Jan van Schoot 如何把 High-NA EUV 的 0.55 NA 變成可量產光學？從 DoseMapper、變形投影到 EXE 半視場

Jan van Schoot 如何把 High-NA EUV 的 0.55 NA 變成可量產光學？從 DoseMapper、變形投影到 EXE 半視場

晶片微影的解析度常被濃縮成波長、數值孔徑與製程因子的公式，但真正的設備不能只把鏡子做大。光從光源進入照明器、打到反射式光罩、經投影鏡組縮小，再與高速移動的晶圓同步；任何角度、熱、變形、劑量與位置誤差都會在晶圓上相遇。High-NA EUV把數值孔徑從零點三三提高到零點五五，表面上是一個光學規格，實際上卻要求整個微影生態系重新協調。

Jan van Schoot的官方技術足跡正好跨越這條接口。他早年參與影像增強與劑量校正，後來成為High-NA EUV投影與照明架構的公開作者之一。ASML稱他是變形光學設計的奠基者之一，而不是唯一發明人；SPIE論文也列出ASML、ZEISS與多位共同作者。本文因此聚焦他可驗證的系統設計貢獻，並把鏡面、光罩、平台、演算法、供應商、客戶與量產成果保留給共同團隊。

一九九六年加入ASML讓職涯橫跨多代曝光平台

ASML的Jan van Schoot Fellow官方頁記錄，他自一九九六年在ASML任職，基地位於荷蘭Veldhoven，專長是影像與光學設計。這個時間點早於EUV量產，也早於High-NA平台，說明其職涯不是從EXE產品發布才開始。

官方頁沒有提供每一年職稱或把所有平台成果歸到他名下，因此不能自行補寫未公開的升遷時間線。可以確認的是，他的公開貢獻從影像增強延伸到投影與照明光學，並在二○二四年獲任ASML Fellow。這種跨度適合用來理解技術能力如何在平台世代間累積。

Fellow是技術權威認證而不是公司成果所有權

ASML Fellowship官方說明指出，Fellow通常在特定產品領域產生顯著影響，具備專利與技術出版紀錄，也負責指導其他工程師。Van Schoot在二○二四年獲此稱號，官方列出九十件已核准或申請中的美國專利，分布於五十一個ASML專利家族。

這些數字證明他長期參與知識產權工作，卻不代表九十件專利都由他單獨完成，也不代表產品中的每個光學零件由他設計。專利家族可能在不同法域形成多件公開案，作者名單也常包含共同發明人。人物文章必須把技術權威、共同發明與公司產品三層證據分開。

DoseMapper代表影像校正先於High-NA的系統思維

ASML Fellow頁把DoseMapper等影像增強產品列為Van Schoot的重要貢獻。名稱中的劑量不只是光源功率：晶圓不同位置若接收的有效曝光量不同，線寬與製程窗口就會漂移；校正系統必須把量測、模型與曝光設定連起來。

官方人物頁沒有宣稱DoseMapper由他獨自發明，也沒有公開本文足以重建的產品版本與演算法細節。因此更穩健的解讀是，他早期工作已處理「如何讓光學影像在真實晶圓上可控制」的問題。這條經驗後來能延伸到High-NA，因為提高理論解析度後，劑量均勻性、像差、熱與光罩效應反而更敏感。

Rayleigh公式只說明解析度旋鈕的方向

ASML的Rayleigh準則頁以CD等於k1乘波長再除以NA，說明縮小臨界尺寸可以降低波長、提高數值孔徑或壓低製程因子。EUV已把波長推到十三點五奈米；在維持這個波長時，提高NA就成為延伸單次曝光解析度的重要路徑。

公式沒有包含產能、光罩反射率、鏡面透射損失、疊對、焦深與缺陷率。設備若只在模擬中得到更小CD，卻需要過多曝光、無法維持影像對比或讓晶圓成本上升，就不構成量產基礎設施。Van Schoot的公開工作價值，在於把NA旋鈕連到這些系統限制。

EUV以反射鏡取代透鏡並把誤差預算推到極限

ASML光學原理頁說明，EUV會被大多數材料與空氣吸收，所以光路位於真空中，並以多層反射鏡導引與投影。鏡面需要極高平滑度，位置與方向也要由大量致動器持續補償熱造成的變形。

每一次反射都會損失部分光能，鏡面角度也會影響多層膜反射率。提高NA意味著接收更大角度的光，不能只把既有零點三三NA鏡組按比例放大。投影、照明、光罩與機械控制必須重新分配誤差，這正是High-NA設計從光學元件問題升級為系統架構問題的原因。

零點三三到零點五五不是單一數字升級

ASML EUV產品總覽區分NXE的零點三三NA與EXE的零點五五NA。公司資料把NXE定位為已進入先進邏輯與記憶體量產的平台，把EXE定位為下一代High-NA平台；兩者仍使用十三點五奈米EUV光，但光學、工作台與整合條件不同。

提高NA可讓系統收集更大角度的繞射光並改善解析度，卻會縮小焦深、放大鏡面與光罩三維效應，也增加光學製造和量測難度。因此High-NA不是把NXE的一項設定改成零點五五，而是建立新的EXE平台，同時盡量重用成熟EUV模組以降低整合風險。

光打到反射式光罩的角度形成核心限制

二○一七年SPIE High-NA掃描器論文由Van Schoot、Eelco van Setten、Gijsbert Rispens、Kars Troost及ZEISS多位作者共同署名。摘要指出，NA提高後，光線在光罩上的入射角範圍變大，陰影與多層膜反射率變化會讓既有四倍縮小架構的空中影像對比惡化。

這個限制說明光罩不是被動圖紙。EUV光罩本身是反射式多層結構，上方吸收體具有高度；斜角光線會看見不同的幾何與材料路徑。若不調整投影架構，鏡組理論上收進更多角度，晶圓影像卻可能因光罩效應失去可用對比。

四倍與八倍並存的變形縮小解開角度矛盾

ASML High-NA五項重點官方故事解釋，EXE不是在兩個方向都採相同縮小倍率，而是在一個方向縮小四倍、另一方向縮小八倍。這種anamorphic或變形光學降低光打到光罩的角度，同時保留業界原有尺寸的光罩。

若兩個方向都改成八倍，光罩上的圖形與既有設計、製造、檢查設備都可能需要大幅改動。四倍／八倍的非對稱設計是一項生態系取捨：它解決反射角問題並限制光罩衝擊，代價則是晶圓上的曝光視場在其中一個方向縮短。官方把Van Schoot稱為這項設計的奠基者之一，明確保留其他設計者與團隊。

半視場是變形光學換來的可管理代價

傳統NXE可在一次掃描中處理約二十六乘三十三毫米的完整曝光場；EXE變形鏡組使其中一個方向成為一半，形成約二十六乘十六點五毫米的半視場。小於或符合半視場的晶片可以直接配置，較大的晶片可能需要在設計與曝光流程中處理拼接。

半視場不是設計缺陷的別名，而是保留既有光罩尺寸、控制入射角與取得零點五五NA之間的工程選擇。它也不能被宣傳成完全沒有成本：光罩資料準備、晶片版圖、曝光次數、拼接邊界與疊對策略都要配合，設備經濟性因此必須由工作台速度與製程簡化共同補回。

更快工作台用來抵消曝光次數增加

ASML官方High-NA故事指出，半視場會讓一片晶圓需要更多曝光位置。EXE因此採用更快的晶圓台與光罩台：官方以晶圓台約八倍重力加速度、光罩台約三十二倍重力加速度說明相對於NXE的提升。

高速不是免費產能。加速度會帶來反作用力、振動、熱與位置控制負擔，光罩台和晶圓台又必須依縮小倍率精確同步。光學設計若決定視場形狀，機電團隊就要設計能維持影像位置的掃描軌跡；Van Schoot的光學架構因此必須與工作台、計量與控制團隊共同驗收。

投影光學與照明光學需要同一個影像目標

ASML人物頁特別寫明Van Schoot同時活躍於投影與照明光學。投影鏡組把光罩圖形縮小到晶圓，照明器則決定哪些角度與強度的光照到光罩；兩者若分開最佳化，可能得到理論解析度高、實際製程窗口卻狹窄的結果。

不同圖形方向、節距與光罩材料需要不同照明形狀，變形縮小又讓水平與垂直方向不再完全對稱。系統架構必須把來源形狀、光罩三維效應、投影像差與光阻反應放在同一模型中。這也解釋了為何人物官方專長寫成「影像與光學設計」，而不只是一片鏡子的幾何設計。

中央遮蔽是在反射角與通光效率間重新配平

二○二二年SPIE中央遮蔽與波前論文由Laurens de Winter領銜，Van Schoot與ASML、ZEISS多人共同署名。摘要說明零點五五NA掃描器利用中央遮蔽減少多層鏡面的角度負擔，以兼顧透射率與產能，遮蔽區則需為影像、疊對和傳輸最佳化。

中央遮蔽代表光瞳中有一塊不傳遞光的區域，不能沿用完整圓形光瞳的所有直覺。它會影響特定圖形、照明設定與像差表示；若只引用NA數字而忽略光瞳形狀，就不足以預測晶圓影像。共同作者名單也再次顯示，這是投影、計量、數學與ZEISS鏡組的跨公司問題。

波前描述必須對遮蔽光瞳重新定義

零點三三NA系統常以一組基底函數表示光學波前誤差，方便量測、規格與控制團隊交換資料。中央區域被遮蔽後，量測只存在於非遮蔽光瞳；若仍把缺少資料的區域視為一般完整光瞳，係數可能失去直觀與可比較性。

二○二二年論文評估適合遮蔽光瞳的表示方式，並提出相應的波前均方根定義。這類工作看似數學細節，實際是供應鏈接口：ZEISS量到的鏡組波前、ASML整機模型、校正軟體與晶圓驗收必須對「誤差」使用相同語言，否則每個模組都可能各自通過、整機卻無法收斂。

二○一五至二○一七年公開工作把概念變成架構

歐盟CORDIS SeNaTe成果頁列出Van Schoot與ASML、ZEISS共同作者的High-NA掃描器與光罩最佳化成果，包括二○一五、二○一六與二○一七年的公開資料。早期論述已抓住提高NA後光罩入射角、對比與產能的連鎖問題。

這些日期早於第一台EXE交付多年，證明High-NA不是產品發表前才開始的功能包。從概念、光學設計、鏡面製造、光罩與演算法到整機裝配需要長期並行開發。人物貢獻的可信之處，在於其姓名持續出現在這條公開技術鏈上，而不是靠事後職稱倒推。

二○二一年計畫狀態保留完整共同作者網路

二○二一年SPIE High-NA計畫論文由Van Schoot領銜，作者還包括Sjoerd Lok、Eelco van Setten、Ruben Maas、Rudy Peeters、Jo Finders、Judon Stoeldraijer、Jos Benschop，以及ZEISS的Paul Graeupner、Peter Kuerz與Thomas Stammler等人。

摘要把目標定為零點五五NA與八奈米解析度，並討論影像、產能與平台進度。領銜作者證明他負責重要公開整合工作，但不能將其他作者的鏡面、機電、照明或製程成果併入個人名下。最準確的名人堂定位是光學與影像架構核心人物之一。

ASML與ZEISS合作決定光學能否變成整機

ASML創新模式官方頁把公司定位為系統架構與整合者，並說明產品依賴客戶與供應鏈協作。High-NA論文中，ASML作者處理掃描器、影像與產品接口，ZEISS作者處理投影和照明鏡組、製造與量測，兩邊必須共享光學與機械規格。

鏡面在ZEISS完成不等於裝進ASML機台就自然達標。運輸、安裝、真空、熱、重力方向、致動器與感測器都會改變波前；整機還要與光罩台、晶圓台與軟體校正相連。Van Schoot的系統價值在於定義這些接口，但鏡面製造功勞應歸給ZEISS團隊及共同作者。

EXE沿用成熟EUV模組以降低整合風險

ASML從實驗室到晶圓廠的EUV故事回顧，EUV工業化需要光源、光學、真空、光罩、工作台、供應鏈與客戶共同跨越多年。High-NA被描述為下一步，而不是把先前二十多年經驗全部推倒重來。

EXE重用能延續的EUV模組，將新設計集中在零點五五NA所需的光學、更快平台與相關控制。模組可先獨立測試，再進入整機整合，能縮小故障定位範圍。這種共同性與模組化是基礎設施決策：讓新光學建立在可服務、可製造的既有能力上。

二○二三年首套模組出貨是整合節點而非量產終點

ASML官方歷史記錄，第一套零點五五NA High-NA EUV系統於二○二三年出貨。官方High-NA故事進一步指出，第一批EXE:5000模組在二○二三年十二月送往Intel。

出貨代表供應鏈、模組測試與客戶廠務進入下一階段，不等於當天已有長期高量產良率。客戶仍需安裝、校正、取得影像、建立光阻與光罩流程，再評估可靠度和成本。文章因此將「首套出貨」、「研發曝光」與「高量產使用」分開，不用一個日期取代完整導入曲線。

EXE:5000規格把光學方案連到可驗收輸出

ASML TWINSCAN EXE:5000產品頁列出零點五五NA、八奈米解析度、相較NXE可印出約小一點七倍特徵與約二點九倍電晶體密度，以及變形鏡組與更快工作台的關係。官方亦以影像對比和每小時晶圓數描述產品目標。

這些規格屬於特定ASML產品與測試條件，不是Van Schoot個人績效，也不能直接換算客戶良率或晶片營收。它們的重要性在於證明多年論文中的角度、半視場與產能取捨已轉化為可被客戶驗收的整機參數。

更高對比的價值在於降低缺陷與劑量壓力

ASML產品頁把EXE:5000相對NXE的影像對比提升列為重要特性。對比提高可讓曝光區與未曝光區的差異更清楚，減少隨機與圖形缺陷的風險，也可能允許較低劑量、縮短每次曝光時間。

對比不是由投影鏡單獨決定。照明形狀、光罩吸收體、光阻化學、光源功率與製程條件都會影響最終晶圓影像。Van Schoot的影像專長提供架構與判準，實際數字則由跨部門設計、整機測試及客戶流程共同形成。

單次曝光替代多重圖形化才有經濟意義

先進製程在解析度不足時可將一層圖形拆成多次曝光與處理，但每增加一次循環，就增加塗佈、顯影、蝕刻、量測、疊對與等待時間，也新增缺陷機會。High-NA的八奈米解析度希望讓部分關鍵圖形回到單次曝光。

設備本身昂貴且半視場需要更多掃描，因此不能只看單次曝光比較。經濟性要計算整條製程少掉多少步驟、缺陷與循環時間，以及產能是否足夠。變形光學與高速平台的共同設計，就是把解析度收益轉化成晶圓廠可採用的成本結構。

High-NA實驗室讓生態系提前取得真實曝光證據

ASML與imec二○二四年官方新聞宣布開放High-NA EUV Lithography Lab，提供EXE:5000與周邊製程、計量設備，讓邏輯、記憶體、材料與設備夥伴在自有機台到廠前進行開發。

這座實驗室是基礎設施的一部分，因為新光學會改變光罩、光阻、OPC、量測與設計規則。只有讓生態系在相同平台上取得晶圓資料，才能發現模擬與實際曝光的差距。它的成果不能歸給Van Schoot個人，卻驗證了他參與設計的光學架構必須由整個製程鏈接住。

Intel合作顯示客戶需求必須在設計早期進場

ASML與Intel二○二二年High-NA合作公告記錄，Intel早在二○一八年訂購EXE:5000，之後再訂購面向量產的EXE:5200系統。這說明客戶不是等產品完成才被動接收，而是在多年導入窗口中共同準備。

光罩尺寸、晶片視場、廠務、曝光劑量、製程步驟與產能都是客戶經濟條件。ASML人物頁引用Van Schoot「像客戶一樣思考需求與原因」的工作方式，與這種共同開發模式一致；但Intel的製程成果與採購決策仍屬Intel，不應被人物敘事挪用。

半視場會把大型晶片的拼接推進設計規則

若晶片超過High-NA半視場，設計者可能要把圖形分成兩個曝光區，再在晶圓上控制交界。拼接不只是把兩張圖片排在一起；邊界要管理位置、形狀、劑量、光學鄰近效應與後續蝕刻，關鍵連線也要避開高風險區域。

因此，變形光學保留既有光罩尺寸的同時，把部分複雜度移到設計與計算微影。這不是否定架構，而是把成本公開放入系統帳本。Van Schoot的貢獻應由完整取捨評價：解開入射角與光罩生態問題，也必須讓半視場的下游代價可被工具與流程管理。

九十件美國專利反映廣度但仍需逐件歸因

ASML Fellow頁給出的九十件美國專利與五十一個專利家族，是公司截至該頁更新時的官方統計。它顯示Van Schoot的工作不只出現在演講與論文，也進入可追蹤的發明文件，範圍跨越影像與光學設計。

人物介紹不能把統計數字改寫成九十項已量產產品，更不能省略共同發明人。專利的申請、核准、家族與商業部署是不同狀態；本文只把官方數字當成技術產出的尺度，具體High-NA歸因則以ASML人物頁與共同作者論文交叉驗證。

第一作者與架構角色不等於單獨完成EXE

Van Schoot在多篇High-NA公開論文中是第一作者，ASML也稱他是變形設計奠基者之一。這足以確認他在光學與影像架構中的核心角色，卻不支持「他一人發明High-NA EUV」或「他打造EXE全部硬體」的說法。

共同作者包括Eelco van Setten、Kars Troost、Sjoerd Lok、Judon Stoeldraijer、Jo Finders、Jos Benschop與ZEISS多位光學專家；公司官方資料還反覆提及供應商、客戶與工程團隊。準確的名人堂敘事應讓讀者看見人物如何連接網路，而不是把網路壓平成英雄神話。

從影像產品到High-NA形成同一條控制鏈

DoseMapper關注曝光劑量與影像校正，High-NA變形光學關注角度、對比、視場與投影。兩者尺度不同，底層方法卻相似：先定義晶圓端需要的影像，再向上分配到照明、投影、光罩、工作台、感測與演算法。

這條控制鏈讓光學設計不止停在理想鏡面。系統必須能量測偏差、知道偏差從哪個模組而來、計算補償，並在不同機台與時間維持一致。Van Schoot的職涯脈絡因此代表半導體基礎設施中的一種稀缺能力：把物理方案寫成跨團隊可驗收的接口。

High-NA光學基礎設施可用十四項判準檢驗

1. 人物身分可追溯。 以ASML官方Fellow頁確認任職、專長與稱號。
2. 解析度公式不取代產品驗證。 NA提高後仍要驗證對比、焦深與晶圓結果。
3. 光罩角度列入模型。 反射式多層膜與吸收體三維效應不能忽略。
4. 縮小倍率明確。 一方向四倍、另一方向八倍，不以模糊的「更大鏡子」代替。
5. 半視場成本透明。 曝光次數、拼接與設計限制要一起計算。
6. 平台速度補回產能。 晶圓台與光罩台的同步、振動及熱需整機驗證。
7. 照明與投影共同最佳化。 光源形狀、像差與光罩效應使用同一影像目標。
8. 中央遮蔽有專屬規格。 通光、疊對、影像與波前表示不可沿用完整光瞳假設。
9. ASML與ZEISS接口一致。 鏡面、機械、真空、熱、量測與軟體共用定義。
10. 模組先測再整合。 保留故障隔離、服務與升級能力。
11. 出貨不冒充量產。 安裝、研發曝光、製程驗證與HVM分段證明。
12. 客戶提早參與。 光罩、廠務、流程與成本需求在架構期進場。
13. 專利與產品狀態分開。 申請、核准、家族與部署不混為一談。
14. 共同功勞完整保留。 第一作者、共同作者、供應商、客戶與團隊各自可追溯。

延伸閱讀

若想比較High-NA光學如何接上更大的AI運算需求，可以接著閱讀黃仁勳如何把GPU變成AI權力中心，對照晶片、設備與資料中心的基礎設施關係。

官方資料索引保留可重查證路徑

• ASML Jan van Schoot Fellow人物頁
• ASML Fellowship制度
• ASML Rayleigh準則
• ASML透鏡與反射鏡原理
• ASML EUV產品總覽
• ASML EXE:5000產品頁
• ASML High-NA五項重點
• ASML EUV從實驗室到晶圓廠
• ASML與imec High-NA實驗室
• ASML與Intel High-NA合作
• ASML官方歷史
• SPIE二○一七年High-NA掃描器論文
• SPIE二○二一年High-NA計畫論文
• SPIE二○二二年中央遮蔽與波前論文
• 歐盟CORDIS SeNaTe成果頁

結語：把一個光學突破變成整條產業鏈能採用的接口

Jan van Schoot的名人堂價值不在於把EXE簡化成一位工程師的故事，而在於他長期處理影像落地的系統問題。從DoseMapper、投影與照明，到變形縮小、半視場與遮蔽光瞳，他參與建立了一套能在解析度、對比、光罩相容性與產能之間做明確交換的架構。

High-NA EUV最終成立，仍依賴ASML與ZEISS共同作者、光源與機電團隊、光罩和光阻供應商、imec、Intel及其他客戶。Van Schoot可被精確確認為其中的光學與影像核心人物之一：他把零點五五NA從公式中的分母，轉化為鏡組、視場、平台、演算法與客戶流程都能共同驗證的半導體製造基礎設施。