用來印刷IC版的微影術(lithography)

台大生醫電子與資訊學研究所/ 皮膚科  王修含 醫師

微影術(lithography)的定義
利用物理能量,如紫外線(ultraviolet, UV), X光(X-ray), 電子束(electron beam),配合其它技巧,如蝕刻(etching)、光罩設計(mask design)、光阻(photoresist)、基質製造(substrate production)等,用於生產積體電路(integrated circuit, IC)的工業技術,稱為lithography

光學顯影術 (光學蝕刻技術,photolithography/ optical lithography)
傳統上,電子業的製程是利用紫外線光源,配合光罩與光阻,進行蝕刻(etching)。製程中若使用溶劑,稱為濕式蝕刻(wet etching);若使用電漿(plasma),則稱為乾式蝕刻(dry etching)。

紫外線光源常用「準分子雷射」(excimer laser)激發,例如氟化氪雷射(KrF laser, 波長 248 nm)、氟化氬雷射(ArF laser, 波長193 nm)、氟化鈣雷射(CaF2 laser, 波長157 nm)。
波長愈短,解析度(resolution)愈高,可達0.13 μm (微米),這類相關技術發展成熟,成本低,且產量高(high throughput),是現代電子業最常用的製程技術。

此法發展至今,遭遇到光學上的瓶頸,因為透鏡無法使波長過短的紫外線偏折。因此有人發展「浸潤式微影」(immersion lithography),在水中進行製程,利用水的折射率(n=1.3)比空氣高(空氣折射率n=1),使紫外線在水中的波長變長,克服這個問題。

次世代微影技術 (next generation lithography)
即使利用「浸潤式微影」的製程,仍無法完全克服透鏡面臨短波長的問題,因此近年來發展出「次世代微影技術」(next generation lithography),例如:
(1) X-射線微影術 (X-ray lithography):以同步輻射發出X-射線,波長約7-13 nm,可直接以1:1的比例進行製程,不須設計光罩,也避開光學透鏡的問題。

(2) 電子束微影術(Electron-beam/ E-beam lithography):使用電子束進行製程,在20-100 KeV的能量下,電子束的波長約為0.02-0.05 nm,可大達提高解析度 (波長愈小,解析度愈高),其理論解析度可達僅數奈米;而且電子束具有極小的聚焦角度,可達接近微米等級的焦深(depth of focus,DOF),優於光學微影技術。但與光學微影術相比,電子束微影術的成本昂貴,且製程速度慢(low throughput),不易用於大量生產晶片。


arrow
arrow
    全站熱搜

    skin168 發表在 痞客邦 留言(0) 人氣()