13.5奈米的極紫外光，比DUV使用的193奈米光短得多，因此更有能力畫出細小而密集的圖案。
不過，EUV微影機的構造也比DUV複雜許多。它會讓極小的錫液滴高速飛出，再用強力雷射擊中錫液滴，使它變成非常高溫的電漿，並放出極紫外光。這個過程有點像在機器裡不斷製造極小的閃光，再利用這些光來印製晶片。
EUV光很容易被空氣和玻璃吸收，因此它不能像普通投影機一樣使用一般鏡片。EUV微影機內部必須接近真空，並使用特殊反射鏡引導光線。光罩、反射鏡和保護膜也都必須使用特別設計的材料。
那麼，EUV是不是一定比DUV好？
如果只比較誰能畫出更細小的圖案，EUV確實比較強。它可以讓某些原本需要用DUV分成好幾次製作的圖案，改成較少次數完成。如此一來，可能減少製程步驟，也降低不同圖案沒有對準的風險。
但是，EUV設備非常昂貴，操作和維護也十分困難。晶片上的許多線路其實沒有細到需要使用EUV，如果所有圖層都使用EUV，就像只是畫一條普通的馬路，卻請來最昂貴的精密雕刻機，不一定划算。
DUV的優點是技術成熟、生產穩定，而且適用範圍很廣。許多汽車晶片、感測器、電源管理晶片、顯示器驅動晶片和家電晶片，都可以使用DUV製造。即使是最先進的晶片，也不是每一層都要使用EUV。
現代的先進晶圓廠通常會同時使用DUV和EUV。最細小、最密集、最難製作的關鍵圖層交給EUV；其他不需要極高解析能力的圖層，仍然使用DUV。兩種技術比較像是一起合作的隊友，而不是只能留下其中一個。
此外，人們常聽到「3奈米晶片」或「2奈米製程」，但這些名稱並不代表晶片上的每一條線都剛好是3奈米或2奈米，也不能直接拿來和DUV的193奈米波長相比。
現在的製程名稱主要代表一個技術世代。晶片能畫得多細，不只和光的波長有關，也受到鏡頭能力、光阻材料、光罩設計、電腦運算、蝕刻技術和圖案對準精度等因素影響。
整體來說，EUV就像一支專門處理最困難任務的精銳部隊，能夠製作更細密的關鍵圖案；DUV則像經驗豐富、工作穩定的主力部隊，負責數量更多、範圍更廣的製造工作。
因此，DUV並沒有因為EUV出現就被淘汰。未來的晶片可能愈做愈先進，EUV也會繼續進步，但DUV仍然會長期留在晶圓廠中。畢竟，製造一顆晶片不是只靠一台最厲害的機器，而是需要許多不同設備彼此分工，才能完成這座肉眼看不見的電子城市。
看更多：EUV是什麼？原理為何？有什麼作用？就是光刻機嗎？有何重要性？
（完）
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範例問題：
- 如果你是晶片工廠的工程師，你會如何判斷某一層電路應該使用DUV，還是使用EUV？除了能不能畫得更細之外，還要考慮哪些事情？
- EUV技術比較先進，卻沒有完全取代DUV。你能從生活中找出另一個「新工具和舊工具各有用途、可以一起合作」的例子嗎？請說明原因。
- 製造晶片需要許多機器分工合作，而不是只靠最先進的設備。這件事讓你想到團隊合作中的哪些道理？一個團隊是否只需要能力最強的人？
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