光刻工藝基礎(chǔ)知識(shí).doc

光刻工藝基礎(chǔ)知識(shí)PHOTO光刻工藝基礎(chǔ)知識(shí)PHOTO (注：引用資料) 光刻工藝基礎(chǔ)知識(shí)PHOTO PHOTO 流程? 答：上光阻曝光顯影顯影后檢查CD量測(cè)Overlay量測(cè) 何為光阻？其功能為何？其分為哪兩種？ 搭：Photoresist(光阻).是一種感光的物質(zhì)，其作用是將Pattern從光罩(Reticle)上傳遞到Wafer上的一種介質(zhì)。其分為正光阻和負(fù)光阻。 何為正光阻? 答：正光阻，是光阻的一種，這種光阻的特性是將其曝光之后，感光部分的性質(zhì)會(huì)改變，并在之后的顯影過(guò)程中被曝光的部分被去除。 何為負(fù)光阻? 答：負(fù)光阻也是光阻的一種類(lèi)型，將其曝光之后，感光部分的性質(zhì)被改變，但是這種光阻的特性與正光阻的特性剛好相反，其感光部分在將來(lái)的顯影過(guò)程中會(huì)被留下，而沒(méi)有被感光的部分則被顯影過(guò)程去除。 何謂 Photo? 答：Photo=Photolithgraphy,光刻，將圖形從光罩上成象到光阻上的過(guò)程。 Photo主要流程為何? 答： Photo的流程分為前處理，上光阻，Soft Bake, 曝光，PEB，顯影，Hard Bake等。 何謂PHOTO區(qū)之前處理? 答：在Wafer上涂布光阻之前，需要先對(duì)Wafer表面進(jìn)行一系列的處理工作，以使光阻能在后面的涂布過(guò)程中能夠被更可靠的涂布。前處理主要包括Bake，HDMS等過(guò)程。其中通過(guò)Bake將Wafer表面吸收的水分去除，然后進(jìn)行HDMS(六甲基乙硅氮烷，以增加光阻與晶體表面附著的能力)工作，以使Wafer表面更容易與光阻結(jié)合。 何謂上光阻? 答：上光阻是為了在Wafer表面得到厚度均勻的光阻薄膜。光阻通過(guò)噴嘴（Nozzle）被噴涂在高速旋轉(zhuǎn)的Wafer表面，并在離心力的作用下被均勻的涂布在Wafer的表面。 何謂Soft Bake?答：上完光阻之后，要進(jìn)行Soft Bake，其主要目的是通過(guò)Soft Bake將光阻中的溶劑蒸發(fā)，并控制光阻的敏感度和將來(lái)的線(xiàn)寬，同時(shí)也將光阻中的殘余內(nèi)應(yīng)力釋放。 何謂曝光? 答：曝光是將涂布在Wafer表面的光阻感光的過(guò)程，同時(shí)將光罩上的圖形傳遞到Wafer上的過(guò)程。 何謂PEB(Post Exposure Bake)? 答：PEB是在曝光結(jié)束后對(duì)光阻進(jìn)行控制精密的Bake的過(guò)程。其目的在于使被曝光的光阻進(jìn)行充分的化學(xué)反應(yīng)，以使被曝光的圖形均勻化。 何謂顯影? 答：顯影類(lèi)似于洗照片，是將曝光完成的Wafer進(jìn)行成象的過(guò)程，通過(guò)這個(gè)過(guò)程，成象在光阻上的圖形被顯現(xiàn)出來(lái)。 何謂Hard Bake? 答：Hard Bake是通過(guò)烘烤使顯影完成后殘留在Wafer上的顯影液蒸發(fā)，并且固化顯影完成之后的光阻的圖形的過(guò)程。 何為BARC?何為T(mén)ARC?它們分別的作用是什幺？ 答：BARC=Bottom Anti Reflective Coating, TARC=Top Anti Reflective Coating.BARC是被涂布在光阻下面的一層減少光的反射的物質(zhì)，TARC則是被涂布在光阻上表面的一層減少光的反射的物質(zhì)。他們的作用分別是減少曝光過(guò)程中光在光阻的上下表面的反射，以使曝光的大部分能量都被光阻吸收。 何謂 I-line？ 答：曝光過(guò)程中用到的光，由Mercury Lamp(汞燈)產(chǎn)生，其波長(zhǎng)為365nm，其波長(zhǎng)較長(zhǎng)，因此曝光完成后圖形的分辨率較差，可應(yīng)用在次重要的層次。 何謂 DUV？ 答：曝光過(guò)程中用到的光，其波長(zhǎng)為248nm，其波長(zhǎng)較短，因此曝光完成后的圖形分辨率較好，用于較為重要的制程中。 I-line與DUV主要不同處為何? 答：光源不同，波長(zhǎng)不同，因此應(yīng)用的場(chǎng)合也不同。I-Line主要用在較落后的制程（0.35微米以上）或者較先進(jìn)制程（0.35微米以下）的Non-Critical layer。DUV則用在先進(jìn)制程的Critical layer上。 何為Exposure Field? 答：曝光區(qū)域，一次曝光所能覆蓋的區(qū)域 何謂 Stepper? 其功能為何? 答：一種曝光機(jī)，其曝光動(dòng)作為Step by step形式,一次曝整個(gè)exposure field,一個(gè)一個(gè)曝過(guò)去 何謂 Scanner? 其功能為何? 答：一種曝光機(jī)，其曝光動(dòng)作為Scanning and step形式, 在一個(gè)exposure field曝光時(shí), 先Scan完整個(gè)field, Scan完后再移到下一個(gè)field. 何為象差？ 答：代表透鏡成象的能力,越小越好. Scanner比Stepper優(yōu)點(diǎn)為何？ 答：Exposure Field大，象差較小 曝光最重要的兩個(gè)參數(shù)是什幺？ 答：Energy(曝光量), Focus(焦距)。如果能量和焦距調(diào)整的不好，就不能得到要求的分辨率和要求大小的圖形，主要表現(xiàn)在圖形的CD值超出要求的范圍。因此要求在生產(chǎn)時(shí)要時(shí)刻維持最佳的能量和焦距，這兩個(gè)參數(shù)對(duì)于不同的產(chǎn)品會(huì)有不同。 何為Reticle? 答：Reticle也稱(chēng)為Mask，翻譯做光掩模板或者光罩，曝光過(guò)程中的原始圖形的載體，通過(guò)曝光過(guò)程，這些圖形的信息將被傳遞到芯片上。 何為Pellicle? 答：Pellicle是Reticle上為了防止灰塵(dust)或者微塵粒子(Particle)落在光罩的圖形面上的一層保護(hù)膜。 何為OPC光罩？ 答：OPC (Optical Proximity Correction)為了增加曝光圖案的真實(shí)性，做了一些修正的光罩，例如，0.18微米以下的Poly, Metal layer就是OPC光罩。 何為PSM光罩？ 答：PSM (Phase Shift Mask)不同于Cr mask, 利用相位干涉原理成象，目前大都應(yīng)用在contact layer以及較小CD的Critical layer（如AA，POLY，METAL1）以增加圖形的分辨率。 何為CR Mask？ 答：傳統(tǒng)的鉻膜光罩,只是利用光訊0與1干涉成像,主要應(yīng)用在較不Critical 的layer光罩編號(hào)各位代碼都代表什幺？ 答：例如003700-156AA-1DA, 0037代表產(chǎn)品號(hào)，00代表Special code,156代表layer,A代表客戶(hù)版本，后一個(gè)A代表SMIC版本，1代表FAB1，D代表DUV(如果是J,則代表I-line),A代表ASML機(jī)臺(tái)（如果是C，則代表Canon機(jī)臺(tái)） 光罩室同時(shí)不能超過(guò)多少人在其中？ 答：2人，為了避免產(chǎn)生更多的Particle和靜電而損壞光罩。 存取光罩的基本原則是什幺？ 答：(1) 光罩盒打開(kāi)的情況下，不準(zhǔn)進(jìn)出Mask Room,最多只準(zhǔn)保持2個(gè)人(2) 戴上手套(3) 輕拿輕放 如何避免靜電破壞Mask？ 答：光罩夾子上連一導(dǎo)線(xiàn)到金屬桌面，可以將產(chǎn)生的靜電導(dǎo)出。 光罩POD和FOUP能放在一起嗎？它們之間至少應(yīng)該保持多遠(yuǎn)距離？ 答：不能放在一起，之間至少要有30公分的距離，防止搬動(dòng)FOUP時(shí)碰撞光罩Pod而損壞光罩。 何謂 Track? 答：Photo制程中一系列步驟的組合，其包括：Wafer的前、后處理，Coating(上光阻)，和Develop(顯影)等過(guò)程。 In-line Track機(jī)臺(tái)有幾個(gè)Coater槽，幾個(gè)Developer槽？ 答：均為4個(gè) 機(jī)臺(tái)上亮紅燈的處理流程？ 答：機(jī)臺(tái)上紅燈亮起的時(shí)候表明機(jī)臺(tái)處于異常狀態(tài)，此時(shí)已經(jīng)不能RUN貨，因此應(yīng)該及時(shí)Call E.E進(jìn)行處理。若EE現(xiàn)在無(wú)法立即解決，則將機(jī)臺(tái)掛DOWN。 何謂 WEE? 其功能為何? 答：Wafer Edge Exposure。由于Wafer邊緣的光阻通常會(huì)涂布的不均勻，因此一般不能得到較好的圖形，而且有時(shí)還會(huì)因此造成光阻peeling而影響其它部分的圖形，因此 將Wafer Edge的光阻曝光，進(jìn)而在顯影的時(shí)候?qū)⑵淙コ?，這樣便可以消除影響。 何為PEB？其功能為何？ 答：Post Exposure Bake，其功能在于可以得到質(zhì)量較好的圖形。（消除standing waves） PHOTO POLYIMIDE所用的光阻是正光阻還是負(fù)光阻 答：目前正負(fù)光阻都有，SMIC FAB內(nèi)用的為負(fù)光阻。 RUN貨結(jié)束后如何判斷是否有wafer被reject？ 答：查看RUN之前l(fā)ot里有多少Wafer,再看Run之后lot里的WAFER是否有少掉，如果有少，則進(jìn)一步查看機(jī)臺(tái)是否有Reject記錄。 何謂 Overlay? 其功能為何? 答：迭對(duì)測(cè)量?jī)x。由于集成電路是由很多層電路重迭組成的，因此必須保證每一層與前面或者后面的層的對(duì)準(zhǔn)精度，如果對(duì)準(zhǔn)精度超出要求范圍內(nèi)，則可能造成整個(gè)電路不能完成設(shè)計(jì)的工作。因此在每一層的制作的過(guò)程中，要對(duì)其與前層的對(duì)準(zhǔn)精度進(jìn)行測(cè)量，如果測(cè)量值超出要求，則必須采取相應(yīng)措施調(diào)整process condition. 何謂 ADI CD? 答：Critical Dimension，光罩圖案中最小的線(xiàn)寬。曝光過(guò)后，它的圖形也被復(fù)制在Wafer上，通常如果這些最小的線(xiàn)寬能夠成功的成象，同時(shí)曝光的其它的圖形也能夠成功的成象。因此通常測(cè)量CD的值來(lái)確定process的條件是否合適。 何謂 CD-SEM? 其功能為何? 答：掃描電子顯微鏡。是一種測(cè)量用的儀器，通常可以用于測(cè)量CD以及觀察圖案。 PRS的制程目的為何？ 答：PRS (Process Release Standard)通過(guò)選擇不同的條件（能量和焦距）對(duì)Wafer曝光，以選擇最佳的process condition。 何為ADI？ADI需檢查的項(xiàng)目有哪些？ 答：After Develop Inspection，曝光和顯影完成之后，通過(guò)ADI機(jī)臺(tái)對(duì)所產(chǎn)生的圖形的定性檢查，看其是否正常，其檢查項(xiàng)目包括：Layer ID,Locking Corner,Vernier,Photo Macro Defect 何為OOC, OOS，OCAP？ 答：OOC=out of control, OOS=Out of Spec, OCAP=out of control action plan 當(dāng)需要追貨的時(shí)候，是否需要將ETCH沒(méi)有下機(jī)臺(tái)的貨追回來(lái)？ 答：需要。因?yàn)橥ǔＪ莗rocess出現(xiàn)了異常，而且影響到了一些貨，因此為了減少損失，必須把還沒(méi)有ETCH的貨追回來(lái)，否則ETCH之后就無(wú)法挽回?fù)p失。 PHOTO ADI檢查的SITE是每片幾個(gè)點(diǎn)？ 答：5點(diǎn)，Wafer中間一點(diǎn)，周?chē)狞c(diǎn)。 PHOTO OVERLAY檢查的SITE是每片幾個(gè)點(diǎn)？ 答：20 PHOTO ADI檢查的片數(shù)一般是哪幾片？ 答：#1，#6，#15，#24; 統(tǒng)計(jì)隨機(jī)的考慮 何謂RTMS，其主要功能是什幺？ 答：RTMS (Reticle Management System) 光罩管理系統(tǒng)用于trace光罩的History,Status,Location,and Information以便于光罩管理 PHOTO區(qū)的主機(jī)臺(tái)進(jìn)行PM的周期？ 答：一周一次 PHOTO區(qū)的控片主要有幾種類(lèi)型 答：(1) Particle :作為Particle monitor用的芯片,使用前測(cè)前需小于10顆(2) Chuck Particle :作為Scanner測(cè)試Chuck平坦度的專(zhuān)用芯片,其平坦度要求非常高(3) Focus :作為Scanner Daily monitor best 的wafer(4) CD :做為photo區(qū)daily monitor CD穩(wěn)定度的wafer(5) PR thickness :做為光阻厚度測(cè)量的wafer(6) PDM :做為photo defect monitor的wafer 當(dāng)TRACK剛顯示光阻用完時(shí)，其實(shí)機(jī)臺(tái)中還有光阻嗎？ 答：有少量光阻 WAFER SORTER有讀WAFER刻號(hào)的功能嗎？ 答：有 光刻部的主要機(jī)臺(tái)是什幺? 它們的作用是什幺? 答：光刻部的主要機(jī)臺(tái)是: TRACK(涂膠顯影機(jī)), Sanner(掃描曝光機(jī)) 為什幺說(shuō)光刻技術(shù)最象日常生活中的照相技術(shù) 答：Track 把光刻膠涂附到芯片上就等同于底片,而曝光機(jī)就是一臺(tái)最高級(jí)的照相機(jī).光罩上的電路圖形就是人物. 通過(guò)對(duì)準(zhǔn),對(duì)焦,打開(kāi)快門(mén), 讓一定量的光照過(guò)光罩, 其圖像呈現(xiàn)在芯片的光刻膠上, 曝光后的芯片被送回Track 的顯影槽, 被顯影液浸泡, 曝光的光刻膠被洗掉, 圖形就顯現(xiàn)出來(lái)了. 光刻技術(shù)的英文是什幺 答：Photo Lithography 常聽(tīng)說(shuō)的.18 或點(diǎn)13 技術(shù)是指什幺? 答：它是指某個(gè)產(chǎn)品,它的最小CD 的大小為0.18um or 0.13um. 越小集成度可以越高, 每個(gè)芯片上可做的芯片數(shù)量越多, 難度也越大.它是代表工藝水平的重要參數(shù). 從點(diǎn)18工藝到點(diǎn)13 工藝到點(diǎn)零9. 難度在哪里? 答：難度在光刻部, 因?yàn)閳D形越來(lái)越小, 曝光機(jī)分辨率有限. 曝光機(jī)的NA 是什幺? 答：NA是曝光機(jī)的透鏡的數(shù)值孔徑;是光罩對(duì)透鏡張開(kāi)的角度的正玹值. 最大是1; 先進(jìn)的曝光機(jī)的NA 在0.5 -0.85之間. 曝光機(jī)分辨率是由哪些參數(shù)決定的? 答：分辨率=k1*Lamda/NA. Lamda是用于曝光的光波長(zhǎng);NA是曝光機(jī)的透鏡的數(shù)值孔徑;k1是標(biāo)志工藝水準(zhǔn)的參數(shù), 通常在0.4-0.7之間. 如何提高曝光機(jī)的分辨率呢? 答：減短曝光的光波長(zhǎng), 選擇新的光源; 把透鏡做大,提高NA. 現(xiàn)在的生產(chǎn)線(xiàn)上, 曝光機(jī)的光源有幾種, 波長(zhǎng)多少? 答：有三種: 高壓汞燈光譜中的365nm 譜線(xiàn), 我們也稱(chēng)其為I-line; KrF 激光器, 產(chǎn)生248 nm 的光; ArF 激光器, 產(chǎn)生193 nm 的光; 下一代曝光機(jī)光源是什幺? 答：F2 激光器. 波長(zhǎng)157nm 我們可否一直把波長(zhǎng)縮短,以提高分辨率? 困難在哪里? 答：不可以. 困難在透鏡材料. 能透過(guò)157nm 的材料是CaF2, 其晶體很難生長(zhǎng). 還未發(fā)現(xiàn)能透過(guò)更短波長(zhǎng)的材料. 為什幺光刻區(qū)采用黃光照明？ 答：因?yàn)榘坠庵邪?65nm成份會(huì)使光阻曝光,所以采用黃光; 就象洗像的暗房采用暗紅光照明. 什幺是SEM 答：掃描電子顯微鏡(Scan Electronic Microscope)光刻部常用的也稱(chēng)道CD SEM. 用它來(lái)測(cè)量CD 如何做Overlay 測(cè)量呢? 答：芯片(Wafer)被送進(jìn)Overlay 機(jī)臺(tái)中. 先確定Wafer的位置從而找到Overlay MARK. 這個(gè)MARK 是一個(gè)方塊 IN 方塊的結(jié)構(gòu).大方塊是前層, 小方塊是當(dāng)層;通過(guò)小方塊是否在大方塊中心來(lái)確定Overlay的好壞. 生產(chǎn)線(xiàn)上最貴的機(jī)器是什幺 答：曝光機(jī);5-15 百萬(wàn)美金/臺(tái) 曝光機(jī)貴在哪里? 答：曝光機(jī)貴在它的光學(xué)成像系統(tǒng) (它的成像系統(tǒng)由15 到20 個(gè)直徑在200 300MM 的透鏡組成.波面相位差只有最好象機(jī)的5%. 它有精密的定位系統(tǒng)(使用激光工作臺(tái)) 激光工作臺(tái)的定位精度有多高? 答：現(xiàn)用的曝光機(jī)的激光工作臺(tái)定位的重復(fù)精度小于10nm 曝光機(jī)是如何保證Overlay50nm 答：曝光機(jī)要保證每層的圖形之間對(duì)準(zhǔn)精度50nm. 它首先要有一個(gè)精準(zhǔn)的激光工作臺(tái), 它把wafer移動(dòng)到準(zhǔn)確的位置. 再就是成像系統(tǒng),它帶來(lái)的圖像變形0.35um 以上的圖層(LAYER) KrF scanner 的工作范圍是多少? 答：CD 0.13um 以上的圖層(LAYER) ArF scanner 的工作范圍是多少? 答：CD 0.08um 以上的圖層(LAYER) 什幺是DUV SCANNER 答：DUV SCANNER是 指所用光源為eep Ultra Voliet, 超紫外線(xiàn)即現(xiàn)用的248nm,193nm Scanner Scanner在曝光中可以達(dá)到精確度宏觀理解： 答：Scanner 是一個(gè)集機(jī)，光，電為一體的高精密機(jī)器；為控制iverlay40nm,在曝光過(guò)程中，光罩和Wafer的運(yùn)動(dòng)要保持很高的同步性在250nm/秒的掃描曝光時(shí)，兩者同步位置10nm相當(dāng)于兩架時(shí)速1000公里小時(shí)的波音747飛機(jī)前后飛行，相距小于10微米 光罩的結(jié)構(gòu)如何？ 答：光罩是一塊石英玻璃，它的一面鍍有一層鉻膜（不透光）在制造光罩時(shí)，用電子束或激光在鉻膜上寫(xiě)上電路圖形（把部分鉻膜刻掉，透光）在距鉻膜5mm 的地方覆蓋一極薄的透明膜（叫pellicle），保護(hù)鉻膜不受外界污染. 在超凈室（cleanroom）為什幺不能攜帶普通紙 答：普通紙張是由大量短纖維壓制而成，磨擦或撕割都會(huì)產(chǎn)生大量微小塵埃（particle）進(jìn)cleanroom 要帶專(zhuān)用的Cleanroom Paper. 如何做CD 測(cè)量呢? 答：芯片(Wafer)被送進(jìn)CD SEM 中. 電子束掃過(guò)光阻圖形(Pattern).有光阻的地方和無(wú)光阻的地方產(chǎn)生的二次電子數(shù)量不同; 處理此信號(hào)可的圖像.對(duì)圖像進(jìn)行測(cè)量得CD. 什幺是DOF 答：DOF 也叫Depth Of Focus, 與照相中所說(shuō)的景深相似. 光罩上圖形會(huì)在透鏡的另一側(cè)的某個(gè)平面成像, 我們稱(chēng)之為像平面(Image Plan), 只有將像平面與光阻平面重合(In Focus)才能印出清晰圖形. 當(dāng)離開(kāi)一段距離后, 圖像模糊. 這一可清晰成像的距離叫DOF 曝光顯影后產(chǎn)生的光阻圖形（Pattern）的作用是什幺？ 答：曝光顯影后產(chǎn)生的光阻圖形有兩個(gè)作用：一是作刻蝕的模板，未蓋有光阻的地方與刻蝕氣體反應(yīng)，被吃掉去除光阻后，就會(huì)有電路圖形留在芯片上另一作用是充當(dāng)例子注入的模板 光阻種類(lèi)有多少？ 答：光阻種類(lèi)有很多可根據(jù)它所適用的曝光波長(zhǎng)分為I-line光阻,KrF光阻和ArF光阻光阻層的厚度大約為多少？ 答：光阻層的厚度與光阻種類(lèi)有關(guān)I-line光阻最厚，0.7um to 3um. KrF光阻0.4-0.9um. ArF光阻0.2-0.5um. 哪些因素影響光阻厚度？ 答：光阻厚度與芯片（）的旋轉(zhuǎn)速度有關(guān)，越快越薄，與光阻粘稠度有關(guān) 哪些因素影響光阻厚度的均勻度？ 答：光阻厚度均勻度與芯片（）的旋轉(zhuǎn)加速度有關(guān)，越快越均勻，與旋轉(zhuǎn)加減速的時(shí)間點(diǎn)有關(guān) 當(dāng)顯影液或光阻不慎濺入眼睛中如何處理 答：大量清水沖洗眼睛，并查閱顯影液的（Chemical Safety Data Sheet）,把它提供給醫(yī)生，以協(xié)助治療隨著科技的進(jìn)步，微電子工業(yè)的制造技術(shù)一日千里，其中微影技術(shù)扮演著最重要的角色之一。 只要關(guān)于圖形上的定義（patterning），皆需要使用微影技術(shù)，本文將對(duì)一般最常使用的光學(xué)微影技術(shù)（Optical Lithography）作一簡(jiǎn)單的介紹。 所謂的光微影術(shù)，簡(jiǎn)單的說(shuō)就是希望將設(shè)計(jì)好的線(xiàn)路圖形，完整且精確地復(fù)制到晶圓上。如圖一所示，半導(dǎo)體廠(chǎng)首先需將設(shè)計(jì)好的圖形制作成光罩（photo mask），應(yīng)用光學(xué)成像的原理，將圖形投影至晶圓上。由光源發(fā)出的光，只有經(jīng)過(guò)光罩透明區(qū)域的部分可以繼續(xù)通過(guò)透鏡，而呈像在晶圓表面。 晶圓表面事先需經(jīng)清潔處理，再涂抹上類(lèi)似底片功能的感光化學(xué)物質(zhì)，稱(chēng)為光阻劑 (photo resist）。 通過(guò)光罩及透鏡的光線(xiàn)會(huì)與光 阻 劑 產(chǎn)生反應(yīng)， 通常我們稱(chēng)此步驟為曝光。 圖一：為標(biāo)準(zhǔn)光微影制程，曝光源通過(guò)光罩、透鏡，最后將光罩圖形成像于晶圓上。(取自Ref. 1) 曝光后的晶圓需再經(jīng)顯影 ( development ) 步驟，以化學(xué)方式處理晶圓上曝光與未曝光的光阻劑，即可將光罩上的圖形完整地轉(zhuǎn)移到芯片上，然后接續(xù)其它的制程。因此在光微影技術(shù)中，光罩、光阻劑、光阻涂布顯影設(shè)備、對(duì)準(zhǔn)曝光系統(tǒng)等，皆是在不同的制程中，可以視需要選擇使用不同的光阻劑，以移除或保留選定的圖形，類(lèi)似雕刻中的陰刻或陽(yáng)刻技巧。如圖二所示，右邊使用的是正光阻，經(jīng)光罩阻擋而未曝光的部份可以保護(hù)底下的晶圓，曝光的部份最后則經(jīng)蝕刻移除；圖左使用的是負(fù)光阻，移除的是曝光的部份。圖二：選擇使用不同的光阻劑的制程；右下圖使用的是正光阻，左下圖使用的是負(fù)光阻。 (取自Ref. 2) 一般來(lái)說(shuō)， IC的密度越高，操作速度越快、平均成本也越低，因此半導(dǎo)體廠(chǎng)商無(wú)不絞盡腦汁要將半導(dǎo)體的線(xiàn)寬縮小，以便在晶圓上塞入更多晶體管。然而，光微影術(shù)所能制作的最小線(xiàn)寬與光源的波長(zhǎng)成正比 (稍后解釋) ，因此要得到更小的線(xiàn)寬，半導(dǎo)體制程不得不改采波長(zhǎng)更短的光源。 如圖三所示，隨著光源波段的不同，制程技術(shù)已經(jīng)由G-line(436nm)、I-line (365nm)的0.350.5微米，進(jìn)展到目前的KrF (248nm)及ArF(193nm)的0.250.1微米的制程技術(shù)，雖然原則上可以制造出更微小的電子組件，但伴隨而來(lái)的是成本的增加及制程上的困難。 因此，隨著組件尺寸持續(xù)縮小，光微影技術(shù)已成為半導(dǎo)體制程的最大瓶頸，若是無(wú)法加以突破，半導(dǎo)體工業(yè)的發(fā)展勢(shì)將受到阻礙。 圖三：不同波長(zhǎng)的光源，適用于不同的線(xiàn)寬尺寸。光源的能量越高，波長(zhǎng)越短，可制作的線(xiàn)寬越小。 (取自Ref. 3) 根據(jù)雷利準(zhǔn)則(Rayleigh criterion) ，光學(xué)系統(tǒng)所能夠分辨出的最小寬度( 相當(dāng)于分辨率)，與光的波長(zhǎng)()成正比，而與數(shù)值孔徑(NA)成反比，亦即 這就是所謂的繞射極限 (diffraction limit)。根據(jù)這個(gè)關(guān)系式，若使用較短波長(zhǎng)的曝光源，或是數(shù)值孔徑(NA)較大的透鏡，理論上可以提高解析能力，換言之可以獲得較小的線(xiàn)寬。 然而，還有其它因素也必須納入考慮。根據(jù)雷利準(zhǔn)則的另一關(guān)系式， 我們發(fā)現(xiàn)不論使用波長(zhǎng)較短的光源， 或數(shù)值孔徑較大的透鏡，都會(huì)使得聚焦深度(Depth of Focus, DOF)變小。 不幸的是，通常聚焦深度越大，越適合量產(chǎn)，所以如何妥善搭配光源與透鏡， 既使線(xiàn)寬縮小 ，又能維持產(chǎn)量， 向來(lái)是半導(dǎo)體業(yè)者最大的挑戰(zhàn)。 一般來(lái)說(shuō)， 半導(dǎo)體業(yè)者會(huì)先嘗試調(diào)整NA來(lái)改善解析 度， 待聚焦深度無(wú)法符合量產(chǎn)條件時(shí)， 才會(huì)想要轉(zhuǎn)換波長(zhǎng)更短的光源。這是因