公設化集合論的奧秘 (9) 為什麼有理數和自然數一樣多？

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「那是一位50歲男性，在工作時因為嚴重氣喘發作而被送到急診室，到院時已無法自行呼吸。由於狀況非常嚴重，最後甚至需要動用葉克膜（ECMO）來搶救。」馬偕紀念醫院胸腔內科劉景隆醫師表示，「經過詢問才曉得，患者平時都是依賴短效支氣管擴張劑。由於長期缺乏有效控制，氣喘才會持續惡化，甚至危及性命。」

2025年5月6日是「世界氣喘日」，今年的主題希望強調「讓氣喘吸入治療更普及」。台灣胸腔暨重症加護醫學會理事長陳育民醫師表示，很多患者對於「長期規律使用吸入型藥物」仍存在誤解，甚至排斥。其實氣喘是一種慢性呼吸道發炎疾病，因此治療上就不能只在發作時才用藥。唯有透過長期且規律地使用藥物，尤其是以吸入型類固醇為主的控制藥物才能有效抑制氣喘的發炎反應。

臨床上，很多病人會因為症狀減輕就自行停藥，等到病情加重才又回來就診。這樣的做法不僅無法控制病情，還會導致發炎越來越嚴重、肺功能逐漸惡化，甚至增加急診或住院的風險。

治療氣喘的藥物可大致分為「急救藥物」與「長期控制藥物」，臺北榮民總醫院胸腔部周昆達醫師指出，「急救藥物」主要是短效型支氣管擴張劑，在氣喘急性發作或症狀出現時使用，能迅速改善呼吸不順、喘鳴等症狀，藥效至多可維持約 4 至 6 小時。「長期控制藥物」才是治療氣喘的核心，主要是吸入型類固醇，能夠抑制支氣管慢性發炎，降低急性發作的風險。

「經常有患者問，醫師你開的藥有沒有類固醇？」周昆達醫師說，「我們都會仔細說明，吸入型類固醇是控制支氣管發炎的關鍵，因為藥效集中在呼吸道，所以全身性副作用極低。穩定控制發炎，可避免氣喘惡化、反覆發作、甚至造成肺功能不可逆的損傷。吸入型類固醇要持續規律使用，短效型支氣管擴張劑僅適合在緊急狀況時使用，不可過度依賴。」

氣喘患者隨意停藥，其實會有危險。劉景隆醫師解釋，雖然氣喘表面上看起來是咳嗽、喘鳴或呼吸困難，但背後真正的病因是「慢性發炎」。當發炎長期未被控制時，氣喘容易反覆發作，每一次急性惡化都可能導致肺功能惡化、急性呼吸衰竭，甚至需要插管、使用呼吸器，嚴重可能導致死亡。

「氣喘治療是要『預防發作』，而不是『等發作再處理』。」劉景隆醫師強調，「過度依賴短效型支氣管擴張劑，可能掩飾病情惡化，導致急性惡化如同海嘯般來襲！」

透過持續不斷的宣導，希望能讓患者理解「規律用藥」的重要性，陳育民醫師說，理解重要性後，患者才會主動配合，進而避免氣喘反覆發作與病情惡化。醫師會根據患者的狀況與生活作息選擇合適的維持性藥物，幫助他們養成穩定、規律的用藥習慣。

「氣喘若沒有持續穩定的控制，任何時候都有急性發作的風險！」周昆達醫師說，氣喘的治療目標是達到完全不發作、肺功能正常、不影響生活品質。吸入型類固醇的劑量極小，且藥效集中於呼吸道，副作用遠低於口服藥物，是安全、有效的標準治療方式，即使在懷孕期間都可以安心使用。

近年來，氣喘藥物持續進步，目前已有長效性的維持性吸入劑藥物，大幅提升便利性與患者的配合度。周昆達醫師說，「經過正確衛教與選擇合適的吸入劑後，患者穩定用藥下，病情控制得非常穩定，幾乎沒有再使用口服類固醇，也很少急性發作。」

針對氣喘患者使用吸入型類固醇合併長效支氣管擴張劑作為維持治療，已是一線標準治療，也都納入健保給付。劉景隆醫師說，請患者務必積極與醫師配合，規律且正確地使用吸入型藥物，並定期追蹤肺功能，才能有效控制氣喘，降低急性發作的風險！

筆記重點整理

氣喘的治療目標是達到完全不發作、肺功能正常、不影響生活品質。吸入型類固醇的劑量極小，且藥效集中於呼吸道，副作用遠低於口服藥物，是安全、有效的標準治療方式，即使在懷孕期間都可以安心使用。目前的維持性藥物，可以大幅提升便利性與患者的配合度。

氣喘是一種慢性呼吸道發炎疾病，因此治療上就不能只在發作時才用藥。唯有透過長期且規律地使用藥物，尤其是以吸入型類固醇為主的控制藥物才能真正抑制氣喘的發炎反應。

治療氣喘的藥物可大致分為「急救藥物」與「長期控制藥物」。「急救藥物」主要是短效型支氣管擴張劑，在氣喘急性發作或症狀出現時使用，能改善呼吸不順、喘鳴等症狀，藥效至多維持約4至6小時。「長期控制藥物」才是治療氣喘的核心，主要是吸入型類固醇，能夠抑制支氣管慢性發炎，降低急性發作的風險。

氣喘患者隨意停藥，其實會有危險。雖然氣喘表面上看起來是咳嗽、喘鳴或呼吸困難，但背後真正的病因是「慢性發炎」。當發炎長期未被控制時，氣喘容易反覆發作，每一次急性惡化都可能導致肺功能惡化、急性呼吸衰竭，甚至需要插管、使用呼吸器，嚴重可能導致死亡。

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「那是一位 60 多歲的男士，左眼在幾年前接受白內障手術，使用傳統多焦點人工水晶體。」達特楊眼科聯盟總院長陳怡豪醫師表示，「術後患者覺得白天的視力很好，但是晚上駕車時，對向車燈會造成明顯的光暈、眩光，讓他相當困擾，甚至不敢在夜間開車，因此遲遲沒有接受右眼的白內障手術。」

隨著右眼的白內障惡化，視力明顯下降，影響日常生活，患者才決定接受白內障手術。陳怡豪醫師說，當時正好有新一代長焦段人工水晶體問世，採用純折射式設計，光學面上沒有任何圈圈，能夠大幅降低光學干擾，提供更高品質視覺。經過詳細討論後，患者選擇使用新一代長焦段人工水晶體。

術後，患者覺得白天視力相當穩定，夜間的光暈、眩光也比傳統多焦點人工水晶體減少許多。終於又能在夜間開車上路，讓患者非常開心。

白內障是相當常見的眼科疾病，初期常見的症狀包括視力模糊、或是度數出現變化。陳怡豪醫師說，患者可能發現近視或散光度數改變，儘管外在亮度並未改變，仍會有看不清楚的感覺。特別是在夜間或黃昏時，因為光線較暗，症狀會更加明顯。

隨著白內障惡化，還會出現視野變暗、顏色改變、容易眩光等症狀。若白內障導致視力持續惡化，影響日常生活、工作時，便需要考慮接受手術治療，移除老化混濁的水晶體，放入人工水晶體。

白內障好發於50歲以上的成年人，隨著年齡增加，水晶體自然老化，導致其逐漸混濁，也就是年齡相關性白內障。陳怡豪醫師說，尤其是在 60 至 70 歲以上的長者，大多都有不同程度的白內障，只是因為進展緩慢，讓患者沒有自覺。很多人是在例行眼科檢查時意外發現視力已經下降到 0.3、0.4，才曉得視力受到影響。

除了年齡因素，還有一些危險因子可能讓白內障提早出現，包括糖尿病、高度近視、虹彩炎、曝曬過多紫外線、長期使用類固醇、眼睛受傷、曾接受眼睛手術等。

挑選人工水晶體，要留意光暈與眩光

接受白內障手術，才有辦法根本解決白內障的問題。陳怡豪醫師提醒，為了讓白內障手術能夠達到良好的成效，維持良好的視力表現，術前一定要與醫師充分討論並排除其他潛在眼疾，術後照護與日常生活的配合也非常重要。一般而言，術後 2 至 3 天後角膜水腫會逐漸改善，術後一週多數人可恢復到八成以上的預期視力。

人工水晶體的選擇亦是術後視力表現的關鍵。陳怡豪醫師解釋，傳統單焦點人工水晶體只能提供遠距離清晰視力，較無法滿足現代人的用眼需求，因此發展出多焦點人工水晶體、焦段型人工水晶體。焦段型人工水晶體能夠延長視覺景深，達到連續視力，增加生活便利性。不過傳統焦段型人工水晶體較容易出現光暈、眩光的問題。

白內障術後可能出現光暈與眩光，當患者處於昏暗環境時瞳孔擴大，光暈與眩光會更為明顯，例如看向對向車燈、路燈時，患者會看到周圍出現光環或放射狀光線干擾。陳怡豪醫師說，新一代長焦段人工水晶體採用純折射式設計，光學面上沒有任何圈圈，大幅降低光學干擾，提供更高品質視覺。

「大多數病患在選擇人工水晶體時，對光暈、眩光並沒有充分的認識。往往是在術後實際體驗到夜間視力干擾或光暈現象後，才會開始抱怨。」陳怡豪醫師說，「所以在術前的溝通非常重要，醫病雙方要詳細討論，根據用眼需求選擇合適的人工水晶體。」

新一代長焦段人工水晶體可大幅降低夜間光暈眩光影響，保持不同光線條件下優異對比度表現，夜間駕車更安全。除了能夠降低夜間光暈眩光影響之外，新一代長焦段人工水晶體可提供遠、中、功能性近距離（約 45 公分）視力範圍，滿足多數人日常用眼需求，減少配戴眼鏡的機會。

新一代長焦段人工水晶體的材質具有低折射係數、低色散表現，確保暗光環境下的視覺品質，透過環繞方邊設計，有助於降低二次白內障發生機率。另外還可矯正球面像差，強化術後視覺銳利度。

白內障會導致視力模糊，對工作、生活、安全造成影響，若出現相關警訊，務必盡快就醫檢查。接受手術前，請與醫師詳細討論，根據用眼需求，選擇合適的人工水晶體！

筆記重點整理

• 白內障是相當常見的眼科疾病，患者可能出現視野變暗、顏色改變、容易眩光等症狀。若白內障導致視力持續惡化，影響日常生活、工作時，便需要考慮接受手術治療，移除老化混濁的水晶體，放入人工水晶體。
• 為了讓白內障手術能夠達到良好的成效，維持良好的視力表現，術前一定要與醫師充分討論並排除其他潛在眼疾，術後照護與日常生活的配合也非常重要。一般而言，術後2至3天後角膜水腫會逐漸改善，術後一週多數人可恢復到八成以上的預期視力。
• 人工水晶體的選擇亦是術後視力表現的關鍵。傳統單焦點人工水晶體只能提供遠距離清晰視力，較無法滿足現代人的用眼需求，因此發展出多焦點人工水晶體、焦段型人工水晶體。焦段型人工水晶體能夠延長視覺景深，達到連續視力，增加生活便利性。不過傳統焦段型人工水晶體較容易出現光暈、眩光的問題。
• 新一代長焦段人工水晶體採用純折射式設計，光學面上沒有任何圈圈，可大幅降低夜間光暈眩光影響，保持不同光線條件下優異對比度表現，夜間駕車更安全。此外，新一代長焦段人工水晶體可提供遠、中、功能性近距離（約 45 公分）視力範圍，滿足多數人日常用眼需求，減少配戴眼鏡的機會。

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本文轉載自宜特小學堂〈如何利用表面分析工具，抓出半導體製程缺陷〉，如果您對半導體產業新知有興趣，歡迎按下右邊的追蹤，就不會錯過宜特科技的最新文章！

半導體製程中的汙染可能導致失效，但能分析半導體表面汙染物的儀器五花八門，關鍵時機該選用哪種工具，才能快、狠、準抓出製程缺陷？

什麼是「表面分析」？

在半導體製程的研發與生產過程中，難免會產生極小、極薄的奈米級異物或汙染，這些微小的缺陷可能會造成元件電性異常，導致阻值偏高、短路、漏電，甚至是封裝階段的脫層或植球失敗。雖然常見的微粒異物可透過光學或電子顯微鏡檢測，但某些汙染層如表面氧化或微蝕殘留，僅僅只有數奈米厚，與原本材料性質不同，這些肉眼或顯微鏡看不到的異物分析，就必須依賴高精度的表面分析工具來追根究柢，找出問題根源。

各種表面分析工具，分別該在什麼時機點使用？   

觀察表面高低起伏形貌與尺寸量測- SEM

在一般材料分析應用中較為人熟知的掃描式電子顯微鏡（SEM），主要是觀察表面的高低起伏形貌或尺寸量測，藉由電子掃描樣品表面擷取二次電子的訊號來成像，也可以搭配 X 光能量分散光譜（EDS）探測器鑑別表面的元素成分。然而 EDS 所蒐集的，是來自於表面以下數百奈米深度的特性 X 光訊號，反倒在最表面幾個原子層數奈米厚度的汙染，卻是很難被偵測到的。

氧化、腐蝕或污染之奈米薄膜鑑定- AES／XPS

歐傑電子能譜儀（AES）。圖／宜特科技

當 SEM-EDS 無法偵測到的表面汙染，就得仰賴奈米薄膜的檢測工具-歐傑電子能譜儀（AES）或 X 光光電子能譜儀（XPS），這兩種分析儀最常被用來檢測如氧化、腐蝕或污染的鑑定，甚至能搭配氬離子濺蝕的縱深分析技術，即可進行氧化或腐蝕層厚度的分析。

下圖為典型 AES 分析 IC 鋁墊（Al pad）表面成分的定性分析結果。左圖的能譜分析顯示表面偵測到殘留的元素有 C、O、F 和Al；右圖則是縱深（Depth profile）分析的結果，可以觀察到各種元素的含量隨深度變化的分布情形，亦可提供預估氧化層或表層 F成分汙染的厚度，分別為 24nm 與 13nm。這類汙染可能來自鋁墊在開窗（Opening）製程中會使用 CF₄ 氣體進行乾蝕刻，或是存放時間過久導致的氧化腐蝕殘留，這是影響後續封裝打線接合品質的重要參考指標。

此外，針對先進 3D 封裝製程，AES 的微電子束可用於分析 TSV導通孔，在蝕刻製程後側壁的殘留，及銅柱（copper pillar）製程中表面的氧化狀況，甚至能進行孔壁內部或直徑在數十微米以下的bump 進行極細微的表面殘留分析。

但由於激發源是使用電子束（Electron beam），在分析非導電材料時，可能會發生表面充電效應（Charging effect）現象，干擾歐傑電子訊號的擷取。AES 與 EDS 的量測深度不同，EDS 是可以在樣品表面鍍一層金屬來做導電，然而 AES 的樣品卻無法用同樣手法處理。因此，無法分析絕緣樣品是其最大的缺點。

非導電、大於十微米以上的樣品表面檢測- XPS

對於表面尺寸大於 10 微米以上的樣品，可採用 X 光光電子能譜儀（XPS）進行表面分析。XPS以 X 光作為激發源，分析範圍較大，適用於 30 微米以上的樣品，例如：IC 鋁墊、PCB 金墊、金手指、封裝用錫球及焊點等。

對於非導電的樣品 XPS 也是極佳的表面分析工具。例如，IC 鋁墊周圍的絕緣護層 SiNx、PCB 銅線路外的絕緣綠漆，以及 RDL／UBM 製程線路外的 PI 或 PBO 絕緣層等，都可以透過 XPS 進行分析。下圖顯示在 PI 層上觀察到蝕刻後殘留微量的 Ti 金屬，這可能導致 bump 漏電問題，因此而成為在 UBM 製程觀察的重要指標。

由於 XPS 是透過觀察電子束縛能（Binding energy）來進行分析的技術，利用高分辨化學位移（Chemical shift）來判斷化學鍵結的型態。下圖為鋁墊經蝕刻製程後，表面生成了橢圓形汙染物，透過能譜化學位移擬合（Curve Fitting）分析，結果顯示束縛能分別對應 78.7eV 的 [AlF₆]^3-、76.3eV 的 AlF₃ 與 74.5eV 的微量 Al₂O₃，證實這三種化學態共存於汙染物中。

除了這類蝕刻製程的生成物分析外，XPS 也可以用於陶瓷薄膜材料的製程研究，利用擬合分析技術進行化學態鍵結比例的分析，為後續製程調整與改良提供參考依據。

黃光/蝕刻製程等高分子有機化合物的定性分析- SIMS

另一種靈敏度更高的表面分析工具是「飛行時間式」二次離子質譜分析儀（TOF-SIMS），其主要採用「離子源」進行靜態（static）表面成份的定性分析。不同於一般磁偏式（Magnetic sector）SIMS 或 XPS 作動態（dynamic）縱深的定量分析，TOF-SIMS 是採用非連續性的脈衝式一次離子源，因此，轟擊樣品時產生的表面能與電荷量可大幅減少，再配合適當的電荷補償，非常適合用於絕緣有機材料的分析。

若前述在 AES 或 XPS 定性分析的結果，顯示待測樣品含有 C、N、O 這類元素時，並且製程中可能涉及高分子有機材料。此時若需要具體了解是哪種有機化合物，就可以使用 TOF-SIMS 的質譜分析進行精確鑑定。例如：在黃光、蝕刻製程或清洗後的缺陷汙染，通常伴隨著有機溶劑或光阻等殘留，就非常適合使用 TOF-SIMS 來進行分析。

除了上述關於表面污染的定性成份分析技術外，其它像是數個奈米厚度的超薄膜，亦可借助的表面分析儀器如原子力顯微鏡（AFM）、X 光繞射儀的 X 光反射（XRR）分析技術，進一步獲取樣品奈米表面形貌、粗糙度，或是厚度等的資訊，為製程開發與品質管理提供更完整的分析依據。（進一步閱讀：借力三大工具，精準量測樣品表面粗糙度）

樣品該如何選擇適合的表面分析工具？一張表解決痛點！

當遇到形貌、外觀、顏色甚至電性都不同的各種樣品，該如何選擇正確的分析工具，或是先該從哪一個方式著手？由於每種儀器能夠承載的樣品空間並不固定，並且能夠分析的範圍也都相異。宜特表面分析實驗室準備以下圖表，讓您可以更清楚了解如何根據汙染物的預估深度、尺寸以及希望觀察的濃度大小，來進一步了解分析流程。

假設發現的異物汙染無法用顯微鏡確認大小或尺寸，僅確定是局部異常變色，可以先使用 XPS 分析；若 XPS 分析結果是 C、N、O這三個元素，極可能為有機汙染。若要進一步鑑定是哪種有機物，就可以用圖表最末端的 FTIR 或 TOF-SIMS 分析鑑定，以確認汙染來源與成分。

當您遇到難以判斷的狀況或是樣品尺寸不符的窘境，或是想要更清楚如何根據樣品尺寸、大小、汙染處選擇正確的分析儀器嗎？歡迎洽詢宜特官方Line帳號 或來信至 marketing_tw@istgroup.com，我們將奉上一張精心製作的圖表，協助您更加了解表面分析工具。

本文出自 www.istgroup.com。