🔧 ASML 的 EUV 設備工程師是做什麼的？
前言
我在 2022 年 8 月加入 ASML 艾司摩爾，並於 2024 年 7 月離職，前後待了兩年。
當時全球正面臨半導體短缺，台積電（TSMC）、聯電（UMC）等晶圓代工廠積極擴充產能，也帶動半導體設備供應商進入高速成長的階段。
除了半導體產業相對優渥的薪資之外，在一點虛榮心的驅使之下，我選擇加入當時赫赫有名的光刻機龍頭 ASML。
我在 EUV Upgrade 部門擔任設備工程師，主要工作地點位於台南的台積電 F18 廠，負責替台積電既有的 EUV 光刻機進行 Upgrade，也就是俗稱的「改機」。
工作型態
我們的主要工作地點位於台積電 F18 廠的無塵室。進入無塵室之前，必須按照規定換上全套無塵衣，避免人體產生的灰塵或微粒影響機台與晶圓製程。
工作制度採用 做三休三 的輪班模式，每次連續工作三天，再休息三天。工作時段分為日班與夜班：
- 日班：早上 7 點至晚上 7 點
- 夜班：晚上 7 點至隔天早上 7 點
一般情況下，每兩輪會切換一次日夜班，因此一個月大約會經歷兩輪日班與兩輪夜班。
這樣的班表雖然一次能休三天，但日夜班頻繁切換，對睡眠與生活作息仍然是不小的考驗。
EUV（極紫外光）光刻機的運作原理
在介紹工作內容之前，先簡單說明 EUV 光刻機的基本運作原理，後面的改機流程會比較容易理解。
一台 EUV 光刻機大致可以依序分為三個主要模組：Drive Laser、Source 和 Scanner。
| 模組 | 主要功能 |
|---|---|
Drive Laser（驅動雷射） | 產生高功率雷射光束 |
Source（光源模組） | 利用高功率雷射產生 EUV 光，因此被稱為 EUV 的「源頭」 |
Scanner（掃描模組） | 將 EUV 光導向並投射至晶圓上 |
首先，位於二樓的 Drive Laser 模組會產生高功率雷射光束。雷射光束透過 BTS（Beam Transport System） 中一系列鏡面的反射，被導引至三樓的 FFA（Final Focus Assembly）。
FFA 會將雷射分為兩段脈衝：
PP（Pre-Pulse）MP（Main Pulse）
PP 會先進入 Vessel，打在高速移動的 Tin Droplet（錫滴） 上，使原本接近球狀的錫滴展開成類似 Pancake（煎餅） 的形狀。
這個步驟的目的，是增加接下來 MP 與錫滴接觸的面積。
接著，MP 會打在展開後的錫滴上，使錫產生電漿，並釋放出波長約為 13.5 奈米的 EUV 光。
Vessel 內部的 Collector 會收集並聚焦 EUV 光，再將光束導向 Scanner。最後，Scanner 會透過一系列光學系統，將電路圖形投射到晶圓上。
以下是 EUV 光刻機的簡化架構圖：
工作內容
我當時主要負責的是 Source，也就是產生 EUV 光的光源模組。
我們的主要任務，是將既有的 EUV 光刻機升級至新的系統版本。升級內容不只包含硬體零組件的更換，也可能涉及軟體更新、參數設定、系統校正與功能驗證。
整個過程稱為 Upgrade。
1. 蒐集改機前資料
在正式拆機之前，我們會先蒐集機台當下的運作數據，也就是 Pre-fingerprint。
這些資料會被當作改機後的比較基準，用來確認升級前後的機台狀態是否符合預期。
2. 關電與拆除舊組件
完成資料蒐集後，便會依照安全程序關閉相關電力與能源，確認機台進入安全狀態，再開始拆除舊版零組件。
EUV 光刻機內部的系統非常複雜，除了電力之外，還包含水線、氣線、真空系統與雷射設備，因此每一個操作步驟都必須嚴格按照程序執行。
3. 安裝新組件
拆除舊組件後，我們會安裝升級版本的新零件，重新連接水線、氣線、電線與各種機構。
安裝過程中，螺絲鎖附的順序、力矩，以及管線接頭的密合程度都非常重要。任何一個連接處沒有安裝正確，都可能導致後續測試失敗。
4. 水線與氣線測漏
安裝完成後，會進行一系列測漏程序，確保水線與氣線的接頭沒有漏水或漏氣。
測漏主要分為以下兩種類型：
Pressure Drop Test（PDT）
PDT 主要用於水線測漏。
測試時會使用空氣對水線加壓，並觀察一段時間內的壓力變化。如果壓力出現明顯下降，就可能代表管線或接頭存在洩漏。
Helium Leak Test（HLT）
HLT 主要用於氣線與真空管路測漏。
測試時會使用氦氣測漏儀將管線抽至真空，再使用氦氣槍對管線接合處噴灑氦氣。
如果接頭沒有完全密合，氦氣便可能從縫隙進入真空管路，並被測漏儀偵測出來。
由於氦氣分子小，能夠穿過非常細微的縫隙，因此很適合用來找出肉眼無法察覺的洩漏點。
5. 調整雷射路徑
完成初步測漏後，接下來會調整雷射傳輸路徑上各面鏡子的角度。
調整的目標，是讓雷射光束能夠沿著正確路徑傳遞，最終進入 Vessel，並準確打在高速移動的 Tin Droplet 上。
這個過程需要反覆觀察數據、調整鏡面位置並重新測試，因為些微的角度偏差，都可能影響雷射最後抵達的位置。
6. 再次進行測漏
雷射路徑調整完成後，我們還會再進行一次測漏。
這個步驟是為了確認先前在組裝與調整過程中操作過的氣線、水線及接頭，仍然維持良好的密封狀態，沒有因為後續作業而出現鬆動或洩漏。
7. 軟體更新與系統設定
除了硬體零組件的更換之外，Upgrade 也可能包含軟體更新、參數設定與系統校正。
硬體與軟體必須彼此搭配，才能讓升級後的模組正常運作。因此在安裝完成後，還需要依照升級內容更新相關軟體，並設定對應的系統參數。
8. 機台測試與交機
當 Drive Laser、Source 與 Scanner 三個模組都完成升級後，團隊會進行一系列機台測試與性能確認。
我們也會將升級後的機台數據與改機前蒐集的 Pre-fingerprint 進行比較，確認各項功能與性能符合預期。
確認機台能夠穩定運作，且各項數據符合規格之後，才會正式將設備交還給台積電，重新投入晶圓生產。
以下是更完整的改機流程圖：
常用工具
以下是我們在改機過程中經常使用的工具：
| 工具名稱 | 用途 |
|---|---|
Allen Key（內六角扳手） | 拆卸與鎖附內六角螺絲 |
Wrench（扳手） | 連接或拆卸氣線接頭 |
C Spanner（C 型扳手） | 連接或拆卸水線接頭 |
PDT Tool（壓差測漏工具） | 進行水線測漏，確認管線與接頭是否密合 |
Helium Leak Tester（氦氣測漏儀） | 進行氣線與真空系統測漏 |
Gasket（墊片） | 填補氣線接頭之間的空隙，確保連接處維持密封 |
其中，Gasket 是一種消耗性零件。每次拆裝管線時，都需要依照規範檢查或更換。
雖然它只是一片不起眼的小墊片，但如果漏裝、裝歪，或重複使用了不符合規範的 Gasket，都可能造成測漏失敗，必須重新拆卸、檢查並安裝接頭。
總結
ASML EUV Upgrade 工程師的工作，簡單來說，就是在確保人員與機台安全的前提下，將既有的 EUV 光刻機升級至新的系統版本。
升級內容不只包含硬體零組件的更換，也可能涉及軟體更新、參數設定、系統校正與功能驗證，確保更新後的機台能夠正常運作，並符合預期的性能規格。
整體改機流程大致可以整理為：
前期準備→ 蒐集改機前資料→ 關電與安全確認
硬體改機→ 拆除舊組件→ 安裝新組件→ 水線與氣線測漏
系統調整→ 調整雷射路徑→ 再次測漏→ 軟體更新與系統設定
驗證與交機→ 機台測試→ 正式交機工作制度則採用 做三休三 的輪班方式，日班為早上 7 點至晚上 7 點，夜班為晚上 7 點至隔天早上 7 點。
這份工作不只是拿著工具拆裝設備而已。除了需要具備基本的機械、電機、雷射與真空系統概念，也必須能夠遵守繁複的安全程序，並在機台出現異常時，根據數據逐步排查問題。
雖然輪班生活和長時間待在無塵室並不輕鬆，但能夠實際參與世界上最先進、也最複雜的半導體設備升級，確實是一段非常特別的工作經歷。
最後，附上 2024 年 ASML 尾牙的團體照 😄
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