在半導體的制造過程中，各種材料依序分別加工成需要的形狀，然后依序堆疊。這時，對各層材料薄膜畫出電路圖案的制程，稱為“黃光微影”及“飽刻”。首先對黃光微影制程（相片蝕刻制程）做說明。

黃光微影制程利用了在數位相機普及前，與銀鹽相機（底片型相機）非常相似的顯像原理。在接下來的篇幅中，將針對黃光微影制程，分成幾個主要的制程，進行介紹。

①光阻涂布

如圖2-7-1所示，成長了某層材料膜的晶圓，用回旋涂布機（spin coater）以真空吸座固定后，再將光阻液（感光性樹脂溶液）以噴嘴噴至晶圓表面，并將晶圓以每秒數千次的高速旋轉，利用離心力使光阻形成厚度均勻的薄膜。

此時形成的光阻膜厚度，可以光阻黏度、溶劑種類、晶圓旋轉次數等控制。

光阻為感光性樹脂材料，特性會隨溫濕度而有所變化。故處理光阻的無塵室空間（黃光微影段）使用長波長的黃色照明，并且溫濕度都需要嚴格管控。

②光阻的種類

光阻由感光劑、基底樹脂、溶劑等共同組成。在近年來使用KrF（氟化氪）或ArF（氟化氫）做為光源的準分子雷射曝光制程中，使用圖2-7-2所示、又稱作“化學放大型”的光致產酸劑，來做為感光劑的光阻材料。

另外，光阻又分為顯影時除去照到光的部分——正型光阻，與顯影時除去沒有照到光的部分—負型光阻兩種，隨著欲形成圖案的不同，而區別兩者的使用范圍。

③軟烤

將完成涂布光阻的晶圓，放在氮氣中加熱到約攝氏80度，使得光阻內殘存的有機溶劑得以揮發而去除。此制程稱作“軟烤”。圖2-7-3為隧道式烘烤裝置。

④曝光（硬烤）

將光罩上的圖案轉印到晶圓光阻膜上的制程，稱為“曝光”。如過2-7-4所示，在曝光制程中，將晶圓設置在稱為“步進機（Stepper）”的曝光機裝置。

步進機使用數個鏡片系統，透過相當于轉印圖案四倍大的光罩，將光源投影在晶圓表面，進行曝光。因此，步進機有時也稱為“縮小投影式曝光裝置”。

完成一個晶片（晶粒）的曝光后，曝光機的光學掃描座會移動至下一個晶片進行曝光，再移動到下一個晶片。重覆此動作將電路圖燒到整面晶圓。步進機的名稱，就是此Step-and-step /?步一步的重覆動作而來。

步進機的性能，也就是解析度能夠轉印多么精細的圖案，則取決于光源的波長（λ），與鏡片的直徑（NA: numerical aperture，數值孔徑）。解析度（R: resolution）與λ的經驗常數k倍成正比，并與NA成反比。

目前最先進的黃光微影制程中，使用ArF準分子雷射（λ=193nm）作為光源。nm為nano-meter，代表10的負九次方。

此外，為了得到更高的解析度，也就是要使經驗常數盡可能地小，而在“超解析度計數”上投入不少功夫。在步進機上追加有光罩掃描功能的曝光裝置，稱為“掃描器（scanner）”。在實際應用中，最先進的黃光微影，即是使用這種掃描器式的曝光機。掃描器式的曝光機不使用全面式的鏡片，而僅使用條狀部分來進行掃描，故擁有較大的曝光面積、并且較少因鏡片像差造成影響。

⑤顯影

完成曝光制程的晶圓，將進行稱為曝光后烘烤（PEB:post exposurebake）的輕度熱處理。這是為了減少曝光時駐波的影響，使圖案邊緣銳利化，并使化學放大型光阻的產酸反應加速進行。

審核編輯：黃飛

?